JPH11183832A - 走査光学装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転多面鏡を回転させたときの騒音を防ぐ。 【解決手段】 モータ基板３ｂや回転多面鏡３はカバー
部材１２によって包囲され、カバー部材１２の上部はふ
た部材１３によって閉塞され、また、カバー部材１２の
窓には防塵ガラス１４が設けられる。カバー部材１２に
比べて、ふた部材１３や防塵ガラス１４の遮音性が低い
と、ここから騒音が洩れるため、カバー部材１２とふた
部材１３と防塵ガラス１４の透過損失が等しくなるよう
にこれらの材質と厚さを選定することで、防音効果を向
上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームプリン
タやレーザファクシミリ等の電子写真装置や情報記録装
置に用いられる走査光学装置および画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタやレーザファクシ
ミリ等の画像形成装置に用いられる走査光学装置は、高
速回転する回転多面鏡によってレーザビーム等の光ビー
ムを反射させてこれを偏向走査し、得られた走査光を回
転ドラム上の感光体に結像させて静電潜像を形成する。
次いで、感光体の静電潜像を現像装置によってトナー像
に顕像化し、これを記録紙等の記録媒体に転写して定着
装置へ送り、記録媒体上のトナーを加熱定着させること
で印刷（プリント）が行なわれる。

【０００３】図４は一従来例による走査光学装置を示す
もので、半導体レーザ１０１から発生された光ビームで
あるレーザ光Ｌ₀ はコリメータレンズ１０１ａによって
平行化され、シリンドリカルレンズ１０２によって線状
の光束に集光されて、回転多面鏡１０３の反射面１０３
ａに入射する。その反射光は、回転多面鏡１０３の回転
によって偏向走査されて、所定の方向（主走査方向）の
走査光となり、結像レンズ系１０４、折り返しミラー１
０５、防塵ガラス１０６等を経て回転ドラムＤ₀ 上の感
光体に結像する。感光体に結像する光束は、回転多面鏡
１０３の回転による主走査と、回転ドラムＤ₀ の回転に
よる副走査に伴なって静電潜像を形成する。

【０００４】感光体の周辺には、感光体の表面を一様に
帯電する帯電装置、感光体の表面に形成される静電潜像
をトナー像に顕像化するための顕像化装置、前記トナー
像を記録紙等の記録媒体に転写する転写装置等が配置さ
れており、これらの働きによって、半導体レーザ１０１
が発生する光束に対応する記録情報が記録紙等にプリン
トされる。

【０００５】回転多面鏡１０３の走査光は、その走査面
の一端に達したものが図示しないＢＤミラーによって反
射されてＢＤセンサに導入され、処理回路において走査
開始信号に変換されて半導体レーザ１０１に送信され
る。半導体レーザ１０１は走査開始信号を受信したうえ
で、ホストコンピュータから送信される画像情報に基づ
いた書き込み変調を開始する。

【０００６】半導体レーザ１０１やシリンドリカルレン
ズ１０２、回転多面鏡１０３、結像レンズ系１０４等は
合成樹脂製の光学箱１１０の内部に取り付けられる。回
転ドラムＤ₀ は光学箱１１０の外側に配設されており、
光学箱１１０の一端には走査光を光学箱１１０から外部
に取り出すための窓１１１が設けられている。

【０００７】結像レンズ系１０４は、球面レンズ１０４
ａとトーリックレンズ１０４ｂからなり、回転多面鏡１
０３によって等角速度で走査される走査光を回転ドラム
Ｄ₀上において等速度で走査する走査光に変換するいわ
ゆるｆθ機能を有する。

【０００８】光学箱１１０の上向きの開口は、光学箱１
１０内に回転多面鏡１０３や結像レンズ系１０４等を組
み付けたうえで、ふた１２０によって閉塞される。

【０００９】回転多面鏡１０３を回転駆動するモータ
は、モータ基板１０３ｂに実装された図示しない駆動回
路と、該駆動回路の駆動電流によって励磁されるステー
タおよびこれに対向するロータ等からなる磁気回路によ
って構成される。

