JP5332669B2 - 光走査装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル書込光学系、更に詳しくは、デジタル複写機、プリンタ、ＦＡＸなどのデジタル出力機器における光走査装置とそれを用いた画像形成装置に関する。

画像形成装置に用いられる光走査装置では、ポリゴンミラーの回転に伴う発熱により、光偏向器の周辺を中心に温度上昇し、光学箱内に温度分布（温度の高低差）が発生する。光学箱内の温度上昇、温度分布は、走査レンズ、ミラー等の光学部品の形状あるいは固定位置の変動要因となり、感光体上の光ビームの結像位置ずれ、画像劣化を生じる。温度上昇が大きいほど、結像位置ずれ、画像劣化が大きくなることから、従来例においては、光学箱の周りにダクトを設け、ファンによる気流で空冷する構成が開示されている。しかし、この構成は光学箱の周りにダクトのスペースが必要であり、画像形成装置の小型化を阻害し、ファン駆動による消費電力増加、環境負荷増大の問題がある。
また、内部の発熱源に対し光学箱の外側から冷却するため、冷却効率が悪く、大型のファンモータを使用しないと十分な冷却効果が得られない。特に樹脂材料を用いた光学箱の場合は、樹脂の熱伝導率が低いため、外側に熱が伝わる間に光学箱全体に熱が伝わり変形してしまい感光体上の光ビームの結像位置ずれ、画像劣化を生じる。

図１０、１１は従来技術の問題点を説明するための図である。
ポリゴンミラーの上方にフィルタ付きの空気流入口と、下方に排気口を設けた構成が開示された例がある（例えば、特許文献１、２ 参照。）。しかし、従来例においては図１０或いは１１に示すように、ポリゴンミラー周辺で循環流が発生し、十分な外気の流入が得られず、光学箱内の圧力が高まらないため、空気の排出とそれに伴う冷却効果が十分に得られなかった。また、カバーとのすきまから光学箱内に流入した微小な粉塵やフィルタで除去できなかったガス状の汚染物質がポリゴンミラー周辺で発生する循環流に乗ってポリゴンミラーに付着し、ポリゴンミラー面を曇らせるという問題があった。
図２８は他の従来例の光走査装置の上方図である。
従来の光走査装置においては、ポリゴンミラー６２がポリゴンミラー収容室内に略密閉された状態で配置されている。また、稼動時の定着装置側の反射ミラー６６と、反対側の反射ミラー６６では６〜７℃の温度差があり、光走査装置内の温度偏差は、光学素子および光学素子を支持する部材の熱膨張に偏りを与え、色ずれを引き起こす。

図１２、１３はポリゴンミラー面の曇り発生部位を説明するための図である。
ポリゴンミラーの曇り、汚れは、図１２に示すように、第２面、あるいは第３面が第１面側に回転していく時、後続部分（例えば、第２面の右側部分）を中心に曇り、汚れが発生する。ポリゴンミラーが回転すると、風を切る面（例えば、第１面の左側部分）で空気が外側に押し出され、図１３に示すように、その後ろ側（第２面の右側部分）が負圧になり、ポリゴンミラーの上下から供給される空気に含まれる粉塵やガス状の汚染物質が負圧部分に集まり、ポリゴンミラー面に付着、固化すると考えられる。これをもう少し詳しく説明する。

ポリゴンミラーの曇り、汚れは、図１２に示すように、第２面、あるいは第３面が第１面側に回転していく時、風を切る面（例えば、第１面の左側部分）の後ろ側になる部分（例えば、第２面の右側部分）を中心に曇り、汚れが発生することを実験により確認している。
曇り、汚れ原因を解明する過程で、図１２に示すように、ポリゴンミラーが回転すると、風を切る面（例えば、第１面の左側部分）で空気が外側に押し出され、その後ろ側（第２面の右側部分）が負圧になり、ポリゴンミラーの上下から空気が供給されることが、ポリゴンミラー周辺の気流解析シミュレーションで明らかになった。
すなわち、ポリゴンミラーの上下の空気に含まれる粉塵やガス状の汚染物質がポリゴンミラーの負圧部分に集まり、反射面に付着、固化（気体から個体への昇華）することが曇り、汚れの主原因と推定できる結果が得られた。

ポリゴンミラーの回転音を外部に出さないように吸気ダクトを設けた例が開示されている（例えば、特許文献３ 参照。）。しかし、単に吸気ダクトを設けるだけでは、ポリゴンミラーの回転に伴う風切騒音が十分に減衰されず、吸気ダクトから外部に漏れてしまう。
同文献においては、冷却手段であるファンを回転多面鏡上に設けているが、ファンを設けた分の回転負荷が増大し、ポリゴンミラー駆動用モータの駆動電流が増大する結果、ポリゴンミラー駆動用モータの消費電力、発熱量が増大することになる。すなわち、ファンを設けない場合よりも光走査装置の消費電力が増加し、環境負荷が増大してしまうことになる。
適用分野は異なるが、騒音の音響パワーレベルと、発生周波数が等しい吸気用ファンと排気用ファンを用いる装置において、騒音伝播距離を同周波数の半波長分だけ長さを異ならせることによって、騒音低減を図る例がある（例えば、特許文献４ 参照。）。

光学箱内部よりも温度が低く、冷却効果の高い外部空気をポリゴンミラー周辺に供給し、冷却効果を高めると共に、ポリゴンミラー面の曇り、汚染を防止する。
空気流入口を設けた弊害として、そのままでは騒音が大きくなるが、空気流入口に減音効果の高い吸気ダクトを設けることで、ポリゴンミラー駆動時の風切り音やモータ駆動音の機械装置外部への直接放射を防止する。
光源、走査レンズ側への熱流出を防ぎ、光学部品の固定位置変化による光走査位置ずれを低減する。

請求項１記載の発明では、モータにより回転するポリゴンミラーを光学箱に収容すると共にフィルタ付きの空気流入口を備えた光走査装置において、
前記ポリゴンミラー面周辺の循環流を防止するために、前記空気流入口が貫通している外気誘導整流部材を前記ポリゴンミラーの回転軸の延長線が前記空気流入口を通るようにして、かつ前記貫通により開口している当該外気誘導整流部材の厚み方向に対向する一端と別の一端のうち、前記一端の側に前記フィルタを設け、前記他端の面を前記ポリゴンミラーの前記回転軸方向上のポリゴンミラー上面に対向させた状態で前記一端の側を、前記光学箱を閉じているカバーに設け、前記一端が前記空気流入口につながり、前記別の一端が前記ポリゴンミラーのミラー面と近接する第１流路と、前記外気誘導整流部材の前記空気流入口の反対側の面と前記ポリゴンミラー上面とで形成される第２流路からなる外気誘導流路を設けていて、この外気誘導整流部材が前記ポリゴンミラーと対向する前記他端の面は、略リング状の平面であり、この略リング状の平面の外形は、前記ポリゴンミラーの各反射面で形成される多角形の内接円直径よりも大きい直径で形成され、前記第２流路を形成する前記ポリゴンミラーと前記外気誘導整流部の端面とのギャップはポリゴンミラーの回転中心から遠ざかる方向に向けて前記光学箱内に開放されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光走査装置において、前記外気誘導整流部材の第１流路が、略円筒状に形成されたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の光走査装置において、前記外気誘導整流部材の第１流路が、空気流入口側からポリゴンミラーに向かって拡がる略円錐状に形成されたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記フィルタは交換部材として着脱可能に固定されたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、上記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記光走査装置として、請求項１〜５のいずれか１つに記載の光走査装置を用いた画像形成装置を特徴とする。
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記第１流路は、前記空気流入口につながる吸気ダクトを有し、該吸気ダクトは長さの相異なる２つの流路である長流路と短流路が分岐、合流して構成されることを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記第１流路の前記空気流入口は、吸気ダクトの一方の開口部に接続し、他方の開口部は空気中に開放され、該吸気ダクトは長さの相異なる２つの流路である長流路と短流路が分岐、合流して構成されることを特徴とする。
請求項９に記載の発明では、請求項７または８に記載の光走査装置において、前記２つの流路のうち、長流路の長さをａ［ｍｍ］、短流路の長さをｂ［ｍｍ］（ａ＞ｂ）、モータの回転数をＮ［ｒｐｍ］、ポリゴンミラーの面数をＭ、空気中の音の伝わる速さをｃ［ｍｍ／ｓ］とするとき、概略で式１を満足することを特徴とする。
ａ−ｂ＝（ｃ×６０）／（２×Ｎ×Ｍ） ・・・（式１）
請求項１０に記載の発明では、請求項７ないし９のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記吸気ダクトの流路の一部または全部を制振材または吸音材で構成したことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明では、請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記吸気ダクトの流路の一部または全部を、塵埃を吸着可能な吸着材で構成したことを特徴とする。
請求項１２に記載の発明では、請求項７ないし１１のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記吸気ダクトの流路に少なくとも１つ以上の屈曲部を設けたことを特徴とする。
請求項１３に記載の発明では、請求項７ないし１２のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記吸気ダクトの流路に少なくとも１つ以上の狭隘部を設けたことを特徴とする。
請求項１４に記載の発明では、感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、該潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記光走査装置として、請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の光走査装置を用いた画像形成装置を特徴とする。

