JP5637494B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。

光プリンタ装置、デジタル複写機、及び光プロッタ等の画像形成装置は、画像情報に応じて変調された光により被走査面を走査し、被走査面上に画像情報に応じた潜像を形成する光走査装置を備えている。

この光走査装置では、例えばポリゴンミラーを回転させることによって、光源から射出された光束を偏向させている（例えば、特許文献１〜４参照）。

ところで、ポリゴンミラーは、駆動機構によって数万ｒｐｍにもおよぶ高速で回転しており、連続回転に伴って、該駆動機構（特に、軸受部）が発熱する。

一般的に、ポリゴンミラーはロータ部に設けられており、該ロータ部の回転軸を支える軸受部で発生した熱が回転軸を伝ってポリゴンミラーに流入し、ポリゴンミラーの温度が数十℃上昇することがある。そのため、ポリゴンミラーの回転によって発生する空気流が熱風となって走査レンズ等に吹き付けられることとなる。

近年、走査レンズは低コスト化に伴って、樹脂成形によるものが増えており、ポリゴンミラーからの熱風により温度が不均一になると、屈折率の変化、熱変形、及び姿勢変化等を生じ、結像性能を劣化させる要因となる。

また、光走査装置の小型化に伴って、ポリゴンミラーも小径化されており、ミラー面数が減って更なる高速回転が求められ、発熱面で不利となっている。

従来は、空冷用ファンを設け、ポリゴンミラーや光走査装置の周囲に外部から取り込んだ空気を強制的に吹き付けることで冷却していたが、昨今の画像形成速度の高速化に伴って、発熱量が大きくなり空冷用ファンを強く回す必要があり、消費電力及び騒音が大きくなるという不都合があった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、消費電力及び騒音の増大を招くことなく、安定した光走査を行うことができる光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、消費電力及び騒音の増大を招くことなく、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、被走査面を主走査方向に光走査する光走査装置であって、光源と；軸まわりに回転する反射面を有し、前記光源からの光束を偏向する光偏向器と；前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と；前記光偏向器の近傍に設けられた制流部材と；を備え、前記制流部材は、前記光偏向器に入射する光束及び前記光偏向器で偏向された光束が通過する領域を除いて前記光偏向器を囲う少なくとも１つの壁状部材を含み、前記少なくとも１つの壁状部材における前記光偏向器側の面には、前記反射面の回転軸に直交する断面形状が波状となる凹凸が形成されており、前記制流部材は、前記反射面の回転により発生した気流を該反射面に向かう方向に反転させる光走査装置である。
本発明は、第２の観点からすると、被走査面を主走査方向に光走査する光走査装置であって、光源と；軸まわりに回転する反射面を有し、前記光源からの光束を偏向する光偏向器と；前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と；前記光偏向器の近傍に設けられた制流部材と；を備え、前記制流部材は、前記光偏向器に入射する光束及び前記光偏向器で偏向された光束が通過する領域を除いて前記光偏向器を囲う少なくとも１つの壁状部材を含み、前記少なくとも１つの壁状部材は、前記光偏向器を間に挟み、前記反射面の回転軸方向に直交する一の方向に関して対向する２つの壁状部材であり、前記２つの壁状部材の形状は、一方の壁状部材を前記反射面の回転軸まわりに１８０°回転させたとき他方の壁状部材と一致する形状であり、前記制流部材は、前記反射面の回転により発生した気流を該反射面に向かう方向に反転させる光走査装置である。

