JP2000241744A - 光偏向器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡の回転数変化により発生する騒音
が低減された光偏向器をを得る。 【解決手段】 空気軸受光偏向器１４は、回路基板２２
上に配置された駆動コイル２４の上面に、素子固定板７
６に支持された圧電素子７０が設けられている。また、
回転多面鏡４２で偏向走査される露光ビームの周波数を
検出する光センサー５８には、回転多面鏡４２の回転数
を計測する計測部８２が接続されており、圧電素子７０
は、この計測部８２により制御される圧電素子部電源８
０からの駆動電圧により作動する。これにより、回転多
面鏡４２の所定の回転数が計測部８２で計測されると、
圧電素子部電源８０からの駆動電圧により圧電素子７０
が作動し、駆動コイル２４を押圧して振動を押さえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリン
タ、デジタル複写機、ファクシミリなどの画像形成装置
に装備される光偏向器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザープリンタ、デジタル複写
機、ファクシミリなどの画像形成装置に用いられる光偏
向器では、露光ビームの偏向走査が、光偏向器に設けら
れた回転多面鏡の回転動作により行われている。このた
め、回転多面鏡を回転させる駆動モータや回転時の回転
多面鏡による騒音、振動等の問題が生じている。

【０００３】このような光偏向器が配設された光走査装
置の一例を図９に示す。

【０００４】光走査装置１００の光学箱本体１０２内に
は、空気軸受光偏向器１０４が設置されており、この空
気軸受光偏向器１０４は以下のように構成されている。

【０００５】ハウジング１０６には主軸１０８が立設さ
れており、この主軸１０８には、回転駆動用永久磁石１
１０、回転数検出用永久磁石１１２、台座１１４、回転
多面鏡１１６、回転側永久磁石１１８、スリーブ１２０
等からなる回転体が、主軸１０８とスリーブ１２０との
間に形成された僅かな隙間（軸受間隔）によって、回転
自在に挿通されている。さらにスリーブ１２０の外周に
は、回転多面鏡１１６が嵌挿され、スリーブ１２０に固
着された台座１１４の上面に、バネ１２２によって固定
されている。

【０００６】さらにハウジング１０６の上面には、回路
基板１２４が配置されている。この回路基板１２４に
は、回転数検出用永久磁石１１２と対向する上面部分に
回転検出用サーチコイル（図示省略）が形成されてお
り、回転駆動用永久磁石１１０と対向する部分には、駆
動コイル１２６と磁極検出素子１２８がそれぞれ複数個
配置されている。

【０００７】また、このような空気軸受光偏向器１０４
の左方には、露光ビームの偏向走査路となる光路Ｂ上
に、露光ビームを図示しない感光体ドラムに結像するた
めの走査レンズ１３４や、露光ビームの走査周波数を検
出するための光センサー１３６等が配置されている。

【０００８】これにより、空気軸受光偏向器１０４は、
磁極検出素子１２８によって検出された回転駆動用永久
磁石１１０の磁極から所定のタイミングロジックで駆動
コイル１２６に通電され、回転駆動用永久磁石１１０と
の電磁誘導により発生する回転トルクによって回転多面
鏡１１６が回転し、かつ、回転検出用永久磁石１１２に
よって回路基板１２４上の回転数検出用サーチコイル
（図示省略）に誘起された電圧の周波数変動成分を検出
信号として、所定の回転数に制御される。

【０００９】ここで、レーザーダイオード等の光源（図
示省略）から空気軸受光偏向器１０４へ照射される露光
ビームは、回転する回転多面鏡１１６によって光走査装
置１００内の光路Ｂへ偏向走査されるわけである。

【００１０】ところで、画像形成時に高速で行われるこ
とになる偏向走査では、高速回転する回転多面鏡１１６
によって風きり音や振動音が発生し、また駆動コイル１
２６の通電切り替えによって電磁音や振動音等も生じ
る。

【００１１】このため、それらの騒音レベルを低減さ
せ、合わせて省電力化にも対応させる目的で、画像形成
が行われないプリント終了後等の待機中には、回転多面
鏡の回転速度を略半分に落としておく方式が一般的に採
用されている。以下、このプリント終了後等の待機中を
「待機モード」と、また、回転多面鏡の回転速度が略半
分に落とされた状態を「半速回転」と称する。

【００１２】一方、駆動コイルに起因する電磁音等を低
減させる他の方法としては、防振性や防音性を有する充
填材をコアレスコイルに充填する、あるいは制御基板と
コアレスコイルとの間に充填し固定一体化するなどし
て、高速回転時の通電切り替えで起こる電磁音等を小さ
くする方法（特開平９−２０１０２３参照）や、同様に
防振性を有する円板状の防振ゴムをスロット型ブラシレ
スモータの固定子に嵌合配置する方法（特開平６−２０
５５６１参照）が提案されている。

【００１３】また風きり音に対しては、回転多面鏡の上
方に設けたヘルムホルツ共鳴器により、高速回転時の騒
音、ならびに、回転数変化時の騒音周波数が変化する場
合にも対応させて、騒音レベルを低減させる方法（特開
平９−３１１２８６参照）が提案されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら近年の画
像形成装置においては、高画質、高解像度、ならびに更
なる高速処理が要求されることで、回転多面鏡の回転速
度も高速化される傾向にある。また同時にオフィスで促
進される低騒音化の規定に対応させる必要もあるため、
待機モード時の半速回転は頻繁に行われることになる。

