JP2015225100A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1や特許文献2には、ポリゴンスキャナ駆動時に生じる音の周波数に対応した共鳴周波数の共鳴器を上記筐体内に配置し、騒音となるおそれがある音を吸音する光走査装置が記載されている。
図2は、複写機500の概略構成図である。複写機500は、複写装置本体(以下、プリンタ部100という)、給紙テーブル(以下、給紙部200という)及びプリンタ部100上に取り付けるスキャナ(以下、スキャナ部300という)から構成される。
四つのプロセスカートリッジ1の、符号の後に付されたY,M,C,Kという添字は、イエロー,マゼンタ,シアン,黒用の仕様であることを示している。四つのプロセスカートリッジ1(Y,M,C,K)は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他は、ほぼ同様の構成になっているので、以下、K,Y,M,Cという添字を省略して説明する。
感光体クリーニング装置5は、中間転写ベルト7と対向する位置を通過した感光体2の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
一方、二次転写ニップで転写紙Pに転写されず中間転写ベルト7の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置11によって回収される。
各色トナーボトル400に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置4に供給される。
現像装置4としては、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる二成分現像方式と、トナーのみからなる一成分現像剤を用いる一成分現像方式との何れの現像方式であってもよい。
図3は、露光装置6の概略断面と、各感光体2(Y,M,C,K)に向けて照射されるレーザ光の経路とを示す説明図である。
ポリゴンスキャナ60への光線は、光源部71から出射し、カップリングレンズ72にて発散光束から並行光束に変換され、アパーチャ73により整形される。アパーチャ73を通過した光線はシリンドリカルレンズ74にて副走査方向に集光され防音ガラス15を透過してポリゴンスキャナ60の多面鏡61へ入射する。カップリングレンズ72、シリンドリカルレンズ74は設置位置を調整後、接着剤にてハウジング10に固定される。カップリングレンズ72、アパーチャ73及びシリンドリカルレンズ74は、光源である光源部71から回転偏向器であるポリゴンスキャナ60までの光線の経路を形成する偏向前光学系形成部材である。
このような構成をとることで、ポリゴンスキャナ60の設置空間を密閉することができ、密閉空間50を形成することができる。
上カバー22にはカバー開口部223から円筒壁220が立設されており、ポリゴンスキャナ60の駆動時に発生する気流は円筒壁220の内周面を伝って上方へ流れるような構造としている。また、図1に示すように、上カバー22における防音ガラス15の上面やハウジング10の側壁部101の上面に対向している面(図1中の「225」)の反対側に、吸音器40を設けている。
円筒壁220の周囲の上カバー22の底面部には複数の吸音器40を配置している。吸音器40はそれぞれの吸音カバー部43に連通孔44が開いており、連通孔44の上端部(吸音カバー部43の上面)は円筒壁220の上端部よりも低い位置にあり、連通孔44の連通方向はポリゴンスキャナ60の回転軸とほぼ平行である。吸音器40の空洞41は、幅を「w」、奥行きを「d」、高さを「h」としている。
また、吸音器40をポリゴンスキャナ60の設置空間である密閉空間50内となる上カバー22の上部に複数設けることで、ポリゴンカバー31にて反射された音の多くを吸音器40に取り込むことができる。
空洞41の体積を「V」、連通孔44の開口面積を「S」、連通孔44の長さ(吸音カバー部43の厚み)を「L」、音速を「c」とし、吸音器40での共振周波数を「f」とすると、以下の(1)式が成り立つ。
ここで、ポリゴンスキャナ60の多面鏡61が正六角形で回転数を30000[rpm]とした場合、各エッジ(正六角形の六つの角)による風切音の周波数は次のように求めることができる。
30000[rpm]/60[sec]=500[Hz]
多面鏡61の各エッジによる風切り音は、一回転毎に生じる音の6倍の周波数となるため、
500[Hz]×6=3000[Hz]となる。この値は、上述した吸音器40の共振周波数fの値と一致するため、上述した設定により、各エッジによる風切音を吸音器40で吸音することができる。
画像形成装置は画像を形成する対象である転写紙Pの厚みや、形成する画像の画素密度などにより、生産速度(単位時間当たりの出力枚数)が変わることがある。その場合、ポリゴンスキャナ60の回転数も変更となる。このように、ポリゴンスキャナ60の回転数が変更となる構成では、複数の吸音器40として複数の共振周波数に対応するものを設けておくことで、生産速度が変更になった場合も騒音の発生を抑制することが可能となる。
そこで、本実施形態の露光装置6では、ポリゴンスキャナ60の回転によって発生した気流を吸音器40の連通孔44の入口から離れた位置に導き、連通孔44の入口近傍の気体の流れを緩和させる構成となっている。具体的には、図1に示すように、カバー開口部223から立設された円筒壁220の上端をポリゴンカバー31に近づけ、吸音器40の連通孔44の入口よりも高い位置としている。
