(57)【要約】【課題】  回転軸の軸方向の振動を低減できる光走査装置と、この光走査装置を備えた画像形成装置を得る。【解決手段】  回転多面鏡１０４、モータ回転体１２８に偏肉部１３６、１３８が設けられて、偏肉部１３６、１３８とが回転方向において一致するように調整されており、回転多面鏡１０４とモータ回転体１２８とに発生する残留動バランスの回転方向における位相が同一方向とされている。回転軸１２２を回転させると、偏肉部１３６、１３８と反対側の位置に、偏重心による遠心力が、回転軸１２２を軸方向（上下方向）に引っ張るように作用するため、回転軸１２２が傾くことを防止している。【選択図】          図３
2006171564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力を発生するモータと、
前記モータと同軸に取り付けられ、回転による反射面の移動によって光を偏向する回転多面鏡と、
を有する光走査装置であって、
前記回転多面鏡と前記モータの回転体に発生するそれぞれの残留動バランスの回転方向における位相を同一方向にしたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記回転多面鏡と前記モータの回転体のぞれぞれの残留動バランスの位相が機械角で４５度の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載に光走査装置。
【請求項３】
前記回転多面鏡と前記モータの回転体のそれぞれの特定位置に、これらの重心を偏らせる偏重心部が形成され、
それぞれの前記偏重心部の位置を合わせることで双方の残留動バランスの回転方向における位相を同一方向にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記モータの軸方向において、モータと前記回転多面鏡の双方の偏重心位置の間で残留動バランスを修正する修正手段、
を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記モータが動圧流体軸受によって回転可能に保持されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
少なくとも前記モータが取り付けられる筐体を有し、
前記モータに備えられた保持用円筒部を前記筐体に形成された穴部に冠合してモータを筐体に実装したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
少なくとも前記モータが取り付けられる筐体を有し、
前記モータに備えられた保持用円筒部を前記筐体に形成された穴部に強制的に接触させてモータを筐体に実装したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置から照射されたレーザービームによって静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写定着させる転写定着手段と、
を有する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、光走査装置及び画像形成装置に関し、たとえば、入力された画像情報に基づいてレーザ光を変調し回転多鏡によって感光体上に偏向走査させる光走査装置と、この光走査装置を備えが画像形成装置（たとえば、パーソナルコンピュータを接続したプリンタやネットワークプリンタ、デジタル複写機、電話回線が接続されているＦＡＸなどの画像出力装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置の回転多面鏡を回転駆動するモータは、１００００ｒｐｍ以上の高速回転で使用される。このため、回転体の偏重心を調整し振動を抑えるために、動バランス（動的つりあい）の調整を行っている。
【０００３】
この動バランスの調整は、通常は、回転多面鏡と、モータの回転体の２箇所で行われる。たとえば特許文献１には、ロータのバランス修正面と回転多面鏡のバランス修正溝との高さ位置を測定し、動バランス測定器による回転時の不釣り合いの測定値とで、付加する錘の質量と位相とを算出する動バランス修正方法が記載されている。
【０００４】
ところで、近年、レーザ光を使用した画像記録装置の高速化・高解像度化が進み、回転多面鏡を駆動するモータは動圧流体軸受を用いて、３００００ｒｐｍ以上で使用されることが増えてきた。
【０００５】
この動圧流体軸受を用いた場合、３００００ｒｐｍを超える高速では従来の動バランス調整を行っても回転多面鏡部とモータの回転体部に残る残留動バランスの回転方向の位置関係（以下、位相関係という）によって軸方向の振動（ＡＸＩＡＬ振動）が増大してしまい、光走査装置の振動を伴うことがある。また、この振動により、レーザ記録装置の画質低下や騒音を増大させる問題も生じている。