【００１５】ただしこの場合でも、画像形成及び印刷処
理の生産性を向上さるために、半速回転から高速定常回
転へと回転多面鏡の回転数を上昇させる時は、回転数の
立上がり時間をより短く設定して最初のプリントが早く
行われるようにしている。また、このような回転数の早
期立ち上げは装置の起動時にも同様に適用している。し
たがってそれら回転数上昇時及び装置の起動時は、回転
多面鏡を回転駆動するための起動電流が高く設定されて
おり、駆動コイルで発生する電磁音等が大きくなる傾向
にある。

【００１６】さらにまた、回転多面鏡の回転数が上昇し
ている間には、駆動コイルの通電切り替え及び回転多面
鏡の回転による振動や騒音の周波数が変化し、種々の部
品に共振が発生する。このため、上記の（起動電流が高
くされることにより大きくなる）電磁音や振動音に共振
音が加わり、光偏向器の騒音がさらに大きくなる。反対
に回転多面鏡の回転数が下降している間にも、すなわ
ち、高速定常回転から半速回転へあるいは装置の停止時
における、駆動コイルに流される電流が停止する場合で
あっても、電磁音以外の振動音や共振音等が同様に発生
する。したがって、このような回転数の上下変化時に発
生する騒音が問題とされていた。

【００１７】これに対し、前述の提案による充填材ある
いは防振ゴム等の防振部材を用いる方法では、高速定常
回転時には有効であるが、このような回転数変化時に発
生する騒音までは充分に対応できていない。またヘルム
ホルツ共鳴器を用いる方法では、風きり音に対しては有
効であるが、駆動コイルの電磁音や回転多面鏡の振動音
までは低減できない。このため、回転数変化時における
装置全体の静音化が依然として充分でなく、改善が強く
望まれていた。

【００１８】一方市場においては、これら騒音がいわゆ
る「耳触り音」として官能評価されて大きくなり、光走
査装置を交換するなどの問題も発生している。

【００１９】本発明は上記事実を考慮して、回転多面鏡
の回転数変化により発生する騒音が低減された光偏向器
を提供することを課題とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、画像形成信号に対応した露光ビームを偏向する回転
多面鏡と、前記回転多面鏡を回転可能に支持する基台
と、前記回転多面鏡に連結された駆動マグネットと、前
記基台側に前記駆動マグネットと対向して設けられ、駆
動マグネットに回転駆動力を与える複数の駆動コイル
と、前記回転多面鏡の回転数を検出する回転数検出手段
と、を備えた光偏向器において、前記基台側の振動を押
さえる振動抑制手段と、前記回転数検出手段により検出
された回転多面鏡の回転数が所定の回転数のときに前記
振動抑制手段を作動させる第１の制御手段と、を設けた
ことを特徴としている。

【００２１】請求項１に記載の光偏向器における作用を
説明する。

【００２２】請求項１に記載の光偏向器では、基台側の
振動を押さえるための振動抑制手段が設けられており、
この振動抑制手段は、回転数検出手段により検出された
回転多面鏡の回転数が所定の回転数のときに、第１の制
御手段によって作動する構成である。

【００２３】これにより、振動抑制手段は、回転数検出
手段により検出された回転多面鏡の所定の回転数で第１
の制御手段によって適宜作動し、回転多面鏡の回転数変
化時に基台側に発生する振動を押さえることが可能とな
る。

【００２４】ここで、回転数検出手段が検出する所定の
回転数を、例えば、装置の起動時や停止時、あるいは高
速定常回転と半速回転との間のモード移行時等における
駆動コイルの電磁音や回転多面鏡による振動音及び共振
音等が大きくなる範囲の回転数に設定することにより、
それら騒音が大きくなる範囲で振動抑制手段が作動する
ことになる。したがって、そのときに発生する光偏向器
の騒音が低減される。

【００２５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光偏向器において、前記複数の駆動コイルに所定のタ
イミングで電流を流す第２の制御手段を備え、前記振動
抑制手段は前記複数の駆動コイルの各々に対応して設け
られ、前記第１の制御手段は、前記第２の制御手段によ
り駆動する駆動コイルの各々の振動抑制手段を作動させ
ることを特徴としている。

【００２６】請求項２に記載の光偏向器における作用を
説明する。

【００２７】請求項２に記載の光偏向器では、第２の制
御手段によって所定のタイミングで電流が個別に流され
て各々駆動する各駆動コイルに合わせ、複数の駆動コイ
ルの各々に対応して設けられた振動抑制手段が第１の制
御手段によって作動する。

【００２８】このように、各駆動コイルに対応させて振
動抑制手段を設け、各駆動コイルの駆動に合わせて振動
抑制手段が作動するので、各駆動コイルの振動抑制手段
の作動タイミングや抑制力等を各々調整することがで
き、よって各駆動コイルの駆動状態に合わせたより細か
な振動抑制が可能となる。

【００２９】請求項３に記載の発明は、画像形成信号に
対応した露光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転
多面鏡を回転可能に支持する基台と、前記回転多面鏡に
連結された駆動マグネットと、前記基台側に前記駆動マ
グネットと対向して設けられ、駆動マグネットに回転駆
動力を与える複数の駆動コイルと、を備えた光偏向器に
おいて、前記基台側の振動を検出する振動検出手段と、
前記基台側の振動を押さえる振動抑制手段と、前記振動
検出手段の振動検出結果に基づいて前記振動抑制手段を
作動させる第３の制御手段と、を設けたことを特徴とし
ている。

