(57)【要約】【課題】必要以上にイナーシャが大きくなることを防止し、プリンタ等の起動時間の短縮させ、また、定常電流を低減させる光偏向器を提供することを得る。【解決手段】回転スリーブ５８の天面５８Ａ及び底面５８Ｂの外周側の角部に環状の切欠き部６０、６２を設け、切欠き部６０と固定部材６４の内周面６４Ａとの間に回転体３２の動的不釣合いを修正するためのバランスウェイト４４を付加する。これにより、バランスウェイト４４を付加するための特別な溝等を固定部材３０に設けなくて済む。従って、該溝を設ける分、固定部材３０の半径を大きくする必要がないので、必要以上にイナーシャが大きくなることはなく、レーザプリンタの起動時間の短縮化と定常電流の低減に寄与できる。【選択図】図３
2007052454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸と、
前記固定軸に外嵌され固定軸との間に動圧を発生させ回転するスリーブと、
前記スリーブの外周面の上角部及び下角部に設けられた切欠き部又は面取り部と、
前記スリーブの上端面または下端面と面一になるように上端面、下端面の少なくとも一方が取付けられ、前記切欠き部又は面取り部との間に凹部を形成する回転体と、
前記凹部に前記回転体の動的不釣合いを修正するために付加されるバランスウェイトと、
を有することを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記回転体に前記スリーブの上端面と下端面の少なくとも一方から突出するフランジが備えられ、前記フランジを介して回転体が前記スリーブに取付けられて、前記凹部が前記スリーブと前記フランジとの間に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。 
【請求項３】
前記回転体が、前記スリーブに取付けられた回転多面鏡と、前記スリーブに取付けられスリーブと一体回転するマグネット部材と、で構成され、 
前記凹部が、前記スリーブの上端面と前記回転多面鏡との間、または前記スリーブの下端面と前記マグネット部材との間に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光偏向器。 
【請求項４】
前記回転体が、前記スリーブに取付けられた回転多面鏡と、前記回転多面鏡の上方に配置され回転多面鏡を前記スリーブに固定する固定部材と、前記スリーブに取付けられスリーブと一体回転するマグネット部材と、で構成され、 
前記凹部が、前記スリーブの上端面と前記固定部材との間、または前記スリーブの下端面と前記マグネット部材との間に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光偏向器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ複写機、レーザプリンタ等に搭載される光偏向器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、印字速度の向上や高記録密度化の要求により光偏向器の回転数は高速化の一途をたどっている。このため、光偏向器は停止からプリント回転数に達するまでの時間が長くなる傾向にあるが、一方ではファーストプリントタイムを極力早くしたいという要求もある。従って、光偏向器では定常回転に達するまでの時間（起動時間又は移行時間）をいかに短縮させるかが課題となっている。
【０００３】
この課題を解決する方法として、従来技術では、レーザプリンタの待機時に光偏向器をプリント回転数より低速で回転させ、起動時間（移行時間）を短縮させるという手段が開示されている。
【０００４】
また別の従来技術として、レーザプリンタの起動時にプリント時の印加電圧より昇圧させ、光偏向器が定常回転に達したのちに通常の電圧に戻すといった方法が開示させている。
【０００５】
一方、各国の環境規制等に伴い、レーザプリンタの低騒音化又は低電力化が要求されており、これらを解決する手段として、前述と同じく待機時はプリント回転数より低速で回転させ起動時間（移行時間）を短縮させるという手段が開示されている。
