特許 7415470 光走査装置および画像形成装置

(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】

(24)【登録日】2024-01-09

(45)【発行日】2024-01-17

(54)【発明の名称】光走査装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/12 20060101AFI20240110BHJP

   B41J 2/47 20060101ALI20240110BHJP

   H04N 1/113 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

G02B26/12

B41J2/47 101D

H04N1/113

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019207359

(22)【出願日】2019-11-15

(65)【公開番号】P2021081519

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-10-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】弁理士法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 亮

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 崇

(72)【発明者】

【氏名】谷山 彰

【審査官】岩村 貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１１７３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１９７５０８２９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開昭６３－２９８３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２６８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５０８３１３８（ＵＳ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－００１０１６０（ＫＲ，Ａ）

【文献】実開平０３－１２２４１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－００６６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２５６３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１３５４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２８８７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０２０５８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２６／１２

Ｇ０２Ｂ ５／０９

Ｂ４１Ｊ ２／４７

Ｈ０４Ｎ １／１１３

Ｈ０２Ｋ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の反射面を有する回転多面鏡を回転させて光ビームを走査する光走査装置であって、
前記回転多面鏡は、前記回転多面鏡を厚み方向に貫通する孔を少なくとも１つ有し、
前記孔は、前記回転多面鏡の回転中心と同心の円周方向に伸びた形状を有すると共に、前記回転多面鏡の回転中心を中心とする大小２つの円弧を有し、
前記孔の中心位置は、前記回転多面鏡の回転中心から前記反射面に垂直に下ろした線上に配置され、
前記孔は、前記反射面ごとに設けられると共に、前記回転多面鏡の回転中心に対して対称に配置され、
前記回転多面鏡の外形に内接する内接円の半径をＲ（ｍｍ）、前記回転多面鏡の回転中心から前記孔の中心位置までの距離をＬ（ｍｍ）、前記円周方向における前記孔の寸法をω（ｍｍ）、前記内接円の半径方向における前記孔の寸法をａ（ｍｍ）、前記反射面の数をｎとした場合に、下記（１）式、下記（２）式および下記（３）式を満たす
光走査装置。
｛２．４（Ｌ／Ｒ）＋３．７（ω／Ｒ）｝＜１ …（１）
ω＜（２πＬ／ｎ） …（２）
（ω／ａ）＞１ …（３）

【請求項2】

前記回転多面鏡を回転させるモータと、
前記回転多面鏡と前記モータとを密閉空間に収納する収納容器と、
を備える
請求項１に記載の光走査装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の光走査装置を備える
画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光走査装置および画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置の光走査装置には、回転多面鏡を有する光偏光器が搭載されている。このような光走査装置を備える画像形成装置では、画像出力速度の高速化や画像解像度の高密度化の要求に応えるための手段として、回転多面鏡を回転させるモータの回転数を上げることが挙げられる。モータの回転数を上げるには、より多くの電流をモータに供給する必要があるため、モータの発熱量が増加する。また、モータの回転数を上げると、回転多面鏡の周囲に乱流が発生し、この乱流が回転多面鏡の回転抵抗として作用するため、回転多面鏡の回転に必要なモータ電流値の増大によってモータの発熱量が増加する。

【0003】

特許文献１には、高速で回転する回転多面鏡の風切り音による騒音を低減するために、回転多面鏡とモータとを容器内に密閉する構成が記載されている。この構成ではモータの発熱量の増加によって容器内の温度が著しく上昇する。容器内の温度が上昇すると、光偏光器を構成している、異なる材料の部品間の熱膨張差によって回転多面鏡の回転姿勢が変化したり、回転多面鏡の反射面が変形したり、あるいは、回転多面鏡の近傍に配置される光学レンズが変形したりする。その結果、光ビームの走査位置にズレが生じたり、光ビームのスポットサイズやスポット形状が変化するなどして、画像品質の劣化を招く恐れがある。

【0004】

特許文献２には、「固定あるいは位置決めに用いる孔以外に、少なくとも１つ以上の軸方向に貫通した空孔を有することを特徴とする回転多面鏡」が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－２０５８９号公報

【文献】特開昭６３－２９８３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の技術では、回転多面鏡とモータとを密閉する容器の上部にフィンを設けると共に、モータが発生する熱をフィン側に移動させるために、回転多面鏡と容器側面との間に広い隙間を確保している。このため、光偏光器が大型化してしまう。

【0007】

一方、特許文献２に記載の技術では、回転多面鏡が空孔（貫通孔）を有しているため、この回転多面鏡を用いて光偏光器を構成することにより、回転多面鏡の空孔を通してモータの熱をフィン側に移動させることはできるが、回転多面鏡に空孔を設けたことで回転多面鏡の回転抵抗が増大する恐れがある。

