【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動圧空気軸受とそれを用いた回転装置（光偏向器）、光走査装置、および電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置またはこれらの複合機である画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からレーザプリンタ等のレーザ書き込み装置において動圧空気軸受を用いる光偏向器は知られており（例えば、特許文献１参照）、光偏向器の製造段階で減圧状態に密閉して使用する方法（例えば、特許文献２参照）、光偏向器（回転装置）とポンプを接続し、光偏向器（回転装置）のミラー周辺をポンプにより減圧して使用する方法（例えば、特許文献３参照）、動圧空気軸受にポンプ機能を持たせ、ミラーの回転とともにミラー周辺を減圧する方法（例えば、特許文献４参照）も知られている。
デジタル複写機または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記録装置は、印字品質の高さ、高速プリント、低騒音等の優れた特徴がある。これら記録装置のレーザ書き込み装置の構成部品である光偏向器（回転装置）には記録装置のプリント速度、画素密度に応じた回転速度が要求される。
近年、プリント速度の高速化および画素密度の高密度化にともない、光偏向器には２００００回転／分以上の高速回転が要求され、長寿命、高耐久および低騒音という要求品質を満足するために、動圧軸受を用いた光偏向器が実用化されている。
動圧軸受を用いた光偏向器としては、例えば、特許文献１があるが、動圧空気軸受の発熱と回転体のバランス悪化、ミラー面の変形という問題が生じる。この動圧空気軸受は回転方向に対してハの字状に形成された溝の効果により、軸受全長の中央付近を中心に軸受隙間内の空気圧力が高まり、回転体を支持する。
このような動圧空気軸受では軸受全長の中央付近の空気圧力を高めることにより回転体を支持するため、比較的高い圧力で回転体を支持しないと、残留不釣り合いによる重心を中心とする回転運動を小さく抑えることができない。重心を中心とする回転運動を小さく抑えるためには、ある程度軸受全長を長くする必要がある。
また、この動圧空気軸受では、軸受隙間内の空気摩擦による熱がこもりやすく回転体の温度を上昇させることになる。その結果、回転体構成部品の半径方向のずれにより回転体のバランスが悪化したり、高精度なミラー面が変形し、走査ビーム形状が悪化して、画像品質を低下させることがある。
【特許文献１】特開２００２−１６９１１９公報
【特許文献２】特開平０９−１９１００号公報
【特許文献３】特開平０８−１２１４７１号公報
【特許文献４】特許第２６４５７７３号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１においては、さらに、高速回転化による風損の増加、光偏向器（回転装置）の温度上昇と光走査装置の特性悪化という問題が生じる。また、光偏向器（回転装置）の高速回転化が進むにしたがい、ミラーと空気の摩擦による損失である風損が大きくなり、その結果、モータの消費電力、発熱が大きくなり高速回転化の障害となっている。
一方、光走査装置上に取り付けられた光偏向器（回転装置）は発熱するため、周辺に配置されたレンズ等の光学部品へ熱による影響を与え、光学部品の温度上昇による変形が光学特性を悪化させ、画像品質を劣化させることが有る。
そのため、発熱体となっている光偏向器（回転装置）はできるだけ発熱を小さくする必要があり、ミラーの風損を小さく抑える目的で、ミラー周辺の空気圧を減圧する方法が考えられている。
特許文献２に記載されている製造段階で減圧状態に密閉して使用する方法においては、密閉不良により減圧状態が破壊されると、設定回転数で回転させることができなくなり部品不良となってしまう。
通常、光偏向器（回転装置）は数年以上使用されるため、数年以上に渡って減圧状態を保つ必要があるが、モータに供給する電源配線部分や光入出射部のガラス窓部のシール等が難しく、十分な信頼性が得られない。
光偏向器（回転装置）とポンプを接続し、光偏向器（回転装置）のミラー周辺をポンプにより減圧して使用する特許文献３に記載されている方法においては、ポンプを併設しなければならないため、ポンプの設置スペースが必要になると共に、コストアップとなってしまう。
動圧空気軸受にポンプ機能を持たせ、ミラーの回転とともにミラー周辺を減圧する特許文献４に記載されている方法においては、ミラー周辺の気圧を低下させるために、外周にヘリングボーン溝を穿設した動圧軸の中心部の長手方向に、外気と連通している中央孔を穿設し、この中央孔と連通しており、ヘリングボーン溝によって形成される動圧空気軸受部の中心位置で、動圧軸とスリーブとの隙間方向へ開口した孔を穿設した構造としなければならない。
この場合には、動圧空気軸受部の中心位置で、動圧軸とスリーブとの隙間方向へ開口した孔を設けることが必要であり、軸受全長が長くなってしまうという状態が生じる。
【０００４】
図７は従来の動圧空気軸受を示す概略図である。図において固定軸２のまわりには回転スリーブ５が設けられ、回転スリーブ５と固定軸２の間に形成された軸受すきまに発生する空気圧力の分布６を模式的に示している。動圧空気軸受１全長の中央付近の圧力が高まっている。
図７の従来例の動圧空気軸受では、動圧空気軸受全長の中央付近の圧力が高まることで回転体を支持するため、回転運動を規制するためには、全体的に軸受すきまの空気の圧力が高くなるようにしなければならない。その結果、軸受の損失が大きくなり、軸受部の発熱が大きくなってしまう。
そこで本発明の第１の目的は、上記の問題点を解決するために、動圧空気軸受全長を長くすることなく、残留不釣り合いによる重心を中心とする回転運動を小さく抑えることができ、損失を低減した動圧空気軸受を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、動圧空気軸受を用いて、ミラー周辺の空気圧を減圧することでミラーの風損を小さく抑え、モータの消費電力、発熱を小さく抑えて高速回転化を可能とした光偏向器（回転装置）を提供することにある。
さらに、本発明の第３の目的は、本発明の光偏向器（回転装置）を用いて、低消費電力で高精度な光走査装置を提供し、高画質な画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、固定軸と回転スリーブが微少隙間で嵌合された動圧空気軸受において、前記固定軸または回転スリーブの回転により、前記微少隙間内に軸方向の空気流を発生させる螺旋状の溝パターン部と、前記溝パターン部を挟むように両端に形成された帯状の非溝パターン部とからなる動圧空気軸受を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記固定軸および前記回転スリーブがセラミックス製である請求項１記載の動圧空気軸受を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、回転体に被回転部材が固定または形成され、前記回転体が動圧空気軸受により回転自在に支持され、駆動モータにより前記回転体が回転される回転装置において、前記動圧空気軸受が請求項１〜２記載の動圧空気軸受であって、前記回転体が磁気軸受により軸方向に支持される回転装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記動圧空気軸受の空気流の下流側に略密閉空間を形成するとともに、前記略密閉空間とその外側を連通する微細穴を形成した請求項３記載の回転装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記回転体を密閉ケースで覆うとともに、前記微細穴を非回転部材に設けた請求項４記載の回転装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、前記被回転部材はミラーである請求項３〜５のいずれか１項記載の回転装置を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、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ることにより、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６記載の回転装置である光走査装置を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明では、前記半導体レーザからのビームが複数であり、前記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、上記光偏向器により偏向させることにより、上記被走査面の複数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６記載の回転装置である光走査装置を主要な特徴とする。