請求項１５に記載の発明では、請求項１ないし５および７ないし１３のうちのいずれか１つに記載の光走査装置において、前記光学箱と前記カバーで閉じられた空間内で、さらにポリゴンミラー周辺に、その下部が前記光学箱の底部につながると共にポリゴンミラーを支える下方部位と、この下方部位から立ち上がりその上部が前記外気誘導整流部材につながると共に立ち上がりの一部にレーザ光の入出射部を構成している上方部位とを有する隔壁を設け、該隔壁により前記外気誘導整流部材と共にポリゴンミラー収容室を形成し、前記下方部位または前記上方部位のうち前記レーザ光の入出射部がない部位に、前記光学箱の外部に連通する空気排出口を設けたことを特徴とする。
請求項１６に記載の発明では、請求項１５に記載の光走査装置において、前記空気排出口に繋がる排出経路に防塵フィルタを設け、ともに使用前の状態において、排出側の防塵フィルタの圧力損失が流入側の防塵フィルタの圧力損失より小さいことを特徴とする。
請求項１７に記載の発明では、請求項１５および１６に記載の光走査装置において、前記ポリゴンミラーを駆動するモータは金属プリント基板が一体となったモータであって、前記金属プリント基板がポリゴンミラー収容室に固定され、その金属プリント基板の背面に前記排出口が設けられたことを特徴とする。

請求項１８に記載の発明では、感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、該潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記光走査装置として、請求項１５ないし１７のいずれか１つに記載の光走査装置を用いたことを特徴とする。
請求項１９に記載の発明では、請求項１８に記載の画像形成装置において、前記光走査装置の空気排出口から繋がる空気排出経路にファンモータを設けたことを特徴とする。
請求項２０に記載の発明では、請求項１９に記載の画像形成装置において、冷却効率の感知部を備え、前記感知部の出力に応じて前記ファンモータの出力制御を行うことを特徴とする。

請求項２１に記載の発明では、請求項２０の画像形成装置において、前記冷却効率の感知部は、ファンモータまたはポリゴンミラーを駆動するモータのプリント基板上に設けた温度センサであることを特徴とする。
請求項２２に記載の発明では、請求項１８ないし２１のいずれか１つに記載の画像形成装置において、潜像を可視化して画像を得るための加熱定着部を有し、前記加熱定着部が光走査装置に対して偏よった位置に配置された画像形成装置であって、前記空気排出口から繋がる空気排出経路を光学箱とその周辺部材の間で前記加熱定着部から離れる方向に設けたことを特徴とする。

本発明によれば、外気誘導整流部材がポリゴンミラー周辺での循環流の発生を防止するのでポリゴンミラー面の曇り、汚染を防止しながら、ポリゴンミラーの周辺に外気を効率良く誘導し、外気の流入量を増加させて冷却効果を高めることができる。
ポリゴンミラーと外気誘導部材の間に発生する負圧により誘導された外気が発熱源の熱を吸収し速やかに光学箱の外部に排出されることで、ポリゴンミラー、モータを効率良く冷却し、光源、走査レンズ側への熱流出を防ぎ、光学部品の固定位置変化による光走査位置ずれを低減する。同時に外気に含まれる塵埃、汚染物質を防塵フィルタにより除去し、清浄化した空気をポリゴンミラー周辺に供給し、ポリゴンミラー曇りを低減する。

本発明の第１実施例を示す図である。 光学箱の断面図である。 外気誘導整流部材とポリゴンミラーの大きさの相対関係を説明するための図である。 フィルタの構造を説明するための拡大図である。 本発明の第２実施例を示す図である。 外気誘導整流部材とポリゴンミラーの大きさの相対関係を説明するための図である。 フィルタの構造を説明するための拡大図である。 フィルタの変形例を示す図である。 本発明を適用できる画像形成装置を示す図である。 従来技術の問題点を説明するための図である。 従来技術の問題点を説明するための図である。 ポリゴンミラー面の曇り発生部位を説明するための図である。 ポリゴンミラー面の曇り発生部位を説明するための図である。 騒音低減効果のための吸気ダクトを説明する光学箱断面図である。 光学箱の斜視図である。 ２つの通路を説明するための図である。 図５（ａ）に示した実施例に本発明の他の実施例の消音ダクトを適用した例を示す図である。 本実施例の吸気ダクトを示す斜視図である。 本発明を適用できる画像形成装置の主要部を示す図である。 画像形成装置の実施例を概略的に示した側断面図である。 他の実施例を説明するための１実施形態を示す光学箱の概要図である。 図２１に示すＡ−Ａ断面図である。 光学箱を底面側から見た図である。 光学箱上面の蓋部を示す図である。 図２２の一部拡大図である。 本発明のさらに他の実施例の実施形態による光走査装置を示す図である。 図２６の要部拡大図である。 他の従来例の光走査装置の上方図である。

図１は本発明の第１実施例を示す図である。
同図において符号１はレーザ発生器、２はポリゴンミラー、３は結像レンズ群、４は感光ドラム、５はモータ、６は反射ミラー、７は検出器、８はロータ、Ｌはレーザビームをそれぞれ示す。
図２は光学箱の断面図である。
同図において符号９は回転軸、１０はモータ基板、１１はハウジング、１２は駆動用ＩＣ、１３は押えばね、１４は光学箱、１５はカバー、２０は外気誘導整流部材、２１はフィルタをそれぞれ示す。
レーザ発生器１から出射したレーザビームＬはポリゴンミラー２で反射し、結像レンズ群３を通過した後に感光ドラム４上に結像する。このとき、ポリゴンミラー２はモータ５により回転され、レーザビームＬの一部は反射ミラー６により検出器７に導かれ、レーザビームＬの１走査毎の書き出しタイミングが検出される。