【００１０】近年では、画像形成装置の高速化が進み、
これに伴なって回転多面鏡１０３の回転速度が上昇する
傾向にあるが、回転多面鏡１０３を高速回転させると、
回転周波数に回転多面鏡１０３の反射面１０３ａの数を
かけあわせた周波数の騒音を発生する。このような騒音
が光学箱１１０の外部へ洩れないように、回転多面鏡１
０３を包囲する光学箱１１０の側壁を局部的に厚肉にし
て、遮音性の高いいわゆる防音壁１１０ａを形成する。
また、結像レンズ系１０４との間には防塵ガラス１１２
を設けて回転多面鏡１０３の周囲の空間部Ａ₀ を光学箱
１１０の残りの空間部Ｂ₀ に対して密封することで、回
転多面鏡１０３の反射面１０３ａに外気の浮遊塵埃等が
付着するのを防ぐ工夫がなされている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、回転多面鏡の外周部を防音壁によって
包囲しただけでは、その上部を覆うふたや防塵ガラスか
ら騒音が洩れるため、充分な防音効果を得ることができ
ないという未解決の課題がある。

【００１２】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、回転多面鏡を回転さ
せたときの騒音を大幅に低減し、運転音が静かでしかも
高性能な走査光学装置および画像形成装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の走査光学装置は、光ビームを偏向走査する
回転多面鏡と、該回転多面鏡を経て前記光ビームを感光
体に結像させる結像手段と、前記回転多面鏡を包囲する
カバー部材および前記光ビームを入出射させる透過窓を
備えた遮蔽手段を有し、前記カバー部材および前記透過
窓が、両者の透過損失を等しくするようにそれぞれ材質
と厚さを選定されていることを特徴とする。

【００１４】カバー部材と透過窓が、光ビームを透過す
る材料によって一体成形されていてもよい。

【００１５】カバー部材が、回転多面鏡の外周部を包囲
する円筒壁を備えているとよい。

【００１６】

【作用】カバー部材の材質が、透過損失が大きくて遮音
性にすぐれた肉厚の鉄等であっても、光ビームを入出射
させる透過窓の防音が不充分であればここから騒音が洩
れて、耳障りな運転音となる。そこで、透過窓の透過損
失がカバー部材の透過損失と等しくなるように透過窓と
カバー部材の材質および厚さを選定することで、遮蔽手
段による防音効果を改善する。

【００１７】カバー部材と透過窓が、光ビームを透過す
る材料によって一体成形されていれば、カバー部材と透
過窓の厚さを均一にするだけで、すぐれた防音効果を得
ることができる。また、カバー部材と透過窓が別体であ
る場合に比べて、組立部品点数の削減や組立工程の簡略
化を促進し、装置の低価格化に貢献できる。

【００１８】また、カバー部材が、回転多面鏡の外周部
を包囲する円筒壁を備えていれば、回転多面鏡のエッジ
部から発生する風切音を低減できるという効果がある。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２０】図１は第１の実施の形態による走査光学装
置を示すもので、図示しない半導体レーザから発生され
た光ビームであるレーザ光Ｌ₁ はコリメータレンズによ
って平行化され、シリンドリカルレンズによって線状の
光束に集光されて、回転多面鏡３の反射面３ａに入射す
る。その反射光は、回転多面鏡３の回転によって偏向走
査されて、所定の方向（主走査方向）の走査光となり、
結像手段である結像レンズ系４、折り返しミラー５等を
経て回転ドラムＤ₁ 上の感光体に結像する。感光体に結
像する光束は、回転多面鏡３の回転による主走査と、回
転ドラムＤ₁ の回転による副走査に伴なって静電潜像を
形成する。

