专利名称：光偏转装置及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用多面反光镜的旋转使光偏转的光偏转装置及使用该光偏转装置的图像形成装置，尤其涉及可消减部件个数大幅度降低成本的光偏转装置及图像形成装置。
背景技术：
目前，在激光打印机、激光复印机、激光传真机及它们的复合机等图像形成装置的写入单元中，作为光扫描装置使用的光偏转装置就是使多面反光镜高速旋转，利用该旋转的多面反光镜使从由半导体激光器等构成的光源射出的光偏转，向感光鼓等图像记录媒体进行扫描的。
图8表示该现有光偏转装置的一例。该光偏转装置将多面反光镜200夹在旋转体100的凸缘部101和旋转轭102之间组装成一体，组装有该多面反光镜200的旋转体100通过轴承400可旋转地插装在突出设置于基座300的轴部301上，同时，与安装于设在基座300上的基板302上的线圈303相对，在旋转轭102上配设有磁铁103，通过使电流流过基座300上的线圈303，通过磁铁103使旋转体100旋转，从而使一体组装在该旋转体100上的多面反光镜200旋转。
在这种现有光偏转装置中，由于是将旋转体100固定在插装于基座300的轴部301的轴承400，将多面反光镜200安装在该旋转体100的凸缘部101，将多面反光镜200夹在旋转轭102和上述凸缘部101之间，在上述旋转轭102上配设磁铁103，故部件数多。为此，用于组装多面反光镜200的工时增多，其结果，不仅导致制造成本升高，而且存在光偏转装置大型化的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种光偏转装置及使用该光偏转装置的图像形成装置，该光偏转装置可大幅度消减用于组装多面反光镜的部件数，可实现低成本化和小型化。
为了解决上述问题，本发明第一方面提供一种光偏转装置，将旋转体固定在轴承上，该旋转体可利用与设在基座侧的线圈相对配置的磁铁而旋转，由磁铁形成所述旋转体，同时，多面反光镜固定在该旋转体上。
本发明第二方面是在本发明第一方面所述的光偏转装置中，所述旋转体由压注成型的树脂磁铁构成，利用压注成型固定在轴承上。
本发明第三方面是在本发明第一方面所述的光偏转装置中，所述旋转体相对于轴承，利用压入、热装或粘接中任一种方法固定。
本发明第四方面是在本发明第三方面所述的光偏转装置中，所述旋转体在和轴承接触的部分设有切口或凹凸。
本发明第五方面是在本发明第一、二、三或四任一方面所述的光偏转装置中，所述轴承是动压轴承。
本发明第六方面是在本发明第五方面所述的光偏转装置中，所述动压轴承由陶瓷形成。
本发明第七方面提供一种图像形成装置，用本发明第一～六任一方面所述的光偏转装置使自光源射出的光偏转，在图像记录媒体上扫描，从而进行图像的记录，形成图像。
图1是本发明的光偏转装置的实施例1的纵剖面图；图2是本发明的光偏转装置的实施例2的纵剖面图；图3是本发明的光偏转装置的实施例3的纵剖面图；图4是本发明的光偏转装置的实施例4的纵剖面图；图5(A)是表示在旋转体上设置有切口的例子的立体图，图5(B)是表示在旋转体上设置有凹凸的例子的立体图；图6是本发明的图像形成装置的一例的纵剖面图；图7是激光器光学系统之一例的立体图；图8是现有光偏转装置的纵剖面图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的光偏转装置的实施例。
图1是本发明的光偏转装置的实施例1的纵剖面图。该光偏转装置1A在穿设于基座1的开孔部11设有轴承2。轴承2由滚珠轴承21a、21b及旋转轴承22构成，通过配设于开孔部11内的滚珠轴承21a、21b竖立设置有可旋转的圆柱状旋转轴承22。
旋转体3具有与上述旋转轴承22嵌合的圆筒部31和自该圆筒部31向径向延伸的凸缘部32，通过在凸缘部32的上面切削加工旋转体3的基准面32a，在圆筒部31和凸缘部32之间形成台阶状。
本发明中，旋转体3本身由磁铁形成。尤其理想的是磁铁使用树脂磁铁。如果是树脂磁铁，则可使用压注成型，通过压注成型具有圆筒部31、凸缘部32及磁铁的旋转体3，可进行一体成形。因此，不需要作为另一部件准备磁铁，不需要将另外准备的磁铁固装在凸缘部等组装工序，可简化制造工序。
