(57)【要約】【課題】内部に異物が侵入したり、大型化したり、高温になったりするのを防止して、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室の真空度を高め、回転鏡を高精度に高速で回転でき、高品質の画像を高速で得ることが可能な光偏向器を提供する。【解決手段】光偏向器３０は、ミラー室３３側から空気室３４側に向かって突出し、光走査装置２０のハウジング２１の底面に設けられた位置決め孔２１ａに嵌合するボス部４０と、光走査装置２０の下方であって、ボス部４０の側方に設けられ、前記嵌合箇所を覆う大きさに形成された前記空気室３４と、ボス部４０の底面全体を覆う底蓋４３とを備える。これにより、光偏向器３０の上下方向のサイズを小さくしながら空気室３４の容積を大きくでき、空気室３４を利用することでミラー室３３が大気と連通するようなことがない。さらに、底蓋４３の箇所で大気に放熱することによってボス部４０を冷却できる。【選択図】図５
2010072231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光走査装置に設けられ、動圧空気軸受によって回転自在に支持された回転鏡が配置されたミラー室と、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用により動作時にミラー室の空気が送り込まれる空気室とを備えた、光源から照射された光ビームを被走査面上に導くべく主走査方向に偏向する光偏向器において、
前記ミラー室側から前記空気室側に向かって突出し、光走査装置のハウジング底面に設けられた位置決め孔に嵌合するボス部と、光走査装置の下方であって、前記ボス部の側方に設けられ、前記嵌合箇所を覆う大きさに形成された前記空気室と、前記ボス部の底面全体を覆う底蓋とを備えることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記嵌合箇所近傍の光走査装置のハウジングに設けられた水平面と隙間を隔てて対向するよう形成された水平面と、これらハウジング及び光偏向器の対向し合う水平面間に設けられた弾性を有する第１のシール部材とを備え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】
前記ボス部底面の外径より大きい外径を有する前記底蓋と、この底蓋の外縁部に設けた水平面と、この底蓋の水平面と隙間を隔てて対向するように形成された水平面を有する前記空気室と、これら底蓋及び空気室の対向し合う水平面間に設けられた弾性を有する第２のシール部材とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光偏向器。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光偏向器を搭載したことを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
前記空気室の前記水平面が、光走査装置のハウジング底面と前記底蓋との間に設けられ、光走査装置のハウジングが、空気室の水平面の箇所の上方への変位を阻止する阻止部を備えることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光偏向器を搭載し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、複写機やプリンタ、ファクシミリといった画像形成装置に搭載され、像担持体の表面を光ビーム（例えばレーザ光）で露光走査するための光偏向器に関する。また、この光偏向器を搭載した光走査装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等に用いられる光走査装置は、一般的に、感光体ドラムに代表される像担持体の表面、すなわち被走査面上を走査しながら露光し、感光体ドラム表面に所定の静電潜像を形成するものである。光走査装置において、光源から照射される、例えばレーザ光のような光ビームは、光偏向器に設けられた回転する回転鏡によって主走査方向に偏向され、レンズや反射ミラーなどを擁する光学系によって被走査面に向けて出射される。
【０００３】
ここで、近年では、高精細で、高速印刷が可能な画像形成装置が著しく普及している。そして、光走査装置もそれに対応した動作が必要となり、光偏向器において回転鏡を高精度に、高速で回転させる必要がある。このため、光偏向器に関して、高速で回転する回転鏡と空気との摩擦に起因する弊害の発生が懸念されている。回転鏡が高速回転すると、空気との摩擦抵抗が増大するので、回転負荷が高くなるのとともに、風切り音による騒音も大きくなる。
【０００４】
このような問題を解決すべく、回転鏡の回転の高精度化、高速化に起因する弊害の解消を図った光偏向器の例を、特許文献１及び２に見ることができる。特許文献１及び２に記載された光偏向器は、ミラー（回転鏡）を動圧空気軸受によって回転自在に支持し、この動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を利用している。
