(57)【要約】【課題】光走査装置の大型化を防止しつつ回転多面鏡が回転駆動される際の騒音を低減する。【解決手段】光学ハウジング内３１には、該光学ハウジング３１の底壁から天井壁に亘って設けられ、回転多面鏡３７の周囲を囲むことで内側に該回転偏向器３７を収容する空間１００を形成する隔壁３１１が設けられ、隔壁３１１には、光源３２から回転多面鏡３７に向かう光ビームが通過する第一光通過開口３１４と、回転多面鏡３７にて反射された光ビームが通過する第二光通過開口３１５とが形成され、共鳴空間１０１，１０２は、第一及び第二光通過開口３１４，３１５の隔壁外側に設けられ、当該光通過開口３１４，３１５がヘルムホルツ共鳴器の開口部として兼用されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、該光源から出射された光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、上記回転多面鏡を内部に収容する光学ハウジングと、該光学ハウジングの底壁に取付けられて上記回転多面鏡を駆動するモーターと、該光学ハウジング内に収容され、上記回転多面鏡にて反射された光を結像する結像レンズと、上記回転多面鏡が上記モーターにより回転駆動される際に生じる音の周波数で共鳴する共鳴空間を有するヘルムホルツ共鳴器と備えた光走査装置であって、
上記光学ハウジング内には、該光学ハウジングの底壁から天井壁に亘って設けられ、上記回転多面鏡の周囲を囲むことで内側に該回転多面鏡を収容する空間を形成する隔壁が設けられ、
上記隔壁には、上記光源から上記回転多面鏡に向かう光ビームが通過する第一光通過開口と、上記回転多面鏡にて反射された光ビームが通過する第二光通過開口とが形成され、  上記共鳴空間は、上記第一及び第二光通過開口のうち少なくとも一方の光通過開口の隔壁外側に設けられ、当該光通過開口が上記ヘルムホルツ共鳴器の開口として兼用されている、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、
上記隔壁の外側において上記光学ハウジングの底壁から天井壁に亘って設けられ、該隔壁と協働して当該共鳴空間を形成する外側壁をさらに備え、
上記外側壁における、上記へルムホルツ共鳴器の開口として兼用される光通過開口に対向する壁部は光ビームを透過する光学要素で構成されている、光走査装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光走査装置において、
上記回転多面鏡が上記モーターにより回転駆動される際に生じる音は、該モーターの回転周波数と同じ周波数を有する回転騒音と、上記回転周波数に上記回転多面鏡の反射面の数を乗じた周波数を有する該回転多面鏡の風切り音とを含み、
上記共鳴空間は上記第一及び第二光通過開口の双方の隔壁外側にそれぞれ設けられ、
上記第一光通過開口の隔壁外側に設けられた共鳴空間を第一共鳴空間とし、上記第二光通過開口の隔壁外側に設けられた共鳴空間を第二共鳴空間としたとき、
上記第一共鳴空間の共鳴周波数は上記回転騒音の周波数に一致し、上記第二共鳴空間の共鳴周波数は上記風切り音の周波数に一致している、光走査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置において、
上記光源と上記回転多面鏡との間には、光ビームのビーム断面形状を整えるアパーチャーが設けられており、
上記共鳴空間は、少なくとも上記第一光通過開口の隔壁外側に設けられており、
上記第一光通過開口は、上記アパーチャーとして兼用されている、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、
上記光学要素は透明な平板からなり、
上記回転多面鏡と上記第一光通過開口との間、及び、上記回転多面鏡と上記第二光通過開口との間にはそれぞれ、該回転多面鏡の回転により誘起される気流を遮る透明な遮風板が設けられ、
上記各遮風板は、上記光学ハウジングの底壁側から天井壁側に向かって回転多面鏡の径方向外側に所定角度で傾斜しており、
上記光学要素を構成する上記平板は、該平板に対向する遮風板と同じ角度で逆向きに傾斜している、光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５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】
