特許 6579329 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6579329

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/12 20060101AFI20190912BHJP

   B41J 2/47 20060101ALI20190912BHJP

【ＦＩ】

   G02B26/12

   B41J2/47 101Z

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-109106(P2016-109106)

(22)【出願日】2016年5月31日

(65)【公開番号】特開2017-215448(P2017-215448A)

(43)【公開日】2017年12月7日

【審査請求日】2018年3月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184631

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 隆

(72)【発明者】

【氏名】大棚 愛一朗

【審査官】 佐藤 洋允

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１２３４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１７１０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３４１２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３３９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１９８００５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２６／１０−２６／１２

Ｂ４１Ｊ ２／４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源部からの光を偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡を駆動するモーターと、該回転多面鏡及びモーターが収容される有底箱状の筐体と、該筐体の底面に対向するように該筐体に装着される蓋部材とを備えた光走査装置であって、
上記蓋部材における上記回転多面鏡に対向する面には、該回転多面鏡側に突出する突出リブが形成されており、
上記突出リブは、上記回転多面鏡の回転軸方向から見て、該回転軸を中心とする放射状をなすように配置された複数の矩形板部により構成されていて、該複数の矩形板部が該中心位置で互いに連結され、且つ、該複数の矩形板部の径方向外側端部が上記回転多面鏡の外接円よりも径方向外側に突出するように形成されている、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、
上記突出リブを構成する上記矩形板部の数は四つであり、
上記突出リブは、上記回転多面鏡の回転軸方向から見て、上記四つの矩形板部を９０°間隔で十字状に配置した形状を有している、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、
上記突出リブを構成する上記矩形板部の数は三つであり、
上記突出リブは、上記回転多面鏡の回転軸方向から見て、上記三つの板状部を１２０°間隔でＹ字状に配置した形状を有している、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、例えば電子写真方式の画像形成装置に搭載される光走査装置として、光源部からの光を回転多面鏡により偏向して被走査面にて走査させるものが知られている。回転多面鏡はモーターと共に筐体内に収容されている。筐体は上側に開放する有底箱状をなしており、筐体の上側には蓋部材が装着されている。モーターは筐体の底壁部に取付けられており、回転多面鏡は上下方向に延びるモーター出力軸の上端部に固定されている。

【0003】

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大きくなり、静粛性が損なわれるという問題がある。

【0004】

この問題を解決するべく、例えば特許文献１に示す光走査装置では、蓋部材における回転多面鏡と対向する面に円筒状のリブを形成し、このリブによって回転多面鏡を囲むようにしている。これにより、ポンプ作用により回転多面鏡に向かって吸い寄せられる渦流を円筒状リブにより抑制して騒音を低減できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平５−１２７１１７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に示す光走査装置では、円筒状リブにより回転多面鏡を囲むようにしているので、回転多面鏡の下側に設けられたモーターからの発熱が円筒状リブの内側に籠もってしまう。この結果、モーターの上面が高温に晒されてモーターが高温状態で駆動し続ける。モーターの高温状態が続くと、モーターの寿命が低下したり、筐体におけるモーターの近傍部分が局所的に高温になって筐体が熱変形したりするという問題がある。筐体が熱変形すると、回転多面鏡の回転軸が傾くなどして光の走査精度が悪化してしまう。

【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、モーター及びその近傍に熱が籠もるのを防止しつつ回転多面鏡の風切り音を防止することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る光走査装置は、光源部からの光を偏向走査する回転多面鏡と、回転多面鏡を駆動するモーターと、該回転多面鏡及びモーターが収容される有底箱状の筐体と、筐体に装着される蓋部材とを備えている。

【0009】

そして、上記蓋部材における上記回転多面鏡に対向する面には、該回転多面鏡側に突出する突出リブが形成されており、上記突出リブは、上記回転多面鏡の回転軸方向から見て、該回転軸を中心とする放射状をなしている、光走査装置。

【0010】

本発明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、モーター及びその近傍に熱が籠もるのを防止しつつ回転多面鏡の風切り音を防止することができる。

【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である。

【図2】図２は、光走査装置の筐体に蓋部材が装着された状態を示す斜視図である。

【図3】図３は、光走査装置の筐体から蓋部材を取外した状態を示す斜視図である。

【図4】図４は、蓋部材を回転多面鏡に対向する側から見た斜視図である。

【図5】図５は、回転多面鏡に対する突出リブの位置関係を示す、該回転多面鏡の回転軸方向から見た概略図である。

【図6】図６は、実施形態の光走査装置において回転多面鏡の周囲に誘起される空気流の流を示した模式図である。

【図7】図７は、従来例の光走査装置おける図６相当図である。

【図8】図８は、蓋部材に放射状リブが設けられていない従来の光走査装置の騒音測定結果を示すグラフである。

【図9】図９は、実施形態における光走査装置の騒音抑制効果を説明するためのグラフである。

【図10】図１０は、実施形態２を示す図５相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

《実施形態１》
図１は、本実施形態における画像形成装置としてのレーザプリンター１の概略構成を示す断面図である。

【0014】

レーザプリンター１は、図１に示すように、箱状のプリンター本体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、レーザプリンター１は、プリンター本体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。

