(57)【要約】      （修正有）【課題】動圧空気軸受型光偏向器において、回転中の回転多面鏡の減速また停止に要する時間を短縮する。【解決手段】光偏向器３は、排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを有する動圧軸７１と、この動圧軸７１に動圧空気軸受部Ｍにより回転自在に支持されたスリーブ７２と、スリーブ７２と一体に回転する回転多面鏡２と、スリーブ７２と回転多面鏡２を収容する密封されたミラー室７０と、排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介してミラー室７０に連通するとともに、外気と遮断された膨張収縮自在な変形体９０とを備える。モータ８８によりスリーブ７２を加速回転させると、ミラー室７０の空気が排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃから変形体９０内に排出し、ミラー室７０が減圧される。【選択図】図３
2010060701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気孔を有する動圧軸と、前記動圧軸に動圧空気軸受により回転自在に支持された回転体と、前記回転体と一体に回転する回転多面鏡と、前記回転体と前記回転多面鏡を収容する密封されたミラー室と、前記排気孔を介して前記ミラー室に連通するとともに、外気と遮断された空気室とを備え、モータにより前記回転体を加速または定速回転させると、前記ミラー室の空気を前記排気孔から前記空気室に排出し、前記ミラー室を減圧する光偏向器において、
前記空気室の圧力を大きくする増圧部材を備え、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記増圧部材は、前記空気室の圧力を大きくし、前記空気室から前記ミラー室に空気を送ることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記空気室は膨張収縮自在な変形体で形成され、前記増圧部材は、前記変形体を収容する第２空気室と、前記第２空気室に外気を取り込むポンプを備え、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記ポンプが前記第２空気室に外気を吸入すると、前記変形体内の空気が前記ミラー室に送られることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項３】
前記増圧部材は前記空気室に直進自在に嵌装されるピストン部材であり、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記ピストン部材が外部から押されると、前記空気室の空気が前記ミラー室に送られることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項４】
レーザ光源からのビーム光を、光偏向器を含む光学系を介して被走査面に導いて、光スポットを形成し、前記光偏向器により前記ビーム光を偏向させることにより、前記被走査面で光スポットを走査する光走査装置において、前記光偏向器が請求項１〜３のいずれかに記載の光偏向器であることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
光走査装置により感光体表面を光走査して潜像を形成し、前記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記感光体表面の光走査を行う光走査装置として、請求項４記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報機器、画像機器、計測機器等に搭載されるレーザ書き込みを行う光偏向器及びそれを備えた光走査装置及び電子写真方式を利用した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタル複写機、レーザープリンタ等のレーザ書き込みを行う電子写真方式の画像形成装置は、プリント速度の高速化および画素密度の高密度化にともない、高速回転する光偏向器が用いられている。このような高速回転に適する光偏向器として、動圧空気軸受型光偏向器が利用されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１による動圧空気軸受型光偏向器は、ケースに固着された動圧軸と、動圧軸の外周に嵌挿された円筒状スリーブと、スリーブ外周に固着された磁石と、磁石と対面するとともに、ヨークにコイルを巻回されたステータと、スリーブの外周に固着された回転多面鏡とを備え、動圧軸と、スリーブと、磁石及びステータ等がケースで密封されるミラー室に収容されている。コイルが通電されると、ステータと磁石等よりなるモータ駆動部が作動して、スリーブが動圧軸を芯として回転する。この際、動圧軸とスリーブの間に動圧が発生する。この動圧を発生させる動圧空気軸受部には、動圧軸とスリーブとの間に微小な隙間が形成され、ヘリングボーン溝と溝非加工部が動圧軸表面に設けられる。そして、動圧軸には、その軸心に大気と連通する軸方向に延びる排気孔が穿設され、この排気孔に連通してスリーブの方向へ開口する孔が穿設されている。スリーブが回転している時には、動圧空気軸受部の両端でミラー室の空気が吸い込まれ、孔と排気孔を介して排気され、ミラー室の空気圧は大気圧よりも減圧することにより、回転多面鏡による風損を小さくし、回転多面鏡の高速回転を可能にしている。
【０００４】
さらに特許文献１では、大気と連通する排気孔の入口付近にはフィルタが設けられている。スリーブの回転停止によりミラー室に大気が吸入されるが、このとき、このフィルタは、大気中に浮遊するゴミ、埃などの異物を遮り、異物がミラー室に引き込まれることがないようにしている。これにより、回転多面鏡や動圧空気軸受部への異物の付着を防止している。
