(57)【要約】【課題】  ポリゴンミラー表面に粉塵が付着すること。【解決手段】  光学箱の天面は、回転多面鏡４の回転軸線方向Ｄ１に関する位置の異なる第１面２０ａと第２面２０ｂとを有し、第１面２０ａは、開口部Ｏ１から回転多面鏡４に向かう方向に関して、第２面２０ｂよりも回転多面鏡４に近い位置に配置され、第１面２０ａは、回転多面鏡４の回転軸線方向Ｄ１に関して、第２面２０ｂよりも回転多面鏡４に近い位置で、光偏向器５の最も底面９ａから離れた端部１８ａよりも底面９ａに近い位置にある。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転多面鏡を備え、光源からの光束を偏向する光偏向器と、前記光偏向器を支持する底面と前記底面に対向する天面とを含む光学箱と、を備え、前記光学箱には前記光偏向器で反射された光束が前記光学箱から出射される開口部が設けられた光学走査装置において、
前記光学箱の前記天面は、前記回転多面鏡の回転軸線方向に関する位置の異なる第１面と第２面とを有し、
前記第１面は、前記開口部から前記回転多面鏡に向かう方向に関して、前記第２面よりも前記回転多面鏡に近い位置に配置され、前記第１面は、前記回転多面鏡の回転軸線方向に関して、前記第２面よりも前記回転多面鏡に近い位置で、前記光偏向器の最も前記底面から離れた端部よりも前記底面に近い位置にあることを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
前記光学箱には、前記第２面と前記底面の前記第２面に対向する部分とに挟まれた第１空間から、前記第１面と前記底面の前記第１面に対向する部分とに挟まれた第２空間へ、空気が移動する際に通過する流入開口部が形成され、
前記流入開口部の前記回転軸線方向の幅をＷ１、幅Ｗ１のうち前記回転多面鏡で反射された光よりも前記天面側の部分の幅をＷ１ａ、前記第１空間の前記流入開口部に隣接した部分の前記回転軸線方向の幅をＷ２、幅Ｗ２のうち前記回転多面鏡で反射された光よりも前記天面側の部分の幅をＷ２ａ、とすると、前記幅Ｗ１ａは前記幅Ｗ２ａよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
【請求項３】
前記幅Ｗ１は、前記幅Ｗ２よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の光学走査装置。
【請求項４】
前記光学箱の天面は、前記回転多面鏡に対向する第３面を有し、前記回転多面鏡の回転軸線方向に関して、前記第１面は前記第３面よりも前記底面に近い位置にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学走査装置。
【請求項５】
前記第１面は、前記第３面の周囲に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光学走査装置。
【請求項６】
前記光学箱の前記天面は、前記回転多面鏡の回転軸線方向に関して、前記底面の反対方向に突出した凸部を有し、前記第３面は前記凸部の一部であり、前記回転多面鏡の回転軸線方向から見て、前記凸部の前記回転多面鏡に近い側の縁は、前記回転多面鏡の外接円よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記光偏向器は前記回転多面鏡よりも底面側に配置された円筒形状部を備え、前記回転多面鏡の回転軸線を中心とした前記円筒形状部の半径は、前記回転多面鏡の外接円の半径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記開口部は前記光学箱の内側と外側とを連通すること特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記光学箱は前記底面を備える箱部材と前記天面を備える蓋部材とを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向器を備えた光学走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタ，デジタル複写機及びデジタルＦＡＸなどの画像形成装置においては、レーザビームを用いて光書き込みを行う光学走査装置が備えられている。かかる光学走査装置の多くは、光偏向器を含む複数の光学部品を支持する光学箱を備えている。