JP2019207357A - 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転多面鏡を備えた光走査装置において、回転多面鏡の風切り音を抑制するとともに、回転多面鏡の回転時に生じる気流によってその回転速度にむらが生じるのを回避する。【解決手段】回転多面鏡３７の軸心方向の両側面３７ｂ，３７ｅのうち少なくとも一方の面には、該回転多面鏡３７の遠心力により当該面に沿ってその中心部から径方向外側に流れる気流を、該回転多面鏡３７の径方向から見て上記軸心方向の外側に案内する案内部３７ｄ，３７ｇが設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、例えば電子写真方式の画像形成装置に搭載される光走査装置として、光源からの光ビームを回転多面鏡により偏向して被走査面にて走査させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。回転多面鏡はモーターと共に筐体内に収容されている。回転多面鏡は上下方向に延びるモーター出力軸（回転軸部）の上端部に固定されている。

特開２００９−２９４３１３号公報

ところで、近年、画像形成装置の高速化が進むにつれて光走査装置の回転多面鏡の高速化への要求が高まりつつある。回転多面鏡を高速化すると、回転多面鏡による風切り音が大きくなり、静粛性が損なわれるという問題がある。また、回転多面鏡の回転時に生じる気流が乱流化することでその回転速度にむらが生じる虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転多面鏡の風切り音を抑制するとともに、回転多面鏡の回転時に生じる気流によってその回転速度にむらが生じるのを回避することにある。

本発明に係る光走査装置は、光源からの光ビームを被走査面に対して偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡が固定される回転軸を有していて該回転多面鏡を回転駆動するモーターとを備えている。

そして、上記回転多面鏡の軸心方向の両側面のうち少なくとも一方の面には、該回転多面鏡の遠心力により当該面に沿ってその中心部から径方向外側に流れる気流を、該回転多面鏡の径方向から見て上記軸心方向の外側に案内する案内部が設けられている。

本発明によれば、回転多面鏡の風切り音を抑制するとともに、回転多面鏡の回転時に生じる気流によってその回転速度にむらが生じるのを回避することができる。

図１は実施形態における光走査装置を備えた画像形成装置を示す概略図である。 図２は光走査装置の蓋部材を取り外した状態を示す斜視図である。 図３は光走査装置の偏向器を示す斜視図である。 図４は偏向器を示す平面図である。 図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。 図６は、図５のVI部における気流の流れを示す拡大図である。 図７は、従来例の光走査装置においてポリゴンミラーの回転により誘起される気流の流れを示す、ポリゴンミラーを上側から見た平面図である。 図８は、従来例の光走査装置においてポリゴンミラーの回転により誘起される気流の流れを説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
図１は、本実施形態における画像形成装置としてのレーザープリンター１の概略構成を示す断面図である。レーザープリンター１は、図１に示すように、箱状のプリンター本体２と、手差し給紙部６と、カセット給紙部７と、画像形成部８と、定着部９と、排紙部１０とを備えている。そうして、レーザープリンター１は、プリンター本体２内の搬送路Ｌに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成する。

手差し給紙部６は、プリンター本体２の１つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ４と、プリンター本体２の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラー５とを有している。

カセット給紙部７は、プリンター本体２の底部に設けられている。カセット給紙部７は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット１１と、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ１２と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送路Ｌへと送り出すフィードローラ１３及びリタードローラ１４とを備えている。

画像形成部８は、プリンター本体２内におけるカセット給紙部７の上方に設けられている。画像形成部８は、プリンター本体２内に回転可能に設けられた像担持体である感光体ドラム１６と、感光体ドラム１６の周囲に配置された帯電器１７と、現像部１８と、転写ローラー１９及びクリーニング部２０と、感光体ドラム１６の上方に配置された光走査装置３０と、トナーホッパー２１とを備えている。そうして、画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から供給された用紙に画像を形成するようになっている。

尚、搬送路Ｌには、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８に供給する一対のレジストローラ１５が設けられている。

定着部９は、画像形成部８の側方に配置されている。定着部９は、互いに圧接されて回転する定着ローラー２２及び加圧ローラー２３を備えている。そうして、定着部９は、画像形成部８で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させる。