【特許文献１】特開２００３−５０３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、回転軸の軸方向の振動を低減できる光走査装置と、この光走査装置を備えた画像形成装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明では、回転駆動力を発生するモータと、前記モータと同軸に取り付けられ、回転による反射面の移動によって光を偏向する回転多面鏡と、を有する光走査装置であって、前記回転多面鏡と前記モータの回転体に発生するそれぞれの残留動バランスの回転方向における位相を同一方向にしたことを特徴とする。
【０００８】
これにより、回転軸の振れ回り運動を抑制して、軸方向の振動を低減できるので、低騒音で且つ高性能な光走査装置となる。
【０００９】
請求項１に記載の発明において、回転多面鏡とモータの回転体との残留動バランスの位相は、厳密に回転方向に一致していることが好ましいが、たとえば、請求項２に記載のように、機械角で４５度の範囲内であっても、軸方向の振動を十分に抑制できる。位相の調整（位置合わせ）に高い精度が要求されず、容易に且つ低コストで光走査装置を構成できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記回転多面鏡と前記モータの回転体のそれぞれの特定位置に、これらの重心を偏らせる偏重心部が形成され、それぞれの前記偏重心部の位置を合わせることで双方の残留動バランスの回転方向における位相を同一方向にしたことを特徴とする。
【００１１】
このように回転多面鏡とモータの回転体のそれぞれに偏重心部を形成し、これらの位置を合わせるだけの簡単な構成で、それぞれの残留動バランスの回転方向における位相を同一方向にすることができる。
【００１２】
もちろん、回転多面鏡とモータの回転体のそれぞれの偏重心位置があらかじめわかっている場合には、このような偏重心部を形成することなく、残留動バランスの位相を同一方向にすることも可能である。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記モータの軸方向において、モータと前記回転多面鏡の双方の偏重心位置の間で残留動バランスを修正する修正手段、を有することを特徴とする。
【００１４】
このように修正手段で残留動バランスを修正することで、偏重心による遠心力と逆方向の遠心力を作用させることができ、これら遠心力で径方向の振動エネルギーを打ち消して、径方向の振動も低減可能となる。
【００１５】
なお、この「偏重心位置」には、請求項３に記載の偏重心部によって回転多面鏡及びモータの回転体に構成された偏重心部の位置を含む。さらに、このような偏重心部が形成されていない構成では、上記のようにあらかじめ分かっている偏重心位置が、ここでいう「偏重心位置」に該当する。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記モータが動圧流体軸受によって回転可能に保持されていることを特徴とする。
【００１７】
すなわち、請求項１〜請求項４に記載に発明において、モータの軸受は特に限定されないが、動圧流体軸受を用いると、高速での安定した回転が可能となる。また、動圧流体軸受を用いた光走査装置であっても、確実に回転軸の振れ回り運動を抑制できる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、少なくとも前記モータが取り付けられる筐体を有し、前記モータに備えられた保持用円筒部を前記筐体に形成された穴部に冠合してモータを筐体に実装したことを特徴とする。
【００１９】
このように、モータの保持用円筒部を筐体の穴部に冠合することで、径方向の振動を抑制することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、少なくとも前記モータが取り付けられる筐体を有し、前記モータに備えられた保持用円筒部を前記筐体に形成された穴部に強制的に接触させてモータを筐体に実装したことを特徴とする。
【００２１】
このように、モータの保持用円筒部を筐体の穴部に強制的に接触させることで、径方向の振動を抑制することができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光走査装置と、前記光走査装置から照射されたレーザービームによって静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体の静電潜像を現像してトナー像とする現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写定着させる転写定着手段と、を有することを特徴とする。
【００２３】
したがって、光走査装置から照射されたレーザービームによって形成された静電潜像が、現像手段によってトナー像とされ、転写定着手段によって記録媒体に転写定着されて、所望の画像が形成される。
【００２４】