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術では、動圧空気軸受部の微小な隙間に異物が入り込まないようにするのに、微細なフィルタが必要になる。フィルタのメッシュが微細になると、ミラー室の空気を大気に排出する妨げになり、ミラー室を減圧する時間が長くなるので、停止しているスリーブが回転し所定の速度に安定するまで、時間がかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、特許文献２では、大気と遮断された空気室を設け、この空気室とミラー室の間では、動圧軸とスリーブ間の隙間を通して、動圧軸に設けた排気孔によって、空気を流通させている。スリーブが回転停止すると、動圧空気軸受部は、排気孔から動圧軸とスリーブ間の隙間を介して空気室の空気を吸入し、ミラー室に排出する。空気室とミラー室は当初から清浄で乾燥した空気を封入されているので、空気室の空気を吸入しても、回転多面鏡や動圧空気軸受部に異物が付着することがない。またフィルタを設けていないので、停止しているスリーブが回転する時、ミラー室の空気の排出を妨げることがなく、ミラー室を減圧する時間が短くなり、スリーブの回転速度が安定するまで、時間がかからないことになる。
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術では、スリーブが回転しているとき、ミラー室は動圧空気軸受部によって減圧されているため、ミラー室の空気抵抗が小さくなっている。ここで、回転しているスリーブを減速させると、空気抵抗が小さいミラー室では、回転多面鏡の慣性によって、回転多面鏡が安定した速度に減速されるまで時間がかかる。また回転しているスリーブを停止させるときも、ミラー室の空気抵抗が小さいので、回転多面鏡の慣性によって、回転多面鏡の停止までに要する時間がかかるという問題があった。
【特許文献１】特開平５−１３４２０３号公報（段落［０００２］、図８〜図１２）
【特許文献２】実開平７−４１５１８号公報（段落［００１４］、［００１５］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、動圧空気軸受型光偏向器において、回転中の回転多面鏡の減速また停止に要する時間を短縮する光偏向器及びそれを備えた光走査装置及び画像形成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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、排気孔を有する動圧軸と、前記動圧軸に動圧空気軸受により回転自在に支持された回転体と、前記回転体と一体に回転する回転多面鏡と、前記回転体と前記回転多面鏡を収容する密封されたミラー室と、前記排気孔を介して前記ミラー室に連通するとともに、外気と遮断された空気室とを備え、モータにより前記回転体を加速または定速回転させると、前記ミラー室の空気を前記排気孔から前記空気室に排出し、前記ミラー室を減圧する光偏向器において、前記空気室の圧力を大きくする増圧部材を備え、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記増圧部材は、前記空気室の圧力を大きくし、前記空気室から前記ミラー室に空気を送ることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、モータにより回転体が加速回転し始めると、ミラー室の空気が排気孔から空気室に排出され、ミラー室の圧力が徐々に低下し、所定の圧力に到達した後、回転多面鏡が定速回転する。回転体が減速回転するとき、ミラー室と空気室の圧力差により、空気室の空気は排気孔を通ってミラー室に流入するとともに、増圧部材によって空気室が圧縮され、空気室の空気はミラー室に送り込まれる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、前記空気室は膨張収縮自在な変形体で形成され、前記増圧部材は、前記変形体を収容する第２空気室と、前記第２空気室に外気を取り込むポンプを備え、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記ポンプが前記第２空気室に外気を吸入すると、前記変形体内の空気が前記ミラー室に送られることを特徴としている。この構成によれば、回転体が減速回転する場合、ミラー室と変形体内の圧力差により、変形体内の空気は排気孔を通ってミラー室に流入する。このとき、ポンプが第２空気室に外気を吸入し、変形体が収縮することによっても、変形体内の空気がミラー室に送り込まれる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、前記増圧部材は前記空気室に直進自在に嵌装されるピストン部材であり、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記ピストン部材が外部から押されると、前記空気室の空気が前記ミラー室に送られることを特徴としている。この構成によれば、回転体が減速回転する場合、ミラー室と変形体の圧力差により、変形体の空気は排気孔を通ってミラー室に流入する。このとき、ピストン部材が外部から押され、空気室が圧縮することによっても、空気室の空気がミラー室に送り込まれる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明では、レーザ光源からのビーム光を、光偏向器を含む光学系を介して被走査面に導いて、光スポットを形成し、前記光偏向器により前記ビーム光を偏向させることにより、前記被走査面で光スポットを走査する光走査装置において、前記光偏向器が上記構成の光偏向器であることを特徴とする光走査装置である。