JP4411873B2

JP4411873B2 - Optical scanning device

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Publication number: JP4411873B2
Application number: JP2003174284A
Authority: JP
Inventors: 文哉比佐; 順一市川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: JP2005010452A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー複写機、レーザープリンタ等に搭載され、感光体上に光ビームを走査露光する光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のレーザー複写機、レーザープリンタは高画質化の一途をたどっており、これらに用いられるポリゴンモータも回転変動等を防止するなど回転性能（以下ハンチング）のより高性能化が求められている。
【０００３】
ハンチングを改善するための手段としては、従来から回転位置を検出するために使用されているホール素子をポリゴンモータの回転数を検出する素子としても使用する方式（ホール素子駆動）がある。これに対し、通常ＦＧパターンと呼ばれるくし歯電線を用いて１回転あたりの回転数の検出回数を増やし、検出する回転数の精度を上げている方式がある。この方式は、パターン数を増やせば増やすほどハンチングは良化するものの、モータ基板上にＦＧパターンを形成するためのスペースを確保する必要があり、結果的に基板面積が大きくなり、コストアップの要因となってしまう。また、場合によってはポリゴンモータに取り付けられるマグネットの径を大きくしなければならず、起動時間や電流等の性能が悪化してしまう。また、パターン数を増やすことにより回転数制御の基準となる基準クロックも大きな値としなければならず、電気ノイズ等により誤動作（回転不良）を起こしやすくなってしまう。
【０００４】
また、別の方式としては、画像書き込み開始位置検出素子（ＳＯＳセンサ）を用いるものがある。この方式は、ポリゴンミラーが正多面体形状であることを利用して１回転あたりのポリゴン面数分の回転数情報を検出することができ、さらにホール素子で検出する場合の媒体である駆動用マグネットの着磁、磁界のバラツキ等、マグネットの製作上発生してしまうバラツキによる影響を受けないという点で非常に有効である。しかし、この方式では、モータ基板にＳＯＳセンサからの信号を入力しなければならないという性質上、モータ基板の回路構成が複雑になり、コストアップの要因となってしまう（例えば特許文献１を参照）。
【０００５】
以上のようにポリゴンモータでハンチングを向上させる手段はあるもののコストアップの要因となりうる方式が多く、コストの観点からホール素子駆動を採用しているものが多いのが現状である。
【０００６】
これに対し、ポリゴンモータがポリゴンミラーを回転させることによって発生する風により、ポリゴンモータ自体が影響を受けることがわかっている。
【０００７】
図１３及び図１４は、従来使用されている光走査装置を示す図である。
【０００８】
この光走査装置１００では、ポリゴンミラー１０２を回転駆動するポリゴンモータ１０４がハウジング１０６内に収容されている。このポリゴンモータ１０４の周囲には、ハウジング１０６を構成する側壁１０８，１１０，１１２と、発振器１１６から射出された光ビームを感光体１３０上に結像させる結像素子１１４とが設けられており、ポリゴンモータ１０４の周囲がほぼ囲まれた状態になっている。側壁１０８，１１０，１１２を含むハウジング１０６は、ポリゴンミラー１０２の周囲の空気流を小さくし、電流や騒音を低減するために、またハウジング１０６の材料費を不必要に高くしないために、なるべくポリゴンミラー１０２の近くになるようにその大きさが決定されている。特に、ポリゴンモータ１０４の回路基板１３２の大きさが決定されている場合、その大きさより若干大きくするのが一般的である（例えば特許文献２を参照）。
【０００９】
このような構成の光走査装置１００においては、ポリゴンミラー１０２の回転により、ポリゴンミラー１０２の半径方向の風（風損）と、図１３に示すようにポリゴンミラー１０２の軸１０２ａ方向からポリゴンミラー１０２方向へ吸引される風とが発生する（例えば特許文献３の図１を参照）。
【００１０】
上記２つの風は、一方がポリゴンミラー１０２の回転軸に対して垂直方向かつ回転方向であるのに対し、他方が回転軸方向であり、両者の方向が異なるため、さらに、ポリゴンミラー１０２の周囲の空間を規制する側壁１０８，１１０，１１２などによって、ポリゴンミラー１０２の周辺に乱流を発生させる。ポリゴンモータ１０４に使用される軸受はオイル動圧や動圧空気軸受が一般的であり、回転数が早い（目安として２００００ｒｐｍ以上）の場合はポリゴンモータ１０４の軸受自体の動圧が高く、安定化するために回転による乱流の影響は受けにくいが、回転数が低い場合はその影響が顕著にでてくる。すなわち、乱流によってポリゴンミラー１０２の周囲の風がスムーズに流れないと、ハンチングへの影響度が大きくなってしまう。
【００１１】
このような欠点を回避するためには、ポリゴンミラー１０２の周囲に何も設けず、壁による乱流の発生を抑えるのが良いが、そうするとポリゴンミラー１０２の周囲のスペースが大きくなり（すなわち空気流が増加し）、その結果、風損が増加して温度上昇によって画質に悪影響を及ぼしたり、ハウジングを大きくしなければならず、コストアップの要因になる。また、光走査装置は通常ポリゴンミラーの近傍に結像光学素子（例としてｆθレンズ）を備えなければならず、光走査装置を形成する点においてこの方法は現実的でない。
【００１２】
このため、図１５に示すように、ポリゴンミラー１２２の周囲を覆うカバー１２４と、カバー１２４の光ビーム通過用の開口部１２８付近に防音壁１２６とを設け、ポリゴンミラー１２２の周囲の空気流を減少させることにより、騒音、電流を低減するとともに、結果的にハンチングを低減させる装置が開示されている（例えば特許文献４を参照）。
【００１３】
しかし、図１５に示す装置では、ポリゴンミラー１２２の周囲をカバー１２４で覆うために発熱しやすく、ポリゴンミラー１２２の変形に伴う問題（すなわちジッタの悪化）が発生したり、ひいてはポリゴンモータの寿命の低下を引き起こす。また、光ビームを偏向するためにカバー１２４には開口部１２８が設けられているが、騒音等の理由によっては開口部１２８に透明ガラスを装着しなければならない場合もあり、コストアップの要因となる。
【００１４】
【特許文献１】
特開昭６１−０１３２１４号公報
【特許文献２】
特開平６−３１３８５４号公報
【特許文献３】
特許第３１９２２７１号公報
【特許文献４】
特開平６−１７５０６３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、風損と乱流の発生を抑制してハンチングを改善するとともに、ポリゴンミラーの発熱を防止することができる光走査装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、光ビームを偏向するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータと、偏向された光ビームを感光体上に結像するための結像素子と、をハウジング内の所定位置に保持するとともに、前記ハウジングに設けられ、前記ポリゴンミラーを取り囲む収容壁と、前記収容壁を開口して形成された光ビーム入射口と、前記収容壁を開口して形成され、前記結像素子が配置された光ビーム出射口と、を有する光走査装置において、前記ポリゴンミラーの外接円と前記結像素子または結像素子側の収容壁の壁面との距離が、前記結像素子とは逆側の収容壁の壁面と前記ポリゴンミラーの外接円との距離より小さく、前記光ビーム入射口から前記収容壁内に入った空気が、空気流となって前記ポリゴンミラーの回転方向に流れ、前記ポリゴンミラーと前記結像素子または前記結像素子側の収容壁の壁面との間を通って前記結像素子とは逆側の収容壁の壁面と前記ポリゴンミラーとの間を通り、収容壁の上方へ排出されることを特徴としている。
【００１７】
請求項１に記載の光走査装置によれば、収容壁でポリゴンミラーを取り囲むことで、風損を抑えることができる。光ビーム入射口から収容壁内に入った空気は、空気流となってポリゴンミラーと結像素子または結像素子側の収容壁の壁面との間の空間（上流側空間）から、結像素子とは逆側の収容壁の壁面とポリゴンミラーとの間の空間（下流側空間）に向かってポリゴンミラーの回転方向に連れ回されるが、ポリゴンミラーの外接円と結像素子または結像素子側の収容壁の壁面との距離よりも結像素子とは逆側の収容壁の壁面とポリゴンミラーの外接円との距離が大きいため、抵抗なく収容壁から上方へ抜け出すことができる。
【００１８】
このため、ポリゴンミラーの上方から空気が入り難くなり、収容壁内で乱流が生じ難い。これにより、ハンチングを抑えることができる。また、上方が開放しているので熱を放出できる。
【００１９】
ここで、結像素子とは逆側の収容壁は、換言すると、結像素子とポリゴンミラーを間において対向する収容壁のことをいう。
【００２０】
請求項２に記載の発明に係る光走査装置は、請求項１に記載の構成において、前記ポリゴンミラーの回転軸から前記結像素子または前記結像素子側の収容壁の壁面までの距離が、前記結像素子とは逆側の収容壁の壁面から前記ポリゴンミラーの回転軸までの距離より短いことを特徴としている。
【００２１】
請求項２に記載の光走査装置によれば、例えば、収容壁を平面視にて矩形枠状とした場合、ポリゴンミラーの回転軸から結像素子または結像素子側の収容壁の壁面までの距離を、結像素子とは逆側の収容壁の壁面からポリゴンミラーの回転軸までの距離より短く構成する。これによって、ポリゴンミラーと結像素子との間の空間（上流側空間）よりも、結像素子とは逆側の収容壁の壁面とポリゴンミラーとの間の空間（下流側空間）を大きくすることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明に係る光走査装置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記結像素子とは逆側の収容壁の壁面に傾斜面を形成したことを特徴としている。
【００２３】
請求項３に記載の光走査装置によれば、ポリゴンミラーの回転方向に流れる空気流を結像素子とは逆側の下流側空間で、傾斜面に沿って効率よく収容壁の上方へ逃すことができる。このため、収容壁内で乱流が生じ難くなり、ハンチングを抑えることができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明に係る光走査装置は、請求項３に記載の構成において、前記傾斜面は、前記ポリゴンミラーから離れる方向に上り勾配となる面からなり、前記収容壁の壁面と平行となる前記ポリゴンミラーの外接円の接線からほぼ１ｍｍ離れた位置から傾斜していることを特徴としている。
【００２５】
