JP2006293267A - 光走査装置・画像形成装置・光走査装置の騒音低減方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】6つの偏向面を有する光偏向器62の頂角部における副走査方向の稜線部(エッジ部)62gと、光偏向器62に近接して設置される、フレア光106aを遮光するフレア光遮蔽部材100の副走査方向の稜線部(エッジ部)とがそれぞれ副走査方向の全域(全幅)をもって同一タイミングで通過し合わないように、フレア光遮蔽部材100の稜線部101bを主走査方向にずらしている。稜線部101bをずらした部分は光ビームL1の光路となっている。
【選択図】 図5
Description
また、光偏向器を有する光走査装置を像担持体の数に対応して複数設置するためには大きな設置スペースを必要とするため、画像形成装置全体が大型化するという問題もある。
そこで、タンデム式のカラー画像形成装置の低コスト化、小型化を図るために、複数の像担持体へ光書き込みを行う手段として、光偏向器を複数の光源で共通化し、1つの光偏向器で複数の光源からの光ビームを同時に偏向走査して複数の像担持体へ光書き込みを行う光走査装置が知られている。
例えば、光偏向器を挟んで互いに対向する結像用レンズの入射面側で光ビームが反射・散乱された場合に、その反射・散乱された光(フレア光)が逆方向に進み、反対側の光学系に進入し、その進入したフレア光が光学系を介して像担持体に照射されるという問題がある。
フレア光が像担持体に照射された場合、画像上に筋状の汚れやゴースト像が発生したり、あるいは、フレア光のカブリによる地肌汚れや色ぼけが発生し、画像品質を著しく劣化させる原因となる。
また、高速回転する光偏向器と遮光部材間の距離の少なさによって風切音等の騒音が発生することを低減するために、光偏向器の回転中心と光学系の配置方向とに直交する線上の位置から、遮光部材を光偏向器の回転方向下流側にずらす方式が開示されている。
高速偏向する光偏向器に近接して、フレア光遮蔽部材が設置された場合、騒音の上昇、異音の発生、温度上昇の増加、場合によっては、偏向安定性を損なう場合も生じることが分かっている。
しかしながら、従来の対策方式では、騒音等の副作用の低減効果は満足できる状況になかった。
ここでは、光偏向器に対してフレア光遮蔽部材が近接配置される場合について説明したが、光走査装置におけるレイアウト上やむを得ず光偏向器に近接して他の部材を設けなければならない場合もあり、このときも同様の問題が生じる。
すなわち、空気が最大に圧縮される部位において、双方の副走査方向(偏向器の回転軸方向)のエッジ部(稜線部)が互いにその全域(全幅)で通過し合う構造に問題があると推測される。
騒音、異音低減により、装置使用環境における不快感の低減に寄与できる。
まず、図2に基づいて本実施形態における画像形成装置の構成及び動作の概要を説明する。この画像形成装置は、複数の像担持体として、複数のドラム状の光導電性感光体(感光体ドラム)1、2、3、4を並置したフルカラー画像形成装置であり、この4つの感光体ドラム1、2、3、4は、例えば図に対して右から順に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色に対応した画像を形成するものである。なお、色の順はこの限りではなく任意に設定することができる。
4色の画像が転写された転写材は定着装置26に搬送され、定着装置26で画像が定着された後、排紙ローラ対27により排紙トレイ28上に排出される。
具体的に説明すると、4つの光源ユニット52、53、54、55は光学ハウジング50の側壁に設置され、光偏向器62は光学ハウジング50の基盤51の略中央部に配置され、走査結像光学系は基盤51の上面側と下面側とに分けて配設されている。
また、光学ハウジング50の上部と下部にはカバー87、88が設けられており、下部側のカバー87には光ビームが通過する開口が設けられ、その開口には防塵ガラス83、84、85、86が取り付けられている。
各光源ユニット52、53、54、55から出射された光ビームL1、L2、L3、L4は、面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ56、57、58、59を介して6つの偏向面を有する光偏向器62に至り、ポリゴンモータ62cで等速回転されている2段のポリゴンミラー62a、62bで対称な2方向に偏向走査させる。
