(57)【要約】【課題】ポリゴンミラーのような回転体において問題となる振動を抑え、安定した回転を実現する。【解決手段】回転体装置は、モータの動力で回転するモータ軸１０８と、モータ軸１０８の回転軸線に垂直に形成された板状の回転体であるポリゴンミラー１０６と、ポリゴンミラー１０６を収容する回転体ハウジング１１０とを備える。回転体ハウジング１１０は上側部材１１０ａ及び下側部材１１０ｂから構成され、これら上側部材１１０ａ及び下側部材１１０ｂは、ポリゴンミラー１０６はその上下両面から挟み込んだ状態で、ポリゴンミラー１０６の上下両面との間にそれぞれ隙間ＳＵ，ＳＬをおいて平行に配置された板状部材を形成する。【選択図】図２
2008170829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの動力で回転するモータ軸と、
前記モータ軸の回転軸線に垂直に形成された板状の回転体と、
前記回転体をその両面から挟み込んだ状態で、前記回転体の両面との間にそれぞれ空間をおいて平行に配置された板状部材と
を備えたことを特徴とする回転体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転体装置において、
前記板状部材は、前記空間内の圧力変化に応じて弾性変形する弾性体であることを特徴とする回転体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の回転体装置において、
前記板状部材は、前記空間内の圧力変化に応じて前記モータ軸の回転軸線に沿って移動可能に支持されていることを特徴とする回転体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の回転体装置において、
前記板状部材を前記モータ軸の回転軸線に沿って移動させる駆動機構と、
前記駆動機構による前記板状部材の移動を制御する制御手段と
をさらに備えたことを特徴とする回転体装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の回転体装置を搭載した露光装置であって、
走査光を出力する光源を備え、
前記回転体をポリゴンミラーとしてその周面に形成された反射鏡で走査光を反射し、この反射した走査光を感光体ドラムの表面に向けて照射することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の回転体装置を搭載した画像形成装置であって、
前記回転体をポリゴンミラーとしてその周面に形成された反射鏡で反射した走査光を感光体ドラムの表面に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像したトナー像を用紙に転写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、ポリゴンミラー等の回転体を有する回転体装置、この回転体装置を搭載した露光装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた複写機等の画像形成装置においては、感光体ドラムの周囲にその回転方向に沿って、感光体ドラム表面を帯電させる帯電器をはじめ、静電潜像を形成する露光器、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器、転写用紙等に前記トナー像を転写する転写器、転写後の感光体ドラム表面の残留トナー等を除去するクリーナー等が配設されている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、高画質化の要求から各部の振動抑制及び取付位置について高い精度が求められる。なかでも露光器については、静電潜像を形成する際に感光体ドラムの表面に照射される走査ビームの照射位置や焦点位置の僅かなずれが画質に直接的な影響を与えることから、その振動抑制や取付位置精度等に対する要求が厳しい。
【０００４】
このため従来、露光器の各部の振動による走査光軸のずれ（色ずれ）を補正する機構を備えた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この先行技術は、ポリゴンミラーで反射された走査ビームを折り返し反射するミラー対の他に独立した単一ミラーを設置し、この単一ミラーの位置だけを変化させて補正を行うものである。この場合、駆動源やポリゴンミラー等の振動が露光器に加わっても、単一ミラーの支持部にまで振動が伝達しにくいことから、振動の影響を受けることなく補正を行うことができると考えられる。
【特許文献１】特開平６−１８３０５６号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の先行技術は走査光軸の補正に拘泥するあまり、ポリゴンミラーそのものの振動を抑える観点に欠けている。すなわち、たとえ先行技術のように折り返しミラーにまで振動が及びにくい構成であったとしても、露光器内で高速回転するポリゴンミラーに振動が生じていると、その時点で走査ビームの反射角度がずれて照射位置や焦点位置が変化し、結果的に画質に直接的な影響を与えることになる。このためポリゴンミラーに生じる振動を抑えることは、高画質を維持する上で補正よりも重要な事項となっている。
【０００６】