モータ５はロータ８、回転軸９、モータ基板１０、ハウジング１１等から構成され、モータ基板１０上には駆動用ＩＣ１２が配置されている。なお、ポリゴンミラー２は押えばね１３によってロータ８に固定されている。
モータ５は光学箱１４内に収容され、光学箱１４にはカバー１５が爪１５ａによって固定され、光学箱１４の外部の塵埃等が内部に侵入しないようにされている。
ポリゴンミラー２の上方には、近接して略円筒状の外気誘導整流部材２０が設けられている。外気誘導整流部材２０は外気の流入口側がカバー１５に固定され、別の一端がポリゴンミラーに近接して配置されている。外気誘導流路が略円筒状に形成された外気誘導整流部材２０がポリゴンミラー２と対向する面は、略リング状の平面で形成されている。
ここで、外気誘導整流部材２０の内側に形成されている空間を第１流路と呼び、外気誘導整流部材２０とポリゴンミラー２との間に形成される流路を第２流路と呼ぶ。

図３は外気誘導整流部材とポリゴンミラーの大きさの相対関係を説明するための図である。
同図の斜視図に示すように、外気誘導整流部材２０の少なくとも下面、すなわち、第２流路を形成する面、の外径Ｄ１は、ポリゴンミラーの各反射面で形成される多角形の内接円直径Ｄ２よりも大きく形成されている。
外気誘導整流部材２０には、活性炭フィルタ２１が設けられている。

図４はフィルタの構造を説明するための拡大図である。
同図において符号２１ａ、２１ｂは静電フィルタ、２１ｃは活性炭、２１ｄは構造材をそれぞれ示す。
活性炭２１ｃがシート状の静電フィルタ２１ａ、２１ｂで挟まれた構造となっている。２１ｄはシート状の静電フィルタ２１ａ、２１ｂと共に活性炭２１ｃを保持する構造材である。
フィルタ２１は両面テープやねじ等を用いて交換可能に取り付けられている。交換を容易とするため、バネ部材等を用いて、フィルタ２１を弾性的に固定する構成としても良い。

図２では、ポリゴンミラー２が回転したときに発生する空気の流れを模式的に矢印で示している。ポリゴンミラー２が回転することで、ポリゴンミラーの反射面で押出される空気を補うように、ポリゴンミラーの上下から空気が流れ込む。ポリゴンミラー上方から外気誘導流路である外気誘導整流部材の内側へと順次負圧が伝達され、外気が光学箱１４の内側に誘導される。このとき、外気は活性炭フィルタを通ることで、塵埃、ガス状の汚染物質が吸着され、ポリゴンミラー２の周辺には清浄化された空気が供給される。塵埃は主にシート状の静電フィルタに吸着され、ガス状の汚染物質は活性炭に吸着される。

外気誘導整流部材２０は、ポリゴンミラー周辺の循環流を防止し、ポリゴンミラー周辺には清浄化した空気を供給して、空気流によるエアーカーテンを形成、ポリゴンミラー面の曇り、汚染を防止する。外気の誘導効果を高め、ポリゴンミラー周辺の循環流を防止するには、外気誘導整流部材２０の外径Ｄ１は、ポリゴンミラーの各反射面で形成される多角形の内接円直径と同等かそれよりも大きく形成すると良い。外径Ｄ１をポリゴンミラー頂点（６面の場合６角形の頂点）で形成される多角形の外接円直径Ｄ２よりも大きくすれば、さらに好適である。

また、第２流路を形成するために、ポリゴンミラー２に近接して設けられる外気誘導整流部材２０の端面とのギャップＧは、３〜５ｍｍ以下にすると良い。ギャップを小さくするほど外気の誘導効果が大きくなるが、ポリゴンミラーの回転による気流で騒音が発生しないように、１〜５ｍｍ程度の範囲で適切なギャップに設定する。
光学箱１４には、特別に排気口は設けていないが、完全にシールされているものではないため、外気の誘導により光学箱内の圧力が高まると、光学箱１４とカバー１５の合わせ目のすきまから外部に空気が流れ出す。このとき、ポリゴンミラー２の回転に伴うモータ部や軸受部の発熱、ポリゴンミラー自身の空気との摩擦熱により加熱された光学箱内の空気が外部に押出され、相対的に温度が低い外気がポリゴン周辺に誘導される。その結果、発熱源であるポリゴンスキャナの冷却効果が高まるとともに、光学箱内に配置された結像レンズ群など光学部品への熱の伝達量が小さくなり、光学箱内および光学部品内の温度偏差が小さくなる。

以上の構成、動作、作用により、ポリゴンミラー周辺を中心とする温度上昇が抑制され、光学箱内の温度分布（温度の高低差）が低減されて、感光体上の光ビームの結像位置ずれ、画像劣化が低減される。また、活性炭フィルタにより塵埃、ガス状の汚染物質を除去した外気を誘導し、ポリゴンミラーの周りには常に清浄化された空気を供給することで、ポリゴンミラー面の曇り、汚染を防止できる。その結果、ポリゴンミラー反射面の反射率の低下やばらつきがなく画像劣化が無く高画質な画像形成装置を提供することができる。
また、光学箱の外側にダクトを設けたり、ファンによる気流で空冷したりする必要が無く、光学箱およびその周辺が小型化され、ファン駆動による消費電力を低減することができる。

図５は本発明の第２実施例を示す図である。同図（ａ）は円錐型流路、同図（ｂ）はその変形例をそれぞれ示す。
図６は図５（ａ）における外気誘導整流部材とポリゴンミラーの大きさの相対関係を説明するための図である。
両図において符号３０、３０’は外気誘導整流部材、３１はフィルタ、１４０はポリゴンスキャナ、７００はコア筐体、７１０はサブ筐体、７１１、７１１’はカバー、Ｄ３は外気整流部材のリング状面の直径、Ｄ４はポリゴンミラー外接円直径、Ｄ５は同内接円直径をそれぞれ示す。
２段のポリゴンミラーが形成されたポリゴンスキャナ１４０はコア筐体７００内に収容され、コア筐体７００が取り付けられるサブ筐体７１０にはカバー７１１が固定され、光学箱の外部の塵埃等が内部に侵入しないようにされている。（同図では反射ミラー、長尺レンズ等は省略している。）

図５（ａ）において、ポリゴンスキャナ１４０の上方には、近接して外気誘導整流部材３０が設けられている。外気誘導整流部材３０は外気の流入口側がカバー７１１に固定され、別の一端がポリゴンミラーに近接して配置されている。外気誘導整流部材３０がポリゴンミラー１４０ａと対向する面は、略リング状の平面で形成されている。外気の誘導流路となる第１流路を形成する外気誘導整流部材３０の内側は、外気側からポリゴンミラー１４０ａに向かって拡がる略円錐状に形成されている。外気側から外気誘導整流部材３０の外径Ｄ３は、図６に示すように、ポリゴンミラー頂点（６面の場合６角形の頂点）で形成される多角形の外接円直径Ｄ４よりも大きい直径で形成されている。外気誘導整流部材３０には、フィルタ３１が設けられている。

図５（ｂ）において、外気誘導整流部材３０’は、例えば板状部材の加工によって形成され、ポリゴンスキャナ１４０の上方部分は、上記と同様、外気側からポリゴンミラー１４０ａに向かって拡がる略円錐状に形成されている。外気誘導整流部材３０’の底面のリング状部直径Ｄ３’（図示せず）も、上記と同様ポリゴンミラー外接円直径Ｄ４よりも大きい直径で形成されている。
外気誘導整流部材３０’のポリゴン上部を離れた部分は上部に向かって傾斜した面を形成し、カバー７１１’に達している。こうすることによって、ポリゴンから離れた部分まで空気を誘導する流路を形成し、ギャップＧ部分を出た空気が循環流となることを防止することができる。この流路を便宜上、第３流路と呼ぶ。