光走査装置が備えるポリゴンスキャナは多面体のミラーが高速に回転し、光源からの光線を感光体上に走査して潜像を形成している。ポリゴンスキャナの回転数は転写材の搬送速度と照射する光線の本数によって決まるが、光線の本数を増やすことはコストアップとなるため、最小の光線の本数でポリゴンスキャナを高速回転させている。そのためポリゴンスキャナの一回転の周期や多面体の一面が通過する周期に応じた高周波の音が発生する。
露光装置6では、ポリゴンスキャナ60を密閉する構成としている。ポリゴンスキャナ60の設置空間は、ハウジング10の底面部、ハウジング10の側壁部101、防音ガラス15、上カバー22及びポリゴンカバー31により密閉され、密閉空間50となっている。上カバー22は、ハウジング10を覆い、露光装置6の全体を外部に対して遮蔽するカバー部材であり、ポリゴンカバー31は、上カバー22の一部を覆う第二のカバー部材である。
このように、本実施形態の露光装置6では、ポリゴンスキャナ60を密閉して、密閉空間50内の音を吸音器40で減衰させることで、光走査装置である露光装置6からの騒音を低減することが可能となる。
また、複写機500としては、画像を形成する速度を変更可能に構成し、ポリゴンスキャナ60の回転速度は画像を形成する速度に応じて変更可能な構成であってもよい。この場合、本実施形態のように、共振周波数が互いに異なる複数の吸音器40を備えることで、ポリゴンスキャナ60の回転数が変更になった場合も露光装置6から生じる音に起因する騒音が生じ難い構成を実現できる。
(態様A)
光線を照射する光源部71等の光源と、光源から照射された光線を回転しながら反射し、偏向して光走査するポリゴンスキャナ60等の回転偏向器と、光線の経路を形成するカップリングレンズ72、アパーチャ73、シリンドリカルレンズ74、走査レンズ17、第一反射ミラー18及び第二反射ミラー19等の光学系形成部材と、回転偏向器が回転駆動することによって生じる音に共振周波数を合わせた吸音器40等の共鳴器と、を有する露光装置6等の光走査装置において、回転偏向器を設置する空間を密閉空間50等の密閉空間とし、密閉空間内の音を吸音するように共鳴器を設置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、回転偏向器を設置する空間を密閉空間とすることで、回転偏向器が回転駆動することによって生じた音が気体の振動として外部に伝達することを抑制し、密閉空間内に閉じ込めることができる。また、密閉空間内に閉じ込めるだけでは音の振動エネルギーが減衰せず、密閉空間を形成する部材を介して振動が伝達して、装置の外部に音が伝達するおそれがある。これに対して、密閉空間内の音を吸音するように共鳴器を設置することで、密閉空間内に閉じ込めた音を吸音することができ、密閉空間内で音の振動エネルギーを減衰させることができる。これにより、密閉空間を形成する部材を介して振動が伝達することも抑制することができ、装置の外部に音が伝達することをさらに抑制することができる。このように、本態様では、回転偏向器が回転駆動することによって生じる音が装置の外部に伝達することを従来よりも抑制することができる。
態様Aにおいて、密閉空間を形成する上カバー22の一部の壁の内側に共鳴器を設置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、吸音効率の向上を図ることができる。
態様Aにおいて、密閉空間を形成する上カバー22の一部の壁に穴を設け、この穴が共鳴器の空洞41等の空洞部と外部とを連通する連通孔44等の連通孔となるように、密閉空間に対して穴を設けた壁を挟んで反対側に空洞部を形成する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、密閉空間の外側に共鳴器を設けた構成であっても、密閉空間内に閉じ込めた音を吸音することが可能となる。
態様A乃至Cの何れかの態様において、光学系形成部材と回転偏向器との間を、光線を透過する防音ガラス15等の光透過部材によって空間的に遮り、光透過部材は密閉空間を形成する壁面の一部を構成し、光学系形成部材は、密閉空間の外側に設置されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、回転偏向器の設置空間を他の光学系とは独立した密閉空間とすることで、密閉する範囲を最小限にすることができ、密閉性の向上を図ることができ、音の伝達を抑制する性能の向上を図ることができる。
態様A乃至Dの何れかの態様において、共鳴器として、共振周波数が互いに異なるもの複数備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、複数の回転偏向器の回転数に対応して吸音することが可能となる。
態様A乃至Eの何れかの態様において、共鳴器の連通孔44等の連通部の連通方向が回転偏向器の回転軸と平行である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、回転偏向器で発生し、ポリゴンカバー31の下面等の密閉空間を形成する壁面で反射した音が吸収し易くなり、音の伝達を抑制する性能の向上を図ることができ、騒音の発生を抑制することができる。
