JP2016099465A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】効果的に吸音手段により騒音を抑制することができる光走査装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】光源から発せられる光の進行方向を偏向するポリゴンスキャナ53などの偏向手段と、偏向手段から発せられる騒音を吸音するヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段とを備え、偏向手段で偏向せしめた光によって感光体などの走査対象を光走査する書込装置などの光走査装置において、偏向手段から発せられる風切音103などの騒音を、吸音手段に集音させる集音部材101などの集音手段を備えた。
【選択図】図7
【解決手段】光源から発せられる光の進行方向を偏向するポリゴンスキャナ53などの偏向手段と、偏向手段から発せられる騒音を吸音するヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段とを備え、偏向手段で偏向せしめた光によって感光体などの走査対象を光走査する書込装置などの光走査装置において、偏向手段から発せられる風切音103などの騒音を、吸音手段に集音させる集音部材101などの集音手段を備えた。
【選択図】図7
Description
本発明は、光走査装置および画像形成装置に関するものである。
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の中には、光走査装置により潜像担持体上に画像情報に応じた書込光を偏向走査することにより潜像担持体上に潜像を形成し、この潜像を現像して画像を得るものが知られている。上記光走査装置は、光源部、および光源部からの書込光を偏向走査する正六角柱状の回転多面鏡を備えた偏向手段を備えている。偏向手段は、駆動源たる駆動モーターによって回転させた正六角柱状の多面鏡により、レーザー光源から発せられるレーザー光の進行方向を偏向する。
特許文献1には、回転する多面鏡の風切音の周波数と同じ共振周波数で共鳴させて吸音する吸音手段たる共鳴箱を設け、上記風切音による騒音の発生を抑えている。共鳴箱は、ある程度の容積を持った共鳴空間部と、この共鳴空間部と外部とを連通する共鳴通路とによって構成され、共鳴通路の開口を偏向手段に向けて、共鳴箱が配置されている。偏向手段の騒音が共鳴通路を通って、共鳴空間部に入射することにより、共鳴空間部で共鳴させて騒音が吸音される。
しかしながら、風切音などの偏向手段の騒音は、一方向だけでなく、偏向手段から放射状に空気を振動させて伝わっていく。そのため、特許文献1に記載の光走査装置においては、偏向手段の騒音の一部しか吸音手段たる共鳴箱に入射せず、騒音の抑制効果が低いという課題があった。
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、光源から発せられる光の進行方向を偏向する偏向手段と、前記偏向手段から発せられる騒音を吸音する吸音手段とを備え、前記偏向手段で偏向せしめた光によって走査対象を光走査する光走査装置において、前記偏向手段から発せられる騒音を、前記吸音手段に集音させる集音手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、効果的に吸音手段により騒音を抑制することができる。
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置である複写機に適用した一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ10を示す模式図である。
このプリンタ10は、主に、イエロー(以下「Y」と記載し、イエロー用の部材の符号には色別符号として「Y」を付す。シアン、マゼンタ、ブラックについても同様。)用の作像部4Y、M(マゼンタ)用の作像部4M、C(シアン)用の作像部4C、BK(ブラック)用の作像部4BKの4つの作像部と、中間転写材である中間転写ベルト1とを有している。また、作像部4Y,M,C,BKの上には、第一の書込装置5a、第二の書込装置5bの一部が重なるようにして横並びに配置されている。
このプリンタ10は、主に、イエロー(以下「Y」と記載し、イエロー用の部材の符号には色別符号として「Y」を付す。シアン、マゼンタ、ブラックについても同様。)用の作像部4Y、M(マゼンタ)用の作像部4M、C(シアン)用の作像部4C、BK(ブラック)用の作像部4BKの4つの作像部と、中間転写材である中間転写ベルト1とを有している。また、作像部4Y,M,C,BKの上には、第一の書込装置5a、第二の書込装置5bの一部が重なるようにして横並びに配置されている。
各書込装置5a,5bは、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等から入力される色分解された画像データを、光源駆動用の信号に変換し、それに従い各レーザ光源ユニット内の半導体レーザを駆動して光ビームを出射するようになっている。
各作像部4Y,4M,4C,4BKは、それぞれ、回転駆動される感光体41Y,41M,41C,41BKを備えている。また、それぞれの感光体41Y,41M,41C,41BKの周囲には、帯電部42Y,42M,42C,42BK、現像部43Y,43M,43C,43BK、クリーニング部44Y,44M,44C,44BK等が配設されている。感光体41Y,41C,41M,41BKは、円筒状に形成された感光体ドラムであり、図示しない駆動源により回転駆動される。各帯電部42Y,42M,42C,42BKは、それぞれ対応する感光体41Y,41M,41C,41BKの表面を所定電位となるように一様帯電するものである。本実施形態の帯電部42Y,42M,42C,42BKは、帯電ローラ等の帯電部材を感光体41Y,41M,41C,41BKの表面に接触又は近接させて帯電処理する接触帯電方式のものを採用しているが、これに限られない。
第一の書込装置5aから出射された光ビームが帯電部42Bk,42Cにより一様帯電された感光体41Bk,41Cの表面にスポット照射されることにより、感光体41Bk,41C表面にはそれぞれの画像情報に応じた静電潜像が書き込まれる。また、第二の書込装置5bから出射された光ビームが帯電部42M,42Yにより一様帯電された感光体41M,41Yの表面にスポット照射されることにより、感光体41M,41Y表面にはそれぞれの画像情報に応じた静電潜像が書き込まれる。
各現像部43Y,43M,43C,43BKは、感光体41Y,41M,41C,41BK上の静電潜像にトナーを付着させることにより、その静電潜像をトナー像として顕像化させるものである。本実施形態では、感光体41Y,41M,41C,41BKに対して非接触状態でトナーを供給する非接触現像方式のものが採用されている。各クリーニング部44Y,44M,44C,44BKは、感光体41Y,41M,41C,41BKの表面に付着している転写残トナー等の不要物を除去するもので、感光体表面にブラシを接触させてクリーニングするブラシ接触方式のものが採用されている。
作像部4Y,4M,4C,4BKの鉛直方向下方には、無端状の中間転写ベルト1を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる転写ユニット12が配設されている。転写手段たる転写ユニット12は、中間転写ベルト1の他に、テンションローラ2、2次転写対向ローラ3、4つの1次転写ローラ6Y,6M,6C,6BK、2次転写ローラ7、不図示のベルトクリーニング装置などを備えている。
転写ユニット12の鉛直方向下方には、シートを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット13が配設されている。この給紙カセット13は、シート束の一番上のシートに給紙ローラ13aを当接させており、これを所定のタイミングで図中反時計回り方向に回転させることで、そのシートを送り出す。
各感光体41Y,41M,41C,41BK上に形成された各色トナー像が、各一次転写ローラ6Y,6M,6C,6BKによって、順次中間転写ベルト1に互いに重なり合うように転写される。このように重なった中間転写ベルト1上の画像は、2次転写ローラ7によってシートに転写される。
画像が転写されたシートは、その後に定着器14に搬送され、熱と圧力によって画像がシートに定着される。その後、シートは、排紙ローラ対15により排紙カバー16へ排出される。
画像が転写されたシートは、その後に定着器14に搬送され、熱と圧力によって画像がシートに定着される。その後、シートは、排紙ローラ対15により排紙カバー16へ排出される。
次に、書込装置5a,5bについて説明する。第一,第二の書込装置5a,5bは、排紙カバー16の傾斜に略平行に対向するように傾いて設置されていて、両者がプリンタ10の排紙側から見て一部重なるように配置されている。もちろん略平行でなかったり、重なりがなかったりしても問題ないが、重なる部分をもつことでプリンタ10を小型化することができる。
第一の書込装置5a、第二の書込装置5bの構成は、同じであるので、以下の説明では、第一の書込装置5aについて説明する。
図2は、第一の書込装置5aの周辺を示す斜視図であり、図3は、図2のA-A断面図である。また、図4は、第一の書込装置5aの光学ハウジング500に収納された光学部品を示す斜視図である。
図2は、第一の書込装置5aの周辺を示す斜視図であり、図3は、図2のA-A断面図である。また、図4は、第一の書込装置5aの光学ハウジング500に収納された光学部品を示す斜視図である。
第一の書込装置5aは、BK色の感光体41BKとC色の感光体41Cとに走査光線Lを照射するものである。図2、図3に示すように、LDユニット100、ポリゴンスキャナ53、走査レンズ(fθレンズ)54、反射ミラー55C,55BK,56BK、長尺レンズ57BK,57Cなどを有し、これらが光学ハウジング500に収納されている。光学ハウジング500は、上面が開放した箱型の形状であり、上面が上カバー503で覆われていて、書込装置内への塵芥の侵入を防いでいる。LDユニット100、ポリゴンスキャナ53は、光学ハウジング500の一端側に収納されている。光学ハウジング500は、ガラス繊維を含有した熱可塑性樹脂で構成され、底面および底面の4辺に設けられた側面とが一体成形されている。
