(57)【要約】【課題】  本発明はロータ磁石の磁力の利用効率を上げるとともに、ロータ磁石から漏れる磁束による渦電流を低減すると同時に、回転体周辺の気流を整えて乱流を防止することで、ブラシレスモータの消費電力及び発熱を低減し、回転むらを小さく抑える。【解決手段】  本発明のブラシレスモータは、リング状のロータ磁石を備えて軸心周りに回転自在に保持された回転体と、ロータ磁石に対して径方向に磁気ギャップをもって配置されたステータとを有し、ロータ磁石はステータと対向する側以外の部分で磁路が開放され、ロータ磁石の開放磁路側に強磁性体からなるヨークが配置されている。また、本発明のブラシレスモータによれば、ロータ磁石は保持部材により保持され、保持部材の外周面との間に一定の間隙が形成されるにようにヨークに内周円筒面が形成され、内周円筒面の直径が回転体の最大外接円直径より小さくなっている。【選択図】        図１
2005237158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状のロータ磁石を備えて軸心周りに回転自在に保持された回転体と、前記ロータ磁石に対して径方向に磁気ギャップをもって配置されたステータとを有し、前記ロータ磁石は前記ステータと対向する側以外の部分で磁路が開放され、前記ロータ磁石の開放磁路側に強磁性体からなるヨークが配置されたブラシレスモータにおいて、
前記ロータ磁石は保持部材により保持され、前記保持部材の外周面との間に一定の間隙が形成されるにように前記ヨークに内周円筒面が形成され、前記内周円筒面の直径が前記回転体の最大外接円直径より小さいことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
前記ヨークは鋼板を積層して構成される請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記鋼板は電磁鋼板である請求項２記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記間隙は１〜３ｍｍである請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記保持部材はアルミニウム合金からなる請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項６】
前記ロータ磁石の外周部が前記保持部材の内周部に圧入されている請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項７】
回転多面鏡が固定された回転体と、該回転体を回転自在に支持する軸受と、前記回転体を駆動するモータとを有する光偏向装置において、
前記モータが請求項１〜６のブラシレスモータであることを特徴とする光偏向器。
【請求項８】
前記回転多面鏡が軸方向に複数段形成されている請求項７記載の光偏向器。
【請求項９】
前記回転多面鏡と前記ロータ磁石の外周部を保持する保持部材が同材質により一体で形成されている請求項７又は８に記載の光偏向器。
【請求項１０】
半導体レーザからのビームを、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて光スポットを形成し、前記光偏向器により偏向させて前記被走査面に走査線を走査する光走査装置において、
前記光偏向器が請求項７〜９のいずれか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１１】
半導体レーザからのビームが複数であり、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて複数の光スポットを形成し、光偏向器により偏向させて被走査面の複数走査線を隣接走査する光走査装置において、
前記光偏向器が請求項７〜９のいずれか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１２】
像担持体の感光面に光走査装置による光走査を行って形成した潜像可視化して画像を得る画像形成装置において、
前記光走査装置が請求項１０又は１１に記載の光走査装置であ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】