【０００６】
ここで、高画質化のために光偏向器の振動は極力小さくする必要があり、通常は図１１に示される特許文献１及び図１２に示される特許文献２のように、光偏向器内の所定の位置にバランスウエイトを付加することにより低振動化を実現している。
【０００７】
具体的には、図１１では、回転多面鏡２００に設けられた環状溝２０２、２０４、２０６及びロータフランジ２０８の外周部に設けられた環状溝２１０にそれぞれバランスウェイト２１２、２１４を取付け、回転多面鏡２００等の回転体２１６のバランス修正をおこなっている。
【０００８】
また、図１２ではポリゴンミラー２２０を固定するための支持部材２２２に設けられた環状の凹溝２２４と、ロータ２２６の側面と駆動用マグネット２２８の内周側に設けられた切欠き２３０との間に構成される凹部２３２に図示しないバランスウェイトを装着してバランス修正をおこなっている。
【特許文献１】特開平６−２０８０７５号公報
【特許文献２】特開平９−３１２９６２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、図１１に示すように、回転多面鏡２００に環状溝２０２、２０４、２０６を設けたり、ロータフランジ２０８の外周に環状溝２１０を設けたりしてバランス修正を行う構成では、バランス修正のための環状溝２０２、２０４、２０６、２１０をわざわざ設けなければならず、コストアップの要因となってしまう。
【００１０】
また、ロータフランジ２０８の外周に環状溝２１０を設けたりすると、その分だけロータフランジ２０８の半径が大きくなってしまい、ロータフランジ２０８のイナーシャがその分だけ大きくなるため起動時間や電流値に大きく影響する。
【００１１】
さらに、図１２に示すように、回転体２３４を構成する部品に凹溝２２４又は凹部２３２を形成する方法では、少なくとも凹溝２２４又は凹部２３２の分だけ回転体２３４の半径が大きくなってしまい、結果として回転体２３４のイナーシャが大きくなることにより定常電流も増加し、起動時間が長くなる。
【００１２】
そこで、本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、小さい定常電流で起動時間を早くして、待機時には停止可能な光偏向器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、光偏向器において、固定軸と、前記固定軸に外嵌され固定軸との間に動圧を発生させ回転するスリーブと、前記スリーブの外周面の上角部及び下角部に設けられた切欠き部又は面取り部と、前記スリーブの上端面または下端面と面一になるように上端面、下端面の少なくとも一方が取付けられ、前記切欠き部又は面取り部との間に凹部を形成する回転体と、前記凹部に前記回転体の動的不釣合いを修正するために付加されるバランスウェイトと、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の発明では、固定軸にはスリーブが回転可能に外嵌されており、スリーブが回転すると、スリーブと固定軸との間には動圧が発生し、非接触となる。このスリーブの外周面の上角部及び下角部には、切欠き部又は面取り部が設けられている。また、スリーブには回転体が取付けられており、この回転体の上端面、下端面の少なくとも一方がスリーブの上端面または下端面と面一になるようにしている。また、回転体と切欠き部又は面取り部との間には、凹部が形成されており、この凹部に回転体の動的不釣合いを修正するため、バランスウェイトを付加している。
【００１５】
このように、バランスウェイトを付加する凹部をスリーブと回転体との間に形成することによって、従来のように、回転体に修正溝を設けなくて済む。
【００１６】
このため、回転体の半径を大きくする必要がなくなるので、必要以上にイナーシャが大きくなることはなく、起動時間の短縮化と定常電流の低減に寄与できる。また、起動時間が早くなることにより、待機時に光偏向器を停止することが可能となり光偏向器の延命化に寄与できる。
【００１７】
