(57)【要約】【課題】  偏向走査装置のアンバランスを修正する際に、仮にバランスウエイトによる修正量が大きい場合であっても、バランスウエイトの高さを規定することで、偏向走査装置の回転駆動時の騒音を低減する。【解決手段】  光ビームを偏向走査する回転多面鏡１や、該回転多面鏡１と一体的に回転するロータマグネット５等から成る回転部と、前記回転部を回転駆動するモータを有し、前記回転部の少なくとも一面にバランスウエイトを塗布することによって回転部の動バランスを修正する偏向走査装置において、前記モータの回転数をＲ（ｒｐｍ）、前記バランスウエイトの取り付け半径をｒ（ｍｍ）、前記バランスウエイトの接着面からの高さをｈ（ｍｍ）とした場合に、（（Ｒ／６０）×２×π×ｒ）2×ｈ＜１．１×１０9、を満たすように前記バランスウエイトの高さｈを規定することを特徴とする。【選択図】    図１
2006058723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡と一体的に回転する回転部材とから成る回転部と、前記回転部を回転駆動するモータを有し、前記回転部の少なくとも一面にバランスウエイトを塗布することによって回転部の動バランスを修正する偏向走査装置において、
前記モータの回転数をＲ（ｒｐｍ）、前記バランスウエイトの取り付け半径をｒ（ｍｍ）、前記バランスウエイトの接着面からの高さをｈ（ｍｍ）とした場合に、
（（Ｒ／６０）×２×π×ｒ）2×ｈ＜１．１×１０9
を満たすように前記バランスウエイトの高さｈを規定することを特徴とする偏向走査装置。
【請求項２】
前記回転部の動バランスを修正する動バランス修正量が５０ｍｇ・ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の偏向走査装置。
【請求項３】
前記回転部にバランスウエイトを塗布するための吐出器のノズルは、前記バランスウエイトの高さ方向の直径を前記バランスウエイトの高さｈ（ｍｍ）以下とし、かつ前記バランスウエイトの塗布速度を前記バランスウエイトの射出速度以上としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の偏向走査装置。
【請求項４】
前記回転部の動バランスを修正する際に、前記バランスウエイトを同一個所に複数回塗布する必要がある場合には、前記複数回塗布する必要がある個所から位相を０〜４５°の範囲内で対称的にずらした２箇所に塗布することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏向走査装置。
【請求項５】
前記回転部の動バランスを修正する際に、前記バランスウエイトを同一個所に複数回塗布する必要がある場合には、バランスウエイトを回転部の半径方向にずらした重ならない位置に塗布することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏向走査装置。
【請求項６】
前記バランスウエイトを塗布するために前記回転部の回転中心を中心に環状のバランス溝を設け、該環状溝が前記バランスウエイトの半径方向の幅の２倍以上の幅を有することを特徴とする請求項５に記載の偏向走査装置。
【請求項７】
前記バランスウエイトを塗布するために前記回転部の回転中心を中心に環状のバランス溝を設け、該環状溝を前記回転部の回転中心に対して同心円上でかつ半径方向に異なる位置に複数設けたことを特徴とする請求項５に記載の偏向走査装置。
【請求項８】
前記バランスウエイトを同一個所に複数回塗布する必要がある場合に、１回目のバランスウエイトの塗布量を前記動バランス修正量より多くし、２回目のバランスウエイトの塗布の際には、１回目の修正位置に対して位相を１８０°ずらした位置に、１回目の修正時に余計に塗布したバランスウエイトによる修正量を加味した修正量を塗布することを特徴とする請求項１〜３に記載の偏向走査装置。
【請求項９】
前記バランスウエイトは、塗布後硬化前のバランスウエイトを整形部材によって規定高さｈになるように押圧して整形することを特徴とする請求項１又は２に記載の偏向走査装置。
【請求項１０】
前記バランスウエイトが同一箇所にｎ回以上塗布される場合に前記バランスウエイトの吐出器のノズルの直径をｈ／ｎ（ｍｍ）以下とし、かつ前記バランスウエイトの塗布速度を前記バランスウエイトの射出速度以上としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の偏向走査装置。
【請求項１１】
前記バランスウエイトは、前記回転部の回転方向下流側の形状を、接触角４５°以下にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の偏向走査装置。
【請求項１２】
前記偏向走査装置は、更に、前記バランスウエイトの回転半径方向の幅をＷ（ｍｍ）とした場合に、
（（Ｒ／６０）×２×π×ｒ）2×Ｗ＜２．０×１０9
を満たすように前記バランスウエイトの幅Ｗを規定することを特徴とする請求項１又は２に記載の偏向走査装置。
【請求項１３】
前記回転部にバランスウエイトを塗布するための吐出器のノズルは、前記回転部の回転半径方向の直径を前記バランスウエイトの幅Ｗ（ｍｍ）以下とし、かつ前記バランスウエイトの塗布速度を前記バランスウエイトの射出速度以上としたことを特徴とする請求項１２に記載の偏向走査装置。
【請求項１４】
前記バランスウエイトの粘度を１０Ｐａ・ｓ以上とすることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の偏向走査装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の偏向走査装置と、該偏向走査装置により像担持体を走査し、この走査された画像に基づいて記録材に画像形成を行う画像形成手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