そこで本発明は、ポリゴンミラーのような回転体において問題となる振動を抑え、安定した回転を実現することができる回転体装置、これを搭載した露光装置及び画像形成装置の提供を課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の回転体装置は、２つの板状部材で板状の回転体をその両面から挟み込み、その両面との間にそれぞれ空間をおいて平行に配置する構成を採用する。回転体はモータ軸の回転軸線に垂直に形成されており、モータ軸はモータの動力で回転する。板状をなす回転体は、モータ軸の回転軸線に対して垂直に形成されている。
【０００８】
本発明の構成によれば、板状の回転体の両面と板状部材との間にそれぞれ空間が形成される。これら空間は大気圧状態であっても、そこで回転体が極めて高速に回転すると、いずれも局部的に気流が生じ、その圧力状態が変化する。このとき板状部材は、回転体の両面側で空間内の圧力やそこに生じる空気流を均等な条件にするため、回転体の両面側での物理的な釣り合いが保たれ、それによって回転体の振動を抑制することができる。これは回転体に生じる振動が主に、その両面での気圧条件（気圧の高低）や気流条件（乱流域又は層流域）が異なることで生じることに基づいている。
【０００９】
また、回転体の両面と板状部材とで形成される空間（隙間）を狭小にしていくと、それだけレイノルズ数が下がり、そこで生じる空気流が乱流域から遠ざかって安定した回転が得られるため、より一層の低振動化に効果的である。
【００１０】
また本発明では、板状部材（２つあるうちの少なくとも一方）について以下のような簡易な調整機能を付加することができる。
【００１１】
先ず、板状部材を弾性体とし、空間内の圧力変化に応じて弾性変形する構成とする。この場合、少なくとも回転体の一方の表面側での圧力が他方に比較して高くなると、板状部材が弾性変形して気圧差を吸収し、両面側での圧力条件を均一に保持する。
【００１２】
また、板状部材をモータ軸の回転軸線に沿って移動可能に支持し、空間内の圧力変化に応じて移動できる構成とする。この場合、少なくとも回転体の一方の表面側での圧力が他方に比較して高くなると、板状部材が一方の表面から離隔する方向に移動して気圧差を吸収し、両面側での圧力条件を均一に保持する。
【００１３】
さらに本発明では、移動機構によって板状部材をモータ軸の回転軸線に沿って移動させる構成とし、制御手段によって移動機構による板状部材の移動を制御してもよい。
【００１４】
上記の構成により、回転体の両面側で空間内の圧力条件や気流条件の違いが生じたり、あるいは回転体に振動や位置の変化が生じた場合、それに応じて板状部材を任意に移動させ、振動の発生を抑えることができる。
【００１５】
本発明は、上記の回転体装置を搭載した露光装置や画像形成装置としても構成される。露光装置は、走査光を出力する光源を備え、回転体をポリゴンミラーとしてその周面に形成された反射鏡で走査光を反射し、この反射した走査光を感光体ドラムの表面に向けて照射するものである。また画像形成装置は、回転体をポリゴンミラーとしてその周面に形成された反射鏡で反射した走査光を感光体ドラムの表面に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像したトナー像を用紙に転写するものである。
【００１６】
上記の構成により、ポリゴンミラーの振動を抑えることで感光体ドラムの表面に照射される走査光の照射位置や焦点位置のずれを解消することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の回転体装置によれば、回転体の両面側で空間内の環境(圧力、空気流)が同条件となり、両側の各面との境界近傍に生じる空気流及び上下面内への圧力分布・負荷を同じ状態にすることができる。この結果、回転体の振動を抑え、安定した姿勢で回転体を高速に回転させることができる。
【００１８】
また、回転体の両側の各面と板状部材との隙間を狭小にしていくことで各面との境界近傍に生じる空気流を乱流域から遠ざけ、より安定した回転を得ることができる。
【００１９】
また、板状部材を弾性体としたり、これを移動可能とする機構を設けたりすることにより、回転体の両面近傍の圧力分布をより均一に調整して回転体の振動を抑え、常に安定した回転を実現することができる。
【００２０】
さらに本発明の露光装置及び画像形成装置は、感光体ドラムへの走査光の照射位置や焦点位置のずれを解消し、常に安定した高画質の画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。回転体装置は、例えば複写機や複合機、ネットワーク用の多機能周辺機器（ＭＦＰ）等の画像形成装置において、感光体（像担持体）を露光する露光ユニットとしての用途に用いられる。
【００２２】
図１は、本実施形態の回転体装置１０２が適用された画像形成装置１を概略的に示した垂直断面正面図である。図１中の正面がユーザに相対する画像形成装置１の前面に相当する。また、図１中の右方は画像形成装置１の右側面であり、左方は画像形成装置１の左側面である。なお、図１中の実線矢印は画像形成装置１内部での用紙の搬送経路及びその搬送方向を示している。
【００２３】
先ず、画像形成装置１について概略を説明する。