請求項９記載の発明では、感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、上記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、請求項７〜８記載の光走査装置を用いた画像形成装置を主要な特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による動圧空気軸受の実施の形態を示す概略図である。この実施の形態における動圧空気軸受１では、固定軸２の円筒表面（外周面）であって回転スリーブ５の内周と対面する範囲（軸受すきま）には、軸受すきま内に軸方向の空気流を発生させる螺旋状の溝パターン部３（一方向に傾斜している）が周方向へ一列に配置されており、更に溝パターン部３の軸方向両端部（回転スリーブ５との対向範囲における両端部）には、夫々、溝パターン部３を挟むように形成された帯状の非溝パターン部４が形成されている。
図１には、回転により、回転スリーブ５と固定軸２の間に形成された軸受すきまに発生する空気圧力の分布６を模式的に示している。動圧空気軸受１全長の両端付近で圧力が高まり、両端付近での支持力が高くなる。
通常、回転体の重心は動圧空気軸受１全長の中心付近に配置されるが、残留不釣り合いによる重心中心の回転運動（固定軸２の中心軸に対して、回転スリーブ５の中心軸が傾く運動、回転体のすりこぎ運動）に対して、動圧空気軸受両端で支持力が発生するため比較的低い圧力でもこの回転運動を規制することができる。
この実施の形態では、動圧空気軸受１全長の両端部に動圧高圧部を形成することで動圧空気軸受全長を長くすることなく、比較的小さな空気圧力で回転体の支持を可能とし、動圧空気軸受の損失を低減し、軸受部の発熱を小さくすることができる。しかも構造が簡単で製造が容易な動圧空気軸受とすることができる。
また、この実施の形態では、動圧空気軸受の損失を低減する目的で、軸受すきまの空気圧が低くなるように設定するため、起動停止時の接触開始回転数が高くなることがあるが、回転スリーブ５および固定軸２をセラミックス製とすることで、起動停止時の軸受面の接触による摩耗を抑えることができる。
さらに、この実施の形態では、固定軸２の外周に螺旋状の溝部３を設けているが、回転スリーブ５の内周に同様の溝を設けても良いし、回転部材と固定部材がこの実施の形態と逆の構成でも良い。
【０００７】
図２は本発明による光偏向器の実施の形態を示す断面図である。図３は図２の光偏向器の分解斜視図である。図２および図３の 光偏向器Ａ（回転装置）の構成、動作を説明する。
カバーケース２９の下面には光学ハウジングへの取り付け基準面２９ａが形成されている。カバーケース２９にはハウジング１１が固定されている。ハウジング１１の上面中央には筒状の軸受取り付け部１１ｂが突出形成され、動圧空気軸受を構成する固定軸１２が固定されている。
固定軸１２の円筒表面には隙間内に軸方向の空気流を発生させる螺旋状の溝パターン部１２ａと溝パターン部を挟むように両端に形成された帯状の非溝パターン部が形成されている。回転スリーブ２４と固定軸１２の間に形成された軸受すきま軸受全長の両端部で空気圧力が高まり非接触で半径方向に回転体１３を支持する。
固定軸１２の内側には吸引型磁気軸受の固定部１４が固定されている。吸引型磁気軸受の固定部１４は、キャップ１５とストッパ１６が固定軸１２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１５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（図示せず）が形成されている。キャップ１５とストッパ１６はともに非磁性材料のステンレス鋼板などが用いられる。
吸引型磁気軸受の固定部１４は回転軸方向に２極に着磁されたリング状永久磁石１７と、前記リング状永久磁石１７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１８と、同様に、リング状永久磁石１７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１９とからなる。
第１の固定ヨーク板１８と第２の固定ヨーク板１９はリング状永久磁石１７を軸方向に挟み、第１の固定ヨーク板１８の中心円および、第２の固定ヨーク板１９の中心円が回転中心軸に対して同軸になるように配置、固定されている。リング状永久磁石１７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（１８、１９）には鉄鋼系の板材が用いられる。
【０００８】
ハウジング１１の上面には中央部に穴が形成されたプリント基板２０が配置されている。ハウジング１１の軸受取り付け部１１ｂの外径には、ステータ２１が嵌合され、固定されている。
ハウジング１１はアルミ合金のような導電材料が用いられるため、ロータマグネット２３の回転による交番磁界の影響でハウジング１１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２０は鉄基板で構成すると良い。プリント基板２０には巻線コイルへの通電切り換えを行うための位置検出素子であるホール素子２２が実装されている。
モータ部は回転体１３に取り付けられたロータマグネット２３とステータ２１、巻線コイル２１ａが接続されるプリント基板２０ 、このプリント基板２０に実装されたホール素子２２等で構成される。ステータ２１は、渦電流が流れて鉄損が大きくならないように、ケイ素鋼板を積層したものが用いられる。
回転体１３は回転スリーブ２４の外側に被回転部材（回転される部材）２５が結合され、軸方向に２段のミラー（２５ａ、２５ｂ）が一体で形成されている。回転スリーブ１４はセラミックスで構成され、摩耗を抑え長寿命化されている。
被回転部材２５はアルミニウムの含有率が９９．９％以上の純アルミニウムが使用されて回転スリーブ２４と一体化・結合後、鏡面加工によりミラーが形成されている。
被回転部材２５の下側にはモータ用のロータマグネット２３が接着または圧入固定されている。ロータマグネット２３は周方向に分割した永久磁石を用いることもできるが、接着または圧入が容易であるようにリング状に形成されている。圧入とすれば温度変化によるバランス、振動変化を小さくす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。
被回転部材２５上端には固定軸１２の外径より大きな貫通穴が形成され、被回転部材２５と線膨張係数が略等しい閉止部材２６が圧入固定されている。この閉止部材２６は円盤形状となっている。閉止部材２６には吸引型磁気軸受の回転部２７が固定されている。
吸引型磁気軸受の回転部２７には第１の固定ヨーク板１８の中心円および、第２の固定ヨーク板１９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２７には永久磁石または鉄鋼系の強磁性材料が用いられる。
【０００９】
回転体１３は、高速で回転させるために、不釣り合い（アンバランス）振動が非常に小さいレベルになるように、回転体１３の上下２ヶ所の修正面（１５ｆ、２３ａ）でバランス修正が行われている。
プリント基板２０には、モータ巻線２１ａやホール素子２２がパターン配線され、駆動回路２８により、ホール素子２２の位置検出信号にしたがって、順次モータ巻線２１ａへの通電を切り替えて回転体１３を回転させて定速制御する。
上記の光偏向器においては、図１に示した動圧空気軸受が用いられており、回転体１３は略密閉空間に収納されている。回転体１３が回転を開始すると、軸全長の両端部で動圧支持部を形成することで比較的小さな空気圧力で回転体の半径方向の支持を可能とし、その結果、軸受の損失を低減し、軸受部の発熱を小さくすることができる。
また、動圧空気軸受１の螺旋状の溝パターン部３の効果により、軸受すきま内に軸方向の空気流が発生し、回転体１３に軸方向に変位する力が働くが、吸引型の磁気軸受で軸方向に支持されるため回転体１３の軸方向の位置を一定に保つことができる。
さらに、動圧空気軸受１の螺旋状の溝パターン部３の効果により、軸受隙間を通して空気を外部に排出し、回転体１３周辺の空気を減圧することで風損（回転体１３と空気の摩擦による損失）を減らし、その結果、低消費電力かつ低発熱で高速回転可能となる。
キャップ（回転しない部材）１５中央部にφ０．２〜φ０．５程度の微細穴を形成することで軸方向の振動に対して、減衰効果を持たせることができる。
動圧空気軸受１全長の両端部に動圧高圧部を形成することで動圧空気軸受１全長を長くすることなく、比較的小さな空気圧力で回転体１３の支持を可能とし、軸受の損失を低減し、しかも構造が簡単で製造が容易であり、起動停止時の動圧空気軸受の摩耗を抑制した動圧空気軸受を提供する。
上述した動圧空気軸受１を使用すると、回転体１３の軸方向の位置を常に一定にすることができ、軸方向の振動に対して減衰効果を有し、軸受隙間を通して空気を外部に排出し、上述のごとく回転体１３周辺の空気を減圧することで風損（回転体１３と空気の摩擦による損失）を減らし、その結果、低消費電力かつ低発熱で高速回転可能な回転装置を提供する。
以上、本発明による動圧空気軸受１を用いた回転装置として、光偏向器の実施の形態を説明したが、本発明はＨＤＤ（ハードディスクドライブ）装置や光ディスクドライブ装置等の回転装置にも適用することもできる。