前記画像形成装置は、偏向走査装置を複数備え、各偏向走査装置に各々対応する画像形成手段の像担持体を前記各偏向走査装置により走査し、この走査された画像に基づいて記録材に画像形成を行うことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記画像形成装置における偏向走査装置は、１つの回転多面鏡を用いて２つの像担持体を走査する２組の光学装置を１つの筐体に一体に設けた偏向走査装置であることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速回転する回転多面鏡によってレーザビーム等の光ビームを偏向走査する偏向走査装置に関し、特にプリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる偏向走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる偏向走査装置は、高速回転する回転多面鏡によってレーザビーム等の光ビームを偏向走査し、得られた走査光を感光体ドラム上に結像させて静電潜像を形成する。次いで、感光体ドラム上の静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化し、これを記録紙等の記録材に転写して定着装置へ送り、記録材上のトナーを加熱定着させることで印刷（プリント）が行われる。
【０００３】
近年では偏向走査装置の高速化が進み、回転多面鏡の回転速度が３００００ｒｐｍを越えるものも開発されている。
【０００４】
図２１（ａ）は特開平１１−３１６３５２号公報（特許文献１）に開示される偏向走査装置の主要部を示すものである。この特許文献１に開示される従来の偏向走査装置は、光学箱にボールベアリング１０２を介して支承された回転軸１０３と、該回転軸１０３と一体であるフランジ部材１０４に一体的に結合されたヨーク１０５ａおよびロータマグネット１０５と、ボールベアリング１０２の軸受ハウジングと一体であるモータ基板１０６に固定されたステータコイル１０７を有する。この走査光学装置における回転多面鏡１０１は、押えバネ１０８ａ、バネ押さえ１０８ｂ、Ｇリング１０８ｃ等からなる弾性押圧機構１０８によってフランジ部材１０４に押圧され、該フランジ部材１０４を介して回転軸１０３やロータマグネット１０５と一体化されている。
【０００５】
モータ基板１０６上の駆動回路から供給された駆動電流によってステータコイル１０７が励磁されると、ロータマグネット１０５が回転多面鏡１０１とともに高速度で回転し、前述したように回転多面鏡１０１に照射された光ビームを偏向走査する。回転多面鏡１０１を高速度で回転させると、回転多面鏡１０１、ロータマグネット１０５、ヨーク１０５ａ、フランジ部材１０４および弾性押圧機構１０８等を含む回転部全体の質量のアンバランスによって動的不均衡が発生し、これに起因する振れ回り振動等のために、画像形成装置の画質が劣化するおそれがある。
【０００６】
そこで、従来の偏向走査装置では、前記回転部の質量のアンバランスに起因する振動等を低減するために動バランス修正を行っている。具体的には、回転多面鏡１０１の上面等に溝部１０９を設け、この溝部１０９にバランスウエイト１１０を接着することで前記回転部の質量のアンバランスを低減するように工夫されている。
【０００７】
なお、バランスウエイト１１０は金属粒子やガラスビーズ等を紫外線硬化型等の光硬化型の接着剤に混ぜたものであり、適量のバランスウエイト１１０を溝部１０９の適切な部位に塗布して、紫外線等の光を照射することで硬化させて回転多面鏡１０１等に接着する。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３１６３５２号公報
【特許文献２】特開２００２−２６７９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術によれば、図２１（ｂ）に示す回転多面鏡１０１の模式断面図に示すように、前記回転部の初期的な動釣り合いが悪い場合には、回転多面鏡１０１に設けた溝部１０９に塗布されるバランスウエイト１１０の塗布量が多くなり、該溝部１０９において接着面（溝部１０９の底面）からの高さ（バランスウエイト断面の高さ）が高くなってしまい、すなわち図２１（ｂ）に示すように溝部１０９に塗布したバランスウエイト１１０が回転多面鏡１０１上面から突出してしまうことがある。このような状態で前記回転部を高速度で回転駆動すると、前記バランスウエイト１１０の突出部に空気が当たり流体騒音が発生する。これはモータの回転周期の１〜３倍の周波数の騒音であり、極めて大きく耳障りな騒音となる。
【００１０】
これらを回避するために、例えば特開２００２−２６７９８８号公報（特許文献２）に示すように回転多面鏡の回転バランス調整を凸状や凹状にせずに略平面状とする方法が開示されている。しかしながら、この特許文献２に開示される従来の偏向走査装置は、実際に回転部をバランス調整する際には、前述のバランスウエイトに相当するバランサの他に、該バランサを装填する溝を平坦にするために接着剤を充填する必要があり、更にはその接着剤を硬化させるための時間も必要となり、製造コストの上昇を招いていた。また湿度や温度の影響を受けて、動バランスの値が変化してしまうという問題があった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、バランスウエイトを用いて回転多面鏡等からなる回転部の動バランス修正を行う偏向走査装置において、仮にバランスウエイトによる修正量が大きい場合であっても、前記回転部の高速回転時に発生する騒音を小さく抑えることである。また前述の騒音を低く抑えるだけでなく、製造コストの上昇を招くことなく前記回転部の動バランス修正が行えることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡と一体的に回転する回転部材とから成る回転部と、前記回転部を回転駆動するモータを有し、前記回転部の少なくとも一面にバランスウエイトを塗布することによって回転部の動バランスを修正する偏向走査装置において、前記モータの回転数をＲ（ｒｐｍ）、前記バランスウエイトの取り付け半径をｒ（ｍｍ）、前記バランスウエイトの接着面からの高さをｈ（ｍｍ）とした場合に、（（Ｒ／６０）×２×π×ｒ）2×ｈ＜１．１×１０9、を満たすように前記バランスウエイトの高さｈを規定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、偏向走査装置の回転部の動バランス修正を行う際に、仮にその修正量が大きい場合であっても、バランスウエイトの高さｈを規定することによって、回転多面鏡が高速回転しても、その回転周波数の１〜３倍の騒音を小さく抑えることができる。また前述の騒音を低く抑えるだけでなく、製造コストの上昇を招くことなく前記回転部の動バランス修正を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００１５】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る偏向走査装置を備えた画像形成装置について説明する。なお、以下の説明では、まず本発明の実施の形態に係る偏向走査装置を備えた画像形成装置を例示して説明し、次いで前記画像形成装置における偏向走査装置について詳しく説明する。
