(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源により回転し、光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡の回転軸方向に並んで配置され、前記回転多面鏡と伴に回転するロータと、
前記回転多面鏡によって主走査方向に走査された走査光を結像させる走査レンズと、
前記回転多面鏡、前記ロータ及び前記走査レンズを収容する光学箱と、を有し、
前記ロータには、前記回転軸に垂直な方向における径が、回転する前記回転多面鏡の外接円の径より大きい大径部と、前記大径部より更に径が大きい最大径部が設けられ、前記回転軸方向において前記回転多面鏡から離れる方向に前記大径部と前記最大径部の順に並んで設けられた光偏向走査装置において、
前記回転多面鏡、前記ロータ及び前記走査レンズが前記光学箱に収容された状態で、前記回転多面鏡及び前記ロータの回転により前記回転軸方向で前記最大径部に向かって吸い寄せられた空気流が循環するよう、開口が前記回転軸に垂直な方向において前記最大径部に対向する凹部であって、前記回転軸方向において前記走査レンズに並んで形成された凹部を有し、前記回転軸方向において、前記凹部の開口の両端は前記最大径部の両端の外側にあることを特徴とする光偏向走査装置。
【請求項２】
前記凹部の主走査方向の幅は、前記走査レンズの主走査方向の走査領域と略同等の幅を有することを特徴とする請求項１に記載の光偏向走査装置。
【請求項３】
前記走査レンズは、前記回転軸に垂直な方向にて前記回転多面鏡に近接して設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光偏向走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザビームプリンタやレーザファクシミリなどの画像形成装置に用いられる光偏向走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光偏向走査装置を用いた例えばレーザビームプリンタやレーザファクシミリなどの画像形成装置は、光偏向走査装置の高速回転する回転多面鏡によってレーザビームなど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、このトナー像を記録紙など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】
このような従来の画像形成装置に用いられる光偏向走査装置は、図７のように構成されている。ビーム光源とレーザホルダおよび鏡筒などで構成されるビーム光源ユニット４０より発せられたレーザ光束は、コリメータレンズ（図示せず）によって平行光束または収束光束に変えられ、シリンドリカルレンズ５０によって回転多面鏡としてのポリゴンミラー２０ａ上に線像を結像する。そして、この光束は、ポリゴンミラー２０ａを回転させることによって偏向走査され、走査レンズ３０によって感光体上に結像走査される。
【０００４】
走査レンズ３０は、ポリゴンミラー２０ａにおいて反射される光束が感光体上においてスポットを形成するように集光され、またスポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。このようなレンズ特性を得るため、走査レンズ３０は、球面レンズとトーリックレンズの２つのレンズで構成されている。
【０００５】
そして、ポリゴンミラー２０ａの回転によって、感光体においては光束による主走査が行なわれ、また感光体がその円筒の軸線まわりに回転することによって副走査が行なわれる。このようにして感光体の表面に静電潜像が形成される。
【０００６】
ビーム光源ユニット４０、シリンドリカルレンズ５０、ポリゴンモータ２０（ポリゴンミラー２０ａと回転体としてのロータ２０ｂとを備え駆動源を内蔵する構成）、走査レンズ３０などは光学箱１０に内蔵されている。また、感光体は光学箱１０の外側に配置されている。光学箱１０の底壁には、走査光を光学箱１０から感光体に向かって取り出すための窓が設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、図８に示すように（図８において矢印の方向Ｕを上方（高さ方向）とする。）光学箱１０を形成する壁面１がポリゴンモータ２０の近くにあり、ポリゴンミラー２０ａの外接円半径ｒ1がロータ２０ｂの半径ｒ2より小さいポリゴンモータ２０が使われることがある。
【０００８】
ロータ２０ｂには、ロータ２０ｂの径より大きい径で回転のバランスを取るための部分である最大径箇所２０ｃが取付けられている。そのために以下のような欠点があった。
【０００９】
このような構成の装置でポリゴンモータ２０を回転させると、ロータ２０ｂ外形部の最大径箇所２０ｃがポリゴンモータ２０の最大半径部となるため、ロータ２０ｂ外形部の最大径箇所２０ｃでの周速が一番早い。
【００１０】
すると、ベルヌーイの定理により速度が速い所では圧力が低下するため、ロータ２０ｂ外形部の最大径箇所２０ｃで負圧が生じて空気がポリゴンモータ２０の回転軸上方向からロータ２０ｂ外形部の最大径箇所２０ｃへ吸い寄せられ下降空気流が生じる。
【００１１】
そして、下降空気流がポリゴンモータ２０の回転により、ポリゴンモータ２０より剥離し外側に放出される。それにより発生した空気流が光学箱１０を形成する壁面１ではね返り上昇するため、図８の矢印で示される方向に流れて走査レンズ３０の有効面３０ａを通過する。
【００１２】
この有効面３０ａを通過する空気流に含まれる塵や埃によって、走査レンズ３０の有効面３０ａを汚染することになる。そのため、汚染された部分を通過するレーザ光の光量が局部的に低下して画像に濃度むらを発生させる。そして、時間の経過と伴にこのような汚染が進むと、更に感光体へ到達するまでの光量が不足して画像が不鮮明になってしまう。