図4に示すように、LDユニット100は、感光体41BKに走査光線LBkを照射するための半導体レーザからなるBK用の光源52BK、感光体41Cに走査光線Lcを照射するための半導体レーザからなるC用の光源52Cを備えている。LDユニット100は、光源52BKから出射された光束とC色用の光源52Cから出射された光束とがポリゴンミラー53aの同じ位置に照射するようにBK色用光源52BK及びC色用光源52Cを保持している。また、LDユニット100は、Bk色用のコリメートレンズ51Bk、C色用のコリメートレンズ、Bk色用のシリンドリカルレンズ59Bk、C色用のシリンドリカルレンズ59Cも保持している。
偏向手段としてのポリゴンスキャナ53は、正多角柱形状からなる回転多面鏡たるポリゴンミラー53aと、駆動源たるポリゴンモータと、ポリゴンモータの駆動を制御するための電子部品を搭載した回路基板53bとで構成されている。ポリゴンスキャナ53は、光学ハウジング500の底面の一端部にネジによって締結されている。ポリゴンミラー53aは、その6つの側面に反射鏡を有している。本実施形態においては、ポリゴンミラー53aを正六角柱形状として、側面に6つの反射鏡を有しているが、これに限定されるものではない。
BK色用の光源52BKから出射された光束は、コリメートレンズ51Bkにより、発散光束が平行光束に変換された後、シリンドリカルレンズ59Bkを透過する。このとき、副走査方向(感光体表面上における感光体表面移動方向に相当する方向)に集光せしめられる。シリンドリカルレンズ59Bkを透過した光束は、ポリゴンミラー53aに入射する。ポリゴンミラー53aに入射した光束は、ポリゴンミラー53aの反射鏡に反射しながら主走査方向(感光体表面上における軸線方向に相当する方向)に偏向せしめられる。次に、ポリゴンミラー53aによって一定の角速度で主走査方向に偏向せしめられる光束の偏向方向の移動速度を等速に変換する走査レンズ54、図3に示すように、第一反射ミラー55BK、第二反射ミラー56BKを順次経由する。そして、長尺レンズ57BKによりポリゴンミラーの面倒れが補正された後、光学ハウジング500の底面に形成された防塵ガラス58BKを透過して感光体41BKの表面を光走査する。
また、C色用の光源52Cから出射された光束は、同様にコリメートレンズ51Cやシリンドリカルレンズ59Cを通過して、ポリゴンミラー53aのK色の光束と、同一の位置に入射する。そして、ポリゴンミラー53aの反射鏡に反射しながら主走査方向に偏向せしめられ、走査レンズ54、第一反射ミラー55C、長尺レンズ57C,防塵ガラス58Cを透過して感光体41Cの表面を光走査する。本実施形態においては、1枚の走査レンズ54を使用する構成であるが、BK色用、C色用それぞれの走査レンズを有する構成でもよい。また、走査レンズ54として、副走査方向にパワーを持つ走査レンズを用いて、長尺レンズ57BK,57Cを無くしてもよい。
次に、本実施形態の特徴点について説明する。
近年、画像形成装置に高速化、生産性の向上が求められるようになり、自然ポリゴンスキャナ53でも高速回転化が進んでいる。ポリゴンスキャナ53の回転数が大きくなると、ポリゴンスキャナ53の騒音が大きくなり、これが耳障りな音として認識されることがある。
近年、画像形成装置に高速化、生産性の向上が求められるようになり、自然ポリゴンスキャナ53でも高速回転化が進んでいる。ポリゴンスキャナ53の回転数が大きくなると、ポリゴンスキャナ53の騒音が大きくなり、これが耳障りな音として認識されることがある。
ポリゴンスキャナ53の騒音としては、ポリゴンスキャナ53が回転することによりポリゴンスキャナ周りに気流が発生し、ポリゴンミラー53aの角部で気流を切ることにより発生する風切音が上げられる。
特許文献1には、回転するポリゴンミラー53aの風切り音の周波数と同じ共振周波数で共鳴する共鳴箱を、偏向手段などを保持するハウジングに一体に設けている。しかし、風切音は、ポリゴンミラー反射鏡と垂直な方向(回転軸の円周方向)に放射状に広がっていくため、共鳴箱には、風切音の一部しか入射せず、共鳴箱による十分な吸音効果が得られない。このため、特許文献1では、ポリゴンスキャナ53の周囲を2重壁にして、共鳴箱に入射しない風切音を、2つの壁で2段階で風切音を減衰する実施例も記載されている。しかし、このように、ポリゴンスキャナの周囲を2重壁で囲った場合、以下の問題が生じる。
ポリゴンスキャナ53は、高速で回転するためポリゴンモータの軸受部が発熱する。また、ポリゴンスキャナの回路基板53bの電子部品も発熱する。その結果、ポリゴンスキャナの周囲が温度上昇する。ポリゴンスキャナの周囲を2重壁で囲った場合、壁と壁との間の空気が断熱材の働きをして、ポリゴンスキャナから発生した熱が、逃げず、2重壁の内部で篭ってしまう。その結果、ポリゴンスキャナの壁で囲われたポリゴンスキャナ格納空間が高温となり、ポリゴンスキャナの電子部品などが定格温度以上となり、ポリゴンスキャナが故障するおそれがあるという問題である。また、特許文献2には、ポリゴンスキャナを囲むように設けた防音壁のポリゴンスキャナと対向する面に多孔質吸音材を設けた光走査装置が記載されている。しかしながら、多孔質吸音材においても、中に空気層を有しており、断熱効果が高い。よって、特許文献2に記載の光走査装置においても、ポリゴンスキャナから発生した熱が逃げず、防音壁で囲われた空間が高温となるという問題が発生する。
本実施形態では、集音手段により風切音などのポリゴンスキャナの騒音を吸音手段に集音することにより、ポリゴンスキャナを囲むように吸音手段を設けずとも、良好にポリゴンスキャナの騒音を抑制できるようにした。以下、図面を用いて具体的に説明する。
図5は、本実施形態におけるポリゴンスキャナ53付近を示す概略図であり、図6は、上カバー503のポリゴンスキャナ53と対向する部分を示す概略図である。図6(a)は、上カバー503のポリゴンスキャナ53と対向する部分の平面図であり、(b)は、図6(a)のA−A断面図である。
図6に示すように、上カバー503のポリゴンスキャナ53と対向する部分には、吸音手段としてのヘルムホルツ吸音器102が設けられている。
ヘルムホルツ吸音器102は、内容量(V)の共鳴空間102aと、その共鳴空間102aを外部空間と連通させるための長さ(L)、断面積(S)の共鳴通路102bとを具備している。このヘルムホルツ吸音器102の共鳴周波数fは、「f=(c/2π)・(S/V・(L+δ))1/2」という式によって表される。Vは共鳴空間102aの内容量、Lは共鳴通路102bの長さ、Sは共鳴通路102bの断面積、cは音速、δは開口端補正値である。開口端補正値δは、共鳴通路の入口近傍での共鳴の影響を補正するものであり、一般的には0.5前後を利用する。
図6に示すように、上カバー503のポリゴンスキャナ53と対向する部分には、吸音手段としてのヘルムホルツ吸音器102が設けられている。
ヘルムホルツ吸音器102は、内容量(V)の共鳴空間102aと、その共鳴空間102aを外部空間と連通させるための長さ(L)、断面積(S)の共鳴通路102bとを具備している。このヘルムホルツ吸音器102の共鳴周波数fは、「f=(c/2π)・(S/V・(L+δ))1/2」という式によって表される。Vは共鳴空間102aの内容量、Lは共鳴通路102bの長さ、Sは共鳴通路102bの断面積、cは音速、δは開口端補正値である。開口端補正値δは、共鳴通路の入口近傍での共鳴の影響を補正するものであり、一般的には0.5前後を利用する。
本実施形態では、共鳴周波数fを、風切音の周波数としている。
風切音の周波数は、ポリゴンミラー53aの一面周波数であり、「(ポリゴンミラーの回転数[rpm]/60)×面数」で求めることができる。例えば、6面のポリゴンミラー53aの回転数が35,000rpmであれば、風切音の周波数は3500Hzとなる。また、6面のポリゴンミラー53aの回転数が、20,000rpmであれば、風切音の周波数は2000Hzとなる。従って、6面のポリゴンミラー53aの回転数が35,000rpmの装置であれば、ヘルムホルツ吸音器102の共鳴周波数fが3500Hzとなるように構成する。一方、6面のポリゴンミラーの回転数が、20,000rpmの装置であれば、共鳴周波数fが2000Hzとなるように構成する。
風切音の周波数は、ポリゴンミラー53aの一面周波数であり、「(ポリゴンミラーの回転数[rpm]/60)×面数」で求めることができる。例えば、6面のポリゴンミラー53aの回転数が35,000rpmであれば、風切音の周波数は3500Hzとなる。また、6面のポリゴンミラー53aの回転数が、20,000rpmであれば、風切音の周波数は2000Hzとなる。従って、6面のポリゴンミラー53aの回転数が35,000rpmの装置であれば、ヘルムホルツ吸音器102の共鳴周波数fが3500Hzとなるように構成する。一方、6面のポリゴンミラーの回転数が、20,000rpmの装置であれば、共鳴周波数fが2000Hzとなるように構成する。
このヘルムホルツ吸音器102は、樹脂の射出成型などにより、上カバー503と一体で形成されるものである。吸音手段をヘルムホルツ吸音器102とすることにより、樹脂の射出成型により上カバー503と一体成型することができる。これにより、吸音手段として、多孔質吸音部材を用いた場合に比べて、部品点数を減らすことができ、装置のコストダウンを図ることができる。また、吸音部材を取り付けるなどの工程が不要となり、製造コストの削減を図ることができる。
図5に示すように、ポリゴンスキャナ53には、ポリゴンミラー53aを囲うように、集音手段たる集音部材101が設けられている。集音部材101は、ヘルムホルツ吸音器102に向ってその直径が徐々に広がる円錐台形状の部分を有しており、この円錐台形状の内周面が、風切音を反射する反射面101bとなっている。また、集音部材101の光束が通過する箇所については切り欠き101aを有している。また、円錐台形状の中心は、ポリゴンミラー53aの回転中心と一致させている。