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明では、光走査装置により感光体表面を光走査して潜像を形成し、前記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記感光体表面の光走査を行う光走査装置として、上記構成の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、モータにより回転体が回転し始めると、ミラー室の空気が排気孔から空気室に排出され、ミラー室の圧力が徐々に低下し、所定の圧力に到達した後、回転多面鏡が定速回転する。これにより、風損を抑えて、回転多面鏡を高速回転させることができる。一方、回転体が減速回転する場合、ミラー室と空気室の圧力差により、空気室の空気は排気孔を通ってミラー室に流入するときに、増圧部材によって空気室が圧縮され、空気室の空気はミラー室に送り込まれるので、ミラー室は急速に圧力が上昇し、空気抵抗が大きくなる。従って、モータにより回転体が減速回転するとき、回転多面鏡の所定速度までの減速、または停止に要する時間を短縮させることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、回転体が減速回転する場合、ミラー室と変形体内の圧力差により、変形体内の空気は排気孔を通ってミラー室に流入する。このとき、ポンプが第２空気室に外気を吸入し、変形体が収縮することによっても、変形体内の空気がミラー室に送り込まれるので、ミラー室は急速に圧力が上昇し、空気抵抗が大きくなる。従って、モータにより回転体が減速回転するとき、回転多面鏡の所定速度までの減速、または停止に要する時間を短縮させることができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明によれば、回転体が減速回転する場合、ミラー室と変形体の圧力差により、変形体の空気は排気孔を通ってミラー室に流入する。このとき、ピストン部材が外部から押され、空気室が圧縮することによっても、空気室の空気がミラー室に送り込まれるので、ミラー室は急速に圧力が上昇し、空気抵抗が大きくなる。従って、モータにより回転体が減速回転するとき、回転多面鏡の所定速度までの減速、または停止に要する時間を短縮させることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明によれば、回転中の回転多面鏡の減速また停止に要する時間を短縮する動圧空気軸受型光偏向器を設けた光走査装置にすることができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明によれば、回転中の回転多面鏡の減速また停止に要する時間を短縮する動圧空気軸受型光偏向器を設けた光走査装置を備える画像形成装置にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すタンデム型カラープリンタの概略構成図である。図１において、画像形成装置１は、用紙１１を収容する給紙部１０と、給紙部１０の上方に配される４個の画像形成部３０ａ〜３０ｄと、画像形成部３０ａ〜３０ｄの上方に配される光走査装置３３ａ〜３３ｄと、画像形成部３０ａ〜３０ｄの左方に配される定着部４０と、給紙部１０の右方に配される用紙搬送路２０と、画像形成装置１の上部に用紙１１を排出する排出部５０とを備えている。
【００２２】
給紙部１０は、給紙カセット１３内に積層載置された用紙１１を１枚ずつ給紙カセット１３の出口側（図１の右側）に繰り出すフィードローラ２１を備え、繰り出した用紙１１を用紙搬送路２０に給紙する。用紙搬送路２０は搬送ローラ対及び搬送ガイド等を備えてなり、繰り出された用紙を画像形成部３０ａ〜３０ｄに向けて搬送するものである。また、手差しトレイ２３は、給紙部１０に載置されていないサイズの用紙等を別途供給するもので、フィードローラ２２を備え、用紙を１枚ずつ用紙搬送路２０に給紙する。
【００２３】
画像形成部３０ａ〜３０ｄは、上流側（図１の右側）から搬送方向に沿って、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のトナーに応じて設けられており、装置の水平方向に直列に配置されている。各画像形成部３０ａ〜３０ｄは、円筒状の感光体３１ａ〜３１ｄを有するとともに、その回転方向の周囲に上流側から順に、帯電器３２ａ〜３２ｄと、現像器３４ａ〜３４ｄと、転写ローラ３５ａ〜３５ｄと、クリーナー３６ａ〜３６ｄが配設されている。
【００２４】
回転自在である感光体３１ａ〜３１ｄは、感光層を形成する感光材料として、アモルファスシリコン感光体が用いられ、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応させて配される。感光層は有機感光体（ＯＰＣ感光体）でもよい。現像器３４ａ〜３４ｄは、感光体３１ａ〜３１ｄの右方に配され、現像ローラとトナーの収容部とを有し、感光体３１ａ〜３１ｄにトナーを供給する。帯電器３２ａ〜３２ｄは感光体３１ａ〜３１ｄ表面を一様に帯電させる。
【００２５】
光走査装置３３ａ〜３３ｄは、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図略）に入力された原稿画像データに基づいて、各感光体３１ａ〜３１ｄ表面に図１の破線で示すようにレーザ光を照射する。照射されたレーザ光により、各感光体３１ａ〜３１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像器３４ａ〜３４ｄにより現像される。
【００２６】
用紙搬送ベルト３８は、駆動ローラ６２及び従動ローラ６１間に張架されるとともに、感光体３１ａ〜３１ｄと転写ローラ３５ａ〜３５ｄとの間に、用紙を搬送するベルト走行路が形成されている。各転写ローラ３５ａ〜３５ｄは、用紙搬送ベルト３８を挟んで各感光体３１ａ〜３１ｄと対向して用紙搬送転写ベルト３８に圧接し、転写ニップ部を形成する。この各転写ニップ部において、用紙搬送ベルト３８の回転とともに所定のタイミングで、用紙搬送路２０から搬送される用紙１１に、各感光体３１ａ〜３１ｄのトナー像が順次転写されることにより、用紙１１にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、カラートナー像が形成される。