【特許文献１】特許第２６４５７７３号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】実開平７−３４４１７号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された光偏向器は、ミラーを回転自在に支持する動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を利用してミラー室を真空にすることで、ミラーの回転時に生じるミラーと空気との摩擦を低減しようとしている。しかしながら、この光偏向器は、ミラー室の空気を吸引した先が大気に連通する構成となっている。これにより、ミラーの回転を停止してミラー室の真空状態の形成を解除すると、大気からミラー室に向かって空気が流入するので、異物侵入防止用のフィルターを設ける必要がある。軸受部において高精度に仕上げられた数μｍレベルの微小な隙間への異物の侵入を防止するためには、微細なフィルターを使用する必要があり、空気の流通に大きな抵抗となる恐れがある。したがって、ミラー室の真空状態を解消する際、多大な時間が必要となったり、ミラー室内を所定の圧力に戻すことができなかったりする可能性がある。
【０００６】
これに対して特許文献２に記載された光偏向器は、ミラー室の空気を吸引した先に空気室を設けた構成となっており、ミラー室を真空にすべく吸引する空気を、空気室との間でやり取りすることによって、外部から異物が侵入するのを防止している。しかしながら、この光偏向器は、その底面部から下方に向かって通じる連通孔の、さらに下方に向かって延びる形で空気室が設けられている。動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を最大限に発揮し、ミラー室の真空度を高めるためには、空気室の昇圧に起因する抵抗の増大が予測され、できるだけ空気室の容積を大きくする必要がある。また、画像形成装置の高性能化に伴ってミラーが大型化すると、ミラー室も大きくなるので、空気室の容積を大きくする必要がある。このようにして、空気室の大型化を図ると、光偏向器が大型化し、光偏向器を搭載する光走査装置や画像形成装置におけるレイアウト設計に制限が掛かるとともに、それら装置も大型化してしまう可能性が高い。
【０００７】
また、特許文献２に記載された光偏向器は、下方に突出するボス部のさらに下方に空気室が設けられているので、モータ構造を形成するコイル部で発生する熱を大気に放散させる箇所が少なく、コイル部及びボス部の冷却作用が低下する可能性がある。放熱による冷却作用が低下すると、コイル部や磁石に多大なダメージを及ぼすことが懸念される。これにより、回転鏡を高精度に、高速で回転させることができなくなり、高品質の画像を高速で得ることが困難になる恐れがある。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、光走査装置に設けられ、動圧空気軸受によって回転自在に支持された回転鏡が配置されたミラー室と、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用により動作時にミラー室の空気が送り込まれる空気室とを備えた、光源から照射された光ビームを被走査面上に導くべく主走査方向に偏向する光偏向器において、その内部に外部から異物が侵入したり、装置が大型化したり、高温になったりするのを防止しながら、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室の真空度を高め、回転鏡を高精度に、高速で回転させることができ、高品質の画像を高速で得ることが可能な光偏向器を提供することを目的とする。また、このような光偏向器を搭載した高性能な光走査装置、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】
上記の課題を解決するため、本発明は、光走査装置に設けられ、動圧空気軸受によって回転自在に支持された回転鏡が配置されたミラー室と、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用により動作時にミラー室の空気が送り込まれる空気室とを備えた、光源から照射された光ビームを被走査面上に導くべく主走査方向に偏向する光偏向器において、前記ミラー室側から前記空気室側に向かって突出し、光走査装置のハウジング底面に設けられた位置決め孔に嵌合するボス部と、光走査装置の下方であって、前記ボス部の側方に設けられ、前記嵌合箇所を覆う大きさに形成された前記空気室と、前記ボス部の底面全体を覆う底蓋とを備えることとした。
【００１０】
また、上記構成の光偏向器において、前記嵌合箇所近傍の光走査装置のハウジングに設けられた水平面と隙間を隔てて対向するよう形成された水平面と、これらハウジング及び光偏向器の対向し合う水平面間に設けられた弾性を有する第１のシール部材とを備えることとした。
【００１１】
また、上記構成の光偏向器において、前記ボス部底面の外径より大きい外径を有する前記底蓋と、この底蓋の外縁部に設けた水平面と、この底蓋の水平面と隙間を隔てて対向するように形成された水平面を有する前記空気室と、これら底蓋及び空気室の対向し合う水平面間に設けられた弾性を有する第２のシール部材とを備えることとした。
【００１２】
また本発明では、上記光偏向器を光走査装置に搭載することとした。
【００１３】
また、上記光偏向器を搭載した光走査装置において、前記空気室の前記水平面が、光走査装置のハウジング底面と前記底蓋との間に設けられ、光走査装置のハウジングが、空気室の水平面の箇所の上方への変位を阻止する阻止部を備えることとした。