集音部材101は、音の反射率の高い金属で構成されている。本実施形態においては、集音部材101として、金属を用いているが、音の反射率の高い部材であればよい。音の反射率は、物体の密度が高いほど向上するため、密度の高い部材を用いることで、集音部材101を透過する音を低減し、多くの音を反射することができる。集音部材101として金属を用いることで、プラスチックを用いた場合に比べて、音の反射率を高めることができる。また、プラスチックよりも密度が高く、音の反射率が高い部材としては、ガラスなどが上げられる。集音部材101をガラスで構成することで、光束を透過させることができ、光束が通過するための切り欠きが不要となる。これにより、光源52から出射された光束の光路と平行に進んできた風切音も、集音部材101で反射することができる。また、集音部材101の切り欠き101aにガラスをはめ込んでもよい。この場合、ガラスのポリゴンミラー53aと対向する対向面を、集音部材101の内周面に沿うようにし、ガラスで反射した風切音もヘルムホルツ吸音器102に向うようにする。
図7は、書込装置のポリゴンミラー53a周辺の断面図である。
図7に示すように、ポリゴンミラー53aの下端が、集音部材101の反射面101bの下端より上方に位置するように設定されている。具体的には、回路基板53bからポリゴンミラー53aの下端までの高さをa、回路基板53bから反射面101bまでの高さをbとすると、a>bとなるように設定されている。これにより、集音部材101の反射面101bが、ポリゴンミラー53aの反射鏡と対向する。
図7に示すように、ポリゴンミラー53aの下端が、集音部材101の反射面101bの下端より上方に位置するように設定されている。具体的には、回路基板53bからポリゴンミラー53aの下端までの高さをa、回路基板53bから反射面101bまでの高さをbとすると、a>bとなるように設定されている。これにより、集音部材101の反射面101bが、ポリゴンミラー53aの反射鏡と対向する。
ポリゴンミラー53aが高速回転すると、ポリゴンスキャナ53の周りに気流が発生し、ポリゴンミラー53aの角部で気流を切ることにより風切音103が発生する。風切音103は、ポリゴンミラー53aの反射鏡と垂直な方向(回転軸の円周方向)に伝播する。上述したように、本実施形態では、ポリゴンミラー53aの下端が、集音部材101の反射面101bの下端より上方に位置するように設定し、反射面101bを、ポリゴンミラー53aの反射鏡と対向させている。よって、これら風切音103のほとんどは、集音部材101の反射面101bにより反射される。反射された風切音103は、ヘルムホルツ吸音器102に入り、吸音されることで風切音103は抑制される。
このように、本実施形態においては、ポリゴンミラー53aから放射状に伝播する風切音103を集音部材101で反射してヘルムホルツ吸音器102に集音する。これにより、発生した風切音103のほとんどをヘルムホルツ吸音器102で吸音することができ、効果的に風切音103を抑制することができる。
また、ポリゴンミラー53aを囲むように設けられた集音部材101は、金属であり、熱伝導の高い部材である。従って、ポリゴンスキャナ53の熱が、集音部材101に伝わり、集音部材101により放熱することができる。これにより、回路基板53bの電子部品などが定格温度以上となるのを抑制することができ、ポリゴンスキャナ53が故障するなどの不具合が発生するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、吸音手段たるヘルムホルツ吸音器102を、ポリゴンミラー53aの上方に一つ設けるだけで、ポリゴンミラー53aから放射状に伝播する風切音のほとんどを吸音することができる。これにより、ポリゴンミラーを囲うように吸音手段を設けた特許文献2に記載の光走査装置に比べて、装置のコストダウンを図ることができる。
また、集音部材101のポリゴンミラー53aと対向する部分を、円錐台形状にして、ポリゴンミラー53aと対向する対向面である反射面101bを曲面としている。これにより、ポリゴンミラー53aの回転によって発生した気流が乱流になるような角部が、ポリゴンミラー53aの周囲にないため、乱流によって発生する笛音などの2次的騒音が発生するのを抑制することができる。
また、ヘルムホルツ吸音器102を設けた場合に、笛音のような笛音様騒音を発生させてしまうおそれがあった。
図8は、ヘルムホルツ吸音器102の笛音様騒音について説明する図である。
ポリゴンミラー53aの回転に伴って発生する気流は、ポリゴンミラー53aの反射鏡により押し出されることにより発生しており、風切音103と同様、ポリゴンミラー53aの反射鏡と垂直な方向(回転軸の円周方向)に進む。このため、ポリゴンミラー53aの回転により発生した気流は、集音部材101の反射面101bにより風切音と同じ方向に偏向され、ヘルムホルツ吸音器102へと導かれる。その際、図8(a)、(b)に示すように、気流104は、共鳴通路102bの内周面に対して斜めから共鳴通路102bへ流入する。ヘルムホルツ吸音器102の共鳴通路102bの入口106が角形状であると、入口106の縁部付近で渦が発生し、入口106の縁部付近で負圧が発生してそこから音が発生してしまうおそれがある。
ポリゴンミラー53aの回転に伴って発生する気流は、ポリゴンミラー53aの反射鏡により押し出されることにより発生しており、風切音103と同様、ポリゴンミラー53aの反射鏡と垂直な方向(回転軸の円周方向)に進む。このため、ポリゴンミラー53aの回転により発生した気流は、集音部材101の反射面101bにより風切音と同じ方向に偏向され、ヘルムホルツ吸音器102へと導かれる。その際、図8(a)、(b)に示すように、気流104は、共鳴通路102bの内周面に対して斜めから共鳴通路102bへ流入する。ヘルムホルツ吸音器102の共鳴通路102bの入口106が角形状であると、入口106の縁部付近で渦が発生し、入口106の縁部付近で負圧が発生してそこから音が発生してしまうおそれがある。
このため、図9に示すように、共鳴通路102bの入口106をR形状として、外から中に断面積が徐々に減少するような形状とした。これにより、図9(b)に示すように、共鳴通路102bの入口縁部が、共鳴通路102bに流入する気流104に沿うような形状となる。その結果、入口106の縁部付近で渦が発生するのを抑制することができる。これにより、笛音様騒音が発生するのを抑制することができる。本実施形態では、共鳴通路102bの入口をR形状としているが、断面積が徐々に減少するような円錐台形状としてもよい。このような形状でも、共鳴通路102bの入口縁部を、共鳴通路102bに流入する気流104に沿うような形状でできる。
また、図10に示すように、集音部材101により風切音103が集音する位置を、ヘルムホルツ吸音器102の共鳴通路102bの入口106中央部にするのが好ましい。これにより、集音部材101により反射した風切音103の多くを、ヘルムホルツ吸音器102内に導くことができ、消音効果を高めることができる。
また、本実施形態においては、吸音手段として、ヘルムホルツ吸音器102を用いたが、吸音手段として、ガラスウール、ロックウールなどの多孔質吸音部材を用いてもよい。
次に、変形例について説明する。
[変形例]
図11は、変形例の書込装置の概略構成図である。
この変形例の書込装置は、ポリゴンスキャナが書込装置の中央に配置された対向走査方式の書込装置である。
この変形例の書込装置は、例えば、図12に示すような画像形成装置に搭載されていて、ひとつの書込装置で4つの感光体41Y,41M,41C,41Bkに潜像画像を書き込むことができる。
[変形例]
図11は、変形例の書込装置の概略構成図である。
この変形例の書込装置は、ポリゴンスキャナが書込装置の中央に配置された対向走査方式の書込装置である。
この変形例の書込装置は、例えば、図12に示すような画像形成装置に搭載されていて、ひとつの書込装置で4つの感光体41Y,41M,41C,41Bkに潜像画像を書き込むことができる。
図11に示す書込装置は、光学ハウジング500の中央部にポリゴンスキャナ53が配置されている。Y色、M色に対応するレーザ光LY,LMがポリゴンスキャナ53により、図中右側に偏向走査される。Bk色、C色に対応するレーザ光LBk,LCがポリゴンスキャナ53により、図中左側に偏向走査される。各レーザー光は、走査レンズ(fθレンズ)54A,54B、感光体へとレーザー光を導く反射ミラー55Y,55M,55C,55Bk,56M,56C、長尺レンズ57Y,57M,57C,57Bk、防塵ガラス58Y,58M,58C,58Bkを通過して、感光体41Y,41M,41C,41Bkに照射される。また、この変形例1の書込装置5も、上記光学素子が配置される光学ハウジング500を密閉するための上カバー503を有している。
図13は、従来の対向走査方式の書込装置におけるポリゴンスキャナ53周囲の拡大図である。
書込装置内のポリゴンスキャナ53は、上述したように回転時に発熱する。その熱がポリゴンミラー53aの回転に伴い気流により、熱風となってポリゴンミラー53aの反射鏡と垂直な方向(回転軸の円周方向)に放射される。その熱風がポリゴンスキャナ53の近傍に配置される走査レンズ54A,54Bに当たり、走査レンズ54A,54Bが加熱され、走査レンズ54A,54Bが温度上昇する。熱風により走査レンズが温度上昇してしまうと、主走査倍率といった光学特性が悪化してしまう。そのため、ポリゴンの横に防音ガラス505を設置し、光学ハウジング500にポリゴンスキャナ53を囲うように防音壁を設け、ポリゴンスキャナ53を防音ガラスと防音壁とで取り囲んでいる。上カバー503は、ポリゴンスキャナ53と対向する箇所が開口しており、その開口縁には、下方へ延設し、防音壁の上部および防音ガラス505の上部に接触する上壁部503aを有している。この上カバー503の開口には、ポリゴンスキャナ53を覆うように、ポリゴンカバー504が取り付けられている。これにより、光学ハウジング500のポリゴンスキャナ格納空間が、防音壁、防音ガラス505、上カバー503、ポリゴンカバー504により密閉された密閉空間となる。ポリゴンカバー504は、熱伝導性のよい板金が好ましい。ポリゴンカバー504を板金で構成することで、ポリゴンスキャナから発した熱を、書込装置の外側へ効率よく放熱することができる。また、図13に示す例では、ポリゴンカバー504と上カバー503とを有しているが、ポリゴンカバー504を設けずに、上カバー503のみでポリゴンスキャナ53を覆ってもよい。