【００２７】
トナータンク３９ａ〜３９ｄは、画像形成部３０ａ〜３０ｄの上方に配され、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのいずれかの色のトナーを収容する。各色のトナーが対応する現像器３４ａ〜３４ｄに供給される。
【００２８】
定着部４０は、画像形成部３０ａの下流側に配され、画像形成部３０ａ〜３０ｄにおいてトナー像が転写された用紙１１を加熱及び加圧して用紙１１にトナー像を溶融定着させる。定着部４０を通過した用紙１１は、用紙搬送路１５を介して排出部５０へ排出される。
【００２９】
次に、光走査装置３３ａ〜３３ｄについて説明する。図２は、上述の画像形成装置１に用いられる上ケースを取り外した光走査装置３３ａ〜３３ｄの構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、図１の画像形成部３０ａと相対する光走査装置３３ａの構成及び動作について説明するが、光走査装置３３ｂ〜３３ｄの構成及び動作については光走査装置３３ａと同様であり説明を省略し、また各色の光走査装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略し、必要な場合には、ａ〜ｄの符号を付与して説明する。
【００３０】
光走査装置３３は、レーザダイオード６と、コリメータレンズ５と、回転多面鏡２と、走査光学系４と、反射ミラー７、及び走査タイミングを検出するためのミラー８とフォトセンサ９とを備え、またこれらの部材を支持する、上ケースを含む光学ケース１６を備えている。
【００３１】
レーザダイオード６は画像データにより変調されたビーム光を照射し、コリメータレンズ５は照射されたレーザ光のビーム径を調整しながら回転多面鏡２の反射面に集光させ、回転多面鏡２はその回転によって回転多面鏡２からの反射光を偏向走査し、走査光学系４は反射ミラー７を介して偏向されたビーム光を被走査面である感光体３１上に等速で走査して結像させる。この走査（感光体３１の軸方向の走査）と感光体３１の回転とによって、感光体３１上に静電潜像が形成される。
【００３２】
次に、上述の回転多面鏡２を回転自在に収容する光偏向器を図３、図４に基づいて説明する。図３は光偏向器の構成を示す断面図であり、図４は、図３の光偏向器の矢印Ａ−Ａで断面した構成を示す平面断面図である。
【００３３】
図３に示すように、光偏向器３は、回転多面鏡２と、ミラーホルダ７６と、スリーブ７２と、動圧軸７１と、モータ８８と、ケース本体７３と、カバーケース７４と、空気室である変形体９０と、下部ケース９１及びポンプ９２とを備える。
【００３４】
ケース本体７３は非磁性の合成樹脂で上部を開放した円筒型に形成される。カバーケース７４は、合成樹脂で略円板状に形成され、ケース本体７３の上面でゴムパッキン（図略）等を介してネジで固定される。図示しないが、レーザ光が入射及び射出する窓は、透光性を有する合成樹脂で形成され、ケース本体７３に密着して取り付けられる。ケース本体７３とカバーケース７４は、ミラー室７０を密封したケースを構成する。
【００３５】
動圧軸７１は、ミラー室７０の略中央で上下方向に延在し、ケース本体７３の下部にオーリング（図略）等を介在させて隙間なく固着され、動圧軸７１の上部をカバーケース７４にオーリング（図略）等を介在させて隙間なく固着される。動圧軸７１の軸心には、軸方向に延びる排気孔７１ｇが設けられる。排気孔７１ｇは下方を開口し上方を閉じた孔である。また、動圧軸７１には、この排気孔７１ｇと動圧軸７１の外周面を貫通する排気孔７１ｂ、７１ｃが設けられる。
【００３６】
スリーブ７２は、円筒状をなし、その内周面で後述する動圧空気軸受によって動圧軸７１に回転自在に保持されている。また、同極性の一対の磁石からなるスラスト軸受７７が、スリーブ７２の下端面と、ケース本体７３下方の動圧軸７１外周とに設けられる。このスラスト軸受７７の反発磁極によって、スリーブ７２は軸方向に中空で保持されている。
【００３７】
ミラーホルダ７６は、円筒状をなし、スリーブ７２の外周面に嵌装固着され、スリーブ７２とともに回転体を構成する。また、ミラーホルダ７６は、その上部に平坦面が形成される。回転多面鏡２はスリーブ７２の外周面に嵌装されるとともに、この平坦面に接着剤またはネジで固着される。さらにミラーホルダ７６外周面には、円筒状の磁石８２が接着または圧入によって固着されている。磁石８２はスリーブ７２の外周面に固着されてもよい。この場合、ミラーホルダ７６を軸方向に短くしておく。
【００３８】
ステータ８４は、磁石８２に対向する位置でケース本体７３に固定され、ステータ本体８６とコイル８５を備える。そしてステータ８４は、磁石８２とともに後述するモータ８８を構成する。
【００３９】
下部ケース９１は、合成樹脂で上部を開放した円筒型に形成され、ケース本体７３の下面にネジ（図略）で固定される。そして、下部ケース９１は光走査装置３３の光学ケース１６（図２参照）の所定位置に取り付けられる。
【００４０】
下部ケース９１とケース本体７３の下面によって、第２空気室９４が形成される。第２空気室９４には、変形体９０が収容される。この変形体９０は、薄膜のポリエチレン樹脂等で球状の袋に形成され、膨張収縮自在である。変形体９０が排気孔７１ｇの連結口７１ｈに隙間なく固着され、変形体９０内は排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介してミラー室７０に連通し、変形体９０の収縮により、変形体９０内からミラー室７０に空気が送られる。変形体９０が連結口７１ｈに取り付けられるときに、変形体９０内とミラー室７０は所定の圧力となるように設定される。尚、変形体９０として、薄膜の球状袋に替えて、合成樹脂で外周を蛇腹状にした円筒型に形成してもよい。この場合、伸縮自在な蛇腹部分が縮むと、変形体９０内からミラー室７０に空気が送られる。