本発明はブラシレスモータ、光偏向器、光走査装置及び画像形成装置に関し、詳細には電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置又はこれらの複合機の光走査装置に用いられる光偏向器におけるブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機、レーザプリンタ等のレーザ書き込み装置を用いた電子写真方式の画像形成装置は、プリント速度の高速化及び画素密度の高密度化に伴い、20,000回転／分以上の高速回転をする光偏向器が実用化されている。これら光偏向器の回転駆動にはブラシレスモータが用いられ、従来よりいくつかの提案がなされている。その一つとして、特許文献１のブラシレスモータでは、ブラシレスモータのロータ磁石の開放磁路側に磁性体が配置され、ロータ磁石から漏れる磁束が磁性体に引き付けられ、ロータ磁石の近傍に配置されている他の固定部材内に入り込む磁束が少なくなるようにしている。このため、ロータ磁石から漏れる磁束の入り込みが少なくなった他の固定部材では渦電流の発生が少なくなり、一方磁性体内では渦電流が発生するもののこの磁性体は開放磁路側に配置されてロータ磁石からの距離が大きいため、磁性体内で発生する渦電流は小さくなる。よって、特許文献１によれば、ブラシレスモータ全体としての渦電流の発生が少なくなり、渦電流損失によるブラシレスモータの温度上昇が低減される。
【特許文献１】特開２００１−２５１８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１では、回転体を覆うケースの内側に磁性体が固定されることから、ロータ磁石からの距離が大きい位置に磁性体が配置されるため、ロータ磁石の磁力の利用効率を上げる必要があり、消費電力を低減する効果が小さかった。
【０００４】
本発明はこの問題点を解決するためのものであり、ロータ磁石の磁力の利用効率を上げるとともに、ロータ磁石から漏れる磁束による渦電流を低減すると同時に、回転体周辺の気流を整えて乱流を防止することで、ブラシレスモータの消費電力及び発熱を低減し、回転むらを小さく抑えるブラシレスモータを提供し、モータ発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さくなる光偏向器及び走査精度が高い光走査装置を提供し、更に低消費電力で高画質な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】
【０００５】
前記問題点を解決するために、本発明のブラシレスモータは、リング状のロータ磁石を備えて軸心周りに回転自在に保持された回転体と、ロータ磁石に対して径方向に磁気ギャップをもって配置されたステータとを有し、ロータ磁石はステータと対向する側以外の部分で磁路が開放され、ロータ磁石の開放磁路側に強磁性体からなるヨークが配置されている。また、本発明のブラシレスモータによれば、ロータ磁石は保持部材により保持され、保持部材の外周面との間に一定の間隙が形成されるにようにヨークに内周円筒面が形成され、内周円筒面の直径が回転体の最大外接円直径より小さいことに特徴がある。よって、ロータ磁石の磁力の利用効率を上げると同時に、回転体周辺の気流を整流して乱流を低減し、消費電力及び発熱を低減して回転むらが小さいブラシレスモータを提供できる。
【０００６】
また、鋼板を積層してヨークを構成することで、ロータ磁石の回転交番磁界によるヨーク内の渦電流を低減し、消費電力及び発熱を低減したブラシレスモータを提供できる。
【０００７】
更に、鋼板を電磁鋼板とすることで、ロータ磁石の回転交番磁界によるヨーク内の渦電流を低減し、消費電力及び発熱を低減したブラシレスモータを提供できる。
【０００８】
また、ロータ磁石の保持部材の外周面とヨーク内周面の間隙を１〜３ｍｍとすることで、間隙部の空気摩擦を増大させずに、ロータ磁石の磁力の利用効率を上げ、消費電力及び発熱を低減したブラシレスモータを提供できる。
【０００９】
更に、アルミニウム合金製の保持部材でロータ磁石を保持することで、高速回転による遠心力によって、ロータ磁石が破壊されることを防止できる。
【００１０】
また、ロータ磁石の外周部を保持部材の内周部に圧入することで、回転駆動による温度上昇により回転体の振動が変化することを防止できる。
【００１１】
更に、上記のブラシレスモータを用いることで、モータの消費電力及び発熱を低減して、回転むらが小さい光偏向器を提供できる。
【００１２】
また、モータの消費電力及び発熱が低減され、回転むらが小さく、回転多面鏡が軸方向に複数段形成された光偏向器を提供できる。
【００１３】
更に、回転多面鏡とロータ磁石の外周部を保持する保持部材を同材質により一体で形成することで、温度変化による回転中心軸に対する回転体構成部材の位置ずれを低減し、不釣り合い振動変化が小さい光偏向器を提供できる。
【００１４】
また、光偏向器の消費電力及び発熱が低減され、光偏向器の発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、走査ビーム形状が一定で安定した光走査装置を提供できる。
【００１５】
更に、光偏向器の消費電力及び発熱が低減され、光偏向器の発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、走査ビーム形状が一定で安定したマルチビーム光走査装置を提供できる。
【００１６】