一般に、電子写真方式の画像形成装置等には、像担持体の表面に光ビームを照射する光走査装置が搭載される。この光走査装置は、光ビームを出射する光源と、光源から出射された光ビームを偏向走査させる回転多面鏡と、回転多面鏡を内部に収容する光学ハウジングとを備えている。光学ハウジングの底壁には、回転多面鏡を回転駆動するためのモーターが取付けられている。光学ハウジング内には、回転多面鏡にて反射された光ビームを像担持体の表面に結像させる結像レンズが設けられている。
【０００３】
この種の光走査装置では、ポリゴンモーター自体が発生する回転騒音や、ポリゴンミラーの風切り音が光学ハウジングの外部に漏れて周辺のユーザーに不快感を与える虞がある。
【０００４】
この問題を解決するべく、例えば特許文献１に示す光走査装置は、回転多面鏡の上側に吸音器としてヘルムホルツ共鳴器を備えるようにしている。ヘルムホルツ共鳴器は、回転多面鏡を駆動する際に生じる音の周波数で共鳴する共鳴空間を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２２５１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に示す従来の光走査装置では、ヘルムホルツ共鳴を生じさせる共鳴空間を回転多面鏡の上側に確保する必要があるので光走査装置が大型化するという問題がある。
【０００７】
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、光走査装置の大型化を防止しつつ回転多面鏡が回転駆動される際の騒音を低減することある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に係る光走査装置は、光ビームを出射する光源と、該光源から出射された光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、上記回転多面鏡を内部に収容する光学ハウジングと、該光学ハウジングの底壁に取付けられて上記回転多面鏡を駆動するモーターと、該光学ハウジング内に収容され、上記回転多面鏡にて反射された光を結像する結像レンズと、上記回転多面鏡が上記モーターにより回転駆動される際に生じる音の周波数で共鳴する共鳴空間を有するヘルムホルツ共鳴器と備えている。
【０００９】
そして、上記光学ハウジング内には、該光学ハウジングの底壁から天井壁に亘って設けられ、上記回転偏向器の周囲を囲むことで内側に該回転偏向器を収容する空間を形成する隔壁が設けられ、上記隔壁には、上記光源から上記回転多面鏡に向かう光ビームが通過する第一光通過開口と、上記回転多面鏡にて反射された光ビームが通過する第二光通過開口とが形成され、上記共鳴空間は、上記第一及び第二光通過開口のうち少なくとも一方の光通過開口の隔壁外側に設けられ、当該光通過開口が上記ヘルムホルツ共鳴器の開口として兼用されている。
【００１０】
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】
【００１１】
本発明によれば、光走査装置の大型化を防止しつつ回転多面鏡が回転駆動される際の騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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の全体構成を示す概略図である。
【図２】図２は、光走査装置を示す外観斜視図である。
【図３】図３は、光走査装置の内部構造を示す平面図である。
【図４】図４は、ポリゴンモーター及び第一結像レンズ像間における像高中心の光ビームに沿った副走査断面である。
【図５】図５は、光源からポリゴンモーターに向かう光ビームの光線中心に沿った副走査断面である。
【図６】図６は、ヘルムホルツ共鳴器の基本構造を示す概略図である。
【図７】図７は、走査光学系の設計値を示す表である。
【図８】図８は、入射光学系の設計値を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、本実施形態における光走査装置３０を備えた画像形成装置１を示す概略構成図である。以下では、画像形成装置１としてレーザプリンターを例に挙げて説明するが、これに限ったものではない。画像形成装置１は、複写機、ファクシミリ又は複合機（ＭＦＰ）等であってもよい。
【００１５】