書込装置内のポリゴンスキャナ53は、上述したように回転時に発熱する。その熱がポリゴンミラー53aの回転に伴い気流により、熱風となってポリゴンミラー53aの反射鏡と垂直な方向(回転軸の円周方向)に放射される。その熱風がポリゴンスキャナ53の近傍に配置される走査レンズ54A,54Bに当たり、走査レンズ54A,54Bが加熱され、走査レンズ54A,54Bが温度上昇する。熱風により走査レンズが温度上昇してしまうと、主走査倍率といった光学特性が悪化してしまう。そのため、ポリゴンの横に防音ガラス505を設置し、光学ハウジング500にポリゴンスキャナ53を囲うように防音壁を設け、ポリゴンスキャナ53を防音ガラスと防音壁とで取り囲んでいる。上カバー503は、ポリゴンスキャナ53と対向する箇所が開口しており、その開口縁には、下方へ延設し、防音壁の上部および防音ガラス505の上部に接触する上壁部503aを有している。この上カバー503の開口には、ポリゴンスキャナ53を覆うように、ポリゴンカバー504が取り付けられている。これにより、光学ハウジング500のポリゴンスキャナ格納空間が、防音壁、防音ガラス505、上カバー503、ポリゴンカバー504により密閉された密閉空間となる。ポリゴンカバー504は、熱伝導性のよい板金が好ましい。ポリゴンカバー504を板金で構成することで、ポリゴンスキャナから発した熱を、書込装置の外側へ効率よく放熱することができる。また、図13に示す例では、ポリゴンカバー504と上カバー503とを有しているが、ポリゴンカバー504を設けずに、上カバー503のみでポリゴンスキャナ53を覆ってもよい。
このように、ポリゴンスキャナ53が格納された空間を密閉空間とすることで、走査レンズ54A,54Bに熱風が届かないようにすることができる。これにより、走査レンズ54A,54Bへの熱風対策を講じれ、かつ、ポリゴンスキャナ53から発生する騒音をこの密閉空間で閉じ込めることができ、騒音を抑制することができる。また、外部からの埃、トナーなどの進入を抑制でき、ポリゴンミラー曇りの対策となる。
ポリゴンスキャナの回転数は、ポリゴンミラー53aの内接円半径にもよるが、通常、20,000rpm〜40,000rpmの領域にて使用することが多い。また、内接円半径が小さい場合は、40,000rpm〜50,000rpmの領域を使用することもある。
近年の画像形成装置の印刷速度の上昇や、画素密度の向上要求により、ポリゴンスキャナ53の回転数は上昇傾向にあり、ポリゴンスキャナ53の発熱量が増えていっている。また、小型化等の仕様により、ポリゴンスキャナ53を格納している密閉空間の体積も狭くなってきている。その結果、ポリゴンスキャナ53が回転すると、その密閉空間の温度が非常に高くなってしまい、ポリゴンスキャナ53の軸受温度や回路基板53b上の電子部品が規定値を超えてしまいポリゴンスキャナ53の寿命を縮めてしまうおそれがあった。また、ポリゴンカバー504から外部へ放熱しきれない熱がポリゴンスキャナ53を囲う防音ガラス505から走査レンズ54A,54Bに伝わってしまい、光学特性の劣化が起こるおそれもある。
これを解消するには、密閉空間のどこかを開放することが考えられるが、ポリゴンスキャナの騒音がもれてしまうことや、密閉空間の防塵性が保たれなくなってしまう。このことから、ポリゴンスキャナ53の放熱と騒音、防塵の3つを両立させることは書込装置にとって重要な課題となっている。この変形例の書込装置は、放熱と騒音、防塵の3つを両立させることができるものである。以下に、図面を用いて具体的に説明する。
図14は、変形例の書込装置におけるポリゴンスキャナ53周囲の拡大図である。
図14に示すように、この変形例の書込装置は、ポリゴンスキャナ53の上方のポリゴンカバー504に、ポリゴンスキャナ53の熱を放出するための一つ以上の開口が設けられている。この開口には、外部からの埃などの進入を抑制するために、図中紙面と直交する方向に延びる複数の板状部材510aからなるルーバー部510が設けられている。ルーバー部510の各板状部材510aは、所定範囲で回動可能にポリゴンカバー504に取り付けられている。また、上カバー503の開口に板状部材510aを取り付け、上カバー503に直接ルーバー部を形成して、ポリゴンカバー504を無くしてもよい。しかし、上カバーとは別に、ポリゴンカバー504を設けることで、ポリゴンスキャナ53を交換する際に、ポリゴンカバー504のみを取り外すことで、交換できる。これにより、光学ハウジング内の走査レンズ54Aなどが配置された空間が開放されることなく、ポリゴンスキャナ53を交換することができ、走査レンズなどに塵や埃が付着するのを抑制することができ、好ましい。
図14に示すように、この変形例の書込装置は、ポリゴンスキャナ53の上方のポリゴンカバー504に、ポリゴンスキャナ53の熱を放出するための一つ以上の開口が設けられている。この開口には、外部からの埃などの進入を抑制するために、図中紙面と直交する方向に延びる複数の板状部材510aからなるルーバー部510が設けられている。ルーバー部510の各板状部材510aは、所定範囲で回動可能にポリゴンカバー504に取り付けられている。また、上カバー503の開口に板状部材510aを取り付け、上カバー503に直接ルーバー部を形成して、ポリゴンカバー504を無くしてもよい。しかし、上カバーとは別に、ポリゴンカバー504を設けることで、ポリゴンスキャナ53を交換する際に、ポリゴンカバー504のみを取り外すことで、交換できる。これにより、光学ハウジング内の走査レンズ54Aなどが配置された空間が開放されることなく、ポリゴンスキャナ53を交換することができ、走査レンズなどに塵や埃が付着するのを抑制することができ、好ましい。
また、ポリゴンカバー504の開口には、防塵部材506が設けられており、開口からポリゴンスキャナ53格納空間への塵埃の進入を防いでいる。防塵部材506としては、防塵しつつ、熱を容易に通すものがよく、PET性の薄いフィルムや防塵フィルターなどを用いることができる。
上カバー503の外面には、吸音手段としての吸音材112A,112Bが配置されている。第一吸音材112Aは、ルーバー部510に対して図中左側に配置され、第二吸音材112Bは、ルーバー部510に対して図中右側に配置されている。第一吸音材112Aが良好に吸音できる吸音周波数帯と、第二吸音材112Bが良好に吸音できる吸音周波数帯とが互いに異なっている。吸音材としては、ガラスウールやロックウールなどの多孔質材を用いることができる。また、ヘルムホルツ吸音器を用いてもよい。
この変形例の書込装置が搭載される画像形成装置は、シートの種類に応じて画像形成速度を変更している。例えば、厚紙のときは、普通紙のときに比べて画像形成速度を遅くして画像形成を行っている。この変形例の書込装置においては、画像形成装置の画像形成速度に応じて、ポリゴンミラー53aの回転数を変更している。ポリゴンミラー53aの回転数が異なると、ポリゴンスキャナ53から発生する騒音の周波数が変わってしまう。吸音材は、種類に応じて、音を良好に吸音できる吸音周波数帯が異なる。そのため、ひとつの吸音材によりポリゴンスキャナ53の騒音を抑制する場合、ポリゴンミラー53aの回転数が変更されると吸音効果が落ちてしまうおそれがある。そのため、この変形例では、互いに吸音周波数帯が異なる2つの吸音材を設けている。
ルーバー部510の各板状部材510aの傾斜角度は、ポリゴンスキャナ53からの騒音を反射して、反射した騒音が、吸音材に向うように設定されている。また、ポリゴンミラー53aの回転数に応じて、反射した騒音が、第一吸音材112Aおよび第二吸音材112Bのいずれか一方に向かうように傾斜角度が変更されるようになっている。
ポリゴンスキャナ53の騒音は、ポリゴンミラー53aの一面周波数である風切音の他に、ポリゴンミラー53aの一回転周波数の騒音がある。この一回転周波数の騒音は、例えば、ポリゴンミラー53aが高速で回転することで振動しその振動が空気を振動させて音となる振動音などである。また、ポリゴンスキャナ53の騒音には、上記風切音や、一回転周波数の騒音の他にポリゴンモータから発生する高周波騒音もある。これらポリゴンスキャナの騒音は、ポリゴンスキャナから直接上方のポリゴンカバーの開口に向ってくるもの、防音壁や防音ガラス505を反射して開口に向ってくるものがある。これらポリゴンカバー504の開口に向う騒音の主成分は、ポリゴンスキャナ53から直接上方に上がってくる成分であり、これは、主に、一回転周波数の騒音である。従って、吸音材として、上記一回転周波数の騒音を良好に吸音できる吸着材を用いるのが好ましい。一回転周波数は、「ポリゴンミラーの回転数(rpm)/60」で算出することができる。例えば、ポリゴンミラー53aが画像形成速度に応じて、35,000rpmと20,000rpmのいずれかで回転する装置においては、ポリゴンミラー53aの回転数が35,000rpmのときは、583Hzの一回転周波数の騒音が発生し、回転数が20,000rpmのときは、333Hzの一回転周波数の騒音が発生する。よって、この場合は、第一吸音材112Aとして、583Hzの周波数帯の音を良好に吸音できる吸音材を用い、第二吸音材112Bとして、333Hzの周波数帯の音を良好に吸音できる吸音材を用いるのが好ましい。
