(57)【要約】  【課題】  本発明は、上述の問題点を解消し、高品質の画像を提供することができる偏向走査装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明の偏向走査装置Ｐは、回転多面鏡１が固定された回転軸２と、その回転軸２が挿入された固定スリーブ４と、内周面に固定スリーブ４が取り付けられたハウジング２３とを備え、ハウジング２３は、走査光学系を有する光学箱２４に設けられ固定スリーブ４の外周面４ａとハウジング２３の内周面２３ｂとの間には第一の隙間が形成され、固定スリーブ４は、光学箱２４に対して位置決めされた状態で、ハウジング２３に取り付けられていることを特徴とする。【選択図】図２
2005221805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転多面鏡が固定された回転軸と、その回転軸が挿入された固定スリーブと、内周面に前記固定スリーブが取り付けられた第一ハウジングとを備え、前記第一ハウジングは、走査光学系を有する第二ハウジングに設けられる偏向走査装置において、
前記固定スリーブの外周面と前記第一ハウジングの内周面との間には第一の隙間が形成され、
前記固定スリーブは、前記第二ハウジングに対して位置決めされた状態で、前記第一ハウジングに取り付けられていることを特徴とする偏向走査装置。
【請求項２】
前記第一の隙間は、前記回転軸と前記固定スリーブと前記第一ハウジングの加工精度を吸収できる大きさに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の偏向走査装置。
【請求項３】
前記固定スリーブと前記第一ハウジングは、前記第一の隙間内に存在する接着剤により固定され、前記第一の隙間は、少なくとも前記接着剤が硬化に必要な大きさに設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の偏向走査装置。
【請求項４】
前記固定スリーブと前記第二ハウジングとの間には、前記回転軸，前記固定スリーブ，前記ハウジングの同軸度を補正する同軸度補正治具を挿入するための第二の隙間が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の偏向走査装置。
【請求項５】
前記接着剤は、紫外線硬化型の嫌気性接着剤であることを特徴とする請求項３又は４に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もので、動圧軸受を有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、回転多面鏡を高速か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、この要求を満たす為に非接触で回転する動圧空気軸受が用いられている。図７は特開平１１−１４９２９号公報に記載されている動圧空気軸受を有する偏向走査装置１００を示す図である。同図において、回転多面鏡１０１を固定支持した回転軸１０２が、ハウジング１０３に固定された固定スリーブ１０４に回転自在に嵌合されている。回転軸１０２と固定スリーブ１０４との間には数μｍの隙間が設けられ、回転軸１０２のラジアル方向を支持するための動圧空気軸受が構成されている。
【０００３】
回転軸１０２の下端面には第一の永久磁石１０５が固定され、固定スリーブ１０４の下端面には第二の永久磁石１０６が固定されている。第一、第二の永久磁石１０５，１０６は磁気的な吸引力を生じるように配置され、回転軸１０２のスラスト方向を浮上支持するための磁気スラスト軸受が構成されている。
【０００４】
しかし、回転軸１０２が磁気的な吸引力によって浮上支持されているだけでは、外部から回転軸１０２に振動が加わった場合に回転軸１０２の振動の振幅が大きくなったり、減衰時間が長くなったりする。このような回転軸１０２の振動の振幅を小さくしたり、減衰時間を短縮するために、第一の永久磁石１０５の下方に空気溜り１０７が設けられているとともに、この空気溜り１０７を密閉するための密閉部材１０８が第二の永久磁石１０６の下端面に固定されている。
【０００５】
なお、回転軸１０２の外周には支持部材１０９が固定されており、この支持部材１０９の側面には駆動マグネット１１０が固定されている。上述の回転多面鏡１０１は支持部材１０９の上面に取り付けられ、板ばね１１１、押え板１１２、Ｃリング１１３によって固定されている。また、ハウジング１０３の上面にはモータ基板１１４が固定されており、モータ基板１１４にはコイル１１５とコア１１６などによって構成されるステータが駆動マグネット１１０に対向するように配置され、駆動モータＬが構成されている。そして、回転多面鏡１０１と駆動マグネット１１０には図示しない重りが載置され、回転体全体のバランスが取られている。
【０００６】
