JPH11258537A

JPH11258537A - 光偏向走査装置

Info

Publication number: JPH11258537A
Application number: JP8043398A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Miyamoto; 英幸宮本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】回転多面鏡を回転支持するころがり軸受にゴ
ミ等が侵入するのを防ぐ。【解決手段】回転多面鏡１は、ロータマグネット４と
ステータコイル６からなるモータによって回転駆動され
る。回転軸３を回転自在に支持するころがり軸受２は、
スリーブ２１と一体である外輪２２と回転軸３の間の軸
受間隙にボール列２３を保持する。前記軸受間隙にゴミ
等が侵入するのを防ぐためのシール部材２７を回転軸３
と一体的に設けることで、圧入等によってロータマグネ
ット４を回転軸３に固着するときに回転軸３に沿って落
下する摩耗粉等が軸受間隙に侵入するのを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタやレーザファクシミリ等の画像形成装置に用いられ
る光偏向走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタやレーザファクシ
ミリ等の画像形成装置に用いられる光偏向走査装置は、
高速回転する回転多面鏡によってレーザビーム等の光ビ
ームを偏向走査し、得られた走査光を回転ドラム上の感
光体に結像させて静電潜像を形成する。次いで、感光体
の静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化し、こ
れを記録紙等の記録媒体に転写して定着装置へ送り、記
録媒体上のトナーを加熱定着させることで印刷（プリン
ト）が行なわれる。

【０００３】近年では光偏向走査装置の高速化が進み、
回転多面鏡の回転速度が１０，０００ｒｐｍを越えるも
のも開発されている。

【０００４】図６は一従来例による光偏向走査装置の主
要部を示すもので、これは、光学箱１１０に軸受１０２
を介して支承された回転軸１０３と、該回転軸１０３に
結合されたロータマグネット１０４と、軸受１０２のハ
ウジング１２０と一体であるモータ基板１０５に固定さ
れたステータコイル１０６を有し、ロータマグネット１
０４はステータコイル１０６に対向して配設されてお
り、両者は回転多面鏡１０１を回転駆動するモータを構
成する。回転多面鏡１０１は、押えバネ１０７によって
ロータマグネット１０４のボス部に押圧され、これと一
体化されている。

【０００５】モータ基板１０５上の駆動回路１０５ａか
ら供給された駆動電流によってステータコイル１０６が
励磁されると、ロータマグネット１０４が回転多面鏡１
０１とともに高速度で回転し、前述のように、回転多面
鏡１０１に照射された光ビームを偏向走査する。

【０００６】光学箱１１０の上部開口は、光学箱１１０
内に回転多面鏡１０１等の光学部品を組み込んだうえ
で、ふた部材１１１によって閉塞される。

【０００７】軸受１０２は、図６の（ｂ）に示すよう
に、ハウジング１２０の内側に保持されたスリーブ１２
１と、さらにその内側にそれぞれ外輪１２２を介して保
持された上下一対のボール列１２３を有するころがり軸
受であって、スリーブ１２１と外輪１２２、およびスリ
ーブ１２１とハウジング１２０はそれぞれ接着等の方法
で固着されている。

【０００８】各ボール列１２３は、回転軸１０３の溝部
によって構成される内輪１２４と外輪１２２の間に配設
され、各ボール列１２３のボール１２３ａは、図７に示
すように、リテーナ１２５によって周方向に等間隔で保
持されている。前述のモータが駆動されて回転軸１０３
が回転すると、外輪１２２と内輪１２４の間で各ボール
１２３ａが自転しながら回転軸１０３のまわりを公転
し、回転軸１０３を回転支持する。なお、外輪１２２と
リテーナ１２５の間には潤滑剤であるグリース１２６が
落としこまれている。

【０００９】ボール列１２３の各ボール１２３ａと外輪
１２２および内輪１２４の嵌合は高精度であり、各ボー
ル１２３ａの接触圧力も極めて高い、従って、各ボール
１２３ａと外輪１２２または内輪１２４の間にゴミ等の
異物を噛み込むと、大きな騒音を発生したり、部品の損
傷等のために精度を劣化させたり、軸受の寿命が短くな
る等のトラブルを生じる。そこで、外輪１２２に金属製
あるいはプラスチック製のシール部材１２７を取り付け
て軸受間隙を塞ぎ、軸受内部にゴミ等が侵入するのを防
ぐ工夫がなされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、軸受間隙にゴミ等が侵入するのを防ぐ
ために外輪にシール部材を取り付けても、シール部材と
回転軸の間にわずかな隙間Ａ₀ が残されているため、図
８に示すように、ロータマグネット１０４を例えば圧入
によって回転軸１０３と一体化する工程で、ロータマグ
ネット１０４と回転軸１０３の間の摩擦によって発生し
た微小な摩耗粉Ｘ等が回転軸１０３に沿って落下する
と、シール部材１２７と回転軸１０３の間の隙間Ａ₀ を
通って容易に軸受内部に侵入し、騒音や軸受性能の劣
化、短命化等を招くという未解決の課題がある。