図７はフィルタの構造を説明するための拡大図である。
フィルタ３１は、活性炭フィルタ３１ｃがシート状の静電フィルタ３１ａ、３１ｂで挟まれた構造となっている。３１ｄはシート状の静電フィルタ３１ａ、３１ｂと共に活性炭フィルタ３１ｃを保持する構造材である。

図８はフィルタの変形例を示す図である。
活性炭フィルタは、例えば、東洋紡績（株）のケミファイ（登録商標）シリーズのように、活性炭素繊維が吸着材として働くものや、ガス状の化学物質を除去する活性炭シートと粉塵を取るエレクトレットフィルターを組み合わせたものを使用することができる。
ポリゴンミラーが小型で発生する風量が小さい場合は、同図に示すように活性炭ペーパーを片段ボール積層法により、ハニカム状に成形加工（断面図参照）したものを使用すると、フィルタの圧力損失が小さく、好適である。
フィルタ３１は両面テープやねじ等を用いて交換可能に取り付けられている。交換を容易とするため、バネ部材等を用いて、フィルタ３１を弾性的に固定する構成としても良い。

図５には、ポリゴンミラー１４０ａが回転したときに発生する空気の流れを模式的に矢印で示している。ポリゴンミラー１４０ａが回転することで、ポリゴンミラー１４０ａの反射面で押出される空気を補うように、ポリゴンミラー１４０ａの上下から空気が流れ込む。ポリゴンミラー上方、外気誘導整流部材３０の内側の順に負圧が伝達され、外気が光学箱であるサブ筐体７１０の内側に誘導される。このとき、外気はシート状の静電フィルタ３１ａ、３１ｂ活性炭フィルタ３１ｃを通ることで、塵、ガス状の汚染物質が吸着され、ポリゴンミラー１４０ａの周辺には清浄化された空気が供給される。外気誘導整流部材３０の外径Ｄ３は、ポリゴンミラー１４０ａの頂点で形成される多角形の外接円直径Ｄ４よりも大きい直径で形成されているため、ポリゴンミラー周辺の循環流が防止され、ポリゴンミラー周辺には常に清浄化した空気が供給されて、空気流によるエアーカーテンが形成され、ポリゴンミラー面の曇り、汚染が防止される。外気誘導整流部材３０の外径Ｄ３は、ポリゴンミラー１４０ａの各反射面で形成される多角形の内接円直径Ｄ５よりも大きく形成すれば、ポリゴンミラー面の曇り、汚染防止効果が得られるが、ポリゴンミラーの外接円直径Ｄ４よりも大きい直径で形成することで、より大きな効果が得られる。

また、ポリゴンミラー１４０ａに近接して設けられる外気誘導整流部材３０の端面とのギャップＧは３〜５ｍｍ以下にすると良い。ギャップを小さくするほど外気の誘導効果が大きくなるが、ポリゴンミラーの回転による気流で騒音が発生しないように、１〜５ｍｍ程度の範囲で適切なギャップに設定する。

光学箱であるサブ筐体７１０には、特別に排気口は設けていないが、完全にシールされているものではないため、サブ筐体７１０の内側の圧力が高まると、サブ筐体７１０とカバー７１１の合わせ目のすきまから外部に空気が流れ出す。このとき、ポリゴンミラー１４０ａの回転に伴うモータ部や軸受部の発熱、ポリゴンミラー１４０ａ自身の空気との摩擦熱により加熱された光学箱内の空気が外部に押出され、相対的に温度が低い外気がポリゴン周辺に誘導される。その結果、発熱源であるポリゴンスキャナの冷却効果が高まるとともに、光学箱内に配置された結像レンズ群３など光学部品への熱の伝達量が小さくなり、光学箱内および光学部品内の温度偏差が小さくなる。

以上の構成、動作、作用により、ポリゴンミラー周辺を中心とする温度上昇が抑制され、光学箱内の温度分布（温度の高低差）が低減されて、感光体上の光ビームの結像位置ずれ、画像劣化が低減される。また、活性炭フィルタにより塵埃、ガス状の汚染物質を除去した外気を誘導し、ポリゴンミラーの周りには常に清浄化された空気を供給することで、ポリゴンミラー面の曇り、汚染を防止できる。その結果、ポリゴンミラー反射面の反射率の低下、ばらつきがなく高画質な光走査装置を提供することができる。

外気誘導路を空気流入口側からポリゴンミラーに向かって拡がる略円錐状に形成することで、外気誘導流路での気流の乱れが少なく、光偏向器の回転むらや騒音の発生を防止することができる。
また、フィルタを交換可能な構成にしているので、経年変化により、フィルタ目詰まり状態になった場合は、部品交換することで誘導外気の風量低下による冷却効果の低下を防止することができる。
光学箱の外側にダクトを設けたり、ファンによる気流で空冷したりする必要が無く、光学箱およびその周辺が小型化され、ファン駆動による消費電力を低減することができる。

図９は本発明を適用できる画像形成装置を示す図である。
この画像形成装置に適用した第３の実施例を説明する。
従来と光走査装置の構成が異なるが、画像形成装置の主要構成は基本的に変わらないため、画像形成装置の説明は省略する。
実施例３は、２段のポリゴンミラーで構成される光走査装置であるが、実施例１のように１段のポリゴンミラーで構成される光走査装置で構成される画像形成装置にも、当然、本発明は適用可能である。
また、本発明は上下で位相差を設けた２段のポリゴンミラーで構成される光走査装置を用いた画像形成装置にも適用可能であり、ポリゴンミラーを用いて構成されるほとんどの光走査装置、画像形成装置に適用可能である。

本発明による画像形成装置は光学箱の周りにダクトを設けたり、ファンによる気流で空冷したりする必要が無く、小型化され、ファン駆動による消費電力増加がない。ポリゴンミラー周辺を中心とする温度上昇が抑制され、光学箱内の温度分布（温度の高低差）が低減され、感光体上の光ビームの結像位置ずれ、画像劣化が低減される。清浄化された空気流によるエアーカーテンを形成して、ポリゴンミラー面の曇り、汚染を防止できるため、ポリゴンミラー反射面の反射率の低下、ばらつきがなく画像劣化が無く高画質な画像形成装置を提供することができる。

図１４は騒音低減効果のための吸気ダクトを説明する光学箱断面図である。
図１５は光学箱の斜視図である。
両図において符号２２は吸気ダクトを示す。
外気の流入口の外側には、長さの異なる２つの通路に分岐し、合流する吸気ダクト２２を設けている。モータ５に取り付けられたポリゴンミラー２が回転することで風切りやモータ駆動による騒音が発生する。この騒音は、光走査装置、画像形成装置から外部に漏れるが、吸気ダクト２２を２つの通路に分岐し、合流させることで２つの通路を通って合流した音に位相差が生じ、音の波の干渉により、騒音を減衰させることができる。このときの長い方の通路を長流路、短い方の通路を短流路と呼ぶ。２つの通路は、距離の差が概略で音源の主要波長の半波長になるように設定すると良い。

