JP7163664B2 - 光偏向装置、光偏向装置を備えた光走査装置、及び光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光偏向装置、光偏向装置を備えた光走査装置、及び光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

光偏向装置は例えば画像形成装置に設けられている。この光偏向装置は、回転多面体と回転多面体を覆うカバーとを備え、カバーは、回転多面体の周面に対向する開口部を備えている。そして、光源から射出された光が、カバーの開口部を通って回転多面体の周面に照射されるとともに、回転多面体が、軸心を中心として回転しながら光を開口部を通して被照射体としての像担持体に対して偏向走査する（特許文献１参照）。これにより、像担持体の表面に静電潜像が形成される。
この種の光偏向装置のカバーは、前記開口部を備えた非密閉型であるために、回転多面体の回転によって発生する騒音が、開口部からカバーの外側に漏れ出る。そこで、従来、前記開口部をできるだけ小さく形成して前記騒音を低減していた。

特開２０１７－１９１２５７号公報

しかしながら、回転多面体は高速で回転するために、前記開口部を小さく形成しただけでは、回転多面体の回転によって発生する騒音を十分低減することができなかった。
本発明は上記実状に鑑みて成されたもので、その目的は、非密閉型のカバーであっても、回転多面体の回転によって発生する騒音を十分低減できる光偏向装置、光偏向装置を備えた光走査装置、及び光走査装置を備えた画像形成装置を提供する点にある。

本発明の一局面の光偏向装置は、回転多面体と、前記回転多面体を覆うカバーとを備え、 前記カバーは、前記回転多面体の周面に対向する開口部を備え、光源から射出された光線が、前記カバーの開口部を通って前記回転多面体の周面に照射されるとともに、前記回転多面体が、軸心を中心として回転しながら前記光線を前記開口部を通して被照射体に対し偏向走査する。そして、光偏向装置は、前記回転多面体の軸心を中心とする前記開口部の開口角度をθ、ｎを回転多面体の面数よりも小さい自然数としたとき、θが次の（１）及び（２）の式を満たす。

θ ＞（（３６０°/ 前記回転多面体の面数）×ｎ）×０．８３ ………（１）
θ ＜（（３６０°/ 前記回転多面体の面数）×ｎ）×１．１７ ………（２）

本発明の他の局面の光偏向装置は、回転多面体と、前記回転多面体を覆うカバーとを備え、前記カバーは、前記回転多面体の周面に対向する開口部を備え、光源から射出された光線が、前記カバーの開口部を通って前記回転多面体の周面に照射されるとともに、前記回転多面体が、軸心を中心として回転しながら前記光線を前記開口部を通して被照射体に対し偏向走査する。そして、光偏向装置は、前記回転多面体の軸心を中心とする前記開口部の開口角度をθ、ｎを回転多面体の面数よりも小さい自然数としたとき、θが次の（３
）の式を満たす。

θ ＝ （３６０° / 回転多面体の面数） × ｎ ………（３）

本発明の光走査装置は、請求項１～４のいずれか一つに記載の光偏向装置と、前記光源とを備えている。

本発明の画像形成装置は、請求項５に記載の光走査装置と、前記被照射体とを備えている。前記被照射体は、表面に静電潜像が形成される像担持体である。

本発明によれば、非密閉型のカバーであっても、回転多面体の回転によって発生する騒音を十分低減できる光偏向装置、光偏向装置を備えた光走査装置、及び光走査装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

図１は、画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 図２は、光走査装置の副走査断面（光学系の光軸及び副走査方向を含む断面に対応する面）の構成を示す光路図である。 図３は、光走査装置の主走査断面（副走査方向に垂直な断面に対応する面）の構成を示す光路図である。 図４は、光偏向装置の概略構成を示す斜視図である。 図５は、光偏向装置の断面図である。 図６は、光偏向装置を第２方向の一方側（上側）から見た図である。 図７は、光偏向装置のカバー体等の断面図である。 図８は、光偏向装置を第３方向の他方側（後側）から見た図である。 図９は、光偏向装置を前上方から見た斜視図である。 図１０は、光偏向装置を後上方から見た斜視図である。 図１１は、第１カバー部の周壁部の断面とポリゴンミラーを示す図である。 図１２は、第１開口部の開口角度と騒音レベルの関係を示す図である。 図１３は、ポリゴンミラーの偏向面と第１開口部の第１開口端との間（第１隙間Ｋ１）の空気の圧力（第１圧力）の変動を示す図である。 図１４は、ポリゴンミラーの偏向面と第１開口部の第２開口端との間（第２隙間Ｋ２）の空気の圧力（第２圧力）の変動を示す図である。 図１５は、合成振幅と位相差（第１圧力の圧力変動の第１波形と第２圧力の圧力変動の第２波形との位相差）の関係を示す図である。 図１６は、ポリゴンミラーの回転によって生じる空気の流れを示す光走査装置の主走査断面の構成を示す光路図である。 図１７は、第２実施形態の第１カバー部の周壁部の断面とポリゴンミラーを示す図である。 図１８は、第２実施形態の光走査装置の主走査断面の構成を示す光路図である。 図１９は、第２実施形態を示す図であり、ポリゴンミラーの回転によって生じる空気の流れを示す光走査装置の主走査断面の構成を示す光路図である。 図２０は、第２実施形態の比較例を示す図であり、ポリゴンミラーの回転によって生じる空気の流れを示す光走査装置の主走査断面の構成を示す光路図である。 図２１は、第３実施形態を示す図であり、第１カバー部の周壁部の断面とポリゴンミラーを示す図である。 図２２は、第４実施形態を示す図であり、第１カバー部の周壁部の断面とポリゴンミラーを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に画像形成装置１を示してある。画像形成装置１は、タンデム型のカラープリンターである（画像形成装置１が複写機や複合機であってもよい）。画像形成装置１は、略直方体の本体ハウジング１０を有する。