この画像形成装置では、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の光走査装置を有しているので、光走査装置の回転軸の振れ回り運動を抑制して、軸方向の振動を低減でき、高画質の画像を形成することが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は上記構成としたので、回転軸の軸方向の振動を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１には、本発明が適用された電子写真方式の画像形成装置（レーザ記録装置）１２が示されている。また、図２には、本発明の第１実施形態の光走査装置１０２が示されている。
【００２８】
画像形成装置１２は、筐体１４内に光走査装置１０２を備えており、この光走査装置１０２からは、画像情報に応じたレーザー光が偏向走査されつつ、感光体ドラム１６に照射される。感光体ドラム１６の表面は、あらかじめ帯電ローラ１８によって所定の電位に帯電されており、レーザー光が照射されると、その表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に対し、現像装置２０によってトナーが転写されてトナー像とされる。
【００２９】
また、筐体１４内には、記録用紙Ｐを収容する用紙カセット２２が備えられており、ピックアップローラ２４によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラ２６によって搬送される。そして、この記録用紙Ｐが、転写ローラ２８と感光体ドラム１６との間で挟持されて、トナー像が転写される。さらに、定着ローラ３０によってトナー像が記録用紙Ｐに定着され、排出部３２に排出される。
【００３０】
図２（Ａ）に示すように、光走査装置１０２は画像形成装置１２の筐体１４に取り付けられており、回転多面鏡１０４と、この回転多面鏡１０４を回転駆動するモータ１０６とを備えている。図示しない光源から射出されたレーザー光は、回転多面鏡１０４の反射面で反射され、回転多面鏡１０４の回転による反射面の移動によって偏向走査される。その後、走査レンズ１０８、ミラー１１０、１１２、ウインドガラス１１４等の光学系（いずれも図１参照）を経て、感光体ドラム１６に照射される。
【００３１】
筐体１４には、止めネジ１１６によってモータ基板１１８が固定されており、モータ基板１１８の取付孔１１８Ｈに、モータ保持用円筒部１２０が挿入されている。モータ保持用円筒部１２０の下部は、筐体１４に形成された穴部１４Ｈにも部分的に入り込んでおり、第１実施形態では、穴部１４Ｈの内周面とモータ保持用円筒部１２０の外周面との間に間隙が構成されている。
【００３２】
モータ保持用円筒部１２０内には回転軸１２２が収容されており、軸受部１２４と回転軸１２２の間で動圧流体軸受１２６が構成されている。回転軸１２２の軸方向中間部には、回転軸１２２に固定される環状の円盤部１２８Ａと、この円盤部１２８Ａの外周から下方に延長された円筒部１２８Ｂ、さらに円筒部１２８Ｂの下端から径方向外側に延長された外縁部１２８Ｃ、で構成されたモータ回転体１２８が取り付けられている。このモータ回転体１２８の円筒部１２８Ｂの内側に取り付けられたマグネット１３０と、モータ保持用円筒部１２０の外周に取り付けられた巻き線１３２との間で作用した磁力によって、モータ回転体１２８及び回転軸１２２が回転する。
【００３３】
回転軸１２２の、モータ回転体１２８よりも上方には、回転多面鏡１０４が取り付けられ、押さえバネ１３４によって弾性的に押さえられて固定されている。
【００３４】
回転多面鏡１０４の一部（本実施形態では、上面の外周近傍位置）には、回転多面鏡１０４を局所的に凹ませた偏肉部１３６が設けられており、この部分において質量が少なくなっている。これにより、回転多面鏡１０４の重心にも偏りが生じている。
【００３５】
また、モータ回転体１２８の一部（本実施形態では外縁部１２８Ｃ）にも、局所的に板材を穿って設けられた偏肉部１３８が設けられている。これにより、モータ回転体１２８の重心にも偏りが生じている。
【００３６】
そして、この光走査装置１０２では、回転多面鏡１０４をモータ１０６に組み付ける際に、回転多面鏡１０４の偏肉部１３６とモータ回転体１２８の偏肉部１３８とが回転方向において一致するように調整されている。すなわち、本実施形態では、回転多面鏡１０４とモータ回転体１２８とに発生する残留動バランスの回転方向における位相が同一方向とされている。したがって、モータ１０６の回転駆動力により回転軸１２２を回転させると、これら偏肉部１３６、１３８と反対側の位置（１８０°回転した位置）に、偏重心による遠心力が、回転多面鏡１０４とモータ回転体１２８とにそれぞれ発生する。この遠心力は、図２（Ｂ）に示すように、回転軸１２２を軸方向（上下方向）に引っ張るように作用するため、回転軸１２２が傾くことを防止している。この点につき、詳述する。
【００３７】
