(57)【要約】【課題】  ヘリウムガスのような気体を封入したポリゴンスキャナモータにおいては、運転時間の経過にともなってヘリウムガスが少しずつ外部へと漏洩し、内部の気体の圧力が低下する。これにともなう気体軸受の動圧低下により、ポリゴンスキャナモータの回転が不安定になり、レーザビームプリンタ等の応用においては印刷画像の乱れなどを発生し、最悪の場合、印刷が不可能になるという問題がある。【解決手段】  定常状態で動作している時の入力電流をモニタする機構を備えたポリゴンミラー駆動用のポリゴンスキャナモータにおいて、前記入力電流が、予め定められた規定範囲内に収まっているかを判断する手段を有することを特徴とする。前記入力電流が予め定められた規定範囲内から外れている場合、アラームを発信する手段を備えてもよい。【選択図】図１
2005250245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定常状態で動作している時の入力電流をモニタする機構を備えたポリゴンミラー駆動用のポリゴンスキャナモータにおいて、前記入力電流が、予め定められた規定範囲内に収まっているかを判断する手段を有することを特徴とするポリゴンスキャナモータ。
【請求項２】
前記入力電流が予め定められた規定範囲内から外れている場合、アラームを発信する手段を備えたことを特徴とする、請求項１記載のポリゴンスキャナモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームプリンタやデジタルコピアなどにおいて、光ビームを感光体上に偏向走査し、潜像の形成を行うポリゴンスキャナモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタに代表される光で画像形成を行う画像形成装置は、高速化と高精細化が日進月歩で進行している。これに伴い、感光体上に潜像の形成を行うため画像情報が重畳された光ビームを偏向走査するポリゴンミラーの回転数も上昇を求められる。
【０００３】
ポリゴンミラー回転数の上昇に伴って、前記ポリゴンミラーの風損が増大し、消費電力の増大、駆動用電源やトランジスタの大容量化という問題が発生していた。この問題を解決するために、ポリゴンミラーを含むロータの回転に伴い、前記ポリゴンミラー周囲の空気を減圧させる方法が知られている。本方法を図３で説明する。
【０００４】
図３において、ロータ部材２の外周部に回転多面鏡１が形成され、前記ロータ部材２は筐体３ａに取り付けられた軸４に回転自在に嵌合している。また、前記ロータ部材２は前記筐体３ａと筐体３ｂによって構成される筐体部材３によって覆われている。
【０００５】
前記軸４には図示しない溝部が形成され、前記ロータ部材２が回転することにより前記溝部を経て、数〜数十μｍの軸受ギャップ５へ空気を導入して動圧を発生させ、前記ロータ部材２を非接触で回転自在に支持する動圧空気軸受を形成している。
【０００６】
前記ロータ部材２はモータ磁石６を備えている。さらに前記モータ磁石６に対向してステータコア７とコイル８を保持するスリーブ９とモータ基板１０が筐体３ａに取り付けられ、前記コイル８を励磁することにより前記ロータ部材２を回転させる。
【０００７】
また、前記軸４の上部にはリング状磁石１１ａが取りつけられている。前記リング状磁石１１ａに対向して、前記ロータ２上部にもリング状磁石１１ｂが設けられている。これらのリング状磁石１１ａと１１ｂの間には磁気吸引力が発生し、前記ロータ部材２は前記磁気吸引力と自重とでつりあった位置に保持されている。
【０００８】
光ビームは前記筐体３ｂに設けられたガラス窓１２を介して出入射され、前記回転多面鏡１により走査される。
【０００９】
また、前記軸４の内部には軸受面と外部との間に貫通孔１６が設けられている。このため、前記ロータ部材２の回転上昇に伴い、前記筐体部材３の内部、すなわち前記ロータ部材２の周囲から外部へ空気を排出する。このため前記筐体部材３の内部、すなわち前記ロータ部材２の周囲を減圧し、前記ロータ部材２の回転に併なう風損を低減する効果を有する。尚、前記ロータ部材２が減速する際は、外部より前記貫通孔１６を通じて内部へ外気が流入し、前記筐体部材３の内部、すなわち前記ロータ部材２の周囲の圧力は増加する。このため、前記貫通孔１６の外側端部付近にはフィルタ部材１７が具備され、外部から前記筐体部材３の内部へ塵埃等の流入を防止している。
【００１０】
この方法によれば、ロータの回転とともに、前記ポリゴンミラーの周囲の圧力が低下することにより、前記ポリゴンミラーの風損を低減する効果が認められる。しかしながら、前記ポリゴンミラーの周囲の圧力が低下することに伴い、動圧空気軸受の剛性が低下し、ロータの挙動が不安定になったり、また前記ポリゴンミラーの周囲の圧力が低下するには数十秒〜数百秒程度の時間を要し、起動後すぐに高速回転させる場合、加速時には、減圧機構を有しない通常のポリゴンスキャナモータと同等の電力を必要とし、駆動用電源やトランジスタにおいても通常のポリゴンスキャナモータと同等のものを必要としてしまう(例えば、特許文献１参照。)。
【００１１】
このため、ポリゴンミラー周囲の圧力が一定の値以下になるのを待って、実際に使用する回転数まで加速させる制御方法が知られている。本方法を図４により説明する。