［画像形成装置１の構造］
本体ハウジング１０は、シートに対して画像形成処理を行う複数の処理ユニットを内部に収容する。本実施形態では、処理ユニットとして、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋ、光走査装置２３、中間転写ユニット２８及び定着装置３０を備えている。

本体ハウジング１０の上面には排紙トレイ１１が設けられている。この排紙トレイ１１に対向して、シート排出口１２が開口している。本体ハウジング１０の側壁には、手差し給紙トレイ１３が開閉自在に取り付けられている。本体ハウジング１０の下部には、給紙カセット１４が着脱自在に装着されている。

画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像を、外部機器から伝送された画像情報に基づいて形成する。画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは、水平方向に所定の間隔でタンデムに配置されている。

各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは次の部品や装置を備えている。
静電潜像及びトナー像を担持する円筒体形状の感光体ドラム２１（像担持体、被照射体に相当）。
感光体ドラム２１のドラム周面を帯電させる帯電器２２。
静電潜像に現像剤を付着させてトナー像を形成する現像装置２４。
現像装置２４に各色のトナーを供給するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナーコンテナ２５Ｙ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｂｋ。
感光体ドラム２１に形成されたトナー像を一次転写させる一次転写ローラー２６。
感光体ドラム２１のドラム周面の残留トナーを除去するクリーニング装置２７。

以下の説明において、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋに備えられる感光体ドラム２１を特に説明する場合、画像形成ユニット２Ｙに備えられる感光体ドラムを「第１感光体ドラム２１Ｙ」と称する。また、画像形成ユニット２Ｃに備えられる感光体ドラムを「第２感光体ドラム２１Ｃ」と称する。そして、画像形成ユニット２Ｍに備えられる感光体ドラムを「第３感光体ドラム２１Ｍ」と称し、画像形成ユニット２Ｂｋに備えられる感光体ドラムを「第４感光体ドラム２１Ｂｋ」と称する。

光走査装置２３は、各色の感光体ドラム２１のドラム周面上に静電潜像を形成する。光走査装置２３は、各色用に準備された複数の光源を有する入射光学系と、光源から発せられた光線を偏向する光偏向装置６（図２，図３参照）と、光偏向装置６により偏向された光線を各色の感光体ドラム２１のドラム周面に結像及び走査させる結像光学系とを有する。光走査装置２３については後で詳述する。

中間転写ユニット２８は、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を一次転写させる。中間転写ユニット２８は、各感光体ドラム２１のドラム周面に接触しつつ周回する転写ベルト２８１と、転写ベルト２８１が架け渡される駆動ローラー２８２及び従動ローラー２８３とを備える。転写ベルト２８１は、一次転写ローラー２６によって各感光体ドラム
２１のドラム周面に押し付けられている。各色の感光体ドラム２１上のトナー像は、転写ベルト２８１の同一箇所に重ね合わされて一次転写される。これにより、フルカラーのトナー像が転写ベルト２８１に形成される。

駆動ローラー２８２に対向し、転写ベルト２８１を挟んで二次転写ニップ部Ｔを形成する二次転写ローラー２９が配置されている。転写ベルト２８１のフルカラートナー像は、二次転写ニップ部Ｔにおいてシートに二次転写される。転写ベルト２８１の周面に残留したトナーは、従動ローラー２８３に対向配置されたベルトクリーニング装置２８４により回収される。

定着装置３０は、熱源が内蔵された定着ローラー３１と、定着ローラー３１と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラー３２とを備えている。定着装置３０は、二次転写ニップ部Ｔにおいてトナー像が転写されたシートを、定着ニップ部Ｎにおいて加熱及び加圧することで、トナーをシートに溶着させる。定着処理されたシートはシート排出口１２から排紙トレイ１１に排出される。

本体ハウジング１０の内部には、シートを搬送するシート搬送路が設けられている。シート搬送路は、本体ハウジング１０の下部付近から上部付近まで、二次転写ニップ部Ｔ及び定着装置３０を経由して、上下方向に延びるメイン搬送路Ｐ１を備えている。メイン搬送路Ｐ１の下流端はシート排出口１２に接続されている。両面印刷の際にシートを反転搬送する反転搬送路Ｐ２が、メイン搬送路Ｐ１の最下流端から上流端付近まで延設されている。また、手差しトレイ１３からメイン搬送路Ｐ１に至る手差しシート用搬送路Ｐ３が、給紙カセット１４の上方に配置されている。

給紙カセット１４はシートの束を収容する。給紙カセット１４の後上方には、シートの束の最上層のシートを１枚ずつ繰り出すピックアップローラー１５１と、シートをメイン搬送路Ｐ１の上流端に送り出す給紙ローラー対１５２とが設けられている。

手差しトレイ１３に載置されたシートは、手差しシート用搬送路Ｐ３を通って、メイン搬送路Ｐ１の上流端に送り出される。メイン搬送路Ｐ１の二次転写ニップ部Ｔよりも上流側には、シートを転写ニップ部に送り出すレジストローラー対１５３が配置されている。