画像形成装置１は、胴内排紙型と称される箱形状の本体２を備えている。このため本体２の内側には、胴内型の用紙排出トレイ１５が形成されている。この用紙排出トレイ１５には、画像形成装置１で印刷された用紙が本体２の左側から右側へ向かって排出されるものとなっている。ユーザは、用紙排出トレイ１５に排出された用紙を本体２の正面側（又は右側）から取り出すことができる。なお、画像形成装置１には胴内排紙型でない排出トレイが設けられていてもよいし、パンチング処理やステープル処理等の後処理を行う後処理装置（図示されていない）が連結されていてもよい。
【００２４】
本体２の上側には、原稿送り装置８が搭載されている。画像形成装置１を複写機やファクシミリ、ネットワークスキャナとして利用するときは、原稿送り装置８に原稿をセットして原稿を読み取らせることができる。本体２の上部位置には光学式の画像読取部９が内蔵されており、原稿送り装置８に搬送された原稿の画像面は、画像読取部９にて光学的に読み取られる。
【００２５】
また原稿送り装置８は、図示しないヒンジ機構を介して本体２に連結されている。ヒンジ機構は本体２の後端部に位置しており、原稿送り装置８はヒンジ機構を支点として上方へ跳ね上げるようにして開閉動作することができる。
【００２６】
本体２の上部位置で、画像読取部９よりも手前側には図示しない操作・表示部が設置されている。この操作・表示部には、ユーザの各種操作を受け付ける複数の操作キーやスイッチが配置されているほか、各種情報を表示する表示画面（図示されていない）が配置されている。また操作・表示部は、その表示画面を介してユーザの操作を受け付けるタッチ式パネルの機能をも有している。
【００２７】
本体２の下部にはカセット式給紙部３が配置されており、このカセット式給紙部３には上下２段の給紙カセット４が備えられている。各給紙カセット４内には印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容されている。カセット式給紙部３からは、給紙カセット４内に積載された用紙Ｐが１枚ずつ分離して送り出される。
【００２８】
上下２段の給紙カセット４には、それぞれの位置で異なる用紙サイズや用紙タイプを設定することができる。例えば、上段の給紙カセット４には使用頻度が比較的高いＡ４普通紙を収容し、下段の給紙カセット４にはＡ４より大型サイズの用紙を収容することができる。あるいは、上下段いずれかの給紙カセット４を多目的用途とし、ここにＯＨＰシートや厚紙、薄紙等を収容することもできる。いずれにしても、各段の給紙カセット４に収容される用紙サイズや用紙タイプ等は、予め画像形成装置１に設定しておくことができる。
【００２９】
本体２の右側面には、開閉式の手差しトレイ５が備えられている。手差しトレイ５は、給紙カセット４に収容されていないサイズの用紙や、ＯＨＰシート等を１枚ずつ給紙する場合に使用される。不使用時には、手差しトレイ５は本体２の右側面にたたみ込んで収納される。
【００３０】
画像形成装置１は、その内部に用紙搬送部６を備えている。用紙搬送部６は、カセット式給紙部３との関係でみると、その給紙方向である左方に位置する。カセット式給紙部３から送り出された用紙Ｐは、用紙搬送部６により本体２の左側面に沿って形成された搬送路内を垂直上方に搬送され、また手差しトレイ５から送り出された用紙Ｐは本体２の内部を右側から左方向へ水平に搬送されてそれぞれ転写部１１に至る。
【００３１】
画像形成装置１において画像の形成は、以下のように行われる。
本体２内には、用紙搬送部６からの用紙搬送方向でみて下流位置に画像形成部１０及び転写部１１が備えられている。このうち画像形成部１０では、読み取り画像を処理した画像データに基づいて原稿画像の静電潜像が形成され、さらにこの静電潜像からトナー画像が形成される。
【００３２】
画像形成部１０で静電潜像を形成するため、その右方に隣接して露光ユニット１００が配置されている。露光ユニット１００は図１中に１点鎖線矢印で示されているように、画像形成部１０の感光体ドラムの表面に走査ビームを照射する。露光ユニット１００には、本実施形態の回転体装置１０２が内蔵されている。回転体装置１０２は、ポリゴンミラーを高速回転させてレーザ光を反射し、反射光を例えば走査レンズ（ＦΘレンズ）１０４で偏向しつつ感光体ドラム表面に向けて走査ビームを照射する。なお、回転体装置１０２についてはさらに詳しく後述する。
【００３３】
用紙搬送部６よりも用紙搬送方向下流側で、転写部１１のすぐ上流側には、レジストローラ７が備えられている。レジストローラ７は、用紙Ｐの斜め送りを矯正するとともに、画像形成部１０で形成されるトナー画像との同期をとりながら転写部１１に向けて用紙Ｐを送り出す。転写部１１では、レジストローラ７によって同期をとりつつ送られてきた用紙Ｐにトナー画像が転写される。
【００３４】
定着装置１２は、用紙搬送方向でみて転写部１１の下流側に配置されている。転写部１１にて未定着トナー画像を転写された用紙Ｐは定着装置１２へと送られる。定着装置１２は、ヒートローラ１２ａ及び加圧ローラ１２ｂを内蔵しており、これらの間のニップを通過する際、用紙Ｐはここで加熱・加圧されてトナー画像を定着される。
【００３５】