この光学箱には、レーザ光が通過する開口部が設けられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１４１００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成、光学箱に開いてある貫通穴や、光学箱と蓋の隙間から、トナー、紙紛、空気中の埃などが光学箱内に侵入する。ここで、光偏向器としてのポリゴンミラーを高速回転すると、各反射面の主走査方向の端部において粉塵が付着する。図８にポリゴンミラーに粉塵が付着した様子を示す。ポリゴンミラー４が矢印Ａで示したＣＷ方向（上から見て時計回り）に回転すると、反射面１２の向かって左側が負圧となって粉塵を巻き込み、Ｙ１で示した範囲に粉塵が付着する。また、反射面１２に向かって右側は正圧となって粉塵が反射面１２に叩きつけられ、Ｙ２で示した範囲に粉塵が付着する。ポリゴンミラーの反射面上で副走査方向に集光されたレーザ光束を偏向する位置をＨ１、Ｈ２で示す。偏向位置は、ポリゴンミラーの回転に伴いＨ１からＨ２へ移動する。Ｈ１付近で偏向された光束は画像領域の書き始め付近に結像され、Ｈ２付近で偏向された光束は画像領域の書き終わり付近に結像される。よって、Ｙ１に付着した粉塵は画像領域の書き始め付近の光量を低下させ、Ｙ２に付着した粉塵は画像領域の書き終わり付近の光量を低下させる。反射面１２の両端部での反射率の低下により、画像の濃度むらが発生する。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、ポリゴンミラーの表面に粉塵が付着することを抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明は、回転多面鏡を備え、光源からの光束を偏向する光偏向器と、前記光偏向器を支持する底面と前記底面に対向する天面とを含む光学箱と、を備え、前記光学箱には前記光偏向器で反射された光束が前記光学箱から出射される開口部が設けられた光学走査装置において、前記光学箱の前記天面は、前記回転多面鏡の回転軸線方向に関する位置の異なる第１面と第２面とを有し、前記第１面は、前記開口部から前記回転多面鏡に向かう方向に関して、前記第２面よりも前記回転多面鏡に近い位置に配置され、前記第１面は、前記回転多面鏡の回転軸線方向に関して、前記第２面よりも前記回転多面鏡に近い位置で、前記光偏向器の最も前記底面から離れた端部よりも前記底面に近い位置にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ポリゴンミラー表面に粉塵が付着することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置の概略断面図。
【図２】光学走査装置の斜視図。
【図３】光学走査装置の斜視図。
【図４】光学走査装置の断面図。
【図５】蓋のある個所と光線との距離と光量低下率の関係を示した図。
【図６】蓋のある個所の幅と光量低下率の関係を示した図。
【図７】蓋の凸部の径と光量低下率の関係を示した図。
【図８】ポリゴンミラーの汚れの様子を示した概念図。
【図９】光学走査装置の別構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［画像形成装置］
図１は画像形成装置１０１を示す図である。後述する光学走査装置１００は光学台１０３に設置されている。光学台１０３は画像形成装置１０１の筐体の一部である。画像形成装置１０１には、画像形成手段である、プロセスカートリッジ１０８、その他に転写材Ｐを載置する給紙部１０４、給紙ローラ１０５、転写ローラ（転写手段）１０６、定着器（定着手段）１０７が設けられている。プロセスカートリッジ１０８には像担持体である感光ドラム（感光体）８、帯電ローラ１０８ａ、現像ローラ１０８ｂが備わっている。転写ローラ１０６と感光ドラム８は接触して転写ニップを形成している。
【００１０】
感光ドラム８は回転軸周りに回転しながら帯電ローラ１０８ａにより表面を帯電された後、光学走査装置１００がレーザ光を出射してその表面を走査して潜像を形成する。その後、現像ローラ１０８ｂにより表面にトナーを付着させられて、潜像がトナーによって現像されたトナー像となる。
【００１１】
一方、転写材Ｐは給紙部１０４から給紙ローラ１０５によって給送され、転写ローラ１０６により感光ドラム８上に形成されたトナー像が転写される。その後定着器１０７において転写材Ｐ上のトナー像は熱と圧力によって転写材Ｐに定着する。トナーが定着した転写材Ｐは排紙ローラ１１０によって画像形成装置１０１の外に出力される。