【００１６】
まず図１８を用いて本発明の実施の形態に係る偏向走査装置を備えた画像形成装置を例示して説明する。図１８は本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示す模式断面図である。
【００１７】
｛画像形成装置の概略構成｝
本実施形態に係る画像形成装置は、後述する偏向走査装置を具備し、該偏向走査装置により感光体ドラムなどの像担持体を走査し、この走査された画像に基づいて記録紙等の記録材に画像形成を行う画像形成手段を備える画像形成装置である。ここでは、画像形成装置としてプリンタを例示して説明する。
【００１８】
図１８に示すように、画像形成装置（プリンタ）は、得られた画像情報に基づいたレーザ光を、露光手段としての偏向走査装置５６によって発射し、プロセスカートリッジ５７に内蔵された像担持体としての感光体ドラム５３上に照射する。すると感光体ドラム５３上に潜像が形成され、プロセスカートリッジ５７によってこの潜像が現像剤としてのトナーによりトナー像として顕像化される。尚、プロセスカートリッジ５７とは、感光体ドラム５３と、感光体ドラム５３に作用するプロセス手段として、帯電手段や現像手段等を一体的に有するものである。
【００１９】
一方、記録材積載板５８上に積載された記録材Ｐは、給送ローラ５９、及び分離パッド６０によって１枚ずつ分離されながら給送され、次に中間ローラ６１と搬送ローラ６２によって、さらに下流側に搬送される。搬送された記録材Ｐ上には、感光体ドラム５３上に形成されたトナー像が転写ローラ６３によって転写される。
【００２０】
この未定着のトナー像が形成された記録材Ｐは、さらに下流側に搬送され、内部に加熱体を有する定着器６４により、トナー像を定着される。その後、記録材Ｐは、排出ローラ６５によって機外に排出される。
【００２１】
尚、本実施形態では感光体ドラム５３に作用するプロセス手段としての前記帯電手段及び前記現像手段をプロセスカートリッジ５７中に感光体ドラム５３と一体的に有することとしたが、各プロセス手段を感光体ドラム５３と別体に構成することとしてもよい。
【００２２】
｛偏向走査装置の概略構成｝
次に図１４を用いて前記画像形成装置における偏向走査装置について説明する。図１４は本発明の第１実施形態を示す偏向走査装置の模式図である。図１４に示すように、本偏向走査装置は、レーザ光等の光ビームを発生する光源５１と、前記レーザ光を回転多面鏡１の反射面１ａに線状に集光させるシリンドリカルレンズ５１ａとを有し、前記光ビームを回転多面鏡１の回転によって偏向走査し、結像レンズ系５２を経て感光体ドラム５３上に結像させる。結像レンズ系５２は球面レンズ５２ａ、トーリックレンズ５２ｂ等を有し、感光体ドラム５３に結像する点像の走査速度等を補正するいわゆるｆθ機能を有する。
【００２３】
前記モータによって回転多面鏡１が回転すると、その反射面１ａは、回転多面鏡１の軸線まわりに等速で回転する。前述のように光源５１から発生され、シリンドリカルレンズ５１ａによって集光される光ビームの光路と回転多面鏡１の反射面１ａの法線とがなす角、すなわち該反射面１ａに対する光ビームの入射角は、回転多面鏡１の回転とともに経時的に変化し、同様に光ビームの反射角も変化するため、感光体ドラム５３上で光ビームが集光されてできる点像は所定の方向（主走査方向）に移動する。
【００２４】
結像レンズ系５２は、回転多面鏡１において反射された光ビーム（走査光）を感光体ドラム５３上で所定のスポット形状の点像に集光するとともに、該点像の主走査方向への走査速度を等速に保つように設計された複合レンズである。
【００２５】
感光体ドラム５３に結像する点像は、回転多面鏡１の回転による主走査と、感光体ドラム５３がその軸線まわりに回転することによる副走査に伴なって、静電潜像を形成する。
【００２６】
検出ミラー５４は、感光体ドラム５３に対する記録情報の書き込み開始位置に入射する光ビームの光路よりも主走査方向上流側において光ビームを反射し、集光フォトダイオード等を有する受光素子５５の受光面に導入する。受光素子５５はその受光面が前記光ビームによって照射されたときに、走査開始位置（書き出し位置）を検出するための走査開始信号を出力する。
【００２７】
光源５１は、ホストコンピュータからの情報を処理する処理回路から与えられる信号に対応した光ビームを発生する。光源５１に与えられる信号は、感光体ドラム５３に書き込むべき情報に対応しており、前記処理回路は、感光体ドラム５３の表面において結像する点像が作る軌跡である一走査線に対応する情報を表す信号を一単位として光源５１に与える。この情報信号は、受光素子５５から与えられる走査開始信号に同期して送信される。
【００２８】
なお、回転多面鏡１、結像レンズ系５２等は光学箱５０に収容され、光源５１等は光学箱５０の側壁に取り付けられる。光学箱５０に回転多面鏡１、結像レンズ系５２等を組み付けたうえで、光学箱５０の上部開口に図示しない蓋を装着する。
【００２９】
｛偏向走査装置の回転部の構成｝
更に本発明の第１実施形態に係る偏向走査装置の主要部について図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る偏向走査装置の主要部を示す模式断面図である。本実施形態に係る偏向走査装置は、図１（ａ）に示すように、光学箱５０（図１４参照）にスリーブ（軸受）２を介して支承された回転軸３と、回転軸３と一体であるフランジ部材４に一体的に結合されたロータ（回転部材）であるロータマグネット５と、スリーブ２と一体であるモータ基板６に固定されたステータコイル７を有する。偏向走査装置において、反射面１ａを有する回転多面鏡１は、押えバネ８によってフランジ部材４に押圧され、該フランジ部材４を介して回転軸３やロータマグネット５と一体化され、該ロータマグネット５とステータコイル７は回転多面鏡１を回転駆動するモータ（駆動手段）を構成する。