【0015】

手差し給紙部６は、プリンター本体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、プリンター本体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ー５とを有している。

【0016】

カセット給紙部７は、プリンター本体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ー１４とを備えている。

【0017】

画像形成部８は、プリンター本体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、プリンター本体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、転写ローラー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。

【0018】

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。

【0019】

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ー２２及び加圧ローラー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。

【0020】

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ー対２４と、排紙ローラー対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、プリンター本体２の上部に凹状に形成されている。

【0021】

レーザプリンター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。

【0022】

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。

【0023】

その後、用紙は、転写ローラー１９により感光ドラム１６の表面に押し付けられる。そのことにより、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ー２２と加圧ローラー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。

【0024】

次に図２〜図４を参照して光走査装置３０について説明する。光走査装置３０は、有底箱状の筐体３１と、筐体３１の内部に収容されて光源３２からの光を反射するポリゴンミラー３５と、筐体３１の内部においてポリゴンミラー３５により反射された光の光路に設けられた結像レンズ３６と、筐体３１の開放側に装着された蓋部材３７とを備えている。

【0025】

ポリゴンミラー３５は、ポリゴンモーター４０を介して筐体３１の底部に設けられている。ポリゴンミラー３５は、ポリゴンモーター４０の出力軸の上端部に固定されている。ポリゴンモーター４０の出力軸は、筐体３１の底部に対して垂直に延びている。ポリゴンミラー３５の回転軸はこの出力軸の軸心と一致している。

【0026】

光源３２は、図３に示すように、筐体３１の側壁部に配置されている。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３５へ向けてレーザ光を出射するようになっている。光源３２とポリゴンミラー３５との間には、コリメータレンズ４１と、コリメータレンズ４１を通過した光を所定の光路幅にするアパーチャー４２と、アパーチャー４２を通過した後の光が通過するシリンドリカルレンズ４３とが配置されている。

【0027】

結像レンズ３６は、図２に示すように、ポリゴンミラー３５の側方において筐体３１の底部に設置されている。また、結像レンズ３６は、筐体３１の底に沿って長尺状に延びている。また、筐体３１の内部には、結像レンズ３６に対してポリゴンミラー３５側と反対側に、反射ミラー３８が配置されている。反射ミラー３８は、結像レンズ３６に沿って長尺状に延びている。

【0028】

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、コリメータレンズ４１によって平行光束とされた後、シリンドリカルレンズ４３によってポリゴンミラー３５の反射面に集光される。ポリゴンミラー３５に集光された光は、ポリゴンミラー３５の反射面により反射され、走査光として結像レンズ３６に入射する。結像レンズ３６を通過した走査光は、反射ミラー３８により開口部３９（図１参照）を介して筐体３１の外部の感光ドラム１６へ向けて反射される。こうして、走査光は、感光ドラム１６の表面（被走査面に相当）に結像する。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３５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。

【0029】

ところで、近年、レーザプリンター１の高速化が進むにつれてポリゴンミラー３５の高速化への要求が高まりつつある。ポリゴンミラー３５を高速化すると、ポリゴンミラー３５による風切り音が大きくなり、静粛性が損なわれるという問題がある。

【0030】

この問題を解決するべく、本実施形態では蓋部材３７に騒音抑制部を設けるようにしている。蓋部材３７は、図４に示すように、筐体３１の底壁部に対向する天井壁部３７ａと、該天井壁部３７ａの周縁部から筐体３１側に垂下する周壁部３７ｂとを有している。騒音抑制部は、天井壁部３７ａに形成された突出リブ３７ｃからなる。

【0031】

突出リブ３７ｃは、蓋部材３７の天井壁部３７ａにおけるポリゴンミラー３５に対向する面から該ポリゴンミラー３５側に突出している。

【0032】

図５に示すように、突出リブ３７ｃは、ポリゴンミラー３５の回転軸方向から見て、該回転軸を中心とする十字状（放射状の一例）に形成されている。すなわち、突出リブ３７ｃは、ポリゴンミラー３５の回転軸方向から見て、該ポリゴンミラー３５の径方向に沿って配置された４つの矩形板部３７ｄを周方向に９０°間隔（つまり等間隔）に配置した形状を有している。各矩形板部３７ｄの基端縁から先端縁までの長さ（図５参照）は互いに等しい。各矩形板部３７ｄの先端縁は、ポリゴンミラー３５の外接円Ｃよりも外側に位置している。

【0033】

次に、図６及び図７を参照しながら突出リブ３７ｃによる風切り音の抑制効果について説明する。図６及び図７は、ポリゴンミラー３５の回転により該ポリゴンミラー３５の周囲に誘起される空気流を太矢印で模式的に示した図であり、図６は本実施形態の光走査装置３０を使用した場合を示し、図７は、突出リブ３７ｃを有さない従来例の光走査装置を使用した場合を示している。