【００１１】なお、回転軸と外輪の間の軸受間隙をゴム
等の弾性材によって完全に密封することで軸受内部にゴ
ミ等が侵入するのを防ぐように構成された完全密封構造
のものも開発されているが、光偏向走査装置の回転多面
鏡のように、比較的軽量の部品を高精度で回転支持する
場合には、弾性材の接触による負荷が安定した回転を妨
げる結果となるため好ましくない。

【００１２】近年では、特に高速化に加えて運転音の静
かな光偏向走査装置が望まれており、軸受部のゴミ侵入
防止を徹底することが従来以上に重要となっている。

【００１３】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、回転多面鏡を回転支
持するころがり軸受の内部にゴミ等が侵入するのを効果
的に回避して、軸受部から発生する騒音を低減し、軸受
性能の向上や長寿命化に大きく貢献できる光偏向走査装
置を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光偏向走査装置は、光ビームを偏向走査す
る回転多面鏡と、これを回転支持するころがり軸受と、
前記回転多面鏡を回転駆動するモータを有し、前記ころ
がり軸受が、回転軸と外輪の間の軸受間隙に転動自在に
保持された複数のボールと、前記回転軸と一体であって
前記軸受間隙を塞ぐように構成されたシール部材を備え
ていることを特徴とする。

【００１５】シール部材が、外輪の端面から軸方向に突
出しているとよい。

【００１６】外輪の端面に段差部が設けられており、該
段差部にシール部材がオーバーラップするように配設さ
れているとよい。

【００１７】

【作用】回転軸のまわりの軸受間隙に保持された複数の
ボールが、回転軸の回転とともに自転しながら公転する
ことで回転軸を回転支持する。前記軸受間隙にゴミ等の
異物が侵入すると、騒音を発生したり、軸受性能を劣化
させるため、軸受間隙を塞ぐシール部材を回転軸と一体
的に配設する。このようにシール部材が回転軸と一体で
あれば、シール部材と回転軸の間に隙間がないため、ロ
ータマグネット等を圧入等の方法で回転軸に組み付ける
ときに発生する摩耗粉等が回転軸に沿って落下しても、
軸受間隙に侵入して上記のようなトラブルを生じるおそ
れはない。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１９】図１は一実施の形態による光偏向走査装置
を示すもので、これは、光学箱１０にころがり軸受２を
介して支承された回転軸３と、該回転軸３に結合された
ロータマグネット４と、ころがり軸受２のハウジング２
０と一体であるモータ基板５に固定されたステータコイ
ル６を有し、ロータマグネット４はステータコイル６に
対向して配設されており、回転多面鏡１を回転駆動する
モータを構成する。回転多面鏡１は、押えバネ７によっ
てロータマグネット４に押圧され、これと一体化されて
いる。

【００２０】モータ基板５上の駆動回路５ａから供給さ
れた駆動電流によってステータコイル６が励磁される
と、ロータマグネット４が回転多面鏡１とともに高速度
で回転し、前述のように、回転多面鏡１に照射された光
ビームを偏向走査する。

【００２１】光学箱１０の上部開口は、光学箱１０内に
回転多面鏡１等の光学部品を組み込んだうえで、ふた部
材１１によって閉塞される。

【００２２】ころがり軸受２は、ハウジング２０の内側
に保持されたスリーブ２１と、さらにその内側にそれぞ
れ外輪２２を介して保持された上下一対のボール列２３
を有し、スリーブ２１と外輪２２、およびスリーブ２１
とハウジング２０はそれぞれ接着等の方法で固着されて
いる。

【００２３】各ボール列２３は、回転軸３の溝部によっ
て構成される内輪２４と外輪２２の間の軸受間隙に配設
され、各ボール列２３の複数のボール２３ａは、リテー
ナ２５によって周方向に等間隔で保持されている。前述
のようにモータが駆動されて回転軸３が回転すると、外
輪２２と内輪２４の間で各ボール２３ａが自転しながら
回転軸３のまわりを公転し、回転軸３を回転支持する。
なお、外輪２２とリテーナ２５の間には潤滑剤であるグ
リース２６が落としこまれている。