【0008】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、回転多面鏡の回転抵抗の増大を抑制すると共に、光偏光器の排熱効率を向上させることができる光走査装置および画像形成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、複数の反射面を有する回転多面鏡を回転させて光ビームを走査する光走査装置であって、回転多面鏡は、回転多面鏡を厚み方向に貫通する孔を少なくとも１つ有し、その孔は、回転多面鏡の回転中心と同心の円周方向に伸びた形状を有すると共に、回転多面鏡の回転中心を中心とする大小２つの円弧を有し、孔の中心位置は、回転多面鏡の回転中心から反射面に垂直に下ろした線上に配置され、孔は、反射面ごとに設けられると共に、回転多面鏡の回転中心に対して対称に配置され、回転多面鏡の外形に内接する内接円の半径をＲ（ｍｍ）、回転多面鏡の回転中心から孔の中心位置までの距離をＬ（ｍｍ）、円周方向における孔の寸法をω（ｍｍ）、内接円の半径方向における孔の寸法をａ（ｍｍ）、反射面の数をｎとした場合に、下記（１）式、下記（２）式および下記（３）式を満たす
光走査装置である。
｛２．４（Ｌ／Ｒ）＋３．７（ω／Ｒ）｝＜１ …（１）
ω＜（２πＬ／ｎ） …（２）
（ω／ａ）＞１ …（３）
また、本発明は、このような光走査装置を備える画像形成装置である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、回転多面鏡の回転抵抗の増大を抑制すると共に、光偏光器の排熱効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係る光走査装置の構成を示す概略斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係る光偏光器の構成を示す概略断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る回転多面鏡の構成を示す平面図である。

【図5】回転多面鏡の回転によって反射面が変形する原理を説明する平面図である。

【図6】比較例１に係る回転多面鏡の構成を示す平面図である。

【図7】比較例２に係る回転多面鏡の構成を示す平面図である。

【図8】比較例１に係る回転多面鏡上の圧力分布を示す図である。

【図9】比較例２に係る回転多面鏡上の圧力分布を示す図である。

【図10】実施例１に係る回転多面鏡上の圧力分布を示す図である。

【図11】比較例３に係る回転多面鏡の構成を示す平面図である。

【図12】実施例に係る回転多面鏡と比較例に係る回転多面鏡とを対象に、反射面の変形についてシミュレーションした結果を示す図である。

【図13】反射面の変形を抑制するのに好ましい条件を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜画像形成装置＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真式の画像形成装置であって、記録媒体２に対して画像の形成を行う装置である。

【0013】

画像形成装置１は、装置本体となる筐体１０の上部に画像読取部１１を備えている。また、画像形成装置１は、筐体１０の内部に、画像形成部２０と、転写部３０と、定着装置４０と、記録媒体供給部５０とを備えている。さらに、画像形成装置１は、操作部８および表示部９を備えている。

【0014】

（画像読取部）
画像読取部１１は、原稿トレイ１２と、原稿台１３と、自動原稿送り機構１４と、撮像部１５とを備えている。自動原稿送り機構１４は、原稿トレイ１２に置かれた原稿を原稿台１３へと順に送り込むものである。画像読取部１１は、原稿台１３に直接置かれた原稿の画像、または、自動原稿送り機構１４によって原稿台１３に送られた原稿の画像を、撮像部１５によって読み取って画像データを生成するものである。なお、印刷ジョブの対象となる画像データは、撮像部１５によって読み取った画像データだけでなく、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信した画像データであってもよい。

【0015】

（画像形成部）
画像形成部２０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋを備えている。画像形成ユニット２０ｙは、感光体２１と、帯電器２３と、光走査装置２５と、現像器２７とを備え、他の画像形成ユニット２０ｍ，２０ｃ，２０ｋも、それぞれ、感光体２１と、帯電器２３と、光走査装置２５と、現像器２７とを備えている。

【0016】

感光体２１は、トナー像が形成される像担持体であって、ドラム状に形成されている。感光体２１は、図示しない感光体駆動モータの駆動にしたがって回転する。感光体２１の周囲には、感光体２１の回転方向の上流側から下流側に向かって帯電器２３、光走査装置２５および現像器２７が順に配置されている。

【0017】

感光体２１の外周面は像担持面となっている。感光体２１の像担持面は、帯電器２３によって一様に帯電され、帯電した像担持面に光走査装置２５による露光走査によって静電潜像が形成される。光走査装置２５による露光走査は、画像読取部１１で読み取られた画像データ、または外部装置から受信した画像データに基づいて行われる。