【００４１】
下部ケース９１の側壁には取り付け孔９１ａが設けられる。接続管９３は取り付け孔９１ａに固定され、ポンプ９２は接続管９３に固定される。ポンプ９２は、羽根車により外気を吸い込み、接続管９３内を介して吸引した外気を第２空気室９４に送る。ポンプ９２と第２空気室９４は増圧部材を構成する。ポンプ９２が外気を吸い込み、吸引した外気を第２空気室９４に送り込むと、第２空気室９４は圧力が大きくなる。この増大した圧力によって、変形体９０が収縮し、変形体９０内の空気が排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介してミラー室７０に送られる。
【００４２】
図４に示すように、モータは、周方向６極に着磁された磁石８２と、磁石８２と対向する位置で固定されるステータ８４とを備える。ステータ８４は、ステータ本体８６とコイル８５を備える。ステータ本体８６は電磁鋼で環状に形成され、この環状部８６ａがケース本体７３に接着で固定される。環状部８６ａの内側には、環状部８６ａから突出する６極のステータコア８６ｂが設けられ、各ステータコア８６ｂの外周にコイル８５が巻回される。各コイル８５は図示しない駆動回路に接続され、ホール素子（図略）等によって検出される磁石８２の位置信号に従って、各コイル８５への通電が順次切り替わり、回転磁界を発生させ、この回転磁界によりスリーブ７２が回転する。
【００４３】
次に、動体空気軸受を図５に基づいて説明する。図５はスリーブ７２が動圧軸７１に嵌装した動圧空気軸受部の構成を示す図であり、動圧軸７１の右半分とスリーブ７２を断面したものである。
【００４４】
図５に示すように、動圧軸７１の外周面には、互いに同じ向きの傾斜角を有するヘリングボーン溝７１ｄ、７１ｄと、ヘリングボーン溝７１ｄ、７１ｄの間に平坦な周面を有する溝非加工部７１ｆが設けてある。ヘリングボーン溝７１ｄの下方には、ヘリングボーン溝７１ｄとは反対向きの傾斜角を持ったヘリングボーン溝７１ｅ、７１ｅと、ヘリングボーン溝７１ｅ、７１ｅの間に平坦な周面を有する溝非加工部７１ｆが設けてある。各溝非加工部７１ｆの中央には複数の排気孔７１ｂ、７１ｃが設けられる。ヘリングボーン溝７１ｄ、７１ｅと溝非加工部７１ｆは動圧空気軸受部Ｍを構成している。
【００４５】
排気孔７１ｂ、７１ｃは、動圧軸７１の軸心に形成された排気孔７１ｇに連通している。動圧軸７１とスリーブ７２の間には、微小な隙間を有して、動圧軸７１とスリーブ７２を嵌装する嵌装部Ｋが形成される。図３に示すミラー室７０と変形体９０内とは、排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃと嵌装部Ｋを介して、空気を流通させる。
【００４６】
図３に示すスリーブ７２が回転していないときは、ミラー室７０の空気圧は所定の圧力に設定されている。各コイル８５に通電されモータ８８が作動すると、スリーブ７２が回転する。スリーブ７２が反時計方向に回転することにより、図５に示すように、嵌装部Ｋに動圧が発生するとともに、動圧空気軸受部Ｍの両端部に形成したヘリングボーン溝７１ｄ、７１ｅのポンプ機構によって、図５の矢印で示すように、ミラー室７０の空気が排気孔７１ｂ、７１ｃから吸引され、排気孔７１ｇを介して変形体９０内へと排出され、時間の経過とともにミラー室７０を略真空状態まで減圧する。ミラー室７０が所定の圧力に減圧した状態で、回転多面鏡２が定速回転になる。
【００４７】
次に、モータ８８及びポンプ９２の制御を図６に基づいて説明する。図６は、モータとポンプの制御を示すブロック図である。
【００４８】
制御部８９は、モータ８８を駆動する駆動回路と、ポンプ９２の羽根車を駆動する駆動回路と、これらの駆動回路を制御するＣＰＵ等を備え、モータ８８とポンプ９２の駆動タイミングを図７に基づいて制御する。図７（ａ）は、画像形成装置のジョブに応じて設定されるモータ８８の回転速度を示すタイムチャートであり、図７（ｂ）はモータ８８によって回転するスリーブ７２即ち回転多面鏡２の回転速度を示すタイムチャートであり、図７（ｃ）はポンプ９２の羽根車の駆動制御を示すタイムチャートである。
【００４９】
図７（ａ）に示すように、画像形成装置がモノクロ印刷モードに設定されると、モータ８８は回転速度Ｒ２に設定される。このとき、図７（ｂ）に示すように、スリーブ７２は、モータ８８の回転速度Ｒ２の設定に対してタイムラグをもって、回転速度Ｒ２の定速回転となる。このタイムラグは、動圧空気軸受部Ｍによるミラー室７０の減圧に要する時間である。そして、図７（ｃ）に示すように、ポンプ９２は、モータ８８の停止と定速回転Ｒ２の期間では、オフ状態に設定され、羽根車が回転駆動していない。
【００５０】
次に、モノクロ印刷モードからカラー印刷モードに切り替えられると、モータ８８は、図７（ａ）に示すように、回転速度Ｒ２から減速された回転速度Ｒ１に設定される。このとき、図７（ｂ）に示すように、スリーブ７２は、モータ８８の回転速度Ｒ１の設定に対してタイムラグをもって、回転速度Ｒ２から回転速度Ｒ１へ切り替わった後、回転速度Ｒ１の定速回転となる。このタイムラグは、ミラー室７０の増圧に要する時間である。そして、図７（ｃ）に示すように、ポンプ９２は、このタイムラグの期間、即ちモータ８８の回転速度Ｒ１の設定から、スリーブ７２が回転速度Ｒ１になるまでの期間は、オン状態に設定され、羽根車が回転駆動する。
【００５１】
同様にして、モータ８８が回転速度Ｒ１から停止に切り替わると（図７（ａ）参照）、タイムラグの期間、即ちモータ８８の停止の設定から、スリーブ７２が停止するまでの期間、ポンプ９２はオン状態に設定され（図７（ｃ）参照）、羽根車が回転駆動する。
【００５２】