シートが片面印刷（画像形成）処理される場合、給紙カセット１４又は手差しトレイ１３からシートがメイン搬送路Ｐ１に送り出される。そして、二次転写ニップ部Ｔにおいて、トナー像がシートに転写される。また、定着装置３０によりトナーがシートに定着される。トナーが定着されたシートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１に排出される。

シートが両面印刷処理される場合、シートの片面に対して上記の転写処理と定着処理がなされた後、シートがスイッチバック搬送される。そして、シートが反転搬送路Ｐ２を経て、メイン搬送路Ｐ１の上流端付近に戻される。その後、シートの他面に転写処理と定着処理がされる。定着処理されたシートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１に排出される。

［光走査装置２３の構造］
次に、光走査装置２３について詳述する。以下の説明では、図４を参照して、光偏向装置６に備えられる基板６１が延びる長手方向を「第１方向Ａ１」と称し、基板６１の一主面に垂直な方向を「第２方向Ａ２」と称する。また、第１方向Ａ１と交差し且つ第２方向Ａ２と直交する方向を「第３方向Ａ３」と称し、第２方向Ａ２及び第３方向Ａ３の両方向と直交する方向を「第４方向Ａ４」と称する。

光走査装置２３は、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋ及び中間転写ユニット２８の下側に水平に配置される。光走査装置２３において、第２方向Ａ２は上下方向に一致する。第３方向Ａ３は周回する転写ベルト２８１の移動方向となる前後方向に一致し、第４方向Ａ４は感光体ドラム２１の回転軸方向（軸心方向）となる左右方向に一致する。

第１方向Ａ１は、第３方向Ａ３及び第４方向Ａ４に対して略４５度で交差する方向となる。上下方向と一致する第２方向Ａ２において、上下方向の上側を「一方側」と称し、上下方向の下側を「他方側」と称する。

前後方向と一致する第３方向Ａ３において、前後方向の前側を「一方側」と称し、前後方向の後側を「他方側」と称する。左右方向と一致する第４方向Ａ４において、左右方向の右側を「一方側」と称し、左右方向の左側を「他方側」と称する。

図２に示すように、光走査装置２３は、イエロー光線ＬＹによってイエロー用の第１感光体ドラム２１Ｙのドラム周面２１１を走査する。同様に、光走査装置２３は、シアン光線ＬＣとマゼンタ光線ＬＭとブラック光線ＬＢｋによって、シアン用の第２感光体ドラム２１Ｃとマゼンタ用の第３感光体ドラム２１Ｍとブラック用の第４感光体ドラム２１Ｂｋのドラム周面２１１を各別に走査する。

イエロー光線ＬＹは、イエロー画像描画用のレーザー光線であり、シアン光線ＬＣは、シアン画像描画用のレーザー光線である。マゼンタ光線ＬＭは、マゼンタ画像描画用のレーザー光線であり、ブラック光線ＬＢｋは、ブラック画像描画用のレーザー光線である。

図２，図３に示すように、光走査装置２３は、各色の光線の光路に各々配置される入射光学系５と、４色で共用される１つの光偏向装置６と、第１走査レンズ７１と、第２走査レンズ７２Ｙ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｂｋとを備える。さらに光走査装置２３は、イエロー用反射ミラー７３Ｙ１、７３Ｙ２と、シアン用反射ミラー７３Ｃ１、７３Ｃ２と、マゼンタ用反射ミラー７３Ｍ１、７３Ｍ２、７３Ｍ３と、ブラック用反射ミラー７３Ｂｋとを備えている。これらは光学ハウジング４に収容されている。

イエロー用反射ミラー７３Ｙ１、７３Ｙ２はイエロー光線ＬＹを反射させ、シアン用反射ミラー７３Ｃ１、７３Ｃ２はシアン光線ＬＣを反射させる。マゼンタ用反射ミラー７３Ｍ１、７３Ｍ２、７３Ｍ３はマゼンタ光線ＬＭを反射させ、ブラック用反射ミラー７３Ｂｋはブラック光線ＬＢｋを反射させる。

前記第１走査レンズ７１、第２走査レンズ７２Ｙ、７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｂｋ、イエロー用、シアン用、マゼンタ用、ブラック用の各反射ミラー７３Ｙ１、７３Ｙ２、７３Ｃ１、７３Ｃ２、７３Ｍ１、７３Ｍ２、７３Ｍ３、７３Ｂｋにより結像光学系が構成される。

光学ハウジング４は、光偏向装置６が収容される領域となる光偏向装置収容部４１（図４参照）を有する。光偏向装置収容部４１は、光偏向装置６が載置される載置面４１１を有する。

入射光学系５は、光学ハウジング４内に収容され、各色の光線を後述のポリゴンミラー６３（回転多面体に相当）の周面である偏向面６３１に入射させるための光学系である。図３に示すように、入射光学系５は、光源５１と、コリメータレンズ５２と、シリンドリカルレンズ５３とを備えている。

光源５１はレーザー素子から成り、ポリゴンミラー６３の偏向面６３１に照射する光線を射出する。コリメータレンズ５２は、光源５１から射出されて拡散する光線を平行光に
変換する。シリンドリカルレンズ５３は、コリメータレンズ５２による平行光を第４方向Ａ４に長い線状光に変換してポリゴンミラー６３の偏向面６３１に結像させる。

前述のように、第４方向Ａ４は、感光体ドラム２１の回転軸方向となる左右方向と一致する方向であり、光走査装置２３による感光体ドラム２１に対する走査の主走査方向と一致する。

