(57)【要約】      （修正有）【課題】回転多面鏡が上下二段に亘って設けられた光走査装置において、回転多面鏡の回転に伴う風切り音の発生を抑制する。【解決手段】第一及び第二回転多面鏡３２，３３の軸方向の互いの内側面３２ｂ，３３ｂには、遠心力によって該各面３２ｂ，３３ｂの中心部から径方向外側に向かって流れる気流を、径方向外側から見て軸方向の外側に案内する内側案内部３２ｄ，３３ｄが設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するモーターと、該回転軸に対して軸方向に二段に亘って設けられて固定された第一及び第二回転多面鏡と、を備えた光走査装置であって、
上記第一及び第二回転多面鏡の軸方向の互いの内側面には、遠心力によって該各面の中心部から径方向外側に向かって流れる気流を、径方向外側から見て軸方向の外側に案内する内面側案内部が設けられている、光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
上記第一及び第二回転多面鏡の軸方向の互いの外側面には、該各面の中心部から径方向外側に向かって流れる気流を、径方向外側から見て軸方向の外側に案内する外面側案内部が設けられている、光走査装置。
【請求項３】
請求項１記載の光走査装置において、
上記互いの内側面に形成される内面側案内部は、該各面の径方向外側に向かって軸方向の外側に傾斜する傾斜面からなる、光走査装置。
【請求項４】
請求項３記載の光走査装置において、
上記第一及び第二回転多面鏡の軸方向の互いの外側面は平坦面状に形成されている、光走査装置。
【請求項５】
請求項２記載の光走査装置において、
上記互いの内側面に形成される内面側案内部、及び上記互いの外側面に形成される外面側案内部は、該各面の径方向外側に向かって軸方向の外側に傾斜する傾斜面からなる、光走査装置。
【請求項６】
請求項５記載の光走査装置において、
上記外面側案内部の傾斜面の角度は、上記内面側案内部の傾斜面の角度よりも大きい、光走査装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の光源と、該複数の光源から出射される光ビームを偏向走査する回転多面鏡とを備えた光走査装置が知られている。回転多面鏡は複数の光源から出射された光ビームを分離して各色に対応する像担持体に向けて反射する。
【０００３】
この種の光走査装置では、光ビームの分離を容易化するために回転多面鏡を複数段に亘って設ける場合がある。例えば特許文献１に示す光走査装置では、回転多面鏡が上下二段に亘って配置されている。二つの回転多面鏡はポリゴンモーターの回転軸に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０４６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、画像形成装置の高速化が進むにつれて光走査装置の回転多面鏡の高速化への要求が高まりつつある。回転多面鏡を高速化すると、回転多面鏡による風切り音が発生する。この風切り音は、特許文献１に示すように回転多面鏡を上下二段で構成した場合に一段で構成した場合よりも大きくなる。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転多面鏡が上下二段に亘って設けられた光走査装置において、その構成に工夫を凝らすことで、回転多面鏡の回転に伴う風切り音の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係る光走査装置は、回転軸を有するモーターと、該回転軸に対して軸方向に二段に亘って設けられて固定された第一及び第二回転多面鏡と、を備えている。
【０００８】
そして、上記第一及び第二回転多面鏡の軸方向の互いの内側面には、遠心力によって該各面の中心部から径方向外側に向かって流れる気流を、径方向外側から見て軸方向の外側に案内する内面側案内部が設けられている。
【０００９】
本発明の他の局面に係る画像形成装置は上記光走査装置を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転多面鏡が上下二段に亘って設けられた光走査装置において、回転多面鏡の回転に伴う風切り音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は実施形態における光走査装置を備えた画像形成装置を示す概略図である。