請求項４に記載の光走査装置によれば、収容壁内で傾斜面を上記のような位置に設定することによって、結像素子とは逆側の収容壁の壁面とポリゴンミラーとの間の空間（下流側空間）へ流れてくる空気を効率よく収容壁の上方へ逃すことができる。このため、より確実にハンチングを抑えることができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明に係る光走査装置は、請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の構成において、前記ポリゴンミラーの回転軸が取り付けられた前記ポリゴンモータを駆動するための回転基板を前記収容壁内に取り付けたとき、前記ポリゴンミラーの回転軸から前記結像素子または前記結像素子側の収容壁の壁面までの距離が、前記結像素子とは逆側の収容壁の壁面から前記ポリゴンミラーの回転軸までの距離よりも短くなるように、前記回転基板に前記ポリゴンモータが取り付けられていることを特徴としている。
【００２７】
請求項５に記載の光走査装置によれば、ポリゴンモータを駆動するための回転基板を収容壁内に取り付けたとき、ポリゴンモータの回転軸から結像素子または結像素子側の収容壁の壁面までの距離が、結像素子とは逆側の収容壁からポリゴンモータの回転軸までの距離より短くなるように、収容壁内に回転基板及びポリゴンモータを効率よく配置することができる。このため、装置の組み立てが容易となり、コストダウンに寄与できる。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、光ビームを偏向するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータと、偏向された光ビームを感光体上に結像するための結像素子と、をハウジング内の所定位置に保持するとともに、前記ハウジングに設けられ、前記ポリゴンミラーを取り囲む収容壁と、前記収容壁を開口して形成された光ビーム入射口と、前記収容壁を開口して形成され、前記結像素子が配置された光ビーム出射口と、を有する光走査装置において、前記ポリゴンミラーの上部に、前記ポリゴンミラーの回転に伴う乱流を規制する規制部材を設けたことを特徴としている。
【００２９】
請求項６に記載の光走査装置によれば、光ビーム入射口から入った空気は、収容壁内でポリゴンミラーの回転方向に流れるが、規制部材によってポリゴンミラーの上部から軸方向に吸引される風の流入を抑え、乱流の発生を抑制することができる。これにより、収容壁内でポリゴンミラーの軸方向高さ近傍に発生する空気流を回転方向に極力単一化することができ、空気の流れがスムーズになる。このため、ハンチングを抑えることができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明に係る光走査装置は、請求項６の構成において、前記ポリゴンミラーを間において前記結像素子と対向する収容壁側にある前記規制部材の端面は、前記ポリゴンミラーの外接円より内側にあることを特徴としている。
【００３１】
請求項７に記載の光走査装置によれば、規制部材の端面は、結像素子と対向する収容壁側、すなわち収容壁内の空気流の方向であるポリゴンミラーの回転方向下流側がポリゴンミラーの外接円より内側となっている。このため、光ビーム入射口から収容壁内に入りポリゴンミラーの回転方向に流れる空気は、規制部材によって空気抜けが悪化することなくスムーズに収容壁の上方に排出される。これにより、ハンチングを改善することができる。
【００３２】
請求項８に記載の発明に係る光走査装置は、請求項６又は請求項７の構成において、前記結像素子側にある前記規制部材の端面は、前記ポリゴンミラーの外接円より外側にあることを特徴としている。
【００３３】
請求項８に記載の光走査装置によれば、結像素子側にある規制部材の端面がポリゴンミラーの外接円より外側にあるので、ポリゴンミラー上部から軸方向に吸引される風をより確実に抑えることができる。このため、ポリゴンミラーの軸方向高さ近傍に発生する空気流を回転方向に極力単一化することができ、空気の流れをよりスムーズにすることができる。
【００３４】
請求項９に記載の発明に係る光走査装置は、請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の構成において、前記規制部材の下面と前記ポリゴンミラーの上面との隙間が９ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００３５】
請求項９に記載の光走査装置によれば、規制部材の下面とポリゴンミラーの上面との隙間を９ｍｍ以下としたので、規制部材とポリゴンミラーとの間に存在する空気自体が少なくなる。すなわち、ポリゴンミラーの回転によってポリゴンミラー上面と規制部材との間に連れ回りの風（風摩擦）も発生するが、規制部材とポリゴンミラーとの間に存在する空気が少ないと風摩擦も小さくなり、空気流の乱れが少なくなる。このため、ハンチングを改善することができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明に係る光走査装置は、請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載の構成において、前記規制部材に、前記ポリゴンモータを外部と電気的に接続するケーブルの位置を規制する規制部を備えたことを特徴としている。
【００３７】
請求項１０に記載の光走査装置によれば、ハウジングの上部の規制部材に、ケーブルの位置を規制する規制部が設けられているので、ケーブルをハウジングに止める部材（例えばクランプなど）を新たに装着する必要がなく、コストダウンに寄与できる。
【００３８】
請求項１１に記載の発明に係る光走査装置は、請求項６から請求項１０までのいずれか１項に記載の構成において、前記規制部材は板材であり、前記板材から垂下する脚部が前記ポリゴンモータとともに前記ハウジングに共締め固定されていることを特徴としている。
【００３９】
請求項１１に記載の光走査装置によれば、規制部材の脚部がポリゴンモータとともに共締め固定されるので、ポリゴンモータとは別個に規制部材のみを収容壁にネジ等によって固定する場合に比べて、余計な工数が発生せず、コストダウンに寄与できる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光走査装置の第１実施形態を図１から図４に基づいて説明する。
【００４１】
図１〜図４に示すように光走査装置１０には、ハウジング２０に発光点（光ビームの射出点）である図示しないレーザーダイオード（以下ＬＤ）が装着された基板１４が取り付けられている。またハウジング２０内には、コリメータレンズ及びスリット（アパーチャー）１２が設けられている。ＬＤから射出された光ビームの進行方向下流側には、光ビームを偏向する正六角形状のポリゴンミラー１６が収容壁１８内に配設されている。この収容壁１８は、ハウジング２０内に壁面２６，２７，２８，２９を設けることで矩形枠状に構成されており、この収容壁１８内には、ポリゴンミラー１６を回転駆動するポリゴンモータ２２が設けられている。このポリゴンモータ２２のモータ基板２４は、壁面２６，２７，２８，２９に囲まれネジ３０によってハウジング２０に固定されている。
【００４２】
図４に示すようにＬＤは複数ビームを備えており、走査線数を増すことで同じプロセス速度、解像度ならポリゴンモータ２２の回転数を半分以下にすることができる。これにより、騒音、電流、ひいては発熱を低減させることができる。
【００４３】
さらにハウジング２０内には、ポリゴンミラー１６によって偏向された光ビームを感光体４０に結像させるための結像素子（代表例としてｆθレンズ）３２，３３と反射ミラー３４とが配設され、感光体４０までの光路長が決定されている。この結像素子３２は、収容壁１８の壁面２６が切り欠かれた部分（光ビーム出射口）に搭載されており、これによりポリゴンミラー１６は光ビーム入射口３６を除き、壁面２６，２７，２８，２９及び結像素子３２によって囲まれている。
【００４４】
また、図２及び図３に示すように収容壁１８内には、結像素子３２と対向する壁面２８とポリゴンミラー１６との間に、収容壁１８のモータ基板２４の外側から上り勾配の傾斜面を有する傾斜部３８が配設されている。具体的には、この傾斜部３８は、壁面２８と平行となるポリゴンミラー１６の外接円の接線から壁面２８方向１２．５ｍｍの位置から、壁面２８に向かって斜めの壁として備えられている。この傾斜部３８が設けられる位置は、本実施形態では１２．５ｍｍとなっているが、ポリゴンミラー１６の外接円の接線により近づけることが好ましい。例えば、ほぼ１ｍｍ程度、実質的には２ｍｍ以上に設定することが好ましい。
【００４５】
図１に示すように収容壁１８は、光ビーム入射口３６の側の空間、すなわち壁面２６，２７、結像素子３２及びポリゴンミラー１６で囲まれた上流側空間４２に対して、結像素子３２と対向する壁面２８側の空間、すなわちポリゴンミラー１６の回転方向（ここでは図１に示されるようにＣＣＷ）下流側の壁面２７，２８，２９及びポリゴンミラー１６で囲まれた下流側空間４４が大きくなるように形成されている。言い換えれば、光ビームがポリゴンミラー１６に入射する入射ポイントを基点として、その入射ポイント近傍の上流側空間４２よりポリゴンミラー１６の回転方向における下流側空間４４が大きくなるように形成されている。具体的には、ここではポリゴンミラー１６の外接円と壁面２６との距離ｄ１（ほぼ結像素子３２までの距離）を１２．５ｍｍ、ポリゴンミラー１６の外接円と壁面２８との距離ｄ２を２２．５ｍｍに設定した。特に距離ｄ１は、複写機やプリンタの要求仕様から光学設計上ほぼ決まってしまう値である。
【００４６】
次に、上記光走査装置１０の作用について説明する。
【００４７】
図４に示すように、ＬＤから射出された光ビームは、収容壁１８内で回転駆動されるポリゴンミラー１６で偏向され、結像素子３２，３３を透過して反射ミラー３４で屈曲され、感光体４０に照射されるようになっている。
【００４８】
収容壁１８内では、光ビーム入射口３６から入った空気は、空気流となってポリゴンミラー１６の回転方向（図１中の矢印方向）に流れ、回転方向下流側から収容壁１８の上方へ排出される。その際、収容壁１８内の空気は上流側空間４２から下流側空間４４に向かってポリゴンミラー１６の回転方向に連れ回されるが、上流側空間４２より下流側空間４４が大きいため、抵抗なく収容壁１８の上方へ抜け出すことができる。また、ポリゴンミラー１６の周りが結像素子３２及び壁面２６，２７，２８，２９で取り囲まれているので、風損を抑えることができる。
【００４９】
このため、ポリゴンミラー１６の上方から空気が入り難くなり、収容壁１８内で乱流が生じ難い。これにより、ハンチングを抑えることができる。
【００５０】
さらに、結像素子３２と対向する壁面２８とポリゴンミラー１６との間に傾斜部３８が設けられているので、ポリゴンミラー１６の回転方向に発生する空気流を下流側空間４４で、上り勾配の傾斜部３８に沿って効率よく収容壁１８の上方に逃がすことができる。このため、収容壁１８内の空気抜けをスムーズにし、収容壁１８内での乱流の発生を抑えることができ、ハンチングを改善することができる。
【００５１】
実際に、上記の寸法を満足する光走査装置１０を用い、従来収容壁１８を構成するにあたって最低限必要な寸法ｄ３（＝１２．５ｍｍ；図１を参照）に対して、以下の表のような条件設定を行い、ハンチング性能を調べた。
【００５２】
条件として、１）回転数１３０００ｒｐｍ、２）回転方向：ポリゴンミラー１６上部からみてＣＣＷ、３）ポリゴンモータ２２の軸受：オイル動圧、４）ポリゴンミラー１６の仕様：外接円径φ４０ｍｍ、６面に設定した。
【００５３】
その結果、表１に示すように、本実施形態の光走査装置１０は、０．００２％ｐ−ｐの改善効果を得ることができた。
【００５４】
【表１】