図１６は２つの通路を説明するための図である。
具体的には、２つの通路のうち、長流路の長さをａ［ｍｍ］、短流路の長さをｂ［ｍｍ］（ただし、ａ＞ｂとする）、モータの回転数をＮ［ｒｐｍ］、ポリゴンミラーの面数をＭ、空気中の音の伝わる速さをｃ［ｍｍ／ｓ］とするとき、概略で式１を満足するように設定すると良い。
ａ−ｂ＝（ｃ×６０）／（２×Ｎ×Ｍ） ・・・（式１）
例えば、音源の主要波長がポリゴンのミラー面数によって発生するものであるとすれば、モータの回転数Ｎ＝３００００［ｒｐｍ］、ポリゴンミラーの面数Ｍ＝６、空気中の音の伝わる速さｃ＝３．４×１０^５［ｍｍ／ｓ］を式１に代入すれば、式２を得る。
ａ−ｂ＝（３．４×１０^５×６０）／（２×３００００×６）≒５７［ｍｍ］
・・・（式２）
すなわち、長流路の長さａ［ｍｍ］を短流路の長さｂ［ｍｍ］より、約５７［ｍｍ］長くすると良い。
同図の例では、長流路の長さａは、ａ＝ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４であり、短流路の長さｂは、ｂ＝ｂ１＋ｂ２＋ｂ３である。今、仮に、ａ２＝ａ４＝ｂ１＝ｂ３に設定し、ａ３＝ａ１＋ｂ２となるように設定したとすると、ａ−ｂ＝２×ａ１となり、ａ１＝２８．５［ｍｍ］に設定すればよいことになる。この値は十分実用的な値の範囲である。

吸気ダクトの材料としては、樹脂や鋼板を成形して用いることができるが、吸気ダクト自体が振動して騒音が放射される場合には、ダクトの一部に制振材料を貼り付ける、あるいは鋼板と粘弾性材料を積層した制振鋼板等を使用すると良い。制振材料あるいは制振鋼板等の効果により、騒音が低減される。
また、ポリゴンミラーの風きり音は１ｋＨｚ以上の比較的高い周波数の音になるため、高音の吸音性に優れた多孔質材料からなる吸音材を吸気ダクトの内壁に貼り付けても良い。音が吸気ダクトを通過する間に多孔質材料の内部に音が入り込んで拡散することにより、音のエネルギーが振動を伴った熱エネルギーに変換され、反射する音が小さくなり、騒音が低減される。

塵埃やガス状の汚染物質を除去するため、吸気ダクトの一部または全部をそれらに対する吸着材（不図示）で構成しても良い。吸気ダクトの内壁に吸着材を配置すれば、吸入空気中に含まれる塵埃、ガス等の汚染物質を吸着、除去することができ、ポリゴンミラーの曇りを低減できる。吸着剤としては静電フィルタ、活性炭フィルタ等、シート状にしたものを内壁に貼り付けると良い。
また、吸気ダクトには少なくとも１つ以上の屈曲部２２ａを設けると良い。屈曲部２２ａでの衝突により屈曲部により吸音効果を高めると共に、気流衝突により、吸気ダクトで汚染物質を吸着する。

以上の構成、動作、作用により、
ポリゴンミラー周辺を中心とする温度上昇が抑制され、光学箱内の温度分布（温度の高低差）が低減されて、感光体上の光ビームの結像位置ずれ、画像劣化が低減される。また、活性炭フィルタにより塵埃、ガス状の汚染物質を除去した外気を誘導し、ポリゴンミラーの周りには常に清浄化された空気を供給することで、ポリゴンミラー面の曇り、汚染を防止できる。その結果、ポリゴンミラー反射面の反射率の低下やばらつきがなく画像劣化が無く高画質な画像形成装置を提供することができるという、前述の諸効果に加え、光学箱の上面にダクトを設けることにより、ポリゴンによる騒音を低減しながら、ファンによる気流で空冷する必要が無く、光学箱およびその周辺が小型化され、ファン駆動による消費電力を低減することができる。

図１７は図５（ａ）に示した実施例に本発明の他の実施例の消音ダクトを適用した例を示す図である。
図１８は本実施例の吸気ダクトを示す斜視図である。
両図において符号３２は吸気ダクトを示す。
図１８において光学箱に関しては図５（ａ）と同じなので説明を省略する。
外気の流入口の外側には、先の実施例と同様、長さの異なる２つの通路（長流路と短流路）に分岐し、合流する吸気ダクト３２を設けている。ポリゴンミラー１４０ａが回転することで風切りやモータ駆動による騒音が発生する。この騒音は、光走査装置、画像形成装置から外部に漏れるが、吸気ダクト３２を２つの通路に分岐し、合流させることで２つの通路を通って合流した音に位相差が生じ、音の波の干渉により、騒音を減衰させることができる。２つの通路は、距離の差が概略で音源の主要波長の半波長になるように設定すると良い。２つの通路に距離の差を設定する方法は先の実施例と同じなので、説明を省略する。
図１８の例では、吸気ダクト３２の吸入口に、フィルタ３１が設けられている。
フィルタ３１は、活性炭フィルタ３１ｃがシート状の静電フィルタ３１ａ、３１ｂで挟まれた構造となっている。３１ｄはシート状の静電フィルタ３１ａ、３１ｂと共に活性炭フィルタ３１ｃを保持する構造材である。この構成の場合、フィルタ３１のある部分が空気流入口となり、外気誘導整流部材３０と吸気ダクト３２を含めて第１流路となる。

同図に示す吸気ダクト３２では、長流路も短流路も共に２個の屈曲部３２ａを有している。
また、それぞれの流路には共に１個の狭隘部を設けてある。この狭隘部は吸音効果を高めると共に、流路内の流速、圧力変化により、ガス化した汚染物質の固化、吸着効果を高めることができる。

以上の構成、動作、作用により、
ポリゴンミラー周辺を中心とする温度上昇が抑制され、光学箱内の温度分布（温度の高低差）が低減されて、感光体上の光ビームの結像位置ずれ、画像劣化が低減される。また、活性炭フィルタにより塵埃、ガス状の汚染物質を除去した外気を誘導し、ポリゴンミラーの周りには常に清浄化された空気を供給することで、ポリゴンミラー面の曇り、汚染を防止できる。その結果、ポリゴンミラー反射面の反射率の低下、ばらつきがなく高画質な光走査装置を提供することができる。
光学箱の上面にダクトを設けることにより、ファンによる気流で空冷する必要が無く、光学箱およびその周辺が小型化され、ファン駆動による消費電力を低減することができる。

本発明の吸気ダクトを用いた光学箱を、図９に示す画像形成装置に適用できることはいうまでもない。また、その応用範囲や適用による効果等も、同図の説明において述べたことと実質同じであるので、繰り返しの説明は省略する。

本発明の吸気ダクトは図１５或いは図１７に示した構成に限定されるものではなく、その主旨の範囲内で任意の構成を採り得るものである。また、光学箱に関しては、図２、図５（ａ）に示したものに限らず、図５（ｂ）に示す光学箱、或いはそれらの変形例であっても適用可能であることは明らかである。

図１９は本発明を適用できる画像形成装置の主要部を示す図である。
同図において符号１−１、１−２は光源としてのＬＤ、６０はアパーチャ、６１はシリンドリカルレンズ、６２はポリゴンミラー、６３は第１走査レンズ、６４は感光体ドラム、６５は第２走査レンズ、６６は反射ミラー、ＣＬ−１、ＣＬ−２はカプリングレンズをそれぞれ示す。
光源としてのＬＤは、複数の光束（この例では２つ）を出射可能なマルチビーム型のＬＤであり、２つのＬＤ１−１、１−２から出たそれぞれ２つの光束はカップリングレンズＣＬ−１、ＣＬ−２で後続の光学系にカップリングされ、アパーチャ６０でビーム整形後、シリンドリカルレンズ６１で副走査方向にのみ集光され、ポリゴンミラー６２の反射点近傍で線像が形成される。ポリゴンミラー６２は周面に周方向に一定間隔で複数の偏向反射面が形成されていて、駆動源であるモータにより一定速度で高速回転駆動されることにより、光束を反射しつつ等角速度的に偏向する。ポリゴンミラー６２で偏向された計４本の光束は第１走査レンズ６３、第２走査レンズ６５を透過し、さらには、反射ミラー６６に反射されて、感光体ドラム６４に導かれる。第１走査レンズ６３、第２走査レンズ６５は走査光学系を構成していて、この走査光学系の結像機能およびｆθ機能により、各光束は被走査面である感光体ドラム６４の表面に集光されるとともに、感光体ドラム６４の表面上をその回転軸方向に平行な方向に等速度的に走査される。２つのＬＤ１−１、１−２から出射される各光束は画像信号によって変調され、感光体ドラム６４の表面上には変調信号に応じて画像が書き込まれていく。