【００１４】
また本発明では、上記光偏向器を画像形成装置に搭載することとした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の構成によれば、光走査装置に設けられ、動圧空気軸受によって回転自在に支持された回転鏡が配置されたミラー室と、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用により動作時にミラー室の空気が送り込まれる空気室とを備えた、光源から照射された光ビームを被走査面上に導くべく主走査方向に偏向する光偏向器において、前記ミラー室側から前記空気室側に向かって突出し、光走査装置のハウジング底面に設けられた位置決め孔に嵌合するボス部と、光走査装置の下方であって、前記ボス部の側方に設けられ、前記嵌合箇所を覆う大きさに形成された前記空気室と、前記ボス部の底面全体を覆う底蓋とを備えることとしたので、光偏向器の上下方向のサイズをできるだけ小さくしながら、空気室の容積をできるだけ大きくすることが可能である。また、ミラー室を真空にすべく吸引した空気の送り先として空気室を利用しているので、ミラー室が大気と連通するようなことがない。さらに、光偏向器は、底蓋の箇所で大気と接するので、そこで大気に放熱することによってボス部を冷却することが可能である。これにより、光偏向器において、その内部に外部から異物が侵入したり、装置が大型化したり、高温になったりするのを防止しながら、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室の真空度を高めることができる。したがって、回転鏡を高精度に、高速で回転させることができ、高品質の画像を高速で得ることが可能な光偏向器を提供することができる。
【００１６】
また、前記嵌合箇所近傍の光走査装置のハウジングに設けられた水平面と隙間を隔てて対向するよう形成された水平面と、これらハウジング及び光偏向器の対向し合う水平面間に設けられた弾性を有する第１のシール部材とを備えることとしたので、空気室内が高圧になり、嵌合箇所近傍のハウジング及び／または光偏向器の水平面の箇所が変位、変形したとしても、第１のシール部材の伸縮を利用して、空気室内へ外部の空気が流入する隙間がそれらの間に生じるのを阻止することが可能である。これにより、光偏向器において、空気室内が高圧になり、その周囲の部材が変位、変形した場合であっても、空気室内への異物の侵入を防止しながら、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室の真空度を高めることができる。したがって、回転鏡をさらに高精度に、高速で回転させることができ、一層高品質の画像を高速で得ることが可能な光偏向器を提供することができる。
【００１７】
また、前記ボス部底面の外径より大きい外径を有する前記底蓋と、この底蓋の外縁部に設けた水平面と、この底蓋の水平面と隙間を隔てて対向するように形成された水平面を有する前記空気室と、これら底蓋及び空気室の対向し合う水平面間に設けられた弾性を有する第２のシール部材とを備えることとしたので、空気室内が高圧になり、底蓋の箇所における空気室の水平面の部分が変位、変形したとしても、第２のシール部材の伸縮を利用して、空気室内へ外部の空気が流入する隙間が底蓋と空気室との間に生じるのを阻止することが可能である。これにより、光偏向器において、空気室内が高圧になり、その周囲の部材が変位、変形した場合であっても、空気室内への異物の侵入を防止しながら、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室の真空度を高めることができる。したがって、回転鏡をさらに高精度に、高速で回転させることができ、一層高品質の画像を高速で得ることが可能な光偏向器を提供することができる。
【００１８】
また本発明では、上記光偏向器を光走査装置に搭載することとしたので、光偏向器において、その内部に外部から異物が侵入したり、装置が大型化したり、高温になったりするのを防止しながら、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室の真空度を高め、回転鏡を高精度に、高速で回転させることができ、高品質の画像を高速で得ることが可能な光走査装置を提供することができる。
【００１９】
また、上記光偏向器を搭載した光走査装置において、前記空気室の前記水平面が、光走査装置のハウジング底面と前記底蓋との間に設けられ、光走査装置のハウジングが、空気室の水平面の箇所の上方への変位を阻止する阻止部を備えることとしたので、空気室内の高圧化に起因する底蓋の箇所における空気室の水平面の部分の変位、変形をさらに抑制することができる。これにより、空気室内への異物の侵入を防止しながら、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室の真空度を高める作用の向上を図ることが可能である。したがって、回転鏡をさらに高精度に、高速で回転させることができ、より一層高品質の画像を高速で得ることができる。
【００２０】