次に、本発明に係る光走査装置の第２実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。
【００５５】
なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
図５及び図６に示すように、本実施形態の光走査装置５０は、収容壁１８内のポリゴンミラー１６の上部に板状の規制部材５２が設けられている。この規制部材５２は、壁面２８と壁面２６の側に間隔を空けて配置されており、収容壁１８の上部に壁面２９から壁面２７の方向に架け渡されている。具体的には、図５に示すように規制部材５２のプロセス方向（光ビームの偏向方向、すなわちスキャン方向と垂直の方向）の大きさを、ポリゴンモータ２２の回転軸を中心とし中心振り分けで２５ｍｍ（回転中心から左右に１２．５ｍｍの位置）となるように設定している。
【００５７】
この光走査装置５０では、ポリゴンモータ２２の回転数が１３０００ｒｐｍと比較的低速な領域においてはポリゴンモータ２２の軸受で発生させることのできる動圧が低いために軸剛性が不足し、外乱の影響を受けやすいが、規制部材５２を設けることにより、ポリゴンミラー１６の回転に伴い上部から軸方向へ吸引される風を極力抑えることができる。このため、収容壁１８内のポリゴンミラー１６の軸方向高さ近傍に発生する空気流を回転方向に極力単一化し、空気の流れをスムーズにすることができる。すなわち、規制部材５２を設けることによって、ポリゴンミラー１６の周辺の空気流はほとんどが光ビーム入射口３６から入り、傾斜部３８を備えたポリゴンミラー１６の回転方向下流側に流れ、効率的に収容壁１８の上方へ排出される。このため、ハンチングを改善することができる。
【００５８】
実際に、上記の寸法を満足する光走査装置５０を用い、規制部材５２を設けない光走査装置とハンチングを比較した結果を表２に示す。なお、他の条件は第１実施形態と同一であるので、説明は省略する。
【００５９】
【表２】

