(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、動圧軸７１とスリーブ７２との間に隙間を有して介在する嵌装部Ｋ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とを備え、モータ８８によりスリーブ７２を加速または定速回転させると、ミラー室７０の空気を、嵌装部Ｋから排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介して空気室９０に排出し、ミラー室７０を減圧する。また光偏向器３は、ミラー室７０と嵌装部Ｋを連通させる流入孔７２ａをスリーブ７２に設け、モータ８８によりスリーブ７２を減速回転させるときに、空気室９０の空気をミラー室７０に送る。【選択図】図３
2010060703.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、前記動圧軸と前記回転体との間に隙間を有して介在する嵌装部と、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、前記嵌装部から前記排気孔を介して前記ミラー室外に排出し、前記ミラー室を減圧する光偏向器において、
前記ミラー室と前記嵌装部を連通させる流入孔を前記回転体に設け、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記ミラー室外の空気を前記排気孔から前記流入孔を介して前記ミラー室に送ることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記回転体は軸方向に移動自在であり、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記流入孔が前記排気孔に対向するように、前記回転体は軸方向に移動す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】
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または請求項２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４】
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３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、前記動圧軸と前記回転体との間に隙間を有して介在する嵌装部と、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、前記嵌装部から前記排気孔を介して前記ミラー室外に排出し、前記ミラー室を減圧する光偏向器において、前記ミラー室と前記嵌装部を連通させる流入孔を前記回転体に設け、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記ミラー室外の空気を前記排気孔から前記流入孔を介して前記ミラー室に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、ミラー室の空気が嵌装部から排気孔を介してミラー室外に排出され、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、ミラー室とミラー室外の圧力差により、ミラー室外の空気は、排気孔から嵌装部を通ってミラー室に流入するとともに、排気孔から流入孔を通って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、前記回転体は軸方向に移動自在であり、前記モータにより前記回転体を減速回転させるときに、前記流入孔が前記排気孔に対向するように、前記回転体は軸方向に移動す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とき、ミラー室とミラー室外の圧力差により、ミラー室外の空気は排気孔から嵌装部を通ってミラー室に流入するとともに、流入孔が排気孔に対向し、ミラー室外の空気は排気孔から流入孔を通って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、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。
【００１３】
また、請求項４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】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、モータにより回転体が加速回転し始めると、ミラー室の空気が嵌装部から排気孔を介してミラー室外に排出され、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とき、ミラー室とミラー室外の圧力差により、ミラー室外の空気は、排気孔から嵌装部を通ってミラー室に流入するとともに、排気孔から流入孔を通って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。
【００１５】
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とき、ミラー室とミラー室外の圧力差により、ミラー室外の空気は排気孔から嵌装部を通ってミラー室に流入するとともに、流入孔が排気孔に対向し、ミラー室外の空気は排気孔から流入孔を通って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３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。
【００１７】
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】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、スラスト軸受７７、７８と、ケース本体７３と、カバーケース７４及び下部ケース９１とを備える。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。スリーブ７２には、スリーブ７２の内周面と外周面を貫通する流入孔７２ａが排気孔７１ｃの近傍に設けられ、また、スリーブ７２の下端面に環状の磁石からなるスラスト軸受７７が接着によって固着されている。このスラスト軸受７７に対向して、スラスト軸受７８が配置される。スラスト軸受７８は、環状でスラスト軸受７７と同極性の磁力を生成可能である電磁石からなり、ケース本体７３下方に取り付けられる。スラスト軸受７８は、図示しない鉄芯にコイルを巻回し、この軸受コイルに通電すると、スラスト軸受７７と同極性の磁力を生成する。スラスト軸受７７、７８のこの反発磁力によって、スリーブ７２は軸方向の中空位置（第１の位置とする）で保持される。第１の位置で保持するときより、さらに大きい電流を軸受コイルに通電すると、電磁石の磁力が大きくなり、この磁力によって、スリーブ７２は軸方向のさらに上方に移動し、この上方位置（第２の位置とする）で保持される。