第１走査レンズ７１は、入射光線の角度と像高とが比例関係となる歪曲収差（ｆθ特性）を有するレンズであり、第４方向Ａ４（主走査方向）に沿って延びる長尺のレンズである。第１走査レンズ７１は、ポリゴンミラー６３の偏向面６３１によって反射された光線を集光する。

第２走査レンズ７２Ｙは、第１走査レンズ７１と同様に、歪曲収差（ｆθ特性）を有するレンズであって、第４方向Ａ４（主走査方向）に沿って延びる長尺のレンズである。第２走査レンズ７２Ｙは、第１走査レンズ７１を通過したイエロー光線ＬＹを集光し、第１感光体ドラム２１Ｙのドラム周面２１１上に結像させる。

第２走査レンズ７２Ｃは、第１走査レンズ７１と同様に、歪曲収差（ｆθ特性）を有するレンズであって、第４方向Ａ４（主走査方向）に沿って延びる長尺のレンズである。第２走査レンズ７２Ｃは、第１走査レンズ７１を通過したシアン光線ＬＣを集光し、第２感光体ドラム２１Ｃのドラム周面２１１上に結像させる。

第２走査レンズ７２Ｍは、第１走査レンズ７１と同様に、歪曲収差（ｆθ特性）を有するレンズであって、第４方向Ａ４（主走査方向）に沿って延びる長尺のレンズである。第２走査レンズ７２Ｍは、第１走査レンズ７１を通過したマゼンタ光線ＬＭを集光し、第３感光体ドラム２１Ｍのドラム周面２１１上に結像させる。

第２走査レンズ７２Ｂｋは、第１走査レンズ７１と同様に、歪曲収差（ｆθ特性）を有するレンズであって、第４方向Ａ４（主走査方向）に沿って延びる長尺のレンズである。第２走査レンズ７２Ｂｋは、第１走査レンズ７１を通過したブラック光線ＬＢｋを集光し、第４感光体ドラム２１Ｂｋのドラム周面２１１上に結像させる。

イエロー用反射ミラー７３Ｙ１、７３Ｙ２は、第１走査レンズ７１を通過したイエロー光線ＬＹの結像光路上において、イエロー光線ＬＹを反射させる。

シアン用反射ミラー７３Ｃ１、７３Ｃ２は、第１走査レンズ７１を通過したシアン光線ＬＣの結像光路上において、シアン光線ＬＣを反射させる。

マゼンタ用反射ミラー７３Ｍ１、７３Ｍ２、７３Ｍ３は、第１走査レンズ７１を通過したマゼンタ光線ＬＭの結像光路上において、マゼンタ光線ＬＭを反射させる。

図２，図３に示すように、ポリゴンミラー６３の偏向面６３１により反射されたイエロー光線ＬＹは、第１走査レンズ７１によって集光される。そして、イエロー光線ＬＹは、イエロー用反射ミラー７３Ｙ１により反射されて第２走査レンズ７２Ｙを通過する。その後、イエロー光線ＬＹは、イエロー用反射ミラー７３Ｙ２により反射されて、第１感光体ドラム２１Ｙのドラム周面２１１に結像される。

ポリゴンミラー６３の偏向面６３１により反射されたシアン光線ＬＣは、第１走査レンズ７１によって集光される。そして、シアン光線ＬＣは、シアン用反射ミラー７３Ｃ１により反射されて第２走査レンズ７２Ｃを通過する。その後、シアン光線ＬＣは、シアン用
反射ミラー７３Ｃ２により反射されて、第２感光体ドラム２１Ｃのドラム周面２１１に結像される。

ポリゴンミラー６３の偏向面６３１によって反射されたマゼンタ光線ＬＭは、第１走査レンズ７１によって集光される、そして、マゼンタ光線ＬＭは、マゼンタ用反射ミラー７３Ｍ１、７３Ｍ２により反射されて第２走査レンズ７２Ｍを通過する。その後、マゼンタ光線ＬＭは、マゼンタ用反射ミラー７３Ｍ３により反射されて、第３感光体ドラム２１Ｍのドラム周面２１１に結像される。

ポリゴンミラー６３の偏向面６３１によって反射されたブラック光線ＬＢｋは、第１走査レンズ７１及び第２走査レンズ７２Ｂｋによって集光される。その後、ブラック光線ＬＢｋは、ブラック用反射ミラー７３Ｂｋにより反射されて第４感光体ドラム２１Ｂｋのドラム周面２１１に結像される。

＜光偏向装置６の構造＞
図４，図５に示すように、光偏向装置６は、基板６１と駆動モーター６２（駆動部に相当）とポリゴンミラー６３とドライバＩＣ６４１とコンデンサ６４２とコネクター６４３とカバー体６５を備えている。

［基板６１の構造］
図４，図６に示すように、基板６１は、第１方向Ａ１に所定長さを有する矩形板状の回路基板である。この基板６１は、光学ハウジング４の光偏向装置収容部４１の載置面４１１に固定されている。

［駆動モーター６２の構造］
図７に示すように、駆動モーター６２は、モーター本体６２１と回転軸６２２を備え、前記載置面４１１に固定されて、ポリゴンミラー６３を駆動回転する。回転軸６２２は、モーター本体６２１から突出して基板６１の一主面に垂直な第２方向Ａ２に延びている。モーター本体６２１に駆動電流が入力されると、回転軸６２２が回転し、ポリゴンミラー６３が軸心Ｐを中心として回転する。