また、光偏向器の発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、光走査装置の走査ビームが一定で安定し、高画質な画像形成装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のブラシレスモータによれば、ロータ磁石の磁力の利用効率を上げると同時に、回転体周辺の気流を整流して乱流を低減し、消費電力及び発熱を低減して回転むらが小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスモータを搭載した光偏向器の構成を示す断面図である。図２は図１の回転体の構成を示す断面図である。図３は図１の光偏向器の構成を示す分解斜視図である。なお、図１〜図３に示す本実施の形態例において、軸受は高速回転用の動圧空気軸受を用いた実施の形態例であるが、動圧流体軸受やボールベアリング等の軸受を用いることもできる。カバーケース２１の下面には光学ハウジングへの取り付け基準面２１ａが形成されている。カバーケース２１にはハウジング１が固定されている。ハウジング１の上面中央には軸受取り付け部１ｂが形成され、動圧軸受を構成する固定軸２が固定されている。
【００１９】
また、固定軸２の円筒表面には動圧軸受を構成するための溝２ａが形成されている。回転体３が回転を開始すると、スリーブ１６と固定軸２の間に形成された軸受すきまの空気圧力が高まり、非接触でラジアル方向（半径方向）に回転体３を支持する。固定軸２の内側には吸引型磁気軸受の固定部５が固定されている。吸引型磁気軸受の固定部５は、キャップ６とストッパ７が固定軸２の内筒部に圧入固定されることで軸方向に挟まれて固定されている。キャップ６の中央部には空気が通過するときの粘性抵抗を利用して上下振動を減衰させるφ0.2〜φ0.5程度の微細穴が形成されている。キャップ６とストッパ７は共に非磁性材料のステンレス鋼板などで形成されている。
【００２０】
更に、吸引型磁気軸受の固定部５は、回転軸方向に二極に着磁されたリング状永久磁石８と、リング状永久磁石８の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第１の固定ヨーク板９と、同様にリング状永久磁石８の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第２の固定ヨーク板１０とを含んで構成されている。第１の固定ヨーク板９と第２の固定ヨーク板１０はリング状永久磁石８を軸方向に挟み、第１の固定ヨーク板９の中心円及び第２の固定ヨーク板１０の中心円が回転中心軸に対して同軸になるように配置され、固定されている。リング状永久磁石８の材質としては主に希土類系の永久磁石が用いられる。固定ヨーク板９，１０には鉄鋼系の板材が用いられる。
【００２１】
また、ハウジング１の上面には中央部に穴が形成されたプリント基板１１が配置されている。ハウジング１の軸受取り付け部１ｂの外径には、ステータ１２が嵌合され、固定されている。ハウジング１はアルミ合金のような導電材料が用いられるため、ロータ磁石１４の回転による交番磁界の影響でハウジング１に渦電流が流れ、モータの損失が大きくなることがないようにプリント基板１１は鉄基板で構成すると良い。また、このプリント基板１１には巻線コイルへの通電切換を行うための位置検出素子であるホール素子１３が実装されている。
【００２２】
更に、モータ部は回転体３に取り付けられたロータ磁石１４と巻線コイル１２ａが巻かれたステータ１２、巻線コイル１２ａが接続されるプリント基板１１、このプリント基板１１に実装されたホール素子１３、ロータ磁石１４を保持するフランジ１７の外側に配置された強磁性体である整流ヨーク２２で構成される。ステータ１２は、渦電流が流れて鉄損が大きくならないように、ケイ素鋼板等の電磁鋼板を積層したものが用いられる。また、回転体３は、スリーブ１６と、スリーブ１６の外側に固定されたフランジ１７と、このフランジ１７に固定されたミラー１８と、ミラー１８に固定された磁気軸受の回転部１９と、フランジ１７に固定されたロータ磁石１４とを含んで構成されている。スリーブ１６はセラミックス、フランジ１７はアルミニウム合金で構成され、スリーブ１６とフランジ１７は焼きばめにより固定されている。
【００２３】
また、フランジ１７の下側に固定されたモータ用のロータ磁石１４は接着又は圧入により固定されている。ロータ磁石１４は接着又は圧入が容易にできるようにリング状に形成されている。周方向に分割した永久磁石を用いることもできる。ロータ磁石１４の外周をフランジ１７で保持することでロータ磁石１４が高速回転による遠心力で破壊されることを防止している。ロータ磁石１４に線膨張係数がフランジ１７と略同じプラスチックマグネットを用いて、圧入により固定すれば、温度変化による回転体の不釣り合い振動の変化を小さく抑えることができるので、より高速回転用モータとして好適である。
【００２４】
更に、図２に示すように、フランジ１７の上端には圧入内径部１７ａが形成され、ミラー１８の圧入外径部１８ａが圧入固定されている。フランジ１７とミラー１８の線膨張係数は略等しい。フランジ１７にはスリーブ１６の動圧軸受面１６ａと直交する鏡面加工用基準面１７ｂが形成されている。鏡面加工用基準面はミラー当接面１７ｃを境界として、ミラー１８の反対側に形成されている。