本発明の光走査装置によれば、消費電力及び騒音の増大を招くことなく、安定した光走査を行うことができる。

本発明は、第３の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。

本発明は、第４の観点からすると、被走査面を主走査方向に光走査する光走査装置であって、光源と；軸まわりに回転する反射面を有し、前記光源からの光束を偏向する光偏向器と；前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と；前記光偏向器の近傍に設けられ、前記光偏向器に入射する光束及び前記光偏向器で偏向された光束が通過する領域を除いて前記光偏向器を囲う少なくとも１つの壁状部材と；を備え、前記少なくとも１つの壁状部材における前記光偏向器側の面には、前記反射面の回転軸に直交する断面形状が波状となる凹凸が形成されており、前記少なくとも１つの壁状部材は、前記反射面の回転により発生した気流を該反射面に向かう方向に反転させる光走査装置である。
本発明は、第５の観点からすると、被走査面を主走査方向に光走査する光走査装置であって、光源と；軸まわりに回転する反射面を有し、前記光源からの光束を偏向する光偏向器と；前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と；前記光偏向器の近傍に設けられ、前記光偏向器に入射する光束及び前記光偏向器で偏向された光束が通過する領域を除いて前記光偏向器を囲う少なくとも１つの壁状部材と；を備え、前記少なくとも１つの壁状部材は、前記光偏向器を間に挟み、前記反射面の回転軸方向に直交する一の方向に関して対向する２つの壁状部材であり、前記２つの壁状部材の形状は、一方の壁状部材を前記反射面の回転軸まわりに１８０°回転させたとき他方の壁状部材と一致する形状であり、前記少なくとも１つの壁状部材は、前記反射面の回転により発生した気流を該反射面に向かう方向に反転させる光走査装置である。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置の構成を説明するための図（その１）である。 図１における光走査装置の構成を説明するための図（その２）である。 光源モジュールを説明するための図である。 光源の回転調整を説明するための図である。 図６（Ａ）はハーフミラーで反射された光束が対応する感光体ドラムを走査しているときを説明するための図であり、図６（Ｂ）はハーフミラーを透過した光束が対応する感光体ドラムを走査しているときを説明するための図である。 同期検知信号及び書込ゲート信号を説明するためのタイミングチャートである。 サブユニットを説明するための図である。 外気の取り込みを説明するための図である。 従来の光走査装置におけるポリゴンミラー近傍の負圧領域を説明するための図である。 制流壁の作用を説明するための図である。 制流壁の変形例１を説明するための図である。 制流壁の変形例２を説明するための図である。 制流壁の変形例３を説明するための図である。 制流壁の変形例４を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。また、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、４つの感光体ドラムの−Ｚ側に配置され、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像が形成される。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚づつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

この光走査装置２０１０は、一例として図２及び図３に示されるように、２つの光源（２２００Ａ、２２００Ｂ）、カップリングレンズユニット２２０１、ハーフミラーＨＭ、５枚の反射ミラー（Ｍａ１、Ｍａ２、Ｍｂ１、Ｍｂ２、Ｍｂ３）、２つのシリンドリカルレンズ（２２０４Ａ、２２０４Ｂ）、ポリゴンミラー２１０４、２つの走査レンズ（２１０５Ａ、２１０５Ｂ）、１０枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ、２１０８ａ、２１０８ｄ）、２つの同期検知センサ（２４０１Ａ、２４０１Ｂ）及び不図示の走査制御装置などを有している。

なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

ここでは、一例として図４に示されるように、２つの光源（２２００Ａ、２２００Ｂ）は、カップリングレンズユニット２２０１及び２つの同期検知センサ（２４０１Ａ、２４０１Ｂ）などとともにモジュール化されている。以下では、これを「光源モジュール」という。

各光源は、モノリシックに形成された２つの発光部（ｃｈ１、ｃｈ２）を有する端面発光型の半導体レーザ（以下では、「端面発光レーザ」と略述する）がパッケージングされたフラットパッケージ型のチップである。

ところで、端面発光レーザは、一般的にｐ型半導体材料とｎ型半導体材料とが接合されたダブルヘテロ接合構造を有し、その接合部に電流が注入されると、接合部に設けられた活性層からレーザ光が射出される。

各光源の端面発光レーザは、リードフレーム上に活性層が該リードフレーム面に対して平行になるように固定され、樹脂製のカバーで覆われている。そこで、各光源からの光束は、リードフレーム面に対して平行に射出されることとなる。また、リードフレームには、複数のリード端子が延設されている。プリント基板２４００には、該複数のリード端子が挿入されるスルーホールが形成されている。

