(57)【要約】【課題】回転多面鏡が回転することで生じる風切音を簡易な方法で減衰させることができる光偏向器及び画像形成装置を得る。【解決手段】ポリゴンミラー５４の凹部１００に形成された共鳴室１０２の体積を１０８０ｍｍ３とし、蓋部材１０４に形成された貫通孔１１０の半径を１．１ｍｍとし、貫通孔１１０の長さを１．８ｍｍとすることで、共鳴吸音器１１４の共鳴周波数が１７０９．３（Ｈｚ）となる。つまり、共鳴吸音器１１４の共鳴周波数１７０９．３（Ｈｚ）は、風切音の周波数１７１３（Ｈｚ）とほぼ一致する。そうすると、カバー部材９２内でポリゴンミラー５４が回転することで生じる風切音は、共鳴吸音器１１４によって共鳴して減衰する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸と、
前記固定軸に対して回転可能に設けられた回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、外周面に光ビームを反射する複数の反射鏡面が形成されると共に、天面に凹部が設けられた回転多面鏡と、
貫通孔が形成され、前記凹部を閉塞して共鳴吸音する共鳴室を形成する蓋部材と、
を備える光偏向器。
【請求項２】
前記蓋部材には、回転多面鏡の回転バランスを修正するバランス修正手段が設けられる請求項１に記載の光偏向器。
【請求項３】
前記バランス修正手段は、前記蓋部材に固定される錘である請求項２に記載の光偏向器。
【請求項４】
前記バランス修正手段は、前記蓋部材に形成された凹状のバランス修正凹部である請求項２に記載の光偏向器。
【請求項５】
前記蓋部材には、異なる形状の貫通孔が複数個設けられる請求項１〜４何れか１項に記載された光偏向器。
【請求項６】
請求項１〜５何れか１項に記載された光偏向器と、
前記光偏向器によって反射されたビーム光によって潜像が形成される感光体と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向器、及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された光偏向器には、外周面に光ビームを反射する複数の反射鏡面が形成された回転多面鏡が記載され、さらに、回転多面鏡の上方には、回転多面鏡が回転することで発生する風切音の周波数と同一の共振周波数とされる共鳴箱が設けられている。
【０００３】
そして、共鳴箱によって回転多面鏡が回転することで発生する風切音が共鳴することで風切音を減衰させるようになっている。
【特許文献１】特開平６−５１２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、回転多面鏡が回転することで生じる風切音を簡易な方法で減衰させることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る光偏向器は、固定軸と、前記固定軸に対して回転可能に設けられた回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、外周面に光ビームを反射する複数の反射鏡面が形成されると共に、天面に凹部が設けられた回転多面鏡と、貫通孔が形成され、前記凹部を閉塞して共鳴吸音する共鳴室を形成する蓋部材と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る光偏向器は、請求項１に記載において、前記蓋部材には、回転多面鏡の回転バランスを修正するバランス修正手段が設けられることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係る光偏向器は、請求項２に記載において、前記バランス修正手段は、前記蓋部材に固定される錘であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係る光偏向器は、請求項２に記載において、前記バランス修正手段は、前記蓋部材に形成された凹状のバランス修正凹部であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５に係る光走査装置は、請求項１〜４何れか１項に記載において、前記蓋部材には、異なる形状の貫通孔が複数個設けられることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項６に係る画像形成装置は、請求項１〜５何れか１項に記載された光偏向器と、前記光偏向器によって反射されたビーム光によって潜像が形成される感光体と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１の光偏向器によれば、貫通孔が形成され蓋部材が、反射鏡面が形成された凹部を閉塞して共鳴吸音する共鳴室を形成している。このため、この構成を有さない場合と比して、共鳴室を新たに他の部位に設ける必要がなく、回転多面鏡が回転することで生じる風切音を簡易な方法で減衰させることができる。