画像形成装置１は、図１に示すように、箱状の筐体２と、手差し給紙部６と、カセット給紙部７と、画像形成部８と、定着部９と、排紙部１０とを備えている。そうして、画像形成装置１は、筐体２内の搬送路Ｌに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。
【００１６】
手差し給紙部６は、筐体２の１つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ４と、筐体２の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラ５とを有している。
【００１７】
カセット給紙部７は、筐体２の底部に設けられている。カセット給紙部７は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット１１と、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ１２と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送路Ｌへと送り出すフィードローラ１３及びリタードローラ１４とを備えている。
【００１８】
画像形成部８は、筐体２内におけるカセット給紙部７の上方に設けられている。画像形成部８は、筐体２内に回転可能に設けられた像担持体である感光ドラム１６と、感光ドラム１６の周囲に配置された帯電器１７と、現像部１８と、転写ローラ１９及びクリーニング部２０と、感光ドラム１６の上方に配置された光走査装置３０と、トナーホッパー２１とを備えている。そうして、画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から供給された用紙に画像を形成するようになっている。
【００１９】
尚、搬送路Ｌには、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８に供給する一対のレジストローラ１５が設けられている。
【００２０】
定着部９は、画像形成部８の側方に配置されている。定着部９は、互いに圧接されて回転する定着ローラ２２及び加圧ローラ２３を備えている。そうして、定着部９は、画像形成部８で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるように構成されている。
【００２１】
排紙部１０は、定着部９の上方に設けられている。排紙部１０は、排紙トレイ３と、排紙トレイ３へ用紙を搬送するための排紙ローラ対２４と、排紙ローラ対２４へ用紙を案内する複数の搬送ガイドリブ２５とを備えている。排紙トレイ３は、筐体２の上部に凹状に形成されている。
【００２２】
画像形成装置１が画像データを受信すると、画像形成部８において、感光ドラム１６が回転駆動されると共に、帯電器１７が感光ドラム１６の表面を帯電させる。
【００２３】
そして、画像データに基づいて、レーザ光が光走査装置３０から感光ドラム１６へ出射される。感光ドラム１６の表面には、レーザ光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光ドラム１６上に形成された静電潜像は、現像部１８で現像されることにより、トナー像として可視像となる。
【００２４】
その後、用紙は、転写ローラ１９と感光ドラム１６との間を通過する。その際、用紙に感光ドラム１６のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部９において定着ローラ２２と加圧ローラ２３とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。
【００２５】
図２に示すように、光走査装置３０は光学ハウジング３１を有している。光学ハウジング３１は、底壁３１Ｌと天井壁３１Ｕと側壁とを有する扁平箱状をなしている。光学ハウジング３１は、水平方向に対して傾けて配置されている。光学ハウジングの底壁３１Ｌには、光ビームを光学ハウジング３１外に出射するための開口部４１が形成されている。開口部４１は前後方向に延びる細長い矩形状をなしている。
【００２６】
図３に示すように、光学ハウジング３１内には、ポリゴンミラー（回転多面鏡）３７と、第一結像レンズ３８ａ及び第二結像レンズ３８ｂと、反射ミラー４０とが収容されている。
【００２７】
ポリゴンミラー３７は、周側面が反射面で構成された多角形状のミラーである。ポリゴンミラー３７は、ポリゴンモーター４２の回転軸に固定されている。ポリゴンモーター４２は、光学ハウジング３１の底壁３１Ｌに取付けられている。
