(57)【要約】【課題】回転多面鏡の反射面の倒れを抑え、画像品質の向上を図ることができる偏向走査装置を提供すること。【解決手段】基板に固定されたスリーブと、スリーブに対して相互に回転可能に嵌合する回転軸と、回転軸を支持するラジアル軸受を有し、回転軸に回転多面鏡と駆動用マグネットを備えたロータが一体的に固定された回転体が回転駆動されるとともに回転軸が鉛直方向に対して傾斜した状態で取付けられる偏向走査装置において、軸受の両端の距離をＬ１、軸受の直径クリアランスをεとし、前記固定スリーブの前記基板に対する取付け角度βを０＜β＜ｔａｎ−１（ε／Ｌ１）の範囲に傾ける。【選択図】図１
2006221004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に固定されたスリーブと、該スリーブに対して相互に回転可能に嵌合する回転軸と、前記回転軸を支持するラジアル軸受を有し、前記回転軸に回転多面鏡と駆動用マグネットを備えたロータが一体的に固定されて構成される回転体が回転駆動されるとともに、前記回転軸が鉛直方向に対して傾斜した状態で取付けられる偏向走査装置において、
軸受の両端の距離をＬ１、軸受の直径クリアランスをεとし、前記基板の垂直方向に対して前記固定スリーブの取付け角度βは、上方側に０＜β＜ｔａｎ−１（ε／Ｌ１）の範囲であることを特徴とする偏向走査装置。
【請求項２】
２箇所で支持されるラジアル流体軸受を有し、前記回転体の重量をＭ、前記２箇所のラジアル軸受で発生する軸受剛性をＫａ，Ｋｂとし、前記２箇所の軸受間の距離をＬ２、前記軸受の何れか一方から前記回転部の重心位置までの距離をＬ３、前記２箇所の軸受における回転部の回転時の中心位置からの偏心をΔΕａ，ΔＥｂ、前記回転軸の鉛直方向に対する傾斜角をαとした場合に、前記βは以下の式：
β＝ｔａｎ−１（ΔΕｂ−ΔΕａ）／Ｌ２
Ｍ×ｃｏｓα＝（ΔΕａ×Ｋａ＋ΔＥｂ×Ｋｂ）
Ｍ×Ｌ３＝Ｌ２×ΔＥｂ×Ｋｂ
を満たすことを特徴とする請求項１記載の偏向走査装置。
【請求項３】
前記基板に当接する前記固定スリーブの位置決め部位の前記基板に対する角度をβとすることを特徴とする請求項1 又は２記載の偏向走査装置。
【請求項４】
前記基板に当接する前記固定スリーブの位置決め部位に少なくとも１つ以上セットビスを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の偏向走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームプリンタ等に用いられ、レーザビームを偏向走査する偏向走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の偏向走査装置では、回転多面鏡を高速且つ高精度に回転させることが要求されており、特にレーザビームプリンタ等では、この要求を満たすために非接触で回転する動圧軸受を有する偏向走査装置が用いられている。
【０００３】
図９は特許文献１に記載されている動圧流体軸受回転装置装置を示す図である。
【０００４】
回転軸１０１とスリーブ１２１と相互に回転可能に嵌合される。回転軸１０１の図中上方にフランジ１０６が固定される。フランジ１０６の上側には回転多面鏡１０７が固定されている。回転軸１０１の外周面とスリーブ１２１の内周面が対向する位置には第１のへリングボーン状の浅溝１４１と第２のへリングボーン状の浅溝１４２が回転軸１０１とスリーブ１２１の何れか一方に刻設されている。
【０００５】
回転体の重心Ｇ（図中×印）側（上側）の第１のへリングボーン状の浅溝１４１は、第２のへリングボーン状の浅溝１４２に比べ軸方向長さが長い。又、回転軸１０１とスリーブ１２１の隙間については、第１のへリングボーン状の浅溝１４１が刻設された上側の動圧発生部の隙間２１１は、第２のへリングボーン状の浅溝１４２が刻設された下側の動圧発生部の隙間２１２に比べて広い。
【０００６】
スリーブ１２１の開口部（上端側）近傍には、潤滑流体が開口部から流出することを防止するための図中下側に潤滑流体が流れるようにスパイラル状の浅溝１１５が刻設されている。
【０００７】
上記構成より回転装置を高速駆動したときの、回転体の動バランスの悪さによる振れ回りが大きくなったり、外部からの振動が加わったりしても、偏心量の増加することを防いでいる。
【０００８】