【００２４】ボール列２３の各ボール２３ａと外輪２２
および内輪２４の嵌合は高精度であり、各ボール２３ａ
の接触圧力も極めて高い、従って、各ボール２３ａと外
輪２２または内輪２４の間にゴミ等の異物を噛み込む
と、大きな騒音を発生したり、部品の損傷等のために精
度を劣化させたり、軸受の寿命が短くなる等のトラブル
を生じる。そこで、外輪２２の内面にシール部材２７を
取り付けて、軸受内部にゴミ等が侵入するのを防ぐ工夫
がなされている。

【００２５】シール部材２７は、ころがり軸受２の上端
と下端に１個ずつ配設され、各外輪２２と回転軸３の間
の軸受間隙を塞ぐものであるが、従来例とは違って回転
軸３に圧入等の公知の方法で一体化されており、回転軸
３の表面から外輪２２に向かって突出している。従っ
て、シール部材２７の外端と外輪２２の間に隙間Ａ₁ が
形成される。

【００２６】このようにシール部材２７が回転軸３の表
面に固着されているため、図２に示すように、ロータマ
グネット４を回転軸３に圧入するときに発生する摩耗粉
Ｘ等が回転軸３に沿って落下しても、シール部材２７に
よって受け止めることができる。従って、ころがり軸受
２の内部に摩耗粉Ｘ等が直接侵入するのを回避すること
ができるうえに、回転軸３が回転すると、シール部材２
７上に落下した摩耗粉Ｘ等は遠心力によって吹き飛ばさ
れるため、ころがり軸受２の内部へゴミ等が侵入する確
率は大幅に低減される。

【００２７】本実施の形態によれば、シール部材の取り
付けを軸受の外輪ではなく回転軸に変えるだけで、軸受
内部に侵入するゴミ等による騒音や軸受の性能劣化ある
いは短命化等のトラブルを極めて効果的に回避できる。
これによって、運転音が静かで、高性能かつ長寿命な光
偏向走査装置を実現できる。

【００２８】なお、回転多面鏡を回転させるモータの形
状は、図１の装置のようなラジアルギャップ型のアウタ
ーロータ型式に限らず、アキシャルギャップ型のインナ
ーロータ型式でもよい。また、ころがり軸受について
も、内輪回転型のボールベアリングであればどのような
ものでも適用自在である。

【００２９】図３は第１の変形例を示す。これは、図１
のシール部材２７と同様のシール部材３７を、外輪３２
の端面から軸方向に突出するように配設したものであ
る。外輪３２の端面がシール部材３７よりわずかに（Δ
Ｈ）低くなっているため、摩耗粉Ｘ等が遠心力によって
飛散するときに、確実に軸受の外へ排出されるという利
点が付加される。

【００３０】図４は第２の変形例を示す。これは、外輪
４２の端面に段差部４２ａを設けて、これにシール部材
４７の外周部をオーバーラップさせたものである。ま
た、第１の変形例と同様に、シール部材４７より外輪４
２の端面がわずかに（ΔＨ）低くなるように構成されて
いる。摩耗粉Ｘ等がシール部材４７上に落下して外輪４
２との間に侵入することがあっても、段差部４２ａによ
って受け止められるため、軸受内部へ侵入するおそれが
全くない。軸受内部にゴミ等が侵入するのをより一層確
実に防ぐことができるという利点が付加される。

【００３１】図５は光偏向走査装置全体を示すもので、
これは、レーザ光等の光ビーム（光束）を発生する光源
５１と、前記レーザ光を回転多面鏡１の反射面１ａに線
状に集光させるシリンドリカルレンズ５１ａとを有し、
前記光ビームを回転多面鏡１の回転によって偏向走査
し、結像レンズ系５２を経て回転ドラム上の感光体５３
に結像させる。結像レンズ系５２は球面レンズ５２ａ、
トーリックレンズ５２ｂ等を有し、感光体５３に結像す
る点像の走査速度等を補正するいわゆるｆθ機能を有す
る。

