JP3472142B2 - 光偏向走査装置 - Google Patents
光偏向走査装置Info
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- G02B26/121—Mechanical drive devices for polygonal mirrors
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Description
ンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光
偏向走査装置に関するものである。
等の画像形成装置に用いられる光偏向走査装置は、回転
多面鏡によってレーザ光等の光ビームを反射させ、回転
多面鏡の高速回転によって偏向走査する。このようにし
て得られた走査光を回転ドラム上の感光体に結像させて
静電潜像を形成する。次いで、感光体の静電潜像を現像
装置によってトナー像に顕像化し、これを記録紙等の記
録媒体に転写して定着装置へ送り、記録媒体上のトナー
を加熱定着させることで印刷(プリント)が行なわれ
る。
み、回転多面鏡の回転速度が30,000rpmを超え
るものも開発されている。
要部を示すもので、図示しない光学箱に支持された軸受
101と、該軸受101によって回転自在に支持された
ロータおよびこれに対向するステータからなるモータ1
02と、弾性押圧機構等によってロータと一体化された
回転多面鏡103を有する。
動電流によってモータ102のステータが励磁される
と、ロータが回転多面鏡103とともに高速度で回転
し、回転多面鏡103に照射された光ビームを偏向走査
する。
る多角柱状の多面体であり、回転多面鏡103とモータ
の上部はカバー部材104によって覆われている。回転
多面鏡103が高速回転すると周囲の空気が流動して風
切音等を発生するため、カバー部材104によって回転
多面鏡103の周囲を覆うことで、風切音等が装置の外
へ洩れないように工夫されている。
103に向かって入出射する光ビームL0 を遮らないよ
うに窓104aが設けられている。窓104aは、カバ
ー部材104の周壁の一部分を円弧状に切り取ることに
よって形成された開口であり、窓104aには防塵ガラ
ス105が取り付けられる。
の技術によれば、回転多面鏡の回転に伴なってカバー部
材内の空気に圧力勾配が発生し、このためにモータの振
動音等が大きくなるため、単に回転多面鏡の周囲をカバ
ー部材によって覆うだけでは充分に騒音を防ぐことがで
きないという未解決の課題がある。
発生する騒音は、様々な種類の騒音が重なり合って大き
くなったものであり、これは大別して3種類に分けて考
えられる。第1は、回転多面鏡がその回転に伴なってカ
バー部材内の空気を流動させて引き起こすときの風切音
(エアー音)が、光学箱から洩れたものであり、第2
は、回転多面鏡の回転によってカバー部材内の空気に圧
力勾配が生じ、このような負荷に抗して回転多面鏡を高
速回転させるときの反力を受けて、モータのステータ
(コイル)が振動することによる振動音であり、第3
は、このようなステータの振動がカバー部材や光学箱に
伝播して、共振あるいは強制加振等によってより大きな
騒音を発生するものである。
のみに注目して、これが外へ洩れないように回転多面鏡
の周囲を覆うだけである。回転多面鏡の回転速度が比較
的低い場合には、風切音自体が小さくて、カバー部材か
らわずかに洩れる状態であっても大した騒音とはならな
い。しかしながら、光偏向走査装置の高速化に伴なっ
て、カバー部材から洩れる風切音も大きくなり、これ
に、第2、第3の振動音が加わって著しい騒音を発生す
る結果となる。
ー部材内に発生する空気流を示すもので、カバー部材の
窓の近傍においては空気流の密度が小さくなり、その結
果、空気の圧力が局部的に低下して圧力勾配を生じる様
子が観察される。
課題に鑑みてなされたものであり、回転多面鏡の回転に
伴なって発生する騒音を大幅に低減できる光偏向走査装
置を提供することを目的とするものである。
めに本発明の光偏向走査装置は、光ビームを偏向走査す
る回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転駆動する駆動手段
と、前記回転多面鏡の外周面を覆う円筒部を備えたカバ
ーを有し、該カバーの前記円筒部に、前記回転多面鏡の