排紙部１０は、定着部９の上方に設けられている。排紙部１０は、排紙トレイ３と、排紙トレイ３へ用紙を搬送するため排紙ローラー対２４と、排紙ローラー対２４へ用紙を案内する複数の搬送ガイドリブ２５とを備えている。排紙トレイ３は、プリンター本体２の上部に凹状に形成されている。

レーザープリンター１が画像データを受信すると、画像形成部８において、感光体ドラム１６が回転駆動されると共に、帯電器１７が感光体ドラム１６の表面を帯電させる。

そして、画像データに基づいて、レーザ光が光走査装置３０から感光体ドラム１６へ出射される。感光体ドラム１６の表面には、レーザ光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光体ドラム１６上に形成された静電潜像は、現像部１８で現像されることにより、トナー像として可視像となる。

その後、用紙は、転写ローラー１９と感光体ドラム１６との間を通過する。このとき、転写ローラー１９に印加された転写バイアスにより、感光体ドラム１６上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部９において定着ローラー２２と加圧ローラー２３とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。

−光走査装置の構成−
図２に示すように、光走査装置３０は、筐体３１と、光源３２と、光源３２からの光ビームを偏向して主走査方向に偏向走査させる偏向器３３と、偏向器３３により偏向走査された光ビームの光路に設けられた結像レンズ３４とを備えている。筐体３１は天井側が開放する有底の箱状部材からなり、筐体３１の天井側は蓋部材３５（図１にのみ示す）により閉塞されている。

光源３２は、図２に示すように、筐体３１の側壁部に配置されている。光源３２は、例えばレーザダイオードを有するレーザ光源である。そして、光源３２は、偏向器３３に向けて光ビーム（レーザ光）を出射する。尚、図示を省略するが、光源３２とポリゴンミラー３７との間には、コリメータレンズ及びシリンドリカルレンズが配置されている。

偏向器３３は、ポリゴンミラー３７、ポリゴンモーター３８、及び駆動基板３９を有している。

ポリゴンミラー３７は、回転多面鏡であってポリゴンモーター３８により回転駆動される。ポリゴンミラー３７は例えば正六角形状に形成されている。ポリゴンミラー３７の径方向外側の各端面は、光源３２からの光ビームを反射する反射面３７ａを構成している。

ポリゴンミラー３７は、上記ポリゴンモーター３８により回転駆動される。ポリゴンミラー３７は、ポリゴンモーター３８の回転軸３８ａに同軸に固定されている。ポリゴンモーター３８は、駆動基板３９を介して筐体３１の底壁部に固定されている。駆動基板３９には、ポリゴンモーター３８を駆動する駆動ＩＣ３９ａや電力供給用のコネクタ３９ｂ等が実装されている。

結像レンズ３４は、図２に示すように、ポリゴンミラー３７の側方において筐体３１の底部に設置されている。結像レンズ３４は、筐体３１の底壁部に沿って長尺状に延びている。

また、筐体３１の内部には、結像レンズ３４に対してポリゴンミラー３７側と反対側に、反射ミラー３６が配置されている。反射ミラー３６は、結像レンズ３４に沿って長尺状に延びている。

以上のように構成された光走査装置３０では、光源３２から出射したレーザ光は、例えばコリメータレンズによって平行光束とされた後にシリンドリカルレンズによってポリゴンミラー３７の反射面３７ａに集光される。ポリゴンミラー３７に集光された光は、ポリゴンミラー３７の反射面３７ａにより反射され、走査光として結像レンズ３４に入射する。結像レンズ３４を通過した走査光は、反射ミラー３６により筐体３１の開口部３５ａ（図１にのみ示す）を介して感光体ドラム１６へ向けて反射される。こうして、走査光は、感光体ドラム１６の表面（被走査面に相当）に結像する。感光体ドラム１６の表面に結像した走査光は、ポリゴンミラー３７の回転によって感光体ドラム１６の表面を主走査方向に走査し、感光体ドラム１６の回転によって副走査方向に走査して感光体ドラム１６の表面に静電潜像を形成する。