【図２】図２は光走査装置の概略構成図である。
【図３】図３は光偏向器を示す平面図である。
【図４】図４は光走査装置の光源の配置を説明するための説明図である。
【図５】図５は、図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図６は、図５のVI―VI線断面図である。
【図７】図７は、図５のVII−VII線断面図である。
【図８】図８は、図５のVII部における気流の流れを説明するための説明図である。
【図９】図９は実施形態２を示す図８相当図である。
【図１０】図１０は、従来例の光走査装置においてポリゴンミラーの回転により誘起される気流の流れを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
《実施形態１》
図１は、実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図を示す。この画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング２内に画像形成部３を備えている。この画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データに基づき画像を記録紙Ｐに転写形成する。画像形成部３の下方には、光ビーム（レーザー光）を照射する光走査装置４が配置され、画像形成部３の上方には、転写ベルト５が配置されている。光走査装置４の下方には、記録紙Ｐを貯留する用紙貯留部６が配置され、用紙貯留部６の側方には、手差し給紙部７が配置されている。転写ベルト５の側方上部には、記録紙Ｐに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。符号９は、ケーシング２上部に配置され、定着部８で定着処理が施された記録紙Ｐを排出する用紙排出部である。
【００１４】
画像形成部３は、転写ベルト５に沿って一列に配置された４つの画像形成ユニット１０を備えている。これら画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１を有している。各感光体ドラム１１の直下には、帯電器１２が配置され、各感光体ドラム１１の一側方には、現像装置１３が配置され、各感光体ドラム１１の直上には、１次転写ローラー１４が配置され、各感光体ドラム１１の他側方には、感光体ドラム１１の周面をクリーニングするクリーニング部１５が配置されている。
【００１５】
そして、各感光体ドラム１１は、帯電器１２によって周面が一様に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム１１の周面に対して、上記コンピューター等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が光走査装置４から照射され、各感光体ドラム１１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１３から現像剤が供給されて、各感光体ドラム１１の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、１次転写ローラー１４に印加された転写バイアスにより転写ベルト５にそれぞれ重ねて転写される。
【００１６】
符号１６は、定着部８の下方に転写ベルト５と当接した状態で配置された２次転写ローラーであり、用紙貯留部６又は手差し給紙部７から用紙搬送路１７を搬送される記録紙Ｐを２次転写ローラー１６と転写ベルト５とで挟持し、２次転写ローラー１６に印加された転写バイアスにより転写ベルト５上のトナー像を記録紙Ｐに転写するようになっている。
【００１７】
定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とを備え、これら加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とにより記録紙Ｐを挟持して加熱及び加圧し、記録紙Ｐに転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させる。定着処理後の記録紙Ｐは、用紙排出部９に排出される。符号２０は、両面印刷時に定着部８から排出された記録紙Ｐを反転させるための反転搬送路である。
【００１８】