さらに、スリーブと回転体との配置によって、バランスウェイトを付加するための凹部を設けることができるため、バランスウェイトを取付けるための溝部が不要となり、従来から使用されているスリーブ及び駆動用マグネットをそのまま利用できる。
【００１８】
また、回転体の上端面、下端面の少なくとも一方をスリーブの上端面または下端面と面一になるように取付けることで、回転体の軸方向の高さとスリーブの軸方向の高さは同じになり、光偏向器の偏平化が実現できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記構成としたので、小さい定常電流で起動時間を早くして、待機時には停止可能な光偏向器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１には、第１形態に係る光偏向器１０の断面図が示されている。
【００２２】
ここで、光偏向器１０の構成の概要について説明する。光偏向器１０には固定軸１２が備えられており、固定軸１２はネジ１４及びナット１６によってハウジング１８に固定されている。
【００２３】
この固定軸１２の外周面には、数μｍの動圧発生溝２０が複数形成されており、固定軸１２には円柱状の回転スリーブ２２が固定軸１２との間に数μｍの間隙を設けて回転可能に嵌挿されている。
【００２４】
このため、固定軸１２と回転スリーブ２２とで動圧軸受が構成され、回転スリーブ２２が回転すると、固定軸１２と回転スリーブ２２との間隙には、動圧が発生し、回転スリーブ２２は固定軸１２の半径方向に対して非接触で支持される。
【００２５】
回転スリーブ２２の外周には、環状の駆動用マグネット２４が取付けられている。この駆動用マグネット２４の天面２４Ａには、台座２６が凸設されており、この台座２６の上に回転多面鏡２８が載置され、環状の固定部材３０によって回転スリーブ２２に固定される。
【００２６】
ここで、回転体３２は、前述した回転スリーブ２２と、駆動用マグネット２４と、回転多面鏡２８と、固定部材３０と、で構成される。
【００２７】
一方、駆動用マグネット２４は隣接する区分が異極となるようにＮ鏡とＳ極とが着磁されている。また、駆動用マグネット２４の半径方向の対向した位置にはコイル３４が複数配置されており、このコイル３４に順次通電を行うことによって回転体３２が回転する。
【００２８】
さらに、駆動用マグネット２４の下方には、ホール素子３６が配設されており、このホール素子３６によって回転体３２の位置が検出される。
【００２９】
次に、第１形態に係る光偏向器１０について説明する。
【００３０】
図１に示すように、回転スリーブ２２の底面２２Ｂ（端面）からは、駆動用マグネット２４の底面２４Ｂが突出している。このため、回転スリーブ２２の底面２２Ｂと駆動用マグネット２４の底面２４Ｂとの間には、段差が生じる。
【００３１】
この段差によって、回転スリーブ２２の底面２２Ｂと駆動用マグネット２４の内周面２４Ｃとの間に隅部３８が形成される。この隅部３８には回転体３２の動的不釣合いを修正するため、バランスウェイト４０が付加される。
【００３２】
このように、回転スリーブ２２の底面２２Ｂと駆動用マグネット２４の内周面２４Ｃとの間に隅部３８を形成することによって、従来のように、バランスウェイト４０を付加するための特別な溝等を駆動用マグネット２４に設けなくて済む。
【００３３】
このため、駆動用マグネット２４に溝部を形成しないので、駆動用マグネット２４の駆動に寄与する半径方向の長さを大きくとることができ、十分な磁力が得られ、回転体３２の駆動力を増大させることができる。
【００３４】
従って、レーザプリンタ、複写機等の起動時間の増加、定常電流の増加を防止することができる。また、起動時間が早くなることにより、待機時に光偏向器１０を停止させることが可能となり光偏向器１０の延命化に寄与できる。
【００３５】
さらに、回転スリーブ２２と駆動用マグネット２４との配置によって、バランスウェイト４０を付加するための隅部３８を容易に設けることができる。このため、バランスウェイト４０を取付ける溝部が不要となるので、従来から使用されている回転スリーブ２２及び駆動用マグネット２４をそのまま利用できる。
【００３６】