【特許文献１】特開平４−０６４７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来例では偏向走査装置を傾斜させて用いた時には、重心位置がラジアル軸受より上方にあるために、回転軸が上側ラジアル軸受の上端部の傾斜側と下側ラジアル軸受の下端部の傾斜と反対側に傾いてしまう。即ち、これは軸倒れと呼ばれる現象であり、回転軸に一体的に組み付けられた回転多面鏡の反射面が所定の面に対して倒れてしまい、走査光のスポットの焦点深度の減少や走査線の曲がりといった画像を形成する上での重大な欠点となってしまう。
【００１０】
本発明は上記従来例の問題点を解決するもので、偏向走査装置の回転軸を傾斜させて用いたとしても安価な方法で軸の傾きを防止することができ、その結果、回転多面鏡の反射面の倒れを抑え、画像品質の向上を図ることができる偏向走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、基板に固定されたスリーブと、該スリーブに対して相互に回転可能に嵌合する回転軸と、回転軸を支持するラジアル軸受を有し、回転軸に回転多面鏡と駆動用マグネットを備えたロータが一体的に固定されて構成される回転体が回転駆動されるとともに、回転軸が鉛直方向に対して傾斜した状態で取付けられる偏向走査装置において、軸受の両端の距離をＬ、軸受の直径クリアランスをεとし、基板の垂直方向に対して固定スリーブの取付け角度βは、上方側に０＜β＜ｔａｎ−１（ε／Ｌ１）の範囲であることを特徴とする。
【００１２】
又、２箇所で支持されるラジアル流体軸受を有し、回転体の重量をＭ、２箇所で発生するラジアル流体軸受の軸受剛性をＫａ，Ｋｂとし、２箇所の軸受間の距離をＬ２、軸受の何れか一方から回転部の重心位置までの距離をＬ３、２箇所の軸受における回転部の回転時の中心位置からのズレをΔΕａ，ΔＥｂ、回転軸の鉛直方向に対する傾斜角をαとした場合に、βは以下の式：
β＝ｔａｎ−１（ΔΕｂ−ΔΕａ）／Ｌ２
Ｍ×ｃｏｓα＝ΔΕａ×Ｋａ＋ΔＥｂ×Ｋｂ
Ｍ×Ｌ３＝Ｌ２×ΔＥｂ×Ｋｂ
を満たすと良い。
【００１３】
又、基板に当接する固定スリーブの位置決め部位の基板に対する角度をβとすると良い。
【００１４】
又、基板に当接する固定スリーブの位置決め部位の鉛直下側にセットビスを設けると良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回転軸が傾斜して取付けられる偏向走査装置において、基板に対するスリーブの取り付け角度を予め重力によって軸が倒れ方向と反対側に傾斜させることによって、軸の倒れを安価な方法で防止することができ、その結果、回転多面鏡の反射面の倒れを防止することができる。
【００１６】
従って、回転軸を傾斜させても画像精度の優れた偏向走査装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明の特徴を最も良く表す図面である。回転軸３は、スリーブ４の内径孔に回転可能に挿入されるとともに、フランジ５の上部には回転多面鏡１が押えバネ２等で固定され、下部にはロータマグネット６が固定され回転体１２を構成している。
【００１９】
又、モータ基板７には前記スリーブ４が固定され、前記ロータマグネット６と対向した位置にステータコイル８が配置されている。スリーブ４の内周面には上下にヘリングボーン状の浅溝９ａ，９ｂが２箇所に配置され、回転軸３との間に潤滑流体が充填されて動圧ラジアル軸受が形成されており、又、スリーブ４の下端部にはスラスト板１０と底板１１が配置され、回転軸３に下端部の球Ｒ部３ａと点接触しスラスト方向に支持される。
【００２０】
ここで、ステータコイル８に通電されると回転多面鏡１を含む回転体１２は回転し、回転軸３はスリーブ４に形成されたヘリングボーン状の浅溝９の動圧効果により動圧ラジアル軸受として非接触で支持される。
【００２１】
このように構成された偏向走査装置は、図２に示すレーザビームプリンタ等の走査光学系に取付けられて使用される。光学箱６４に配置されたレーザユニット６５より射出されたレーザビームＬはレンズ６６，６７により集光され感光体６８に偏向走査される。
【００２２】
上記走査光学系がレーザビームプリンタ等に取り付けられる時には、図３に示すように所定の傾斜角度αをもって取り付けられる。本実施の形態においては、回転体の重心Ｇ（図中×印）は上側へリングボーン状の浅溝９ａより更に上部に位置している。
【００２３】
ここで、回転軸の傾斜角度をα、回転体の質量をＭ、軸受の両端の距離をＬ１、軸受の直径クリアランスをεとした場合、最大でｔａｎ−１（ε／Ｌ１）だけ回転軸３が傾く。ここで、回転軸３の下端にはスラストピボット軸受を構成するため球Ｒとなっている。従って、実際に軸受を構成する距離Ｌ１としては図３に示す通りスリーブ４の上端から回転軸３の球Ｒが始まる部分と対向する位置までの距離となる。