【００２８】
第一結像レンズ３８ａ及び第二結像レンズ３８ｂは、光学ハウジング３１内におけるポリゴンミラー３７の側方に設けられている。第一結像レンズ３８ａ及び第二結像レンズ３８ｂは、ポリゴンミラー３７の径方向に間隔を空けて並んで配置されている。各結像レンズ３８ａ，３８ｂは例えばｆθレンズによって構成されている。
【００２９】
光源３２は、光学ハウジング３１の側壁部近傍に配置されている。光源３２は、例えばレーザダイオードを有するレーザ光源である。そして、光源３２は、ポリゴンミラー３７へ向けてレーザ光（光ビーム）を出射する。
【００３０】
光源３２とポリゴンミラー３７との間には、コリメータレンズ３３、第一アパーチャー３４、シリンドリカルレンズ３５及び第二アパーチャー３６が、光源３２側からポリゴンミラー３７側に向かってこの順に配置されている。
【００３１】
また、光学ハウジング３１内における、二つの結像レンズ３８ａ，３８ｂのポリゴンミラー３７側と反対側には反射ミラー４０が配置されている。反射ミラー４０は、二つの結像レンズ３８ａ，３８ｂと平行に長尺状に延びている。
【００３２】
以上のように構成された光走査装置３０では、光源３２から出射したレーザ光は、先ずコリメータレンズ３３を通過することで平行光束とされる。平行光束化された光ビームは、第一アパーチャー３４を通過することにより副走査方向の幅が所定幅になるようにビーム断面形状が整えられる。第一アパーチャー３４を通過した光ビームはシリンドリカルレンズ３５によってポリゴンミラー３７の反射面に集光される。光ビームは、この集光途中に第二アパーチャー３６（後述する第一光通過開口３１４）を通過することにより主走査方向の寸法が所定寸法になるように断面形状が整えられる。そうして、ポリゴンミラー３７に集光された光ビームは、ポリゴンミラー３７の反射面により反射され、走査光として第一結像レンズ３８ａ及び第二結像レンズ３８ｂを順に通過する。第二結像レンズ３８ｂを通過した走査光は、反射ミラー４０により反射されて開口部４１（図２参照）から光学ハウジング３１の外部に出射される。開口部４１から出射された光ビームは、感光ドラム１６の表面に結像されて主走査方向に走査する。感光ドラム１６の表面に結像された走査光は、ポリゴンミラー３７の回転によって感光ドラム１６の表面を主走査方向に走査し、感光ドラム１６の回転によって副走査方向に走査して感光ドラム１６の表面に静電潜像を形成する。
【００３３】
ここで、光走査装置３０では、ポリゴンモーター４２によりポリゴンミラー３７を駆動する際に音が発生する。この音には、ポリゴンモーター４２の回転騒音とポリゴンミラー３７の風切り音とが含まれる。ポリゴンモーター４２の回転騒音は、ポリゴンモーター４２の軸受け部の回転摩擦等に起因して発生する音であって、ポリゴンモーター４２の回転周波数と同じ周波数を有している。ポリゴンミラー３７の風切り音は、ポリゴンミラー３７の回転により誘起される気流によって引き起こされる音である。この風切り音は、ポリゴンミラー３７の回転周波数（つまりポリゴンモーター４２の回転周波数）に反射面の数を乗じた周波数を有している。この回転騒音及び風切り音が光学ハウジング３１の外部に漏れるとユーザーに不快感を与える虞がある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、光走査装置３０内にヘルムホルツ共鳴器を設けることで上述の回転騒音及び風切り音を吸音するようにしている。
【００３５】
以下、図３〜図５を参照しながら光走査装置３０内の吸音構成の詳細を説明する。
【００３６】
図３に示すように、光走査装置３０の光学ハウジング３１内には、ポリゴンミラー３７の周囲を囲む隔壁３１１が設けられている。隔壁３１１の内側の空間１００には、ポリゴンミラー３７及びポリゴンモーター４２が収容されている。隔壁３１１は、光学ハウジング３１の底壁３１Ｌから天井壁３１Ｕに亘って形成されている。
【００３７】
隔壁３１１には、光源３２からポリゴンミラー３７に向かう光ビームが通過する第一光通過開口３１４と、ポリゴンミラー３７により反射された光ビーム（走査光）が通過する第二光通過開口３１５とが形成されている。第一光通過開口３１４は、光ビームの主走査方向の幅を規制する第二アパーチャー３６として兼用されている。
【００３８】