【００３０】請求項３に記載の光偏向器における作用を
説明する。

【００３１】請求項３に記載の光偏向器では、基台側の
振動を押さえるための振動抑制手段が設けられており、
この振動抑制手段は、振動検出手段により検出された基
台側の振動検出結果に基づいて、第３の制御手段によっ
て作動する構成である。

【００３２】これにより、振動抑制手段は、振動検出手
段により検出された基台側の振動検出結果に基づいて第
３の制御手段によって適宜作動し、基台側の振動発生時
にその振動を押さえることが可能となる。

【００３３】ここで、振動抑制手段で検出されて第３の
制御手段により判定される基台側の振動検出結果を、例
えば、装置の起動時や停止時、あるいは高速定常回転と
半速回転との間のモード移行時等における駆動コイルの
通電切り替えや回転多面鏡の回転により発生する振動及
び共振等の所定レベルあるいは所定周波数を検出結果と
する等、種々の条件に設定することにより、それら設定
された振動が検知されることで振動抑制手段が作動する
ことになる。したがって、基台側に発生する振動に合わ
せて、そのときに発生する光偏向器の騒音が低減され
る。

【００３４】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れか１項記載の光偏向器において、前記複数
の駆動コイルが配設された基板を前記基台に備え、前記
振動抑制手段は前記駆動コイルまたは前記基板に設けら
れたことを特徴としている。

【００３５】請求項４に記載の光偏向器における作用を
説明する。

【００３６】請求項４に記載の光偏向器では、振動抑制
手段が駆動コイルに設けられる場合、振動源となる駆動
コイルが振動抑制手段によって直接押さえられることに
より、駆動コイル自体の振動が押さえられ、騒音がより
低減される。

【００３７】また、振動抑制手段が基板に設けられる場
合、基板に配設された駆動コイルの振動により基板側に
発生する共振が振動抑制手段によって押さえられ、共振
による騒音が低減される。

【００３８】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れか１項記載の光偏向器において、前記振動
抑制手段は、前記基台に取り付けられて前記基板の振動
を押さえることを特徴としている。

【００３９】請求項５に記載の光偏向器における作用を
説明する。

【００４０】請求項５に記載の光偏向器では、振動抑制
手段が基板よりも剛性を有する基台に取り付けられてお
り、基台側から基板の振動を押さえるものである。これ
により、駆動コイルの振動や回転多面体の回転によって
共振が発生しやすい基板において、基板よりも剛性を有
する基台に取り付けられた振動抑制手段によって、共振
する基板をより確実に押さえることができ、共振による
騒音がより低減される。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００４２】［第１の実施の形態］図１には、本発明の
第１の実施の形態に係る光走査装置１０が示されてい
る。

【００４３】光走査装置１０の光学箱本体１２内には、
空気軸受光偏向器１４が設置されている。空気軸受光偏
向器１４の下部にはハウジング１６が配置され、ハウジ
ング１６上の略中央部には、外周面部に動圧発生用の溝
（いわゆるヘリングボーン溝）２０が形成された主軸１
８が立設されている。

【００４４】さらに、ハウジング１６の上面側平面部分
には、回路基板２２が設置されている。この回路基板２
２上には図２に示すように、主軸１８の軸線を中心とし
て描かれる所定円周上の略等角度間隔で設けられた所定
位置に、複数（本実施の形態では６個）の駆動コイル２
４が配置されている。また回路基板２２には、隣接する
各駆動コイル２４の間に形成される各々のスペース内の
略中央部に、孔２３が形成されている。

【００４５】さらに回路基板２２には、これら駆動コイ
ル２４用の制御回路（図示省略）が設けられており、基
板上には、磁極検出素子（図示省略）が所定駆動コイル
２４のコイル略中心に固定されている。この磁極検出素
子によって、後述する回転駆動用永久磁石２６の複数の
磁極が検出されることにより、ロータ２８の位置が検出
される。

【００４６】また駆動コイル２４には、ピエゾ素子等で
形成された圧電素子７０が、図２に示すように各駆動コ
イル２４の上面に跨るようにして、接着等の方法により
取り付けられている。この圧電素子７０は薄板状に形成
されており、その外形は、駆動コイル２４の各々の外側
面を結んだ線、及び各々の内側面を結んだ線によって形
成されるリング形状と略同形状である。したがって、各
駆動コイル２４は、重ね合わせられた圧電素子７０によ
って上面が覆われた状態とされる。

【００４７】また圧電素子７０には、取り付け面７０Ａ
が駆動コイル２４の上面と接していない各区域（非接触
面部分）の略中央部に孔７２が形成されている。よって
これらの各孔７２は、回路基板２２に設けられた各孔２
３と中心がほぼ重なった配置となる。さらに圧電素子７
０は後述する圧電素子部電源８０に接続されており、こ
の圧電素子部電源８０から印加される駆動電圧によっ
て、厚み方向（図中矢印Ａ方向）に伸長（または同義語
として、膨張）する構造とされている。

【００４８】一方、ハウジング１６には、回路基板２２
に設けられた各孔２３と対応する位置に、剛性を有し非
磁性体のＳＵＳ材等で形成された支持軸７４が立設され
ており、支持軸７４の上部には、同じくＳＵＳ材等で形
成された素子固定板７６が取り付けられている。この素
子固定板７６は薄板状で、外形が圧電素子７０とほぼ同
形状のリング形状とされており、圧電素子７０と重ね合
わせられて配置されている。