ポリゴンミラー62a、62bは光ビームL2、L3用と、光ビームL1、L4用の上下2段に分けた構成となっているが、1つの厚めのポリゴンミラーで4つの光ビームを偏向走査する構成としてもよい。
マルチビーム構成とした場合には、光学ハウジング50の側壁に対して光源ユニットを光軸中心に回転可能に構成すれば、副走査方向のビームピッチを調整することができ、白黒画像形成時に画素密度(例えば600dpi、1200dpi等)を切り替えることが可能となる。
光偏向器62によって偏向走査される光ビームL1、L2、L3、L4の走査方向が主走査方向であり、これは各感光体ドラム1、2、3、4の軸方向である。この主走査方向に直交する方向が副走査方向であり、これは感光体ドラム1、2、3、4の回転方向(感光体ドラム表面の移動方向)であり、さらには後述する転写搬送ベルト22aの搬送方向である。すなわち、転写搬送ベルト22aの幅方向が主走査方向、搬送方向が副走査方向となる。
光偏向器(ポリゴンスキャナ)62は、図4に示すように、ポリゴンミラー62a、62bと、これを駆動するポリゴンモータ62cと、ポリゴンモータ62cを支持する制御基板62dを有している。制御基板62dには光学ハウジング50に固定するためのねじ挿通穴62eが形成されているとともに、ドライバIC62fが実装されている。以下、ポリゴンミラー62a、62bをまとめて単にポリゴンミラーともいう。
また、上下方向に貫通するねじ挿通穴104、105が形成されており、これらのねじ挿通穴104、105を介して図示しないネジ(ボルト)により光学ハウジング50に固定されるようになっている。
上述のように、ポリゴンミラー62a、62bに入射するレーザビームL1、L2は、ポリゴンミラー62a、62bにより偏向走査され、前記結像用レンズ(走査結像光学系)に達する。その入射面で反射したレーザビーム(フレア光)がポリゴンミラー近傍を通過し、反対側の走査結像光学系に入射することにより、画像上の不具合を生じる。
このフレア光を遮断する目的で、フレア光遮蔽部材100が設置されている。
すなわち、図7に示すように、上遮蔽部101の稜線部(上下の頂点を結ぶ稜線101aを含む角部)101bと、下遮蔽部102の稜線部(上下の頂点を結ぶ稜線102aを含む角部)102bはポリゴンミラーの回転軸方向と直交する平面内で略回転方向にずれており、ポリゴンエッジ部に近接するフレア光遮蔽部材100の副走査方向の全体のエッジ幅(稜線幅)は、h1とh2に分割されている。
図5に示すように、フレア光106aは上遮蔽部101と下遮蔽部102により遮光され、反対側の走査結像光学系への進入を阻止される(106b)。
「ポリゴンミラーの回転軸方向と直交する平面内でのずらし方向」は、フレア光を遮断可能な範囲で適宜決定されるものである。
その後、圧縮された空気は開放されて急激に膨張する。従来は、フレア光遮蔽部材100側においてそのエッジ部の稜線は副走査方向に直線状につながっており、副走査方向の全域(上下方向の全幅)をもってポリゴンエッジ部62gの稜線62g−1に対して相対的通過がなされていた。
換言すれば、ポリゴンエッジ部の副走査方向全域にわたり、フレア光遮蔽部材100の先端を同一位置に配置していた。このため、ポリゴンエッジ部の通過時に空気の圧縮、膨張が急激に発生し、騒音、異音、振動、温度の上昇やポリゴンミラーの偏向安定性に悪影響を及ぼす場合もあった。
これにより、ポリゴンミラーの回転に伴う空気はポリゴンエッジ部とフレア光遮蔽部材100のエッジ部との間で段階的に圧縮、膨張されることになり、その急激さが低減される。
下遮蔽部102の稜線部102bの上面側は、光ビームL1の光路であり、且つ、ポリゴンミラー62aのエッジ部と上遮蔽部101の稜線部101bとの間で圧縮される空気の膨張空間でもある。
本実施形態では、上遮蔽部101と下遮蔽部102の間に空隙103を設けているので、ポリゴンエッジ部がフレア光遮蔽部材100を通過する場合の最近接領域を少なくできることになる。
本実施形態では、図4に示すように、ポリゴンミラーに対向する上遮蔽部101及び下遮蔽部102の内側面101c、102cは滑らかな湾曲面状又は面取り形状に形成されており、圧縮された空気は空隙103に又は上下方向にスムーズに逃げることができるようになっている。
このため、ポリゴンミラー回転空域周辺の空気抵抗を低減して空気の流れを整えることができ、フレア光遮蔽部材100の設置に係る副作用を低減することが可能となる。この観点からも近接部位での圧縮度はさらに低減される。