【００１０】
図４は本発明による光走査装置の実施の形態の要部のみを示す斜視図である。図４に示す光走査装置はシングルビーム方式のものである。半導体レーザである光源３１から放射されたビームは発散性の光束で、カップリングレンズ３２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、弱い発散性の光束や弱い集束性の光束となることも、平行光束となることもできる。カップリングレンズ３２を透過したビームは、アパーチャ３３の開口部を通過するさい、光束周辺部を遮断されてビーム整形され、潜像結像光学系であるシリンドリカルレンズ３４に入射する。
シリンドリカルレンズ３４は、パワーの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を持ち、入射してくるビームを副走査方向に集束させ、光偏向器であるポリゴンミラー３５の偏向反射面近傍に集光させる。
偏向反射面により反射されたビームは、ポリゴンミラー３５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３６、３７を透過し、折り曲げミラー３８により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３９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４０に入射し、レンズ４１により受光素子４２に集光される。受光素子４２の出力に基づき、書き込み開始タイミングが決定される。
上記光走査装置の光偏向器には上述した本発明の実施の形態の光偏向器が用いられる。したがって、反射面が高精度に維持され、光偏向器の発熱による光学部品への影響が小さく、走査ビーム形状が一定で安定した光走査装置とすることができる。
【００１１】
図５は本発明による光走査装置をマルチビーム光走査装置の形で示す斜視図である。煩雑を避けるため、混同の虞がないと思われるものについては、図４と同一の符号を付した。光源３１Ａは半導体レーザアレイであって、４つの発光源ｃｈ１〜ｃｈ４を等間隔で１列に配列したものである。
この実施の形態では４つの発光源ｃｈ１〜ｃｈ４は、副走査方向に配列しているが、半導体レーザアレイ３１Ａ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よい。
４つの発光源ｃｈ１〜ｃｈ４から放射された４本のビームは、図に示すように４本のビームに共通のカップリングレンズ３２により、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、弱い発散性の光束や弱い集束性の光束となることも、平行光束となることもできる。カップリングレンズ３２を透過した４本のビームは、アパーチャ３３によりビーム整形される。
共通の潜像結像光学系であるシリンドリカルレンズ３４の作用により、それぞれ副走査方向に集束され、光偏向器であるポリゴンミラー３５の偏向反射面近傍に、それぞれが主走査方向に長い潜像として、互いに副走査方向に分離して結像する。
偏向反射面により等角速度的に偏向された４本のビームは、走査光学系をなす２枚のレンズ３６、３７を透過し、折り曲げミラー３８により光路を折り曲げられ、被走査面の実体をなす感光体３９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１つは、光走査に先立ってミラー４０に入射し、レンズ４１により受光素子４２に集光される。受光素子４２の出力に基づき、４本のビームの書き込み開始タイミングが決定される。走査光学系は、光偏向器３５により同時に偏向される４本のビームを、被走査面３９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３６、３７により構成される。
上記光走査装置の光偏向器３５には上述した実施の形態の光偏向器が用いられる。したがって、反射面が高精度に維持され、光偏向器の発熱による光学部品への影響が小さく、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とすることができる。
【００１２】
図６は本発明による画像形成装置の実施の形態をタンデム型フルカラーレーザプリンタとして示す概略図である。概略構成を図６によって説明する。まず、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５１から給紙される転写紙（図示せず）を搬送する搬送ベルト５２が設けられている。
この搬送ベルト５２上にはイエローＹ用の感光体５３Ｙ、マゼンタＭ用の感光体５３Ｍ、シアンＣ用の感光体５３ＣおよびブラックＫ用の感光体５３Ｋが上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを適宜付けて区別するものとする。
これらの感光体５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ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したがいプロセス部材が順に配設されている。感光体５３Ｙを例に採れば、帯電チャージャ５４Ｙ、光走査装置５５Ｙ、現像装置５６Ｙ、転写チャージャ５７Ｙ、クリーニング装置５８Ｙ等が順に配設されている。
他の感光体５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋに対しても同様である。すなわち、本実施の形態では、感光体５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋを各々色毎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５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋが１対１の対応関係で設けられている。
また、搬送ベルト５２の周囲には、感光体５５Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ５９と、ベルト帯電チャージャ６０が設けられ、感光体５５Ｋよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ６１、除電チャージャ６２、クリーニング装置６３等が順に設けられている。また、ベルト分離チャージャ６１よりも搬送方向下流側には定着装置６４が設けられ、排紙トレイ６５に向けて排紙ローラ６６で結ばれている。
【００１３】
このような概略構成において、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５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ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５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋによる光ビームの光走査で静電潜像が形成される。
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５２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により重ね合わせられ、フルカラー画像として定着された後、排紙される。
また、黒色モード（単色モード）時であれば、感光体５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃおよびそのプロセス部材は非動作状態とされ、感光体５３Ｋに対してのみ黒色用の画像信号に基づき光走査装置（１つの光走査装置）５５Ｋによる光ビームの光走査で静電潜像が形成される。
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５２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ことにより、黒色なるモノクロ画像として定着された後、排紙される。
上記光走査装置には上述した光偏向器が用いられる。したがって、光走査装置の消費電力が小さく、走査ビームが一定で安定した潜像を形成することができ、高画質な画像形成装置とすることができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、軸受全長の両端部に動圧高圧部を形成することで動圧空気軸受全長を長くすることなく、比較的小さな空気圧力で回転体の支持を可能とし、軸受の損失を低減し、しかも構造が簡単で製造が容易な動圧空気軸受を提供することができる。
請求項２によれば、起動停止時の動圧空気軸受の摩耗を抑制することができる。
請求項３によれば、動圧空気軸受を使用することによって、回転体の軸方向の位置を常に一定にすることができる回転装置を提供することができる。
請求項４によれば、軸方向の振動に対して減衰効果を有する回転装置を提供することができる。