【００２５】
また、図２に示すように、ミラー１８は軸方向に２段の反射面が一体で形成されている。ミラー１８は、内部が略カップ状にくりぬかれるとともに、スリーブ１６に形成された動圧軸受面１６ａと、ミラー１８に形成された反射面１８ｃ，１８ｄの一部が、回転軸方向の位置で重なり、固定されている。ミラー１８には吸引型磁気軸受の回転部１９が圧入により固定されている。吸引型磁気軸受の回転部１９には第１の固定ヨーク板９の中心円及び第２の固定ヨーク板１０の中心円との間に磁気ギャップを構成する外筒面が形成され、その外筒面が回転中心軸と同軸になるように配置されている。吸引型磁気軸受の回転部１９には永久磁石又は鉄鋼系の強磁性材料が用いられる。
【００２６】
更に、回転体３は、高速で回転させるために、回転体３の上下２ヶ所の修正面１４ａ，１８ｂでバランス修正が行われている。回転体の重心３ａが動圧軸受の中間近傍に配置されているため、高精度な回転体のバランス修正が可能で、不釣り合い振動を非常に小さいレベルにすることができる。
【００２７】
また、プリント基板１１には、モータ巻線１２ａやホール素子１３とパターン配線され、駆動回路２０により、ホール素子１３の位置検出信号に従って、順次モータ巻線１２ａへの通電を切り替えて回転体３を回転させて定速制御する。
【００２８】
ここで、図１に示すように、フランジ１７の外周と強磁性体である整流ヨーク２２の内周円筒面との間に一定の間隙ｇが形成されている。整流ヨーク２２の内周円筒面の直径φＤ２は、回転体の最大外接円直径φＤ１より小さく構成されている。すなわち、φＤ１とφＤ２はφＤ１＞φＤ２の関係になっている。このように、φＤ１＞φＤ２とすることで、整流ヨーク２２の内周円筒面をロータ磁石１４の外周に接近させた配置が可能となり、ロータ磁石１４の磁力の利用効率を上げると同時に、ミラー１８の下方の気流を整流して、乱流を低減することができる。
【００２９】
次に、図４は図１の間隙ｇとモータ消費電力の関係を示す特性図である。同図の（ａ）〜（ｄ）は回転数24,000、30,000、36,000、42,000rpmでの測定結果である。各図からわかるように、間隙ｇを小さくすると空気摩擦による損失が大きくなり、消費電力が増加する。逆に、間隙ｇを大きくすると、ロータ磁石１４の磁力の利用効率が低下し、消費電力が増加する。この間隙ｇは１〜３ｍｍの範囲の消費電力が小さく好適で、どの回転数でも、２ｍｍ近傍が消費電力最小で最適となっている。整流ヨーク２２は、ロータ磁石１４の磁力を有効に活用すると同時に、回転体周辺の気流を整流し、乱流を防止する。整流ヨーク２２は強磁性体からなり、炭素鋼やフェライト等の鋼板を積層したものが好適で、ケイ素鋼板等の電磁鋼板を積層したものが更に好適である。鋼板の積層はカシメにより金型内で自動積層することができる。整流ヨーク２２に強磁性体以外の材料を使用すると、十分な消費電力低減効果が得られない。強磁性体以外の材料として、例えば整流ヨーク２２をアルミニウム合金製とすると磁気的な効果が得られないだけでなく、ロータ磁石１４の交番磁界によりアルミニウム合金製の整流ヨーク２２に流れる渦電流が大きくなり、損失が増加、消費電力が大きくなってしまう。整流ヨーク２２は、強磁性体で、かつ固有抵抗値が大きい材料が好適である。また、光偏向器の回転体は、図１に示すように、モータ部の直径よりもミラー１８の最大外接円直径が大きくなる場合が多い。なお、回転中心軸に対する角度精度が高く高精度なミラーを形成するために回転体一体でミラー面を加工する場合は、ミラー面加工時にモータ部が一緒に削られることがないように、モータ部の直径よりもミラー１８の最大外接円直径が大きい構成となる。また、上記回転体の構成で、カバーケースにヨークを固定すると、組立時にミラー部と整流ヨーク２２が干渉するため、自然とロータ磁石とヨークの間隙が大きくなり、ロータ磁石１４の磁力の利用効率を上げることができない。よって、本実施の形態例では、ハウジング１側に整流ヨーク２２を固定することで、組立時に整流ヨーク２２と回転体が干渉しないようにしている。
【００３０】
このように、本実施の形態例においては、ロータ磁石１４の外側の最適な位置に、整流ヨーク２２を配置することで、ロータ磁石１４の磁力の利用効率を上げると同時に、回転体周辺の気流を整流して乱流を低減し、モータの消費電力及び発熱を低減すると同時に、回転むらを小さくすることができる。
【００３１】
また、鋼板を積層して整流ヨーク２２を構成することで、ロータ磁石１４の回転による交番磁界に伴って整流ヨーク２２に流れる渦電流を低減し、モータの消費電力及び発熱を低減することができる。鋼板を電磁鋼板とすることで、ロータ磁石１４の回転による交番磁界に伴って整流ヨーク２２に流れる渦電流を低減し、モータの消費電力及び発熱を低減することができる。ロータ磁石１４の保持部材であるフランジ１７の外周面と整流ヨーク２２の内周面の間隙ｇを１〜３ｍｍとすることで、間隙部の空気摩擦を増大させずに、ロータ磁石１４の磁力の利用効率を上げ、モータの消費電力及び発熱を低減することができる。