また、用紙搬送方向でみて定着装置１２の下流側で、本体２の左側面の近傍に排出・分岐部１３が備えられている。両面印刷を行わない場合（片面印刷の場合）、定着装置１２から排出された用紙Ｐは排出・分岐部１３からそのまま用紙排出トレイ１５に排出される。両面印刷を行う場合、用紙Ｐは一旦、排出・分岐部１３から用紙排出トレイ１５に向けて途中まで送り出された後、搬送方向が切り換えられて用紙反転部３０に引き込まれる。引き込まれた用紙Ｐは、本体２の左側面に沿って形成されている搬送経路３２を通じて下方へ搬送された後、カセット式給紙部３の上方位置で上向きに反転され、レジストローラ７に送られる。なお、用紙Ｐの幅方向への位置ずれを検知するためのセンサ３１が設けられている。位置ずれが検知された場合には、シフト補正機構７０によって位置補正（スキュー補正）が行われる。
【００３６】
以上が画像形成装置１の全体的な概要であるが、以下に回転体装置１０２の実施形態について、より詳しく説明する。
【００３７】
〔第１実施形態〕
図２は、第１実施形態の回転体装置１０２の構成を具体的に示す斜視図及びその縦断面図である。以下、図２中（Ａ），（Ｂ）に基づいて説明する。
図２中（Ａ）：回転体装置１０２はポリゴンミラー１０６、モータ軸１０８及び図示しないモータの他に、回転体ハウジング１１０を備えている。ポリゴンミラー１０６は、正六角柱を板状に薄くスライスした形状をなしており、その中心部はモータ軸１０８に固定されている。ポリゴンミラー１０６の幾何学的な中心軸線と、モータ軸１０８の回転軸線とは一致しており、ポリゴンミラー１０６は図示しないモータの動力を受けてモータ軸１０８とともに軸線周りに回転する。またポリゴンミラー１０６の６つの側面はいずれも平面鏡となっている。
【００３８】
回転体ハウジング１１０は、ポリゴンミラー１０６の外側を覆うようにして配置されている。回転体ハウジング１１０は、上側部材１１０ａ及び下側部材１１０ｂを例えば４本のねじ１１２で締結して構成されており、このうち下側部材１１０ｂは、モータとともに基板（いずれも図示されていない）に取り付けられている。また基板は、露光ユニット１００のケース部材（図示されていない）に固定されている。
【００３９】
回転体ハウジング１１０の上面にはＵ字形状の切欠部１１０ｃが形成されており、この切欠部１１０ｃはさらに、回転体ハウジング１１０の側面に向かってテーパ形状に拡がっている。切欠部１１０ｃは、上側部材１１０ａ及び下側部材１１０ｂを、部分的に切欠部１１０ｃの形状に合わせて切り欠くことで形成されている。モータ軸１０８は、切欠部１１０ｃの内側にて回転体ハウジング１１０の内部を貫通し、その上端（頭）は切欠部１１０ｃを通じて回転体ハウジング１１０の上面側に露出している。
【００４０】
図２中（Ｂ）：上側部材１１０ａは、下側部材１１０ｂの上面に積み重なるようにして配置されている。上側部材１１０ａ及び下側部材１１０ｂは、いずれも内部が下向きに開口した中空形状をなしている。このうち下側部材１１０ｂの上面は、ポリゴンミラー１０６の下面から一定の隙間（空間）ＳＬをおいて平行に位置している。
【００４１】
上側部材１１０ａは、その中空部分の内側にポリゴンミラー１０６を収容するようにして上方から覆い被さっている。この状態で、上側部材１１０ａの中空部分の天井面とポリゴンミラー１０６の上面との間にも隙間（空間）ＳＵが確保されている。また、上側部材１１０ａの中空部分の内径はポリゴンミラー１０６の回転領域よりも大きく、このためポリゴンミラー１０６の周囲には隙間ＳＰが確保されている。
【００４２】
第１実施形態の構成において、上側部材１１０ａ及び下側部材１１０ｂの各天板部分が板状部材に相当し、回転体ハウジング１１０の内側では、ポリゴンミラー１０６がその上面側及び下面側から２つの平行な板状部材によって挟み込まれる構造となっている。
【００４３】
画像形成装置１による画像の形成時には、モータの動力によってモータ軸１０８とともにポリゴンミラー１０６が高速で回転する。また、図示しないレーザダイオードからレーザ光が放射され、このレーザ光が切欠部１１０ｃを通じてポリゴンミラー１０６の反射面にて反射される。この反射光は、走査ビームとして感光体ドラムの表面に向けて照射される。
【００４４】
このとき、固定された回転体ハウジング１１０の内側でポリゴンミラー１０６が高速で回転すると、その上面及び下面と上下の隙間ＳＵ，ＳＬとの間で空気が掻き回されて空気流が発生する。このとき各隙間ＳＵ，ＳＬ内では、流体（空気）のレイノルズ数Ｒｅ＝Ｖ×Ｌ／ｕ（Ｖ：流速，Ｌ：隙間，ｕ：流体の動粘度）が比較的小さくなるため、空気流が乱流域から遠ざかり、安定した流れが形成される。
【００４５】
この点、従来は回転体ハウジング１１０がなく、ポリゴンミラー１０６が単に露光ユニット１００のケース内に設置されている状態であったため、第１実施形態と比較してレイノルズ数が大きく、特に上面で空気流が乱流域に入りやすい。この場合、乱流の発生によってポリゴンミラー１０６の回転に影響が及び、振動の発生を引き起こしやすい状態にある。
【００４６】
これに対し、第１実施形態ではポリゴンミラー１０６の上面及び下面で隙間ＳＵ，ＳＬを小さくしていくことでレイノルズ数が小さくなるため、それだけ空気流を乱流域から遠ざけることができ、ポリゴンミラー１０６の回転をより安定させることができる。
【００４７】