図２０は画像形成装置の実施例を概略的に示した側断面図である。
同図において６０は帯電装置、６１は現像装置、６２はドラムクリーニング装置、６３は中間転写ベルト、６４は感光体ドラム、６５は転写ベルトクリーニング装置、６６は転写ローラ、６７は定着装置、６８は給紙ローラ、６９は給紙トレイ、７１は排紙トレイ、７２は排紙ローラ、Ｓは光学センサをそれぞれ示す。ＹＭＣＫは４つの現像色を表し、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒に対応する。
感光体ドラム６４（ＹＭＣＫ）は、ＹＭＣＫ各色毎に設けられたドラム形状の像担持体である。各感光体ドラム６４は、同一径であり、中間転写ベルト６３に等間隔で圧接されている。なお、この感光体ドラム６４の周囲近傍には、ドラム回転方向に沿って、帯電装置６０、現像装置６１、中間転写ベルト６３、ドラムクリーニング装置６２、除電装置（不図示）が配設されている。

また、光走査装置からの書き込み用のレーザ光は、帯電装置６０と現像装置６１の間において感光体ドラム６４上に照射される。 帯電装置６０（ＹＭＣＫ）は、各色感光体ドラム６４毎に非接触に配設されたローラ形状の装置であり、感光体ドラム６４の表面を帯電させる。帯電装置６０により帯電された感光体ドラム６４表面に光走査装置から書き込み用のレーザ光が照射されると、感光体ドラム６４上に各色に対応した静電潜像が形成される。現像装置６１（ＹＭＣＫ）は、各感光体ドラム６４に現像ローラを接触させて配設された装置であり、各色対応の感光体ドラム６４に対応した色のトナー（現像剤）を保持する。作像時には、感光体ドラム６４にトナーを供給し、感光体ドラム６４に形成された静電潜像を現像する。静電潜像は、トナーで現像されることによりトナー像となる。ドラムクリーニング装置６２（ＹＭＣＫ）は、各感光体ドラム６４にブレード（クリーニングブレード）を接触させて配設された装置であり、中間転写ベルト６３へのトナー像の転写後に感光体ドラム６４上に残留している残留トナー・紙粉等を除去・回収し、感光体ドラム６４の表面をクリーニングする。

また、ドラムクリーニング装置６２と帯電装置６０の間には不図示の除電装置が設けられている。除電装置は、感光体ドラム６４の表面を除電する。 中間転写ベルト６３は、各感光体ドラム６４の表面に形成された各色トナー像を順次重ね合わせて転写するための無端ベルトである。各色トナー像が順次重ね合わせられることで中間転写ベルト６４上にはフルカラー画像が形成される。 光学センサＳは、中間転写ベルト６３に非接触に配設された装置であり、画像形成装置のメンテナンス用のテストパターンとして形成されるトナーパターンの検出を行う。転写ベルトクリーニング装置６５は、中間転写ベルト６３にブレード（クリーニングブレード）を接触させて配設された装置であり、給紙される記録紙へのトナー像の転写後に中間転写ベルト６３上に残留している残留トナー、あるいは、トナーパターンを除去・回収し、中間転写ベルト６３の表面をクリーニングする。

転写ローラ６６は、中間転写ベルト６３上に形成されたカラー画像を、給紙トレイ６９から搬送される記録紙上に転写する。定着装置６７は、記録紙上に転写されたカラー画像を記録紙に熱定着させる。 給紙ローラ６８は、記録紙を給紙する。給紙トレイ６９は、記録紙を記録紙サイズ毎に格納する（同図では簡略化のため１つのみ表示）。排紙ローラ７２は、カラー画像の熱定着された記録紙を画像形成装置の機外に排紙する。排紙トレイ７１は、排紙された記録紙を載せるためのトレイである。なお、感光体ドラム６４は、すべて同一の方向に回転する。また、中間転写ベルト６３は、感光体ドラム６４の回転方向とは逆の回転方向で移動し、転写ローラ６６は中間転写ベルト６３とは逆の方向（感光体ドラム６４と同一の回転方向）で回転する。同図では、感光体ドラム６４および転写ローラ６６は反時計回りに回転し、中間転写ベルト６３は時計回りに回転する。

図２１は他の実施例を説明するための１実施形態を示す光学箱の概要図である。
同図において符号１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙは光源装置、８１はシリンドリカルレンズ、８３はポリゴンミラー、８４は走査レンズ、８６は第２反射ミラー、８７は光学箱、１１０は光走査装置をそれぞれ示す。
図２２は図２１に示すＡ−Ａ断面図である。
同図において符号８５は第１反射ミラー、８８は光学箱の蓋となるカバー、８９は防塵ガラス、９０は防音ガラス、９１は外気誘導整流部材、９２は流入側の防塵フィルタ、９３は排出側の防塵フィルタ、９５はガイド板をそれぞれ示す。
図２３は光学箱を底面側から見た図である。
図２４は光学箱上面の蓋部を示す図である。
図２５は図２２の一部拡大図である。
同図において符号９４はプリント基板を示す。
図２１において、不図示の半導体レーザ、カップリングレンズ、アパーチャが保持された光源装置１（ＹＭＣＫ）が、図２１で見た場合、１例としてＹ→Ｃ→Ｍ→Ｋの順に時計回りの方向に配置されている。カップリングレンズ、アパーチャで整形された光束は、シリンドリカルレンズ８１で集光され、ポリゴンミラー８３の反射点近傍で線像が形成される。本実施例では、光源装置１Ｙ、１Ｋと１Ｃ、１Ｍで光源の高さが異なっており、１Ｃと１Ｍからの光束はポリゴンミラーの８３ａ面（図２５参照）に、１Ｙと１Ｋの光束はポリゴンミラーの８３ｂ面に入射される。ポリゴンミラーは図２１で見た場合、時計回りの方向に等速回転し、入射光束を偏向する。ポリゴンミラー８３で偏向された計４本の光束は走査レンズ８４を透過し、さらには、反射ミラー８５（ＹＭＣＫ）（図２１においては不図示）、８６（ＹＭＣＫ）、によって反射されて、感光体ドラムに導かれる。
ここで、本実施例の走査レンズ８４は、図１９における第１走査レンズ６３、第２走査レンズ６５の２本のレンズの集光機能を１本で担っている。
一方、図２０と図２１に示すように、画像形成装置内で最も発熱温度が高い定着装置６７が、光走査装置１１０に対して、定着装置がＫ，Ｍ側に偏って配置されている。