【0018】

現像器２７は、静電潜像が形成された感光体２１の像担持面にトナーを供給することにより、静電潜像にトナーを付着させるものである。これにより、画像形成ユニット２０ｙが有する感光体２１の像担持面にはイエローのトナー像が形成される。また、画像形成ユニット２０ｍが有する感光体２１の表面にはマゼンタのトナー像が形成され、画像形成ユニット２０ｃが有する感光体２１にはシアンのトナー画像が形成され、画像形成ユニット２０ｋが有する感光体２１にはブラックのトナー像が形成される。

【0019】

（転写部）
転写部３０は、画像形成部２０と並列して配置されている。転写部３０は、回転する無端ベルトとして構成された中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１を支持する複数のベルト支持ローラ３２と、一次転写部３３とを備えている。また、転写部３０は、二次転写ローラ３３ａと、除電ローラ３４と、クリーニングユニット３５とを備えている。

【0020】

中間転写ベルト３１は、複数のベルト支持ローラ３２に掛け渡されてループ状に配置されている。中間転写ベルト３１の外周面は像担持面３１ａとなっている。中間転写ベルト３１の像担持面３１ａは、画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋの各感光体２１に接触する状態で配置されている。中間転写ベルト３１は、画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋの各感光体２１の回転とは逆方向に回転するようになっている。

【0021】

複数のベルト支持ローラ３２は、４つの画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋに対応する４つの感光体２１のすべてに中間転写ベルト３１の像担持面３１ａが接触するように、中間転写ベルト３１の内周側に配置されている。複数のベルト支持ローラ３２のうちの１つは、中間転写ベルト３１を回転させるためのベルト駆動ローラとして構成されている。

【0022】

一次転写部３３は、各々の感光体２１と対向する位置に１つずつ配置されている。各々の一次転写部３３は、中間転写ベルト３１の内周側に配置されるとともに、それぞれに対応する感光体２１との間に中間転写ベルト３１を挟持する状態で配置されている。各々の一次転写部３３は、トナーと反対の極性の電荷を中間転写ベルト３１に与えることにより、感光体２１の像担持面上に付着したトナーを中間転写ベルト３１の像担持面３１ａに転写させる。

【0023】

二次転写ローラ３３ａは、中間転写ベルト３１の像担持面３１ａに転写されたトナー像を記録媒体２に転写するものである。二次転写ローラ３３ａは、上述した複数のベルト支持ローラ３２のうちの１つに対向する状態で配置されている。二次転写ローラ３３ａは、ベルト支持ローラ３２との間に中間転写ベルト３１を挟持する状態で配置されている。二次転写ローラ３３ａとベルト支持ローラ３２とが接触する位置は、中間転写ベルト３１の像担持面３１ａに転写されたトナー像を記録媒体２へと転写するときの転写位置となる。

【0024】

除電ローラ３４は、中間転写ベルト３１の回転方向において、画像形成ユニット２０ｙの感光体２１に対向する一次転写部３３の上流側で、かつ、二次転写ローラ３３ａの下流側に配置されている。除電ローラ３４は、中間転写ベルト３１の電荷を除電するためのもので、中間転写ベルト３１を挟持する一対のローラによって構成されている。

【0025】

クリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１の回転方向において、画像形成ユニット２０ｙの感光体２１に対向する一次転写部３３の上流側で、かつ、除電ローラ３４の下流側に配置されている。クリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１の像担持面３１ａに残留するトナーを除去するためのもので、像担持面３１ａに対向する状態で配置されている。

【0026】

（定着装置）
定着装置４０は、定着ローラ４１と加圧ローラ４３とを備えている。定着ローラ４１には、図示しないヒータが内蔵されている。加圧ローラ４３は、定着ローラ４１に対して押圧されている。これにより、定着ローラ４１と加圧ローラ４３とは互いに圧着され、この圧着部分に定着ニップ部４４が形成されている。記録媒体２は、この定着ニップ部４４を通過するときに加熱および加圧され、これによって記録媒体２にトナー像が定着される。

【0027】

（記録媒体供給部）
記録媒体供給部５０は、複数の供給トレイ５１と、記録媒体２を搬送する搬送路５３とを備えている。筐体１０の下部には、サイズや種類の異なる記録媒体２を別々に収納できるように複数の供給トレイ５１が設けられている。各々の供給トレイ５１は、トレイ内に収容した記録媒体２を１枚ずつ搬送路５３に供給する。