【００１２】
本発明の請求項２の光偏向器によれば、回転多面鏡の回転バランスを修正するバランス修正手段を回転多面鏡に設ける必要がないため、回転多面鏡にバランス修正手段が設けられる場合と比して、反射鏡面に影響を与えることなく、回転バランスの修正を行うことができる。
【００１３】
本発明の請求項３の光偏向器によれば、バランス修正手段は、蓋部材に固定される錘であるため、この構成を有さない場合と比して、錘を交換するだけで回転バランスの修正を行うことができる。
【００１４】
本発明の請求項４の光偏向器によれば、バランス修正手段は、蓋部材に形成されたバランス修正凹部であるため、錘等の別部材でバランス修正する構成と比して、別部材を用いることなく回転バランスの調整を行うことができる。
【００１５】
本発明の請求項５の光偏向器によれば、異なる回転速度で回転多面鏡が回転する場合に、夫々の回転速度を考慮して、夫々の貫通孔の形状を決めることで、この構成を有さない場合と比して、回転多面鏡が異なる速度で回転しても回転多面鏡の回転により生じる風切音を簡易な方法で減衰させることができる。
【００１６】
本発明の請求項６の画像形成装置によれば、請求項１〜５何れか１項に記載された光偏向器によって反射されたビーム光によって感光体上に潜像が形成されるため、この構成を有さない場合と比して、感光体上に潜像を形成するときに生じる騒音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の第１実施形態に係る光偏向器の一例が採用された画像形成装置を図１から図８に従って説明する。
【００１８】
（全体構成）  
図８に示されるように、画像形成装置１０は、光走査装置２８ＣＫ、光走査装置２８ＹＭを備えている。光走査装置２８ＣＫは、感光体２４Ｃと感光体２４Ｋに走査露光するものであり、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応した光学系を備えている。光走査装置２８ＹＭは、感光体２４Ｙと感光体２４Ｍに走査露光するものであり、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）の各色に対応した光学系を備えている。
【００１９】
また、画像形成装置１０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）、の４色のトナー像を形成する電子写真ユニット１２Ｙ、 １２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを備えている。電子写真ユニット１２Ｙは、感光体２４Ｙの周囲に帯電装置２６Ｙ、光走査装置２８ＹＭ、現像装置３０Ｙ、転写装置１４Ｙ、クリーニング装置３２Ｙを配置して構成されている。電子写真ユニット１２Ｍ〜１２Ｋについても同様の構成である。
【００２０】
さらに、画像形成装置１０は、転写装置１４Ｙ〜１４Ｋによって各トナー像が積層されてカラートナー像とされる中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６上に転写されたカラートナー像をトレイ１８から供給されたシート材Ｐに転写する転写装置２０と、シート材Ｐ上に転写されたカラートナー像を溶融定着させる定着装置２２とを備えている。
【００２１】
図７に示されるように、光走査装置２８ＹＭ、２８ＣＫは、矩形箱状のハウジング３４を備える。なお、光走査装置２８ＹＭ、２８ＣＫの内部は、ほぼ同様の構造とされているため、ここでは、光走査装置２８ＣＫについてのみ説明する。
【００２２】
図５及び図６に示されるように、ハウジング３４（図７参照）には、Ｋ色に対応する光ビームＫを出射する光源部４０Ｋと、Ｃ色に対応する光ビームＣ出射する光源部４０Ｃが、出射方向が互いに９０度となるように配置されている。本実施形態では、発光源として、面発光型の半導体レーザを使用している。
【００２３】
図６に示されるように、光源部４０Ｃ、４０Ｋは、面発光レーザチップ４１Ｃ、４１Ｋ、及び保持部材４３Ｃ、４３Ｋで構成されている。面発光レーザチップ４１Ｃ、４１Ｋは、同時に複数本の光レーザを出射可能とされている。保持部材４３Ｃ、４３Ｋは、面発光レーザチップ４１Ｃ、４１Ｋを保持するための部材であり、通称ＬＣＣ（Ｌｅａｄｌｅｓｓ  Ｃｈｉｐ  Ｃａｒｒｉｅｒ）と呼ばれており、ここでは材質としてセラミックを使用している。面発光レーザチップ４１Ｃ、４１Ｋは、保持部材４３Ｃ、４３Ｋを介して、電気回路が実装された回路基板４５Ｃ、４５Ｋに各々電気的に接続されている。
【００２４】
また、光ビームＣを出射する光源部４０Ｃは、光ビームＫを出射する光源部４０Ｋに対して高さ方向をずらして設置され、光ビームＣと光ビームＫとは高さ方向に所定の距離離間するように配置されている。
【００２５】