光源２２００Ａは、保持部材２４０６Ａに保持され、光源２２００Ｂは、保持部材２４０６Ｂに保持されている。

各保持部材は、円柱が軸方向に平行に切断された形状の部材であり、その切断面上に端面発光レーザの射出軸と円柱の軸とが一致するように光源が保持される。

さらに、各保持部材は、支持部材２４０５に支持されている。この支持部材２４０５は、＋Ｚ側及び−Ｚ側にＶ字状の溝（以下では、便宜上「Ｖ字溝」と略述する）を有する部材であり、保持部材２４０６Ａが＋Ｚ側のＶ字溝で支持され、保持部材２４０６Ｂが−Ｚ側のＶ字溝で支持されている。

各Ｖ字溝は、光源２２００Ａから射出された光束と光源２２００Ｂから射出された光束が、副走査対応方向に関して、ポリゴンミラー２１０４の反射面近傍で交差するように、Ｙ軸方向に対して傾斜している。

支持部材２４０５における＋Ｙ側の端面及び−Ｙ側の端面には、それぞれＹ軸方向に延びる２つの突起が、Ｘ軸方向に離れた位置に設けられている。−Ｙ側の端面に設けられた２つの突起は、カップリングレンズユニット２２０１の位置決め用であり、＋Ｙ側の端面に設けられた２つの突起は、プリント基板２４００のスルーホールに挿入される。

また、各光源は、一例として図５に示されるように、保持部材とともに射出軸まわりに回動（γ回転）させることができる。例えば、感光体ドラムの表面に描画される潜像の副走査方向に関する画素密度が６００ｄｐｉ（走査線ピッチ：４２．３μｍ）で、２つの発光部（ｃｈ１、ｃｈ２）の間隔ｄが５０μｍで、光走査装置を構成する結像光学系の副走査対応方向の全系倍率が１．５倍のときは、２つの発光部（ｃｈ１、ｃｈ２）を結ぶ線分のＸ軸方向に対する傾斜角γは、ｓｉｎ^−１（４２．３／１．５／５０）＝３４．３°である。なお、光走査装置を構成する結像光学系の副走査対応方向の全系倍率が２倍のときは、傾斜角γは、ｓｉｎ^−１（４２．３／２／５０）＝２５．０°である。

ここで、光源モジュールの組み立て手順を簡単に説明する。

（１）支持部材２４０５における＋Ｙ側の端面に設けられている２つの突起を、プリント基板２４００のスルーホールに挿入し、固定する。

（２）カップリングレンズユニット２２０１の切り欠き部を、支持部材２４０５における−Ｙ側の端面に設けられている２つの突起に係合させ、カップリングレンズユニット２２０１を支持部材２４０５に固定する。

（３）保持部材２４０６Ａを支持部材２４０５における＋Ｚ側のＶ字溝に載置し、光源２２００Ａが上記傾斜角γとなるように、保持部材２４０６Ａをγ回転させる。なお、このγ回転は、光源２２００Ａと導通している複数のリード端子が、プリント基板２４００の対応するスルーホールに挿入された状態で行われるため、該スルーホールは、γ回転が自由に行えるように、大きめに形成されている。

（４）光源２２００Ａから射出され、カップリングレンズユニット２２０１を透過した光束が略平行光束となるように、保持部材２４０６ＡのＹ軸方向に関する位置を調整する。この調整後に、光源２２００Ａと導通している複数のリード端子は、プリント基板２４００の対応するスルーホールに半田付けされる。また、保持部材２４０６Ａを接着剤等で支持部材２４０５に固定する。

（５）プリント基板２４００を反転させ、保持部材２４０６Ｂを支持部材２４０５におけるＶ字溝に載置し、光源２２００Ｂが上記傾斜角γとなるように、保持部材２４０６Ｂをγ回転させる。なお、このγ回転は、光源２２００Ｂと導通している複数のリード端子が、プリント基板２４００の対応するスルーホールに挿入された状態で行われるため、該スルーホールは、γ回転が自由に行えるように、大きめに形成されている。

（６）光源２２００Ｂから射出され、カップリングレンズユニット２２０１を透過した光束が略平行光束となるように、保持部材２４０６ＢのＹ軸方向に関する位置を調整する。この調整後に、光源２２００Ｂと導通している複数のリード端子は、プリント基板２４００の対応するスルーホールに半田付けされる。また、保持部材２４０６Ｂを接着剤等で支持部材２４０５に固定する。