【0028】

搬送路５３は、各々の供給トレイ５１から供給される記録媒体２を、１枚ずつ二次転写ローラ３３ａへと搬送する個別搬送路５３ａを備えている。また、画像形成装置１は、筐体１０の外部に手差トレイ１０ａを備えており、搬送路５３は、この手差トレイ１０ａから延在する手差搬送路５３ｂを備えている。手差トレイ１０ａから供給される記録媒体２は、手差搬送路５３ｂを通して二次転写ローラ３３ａへと搬送される。また、搬送路５３は、定着装置４０を通過した記録媒体２を表裏反転させて再び二次転写ローラ３３ａへと供給するための反転搬送路５３ｃと、定着装置４０を通過した記録媒体２を排出するための排出搬送路５３ｄとを備えている。

【0029】

上述した個別搬送路５３ａ、手差搬送路５３ｂおよび反転搬送路５３ｃは、二次転写ローラ３３ａの上流側で１つの合流搬送路５３ｇとして合流する。このため、各供給トレイ５１から供給される記録媒体２、手差トレイ１０ａから供給される記録媒体２、および、反転搬送路５３ｃから供給される記録媒体２は、いずれも、合流搬送路５３ｇを通して二次転写ローラ３３ａに供給される。一方、排出搬送路５３ｄは、定着装置４０を通過した記録媒体２を排出ローラ５５へと搬送する搬送路である。排出ローラ５５は、画像形成を終えた記録媒体２を排出トレイ等に排出するローラである。

【0030】

（操作部）
操作部８は、画像形成に関する各種の設定や条件などを入力するためのものである。操作部８は、たとえば、筐体１０の上面部分に設けられた操作キーや、表示部９の表示面に設けられたタッチパネルであってもよい。また、操作部８は、画像形成装置１に接続されるパーソナルコンピュータなどの外部装置に設けられていてもよい。

【0031】

（表示部）
表示部９は、画像形成に関する各種の設定や条件などを表示するためのものである。表示部９は、たとえば、筐体１０の上面部分に設けられた薄型ディスプレイによって構成される。表示部９は、表示面に操作部８としてタッチパネルを備えたものであってもよい。また、表示部９は、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置に設けられていてもよい。

【0032】

＜光走査装置＞
図２は、本発明の実施形態に係る光走査装置の構成を示す概略斜視図である。
図２に示すように、光走査装置２５は、ハウジング６１と、光源６２と、コリメータレンズ６３と、第１シリンドリカルレンズ６４と、光偏光器６５と、ｆθレンズ６６と、第２シリンドリカルレンズ６７と、タイミング検出用ミラー６８と、同期検出器６９とを備えている。光源６２は、光ビームを出射するもので、たとえば、半導体レーザーによって構成される。光偏光器６５は、回転多面鏡７１を有している。

【0033】

上記構成からなる光走査装置２５において、光源６２から出射した光ビーム（レーザ光）は、コリメータレンズ６３によって平行光とされ、第１シリンドリカルレンズ６４を通して回転多面鏡７１に入射する。回転多面鏡７１に入射した光ビームは、回転多面鏡７１によって反射されると共に、回転多面鏡７１の回転によって偏向される。こうして偏向された光ビームは、ｆθレンズ６６および第２シリンドリカルレンズ６７を順に透過して感光体２１（図１参照）上に集光される。これにより、感光体２１上においては、主走査方向であるＸ方向に光ビームが走査される。その際、１ラインごとの同期をとるために、光偏光器６５によって偏向させた光ビームをタイミング検出用ミラー６８で反射して同期検出器６９により検出する。

【0034】

＜光偏光器＞
図３は、本発明の実施形態に係る光偏光器の構成を示す概略断面図である。
図３に示すように、光偏光器６５は、上述した回転多面鏡７１に加えて、モータ７２と収納容器８０とを備えている。回転多面鏡７１の構成については後段で詳しく説明する。

【0035】

（モータ）
モータ７２は、回転軸７３を中心に回転多面鏡７１を回転させるものである。回転軸７３は、上下一対の軸受７４によって回転自在に支持されている。回転多面鏡７１の下面側には保持部材７６が取り付けられている。保持部材７６は、回転多面鏡７１および回転軸７３と一体に回転するものである。

【0036】

モータ７２は、コイル７７と磁石７９とを有している。コイル７７は、基板７８上に配置されている。基板７８は、ネジ止め等によって収納容器８０の底部に固定されている。基板７８と軸受７４との間は、軸受支持部材７５が介装されている。軸受支持部材７５は、基板７８と収納容器８０とに固定されている。磁石７９は、保持部材７６によって保持されている。磁石７９は、コイル７７と所定のギャップを介して対向するように配置されている。