【００３０】
モータ基板６上の駆動回路から供給された駆動電流によってステータコイル７が励磁されると、ロータマグネット５が回転多面鏡１とともに高速度で回転し、回転多面鏡１に照射された光ビームを偏向走査する。
【００３１】
｛回転部の動バランス修正｝
回転多面鏡１を高速度で回転させると、回転多面鏡１、回転軸３、フランジ部材４、ロータマグネット５、および押えバネ８等を含む回転部の質量のアンバランスによって動的不均衡が発生し、これに起因する振れ回り振動等のために、画像形成装置の画質が劣化するおそれがある。そこで、前記回転部を構成するロータマグネット５の上面と下端のフランジ部に環状のバランス溝９ａ，９ｂを設け、これらにバランスウエイト１０ａ，１０ｂを接着することでバランス調整を行い、前記回転部の質量のアンバランスを低減するように工夫されている。
【００３２】
バランスウエイト１０ａ，１０ｂは金属粒子やガラスビーズ等を紫外線硬化型等の光硬化型の接着剤に混ぜたものであり、適量をバランス溝９ａ，９ｂの適切な部位に載置し、紫外線等の光を照射することで硬化させてロータマグネット５に接着する。
【００３３】
｛バランスウエイトの高さ規定｝
ここで、バランスウエイトは、比重が小さいと塗布量が多くなるため、硬化に時間がかかり、また比重が大きいと１回当たりの塗布量のばらつきが大きくなる。そこで一般的に比重が１〜３程度のバランスウエイトが用いられる。バランスウエイトの比重が１．１、修正するバランス値（回転部の動バランス修正量）が５０ｍｇ・ｍｍ、回転部の回転中心からの修正半径を１０ｍｍ、バランスウエイトの接触面積を４ｍｍ2とした場合に、図１（ｂ）のような簡易モデルで考えると図に示すようにバランスウエイト１０ａ，１０ｂの接着面（本実施形態ではバランス溝９ａ，９ｂの底面）からの高さｈは理論上１．１３ｍｍとなる。
【００３４】
動バランス修正が１回の修正で目標バランス値まで達すれば良いが、測定誤差、修正量や修正位置のばらつきによって２回、３回と修正する必要がある場合がある。この場合に、１回目の修正量が不足して、２回目も同一個所（１回目のバランスウエイト塗布個所）にバランスウエイトを塗布する場合も考えられる。その結果、バランスウエイトが重ねて塗布されることとなるため、その部分のバランスウエイトの接着面からの高さｈは更に大きくなってしまう場合が考えられる。
【００３５】
例えば、上記のバランス修正位置に、再度５ｍｇの修正を、上記接触面積の半分の接触面積２ｍｍ2で行った場合には、図１（ｃ）の簡易モデルに示すように２回目のバランスウエイトの高さは０．２３ｍｍとなり、１回目の修正と合わせると、２回修正後のバランスウエイトの接着面からの高さｈは理論上１．３６ｍｍとなる。
【００３６】
本出願人は、モータの回転数をＲ（ｒｐｍ）、前記バランスウエイトの取り付け半径をｒ（ｍｍ）とした場合に（（Ｒ／６０）×２×π×ｒ）2で定まるバランスウエイトの周速度の２乗と、バランスウエイトの接着面からの高さｈ（ｍｍ）を変化させた場合の騒音レベルについて検討を行った。バランスウエイトの接着面からの高さｈを０．８，１，１．２，１．４（ｍｍ）とした場合、各高さｈにおける騒音レベルは図２に示すようになった。またモータの回転数R＝３１０００ｒｐｍ時の騒音の周波数成分を図３に示す。
【００３７】
この図２に示すように、バランスウエイトの高さｈを大きくするに従い、そのバランスウエイトの回転周速度の２乗に比例して騒音が大きくなることが分かった。その成分を見ると、図３に示すように、モータの回転数の基本周波数の１倍が５２．４ｄＢＡ、２倍が５４．３ｄＢＡ、３倍が３８ｄＢＡと上位３位を占める。この１〜３倍のピークをもつ騒音は、回転部が回転する際に、バランスウエイトに空気が当たって発生する流体騒音であり、極めて耳障りな騒音である。
【００３８】
そこで、全騒音レベルが６４ｄＢＡ以下になる時の回転周速度の２乗とバランスウエイトの高さの関係をプロットすると図４のようになる。この図においてバランスウエイトの接触面からの高さ（バテ高さ）ｈは、ｈ＜（（１．１×１０9）／（回転周速度2））となっている。
【００３９】
すわなち、下式（１）を満たすようにバランスウエイトの高さｈを規定すると、図４のように全騒音が６４ｄＢＡ以下となり、騒音が小さくなっている。
【００４０】
（（Ｒ／６０）×２×π×ｒ）2×ｈ＜１．１×１０9  ……（１）
【００４１】
従って、バランス修正後の最終的なバランスウエイトの接着面からの高さｈを、上式（１）を満たすように規定すればよい。例えば、モータの回転数Ｒが３００００ｒｐｍ、バランスウエイトの取り付け位置（半径ｒ）を１０ｍｍとした場合、バランスウエイトの接着面からの高さｈを１．１２ｍｍ以下に抑えてやればよい。
【００４２】
このように、本実施形態によれば、偏向走査装置の回転部のバランス修正を行う際に、仮にその修正量が大きい場合であっても、バランスウエイトの接着面からの高さｈを前述の如く規定することによって、回転多面鏡が高速回転しても、その回転周波数の１〜３倍の騒音を小さく抑えることができる。また前述の騒音を低く抑えるだけでなく、製造コストの上昇を招くことなく前記回転部の動バランス修正を容易に行うことができる。
【００４３】
｛吐出器ノズルの直径をバランスウエイト高さ以下にする場合｝
図５（ａ）に、溝９ａに対してバランスウエイト１０ａを塗布する際の模式図を示す。バランスウエイトは、１０Ｐａ・ｓ以上の粘度であれば、塗布後に硬化するまでの数秒のうちに自重によって押し潰される。また硬化収縮によって、塗布時よりも接着面からの高さが低くなる。また、バランスウエイト１０ａ塗布時に、バランスウエイト吐出器１１のノズル１１ａもしくは回転部のいずれかを回転運動させることによって、バランスウエイトの接着面積を増やすことができ、これによってバランスウエイトの接着面からの高さｈを低く抑えることができる。また、バランスウエイト吐出器１１のノズル１１ａは通常水平方向に対して僅かに上方側に角度を持ってバランスウエイトを吐出するため、ノズルの鉛直方向に投影される高さはノズル径よりも小さいものとなる。従って、バランスウエイトの種類に応じて実験的に求まるバランスウエイト吐出器１１のノズル径や吐出速度、バランスウエイト塗布時のノズル１１ａもしくは回転部の回転速度を最適な値を選ぶことによって、バランスウエイトの接着面からの高さｈを低く抑えることができる。