全周にわたって開口し、前記回転多面鏡の周方向にのび
る円環状のスリットが設けられていることを特徴とす
る。
の円筒部材と、前記回転多面鏡の下半部を覆う第2の円
筒部材を有し、前記第1および前記第2の円筒部材の間
に円環状のスリットが形成されているとよい。
前記回転多面鏡の全周にわたって開口し、前記回転多面
鏡の周方向にのびる円環状のスリットを設けて、該スリ
ットの一部分を通って光ビームを入出射させるように構
成する。回転多面鏡の外周面に沿って、円環状のスリッ
トを有する均一な流動路が形成されるため、回転多面鏡
の回転に伴なって発生する空気流はカバー内を周方向に
均一に流動する。
て光ビームを入出射させる窓を設けた場合のような圧力
勾配がカバー内に発生することなく、このような圧力勾
配に起因する振動音等を大幅に低減できる。
多面鏡の軸方向に集光された厚みの小さいシート状のビ
ームであるため、これを入出射させるためのスリットの
厚さは小さくてよい。厚みの小さい円環状のスリットを
用いることで、回転多面鏡の回転に伴なってカバーから
出入する空気の量を大幅に低減し、空気の出入に伴なう
騒音や汚染等のトラブルを軽減する効果もある。
いて説明する。
の主要部を示すもので、これは、後述するように、光源
51(図4参照)から発生されたレーザ光等の光ビーム
L1を結像レンズ52に向かって反射する8個の反射面
1aを有する八角柱状の回転多面鏡1と、光学箱50に
固定されたモータハウジング2と、回転多面鏡1と一体
であるロータとステータからなる駆動手段であるモータ
3を有し、前記ステータを立設したモータ基板は光学箱
50にビス止めされている。
動電流によってステータ(コイル)が励磁されると、ロ
ータ(マグネット)が回転多面鏡1とともに回転する。
回転多面鏡1の回転によって、これに照射された光ビー
ムL1 が主走査方向に偏向走査される。
(リング状)のスリット40を備えた円筒部であるエア
ガイド4aを有するカバー4によって覆われている。エ
アガイド4aは、回転多面鏡1の上半部を包囲する第1
の円筒部材であるモータキャップ41の周壁41aと、
モータハウジング2に立設され、回転多面鏡1の下半部
を覆う第2の円筒部材42によって構成され、円筒部材
42の上端とモータキャップ41の周壁41aの下端の
間に、回転多面鏡1の外周全体(全周)に向かって開口
するスリット40を形成したものである。
リンドリカルレンズ51aによって線状に集光される光
ビームL1 を通過させるのに充分であればよい。すなわ
ち、光ビームL1 はシリンドリカルレンズ51aによっ
て厚みの小さいシートビームとして回転多面鏡1の反射
面1aに集光されるため、これを通過させるためのスリ
ット40も厚さの小さいものでよい。
は、モータキャップ41の一部分である外周部分41b
が円筒部材42の外側を覆うことによって形成される略
環状の空間が設けられる。また、エアガイド4a内に光
ビームL1 を入出射させるための窓に相当する部分にお
いては、スリット40が直接エアガイド4aの外部に向
かって開口するため、ここから多量の空気がエアガイド
4a内へ流入して騒音を発生したり、回転多面鏡1の反
射面1aを汚染する等のトラブルを生じる。そこで、従
来例と同様の防塵ガラス5を設けるとよい。
かって開口するスリット40を備えたカバー4を設け
て、回転多面鏡1のまわりの流動路を均一にすれば、図
2に示すように、回転多面鏡1の回転に伴なってカバー
4の内部に発生する空気流が均一となり、回転多面鏡1
の周囲に圧力勾配が発生するのを回避できる。
る回転多面鏡が回転した場合の、エッジの前方と後方の
圧力差(圧力振幅)を示すグラフであって、防塵ガラス
に垂直な方向を0°としたものである。
して局部的に円弧状に開口する窓を設けると、窓の近傍
の空気流が図6に示したように変化して、圧力が急激に
低下する。その結果、例えば、図3のグラフBで示すよ
うに、窓が開口している45°の角度方向で著しい圧力
低下が起こる。
転多面鏡1の全周に向かって開口する厚さの小さい円環
状のスリット40を設けて、その一部分を光ビームL1
を入出射させる窓として用いることで、回転多面鏡1の
周囲の空気流の変動を防ぎ、図3のグラフAに示すよう
に周方向の圧力分布を均一にするものである。これによ
って、回転多面鏡1の風切音自体を大幅に低減するとと
もに、圧力不均一に起因するモータ3の負荷を低減する