また本発明では、上記光偏向器を画像形成装置に搭載することとしたので、光偏向器において、その内部に外部から異物が侵入したり、装置が大型化したり、高温になったりするのを防止しながら、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室の真空度を高め、回転鏡を高精度に、高速で回転させることができ、高品質の画像を高速で得ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図１〜図７に基づき説明する。
【００２２】
最初に、本発明の第１の実施形態に係る光偏向器を搭載した画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、画像形成装置の一例であるプリンタの概略構造を示す模型的垂直断面右側面図である。図１において左方がプリンタの正面側、右方が背面側である。
【００２３】
図１に示すように、プリンタ１の内部下方には、給紙カセット２が備えられている。給紙カセット２の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。給紙カセット２の用紙搬送方向下流部上方には、給紙カセット２用の給紙装置３が配置されている。この給紙装置３により、用紙Ｐは図１において給紙カセット２の左上方に向けて送り出される。なお、給紙カセット２は、プリンタ１の正面側、すなわち図１において左方に、水平にスライド移動させて引き出し／収納が自在である。
【００２４】
プリンタ１の正面中央部には、図１に示すように、手差し給紙トレイ４が備えられている。手差し給紙トレイ４は、下端に設けられた、横方向に略水平に延びる支軸を中心として、垂直面内で回転可能になっている。手差し給紙トレイ４は、その支軸を中心として上端をプリンタ１の手前側、すなわち図１において左方に開閉自在であり、開放し、展開することにより、その上面に用紙Ｐなどを載置することが可能な形態になる。
【００２５】
手差し給紙トレイ４は、給紙カセット２に入っていないサイズの用紙や、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ手で載置して、装置内に送り込みたいものを取り扱いことができる。手差し給紙トレイ４に載置された用紙は、図１において手差し給紙トレイ４の右方に配置された手差し給紙トレイ４用の給紙装置５により、右方に向けて送り出される。手差し給紙トレイ４は、使用しないとき、図１に示すように閉鎖状態にされる。
【００２６】
給紙カセット２及び手差し給紙トレイ４の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路６、レジストローラ７、画像形成部８、及び転写ローラ９が配置されている。給紙カセット２または手差し給紙トレイ４から送り出された用紙Ｐは、給紙用用紙搬送路６を通りレジストローラ７の箇所に到達する。レジストローラ７は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部８で形成されるトナー像とのタイミングを計り、用紙Ｐを転写ローラ９の箇所へと送り出す。
【００２７】
外部コンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様などの画像データ信号がプリンタ１に送信され、この画像データに基づき、画像形成部８上方に備えられた光走査装置２０にて制御されるレーザ光Ｌ（図中二点鎖線）が照射される。これにより、画像形成部８においては、像担持体である感光体ドラム１０上に原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、前記レジストローラ７によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、感光体ドラム１０と転写ローラ９とが圧接して形成される転写ニップ部にて転写される。
【００２８】
画像形成部８及び転写ローラ９の用紙搬送方向下流には、定着装置１１が備えられている。転写ニップ部にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着装置１１へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００２９】
定着装置１１の下流には、排出用用紙搬送路１２、用紙排出口１３、及び用紙排出部１４が配置されている。定着装置１１から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路１２を通って上方へ送られ、用紙排出口１３から、プリンタ１の上面に設けられた用紙排出部１４に排出される。
【００３０】
続いて、プリンタ１の光走査装置２０について、図２〜図４を用いてその構造を説明する。図２は光走査装置の上面図、図３は光走査装置の垂直断面正面図、図４は光走査装置の斜視図である。なお、図２及び図４では、光走査装置の上面に配置される蓋部材の描画を省略している。
【００３１】
光走査装置２０は、図２〜図４に示すように、ハウジング２１の内側と周囲に、光源２２、光偏向器３０、及び光学系６０を備えている。
【００３２】
ハウジング２１は、上面が開放部として形成された箱形状をなしている。ハウジング２１の、この上面の箇所には、蓋部材２３（図３参照）が装着され、開放部を塞ぐようになっている。これらのハウジング２１及び蓋部材２３は、合成樹脂で構成されている。
【００３３】