請求項５によれば、軸受隙間を通して空気を外部に排出し、回転体周辺の空気を減圧することで風損（回転体と空気の摩擦による損失）を減らし、その結果、低消費電力かつ低発熱で高速回転可能な回転装置を提供することができる。
請求項６によれば、低消費電力かつ低発熱で高速回転可能な光偏向器を提供することができる。
請求項７によれば、本発明の光偏向器を使用することによって、反射面が高精度に維持され、光偏向器の発熱による光学部品への影響が小さく、走査ビーム形状が一定で安定した光走査装置を提供することができる。
請求項８によれば、本発明の光偏向器を使用することによって、反射面が高精度に維持され、光偏向器の発熱による光学部品への影響が小さく、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することができる。
請求項９によれば、光走査装置の消費電力が小さく、走査ビームが一定で安定した潜像を形成することができ、高画質な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による動圧空気軸受の実施の形態を示す概略図である。
【図２】本発明による光偏向器の実施の形態を示す断面図である。
【図３】図２の光偏向器の分解斜視図である。
【図４】本発明による光走査装置の実施の形態の要部のみを示す斜視図である。
【図５】本発明による光走査装置をマルチビーム光走査装置の形で示す斜視図である。
【図６】本発明による画像形成装置の実施の形態をタンデム型フルカラーレーザプリンタとして示す概略図である。
【図７】従来の動圧空気軸受を示す概略図である。
【符号の説明】
Ａ 光偏向器（回転装置）、１ 動圧空気軸受、２ 固定軸、３ 螺旋状の溝パターン部、４ 帯状の非パターン部、５ 回転スリーブ、１２ 固定軸、１３回転体、１５ 非回転部材（キャップ）、２３ 駆動モータ（ロータマグネット）、２４ 回転スリーブ、２５ 被回転部材（ミラー２５ａ、２５ｂ）、２７吸引型磁気軸受、２９ 密閉ケース、３１ 半導体レーザ（光源）、３１Ａ 半導体レーザ（光源）、３５ ポリゴンミラー（光偏向器）、３６ 光学系（レンズ）、３７ 光学系（レンズ）、３９ 感光体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dynamic pressure air bearing, a rotating device (optical deflector) using the same, an optical scanning device, and an image forming apparatus that is an electrophotographic copying machine, printer, facsimile machine, or a composite machine thereof. is there.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical deflector using a dynamic pressure air bearing in a laser writing device such as a laser printer has been known (see, for example, Patent Document 1). For example, a method of connecting an optical deflector (rotating device) and a pump, and using a pump to reduce the pressure around a mirror of the optical deflector (rotating device) using a pump (for example, see Patent Document 3). There is also known a method in which a compressed air bearing is provided with a pump function to reduce the pressure around the mirror as the mirror rotates (for example, see Patent Document 4).
An electrophotographic recording device using a laser writing device such as a digital copying machine or a laser printer has excellent features such as high printing quality, high-speed printing, and low noise. An optical deflector (rotating device), which is a component of the laser writing device of these recording devices, is required to have a rotation speed according to the printing speed and the pixel density of the recording device.
In recent years, with the increase in printing speed and the pixel density, the optical deflector is required to rotate at a high speed of 20,000 rpm or more. In order to satisfy the required quality of long life, high durability and low noise. Optical deflectors using dynamic pressure bearings have been put to practical use.
As an optical deflector using a dynamic pressure bearing, for example, there is Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163873. In this dynamic pressure air bearing, the air pressure in the bearing gap increases around the center of the entire length of the bearing due to the effect of the groove formed in the shape of a letter "C" in the rotation direction, and the rotating body is supported.
In such a dynamic pressure air bearing, since the rotating body is supported by increasing the air pressure near the center of the entire bearing length, unless the rotating body is supported at a relatively high pressure, the rotational movement around the center of gravity due to residual unbalance is caused. Cannot be kept small. In order to keep the rotational movement about the center of gravity small, it is necessary to extend the entire bearing length to some extent.
Further, in this dynamic pressure air bearing, heat due to air friction in the bearing gap is likely to be trapped, thereby increasing the temperature of the rotating body. As a result, the balance of the rotating body may be degraded due to the radial displacement of the rotating body components, or the mirror surface with high precision may be deformed, and the scanning beam shape may be deteriorated, thereby deteriorating the image quality.