図３には、回転多面鏡とモータ回転体とで残留動バランス量を一定にしたときの、残留度バランスの位相（回転方向における機械角での角度差）と軸方向の振動（ＡＸＩＡＬ振動）との一般的な関係が示されている。このグラフにおける「位相差」は、光走査装置を上方から見て、回転多面鏡の偏重心部を基準にしたときのモータ回転体の偏重心部の角度（位相）を示している。なお、以下において、角度はすべて機械角とする。
【００３８】
このグラフから、位相関係が変化するにしたがって軸方向の振動が変化し、特に逆位相（位相差１８０°）近傍において、振動が大きくなっていることが分かる。
【００３９】
図４（Ａ）には、上記位相差と軸方向の振動との関係を示すために、比較例としての光走査装置１７２が示されている。比較例の光走査装置１７２では、第１実施形態の光走査装置１０２と比較して、回転多面鏡１７４及びモータ回転体１７６に第１実施形態の偏肉部１３６、１３８が設けられていない。そして、回転多面鏡１７４とモータ回転体１７６とのそれぞれの偏重心部の位相差が１８０°となってしまっている。ただし、これ以外は、第１実施形態と同一の構成であるため、同一部材には同一符号を付している。
【００４０】
このように、回転多面鏡１７４とモータ回転体１７６とのそれぞれの偏重心部の位相差、すなわち残留動バランスが１８０°（逆位相の関係）になっていると、軸方向上部に生じる遠心力と軸方向下部に生じる遠心力とが偶力の関係になるので、この偶力が回転軸１２２を傾ける方向に作用してしまう。
【００４１】
特に、動圧流体軸受１２６を用いた構成では、回転軸１２２と軸受部１２４との間に径方向のクリアランスがあるので、回転軸１２２が傾きやすい。
【００４２】
回転軸１２２が傾きながら回転すると、図４（Ｂ）に示すように、回転軸１２２の振れ回り運動が起こり、軸方向の振動（ＡＸＩＡＬ振動）を発生させる。これにより、モータ基板１１８も応答して振動を増幅させ、筐体１４との間で共振して異音を発生させるおそれがある。また、モータ基板１１８の振動や振れ回り運動により、回転多面鏡１０４で走査されるレーザー光の方向が変動し、走査ムラを発生させるおそれもある。
【００４３】
これに対し、本実施形態では、上記したように、回転多面鏡１０４とモータ回転体１２８とに発生する残留動バランスの回転方向における位相が同一方向とされており、図２（Ｂ）に示すように回転軸１２２の傾きが防止されている。また、偏重心による遠心力で発生する振動は、回転軸１２２の径方向の成分で発生しようとするが、モータ基板１１８及び筐体１４とも、回転軸１２２の径方向の剛性は高いので振動が増幅されず、異音の発生や走査ムラの増大が防止される。
【００４４】
そして、本実施形態の画像形成装置１２（図１参照）では、このように、走査ムラの発生が防止されているので、高画質の画像を記録することができる。
【００４５】
なお、図３から分かるように、軸方向の振動を低減させるためには、必ずしも残留動バランスの位相差が０°になっている（位相が一致している）必要はなく、たとえば、機械角で±４５°以内であれば、効果があることが分かる。もちろん、位相が一致していれば、振動低減効果も高いので、最も好ましい。
【００４６】
図５には、本発明の第２実施形態の光走査装置２０２が示されている。以下、各実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等は同一符号をふして、詳細は説明を省略する。
【００４７】
第２実施形態では、第１実施形態と同様に、回転多面鏡１０４とモータ回転体１２８との偏肉部１３６、１３８が回転方向において一致するように調整されているが、さらに、軸方向において、偏肉部１３６、１３８の間に位置するように、モータ回転体１２８の円筒部１２８Ｂの上部に調整錘２０４が取り付けられている。
【００４８】
偏肉部１３６、１３８の位置を合わせた状態では、回転多面鏡１０４とモータ回転体１２８の偏重心による遠心力は、回転方向において反対側（１８０°）の位置にそれぞれ発生し、径方向の振動（ＲＡＤＩＡＬ振動）の振動エネルギーになる。第２実施形態では、調整錘２０４によって、これとは逆方向の遠心力を発生させており、この遠心力を、上記の振動エネルギーを打ち消す方向に作用させることで、結果として径方向の振動エネルギーを抑制することができる。
【００４９】
なお、第２実施形態では、偏肉部１３６と調整錘２０４、及び偏肉部１３８と調整錘２０４との間に偶力が発生するが、この偶力は、回転軸１２２を傾ける方向には作用しないので、特に問題は生じない。
【００５０】
図６には、本発明の第３実施形態の光走査装置３０２が示されている。第３実施形態では、第１実施形態と同一構成のモータ１０６が用いられているが、このモータ１０６のモータ保持用円筒部１２０と筐体１４の穴部１４Ｈとの間に配設された冠合部材３０４によって、モータ保持用円筒部１２０が冠合されている。
【００５１】
冠合部材３０４は円筒状に形成されており、モータ保持用円筒部１２０の外周に全周にわたって接触して冠合すると共に、穴部１４Ｈの内周にも全周にわたって接触している。したがって、モータ１０６は、モータ保持用円筒部１２０において冠合部材３０４により冠合支持（位置決め）され、さらに止めネジ１１６によって、筐体１４に固定されている。