カップリングレンズユニット２２０１は、Ｚ軸方向に沿って並ぶ２つのレンズ部を有している。以下では、＋Ｚ側のレンズ部をレンズ部２２０１Ａ、−Ｚ側のレンズ部をレンズ部２２０１Ｂという。

レンズ部２２０１Ａは、光源２２００Ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

レンズ部２２０１Ｂは、光源２２００Ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

２つの同期検知センサ（２４０１Ａ、２４０１Ｂ）は、プリント基板２４００の−Ｙ側の面に、Ｘ軸方向に関して離れた位置に実装されている。ここでは、光源の＋Ｘ側に同期検知センサ２４０１Ａが実装され、光源の−Ｘ側に同期検知センサ２４０１Ｂが実装されている。

また、プリント基板２４００の＋Ｙ側の面には、チップ化された不図示の走査制御装置が実装されている。

図２に戻り、ハーフミラーＨＭは、レンズ部２２０１Ａを介した光束、及びレンズ部２２０１Ｂを介した光束の光路上に配置され、各光束の一部を＋Ｘ方向に反射し、残りを透過させる。ここでは、透過光の光量と反射光の光量の比が１：１となるように設定されている。

シリンドリカルレンズ２２０４Ａは、ハーフミラーＨＭで反射された光束の光路上に配置され、該光束をポリゴンミラー２１０４の反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する。

反射ミラーＭａ１は、シリンドリカルレンズ２２０４Ａを介した光束を、ポリゴンミラー２１０４に向かう方向に反射する。

反射ミラーＭｂ１は、ハーフミラーＨＭを透過した光束の光路上に配置され、該光束を−Ｘ方向に反射する。

シリンドリカルレンズ２２０４Ｂは、反射ミラーＭｂ１で反射された光束の光路上に配置され、該光束をポリゴンミラー２１０４の反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する。

反射ミラーＭｂ２は、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂを介した光束を、ポリゴンミラー２１０４に向かう方向に反射する。

光源とポリゴンミラー２１０４との間に配置されている光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。ここでは、カップリングレンズユニット２２０１とハーフミラーＨＭと３枚の反射ミラー（Ｍａ１、Ｍｂ１、Ｍｂ２）と２つのシリンドリカルレンズ（２２０４Ａ、２２０４Ｂ）とから、偏向器前光学系が構成されている。

反射ミラーＭａ２は、ポリゴンミラー２１０４で反射ミラーＭａ１に向かう方向に偏向され、反射ミラーＭａ１で反射された光束の光路上に配置され、該光束を同期検知センサ２４０１Ａに向かう方向に反射する。すなわち、反射ミラーＭａ２は、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、感光体ドラムの走査に用いられない光束の一部を、同期検知センサ２４０１Ａに導く。

反射ミラーＭｂ３は、ポリゴンミラー２１０４の反射面で反射された光束のうち、感光体ドラムの走査に用いられない光束の一部を、同期検知センサ２４０１Ｂに向かう方向に反射する。

以下では、便宜上、感光体ドラムの走査に用いられる光束を「走査用光束」ともいい、各同期検知センサに向かう光束を「同期検知用光束」ともいう。

ポリゴンミラー２１０４は、一例として４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ反射面となる。このポリゴンミラー２１０４は、不図示の駆動機構によってＺ軸方向に平行な軸まわりに等速回転し、入射光束を偏向する。このポリゴンミラー２１０４の回転は、走査制御装置によって制御されている。

ここでは、Ｚ軸方向からみたときに、ハーフミラーＨＭで反射された光束は、ポリゴンミラー２１０４の中心を通りＹ軸に平行な方向に対して時計回りに傾斜した方向から、ポリゴンミラー２１０４に入射する。そこで、ハーフミラーＨＭで反射された走査用光束は、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。

一方、ハーフミラーＨＭを透過した光束は、ポリゴンミラー２１０４の中心を通りＹ軸に平行な方向に対して反時計回りに傾斜した方向から、ポリゴンミラー２１０４に入射する。そこで、ハーフミラーＨＭを透過した走査用光束は、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向される。