【００２１】回転多面鏡３の走査光は、その走査面の一
端に達したものが図示しないＢＤミラーによって反射さ
れてＢＤセンサに導入され、処理回路において走査開始
信号に変換されて半導体レーザに送信される。半導体レ
ーザは走査開始信号を受信したうえで、後述する画像処
理部２２０６から送信される画像情報に基づいた書き込
み変調を開始する（図３参照）。

【００２２】半導体レーザやシリンドリカルレンズ、回
転多面鏡３、結像レンズ系４等は合成樹脂製の筐体１０
に取り付けられる。回転ドラムＤ₁ は筐体１０の下に配
設されており、筐体１０は走査光を回転ドラムに向かっ
て取り出すための窓を有し、この窓には防塵ガラス１１
が配設されている。

【００２３】結像レンズ系４は、球面レンズ４ａとトー
リックレンズ４ｂからなり、回転多面鏡３によって等角
速度で走査される走査光を回転ドラムＤ₁ 上において等
速度で走査する走査光に変換するいわゆるｆθ機能を有
する。

【００２４】回転多面鏡３を回転駆動するモータは、モ
ータ基板３ｂに実装された駆動回路と、該駆動回路の駆
動電流によって励磁されるステータおよびこれに対向す
るロータ等からなる磁気回路によって構成される。

【００２５】モータ基板３ｂは、筐体１０に支持された
軸受ハウジング３ｃと一体であり、回転多面鏡３とモー
タ基板３ｂの外周部は、比較的厚肉のカバー部材１２に
よって包囲されており、カバー部材１２の上部開口はシ
ール材１３ａを貼着したふた部材１３によって塞がれて
いる。また、カバー部材１２の外側およびふた部材１３
の上部や結像レンズ系４等は、外箱２０によって覆われ
ている。これは、結像レンズ系４等が塵埃等によって汚
染されるのを防ぐためのものである。

【００２６】カバー部材１２は、レーザ光Ｌ₁ を入出射
させるための開口部（窓）を有し、この開口部には透過
窓である防塵ガラス１４が取り付けられている。また、
モータ基板３ｂは、カバー部材１２の底部にシール材１
５を介して載置されている。このように回転多面鏡３と
モータ基板３ｂの周囲をカバー部材１２とふた部材１３
によって密封することで、回転多面鏡３の反射面３ａが
外気中の浮遊塵埃等によって汚染されるのを防ぎ、か
つ、回転多面鏡３がその回転中に発生する騒音を遮断す
るように構成されている。

【００２７】カバー部材１２が防音効果の高い例えば比
較的厚肉の鉄製である場合でも、ふた部材１３や防塵ガ
ラス１４を透過する騒音が耳障りな運転音となるおそれ
がある。これを回避するために、ふた部材１３と防塵ガ
ラス１４とカバー部材１２の透過損失がほぼ等しくなる
ように各部材の材質と厚さ（板厚）を選定する。すなわ
ち、カバー部材１２とふた部材１３と防塵ガラス１４の
透過損失をほぼ同じにすることで、特定の部分で防音効
果が不充分になることのないように構成し、運転音の静
かな走査光学装置を実現するものである。

【００２８】透過損失ＴＬは、理論的に以下の式によっ
て算出される。

【００２９】ＴＬ＝入射音−透過音≒２０ log（ρｔ
ｆ）−４７［ｄｂ］ ここで、ρ：密度［ｋｇ／ｃｍ³ ］ ｔ：板厚［ｍ］ ｆ：入射音の周波数［Ｈ_Z ］ 例えば、前述のようにカバー部材１２の材質が鉄であれ
ば、鉄の比重は８．０４×１０³ ｋｇ／ｃｍ³ であるか
ら板厚１．０ｍｍの場合にはρｔ＝８．０４ｋｇ／ｃｍ
² となる。