このような偏向走査装置１００においては、回転軸１０２と固定スリーブ１０４の間の隙間が数μｍと極めて狭くされているとともに、空気溜り１０７が密閉されているために、回転軸１０２が上下動しても空気溜り１０７の圧力が変化して回転軸１０２の振動を減衰させる作用、即ちエアダンパの役割を担っている。
【０００７】
また、偏向走査装置１００を光学箱に位置決めする際は、ハウジング１０３の外周面で図示しない光学箱に嵌合させ位置決めを行う。
【特許文献１】特開平１１−１４９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の偏向走査装置１００では、偏向走査装置１００を光学箱に位置決
めする際、ハウジング１０３の外周面を光学箱に嵌合させて位置決めしているため、固定スリーブ１０４の内周面と固定スリーブ１０４の外周面の同軸度、およびハウジング１０３の内周面とハウジング１０３の外周面の同軸度の精度によって、回転軸１０２の光学箱嵌合部に対する同軸度が大きくなってしまう場合があり、画像不良を引起すことがある。
【０００９】
また、固定スリーブ１０４の内周面、固定スリーブ１０４の外周面、ハウジング１０３の内周面、ハウジング１０３の外周面の加工精度、および、固定スリーブ１０４をハウジング１０３へ取り付ける取り付け精度が低いと、回転軸１０２のモータ受け面（モータ基板１１４の底面またはハウジング１０３の上面）に対する軸倒れが大きくなってしまう場合があり、画像不良を引起すことがある。
【００１０】
さらに、固定スリーブ１０４をハウジング１０３に固定するために紫外線硬化型接着剤を用いて接着する。このとき、紫外線硬化型接着剤はハウジング１０３最上部からはみ出してしまうことが多い。ところが、紫外線硬化型接着剤を硬化させるための紫外線はハウジング１０３の上部から照射される。そのため、ハウジング１０３の最上部に存在する余剰接着剤から硬化してしまい、ハウジング１０３と固定スリーブ１０４との接着効果を得るためには長時間の紫外線照射が必要となってしまう。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上述の問題点を解消し、高品質の画像を提供することができる偏向走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の偏向走査装置は、回転多面鏡が固定された回転軸と、その回転軸が挿入された固定スリーブと、内周面に前記固定スリーブが取り付けられた第一ハウジングとを備え、前記第一ハウジングは、走査光学系を有する第二ハウジングに設けられる偏向走査装置において、固定スリーブの外周面と第一ハウジングの内周面との間には第一の隙間が形成され、固定スリーブは、第二ハウジングに対して位置決めされた状態で、第一ハウジングに取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の、嵌合している固定スリーブと第一ハウジングとの間に隙間を有するという構成により、回転軸と固定スリーブ内周面との加工精度、固定スリーブ外周面と第一ハウジング内周面との加工精度を吸収することができる。加えて、本発明における固定スリーブの外周面と第一ハウジングの内周面との間に設けられた第一の隙間は、軸倒れの補正にも有効に作用するため、第一ハウジングの同軸度と影響することなく回転軸と固定スリーブの同軸度を高い精度で保つことができる。
【００１４】
これらの構成により、本発明は、高品質の画像を提供することができる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】
【００１５】
＜第一の実施の形態＞
以下、第一の実施形態の偏向走査装置を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の偏向走査装置Ｐ全体を示した図であり、図２は本実施形態の偏向走査装置Ｐの半断面図であり、図３は本実施形態の偏向走査装置Ｐの要部拡大図である。
【００１６】
まず、本実施形態の偏向走査装置の大まかな構成について説明する。図１に示すように、本実施形態の偏向走査装置Ｐは、レーザ光等の光ビーム（光束）を発生する光源５１と、光ビームを回転多面鏡１の反射面に線状に集光させるシリンドリカルレンズ５１ａとを有する。
【００１７】
さらに、本実施形態の偏向走査装置Ｐは、光ビームを回転多面鏡１の回転によって偏向走査し、結像光学系である結像レンズ系５２および折り返しミラー５３を有する。光ビームはこれらのミラーを経ることによって回転ドラム上の感光体５４の結像面に結像する。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５４に結像する点像の走査速度等を補正するｆθ機能を有する。
【００１８】