多面反光镜4形成以侧面为反光面41的平面看多角形状(未图示)。在多面反光镜4的中央部具有用于向上述旋转体3的圆筒部31嵌合的开孔部42，使该开孔部42外嵌于上述旋转体3的圆筒部31且使一端面4a与上述凸缘部32的基准面32a接触，用粘接剂直接固定在旋转体3上。
这样固定多面反光镜4而构成的旋转体3其圆筒部31外嵌固定于自基座1竖立设置的旋转轴承22上。作为旋转体3和旋转轴承22的固定方法最好在使用树脂磁铁通过压注成型形成旋转体3时使其与旋转轴承22形成一体。采用该方法，可以省略旋转体3和旋转轴承22的组装工序，可简化制造工序。在压注成型时使该旋转体3和旋转轴承22一体化的情况下，最好通过切削处理、喷砂处理等使与旋转体3相接的旋转轴承22表面粗糙化，从而使两者坚固地一体化，防止滑脱、错动。
在基座1的上面围绕开孔部11设有固定轭5，其上面设有基板6。在基板6上面，与旋转体3的凸缘部32的下面32b相对，安装有适当数量的线圈7，通过经基板6使电流流向该线圈7，使由磁铁形成的旋转体3以旋转轴承22为轴，以规定速度旋转，使固定在该旋转体3上的多面反光镜4旋转。
若根据该实施例1的光偏转装置1A，则由于旋转体3本身由磁铁形成，且多面反光镜4直接固定在该磁铁构成的旋转体3上，故用于可旋转地组装多面反光镜4的部件数与目前相比大幅度减少。由此，组装工时也被消减，可低成本制造光偏转装置1A。并且，由于部件数减少，也使多面反光镜4及旋转体3构成的旋转部分小型化且重量轻，从而，具有缩短多面反光镜4自停止状态到达恒速旋转的时间的效果。
本发明的光偏转装置不限于上述形式，可采用如下所述的各种形式。图2是本发明的光偏转装置的实施例2的纵剖面图。只要无特别说明，则与图1相同的符号表示同一结构。
在该光偏转装置1B中，基座1上突出设置有用于将旋转体3可旋转地安装支承的轴部12，该轴部12上安装有轴承2。
在该方式下，轴承2具有外嵌于基座1的轴部12上的圆筒状径向固定轴承23和可旋转地外嵌固定于该径向固定轴承23上的圆筒状的旋转轴承24，将这些径向固定轴承23和旋转轴承24在嵌合于基座1的轴部12的状态下，由上侧推力固定轴承25a及下侧推力固定轴承25b夹持、通过板8a利用螺钉8紧固安装在轴部12上。
在该轴承2上，在下侧推力固定轴承25b的上面及径向固定轴承23的外周面上形成有动压发生槽(未图示)，由此，使旋转轴承24置于上侧及下侧推力固定轴承25a、25b之间，构成可沿径向固定轴承23的外周面圆滑旋转的空气动压轴承。这样，通过使用空气动压轴承作为轴承2，可使旋转体3更高速地旋转。
尤其是，当分别用陶瓷形成构成该空气动压轴承的径向固定轴承23、旋转轴承24、上侧及下侧推力固定轴承25a、25b时，其耐磨性良好，可在更长寿命下高速旋转，故很理想。
在这种方式下，旋转体3固定在上述旋转轴承24上。该方式下的旋转体3具有外嵌于旋转轴承24的圆筒部31和自该圆筒部31径向延伸的凸缘部32，同时，在该圆筒部31的周围与圆筒部31同心圆状凹设有凹槽33。由此，使在将旋转体3的圆筒部31嵌合安装于旋转轴承24时产生的圆筒部31的变形不直接影响到凸缘部32。
在凸缘部32的上面，在上述凹槽33的外侧具有与圆筒部31同心圆状突出的凸起部32c，该凸缘部32c的上面切削加工成旋转体3的基准面32a。
多面反光镜4使中央的开孔部42外嵌于上述旋转体3的圆筒部31且使一端面4a与上述凸缘部32的凸起部32c上面的基准面32a接触，用粘接剂直接固定在旋转体3上。
根据该实施例2的光偏转装置1B也可得到上述同样的效果。
图3是本发明的光偏转装置的实施例3的纵剖面图。只要无特别说明，则与图1相同的符号表示同一结构。
在该光偏转装置1C中，用于可旋转地安装支承旋转体3的轴承2具有竖立设置于基座1上面的圆柱状固定轴承26和可旋转地外嵌于该固定轴承26上的旋转轴承27。
旋转轴承27形成有底圆筒状，其筒部27a自上方嵌合于上述固定轴承26上。在固定轴承26的上面及与该上面相对的旋转轴承27的内底部分别设有相斥的浮起用磁铁26a、27b，由此，旋转轴承27在固定轴承26的上面以很小的间隙而浮起，可沿固定轴承26的外周面旋转。