【００３２】
更に、アルミニウム合金製の保持部材であるフランジ１７でロータ磁石１４を保持することで、高速回転による遠心力によって、ロータ磁石１４が破壊することを防止する。また、ロータ磁石１４に用いるプラスチックマグネットに、線膨張係数がアルミニウム合金と略同じものを使用することで、温度変化による不釣り合い振動の変化を低減することができる。ロータ磁石材料としては、希土類磁石のサマリウム・コバルト系あるいはネオジウム系のプラスチックマグネットが使用される。また、ロータ磁石１４の外周部を保持部材の内周部に圧入することで、回転駆動による温度上昇により回転体の振動が変化することを防止することができる。
【００３３】
従って、本実施の形態例のブラシレスモータを用いることで、モータの消費電力及び発熱を低減し、回転むら、振動が小さい光偏向器を提供することができる。また、ミラー１８に形成された反射面１８ｃ，１８ｄは軸方向に複数段形成されているので、複数の光源からの光走査を可能としている。
【００３４】
図５は本発明の第２の実施の形態に係る光偏向器の回転体を示す断面図である。なお、第１の実施の形態例とは回転体の構成のみ異なるため、回転体の構成についてのみ説明するものとする。
【００３５】
スリーブ３０の外周には中央貫通穴が形成されたアルミニウム合金製の外周部材３１が固定されている。外周部材３１は回転多面鏡３１ａとロータ磁石１４の外周部を保持するフランジ部３１ｂが同材質により一体で形成されている。磁気軸受の回転部１９が固定された支持板３２が、外周部材３１の中央貫通穴の一端を閉止するように圧入され、固定されている。高速で回転させるために、回転体３３の上下２ヶ所の修正面３１ｃ，１４ａでバランス修正が行われている。回転体の重心３３ａが動圧軸受の中間近傍に配置されているため、高精度な回転体のバランス修正が可能で、不釣り合い振動を非常に小さいレベルにすることができる。回転多面鏡３１ａとロータ磁石１４の外周部を保持するフランジ部３１ｂを同材質により一体で形成することで、温度変化による回転中心軸に対する回転体構成部材の位置ずれを低減し、不釣り合い振動変化を小さくすることができる。本実施の形態例における回転体は、モータの発熱低減による回転体の温度低減との相乗効果で、不釣り合い振動変化を極めて小さくすることができる。
【００３６】
図６は別の発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の要部の構成を示す斜視図である。同図に示す本発明の光走査装置は、シングルビーム方式の装置である。本実施の形態による光走査装置は、光源１０１、カップリングレンズ１０２、アパーチャ１０３、シリンドリカルレンズ１０４、ポリゴンミラー１０５、レンズ１０６，１０７、ミラー１０８、感光体１０９、ミラー１１０、レンズ１１１及び受光素子１１２を有している。光源１０１は、光走査のための光を発する半導体レーザ素子である。カップリングレンズ１０２は、光源１０１が発した光を光学系に適応させるためのレンズである。アパーチャ１０３は、光走査のためのビーム光を所定の形状にする。シリンドリカルレンズ１０４は入射されたビーム光を副走査方向に集光する。ポリゴンミラー１０５は上述した本発明の光偏向器であり、入射した光を偏向反射面において反射する。レンズ１０６，１０７は、ビーム光を感光体１０９上に結像させるためのレンズである。ミラー１０８は、ビーム光の光路を折り曲げ、感光体１０９に導く。感光体１０９は、照射されたビーム光に応じて静電潜像を形成する。ミラー１１０及びレンズ１１１は、ビーム光を受光素子１１２に集光する。受光素子１１２は、フォトダイオードなどの光検出素子である。半導体レーザ素子である光源１０１が放射するビームは発散性の光束であり、カップリングレンズ１０２によって以後の光学系にカップリングされる。カップリングされたビームの形態は、以後の光学系の光学特性に応じたものであり、弱い発散性の光束や弱い集束性の光束であっても良いし、平行光束でも良い。カップリングレンズ１０２を通過したビームは、アパーチャ１０３の開口部２を通過する際、光束周辺部の光強度の小さい部分が遮断されてビーム整形され、線形結像光学系であるシリンドリカルレンズ１０４に入射する。シリンドリカルレンズ１０４は、略かまぼこ型を呈しており、パワーのない方向（光を屈折させない方向）を主走査方向に向け、副走査方向には正のパワー、即ち光を集束させるパワーを持ち、入射してくるビームを副走査方向に集束させ、本発明の光偏向器であるポリゴンミラー１０５の偏向反射面近傍に集光する。
【００３７】
ポリゴンミラー１０５の偏向反射面によって反射されたビームは、ポリゴンミラー１０５の等速回転に伴い、等角速度的に偏向しつつ、走査光学系をなす２枚のレンズ１０６，１０７を透過し、ミラー１０８によって光路を折り曲げられ、被走査面の実体をなす光導電性の感光体１０９上に光スポットとして集光し、被走査面を走査する。なお、ビームは走査に先立ってミラー１１０に入射し、レンズ１１１によって受光素子１１２に集光される。感光体１０９に対する書き込みのタイミングは、受光素子１１２の出力に基づいて、図示していない制御手段が決定する。