さらに、光源部４０Ｋから出射された光ビームＫの光路上には、光ビームＫを平行光にするためのコリメータレンズユニット４２Ｋが設けられている。コリメータレンズユニット４２Ｋを通過した光ビームＫは、反射ミラー４４の下を通り抜け、スリット板４６Ｋに入射して光路上に設けられたハーフミラー４８に入射する。
【００２６】
図５に示されるように、ハーフミラー４８は、光ビームＫを、通過する光ビームＫと、反射して光パワーモニタ５０に入射する光ビームＢＫとに所定の割合で振り分ける。本実施形態では面発光レーザを用いているため、光量制御のための光をバックビームから得ることができないため、このように前方に出射された光ビームの一部を利用する。ハーフミラー４８を通過した光ビームＫは、シリンドリカルレンズ５２Ｋを通過し、光路上に設けられた回転多面鏡としてのポリゴンミラー５４に入射する。そして、このポリゴンミラー５４は、回転軸８６（図１参照）の軸方向から見て正六角形とされている。
【００２７】
一方、光源部４０Ｃから出射された光ビームＣの光路上には、光ビームＣを平行光にするためのコリメータレンズユニット４２Ｃが設けられている。コリメータレンズユニット４２Ｃを通過した光ビームＣは、反射ミラー４４で偏向され、スリット板４６Ｃ（図６参照）に入射して光路上に設けられたハーフミラー４８に入射する。ハーフミラー４８は、光ビームＣを、通過する光ビームＣと、反射して光パワーモニタ５０に入射する光ビームＢＣとに所定の割合で振り分ける。ハーフミラー４８を通過した光ビームＣは、シリンドリカルレンズ５２Ｃを通過し、光路上に設けられた光偏向器７０のポリゴンミラー５４に入射する。
【００２８】
ポリゴンミラー５４には、複数（本実施形態では６個）の反射鏡面５４Ａが設けられ、ポリゴンミラー５４に入射した光ビームＣ、Ｋは、図４にも示すように、反射鏡面５４Ａで偏向反射されてｆθレンズ５６、５８に入射する。ポリゴンミラー５４、ｆθレンズ５６、５８は、光ビームＣ、Ｋを同時に走査できる大きさになっている。
【００２９】
また、図４に示されるように、ｆθレンズ５６を通過した２色の光ビームＣ、Ｋは分離され、それぞれ副走査側にパワーを持つシリンドリカルミラー６０Ｃ、６０Ｋに反射される。シリンドリカルミラー６０Ｋによって反射された光ビームＫは、反射ミラー６２Ｋへ折り返され、さらに、シリンドリカルミラー６４Ｋ、反射ミラー６６Ｋによって偏向され、感光体２４Ｋに結像されて静電潜像を形成する。
【００３０】
一方、シリンドリカルミラー６０Ｃによって反射された光ビームＣは、反射ミラー６２Ｃへ折り返され、さらに、シリンドリカルミラー６４Ｃによって偏向され、感光体２４Ｃ上に結像されて静電潜像を形成する。
【００３１】
（要部構成）
次に、ポリゴンミラー５４が設けられた光偏向器７０について説明する。
【００３２】
図１（Ａ）、図３に示されるように、光偏向器７０には、光偏向器７０のベースとなる平面視矩形状のプリント配線板７２が設けられている。
【００３３】
また、図１（Ａ）に示されるように、ポリゴンミラー５４及びモータ７４は、プリント配線板７２の中央部よりも一側方に偏って配置されている。このプリント配線板７２には、ポリゴンミラー５４及びモータ７４の回転駆動を制御するための駆動制御回路を構成する電気部品（図示省略）が実装されており、他側端部には、電源及び信号ケーブルが接続されるコネクタ７６が実装されている。
【００３４】
また、プリント配線板７２の一側寄りには、円形の開口７８が形成されており、開口７８にはモータ７４を構成するステータ側の固定軸８０が圧入されている。
【００３５】
この固定軸８０は、筒状とされており、外周面には複数の駆動コイル８２が周方向に沿って略等間隔に取り付けられている。この固定軸８０にはスリーブ８４が内挿され、スリーブ８４には、モータ７４を構成するロータ側の回転軸８６が所定の隙間（数μｍ）を空けて挿通されている。
【００３６】
さらに、回転軸８６の挿入部における外周面の上下端部には、動圧軸受けを構成するための深さ数μｍのヘリングボーン溝８８が周方向に沿って複数形成されている。また、この固定軸８０内にはオイル（潤滑剤）が充填され、漏れ出さないようシール部材９０、９２によってシールされている。
【００３７】
回転軸８６の上端部には、円盤状に形成された保持部材９４が圧入されて固定されている。保持部材９４の下部側には、前述した駆動コイル８２を覆う大径の筒状部９４Ａが設けられ、その内周面には、駆動コイル８２の外周側面に対向するリング状の駆動マグネット９６が取り付けられている。また、保持部材９４の上部に設けられた小径の筒状部９４Ｂには、ポリゴンミラー５４が嵌め入れられ、固定用バネ９８により取り付けられている。このポリゴンミラー５４はアルミニウム製で多角形柱状に形成されており、外周面には、光を反射する偏向面としての反射鏡面５４Ａを備えている。
【００３８】