光源２２は、図２及び図４に示すように、ハウジング２１の側面の箇所に備えられている。光走査装置２０は、ブラック１色に対応したものであるので、光源２２も１個が設けられている。光源２２は、可視領域の光ビーム、例えば６７０ｎｍ程度のレーザ光を照射する仕様のレーザダイオードで構成されている。
【００３４】
光偏向器３０は、ハウジング２１の一方の端部側、すなわち図２及び図３において右方の端部側に備えられている。光偏向器３０は、その本体３１に回転鏡３２を内包するミラー室３３を備えるとともに、その下部に空気室３４を備えている。光偏向器３０は、上下方向に延びる軸線を中心として、図２において反時計方向に、正多角形の平面形状をなす回転鏡３２を回転駆動するものである。その軸線中心に回転する回転鏡３２の周囲には、光を反射する反射面（図示せず）が設けられている。なお、光偏向器３０の詳細な構成は後述する。
【００３５】
光源２２から照射されたレーザ光Ｌは、回転鏡３２周囲の反射面に入射する。回転鏡３２は、回転しながら、その反射面でレーザ光Ｌを反射し、主走査方向（図２の上下方向）に偏向しつつ、ハウジング２１内の他端（図２の左方）に向けて導く。
【００３６】
光学系６０は、ハウジング２１内の、光偏向器３０にて反射されたレーザ光Ｌの進行先の領域に設けられている。光学系６０は、光学部材であるｆθレンズ６１及び反射ミラー６２を備えている。
【００３７】
ｆθレンズ６１は、光偏向器３０にて反射されたレーザ光Ｌが進行する、そのすぐ先の箇所に配置されている。ｆθレンズ６１は、光偏向器３０側が主走査方向に真っ直ぐな平面状で延び、その反対側が主走査方向に円弧状に湾曲している。このｆθレンズ６１では、レーザ光Ｌが主走査方向において等速度に偏向される。さらにｆθレンズ６１は、回転鏡３２へのレーザ光Ｌの入射角や、回転鏡３２の面倒れなどといった走査上の悪影響を補正する。
【００３８】
反射ミラー６２は、ハウジング２１の、光偏向器３０が配置された一方の端部側に対する他方の端部側、すなわち図２及び図３において左方の端部側に備えられている。反射ミラー６２は、主走査方向に真っ直ぐに延び、細長い板形状をなしている。ｆθレンズ６１を通過したレーザ光Ｌは、反射ミラー６２にて下方に向かって反射される。反射ミラー６２にて反射されたレーザ光Ｌは、ハウジング２１の底部に設けられた開口部２４（図３及び図４参照）を通って、被走査面である感光体ドラム１０（図１参照）の表面に到達、結像される。
【００３９】
続いて、光偏向器３０の詳細な構成及びその動作について、図３及び図４に加えて、図５及び図６を用いて説明する。図５は光偏向器本体周辺の垂直断面正面図、図６は図５の光偏向器と光走査装置のハウジングとの嵌合箇所を示す垂直断面部分拡大正面図である。
【００４０】
光偏向器３０は、上下方向に延びる略円筒形状をなし、前述のように、その本体３１に回転鏡３２を内包するミラー室３３を備えるとともに、その下方に空気室３４を備えている（図３及び図４参照）。また、本体３１には、図５に示すように、回転鏡３２、ミラー室３３のほかに、シャフト３５、上蓋３６、ネジ３７、回転用磁石３８、コイル部３９、ボス部４０、ネジ４１、第１のシール部材４２、底蓋４３、第２のシール部材４４、及び動圧空気軸受５０が備えられている。
【００４１】
回転鏡３２は、略円筒形状をなす本体３１の内部をくり抜いて形成されたミラー室３３内部の上部に配置されている。回転鏡３２は、動圧空気軸受５０を介して、シャフト３５に支持されている。シャフト３５は、その軸線を、上下方向に延びる本体３１の軸線と一致させて、上下方向に本体３１を貫通する形で配置されている。これにより、回転鏡３２は、上下方向に延びるシャフト３５の軸線を中心として、回転自在に支持されている。
【００４２】
回転鏡３２の周囲には、前述のように、光を反射する反射面が設けられている。一方、この反射面に対向する本体３１の一部には、光を本体３１の内部と外部との間で出入りさせることが可能な図示しない窓部が設けられている。この窓部を通して、光源２２から照射されたレーザ光Ｌは、回転鏡３２周囲の反射面に入射し、反射面で反射されてｆθレンズ６１に向かって出射される。
【００４３】
なお、本体３１の上面には、ミラー室３３の上側をカバーする形で、上蓋３６が備えられている。上蓋３６は、ネジ３７によってミラー室３３を密封している。
【００４４】
回転用磁石３８は、動圧空気軸受５０のスリーブ５１の外側に設けられている。また、コイル部３９が、この回転用磁石３８に対向する形で、回転用磁石３８との間に隙間を設けてミラー室３３の内面に取り付けられている。これら回転用磁石３８及びコイル部３９でモータ構造をなし、コイル部３９に通電することにより回転用磁石３８を、すなわち動圧空気軸受５０を介して回転鏡３２を回転させることができる。
【００４５】
動圧空気軸受５０は、シャフト３５に対して設けられ、回転鏡３２を回転自在に支持している。動圧空気軸受５０は、スリーブ５１、スラスト支持磁石５２〜５５、中央孔５６、吸気孔５７、及び排気孔５８を備えている。
【００４６】
スリーブ５１は、その軸線を、上下方向に延びるシャフト３５の軸線と一致させて、内側にシャフト３５を通した形にして配置されている。スリーブ５１とシャフト３５との間には微小な隙間が設けられ、スリーブ５１がシャフト３５を芯として回転する。そして、スリーブ５１の外周面上部に回転鏡３２が取り付けられている。
【００４７】