−ポリゴンミラーの詳細−
図３〜図５に示すように、ポリゴンミラー３７の上面３７ｂは、平坦面部３７ｃと、六つの傾斜面部３７ｄとで構成されている。平坦面部３７ｃは、ポリゴンミラー３７の軸心に対して垂直に形成されている。平坦面部３７ｃは、ポリゴンミラー３７と同軸で且つその軸心方向から見て該ポリゴンミラー３７の外縁と相似の六角形状をなしている。六つの傾斜面部３７ｄは、ポリゴンミラー３７の上面３７ｂの径方向外側の端部に全周に亘って形成されている。各傾斜面部３７ｄは平坦面部３７ｃの各辺に連接されている。各傾斜面部３７ｄは、径方向外側に向かって上側に傾斜している。各傾斜面部３７ｄの径方向外側の端縁はポリゴンミラー３７の上側の外縁を形成している。各傾斜面部３７ｄの傾斜角度は、例えば１０°以上２０°以下であることが好ましい。

ポリゴンミラー３７の下面３７ｅは、ポリゴンミラー３７の上面３７ｂに対して上下対称に形成されている。具体的には、ポリゴンミラー３７の下面３７ｅは、図５に示すように平坦面部３７ｆと、六つの傾斜面部３７ｇとで構成されている。平坦面部３７ｆは、ポリゴンミラー３７の軸心に対して垂直に形成されている。平坦面部３７ｆは、ポリゴンミラー３７の上面に形成された平坦面部３７ｃと同じ形状をしている。六つの傾斜面部３７ｇは、平坦面部３７ｆの各辺に連接されている。各傾斜面部３７ｇは、径方向外側に向かって下側に傾斜している。各傾斜面部３７ｇの径方向外側の端縁は、ポリゴンミラー３７の下側の外縁を形成している。各傾斜面部３７ｇの傾斜角度は、上記ポリゴンミラー３７の上面の各傾斜面部３７ｄの傾斜角度に等しい。

−作用効果−
次に、本実施形態の光走査装置３０による作用効果を、従来例の光走査装置と比較しながら説明する。図７及び図８は、従来例の光走査装置においてポリゴンミラー１３７の回転により誘起される気流の流れを示す概略図である。図中の白抜き矢印は気流の流れを示している。各図に示す従来例においては、符号の頭に「１」を付したうえで、本実施形態の構成に相当する構成要素には同一の符号を付すようにした。

図７及び図８に示すように、ポリゴンミラー１３７が回転すると、その上面１３７ｂ及び下面１３７ｅの気体には遠心力が作用する。この結果、ポリゴンミラー１３７の上面１３７ｂ及び下面１３７ｅには、中心部から径方向外側に向かう上面側気流Ｋ１及び下面側気流Ｋ２が発生する。この上面側気流Ｋ１及び下面側気流Ｋ２は、ポリゴンミラー１３７の径方向外側端部に達すると９０°向きを変えて反射面１３７ａ側に回り込む。この回り込んだ両気流Ｋ１，Ｋ２が合流（衝突）して混ざり合うことで乱流Ｒが発生する。この乱流Ｒは、ポリゴンミラー１３７の回転時の風切り音の発生要因になるとともに、ポリゴンミラー３７の回転時の速度むらを生じさせる要因となる。かかる問題を回避するためにも乱流Ｒの発生を極力抑制する必要がある。

これに対して本実施形態の光走査装置３０では、ポリゴンミラー３７の軸心方向の両側面には、径方向の外側に向かって軸心方向の外側に傾斜する傾斜面部３７ｄ，３７ｇが形成されている。したがって、図６に示すように、ポリゴンミラー３７の回転によりその上面３７ｂで発生した上面側気流Ｋ１は、各傾斜面部３７ｄによって図６の右斜め上方に案内され、下面３７ｅで発生した下面側気流Ｋ２は、各傾斜面部３７ｇによって図６の右斜め下方に案内される。すなわち、上面側の傾斜面部３７ｄ及び下面側の傾斜面部３７ｇはそれぞれ、ポリゴンミラー３７の径方向から見て、上面側気流Ｋ１及び下面側気流Ｋ２をそれぞれ軸心方向の外側に案内する案内部として機能する。