ルーバー部510の各板状部材510aの傾斜角度は、一回転周波数の騒音が、吸音材に向うような角度に設定している。ルーバー部510の各板状部材510aの傾斜角度の設定は難しいが、この変形例では、図14に示す断面図において、ポリゴンミラ−53aの回転中心位置P1から、一回転周波数の騒音が発生し、板状部材510aの短手方向の中央部に入射すると仮定した。そして、板状部材510aの短手方向の中央部で反射した一回転周波数の騒音が吸音材に向うように、各板状部材510aの傾斜角度を設定した。このように設定することで、ルーバー部510の各板状部材510aにより、一回転周波数の騒音を、吸音材に集音させることができる。すなわち、この変形例では、ルーバー部510の各板状部材510aが、集音手段として機能を有している。なお、上記ポリゴンミラ−53aの回転中心位置P1は、ポリゴンミラー53aの回転軸中心Z上であって、ポリゴンミラーの上下方向中央に対応する位置である。
また、図14に示すように、この変形例では、集音させる吸音材に近い板状部材ほど、寝かせて、傾斜角度を小さくしている。このように構成することで、板状部材510aを反射したポリゴンスキャナの騒音が、集音させる吸音材側に隣接する板状部材に当たるのを抑制することができる。その結果、板状部材510aを反射したポリゴンスキャナの騒音が吸音材に集音されなくなるのを抑制することができる。
また、各板状部材510aは、樹脂からなる上カバー503よりも音の反射率の高い金属材料で構成している。本変形例では、各板状部材510aを、SECC鋼板等の鉄鋼で構成した。各板状部材510aを金属材料で構成することで、板状部材を透過する透過成分を少なくし、騒音の多くを、吸音材に向けて反射することができる。また、各板状部材510aを、金属材料で構成することにより、板状部材の熱伝導性がよく、ポリゴンスキャナの熱を効率よく放熱することができる。
ポリゴンミラー53aの回転数が35,000rpmから、20,000rpmに変更された場合は、図15に示すように、ルーバー部510の各板状部材510aの傾斜角度を変更する。これにより、板状部材510aを反射したポリゴンスキャナ53の騒音を、第二吸音材112Bに集音させることができる。第二吸音材112Bは、上述したように、333Hzの周波数帯の音を良好に吸音できる吸音材であり、ポリゴンミラー53aの回転数が20,000rpmのときに発生する一回転周波数の騒音を良好に吸音することができる。
図16は、ルーバー部510の各板状部材510aの傾斜角度を変更する傾斜角度変更機構の一例を示す図である。
図16に示すように、各板状部材510aに設けられた回転軸部124の一端には、それぞれ、出力ギヤ123が設けられており、これら出力ギヤ123は、ラックギヤ122と噛み合っている。また、ラックギヤ122には、ステッピングモータ121のモータギヤ121aが噛み合っている。ステッピングモータ121には、制御部130が接続されており、ポリゴンミラー53aの回転数などのポリゴンスキャナ駆動情報に基づいて、ステッピングモータ121を制御する。
図16に示すように、各板状部材510aに設けられた回転軸部124の一端には、それぞれ、出力ギヤ123が設けられており、これら出力ギヤ123は、ラックギヤ122と噛み合っている。また、ラックギヤ122には、ステッピングモータ121のモータギヤ121aが噛み合っている。ステッピングモータ121には、制御部130が接続されており、ポリゴンミラー53aの回転数などのポリゴンスキャナ駆動情報に基づいて、ステッピングモータ121を制御する。
制御部130は、ポリゴンミラーの回転数が、35,000rpmから、20,000rpmに変更される情報を受信したら、ステッピングモータ121を図16(a)に示すように、図中時計回りに回動させて、ラックギヤ122を図中左側へ移動させる。すると、各板状部材510aの出力ギヤ123が、図中時計回りに回動し、各板状部材510aが図中時計回りに回動する。
ステッピングモータ121のステップ数が規定のステップ数となったら、駆動を停止する。すると、図16(b)に示すように、各板状部材510aの傾斜角度が、先の図15に示した傾斜角度となり、各板状部材510aで反射されたポリゴンスキャナの騒音が、第二吸音材112Bに集音する。
ポリゴンミラーの回転数が、20,000rpmから、35,000rpmに変更される情報を受信したら、ステッピングモータ121を図中反時計回りに回転駆動させ、ラックギヤ122を、図16(b)の状態から図中右側へと移動させる。これにより、各板状部材510aが図中反時計回り回動して、先の図16(a)に示す状態とする。
図16では、ステッピングモータ121を用いて、ラックギヤ122を往復運動させているが、ソレノイドを用いて、ラックギヤ122を往復移動させてもよい。
また、図17に示すように、各出力ギヤ123をアイドラギヤ125などにより連結して、各出力ギヤ123を回動するように構成してもよい。
また、各板状部材510aを樹脂とし、射出成型などで成型されるモールド成型部材としてもよい。各板状部材510aをモールド成型部材とすることで、各板状部材510aを板金などの金属で構成する場合に比べて、安価に板状部材510aを大量生産することができる。これにより、板状部材510aのコストを下げることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
また、図18に示すように、各板状部材510aの傾斜面に音の反射率の高い薄い板ガラス510bを両面テープまたは接着剤等で貼り付けた構成としてもよい。かかる構成とすることでも、ポリゴンスキャナ53の騒音のうち、板状部材510aを透過する成分を少なくすることができる。これにより、板状部材510aに入射したポリゴンスキャナ53の騒音のほとんどを、第一吸音材112Aまたは第二吸音材112Bに集音することができる。
また、一面周波数である風切音が、大きな音且つ耳障りな音である場合は、この風切音を、吸音材に集音させ、ポリゴンスキャナ53の騒音のうち風切音を吸音材で吸音するようにしてもよい。
図19は、風切音を、各板状部材510aで第一吸音材112Aまたは第二吸音材112Bに集音させる構成を示す図である。
風切音は、上述したように、ポリゴンミラー53aの反射鏡に対して垂直方向に進む音であり、防音ガラス505や光学ハウジング500の防音壁に向って伝播する。従って、この場合は、防音ガラス505や光学ハウジング500の防音壁を傾斜させて、防音ガラス505や光学ハウジング500の防音壁で反射した風切音を、各板状部材510aに向うようにする。また、先の図5などに示したように、集音部材101をポリゴンスキャナ53に設けて、風切音を各板状部材510aに向うようにしてもよい。
風切音は、上述したように、ポリゴンミラー53aの反射鏡に対して垂直方向に進む音であり、防音ガラス505や光学ハウジング500の防音壁に向って伝播する。従って、この場合は、防音ガラス505や光学ハウジング500の防音壁を傾斜させて、防音ガラス505や光学ハウジング500の防音壁で反射した風切音を、各板状部材510aに向うようにする。また、先の図5などに示したように、集音部材101をポリゴンスキャナ53に設けて、風切音を各板状部材510aに向うようにしてもよい。
第一吸音材112Aとしては、ポリゴンミラー53aが35,000rpmで回転するときの風切音の周波数帯の音を良好に吸音できる吸音材が用いられている。第二吸音材112Bとしては、ポリゴンスキャナが20,000rpmで回転するときの風切音の周波数帯の音を良好に吸音できる吸音材が用いられている。上述したように、ポリゴンミラー53aが6面の場合、35,000rpmで回転するときの風切音の周波数は、3500Hzであり、20,000rpmで回転するときの風切音の周波数は、2000Hzである。
ポリゴンミラー53aの回転数が35,000rpmのとき、図19に示すように、傾斜した光学ハウジング500の防音壁や防音ガラス505で反射した風切音は、各板状部材510aに向かう。板状部材510aに向った風切音は、各板状部材510aで反射して第一吸音材112Aに集音され、第一吸音材112Aにより吸音される。
一方、ポリゴンミラー53aの回転数が20,000rpmのときは、各板状部材510aの傾斜角度が変更され、各板状部材510aで反射した風切音は、第二吸音材112Bに集音され、第二吸音材112Bにより吸音される。これにより、ポリゴンスキャナ53の風切音を効果的に抑制することができる。
この変形例の書込装置では、ポリゴンスキャナ53の上方を開けているので、ポリゴンスキャナ53から発生した熱を良好に装置外部へ逃がすことができ、ポリゴンスキャナ53の格納空間が高温となるのを抑制することができる。また、ポリゴンスキャナ53の上方を開けることで、ポリゴンスキャナ53の騒音がその開口をとおって外部へ漏れ出す。しかし、漏れ出す音を、ルーバー部510の板状部材510aで反射し、吸音材に集音することで、漏れ出す音を吸音材に吸音することができる。これにより、ポリゴンスキャナ53の騒音を抑制することができる。
また、吸音周波数帯の互いに異なる複数の吸音材を設け、各板状部材510aの傾斜角度を変更することにより、ポリゴンスキャナ53の回転数により周波数が異なる騒音を、吸音することができる。これにより、ポリゴンスキャナ53の回転数が変更されても、良好にポリゴンスキャナ53の騒音を抑制することができる。また、塵や埃の進入を抑制するためのルーバー部510の各板状部材510aを、ポリゴンスキャナ53の騒音を吸音材に集音する集音手段として機能させることで、ルーバー部510とは別に集音部材を設ける構成に比べて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウンを図ることができる。
また、上述では、風切音などの一面周波数の騒音や、一回転周波数の騒音を吸音材で吸音しているが、装置の構成によっては、一回転周波数や一面周波数の整数倍の周波数がピークとして現れる場合もある。この場合は、このピークとして現れる周波数の音を、良好に吸音できる吸音材を用いる。これにより、ポリゴンスキャナの騒音を効果的に抑制することができる。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