また、Ｚ軸方向に関して、ポリゴンミラー２１０４への各光束の入射方向は、Ｚ軸方向に直交する方向に対して傾斜している。すなわち、各光束は、ポリゴンミラー２１０４に斜入射されている。

走査レンズ２１０５Ａは、ポリゴンミラー２１０４で＋Ｘ側に偏向された光束の光路上に配置されている。

走査レンズ２１０５Ｂは、ポリゴンミラー２１０４で−Ｘ側に偏向された光束の光路上に配置されている。

図３に示されるように、折り返しミラー２１０６ａは、走査レンズ２１０５Ａを介した光源２２００Ａからの光束の光路上に配置され、該光束の光路を＋Ｚ側に折り返す。

折り返しミラー２１０７ａは、折り返しミラー２１０６ａを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を＋Ｘ側に折り返す。

折り返しミラー２１０８ａは、折り返しミラー２１０７ａを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を感光体ドラム２０３０ａに向かう方向に折り返す。

すなわち、光源２２００Ａから射出され、ハーフミラーＨＭで反射された走査用光束は、ポリゴンミラー２１０４で＋Ｘ側に偏向され、走査レンズ２１０５Ａ、折り返しミラー２１０６ａ、折り返しミラー２１０７ａ、折り返しミラー２１０８ａを介して感光体ドラム２０３０ａの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。

このように、走査レンズ２１０５Ａと３枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０７ａ、２１０８ａ）は、「Ｋステーション」の走査光学系である。

また、折り返しミラー２１０６ｂは、走査レンズ２１０５Ａを介した光源２２００Ｂからの光束の光路上に配置され、該光束の光路を＋Ｚ側に折り返す。

折り返しミラー２１０７ｂは、折り返しミラー２１０６ｂを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を感光体ドラム２０３０ｂに向かう方向に折り返す。

すなわち、光源２２００Ｂから射出され、ハーフミラーＨＭで反射された走査用光束は、ポリゴンミラー２１０４で＋Ｘ側に偏向され、走査レンズ２１０５Ａ、折り返しミラー２１０６ｂ、折り返しミラー２１０７ｂを介して感光体ドラム２０３０ｂの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。

このように、走査レンズ２１０５Ａと２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０７ｂ）は、「Ｃステーション」の走査光学系である。

走査レンズ２１０５Ａは、２つの画像形成ステーションで共用されている。

また、折り返しミラー２１０６ｃは、走査レンズ２１０５Ｂを介した光源２２００Ｂからの光束の光路上に配置され、該光束の光路を＋Ｚ側に折り返す。

折り返しミラー２１０７ｃは、折り返しミラー２１０６ｃを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を感光体ドラム２０３０ｃに向かう方向に折り返す。

すなわち、光源２２００Ｂから射出され、ハーフミラーＨＭを透過した走査用光束は、ポリゴンミラー２１０４で−Ｘ側に偏向され、走査レンズ２１０５Ｂ、折り返しミラー２１０６ｃ、折り返しミラー２１０７ｃを介して感光体ドラム２０３０ｃの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。

このように、走査レンズ２１０５Ｂと２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０７ｃ）は、「Ｍステーション」の走査光学系である。

また、折り返しミラー２１０６ｄは、走査レンズ２１０５Ｂを介した光源２２００Ａからの光束の光路上に配置され、該光束の光路を＋Ｚ側に折り返す。

折り返しミラー２１０７ｄは、折り返しミラー２１０６ｄを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を−Ｘ側に折り返す。

折り返しミラー２１０８ｄは、折り返しミラー２１０７ｄを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を感光体ドラム２０３０ｄに向かう方向に折り返す。

すなわち、光源２２００Ａから射出され、ハーフミラーＨＭを透過した走査用光束は、ポリゴンミラー２１０４で−Ｘ側に偏向され、走査レンズ２１０５Ｂ、折り返しミラー２１０６ｄ、折り返しミラー２１０７ｄ、折り返しミラー２１０８ｄを介して感光体ドラム２０３０ｄの表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。