在固定轴承26的外周面或旋转轴承27的筒部27a的内周面上形成有动压发生槽(未图示)，由此，使旋转轴承27构成可沿固定轴承26的外周面圆滑旋转的空气动压轴承，可使旋转体3更高速地旋转。
在该方式中也同样，当分别用陶瓷形成构成该空气动压轴承的固定轴承26及旋转轴承27时，其耐磨性良好，可在更长寿命下高速旋转，故很理想。
这种方式下的旋转体3固定在旋转轴承27上，具有外嵌于旋转轴承27的圆筒部31和自该圆筒部31径向延伸的凸缘部32，同时，具有突出设置于凸缘部32的外缘部下面的外筒部34。凸缘部32c的上面切削加工成旋转体3的基准面32a，从而在圆筒部31和凸缘部32之间形成台阶状。
多面反光镜4使中央的开孔部42外嵌于上述旋转体3的圆筒部31且使一端面4a与上述凸缘部32上面的基准面32a接触，用粘接剂直接固定在旋转体3上。
在基座1的上面，在旋转轴承27外侧且旋转体3外筒部34的内侧，与固定轴承26同心圆状配设有线圈7，该线圈7卷绕在自形成圆筒状的线圈安装部件9呈放射状配置的铁芯9a上。由此，各线圈7与磁铁形成的旋转体3的外筒部34的内周面相对状配置，使旋转体3以固定轴承26为轴旋转。
根据该实施例3的光偏转装置1C，不仅可得到上述同样的效果，而且，由于线圈7与旋转体3的外筒部34的内周面相对配置，故可减小旋转体3的直径，可构成径向尺寸小的多面反光镜。
并且，旋转体3由于即使在停止时也利用磁铁26a、27b处于自固定轴承26浮起的状态，故可减小起动时的负荷。
图4是本发明的光偏转装置的实施例4的纵剖面图。只要无特别说明，则与图1相同的符号表示同一结构。
在该光偏转装置1D中，穿设于基座1的开孔部11上设有轴承2。在开孔部11的上缘部自基座1上面突出状设有圆筒部13，开孔部11向基座1的上方延伸。
圆柱状的旋转轴承28可旋转地嵌插于该开孔部11，因此，上述圆筒部13构成支承旋转轴承28的外周面的径向固定轴承。在基座1的下面形成有凹部14，其底部安装有板状的推力固定轴承29，以堵塞面对的开孔部11的下端面，由这些基座1的圆筒部(径向固定轴承)13及推力固定轴承29构成轴承2。
在与旋转轴承28的底面相对的推力固定轴承29的上面或旋转轴承28的底面及旋转轴承28的外周面上形成有动压发生槽(未图示)，由此，使旋转轴承28构成可在圆筒部13内圆滑旋转的空气动压轴承，可使旋转体3更高速地旋转。
在该方式中也同样，当分别用陶瓷形成构成该空气动压轴承的圆筒部(径向固定轴承)13、推力固定轴承29及旋转轴承28时，其耐磨性良好，可在更长寿命下高速旋转，故很理想。
这种方式下的旋转体3固定在旋转轴承28上，具有外嵌于旋转轴承28的圆筒部31和自该圆筒部31径向延伸的凸缘部32。凸缘部32的上面切削加工成旋转体3的基准面32a，从而在圆筒部31和凸缘部32之间形成台阶状。
多面反光镜4使中央的开孔部42外嵌于上述旋转体3的圆筒部31且使一端面4a与上述凸缘部32上面的基准面32a接触，用粘接剂直接固定在旋转体3上。
根据该实施例4的光偏转装置1D，不仅可得到上述同样的效果，而且，由于基座1的圆筒部13兼用作径向固定轴承，故可消减部件数，可进一步消减组装工时。
并且，由于不需要使旋转轴承28为中空，故可防止压入或热装旋转体3时旋转轴承28的直径变化。
在以上各方式中，说明了由磁铁形成的旋转体3通过由轴承2(旋转轴承22、24、27、28)和树脂磁铁一体压注成型而固定的情况，但固定方法不限于此，也可以在单独形成旋转体3后，利用压入、热装及粘接中的任一方法将其相对于旋转轴承22、24、27、28固定。这种情况下，形成旋转体3的磁铁不一定是树脂磁铁。
在利用压入、热装或粘接固定旋转体3时，通过嵌合于旋转轴承22、24、27、28而接触的旋转体3的圆筒部31最好设置切口或凹凸。图5(A)表示在图2所示的旋转体3的圆筒部31设有多个纵向延伸的切口31a的例子。而图5(B)中表示在上述图2所示的旋转体3的圆筒部31的内周面上沿纵向形成多条突条31b，在圆筒部31设置凹凸的例子。
这样，通过在旋转体3的圆筒部31设置切口或凹凸，使旋转体3的圆筒部31和旋转轴承22、24、27、28的接触部容易变形，可防止压入时磁铁的破裂或使用时的温度变化引起的滑脱，同时，在粘接时粘接剂浸入切口内部或凹部，可使粘接牢固。另外，即使在图1、图3及图4所示的旋转体3中，也可与上述完全相同采用压入、热装及粘接进行的固定方法。