【００１２】
［光学走査装置］
次に光学走査装置１００について説明する。図２は光学走査装置１００の概略斜視図である。半導体レーザユニット１はレーザ光束Ｌを出射する光源としての不図示の半導体レーザ１ａ及びその駆動回路１ｂをユニット化したものである。半導体レーザ１ａから出射されたレーザ光束Ｌは、コリメータレンズ機能とシリンドリカルレンズ機能を有するレンズ２、開口絞り３を通過して、光偏向器５の回転多面鏡（ポリゴンミラー）４に形成された複数の反射面１２のうちの１つに入射する。ポリゴンミラー４は光偏向器５が備えるモータによって矢印の方向に回転駆動され、レーザ光束Ｌを偏向する。反射面１２でレーザ光束Ｌが反射される方向は、ポリゴンミラー４の回転によって変化し、ポリゴンミラー４がある回転位相の時、反射面１２で反射したレーザ光束ＬはＢＤレンズ部１４を通過しＢＤセンサ６の受光部へ入射する。またポリゴンミラー４が別の回転位相の時、レーザ光束Ｌは、ｆθレンズ（走査レンズ）７に入射し、箱部材９と蓋部材２０との間に形成された開口部Ｏ１から出射され、感光ドラム８の表面である感光面（被走査面）へ入射する。上述した光学部材（半導体レーザユニット１、レンズ２、開口絞り３、光偏向器５、ＢＤセンサ６、ｆθレンズ７）は箱部材９に位置決め支持され、固定される。箱部材９と蓋部材２０が上記光学部材を位置決め支持する光学箱として機能する。なお、光学走査装置１００は図９に示すような、ＢＤレンズ部１４を有しておらず、反射面１２で反射したレーザ光束ＬをＢＤレンズ部１４を介さずにＢＤセンサ６の受光部へ直接入射させる構成であってもよい。
【００１３】
次に光学走査装置１００による、レーザ光で感光ドラム８を走査する方法について説明する。半導体レーザユニット１の半導体レーザから出射したレーザ光束Ｌは、レンズ２によって主走査方向では略平行光または収束光とされ、副走査方向では収束光とされる。次にレーザ光束Ｌは、開口絞り３を通って光束幅が制限されて、ポリゴンミラー４の反射面１２上において主走査方向に長く伸びた焦線状に結像する。そして、ポリゴンミラー４の回転によって反射面１２でのレーザ光束Ｌの反射方向が連続的に変化し、レーザ光束Ｌを偏向する。ポリゴンミラー４が所定の回転位相にあるとき、反射されたレーザ光束Ｌは、ＢＤレンズ部１４を通過してＢＤセンサ６の受光部１０に入射する。ＢＤセンサ６は不図示の受光部での受光量に基づいてＢＤ信号を出力し、このＢＤ信号が出力されたタイミングを基準に画像データに基づく光源の発光開始（画像の書き出し）のタイミングが決まる。
【００１４】
ポリゴンミラー４が更に所定量回転すると、反射されたレーザ光束Ｌはｆθレンズ７を透過して感光ドラム８の表面に入射する。ｆθレンズ７は、レーザ光束Ｌを集光させて、感光ドラム８の表面にスポット像として結像させる。レーザ光束Ｌがｆθレンズ７へ入射を開始してからポリゴンミラー４が更に所定量回転する間は、レーザ光束Ｌはｆθレンズ７を透過して感光ドラム８の表面に入射し続け、レーザ光束Ｌのスポット像はポリゴンミラー４の回転方向に対応する走査方向へ移動する。走査方向は感光ドラム８の回転軸方向と平行である。ｆθレンズ７は、レーザ光束Ｌのスポット像が感光ドラム８の表面上で等速に走査方向に移動するようにレーザ光束Ｌの結像位置が設計されている。
【００１５】
レーザ光束Ｌのスポット像が感光ドラム８の表面上を走査方向に移動する間に、半導体レーザユニット１の光源には、形成する画像データに対応するレーザ駆動信号（ＶＩＤＥＯ信号）に基づいて駆動電流が供給され、光源が点灯する。これにより、走査方向に画像データに対応した潜像をレーザ光束Ｌで走査（主走査）して形成する。
【００１６】
上述したポリゴンモータ４の回転に加え、感光ドラム８が回転軸まわりに回転することによって、レーザ光束Ｌのスポット像が感光ドラム表面８に対して、走査方向に直交する方向に相対的に移動（副走査）する。このような、ポリゴンミラー４の回転及び感光ドラム８の回転により、感光ドラム８の表面上に画像データに対応した２次元の潜像をレーザ光束Ｌで走査して形成する。上述した、ＢＤ信号の出力工程と、その後の感光ドラム８上でのレーザ光束Ｌによる走査工程は、ポリゴンミラー４の回転に伴い反射面１２毎に行われる。
【００１７】
［蓋部材２０の構成］