【００４４】
しかし、修正作業を行うときの温度・湿度等の環境条件やバランスウエイトの粘度・比重等の特性により、該バランスウエイトはその自重による潰れや硬化収縮量が若干異なる。そこで、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、バランスウエイトを吐出する吐出器１１のノズル１１ａは、バランスウエイトの接着面からの高さ方向の直径を、前記バランスウエイトの接触面からの高さｈ以下とし、かつ前記バランスウエイトの塗布速度を前記バランスウエイトの射出速度以上とすれば、バランスウエイトの自重による潰れや硬化収縮を期待せずともバランスウエイトの接着面からの高さｈを、前記式（１）を満たすように低く抑えることができる。その際、本来バランスを修正すべきポイントが中央に来るように予め修正量に応じて位相をずらした点からバランスウエイトの塗布を開始するとよい。また、前記バランスウエイトの射出速度とは、バランスウエイト吐出器１１のノズル１１ａからバランスウエイトを吐出する吐出速度であり、前記バランスウエイトの塗布速度とは、バランスウエイト塗布時のノズル１１ａもしくは回転部の回転速度である。
【００４５】
このようにバランスウエイトの塗布方法を工夫することで、バランスウエイトの接着面からの高さｈを前記式（１）を満たすように低く抑えることができるため、回転部が高速回転する場合であっても、その騒音を小さく抑えることができる。
【００４６】
｛バランスウエイトを異なる個所へ複数回塗布するバランス修正｝
また、バランス調整を行う際に、測定誤差、バランスウエイトの塗布量や塗布位置のばらつきによって２回、３回とバランスウエイトを塗布する必要がある場合がある。その際、前回までの塗布位置と異なる位置にバランスウエイトを塗布する場合はよいが、図６に示すように、前回までのバランスウエイトの塗布量が不足して、同一個所（図６ではバランスウエイト１０ａ上）にバランスウエイト１０ｃを塗布しなければならない場合も考えられる。この場合に、バランスウエイトの接着面からの高さｈが前記式（１）を満たすようにするための１つの手段としては、前回までのバランスウエイトの塗布個所をバランス測定器に記憶しておくか、もしくは人が目視で判断をして、バランスウエイトを同一個所に塗布しないようにすればよい。
【００４７】
｛位相をずらして複数回塗布する場合｝
同一個所にバランスウエイトを塗布しないでバランス修正を行うためには、図７に示すように、本来修正する場所（図６ではバランスウエイト１０ａ上のバランスウエイト１０ｃの位置）から位相を０〜４５°の範囲内で対称的にずらした２箇所にバランスウエイト１０ｃを塗布することで、同一個所に複数回塗布するバランス修正と等価なバランス修正となり、バランスウエイトを同一個所（バランスウエイト１０ａ上）に複数回塗布するのを回避することができる。例えば、図６に示すバランスウエイト１０ａ上に塗布するバランスウエイト１０ｃの塗布量（本来修正すべきバランス修正量）をαとすると、この本来バランスウエイト１０ｃを塗布すべき場所を挟んで図７に示すように位相を４５°ずつ対照的にずらした２個所に塗布量α／（√２）のバランスウエイト１０ｃをそれぞれ塗布することで、バランスウエイトを同一個所に複数回塗布するバランス修正と等価なバランス修正となる。
【００４８】
｛回転半径方向にずらして複数回塗布する場合｝
また、バランスウエイトを複数回塗布する必要がある場合、図８に示すように、バランスウエイトを半径方向にずらして修正してもよい。この場合、図８（ｂ）に示すように、バランス溝９ａの半径方向の幅Ｌをバランスウエイトの半径方向の幅Ｗの２倍以上に構成した上で、１回目のバランスウエイト１０ａの塗布に対して略バランスウエイト１０ａの幅だけ半径方向にずらしてバランスウエイト１０ｃを塗布するか、もしくは図９に示すように、回転部の回転中心に対してバランス溝９ａと同心円でかつ同一平面上に設けた修正半径の異なるバランス溝９ｃを適宜必要な本数だけ（図９では１本）設けておき、それらの溝９ａ，９ｃを使用して、バランスウエイト１０ａ，１０ｃを半径方向にずらして塗布するようにしてもよい。
【００４９】
このように、同一箇所にバランスウエイトを複数回塗布する必要がある場合でも、図７〜図９に示すように同一箇所にバランスウエイトを複数回塗布することを回避しつつ、バランスウエイトの高さを低く抑えることができる。
【００５０】
｛最初に多めに塗布する場合｝
また、バランスウエイトを複数回塗布する必要がある場合、図１０に示すように、測定された動バランス量（５０ｍｇ・ｍｍ）に対して、修正するバランスウエイト１０ａを前記動バランス量よりも余計（例えば１割程度多め）に塗布することで、２回目のバランスウエイトの塗布の際には、かならず１回目の修正位置に対して位相が１８０°ずれた位置にバランスウエイト１０ｃが塗布される。なお、２回目の修正量は、１回目の修正時に余計に塗布したバランスウエイトによる修正量を加味した修正量となる。このように構成することで、複数回の修正において、同一個所に重ねて修正することを防ぐことができ、バランスウエイトの接着面からの高さを低く抑えることができる。
【００５１】
｛バランスウエイトを同一個所へ複数回塗布するバランス修正｝
次に、複数回（ここでは２回目以降）の修正を行う際に、前記式（１）を満たすようにバランスウエイトの高さｈを規定しつつ、バランスウエイトを同一個所に重ねて塗布する場合について説明する。
【００５２】
万一２回目以降のバランス修正時に同一個所に修正する必要があった場合、同一個所に修正を行ったとしても、通常バランスウエイトは塗布後に硬化するまでの数秒のうちに自重によって押し潰される。また紫外線硬化時の硬化収縮によって、塗布時よりも接着面からの高さが低くなる。従って、必ずしも同一個所に複数回のバランス修正を行ってもバランスウエイトの高さが規定量を超えてしまうというわけではない。