また、上下の隙間ＳＵ，ＳＬが略均等な厚さの空気層であることから、ポリゴンミラー１０６の上面側及び下面側で気圧の条件が均等になる。このため、気圧差の影響でポリゴンミラー１０６に反り等の変形が生じたり、振動が発生したりするのを防止することができる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の回転体装置１０２について説明する。図３は、第２実施形態の回転体装置１０２の構成を具体的に示す斜視図及びその縦断面図である。なお、以下の説明では第１実施形態と共通の部材については符号を共通化して示し、その重複した説明を省略するものとする。
【００４９】
図３中（Ａ）：回転体装置１０２はポリゴンミラー１０６、モータ軸１０８及び図示しないモータの他に、回転体ハウジング１１０を備えている。ここではポリゴンミラー１０６が回転体ハウジング１１０の内側に隠れた状態となっている。
【００５０】
第２実施形態の場合、回転体ハウジング１１０は下側部材１１０ｂの他にＣ字形状部材１１０ｄ、Ｃ字形状プレート１１０ｅ及び弾性部材１１０ｆから構成されている。具体的には、下側部材１１０ｂの上面にＣ字形状部材１１０ｄが積み重なり、その上面に弾性部材１１０ｆを配置した状態で、上方からＣ字形状プレート１１０ｅが弾性部材１１０ｆの周縁部を押さえ付けるようにして取り付けられている。
【００５１】
Ｃ字形状部材１１０ｄ、弾性部材１１０ｆ及びＣ字形状プレート１１０ｅはいずれも外径が下側部材１１０ｂと同じである。また、Ｃ字形状部材１１０ｄ及びＣ字形状プレート１１０ｅには、周方向に切欠部１１０ｃが形成されており、周方向でみた切欠部１１０ｃの範囲（角度）は下側部材１１０ｂと同じである。
【００５２】
また、弾性部材１１０ｆの中央部には円形状の開口部１１０ｇが形成されており、モータ軸１０８の上端（頭）が開口部１１０ｇを通じて上方に露出している。
【００５３】
図３中（Ｂ）：Ｃ字形状部材１１０ｄは、下側部材１１０ｂの上面に積み重なるようにして配置されている。この状態で、Ｃ字形状部材１１０ｄはちょうどポリゴンミラー１０６の周囲に位置する。またＣ字形状部材１１０ｄは、内部が上下方向に開口した中空形状であり、いわゆるＣ字リングのような形状を有する。Ｃ字形状部材１１０ｄの内径はポリゴンミラー１０６の回転領域よりも大きく、このためポリゴンミラー１０６の周囲には隙間ＳＰが確保されている。
【００５４】
弾性部材１１０ｆは、例えば円盤状に成形されたゴムプレートから構成されており、その中心位置に上記の開口部１１０ｇが形成されている。弾性部材１１０ｆは、Ｃ字形状部材１１０ｄの上面に配置されてポリゴンミラー１０６に上方から覆い被さっている。この状態で、弾性部材１１０ｆの下面とポリゴンミラー１０６の上面との間に隙間（空間）ＳＵが確保されている。なお、下側の隙間ＳＬについては第１実施形態と同じである。
【００５５】
Ｃ字形状プレート１１０ｅは、Ｃ字形状部材１１０ｄの上面に弾性部材１１０ｆを押さえ付ける（挟み付ける）ようにして取り付けられ、弾性部材１１０ｆの周縁を固定している。
【００５６】
第２実施形態の構成において、弾性部材１１０ｆ及び下側部材１１０ｂの天板部分が板状部材に相当し、回転体ハウジング１１０の内側では、ポリゴンミラー１０６がその上面側及び下面側から２つの平行な板状部材によって挟み込まれる構造となっている。
【００５７】
第２実施形態においても、画像形成時にポリゴンミラー１０６が高速で回転すると、その上面及び下面と上下の隙間ＳＵ，ＳＬ内では、流体（空気）のレイノルズ数が比較的小さくなるため、空気流が乱流域から遠ざかり、安定した流れが形成される。このとき、隙間ＳＵ，ＳＬを小さくしていくことでレイノルズ数が小さくなるため、それだけ空気流を乱流域から遠ざけることができ、ポリゴンミラー１０６の回転をより安定させることができる。
【００５８】
また、上下の隙間ＳＵ，ＳＬが略均等な厚さの空気層であることから、ポリゴンミラー１０６の上面側及び下面側で気圧の条件が均等になる。このため、気圧差の影響でポリゴンミラー１０６に反り等の変形が生じたり、振動が発生したりするのを防止することができる。
【００５９】
次に図４は、第２実施形態の回転体装置１０２の動作時における弾性部材１１０ｆの変形状態を示した縦断面図である。第２実施形態では特に、ポリゴンミラー１０６の上面側で気圧の変化が生じると、それに応じて弾性部材１１０ｆが弾性変形する。図４に示される例では、初期の状態に比較して上側の隙間ＳＵ内の圧力が上昇し、それによって弾性部材１１０ｆが上に膨らむようにして弾性変形を生じていることがわかる。
【００６０】
このように第２実施形態では、隙間ＳＵ内での圧力の変化に応じて弾性部材１１０ｆが弾性変形することにより、隙間ＳＵ内での圧力の変化（高低変動）を吸収することができる。このため、隙間ＳＵ内での圧力の変化による影響（気圧変動で上下方向に負荷がかかる等）がポリゴンミラー１０６に対して及びにくく、それによってポリゴンミラー１０６に振動や変形が生じるのを防止することができる。
【００６１】
〔第３実施形態〕
図５は、第３実施形態の回転体装置１０２の構成を具体的に示す斜視図及びその縦断面図である。ここでも第１又は第２実施形態と共通の部材については符号を共通化して示し、その重複した説明を省略するものとする。
【００６２】
図５中（Ａ）：回転体装置１０２はポリゴンミラー１０６、モータ軸１０８及び図示しないモータの他に、回転体ハウジング１１０を備えている。ここでもポリゴンミラー１０６は回転体ハウジング１１０の内側に隠れた状態となっている。
【００６３】