第一光通過開口３１４の隔壁内側には第一遮風板４４が設けられ、第二光通過開口３１５の隔壁内側には第二遮風板４６が設けられている。第一及び第二遮風板４４，４６の詳細については後述する。
【００３９】
第一光通過開口３１４の隔壁外側には、上記回転騒音を吸収する第一共鳴空間１０１が設けられている。第二光通過開口３１５の隔壁外側には、上記風切り音を吸収する第二共鳴空間１０２が設けられている。
【００４０】
第一共鳴空間１０１は、上記回転騒音と同じ周波数で共鳴（共振）することで当該音を吸収する。第一共鳴空間１０１は、第一外側壁３１２と隔壁３１１との協働により形成されている。第一外側壁３１２は、平面視でコ字状をなしていて隔壁３１１の光源３２に対向する壁面に接続されている。第一外側壁３１２における第一光通過開口３１４に対向する壁部は、光ビームが通過可能な第一透明平板（光学要素）４３によって形成されている。
【００４１】
第二共鳴空間１０２は、上記風切り音と同じ周波数で共鳴（共振）することで当該音を吸収する。第二共鳴空間１０２は、第二外側壁３１３と隔壁３１１との協働により形成されている。第二外側壁３１３は、平面視でコ字状をなしていて隔壁３１１における第一結像レンズ３８ａ側の壁面に接続されている。第二外側壁３１３における第二光通過開口３１５に対向する壁部は、光ビームが透過可能な第二透明平板（光学要素）４５によって形成されている。第一及び第二透明平板４３，４５は、例えばガラス板により構成されている。
【００４２】
図４は、ポリゴンモーター４２から第一結像レンズ３８ａにおける像高中心の光ビームに沿った副走査断面（つまり走査光学系の副走査断面）である。同図に示すように、第二光通過開口３１５の隔壁内側（ポリゴンミラー３７側）には第二遮風板４６が立設されている。第二遮風板４６は、ポリゴンミラー３７の回転により誘起される気流を遮るように設けられている。これにより、気流が第二光通過開口３１５に吹き込まれて笛吹き音が発生することを防止している。
【００４３】
第二遮風板４６は、光学ハウジング３１の底壁３１Ｌ側から天井壁３１Ｕ側に向かってポリゴンミラー３７の径方向外側に所定角度θで傾斜している。第二遮風板４６の下端は、光学ハウジング３１の底壁３１Ｌに設けられた一対の挟持板３１ａの間に嵌合して支持されている。第二遮風板４６を所定角度θだけ傾ける理由について説明する。第二遮風板４６を傾斜させない場合（つまり所定角度θ＝０とした場合）、ポリゴンミラー３７で反射された光ビームが、第二遮風板４６の入射面で反射してポリゴンミラー３７側に戻される。この戻された光ビームは反射して光源３２内の光量検知センサー（例えばフォトセンサー）に入射したり、結像レンズ３８ａ，３８ｂを通過して感光体ドラム１６の表面まで到達するフレア光となったりする。この戻された光ビームが光量検知センサーに入射すると、光源３２における光量調整精度が低下してしまう。また、フレア光が発生すると、濃度ムラなどの画像不具合が発生してしまう。これらの問題を防止するべく、第二遮風板４６を所定角度θだけ傾けて反射した光ビームがポリゴンミラー３７に再入射しないようにしている。
【００４４】
ここで、第二共鳴空間１０２の第一結像レンズ３８ａ側を覆う第二透明平板４５は、第二遮風板４６と同じ角度で逆向き（光学ハウジング３１の底壁側から天井側に向かってポリゴンミラー３７側）に傾斜している。こうすることで、光ビームが第二透明平板４５で反射してポリゴンミラー３７に再入射するのを防止するとともに、光ビームの高さ合わせを行うことができる。高さ合わせとは、光ビームが第二遮風板４６を通過する際に屈折現象により変化した光ビームの高さ位置を元の位置に戻すことである。これにより、ポリゴンモーター４２の座面高さを調整することなく光ビームの反射経路を一定に維持することができる。よって光学ハウジング３１の構造を単純化することができる。
【００４５】
図５は、光源３２からポリゴンモーター４２に向かう光ビームの光線中心に沿った副走査断面（つまり入射光学系の副走査断面）である。同図に示すように、第一光通過開口３１４の隔壁内側（ポリゴンミラー３７側）には第一遮風板４４が立設されている。第一遮風板４４は、ポリゴンミラー３７の回転により誘起される気流を遮るように設けられている。これにより、気流が第一光通過開口３１４に吹き込まれて笛吹き音が発生することを防止している。
【００４６】
第一遮風板４４は、第二遮風板４６と同様に光学ハウジング３１の底壁３１Ｌ側から天井壁３１Ｕ側に向かってポリゴンミラー３７の径方向外側に所定角度θで傾斜している。第一遮風板４４の下端は、光学ハウジング３１の底壁部に設けられた一対の挟持板３１ｂの間に嵌合して支持されている。