【００３０】そこで、ふた部材１３と防塵ガラス１４の
材質が鉄以外の例えばアルミニウム（比重２．７５×１
０³ ｋｇ／ｃｍ³ ）とガラス（比重２．５１×１０³ ｋ
ｇ／ｃｍ³ ）であれば、ふた部材１３の板厚を２．９ｍ
ｍ、防塵ガラス１４の板厚を３．２ｍｍに設定すること
で、すべての部材の透過損失を等しくすることができ
る。

【００３１】なお、上記のようにカバー部材とふた部材
と防塵ガラスの材質を選定したうえで透過損失が等しく
なるように各部材の板厚を設定する替わりに、各部材の
板厚を設定したうえで材質を選定する方法を採用しても
よい。

【００３２】図２は第２の実施の形態による走査光学装
置を示す。半導体レーザ３１から発生された光ビームで
あるレーザ光Ｌ₂ はコリメータレンズ３１ａによって平
行化され、シリンドリカルレンズ３２によって線状の光
束に集光されて、回転多面鏡３３の反射面３３ａに入射
する。その反射光は、回転多面鏡３３の回転によって偏
向走査されて、所定の方向（主走査方向）の走査光とな
り、結像レンズ系３４、折り返しミラー３５等を経て回
転ドラムＤ₂ 上の感光体に結像する。感光体に結像する
光束は、回転多面鏡３３の回転による主走査と、回転ド
ラムＤ₂ の回転による副走査に伴なって静電潜像を形成
する。

【００３３】回転多面鏡３３の走査光は、その走査面の
一端に達したものが図示しないＢＤミラーによって反射
されてＢＤセンサに導入され、処理回路において走査開
始信号に変換されて半導体レーザ３１に送信される。半
導体レーザ３１は走査開始信号を受信したうえで、画像
処理部から送信される画像情報に基づいた書き込み変調
を開始する。

【００３４】半導体レーザ３１やシリンドリカルレンズ
３２、回転多面鏡３３、結像レンズ系３４等は合成樹脂
製の筐体４０に取り付けられる。回転ドラムＤ₂ は筐体
４０の下に配設されており、筐体４０は走査光を回転ド
ラムＤ₂ に向かって取り出すための窓を有し、この窓に
は防塵ガラス４１が配設されている。

【００３５】結像レンズ系３４は、球面レンズ３４ａと
トーリックレンズ３４ｂからなり、回転多面鏡３３によ
って等角速度で走査される走査光を回転ドラムＤ₂ 上に
おいて等速度で走査する走査光に変換するいわゆるｆθ
機能を有する。

【００３６】回転多面鏡３３を回転駆動するモータは、
モータ基板３３ｂに実装された駆動回路と、該駆動回路
の駆動電流によって励磁されるステータおよびこれに対
向するロータ等からなる磁気回路によって構成される。

【００３７】モータ基板３３ｂは、筐体４０に支持され
た軸受ハウジング３３ｃと一体である。

【００３８】回転多面鏡３３は、その全体が透明なアク
リルで作られた円筒状のカバー部材４２によって覆われ
ている。カバー部材４２は、回転多面鏡３３の頂部を覆
う頂板４２ａと回転多面鏡３３の外周部を囲む円筒壁４
２ｂを有し、円筒壁４２ｂの一部分が、レーザ光Ｌ₂ を
入出射させる透過窓を構成している。円筒壁４２ｂの下
端は、シール材４５を介して筐体４０上のモータ基板３
３ｃに固着されている。

【００３９】このように回転多面鏡３３は、レーザ光Ｌ
₂ を透過する透明アクリル製のカバー部材４２の内部に
密封されており、回転多面鏡３３の反射面３３ａに塵埃
等が付着したり、回転多面鏡３３を回転させたときの騒
音が外へ洩れることのないように構成されている。

【００４０】同一材料によって一体成形されたカバー部
材によって回転多面鏡を包囲するものであるため、カバ
ー部材の板厚が均一であれば、透過損失は同じであり、
カバー部材の一部分の防音効果が不充分になるおそれは
ない。すなわち、騒音を防ぐ機能は万全である。