図３は、蓋部材２０を箱部材９に組み付ける様子を示した図である。蓋部材２０は、光偏向器５の上方周辺に位置する周辺部２０ａが他の部分２０ｂより一段低くなっている。光偏光器５の上部近傍に位置する凸部２０ｃは、光偏光器５のポリゴンミラー４が固定された回転軸１８と同心の円錐形状である。そのうち回転多面鏡４に対向する部分を対向部２０ｄとする。これら蓋部材２０の周辺部（第１面）２０ａ、他の部分（第２面）２０ｂ、対向部（第３面）２０ｄは光学箱の天面を構成し、箱部材９の底面９ａと対向する。周辺部２０ａは対向部２０ｄの周囲に設けられている。蓋部材２０を箱部材９に組み付けると、光学部材である複合アナモフィックコリメータレンズ２やポリゴンミラー４等などを内包した状態で略密閉される。
【００１８】
蓋部材２０を組み付けた後の光学走査装置１００を、光偏光器５回転中心Ｃを含む断面を図３の矢印Ａから見た図を図４に示す。回転軸１８の回転中心Ｃの方向を軸線方向Ｄ１、軸線方向に直交し、且つ、開口部Ｏ１から回転多面鏡４に向かう方向を方向Ｄ２とする。方向Ｄ２は、図４に示す光束Ｌの中心線と平行である。また、軸線方向Ｄ１に関して蓋部材２０側を高い（上側）位置、蓋部材２０の反対側の箱部材９の各光学部材を支持した底面９ａ側を低い（下側）位置として説明する。
【００１９】
凸部２０ｃは、軸線方向Ｄ１に関して箱部材９の底面９ａの反対方向（光偏向器５から離れる方向）に突出した凸形状になっており、対向部２０ｄは凸部２０ｃの一部である。図４に示すように、周辺部２０ａは少なくとも、対向部２０ｄと開口部Ｏ１との間に設けられている。蓋部材２０の光偏光器５の周辺部２０ａは、ポリゴンミラー４の反射面１２近くまで下がっている。具体的には、光偏光器５の回転軸１８の最上部（光偏光器５の軸線方向Ｄ１で底面９ａから最も離れた端部）１８ａより低くなる。ただし、熱等の影響で箱部材９や蓋部材２０が変形しても光線Ｌを遮らないように、蓋部材２０の周辺部２０ａはポリゴンミラー４の反射面１２よりは高い位置にある。
【００２０】
開口部Ｏ１は透光性の遮蔽部材等で塞がれていないため、光学箱の内側と外側とを連通する開口である。このため、ポリゴンミラー４が回転すると、箱部材９の開口部Ｏ１を介して光学走査装置１００の内外で空気の出入りが発生する。一例として矢印Ｅの経路を通り流入する空気について説明すると、開口部Ｏ１から光学箱内に浸入して蓋部材２０とｆθレンズ７の隙間から流入した空気は、上述の矢印Ｅの経路を通りポリゴンミラー４に周辺へ到達する。他の部分（第３面）２０ｂと底面９ａの他の部分２０ｂに対向する部分とに挟まれた空間を第１空間Ｓ１とし、周辺部２０ａと底面９ａの周辺部２０ａに対向する部分とに挟まれた空間を第２空間Ｓ２とする。すると、矢印Ｅの経路は第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ流入開口部Ｏ２を通って空気が流れる経路である。この流入した空気はトナー、紙紛、埃などを含んでおり、空気がポリゴンミラー４の周囲に達した場合、その空気中の塵埃がポリゴンミラー４の反射面１２に付着することがある。粉塵がポリゴンミラー４に付着した場合、その箇所だけ反射率が低下してしまい、画像に濃度むらが発生する虞がある。
【００２１】
しかしながら、本実施形態では、図４に示すように、蓋部材２０の周辺部２０ａは、他の部分２０ｂよりも下方でポリゴンミラー４の反射面１２の近くに配置している。このため、矢印Ｅを通り、点線Ｇを超えてポリゴンミラー４の反射面１２の近くに到達する空気の流入量が減少する。空気の流入量が減少するとポリゴンミラー４の反射面１２は汚れにくくなる。
【００２２】
このことについて説明する。ポリゴンミラー４が回転することより、ポリゴンミラー４の反射面１２の繋ぎ目部分がプロペラの役目となり、その周囲が負圧となる。これにより、ポリゴンミラー４に向かって空気が吸い寄せられる。ポリゴンミラー４の下側（底面側）はポリゴンミラー４の外接円の半径Ｒ１よりも大きい半径Ｒ３の円筒形状部であるロータ部５ａがあるため、ポリゴンミラー４の下側からの空気は吸い寄せられにくい。一方でポリゴンミラー４の上側は、回転軸１８やポリゴンミラー４を回転軸１８に固定するための不図示の留め具がある程度である。このためポリゴンミラー４の上側から空気が吸い寄せられる傾向にある。
【００２３】