【００５３】
また、バランスウエイト塗布時にバランスウエイト吐出器のノズルもしくは回転部のいずれかを回転運動させることによって、バランスウエイトの接着面積を増やすことができ、これによってバランスウエイトの接着面からの高さを低く抑えることができる。従って、バランスウエイトの種類に応じて実験的に求まるバランスウエイト突出器のノズル径や吐出速度、バランスウエイト塗布時のノズルもしくは回転部の回転速度を最適な値を選ぶことによってバランスウエイトの接着面からの高さｈを低く抑えることができる。しかし、修正作業を行うときの温度・湿度等の環境条件やバランスウエイトの粘度・比重等の特性により、バランスウエイトはその自重による潰れや硬化収縮量が若干異なる。
【００５４】
｛整形部材を利用した場合｝
そこで、複数回の修正を行う際に、図１１に示すように、２回目のバランスウエイト１０ｃを、１回目の修正バランスウエイト１０ａ上に塗布した直後に、整形部材１２によって押し潰してバランスウエイトの接着面からの高さｈを低くなるように整形し、その整形後に硬化させるとよい。この場合、整形部材１２の平坦部をバランスウエイト１０ｂに当接させて整形することによって、バランスウエイトの高さを揃えることができるため、騒音レベルのばらつきを少なくすることが可能となる。また、使用するバランスウエイトが紫外線硬化型の接着剤である場合は、整形部材１２をアクリルやポリオレフィン系樹脂、紫外線透過ガラスといった紫外線透過性を持ち、かつバランスウエイトとの剥離性のよい材料によって構成すれば、整形部材１２の平坦面をバランスウエイト１０ｃの上に接触させてバランスウエイトの高さを強制的に前記式（１）を満たすように潰した状態で、整形部材１２の上から紫外線を照射することによってバランスウエイト１０ｃを硬化させ、その後に整形部材１２を外すことによって、バランスウエイト１０ｃの接着面からの高さｈを低く抑えることができる。
【００５５】
また、竹串やピンセット等の整形部材を使用し、手動によって整形した後に硬化させることも可能である。
【００５６】
｛バランスウエイトの複数回塗布と吐出器ノズルの高さの関係｝
また、例えば、モータの回転数を３００００ｒｐｍ、バランスウエイトの取り付け半径１０ｍｍのバランス修正位置に、５０ｍｇのバランスウエイトを塗布してバランス修正を行う場合に、バランスウエイトの接着面からの高さｈを１．１２ｍｍ以下に規定すれば騒音悪化を防止することができる。その際のバランスウエイトの吐出器のノズルの高さ方向の直径を０．５６ｍｍ以下とし、かつバランスウエイト１０ａの塗布速度をバランスウエイトの射出速度以上とすれば、２回まで同一個所に重ねてバランスウエイトの塗布を行っても、自重による潰れや硬化収縮を期待せずともバランスウエイトの接着面からの高さｈは前記式（１）を満たすように低く抑えることができる。
【００５７】
このように、ｎ回同一個所に塗布してもよい構成とした場合、バランスウエイトの吐出器のノズルの高さ方向の直径を、ｈ／ｎ（ｍｍ）以下とし、かつ前記バランスウエイトの塗布速度を前記バランスウエイトの射出速度以上とすれば、自重による潰れや硬化収縮を期待せずともバランスウエイトの接着面からの高さｈを前記式（１）を満たすように低く抑えることができる。このように構成することで、バランスウエイトの塗布量や位置を気にすることなく騒音レベルを抑えた偏向走査装置を提供することができる。
【００５８】
｛バランスウエイトの形状｝
また、モータの回転数を３００００ｒｐｍ、前記バランスウエイトの取り付け半径を１０ｍｍ、バランスウエイトの接着面からの高さｈを前記式（１）の上限で固定し、その回転方向に対するバランスウエイトの接触角β（図１３参照）を９０°〜３０°まで変更した際のデータを図１２に示す。この図から分かるように、バランスウエイトの接着面からの高さｈが同一であっても、回転方向に対するバランスウエイトの接触角βが小さくなるほど、すなわち接触角（傾斜角）βの範囲内において回転方向下流側のバランスウエイトの形状が図１３に示すようになだらかになるほど、騒音レベルが小さくなることが分かる。これは、図１３に示すように、騒音の原因がバランスウエイトの回転に伴い発生する流体騒音であり、空気との接触角が大きい分だけ空気の剥離が大きくなり、騒音が悪化しているためである。そこで、バランスウエイトの回転方向下流側の接触角βを４５°以下にしてやることで、バランスウエイトの周速度の２乗が１０００００００００（ｍｍ/ｓ）2前後で、且つバランスウエイトの高さｈが１ｍｍ程度の場合には、流体（空気）の剥離を抑え、騒音レベルを抑えた偏向走査装置を実現できる。なお、バランスウエイトの回転方向下流側の接触角（傾斜角）βを４５°以下にするのは、バランスウエイトの硬化前に整形部材によって回転方向下流側の形状を整形するか、もしくはバランスウエイト塗布時のバランスウエイトの塗布速度を最初だけ速くするといった手段で実現することができる。
【００５９】
上述したような偏向走査装置を画像形成装置に用いることによって、画像形成時の不快な騒音を小さく抑えた画像形成装置を提供することができる。
【００６０】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る偏向走査装置について図面に基づいて説明する。図１５は本発明の第２実施形態に係る偏向走査装置における回転部周辺の模式上面図である。なお、前述した実施形態と同等の機能を有する部材については、同一の記号を付して説明を省略する。
【００６１】
｛バランスウエイトの幅規定｝
本出願人は、モータの回転数をＲ（ｒｐｍ）、前記バランスウエイトの取り付け半径をｒ（ｍｍ）とした場合に（（Ｒ／６０）×２×π×ｒ）2で定まるバランスウエイトの周速度の２乗と、バランスウエイトの接着面からの高さをｈ（ｍｍ）とし、更にバランスウエイトの回転半径方向の幅をＷ（図１５参照）とし、前記高さｈを前記式（１）の上限で固定し、前記バランスウエイトの幅Ｗを変化させた場合の騒音レベルについて検討を行った。バランスウエイトの幅Ｗを１．８，２．０，２．２，２．４（ｍｍ）とした場合、各幅Ｗにおける騒音レベルは図１６に示すようになった。
【００６２】