【００４１】加えて、一体成形された透明なカバー部材
内に回転多面鏡を密封するものであるから、カバー部材
と防塵ガラス等を別体で製作する場合に比べて、組立部
品点数が少なくてすみ、組立工程も簡略化される。

【００４２】さらに、カバー部材が回転多面鏡の外周部
を囲む円筒壁を有するものであるから、回転多面鏡を回
転させたときに発生する空気流を円滑に流動させて、回
転多面鏡のエッジ部から発生する風切音を低減できると
いう利点もある。

【００４３】図３は画像形成装置全体の概略を示す図で
ある。

【００４４】同図において、１０００はプリンタで、１
１００は上段カセット、１１０２は下段カセットであ
る。カセット内のシートは分離爪と給送ローラ１１０
１，１１０３の作用によって１枚ずつ分離給送されてレ
ジストローラ１１０６に導かれる。

【００４５】１１１１は走査光学装置であるレーザスキ
ャナーユニット、１１１２は表面に感光体を有する回転
ドラムである感光ドラム、１１１３ａは図１および図２
の折り返しミラー５，３５と同様の折り返しミラー、１
１１３ｂは画像書き込み光学系へのほこりの侵入を防ぐ
防塵ガラス１１，４１と同様の防塵ガラス、１１１４は
現像装置、１１１５は転写帯電器、１１１６は分離帯電
器であり、画像形成部を構成する。

【００４６】１１１７は画像形成されたシート材を搬送
する搬送ベルト、１１１８は定着装置、１１１９は排出
ローラである。画像形成されたシート材は排出ローラ１
１１９によってソータに排出される。

【００４７】２０００はスキャナーで、２２０１は走査
系光源、２２０２はプラテンガラス、２２０３は開閉す
る原稿圧板、２２０４はレンズ、２２０５は受光素子
（光電変換）、２２０６は画像処理部である。

【００４８】走査系光源２２０１で読みとられた原稿像
は画像処理部２２０６で処理され、電気信号に変換され
てレーザスキャナーユニット１１１１に伝送される。

【００４９】プリンタ１０００とスキャナー２０００
は、同図のように別体の場合もあるが、プリンタ１００
０とスキャナー２０００が一体の場合もある。

【００５０】一体の場合は通常、画像形成装置（または
プリンタ）と呼ばれる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００５２】回転多面鏡を回転させたときの騒音を大幅
に低減し、運転音が静かでしかも高性能な走査光学装置
を実現できる。このような走査光学装置を搭載すること
で、画像形成装置の高品質化に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による走査光学装置を示す模
式断面図である。

【図２】第２の実施の形態による走査光学装置を説明す
る図である。

【図３】画像形成装置全体を説明する図である。

【図４】一従来例を示す模式斜視図である。

【符号の説明】

３，３３ 回転多面鏡 ３ａ，３３ａ 反射面 ４，３４ 結像レンズ系 ５，３５，１１１３ａ 折り返しミラー １０，４０ 筐体 １１，１４，４１，４４，１１１３ｂ 防塵ガラス １２，４２ カバー部材 １３ ふた部材 ２０ 外箱

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
   該回転多面鏡を経て前記光ビームを感光体に結像させる
   結像手段と、前記回転多面鏡を包囲するカバー部材およ
   び前記光ビームを入出射させる透過窓を備えた遮蔽手段
   を有し、前記カバー部材および前記透過窓が、両者の透
   過損失を等しくするようにそれぞれ材質と厚さを選定さ
   れていることを特徴とする走査光学装置。
2. 【請求項２】 カバー部材と透過窓が、光ビームを透過
   する材料によって一体成形されていることを特徴とする
   請求項１記載の走査光学装置。
3. 【請求項３】 カバー部材が、回転多面鏡の外周部を包
   囲する円筒壁を備えていることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の走査光学装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか１項記載の走
   査光学装置と、感光体を保持する回転ドラムを有する画
   像形成装置。