【００４９】ここで、支持軸７４の軸方向長さＬは、回
路基板２２の厚さｔ₁と駆動コイル２４の高さｈに圧電
素子７０の厚さｔ₂を加えた寸法とほぼ等しくなるよう
に設定されており、よって素子固定板７６は圧電素子７
０に略密着して設置されることになる。なお、これら支
持軸７４や素子固定板７６の取り付け部分は、ネジ止め
等により分離可能に固定することができる。

【００５０】これにより、圧電素子７０が厚み方向に伸
長（膨張）する際は、上面が素子固定板７６に押さえら
れていることで伸長する力が下方向へ働き、圧電素子７
０によって駆動コイル２４が押圧されることになる。

【００５１】また、回路基板２２の駆動コイル２４が配
置されている面と反対側の面の対応位置（駆動コイル２
４の下側）には、図示しないヨークがハウジング１６上
に配置されている。ハウジング１６上には、ハウジング
１６と一体的に形成されたホルダ３０が配設されてお
り、このホルダ３０の上部には、断面矩形のリング状に
形成された固定側永久磁石３２が接着等の方法により取
付けられている。

【００５２】このように構成されたステータ３４の主軸
１８には、ロータ２８に設けられた中空円筒状のスリー
ブ３６が挿通されている。この主軸１８とスリーブ３６
とによって動圧軸受が構成されており、スリーブ３６が
高速回転されることで、主軸１８とスリーブ３６との僅
かな間隙に動圧が発生する。

【００５３】さらに図１に示すように、スリーブ３６の
外周部の所定位置には、リング状の台座３８が焼き嵌
め、あるいは圧入等の方法により固定されている。台座
３８には、その上面に取付け面４０が形成されており、
この取付け面４０上に回転多面鏡４２が固定用バネ４４
によって固定されている。なお、取付け面４０はスリー
ブ３６の軸心に対して高精度で垂直となるように加工さ
れており、回転多面鏡４２は、多角形柱状に形成されて
その側面部が鏡面となるように加工されている。

【００５４】また台座３８には、ステータ３４側の駆動
コイル２４に対向する位置に、切欠き部３８Ａが形成さ
れており、この切欠き部３８Ａに、回転駆動用永久磁石
２６が接着等の方法によって取り付けられている。回転
駆動用永久磁石２６は全体がリング状であり、その下面
側中央寄りに、貫通孔の内径を一段広げて開口とした段
開口周部４６が形成されている。

【００５５】また、回転駆動用永久磁石２６は、中心角
を所定角度ずつに等分して設けられた各区分に、相隣接
する区分が異極となるようＮ極とＳ極とが着磁されてい
る。

【００５６】さらに台座３８は、ステータ３４側の下面
に、断面矩形の環状に切り欠かれた段付部４８が形成さ
れており、この段付部４８には、リング状の回転検出用
永久磁石５０が固定されている。ここでロータ２８の回
転時には、この回転検出用永久磁石５０によって、回路
基板２２の回転検出用永久磁石５０と対向する上面部分
に形成された回転検出用サーチコイル（図示省略）に電
圧が誘起され、その電圧の周波数変動成分を検出信号と
することで、回転数が一定に制御される。

【００５７】また、台座３８の外周面上部には、リング
状に形成された回転側永久磁石５２が接着等の方法によ
って取り付けられている。よって回転側永久磁石５２
は、固定側永久磁石３２と略同心、かつ、回転側永久磁
石５２の外周面部が固定側永久磁石３２の内周面部と所
定の間隔を設けた状態に配置される。この回転側永久磁
石５２の外周面部及び固定側永久磁石５４の内周面部
は、相互が異極となるように各々着磁されている。

【００５８】これにより、回転側永久磁石５２と固定側
永久磁石３２との間隙に吸引力が発生し、その働きでロ
ータ２８のスリーブ３６をスラスト方向に支持する、ス
ラスト磁気軸受が構成されている。

【００５９】また、空気軸受光偏向器１４の左方には、
偏向された露光ビームの光路Ｂ上に、露光ビームを図示
しない感光体ドラムに結像するための走査レンズ５６
や、露光ビームの走査周波数（回転多面鏡４２の回転
数）を検出するための光センサー５８等が配置されてい
る。

【００６０】この光センサー５８には、光センサー５８
によって検出される露光ビームの走査周波数により、回
転多面鏡４２の所定の回転数を計測するための計測部８
２が接続されている。また計測部８２には、計測部８２
からの計測情報により所定の駆動電圧を発生する圧電素
子部電源８０が接続されている。

【００６１】この圧電素子部電源８０は、前述の通り、
回路基板２２上に設けられたコネクター８４を介して圧
電素子７０に接続されており、また、駆動コイル２４に
駆動電圧を印加するためのモータ駆動電源８６も、同様
に、コネクター８４内の別の端子を介して回路基板２２
の制御回路部に接続されている。

【００６２】これにより、回路基板２２上の図示しない
制御回路の制御で、モータ駆動電源８６により各駆動コ
イル２４に電圧が印加されると、各駆動コイル２４に流
れる電流により各駆動コイル２４に対向する回転駆動用
永久磁石２６の磁界と上記電流とで電磁誘導作用が働
き、回転駆動用永久磁石２６に対し回転駆動力が発生す
る。この回転駆動力によって、ロータ２８が所定方向に
回転する。

【００６３】ロータ２８が回転し始めると、主軸１８と
スリーブ３６との間に動圧が発生し、回転の上昇と共に
動圧が高まり、スリーブ３６はやがて非接触（スリーブ
３６と主軸１８との間隙が周方向に略等間隔となる）
で、主軸１８に支持されることになる。したがって、ロ
ータ２８は高速回転が可能となる。