稜線部101bの先端(稜線101aの位置)と、稜線部102bの先端(稜線102aの位置)は、遮光を確実にできる位置、すなわちフレア光を蹴ることができる位置であればよい。これらの位置は光源ユニット52、53の位置により変化するため、これに合わせて最適化を図ることができる。
すなわち、フレア光遮蔽部材100の稜線は、遮光を確実に行うことができる位置であれば、不必要にポリゴンミラーの回転領域に近づける必要はなく、前記最適化を図ることで、さらに、前記空気の急激な圧縮・膨張を最小限に抑えることが可能となり、フレア光遮蔽部材100を設置したことによる副作用を緩和することが可能となる。
換言すれば、騒音等の副作用を低減するには、フレア光遮蔽部材100の稜線部はできるだけポリゴンミラーに近づけないようにすることが望ましい。もちろん、図9に示すように、ポリゴンミラーの回転径108に対して、稜線部101bと稜線部102bの先端位置を等距離(D)とした場合でも、従来の「稜線全幅通過方式」に比べて騒音等の副作用を低減することができる。
特に、本実施形態に示す2段形状の場合には、上下方向に型抜きを想定した場合、大きなアンダーカット部が存在し、フレア光遮蔽部材100を設置したことによる副作用を軽減するための希望通りの形状を得ることが困難となる。別部品にすることにより、容易に部品の製作が可能となり、形状の最適化の観点から有利になる場合が多い。
一般的には、光学ハウジング50よりも振動減衰性能に優れた材質をフレア光遮蔽部材100の材料として選択することにより、異常な振動、騒音、異音を回避することが可能となる。
フレア光遮蔽部材100を光学ハウジング50に取り付ける際の位置決め部として、前述の光偏向器62の下方軸受け部を利用することで、ポリゴンミラーとの関係、他の光学要素に対しての関係を高精度に保持することが可能となる。
本実施形態における光学ハウジング50に対する取り付け構成を図10及び図11に基づいて説明する。
通常、光偏向器62は他の光学要素に対して、高精度に位置決めされているので、結果発生するフレアに対して、フレア光遮蔽部材100が高精度に配置されることになり、効率的にフレア遮光が可能となる。また、ポリゴンミラーに対しても高精度に位置が決まるので、ポリゴンミラーのエッジ部との間隙を高精度に維持することができ、フレア光遮蔽部材100を設置したことによる副作用のばらつきを抑えることが可能となる。
光偏向器62の位置決めが下方軸受け部62h以外(例えば、締結ねじ止め部など)で行なわれる場合には、その部分を共通で位置決めに使用できる構成とすることで、前記目的、効果を得ることが可能である。
これにより、光学要素の配置精度誤差、結像レンズ表面での反射時のフレア光拡散等を考慮した場合、フレアの遮光を確実に行うことができる。
さらに副作用を低減するため、フレア光遮蔽部材100における稜線部101bの主走査断面(前記偏向器の回転軸方向と直交する平面)における先端形状を、図12に示すように、曲面形状又は面取り形状としてもよい。曲面形状の場合には、例えば半径3mmの円の円弧形状とし(R3)、面取り形状の場合には1辺3mmのカット形状とする(C3)。稜線部102bにおいても同様である。
フレア光遮蔽部材100のポリゴンミラーに最近接する部分の形状を上記のようにすることにより、ポリゴンミラーに近接する領域を小さくすることができるので、フレア光遮蔽部材100の設置に係る副作用を最小限にとどめることが可能となる。
図13は、ポリゴンエッジ部62gがフレア光遮蔽部材100の先端部分(稜線部101b、102b)に最近接した場合を図示している。
このように、フレア光遮蔽部材100のポリゴンエッジ部に近接する先端部分に、副走査断面においてR形状を設けることで、フレア遮光効果を最大限に発揮することができる。
すなわち、フレア光に対してその光量分布的に見て、光量が最大となる中心部分は先端部分がポリゴンミラーに最も近接する位置(クリアランスはt3)である。
一方、フレア光量が減少する中心部分から離れたところでは、フレア光遮蔽部材100の先端部(稜線部101b、102b)をポリゴンミラーから離すことで(クリアランスはt4)、フレア遮光効果を維持しつつ、フレア光遮蔽部材100の設置による副作用を最小限に抑えることが可能となる。
本実施形態では、ポリゴンミラーが2段構成の場合について説明したが、1段構成の場合においても上述した各機能を得ることができる。
また、1つの光偏向器62による対向走査方式の構成についての適用を例示したが、2つの光偏向器により個別に対向走査する方式の構成についてもフレア光遮蔽部材100を同様に設けることができる。