このように、走査レンズ２１０５Ｂと３枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０７ｄ、２１０８ｄ）は、「Ｙステーション」の走査光学系である。

走査レンズ２１０５Ｂは、２つの画像形成ステーションで共用されている。

各同期検知センサには、書込開始前の光束が入射される。各同期検知センサは、受光光量に応じた信号を走査制御装置に出力する。

走査制御装置は、各同期検知センサの出力信号（同期検知信号）に基づいて、対応する感光体ドラムにおける書込開始タイミングを求める。

本実施形態では、ハーフミラーＨＭで反射された光束が、ポリゴンミラー２１０４によって、対応する感光体ドラムに向かう方向に偏向されている時、ハーフミラーＨＭを透過した光束は、ポリゴンミラー２１０４によって、感光体ドラムに向かう方向とは異なる方向に偏向される（図６（Ａ）参照）。

一方、ハーフミラーＨＭを透過した光束が、ポリゴンミラー２１０４によって、対応する感光体ドラムに向かう方向に偏向されている時、ハーフミラーＨＭで反射された光束は、ポリゴンミラー２１０４によって、感光体ドラムに向かう方向とは異なる方向に偏向される（図６（Ｂ）参照）。

そこで、走査制御装置は、図７に示されるようなタイミングチャートに従って、各光源を駆動制御することにより、２つの光源を用いて、４つの感光体ドラムの表面に、それぞれ対応する色の潜像を描くことができる。

ここでは、ポリゴンミラー２１０４の１つの反射面で偏向された光束によって、２つの同期検知情報が時系列に発生する。

また、走査制御装置は、同期検知信号に基づいて、ポリゴンミラーの回転における基準クロックに対する位相のずれを常に監視し、位相のずれをなくすように、駆動機構に入力するクロックを制御するＰＬＬ回路（Ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）を備えている。すなわち、走査制御装置は、同期検知信号に基づいて、回転むらが発生しないようにポリゴンミラーの回転速度を制御する。

ところで、光走査装置２０１０では、偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４、２つの走査レンズ（２１０５Ａ、２１０５Ｂ）、反射ミラーＭａ２、及び反射ミラーＭｂ３は、コアユニット２４１０内に収容されている（図２参照）。そして、プリント基板２４００は、該コアユニット２４１０の側板に取り付けられている。

また、図３に示されるように、コアユニット２４１０におけるポリゴンミラー２１０４の＋Ｚ側の面には、円形の開口部（「開口部Ａ」という）が設けられている。該開口部Ａの中心は、ポリゴンミラー２１０４の回転軸上に位置している。そして、開口部Ａには、フィルタ２４２９が設けられている。

コアユニット２４１０の側板及び制流壁２４０３は、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴う騒音が外部に漏れるのを抑制する作用も有している。

また、１０枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ、２１０８ａ、２１０８ｄ）は、サブユニット２４２０に収容されている。

このサブユニット２４２０は、図８に示されるように、樹脂製の側板（２４２３、２４２４）、及び板金製の間隔部材（２４２５、２４２６、２４２７）などから構成されている。そして、１０枚の折り返しミラーは、各側板に保持されている。

また、間隔部材２４２５の中央には、円形の開口部（「開口部Ｂ」という）が設けられている。そして、サブユニット２４２０は、Ｚ軸方向からみたときに、開口部Ｂの中心と前記開口部Ａの中心とが、略一致するように、コアユニット２４１０の＋Ｚ側に載置されている。

そこで、ポリゴンミラー２１０４が回転すると、一例として図９に示されるように、開口部Ｂを通過した外気がフィルタ２４２９を介してポリゴンミラー２１０４に供給される。

ところで、ポリゴンミラーは、回転に伴って、図１０に示されるように、外周に沿って空気流を発生する。この際、ポリゴンミラー近傍における上流側はポリゴンミラーから離れていく方向の流れを発生し、下流側は反射面に沿った流れとなる。そこで、図１０において破線で示される下流側は局所的に負圧領域となり、反射面近傍で空気の流れが滞ってしまう。そのため、コアユニット内に侵入した浮遊する塵や飛散トナーなどの荷電粒子が負圧領域に引き付けられて、反射面に付着し、該反射面が曇る要因となっている。