【００１２】
図４において、ポリゴンスキャナモータを実際に使用する回転数まで加速させる前に、停止状態から、ポリゴンミラー周囲の圧力が常圧より低いＰ１となる回転数Ｎ１まで一旦加速し、レーザビームプリンタ等の該ポリゴンスキャナモータ搭載装置が待機状態にある場合、この回転数を保持する。
【００１３】
そして、前記レーザビームプリンタ等の該ポリゴンスキャナモータ搭載装置が、印刷ジョブ指令を受信したのち、該ポリゴンスキャナモータを実際に使用する回転数まで加速させる。このため、加速時の消費電力は減圧機構を有しない通常のポリゴンスキャナモータに比べ低く抑えることができる。また、駆動用電源やトランジスタにおいても、減圧機構を有しない通常のポリゴンスキャナモータに比べ小容量のもので構わない。
【００１４】
尚、一般的に前記レーザビームプリンタ等の該ポリゴンスキャナモータ搭載装置に一定期間、印刷ジョブ指令を受信しない場合、省電力や低騒音を目的として、該ポリゴンスキャナモータの回転を停止させる、スリープモードを設けることがある。この場合、本制御方法では再び印刷ジョブ指令を受信した直後に、該ポリゴンスキャナモータを実際に使用する回転数で駆動することができないため、レーザビームプリンタ等の応用において、前記スリープモードからの印刷開始に時間を要する(例えば、特許文献２参照。)。
【００１５】
一方，気体密度の小さい、例えばヘリウムガスのような気体をポリゴンミラーの周囲に封入し、前記ポリゴンミラーの風損を低減する方法が知られている。ヘリウムガスは空気と同等の粘性係数を有しており、空気用に設計された気体軸受を適用することが可能である。しかしながら、ヘリウムガスの分子は空気等に比べ小さいため、該ポリゴンスキャナモータの内部から外部への漏洩が発生しやすい。このため該ポリゴンスキャナモータの筺体にはヘリウムガスの漏洩に対応すべく、筐体の材質には金属のムク材を使用する、筐体を構成する部材の合わせ目にはシール材を配する、電気信号の入出力には気密型コネクタを使用する等の設計上の配慮が必要である(例えば、特許文献３参照。)。
【００１６】
【特許文献１】特開平５−０２７１９４号公報
【００１７】
【特許文献２】特開２００２−００６２５１号公報
【特許文献３】特開平８−２２０４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、運転時間の経過とともに入力電流が減少するという現象が発生する。
これはポリゴンスキャナの筺体内部からヘリウムガスが少しずつ外部へと漏洩し、前記筺体内部の圧力が低下するためである。特に光ビームを入出射するため前記筐体の一部に設けられた窓のガラス面をヘリウムガスの分子が透過し、漏洩することが多い。
【００１９】
ヘリウムガスの外部への漏洩が進行すると、前記筺体内部の圧力が低下し、気体軸受の動圧が低下して該ポリゴンスキャナモータの回転が不安定になり、レーザビームプリンタ等の応用においては印刷画像の乱れなどを発生させる。最悪の場合、ポリゴンスキャナモータの軸受にかじりが生じ、運転時間の経過とともに入力電流が減少するという現象が発生する。これはポリゴンスキャナの筺体内部からヘリウムガスが少しずつ外部へと漏洩し、前記筺体内部の圧力が低下しているためである。特に光ビームを入出射するため前記筐体の一部に設けられた窓のガラス面をヘリウムガスの分子が透過し、漏洩することが多い。
【００２０】
ヘリウムガスの外部への漏洩が進行すると、前記筐体内部の気体の圧力に伴って、気体軸受の動圧が低下し、ポリゴンスキャナモータの回転が不安定になり、レーザビームプリンタ等の応用においては印刷画像の乱れなどを発生させる。最悪の場合、ポリゴンスキャナモータが回転不能となる。この場合、レーザビームプリンタ等の応用においては印刷が不可能になるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題は、入力電流が予め定められた規定範囲内に収まっているかを判断する手段を備えることによって解決される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ポリゴンスキャナモータの筺体内部において、前記筐体内部の気体の圧力低下に伴って気体軸受の動圧が低下し、ポリゴンスキャナモータの回転が不安定に陥る事態を回避することができ、レーザビームプリンタ等の応用においては印刷画像の乱れや、印刷が不可能になるという事態を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図１と図２を用いて説明する。
【００２４】
本実施例では、ポリゴンスキャナモータは次のような構成を有する。
【００２５】
ロータ部材２の外周部に回転多面鏡１が形成され、前記ロータ部材２は筐体３ａに取り付けられた軸４に回転自在に嵌合している。また、前記ロータ部材２は前記筐体３ａと筐体３ｂによって構成される筐体部材３によって覆われており、前記筐体部材３の内部、すなわち前記ロータ部材２の周囲はヘリウムガスが満たされている。
前記軸４には図示しない溝部が形成され、前記ロータ部材２が回転することにより前記溝部を経て、数〜数十μｍの軸受ギャップ５へヘリウムガスを導入して動圧を発生させ、前記ロータ部材２を非接触で回転自在に支持する動圧気体軸受を形成している。