【００３５】
ミラーホルダ７６は、円筒状をなし、スリーブ７２の流入孔７２ａの配置されない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。
【００３６】
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。
【００３７】
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９０は密封される。空気室９０は排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介してミラー室７０に連通している。ケース本体７３に下部ケース９１を取り付けるときに、ミラー室７０と空気室９０は所定の圧力となるように設定される。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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と空気室９０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。
【００４２】
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を介して空気室９０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。
【００４３】
次に、モータ８８及びスラスト軸受７８の制御を図６〜図８に基づいて説明する。図６はモータとスラスト軸受の制御を示すブロック図であり、図７はモータとスラスト軸受の制御を示すタイムチャートであり、図８は動圧空気軸受部における空気の流れを拡大して示す断面図である。
【００４４】
図６に示すように、制御部８９は、モータ８８を駆動する駆動回路と、スラスト軸受７８の軸受コイルへの通電電流の大きさ及び通電停止を切り替える駆動回路と、これらの駆動回路を制御するＣＰＵ等を備え、モータ８８とスラスト軸受７８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）はスラスト軸受７８の駆動制御を示すタイムチャートである。
【００４５】
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、モータ８８の回転停止時、スラスト軸受７８の軸受コイルは通電停止され、モータ８８が回転速度Ｒ２に設定されると、スラスト軸受７８の駆動回路に与えられる信号ＯＮ１によって、スラスト軸受７８の軸受コイルが小電流で通電される。小電流を軸受コイルに通電すると、スリーブ７２は第１の位置で中空状態に保持される。
【００４６】
スリーブ７２が第１の位置にあるときには、図８（ａ）に示すように、流入孔７２ａは排気孔７１ｃに対向する位置に配置されないことになる。つまり、嵌装部Ｋでは、空気流は図８（ａ）の矢印で示すように下から上向きであるが、流入孔７２ａは排気孔７１ｃの空気流上流側に位置する。この配置により、ミラー室７０の空気が、図８（ａ）の矢印で示すように、嵌装部Ｋを通って、排気孔７１ｃから排気孔７１ｇに排出されるときに、排気孔７１ｇの空気は排気孔７１ｃから流入孔７２ａに逆流することがない。
【００４７】
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、スラスト軸受７８の軸受コイルは、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、信号ＯＮ２によって、大電流で通電される。大電流をスラスト軸受７８の軸受コイルに通電すると、スリーブ７２は第２の位置に移動し、第２の位置で中空状態に保持される。
【００４８】
スリーブ７２が第１の位置にあるときには、図８（ｂ）に示すように、流入孔７２ａは排気孔７１ｃに対向する位置に配置されることになる。流入孔７２ａが排気孔７１ｃに対向すると、ミラー室７０と空気室９０の圧力差、つまりミラー室７０の圧力が低いことにより、図８（ｂ）の矢印で示すように、排気孔７１ｇの空気が排気孔７１ｃから嵌装部Ｋに流れるとともに、排気孔７１ｇの空気が排気孔７１ｃから流入孔７２ａに流れ込む。
【００４９】
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、信号ＯＮ２によって、スラスト軸受７８の軸受コイルは大電流で通電される。大電流をスラスト軸受７８の軸受コイルに通電すると（図７（ｃ）参照）、スリーブ７２は第２の位置に移動し、第２の位置で中空状態に保持され、図８（ｂ）の矢印で示すように、排気孔７１ｇの空気が排気孔７１ｃから嵌装部Ｋに流れるとともに、排気孔７１ｇの空気が排気孔７１ｃから流入孔７２ａに流れ込む。
【００５０】
次に、画像形成装置の動作を、図３、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、スラスト軸受７８の軸受コイルは通電されていない。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が回転するとともに、スラスト軸受７８の軸受コイルが小電流で通電され、スリーブ７２は第１の位置で中空状態に保持される。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を介して空気室９０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、図８（ａ）に示すように、スリーブ７２の流入孔７２ａが排気孔７１ｃの空気流上流側に位置するので、排気孔７１ｇ（空気室９０）の空気が排気孔７１ｃから流入孔７２ａ（ミラー室７０）に逆流するおそれがない。
【００５１】