［ポリゴンミラー６３の構造］
図３，図７に示すように、ポリゴンミラー６３は断面正６角形の多面鏡である。ポリゴンミラー６３は、正６角形の各辺に対応する６つの偏向面６３１（周面に相当）を有する。偏向面６３１には光源５１から射出された光線が照射される。ポリゴンミラー６３は、前記回転軸６２２の第２方向Ａ２の一方側（上側）の端部に回転一体に設けられている。ポリゴンミラー６３は、回転軸６２２の回転に連動して、軸心Ｐを中心として回転しながら光線を感光体ドラム２１のドラム周面２１１に対して偏向走査する。図３の符号Ｄは走査領域である。図３，図１１において、ポリゴンミラー６３は軸心Ｐを中心として時計回りに回転する。

［カバー体６５の構造］
図４～図１０に示すように、カバー体６５は、光学ハウジング４の光偏向装置収容部４１の載置面４１１に固定されて、ポリゴンミラー６３と駆動モーター６２を覆っている。カバー体６５は、ポリゴンミラー６３の回転によって生じる騒音を防止し、ポリゴンミラー６３への粉塵等の付着を防止する。カバー体６５は、第１カバー部６５１と第２カバー部６５２（カバー部に相当）を備えている。

［第１カバー部６５１の構造］
図７に示すように、第１カバー部６５１は、ポリゴンミラー６３を第２方向Ａ２の一方
側（上側）から覆い、ポリゴンミラー６３が配設される第１空間Ｓ１を形成する。第１カバー部６５１は、円板状の天壁部６５１Ａと円筒状の周壁部６５１Ｂを備えている。天壁部６５１Ａは、前記載置面４１１（図４参照）と平行に第２方向Ａ２の一方側（上側）に配置されている。周壁部６５１Ｂは、天壁部６５１Ａの外周縁から第２方向Ａ２の他方側（下側）に向かって延びている。周壁部６５１Ｂとポリゴンミラー６３は同心状に位置する。

そして、前記周壁部６５１Ｂに、ポリゴンミラー６３の偏向面６３１に対向する第１開口部６５１Ｃ（開口部に相当）が形成されている。図１０，図１１に示すように、第１開口部６５１Ｃは、周壁部６５１Ｂの周方向に沿う長孔である。図１１の符号Ａは、ポリゴンミラー６３の回転方向上流側の第１開口部６５１Ｃの第１開口端、符号Ｂは、ポリゴンミラー６３の回転方向下流側の第１開口部６５１Ｃの第２開口端である。

図３に示すように、第１開口部６５１Ｃは、光源５１から射出された光線を第１カバー部６５１の内部に導き、ポリゴンミラー６３の偏向面６３１により偏向された光線を第１カバー部６５１の外部に導く。第１開口部６５１Ｃは、ポリゴンミラー６３の回転により生じる気流が通過する開口部としての機能も有する。第１開口部６５１Ｃについては後で詳しく説明する。

［第２カバー部６５２の構造］
第２カバー部６５２は、第１カバー部６５１の第２方向Ａ２の他方側（下側）において、駆動モーター６２が配設される第２空間Ｓ２（図７参照）を形成する。第２カバー部６５２は第１カバー部６５１に連設されている。第２カバー部６５２の第２空間Ｓ２と第１カバー部６５１の第１空間Ｓ１とは連通する。図４に示すように、第２カバー部６５２は、第１延在部６５３と第２延在部６５４を備えている。

［第１延在部６５３の構造］
図７，図９に示すように、第１延在部６５３は第１上壁６５３Ａと第１縦壁６５３Ｂを備えている。第１上壁６５３Ａは、第１カバー部６５１の周壁部６５１Ｂの下端部の一部（下端部の周部の一部分）から第３方向Ａ３の一方側（前側）に延びている。第１縦壁６５３Ｂは、第１上壁６５３Ａの前端部から下側に延びている。そして、第１縦壁６５３Ｂの下端部が外側に折曲されて、取り付けフランジ６５３Ｃに構成されている。取り付けフランジ６５３Ｃは、ハウジング４の光偏向装置収容部４１の載置面４１１（図４参照）に固定される。

［第２延在部６５４の構造］
図９に示すように、第２延在部６５４は、前記周壁部６５１Ｂの下端部の残部（前記一部以外の部分、すなわち、前記下端部の周部の残りの部分）から第４方向Ａ４の一方側（右側）と他方側（左側）に延びる第２上壁６５４Ａを備えている。

図６，図９に示すように、第２上壁６５４Ａは、第２方向Ａ２（上下方向）から見て、第１延在部６５３とは反対側（第３方向Ａ３の他方側（後側））に窄まる台形状に形成されている。そして、図１０に示すように、前記台形の斜辺に対応する左右一対の側縁からそれぞれ第２方向Ａ２の他方側（下側）に第２縦壁６５４Ｂが延びている。第２縦壁６５４Ｂの下端部は外側に折曲されて取り付けフランジ６５４Ｃに構成されている。取り付けフランジ６５４Ｃは、ハウジング４の光偏向装置収容部４１の載置面４１１（図４参照）に固定される。

図６，図９に示すように、第１上壁６５３Ａが前記周壁部６５１Ｂの下端部の一部から第３方向Ａ３の一方側（前側）に延びていることから、前記台形の長辺に対応する第２上
壁６５４Ａの前縁は、周壁部６５１Ｂの右側の前縁部分６５５Ａ１と左側の前縁部分６５５Ａ２とに分割されている。そして、図９に示すように、第２上壁６５４Ａの右側の前縁部分６５５Ａ１の下側と、第１上壁６５３Ａの右側の側縁の下側とが開口し、第２上壁６５４Ａの左側の前側縁部分６５５Ａ２の下側と、第１上壁６５３Ａの左側の側縁の下側とが開口して、これらの開口が第２開口部６５６Ａ（空気流通口に相当）に構成されている。