一方、回転スリーブ２２の天面２２Ａ（端面）からは、回転体３２の一部である固定部材３０の天面３０Ａが突出している。このため、回転スリーブ２２の天面２２Ａと固定部材３０の天面３０Ａとの間には、段差が生じる。
【００３７】
この段差によって、回転スリーブ２２の天面２２Ａと固定部材３０の内周面３０Ｂとの間に隅部４２が形成される。この隅部４２に回転体３２の動的不釣合いを修正するため、バランスウェイト４４が付加されている。
【００３８】
このため、従来のように、バランスウェイト４４を付加するための特別な溝等を固定部材３０に設けなくて済む。従って、溝を設ける分、固定部材３０の半径を大きくする必要がないので、必要以上にイナーシャが大きくなることはなく、レーザプリンタ、複写機等の起動時間の短縮化と定常電流の低減に寄与できる。
【００３９】
なお、本形態のように、隅部３８に加えて、隅部４２にもバランスウェイト４４を付加しても良いが、隅部３８及び隅部４２のどちらか一方にバランスウェイトを付加しても良い。
【００４０】
また、ここでは、回転スリーブ２２の天面２２Ａと固定部材３０の天面３０Ａとの間に段差を設け、隅部４２を形成したが、これに限るものではない。
【００４１】
例えば、図２に示すように、回転スリーブ２２の天面２２Ａから、回転スリーブ２２に取付け可能な回転多面鏡４６の天面４６Ａを突出させ、回転スリーブ２２の天面２２Ａと回転多面鏡４６の天面４６Ａとの間に隅部４８を形成しても良い。
【００４２】
また、図３に示すように、回転スリーブ２２にフランジ５０を固定し、このフランジ５０に回転多面鏡５１及び駆動用マグネット５３を取付けて回転体５２を構成し、フランジ５０を利用して後述する隅部５４、５６を形成しても良い。
【００４３】
具体的には、フランジ５０の両端面を回転スリーブ２２の天面２２Ａ及び底面２２Ｂから突出させ、回転スリーブ２２の天面２２Ａ及び底面２２Ｂとフランジ５０の内周面５０Ａとの間に隅部５４、５６を形成する。
【００４４】
一方、図１に示すように、回転スリーブ２２の天面２２Ａ及び底面２２Ｂはフラット面であり、回転スリーブ２２と回転体３２との間に段差を設けることによって、隅部３８、４２を形成したが、必ずしも天面２２Ａ及び底面２２Ｂがフラット面である必要はない。
【００４５】
具体的には、図４に示すように、回転スリーブ５８の天面５８Ａ及び底面５８Ｂの外周側の角に環状の切欠き部６０、６２を設け、切欠き部６０と固定部材６４の内周面６４Ａとの間に隅部６８を、切欠き部６２と駆動用マグネット６６の内周面６６Ａとの間に隅部７０を形成しても良い。
【００４６】
また、図５に示すように、回転スリーブ７２の天面７２Ａ及び底面７２Ｂの外周側の角に面取り部７４、７６を設け、面取り部７４と固定部材７８の内周面７８Ａとの間に隅部８０を、面取り部７６と駆動用マグネット８２の内周面８２Ａとの間に隅部８４を形成しても良い。
【００４７】
このように、切欠き部６０、６２又は面取り部７４、７６を設けることによって、バランスウェイトが付着し易くなり、より一層、回転体６５、８３のバランス修正が行い易くなる。
【００４８】
次に、第２形態に係る光偏向器について説明する。
【００４９】
なお、第２形態に係る光偏向器の概要については、第１形態と同じであるため、説明を割愛する。
【００５０】
図６に示すように、光偏向器８５の回転スリーブ８６の天面８６Ａ（端面）及び底面８６Ｂ（端面）の外周側の角には、面取り部８８、９０が設けられている。
【００５１】
また、回転スリーブ８６に取付けられた固定部材９２の天面９２Ａ（端面）と回転スリーブ８６の天面８６Ａとが面一となっており、回転スリーブ８６の底面８６Ｂと駆動用マグネット９４の底面９４Ａ（端面）とが面一となっている。
【００５２】
この面取り部８８と固定部材９２の内周面９２Ｂとの間に凹部９６が形成され、面取り部９０と駆動用マグネット９４の内周面９４Ｂとの間に凹部９８が形成される。この凹部９６、９８に回転体１００の動的不釣合いを修正するため、バランスウェイト１０２が付加される。
【００５３】
このように、回転スリーブ８６に面取り部９０を設け、駆動用マグネット９４との間に凹部９８を形成することで、駆動用マグネット２４に溝部を形成しなくて済む。
【００５４】