第３実施形態の場合、回転体ハウジング１１０は下側部材１１０ｂの他に昇降ガイド１１４、Ｃ字形状プレート１１０ｅ及び昇降カバー部材１１６から構成されている。具体的には、下側部材１１０ｂの上面に昇降ガイド１１４が積み重なり、その内側に昇降カバー部材１１６を配置した状態で、昇降ガイド１１４の上面にＣ字形状プレート１１０ｅが取り付けられている。
【００６４】
昇降ガイド１１４及びＣ字形状プレート１１０ｅはいずれも外径が下側部材１１０ｂと同じである。また、これら昇降ガイド１１４及びＣ字形状プレート１１０ｅには、周方向に切欠部１１０ｃが形成されており、周方向でみた切欠部１１０ｃの範囲（角度）は下側部材１１０ｂと同じである。
【００６５】
昇降カバー部材１１６は、その中央部が盛り上がった中空の円錐台形状をなしており、モータ軸１０８の上端（頭）は昇降カバー部材１１６によって覆われている。
【００６６】
図５中（Ｂ）：昇降ガイド１１４は、下側部材１１０ｂの上面に積み重なるようにして配置されている。この状態で、昇降ガイド１１４はちょうどポリゴンミラー１０６の周囲に位置する。また昇降ガイド１１４は、内部が上下方向に開口した中空形状であり、第２実施形態と同様にＣ字リングのような形状を有する。ただし昇降ガイド１１４の内側は段付き穴形状をなしており、その下部穴１１４ａの内径よりも上部穴１１４ｂの内径の方が大きい。そして、下部穴１１４ａの内側にポリゴンミラー１０６が位置している。下部穴１１４ａの内径はポリゴンミラー１０６の回転領域よりも大きく、このためポリゴンミラー１０６の周囲には隙間ＳＰが確保されている。
【００６７】
昇降カバー部材１１６は、昇降ガイド１１４の上部穴１１４ｂの内側に収められている。昇降カバー部材１１６の外径は、上部穴１１４ｂの内径よりも僅かに小さい。このため昇降カバー部材１１６は、上部穴１１４ｂの内周面に沿って上下に移動することができる。図５中（Ｂ）に示される初期状態では、昇降カバー部材１１６はその自重で下降しており、上部穴１１４ｂと下部穴１１４ａとの段差部分にて支持されている。なお、昇降カバー部材１１６に対して、付勢部材（例えばバネ）によって下向きに所定の負荷を与える構成を設けてもよい。
【００６８】
Ｃ字形状プレート１１０ｅは、昇降ガイド１１４の上面に取り付けられている。Ｃ字形状プレート１１０ｅの内径は、昇降ガイド１１４の上部穴１１４ｂの内径よりも小さく、下部穴１１４ａの内径と略同じである。
【００６９】
第３実施形態の構成において、昇降カバー部材１１６及び下側部材１１０ｂの天板部分が板状部材に相当し、回転体ハウジング１１０の内側では、ポリゴンミラー１０６がその上面側及び下面側から２つの板状部材によって挟み込まれる構造となっている。
【００７０】
第３実施形態においても、画像形成時にポリゴンミラー１０６が高速で回転すると、その上面及び下面と上下の隙間ＳＵ，ＳＬ内では、流体（空気）のレイノルズ数が比較的小さくなるため、空気流が乱流域から遠ざかり、安定した流れが形成される。このとき、隙間ＳＵ，ＳＬを小さくしていくことでレイノルズ数が小さくなるため、それだけ空気流を乱流域から遠ざけることができ、ポリゴンミラー１０６の回転をより安定させることができる。上側の隙間ＳＵを小さくするには、例えばモータ軸１０８の上端の突き出し長さを短くし、その分、昇降カバー部材１１６を平板に近付ければよい。
【００７１】
また、上側の隙間ＳＵと下側の隙間ＳＬとでは隙間ＳＵの方が大きいものの、両者の空気層の厚さは極端に相違しないことから、ポリゴンミラー１０６の上面側及び下面側で気圧の条件が大きく異なることはない。このため、気圧差の影響でポリゴンミラー１０６に反り等の変形が生じたり、振動が発生したりするのを防止することができる。
【００７２】
次に図６は、第３実施形態の回転体装置１０２の動作時における昇降カバー部材１１６の移動状態（上昇時）を示した縦断面図である。第３実施形態では特に、ポリゴンミラー１０６の上面側で気圧の変化が生じると、それに応じて昇降カバー部材１１６が上下に移動する。図５に示される例では、初期の状態に比較して上側の隙間ＳＵ内の圧力が上昇し、それによって昇降カバー部材１１６が上昇していることがわかる。なお、昇降カバー部材１１６は最も上昇した位置でＣ字形状プレート１１０ｅによって押さえられるので、昇降ガイド１１４から脱落してしまうことはない。
【００７３】
このように第３実施形態では、隙間ＳＵ内での圧力の変化に応じて昇降カバー部材１１６が上下に移動することにより、隙間ＳＵ内での圧力の変化（高低変動）を吸収することができる。このため、隙間ＳＵ内での圧力の変化による影響（気圧変動で上下方向に負荷がかかる等）がポリゴンミラー１０６に対して及びにくく、それによってポリゴンミラー１０６に振動や変形が生じるのを防止することができる。
【００７４】
〔第４実施形態〕
図７は、第４実施形態の回転体装置１０２の断面構成と、その制御系を示す概略図である。ここでも第１〜第３実施形態と共通の部材については符号を共通化して示し、その重複した説明を省略する。
【００７５】
回転体装置１０２はポリゴンミラー１０６、モータ軸１０８及び図示しないモータの他に、回転体ハウジング１１０を備えている。なお図７には、ポリゴンミラー１０６、モータ軸１０８及び回転体ハウジング１１０の右半分（回転軸線の右側）の断面のみが示されており、その構造は回転軸線に対称である。
【００７６】