また、図８，図１０に示すように、前記台形の短辺に対応する第２上壁６５４Ａの後縁の下側が開口して第３開口部６５８（空気流通口に相当）に構成されている。第２開口部６５６Ａと第３開口部６５８は、ポリゴンミラー６３の回転により生じる気流が流通する機能を有する。これにより、ポリゴンミラー６３を駆動する駆動モーター６２や、その周囲の電子部材を冷却することができる。その結果、駆動モーター６２や電子部材の温度上昇に起因する作動不良を回避することができる。

［第１カバー部６５１内の空気の圧力変動］
ポリゴンミラー６３が回転すると、第１カバー部６５１内の空気がポリゴンミラー６３の角部によって回転方向に押される。そして、第１開口部６５１Ｃの第１開口端Ａとポリゴンミラー６３の偏向面６３１との間の第１隙間Ｋ１（図１１参照）から第１カバー部６５１内の空気が吹き出される。また、第１開口部６５１Ｃの第２開口端Ｂとポリゴンミラー６３の偏向面６３１との間の第２隙間Ｋ２（図１１参照）から空気が第１カバー部６５１内に吸い込まれる。

第１カバー部６５１の周壁部６５１Ｂは断面円形であり、ポリゴンミラー６３は断面正６角形であるので、第１隙間Ｋ１と第２隙間Ｋ２はポリゴンミラー６３の回転によって変化する。

従って、ポリゴンミラー６３の偏向面６３１と、前記第１開口部６５１Ｃの第１開口端Ａとの間の空気（第１隙間Ｋ１の空気）の第１圧力が、ポリゴンミラー６３の回転に伴って周期的に変動する（図１３参照）。また、ポリゴンミラー６３の偏向面６３１と、前記第１開口部６５１Ｃの第２開口端Ｂとの間の空気（第２隙間Ｋ２の空気）の第２圧力が、ポリゴンミラー６３の回転に伴って周期的に変動する（図１４参照）。前記第１圧力と第２圧力は、ポリゴンミラー６３の１面分の回転（ポリゴンミラー６３の６０°の回転）で１周期分変動する。

［光偏向装置６の騒音防止構造］
＜光偏向装置６の騒音防止構造の第１実施形態＞
ポリゴンミラー６３を覆う第１カバー部６５１の周壁部６５１Ｂに第１開口部６５１Ｃが形成されているために、ポリゴンミラー６３の回転により生じる騒音が、第１開口部６５１Ｃから第１カバー部６５１の外側に漏れ出る。そこで、本実施形態においては、第１カバー部６５１の第１開口部６５１Ｃが次のように形成されて騒音の低減が図られている。

図１１に示すように、ポリゴンミラー６３の軸心Ｐを中心とする第１開口部６５１Ｃの開口角度をθ、ｎをポリゴンミラー６３の面数よりも小さい自然数としたとき、開口角度θが次の（３）の式を満たすように第１開口部６５１Ｃが形成されている。

θ ＝ （３６０° / ポリゴンミラー６３の面数） × ｎ ………（３）

図１１は、ｎが１のときの第１カバー部６５１の周壁部６５１Ｂの断面図（ポリゴンミ
ラー６３の軸心方向と直角な方向の断面図（主走査断面図））である。ポリゴンミラー６３の面数は６であるので、式（１）により、θ＝６０°である。本実施形態ではθは６０°に設定されている。第１開口部６５１Ｃの開口角度θが６０°で騒音レベルが小さくなる。その理由は次の通りである。

本実施形態では、
［Ａ］ 第１開口部６５１Ｃは、前記開口角度θが式（１）を満たすように形成されているので、図１１に示すように、ポリゴンミラー６３の六つの角部のうち、一つの角部が前記第１開口端Ａ付近に位置したときに、別の一つの角部が前記第２開口端Ｂ付近に位置する。ポリゴンミラー６３の隣り合う一対の角部間の中央が第１開口端Ａ付近に位置したときにも、同様に、別の隣り合う一対の角部間の中央が第２開口端Ｂ付近に位置する。

［Ｂ］ つまり、前記第１隙間Ｋ１と第２隙間Ｋ２は、ポリゴンミラー６３の回転中には常に略同一の長さになり、前記第１圧力と前記第２圧力が略同一の大きさ（絶対値）になる。一方、第１隙間Ｋ１からは第１カバー部６５１内の空気が吹き出され、第２隙間Ｋ２からは第１カバー部６５１内に空気が吸い込まれるので、第１圧力の圧力変動の位相と、第２圧力の圧力変動の位相とが１８０°（０．５周期分）ずれる（図１３，図１４参照）。

［Ｃ］ これにより、前記第１隙間Ｋ１付近の空気吹き出し口で発生する音の位相と、前記第２隙間Ｋ２付近の空気吸い込み口で発生する音の位相も１８０°ずれる。その結果、これらの音同士が、互いに打ち消しあって騒音レベルが小さくなる。従って、非密閉型の第１カバー部６５１であっても、ポリゴンミラー６３の回転によって発生する騒音を十分低減することができる。