−光走査装置の構成−
次に図２〜図４を参照して上記光走査装置４の詳細について説明する。図２に示すように、光走査装置４は、光偏向器３０を内部に収容する筐体Ｃを有している。筐体Ｃは、上側に開放しており、筐体Ｃの上側は不図示の蓋部材により閉塞されている。
【００１９】
光偏向器３０は筐体Ｃの底壁部の中央部に配置されている。光偏向器３０は、図２及び図３に示すように、回転ミラー部３１と、回転軸４０ａを有するポリゴンモーター４０と、ポリゴンモーター４０の駆動基板５０とを有している。駆動板５０には、駆動ＩＣ５０ａやコネクター５０ｃが実装されている。
【００２０】
回転ミラー部３１は、上下二段に亘って配置された上側ポリゴンミラー３２及び下側ポリゴンミラー３３と、該両ポリゴンミラー３２，３３の間に設けられて互いを連結固定する連結部３４とを有している。上側ポリゴンミラー３２及び下側ポリゴンミラー３３は、ポリゴンモーター４０の回転軸４０ａに固定されている。上側ポリゴンミラー３２が第一回転多面鏡に相当し、下側ポリゴンミラー３３が第二回転多面鏡に相当する。
【００２１】
上側ポリゴンミラー３２及び下側ポリゴンミラー３３は正六角柱状に形成されている。各ポリゴンミラー３２，３３の径方向外側の各端面は反射面３２ａ，３３ａを構成している。そして、上側ポリゴンミラー３２及び下側ポリゴンミラー３３は、モーター４０により所定速度で回転駆動されることで、左右の光源部４１（図４参照）から出射された光ビームを反射して偏向走査させる。
【００２２】
図４に示すように、左右の光源部４１は、光偏向器３０の軸心を通り且つ前後方向に延びる直線に対して線対称に配置されている。各光源部４１は、上側ポリゴンミラー３２に向けて光ビームを出射する上側レーザー光源４１ａ（図２参照）と、下側ポリゴンミラー３３に向けて光ビームを出射する下側レーザー光源４１ｂとを有している。
【００２３】
光走査装置４の作動時には、左右の光源部４１の上側レーザー光源４１ａから出射された光ビームが上側ポリゴンミラー３２により偏向走査された後、二つの結像レンズ４２ａ，４２ｂ（図２参照）を通過し、その後、反射ミラー４３により反射されて感光体ドラム１１の表面に結像される。また、左右の光源部４１の下側レーザー光源４１ｂから出射された光ビームが側ポリゴンミラー３３により偏向走査されて二つの結像レンズ４４ａ，４４ｂを通過した後、反射ミラー４５により反射されて感光体ドラム１１の表面に結像される。
【００２４】
−回転ミラー部の詳細−
図５に示すように、回転ミラー部３１は、モーター４０の回転軸４０ａに固定された座金４６の上面に配置されている。この座金４６は、回転軸に形成された段差面に当接した状態で配置されている。回転軸４０ａは、回転ミラー部３１の軸心部を貫通している。回転軸４０ａの上端部には、回転ミラー部３１を座金４６に対して固定する円板状の固定部材４７が取付けられている。
【００２５】
回転ミラー部３１は、上述したように上側ポリゴンミラー３２と下側ポリゴンミラー３３とを有している。
【００２６】
図５及び図６を参照して、上側ポリゴンミラー３２の下面３２ｂは、平坦面部３２ｃと六つの傾斜面部３２ｄとで構成されている。平坦面部３２ｃは、上側ポリゴンミラー３２の軸心（回転ミラー部３１の軸心）対して垂直に形成されている。平坦面部３２ｃは、上側ポリゴンミラー３２と同軸で且つその軸心方向から見て該上側ポリゴンミラー３２の外縁と相似な六角形状に形成されている。
【００２７】
六つの傾斜面部３２ｄは、上側ポリゴンミラー３２の下面３２ｂの周縁部（径方向外側の端縁部）に全周に亘って設けられている。各斜面部３２ｄは、平坦面部３２ｃの各辺に連接されている。各傾斜面部３２ｄは、径方向外側に向かって上側に傾斜している。各傾斜面部３２ｄの径方向外側の端縁は上側ポリゴンミラー３２の下側の外縁を形成している。各傾斜面部３２ｄの傾斜角度は本実施形態では４５°に設定されている。この傾斜角度は、４５°以下であることが好ましい。
【００２８】
図５及び図７を参照して、下側ポリゴンミラー３３の上面３３ｂは、上側ポリゴンミラー３２の下面３２ｂに対して上下対称に形成されている。すなわち、下側ポリゴンミラー３３の上面３３ｂは、平坦面部３３ｃと六つの傾斜面部３３ｄとで構成されている。平坦面部３３ｃは、下側ポリゴンミラー３３の軸心（回転ミラー部３１の軸心）に対して垂直に形成されている。平坦面部３３ｃは、下側ポリゴンミラー３３と同軸で且つその軸心方向から見て該下側ポリゴンミラー３３の外縁と相似な六角形状に形成されている。