[Patent Document 1] JP-A-2002-169119
[Patent Document 2] JP-A-09-19100
[Patent Document 3] JP-A-08-121471
[Patent Document 4] Japanese Patent No. 2645773
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In Patent Literature 1, there are further problems such as an increase in windage loss due to high-speed rotation, an increase in the temperature of an optical deflector (rotating device), and a deterioration in characteristics of an optical scanning device. Further, as the rotation speed of the optical deflector (rotating device) increases, windage loss, which is a loss due to friction between the mirror and the air, increases. As a result, the power consumption and heat generation of the motor increase, and the obstacle to the high-speed rotation increases. It has become.
On the other hand, since the optical deflector (rotating device) mounted on the optical scanning device generates heat, it affects the optical components such as lenses disposed around by the heat, and the deformation due to the temperature rise of the optical components affects the optical characteristics. The image quality may be degraded.
Therefore, it is necessary to reduce the heat generated by the optical deflector (rotating device) serving as a heating element as much as possible, and a method of reducing the air pressure around the mirror has been considered in order to reduce the windage of the mirror.
In the method described in Patent Literature 2, which is used while being sealed in a reduced pressure state at the manufacturing stage, if the reduced pressure state is destroyed due to poor sealing, it becomes impossible to rotate at the set number of rotations, resulting in defective parts. .
Usually, since the optical deflector (rotating device) is used for several years or more, it is necessary to maintain the decompressed state for several years or more. Sealing is difficult, and sufficient reliability cannot be obtained.
In the method described in Patent Literature 3, in which an optical deflector (rotating device) is connected to a pump and the area around the mirror of the optical deflector (rotating device) is decompressed by the pump and used, a pump must be provided. Therefore, a space for installing the pump is required, and the cost is increased.
In the method described in Patent Document 4 in which the dynamic pressure air bearing is provided with a pump function and the area around the mirror is depressurized with the rotation of the mirror, a herringbone groove is formed on the outer circumference to reduce the atmospheric pressure around the mirror. In the longitudinal direction of the center of the dynamic pressure shaft, a central hole communicating with the outside air is formed, and the central hole communicates with the central hole, and is formed at the center position of the dynamic pressure air bearing formed by the herringbone groove. In addition, a structure having a hole opened in the gap direction between the dynamic pressure shaft and the sleeve must be provided.
In this case, it is necessary to provide a hole that opens in the direction of the gap between the dynamic pressure shaft and the sleeve at the center position of the dynamic pressure air bearing portion, and a situation occurs in which the overall length of the bearing becomes longer.
[0004]
FIG. 7 is a schematic view showing a conventional dynamic pressure air bearing. In the figure, a rotating sleeve 5 is provided around the fixed shaft 2, and a distribution 6 of air pressure generated in a bearing clearance formed between the rotating sleeve 5 and the fixed shaft 2 is schematically shown. The pressure near the center of the entire length of the dynamic pressure air bearing 1 is increasing.
In the conventional dynamic pressure air bearing of FIG. 7, since the pressure in the vicinity of the center of the entire length of the dynamic pressure air bearing is increased to support the rotating body, in order to regulate the rotational motion, the air in the bearing clearance is generally controlled. The pressure must be high. As a result, the loss of the bearing increases, and the heat generated in the bearing increases.
Therefore, a first object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to reduce the rotational motion about the center of gravity due to residual unbalance without increasing the overall length of the hydrodynamic air bearing, thereby reducing the loss. Another object of the present invention is to provide a dynamic pressure air bearing with reduced pressure.
A second object of the present invention is to reduce the air loss around the mirror by using a dynamic pressure air bearing to reduce the windage of the mirror, to reduce the power consumption and heat generation of the motor, and to increase the rotation speed. An object of the present invention is to provide an optical deflector (rotating device) that is enabled.
Further, a third object of the present invention is to provide a high-precision optical scanning device with low power consumption using the optical deflector (rotating device) of the present invention, and to provide a high-quality image forming apparatus. is there.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in the invention according to claim 1, in a hydrodynamic air bearing in which a fixed shaft and a rotary sleeve are fitted with a small gap, the rotation of the fixed shaft or the rotary sleeve causes the inside of the small gap to be reduced. The most main feature is a dynamic pressure air bearing composed of a spiral groove pattern portion that generates an axial air flow and band-like non-groove pattern portions formed at both ends to sandwich the groove pattern portion. .
According to a second aspect of the present invention, the main feature of the dynamic pressure air bearing according to the first aspect is that the fixed shaft and the rotary sleeve are made of ceramics.
According to a third aspect of the present invention, in the rotating device, a rotatable member is fixed or formed on a rotating body, the rotating body is rotatably supported by a dynamic pressure air bearing, and the rotating body is rotated by a drive motor. The dynamic pressure air bearing is the dynamic pressure air bearing according to any one of claims 1 to 2, characterized mainly by a rotating device in which the rotating body is axially supported by a magnetic bearing.
According to a fourth aspect of the present invention, in the rotary device according to the third aspect, a substantially closed space is formed downstream of the airflow of the dynamic pressure air bearing, and a fine hole communicating the outside of the substantially closed space is formed. Is the main feature.
According to a fifth aspect of the present invention, the rotating device according to the fourth aspect is characterized in that the rotating body is covered with a sealed case and the fine holes are provided in a non-rotating member.
According to a sixth aspect of the present invention, a main feature of the rotating device according to any one of the third to fifth aspects is that the rotated member is a mirror.
According to the seventh aspect of the present invention, a beam from a semiconductor laser is guided to a surface to be scanned through an optical system including an optical deflector to form a light spot, and the beam is deflected by the optical deflector. In an optical scanning device that scans a surface with a scanning line, an optical scanning device in which the optical deflector is a rotating device according to claim 6 is a main feature.
In the invention according to claim 8, the plurality of beams from the semiconductor laser are guided to a surface to be scanned through an optical system including the optical deflector to form a plurality of light spots. In an optical scanning device that scans a plurality of scanning lines on the surface to be scanned by deflecting the light, the optical deflector is a rotating device according to claim 6.