光源から発せられる光の進行方向を偏向するポリゴンスキャナ53などの偏向手段と、偏向手段から発せられる騒音を吸音するヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段とを備え、偏向手段で偏向せしめた光によって感光体などの走査対象を光走査する書込装置などの光走査装置において、偏向手段から発せられる騒音を、吸音手段に集音させる集音部材101などの集音手段を備えた。
(態様1)によれば、集音部材101などの集音手段を設けて、風切音103などの偏向手段から発せられる騒音を、ヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に集音させる。これにより、集音手段を有さない特許文献1に記載の光走査装置に比べて、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられる騒音を多く吸音手段に入射させることができる。よって、特許文献1に記載の光走査装置に比べて、吸音手段により偏向手段から発せられる騒音を効果的に抑制することができる。
(態様1)
光源から発せられる光の進行方向を偏向するポリゴンスキャナ53などの偏向手段と、偏向手段から発せられる騒音を吸音するヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段とを備え、偏向手段で偏向せしめた光によって感光体などの走査対象を光走査する書込装置などの光走査装置において、偏向手段から発せられる騒音を、吸音手段に集音させる集音部材101などの集音手段を備えた。
(態様1)によれば、集音部材101などの集音手段を設けて、風切音103などの偏向手段から発せられる騒音を、ヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に集音させる。これにより、集音手段を有さない特許文献1に記載の光走査装置に比べて、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられる騒音を多く吸音手段に入射させることができる。よって、特許文献1に記載の光走査装置に比べて、吸音手段により偏向手段から発せられる騒音を効果的に抑制することができる。
(態様2)
(態様1)において、集音部材101などの集音手段は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられた騒音を、ヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に向けて反射するように構成した。
これによれば、実施形態で説明したように、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられた騒音を、ヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に集音することができる。
(態様1)において、集音部材101などの集音手段は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられた騒音を、ヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に向けて反射するように構成した。
これによれば、実施形態で説明したように、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられた騒音を、ヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に集音することができる。
(態様3)
(態様2)において、集音部材101などの集音手段の少なくとも騒音を反射する反射面101bを金属で構成した。
これによれば、実施形態で説明したように、樹脂に比べて音の反射率を高めることができ、ポリゴンスキャナの騒音のほとんどをヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段へ反射させることができ、騒音を良好に抑制することができる。また、樹脂に比べて熱伝導性が高いため、ポリゴンスキャナなどの偏向手段から発した熱を、放熱することができ、偏向手段の温度上昇を抑制することができる。
(態様2)において、集音部材101などの集音手段の少なくとも騒音を反射する反射面101bを金属で構成した。
これによれば、実施形態で説明したように、樹脂に比べて音の反射率を高めることができ、ポリゴンスキャナの騒音のほとんどをヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段へ反射させることができ、騒音を良好に抑制することができる。また、樹脂に比べて熱伝導性が高いため、ポリゴンスキャナなどの偏向手段から発した熱を、放熱することができ、偏向手段の温度上昇を抑制することができる。
(態様4)
(態様2)において、集音部材101などの集音手段の少なくとも騒音を反射する反射面をガラスで構成した。
これによれば、実施形態で説明したように、樹脂に比べて音の反射率を高めることができ、ポリゴンスキャナの騒音のほとんどをヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段へ反射させることができ、騒音を良好に抑制することができる。また、集音手段全体を、ガラスで構成すれば、光源の光束を通過させるための切り欠きが不要となり、光源の光軸方向に伝播するポリゴンスキャナの騒音もヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に集音することができる。
(態様2)において、集音部材101などの集音手段の少なくとも騒音を反射する反射面をガラスで構成した。
これによれば、実施形態で説明したように、樹脂に比べて音の反射率を高めることができ、ポリゴンスキャナの騒音のほとんどをヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段へ反射させることができ、騒音を良好に抑制することができる。また、集音手段全体を、ガラスで構成すれば、光源の光束を通過させるための切り欠きが不要となり、光源の光軸方向に伝播するポリゴンスキャナの騒音もヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に集音することができる。
(態様5)
(態様1)乃至(態様4)いずれかにおいて、集音手段をモールド成型部材とした。
これによれば、変形例で説明したように、板状部材510aなどの集音手段を板金などの金属で構成する場合に比べて、安価に集音手段を大量生産することができる。これにより、集音手段のコストを下げることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
(態様1)乃至(態様4)いずれかにおいて、集音手段をモールド成型部材とした。
これによれば、変形例で説明したように、板状部材510aなどの集音手段を板金などの金属で構成する場合に比べて、安価に集音手段を大量生産することができる。これにより、集音手段のコストを下げることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
(態様6)
(態様1)乃至(態様5)いずれかにおいて、集音部材101などの集音手段をポリゴンスキャナなどの偏向手段の反射鏡などの光反射面と対向させた。
これによれば、実施形態で説明したように、反射鏡などの光反射面に対して垂直方向に伝播する風切音を、集音部材101に入射させることができ、風切音を良好にヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に集音させることができる。
(態様1)乃至(態様5)いずれかにおいて、集音部材101などの集音手段をポリゴンスキャナなどの偏向手段の反射鏡などの光反射面と対向させた。
これによれば、実施形態で説明したように、反射鏡などの光反射面に対して垂直方向に伝播する風切音を、集音部材101に入射させることができ、風切音を良好にヘルムホルツ吸音器102などの吸音手段に集音させることができる。
(態様7)
(態様6)において、集音部材101などの集音手段は、ポリゴンミラー53aなどの偏向手段の偏向鏡を取り囲むように設けられており、集音手段の前記偏向鏡と対向する対向面を曲面とした。
これによれば、実施形態で説明したように、集音部材101などの集音手段のポリゴンミラー53aなどの偏向鏡と対向する対向面に角部がない。よって、ポリゴンミラー53aなどの偏向鏡の回転により発生した気流が角部により乱されて乱流となるのを防止することができる。これにより、乱流によって生じる笛音などの二次的騒音が発生するのを抑制することができる。
(態様6)において、集音部材101などの集音手段は、ポリゴンミラー53aなどの偏向手段の偏向鏡を取り囲むように設けられており、集音手段の前記偏向鏡と対向する対向面を曲面とした。
これによれば、実施形態で説明したように、集音部材101などの集音手段のポリゴンミラー53aなどの偏向鏡と対向する対向面に角部がない。よって、ポリゴンミラー53aなどの偏向鏡の回転により発生した気流が角部により乱されて乱流となるのを防止することができる。これにより、乱流によって生じる笛音などの二次的騒音が発生するのを抑制することができる。
(態様8)
(態様1)乃至(態様7)いずれかにおいて、吸音手段は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられる騒音の周波数と同じ共振周波数で共鳴するための共鳴空間102a、及び前記共鳴空間102aの外から中に騒音を導くために前記共鳴空間102aに連通する共鳴通路102bを具備するヘルムホルツ吸音器102などの共鳴器である。
これによれば、実施形態で説明したように、樹脂の射出成型などのモールドで上カバー503と一体で成型することが可能となる。よって、吸音手段として、多孔質吸音材を用いた場合に比べて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウンを図ることができる。また、吸音手段を取り付ける工程が無くなり、製造コストダウンを図ることができる。