【0037】

なお、回転多面鏡７１を回転させるための構成は種々の変更が可能である。たとえば、回転多面鏡７１を回転自在に支持するための軸受には、空気動圧軸受を採用することが可能である。

【0038】

（収納容器）
収納容器８０は、回転多面鏡７１とモータ７２とを収納する容器である。収納容器８０は、容器本体８１と蓋体８２とによって構成されている。容器本体８１は、たとえば、アルミニウム合金によって構成されるもので、上部を開口した箱形に形成されている。容器本体８１は、底板部８１ａと、底板部８１ａの外周縁から垂直に起立する側板部８１ｂとを有している。底板部８１ａと側板部８１ｂとは一体構造になっている。容器本体８１は、上述したハウジング６１（図２参照）と一体に形成することが可能である。

【0039】

収納容器８０の側板部８１ｂは、回転軸７３に直交する方向において、回転多面鏡７１の近傍に配置されている。このため、側板部８１ｂの内面と回転多面鏡７１の外面との隙間Ｇは狭くなっている。このように側板部８１ｂと回転多面鏡７１との隙間Ｇを狭くすると、回転多面鏡７１を高速で回転させた場合に、隙間Ｇの部分に乱流が発生しにくくなる。このため、回転多面鏡７１の回転抵抗を小さく抑えるうえで有利になる。また、隙間Ｇを狭くすると、収納容器８０の寸法が小さくなるため、光偏光器６５の小型化を図るうえで有利になる。

【0040】

収納容器８０の側板部８１ｂには、光透過部８６が設けられている。光透過部８６は、上述した光源６２から出射される光ビームを収納容器８０内に取り込むとともに、回転多面鏡７１によって反射される光ビームを収納容器８０外に取り出すために、光ビームを透過させる部分である。光透過部８６は、収納容器８０の側板部８１ｂに形成された開口窓８７と、この開口窓８７を塞ぐように側板部８１ｂに取り付けられた光学レンズ８８とによって構成されている。

【0041】

蓋体８２は、容器本体８１の上端部に取り付けられている。蓋体８２は、容器本体８１の上部の開口を閉塞している。これにより、収納容器８０の内部には密閉空間８９が形成されており、この密閉空間８９に回転多面鏡７１とモータ７２とが収納されている。蓋体８２の下面側にはフィン８３が形成され、蓋体８２の上面側にもフィン８４が形成されている。フィン８３およびフィン８４は、蓋体８２の表面積を増やすことにより、熱交換の効率を高めるものである。フィン８３は、回転軸７３の中心軸方向において、回転多面鏡７１と対向するように配置されている。フィン８３は、収納容器８０の密閉空間８９の熱を回収（吸熱）する機能を果たし、フィン８４は、フィン８３によって回収した熱を収納容器８０の外部に放出（放熱）する機能を果たす。

【0042】

＜回転多面鏡＞
図４は、本発明の実施形態に係る回転多面鏡の構成を示す平面図である。
図４に示すように、回転多面鏡７１は、六角形の外形を有するもので、その外形部分に６つの反射面９０を有している。回転多面鏡７１は、上述した回転軸７３の軸線上に存在する回転中心８５を中心に回転する。反射面９０は、上述した光ビームを反射する面である。回転多面鏡７１の回転中心８５は、回転多面鏡７１を平面視した場合（正面方向から見た場合）に、回転多面鏡７１の中心に位置している。

【0043】

回転多面鏡７１には、複数の孔９２が設けられている。孔９２は、回転多面鏡７１の反射面９０ごとに設けられている。このため、孔９２の数は、反射面９０の数と同じ６つとなっている。孔９２は、回転多面鏡７１を厚み方向に貫通する孔である。このため、孔９２は、回転多面鏡７１の上面および下面の両方に開口している。図３に示すように、容器本体８１の内部では、回転多面鏡７１の位置によって区分される密閉空間８９の上側空間と下側空間とが、上述した隙間Ｇの部分だけでなく、孔９２が形成された部分でも連通している。

【0044】

再び図４に戻って説明すると、各々の孔９２は、回転多面鏡７１の回転中心８５と同心の円周方向に伸びた形状を有している。よって、各々の孔９２の長手方向は、回転多面鏡７１の回転中心８５と同心の円周方向に沿う方向となっている。「同心」とは、「中心が同じ」という意味である。孔９２は、回転多面鏡７１の回転中心８５を中心とする大小２つの円弧９２ａ，９２ｂを稜線に持つ孔である。各々の孔９２は、回転多面鏡７１の回転中心８５を中心とする同一円周上に形成されている。孔９２の中心位置９３は、回転多面鏡７１の回転中心８５から回転多面鏡７１の反射面９０に垂直に下ろした線９５上に配置されている。また、各々の孔９２は、回転多面鏡７１の回転中心８５に対して対称に配置されている。