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus which forms a latent image by performing optical scanning on a photosensitive surface of a photosensitive medium by an optical scanning device and visualizes the latent image to obtain an image. As an optical scanning device for optically scanning a photosensitive surface, an image forming apparatus using the optical scanning device according to claims 7 to 8 is a main feature.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a dynamic pressure air bearing according to the present invention. In the dynamic pressure air bearing 1 according to this embodiment, axial air is introduced into the bearing clearance in a range (bearing clearance) on the cylindrical surface (outer peripheral surface) of the fixed shaft 2 and facing the inner periphery of the rotary sleeve 5. The spiral groove pattern portions 3 (inclined in one direction) that generate the flow are arranged in a line in the circumferential direction, and furthermore, both ends in the axial direction of the groove pattern portion 3 (in the area facing the rotating sleeve 5). At both ends), a band-shaped non-groove pattern portion 4 formed so as to sandwich the groove pattern portion 3 is formed.
FIG. 1 schematically shows a distribution 6 of air pressure generated in a bearing clearance formed between the rotating sleeve 5 and the fixed shaft 2 by rotation. The pressure increases near both ends of the entire length of the dynamic pressure air bearing 1, and the supporting force near both ends increases.
Normally, the center of gravity of the rotating body is arranged near the center of the entire length of the dynamic pressure air bearing 1, but the rotational movement of the center of gravity due to residual unbalance (the central axis of the rotary sleeve 5 is inclined with respect to the central axis of the fixed shaft 2). Motion, the sliding motion of the rotating body), a supporting force is generated at both ends of the dynamic pressure air bearing, so that the rotational motion can be regulated even at a relatively low pressure.
In this embodiment, a dynamic pressure high pressure portion is formed at both ends of the entire length of the dynamic pressure air bearing 1 so that the rotating body can be supported with relatively small air pressure without increasing the total length of the dynamic pressure air bearing. The loss of the hydrodynamic air bearing can be reduced, and the heat generated in the bearing can be reduced. Moreover, a dynamic pressure air bearing having a simple structure and easy manufacture can be provided.
Further, in this embodiment, in order to reduce the loss of the dynamic pressure air bearing, the air pressure of the bearing clearance is set to be low, so that the contact start rotation speed at the time of starting and stopping may increase, By forming the sleeve 5 and the fixed shaft 2 from ceramics, it is possible to suppress wear due to contact of the bearing surface at the time of starting and stopping.
Further, in this embodiment, the spiral groove 3 is provided on the outer periphery of the fixed shaft 2, but a similar groove may be provided on the inner periphery of the rotating sleeve 5, or the rotating member and the fixing member may be provided in this embodiment. The configuration opposite to the above configuration may be used.
[0007]
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the optical deflector according to the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view of the optical deflector of FIG. The configuration and operation of the optical deflector A (rotating device) in FIGS. 2 and 3 will be described.
A reference surface 29a for attachment to the optical housing is formed on the lower surface of the cover case 29. The housing 11 is fixed to the cover case 29. At the center of the upper surface of the housing 11, a cylindrical bearing mounting portion 11b is formed so as to protrude, and a fixed shaft 12 constituting a dynamic pressure air bearing is fixed.
On the cylindrical surface of the fixed shaft 12, a spiral groove pattern portion 12a for generating an axial air flow in the gap and a band-like non-groove pattern portion formed at both ends to sandwich the groove pattern portion are formed. . The air pressure increases at both ends of the entire length of the bearing clearance bearing formed between the rotating sleeve 24 and the fixed shaft 12, and the rotating body 13 is supported in a non-contact manner in the radial direction.
A fixed portion 14 of a magnetic attraction type magnetic bearing is fixed inside the fixed shaft 12. The fixing portion 14 of the suction type magnetic bearing is axially sandwiched and fixed by the cap 15 and the stopper 16 being press-fitted and fixed to the inner cylindrical portion of the fixed shaft 12. A fine hole (not shown) of about φ0.2 to φ0.5 is formed in the center of the cap 15 to attenuate vertical vibration by utilizing viscous resistance when air passes. Both the cap 15 and the stopper 16 are made of a non-magnetic material such as a stainless steel plate.
The fixed part 14 of the attraction type magnetic bearing is made of a ferromagnetic material having a ring-shaped permanent magnet 17 magnetized to two poles in the direction of the rotation axis and a center circle smaller than the inner diameter of the ring-shaped permanent magnet 17. One fixed yoke plate 18 and a second fixed yoke plate 19 made of a ferromagnetic material having a center circle smaller than the inner diameter of the ring-shaped permanent magnet 17.
The first fixed yoke plate 18 and the second fixed yoke plate 19 sandwich the ring-shaped permanent magnet 17 in the axial direction, and the center circle of the first fixed yoke plate 18 and the center circle of the second fixed yoke plate 19 are aligned. It is arranged and fixed so as to be coaxial with the rotation center axis. As a material of the ring-shaped permanent magnet 17, a rare-earth permanent magnet is mainly used. Steel plates are used for the fixed yoke plates (18, 19).
[0008]
On the upper surface of the housing 11, a printed circuit board 20 having a hole formed in the center is arranged. A stator 21 is fitted and fixed to the outer diameter of the bearing mounting portion 11b of the housing 11.
Since the housing 11 is made of a conductive material such as an aluminum alloy, an eddy current flows through the housing 11 under the influence of the alternating magnetic field due to the rotation of the rotor magnet 23, and the printed circuit board 20 is made of iron so that the motor loss does not increase. It is good to constitute with a substrate. On the printed circuit board 20, a Hall element 22, which is a position detecting element for switching energization to the winding coil, is mounted.
The motor unit includes a rotor magnet 23 and a stator 21 attached to the rotating body 13, a printed board 20 to which the winding coil 21a is connected, a Hall element 22 mounted on the printed board 20, and the like. The stator 21 is formed by laminating silicon steel plates so that eddy current does not flow and iron loss does not increase.
The rotating body 13 has a member to be rotated (a member to be rotated) 25 coupled to the outside of a rotating sleeve 24, and two-stage mirrors (25a, 25b) are integrally formed in the axial direction. The rotating sleeve 14 is made of ceramics, has a reduced wear, and has a longer life.
The rotating member 25 is made of pure aluminum having an aluminum content of 99.9% or more. After being integrated with and coupled to the rotating sleeve 24, a mirror is formed by mirror finishing.
A rotor magnet 23 for a motor is adhered or press-fitted and fixed below the rotated member 25. The rotor magnet 23 can be a permanent magnet divided in the circumferential direction, but is formed in a ring shape so that bonding or press-fitting is easy. Press-fitting is preferable as a motor for high-speed rotation because balance and vibration change due to temperature change can be reduced.
A through-hole larger than the outer diameter of the fixed shaft 12 is formed at the upper end of the rotated member 25, and a closing member 26 having a linear expansion coefficient substantially equal to that of the rotated member 25 is press-fitted and fixed. The closing member 26 has a disk shape. A rotating part 27 of a suction type magnetic bearing is fixed to the closing member 26.