(態様1)乃至(態様7)いずれかにおいて、吸音手段は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられる騒音の周波数と同じ共振周波数で共鳴するための共鳴空間102a、及び前記共鳴空間102aの外から中に騒音を導くために前記共鳴空間102aに連通する共鳴通路102bを具備するヘルムホルツ吸音器102などの共鳴器である。
これによれば、実施形態で説明したように、樹脂の射出成型などのモールドで上カバー503と一体で成型することが可能となる。よって、吸音手段として、多孔質吸音材を用いた場合に比べて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウンを図ることができる。また、吸音手段を取り付ける工程が無くなり、製造コストダウンを図ることができる。
(態様9)
(態様8)において、前記共鳴通路102bの入口を、外から中に断面積が徐々に減少するような形状とした。
これによれば、実施形態で説明したように、共鳴通路102bの入口で渦が発生するのを抑制することができ、共鳴通路102bの入口で乱流が生じるのを抑制することができる。これにより、乱流によって生じる笛音などの二次的騒音が発生するのを抑制することができる。
(態様8)において、前記共鳴通路102bの入口を、外から中に断面積が徐々に減少するような形状とした。
これによれば、実施形態で説明したように、共鳴通路102bの入口で渦が発生するのを抑制することができ、共鳴通路102bの入口で乱流が生じるのを抑制することができる。これにより、乱流によって生じる笛音などの二次的騒音が発生するのを抑制することができる。
(態様10)
(態様8)または(態様9)において、集音部材101などの集音手段は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられる騒音を、前記共鳴通路102bの入口中央部に集音する。
これによれば、図10を用いてで説明したように、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられる風切音などの騒音を、確実にヘルムホルツ吸音器102などの共鳴器に入射させることができ、効果的に偏向手段の騒音を抑制することができる。
(態様8)または(態様9)において、集音部材101などの集音手段は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられる騒音を、前記共鳴通路102bの入口中央部に集音する。
これによれば、図10を用いてで説明したように、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発せられる風切音などの騒音を、確実にヘルムホルツ吸音器102などの共鳴器に入射させることができ、効果的に偏向手段の騒音を抑制することができる。
(態様11)
(態様1)乃至(態様7)いずれかにおいて、前記吸音手段は、多孔質状の吸音部材である。
これによれば、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段の騒音を効果的に吸音することができる。
(態様1)乃至(態様7)いずれかにおいて、前記吸音手段は、多孔質状の吸音部材である。
これによれば、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段の騒音を効果的に吸音することができる。
(態様12)
(態様1)乃至(態様11)いずれかにおいて、吸音可能な周波数が互いに異なる複数の吸音材などの吸音手段を設け、集音手段(複数の板状部材510aと、傾斜角度変更機構とで構成)は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段の駆動状態に応じて、偏向手段から発せられる騒音を複数の吸音手段のいずれか1つに選択的に集音する。
これによれば、変形例で説明したように、ポリゴンミラーなどの偏向鏡の回転数が変更され、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段の騒音の周波数が変化した場合は、騒音を集音させる吸音材を変更することで、ポリゴンミラーなどの偏向鏡の回転数が変更されても、偏向手段の騒音を抑制することができる。
(態様1)乃至(態様11)いずれかにおいて、吸音可能な周波数が互いに異なる複数の吸音材などの吸音手段を設け、集音手段(複数の板状部材510aと、傾斜角度変更機構とで構成)は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段の駆動状態に応じて、偏向手段から発せられる騒音を複数の吸音手段のいずれか1つに選択的に集音する。
これによれば、変形例で説明したように、ポリゴンミラーなどの偏向鏡の回転数が変更され、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段の騒音の周波数が変化した場合は、騒音を集音させる吸音材を変更することで、ポリゴンミラーなどの偏向鏡の回転数が変更されても、偏向手段の騒音を抑制することができる。
(態様13)
(態様12)において、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段を収納する光学ハウジング500などの筐体と、前記偏向手段の上方にあり、前記偏向手段と対向する対向部に、前記偏向手段から発した熱を逃がす開口部を有し、前記筐体を覆うカバー部材(変形例では、上カバー503とポリゴンカバー504とで構成)とを備え、集音手段は、前記開口部に設けられ、上下方向に対して傾斜した板状部材510aを有し、前記偏向手段の駆動状態に応じて、前記板状部材の傾斜角度を変更することにより、前記偏向手段の騒音が集音する吸音手段を変更する。
これによれば、変形例で説明したように、開口部からポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発した熱を逃がすので、偏向手段が高温となるのを抑制することができ、偏向手段の故障を抑制することができる。また、開口部を設けることで、偏向手段の騒音が開口部から漏れ出すおそれがある。しかし、態様13では、開口部に設けられた板状部材510aにより、開口部から漏れ出す音を吸音材などの吸音手段に集音させて、吸音手段に吸音させることで、偏向手段の騒音を効果的に抑制することができる。また、開口部に設けた板状部材510aにより、外部から偏向手段格納空間に塵や埃が進入するのを抑制することができる。これにより、偏向手段のポリゴンミラー53aなどの偏向鏡に塵や埃が付着するのを抑制することができる。
さらに、板状部材の傾斜角度を変えることで、集音する吸着手段を変更することができる。これにより、ポリゴンミラーなどの偏向鏡の回転数が変更されても、偏向手段の騒音を抑制することができる。
(態様12)において、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段を収納する光学ハウジング500などの筐体と、前記偏向手段の上方にあり、前記偏向手段と対向する対向部に、前記偏向手段から発した熱を逃がす開口部を有し、前記筐体を覆うカバー部材(変形例では、上カバー503とポリゴンカバー504とで構成)とを備え、集音手段は、前記開口部に設けられ、上下方向に対して傾斜した板状部材510aを有し、前記偏向手段の駆動状態に応じて、前記板状部材の傾斜角度を変更することにより、前記偏向手段の騒音が集音する吸音手段を変更する。
これによれば、変形例で説明したように、開口部からポリゴンスキャナ53などの偏向手段から発した熱を逃がすので、偏向手段が高温となるのを抑制することができ、偏向手段の故障を抑制することができる。また、開口部を設けることで、偏向手段の騒音が開口部から漏れ出すおそれがある。しかし、態様13では、開口部に設けられた板状部材510aにより、開口部から漏れ出す音を吸音材などの吸音手段に集音させて、吸音手段に吸音させることで、偏向手段の騒音を効果的に抑制することができる。また、開口部に設けた板状部材510aにより、外部から偏向手段格納空間に塵や埃が進入するのを抑制することができる。これにより、偏向手段のポリゴンミラー53aなどの偏向鏡に塵や埃が付着するのを抑制することができる。
さらに、板状部材の傾斜角度を変えることで、集音する吸着手段を変更することができる。これにより、ポリゴンミラーなどの偏向鏡の回転数が変更されても、偏向手段の騒音を抑制することができる。
(態様14)
(態様13)において、開口部に防塵部材506を設けた。
これによれば、変形例で説明したように、外部から偏向手段格納空間に塵や埃が進入するのを防止することができる。
(態様13)において、開口部に防塵部材506を設けた。
これによれば、変形例で説明したように、外部から偏向手段格納空間に塵や埃が進入するのを防止することができる。
(態様15)
(態様13)または(態様14)において、前記板状部材を複数設け、騒音が集音している吸音材などの吸音手段側の板状部材のほど、寝かせた。
これによれば、変形例で説明したように、板状部材510aを反射したポリゴンスキャナなどの偏向手段の騒音が、集音させる吸音材などの吸音手段側に隣接する板状部材510aに当たるのを抑制することができ、板状部材510aを反射した偏向手段の騒音が吸音手段に集音されなくなるのを抑制することができる。
(態様13)または(態様14)において、前記板状部材を複数設け、騒音が集音している吸音材などの吸音手段側の板状部材のほど、寝かせた。
これによれば、変形例で説明したように、板状部材510aを反射したポリゴンスキャナなどの偏向手段の騒音が、集音させる吸音材などの吸音手段側に隣接する板状部材510aに当たるのを抑制することができ、板状部材510aを反射した偏向手段の騒音が吸音手段に集音されなくなるのを抑制することができる。