次に、画像形成装置の動作を、図３、図５、及び図７に基づいて説明する。図７に示すモータ８８が回転停止し、スリーブ７２も回転していない時、ミラー室７０は所定の圧力であり、ポンプ９２はオフ状態である。そしてモノクロ印刷モードに設定されると、コイル８５に通電されモータ８８が作動し、スリーブ７２が回転する。スリーブ７２が回転することにより、図５に示す動圧空気軸受部Ｍによって、図５の矢印で示すように、ミラー室７０の空気が嵌装部Ｋ、排気孔７１ｂ、７１ｃから吸引され、排気孔７１ｇを介して空変形体９０内へと排出され、時間が経過とともにミラー室７０が減圧されていき、回転多面鏡２が加速回転する。ミラー室７０の圧力が所定の減圧に到達した状態で、回転多面鏡２が図７に示す回転速度Ｒ２で定速回転し、光走査が行われる。この期間、ポンプ９２は駆動していない。
【００５３】
次に、モノクロ印刷モードからカラー印刷モードに設定されると、モータ８８のコイル８５に通電する電流が下げられ、モータ８８は回転速度Ｒ２から回転速度Ｒ１に切り替えられる。またポンプ９２がオンに切り替わり、羽根車が回転駆動する。スリーブ７２は回転速度Ｒ２から減速すると、動圧空気軸受部Ｍのポンプ機構による減圧の機能が停止して、ミラー室７０と変形体９０内の圧力差、つまりミラー室７０の圧力が低いことにより、変形体９０内の空気は排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃから嵌装部Ｋを通ってミラー室７０に流入する。本実施形態では、このとき、ポンプ９２が外気を吸い込み、吸引した外気を第２空気室９４に送り込むと、第２空気室９４は圧力が大きくなる。この増大した圧力が変形体９０を収縮させることによっても、変形体９０内の空気がミラー室７０に送り込まれ、ミラー室７０は急速に圧力が上昇し、空気抵抗が大きくなる。これによって、回転多面鏡２は迅速に減速し、回転速度Ｒ１で定速回転するまでの時間が短縮される。回転多面鏡２が回転速度Ｒ１の定速回転になると、光走査が行われる。また回転多面鏡２、即ちスリーブ７２が定速回転になると、ポンプ９２がオンからオフに切り替わり、変形体９０はポンプ９２によって収縮されられることがない。
【００５４】
さらに、印刷が完了すると、モータ８８のコイル８５への通電が遮断され、モータ８８は回転を停止する。またポンプ９２がオンに切り替わり、羽根車が回転駆動する。従って、空気室９０の空気は排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃから嵌装部Ｋを通ってミラー室７０に流入するとき、ポンプ９２が外気を吸い込み、吸引した外気を第２空気室９４に送り込むと、第２空気室９４は圧力が大きくなる。この増大した圧力が変形体９０を収縮させることによっても、変形体９０内の空気がミラー室７０に送り込まれ、ミラー室７０は急速に圧力が上昇し、空気抵抗が大きくなる。これによって、回転多面鏡２は迅速に減速し、回転速度Ｒ１から停止までの時間が短縮される。回転多面鏡２は停止すると、ポンプ９２がオンからオフに切り替わり、変形体９０はポンプ９２によって収縮されられることがない。
【００５５】
上記第１実施形態によれば、光偏向器３は、排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを有する動圧軸７１と、この動圧軸７１に動圧空気軸受部Ｍにより回転自在に支持されたスリーブ７２と、スリーブ７２と一体に回転する回転多面鏡２と、スリーブ７２と回転多面鏡２を収容する密封されたミラー室７０と、排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介してミラー室７０に連通するとともに、外気と遮断された膨張収縮自在な変形体９０（空気室）とを備える。モータ８８によりスリーブ７２を加速回転させると、ミラー室７０の空気が排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃから変形体９０内に排出し、ミラー室７０が減圧される。また光偏向器３は、変形体９０を収容する第２空気室９４と、この第２空気室９４に外気を取り込むポンプ９２を備え、モータ８８によりスリーブ７２を減速回転させるときに、ポンプ９２が第２空気室９４に外気を吸入すると、変形体９０内の空気がミラー室７０に送られる。
【００５６】
この構成によると、モータ８８によりスリーブ７２が加速回転し始めると、ミラー室７０の空気が排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃから変形体９０内に排出され、ミラー室７０の圧力が徐々に低下し、所定の圧力に到達した後、回転多面鏡２が定速回転する。これにより、風損を抑えて、回転多面鏡２を高速回転させることができる。一方、スリーブ７２が減速回転する場合、ミラー室７０と変形体９０内の圧力差により、変形体９０内の空気は排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを通ってミラー室７０に流入する。このとき、ポンプ９２が第２空気室９４に外気を吸入し、変形体９０が収縮することによっても、変形体９０内の空気がミラー室７０に送り込まれるので、ミラー室７０は急速に圧力が上昇し、空気抵抗が大きくなる。従って、モータ８８によりスリーブ７２を減速回転するとき、回転多面鏡２の所定速度までの減速、または停止に要する時間を短縮させることができる。
【００５７】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係る光走査装置に用いられる光偏向器の構成を示す断面図である。第１実施形態と異なる、増圧部材の構成について主に説明し、以降、第１実施形態と同じ部分の説明を省略する。
【００５８】
下部ケース９１は、合成樹脂で上部を開放した円筒型に形成され、ケース本体７３の下面にゴムパッキン（図略）等を介してネジ（図略）で固定される。下部ケース９１とケース本体７３の下面によって、空気室９５は密封される。空気室９５は排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介してミラー室７０に連通している。下部ケース９１の下壁には丸穴９１ｂが設けられる。