これにより、光偏向器７０では、プリント配線板７２に設けられた駆動制御回路が各駆動コイル８２に電圧を印加するように制御することで、各駆動コイル８２に電流が流れ、各駆動コイル８２に対向する駆動マグネット９６の磁界と上記電流とで電磁誘導作用が働き、駆動マグネット９６に対し回転駆動力が発生する。この回転駆動力によって、ポリゴンミラー５４が高速回転する。本実施形態では、ポリゴンミラー５４の回転数は、１７１２９（ｒｐｍ）となるようにポリゴンミラー５４は制御されている。
【００３９】
また、この回転に伴い、固定軸８０内のスリーブ８４と回転軸８６との間に動圧が発生し、この動圧により回転軸８６の径方向を支持する動圧軸受が形成される。さらに、図２に示されるように、光偏向器７０全体を覆うように、カバー部材９２が設けられている。
【００４０】
一方、図１（Ａ）に示されるように、ポリゴンミラー５４には、ポリゴンミラー５４の天面５４Ｂから内部をくり抜くように、円凹状の凹部１００が形成されており、さらに、凹部で囲まれた共鳴室１０２を閉塞するように厚さ１．８ｍｍ（図１（Ａ）に示すＡ寸法）の板状の蓋部材１０４がポリゴンミラー５４の天面５４Ｂに配置されている。
【００４１】
詳細には、ポリゴンミラー５４の天面５４Ｂには、凹部１００を囲むように段部１０８が設けられており、蓋部材１０４は段部１０８に嵌るように配置され、蓋部材１０４の表面とポリゴンミラー５４の天面５４Ｂは同一面上に配置されている。
【００４２】
さらに、凹部１００及び蓋部材１０４で囲まれた共鳴室１０２の体積は、本実施形態では、１０８０ｍｍ３となるように、凹部１００の形状が決められている。また、蓋部材１０４には、図１（Ｂ）に示されるように、回転軸８６の回転軸上に中心を有する直径２．２ｍｍ（図１（Ｂ）に示すＢ寸法）の円状の貫通孔１１０が表裏を貫通するように形成されている。
【００４３】
そして、共鳴室１０２と貫通孔１１０でポリゴンミラー５４が回転することで生じる風切音と共鳴する共鳴吸音器１１４が構成されている。
【００４４】
（作用）
前述した共鳴吸音器１１４の共鳴周波数に関しては以下の式が知られている。
【００４５】
ｆr＝（Ｃ0／Ｖ）１/ 2×Ｃ／２π
Ｃ0＝２πａ２ ／（２ｌb＋πａ）
Ｃ：音速（３４００００ｍｍ／ｓ）
Ｃ0：導伝率
ｆr：共鳴周波数（Ｈｚ）
Ｖ：共鳴室の体積（１０８０ｍｍ３）
ａ：貫通孔の半径（１．１ｍｍ）
ｌb：貫通孔の長さ（１．８ｍｍ）
以上の式より、本実施形態の導伝率（Ｃ0）は１．０７７５となり、これより、共鳴吸音器１１４の共鳴周波数（ｆr）は１７０９．３（Ｈｚ）となる。
【００４６】
一方、ポリゴンミラー５４が回転することで生じる風切音の周波数について検討すると、前述したように、ポリゴンミラー５４の回転数は１７１２９（ｒｐｍ）でるため、回転周期は、回転数を６０で割って２８５．５となる。また、ポリゴンミラー５４には６個の反射鏡面が形成されていることから、風切音の周波数は、回転周期を６倍して１７１３（Ｈｚ）となる。
【００４７】
つまり、共鳴吸音器１１４の共鳴周波数が１７０９．３（Ｈｚ）となり、風切音の周波数は、共鳴吸音器１１４の共鳴周波数とほぼ一致する１７１３（Ｈｚ）となる。そうすると、カバー部材９２内でポリゴンミラー５４が回転することで生じる風切音は、共鳴吸音器１１４によって共鳴して減衰する。
【００４８】
次に、本発明の第２実施形態に係る光偏向器の一例が採用された画像形成装置について図９に従って説明する。
【００４９】
なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図９に示されるように、この実施形態では第１実施形態と違い、光偏向器１２０に設けられた蓋部材１０４の上面には、ポリゴンミラー５４の回転バランスを修正するバランス修正手段としての錘１２２が設けられている。
【００５１】
つまり、光偏向器１３０が組み立てられた後、ポリゴンミラー５４を回転させ、錘１２２を蓋部材１０４の上面に固定することでポリゴンミラー５４の回転バランスを修正する構成となっている。
【００５２】
次に、本発明の第３実施形態に係る光偏向器の一例が採用された画像形成装置について図１０に従って説明する。
【００５３】
なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
図１０に示されるように、この実施形態では第１実施形態と違い、光偏向器１３０に設けられた蓋部材１３２の厚さは、厚さくされ（例えば５ｍｍ）ている。そして、この蓋部材１３２の天面５４Ｂには、ポリゴンミラー５４の回転バランスを修正するバランス修正手段としてのバランス修正凹部１３４が後加工で形成されている。
【００５５】
つまり、光偏向器１３０が組み立てられた後、ポリゴンミラー５４を回転させ、ドリル等の工具を用いてバランス修正凹部１３４を形成されることでポリゴンミラー５４の回転バランスを修正する構成となっている。
【００５６】
次に、本発明の第４実施形態に係る光偏向器の一例が採用された画像形成装置について図１１に従って説明する。
【００５７】
なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