另外，在上述说明的图2～图4所示的方式中，说明了轴承采用空气动压轴承的例子，但不限于此，也可以用油动压轴承及含油烧结轴承。
上述光偏转装置1A～1D可广泛应用于激光打印机、激光复印机、激光传真机或它们的复合机等图像形成装置，通过使半导体激光器等光源射出的光偏转并在图像记录媒体上扫描，进行图像的记录并形成图像。
图6是表示图像形成装置为激光复印机时的一例的剖面图。
在图像形成装置主体的上部设有自动原稿输送装置A，将设置在其上面的原稿a一张一张地自动输送到图像读取部B的读取位置。
图像读取部B利用CCD线传感器b作为光学图像读取输送到读取位置的原稿并光电转换为电信号(图像信号)，从而由原稿得到图像数据。自原稿读取的图像数据在图像处理部C进行浓度转换、过滤处理、变倍处理、γ补正等各种图像处理，然后输出到图像记录部D。
图像记录部D具有作为图像记录媒体的感光体d1；激光光学系统d2，使根据由上述图像读取部B的CCD线传感器b读取的图像信号调制驱动的来自半导体激光器的激光束在感光体d1上扫描；定像器d3，将利用由该激光光学系统d2扫描的激光束形成于感光体d1上的调色剂图像复制在记录纸s上并定像。
记录纸s收放在设置于给纸输送部E的各种尺寸的盒e1、e2中，利用输送装置e3一张一张输送到图像记录部D的感光体d1。被输送的各记录纸s的记录面上被复制调色剂图像，由定像器d3使图像定像，形成图像。形成图像的记录纸由排纸部F排出。
图7是激光光学系统d2的概略结构立体图。在该图中，d21是由半导体激光器构成的光源，d22是准直透镜，d23是第一圆柱透镜，d24是fθ透镜，d25是第二圆柱透镜，d26是指标反光镜，d27是指标传感器。
根据图像数据驱动的光源d21射出的光束L在由准直透镜d22形成平行光后，经第一圆柱透镜d23入射光偏转装置的多面反光镜4的反光面41。作为该光偏转装置使用上述光偏转装置1A～1D。多面反光镜4以规定的转速旋转，使入射的光束L偏转。偏转的光束L透过fθ透镜d24、第二圆柱透镜d25，通过开设于罩d20上的窗孔d28，以规定的点径在感光体d1的面上沿副扫描方向扫描，从而在该感光体d1的面上记录形成图像的潜像。
每次光束在副扫描方向扫描时由指标反光镜d26反射的光束L由指标传感器d27检测。指标传感器d27检测其入射时机，得到每条线的图像形成的写入开始时机。
这样记录形成于感光体d1的面上的潜像被复制在记录纸s的记录面上，然后，由定像器d3定像形成图像之后排纸。
根据本发明的图像形成装置，由于使用上述光偏转装置1A～1D作为光偏转装置，故可采用便宜的激光光学系统d2，可实现图像形成装置的低成本化。
根据本发明，可提供一种光偏转装置及使用该光偏转装置的图像形成装置，其可大幅度消减用于组装多面反光镜的部件数，可降低成本，实现小型化。
权利要求
1.一种光偏转装置，包括(a)由磁铁形成的旋转体，多面反光镜固定在所述旋转体上；(b)轴承，所述旋转体固定在轴承上；(c)基座，具有面向磁铁的线圈，所述线圈使由磁铁形成的旋转体转动。
2.如权利要求1所述的光偏转装置，其特征在于，所述旋转体由压注成型的树脂磁铁构成，并利用压注成型固定在轴承上。
3.如权利要求1所述的光偏转装置，其特征在于，所述旋转体利用压配合，热装配合或粘接中的任一种方法固定在轴承上。
4.如权利要求3所述的光偏转装置，其特征在于，所述旋转体在与轴承的接触的部分设有切口或凹口。
5.如权利要求1所述的光偏转装置，其特征在于，所述轴承是动压轴承。
6.如权利要求5所述的光偏转装置，其特征在于，所述轴承由陶瓷形成。
7.一种图像形成装置，包括(a)光源；(b)如权利要求1所述的光偏转装置，使光源发出的光偏转；(c)在记录媒体上扫描偏转光的扫描器，从而在记录媒体上记录图像。
全文摘要
一种光偏转装置,具有固定在轴承上的旋转体,其通过设置成与基座侧的线圈相对的磁铁而可以转动,旋转体由磁铁构成,多面反光镜固定在磁铁上。
文档编号H04N1/113GK1375722SQ0210734
公开日2002年10月23日 申请日期2002年3月15日 优先权日2001年3月19日
发明者松井晋, 小林浩志, 黑泽高昭 申请人:柯尼卡株式会社