また、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５７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５４に書き込むべき情報に対応しており、処理回路５７は、感光体５４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。尚、この情報信号は、受光素子５６ｂからライン５６ｃを経て与えられる走査開始信号に同期して送信される。
【００１９】
また、回転多面鏡１、結像レンズ系５２等は光学箱２４に収容され、光源５１等は光学箱２４の側壁に取り付けられる。加えて、光学箱２４には、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２４の上部開口部に図示しない蓋を装着する。
【００２０】
また、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５４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ている。
【００２１】
さらに、感光体５４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５４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って、静電潜像を形成する。
【００２２】
また、感光体５４の周辺には、感光体５４の表面を一様に帯電するための帯電装置、感光体５４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装置（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（不図示）等にプリントされる。
【００２３】
さらに、検出ミラー５５は、感光体５４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において光ビームを反射して、レンズ５６ａを経てフォトダイオード等を有する受光素子５６ｂの受光面に導入する。受光素子５６ｂ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。
【００２４】
このような構成により、回転多面鏡１がモータＭ（図２参照）によって矢印Ｂの方向へ回転させられると、その反射面は、回転多面鏡１の軸線まわりに等速で回転する。すると、シリンドリカルレンズ５１ａは光源５１から発生する光を集光し光ビームを生成する。この光ビームの光路と回転多面鏡１の反射面の法線とがなす角、すなわち該反射面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５４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。
以上が、本実施形態の偏向走査装置Ｐの全体の構成である。
【００２５】
次に、本実施形態の偏向走査装置Ｐの細部の構成について説明する。
モータＭには、図２に示すようにハウジング（第一ハウジング）２３が設けられている。このハウジング２３は、真鍮やアルミニウムといった金属を切削加工すること、または樹脂等により成形されている。また、このハウジング２３にはセラミック材や金属からな
る筒型形状をなす固定スリーブ４が固定されている。そして、この固定スリーブ４の中空には、回転多面鏡１を固定指示した回転軸２が回転自在に嵌合されている。尚、回転軸２と固定スリーブ４との間には数μｍの隙間が設けられており、回転軸２のラジアル方向を指示するための動圧空気軸受が構成されている。
【００２６】
このように、回転軸２と固定スリーブ４の間の数μｍの隙間と、密閉された空気溜り７は、回転軸２が上下動しても空気溜り７の圧力が変化して回転軸２の振動を減衰させる作用、即ちエアダンパの役割を担う。
【００２７】
また、回転軸２の下端面には第一の永久磁石５が固定され、固定スリーブ４の下端面には第二の永久磁石６が固定されている。第一の永久磁石５及び第二の永久磁石６は磁気的な吸引力を生じるように配置されており、回転軸２のスラスト方向を浮上支持するための磁気スラスト軸受が構成されている。
【００２８】
ところが、回転軸２が磁気的な吸引力によって浮上支持されているだけでは、外部から回転軸２に振動が加わった場合に回転軸２の振動の振幅が大きくなったり、減衰時間が長くなったりする。このような、回転軸２の振動の振幅を小さくしたり、減衰時間を短縮したりするために、第一の永久磁石５の下方には空気溜り７が設けられており、第二の永久磁石６の下端面にはこの空気溜り７を密閉するための密閉部材８が固定されている。
【００２９】
また、回転軸２の外周には支持部材９が固定されており、この支持部材９の側面には駆動マグネット１０が固定されている。さらに、支持部材９の上面には回転多面鏡１が取り付けられ、板ばね１１、押え板１２、Ｃリング１３によって固定されている。