表2に示すように、規制部材５２を設けない場合は、第１実施形態の場合の実験結果であるため、その差分である０．００１８％ｐ−ｐが規制部材５２による効果であり、第２実施形態だけでもハンチングが改善されていることがわかる。これにより、光走査装置には、第１実施形態と第２実施形態とを別個に適用することが可能であり、レーザー複写機、レーザープリンタに要求される性能に応じて適宜使用すべきものであることは明らかである。
【００６０】
また、第２実施形態の光走査装置５０では、規制部材５２のプロセス方向の大きさが、ポリゴンモータ２２の回転軸を中心とし中心振り分けで２５ｍｍとなるように設定したが、規制部材５２の配設位置もハンチング性能に大きく関与する。図７に示すように、外接半径φ４０のポリゴンミラー１６の壁面２８側に、ポリゴンミラー１６の外接円より端面が外側にある規制部材５４を設けると、空気抜けが途端に悪化し、ハンチングは悪化してしまう。
【００６１】
具体的には、壁面２８側にポリゴンミラー１６の外接円よりも７．５ｍｍ大きい規制部材５４を設けると（回転中心から２７．５ｍｍの長さの位置まで規制部材５４の端面を延在させると）、ハンチングは０．００８７％ｐ−ｐになってしまうことがわかった。これは先に説明した回転中心振り分けで２５ｍｍ幅の規制部材５２を設けた光走査装置５０の結果に対し、ハンチングが０．００１８１％ｐ−ｐ悪化してしまうことを示している。すなわち、光ビームがポリゴンミラー１６に入射する入射ポイントを基点とし、入射ポイントよりポリゴンミラー１６の回転方向下流側（結像素子３２と対向する壁面２８側）のポリゴンミラー１６と壁面２８との間に形成される空間（下流側空間）の上部には、ポリゴンミラー１６の外接円以上に規制部材を延在させてはいけないことを示している。
【００６２】
また逆に、図８に示すように、結像素子３２側（上記入射ポイントの側）に端面を延在させた規制部材５６を設けても良い。この規制部材５６は、光ビーム入射口３６からポリゴンミラー１６方向に流入する風の割合を増加させるとともに、ポリゴンミラー１６の上部から軸方向へ吸引される風を極力抑えることができる。このため、ポリゴンミラー１６の軸方向高さ近傍に発生する空気流を単一化し、空気の流れをスムーズにすることができる。
【００６３】
実際に上記条件、すなわち図８に示すように、結像素子３２とポリゴンミラー１６との間に形成される空間（上流側空間）の上部をすべて覆った規制部材５６を用いて実験した結果、ハンチングは０．００６１％ｐ−ｐになり、図５に示す幅２５ｍｍの規制部材５２を用いた場合に比べ、さらに０．０００８％ｐ−ｐの改善効果が得られることが確認された。
【００６４】
また、理想的には図９に示すように、プロセス方向の幅がポリゴンミラー１６の外接円径と略等しい規制部材５８を設けることが望ましい。具体的には、規制部材５８のプロセス方向の幅をポリゴンミラー１６の外接円径と等しい４０ｍｍとするのが良い。
【００６５】
実際に上記条件で実験を行ったところ、ハンチングは０．００４９％ｐ−ｐになり、図５に示す幅２５ｍｍの規制部材５２を用いた場合に比べて０．００２％ｐ−ｐの改善効果が得られることが確認された。
【００６６】
また、規制部材とポリゴンミラー上面の回転軸方向の距離もハンチングに関係する。
【００６７】
図１０は、プロセス方向の幅が２５ｍｍの規制部材５２（図５参照）を用いた場合の規制部材下面とポリゴンミラー上面の回転軸方向の距離とハンチングとの関係を示したグラフである。
【００６８】
図１０に示されるように、規制部材５２の下面とポリゴンミラー上面の回転軸方向の距離を極力小さくするほうが、ハンチングが改善されることがわかる。これは、ポリゴンミラー１６の回転によってポリゴンミラー１６上面と規制部材５２との間には連れ回りの風（風摩擦）も発生するが、両者間の距離を小さくすることにより存在する空気自体が少なくなるため、風摩擦も小さくなり、その結果、外乱が小さくなることでハンチングが抑えられるためである。
【００６９】
具体的な距離としては、最近のカラー化、高画質化を考え、Ａ３用紙のスキャン方向幅２９７ｍｍに対し、ビームスポットのずれが最大１ドットが限界と考え、
２５．４（ｍｍ／ｉｎｃｈ）／１２００（ｄｐｉ）／２９７ｍｍ（Ａ３サイズ）＊１００＝０．００７％
以下になるように距離を設定するのが良い。
【００７０】
したがって、図１０に示すように、ポリゴンミラー上面と規制部材下面との距離を９ｍｍ以下に設定するのが好ましいことがわかる。
【００７１】
以上説明したように、ポリゴンミラー１６の周囲の空間を考慮し、図９に示すようにポリゴンミラー１６の上部に規制部材５８を設けることで、従来技術に対してハンチングをトータルで約半分にできることが確認された。
【００７２】
以上が本発明の主たる実施形態であるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば規制部材は、プロセス方向に対し略垂直な形状（図５参照）をしていなくても良く、傾斜した形状など適宜な形状を設定することができる。
【００７３】
また、予めポリゴンモータ２２のモータ基板２４の外形を壁面２６、壁面２８までの距離が異なるように設定し、ポリゴンミラー１６と壁面２８との距離を近づけることができない構造とすることもできる。このような構造により、収容壁１８内に各部材を効率よく配置するこことが可能となる。このため、装置の組み立てが容易となり、コストダウンに寄与できる。
【００７４】
次に、本発明に係る光走査装置の第３実施形態を図１１に基づいて説明する。
【００７５】
なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７６】
この光走査装置では、規制部材５８の縁部から壁面２７に向かって板状の保護部材６０が延設されている。この保護部材６０は、ポリゴンモータを回転させるためのケーブル６４を上部から覆っており、ケーブル６４が回転軸方向に突出しないように規制している。
【００７７】
図４に示されるように光走査装置では、ポリゴンミラー１６の上部を光ビームが通過する場合が多い。このような場合、ケーブル６４が光ビームの光路を蹴らないようにする必要があるが、規制部材５８から延設された保護部材６４でケーブル６４が突出しないように規制することにより、簡単な構成で光ビームの光路を確保することができる。
【００７８】
これにより、従来使用したケーブルをハウジングに留める部材（例えばクランプなど）を新たに装着する必要がなく、コストダウンに寄与できる。
【００７９】
次に、本発明に係る光走査装置の第４実施形態を図１２に基づいて説明する。
【００８０】
なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８１】
この光走査装置では、規制部材６６の側部から収容壁１８の下部へ垂下された脚部６８がモータ基板２４と当接するように設けられており、この脚部６８がモータ基板２４とともにネジ７０によりハウジング２０に共締めされている。なお、図示しないが、この脚部６８は収容壁１８の四隅でネジ７０により共締めされている。これにより、規制部材のみをネジ等によって収容壁に固定する場合に比べて余計な工数が発生せず、コストダウンに寄与できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光走査装置によれば、簡単な構成によりハンチングを改善することができ、高画質化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光走査装置の光ビームの光路を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光走査装置を示す構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光走査装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光走査装置の規制部材の変形例を示す構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る光走査装置の規制部材の変形例を示す構成図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る光走査装置の規制部材の変形例を示す構成図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る光走査装置の規制部材下面からポリゴンミラー上面までの距離と、ハンチングとの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る光走査装置を示す構成図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る光走査装置を示す一部斜視図である。
【図１３】従来の光走査装置を示す構成図である。
【図１４】従来の光走査装置のハウジング内で発生する風の方向を示す図である。
【図１５】従来の光走査装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０光走査装置
１６ポリゴンミラー
１８収容壁
２０ハウジング
２２ポリゴンモータ
２４モータ基板
２６壁面（収容壁）
２７壁面（収容壁）
２８壁面（収容壁）
２９壁面（収容壁）
３２結像素子
３６光ビーム入射口
３８傾斜部（径斜面）
４０感光体
４２上流側空間
４４下流側空間
５０光走査装置
５２規制部材
５４規制部材
５６規制部材
５８規制部材
６０保護部材（規制部）
６４コネクタ
６６規制部材
６８脚部
７０ネジ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device that is mounted on a laser copying machine, a laser printer, or the like and that scans and exposes a light beam on a photosensitive member.
[0002]
[Prior art]
In recent years, laser copiers and laser printers are continually achieving higher image quality, and polygon motors used for these are also required to have higher rotational performance (hereinafter referred to as hunting) such as preventing rotational fluctuations.
[0003]
As a means for improving hunting, there is a method (Hall element driving) in which a Hall element conventionally used for detecting a rotational position is also used as an element for detecting the rotation speed of a polygon motor. On the other hand, there is a method in which the number of detections of the number of rotations per rotation is increased by using a comb-shaped electric wire, which is usually called an FG pattern, and the accuracy of the detected number of rotations is increased. Although this method improves the hunting as the number of patterns is increased, it is necessary to secure a space for forming the FG pattern on the motor substrate, resulting in an increase in the substrate area and a cost increase factor. End up. In some cases, the diameter of the magnet attached to the polygon motor must be increased, and performance such as start-up time and current deteriorates. Further, by increasing the number of patterns, the reference clock serving as a reference for the rotational speed control must also be set to a large value, and malfunction (rotation failure) is likely to occur due to electric noise or the like.
[0004]
Another method uses an image writing start position detecting element (SOS sensor). This method can detect rotational speed information corresponding to the number of polygonal faces per revolution by utilizing the polygon mirror having a regular polyhedron shape, and further, a driving magnet which is a medium for detection by a Hall element. It is very effective in that it is not affected by variations that occur in the manufacture of magnets, such as magnetization of magnetic fields and variations in magnetic fields. However, with this method, the circuit configuration of the motor board becomes complicated due to the property that the signal from the SOS sensor must be input to the motor board, which causes an increase in cost (see, for example, Patent Document 1). .
[0005]
As described above, although there are means for improving hunting with a polygon motor, there are many methods that can cause an increase in cost, and there are many methods that employ Hall element driving from the viewpoint of cost.
[0006]
On the other hand, it is known that the polygon motor itself is affected by the wind generated when the polygon motor rotates the polygon mirror.
[0007]
13 and 14 are diagrams showing a conventionally used optical scanning device.
[0008]
In this optical scanning device 100, a polygon motor 104 that rotates the polygon mirror 102 is accommodated in a housing 106. Around the polygon motor 104,