【００３８】
このように、本発明による光偏向器は、シングルビーム方式の光走査装置に適用可能である。本発明による光偏向器を適用したシングルビーム方式の光走査装置は、光偏向器であるポリゴンミラー１０５の消費電力及び発熱が低減され、光偏向器の発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、走査ビーム形状が一定で安定した光走査を行うことができる。
【００３９】
次に、図７は別の発明の第２の実施の形態に係る光走査装置の要部の構成を示す斜視図である。この光走査装置は、マルチビーム方式の装置である。なお、図６と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。光源１０１Ａは、半導体レーザレイであって、４つの発光源ｃｈ１〜ｃｈ４を等間隔で一列に配置したものである。本実施の形態では、発光源ｃｈ１〜ｃｈ４を副走査方向に配置しているが、半導体レーザレイ１０１Ａを傾け、発光源の配列方向が主走査方向に対して傾くようにしても良い。４つの発光源ｃｈ１〜ｃｈ４から発せられた４本のビームは、図６に示すように、楕円形のファーフィールドパタンの長軸方向が主走査方向に向いた発散性の光束であるが、４本のビーム共通のカップリングレンズ１０２によって、以後の光学系にカップリングされる。カップリングされた各ビームの形態は、以後の光学系の光学特性に応じたものであり、弱い発散性の光束や弱い収束性の光束であっても良いし、平行光束でも良い。カップリングレンズを透過した４本のビームは、アパーチャ３によってビーム整形され、共通の線結像光学系であるシリンドリカルレンズ１０４の作用によって、それぞれ副走査方向に収束される。副走査方向に収束した４本のビームは、本発明の光偏向器であるポリゴンミラー１０５の偏向反射面近傍に、それぞれが主走査方向に長い線像として、互いに副走査方向に分離して結像する。ポリゴンミラー１０５の偏向反射面によって等角速度的偏向された４本のビームは、走査光学系をなす２枚のレンズ１０６，１０７を透過し、ミラー１０８によって光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた４本のビームは、被走査面の実体をなす感光体１０９上に、副走査方向に分離した４つの光スポットとして集光し、被走査面の４本の走査線を同時に走査する。ビームの一つは、光走査に先立って、ミラー１１０に入射し、レンズ１１１によって受光素子１１２に集光される。４本のビームによる感光体１０９に対する書き込みのタイミングは、受光素子１１２の出力に基づいて図示していない制御手段が決定する。なお、本実施の形態における走査光学系は、光偏向器のポリゴンミラー１０５によって同時に偏向される４本のビームを、感光体１０９の被走査面上に４つの光スポットとして集光させる光学系であって、２枚のレンズ１０６，１０７により構成される。
【００４０】
このように、本発明による光偏向器は、マルチビーム方式の光走査装置に適用可能である。本発明による光偏向器を適用したマルチビーム方式の光走査装置は、光偏向器であるポリゴンミラーの消費電力及び発熱が低減され、光偏向器の発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、走査ビーム形状が一定で安定した光走査を行うことができる。
【００４１】
図８は別の発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。なお、同図に示す画像形成装置はタンデム型フルカラーレーザプリンタである。同図に示す画像形成装置内の下部側には、水平方向に配設されて給紙カセット２０１から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト２０２が設けられている。搬送ベルト２０２上には、イエロー（Ｙ）用の感光体２０３Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の感光体２０３Ｍ、シアン（Ｃ）用の感光体２０３Ｃ及びブラック（Ｋ）用の感光体２０３Ｋが上流側から順に等間隔で配設されている。なお、符号に添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付して各色を区別するものとする。これらの感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋは、全て同一径に形成されたもので、その周囲には電子写真プロセスに従いプロセス部材が順に配設されている。感光体２０３Ｙを例に採れば、帯電チャージャ２０４Ｙ、光走査装置２０５Ｙ、現像装置２０６Ｙ、転写チャージャ２０７Ｙ、クリーニング装置２０８Ｙ等が順に配設されている。これらは、他の感光体２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋに関しても同様に順に配設されている。