ことでモータ3の振動を軽減し、かつ、モータ3の振動
が伝播して発生する光学箱50等の振動も低減できる。
する騒音を大幅に低減し、運転音が静かで高速化に適し
たデジタル複写機等を実現できる。
リットを備えたエアガイドを用いるだけで、従来例に比
べて約10dBの騒音軽減効果があることが判明した。
これは、レーザ光等の光ビームL1(光束)を発生する
光源51と、前記光ビームを回転多面鏡1の反射面1a
に線状に集光させるシリンドリカルレンズ51aとを有
し、前記光ビームを回転多面鏡1の回転によって偏向走
査し、結像レンズ52を経て回転ドラム上の感光体53
に結像させる。結像レンズ52は、感光体53に結像す
る点像の走査速度等を補正するいわゆるfθ機能を有す
る。
すると、その反射面1aは、回転多面鏡1の軸線まわり
に等速で回転する。前述のように光源51から発生さ
れ、シリンドリカルレンズ51aによって集光される光
ビームL1 の光路と回転多面鏡1の反射面1aの法線と
がなす角、すなわち該反射面1aに対する光ビームL1
の入射角は、回転多面鏡1の回転とともに経時的に変化
し、同様に反射角も変化するため、感光体53上で光ビ
ームL1 が集光されてできる点像は回転ドラムの軸方向
(主走査方向)に移動する。
反射された光ビームを感光体53上で所定のスポット形
状の点像に集光するとともに、該点像の主走査方向への
走査速度を等速に保つように設計されたものである。
1の回転による主走査と、感光体53が回転ドラムの軸
まわりに回転することによる副走査に伴なって、静電潜
像を形成する。
を一様に帯電するためのコロナ放電器、感光体53の表
面に形成される静電潜像をトナー像に顕像化するための
現像装置、前記トナー像を記録紙に転写する転写用コロ
ナ放電器(いずれも不図示)等が配置されており、光源
51から発生する光ビームL1 による記録情報が記録紙
等にプリントされる。
報を処理する処理回路から与えられる信号に対応した光
ビームを発生する。光源51に与えられる信号は、感光
体53に書き込むべき情報に対応しており、処理回路
は、感光体53の表面において結像する点像が作る軌跡
である一走査線に対応する情報を表す信号を一単位とし
て光源51に与える。
光学箱50に収容され、光源51等は光学箱50の側壁
に取り付けられる。光学箱50に回転多面鏡1、結像レ
ンズ52等を組み付けたうえで、光学箱50の上部開口
に図示しないふたを装着する。
うに、円環状のスリット40を有する円筒状のエアガイ
ド4aによって回転多面鏡1の外周面を包囲し、回転多
面鏡1の周囲に均一な流動路を形成する。回転多面鏡1
によって偏向走査される光ビームL1 は、スリット40
の一部分を通って入出射する。回転多面鏡1の回転に伴
なって回転多面鏡1の周囲に均一な空気流が発生し、圧
力分布が均一となる。
で、次に記載するような効果を奏する。
生するのを防ぐことで、回転多面鏡の回転に伴なって発
生する騒音を大幅に低減できる。これによって、運転音
が静かで高速化に適した画像形成装置等を実現できる。
示すもので、(a)はその部分断面図、(b)は部分平
面図である。
ある。
る。
ので、(a)はその部分平面図、(b)は部分断面図で
ある。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
該回転多面鏡を回転駆動する駆動手段と、前記回転多面
鏡の外周面を覆う円筒部を備えたカバーを有し、該カバ
ーの前記円筒部に、前記回転多面鏡の全周にわたって開
口し、前記回転多面鏡の周方向にのびる円環状のスリッ
トが設けられていることを特徴とする光偏向走査装置。 - 【請求項2】 カバーが、回転多面鏡の上半部を覆う第
1の円筒部材と、前記回転多面鏡の下半部を覆う第2の
円筒部材を有し、前記第1および前記第2の円筒部材の
間に円環状のスリットが形成されていることを特徴とす
る請求項1記載の光偏向走査装置。 - 【請求項3】 第2の円筒部材が、駆動手段に立設され
ていることを特徴とする請求項2記載の光偏向走査装
置。 - 【請求項4】 第1の円筒部材の一部分が、第2の円筒
部材の外側を覆うように構成されていることを特徴とす
る請求項2または3記載の光偏向走査装置。
Priority Applications (4)
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