本実施形態では、ポリゴンミラー２１０４を間に挟んで、Ｙ軸方向に対向する２つの制流壁２４０３が設けられている。これらの制流壁２４０３は、一例として図１１に示されるように、ポリゴンミラー２１０４の反射面から離れていく気流の方向を、該反射面に向かう方向に反転させている。これにより、該反射面近傍で渦流が発生し、該反射面近傍での空気の流れが乱され、該反射面近傍の気圧が平均化される。そして、上記負圧領域がなくなり、コアユニット内に侵入した浮遊する塵や飛散トナーなどの荷電粒子が反射面に付着するのを抑制することができる。

また、反射面近傍での空気の流れが乱されることから、該空気の温度が均一化される。さらに、反射面近傍での流速が速くなることから、ポリゴンミラー２１０４の高速回転に伴って発生する熱がすみやかに取り除かれ、ポリゴンミラーの温度上昇が抑制される。そこで、走査レンズ等に吹き付ける空気の温度を低く抑えることができる。

すなわち、本実施形態では、２つの制流壁２４０３を設けることによって、反射面の汚れを回避するとともに、走査レンズ等に熱風が吹き付けられるのを抑制することができる。

なお、一例として図１２及び図１３に示されるように、制流壁２４０３の内面に、ポリゴンミラー２１０４の回転軸に直交する断面形状が波状となる凹凸を形成しても良い。

また、一例として図１４に示されるように、気流の下流側を堰き止めるような位置に制流壁２４０３を配置しても良い。

さらに、一例として図１５に示されるように、ポリゴンミラー２１０４に入射する光束及びポリゴンミラー２１０４で反射された光束が通過する領域を除いてポリゴンミラー２１０４を囲うように制流壁２４０３を設けても良い。

ここでは、制流壁２４０３は、コアユニット２４１０と一体化されている。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、光源モジュール、ハーフミラーＨＭ、５枚の反射ミラー（Ｍａ１、Ｍａ２、Ｍｂ１、Ｍｂ２、Ｍｂ３）、２つのシリンドリカルレンズ（２２０４Ａ、２２０４Ｂ）、ポリゴンミラー２１０４、２つの走査レンズ（２１０５Ａ、２１０５Ｂ）、１０枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ、２１０８ａ、２１０８ｄ）などを有している。

そして、ポリゴンミラー２１０４の近傍に設けられ、ポリゴンミラー２１０４の回転により発生した気流をポリゴンミラー２１０４に向かう方向に反転させる２つの制流壁２４０３を有している。

この場合は、ポリゴンミラー２１０４の反射面の汚れを回避するとともに、走査レンズ等に熱風が吹き付けられるのを抑制することができる。また、風損が小さくなり、ポリゴンミラー２１０４の高速回転に要する電力を低減させることができる。さらに、空冷用ファンが不要であり、消費電力及び騒音が大きくなるのを抑制することができる。

そこで、消費電力及び騒音の増大を招くことなく、安定した光走査を行うことが可能となる。

また、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、光走査装置２０１０を備えているため、結果として、消費電力及び騒音の増大を招くことなく、高品質の画像を形成することが可能となる。

なお、上記実施形態では、各光源が、発光素子として端面発光レーザを有する場合について説明したが、これに限らず、垂直共振器型の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を有していても良い。

また、上記実施形態では、各光源が、２つの発光部を有する場合について説明したが、これに限らず、各光源が、１つの発光部を有していても良いし、３つ以上の発光部を有していても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置が４つの感光体ドラムを有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、画像形成装置が２つの感光体ドラムを有していても良い。また、画像形成装置が５つあるいは６つの感光体ドラムを有していても良い。

また、上記実施形態において、感光体ドラムから記録紙へのトナー画像の転写が、感光体ドラムから記録紙へ直接的に行われる直接転写方式であっても良い。

なお、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で転写対象物としての印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。

要するに、上記光走査装置２０１０を備えた画像形成装置であれば良い。

以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、消費電力及び騒音の増大を招くことなく、安定した光走査を行うのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、消費電力及び騒音の増大を招くことなく、高品質の画像を形成するのに適している。