態様A乃至Fの何れかの態様において、共鳴器の空洞41等の空洞部と外部とを連通する連通孔44等の連通孔によって空洞部と密閉空間とが連通し、密閉空間内における回転偏向器の近傍から共鳴器の連通部の入口に向かう気体の経路を迂回させる円筒壁220等の気流迂回部材を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、回転偏向器の回転駆動によって生じた気流の連通部の入口近傍への影響を抑制することができ、入口近傍に気流が存在することに起因する音の発生を抑えることができる。これにより、騒音の発生をさらに抑制することができる。
感光体2等の潜像担持体の表面に光走査手段を用いて光線を照射することにより潜像担持体の表面に潜像を形成し、潜像を現像することで得た画像を最終的に転写紙P等の記録材上に転移させることで画像を形成する複写機500等の画像形成装置において、光走査手段として、態様A乃至Gの何れかの態様に係る露光装置6等の光走査装置を用いる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、光走査装置から生じる音に起因する騒音が生じ難い画像形成装置を提供することが可能となる。
態様Hにおいて、画像を形成する速度を変更可能に構成し、回転偏向器の回転速度は画像を形成する速度に応じて変更可能であって、光走査装置は、態様Eに係る光走査装置の構成を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、回転偏向器の回転数が変更になった場合も光走査装置から生じる音に起因する騒音が生じ難い画像形成装置を提供することが可能となる。
2 感光体
3 帯電部材
4 現像装置
5 感光体クリーニング装置
6 露光装置
7 中間転写ベルト
8 一次転写ローラ
9 二次転写ローラ
9a 二次転写対向ローラ
10 ハウジング
11 転写ベルトクリーニング装置
12 定着装置
13 光路
15 防音ガラス
17 走査レンズ
18 第一反射ミラー
19 第二反射ミラー
20 防塵ガラス
22 上カバー
23 下カバー
30 ハウジングシール部材
31 ポリゴンカバー
32 ポリゴンカバーシール部材
40 吸音器
41 空洞
42 吸音本体部
43 吸音カバー部
44 連通孔
50 密閉空間
60 ポリゴンスキャナ
61 多面鏡
71 光源部
72 カップリングレンズ
73 アパーチャ
74 シリンドリカルレンズ
100 プリンタ部
101 側壁部
200 給紙部
220 円筒壁
221 ネジ受部
223 カバー開口部
300 スキャナ部
400 トナーボトル
500 複写機
P 転写紙
Claims (9)
- 光線を照射する光源と、
該光源から照射された光線を回転しながら反射し、偏向して光走査する回転偏向器と、
光線の経路を形成する学系形成部材と、
該回転偏向器が回転駆動することによって生じる音に共振周波数を合わせた共鳴器と、を有する光走査装置において、
上記回転偏向器を設置する空間を密閉空間とし、
該密閉空間内の音を吸音するように上記共鳴器を設置したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1に記載の光走査装置において、
上記密閉空間を形成する壁の内側に上記共鳴器を設置したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1に記載の光走査装置において、
上記密閉空間を形成する壁に穴を設け、この穴が上記共鳴器の空洞部と外部とを連通する連通孔となるように、該密閉空間に対して穴を設けた壁を挟んで反対側に該空洞部を形成したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至3の何れかに記載の光走査装置において、
上記光学系形成部材と上記回転偏向器との間を、光線を透過する光透過部材によって空間的に遮り、該光透過部材は上記密閉空間を形成する壁面の一部を構成し、該光学系形成部材は、該密閉空間の外側に設置されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至4の何れかに記載の光走査装置において、
上記共鳴器として、共振周波数が互いに異なるもの複数備えることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至5の何れかに記載の光走査装置において、
上記共鳴器の連通部の連通方向が上記回転偏向器の回転軸と平行であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至6の何れかに記載の光走査装置において、
上記共鳴器の空洞部と外部とを連通する連通孔によって該空洞部と上記密閉空間とが連通し、
該密閉空間内における上記回転偏向器の近傍から上記共鳴器の連通部の入口に向かう気体の経路を迂回させる気流迂回部材を備えることを特徴とする光走査装置。 - 潜像担持体の表面に光走査手段を用いて光線を照射することにより該潜像担持体の表面に潜像を形成し、該潜像を現像することで得た画像を最終的に記録材上に転移させることで画像を形成する画像形成装置において、
上記光走査手段として、請求項1乃至7の何れかに記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8に記載の画像形成装置において、
画像を形成する速度を変更可能に構成し、上記回転偏向器の回転速度は画像を形成する速度に応じて変更可能であって、上記光走査装置は、請求項5に記載の光走査装置の構成を備えることを特徴とする画像形成装置。
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