side walls

108, 110, and 112 that constitute the housing 106, and an imaging element 114 that forms an image of the light beam emitted from the oscillator 116 on the photosensitive member 130 are provided. The periphery of the polygon motor 104 is almost enclosed. The housing 106 including the

side walls

108, 110, and 112 is polygonal as much as possible in order to reduce the air flow around the polygon mirror 102, reduce electric current and noise, and not to unnecessarily increase the material cost of the housing 106. The size is determined so as to be close to the mirror 102. In particular, when the size of the circuit board 132 of the polygon motor 104 is determined, it is common to make it slightly larger than the size (see, for example, Patent Document 2).
[0009]
In the optical scanning apparatus 100 having such a configuration, the polygon mirror 102 is rotated from the radial direction wind (windage loss) of the polygon mirror 102 and the axis 102a of the polygon mirror 102 as shown in FIG. The wind sucked in the direction is generated (see, for example, FIG. 1 of Patent Document 3).
[0010]
One of the two winds is perpendicular to the rotation axis of the polygon mirror 102 and the rotation direction, while the other is the rotation axis direction, and both directions are different. A turbulent flow is generated around the polygon mirror 102 by the

side walls

108, 110, 112 and the like that regulate the space. The bearing used for the polygon motor 104 is generally an oil dynamic pressure or dynamic pressure air bearing. When the rotational speed is high (as a guideline, 20000 rpm or more), the dynamic pressure of the polygon motor 104 itself is high and stabilized. Therefore, it is difficult to be affected by the turbulent flow due to the rotation, but when the rotation speed is low, the influence is remarkable. That is, if the wind around the polygon mirror 102 does not flow smoothly due to turbulence, the degree of influence on hunting will increase.
[0011]
In order to avoid such a drawback, it is preferable to provide nothing around the polygon mirror 102 to suppress the generation of turbulent flow by the wall, but this increases the space around the polygon mirror 102 (that is, the air flow). As a result, the windage loss increases, and the image quality is adversely affected by the temperature rise, and the housing must be enlarged, resulting in an increase in cost. In addition, the optical scanning apparatus usually has to include an imaging optical element (for example, an fθ lens) in the vicinity of the polygon mirror, and this method is not practical in that the optical scanning apparatus is formed.
[0012]
Therefore, as shown in FIG. 15, a cover 124 that covers the periphery of the polygon mirror 122 and a soundproof wall 126 are provided in the vicinity of the light beam passage opening 128 of the cover 124, and the air flow around the polygon mirror 122 is made to flow. An apparatus that reduces noise and current and reduces hunting as a result is disclosed (for example, see Patent Document 4).
[0013]
However, in the apparatus shown in FIG. 15, the polygon mirror 122 is covered with the cover 124 so that heat is easily generated, and problems associated with the deformation of the polygon mirror 122 (that is, deterioration of jitter) may occur. Causes a drop. Further, the opening 124 is provided in the cover 124 for deflecting the light beam. However, a transparent glass may be required to be attached to the opening 128 due to noise or the like. Become.
[0014]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 61-013214
[Patent Document 2]
JP-A-6-313854
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 3192271
[Patent Document 4]
JP-A-6-177503
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an optical scanning device capable of improving the hunting by suppressing the occurrence of windage loss and turbulent flow and preventing the polygon mirror from generating heat. With the goal.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is directed to a polygon mirror that deflects a light beam, a polygon motor that rotationally drives the polygon mirror, and an image of the deflected light beam on a photosensitive member. An imaging element for holding, at a predetermined position in the housing, provided in the housing and surrounding the polygon mirror, a light beam entrance opening formed by opening the accommodation wall, An optical scanning device having a light beam exit opening formed by opening the housing wall and in which the imaging element is disposed; Circumscribed circle And the imaging element Or the distance from the wall of the receiving wall on the imaging element side is The wall surface of the receiving wall opposite to the imaging element and the polygon mirror Distance from circumscribed circle Smaller In addition, the air that has entered the housing wall from the light beam entrance flows as an air flow in the rotation direction of the polygon mirror, and the polygon mirror and the imaging element or the housing wall on the imaging element side Passes between the wall surface of the receiving wall opposite to the imaging element and the polygon mirror, and is discharged above the receiving wall. It is characterized by that.
[0017]
According to the optical scanning device of the first aspect, the windage loss can be suppressed by surrounding the polygon mirror with the accommodation wall. From the light beam entrance In the containment wall The entered air becomes an air flow, polygon mirror and imaging element Or between the wall of the receiving wall on the imaging element side From the space (upstream space) of the polygon mirror toward the space (downstream space) between the wall surface of the receiving wall opposite to the imaging element and the polygon mirror in the rotational direction of the polygon mirror, The distance between the enclosing circle of the polygon mirror and the enclosing circle of the polygon mirror is smaller than the distance between the enclosing circle of the polygon mirror and the enveloping element or the accommodating wall on the imaging element side. Since it is large, it can be pulled out from the housing wall without resistance.
[0018]
For this reason, it is difficult for air to enter from above the polygon mirror, and turbulence is unlikely to occur in the housing wall. Thereby, hunting can be suppressed. Moreover, since the upper part is open, heat can be released.
[0019]
Here, the accommodation wall on the side opposite to the imaging element means the accommodation wall facing the imaging element and the polygon mirror in other words.
[0020]
An optical scanning device according to a second aspect of the present invention is the optical scanning device according to the first aspect, wherein the imaging element or the imaging element from the rotation axis of the polygon mirror Said On the imaging element side Containment wall The distance to the wall surface is shorter than the distance from the wall surface of the receiving wall opposite to the imaging element to the rotation axis of the polygon mirror.
[0021]
According to the optical scanning device of claim 2, for example, when the accommodation wall is a rectangular frame shape in plan view, The distance from the rotation axis of the polygon mirror to the imaging element or the wall surface of the accommodation wall on the imaging element side is configured to be shorter than the distance from the wall surface of the accommodation wall opposite to the imaging element to the rotation axis of the polygon mirror. by this, The space (downstream space) between the wall surface of the receiving wall opposite to the imaging element and the polygon mirror can be made larger than the space between the polygon mirror and the imaging element (upstream space). .
[0022]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to the first or second aspect, wherein an inclined surface is formed on the wall surface of the receiving wall opposite to the imaging element. Yes.
[0023]
According to the optical scanning device of the third aspect, the air flow flowing in the rotation direction of the polygon mirror is allowed to escape efficiently above the accommodation wall along the inclined surface in the downstream space opposite to the imaging element. Can do. For this reason, turbulent flow is less likely to occur in the housing wall, and hunting can be suppressed.
[0024]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to the third aspect, wherein the inclined surface Surface with an upward slope in a direction away from the polygon mirror And is inclined from a position approximately 1 mm away from the tangent to the circumscribed circle of the polygon mirror parallel to the wall surface of the housing wall.
[0025]
According to the optical scanning device of the fourth aspect, by setting the inclined surface in the accommodation wall at the position as described above, the opposite side to the imaging element The space between the wall of the containment wall and the polygon mirror ( Downstream space ) It is possible to efficiently escape the air flowing into the upper part of the housing wall. For this reason, hunting can be suppressed more reliably.
[0026]
An optical scanning device according to a fifth aspect of the present invention is the second aspect. To any one of claims 4 to 5 In the configuration described in The rotation axis of the polygon mirror was attached When a rotating substrate for driving the polygon motor is mounted in the receiving wall, the rotating shaft of the polygon mirror The imaging element or On the imaging element side Containment wall The rotating substrate such that the distance to the wall surface is shorter than the distance from the wall surface of the receiving wall opposite to the imaging element to the rotation axis of the polygon mirror. The polygon motor is attached to It is characterized by that.
[0027]