【００６４】このような構成から成る光走査装置１０に
よって、レーザーダイオード等の光源（図示省略）から
照射される露光ビームは、回転する回転多面鏡４２によ
り光路Ｂ側へ偏向走査される。

【００６５】次に、画像形成機の各モード（動作の変
化）における光偏向器の駆動電流と回転数の変化、なら
びに圧電素子の作動方法及び作動タイミングについて、
グラフを用いて説明する。

【００６６】図３の（Ａ）は、空気軸受光偏向器１４に
おける回転多面鏡４２の回転数変化と騒音の周波数変化
との関係を表すグラフである。グラフ左側の縦軸には回
転数を、右側の縦軸には回転数に対する騒音の周波数を
示し、横軸は時間の経過を示している。なお、ここで称
する騒音とは、駆動コイル２４の電磁音や回転多面鏡４
２による振動音、ならびに回路基板２２等に発生する共
振音などを含むものである。

【００６７】また図３の（Ｂ）は、空気軸受光偏向器１
４を駆動するための制御素子（ドライバＩＣ等）に流さ
れる駆動電流の変化を表すグラフであり、グラフ縦軸は
電流値を示し、横軸は、（Ａ）に対応した時間の経過を
示している。なおここでは、制御素子に流される電流値
が大きくなると各駆動コイルに流される電流値も大きく
なり、よってモータの駆動トルクが大きくなる関係にあ
る。ただし、各駆動コイルに流される電流の周期等は、
ＦＧ信号等の検出信号により制御回路で所定のタイミン
グに制御される。

【００６８】さらに図３の（Ｃ）は、圧電素子７０を駆
動するための、圧電素子部電源８０の電圧値の変化を表
すグラフであり、グラフ縦軸は電圧値を示し、横軸は、
（Ｂ）と同様に、（Ａ）に対応した時間の経過を示して
いる。

【００６９】まず装置の起動時には、回転多面鏡４２を
早期に立ち上げるため、グラフ（Ｂ）に示されるように
制御素子に流される電流が最大値（「Ａmax」）とな
り、その間の回転数は、グラフ（Ａ）に示されるように
ほぼリニアに上昇する。

【００７０】回転多面鏡４２が高速定常回転時の回転数
（「Ｒy」）に達すると、制御素子の電流は最大値から
そこでの回転数（「Ｒy」）を維持するために必要な所
定値（「Ａy」）まで下げられ、よって回転数が一定
（「Ｒy」）に保たれる。

【００７１】次に、待機モード時の半速回転とされる場
合には、電流値を上記所定値（「Ａy」）の半分（「Ａy
／２」）に下げることで回転数は徐々に低化し、高速定
常回転時の半分の回転数（「Ｒy／２」）に達したとこ
ろで一定に保たれる。

【００７２】逆に、この半速回転から高速定常回転に回
転数を戻す場合は、起動時と同様に回転多面鏡４２の回
転数を早期に立ち上げるため、制御素子への電流は最大
値（「Ａmax」）で流されることになり、高速定常回転
時の回転数（「Ｒy」）に達したところで、電流は所定
値（「Ａy」）に下げられる。

【００７３】ここで、通常は画像形成装置で印刷処理及
び待機状態が繰り返し継続して行われることになるが、
このような高速定常回転と半速回転とのモード移行動作
は同様に行われるので説明を省略し、装置停止の場合に
移る。

【００７４】装置の停止時には、制御素子に流される電
流が止められ（「Ａoff」）、よって回転多面鏡４２の
回転数は徐々に低化し、最終的に回転が止まって
（「０」）装置は完全に停止する。

【００７５】例として説明したこのような装置の一連の
動作（駆動電流及び回転数の変化）において、駆動コイ
ル２４の電磁音は、電流が最大値（「Ａmax」）、すな
わち駆動コイル２４に流される電流が最大値となる範囲
で大きくなる。またこのときは、回転多面鏡４２の回転
数が上昇している間でもあり、回転多面鏡４２の回転に
よる振動周波数が変化することで、駆動コイル２４や回
路基板２２等に共振が発生する。

【００７６】本形態では、図４に示すように、高速定常
回転時における騒音の周波数は３ｋＨｚであり、これに
対し、圧電素子７０が作動していない場合は、回転数が
上昇途中の騒音周波数が２．３ｋＨｚ付近で特に大きな
値を示している（騒音レベルにして、高速定常回転時の
２倍以上）。

【００７７】また回転数が低下する場合には、駆動コイ
ル２４の電磁音は生じないが、回転多面鏡４２の振動周
波数は変化するので、回転数上昇時と同様に共振音が発
生する。したがって、回転数の上昇時ほどではないが、
やはり周波数が２．３ｋＨｚ付近において、騒音レベル
が高くなる。

【００７８】次に、圧電素子７０の作動方法及び作動タ
イミングについて詳細に説明する。

【００７９】回転多面鏡が回転して露光ビームを偏向走
査する際は、光センサー５８によって露光ビームの走査
周波数が検出され、その周波数から回転多面鏡４２の回
転数が計測部８２で計測される。ここで、回転数があら
かじめ設定された所定の回転数に達する、あるいは所定
範囲内であるという種々の計測情報に基づき、圧電素子
部電源８０から圧電素子７０へ所定の駆動電圧が印加さ
れることになる。なお、回転数の検出にはＦＧ信号等を
利用できることはいうまでもない。