ｎが２のとき、θは１２０°、ｎが３のとき、θは１８０°となる。このように、ｎがポリゴンミラー６３の面数よりも小さい２，３……の自然数のときにも、上記［Ａ］～［Ｃ］と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、開口角度θが上記の（３）の式を満たすように第１開口部６５１Ｃが形成されていると、騒音レベルを小さくすることができる。図１２に示すように、本発明者は、前記θが６０°，１２０°，１８０°のときに騒音レベルが小さくなることを実験により確認した。

図１５に、合成振幅と位相差（第１圧力の圧力変動の第１波形と第２圧力の圧力変動の第２波形との位相差）との関係を示してある。合成振幅とは前記第１波形と第２波形を合成した波形の振幅である。第１波形の振幅と第２波形の振幅（基本波形の振幅）はいずれも１である。

図１５により、前記位相差が（０．３３周期分の位相差）～（０．６７周期分の位相差）の範囲においては、合成振幅は基本波形の振幅１よりも小さい。そして、本実施形態のように、前記位相差が０．５周期分の位相差であるときに合成振幅が最も小さいので、騒音レベルは、第１圧力により生じる騒音や第２圧力により生じる騒音よりも小さくなる。

すなわち、本実施形態では、第１圧力の圧力変動の第１波形（図１３参照）と、第２圧力の圧力変動の第２波形（図１４参照）とを合成した波形の振幅が、第１波形の振幅と第２波形の振幅のいずれよりも小さくなるように第１波形と第２波形の位相差が設定されている。そして、第１開口部６５１Ｃの開口角度θが、前記位相差に対応する角度（本実施形態では６０°）に設定されている。

図３，図１１に示すように、ポリゴンミラー６３の軸心方向視において、ポリゴンミラー６３の回転方向上流側の光線Ｃ１と、第１開口部６５１Ｃの第１開口端Ａとの距離をＬ
１、ポリゴンミラー６３の回転方向下流側の光線Ｃ２と、第１開口部６５１Ｃの第２開口端Ｂとの距離をＬ２としたとき、Ｌ１とＬ２が次の（４）の式を満たすように光偏向装置６が構成されている。

Ｌ１＜Ｌ２ ………（４）

図１６は、ポリゴンミラー６３が回転しているときの風の流れ（第１隙間Ｋ１から吹き出される空気の流れ）を白抜き矢印で示している。例えば、Ｌ１＞Ｌ２ とした場合、第
１走査レンズ７１にポリゴンミラー６３の近傍の温度が高い風があたり、第１走査レンズ７１の温度が上昇して光学性能に影響を与える。これに対して、Ｌ１＜Ｌ２であると、第１走査レンズ７１に前記風（白抜き矢印）があたりにくくなる。その結果、走査レンズ７１の温度上昇を低減でき、第１走査レンズ７１の光学性能の低下を抑制することができる。

＜光偏向装置６の騒音防止構造の第２実施形態＞
図１７に、ポリゴンミラー６３が断面正６角形、ｎが２のときの第１カバー部６５１の周壁部６５１Ｂの断面図を示してある。ポリゴンミラー６３の面数は６であるので、式（３）によりθは１２０°である。

θが１２０°のときにも、上記［Ａ］～［Ｃ］と略同様の作用効果を得ることができる。すなわち、開口角度θが上記の（３）の式を満たすように第１開口部６５１Ｃが形成されているので、騒音レベルを小さくすることができる。前述のように、本発明者は、前記θが１２０°のときに騒音レベルが小さくなることを実験により確認した（図１２参照）。

図１８に示すように、本第２実施形態でもＬ１＜Ｌ２としてある。図２０に示すように、例えば、Ｌ１＞Ｌ２ とした場合、第１走査レンズ７１にポリゴンミラー６３の近傍の
温度が高い風（白抜き矢印）があたり、第１走査レンズ７１の温度が上昇して光学性能に影響を与えてしまう。これに対して、Ｌ１＜Ｌ２であると、図１９に示すように、第１走査レンズ７１に風（白抜き矢印）があたりにくくなり、第１走査レンズ７1の温度上昇を
低減することができて、第１走査レンズ７１の光学性能の低下を抑制することができる。

＜光偏向装置６の騒音防止構造の第３実施形態＞
図２１に、ポリゴンミラー６３が断面正５角形、ｎが１のときの第１カバー部６５１の周壁部６５１Ｂの断面図を示してある。ポリゴンミラー６３の面数は５であるので、式（３）によりθは７２°である。

第１開口部６５１Ｃの開口角度θが７２°のとき、
［Ａ１］ 第１開口部６５１Ｃは、前記開口角度θが式（３）を満たすように形成されているので、ポリゴンミラー６３の五つの角部のうち、一つの角部が前記第１開口端Ａ付近に位置したときに、別の一つの角部が前記第２開口端Ｂ付近に位置する。ポリゴンミラー６３の隣り合う一対の角部間の中央が第１開口端Ａ付近に位置したときにも、同様に、別の隣り合う一対の角部間の中央が第２開口端Ｂ付近に位置する。
そして、前記［Ｂ］，［Ｃ］と同様の作用効果を得ることができる。

＜光偏向装置６の騒音防止構造の第４実施形態＞
図２２に、ポリゴンミラー６３が断面正５角形、ｎが２のときの第１カバー部６５１の周壁部６５１Ｂの断面図を示してある。ポリゴンミラー６３の面数は５であるので、式（１）によりθは１４４°である。第１開口部６５１Ｃの開口角度θが１４４°のとき、前
記［Ａ１］，［Ｂ］，［Ｃ］と同様の作用効果を得ることができる。