図１１（Ａ）に示されるように、この実施形態では第１実施形態と違い、光偏向器１４０に設けられた蓋部材１４２には、異なる直径の貫通孔１４４、貫通孔１４６が設けられている。
【００５９】
本実施形態では、白黒画像を形成する場合とカラー画像を形成する場合とで、ポリゴンミラー５４の回転数が異なっている。そして、図１１（Ｂ）に示す貫通孔１４４の直径は、白黒画像を形成するときにポリゴンミラー５４から生じる風切音の周波数と共鳴するように決められており、これに対して、貫通孔１４６の直径は、カラー画像を形成するときにポリゴンミラー５４から生じる風切音の周波数と共鳴するように決められている。
【００６０】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、カラー画像と白黒画像とで、ポリゴンミラーの回転数が異なる場合について説明したが、回転数が異なる場合であれば、これにこだわらず、その回転数に基づいて貫通孔の形状をきめればよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、貫通孔を２個設けた場合について説明したが、貫通孔は、回転数に基づいて形成すればよく３個以上であってもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、ポリゴンミラー５４から生じる風切音に着目して説明したが、例えば、駆動マグネットが１２極のモータの電磁音は、回転数×１２＝３４２６Ｈｚとなり、この場合に必要な貫通孔の直径は２．２ｍｍ、長さは３．６４ｍｍとなる。つまり、１つの回転数でも風切音と電気的な音（電磁音）と２つの騒音発生周波数が存在する。そこで、回転数が異ならず１つの場合でも、貫通孔を２個以上設けることで、ポリゴンミラーが回転することで生じる風切音及び電磁音を低減させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光偏向器を示した断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光偏向器を示した分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光偏向器を示した斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光走査装置及び感光体を示した側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示した平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示した概念図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示した斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る光偏向器が採用された画像形成装置を示した概略構成図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る光偏向器を示した断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る光偏向器を示した断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る光偏向器を示した断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０          画像形成装置
２４          感光体
５４          ポリゴンミラー（回転多面鏡）
５４Ａ        反射鏡面
５４Ｂ        天面
７０          光偏向器
８０          固定軸
８６          回転軸
１００        凹部
１０２        共鳴室
１０４        蓋部材
１１０        貫通孔
１２０        光偏向器
１２２        錘
１３０        光偏向器
１３２        蓋部材
１３４        バランス修正凹部
１４０        光偏向器
１４２        蓋部材
１４４        貫通孔
１４６        貫通孔
【図１】
2010072213.tif 000003
【図２】
2010072213.tif 000004
【図３】
2010072213.tif 000005
【図４】
2010072213.tif 000006
【図５】
2010072213.tif 000007
【図６】
2010072213.tif 000008
【図７】
2010072213.tif 000009
【図８】
2010072213.tif 000010
【図９】
2010072213.tif 000011
【図１０】
2010072213.tif 000012
【図１１】
2010072213.tif 000013