以下、本発明の特徴部分の構成を説明する。
図２２または図２５において、光学箱８７にはカバー８８が固定され、カバー８８のレーザ光（ＫＭＣＹ）の出射部には防塵ガラス８９が貼り付けられ、外部の塵埃等が光学箱８７の内部に侵入しないようにされている。
光学箱８７のポリゴンミラー周辺には光学箱８７の隔壁８７ａを設けて、ポリゴンミラー収容室を形成している。レーザ光の入出射側の隔壁８７ａには、防音ガラス９０が貼り付けられている。
ポリゴンミラー８３の上方には、ポリゴンミラー８３の回転によりポリゴンミラーの回転軸方向端面８３ｃに発生する負圧を利用して、ポリゴンミラー周辺に外気を誘導する外気誘導整流部材９１が設けられている。外気誘導整流部材９１は外気の流入口側がカバー８８に固定され、別の一端が光学箱５７の底部につながるポリゴンミラー収容室の下側の上記隔壁８７ａに接して配置、固定されている。外気誘導整流部材９１がポリゴンミラー８３と対向する面は、中心穴を設けた略リング状の平面で形成されている。外気誘導整流部材９１は隔壁８７ａまで伸びて、ポリゴン収容室の蓋の一部を兼ねている。

外気誘導整流部材９１は、ポリゴンミラー周辺の循環流を防止し、ポリゴンミラー周辺に清浄化した空気を供給して、空気流によるエアーカーテンを形成、ポリゴンミラー面の曇り、汚染を防止する。外気の誘導効果を高め、ポリゴンミラー周辺の循環流を防止するには、外気誘導整流部材９１は、ポリゴンミラーの各反射面で形成される内接円直径と同等かそれよりも大きく外側に伸びるように形成すると良い。外径をポリゴンミラー頂点（６面の場合６角形の頂点）で形成される外接円直径よりも大きくすれば、さらに好適である。
また、ポリゴンミラー１０３に近接して設けられる外気誘導整流部材９１の端面とポリゴンミラー８３のギャップＧは１〜５ｍｍの範囲にすると良い。ギャップを小さくするほど外気の誘導効果が大きくなるが、ポリゴンミラーの回転による気流で騒音が大きくならないように、適切なギャップに設定する。

外気誘導整流部材９１の上方には、防塵フィルタ９２が設けられている。
防塵フィルタ９２はシート状の静電フィルタ９２ａを積層した構成となっている。９２ｂ、９２ｃはシート状の静電フィルタを保持する構造材である。
図２２または図２３、図２５に示すように、光学箱８７のポリゴンミラー収容室の底面には、光学箱の外部に連通する空気排出口８７ｂが、ポリゴンミラーの回転軸中心に放射状に設けられている。
プリント基板９４は、金属ベースのプリント基板で、不図示のモータの駆動回路部品が実装されている。
空気排出口８７ｂには防塵フィルタ９３が設けられている。排出側の防塵フィルタ９３は流入側の防塵フィルタ９２と同様にシート状の静電フィルタ９２ａを積層した構成となっている。排出側の防塵フィルタ９３は、排出口側からの塵埃、汚染物質の侵入を防止し、なおかつ、必要最小限のフィルタとして、排出側の防塵フィルタの圧力損失による冷却効率の低下を最小限とする。ポリゴンミラーの回転時の流れが一方向になるため、排出側の防塵フィルタ９３は、防塵効果は小さいもので十分である。防塵フィルタは使用の経過時間に伴って圧力損失は変化するものであるので、装置全体の冷却効果が低下しないように、使用前の状態において、流入側の防塵フィルタ９２の使用前の状態より圧力損失が小さいものを使用する。
空気排出口８７ｂ側には、加熱されて排出された空気を定着装置から遠い側に誘導するガイド板９５が設けられている。

図２２、図２５では、ポリゴンミラー８３が回転したときに発生する空気の流れを模式的に矢印で示している。ポリゴンミラー８３が回転することで、ポリゴンミラーの反射面で押出される空気を補うように、ポリゴンミラーの上下から空気が流れ込む。ポリゴンミラー上方から外気誘導流路である外気誘導整流部材の内側へと順次負圧が伝達され、外気がポリゴンミラー収容室に誘導される。このとき、外気は防塵フィルタを通ることで、汚染物質が吸着され、ポリゴンミラー８３の周辺には清浄化された空気が供給される。
外気誘導部材９１により誘導された外気は、流路に配置されたポリゴンミラー、モータ部、駆動回路が実装されたプリント基板の熱を吸収し、金属ベースのプリント基板９４の裏側に回りこみ、光学箱８７の外部に排出される。この流れは、プリント基板の背面を冷却するのに好適である。外部に排出された相対的に温度の高い空気はガイド板９５により、定着装置から遠い側に誘導され、光学箱８７の相対的に温度が低い側が暖められる。

以上、本実施例では、ポリゴンミラー８３の回転に伴うモータ部や軸受部の発熱、ポリゴンミラー自身の空気との摩擦熱により加熱された空気が外部に排出され、相対的に温度が低い外気がポリゴン周辺に誘導される。外気誘導により、発熱源であるポリゴンスキャナの冷却効果が高まるとともに、光学箱内に配置された結像レンズ群など光学部品への熱の伝達量が小さくなり、光学箱内および光学部品内の温度偏差が小さくなる。その結果、光走査装置の部分的な温度上昇による変形、光学部品の位置変化による光走査位置ずれが低減され、画像位置ずれ、色ずれ等の画像劣化が低減される。
排出側の防塵フィルタ９３は、流入側の防塵フィルタ９２より圧力損失が小さいものを使用することで、冷却効率の低下を防止する。
ポリゴンモータの金属プリント基板９４を冷却流路に配置しているため、金属プリント基板を放熱板として活用し、冷却効果が高い。
さらに、ポリゴンミラーの回転に伴い加熱されて排出された空気を定着装置から遠い側に誘導することで、光走査装置のＹＭＣＫ間の温度偏差を軽減することができる。

図２６は本発明のさらに他の実施例の実施形態による光走査装置を示す図である。
図２７は図２６の要部拡大図である。
本実施例では光走査装置の空気排出口から繋がる空気排出経路を光学箱とその周辺部材の間で前記加熱定着部から離れる方向に設けている。加熱定着部から離れ温度が低い側に排気経路を配置することで、稼動時における光走査装置の温度分布の偏りを小さくしている。
空気排出経路には排出用のファンモータ９６を設けている。その他の構成は、先の実施例と同様であるため、説明を省略する。ファンモータ９６はポリゴンミラー収容室内の空気を排出し、外気誘導部材による外気誘導効果を補助するもので、元々生じる冷却空気流の流路に設けるので、小型で消費電力の小さいものを使用することができる。
本実施例では、冷却状態の感知部を設けて（不図示）、ファンモータの出力を制御するようにするとさらに好適である。

冷却状態の感知部としては、ファンモータまたはポリゴンミラーを駆動するモータのプリント基板上に温度センサを備え、温度センサの出力に応じてファンモータの出力制御を行ように構成すると良い。ファンモータの回転数を変えて出力制御を可能とすれば、画像形成装置の経年使用による防塵フィルタの目詰まりによる外気誘導、冷却効果の低下に対し、ファンモータの出力を変化させて、排気量を調整することで、冷却効果を一定に保つことができる。
温度センサとしてはサーミスタが好適である。サーミスタは半導体の一種で、温度が上がるに従い抵抗が減少する特性を利用して温度を検知し、冷却能力の低下を感知できる。サーミスタは価格が安く、小型であるため、ポリゴンミラー駆動用モータのプリント基板への実装が容易である。
温度センサの出力は、防塵フィルタ９２、９３の交換時期の目安に利用しても良い。温度センサの出力が所定の値を超えて低くなった場合は、防塵フィルタの目詰まり、交換を知らせるための検知手段としても利用可能である。