そこで、本実施形態では、開口部Ｏ１から回転多面鏡４に向かう方向を方向Ｄ２に関して、他の部分２０ｂよりもポリゴンミラー４に近い位置に配置された周辺部２０ａの軸線方向Ｄ１の位置を工夫している。つまり、周辺部２０ａを、軸線方向Ｄ１に関して、他の部分２０ｂよりもポリゴンミラー４に近い位置で、光偏光器５の軸線方向Ｄ１で底面９ａから最も離れた端部１８ａよりも底面９ａに近い位置に配置している。これにより、流入開口部Ｏ２の軸線方向Ｄ１の幅Ｗ１のうち光束Ｌよりも上側（天面側）の部分の幅Ｗ１ａが、第１空間Ｓ１の流入開口部Ｏ２に隣接した部分の軸線方向Ｄ１の幅Ｗ２のうち光束Ｌよりも上側（天面側）の部分の幅Ｗ２ａよりも小さくなる。このためポリゴンミラー４の上側へ空気が流れにくくして、ポリゴンミラー４の上側からポリゴンミラー４に向かって空気が吸い寄せられにくくしている。更に、流入開口部Ｏ２の軸線方向Ｄ１の幅Ｗ１は、第１空間Ｓ１の流入開口部Ｏ２に隣接した部分の軸線方向Ｄ１の幅Ｗ２よりも小さいことで、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ空気をより流れにくくしている。また、周辺部２０ａは対向部２０ｃの周囲に配置されている。従って、開口部Ｏ１側からポリゴンミラー４に向かう空気の流れだけでなく、例えば、半導体レーザユニット１側の隙間やその他の開口の側からポリゴンミラー４に向かう空気の流れ等にも上記と同様の効果が得られる。
【００２４】
光学走査装置１００から外部に出射する光線Ｌの光量低下率とＷ１ａとの関係を図５に示す。図５からわかるように、Ｗ１ａが小さいほど、光線Ｌの光量低下率も小さくなる。つまり、Ｗ１ａが小さいほど、反射面１２近くへの空気の流入量が少なく、反射面１２の汚れによる反射率の低下が抑えられる。よってＷ１ａの値は小さい方がよいが、上記で述べたように、熱等により箱部材９や蓋部材２０が変形しても光線Ｌを遮らないようにするため、Ｗ１ａは２〜３ｍｍ程度としている。
【００２５】
軸線方向Ｄ１に直交する方向（反射面１２で光線Ｌが反射される方向）に関する周辺部２０ａの幅をＸと光線Ｌの光量低下率との関係を図６に示す。図６からわかるように、Ｘが大きいほど、光線Ｌの光量低下率は小さくなる。つまり、Ｘが大きいほど、反射面１２近くへの空気の流入量が少なく、反射面１２の汚れによる反射率の低下が抑えられる。発明者の鋭意検討によれば、Ｘが１５ｍｍ以上であれば、反射面１２の汚れによる反射率の低下を十分に抑えられることがわかっている。
【００２６】
Ｘが１５ｍｍであるときの、蓋部材２０の凸部２０ｃの下端部の半径Ｒ２の大きさと光線Ｌの光量低下率との関係を図７に示す。Ｘがある程度大きければ、半径Ｒ２の大きさは、ポリゴンミラー４は汚れ度合いに影響を与えない。そこで、本実施形態では、半径Ｒ２はポリゴンミラー４の外接円の半径Ｒ１よりも大きくしている。このようにすることで、蓋部材２０を箱部材９に組み付ける際に、蓋部材２０が光偏向器５の回転軸１８やポリゴンミラー４と接触しにくくしている。また、光学走査装置１００に上下方向から衝撃が加わった際も、Ｒ２＞Ｒ１としておけば、蓋部材２０の周辺部２０ａとポリゴンミラー４が接触することを防ぐことが可能となる。
【００２７】
以上説明したように、周辺部２０ａを、軸線方向Ｄ１に関して、他の部分２０ｂよりもポリゴンミラー４に近い位置で、光偏光器５の軸線方向Ｄ１で底面９ａから最も離れた端部１８ａよりも底面９ａに近い位置に配置している。これにより、光学走査装置１００の外部から流入する空気の、ポリゴンミラー４まで達する量を減少させ、ポリゴンミラー４の汚れを防止し、画像に濃度むらが発生しにくくすることが可能である。
【００２８】
なお、本実施形態の光学走査装置１００は一つの感光ドラム８ａを露光するものであったが、複数の感光ドラムを露光する光学走査装置にも上述した構成を適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
４  ポリゴンミラー
５  光偏向器
９  箱部材
９ａ  底面
１２  反射面
１８  回転軸
２０  蓋部材
２０ａ  周辺部
２０ｂ  他の部分
２０ｃ  凸部
２０ｄ  対向部
１００  光学走査装置
Ｏ１  開口部
【図１】
2016151668.tif 000003
【図２】
2016151668.tif 000004
【図３】
2016151668.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016151668.tif 000007
【図６】
2016151668.tif 000008
【図７】
2016151668.tif 000009
【図８】
2016151668.tif 000010
【図９】
2016151668.tif 000011