【0034】

従来の光走査装置３０では、ポリゴンミラー３５の回転に伴って、ポリゴンミラー３５の回転軸心を中心に環状に循環する渦流が発生する（図７参照）。この渦流は、ポリゴンミラー３５の風切り音の要因と考えられるため抑制する必要がある。本実施形態の光走査装置３０では、図６に示すように、ポリゴンミラー３５の回転に伴って発生した渦流が突出リブ３７ｃに衝突することにより遮断（分断）される。したがって、ポリゴンミラー３５の風切り音の要因となる循環した渦流の発生を抑制して光走査装置３０の静粛性を向上させることができる。

【0035】

また、突出リブ３７ｃはポリゴンミラー３５の上側に十字状に配置されているので、例えば円筒状の突出リブ３７ｃによりポリゴンミラー３５の周囲を囲むようにした場合に比べて、ポリゴンミラー３５の上側及び径方向外側の通気性を確保することができる。よって、ポリゴンモーター４０からの発熱がポリゴンミラー３５の周囲に籠もってポリゴンミラー３５が熱変形するのを防止することができる。また、ポリゴンモーター４０自体の温度が過度に上昇するのを防止してポリゴンモーター４０の寿命を向上させることができる。また筐体３１及び蓋部材３７におけるポリゴンモーター４０に対応する部分の温度が局所的に上昇して筐体３１及び蓋部材３７が熱変形するのを防止することができる。延いては、ポリゴンミラー３５の回転軸が傾く等して光の走査精度が低下するのを防止することが可能となる。

【0036】

また、上記実施形態では、突出リブ３７ｃを構成する矩形板部３７ｄは周方向に等間隔に配置されている。したがって、ポンプ作用によりポリゴンミラー３５の回転方向の全周から径方向内側に流入してくる空気流全体を複数箇所で確実に遮断（分断）することができる。よって、ポリゴンミラー３５の回転に伴う渦流の発生をより一層確実に抑制することができる。

【0037】

図８は、突出リブ３７ｃを有さない従来の光走査装置３０を使用して騒音測定試験を行った結果を示すグラフである。試験では、光走査装置３０をスポンジの上に置いて光走査装置３０から３０ｃｍ離れた地点に集音マイクを設置し、集音マイクにより測定した音を周波数解析してグラフ化した。図８のグラフより、周波数が丁度ポリゴンミラー３５の回転周期Ｆに一致するときに騒音レベルが極大値に達していることがわかる。

【0038】

図９は、上記回転周期Ｆにおける従来例の光走査装置３０の騒音レベルと本実施形態の光走査装置３０の騒音レベルとを比較したグラフである。本実施形態の光走査装置３０では従来に比べて騒音レベルが１０ｄＢ低下していることがわかる。これは上述した突出リブ３７ｃによって渦流の発生が抑制されたためと考えられる。

【0039】

《実施形態２》
図１０は実施形態２を示している。本実施形態は、突出リブ３７ｃの形状が上記実施形態とは異なっている。突出リブ３７ｃの形状以外の構成については、実施形態１と同じであるためその詳細な説明を省略する。

【0040】

すなわち、本実施形態２では、突出リブ３７ｃは、ポリゴンミラー３５の回転軸方向から見てＹ字状に形成されている。詳しくは、突出リブ３７ｃは、ポリゴンミラー３５の回転軸方向から見て、該ポリゴンミラー３５の径方向に沿って配置された３つの矩形板部３７ｄを周方向に１２０°間隔（つまり等間隔）に配置した形状を有している。各矩形板部３７ｄの基端縁から先端縁までの長さＤ（図１０参照）は互い等しい。各矩形板部３７ｄの先端縁は、ポリゴンミラー３５の外接円Ｃよりも外側に位置している。

【0041】

この構成によれば、ポリゴンミラー３５の回転に伴い発生する空気流を各矩形板部３７ｄにより遮断（分断）することができる。よって実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。しかも、実施形態１に比べて矩形板部３７ｄの枚数が少ない分だけ歩留まり率を向上させることができる。また実施形態１に比べて隣接する矩形板部３７ｄ同士の間隔が広いので、隣接する矩形板部３７ｄ間に熱が籠もり難い。よって、筐体３１、蓋部材３７又はポリゴンミラー３５の熱変形をより一層確実に抑制することができる。

【0042】

《他の実施形態》
上記各実施形態では十字状又はＹ時状に形成されているが、これに限ったものではなく、放射状であれば如何なる形状であってもよく、放射状には直線状も含まれる。

【0043】

上記各実施形態では、光走査装置３０が搭載される画像形成装置の一例としてレーザプリンター１を挙げて説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置は例えば、複写機、複合機（ＭＦＰ）、又はファクシミリ等であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0044】

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】

【0045】

１ レーザプリンター（画像形成装置）
３０ 光走査装置
３１ 筐体
３２ 光源
３５ ポリゴンミラー（回転多面鏡）
３７ 蓋部材
３７ｃ 突出リブ
３７ｄ 矩形板部（板状部）
４０ ポリゴンモーター（モーター）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】