第４実施形態の場合、回転体ハウジング１１０は下部固定部材１１８及び上部可動部材１２０から構成されている。図７の断面に示されているように、下部固定部材１１８は、第１〜第３実施形態で挙げた下側部材１１０ｂの周縁部を上方に延長し、かつ、その外周面の下側約３分の２程度の部分を内側へ陥没させた構造を有する。これにより、下部固定部材１１８の外周面には周方向に環状溝１１８ａが形成されている。
【００７７】
下部固定部材１１８の上面はポリゴンミラー１０６の上面と略同じ高さの位置に設定されている。このためポリゴンミラー１０６は、下部固定部材１１８の内側に位置している。下部固定部材１１８の内径はポリゴンミラー１０６回転領域よりも大きく、このためポリゴンミラー１０６の周囲には隙間ＳＰが確保されている。
【００７８】
また、下部固定部材１１８にはポリゴンミラー１０６よりも下方の位置に板状部１１８ｂが形成されている。この板状部１１８ｂはポリゴンミラー１０６の下面に沿って平行に延びており、その中央部には上記の切欠部１１０ｃが形成されている。そして板状部１１８ｂの上面は、ポリゴンミラー１０６の下面から一定の隙間（空間）ＳＬをおいて平行に位置している。
【００７９】
一方の上部可動部材１２０は円形の蓋形状をなしており、この上部可動部材１２０はポリゴンミラー１０６及び下部固定部材１１８に対して上方から覆い被さるようにして配置されている。上部可動部材１２０の天板部分の中央には円形状の開口部１２０ａが形成されており、モータ軸１０８の上端部（頭）は開口部１２０ａ内に挿通されている。そして、この天板部分の下面とポリゴンミラー１０６の上面との間には、一定の隙間（空間）ＳＵが確保されている。
【００８０】
上部可動部材１２０の周縁部は、下部固定部材１１８の外周に沿って下方に垂れ下がっている。この周縁部の内径は下部固定部材１１８の外径よりも僅かに大きい。このため上部可動部材１２０は、下部固定部材１１８の外周面に沿って上下に移動することができる。
【００８１】
また上部可動部材１２０の周縁部には、その下端面にストップリング１２２が取り付けられている。ストップリング１２２は上部可動部材１２０の内側に向けて突出し、上記の環状溝１１８ａ内に進入している。このストップリングもまた、第２，第３実施形態で挙げたＣ字形状プレート１１０ｅのように切欠部１１０ｃを有しており、このためＣ字形状リングのような形状をなしている。ストップリング１２２の内径は環状溝１１８ａの直径よりも僅かに大きい。ストップリング１２２は、上部可動部材１２０が最も高く上昇する位置で下部固定部材１１８の周縁部に引っ掛かり、そこで上部可動部材１２０を停止させるものである。
【００８２】
そして上部可動部材１２０には、その外周面にラック１２４が取り付けられており、ラック１２４の歯列は、モータ軸１０８と平行に上下方向に並んでいる。なおラック１２４は、外周面の１箇所又は複数箇所に取り付けられている。
【００８３】
ラック１２４にはピニオン１２６が噛み合わされており、このピニオン１２６はモータ１２８の動力によって回転する。図７ではモータ１２８がブロック要素として示されているが、その本体は図示しない基板上に実装されている。
【００８４】
第４実施形態の回転体装置１０２は、上記のモータ１２８の他に圧力センサ１３０，１３２、入力部１３４及び制御部１３６を備えている。一方の圧力センサ１３０は例えば上部可動部材１２０の下面位置に取り付けられており、他方の圧力センサ１３２は下部固定部材１１８の板状部１１８ｂの上面位置に取り付けられている。
【００８５】
入力部１３４は、各圧力センサ１３０，１３２からの検出信号（気圧に応じたアナログ信号）を受け取り、これを減衰調整及びＡ／Ｄ変換して制御部１３６に送信する。制御部１３６は、ＣＰＵ等の演算回路を用いて入力信号を処理し、一定の制御プログラムに従ってモータ１２８の動作を制御する機能を有している。
【００８６】
次に、上記の構成を有する第４実施形態の回転体装置１０２の動作について説明する。第４実施形態の構成において、上部可動部材１２０の天板部分及び下部固定部材１１８の板状部１１８ｂがそれぞれ板状部材に相当し、回転体ハウジング１１０の内側では、ポリゴンミラー１０６がその上面側及び下面側から２つの板状部材によって挟み込まれる構造となっている。
【００８７】
このため第４実施形態においても、画像形成時にポリゴンミラー１０６が高速で回転すると、その上面及び下面と上下の隙間ＳＵ，ＳＬ内では、流体（空気）のレイノルズ数が比較的小さくなるため、空気流が乱流域から遠ざかり、安定した流れが形成される。このとき、隙間ＳＵ，ＳＬを小さくしていくことでレイノルズ数が小さくなるため、それだけ空気流を乱流域から遠ざけることができ、ポリゴンミラー１０６の回転をより安定させることができる。
【００８８】
また、上側の隙間ＳＵと下側の隙間ＳＬとでは隙間ＳＵの方が大きいものの、両者の空気層の厚さは極端に相違しないことから、ポリゴンミラー１０６の上面側及び下面側で気圧の条件が大きく異なることはない。このため、気圧差の影響でポリゴンミラー１０６に反り等の変形が生じたり、振動が発生したりするのを防止することができる。
【００８９】
さらに第４実施形態においては、上下の隙間ＳＵ，ＳＬの圧力差を観測しつつ、この圧力差が一定の閾値を超えると、モータ１２８を駆動して上部可動部材１２０を上下に移動させる調整機能（アクティブプレッシャコントロール）を有している。
【００９０】