【００５２】
第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、残留度バランスが径方向の振動（ＲＡＤＩＡＬ振動）のエネルギーとして作用するが、第３実施形態では、上記のように、モータ１０６はモータ保持用円筒部１２０において、冠合部材３０４により筐体１４に冠合支持され、止めネジ１１６により固定されているので、径方向の振動（ＲＡＤＩＡＬ振動）を抑制することができる。
【００５３】
特に、一般的には、モータ保持用円筒部１２０と穴部１４Ｈとははめ合い交差を持つように設計されるため、交差のバラツキによってモータ１０６が径方向に振動しやすくなる。第３実施形態では、このような場合でも、モータ１０６の径方向の振動エネルギーを吸収し、振動を抑制できる。
【００５４】
図７には、本発明の第４実施形態の光走査装置４０２が示されている。第４実施形態では、第３実施形態の冠合部材３０４に代えて、接触部材４０４が用いられている。接触部材４０４は、モータ保持用円筒部１２０の外周及び、穴部１４Ｈの内周に部分的に接触するように介在されており、モータ保持用円筒部１２０を穴部１４Ｈに押し付けて、強制的に接触させている。
【００５５】
このように、接触部材４０４をモータ保持用円筒部１２０を穴部１４Ｈとの間に介在させることで、モータ１０６を確実に保持し、第３実施形態と同様に、径方向の振動（ＲＡＤＩＡＬ振動）を抑制している。
【００５６】
なお、上記各実施形態では、本発明の偏重心部として、回転多面鏡１０４及びモータ回転体１２８の質量を局所的に減ずる偏肉部１３６、１３８を設けたが、この逆に、これらの質量を局所的に増大させる部分を偏重心部として設けてもよい。
【００５７】
また、上記では、回転多面鏡１０４及びモータ回転体１２８に積極的に偏肉部１３６、１３８（偏重心部）を設けた構成を例に挙げたが、回転多面鏡１０４及びモータ回転体１２８の偏重心位置をあらかじめ測定して、この偏重心位置が回転方向において一致するように位置合わせしても同様の効果が得られる。
【００５８】
本発明の光走査装置において、モータ１０６の軸受は特に限定されないが、上記した動圧流体軸受は、高速での安定的な回転が可能であるので好ましい。動圧流体軸受を用いると、回転軸１２２の振れ回り運動が発生しやすいので、本発明の構成として、この振れ回り運動を抑制することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態の光走査装置を示し、（Ａ）は一部破断正面図、（Ｂ）は回転軸のみを取り出して示す説明図である。
【図３】残留動バランスの位相差と軸方向の振動との関係を示すグラフである。
【図４】比較例の光走査装置を示し、（Ａ）は一部破断正面図、（Ｂ）は回転軸のみを取り出して示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態の光走査装置を示す一部破断正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の光走査装置を示す一部破断正面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の光走査装置を示す一部破断正面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１２   画像形成装置
１４   筐体
１４Ｈ 穴部
１６   感光体ドラム
１８   帯電ローラ
２０   現像装置
２２   用紙カセット
２４   ピックアップローラ
２６   搬送ローラ
２８   転写ローラ
３０   定着ローラ
３２   排出部
１０２ 光走査装置
１０４ 回転多面鏡
１０６ モータ
１０８ 走査レンズ
１１０ ミラー
１１２ ミラー
１１４ ウインドガラス
１１６ ネジ
１１８ モータ基板
１１８Ｈ      取付孔
１２０ モータ保持用円筒部
１２２ 回転軸
１２４ 軸受部
１２６ 動圧流体軸受
１２８ モータ回転体
１２８Ａ      円盤部
１２８Ｂ      円筒部
１２８Ｃ      外縁部
１３０ マグネット
１３２ 巻き線
１３４ 押さえバネ
１３６ 偏肉部（偏重心部）
１３８ 偏肉部（偏重心部）
１７２ 光走査装置
１７４ 回転多面鏡
１７６ モータ回転体
２０２ 光走査装置
２０４ 調整錘（修正手段）
３０２ 光走査装置
３０４ 冠合部材
４０２ 光走査装置
４０４ 接触部材
【図１】
2006171564.tif 000003
【図２】
2006171564.tif 000004
【図３】
2006171564.tif 000005
【図４】
2006171564.tif 000006
【図５】
2006171564.tif 000007
【図６】
2006171564.tif 000008
【図７】
2006171564.tif 000009