According to the optical scanning device of claim 5, For driving polygon motors Rotating substrate When installed in the containment wall, From the rotation axis of the polygon motor Imaging element or On the imaging element side Containment wall The distance to the wall surface is shorter than the distance from the receiving wall opposite to the imaging element to the rotation axis of the polygon motor. , In the containment wall Rotating substrate and polygon motor Can be arranged efficiently. For this reason, the assembly of an apparatus becomes easy and it can contribute to cost reduction.
[0028]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a polygon mirror that deflects a light beam, a polygon motor that rotationally drives the polygon mirror, and an imaging element that forms an image of the deflected light beam on a photoconductor. A holding wall that is held at a predetermined position in the housing and that is provided in the housing and surrounds the polygon mirror, a light beam entrance that is formed by opening the receiving wall, and an opening that opens the receiving wall. And a light beam exit having the imaging element disposed thereon, wherein a restriction member for restricting turbulent flow associated with rotation of the polygon mirror is provided above the polygon mirror. Yes.
[0029]
According to the optical scanning device of the sixth aspect, the air that has entered from the light beam entrance flows in the rotational direction of the polygon mirror within the accommodation wall, but is sucked in the axial direction from the upper part of the polygon mirror by the regulating member. Inflow of wind can be suppressed, and generation of turbulence can be suppressed. As a result, the air flow generated in the vicinity of the axial height of the polygon mirror in the accommodating wall can be unified as much as possible in the rotational direction, and the air flow becomes smooth. For this reason, hunting can be suppressed.
[0030]
An optical scanning device according to a seventh aspect of the present invention is the optical scanning device according to the sixth aspect, wherein the end face of the regulating member on the receiving wall side facing the imaging element with the polygon mirror interposed therebetween is the polygon mirror. It is characterized by being inside the circumscribed circle.
[0031]
According to the optical scanning device of the seventh aspect, the end surface of the regulating member is located on the side of the accommodating wall facing the imaging element, that is, on the downstream side in the rotational direction of the polygon mirror, which is the direction of the air flow in the accommodating wall. Inside the circumscribed circle. For this reason, the air that enters the accommodation wall from the light beam entrance and flows in the rotation direction of the polygon mirror is smoothly discharged above the accommodation wall by the restriction member without deteriorating air leakage. Thereby, hunting can be improved.
[0032]
According to an eighth aspect of the present invention, in the configuration of the sixth or seventh aspect, the end face of the regulating member on the imaging element side is outside the circumscribed circle of the polygon mirror. It is characterized by.
[0033]
According to the optical scanning device of the eighth aspect, since the end surface of the regulating member on the imaging element side is outside the circumscribed circle of the polygon mirror, the wind sucked in the axial direction from the upper part of the polygon mirror is more reliably generated. Can be suppressed. For this reason, the air flow generated in the vicinity of the height in the axial direction of the polygon mirror can be unified as much as possible in the rotation direction, and the air flow can be made smoother.
[0034]
An optical scanning device according to a ninth aspect is the sixth aspect. From Claim 8 As described in any one of In the configuration, a gap between the lower surface of the restricting member and the upper surface of the polygon mirror is 9 mm or less.
[0035]
According to the optical scanning device of the ninth aspect, since the gap between the lower surface of the regulating member and the upper surface of the polygon mirror is set to 9 mm or less, the air itself existing between the regulating member and the polygon mirror is reduced. That is, the rotation of the polygon mirror also generates a wind (wind friction) between the upper surface of the polygon mirror and the regulating member. However, if there is less air between the regulating member and the polygon mirror, the wind friction is reduced. , Less disturbed airflow. For this reason, hunting can be improved.
[0036]
An optical scanning device according to a tenth aspect is the sixth aspect. From Claim 9 As described in any one of In the configuration, the polygon motor is electrically connected to the regulation member. cable It is characterized by having a restricting portion for restricting the position of the head.
[0037]
According to the optical scanning device of claim 10, the restriction member on the upper portion of the housing cable Because there is a regulation part that regulates the position of cable There is no need to newly install a member (for example, a clamp) that holds the lens in the housing, which can contribute to cost reduction.
[0038]
An optical scanning device according to an eleventh aspect of the present invention is the sixth aspect to the tenth aspect. As described in any one of In the configuration, the restricting member is a plate material, and a leg portion hanging from the plate material is fixed to the housing together with the polygon motor.
[0039]
According to the optical scanning device of the eleventh aspect, since the leg portion of the regulating member is fastened together with the polygon motor, it is compared with the case where only the regulating member is fixed to the receiving wall by screws or the like separately from the polygon motor. As a result, no extra man-hours are required, which contributes to cost reduction.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of an optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0041]
As shown in FIGS. 1 to 4, the optical scanning device 10 is provided with a substrate 14 on which a housing 20 is mounted with a laser diode (hereinafter referred to as LD) (not shown) that is a light emission point (light beam emission point). A collimator lens and a slit (aperture) 12 are provided in the housing 20. A regular hexagonal polygon mirror 16 for deflecting the light beam is disposed in the accommodation wall 18 on the downstream side in the traveling direction of the light beam emitted from the LD. The housing wall 18 is formed in a rectangular frame shape by providing wall surfaces 26, 27, 28, and 29 in the housing 20, and a polygon motor 22 that rotationally drives the polygon mirror 16 is provided in the housing wall 18. Is provided. The motor substrate 24 of the polygon motor 22 is surrounded by

wall surfaces

26, 27, 28, and 29 and is fixed to the housing 20 by screws 30.
[0042]
As shown in FIG. 4, the LD includes a plurality of beams. By increasing the number of scanning lines, the number of rotations of the polygon motor 22 can be reduced to half or less at the same process speed and resolution. Thereby, noise, electric current, and by extension, heat generation can be reduced.
[0043]
Further, in the housing 20, imaging elements (typically fθ lenses) 32 and 33 for imaging the light beam deflected by the polygon mirror 16 on the photosensitive member 40 and a reflection mirror 34 are arranged. The optical path length to the body 40 is determined. The imaging element 32 is mounted on a portion of the housing wall 18 where the wall surface 26 is cut out (light beam exit port), whereby the polygon mirror 16 excludes the light beam entrance port 36, and the wall surfaces 26, 27, 28 and 29 and the imaging element 32.
[0044]
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, in the housing wall 18, the slope of the upward slope from the outside of the motor substrate 24 of the housing wall 18 is between the wall surface 28 facing the imaging element 32 and the polygon mirror 16. An inclined portion 38 having a surface is disposed. Specifically, the inclined portion 38 is provided as an oblique wall toward the wall surface 28 from a position 12.5 mm in the wall surface 28 direction from the tangent to the circumscribed circle of the polygon mirror 16 that is parallel to the wall surface 28. The position where the inclined portion 38 is provided is 12.5 mm in this embodiment, but it is preferable that the inclined portion 38 be closer to the tangent of the circumscribed circle of the polygon mirror 16. For example, it is preferable to set it to about 1 mm, substantially 2 mm or more.
[0045]
As shown in FIG. 1, the accommodating wall 18 is located in the space on the light beam entrance 36 side, that is, the upstream space 42 surrounded by the wall surfaces 26 and 27, the imaging element 32 and the polygon mirror 16. 32, a space on the side of the wall surface 28, that is, a downstream space 44 surrounded by the wall surfaces 27, 28, 29 on the downstream side of the rotation direction of the polygon mirror 16 (here, CCW as shown in FIG. 1) and the polygon mirror 16. Is formed to be large. In other words, the downstream space 44 in the rotation direction of the polygon mirror 16 is larger than the upstream space 42 in the vicinity of the incident point where the light beam enters the polygon mirror 16 as a base point. Specifically, here, the distance d1 between the circumscribed circle of the polygon mirror 16 and the wall surface 26 (approximately the distance to the imaging element 32) is 12.5 mm, and the distance d2 between the circumscribed circle of the polygon mirror 16 and the wall surface 28 is set to 22. Set to 5 mm. In particular, the distance d1 is a value that is almost determined in optical design from the required specifications of the copying machine and printer.
[0046]
Next, the operation of the optical scanning device 10 will be described.
[0047]
As shown in FIG. 4, the light beam emitted from the LD is deflected by the polygon mirror 16 that is rotationally driven in the accommodation wall 18, passes through the