【００２６】
前記ロータ部材２はモータ磁石６を備えている。さらに前記モータ磁石６に対向してステータコア７とコイル８を保持するスリーブ９と、モータ基板１０が筐体３ａに取り付けられ、前記コイル８を励磁することにより前記ロータ部材２を回転させる。
【００２７】
また、前記軸４の上部にはリング状磁石１１ａが取り付けられている。前記リング状磁石１１ａに対向して、前記ロータ２上部にもリング状磁石１１ｂが設けられている。これらのリング状磁石１１ａと１１ｂの間には磁気吸引力が発生し、前記ロータ部材２は前記磁気吸引力と自重とでつりあった位置に保持されている。
【００２８】
光ビームは前記筐体３ｂに設けられたガラス窓１２を介して出入射され、前記回転多面鏡１により走査される。
【００２９】
尚、本実施例では、前記筐体部材３の内部をヘリウムガスで満たしているため、前記筐体３ａと３ｂの嵌合部３ｃに設けられたパッキン部材１３ａにより外部と気密を保持している。また、前記ガラス窓１２と前記筐体３ｂの間にもパッキン部材１３ｂが配され、押当て部材１４と共に、前記ガラス窓１２を前記筐体３ｂに押当てることにより、前記パッキン部材１３ｂをつぶし、外部と気密を保持している。
【００３０】
さらに、前記筐体３ａには端子周囲をガラス等で封止した気密型コネクタ１５が取り付けられ、前記モータ基板１０に接続されているが、前記気密型コネクタ１５と、前記筐体３ａの接触部にもパッキン部材１３ｃが配され、外部と気密を保持している。前記パッキン部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃにはフッ素ゴムやブチルゴム等でつくられたＯリングが用いられている。
【００３１】
前記気密型コネクタ１５にはモータドライバが接続されている。前記モータドライバは、図示しないモータ電流検出抵抗を具備し、前記モータ電流検出抵抗の端子間電圧をＡ-Ｄ変換し、入力電流アナライザに入力電流値を出力している。
【００３２】
また、図示しないが、前記モータドライバは、前記モータ基板１０に搭載されたホール素子の出力信号をカウントし、前記モータ磁石６を含む前記ロータ部材２の回転数が規定範囲内で有る場合、前記入力電流アナライザにロック信号を出力する機構を有している。
【００３３】
尚、前記入力電流アナライザは、独立したユニットである必要はなく、該ポリゴンスキャナモータの搭載装置の一部、例えばレーザビームプリンタの光学制御部などに組みこまれて動作していてもよい。
【００３４】
前記入力電流アナライザは図２に示すフローチャートにより動作し、ポリゴンスキャナモータの入力電流が、予め定められた規定範囲内に収まっているかを判断する。
【００３５】
これにより、モニタしているポリゴンスキャナモータの入力電流が予め定められた規定範囲を外れると、ランプの点灯、あるいはブザーの吹鳴により、レーザビームプリンタ等のポリゴンスキャナモータ搭載機器のユーザにポリゴンスキャナモータの異常を通知可能となる。
【００３６】
よって、該ポリゴンスキャナモータ搭載機器のユーザは、ポリゴンスキャナモータの保守管理者等に連絡をとり、前記保守管理者等により、該ポリゴンスキャナモータの交換を実施することができる。
【００３７】
このため、ポリゴンスキャナモータの筺体部材３内部において、前記筐体部材３内部の気体の圧力低下に伴って、気体軸受の動圧が低下し、ポリゴンスキャナモータの回転が不安定に陥る事態を回避することができる。さらに、レーザビームプリンタ等の応用においては印刷画像の乱れや、印刷が不可能になるという事態を回避することができる。
【００３８】
上記実施例では、軸受ギャップにヘリウムガスを導入しているが、ヘリウムガスに代えて空気を導入しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、ポリゴンスキャナモータにより光ビームを感光体上に偏向走査し、潜像の形成を行う、レーザビームプリンタやデジタルコピアなどに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例を示した説明図である。
【図２】本発明の実施例におけるフローチャートである。
【図３】従来例を示した説明図である。
【図４】従来例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    回転多面鏡
２    ロータ部材
３ａ  筐体部材
３ｂ  筐体部材
４    軸
５    軸受ギャップ
６    モータ磁石
７    ステータコア
８    コイル
９    スリーブ
１０    モータ基板
１１ａ  リング状磁石
１１ｂ  リング状磁石
１２    窓ガラス
１３ａ  パッキン部材
１３ｂ  パッキン部材
１３ｃ  パッキン部材
１４    押当て部材
１５    気密型コネクタ
１６    貫通孔
１７    フィルタ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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