以上、本実施例では、ポリゴンミラーの外接円径が小さく、外気の誘導、吸入効果が十分得られない場合でも、収容室への外気誘導を補助し光走査装置の発熱部を効率良く冷却することができる。また、防塵フィルタの防塵効果を高めると圧力損失が高くなる傾向があるが、防塵効果を優先し外気誘導効果が低下する場合にも、収容室への外気誘導を補助して、光走査装置の発熱部を効率良く冷却することができる。
また、画像形成装置の経年使用による防塵フィルタの目詰まりによる外気誘導、冷却効果の低下に対し、ファンモータの出力を変化させて、冷却効果を一定に保つことができる。
防塵フィルタの目詰まりによる冷却能力の低下をプリント基板上への実装が容易で低コストな温度センサで感知することができる。

上記２つの実施例では、防塵フィルタ９２、９３をポリゴン収容室近傍に設けているが、吸入、排出側とも消音効果を有するダクトを設けて、その途中に防塵フィルタを設けても良い。
また、ポリゴン収容室に防音ガラス９０を設けているが、外気を清浄化した気流を確保し、騒音やポリゴンミラーの曇りが抑制できれば、ポリゴンミラー収容室の隔壁に光が入出射する長穴を形成して、防音ガラス９０を設けない構成としても良い。

本発明は、高速に回転するポリゴンミラーを利用する機器に適用できるものであり、主として書込光学系に用いられるものであるが、読取光学系にも適用できるものであり、特に、発熱・加熱部分を含む機器に好適に利用できる装置である。

１ レーザ発生器
２ ポリゴンミラー
３ 結像レンズ群
４ 感光ドラム
５ モータ
８ ロータ
１４ 光学箱
２０、３０ 外気誘導整流部材
２１、３１ フィルタ

特開平１−１９６０１８号公報 特許第３１９２２７１号号公報 特開２００６−２２１０３３号公報 特開平１１−２８７５４４号公報

Claims (22)

1. モータにより回転するポリゴンミラーを光学箱に収容すると共にフィルタ付きの空気流入口を備えた光走査装置において、
   前記ポリゴンミラー面周辺の循環流を防止するために、前記空気流入口が貫通している外気誘導整流部材を前記ポリゴンミラーの回転軸の延長線が前記空気流入口を通るようにして、かつ前記貫通により開口している当該外気誘導整流部材の厚み方向に対向する一端と別の一端のうち、前記一端の側に前記フィルタを設け、前記他端の面を前記ポリゴンミラーの前記回転軸方向上のポリゴンミラー上面に対向させた状態で前記一端の側を、前記光学箱を閉じているカバーに設け、前記一端が前記空気流入口につながり、前記別の一端が前記ポリゴンミラーのミラー面と近接する第１流路と、前記外気誘導整流部材の前記空気流入口の反対側の面と前記ポリゴンミラー上面とで形成される第２流路からなる外気誘導流路を設けていて、この外気誘導整流部材が前記ポリゴンミラーと対向する前記他端の面は、略リング状の平面であり、この略リング状の平面の外形は、前記ポリゴンミラーの各反射面で形成される多角形の内接円直径よりも大きい直径で形成され、前記第２流路を形成する前記ポリゴンミラーと前記外気誘導整流部の端面とのギャップはポリゴンミラーの回転中心から遠ざかる方向に向けて前記光学箱内に開放されていることを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置において、前記外気誘導整流部材の第１流路が、略円筒状に形成されたことを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１又は２に記載の光走査装置において、前記外気誘導整流部材の第１流路が、空気流入口側からポリゴンミラーに向かって拡がる略円錐状に形成されたことを特徴とする光走査装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記フィルタは活性炭フィルタを含むことを特徴とする光走査装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記フィルタは交換部材として着脱可能に固定されたことを特徴とする光走査装置。
6. 感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、上記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記光走査装置として、請求項１ないし５のいずれか１つ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。
7. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記第１流路は、前記空気流入口につながる吸気ダクトを有し、該吸気ダクトは長さの相異なる２つの流路である長流路と短流路が分岐、合流して構成されることを特徴とする光走査装置。
8. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記第１流路の前記空気流入口は、吸気ダクトの一方の開口部に接続し、他方の開口部は空気中に開放され、該吸気ダクトは長さの相異なる２つの流路である長流路と短流路が分岐、合流して構成されることを特徴とする光走査装置。
9. 請求項７または８に記載の光走査装置において、前記２つの流路のうち、長流路の長さをａ［ｍｍ］、短流路の長さをｂ［ｍｍ］（ａ＞ｂ）、モータの回転数をＮ［ｒｐｍ］、ポリゴンミラーの面数をＭ、空気中の音の伝わる速さをｃ［ｍｍ／ｓ］とするとき、概略で式１を満足することを特徴とする光走査装置。
   ａ−ｂ＝（ｃ×６０）／（２×Ｎ×Ｍ） ・・・（式１）
10. 請求項７ないし９のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記吸気ダクトの流路の一部または全部を制振材または吸音材で構成したことを特徴とする光走査装置。
11. 請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記吸気ダクトの流路の一部または全部を、塵埃を吸着可能な吸着材で構成したことを特徴とする光走査装置。
12. 請求項７ないし１１のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記吸気ダクトの流路に少なくとも１つ以上の屈曲部を設けたことを特徴とする光走査装置。
13. 請求項７ないし１２のいずれか１つに記載の光走査装置において、前記吸気ダクトの流路に少なくとも１つ以上の狭隘部を設けたことを特徴とする光走査装置。
14. 感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、該潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記光走査装置として、請求項７ないし１３のいずれか１つ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。
15. 請求項１ないし５および７ないし１３のうちのいずれか１つに記載の光走査装置において、前記光学箱と前記カバーで閉じられた空間内で、さらにポリゴンミラー周辺に、その下部が前記光学箱の底部につながると共にポリゴンミラーを支える下方部位と、この下方部位から立ち上がりその上部が前記外気誘導整流部材につながると共に立ち上がりの一部にレーザ光の入出射部を構成している上方部位とを有する隔壁を設け、該隔壁により前記外気誘導整流部材と共にポリゴンミラー収容室を形成し、前記下方部位または前記上方部位のうち前記レーザ光の入出射部がない部位に、前記光学箱の外部に連通する空気排出口を設けたことを特徴とする光走査装置。
16. 請求項１５に記載の光走査装置において、前記空気排出口に繋がる排出経路に防塵フィルタを設け、ともに使用前の状態において、排出側の防塵フィルタの圧力損失が流入側の防塵フィルタの圧力損失より小さいことを特徴とする光走査装置。
17. 請求項１５および１６に記載の光走査装置において、
    前記ポリゴンミラーを駆動するモータは金属プリント基板が一体となったモータであって、前記金属プリント基板がポリゴンミラー収容室に固定され、その金属プリント基板の背面に前記排出口が設けられたことを特徴とする光走査装置。
18. 感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、該潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記光走査装置として、請求項１５ないし１７のいずれか１つ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。
19. 請求項１８に記載の画像形成装置において、前記光走査装置の空気排出口から繋がる空気排出経路にファンモータを設けたことを特徴とする画像形成装置。
20. 請求項１９に記載の画像形成装置において、冷却効率の感知部を備え、前記感知部の出力に応じて前記ファンモータの出力制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
21. 請求項２０の画像形成装置において、前記冷却効率の感知部は、ファンモータまたはポリゴンミラーを駆動するモータのプリント基板上に設けた温度センサであることを特徴とする画像形成装置。
22. 請求項１８ないし２１のいずれか１つに記載の画像形成装置において、潜像を可視化して画像を得るための加熱定着部を有し、前記加熱定着部が光走査装置に対して偏よった位置に配置された画像形成装置であって、前記空気排出口から繋がる空気排出経路を光学箱とその周辺部材の間で前記加熱定着部から離れる方向に設けたことを特徴とする画像形成装置。

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