imaging elements

32 and 33, is bent by the reflection mirror 34, and is photosensitive. The body 40 is irradiated.
[0048]
In the storage wall 18, the air that has entered from the light beam entrance 36 flows as an air flow in the rotation direction of the polygon mirror 16 (in the direction of the arrow in FIG. 1), and from above the rotation direction to above the storage wall 18. Discharged. At that time, the air in the housing wall 18 is rotated in the rotation direction of the polygon mirror 16 from the upstream space 42 toward the downstream space 44, but the downstream space 44 is larger than the upstream space 42, so there is no resistance. The housing wall 18 can be pulled out upward. In addition, since the polygon mirror 16 is surrounded by the imaging element 32 and the wall surfaces 26, 27, 28, and 29, windage loss can be suppressed.
[0049]
For this reason, it is difficult for air to enter from above the polygon mirror 16, and turbulence is unlikely to occur in the accommodation wall 18. Thereby, hunting can be suppressed.
[0050]
Further, since the inclined portion 38 is provided between the wall surface 28 facing the imaging element 32 and the polygon mirror 16, the air flow generated in the rotation direction of the polygon mirror 16 is increased in the downstream space 44 in the upward gradient. It is possible to efficiently escape above the accommodation wall 18 along the inclined portion 38. For this reason, the air escape in the accommodation wall 18 can be made smooth, the generation | occurrence | production of the turbulent flow in the accommodation wall 18 can be suppressed, and hunting can be improved.
[0051]
Actually, using the optical scanning device 10 satisfying the above dimensions, the minimum required dimension d3 (= 12.5 mm; see FIG. 1) for constructing the conventional housing wall 18 is as shown in the following table. The hunting performance was examined by setting various conditions.
[0052]
Conditions: 1) Rotational speed 13000 rpm, 2) Direction of rotation: CCW viewed from above polygon mirror 16, 3) Bearing of polygon motor 22: Oil dynamic pressure, 4) Specification of polygon mirror 16: circumscribed circle diameter φ40mm, 6 faces Set.
[0053]
As a result, as shown in Table 1, the optical scanning device 10 of the present embodiment was able to obtain an improvement effect of 0.002% pp.
[0054]
[Table 1]

Next, a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0055]
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member demonstrated in 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0056]
As shown in FIGS. 5 and 6, in the optical scanning device 50 of the present embodiment, a plate-like regulating member 52 is provided above the polygon mirror 16 in the accommodation wall 18. The restricting member 52 is disposed on the side of the wall surface 28 and the wall surface 26 with a space therebetween, and spans the upper portion of the housing wall 18 from the wall surface 29 to the wall surface 27. Specifically, as shown in FIG. 5, the size of the regulating member 52 in the process direction (light beam deflection direction, that is, the direction perpendicular to the scanning direction) is 25 mm by centering around the rotation axis of the polygon motor 22. It is set to be (position of 12.5 mm to the left and right from the rotation center).
[0057]
In this optical scanning device 50, in the region where the rotational speed of the polygon motor 22 is relatively low, 13000 rpm, the dynamic pressure that can be generated by the bearing of the polygon motor 22 is low, so that the shaft rigidity is insufficient and the influence of disturbance is affected. Although it is easy to receive, by providing the regulating member 52, it is possible to suppress the wind sucked in the axial direction from the upper part as the polygon mirror 16 rotates. For this reason, the air flow generated in the vicinity of the height in the axial direction of the polygon mirror 16 in the accommodation wall 18 can be unified as much as possible in the rotation direction, and the air flow can be made smooth. That is, by providing the restricting member 52, the air flow around the polygon mirror 16 almost enters the light beam entrance 36 and flows downstream in the rotational direction of the polygon mirror 16 provided with the inclined portion 38, and is efficiently accommodated. It is discharged above the wall 18. For this reason, hunting can be improved.
[0058]
Table 2 shows the results of comparing hunting with an optical scanning device that actually uses the optical scanning device 50 that satisfies the above-described dimensions and that does not include the regulating member 52. Since other conditions are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
[0059]
[Table 2]