An outer cylindrical surface that forms a magnetic gap between the center circle of the first fixed yoke plate 18 and the center circle of the second fixed yoke plate 19 is formed in the rotating portion 27 of the attraction type magnetic bearing. The cylinder surface is arranged so as to be coaxial with the rotation center axis. A permanent magnet or a steel-based ferromagnetic material is used for the rotating part 27 of the attraction type magnetic bearing.
[0009]
In order to rotate the rotating body 13 at a high speed, the balance is corrected on the upper and lower two correction surfaces (15f, 23a) of the rotating body 13 so that unbalanced (unbalanced) vibration is at a very small level. ing.
The motor winding 21a and the Hall element 22 are patterned and wired on the printed circuit board 20, and the drive circuit 28 sequentially switches the energization to the motor winding 21a according to the position detection signal of the Hall element 22 to rotate the rotating body 13. Then, constant speed control is performed.
In the above optical deflector, the dynamic pressure air bearing shown in FIG. 1 is used, and the rotating body 13 is housed in a substantially closed space. When the rotating body 13 starts rotating, the dynamic pressure supporting portions are formed at both ends of the entire shaft length to enable the rotating body to be supported in the radial direction with relatively small air pressure, thereby reducing bearing loss. In addition, heat generation of the bearing portion can be reduced.
Further, due to the effect of the spiral groove pattern portion 3 of the dynamic pressure air bearing 1, an axial air flow is generated in the bearing clearance, and a force for axially displacing the rotating body 13 acts. Since it is supported in the axial direction by the bearing, the position of the rotating body 13 in the axial direction can be kept constant.
Further, due to the effect of the spiral groove pattern portion 3 of the dynamic pressure air bearing 1, air is exhausted to the outside through the bearing gap, and air around the rotating body 13 is depressurized, thereby causing windage loss (friction between the rotating body 13 and air). As a result, high speed rotation is possible with low power consumption and low heat generation.
By forming a fine hole having a diameter of about 0.2 to 0.5 in the center of the cap (non-rotating member) 15, a damping effect can be provided for vibration in the axial direction.
By forming the dynamic pressure high pressure portions at both ends of the entire length of the dynamic pressure air bearing 1, it is possible to support the rotating body 13 with a relatively small air pressure without increasing the total length of the dynamic pressure air bearing 1, thereby reducing bearing loss. Provided is a dynamic pressure air bearing which is reduced, has a simple structure, is easy to manufacture, and suppresses wear of the dynamic pressure air bearing at the time of starting and stopping.
When the above-described dynamic air bearing 1 is used, the position of the rotating body 13 in the axial direction can always be kept constant, has a damping effect on the vibration in the axial direction, and discharges air to the outside through the bearing gap. As described above, the air around the rotating body 13 is decompressed to reduce windage loss (loss due to friction between the rotating body 13 and the air). As a result, a rotating device that can rotate at high speed with low power consumption and low heat generation is provided. .
As described above, the embodiment of the optical deflector has been described as a rotating device using the dynamic pressure air bearing 1 according to the present invention, but the present invention is also applied to a rotating device such as an HDD (hard disk drive) device or an optical disk drive device. You can also.
[0010]
FIG. 4 is a perspective view showing only a main part of the embodiment of the optical scanning device according to the present invention. The optical scanning device shown in FIG. 4 is of a single beam type. A beam emitted from a light source 31 which is a semiconductor laser is a divergent light beam, and is coupled to an optical system thereafter by a coupling lens 32.
The form of the coupled beam can be a weakly divergent light beam, a weakly convergent light beam, or a parallel light beam, depending on the optical characteristics of the optical system thereafter. When passing through the opening of the aperture 33, the beam transmitted through the coupling lens 32 is blocked at the peripheral portion of the light beam, is shaped into a beam, and enters a cylindrical lens 34 which is a latent image forming optical system.
The cylindrical lens 34 directs a direction without power to the main scanning direction, has a positive power in the sub-scanning direction, focuses an incident beam in the sub-scanning direction, and deflects a polygon mirror 35 as an optical deflector. The light is focused near the reflecting surface.
The beam reflected by the deflecting / reflecting surface is deflected at a constant angular velocity by the rotation of the polygon mirror 35 at a constant speed, passes through the two lenses 36 and 37 forming the scanning optical system, and bends the optical path by the bending mirror 38. Then, the light is condensed as a light spot on a photoconductive photoreceptor 39 which is a substance of the surface to be scanned, and the surface to be scanned is scanned.
The beam enters the mirror 40 prior to scanning, and is condensed on the light receiving element 42 by the lens 41. The write start timing is determined based on the output of the light receiving element 42.
The optical deflector of the above-described embodiment of the present invention is used as the optical deflector of the optical scanning device. Therefore, the reflection surface is maintained with high accuracy, the influence of the heat generated by the optical deflector on the optical components is small, and a stable and stable scanning beam shape can be provided for the optical scanning device.
[0011]
FIG. 5 is a perspective view showing an optical scanning device according to the present invention in the form of a multi-beam optical scanning device. In order to avoid complication, the same reference numerals as those in FIG. The light source 31A is a semiconductor laser array in which four light emitting sources ch1 to ch4 are arranged in a line at equal intervals.
In this embodiment, the four light emission sources ch1 to ch4 are arranged in the sub-scanning direction. However, the semiconductor laser array 31A may be inclined so that the arrangement direction of the light emission sources is inclined with respect to the main scanning direction.
The four beams emitted from the four light emission sources ch1 to ch4 are coupled to the subsequent optical system by a coupling lens 32 common to the four beams as shown in the drawing.
The form of each coupled beam may be a weakly divergent light beam, a weakly convergent light beam, or a parallel light beam, depending on the optical characteristics of the optical system thereafter. The four beams transmitted through the coupling lens 32 are shaped by the aperture 33.
By the action of a cylindrical lens 34, which is a common latent image forming optical system, each is converged in the sub-scanning direction, and as a latent image that is long in the main scanning direction, near the deflecting reflection surface of a polygon mirror 35, which is an optical deflector. Are imaged separately from each other in the sub-scanning direction.
The four beams deflected at equal angular velocities by the deflecting / reflecting surface pass through two lenses 36 and 37 forming a scanning optical system, the optical path of which is bent by a bending mirror 38, and the photosensitive material forming the substance of the surface to be scanned. The light is focused on the body 39 as four light spots separated in the sub-scanning direction, and four scanning lines on the surface to be scanned are simultaneously scanned.