このため、駆動用マグネット２４の駆動に寄与する半径方向の長さを大きくとることができので、十分な磁力が得られ、回転体３２の駆動力を増大させることができる。
【００５５】
従って、レーザプリンタ、複写機等の起動時間の増加、定常電流の増加を防止することができる。また、起動時間が早くなることにより、待機時に光偏向器８５を停止させることが可能となり光偏向器８５の延命化に寄与できる。
【００５６】
また、回転スリーブ８６に面取り部８８を設け、固定部材９２との間に凹部９６を形成することで、従来のように、バランスウェイト１０２を付加するための特別な溝等を固定部材９２に設けなくて済む。
【００５７】
従って、溝を設ける分、固定部材の半径を大きくする必要がないので、必要以上にイナーシャが大きくなることはなく、レーザプリンタ、複写機等の起動時間の短縮化と定常電流の低減に寄与できる。
【００５８】
このように、回転スリーブ８６に面取り部８８を設けることで、回転体１００を回転スリーブ８６と面一にすることができ、回転体１００の軸方向の高さと回転スリーブ８６の軸方向の高さは同じになり、光偏向器８５の偏平化が実現できる。
【００５９】
なお、ここでは、回転スリーブ８６に面取り部８８を設けることで、凹部９６、９８を形成したが、面取り部８８に限るものではない。
【００６０】
例えば、図７に示すように、光偏向器１０３の回転スリーブ１０４の天面１０４Ａ及び底面１０４Ｂの外周側の角に環状の切欠き部１０６、１０８を設けても良い。
【００６１】
この切欠き部１０６と固定部材１１０の内周面１１０Ａとの間に凹部１１４を形成し、切欠き部１０８と駆動用マグネット１１２の内周面１１２Ａとの間に凹部１１６を形成する。この凹部１１４、１１６に回転体１１８の動的不釣合いを修正するため、バランスウェイト１２０を付加する。
【００６２】
また、図６で示すように、凹部９６に加えて、凹部９８にもバランスウェイト１０２を付加しても良いが、凹部９６及び凹部９８のどちらか一方にバランスウェイト１０２を付加しても良い。
【００６３】
次に、第３形態に係る光偏向器について説明する。
【００６４】
なお、光偏向器の概要については、第１形態と同じであるため、説明を割愛する。
【００６５】
図８に示すように、光偏向器１２２の回転スリーブ１２４の天面１２４Ａ及び底面１２４Ｂの内周側の角には、環状の切欠き部１２６、１２８が設けられている。この切欠き部１２６、１２８と固定軸１３０の外周面との間に凹部１３２、１３４が形成される。
【００６６】
この凹部１３２、１３４に回転体１３６の動的不釣合いを修正するため、バランスウェイト１３８が付加される。これによって、第１形態と同様の効果が得られる。
【００６７】
一方、図９に示すように、固定軸１４０の外周面の軸方向の上下に形成された動圧発生溝１４２、１４４の長さを変える。すなわち、上側に配置された動圧発生溝１４２を固定軸１４０の端面１４０Ａ側に向かって延出させ、下側に配置された動圧発生溝１４４を固定軸１４０の端面１４０Ｂ側に向かって延出させる。
【００６８】
これによって、切欠き部１４６、１４８から動圧発生溝１４２、１４４が露出することになる。このため、回転スリーブ１５０と固定軸１４０との間により一層、空気を送り込むことができ、何らかの原因によって回転体１５２が上下動し、動圧発生溝１４２、１４４に空気がうまく入り込まずに軸受ロック等が生じるトラブルを防止することができる。
【００６９】
また、この第３形態については、前述した第１形態及び第２形態と組み合わせて使用することができる。
【００７０】
例えば、図１０に示すように、回転スリーブ１５４の天面１５４Ａの外周側と固定部材１５６、回転スリーブ１５４の底面１５４Ｂと駆動用マグネット１５８との間に隈部１６０、１６２を形成し、回転体１７４の動的不釣合いの粗調整をおこない、回転スリーブ１５４の天面１５４Ａ及び底面１５４Ｂの内周側に切欠き部１６４、１６６を設け、回転軸１６８との間に凹部１７０、１７２を形成させ、回転体１７４の動的不釣合いの微調整を行なってもよい。
【００７１】