したがって、上述した従来例のように、上面側気流Ｋ１と下面側気流Ｋ２とが反射面３７ａ側に回り込んで合流することもない。よって、上面側気流Ｋ１と下面側気流Ｋ２とが合流することによる乱流Ｒの発生を抑制することができる。延いては、ポリゴンミラー３７の回転時の風切り音の発生を抑制することができる。また、ポリゴンミラー３７の回転時の速度むらに起因する印刷画像の画質低下を防止することができる。

また、本実施形態では、ポリゴンミラー３７の上面３７ｂと下面３７ｅとの双方に傾斜面部３７ｄ，３７ｇを形成するようにしたので、一方の面３７ｂ（又は３７ｅ）にのみ傾斜面部３７ｄ（又は３７ｇ）を設ける場合に比べて、両気流Ｋ１，Ｋ２の合流を確実に回避することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、両傾斜面部３７ｄ，３７ｇの傾斜角度が等しくなっているが、これに限ったものではなく、ポリゴンミラー３７の下面側（ポリゴンミラー３８に近い側）の傾斜面部３７ｇの傾斜角度を、上面側の傾斜面部３７ｄの傾斜角度よりも大きくしてもよい。これによれば、ポリゴンモーター３８に近い側の面（下面３７ｅ）にて発生する下面側気流Ｋ２を、ポリゴンモーター３８の冷却風としても利用することができる。

上記実施形態では、ポリゴンミラー３７の軸心方向の両側面（上面３７ｂ及び下面３７ｅ）の双方に傾斜面部３７ｄ，３７ｇを形成するようにしているが、一方の面３７ｂ（又は３７ｅ）にのみ傾斜面部３７ｄ（又は３７ｇ）を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、上面側気流Ｋ１及び下面側気流Ｋ２をポリゴンミラー３７の軸心方向の外側に案内する案内部を傾斜面部３７ｄ，３７ｇにより構成しているが、これに限ったものではない。すなわち、案内部は、例えばポリゴンミラー３７の上面３７ｂ（又は下面３７ｅ）から土手状に突出する凸部であってもよい。

また、上記実施形態では、光走査装置３０が搭載される画像形成装置の一例としてレーザープリンター１を挙げて説明したが、これに限ったものではない。すなわち、画像形成装置は、複写機、ファクシミリ又は複合機（ＭＦＰ）等であってもよい。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。

１ ：レーザープリンター（画像形成装置）
３０ ：光走査装置
３２ ：光源
３７ ：ポリゴンミラー
３７ｂ ：上面
３７ｄ ：傾斜面部（案内部）
３７ｅ ：下面
３７ｇ ：傾斜面部（案内部）
３８ａ ：回転軸
１３７ ：ポリゴンミラー（回転多面鏡）
１３７ｂ ：上面
１３７ｅ ：下面

Claims (5)

1. 光源からの光ビームを被走査面に対して偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡が固定される回転軸を有していて該回転多面鏡を回転駆動するモーターとを備えた光走査装置であって、
   上記回転多面鏡の軸心方向の両側面のうち少なくとも一方の面には、該回転多面鏡の遠心力により当該面に沿ってその中心部から径方向外側に流れる気流を、該回転多面鏡の径方向から見て上記軸心方向の外側に案内する案内部が設けられている、光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記案内部は、上記少なくとも一方の面における径方向の外側端部に全周に亘って設けられ、径方向の外側に向かって上記軸心方向の外側に傾斜する傾斜面部からなる、光走査装置。
3. 請求項１又は２記載の光走査装置において、
   上記案内部は、上記回転多面鏡の軸心方向の両側面に設けられている、光走査装置。
4. 請求項２記載の光走査装置において、
   上記案内部を構成する傾斜面部は、上記回転多面鏡の軸心方向の両側面に設けられ、
   上記回転多面鏡の軸心方向の両側面のうち上記モーターに近い側の面に設けられる傾斜面部の角度が、遠い側の面に設けられる傾斜面部の角度よりも大きい、光走査装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置を備えた、画像形成装置。
   

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