＜光偏向装置６の騒音防止構造の第５実施形態＞
ポリゴンミラー６３の軸心Ｐを中心とする第１開口部６５１Ｃの開口角度をθ、ｎをポリゴンミラー６３の面数よりも小さい自然数としたとき、開口角度θが次の（１）及び（２）の式を満たすように第１開口部６５１Ｃが形成されていてもよい。

θ ＞（（３６０° / 回転多面体の面数） × ｎ）×０．８３ ………（１）
θ ＜（（３６０° / 回転多面体の面数） × ｎ）×１．１７ ………（２）

ｎが１のとき、式（１）と（２）により、４９．８°＜θ＜７０．２°である（ポリゴンミラー６３の面数は６である）。４９．８°＜θ＜７０．２°のときに騒音レベルが小さくなる。その理由について説明する。

式（１）と式（２）は、第１開口部６５１Ｃの開口角度θが、第１実施形態における第１開口部６５１Ｃの開口角度θの＋－１７％以内であることを意味している。これは、本第５実施形態における前記第１圧力の圧力変動の第１波形と、前記第２圧力の圧力変動の第２波形との位相差が、第１実施形態における前記位相差に対して＋－０．１７周期分増減するということである。第１実施形態では０．５周期分の位相差があるから、４９．８°＜θ＜７０．２°の範囲では、両波形に０．３３周期分～０．６７周期分の位相差が生じることになる。

図１５により、前記位相差が（０．３３周期分の位相差）～（０．６７周期分の位相差）の範囲においては、合成振幅は基本波形の振幅１よりも小さいので、騒音レベルは、前記第１圧力により生じる騒音や第２圧力により生じる騒音レベルよりも小さくなる。このように、本第５実施形態によれば、非密閉型の第１カバー部６５１であっても、ポリゴンミラー６３の回転によって発生する騒音を十分低減することができる。

以上説明したように、本発明は、光偏向装置、光偏向装置を備えた光走査装置、及び光走査装置を備えた画像形成装置について有用であり、特に、複写機、ファクシミリ、プリンタ、及び複合機（ＭＦＰ）等に有用である。

１ 画像形成装置
６ 光偏向装置
２１ 被照射体（感光体ドラム，像担持体）
２３ 光走査装置
５１ 光源
６２ 駆動部（駆動モーター）
６３ 回転多面体（ポリゴンミラー）
６３１ 周面（偏向面）
６５１ カバー（第１カバー部）
６５２ カバー部（第２カバー部）
６５１Ｃ 開口部（第１開口部）
６５６Ａ 空気流通口（第２開口部）
６５８ 空気流通口（第３開口部）
Ａ 回転多面体の回転方向上流側のカバーの開口部の開口端
Ｂ 回転多面体の回転方向下流側のカバーの開口部の開口端
Ｃ１ 回転多面体の回転方向上流側の光線
Ｃ２ 回転多面体の回転方向下流側の光線
Ｐ 軸心（回転多面体の軸心）

Claims (6)

1. 回転多面体と、
   前記回転多面体を覆うカバーとを備え、
   前記カバーは、前記回転多面体の周面に対向する開口部を備え、
   光源から射出された光線が、前記カバーの開口部を通って前記回転多面体の周面に照射されるとともに、前記回転多面体が、軸心を中心として回転しながら前記光線を前記開口部を通して被照射体に対し偏向走査する光偏向装置であって、
   前記回転多面体の軸心を中心とする前記開口部の開口角度をθ、ｎを前記回転多面体の面数よりも小さい自然数としたとき、θが次の（１）及び（２）の式を満たす光偏向装置。
   
   θ ＞（（３６０°/ 前記回転多面体の面数）×ｎ）×０．８３ ………（１）
   θ ＜（（３６０°/ 前記回転多面体の面数）×ｎ）×１．１７ ………（２）
   
2. 回転多面体と、
   前記回転多面体を覆うカバーとを備え、
   前記カバーは、前記回転多面体の周面に対向する開口部を備え、
   光源から射出された光線が、前記カバーの開口部を通って前記回転多面体の周面に照射されるとともに、前記回転多面体が、軸心を中心として回転しながら前記光線を前記開口部を通して被照射体に対し偏向走査する光偏向装置であって、
   前記回転多面体の軸心を中心とする前記開口部の開口角度をθ、ｎを前記回転多面体の面数よりも小さい自然数としたとき、θが次の（３）の式を満たす光偏向装置。
   
   θ ＝ （３６０° / 前記回転多面体の面数） × ｎ ………（３）
   
3. 前記回転多面体の軸心方向視において、前記回転多面体の回転方向上流側の光線と、前記回転多面体の回転方向上流側の前記カバーの開口部の開口端との距離をＬ１、前記回転多面体の回転方向下流側の光線と、前記回転多面体の回転方向下流側の前記カバーの開口部の開口端との距離をＬ２としたとき、次の（４）の式を満たす請求項１又は２記載の光偏向装置。
   
   Ｌ１＜Ｌ２ ………（４）
   
4. 前記回転多面体の駆動部を覆うカバー部が前記カバーに連設され、
   前記カバー部に空気流通口が形成されている請求項１～３のいずれか一つに記載の光偏向装置。
5. 請求項１～４のいずれか一つに記載の光偏向装置と、
   前記光源とを備えた光走査装置。
6. 請求項５に記載の光走査装置と、
   前記被照射体とを備え、
   前記被照射体は、表面に静電潜像が形成される像担持体である画像形成装置。

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