【００２９】
六つの傾斜面部３３ｄは、下側ポリゴンミラー３３の上面３３ｂの周縁部（径方向外側の端縁部）に全周に亘って設けられている。各傾斜面部３３ｄは、平坦面部３３ｃの各辺に連接されている。各傾斜面部３３ｄは、径方向外側に向かって下側に傾斜している。各傾斜面部３３ｄの径方向外側の端縁は下側ポリゴンミラー３３の上側の外縁を形成している。各傾斜面部３３ｄの傾斜角度は、上側ポリゴンミラー３２の各傾斜面部３２ｄの傾斜角度に等しい。
【００３０】
図５を参照して、上側ポリゴンミラー３２の上面３２ｅ、及び下側ポリゴンミラー３３の下面３３ｅは全体が平坦面状に形成されている。この上面３２ｅ及び下面３３ｅは、両ポリゴンミラー３２，３３の互いの外側面に相当する。一方、上述した上側ポリゴンミラー３２の下面３２ｂと、下側ポリゴンミラー３３の上面３３ｂとが、両ポリゴンミラー３２，３３の互いの内側面に相当する。
【００３１】
−従来の回転ミラー部の表面の気流の流れ−
図１０は、従来例の光走査装置において回転ミラー部１３１の回転により誘起される気流の流れを説明するための説明図である。図中の白抜き矢印は気流の流れを示している。従来例では、符号の頭に「１」を付したうえで、本実施形態の構成に相当する構成要素には同一の符号を付すようにした。
【００３２】
図１０に示すように、回転ミラー部１３１が回転すると、上側ポリゴンミラー１３２の上面１３２ｅ及び下面１３２ｂ、並びに、下側ポリゴンミラー１３３の上面１３３ｂ及び下面１３３ｅの表面には、遠心力によって中心部から径方向外側に向かう気流Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４が発生する。上側ポリゴンミラー１３２の表面の気流Ｋ１及び気流Ｋ２は、上側ポリゴンミラー１３２の径方向外側端部に達すると９０°向きを変えて反射面１３２ａ側に回り込む。この回り込んだ両気流Ｋ１，Ｋ２が合流（衝突）して混ざり合うことで乱流Ｒ１が発生する。
【００３３】
一方、下側ポリゴンミラー１３３の表面の気流Ｋ３及び気流Ｋ４は、下側ポリゴンミラー１３３の径方向外側端部に達すると９０°向きを変えて反射面１３３ａ側に回り込む。この回り込んだ両気流Ｋ３，Ｋ４が合流（衝突）して混ざり合うことで乱流Ｒ２が発生する。
【００３４】
さらに、上側の乱流Ｒ１と下側の乱流Ｒ２とが混ざり合うことで、これら二つの乱流Ｒ１，Ｒ２よりも大きな乱流Ｒ３が発生する。発明者らはＣＦＤ解析等を行うことで、この乱流Ｒ３が、単段構成のポリゴンミラーに比べてポリゴンミラーの回転時の風切り音を増大させる要因であること突き止めた。
【００３５】
−作用効果−
本実施形態の光走査装置４では、この乱流Ｒの発生を抑制するために、上側ポリゴンミラー３２及び下側ポリゴンミラー３３の互いの内側面（下面３２ｂ及び上面３３ｂ）に、径方向の外側に向かって互いの外側に傾斜する傾斜面部３２ｄ，３３ｄ（内面側案内部）を形成するようにした。
これによれば、図８に示すように、上側ポリゴンミラー３２の下面３２ｂにて生じた気流Ｋ２は傾斜面部３２ｄによって斜め上方に案内され、下側ポリゴンミラー３３の上面３３ｂにて生じた気流Ｋ３は傾斜面部３３ｄによって斜め下方に案内される。すなわち、気流Ｋ２及び気流Ｋ３は、回転ミラー部３１の径方向から見て軸方向の外側（互いに離間する向き）に案内される。
【００３６】
したがって、上側ポリゴンミラー３２の表面の気流Ｋ１，Ｋ２が合流することで生じる乱流Ｒ１と、下側ポリゴンミラー３３の表面の気流Ｋ３，Ｋ４が合流することで生じる乱流Ｒ２との距離を遠ざけることができる。この結果、両乱流Ｒ１，Ｒ２が合流してより大きな乱流Ｒ３が生じるのを回避することができる。よって、単段構成のポリゴンミラーを採用した光走査装置に比べてポリゴンミラー回転時の風切り音を低減することができる。。
【００３７】
また、本実施形態では、上側ポリゴンミラー３２及び下側ポリゴンミラー３３の互いの内側面（下面３２ｂ及び上面３３ｂ）にのみ傾斜面部３２ｄ，３３ｄを設けて、互いの外側面（上面３２ｅ及び下面３３ｅ）は平坦面状に形成するようにしている。このように互いの内側面にのみ傾斜面部３２ｄ，３３ｄを設けることで、ポリゴンミラー３２の加工時（成形時）に歪み等が生じてポリゴンミラー３２による光の走査精度が低下するのを極力回避することができる。
【００３８】
《実施形態２》