【００５９】
増圧部材としてのピストン部材９６は、空気室９５の側面に嵌装するピストン部９６ａと、押し引き操作自在な引き手部９６ｃと、ピストン部９６ａと引き手部９６ｃをつなぐガイド部９６ｂとを備える。
【００６０】
ピストン部９６ａは円板状をなし、その外周面が空気室９５の側面に上下動自在で気密に嵌まっている。ガイド部９６ｂは、下部ケース９１の丸穴９１ｂに嵌まり、ピストン部材９６の上下動を案内する。引き手部９６ｃは、下部ケース９１の外部に配置され、ガイド部９６ｂの周りに鍔状に形成されている。この鍔部分が下部ケース９１の下面に当接することによって、ピストン部材９６の上下動の範囲が規定されている。引き手部９６ｃには、ソレノイド９７のプランジャーが取り付けられ、ソレノイド９７に電流を流すと、プランジャーが引き手部９６ｃを上方に押すことになり、ピストン部材９６は上下駆動する。
【００６１】
ソレノイド９７はモータ８８とともに制御部９８によって駆動制御される。制御部９８は、ソレノイド９７への通電のオンオフを切り替える駆動回路と、モータ８８を駆動する駆動回路と、これらの駆動回路を制御するＣＰＵ等を備える。制御部９８によるモータ８８とソレノイド９７の駆動タイミングについては、モータ８８を第１実施形態の図７（ａ）に基づいて制御し、また第１実施形態のポンプ９２の羽根車に替えてソレノイド９７への通電のオンオフを図７（ｃ）に基づいて制御することになる。
【００６２】
図７（ａ）に示すように、画像形成装置がモノクロ印刷モードに設定されると、モータ８８は回転速度Ｒ２に設定される。このとき、図７（ｂ）に示すように、スリーブ７２は、モータ８８の回転速度Ｒ２の設定に対してタイムラグをもって、回転速度Ｒ２の定速回転となる。このタイムラグは、動圧空気軸受部Ｍによるミラー室７０の減圧に要する時間である。そして、図７（ｃ）に示すように、ソレノイド９７は、モータ８８の停止と定速回転Ｒ２の期間では、オフ状態に設定され、ピストン部９６ａは図８に示す空気室９５の下方位置にある。
【００６３】
次に、モノクロ印刷モードからカラー印刷モードに切り替えられると、モータ８８は、図７（ａ）に示すように、回転速度Ｒ２から減速された回転速度Ｒ１に設定される。このとき、図７（ｂ）に示すように、スリーブ７２は、モータ８８の回転速度Ｒ１の設定に対してタイムラグをもって、回転速度Ｒ２から回転速度Ｒ１へ切り替わった後、回転速度Ｒ１の定速回転となる。このタイムラグは、ミラー室７０の増圧に要する時間である。そして、図７（ｃ）に示すように、ソレノイド９７は、このタイムラグの期間、即ちモータ８８の回転速度Ｒ１の設定から、スリーブ７２が回転速度Ｒ１になるまでの期間、オン状態に設定され、ピストン部９６ａは図８に示す空気室９５の下方位置から上方位置に移動する。
【００６４】
同様にして、モータ８８が回転速度Ｒ１から停止に切り替わると（図７（ａ）参照）、タイムラグの期間、即ちモータ８８の停止の設定から、スリーブ７２が停止するまでの期間、ソレノイド９７はオン状態に設定され（図７（ｃ）参照）、ピストン部９６ａは空気室９５の上方位置にある。
【００６５】
次に、画像形成装置の動作を、図５、図７及び図８に基づいて説明する。図７に示すモータ８８が回転停止し、スリーブ７２も回転していない時、ミラー室７０は所定の圧力であり、ソレノイド９７はオフ状態である。そしてモノクロ印刷モードに設定されると、コイル８５に通電されモータ８８が作動し、スリーブ７２が回転する。スリーブ７２が回転することにより、図５に示す動圧空気軸受部Ｍによって、図５の矢印で示すように、ミラー室７０の空気が嵌装部Ｋ、排気孔７１ｂ、７１ｃから吸引され、排気孔７１ｇを介して空変形体９０内へと排出され、時間が経過とともにミラー室７０が減圧されていき、回転多面鏡２が加速回転する。ミラー室７０の圧力が所定の減圧に到達した状態で、回転多面鏡２が図７に示す回転速度Ｒ２で定速回転し、光走査が行われる。この期間、ピストン部９６ａは空気室９５の下方位置にある。
【００６６】
次に、モノクロ印刷モードからカラー印刷モードに設定されると、モータ８８のコイル８５に通電する電流が下げられ、モータ８８は回転速度Ｒ２から回転速度Ｒ１に切り替えられる。またソレノイド９７がオンに切り替わり、ピストン部９６ａは空気室９５の上方位置に移動する。スリーブ７２は回転速度Ｒ２から減速すると、動圧空気軸受部Ｍのポンプ機構による減圧の機能が停止して、ミラー室７０と空気室９５の圧力差、つまりミラー室７０の圧力が低いことにより、空気室９５の空気は排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃから嵌装部Ｋを通ってミラー室７０に流入する。本実施形態では、このとき、ピストン部９６ａが空気室９５の上方位置に移動し、空気室９５が圧縮されて、空気室９５の圧力が大きくなる。この空気室９５の圧力が増大することによっても、空気室９５の空気がミラー室７０に送り込まれ、ミラー室７０は急速に圧力が上昇し、空気抵抗が大きくなる。これによって、回転多面鏡２は迅速に減速し、回転速度Ｒ１で定速回転するまでの時間が短縮される。回転多面鏡２が回転速度Ｒ１の定速回転になると、光走査が行われる。また回転多面鏡２、即ちスリーブ７２が定速回転になると、ソレノイド９７がオンからオフに切り替わり、ピストン部９６ａは空気室９５の下方位置に移動し、空気室９５の容積はもとに戻る。
【００６７】
さらに、印刷が完了すると、モータ８８のコイル８５への通電が遮断され、モータ８８は回転を停止する。またソレノイド９７がオンに切り替わり、ピストン部９６ａが空気室９５の上方位置に移動する。従って、空気室９０の空気は排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃから嵌装部Ｋを通ってミラー室７０に流入するとき、空気室９５が圧縮されて、空気室９５の圧力が大きくなる。この空気室９５の圧力が増大することによっても、空気室９５の空気がミラー室７０に送り込まれ、ミラー室７０は急速に圧力が上昇し、空気抵抗が大きくなる。これによって、回転多面鏡２は迅速に減速し、回転速度Ｒ１から停止までの時間が短縮される。回転多面鏡２は停止すると、ソレノイド９７がオンからオフに切り替わり、ピストン部９６ａは空気室９５の下方位置に移動し、空気室９５の容積はもとに戻る。