また、回転体の動的不釣合いの粗調整は全く別の部分で行い、第１形態、第２形態、第３形態で述べた内容で動的不釣合いの微調整に用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１形態に係る光偏向器を示す断面図である。
【図２】第１形態に係る光偏向器の変形例を示す断面図である。
【図３】第１形態に係る光偏向器の変形例を示す断面図である。
【図４】第１形態に係る光偏向器の変形例を示す断面図である。
【図５】第１形態に係る光偏向器の変形例を示す断面図である。
【図６】第２形態に係る光偏向器を示す断面図である。
【図７】第２形態に係る光偏向器の変形例を示す断面図である。
【図８】第３形態に係る光偏向器の変形例を示す断面図である。
【図９】第３形態に係る光偏向器の変形例を示す断面図である。
【図１０】第１形態と第３形態とを組み合わせた光偏向器を示す断面図である。
【図１１】従来の光偏向器を示す断面図である。
【図１２】従来の光偏向器を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０       光偏向器
１２       固定軸
２２       回転スリーブ（スリーブ）
２４       駆動用マグネット（回転体、マグネット部材）
２８       回転多面鏡
３０       固定部材
３２       回転体
４０       バランスウェイト
４４       バランスウェイト
４６       回転多面鏡
５０       フランジ
５２       回転体
５８       回転スリーブ（スリーブ）
６０       切欠き部
６２       切欠き部
６４       固定部材
６５       回転体
６６       駆動用マグネット（回転体、マグネット部材）
７２       回転スリーブ（スリーブ）
７４       面取り部（隅部）
７６       面取り部（隅部）
７８       固定部材
８２       駆動用マグネット（回転体、マグネット部材）
８５       光偏向器
８６       回転スリーブ（スリーブ）
８８       面取り部（凹部）
９０       面取り部（凹部）
９２       固定部材
９２Ｂ     内周面（凹部）
９４       駆動用マグネット（回転体、マグネット部材）
９４Ｂ     内周面（凹部）
９６       凹部
９８       凹部
１００     回転体
１０２     バランスウェイト
１０３     光偏向器
１０４     回転スリーブ（スリーブ）
１０６     切欠き部（凹部）
１０８     切欠き部（凹部）
１１０     固定部材
１１０Ｂ   内周面（凹部）
１１２     駆動用マグネット（回転体、マグネット部材）
１１２Ｂ   内周面（凹部）
１１４     凹部
１１６     凹部
１１８     回転体
１２０     バランスウェイト
１２２     光偏向器
１２４     回転スリーブ（スリーブ）
１３０     固定軸
１３６     回転体
１３８     バランスウェイト
１４０     固定軸
１５０     回転スリーブ（スリーブ）
１５２     回転体
１５４     回転スリーブ（スリーブ）
１５６     固定部材
１５８     駆動用マグネット（回転体、マグネット部材）
１６４     切欠き部（凹部）
１６８     回転軸
１７０     凹部
１７２     凹部
【図１】
2007052454.tif 000003
【図２】
2007052454.tif 000004
【図３】
2007052454.tif 000005
【図４】
2007052454.tif 000006
【図５】
2007052454.tif 000007
【図６】
2007052454.tif 000008
【図７】
2007052454.tif 000009
【図８】
2007052454.tif 000010
【図９】
2007052454.tif 000011
【図１０】
2007052454.tif 000012
【図１１】
2007052454.tif 000013
【図１２】
2007052454.tif 000014