図９は本発明の実施形態２を示している。この実施形態では、上側ポリゴンミラー３２の上面３２ｅ及び下側ポリゴンミラー３３の下面３３ｅの形状が上記実施形態１とは異なる。尚、この点を除く他の構成は上記実施形態１と同様である。図９において、実施形態１と同じ構成要素には同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
すなわち、上側ポリゴンミラー３２の上面３２ｅは、平坦面部３２ｆと六つの傾斜面部３２ｇとを有している。この平坦面部３２ｆの形状は、下面３２ｂに形成された平坦面部３２ｃの形状と同じである。六つの傾斜面部３２ｇは、上記平坦面部３２ｆの各辺に連接されている。各傾斜面部３２ｇは、径方向外側に向かって上側に傾斜している。各傾斜面部３２ｇの径方向外側の端縁は上側ポリゴンミラー３２の上側の外縁を形成している。各傾斜面部３２ｇの傾斜角度αは、下面３２ｂに形成された各傾斜面部３２ｄの傾斜角度βに等しい。
【００４０】
また、下側ポリゴンミラー３３の下面３３ｅは、平坦面部３３ｆと六つの傾斜面部３３ｇとを有している。平坦面部３３ｆの形状は、上面３３ｂに形成された平坦面部３３ｃの形状と同じである。六つの傾斜面部３３ｇは、この平坦面部３３ｆの各辺に連接されている。各傾斜面部３３ｇは、径方向外側に向かって下側に傾斜している。各傾斜面部３３ｇの径方向外側の端縁は下側ポリゴンミラー３３の下側の外縁を形成している。各傾斜面部３３ｇの傾斜角度αは、上面３３ｂに形成された各傾斜面部３３ｄの傾斜角度βに等しい。
【００４１】
本実施形態では、上側ポリゴンミラー３２及び下側ポリゴンミラー３３の互いの内側面のみでなく、外側面にも傾斜面部３２ｇ，３３ｇ（外面側案内部）が形成されている。したがって、上側ポリゴンミラー３２の上面３２ｅ及び下面３２ｂに沿って流れる気流Ｋ１，Ｋ２が共に斜め上側に案内される。よって、両気流Ｋ１，Ｋ２が合流して乱流Ｒ１が生じるのを抑制することができる。また、下側ポリゴンミラー３３の上面３３ｂ及び下面３３ｅに沿って流れる気流Ｋ３，Ｋ４が共に斜め下側に案内されるので、両気流Ｋ３，Ｋ４が合流して乱流Ｒ２が生じるのを抑制することができる。延いては、乱流Ｒ１及び乱流Ｒ２が合流してより大きな乱流Ｒ３が生じるのを回避することができる。よって、本実施形態２では、ポリゴンミラーの回転時に発生する風切り音をより一層低減することができる。
【００４２】
《他の実施形態》
上記実施形態２では、図９において、上側及び下側ポリゴンミラー３２，３３の互いの外側面に設けられた傾斜面部３２ｇ，３３ｇの傾斜角度αが、互いの内側面に設けられた傾斜面部３２ｄ，３３ｄの傾斜角度βに等しい例を示したが、これに限ったものではなく、例えば傾斜角度α＞傾斜角度βとしてもよい。これにより、上側ポリゴンミラー３２側における乱流Ｒ１の発生及び下側ポリゴンミラー３３側における乱流Ｒ２の発生をより一層確実に抑制し、延いては両乱流Ｒ１，Ｒ２同士の合流による乱流Ｒ３の発生を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。
【符号の説明】
【００４４】
α        ：傾斜角度
β        ：傾斜角度
１        ：画像形成装置
４        ：光走査装置
３０      ：光偏向器
３２      ：上側ポリゴンミラー
３２ａ    ：反射面
３２ｂ    ：下面（互いの内側面）
３２ｄ    ：傾斜面部（内面側案内部）
３２ｅ    ：上面（互いの外側面）
３２ｇ    ：傾斜面部（外面側案内部）
３３      ：下側ポリゴンミラー
３３ａ    ：反射面
３３ｂ    ：上面（互いの内側面）
３３ｄ    ：傾斜面部（内面側案内部）
３３ｅ    ：下面（互いの外側面）
３３ｇ    ：傾斜面部（外面側案内部）
４０      ：ポリゴンモーター
４０ａ    ：回転軸
４１      ：光源部
４１ａ    ：上側レーザー光源
４１ｂ    ：下側レーザー光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020003658.tif 000008
【図７】
2020003658.tif 000009
【図８】
2020003658.tif 000010
【図９】
2020003658.tif 000011
【図１０】
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