【0045】

ここで、回転多面鏡７１の外形に内接する内接円９４の半径をＲ（ｍｍ）、回転多面鏡７１の回転中心８５から孔９２の中心位置９３までの距離をＬ（ｍｍ）、回転多面鏡７１の回転中心８５と同心の円周方向における孔９２の寸法をω（ｍｍ）、内接円９４の半径方向における孔９２の寸法をａ（ｍｍ）、回転多面鏡７１における反射面９０の数をｎとする。

【0046】

そうした場合、回転多面鏡７１の孔９２は、下記（１）式、下記（２）式および下記（３）式を満たすように形成されている。
｛２．４（Ｌ／Ｒ）＋３．７（ω／Ｒ）｝＜１ …（１）
ω＜（２πＬ／ｎ） …（２）
（ω／ａ）＞１ …（３）

【0047】

（１）式は、回転多面鏡７１をモータ７２によって回転させる場合に、反射面９０の変形を抑制するのに有効な条件式である。（１）式の技術的な意義については後段で説明する。（２）式および（３）式は、回転多面鏡７１の回転中心８５と同心の円周方向に沿って孔９２を形成する場合に、孔９２の形状を保つために必要な条件式である。

【0048】

＜実施形態の効果＞
本発明の実施形態においては、回転多面鏡７１に孔９２が設けられているため、モータ７２のコイル７７で発生した熱が、孔９２を通して蓋体８２側に移動する。これにより、収納容器８０の密閉空間８９において、コイル７７が配置される下側空間と、フィン８３が配置される上側空間との間で熱交換が促進される。また、孔９２は、回転多面鏡７１の回転中心８５と同心の円周方向に伸びた形状を有している。このため、回転多面鏡７１をモータ７２によって回転させたときに、密閉空間８９の空気流の乱れが抑制される。これにより、回転多面鏡７１の回転抵抗の増大を抑制すると共に、光偏光器６５の排熱効率を向上させることができる。また、側板部８１ｂと回転多面鏡７１との隙間Ｇを狭くした場合でも、光偏光器６５の排熱効率を良好に保つことができる。

【0049】

また、本発明の実施形態においては、孔９２の中心位置９３が、回転多面鏡７１の回転中心８５から回転多面鏡７１の反射面９０に垂直に下ろした線９５上に配置されている。このため、回転多面鏡７１の回転時における反射面９０の変形を抑制することができる。その理由は次のとおりである。

【0050】

まず、回転多面鏡７１に孔９２が設けられていない場合は、図５において、回転多面鏡７１の回転中心８５から反射面９０の頂点部９０ａまでの積算質量が、回転多面鏡７１の回転中心８５から反射面９０の中心部９０ｂまでの積算質量に比べて、多くなる。このため、回転多面鏡７１を回転させると、回転多面鏡７１に作用する遠心力により、反射面９０の頂点部９０ａが中心部９０ｂよりも外側に大きく変形（変位）する。その結果、反射面９０は、中心部９０ｂ付近が凹形状となるように変形する。

【0051】

これに対し、孔９２の中心位置９３が線９５上に配置されるように、回転多面鏡７１に孔９２が設けられている場合は、孔９２の存在によって回転多面鏡７１の中心部９０ｂ付近の剛性が低くなる。このため、回転多面鏡７１を回転させたときに、回転多面鏡７１の中心部９０ｂ付近が外側に変形しやすくなる。したがって、反射面９０の頂点部９０ａにおける外側への変形量と、反射面９０の中心部９０ｂにおける外側への変形量との差が小さくなる。よって、反射面９０の変形を抑制することができる。反射面９０の変形を抑制すると、感光体２１の表面を光ビームで走査する場合に、光ビームの走査位置のズレが小さくなるため、画像品質の向上を図ることができる。

【0052】

また、本発明の実施形態においては、孔９２は、回転多面鏡７１の反射面９０ごとに設けられると共に、回転多面鏡７１の回転中心８５に対して対称に配置されている。このため、回転多面鏡７１が有するすべての反射面９０の変形を抑制することができる。