【００３０】
さらに、ハウジング２３の上面にはモータ基板１４が固定されており、モータ基板１４の上面にはコイル１５とコア１６などによって構成されるステータが駆動マグネット１０に対向するように配置されている。このような、モータ基板１４を含む構成がモータＭとなる。
【００３１】
また、回転多面鏡１と駆動マグネット１０には図示しない重りが載置され、回転多面鏡１と駆動マグネット１０とを含む全体のバランスが取られている。
【００３２】
さらに、偏向走査装置Ｐを光学箱（第二ハウジング）２４に位置決めする際は、固定スリーブ４外周面４ａを光学箱２４に嵌合させ位置決めを行う。
【００３３】
図３にハウジングと固定スリーブ４の挿入形態を示す要部拡大図を示す。Ｌ１はハウジング２３と固定スリーブ４の嵌合部接着代の隙間（第一の隙間）、Ｌ２はハウジング２３と固定スリーブ４の隙間、Ｌ３は接着剤２０の高さを、Ｌ４はハウジング２３と固定スリーブ４の嵌合長である。
【００３４】
本実施形態においては、ハウジング２３と固定スリーブ４の嵌合部における接着代の隙間Ｌ１を、固定スリーブ４の内周面４ｂ、固定スリーブ４の外周面４ａ、ハウジング２３の内周面２３ｂ、ハウジング２３の外周面の加工精度を吸収できる隙間を確保し、接着剤が充分に硬化する隙間以下となるよう規定する。このとき、固定スリーブ４，ハウジング２３の軸倒れを調整しながら組み立てる。この調整は、例えば、固定スリーブ４の内周面と外周面４ａの同軸度をφ０．０２ｍｍとし、固定スリーブ４の外周面４ｂの円筒度を０．０４ｍｍとし、ハウジング２３の内周面２３ｂの円筒度を０．０５ｍｍとした場合、加工精度による隙間は、
０．０１＋０．０４＋０．０５＝０．１ｍｍ＝１００μｍ・・・（式１）
となる。
【００３５】
また、本実施形態に係る接着剤２０に、作業性に優れた嫌気性紫外線硬化型で粘度１００００ｃＰ程度の接着剤を用いた場合、接着剤２０が充分に硬化する隙間は２５０μｍである。そのため、本実施形態に係る第一の隙間（Ｌ１）は、固定スリーブ４の内周面４ｂ、固定スリーブ４の外周面４ａ、第一ハウジング２３の内周面２３ｂ、第一ハウジング２３の外周面の加工精度を吸収できる隙間の大きさから接着剤２０が充分に硬化する隙間の大きさ以下で規定されなければならない。そのため、本実施形態に係る第一の隙間は１００以上２５０μｍ以下で設定されている。そして、固定スリーブ４の外周部下側に紫外線硬化型の接着剤２０を塗布する。
【００３６】
また、図４に示すステータ１５，１６と、回路基板１４と、ハウジング２３とで構成されるモータ固定部２５を、軸倒れ調整治具２１の上面２１ａに固定させ、ハウジング２３の上部より固定スリーブ４を挿入する。尚、軸倒れ調整治具２１は、上面２１ａに対する中央に形成された円筒突起部の外周面の倒れ量が極めて小さい構成になっている。
【００３７】
また、ハウジング２３と固定スリーブ４との間に設けられた隙間を、１００〜２５０μｍの間の値で規定し、ハウジング２３と固定スリーブ４の嵌合長をＬ４、補正可能な軸倒れ角度をθとすると、
θ＝ｔａｎ−１（Ｌ１／Ｌ４）・・・（式２）
と表せ、Ｌ１＝２５０μｍ、Ｌ４＝１０ｍｍとすれば、θ＝８６′以内の調整が可能となり固定スリーブ４の内周面４ｂ、固定スリーブ４の外周面４ａ、ハウジング２３の内周面２３ｂ、ハウジング２３の外周面の加工精度の影響を受けずにθの軸倒れを補正し、倒れ量を極めて小さく組み立てることが可能となる。
【００３８】
加えて、ハウジング２３と固定スリーブ４との間に設けられた隙間は、固定スリーブ４の内周面４ｂ、固定スリーブ４の外周面４ａ、ハウジング２３の内周面２３ｂ、ハウジング２３の外周面の加工精度を吸収することが可能となる。
【００３９】
さらに、接着剤２０に紫外線硬化型嫌気性接着剤を用いたことにより、ハウジング２３の上部から紫外線照射を行った際、接着剤の硬化はハウジング２３と固定スリーブ４の接着力としてすべて利用されるので紫外線照射時間が短時間で終了し、余剰接着剤の硬化を容易とすることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、回転軸２は固定スリーブ４の内径を小にしており、固定スリーブ４の内周面４ｂと外周面４ａの同軸度はφ０．０２ｍｍである。そのため、図２に示すように、偏向走査装置Ｐを光学箱２４に位置決めする際、固定スリーブ４の外周面４ａを光学箱２４に嵌合させ位置決めを行うと、回転軸２の光学箱２４との嵌合部分における同軸度は、固定スリーブ４の内周面４ｂと外周面４ａの同軸度φ０．０２ｍｍとなり、ハウジング２３の内周面とハウジング２３の外周面２３ｂの同軸度の影響を全く受けない。
【００４１】