(態様16)
(態様13)乃至(態様15)いずれかにおいて、板状部材510aを、上カバー503などのカバー部材よりも音の反射率の高い材質で構成した。
これによれば、変形例1で説明したように、板状部材510aを、上カバー503と同じ材質で形成した場合に比べて、ポリゴンスキャナの騒音を、吸音材などの吸音手段へ反射させることができ、騒音を良好に抑制することができる。
(態様13)乃至(態様15)いずれかにおいて、板状部材510aを、上カバー503などのカバー部材よりも音の反射率の高い材質で構成した。
これによれば、変形例1で説明したように、板状部材510aを、上カバー503と同じ材質で形成した場合に比べて、ポリゴンスキャナの騒音を、吸音材などの吸音手段へ反射させることができ、騒音を良好に抑制することができる。
(態様17)
(態様13)乃至(態様16)いずれかにおいて、集音手段は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段を取り囲むように設けられ、偏向手段から発せられる騒音を開口部に向けて反射する壁状部材(変形例では、防音ガラス505および光学ハウジングの防音壁で構成)を有する。
これによれば、図19を用いて説明したように、ポリゴンミラー53aなどの偏向鏡の反射鏡などの光反射面に対して垂直方向に伝播する風切音などの騒音を、壁状部材により、開口部へ反射し、開口部に設けられた板状部材により、吸音材などの吸音手段に集音することができる。これにより、風切音を低減することができる。
(態様13)乃至(態様16)いずれかにおいて、集音手段は、ポリゴンスキャナ53などの偏向手段を取り囲むように設けられ、偏向手段から発せられる騒音を開口部に向けて反射する壁状部材(変形例では、防音ガラス505および光学ハウジングの防音壁で構成)を有する。
これによれば、図19を用いて説明したように、ポリゴンミラー53aなどの偏向鏡の反射鏡などの光反射面に対して垂直方向に伝播する風切音などの騒音を、壁状部材により、開口部へ反射し、開口部に設けられた板状部材により、吸音材などの吸音手段に集音することができる。これにより、風切音を低減することができる。
(態様18)
感光体と、光走査によって前記感光体に潜像を形成する光走査手段と、前記潜像を現像する現像装置43などの現像手段とを備える画像形成装置において、光走査手段として、(態様1)乃至(態様17)のいずれかの光走査装置を用いた。
これによれば、光走査手段の騒音を抑制することができ、画像形成装置の静音化を図ることができる。
感光体と、光走査によって前記感光体に潜像を形成する光走査手段と、前記潜像を現像する現像装置43などの現像手段とを備える画像形成装置において、光走査手段として、(態様1)乃至(態様17)のいずれかの光走査装置を用いた。
これによれば、光走査手段の騒音を抑制することができ、画像形成装置の静音化を図ることができる。
5:書込装置
10:プリンタ
41:感光体
52:光源
53:ポリゴンスキャナ
53a:ポリゴンミラー
53b:回路基板
58:防塵ガラス
101:集音部材
101b:反射面
102:ヘルムホルツ吸音器
102a:共鳴空間
102b:共鳴通路
103:風切音
104:気流
106:入口
112A:第一吸音材
112B:第二吸音材
121:ステッピングモータ
121a:モータギヤ
122:ラックギヤ
123:出力ギヤ
124:回転軸部
125:アイドラギヤ
130:制御部
500:光学ハウジング
503:上カバー
503a:上壁部
504:ポリゴンカバー
505:防音ガラス
506:防塵部材
510:ルーバー部
510a:板状部材
510b:板ガラス
P1:回転中心位置
Z:回転軸中心
10:プリンタ
41:感光体
52:光源
53:ポリゴンスキャナ
53a:ポリゴンミラー
53b:回路基板
58:防塵ガラス
101:集音部材
101b:反射面
102:ヘルムホルツ吸音器
102a:共鳴空間
102b:共鳴通路
103:風切音
104:気流
106:入口
112A:第一吸音材
112B:第二吸音材
121:ステッピングモータ
121a:モータギヤ
122:ラックギヤ
123:出力ギヤ
124:回転軸部
125:アイドラギヤ
130:制御部
500:光学ハウジング
503:上カバー
503a:上壁部
504:ポリゴンカバー
505:防音ガラス
506:防塵部材
510:ルーバー部
510a:板状部材
510b:板ガラス
P1:回転中心位置
Z:回転軸中心
Claims (18)
- 光源から発せられる光の進行方向を偏向する偏向手段と、
前記偏向手段から発せられる騒音を吸音する吸音手段とを備え、前記偏向手段で偏向せしめた光によって走査対象を光走査する光走査装置において、
前記偏向手段から発せられる騒音を、前記吸音手段に集音させる集音手段を備え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、
前記集音手段は、前記偏向手段から発せられた騒音を、前記吸音手段に向けて反射するように構成したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項2に記載の光走査装置において、
前記集音手段の少なくとも前記騒音を反射する反射面を金属で構成したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項2に記載の光走査装置において、
前記集音手段の少なくとも前記騒音を反射する反射面をガラスで構成したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至4いずれかに記載の光走査装置において、
前記集音手段をモールド成型部材としたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至5いずれかに記載の光走査装置において、
前記集音手段を前記偏向手段の光反射面と対向させたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項6に記載の光走査装置において、
前記集音手段は、前記偏向手段の偏向鏡を取り囲むように設けられており、
前記集音手段の前記偏向鏡と対向する対向面を曲面としたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至7いずれかに記載の光走査装置において、
前記吸音手段は、前記偏向手段から発せられる騒音の周波数と同じ共振周波数で共鳴するための共鳴空間、及び前記共鳴空間の外から中に騒音を導くために前記共鳴空間に連通する共鳴通路を具備する共鳴器であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項8に記載の光走査装置において、
前記共鳴通路の入口を、外から中に断面積が徐々に減少するような形状としたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項8または9に記載の光走査装置において、
前記集音手段は、前記偏向手段から発せられる騒音を、前記共鳴通路の入口中央部に集音することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至7いずれかに記載の光走査装置において、
前記吸音手段は、多孔質状の吸音部材であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至11いずれかに記載の光走査装置において、
吸音可能な周波数が互いに異なる複数の吸音手段を設け、
前記集音手段は、前記偏向手段の駆動状態に応じて、前記偏向手段から発せられる騒音を複数の吸音手段のいずれか1つに選択的に集音することを特徴とする光走査装置。 - 請求項12に記載の光走査装置において、
前記偏向手段を収納する筐体と、
前記偏向手段の上方にあり、前記偏向手段から発した熱を逃がす開口部を有し、前記偏向手段を覆うカバー部材とを備え、
前記集音手段は、前記開口部に設けられ、上下方向に対して傾斜した板状部材を有し、前記偏向手段の駆動状態に応じて、前記板状部材の傾斜角度を変更することにより、前記偏向手段の騒音を集音させる吸音手段を変更することを特徴とする光走査装置。 - 請求項13に記載の光走査装置において、
前記開口部に防塵部材を設けたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項13または14に記載の光走査装置において、
前記板状部材を複数設け、前記騒音が集音している吸音手段側の板状部材のほど、寝かせたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項13乃至15いずれかに記載の光走査装置において、
前記板状部材を、前記カバー部材よりも音の反射率の高い材質で構成したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項13乃至16いずれかに記載の光走査装置において、
前記集音手段は、前記偏向手段を取り囲むように設けられ、前記偏向手段から発せられる騒音を前記開口部に向けて反射する壁状部材を有することを特徴とする光走査装置。 - 感光体と、光走査によって前記感光体に潜像を形成する光走査手段と、前記潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
前記光走査手段として、請求項1乃至17いずれかに記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014235602A JP2016099465A (ja) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | 光走査装置および画像形成装置 |
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ID=56077762
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