【００４７】
ここで、第一共鳴空間１０１のシリンドリカルレンズ３５側を覆う第一透明平板４３は、第一遮風板４４と同じ角度で逆向き（光学ハウジング３１の底壁側から天井側に向かってポリゴンミラー３７側）に傾斜している。第一透明平板４３を傾ける理由は、上述の第二透明平板４５を傾ける理由と同様である。
【００４８】
ここで、図６を参照して、ヘルムホルツ共鳴器の原理について説明する。図のヘルムホルツ共鳴器は、体積Ｖの空洞２００と、空洞２００に接続された断面積Ｓで長さＬの開口部２０１を有する容器で構成されている。開口部２０１に音波が入射すると、体積で断面積Ｓ×長さＬの空気が振動する。その空気の振動の共鳴周波数ｆは次式（１）で表される。
【式１】
【００４９】
2019171588.tif 000003
【００５０】
Ｃは音速、δは開口端補正と呼ばれる補正係数である。開口端補正δは開口端の外側の空気も振動する事を示しており、一般的に、開口部の断面形状が円形であるとして、その半径をｒとすると、開口端補正δは次式（２）で表される。
【式２】
【００５１】
δ＝０．６ｒ
【００５２】
式（１）で計算される共鳴周波数において、ヘルムホルツ共鳴器は最も良く音波を吸収する。
【００５３】
図４及び図５に示す第一及び第二共鳴空間１０１，１０２が、ヘルムホルツ共鳴器の空洞２００に相当し、第一及び第二光通過開口３１４，３１５がヘルムホルツ共鳴器の開口部２０１に相当している。
【００５４】
本実施形態では、第一共鳴空間１０１の共鳴周波数を回転騒音の周波数に合わせるとともに、第二共鳴空間１０２の共鳴周波数を風切り音の周波数に合わせることで各音を吸収している。各共鳴空間１０１，１０２の共鳴周波数は、各共鳴空間１０１，１０２の体積と、開口面積（第一及び第二光通過開口３１４，３１５の面積）と、開口端補正δを調整することで設定される。
【００５５】
図４に示す走査光学系に設けられるヘルムホルツ共鳴器においては、例えば第二光通過開口３１５（ヘルツホルツ共鳴器の開口部）の面積を光ビーム（走査光）が通過可能な範囲で変更することで共鳴周波数を調整することができる。
【００５６】
図５に示す入射光学系に設けられるヘルムホルツ共鳴器においては、第一光通過開口３１４（ヘルムホルツ共鳴器の開口部）は、光ビームの主走査方向の幅を整える第二アパーチャー３６として兼用されている。このため、開口面積の調整には制約があるようにも思える。しかし、第一光通過開口３１４（第二アパーチャー３６）は、光ビームの副走査方向の幅は規制していないので、第一光通過開口３１４の高さｈ２を変えても、像面上の副走査方向のビーム径は変化しない。したがって、第一光通過開口３１４の高さｈ２を調整することで、光ビームの副走査方向のビーム径に影響を与えることなく共鳴周波数を変更することができる。よって、第二共鳴空間１０２の体積を維持したまま、その共鳴周波数を変更する事が可能となる。したがって、ポリゴンミラー３７の回転数が異なる光走査装置同士で、第一光通過開口３１４の高さを変えるだけで同等の吸音効果を得ることができる。よって、光走査装置の設計工程及び製造工程の共通化を図って製品コストを低減することができる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態では、上記光学ハウジング３１内には、該光学ハウジング３１の底壁３１Ｌから天井壁３１Ｕに亘って設けられ、ポリゴンミラー３７の周囲を囲むことで内側に該ポリゴンミラー３７を収容する空間１００を形成する隔壁３１１が設けられている。隔壁３１１には、光源３２からポリゴンミラー３７に向かう光ビームが通過する第一光通過開口３１４と、ポリゴンミラー３７にて反射された光ビームが通過する第二光通過開口３１５とが形成されている。そして、第一及び第二光通過開口３１４，３１５の隔壁外側にはそれぞれヘルムホルム共鳴器の共鳴空間１０１，１０２が設けられ、該第一及び第二光通過開口３１４，３１５は、ヘルムホルツ共鳴器の開口部として兼用されている。
【００５８】