図８は、制御部１３６が実行する駆動制御のフローチャートである。以下、フローチャートの手順に沿って駆動制御の内容を説明する。
【００９１】
ステップＳ１０：制御部１３６は、一定の周期で圧力センサ１３０，１３２からの検出信号をサンプリングし、各隙間ＳＵ，ＳＬ内の圧力を観測する。
ステップＳ１２：そして制御部１３６は、サンプリングした検出信号に基づいて隙間ＳＵ内の圧力と隙間ＳＬ内の圧力との差（圧力差）を演算する。
【００９２】
ステップＳ１４：制御部１３６は、先のステップＳ１２での演算結果を所定の閾値と比較する。なお閾値は、予め制御部１３６の記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）に記憶させておくことができる。閾値（＋，−）は、回転中のポリゴンミラー１０６に振動や変形等の影響が生じる程度の圧力差を基準値として設定することができ、その具体的な値は実験等によって求めることができる。
【００９３】
制御部１３６は、演算結果と閾値とを比較した結果、隙間ＳＵ，ＳＬ間の圧力差が閾値を超えていないと判断すると（Ｎｏ）、ここで駆動制御の手順を終了する。これに対し、圧力差が閾値を超えていると制御部１３６が判断すると（Ｙｅｓ）、次のステップＳ１６に進む。
【００９４】
ステップＳ１６：制御部１３６は、演算で求めた圧力差（＋又は−）に応じてモータ１２８を駆動し、上部可動部材１２０を上昇又は下降させる制御を行う。例えば、下側の隙間ＳＬに比較して上側の隙間ＳＵ内の圧力が閾値（＋）を超えて上昇すると、制御部１３６はモータ１２８を図７中の時計回りに回転させて上部可動部材１２０を上昇させる。逆に、下側の隙間ＳＬに比較して上側の隙間ＳＵ内の圧力が閾値（−）を超えて低下すると、制御部１３６はモータ１２８を図７中の反時計回りに回転させて上部可動部材１２０を下降させる。
【００９５】
そして制御部１３６は、最初に戻って検出信号をサンプリングし（ステップＳ１０）、演算処理（ステップＳ１２）及び比較判断（ステップＳ１４）を改めて実行する。その結果、圧力差が閾値以下に収束すると（ステップＳ１４＝Ｎｏ）、制御部１３６はそこで駆動制御の手順を終了する。
【００９６】
このように第４実施形態では、隙間ＳＵ，ＳＬ間の圧力差に応じて上部可動部材１２０の位置を上下に移動させる制御を行うことにより、隙間ＳＵ内での圧力の変化（高低変動）を吸収して過大な圧力差を解消することができる。このため、隙間ＳＵ，ＳＬ間での圧力差による影響（圧力差で上下方向に負荷がかかる等）がポリゴンミラー１０６に対して及びにくく、それによってポリゴンミラー１０６に振動や変形が生じるのを防止することができる。
【００９７】
このように第１〜第４実施形態では、ポリゴンミラー１０６の回転中に振動や変形が生じるのを防止し、その回転を安定させることができる。このためポリゴンミラー１０６で反射した走査ビームを感光体ドラムの表面に照射する際、その照射位置や焦点位置がずれるのを防止し、高画質な画像形成を可能にする。
【００９８】
上述した各実施形態において、隙間ＳＵ，ＳＬ，ＳＰの具体的な値は特に限定されておらず、実際に使用されるポリゴンミラー１０６に合わせて適宜に調整可能である。
【００９９】
また、第２実施形態で挙げた弾性部材１１０ｆはゴムプレートに限らず、可撓性を有する樹脂製部材や金属製部材であってもよい。
その他、各実施形態で挙げた部材の形状や構造はあくまで好ましい例示であり、適宜変形して本発明を実施可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】一実施形態の回転体装置が適用された画像形成装置を概略的に示した垂直断面正面図である。
【図２】第１実施形態の回転体装置の構成を具体的に示す斜視図及びその縦断面図である。
【図３】第２実施形態の回転体装置の構成を具体的に示す斜視図及びその縦断面図である。
【図４】第２実施形態の回転体装置の動作時における弾性部材の変形状態を示した縦断面図である。
【図５】第３実施形態の回転体装置の構成を具体的に示す斜視図及びその縦断面図である。
【図６】第３実施形態の回転体装置の動作時における昇降カバー部材の移動状態（上昇時）を示した縦断面図である。
【図７】第４実施形態の回転体装置の断面構成と、その制御系を示す概略図である。
【図８】制御部が実行する駆動制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
１    画像形成装置
１００    露光ユニット（露光装置）
１０２    回転体装置
１０６    ポリゴンミラー（回転体）
１０８    モータ軸
１１０    回転体ハウジング
１１０ａ  上側部材
１１０ｂ  下側部材
１１０ｆ  弾性部材
１１６    昇降カバー部材
１２４    ラック
１２６    ピニオン
１２８    モータ
１３６    制御部（制御手段）
【図１】
2008170829.tif 000003
【図２】
2008170829.tif 000004
【図３】
2008170829.tif 000005
【図４】
2008170829.tif 000006
【図５】
2008170829.tif 000007
【図６】
2008170829.tif 000008
【図７】
2008170829.tif 000009
【図８】
2008170829.tif 000010