このスリーブ５１の上端部及び下端部の箇所に、スラスト支持磁石５２〜５５が配置されている。スラスト支持磁石５２、５３は、スリーブ５１の上端部の箇所において、互いに反発し合うように同じ極を対向させ、磁石５２を上蓋３６の下面に、磁石５３をスリーブ５１の上端に設けている。同様に、スラスト支持磁石５４、５５は、スリーブ５１の下端部の箇所において、互いに反発し合うように同じ極を対向させ、磁石５４をスリーブ５１の下端に、磁石５５をミラー室３３の内底面に設けている。これにより、スリーブ５１は、上蓋３６の下面とミラー室３３の内底面との間で、それらと隙間を隔てた形で位置を維持している。
【００４８】
中央孔５６は、シャフト３５の中心部に、上下方向に延びる形で設けられている。中央孔５６の上端は上蓋３６の箇所で、下端はボス部４０及び底蓋４３の箇所で行き止まりとなっている。そして、中央孔５６の内周面の、上部及び上下方向中央部には複数の吸気孔５７が、下部には複数の排気孔５８が設けられている。
【００４９】
吸気孔５７は、中央孔５６の内周面からシャフト３５の外周面まで、略水平をなす形で貫通している。また、シャフト３５の外周面には、スリーブ５１の回転方向に沿って、吸気孔５７に向かって延びるように形成された複数の図示しない溝部が設けられている。これにより、光偏向器３０の動作時、スリーブ５１を回転させると、スリーブ５１とシャフト３５との間に設けられた微小な隙間に存在する空気が、溝部に沿って吸気孔５７の箇所に集まり、吸気孔５７を通して中央孔５６に向かって吸い出される。すなわち、動圧空気軸受５０による吸引ポンプ作用が働き、その空気流によって、円滑な回転が可能な軸受として機能させるに好適な隙間を、スリーブ５１とシャフト３５との間に設けることができる。さらに、この吸引ポンプ作用により、ミラー室３３の空気を、吸気孔５７及び中央孔５６を通して吸い出すことができ、ミラー室３３を真空にすることが可能である。
【００５０】
排気孔５８は、シャフト３５の下部において、中央孔５６の内周面からシャフト３５の外周面、さらにその先のボス部４０の外周面まで略水平に貫通して、中央孔５６と空気室３４とを連通させる形で設けられている。これにより、動圧空気軸受５０による吸引ポンプ作用で吸い出したミラー室３３の空気を、空気室３４に送り込むことができる。光偏向器３０の動作を停止させ、スリーブ５１の回転が停止すると、ミラー室３３の真空状態の形成が解除され、排気孔５８、中央孔５６及び吸気孔５７を通って、空気室３４からミラー室３３に向かって空気が流入する。
【００５１】
上記構成の光偏向器３０の本体３１は、その下部にボス部４０を備えている。ボス部４０は、本体３１のミラー室３３側から空気室３４側に向かって突出する形で設けられている。そして、光偏向器３０は、このボス部４０が、光走査装置２０のハウジング２１の底面に設けられた位置決め孔２１ａに、上方から下方に向かって嵌合して取り付けられている。すなわち、ハウジング２１への光偏向器３０の取り付け状態において、ハウジング２１の底面から下方に、光偏向器３０のボス部４０が突出している。光偏向器３０のハウジング２１への取り付けは、複数のネジ４１によって締結されている。
【００５２】
第１のシール部材４２は、ボス部４０と位置決め孔２１ａとの嵌合箇所近傍に設けられている。第１のシール部材４２は、ゴムなどの弾性を有する材料で構成され、内径がボス部４０の外径より大きいリング状にして形成されて、その内側にボス部４０を通して配置されている。
【００５３】
そして、光偏向器３０は、図６に示すように、ボス部４０と位置決め孔２１ａとの嵌合箇所近傍であって、ボス部４０の付け根の箇所に、水平面４０ａを備えている。この水平面４０ａは、光偏向器３０をネジ４１によって締結してハウジング２１に位置決め、取り付けるための取り付け基準面であって、下方を向いている。また、水平面４０ａは、その下方に位置する、ハウジング２１の、ネジ４１による締結箇所と位置決め孔２１ａとの間の箇所に形成された上方を向く水平面２１ｂと、隙間を隔てて対向するように形成されている。第１のシール部材４２は、これら対向し合う光偏向器３０の水平面４０ａとハウジング２１の水平面２１ｂとの間に、上下方向にやや圧縮した状態にして設けられている。
【００５４】
底蓋４３は、図５に示すように、ボス部４０の底面部の箇所に、下方から取り付けられている。底蓋４３は、ボス部４０底面の外径より大きい外径を有し、ボス部４０底面全体を覆う円盤形状をなしている。図６に示すように、底蓋４３の、ボス部４０の外周部より外側にある外縁部には、上方を向く水平面４３ａが設けられている。
【００５５】
一方、空気室３４は、前述のように、本体３１の下部に設けられている。空気室３４は、図３及び図４に示すように、光走査装置２０の底面のすぐ下方に配置され、上面部が開口したトレイ形状をなし、光走査装置２０の底面を空気室３４の上面部として利用する形で構成されている。そして、空気室３４は、光走査装置２０の底面から下方に突出した光偏向器３０のボス部４０の側方、外側に設けられ、ボス部４０とハウジング２１の位置決め孔２１ａとの嵌合箇所を覆う大きさにして形成されている。また、空気室３４は、光走査装置２０の底面の大きさを、横方向に超えない程度の大きさにして形成されている。
【００５６】