One of the beams enters the mirror 40 prior to the optical scanning, and is focused on the light receiving element 42 by the lens 41. Based on the output of the light receiving element 42, the writing start timing of the four beams is determined. The scanning optical system is an optical system that condenses four beams simultaneously deflected by the optical deflector 35 as four light spots on the surface 39 to be scanned, and includes two lenses 36 and 37. You.
The optical deflector of the above-described embodiment is used as the optical deflector 35 of the optical scanning device. Therefore, the reflection surface is maintained with high accuracy, the influence of the heat generated by the optical deflector on the optical components is small, and a multi-beam optical scanning device having a fixed and stable scanning beam shape can be provided.
[0012]
FIG. 6 is a schematic diagram showing an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention as a tandem type full color laser printer. The schematic configuration will be described with reference to FIG. First, a transport belt 52 that is disposed horizontally in the apparatus and that transports transfer paper (not shown) fed from a paper feed cassette 51 is provided in a horizontal direction.
A photoreceptor 53Y for yellow Y, a photoreceptor 53M for magenta M, a photoreceptor 53C for cyan C, and a photoreceptor 53K for black K are arranged on the transport belt 52 at regular intervals in this order from the upstream side. I have. Note that, hereinafter, the suffixes Y, M, C, and K for the reference numerals are appropriately added to distinguish them.
The photoconductors 53Y, 53M, 53C, and 53K are all formed to have the same diameter, and process members are sequentially arranged around the photoconductors 53Y, 53M, 53C, and 53K according to the electrophotographic process. Taking the photoconductor 53Y as an example, a charging charger 54Y, an optical scanning device 55Y, a developing device 56Y, a transfer charger 57Y, a cleaning device 58Y, and the like are arranged in this order.
The same applies to the other photoconductors 53M, 53C and 53K. That is, in the present embodiment, the photoconductors 53Y, 53M, 53C, and 53K are illuminated surfaces that are set for each color, and the optical scanning devices 55Y, 55M, 55C, and 55K correspond to one for each. They are provided in a one-to-one correspondence.
Around the transport belt 52, a registration roller 59 and a belt charging charger 60 are provided upstream of the photoconductor 55Y, and a belt separation charger 61 is provided downstream of the photoconductor 55K. A charge removing charger 62, a cleaning device 63, and the like are provided in order. Further, a fixing device 64 is provided downstream of the belt separation charger 61 in the transport direction, and is connected to a paper discharge tray 65 by a paper discharge roller 66.
[0013]
In such a schematic configuration, for example, in the full color mode (multiple color mode), each of the photoconductors 53Y, 53M, 53C, and 53K is based on the image signals of each color for Y, M, C, and K, respectively. An electrostatic latent image is formed by optical scanning of a light beam by the optical scanning devices 55Y, 55M, 55C, and 55K.
These electrostatic latent images are developed with corresponding color toners to form toner images, which are electrostatically attracted onto the conveyor belt 52 and sequentially transferred onto transfer paper conveyed and conveyed to form a full-color image. After being fixed as an image, the sheet is discharged.
Further, in the black mode (monochrome mode), the photoconductors 53Y, 53M, 53C and the process members thereof are in a non-operating state, and only the photoconductor 53K is operated based on the black image signal based on the image signal for black. An electrostatic latent image is formed by optical scanning of a light beam by two optical scanning devices 55K.
This electrostatic latent image is developed into a toner image by being developed with black toner, is transferred onto a transfer sheet that is electrostatically attracted onto the transport belt 52 and is transported, and is fixed as a black monochrome image. The paper is ejected.
The optical deflector described above is used for the optical scanning device. Therefore, the power consumption of the optical scanning device is small, a stable latent image can be formed with a constant scanning beam, and a high quality image forming apparatus can be obtained.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect, by forming the dynamic pressure high pressure portions at both ends of the entire length of the bearing, it is possible to support the rotating body with relatively small air pressure without increasing the overall length of the dynamic pressure air bearing. It is possible to provide a dynamic pressure air bearing which is made possible, reduces bearing loss, and has a simple structure and is easy to manufacture.
According to the second aspect, the wear of the dynamic pressure air bearing at the time of starting and stopping can be suppressed.
According to the third aspect, by using the dynamic pressure air bearing, it is possible to provide a rotating device capable of always keeping the axial position of the rotating body constant.
According to the fourth aspect, it is possible to provide a rotating device having an effect of damping axial vibration.
According to the fifth aspect, the air is exhausted to the outside through the bearing gap, and the air around the rotating body is depressurized to reduce windage loss (loss due to friction between the rotating body and air). As a result, low power consumption and low power consumption are achieved. A rotating device capable of high-speed rotation by heat generation can be provided.
According to claim 6, it is possible to provide an optical deflector that can rotate at high speed with low power consumption and low heat generation.
According to claim 7, by using the optical deflector of the present invention, the reflection surface is maintained with high accuracy, the influence of the heat generated by the optical deflector on the optical components is small, and the scanning beam shape is constant and stable. An optical scanning device can be provided.
According to the eighth aspect, by using the optical deflector of the present invention, the reflection surface is maintained with high accuracy, the influence of heat generated by the optical deflector on the optical components is small, and the scanning beam shape is constant and stable. A multi-beam optical scanning device can be provided.
According to the ninth aspect, the power consumption of the optical scanning device is small, a stable latent image with a constant scanning beam can be formed, and a high-quality image forming apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a dynamic pressure air bearing according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of an optical deflector according to the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the optical deflector of FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing only a main part of an embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing an optical scanning device according to the present invention in the form of a multi-beam optical scanning device.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention as a tandem type full color laser printer.
FIG. 7 is a schematic view showing a conventional dynamic pressure air bearing.
[Explanation of symbols]
A Optical deflector (rotating device), 1 hydrodynamic air bearing, 2 fixed shaft, 3 spiral groove pattern portion, 4 band-shaped non-pattern portion, 5 rotating sleeve, 12 fixed shaft, 13 rotating body, 15 non-rotating member (Cap), 23 drive motor (rotor magnet), 24 rotating sleeve, 25 driven member (mirror 25a, 25b), 27 attraction type magnetic bearing, 29 sealed case, 31 semiconductor laser (light source), 31A semiconductor laser (light source) , 35 polygon mirror (optical deflector), 36 optical system (lens), 37 optical system (lens), 39 photoconductor