この構成によれば、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴空間１０１，１０２を光ビームの光路の途中に配置することができる。よって、例えばヘルムホルツ共鳴器をポリゴンミラー３７の上側に配置する場合に比べて光走査装置３０の高さを低くして小型化することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、第一共鳴空間１０１の周波数は回転騒音の周波数に一致させるとともに第二共鳴空間１０２の周波数を風切り音の周波数に一致させるようにしている。したがって、回転騒音及び風切り音の双方を効果的に吸音することができる。  
【００６０】
また後述するように、回転騒音については風切り音に比べて共鳴空間の体積を大きくとる必要があるので、回転騒音の周波数に対応する共鳴空間１０１をスペース的に余裕のある入射光学系に配置し、風切り音の周波数に対応する共鳴空間１０２をスペース的に制限された走査光学系に配置するようにした。これにより、光走査装置３０内のスペース効率を向上させてそのコンパクト化を図りつつ、吸音効果を可及的に高めることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、入射光学系に設けられるアパーチャー３６として機能する第一光通過開口３１４を、ヘルムホルツ共鳴器の開口部として兼用するようにしている。これにより、部品点数を削減して製品コストを低減することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、ポリゴンミラー３７と第一光通過開口３１４との間、及び、ポリゴンミラー３７と第二光通過開口３１５との間にはそれぞれ、ポリゴンミラー３７の回転により誘起される気流を遮る透明な遮風板４４，４６が設けられている。各遮風板４４，４６は、光学ハウジング３１の底壁３１Ｌ側から天井壁３１Ｕ側に向かってポリゴンミラー３７の径方向外側に所定角度θで傾斜している。そして、各共鳴空間１０１，１０２の壁面を形成する透明平板４３，４５は、各遮風板４４，４６と同じ角度で逆向きに傾斜している。
【００６３】
これにより、気流が各光通過開口３１４，３１５に流れ込むことによる笛吹き音の発生を防止するとともに光ビームの高さ合わせを行うことができる。
【００６４】
−実施例−
以下に実際の設計例を示す。
ここで、事前準備として、開口部の形状が円形ではない場合の開口端補正δの計算方法を次式（３）により定義しておく。
【式３】
【００６５】
2019171588.tif 000004
【００６６】
一例として、ポリゴンミラー３７の反射面の数が５つであり、ポリゴンモーター４２の回転数が５００００［ｒｐｍ］である場合を考える。
【００６７】
図７は、図４で示した走査光学系に設けられるヘルムホルツ共鳴器の設計値の一例である。第二共鳴空間１０２の共鳴周波数が風切り音の周波数（＝４１６６．７［Ｈｚ］）に一致していることがわかる。尚、本明細書において、周波数が一致している場合とは、完全に一致している場合のみでなく、略一致している場合、例えば５％以内の誤差がある場合も含む。
【００６８】
図８は、図５で示した入射光学系に設けられるヘルムホルツ共鳴器の設計値の一例である。第一共鳴空間１０１の共鳴周波数が回転騒音の周波数（＝８３３．Ｈｚ）に一致していることがわかる。
【００６９】
ところで、ヘルムホルツ共鳴器の開口部の空気は振動しており、振動している空気に光ビームを通す事になるが、ポリゴンモーター４２の回転騒音のような可聴域の音厚は２０［Ｐａ］程度であり、この程度であれば、空気の屈折率変化は殆ど無視でき、音響光学的な効果も無視できる。
【００７０】
その理由を以下に示す。
騒音が発生している時の空気の屈折率ｎと騒音の音圧のＰ関係は次式（４）で表される。
【式４】
【００７１】
2019171588.tif 000005
ここで、ｎ0、Ｐ0、γはそれぞれ、音圧０の時の屈折率、大気圧、空気の比熱比である。Ｐ＝１０１３２５［Ｐａ］とすると、Ｐ／Ｐ0≪１が成り立つので式（４）はテーラー展開できて、１次の項までを取り、ｎ0＝１．０００２８、γ＝１．４とすれば、屈折率ｎは次式（５）で表される。
【式５】
【００７２】
2019171588.tif 000006
【００７３】
したがって、可聴域の騒音の音圧が２０［Ｐａ］程度である事を考えると、屈折率の変化は殆どない事がわかる。また、開口部の空気の振動方向と通過する光ビームの進行方向はほぼ一致する為、音響光学的効果はさらに影響が小さくなると考えられる。
【００７４】