【００３２】前記モータによって回転多面鏡１が回転す
ると、その反射面１ａは、回転多面鏡１の軸線まわりに
等速で回転する。前述のように光源５１から発生され、
シリンドリカルレンズ５１ａによって集光される光ビー
ムの光路と回転多面鏡１の反射面１ａの法線とがなす
角、すなわち該反射面１ａに対する光ビームの入射角
は、回転多面鏡１の回転とともに経時的に変化し、同様
に反射角も変化するため、感光体５３上で光ビームが集
光されてできる点像は回転ドラムの軸方向（主走査方
向）に移動（走査）する。

【００３３】結像レンズ系５２は、回転多面鏡１におい
て反射された光ビームを感光体５３上で所定のスポット
形状の点像に集光するとともに、該点像の主走査方向へ
の走査速度を等速に保つように設計されたものである。

【００３４】感光体５３に結像する点像は、回転多面鏡
１の回転による主走査と、感光体５３を有する回転ドラ
ムがその軸まわりに回転することによる副走査に伴なっ
て、静電潜像を形成する。

【００３５】感光体５３の周辺には、感光体５３の表面
を一様に帯電するためのコロナ放電器、感光体５３の表
面に形成される静電潜像をトナー像に顕像化するための
現像装置、前記トナー像を記録紙に転写する転写用コロ
ナ放電器（いずれも不図示）等が配置されており、光源
５１から発生する光ビームによる記録情報が記録紙等に
プリントされる。

【００３６】検出ミラー５４は、感光体５３の表面にお
ける記録情報の書き込み開始位置に入射する光ビームの
光路よりも主走査方向上流側において光ビームを反射し
て、フォトダイオード等を有する受光素子５５の受光面
に導入する。受光素子５５はその受光面が前記光ビーム
によって照射されたときに、走査開始位置（書き出し位
置）を検出するための走査開始信号を出力する。

【００３７】光源５１は、ホストコンピュータからの情
報を処理する処理回路から与えられる信号に対応した光
ビームを発生する。光源５１に与えられる信号は、感光
体５３に書き込むべき情報に対応しており、処理回路
は、感光体５３の表面において結像する点像が作る軌跡
である一走査線に対応する情報を表す信号を一単位とし
て光源５１に与える。この情報信号は、受光素子５５か
ら与えられる走査開始信号に同期して送信される。

【００３８】なお、回転多面鏡１、結像レンズ系５２等
は光学箱１０に収容され、光源５１等は光学箱１０の側
壁に取り付けられる。光学箱１０に回転多面鏡１、結像
レンズ系５２等を組み付けたうえで、光学箱１０の上部
開口にふた部材１１を装着する。

【００３９】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。

【００４０】回転多面鏡を回転支持するころがり軸受の
内部にゴミ等が侵入するのを効果的に回避して、軸受部
の騒音を低減し、軸受性能の向上や長寿命化にも大きく
貢献できる。このような光偏向走査装置を搭載すること
で、画像形成装置の高性能化と長寿命化を促進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による光偏向走査装置の主要部を
示すもので、（ａ）はその模式断面図、（ｂ）は（ａ）
のころがり軸受のみを拡大して示す拡大部分断面図であ
る。

【図２】図１のころがり軸受に摩耗粉等が落下する様子
を説明する図である。

【図３】第１の変形例を示す部分断面図である。

【図４】第２の変形例を示す部分断面図である。

【図５】光偏向走査装置全体を説明する図である。

【図６】一従来例を示すもので、（ａ）はその模式断面
図、（ｂ）は（ａ）のころがり軸受のみを拡大して示す
拡大部分断面図である。

【図７】図６の装置の一部分をさらに拡大して示す部分
拡大斜視図である。

【図８】図６の装置において摩耗粉が軸受に侵入する様
子を説明する図である。

【符号の説明】

１回転多面鏡２ころがり軸受３回転軸４ロータマグネット６ステータコイル２１スリーブ２２，３２，４２外輪２３ボール列２３ａボール２４内輪２５リテーナ２７，３７，４７シール部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
これを回転支持するころがり軸受と、前記回転多面鏡を
回転駆動するモータを有し、前記ころがり軸受が、回転
軸と外輪の間の軸受間隙に転動自在に保持された複数の
ボールと、前記回転軸と一体であって前記軸受間隙を塞
ぐように構成されたシール部材を備えていることを特徴
とする光偏向走査装置。
【請求項２】シール部材が、外輪の端面から軸方向に
突出していることを特徴とする請求項１記載の光偏向走
査装置。
【請求項３】外輪の端面に段差部が設けられており、
該段差部にシール部材がオーバーラップするように配設
されていることを特徴とする請求項１または２記載の光
偏向走査装置。