【００８０】この駆動電圧が印加されるタイミングは、
回転多面鏡４２の回転数上昇時では、騒音の周波数が２
ｋＨｚから３ｋＨｚへ上昇する間の回転数に設定されて
おり、その間で、圧電素子部電源８０から圧電素子７０
に駆動電圧（「Ｖx」）が印加される。また、回転数が
上昇し高速定常回転に達したところで印加電圧は切られ
る（「Ｖoff」）。

【００８１】一方、回転多面鏡４２の回転数下降時で
は、騒音の周波数が３ｋＨｚから２ｋＨｚへ下降する間
の回転数に設定されており（回転数の範囲としては、上
昇時と同じ）、その間で、圧電素子部電源８０から圧電
素子７０に、駆動電圧（「Ｖx」）より若干低い駆動電
圧（「Ｖy」）が印加される。また、回転数が下降して
いき、騒音の周波数が２ｋＨｚとなる回転数に達したと
ころで印加電圧は切られる（「Ｖoff」）。

【００８２】これにより、圧電素子７０に駆動電圧
（「Ｖx」）あるいは（「Ｖy」）が印加されている間は
圧電素子７０に伸長しようとする働きが生じ、駆動電圧
（「Ｖx」）あるいは（「Ｖy」）に対応する所定の力量
で、駆動コイル２４を下方向へ押圧する。よって駆動コ
イル２４及び回路基板２２は、素子固定板７６を介した
圧電素子７０とハウジング１６とに挟まれ、かつ押さえ
付けられた状態となり、駆動コイル２４の電磁音や回転
多面鏡４２の振動より生じる振動音及び共振音等の騒音
が低減される。

【００８３】したがって、圧電素子７０をこのようなタ
イミングで作動させることにより、図４に示した騒音の
周波数が２．３ｋＨｚ付近のときに発生する高い騒音レ
ベルを低減することができる。

【００８４】また、圧電素子７０への印加電圧が切られ
た場合、圧電素子７０による駆動コイル２４への押圧力
は取り除かれ、各部品の固定状態は元に戻る。

【００８５】なお本実施の形態では、圧電素子７０の作
動タイミングを、回転多面鏡４２の回転数変化時におけ
る騒音の騒音レベルに合わせる方法とした。しかし、作
動タイミングはこれに限定されるものではない。回転数
変化時以外の動作時にも適用可能であり、特に高速定常
回転時に発生する騒音に対応することもできる。

【００８６】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態
では、上記第１の実施の形態で説明した構成とほぼ同一
であるため、同一構成部品については同一符合を付し、
その構成の説明を省略する。なお、この第２の実施の形
態の特徴は、圧電素子の形状及び構成に関するものであ
る。

【００８７】図５は、本発明の本発明の第２の実施の形
態に係る圧電素子の取り付け状態が示されている。

【００８８】回路基板９２上に配置されている駆動コイ
ル２４には、各々の駆動コイル２４の上面に、圧電素子
９０がそれぞれ取り付けられている。この圧電素子９０
は、外形が駆動コイル２４の水平方向断面形状と略同形
状とされ、駆動コイル２４の上面に重ね合わせられて配
置される。さらにこの圧電素子９０の上部には、第１の
実施の形態と同様に、支持軸７４に支持固定された素子
固定板７６が略密着して設置されている。

【００８９】また、それぞれの圧電素子９０からは圧電
素子部電源８０への接続がされており、この圧電素子部
電源８０から印加される駆動電圧によって、厚み方向
（図中矢印Ｂ方向）に伸長する構造とされている。

【００９０】ただし、それぞれの圧電素子９０と圧電素
子部電源８０との間は、各駆動電圧が独立して印加でき
るよう別配線とされており、各圧電素子９０に電圧が印
加されるタイミング及びその電圧の大きさは、回路基板
９２に設けられた図示しない制御回路により駆動コイル
２４の駆動（通電）状態に合わせて制御される構成であ
る。

【００９１】すなわち、装置の動作状況によっては、そ
れぞれの駆動コイル２４で電流の流されるタイミングや
電流の大きさが異なる場合があり、それら各駆動コイル
２４の駆動（通電）状態に合わせて、各駆動コイル２４
に設けられた圧電素子９０が、例えば連動するように作
動することである。

【００９２】このように、各駆動コイル２４に対応させ
て圧電素子９０を設け、各駆動コイル２４の駆動に合わ
せて圧電素子９０が作動するので、各駆動コイル２４の
圧電素子９０の作動タイミングや駆動力（振動抑制力）
等を各々調整することができ、よって各駆動コイルの駆
動状態に合わせたより細かな振動抑制が可能となる。

【００９３】なお、第１の実施の形態及び本実施の形態
では、何れの場合も、圧電素子７０あるいは圧電素子９
０を駆動コイル２４の上部に設け、支持軸７４に支持固
定された素子固定板７６とハウジング１６との間で、駆
動コイル２４側へ押圧力を働かせる構造とした。

【００９４】この場合、振動源となる駆動コイル２４が
圧電素子７０あるいは圧電素子９０によって直接押さえ
られることにより、駆動コイル２４自体の振動が押さえ
られ、騒音がより低減される効果がある。

【００９５】しかし、光偏向器内に生じる振動の抑制あ
るいは騒音の低減構造はこれらに限定されるものではな
い。同様の構造とされる支持軸ないし素子固定板等を利
用し、圧電素子を回路基板上に配置して、回路基板側へ
押圧力を働かせることも可能である。

【００９６】この場合は、回路基板に配設された駆動コ
イル２４の振動により回路基板側に発生する共振が圧電
素子によって押さえられ、共振による騒音が低減される
効果が得られる。