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。またスラスト軸受７８の軸受コイルが大電流で通電され、スリーブ７２は第２の位置で中空状態に保持される。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９０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。本実施形態では、このとき、図８（ｂ）に示すように、流入孔７２ａが排気孔７１ｃは対向する位置に移動することにより、流入孔７２ａが排気孔７１ｃに対向すると、図８（ｂ）の矢印で示すように、排気孔７１ｇの空気が排気孔７１ｃから流入孔７２ａにも流れ込むことになり、空気室９０の空気がミラー室７０に一時に送られる。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の定速回転になり、即ちスリーブ７２が定速回転になると、スラスト軸受７８の軸受コイルが小電流で通電され、スリーブ７２は第１の位置で中空状態に保持され、光走査が行われる。
【００５２】
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。またスラスト軸受７８の軸受コイルが大電流で通電され、スリーブ７２は第２の位置で中空状態に保持される。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に流入するとともに、排気孔７１ｇの空気が排気孔７１ｃから流入孔７２ａに流れ込むことになり、空気室９０の空気がミラー室７０に一時に送られる。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、スラスト軸受７８の軸受コイルへの通電が遮断される。
【００５３】
上記実施形態によれば、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、動圧軸７１とスリーブ７２との間に隙間を有して介在する嵌装部Ｋ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とを備え、モータ８８によりスリーブ７２を加速または定速回転させると、ミラー室７０の空気を、嵌装部Ｋから排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介して空気室９０に排出し、ミラー室７０を減圧する。また光偏向器３は、ミラー室７０と嵌装部Ｋを連通させる流入孔７２ａをスリーブ７２に設け、モータ８８によりスリーブ７２を減速回転させるときに、空気室９０の空気を排気孔７１ｃから流入孔７２ａを介してミラー室７０に送る。
【００５４】
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の空気が嵌装部Ｋから排気孔７１ｇ、７１ｂ、７１ｃを介して空気室９０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が減速回転するとき、ミラー室７０と空気室９０の圧力差により、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に流入するとともに、排気孔７１ｃから流入孔７２ａを通ってミラー室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が減速回転するとき、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。
【００５５】
また、上記実施形態によれば、スリーブ７２は軸方向に移動自在であり、モータ８８によりスリーブ７２を減速回転させるときに、流入孔７２ａが排気孔７１ｃに対向するように、スリーブ７２は軸方向に移動する。これによって、スリーブ７２が減速回転するとき、ミラー室７０と空気室９０の圧力差により、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に流入するとともに、流入孔７２ａが排気孔７１ｃに対向し、空気室９０の空気は排気孔７１ｃから流入孔７２ａを通ってミラー室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が減速回転するとき、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。
【００５６】
尚、上記実施形態では、スリーブ７２が第１の位置と第２の位置に上下動する構成を示したが、本発明はこれに限らず、動圧軸７１が第１の位置と第２の位置に上下動して、スリーブ７２に設けた排気孔７１ｃが、その上下動にともない、スリーブ７２の流入孔７２ａに対向する位置と対向しない位置とに配置される構成にしても、上記同様の効果を奏する。
【００５７】
また、上記第実施形態では、スリーブ７２には、排気孔７１ｃに対向可能である流入孔７２ａを設けた構成を示したが、本発明はこれに限らず、スリーブ７２には、排気孔７１ｂに対向可能である流入孔を設けるようにしてもよい。この場合には、ミラーホルダ７６を軸方向に短くして、磁石８２をスリーブ７２の流入孔の配置されない外周面に固着し、流入孔が嵌装部Ｋとミラー室７０を連通する構成にしておく。また、排気孔７１ｃに対向可能である流入孔７２ａと、排気孔７１ｂに対向可能である流入孔とを設けるようにしてもよい。このように複数の流通孔を設けると、スリーブ７２が減速回転するとき、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一層短縮することができる。
【００５８】
また、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】
【００５９】
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】
【００６０】
【図１】は、本発明の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、本発明の実施形態に係る光偏向器のモータとスラスト軸受の制御を示すブロック図である。
【図７】は、本発明の実施形態に係る光偏向器のモータとスラスト軸受の制御を示すタイムチャートである。
【図８】は、本発明の実施形態に係る光偏向器の動圧空気軸受部における空気の流れを示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
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）
７２    スリーブ（回転体）
７２ａ    流入孔
７３    ケース本体
７４    カバーケース
７６    ミラーホルダ（回転体）
７７、７８    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    制御部
９０    空気室
９１    下部ケース
Ｋ    嵌装部
Ｍ    動圧空気軸受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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