この図１６から分かるように、バランスウエイトの接着面からの高さｈが同一であっても、バランスウエイトの幅（回転部の回転半径方向の幅）を大きくするに従い、そのバランスウエイトの回転周速度の２乗に比例して騒音が大きくなることが分かった。この騒音は、回転部が回転する際に、バランスウエイトに空気が当たって発生する流体騒音であり、極めて耳障りな騒音である。
【００６３】
そこで、全騒音レベルが６４ｄＢＡ以下になる時の回転周速度の２乗とバランスウエイトの半径方向の幅Ｗの関係をプロットすると図１７のようになる。この図においてバランスウエイトの幅Ｗは、Ｗ＜（（２．０×１０9）／（回転周速度2））となっている。
【００６４】
従って、下式（２）を満たすようにバランスウエイトの回転半径方向の幅Ｗを規定すると、図１６のように全騒音が６４ｄＢＡ以下となり、騒音が小さくなっている。
【００６５】
（（Ｒ／６０）×２×π×ｒ）2×Ｗ＜２．０×１０9  ……（２）
【００６６】
従って、バランス修正後の最終的なバランスウエイトの回転部の半径方向の幅Ｗを、上式（２）を満たすように規定すればよい。例えば、モータの回転数Ｒが３００００ｒｐｍ、バランスウエイトの取り付け位置（半径ｒ）を１０ｍｍとした場合、バランスウエイトの回転半径方向の幅Ｗを２．０ｍｍ以下に抑えてやればよい。
【００６７】
｛吐出器ノズルの直径をバランスウエイト幅以下にする場合｝
具体的には、バランスウエイトを吐出する吐出器のノズルは、回転部の回転半径方向の直径を前記バランスウエイトの幅Ｗ（ｍｍ）以下とし、かつ前記バランスウエイトの塗布速度を前記バランスウエイトの射出速度以上とすれば、バランスウエイトの回転半径方向の幅Ｗを、前記式（２）も満たすように低く抑えることができる。その際、本来バランスを修正すべきポイントが中央に来るように予め修正量に応じて位相をずらした点からバランスウエイトの塗布を開始するとよい。
【００６８】
このように、本実施形態によれば、偏向走査装置の回転部のバランス修正を行う際に、仮にその修正量が大きい場合であっても、バランスウエイトの接着面からの高さｈを前記式（１）を満たす上限で規定し、バランスウエイトの幅Ｗを前記式（２）を満たすように規定することによって、回転多面鏡が高速回転しても、その回転周波数の１〜３倍の騒音を小さく抑えることができる。これにより製造コストの上昇を招くことなくバランス調整が行え、且つ前述の如く騒音を低く抑えることができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、バランスウエイトを幅Ｗ以下で回転部に塗布する手段として、バランスウエイト吐出器のノズル径（回転部の回転半径方向の幅）をＷ以下に設定することを例示したが、バランスウエイトを塗布するために回転部に設けたバランス溝の幅（回転部の回転半径方向の幅）をＷ以下に設定することでも可能である。
【００７０】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、図１８を用いて１つの像担持体に対して画像光を偏向走査する１つの偏向走査装置を備えた画像形成装置を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１９や図２０に示すようなカラー画像形成装置であっても良い。以下、図１９及び図２０を用いて各カラー画像形成装置について簡単に説明する。
【００７１】
図１９に例示した画像形成装置は、前述した本発明に係る偏向走査装置を複数具備した画像形成装置である。すなわち、前述した実施形態で例示した偏向走査装置を各色に対応して複数備え、各色に対応した複数の感光体ドラムなどの像担持体をそれぞれ走査し、この走査された画像に基づいて記録材にカラー画像形成を行う画像形成手段を備えるカラー画像形成装置である。
【００７２】
図１９において、画像情報に基づいて各々光変調された各ビームＬＣ，ＬＭ，ＬＹ，ＬＢＫを各々の偏向走査装置５６から出射し、各々対応する感光体ドラム５３Ｃ，５３Ｍ，５３Ｙ，５３ＢＫ上を照射して潜像を形成する。この潜像は一次帯電器６６Ｃ，６６Ｍ，６６Ｙ，６６ＢＫによって各々一様に帯電している感光体ドラム５３Ｃ，５３Ｍ，５３Ｙ，５３ＢＫ上に形成され、現像器６７Ｃ，６７Ｍ，６７Ｙ，６７ＢＫによって各々シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの画像に可視像化され、記録材担持体としての転写ベルト６８上を搬送されてくる記録材Ｐに順に静電転写されることによってカラー画像が形成される。
【００７３】
上記記録材Ｐは給送トレイ６９上に積載されており、給送ローラ７０によって１枚ずつ順に給送され、レジストローラ７１によって画像の書き出しタイミングに同期をとって転写ベルト６８上に送り出される。そして前述の如くして記録材Ｐ上に形成されたカラー画像は定着器７３によって熱定着された後、排出ローラ７４などによって搬送されて装置外に出力される。
【００７４】
このような複数の偏向走査装置を備えたカラー画像形成装置においても、本発明を適用することにより、画像形成時の不快な騒音を小さく抑える効果が期待できる。
【００７５】
図２０に例示した画像形成装置に用いられている偏向走査装置は、１つの回転多面鏡から対向する２つ反射面を用いて２色分の画像データに変調されたレーザ光束を感光体ドラムに出射するように２組の光学装置が構成され、かつそれらの光学装置が１つの光学箱に収納された構成となっている。
【００７６】
図２０において、画像情報に基づいて光変調されたビームＬＣ，ＬＭとビームＬＹ，ＬＢＫを偏向走査装置５６の２つ光学装置から各々出射し、対応する感光体ドラム５３Ｃ，５３Ｍ，５３Ｙ，５３ＢＫ上を照射して潜像を形成する。この潜像は一次帯電器６６Ｃ，６６Ｍ，６６Ｙ，６６ＢＫによって各々一様に帯電している感光体ドラム５３Ｃ，５３Ｍ，５３Ｙ，５３ＢＫ上に形成され、現像器６７Ｃ，６７Ｍ，６７Ｙ，６７ＢＫによって各々シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの画像に可視像化され、中間転写体としての転写ベルト６８上に順次重ね転写され、該転写ベルト６８に転写されたトナー画像が転写位置に搬送されてくる記録材Ｐに一括して転写されることによってカラー画像が形成される。
【００７７】