【００１３】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、回転体の回転によって発生する空気流により起こる走査レンズの汚染を改善させる光偏向走査装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、駆動源により回転し、光ビームを偏向走
査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡の回転軸方向に並んで配置され、前記回転多面鏡と伴に回転するロータと、前記回転多面鏡によって主走査方向に走査された走査光を結像させる走査レンズと、前記回転多面鏡、前記ロータ及び前記走査レンズを収容する光学箱と、を有し、前記ロータには、前記回転軸に垂直な方向における径が、回転する前記回転多面鏡の外接円の径より大きい大径部と、前記大径部より更に径が大きい最大径部が設けられ、前記回転軸方向において前記回転多面鏡から離れる方向に前記大径部と前記最大径部の順に並んで設けられた光偏向走査装置において、前記回転多面鏡、前記ロータ及び前記走査レンズが前記光学箱に収容された状態で、前記回転多面鏡及び前記ロータの回転により前記回転軸方向で前記最大径部に向かって吸い寄せられた空気流が循環するよう、開口が前記回転軸に垂直な方向において前記最大径部に対向する凹部であって、前記回転軸方向において前記走査レンズに並んで形成された凹部を有し、前記回転軸方向において、前記凹部の開口の両端は前記最大径部の両端の外側にあることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１〜図２を参照して、第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態に係る光偏向走査装置の平面図であり、図２は図１の光偏向走査装置のＡ−Ａ部分断面図である。図２において矢印Ｕの方向を上方（高さ方向）とする。なお、従来技術と同一部品または類似する部品には同じ符号を付すこととして説明は省略する。
【００２０】
図１、図２に示すように、光学箱１０には、ポリゴンモータ２０、走査レンズ３０、ビーム光源ユニット４０、シリンドリカルレンズ５０が収容されている。
【００２１】
ポリゴンモータ２０は、回転多面鏡としてのポリゴンミラー２０ａと回転体としてのロータ２０ｂとを備え駆動源を内蔵する構成である。
【００２２】
このポリゴンミラー２０ａの外接円の半径ｒ1は、ロータ２０ｂの半径ｒ2より小さくなっている。ロータ２０ｂには、ロータ２０ｂの径より大きい径で回転のバランスを取るための部分である最大径箇所２０ｃが取付けられている。
【００２３】
走査レンズ３０は、ポリゴンミラー２０ａによるレーザ光（図示せず）の反射方向に配置されている。
【００２４】
走査レンズ３０下方には、光学箱１０を形成する壁面１（本実施の形態の場合、ポリゴンモータ２０を取り付ける取付面２に対し垂直面）が走査レンズ３０のポリゴンミラー２０ａに対向する側の外形面より遠くへ窪んで空間１００が形成されている。
【００２５】
空間１００は、走査レンズ３０の下面と光学箱１０を形成する面１，２とで形成されて、ポリゴンモータ２０側に開口部が開口している。この空間１００は、走査レンズ３０についてポリゴンモータ２０の回転軸長手方向（ポリゴンミラー２０ａに対してロータ２０ｂが位置する方向と同方向）に投影したとき、この範囲に含まれるように形成されている。
【００２６】
空間１００の主走査方向の範囲（幅）は、走査レンズ３０の主走査方向の走査領域と略等しくなっている。また、空間１００の開口部の高さＹは（本実施の形態の場合、ポリゴンモータ２０取付面２から走査レンズ３０下面までの距離）、ポリゴンモータ２０のロータ２０ｂ外径部の最大径箇所２０ｃの高さＸの領域を含んでいる。
【００２７】
次に、本実施の形態の動作について説明する。このような構成の装置ではポリゴンモータ２０を回転させると、ロータ２０ｂ外径部の最大径箇所２０ｃがポリゴンモータ２０の最大半径部となるため、ロータ２０ｂ外径部の最大径箇所２０ｃでの周速が一番早い。
【００２８】
すると、ベルヌーイの定理より速度が速い所では圧力が低下するため、ロータ２０ｂ外径部の最大径箇所２０ｃで負圧が生じて空気がポリゴンモータ２０の回転軸上方向からロータ２０ｂ外径部の最大径箇所２０ｃへ吸い寄せられ下降空気流が生じる。
【００２９】
そして、下降空気流がポリゴンモータ２０の回転により、ポリゴンモータ２０より剥離し外側に放出される。それにより発生した空気流は空間１００に流入し、空間１００内を循環する流れとなる。
【００３０】
このため、空気流に含まれていた塵や埃などの汚れを空間１００内に閉じこめることができる。
【００３１】
また、空間１００内を循環する一部の空気流が空間１００から流出し上昇しても、その流量は少ないためにそこに含まれている塵や埃の量は少なくなっている。その結果、塵や埃などの汚れによる走査レンズ３０のレーザ光が通過する有効面３０ａの汚れが大幅に改善され、走査レンズ３０の透過率の低下を防止することができ、通過するレーザ光の光量が局部的に低下せず画像に濃度むらが発生することを防止して良質な記録画像を得ることができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、空間１００の主走査方向の範囲は、走査レンズ３０の有効面３０ａ全面を汚さないようにするため走査レンズ３０の主走査方向の走査領域と略等しくなっているが、本発明はこれに限らず、主走査方向の走査領域より狭くしても広くしてもよい。走査レンズ３０はポリゴンモータ２０から一番近い箇所が一番汚れるため、空間１００の主走査方向の幅を狭くする場合は、ポリゴンモータ２０から一番近い箇所に空間１００を形成すれば本実施の形態と同様の効果が得られる。