また、空気室３４は、図６に示すように、ボス部４０に対応する箇所に、ボス部４０が上下方向に貫通する貫通孔３４ａを備えている。貫通孔３４ａは、底蓋４３に近接した箇所であって、底蓋４３の外縁部の上方に設けられている。さらに、空気室３４は、この貫通孔３４ａの近傍の縁部であって、その下側に水平面３４ｂを備えている。この水平面３４ｂは、その下方に位置する、底蓋４３の外縁部に設けられた上方を向く水平面４３ａと、隙間を隔てて対向するように形成されている。
【００５７】
第２のシール部材４４は、底蓋４３外縁部の水平面４３ａ、及び空気室３４の貫通孔３４ａ近傍の水平面３４ｂに対応する箇所に設けられている。第２のシール部材４４は、第１のシール部材４２と同様に、ゴムなどの弾性を有する材料で構成され、内径がボス部４０の外径より大きいリング状にして形成されて、その内側にボス部４０を通して配置されている。そして、第２のシール部材４４は、対向し合う底蓋４３外縁部の水平面４３ａと空気室３４の貫通孔３４ａ近傍の水平面３４ｂとの間に、上下方向にやや圧縮した状態にして設けられている。
【００５８】
上記のように、光走査装置２０に設けられ、動圧空気軸受５０によって回転自在に支持された回転鏡３２が配置されたミラー室３３と、動圧空気軸受５０の吸引ポンプ作用により動作時にミラー室３３の空気が送り込まれる空気室３４とを備えた、光源２２から照射された光ビームを被走査面上に導くべく主走査方向に偏向する光偏向器３０において、ミラー室３３側から空気室３４側に向かって突出し、光走査装置２０のハウジング２１の底面に設けられた位置決め孔２１ａに嵌合するボス部４０と、光走査装置２０の下方であって、ボス部４０の側方に設けられ、前記嵌合箇所を覆う大きさに形成された前記空気室３４と、ボス部４０の底面全体を覆う底蓋４３とを備えているので、光偏向器３０の上下方向のサイズをできるだけ小さくしながら、空気室３４の容積をできるだけ大きくすることが可能である。また、ミラー室３３を真空にすべく吸引した空気の送り先として空気室３４を利用しているので、ミラー室３３が大気と連通するようなことがない。さらに、光偏向器３０は、底蓋４３の箇所で大気と接するので、そこで大気に放熱することによってボス部４０を冷却することが可能である。これにより、光偏向器３０において、その内部に外部から異物が侵入したり、装置が大型化したり、高温になったりするのを防止しながら、動圧空気軸受５０の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室３３の真空度を高めることができる。したがって、回転鏡３２を高精度に、高速で回転させることができ、高品質の画像を高速で得ることが可能な光偏向器３０を提供することができる。
【００５９】
また、前記嵌合箇所近傍の光走査装置２のハウジングに設けられた水平面２１ｂと隙間を隔てて対向するよう形成された水平面４０ａと、これらハウジング２１及び光偏向器３０の対向し合う水平面間に設けられた弾性を有する第１のシール部材４２とを備えているので、空気室３４内が高圧になり、嵌合箇所近傍のハウジング２１及び／または光偏向器３０の水平面の箇所が変位、変形したとしても、第１のシール部材４２の伸縮を利用して、空気室３４内へ外部の空気が流入する隙間がそれらの間に生じるのを阻止することが可能である。これにより、光偏向器３０において、空気室３４内が高圧になり、その周囲の部材が変位、変形した場合であっても、空気室３４内への異物の侵入を防止しながら、動圧空気軸受５０の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室３３の真空度を高めることができる。したがって、回転鏡３２をさらに高精度に、高速で回転させることができ、一層高品質の画像を高速で得ることが可能な光偏向器３０を提供することができる。
【００６０】
さらに、ボス部４０底面の外径より大きい外径を有する底蓋４３と、この底蓋４３の外縁部に設けた水平面４３ａと、この底蓋４３の水平面４３ａと隙間を隔てて対向するように形成された水平面３４ｂを有する空気室３４と、これら底蓋４３及び空気室３４の対向し合う水平面間に設けられた弾性を有する第２のシール部材４４とを備えているので、空気室３４内が高圧になり、底蓋４３の箇所における空気室３４の水平面３４ｂの部分が変位、変形したとしても、第２のシール部材４４の伸縮を利用して、空気室３４内へ外部の空気が流入する隙間が底蓋４３と空気室３４との間に生じるのを阻止することが可能である。これにより、光偏向器３０において、空気室３４内が高圧になり、その周囲の部材が変位、変形した場合であっても、空気室３４内への異物の侵入を防止しながら、動圧空気軸受５０の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室３３の真空度を高めることができる。したがって、回転鏡３２をさらに高精度に、高速で回転させることができ、一層高品質の画像を高速で得ることが可能な光偏向器３０を提供することができる。
【００６１】
また本発明では、上記光偏向器３０を光走査装置２０に搭載したので、光偏向器３０において、その内部に外部から異物が侵入したり、装置が大型化したり、高温になったりするのを防止しながら、動圧空気軸受５０の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室３３の真空度を高め、回転鏡３２を高精度に、高速で回転させることができ、高品質の画像を高速で得ることが可能な光走査装置２０を提供することができる。
【００６２】