また、本設計例では、入射光学系（つまり光源３２とポリゴンミラー３７との間）に設けられる第一共鳴空間１０１の共鳴周波数をポリゴンモーター４２の回転騒音の周波数に一致させる一方、走査光学系（つまりポリゴンミラー３７と第一結像レンズ３８ａとの間）に設けられる第二共鳴空間１０２の共鳴周波数をポリゴンミラー３７の風切り音の周波数に一致させるようにしている。
【００７５】
その理由は以下の通りである。すなわち、ポリゴンモーター４２の回転数の周波数はせいぜい１０００Ｈｚ以下なので、回転騒音を抑制するためには、式（１）から分かるように共鳴空間の体積Ｖを大きくとる必要がある。一方、風切り音の周波数は回転周波数に反射面の数を乗じた値であるので４０００Ｈｚを超える事になり、このため共鳴空間の体積Ｖを小さくする必要がある。
【００７６】
ここで、第一結像レンズ３８ａ及びポリゴンミラー３７間の距離は５０ｍｍ以下に設計される事が多いので、走査光学系には大きな共鳴空間を確保し難い。一方、入射光学系におけるシリンドリカルレンズ３５からポリゴンミラー３７までは距離は長くとることが多く、ポリゴンミラー３７への水平方向の入射角度も６０°〜８０°に取られる。したがって、入射光学系には、比較的大きな共鳴空間を確保することができる。
【００７７】
よって、本設計例では、大きな共鳴空間を必要とする回転騒音抑制用の共鳴器を入射光学系に配置し、小さな共鳴空間でも抑制可能な風切り音用の共鳴器を走査光学系に配置することで、光学ハウジング３１のスペースを有効に使って回転騒音及び風切り音の双方を効果的に抑制することができる。
【００７８】
−他の実施例−
上記実施例では、式３で示す様に、開口端補正δを、開口部の面積から円の面積に換算して半径を求めているが、他に知られている開口端補正δの計算方法を用いても良い。  例えば、以下に表す様に開口端部の形状に応じて計算方法を変更しても良い。
【００７９】
例えば瓶やフラスコのように、開口部にフランジがない形状の場合、開口部の半径をｒとすると、開口端補正δは次式（６）で表される。
【式６】
【００８０】
δ＝１．５ｒ                                                                        
【００８１】
例えば、ヴァイオリンの「ｆ字孔」のように、開口部が円形でない場合の近似式は、開口部の面積をＳとすると次式（７）で表される。
【式７】
【００８２】
2019171588.tif 000007
また上記以外にも、実験により開口端補正δを求めその値を使用するとしても良い。
また、上記実施形態及び実施例では、第一光通過開口３１４及び第二光通過開口３１５の双方外側にそれぞれ第一共鳴空間１０１及び第二共鳴空間１０２を設けるようにしているが、これに限ったものではなく、第一共鳴空間１０１のみを設けるようにしてもよいし、第二共鳴空間１０２のみを設けるようにしてもよい。また、各共鳴空間の周波数についても回転騒音及び風切り音の周波数に限らず、抑制したい任意の音の周波数であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
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】
【００８４】
ｆ      ：共鳴周波数
１      ：画像形成装置
３０    ：光走査装置
３１    ：光学ハウジング
３２    ：光源
３３    ：コリメータレンズ
３６    ：第二アパーチャー
３７    ：ポリゴンミラー（回転多面鏡）
３８ａ  ：第一結像レンズ
３８ｂ  ：第二結像レンズ
４０    ：反射ミラー
４１    ：開口部
４２    ：ポリゴンモーター
４３    ：第一透明平板
４４    ：第一遮風板
４５    ：第二透明平板
４６    ：第二遮風板
１０１  ：第一共鳴空間
１０２  ：第二共鳴空間
３１１  ：隔壁
３１２  ：外側壁
３１３  ：外側壁
３１４  ：第一光通過開口
３１５  ：第二光通過開口
【図１】
2019171588.tif 000008
【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】
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【図７】
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【図８】
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