【００６８】
上記第２実施形態によれば、光偏向器３は、排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを有する動圧軸７１と、この動圧軸７１に動圧空気軸受部Ｍにより回転自在に支持されたスリーブ７２と、スリーブ７２と一体に回転する回転多面鏡２と、スリーブ７２と回転多面鏡２を収容する密封されたミラー室７０と、排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介してミラー室７０に連通するとともに、外気と遮断された空気室９５とを備える。モータ８８によりスリーブ７２を加速回転させると、ミラー室７０の空気が排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃから空気室９５に排出し、ミラー室７０が減圧される。また、光偏向器３は、空気室９５に直進自在に嵌装されるピストン部材９６を備え、モータ８８によりスリーブ７２を減速回転させるときに、ピストン部材９６がソレノイド９７に押されると、空気室９５の空気がミラー室７０に送られる。
【００６９】
この構成によると、モータ８８によりスリーブ７２が加速回転し始めると、ミラー室７０の空気が排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃから空気室９５に排出され、ミラー室７０の圧力が徐々に低下し、所定の圧力に到達した後、回転多面鏡２が定速回転する。これにより、風損を抑えて、回転多面鏡２を高速回転させることができる。一方、スリーブ７２が減速回転する場合、ミラー室７０と空気室９５の圧力差により、空気室９５の空気は排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを通ってミラー室７０に流入する。このとき、ピストン部材９６が上方に移動し、空気室９５の圧力が大きくなることによっても、空気室９５の空気がミラー室７０に送り込まれるので、ミラー室７０は急速に圧力が上昇し、空気抵抗が大きくなる。従って、モータ８８によりスリーブ７２を減速回転するとき、回転多面鏡２の所定速度までの減速、または停止に要する時間を短縮させることができる。
【００７０】
尚、上記実施形態では、モータ８８がステップ駆動制御されるが、本発明はこれに限らず、モータ８８がスローダウン・スローアップ制御する構成に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、情報機器、画像機器、計測機器等に搭載されるレーザ書き込みを行う光偏向器及びそれを備えた光走査装置及び電子写真方式を利用した画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に用いられる光走査装置の内部構成を示す斜視図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態に係る光走査装置に用いられる光偏向器の構成を示す断面図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態に係る図３の光偏向器の矢印Ａ−Ａで断面した構成を示す平面断面図である。
【図５】は、本発明の第１実施形態に係る光偏向器の動圧空気軸受部を示す断面図である。
【図６】は、本発明の第１実施形態に係る光偏向器のモータとポンプの制御を示すブロック図である。
【図７】は、本発明の第１実施形態に係る光偏向器のモータとポンプの制御を示すタイムチャートである。
【図８】は、本発明の第２実施形態に係る光走査装置に用いられる光偏向器の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    画像形成装置
２    回転多面鏡
３    光偏向器
３０ａ〜３０ｄ    画像形成部
３１ａ〜３１ｄ    感光体
３３ａ〜３３ｄ    光走査装置
７０    ミラー室
７１    動圧軸
７１ｂ、７１ｃ、７１ｇ    排気孔
７１ｄ、７１ｅ    ヘリングボーン溝（動圧空気軸受部）
７１ｆ    溝非加工部（動圧空気軸受部）
７１ｈ    連結口
７２    スリーブ（回転体）
７３    ケース本体
７４    カバーケース
７６    ミラーホルダ（回転体）
７７    スラスト軸受
８２    磁石（モータ）
８４    ステータ（モータ）
８５    コイル（モータ）
８６    ステータ本体（モータ）
８６ａ    環状部
８６ｂ    ステータコア（モータ）
８８    モータ
８９、９８    制御部
９０    変形体（空気室）
９１    下部ケース
９１ａ    取り付け孔
９２    ポンプ（増圧部材）
９３    接続管
９４    第２空気室（増圧部材）
９５    空気室
９６    ピストン部材（増圧部材）
９６ａ    ピストン部
９６ｂ    ガイド部
９６ｃ    引き手部
９７    ソレノイド
Ｋ    嵌装部
Ｍ    動圧空気軸受部
【図１】
2010060701.tif 000003
【図２】
2010060701.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010060701.tif 000006
【図５】
2010060701.tif 000007
【図６】
2010060701.tif 000008
【図７】
2010060701.tif 000009
【図８】
2010060701.tif 000010