【００９７】［第３の実施の形態］次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態
では、前記第１の実施の形態で説明した構成とほぼ同一
であるため、同一構成部品については同一符合を付し、
その構成の説明を省略する。なお、この第３の実施の形
態の特徴は、圧電素子の取り付け位置に関するものであ
る。

【００９８】図６は、本発明の本発明の第３の実施の形
態に係る圧電素子の取り付け状態が示されている。

【００９９】空気軸受光偏向器１４の下部に配置された
ハウジング１６の上面には、回路基板２２上に配置され
た駆動コイル２４のほぼ真下に、外形が略リング状で断
面形状が略矩形とされた浅溝１６Ａが形成されている。
この浅溝１６Ａの外形は、前記した圧電素子７０の外形
（略リング状）より若干大きく形成されており、溝の深
さは、圧電素子７０の厚さと略同寸法にされている。

【０１００】この浅溝１６Ａには、圧電素子部電源８０
に接続された圧電素子７０が、外形を溝形状に合わせて
嵌合配置されており、よって圧電素子７０の上面は、ハ
ウジング１６の上面と略同一面になる。

【０１０１】これにより、圧電素子７０は回路基板２２
の下面に接触、あるいは隙間がほとんどない状態で駆動
コイル２４のほぼ真下に位置することになり、圧電素子
７０の伸長時には、回路基板２２よりも剛性を有するハ
ウジング１６を支えにして、回路基板２２を下から押圧
する構造となる。

【０１０２】したがって、駆動コイル２４の振動や回転
多面体４２の回転によって回路基板２２に共振が発生す
る場合でも、回路基板２２は下方から圧電素子７０によ
って押圧されるので、共振音等の騒音が低減される。

【０１０３】なお本形態では、圧電素子７０をハウジン
グ１６の上部に形成された浅溝１６Ａに嵌合配置するこ
とにより、第１及び第２の実施の形態に用いたような圧
電素子を押さえるための支持軸及び素子固定板等を設け
る必要はなく、圧電素子の取り付け構造が簡単にでき
る。

【０１０４】また、第２の実施の形態のように、圧電素
子を各駆動コイルに対応させて複数個配設することも可
能である。

【０１０５】［第４の実施の形態］次に、本発明の第４
の実施の形態について説明する。この第４の実施の形態
では、前記第１の実施の形態で説明した構成とほぼ同一
であるため、同一構成部品については同一符合を付し、
その構成の説明を省略する。なお、この第４の実施の形
態の特徴は、圧電素子を作動するための制御部の構成に
関するものである。

【０１０６】図７は、本発明の本発明の第４の実施の形
態に係る光走査装置１０が示されている。

【０１０７】空気軸受光偏向器１４に設けられた回路基
板２２の上面には、ホルダ３０の側方に、回路基板２２
の振動を検知する振動検知センサー９６が設置されてい
る。この振動検知センサー９６には、検知した回路基板
２２の振動検出結果に基づいて、所定の振動レベル、あ
るいは所定の振動周波数を計測して判定処理する計測部
９８が接続されている。また計測部９８には、計測部９
８からの計測情報により所定の駆動電圧を発生する圧電
素子部電源８０が接続されており、この圧電素子部電源
８０からの駆動電圧により、駆動コイル２４上に設けら
れた圧電素子７０が作動する構成である。

【０１０８】これにより回路基板２２に振動が生じた場
合、計測部９８は振動検知センサー９６によって検出さ
れた回路基板２２の振動に基づいて圧電素子部電源８０
を制御し、圧電素子部電源８０からの駆動電圧で圧電素
子７０が適宜作動して回路基板２２の振動を押さえる。

【０１０９】ここで、振動検知センサー９６で検出され
て計測部９８により判定される回路基板２２の振動検出
結果を、例えば、装置の起動時や停止時、あるいは高速
定常回転と半速回転との間のモード移行時等における駆
動コイル２４の通電切り替えや回転多面鏡４２の回転に
より発生する振動及び共振等の所定レベルあるいは所定
周波数を検出結果とする等、種々の条件に設定すること
により、それら設定された振動が検知されることで圧電
素子７０が作動することになる。したがって、回路基板
２２に発生する振動に合わせて、そのときに発生する空
気軸受光偏向器１４の騒音が低減される。

【０１１０】なお、振動検知センサー９６の取り付け位
置は、本形態のような回路基板２２上に限定するもので
はなく、振動や共振が起こりやすいハウジング１６各
部、あるいはハウジング１６上の各部品等に設置するこ
とも可能である。

【０１１１】また、圧電素子の形状や取付け位置も本実
施の形態に限定されるものではなく、第２の実施の形態
のように各駆動コイルに対応させて圧電素子を設けた
り、第３の実施の形態のように回路基板２２の下部に配
置する等、種々の組合が可能である。

【０１１２】［第５の実施の形態］次に、本発明の第５
の実施の形態について説明する。この第５の実施の形態
では、前記第１の実施の形態で説明した構成とほぼ同一
であるため（各部品の形状については若干異なるものが
ある）、同一構成部品については同一符合を付し、その
構成の説明を省略する。なお、この第５の実施の形態の
特徴は、本発明をスロット型の光偏向器へ適用した場合
のものである。

【０１１３】図８は、本発明の第５の実施の形態に係る
スロット型の空気軸受光偏向器１５０が示されている。
このスロット型の空気軸受光偏向器１５０と、第１の実
施の形態における空気軸受光偏向器１４との構成上の大
きな相違点は、主軸１８がロータ２８側に取り付けら
れ、スリーブ３６がステータ３４側に配置されている点
である（第１の実施の形態では、主軸１８がステータ３
４側、スリーブ３６がロータ２８側である）。