また本発明では、上記光偏向器１０を画像形成装置であるプリンタ１に搭載したので、光偏向器１０において、その内部に外部から異物が侵入したり、装置が大型化したり、高温になったりするのを防止しながら、動圧空気軸受３０の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室１３の真空度を高め、回転鏡１２を高精度に、高速で回転させることができ、高品質の画像を高速で得ることが可能なプリンタ１を提供することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る光走査装置の詳細な構成について、図７を用いて説明する。図７は、光偏向器と光走査装置のハウジングとの嵌合箇所を示す垂直断面部分拡大正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図２〜図６を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、説明は省略するものとする。
【００６４】
第２の実施形態に係る光走査装置２０は、図７に示すように、そのハウジング２１の底面に、光偏向器３０のボス部４０が嵌合する位置決め部２１ｃを備えている。この位置決め部２１ｃは、その内側にボス部４０が挿入される円筒形状をなし、ハウジング２１の底面から下方に向かって突出するように形成されている。位置決め部２１ｃは、ボス部４０の下部であって、空気室３４の貫通孔３４ａの箇所まで延びている。そして、位置決め部２１ｃの下端は、貫通孔３４ａの箇所で空気室３４の上面に当接することにより、空気室３４の水平面３４ｂの上方への変位を阻止する阻止部２１ｄを形成している。
【００６５】
なお、動圧空気軸受５０の排気孔５８は、図７に示すように、中央孔５６の箇所から、シャフト３５、ボス部４０、さらにハウジング２１の位置決め部２１ｃをも貫通して、空気室３４内部まで到達している。
【００６６】
上記のように、光偏向器３０を搭載した光走査装置２０において、空気室３４の水平面３４ｂが、光走査装置２０のハウジング２１底面と底蓋４３との間に設けられ、光走査装置２０のハウジング２１が、空気室３４の水平面３４ｂの箇所の上方への変位を阻止する阻止部２１ｄを備えているので、空気室３４内の高圧化に起因する底蓋４３の箇所における空気室３４の水平面３４ｂの部分の変位、変形をさらに抑制することができる。これにより、空気室３４内への異物の侵入を防止しながら、動圧空気軸受５０の吸引ポンプ作用を最大限に発揮してミラー室３３の真空度を高める作用の向上を図ることが可能である。したがって、回転鏡３２をさらに高精度に、高速で回転させることができ、より一層高品質の画像を高速で得ることができる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００６８】
例えば、光偏向器３０を搭載した光走査装置２０は、上記実施形態ではブラックトナーのみを使用したモノクロ印刷用の画像形成装置であるプリンタ１に適用される光走査装置であるが、このような機種に限定されるわけではなく、中間転写ベルトを備え、複数色を重ね合わせて画像形成すること可能なタンデム方式、或いはロータリーラック方式のカラー印刷用画像形成装置に搭載される光走査装置であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、動圧空気軸受によって回転自在に支持された回転鏡が配置されたミラー室と、動圧空気軸受の吸引ポンプ作用により動作時にミラー室の空気が送り込まれる空気室とを備えた光偏向器において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光偏向器を搭載したプリンタの模型的垂直断面右側面図である。
【図２】図１に示すプリンタの光走査装置の上面図である。
【図３】図２に示す光走査装置の垂直断面正面図である。
【図４】図２に示す光走査装置の斜視図である。
【図５】図３に示す光走査装置の光偏向器本体周辺の垂直断面正面図である。
【図６】図５の光偏向器と光走査装置のハウジングとの嵌合箇所を示す垂直断面部分拡大正面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光偏向器と光走査装置のハウジングとの嵌合箇所を示す垂直断面部分拡大正面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  プリンタ（画像形成装置）
１０  感光体ドラム
２０  光走査装置
２１  ハウジング
２１ａ  位置決め孔
２１ｂ  水平面
２１ｃ  位置決め部
２１ｄ  阻止部
３０  光偏向器
３１  本体
３２  回転鏡
３３  ミラー室
３４  空気室
３４ａ  貫通孔
３４ｂ  水平面
４０  ボス部
４０ａ  水平面
４２  第１のシール部材
４３  底蓋
４３ａ  水平面
４４  第２のシール部材
５０  動圧空気軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010072231.tif 000006
【図５】
2010072231.tif 000007
【図６】
2010072231.tif 000008
【図７】
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