【0053】

以下に、本発明者が実施したシミュレーションの結果を述べる。

【0054】

（収納容器の密閉空間の温度上昇について）
まず、収納容器８０の密閉空間８９の温度上昇についてシミュレーションした結果を述べる。
このシミュレーションでは、上記図４に示すように回転多面鏡７１に６つの孔９２を設けた構成を実施例１とし、図６に示すように回転多面鏡７１に孔９２を設けない構成を比較例１として、それぞれ、密閉空間８９の温度を計算によって求めた。実施例１および比較例１では、いずれの構成においても、モータ７２のコイル７７を発熱源とし、コイル７７の発熱量を１２（Ｗ）とした。また、収納容器８０の底板部８１ａおよび側板部８１ｂをそれぞれ断熱壁とみなし、蓋体８２を熱交換箇所として、そこでの熱伝達率を１００（Ｗ／（ｍ^２Ｋ））とした。また、回転多面鏡７１の回転数を１００００（ｒｐｍ）とし、この回転数で回転多面鏡７１を継続して回転させて密閉空間８９の温度が平衡状態となったときの温度（以下、「平衡温度」という。）を計算によって求めた。その結果、比較例１の場合は、平衡温度が約９５℃であったのに対し、実施例１の場合は、平衡温度が約７５度であった。このシミュレーション結果からも、回転多面鏡７１に孔９２を設けることが、光偏光器６５の排熱効率を高めるうえで有効であることが分かる。

【0055】

（回転多面鏡の回転抵抗について）
次に、回転多面鏡７１の回転抵抗についてシミュレーションした結果を述べる。
このシミュレーションでは、上記図４に示すように回転多面鏡７１に６つの孔９２を設けた構成を実施例１とし、上記図６に示すように回転多面鏡７１に孔９２を設けない構成を比較例１とし、図７に示すように回転多面鏡７１に真円形の孔（以下、「丸孔」という。）９６を設けた構成を比較例２として、それぞれ、回転多面鏡７１の上面の圧力分布を計算によって求めた。比較例２においては、回転多面鏡７１の回転中心８５から反射面９０に垂直に下ろした線９５上に丸孔９６の中心位置９６ａが配置されている。回転多面鏡７１の上面の圧力分布は、回転多面鏡７１の上面に垂直に作用する圧力の分布である。この圧力分布の計算条件として、回転多面鏡７１の回転数は１００００（ｒｐｍ）に設定した。

【0056】

まず、比較例１の圧力分布では、図８に示すように、回転多面鏡７１の上面に、圧力の異なる複数の領域Ｅ１～Ｅ９が表れている。複数の領域Ｅ１～Ｅ９における圧力の大小関係は、「Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ３＞Ｅ４＞Ｅ５＞Ｅ６＞Ｅ７＞Ｅ８＞Ｅ９」である。この点は、後述する比較例２および実施例１の圧力分布でも同様である。
比較例１では、回転多面鏡７１の回転中心８５付近に高圧部（領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）が集中している。回転多面鏡７１の上面に作用する圧力は、回転多面鏡７１の回転抵抗として働く。この回転抵抗は、回転多面鏡７１の回転中心８５付近に高圧部が集中する方が、回転多面鏡７１の外周部側に高圧部が集中する場合に比べて、大きくなる。したがって、回転多面鏡７１の回転抵抗の増大を抑制するには、回転多面鏡７１の回転中心８５付近に高圧部を集中させることが有効である。

【0057】

比較例２の圧力分布では、図９に示すように、高圧部（領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）が回転多面鏡７１の回転中心８５から径方向外側に離れたところに集中している。このため、回転多面鏡７１の回転抵抗は、比較例１の場合よりも大きくなる。したがって、回転多面鏡７１に丸孔９６を設けた構成では、回転多面鏡７１の回転抵抗の増加に伴って、より多くの電流をコイル７７に供給する必要があり、モータ７２の発熱量が増加してしまう。

【0058】

一方、実施例１の圧力分布では、図１０に示すように、高圧部（領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）が、比較例１の場合と同程度に回転多面鏡７１の回転中心８５付近に集中している。このため、回転多面鏡７１の回転抵抗は、比較例１の場合と同程度に抑えられる。したがって、回転多面鏡７１に孔９２を設けた構成では、回転多面鏡７１の回転抵抗の増大を抑制し、モータ７２の発熱量を低く抑えることができる。

【0059】

（回転多面鏡の反射面の変形について）
次に、回転多面鏡７１の反射面９０の変形についてシミュレーションした結果を述べる。
このシミュレーションでは、上記図４に示すように、回転多面鏡７１の回転中心８５から回転多面鏡７１の反射面９０に垂直に下ろした線９５上に孔９２の中心位置９３を配置した構成を実施例１とし、図１１に示すように、回転多面鏡７１の回転中心８５と反射面９０の頂点部９０ａとを結ぶ線９７上に孔９２の中心位置９３を配置した構成を実施例２として、それぞれ、反射面９０の変形量を計算によって求めた。その結果を図１２に示す。