上記記録材Ｐは給送トレイ６９上に積載されており、給送ローラ７０によって１枚ずつ順に給送され、レジストローラ７１によって画像の書き出しタイミングに同期をとって転写ベルト６８と対向する転写位置に送り出される。そして前述の如くして記録材Ｐ上に形成されたカラー画像は定着器７３によって熱定着された後、排出ローラ７４などによって搬送されて装置外に出力される。
【００７８】
このような偏向走査装置を備えたカラー画像形成装置においても、本発明を適用することにより、画像形成時の不快な騒音を小さく抑える効果が期待できる。
【００７９】
また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良く、該画像形成装置における偏向走査装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００８０】
また前述した実施形態では、バランスウエイトを塗布する回転部として、回転部を構成する回転部材としてのロータマグネットを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば前記回転部を構成する回転多面鏡などの他の部位の少なくとも一面にバランスウエイトを塗布する構成としてもよく、この構成によっても同様に動バランス修正が行えることは言うまでもない。また、バランスウエイトを塗布するために回転部に環状のバランス溝を設け、該バランス溝にバランスウエイトを塗布する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、バランス溝などを設けずに回転部の一面に直接バランスウエイトを設けた構成としてもよく、この場合でも前述したように前記バランスウエイトの接着面からの高さを規定することで、騒音を低く抑えることができ、且つコストアップを招くことなく容易に動バランス修正が行える。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置の模式断面図及び部分拡大断面図
【図２】バランスウエイトの高さ別における周速度と騒音の関係を示す図
【図３】バランスウエイトの騒音における周波数を示す図
【図４】バランスウエイトの高さと騒音の関係を示す図
【図５】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置及びバランスウエイト吐出器の模式図
【図６】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置の模式上面図及び模式断面図
【図７】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置の模式上面図
【図８】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置の模式上面図及び模式断面図
【図９】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置の模式上面図及び模式断面図
【図１０】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置の模式上面図
【図１１】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置の模式断面図
【図１２】バランスウエイトの接触角と騒音の関係を示す図
【図１３】バランスウエイトの接触角と騒音の関係を説明する模式断面図
【図１４】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置周辺の模式上面図
【図１５】本発明の一実施形態を示す偏向走査装置の模式上面図
【図１６】バランスウエイトの幅別における周速度と騒音の関係を示す図
【図１７】バランスウエイトの幅と騒音の関係を示す図
【図１８】本発明の一実施形態を示す画像形成装置の模式断面図
【図１９】本発明の一実施形態を示すカラー画像形成装置の模式断面図
【図２０】本発明の一実施形態を示すカラー画像形成装置の模式断面図
【図２１】従来の偏向走査装置の模式断面図及び模式拡大図
【符号の説明】
【００８２】
ｈ    …バランスウエイトの高さ
Ｗ    …バランスウエイトの幅
１    …回転多面鏡
１ａ  …反射面
２    …スリーブ
３    …回転軸
４    …フランジ部材
５    …ロータマグネット
６    …モータ基板
７    …ステータコイル
８    …押えバネ
９ａ，９ｂ，９ｃ …バランス溝
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ …バランスウエイト
１１  …バランスウエイト吐出器
１１ａ …ノズル
１２  …整形部材
５０  …光学箱
５１  …光源
５１ａ …シリンドリカルレンズ
５２  …結像レンズ系
５２ａ …球面レンズ
５２ｂ …トーリックレンズ
５３  …感光体
５４  …検出ミラー
５５  …受光素子
【図１】
2006058723.tif 000003
【図２】
2006058723.tif 000004
【図３】
2006058723.tif 000005
【図４】
2006058723.tif 000006
【図５】
2006058723.tif 000007
【図６】
2006058723.tif 000008
【図７】
2006058723.tif 000009
【図８】
2006058723.tif 000010
【図９】
2006058723.tif 000011
【図１０】
2006058723.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2006058723.tif 000014
【図１３】
2006058723.tif 000015
【図１４】
2006058723.tif 000016
【図１５】
2006058723.tif 000017
【図１６】
2006058723.tif 000018
【図１７】
2006058723.tif 000019
【図１８】
2006058723.tif 000020
【図１９】
2006058723.tif 000021
【図２０】
2006058723.tif 000022
【図２１】
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