このように、第一の実施形態の偏向走査装置Ｐは、偏向走査装置Ｐを光学箱２４に位置決めする際、固定スリーブ４の外周面４ａを光学箱２４に嵌合させているため、回転軸２の光学箱２４との嵌合部分に対する同軸度は、ハウジング２３の同軸度に影響せず固定スリーブ４の内周面４ｂと外周面４ａの同軸度のみに対応する。そのため、本実施形態の偏向走査装置Ｐは、高い精度での回転支持を可能とする。
【００４２】
それに伴い、本実施形態の偏向走査装置Ｐに係るハウジング２３は、図５に示すように、従来のハウジングよりも小さなサイズのハウジングを使用することができる。これによって、偏向走査装置の製作コストの削減を実現することができる。
【００４３】
また、本実施形態に係るハウジング２３と固定スリーブ４の隙間（第一の隙間）は、固定スリーブ４の内周面４ｂ、固定スリーブ４の外周面４ａ、ハウジング２３の内周面２３ｂ、ハウジング２３の外周面の加工精度を吸収できるスペースであり、且つ接着剤が充分に硬化する隙間以下であるため、固定スリーブ４とハウジング２３とのはめ合い公差を含めた加工精度を吸収することができる。
【００４４】
加えて、本実施形態に係るハウジング２３と固定スリーブ４との間に設けられた隙間に軸倒れを補正するために必要な大きさをもたせたことにより、軸倒れを調整しながら組み立てることができる。これによりハウジング２３と固定スリーブ４との高精度な回転支持を可能としている。
【００４５】
また、本実施形態の偏向走査装置Ｐは、軸倒れを調整して組み立てることができるため、隙間の寸法公差をラフに設定することが可能となり固定スリーブ４と光学箱２４との嵌合箇所又は固定スリーブ４とハウジング２３等の嵌合箇所の加工を容易にすることができる。
【００４６】
また、本実施形態の偏向走査装置Ｐの接着剤２０として紫外線硬化型嫌気性接着剤を用いたことにより、ハウジング２３上部から紫外線照射を行った際、接着剤の硬化作用をハウジング２３と固定スリーブ４の接着力としてすべて利用させることができるので紫外線照射時間が短時間で終了し、余剰接着剤の硬化を容易とすることができる。
【００４７】
＜第二の実施の形態＞
以下、第二の実施の形態の偏向走査装置Ｐについて図面を参照しながら説明する。
図６は、第二の実施形態による偏向走査装置Ｐの断面図である。尚、本実施形態において、第一の実施形態と共通する箇所については第一の実施の形態と同一の番号を付しそれらの説明を省略することとする。
【００４８】
図６に示すように、固定スリーブ４の外周面４ａと光学箱２４の間に隙間（第二の隙間）Ｓを持たせ、偏向走査装置Ｐを光学箱２４に嵌合せず後述の方法で位置決めされている。偏向走査装置Ｐを光学箱２４に位置決めする際、固定スリーブ４の外周面４ａと光学箱２４の隙間Ｓに同軸度補正治具２６を挿入して位置決めを行い、偏向走査装置Ｐを光学箱２４に固定した後に同軸度補正治具２６を抜き取る。この同軸度補正治具２６の同軸度と固定スリーフ゛４（或いは回転軸２）との同軸度は極めて小さい構成になっている。
【００４９】
このように、第二の実施形態では、偏向走査装置Ｐを光学箱２４に位置決めする際、固定スリーブ４の外周面４ａを基準に光学箱２４に位置決めしているため、ハウジング２３の内周面２３ｂとハウジング２３の外周面の同軸度が、光学箱２４との嵌合部に対する回転軸２の同軸度に影響せず、高精度な回転支持を可能としている。
【００５０】
また、本実施形態に係る固定スリーブ４の外周面４ａと光学箱２４との間に隙間Ｓを設けて偏向走査装置Ｐを光学箱２４に固定している。そのため、光学箱２４に偏向走査装置Ｐを固定する際に発生する固定スリーブ４の外周面４ａにかかる応力を逃がすことができ、応力による軸倒れ悪化が抑制でき、より高精度な回転支持を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第一の実施の形態における偏向走査装置の全体図である。
【図２】第一の実施の形態における偏向走査装置の一部断面図である。
【図３】図２中Ａの拡大図である。
【図４】第一の実施の形態に係る軸倒れ補正治具を用いてハウジングと固定スリーブを挿入した状態を示す断面図である。
【図５】第一の実施の形態におけるハウジングの他の態様を示す図である。
【図６】第二の実施の形態における偏向走査装置の断面図である。
【図７】従来の動圧空気軸受を有する偏向走査装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｐ  偏向走査装置
１  回転多面鏡
２  回転軸
４  固定スリーブ
４ａ  （固定スリーブ４の）外周面
２３  ハウジング
２３ｂ  （ハウジング２３の）内周面
２４  光学箱
【図１】
2005221805.tif 000003
【図２】
2005221805.tif 000004
【図３】
2005221805.tif 000005
【図４】
2005221805.tif 000006
【図５】
2005221805.tif 000007
【図６】
2005221805.tif 000008
【図７】
2005221805.tif 000009