２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…ポリゴンミラー（光偏向器）、２１０５Ａ…走査レンズ（走査光学系の一部）、２１０５Ｂ…走査レンズ（走査光学系の一部）、２１０６ａ〜２１０６ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、２１０７ａ〜２１０７ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、２１０８ａ，２１０８ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、２４０３…制流壁（制流部材）、２４１０…コアユニット（ハウジング）。

特開２００８−１８０９７２号公報 特開２００２−２６７９９０号公報 特許第４００７１１１号公報 特許第３１９２２７１号公報

Claims (8)

1. 被走査面を主走査方向に光走査する光走査装置であって、
   光源と；
   軸まわりに回転する反射面を有し、前記光源からの光束を偏向する光偏向器と；
   前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と；
   前記光偏向器の近傍に設けられた制流部材と；を備え、
   前記制流部材は、前記光偏向器に入射する光束及び前記光偏向器で偏向された光束が通過する領域を除いて前記光偏向器を囲う少なくとも１つの壁状部材を含み、
   前記少なくとも１つの壁状部材における前記光偏向器側の面には、前記反射面の回転軸に直交する断面形状が波状となる凹凸が形成されており、
   前記制流部材は、前記反射面の回転により発生した気流を該反射面に向かう方向に反転させる光走査装置。
2. 被走査面を主走査方向に光走査する光走査装置であって、
   光源と；
   軸まわりに回転する反射面を有し、前記光源からの光束を偏向する光偏向器と；
   前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と；
   前記光偏向器の近傍に設けられた制流部材と；を備え、
   前記制流部材は、前記光偏向器に入射する光束及び前記光偏向器で偏向された光束が通過する領域を除いて前記光偏向器を囲う少なくとも１つの壁状部材を含み、
   前記少なくとも１つの壁状部材は、前記光偏向器を間に挟み、前記反射面の回転軸方向に直交する一の方向に関して対向する２つの壁状部材であり、
   前記２つの壁状部材の形状は、一方の壁状部材を前記反射面の回転軸まわりに１８０°回転させたとき他方の壁状部材と一致する形状であり、
   前記制流部材は、前記反射面の回転により発生した気流を該反射面に向かう方向に反転させる光走査装置。
3. 前記制流部材は、前記反射面に沿って流れる気流の下流側を堰き止める壁面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記光偏向器はハウジング内に収容されており、
   前記制流部材は、該ハウジングと一体化されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 少なくとも１つの像担持体と；
   前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
6. 前記画像情報は多色のカラー画像情報であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 被走査面を主走査方向に光走査する光走査装置であって、
   光源と；
   軸まわりに回転する反射面を有し、前記光源からの光束を偏向する光偏向器と；
   前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と；
   前記光偏向器の近傍に設けられ、前記光偏向器に入射する光束及び前記光偏向器で偏向された光束が通過する領域を除いて前記光偏向器を囲う少なくとも１つの壁状部材と；を備え、
   前記少なくとも１つの壁状部材における前記光偏向器側の面には、前記反射面の回転軸に直交する断面形状が波状となる凹凸が形成されており、
   前記少なくとも１つの壁状部材は、前記反射面の回転により発生した気流を該反射面に向かう方向に反転させる光走査装置。
8. 被走査面を主走査方向に光走査する光走査装置であって、
   光源と；
   軸まわりに回転する反射面を有し、前記光源からの光束を偏向する光偏向器と；
   前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と；
   前記光偏向器の近傍に設けられ、前記光偏向器に入射する光束及び前記光偏向器で偏向された光束が通過する領域を除いて前記光偏向器を囲う少なくとも１つの壁状部材と；を備え、
   前記少なくとも１つの壁状部材は、前記光偏向器を間に挟み、前記反射面の回転軸方向に直交する一の方向に関して対向する２つの壁状部材であり、
   前記２つの壁状部材の形状は、一方の壁状部材を前記反射面の回転軸まわりに１８０°回転させたとき他方の壁状部材と一致する形状であり、
   前記少なくとも１つの壁状部材は、前記反射面の回転により発生した気流を該反射面に向かう方向に反転させる光走査装置。

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