また、空間１００の主走査方向の幅を狭くした場合は、空間１００を１箇所だけ設けるのではなく複数箇所設けてもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、走査レンズ３０の有効面３０ａから壁面１までの奥行は、走査レンズ３０をポリゴンモータ２０の回転軸長手方向に投影したときの範囲に含まれるように形成されているが、この奥行は深ければ深いほどよい効果が得られる。空間１００の奥行が深ければ、それだけ空間１００内から流出する空気流を制限させることができるためである。例えば、走査レンズ３０のポリゴンミラー２０ａに対向する側の外形面（有効面３０ａ）と反対側の外形面を超えて空間１００が形成され、ロータ２０ｂ側の開口部以外の開口部が現れたとしても特に問題にならない。それは、空間１００に流れ込む空気流がその開口部から流出しても、走査レンズ３０に影響を与えない位、ポリゴンモータ２０から離れているためである。このため、本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図３、図４には、第２の実施の形態が示されている。図３は第２の実施の形態に係る光偏向走査装置の平面図であり、図４は図３の光偏向走査装置のＡ−Ａ部分断面図である。図４において矢印の方向Ｕを上方（高さ方向）とする。なお、従来技術および第１の実施の形態と同一部品または類似する部品には同じ符号を付すこととして説明は省略する。
【００３５】
図３、図４に示すように、走査レンズ３０下方に、光学箱１０を形成する面を走査レンズ３０のポリゴンミラー２０ａに対向する側の外形面（有効面３０ａ）からポリゴンモータ２０とは反対側に窪ませて空間１００を形成している。
【００３６】
このように、空間１００が、走査レンズ３０下面と光学箱１０を形成する面とで形成されているのではなく、光学箱１０を形成する壁面１、取付面２、上面３で形成されている。この点が第１の実施の形態とは異なっている。
【００３７】
第１の実施の形態では、走査レンズ３０下面と走査レンズ３０取付面（取付座面を除く図示上段面）の間に狭い隙間があるが、本実施の形態の場合には、空間１００の上側には光学箱１０を形成する面３があるため、第１の実施の形態での狭い隙間を流れる空気流は見られない。このため、空気流が空間１００内を循環し易くなり、第１の実施の形態と同様の効果をより確実に得ることができる。
【００３８】
（第３の実施の形態）
図５、図６には、第３の実施の形態が示されている。図５は第３の実施の形態に係る光偏向走査装置の平面図であり、図６は図５の光偏向走査装置のＡ−Ａ部分断面図である。図６において矢印の方向Ｕを上方（高さ方向）とする。なお、従来技術および第１の実施の形態と同一部品または類似する部品には同じ符号を付すこととして説明は省略する。
【００３９】
図５、図６に示すように、光学箱を形成する壁面１が、ポリゴンモータ２０取付面２に対して垂直の面ではなく斜面になっている点が第１の実施の形態と異なっている。これにより、本実施の形態の場合でも第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、光学箱を形成する壁面１が斜面になっているが、これに限らず、壁面１が曲面であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、回転体を回転させることによって発生する空気流を回転体側に開口した開口部を有する空間に流入させ、空間内を循環する流れにすることができる。このため、空気流に含まれていた塵や埃などの汚れを空間内に閉じこめることができ、また例え一部の空気流が空間から流出して走査レンズの走査光が入射する有効面を通過しても、その通過する空気流量は少ないためそこに含まれている塵や埃の量を少なくすることができる。その結果、塵や埃などの汚れによる走査レンズの有効面の汚れを大幅に改善することができる。これによって画像が鮮明で濃度むらのない光偏向走査装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る光偏向走査装置を示す平面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る光偏向走査装置を示す部分断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係る光偏向走査装置を示す平面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る光偏向走査装置を示す部分断面図である。
【図５】第３の実施の形態に係る光偏向走査装置を示す平面図である。
【図６】第３の実施の形態に係る光偏向走査装置を示す部分断面図である。
【図７】従来技術の光偏向走査装置を示す平面図である。
【図８】従来技術の光偏向走査装置を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  壁面
２  取付面
３  上面
１０  光学箱
２０  ポリゴンモータ
２０ａ  ポリゴンミラー
２０ｂ  ロータ
２０ｃ  最大径箇所
３０  走査レンズ
３０ａ  有効面
４０  ビーム光源ユニット
５０  シリンドリカルレンズ
１００  空間
【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】
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【図７】
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【図８】
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