【０１１４】すなわち、主軸１８は、回転多面鏡４２や
回転駆動用永久磁石２６等を備えた台座３８に嵌合され
て一体化しており、ハウジング１６に固定されたスリー
ブ３６に嵌挿されている。したがって、主軸１８を有す
る回転多面鏡４２は、スリーブ３６に支持されて高速回
転が可能とされる。

【０１１５】また、駆動コイル２４は、図９に示すよう
に固定子１５２に設けられた複数の突出部１５４に各々
巻回されて、回転駆動用永久磁石２６の外側に配置され
ている。またここでは、固定子１５２と同様に複数の突
出部１５８を有する薄板状で略リング形状の圧電素子１
５６が、固定子１５２の上面と下面にそれぞれ配置され
ており、よって駆動コイル２４の内周部には、固定子１
５２の突出部１５８との間に位置する圧電素子１５６の
突出部１５８が密着した状態に保持される。

【０１１６】この圧電素子１５６は圧電素子部８０に接
続されており、印加される駆動電圧によって、厚み方向
に伸長する構造とされている。

【０１１７】これにより、圧電素子１５６に圧電素子部
８０から駆動電圧が印加されることで、駆動コイル２４
の内周部の上下部分が圧電素子１５６によって所定力量
で押圧され、駆動コイル２４に発生する電磁音や振動音
等の騒音が低減される。

【０１１８】

【発明の効果】本発明の光偏向器は上記構成としたの
で、回転多面鏡の回転数変化により発生する騒音が低減
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る光偏向器を
備えた光走査装置を示す側面から見た断面図である。

【図２】 本発明の第１の実施の形態に係る光偏向器で
の圧電素子の取り付け部を示す斜視図である。

【図３】 本発明の第１の実施の形態における各部の動
作をグラフ化して示した図である。

【図４】 本発明の第１の実施の形態における騒音の変
化をグラフ化して示した図である。

【図５】 本発明の第２の実施の形態に係る光偏向器で
の圧電素子の取り付け部を示す斜視図である。

【図６】 本発明の第３の実施の形態に係る光偏向器を
備えた光走査装置を示す側面から見た断面図である。

【図７】 本発明の第４の実施の形態に係る光偏向器を
備えた光走査装置を示す側面から見た断面図である。

【図８】 本発明の第５の実施の形態に係る光偏向器を
示す側面から見た断面図である。

【図９】 本発明の第５の実施の形態に係る光偏向器の
圧電素子の取り付け部を示す平面図である。

【図１０】 従来の光偏向器を備えた光走査装置を示す
側面から見た断面図である。

【符号の説明】

１０ 光走査装置 １４ 空気軸受光偏向器 １６ ハウジング ２２ 回路基板（第１の制御手段／第３の制御手段） ２４ 駆動コイル ２６ 回転駆動用永久磁石 ４２ 回転多面鏡 ５８ 光センサー（回転数検出手段） ７０ 圧電素子（振動抑制手段） ８０ 圧電素子部電源（第１の制御手段／第２の制御
手段／第３の制御手段） ８２ 計測部（第１の制御手段／第２の制御手段） ９０ 圧電素子（振動抑制手段） ９２ 回路基板（第２の制御手段） ９６ 振動検知センサー（振動検出手段） ９８ 計測部（第３の制御手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成信号に対応した露光ビームを偏
   向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転可能に支持
   する基台と、前記回転多面鏡に連結された駆動マグネッ
   トと、前記基台側に前記駆動マグネットと対向して設け
   られ、駆動マグネットに回転駆動力を与える複数の駆動
   コイルと、前記回転多面鏡の回転数を検出する回転数検
   出手段と、を備えた光偏向器において、 前記基台側の振動を押さえる振動抑制手段と、前記回転
   数検出手段により検出された回転多面鏡の回転数が所定
   の回転数のときに前記振動抑制手段を作動させる第１の
   制御手段と、を設けたことを特徴とする光偏向器。
2. 【請求項２】 前記複数の駆動コイルに所定のタイミン
   グで電流を流す第２の制御手段を備え、前記振動抑制手
   段は前記複数の駆動コイルの各々に対応して設けられ、
   前記第１の制御手段は、前記第２の制御手段により駆動
   する駆動コイルの各々の振動抑制手段を作動させること
   を特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
3. 【請求項３】 画像形成信号に対応した露光ビームを偏
   向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転可能に支持
   する基台と、前記回転多面鏡に連結された駆動マグネッ
   トと、前記基台側に前記駆動マグネットと対向して設け
   られ、駆動マグネットに回転駆動力を与える複数の駆動
   コイルと、を備えた光偏向器において、 前記基台側の振動を検出する振動検出手段と、前記基台
   側の振動を押さえる振動抑制手段と、前記振動検出手段
   の振動検出結果に基づいて前記振動抑制手段を作動させ
   る第３の制御手段と、を設けたことを特徴とする光偏向
   器。
4. 【請求項４】 前記複数の駆動コイルが配設された基板
   を前記基台に備え、前記振動抑制手段は前記駆動コイル
   または前記基板に設けられたことを特徴とする請求項１
   乃至請求項３の何れか１項記載の光偏向器。
5. 【請求項５】 前記振動抑制手段は、前記基台に取り付
   けられて前記基板の振動を押さえることを特徴とする請
   求項１乃至請求項３の何れか１項記載の光偏向器。