【0060】

図１２において、縦軸は反射面９０の変形量（μｍ）、横軸は反射面９０の主走査位置を示している。反射面９０の変形量は、回転多面鏡７１を回転させたときに反射面９０に生じる変形量であって、回転多面鏡７１の頂点部９０ａにおける外側への変形量と反射面９０の各々の主走査位置での変形量との差によって表される。反射面９０の主走査位置は、回転多面鏡７１の回転によって光ビームをＸ方向（図２参照）に走査するときに、光ビームを偏向させるための反射面９０の位置である。反射面９０の主走査位置は、回転多面鏡７１の円周方向で隣り合う２つの頂点部９０ａの間で、反射面９０の中心部９０ｂの位置をゼロとしている。また、反射面９０の主走査位置は、反射面９０の中心部９０ｂから一方の頂点部９０ａに向かって正の値、他方の頂点部９０ａに向かって負の値となっている。

【0061】

図１２から分かるように、実施例２においては、反射面９０の主走査位置の違いによって反射面９０の変形量が大きく変化している。そして、反射面９０の主走査位置がゼロ、すなわち反射面９０の中心部９０ｂにおいて、反射面９０の変形量が最大になっている。これに対し、実施例１においては、反射面９０の主走査位置の違いによらず、反射面９０の変形量が一様に小さく抑えられている。よって、反射面９０の変形を抑制するうえでは、実施例１の構成を採用した方が好ましい。

【0062】

続いて、反射面９０の変形に関して、下記（１）式の技術的な意義について説明する。
｛２．４（Ｌ／Ｒ）＋３．７（ω／Ｒ）｝＜１ …（１）
本発明者は、上記図４に示す回転多面鏡７１を対象に、上記（１）式における｛２．４（Ｌ／Ｒ）＋３．７（ω／Ｒ）｝の値と反射面９０の変形比との関係を計算によって求めた。その結果を図１３に示す。
図１３において、縦軸は反射面９０の変形比、横軸は｛２．４（Ｌ／Ｒ）＋３．７（ω／Ｒ）｝の値を示している。そして、横軸の値を１未満から１以上までの範囲で変えたときに、横軸の各値で得られる反射面９０の変形比をプロットしている。反射面９０の変形比は、回転多面鏡７１の回転を停止させた状態、すなわち変形前の反射面９０を基準面とし、回転多面鏡７１を回転させたときに、反射面９０の頂点部９０ａが上記基準面よりも外側に変形する変形量をＡ（μｍ）、反射面９０の中心部９０ｂが上記基準面よりも外側に変形する変形量をＢ（μｍ）とした場合に、それらの比「Ａ／Ｂ」で表される。なお、回転多面鏡７１に孔９２を設けない場合の反射面９０の変形比Ｄは、１．０７であった。

【0063】

図１３から分かるように、反射面９０の変形比は、横軸の値が小さくなると低減し、横軸の値が大きくなると増加する傾向にある。この傾向により、横軸の値が１未満であれば、反射面９０の変形比は、上述した変形比Ｄ以下に抑えられる。したがって、上記（１）式を満たすように回転多面鏡７１に孔９２を設けることにより、反射面９０の変形を、孔９２を設けない場合と同等以下に抑えることができる。また、｛２．４（Ｌ／Ｒ）＋３．７（ω／Ｒ）｝の値を０．９以下とすれば、反射面９０の変形をより小さく抑えることができる。

【0064】

＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

【0065】

たとえば、上記実施形態においては、回転多面鏡７１の構成として反射面９０ごとに孔９２を設けた構成を採用しているが、所期の目的を達成するうえでは、回転多面鏡７１に少なくとも１つの孔９２を設けた構成であればよい。

【0066】

また、上記実施形態においては、回転多面鏡７１の外形が六角形となっているが、本発明はこれに限らず、回転多面鏡７１の外形は多角形であればよい。

【0067】

また、上記実施形態においては、収納容器８０を密閉容器とするための蓋体８２にフィン８３およびフィン８４を形成した構成を採用しているが、本発明はこれに限らず、フィン８３およびフィン８４のうちのいずれか一方を蓋体８２に形成した構成、あるいは、蓋体８２にフィンが形成されていない構成であっても適用可能である。

【符号の説明】

【0068】

１…画像形成装置
２５…光走査装置
６５…光偏光器
７１…回転多面鏡
７２…モータ
８０…収納容器
８５…回転中心
８９…密閉空間
９０…反射面
９２…孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】