【００２４】
本発明者らの検討では、図４に示すように、軸倒れ（回転多面鏡の反射面の倒れ）が大きくなるほどスポット径の焦点深度減少が起こり、焦点距離が中央からズレて行くに従ってスポット径が肥大していくという現象が起こる。又、同様に軸倒れが大きくなるに従って、走査線の副走査方向への曲がりも大きくなっていく。これらは画像を形成する上で重大な欠点となり、偏向走査装置の性能に大きな悪影響を及ぼす。
【００２５】
そこで、予めスリーブ４の基板７に対する取り付け各βを０＜β＜ｔａｎ−１（ε／Ｌ１）の範囲で傾けておけば、重力による軸の倒れを補正できることになる。仮に回転多面鏡の回転数が画像形成装置の仕様によって２速持つ場合には、その速度毎によって軸受によって発生する圧力が変わるため、軸の倒れが速度によって変わってくる。その場合は２速の倒れの平均値、若しくは使用頻度の高い回転数でより倒れが補正される値を選択すれば良い。
【００２６】
次に、具体的な補正量につい説明する。
【００２７】
回転体１２を回転駆動した場合には流体軸受によって圧力を発生することにより、軸はラジアル方向に浮上する。その浮上量は、図５に示す模式図で考えると、回転体の重量をＭ，ａ側の軸受で発生する剛性をＫａ，ｂ側の軸受で発生する剛性をＫｂ、ａ側の軸受部のラジアル偏心量をΔΕａ、ｂ側の軸受部のラジアル偏心量をΔΕｂとして、ａとｂの軸受の距離をＬ２、重心位置Ｇからａ側の軸受までの距離をＬ３とした場合に
Ｍ×ｃｏｓα＝ΔΕａ×Ｋａ＋ΔＥｂ×Ｋｂ
Ｍ×Ｌ３＝Ｌ２×ΔＥｂ×Ｋｂ
という関係が成り立つ。ここで、上式に値を入れてΔΕａとΔＥｂによって回転軸３が傾くことになる。その傾き量をβとすると、
β＝ｔａｎ−１（ΔΕｂ−ΔΕａ）／Ｌ２    …  （１）
で求まることになる。
【００２８】
従って、図６に示すようにβが式（１）から求まる値になるようにスリーブ４を回路基板に対して予め傾斜させておけば良い。
【００２９】
実際にスリーブ４を回路基板７に対して傾ける手段としては、図７に示すように、スリーブ４の回路基板７と当接する位置決め部の角度をβにしておけば良い。
【００３０】
又、図８に示すように、セットビス１３を回路基板７若しくはスリーブ４側から位置決め部に用いることによっても同様の効果が得られる。又、セットビスを３本使用することによってスリーブ４の回路基板７に対する角度を任意に調整することができるため、重力による倒れの補正だけでなく、スリーブ４の内径や、回転軸３が持つ部品公差等も補正することが可能となる。
【００３１】
以上のように、偏向走査装置を傾斜角度をもって設置されても、軸受スリーブが回路基板に対してβだけ傾いて組み付けられており、重力の影響によって回転体が傾く量を補正しているため、理想回転軸に対するずれである軸倒れを抑えることができ、その回転多面鏡の反射面の倒れによるレーザ光のスポット径の深度減少や、走査線の曲がりを防止することができる。その結果、信頼性が高く精度の高い偏向走査装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る偏向走査装置の模式的断面図である。
【図２】走査光学系を示す図である。
【図３】本発明に係る偏向走査装置の模式的断面図である。
【図４】本発明に係る偏向走査装置の模式的断面図である。
【図５】本発明に係る偏向走査装置の模式的断面図である。
【図６】本発明に係る偏向走査装置の模式的断面図である。
【図７】本発明に係る偏向走査装置の模式的断面図である。
【図８】本発明に係る偏向走査装置の模式的断面図である。
【図９】従来の動圧軸受を有する偏向走査装置を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，１０７  回転多面鏡
３，１０１  回転軸
４，１２１  スリーブ
７          基板
９，１４１，１４２  ラジアル軸受
１２        回転体
【図１】
2006221004.tif 000003
【図２】
2006221004.tif 000004
【図３】
2006221004.tif 000005
【図４】
2006221004.tif 000006
【図５】
2006221004.tif 000007
【図６】
2006221004.tif 000008
【図７】
2006221004.tif 000009
【図８】
2006221004.tif 000010
【図９】
2006221004.tif 000011