すなわち、本実施の形態においては、感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋを各色ごとに設定された被照射面とするものであり、各々に対して光走査装置２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋが１対１の対応関係で設けられている。また、搬送ベルト２０２の周囲には、感光体２０５Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ２０９とベルト帯電チャージャ２１０とが設けられ、感光体２０５Ｋよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ２１１、除電チャージャ２１２、クリーニング装置２１３等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ２１１よりも搬送方向下流側には定着装置２１４が設けられ、排紙ローラ２１６を介して排紙トレイ２１５と結ばれている。本実施の形態の画像形成装置において、例えばフルカラーモード（複数色モード）時であれば、各感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及び２０３Ｋに対して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の各色の画像信号に基づき、各々の光走査装置２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ及び２０５Ｋによる光ビームの光走査によって静電潜像を形成する。これらの静電潜像は、各々の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト２０２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることで重ね合わされる。各色のトナー像が重ね合わされた転写紙は、定着装置２１４によってフルカラー画像として転写紙に定着され、画像が定着した転写紙は排紙ローラ２１６によって排紙トレイ２１５に排出される。また、黒色モード（単色モード）時であれば、感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ及びこれらのプロセス部材は、非作動状態とされ、感光体２０３Ｋに対してのみ、黒色用の画像信号に基づいて光走査装置２０５Ｋによる光ビームの光走査によって静電潜像を形成する。
【００４２】
この静電潜像は、黒色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト２０２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に転写される。転写紙上に転写されたトナー像は、定着装置２１４によってモノクロ画像として転写紙に定着され、画像が定着した転写紙は、排紙ローラ２１６によって排紙トレイ２１５に排出される。
【００４３】
このように、本発明による光偏向装置は、タンデム型フルカラーレーザプリンタに適用可能である。本発明による光偏向器を適用したタンデム型フルカラーレーザプリンタは、軸方向に２段のミラーが形成された１つの光偏向器３００が４つの光走査装置２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ及び２０５Ｋにおいて共用されるため、光偏向器３００の発熱によるレンズ等光学部品の温度変化が小さく、走査ビーム形状が一定となり、安定した光走査を行うことができる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスモータを搭載した光偏向器の構成を示す断面図である。
【図２】図１の回転体の構成を示す断面図である。
【図３】図１の光偏向器の構成を示す分解斜視図である。
【図４】図１の間隙ｇとモータ消費電力の関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る光偏向器の回転体を示す断面図である。
【図６】別の発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の要部の構成を示す斜視図である。
【図７】別の発明の第２の実施の形態に係る光走査装置の要部の構成を示す斜視図である。
【図８】別の発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１４；ロータ磁石、１７；フランジ、
１８；ミラー、２２；整流ヨーク、３０；スリーブ、
３３；回転体。
【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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