As shown in Table 2, when the regulating member 52 is not provided, since it is an experimental result in the case of the first embodiment, the difference of 0.0018% pp is the effect of the regulating member 52. It can be seen that the hunting is improved only by the second embodiment. Thus, the first embodiment and the second embodiment can be applied separately to the optical scanning device, and should be used as appropriate according to the performance required for the laser copying machine and the laser printer. It is clear.
[0060]
Further, in the optical scanning device 50 of the second embodiment, the size of the regulating member 52 in the process direction is set to be 25 mm with the rotation axis of the polygon motor 22 as the center, and the central distribution is 25 mm. The installation position is also greatly involved in hunting performance. As shown in FIG. 7, when a regulating member 54 having an end surface outside the circumscribed circle of the polygon mirror 16 is provided on the wall surface 28 side of the polygon mirror 16 having a circumscribed radius φ40, the air escape deteriorates and hunting It will get worse.
[0061]
Specifically, when a regulating member 54 that is 7.5 mm larger than the circumscribed circle of the polygon mirror 16 is provided on the wall surface 28 side (when the end surface of the regulating member 54 is extended to a position having a length of 27.5 mm from the center of rotation). ), Hunting was found to be 0.0087% pp. This indicates that hunting is deteriorated by 0.00181% pp as compared with the result of the optical scanning device 50 in which the 25 mm-wide regulating member 52 is provided by the above-described rotation center distribution. That is, the base point is the incident point at which the light beam is incident on the polygon mirror 16, and the polygon mirror 16 and the wall surface 28 on the downstream side in the rotation direction of the polygon mirror 16 from the incident point (the wall surface 28 facing the imaging element 32). It is shown that the restricting member should not extend beyond the circumscribed circle of the polygon mirror 16 in the upper part of the space (downstream side space) formed in FIG.
[0062]
On the contrary, as shown in FIG. 8, a regulating member 56 having an end surface extending on the imaging element 32 side (the incident point side) may be provided. The restricting member 56 can increase the ratio of the wind that flows in the direction of the polygon mirror 16 from the light beam entrance 36 and can suppress the wind sucked in the axial direction from the upper part of the polygon mirror 16 as much as possible. For this reason, the air flow generated in the vicinity of the height in the axial direction of the polygon mirror 16 can be unified and the air flow can be made smooth.
[0063]
Actually, as a result of an experiment using the above-described conditions, that is, as shown in FIG. 8, using the regulating member 56 that covers the entire upper portion of the space (upstream space) formed between the imaging element 32 and the polygon mirror 16, Hunting was 0.0061% pp, and it was confirmed that an improvement effect of 0.0008% pp can be obtained as compared with the case where the regulating member 52 having a width of 25 mm shown in FIG. 5 is used.
[0064]
Further, ideally, as shown in FIG. 9, it is desirable to provide a regulating member 58 whose width in the process direction is substantially equal to the circumscribed circle diameter of the polygon mirror 16. Specifically, the width of the regulating member 58 in the process direction is preferably 40 mm which is equal to the circumscribed circle diameter of the polygon mirror 16.
[0065]
When an experiment was actually performed under the above conditions, hunting was 0.0049% pp, which is an improvement effect of 0.002% pp as compared to the case of using the regulating member 52 having a width of 25 mm shown in FIG. It was confirmed that
[0066]
Further, the distance between the regulating member and the upper surface of the polygon mirror in the rotation axis direction is also related to hunting.
[0067]
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the distance in the rotation axis direction between the lower surface of the regulating member and the upper surface of the polygon mirror and hunting when the regulating member 52 (see FIG. 5) having a width in the process direction of 25 mm is used.
[0068]
As shown in FIG. 10, it can be seen that hunting is improved when the distance between the lower surface of the restricting member 52 and the upper surface of the polygon mirror in the rotation axis direction is made as small as possible. This is because a rotating wind (wind friction) is generated between the upper surface of the polygon mirror 16 and the regulating member 52 due to the rotation of the polygon mirror 16, but the air itself is reduced by reducing the distance between the two. Therefore, the wind friction is also reduced, and as a result, the disturbance is reduced and hunting is suppressed.
[0069]
As a specific distance, considering the recent colorization and high image quality, the maximum deviation of the beam spot is considered to be one dot for the A3 paper scanning width of 297 mm,
25.4 (mm / inch) / 1200 (dpi) / 297 mm (A3 size) * 100 = 0.007%
It is better to set the distance so that:
[0070]
Therefore, as shown in FIG. 10, it can be seen that the distance between the upper surface of the polygon mirror and the lower surface of the regulating member is preferably set to 9 mm or less.
[0071]
As described above, considering the space around the polygon mirror 16 and providing the regulating member 58 on the upper portion of the polygon mirror 16 as shown in FIG. 9, the hunting can be reduced to about half as compared with the prior art. Was confirmed.
[0072]
The above is the main embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the regulating member may not have a shape substantially perpendicular to the process direction (see FIG. 5). It is possible to set an appropriate shape such as an inclined shape.
[0073]
Alternatively, the outer shape of the motor substrate 24 of the polygon motor 22 can be set in advance so that the distances to the wall surface 26 and the wall surface 28 are different, and the distance between the polygon mirror 16 and the wall surface 28 cannot be reduced. With such a structure, each member can be efficiently arranged in the accommodation wall 18. For this reason, the assembly of an apparatus becomes easy and it can contribute to cost reduction.
[0074]
Next, a third embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0075]
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member demonstrated in 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0076]
In this optical scanning device, a plate-shaped protection member 60 extends from the edge of the regulating member 58 toward the wall surface 27. This protective member 60 is for rotating the polygon motor. cable 64 from the top, cable 64 is restricted so as not to protrude in the direction of the rotation axis.
[0077]
As shown in FIG. 4, in the optical scanning device, the light beam often passes above the polygon mirror 16. In such cases, cable It is necessary to prevent 64 from kicking the optical path of the light beam, but the protective member 64 extended from the regulating member 58 cable By restricting 64 so that it does not protrude, the optical path of the light beam can be secured with a simple configuration.
[0078]
As a result, the conventional use cable There is no need to newly install a member (for example, a clamp) that holds the frame on the housing, which can contribute to cost reduction.
[0079]
Next, a fourth embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0080]
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member demonstrated in 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0081]
In this optical scanning device, a leg 68 suspended from the side of the regulating member 66 to the lower portion of the housing wall 18 is provided so as to contact the motor board 24, and the leg 68 together with the motor board 24 is screwed 70. Are fastened to the housing 20 together. Although not shown, the legs 68 are fastened together with screws 70 at the four corners of the housing wall 18. Thereby, an extra man-hour does not generate | occur | produce compared with the case where only a control member is fixed to an accommodation wall with a screw etc., and it can contribute to a cost reduction.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical scanning device of the present invention, hunting can be improved with a simple configuration, which can contribute to higher image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an optical scanning device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing an optical path of a light beam of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an optical scanning device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing an optical scanning device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a modified example of the regulating member of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a modified example of the regulating member of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a modified example of the regulating member of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the distance from the lower surface of the regulating member to the upper surface of the polygon mirror and hunting in the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram illustrating an optical scanning device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a partial perspective view showing an optical scanning device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a conventional optical scanning device.
FIG. 14 is a diagram showing the direction of wind generated in the housing of a conventional optical scanning device.
FIG. 15 is a perspective view showing a conventional optical scanning device.
[Explanation of symbols]
10 Optical scanning device
16 Polygon mirror
18 containment wall
20 Housing
22 Polygon motor
24 Motor board
26 Wall surface (containment wall)
27 Wall surface (containment wall)
28 Wall surface (containment wall)
29 Wall surface (containment wall)
32 Imaging element
36 Light beam entrance
38 Inclined part (diameter slope)
40 photoconductor
42 Upstream space
44 Downstream space
50 Optical scanning device
52 Restriction member
54 Restriction member
56 Restriction member
58 Regulatory members
60 Protective member (Regulator)
64 connector
66 Restriction member
68 legs
70 screws

Claims

A polygon mirror that deflects the light beam, a polygon motor that rotationally drives the polygon mirror, and an imaging element that forms an image of the deflected light beam on the photosensitive member are held at predetermined positions in the housing. ,
A housing wall provided in the housing and surrounding the polygon mirror;
A light beam entrance formed by opening the housing wall;
In an optical scanning device having a light beam exit opening formed by opening the housing wall and in which the imaging element is disposed,
The distance between the distance between the circumscribed circle and the wall surface of the imaging element or the image forming element side of the housing wall of the polygon mirror, a circumscribed circle of the opposite side of the housing wall of the wall and the polygon-mirror and an imaging element more rather small,
The air that has entered the housing wall from the light beam entrance flows as an air flow in the rotation direction of the polygon mirror, and the polygon mirror and the wall surface of the imaging device or the housing wall on the imaging device side An optical scanning device, wherein the optical scanning device passes between the wall of the receiving wall opposite to the imaging element and the polygon mirror, and is discharged above the receiving wall .

Distance from the rotation axis of the polygon mirror distance to the wall surface of the imaging element or the imaging element side of the housing wall, said the imaging element from the wall surface of the opposite side of the housing wall to the rotational axis of the polygon mirror The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is shorter.

The optical scanning device according to claim 1, wherein an inclined surface is formed on a wall surface of the receiving wall opposite to the imaging element.

The inclined surface is a surface that is inclined upward in a direction away from the polygon mirror, and is inclined from a position approximately 1 mm away from a tangent to a circumscribed circle of the polygon mirror that is parallel to the wall surface of the receiving wall. The optical scanning device according to claim 3, wherein

When a rotating substrate for driving the polygon motor to which the rotating shaft of the polygon mirror is attached is mounted in the receiving wall,
Distance from the rotation axis of the polygon mirror distance to the wall surface of the imaging element or the imaging element side of the housing wall, said the imaging element from the wall surface of the opposite side of the housing wall to the rotational axis of the polygon mirror to be shorter than the optical scanning device according to any one of claims 2, wherein the polygon motor to the rotating substrate is attached to the claim 4.

A polygon mirror that deflects the light beam, a polygon motor that rotationally drives the polygon mirror, and an imaging element that forms an image of the deflected light beam on the photosensitive member are held at predetermined positions in the housing. ,
A housing wall provided in the housing and surrounding the polygon mirror;
A light beam entrance formed by opening the housing wall;
In an optical scanning device having a light beam exit opening formed by opening the housing wall and in which the imaging element is disposed,
An optical scanning device characterized in that a regulating member for regulating turbulent flow accompanying rotation of the polygon mirror is provided on the polygon mirror.

The optical scanning device according to claim 6, wherein an end surface of the regulating member on a receiving wall side facing the imaging element between the polygon mirrors is located inside a circumscribed circle of the polygon mirror.

8. The optical scanning device according to claim 6, wherein an end surface of the regulating member on the imaging element side is outside a circumscribed circle of the polygon mirror.

The optical scanning device according to any one of claims 6 to 8 in which the gap between the upper surface of the lower surface and the polygon mirror of the regulating member is equal to or is 9mm or less.

The regulating member, an optical scanning according to any one of claims 6, characterized in that with a regulating portion for regulating the position of the cable that connects the polygon motor to the outside electrically to claim 9 apparatus.

The said control member is a board | plate material, The leg part suspended from the said board | plate material is fastened together and fixed to the said housing with the said polygon motor, The any one of Claim 6-10 characterized by the above-mentioned. Optical scanning device.