本実施形態におけるフレア光遮蔽部材100は、第1の実施形態で示した構成に比べて、空隙103を有していない点が異なっている。また、稜線部101b、102bのポリゴンミラー回転方向下流側(ハッチングで表示した上遮蔽部101、下遮蔽部102の外側面)が、ポリゴンエッジ部通過後の空気流の抵抗を低減する湾曲面形状を有している点が異なっている。
ポリゴンエッジ部の通過後、圧縮空気は開放されて急激に膨張するが、この場合、空気の剥離による乱流が生じると想定され、乱流が上記外側面に当たって騒音を増加させていると考えられる。
すなわち、フレア光遮蔽部材を近接設置した場合のポリゴンミラーの回転による騒音(異音を含む)には、ポリゴンエッジ部の通過後の空気の乱れによるものも含まれると想定される。
本実施形態では、稜線部101b、102bのポリゴンミラー回転方向下流側が湾曲面形状を有しているので、膨張過程の空気は矢印111、112で示すように、滑らかに誘導され(空力特性の向上)、これにより剥離による乱れが抑制されて騒音が低減される。
本実施形態では、副走査方向に厚みの大きい1段のポリゴンミラー113のエッジ部113gに最近接するフレア光遮蔽部材100の稜線部101b、102bを、ポリゴンミラー113のエッジ部113gに対してねじれの位置(傾斜の概念を含む)になるように構成したことを特徴としている。
このような形状とすることにより、稜線部101b、102bの内側面は傾斜面となり、ポリゴンミラー113のエッジ部113gとの圧縮領域が低減する。
また、図16(フレア光遮蔽部材100をポリゴンミラー113側から見た図)に示すように、稜線101a、102aはポリゴンミラー113の略回転方向に傾斜しており、ポリゴンミラー113の回転軸方向の稜線101a、102aの全域において、ポリゴンミラー113のエッジ部113gの稜線113aは、同一タイミングで通過しない。
これにより、ポリゴンミラー113のエッジ部113gが近接した場合の前記空気の急激な圧縮・膨張が一時に起きることを回避でき、フレア光遮蔽部材100を設置したことによる副作用を緩和することが可能となる。
本実施形態では、ポリゴンエッジ部とフレア光遮蔽部材100の副走査方向の稜線部とがそれぞれ副走査方向の全域に亘って略同一の近接間隔をもって通過し合わないように構成されていることを特徴とする。
図17に示すように、フレア光遮蔽部材100を上下に分割せずに、稜線100aを含む稜線部100bのみとし、稜線100aをポリゴンミラー113のエッジ部113gの稜線に対して非平行となるように傾斜させている。副走査方向において、ポリゴンエッジ部と稜線部100b間の間隔が変化するので(上方に向かって間隔が大きくなる)、ポリゴンミラー113のエッジ部113gが近接した場合の空気の急激な圧縮・膨張が一時に起きることを回避できる。
本実施形態では稜線部100bが右に傾く傾斜面(傾斜方向は逆でもよい)となるので、最近接部位で圧縮される前に空気がスムーズにフレア光遮蔽部材100の上面側へ流れるので、圧縮が低減される。
本実施形態では、フレア光遮蔽部材100の分割した上下部分が、ポリゴンミラーの回転方向に対して、それぞれカウンタとなる位置とその逆側に位置することを特徴とする。
上遮蔽部101と下遮蔽部102は、ポリゴンミラーを中心にして、ポリゴンミラーの回転方向に対して、それぞれカウンタとなる位置とその逆側に位置する。
本実施形態においても、上述したのと同様の理由によりポリゴンエッジ部が近接した場合の空気の急激な圧縮・膨張が一時に起きることを回避でき、フレア光遮蔽部材100を設置したことによる副作用を緩和することが可能となる。
ここでは、2段ポリゴンミラーの上段部(ポリゴンミラー62a)と下段部(ポリゴンミラー62b)の回転方向の位相を30度ずらしている。
フレア光遮蔽部材としては、従来のようにポリゴンエッジ部に対してエッジ部が副走査方向の全幅をもって通過する構成でもよい。
本実施形態においても、フレア光遮蔽部材の設置にともなう副作用を低減することが可能となる。
本実施形態では、フレア光遮蔽部材100が光源から放射される光束の形状を整形する機能を有していることを特徴とする。
フレア光遮蔽部材100の上遮蔽部101には、光ビームL1の形状を整形するアパーチャ115が一体に形成されており、下遮蔽部102には、光ビームL2の形状を整形するアパーチャ116が一体に形成されている。
フレア光遮蔽部材100は、ポリゴンミラー及び結像レンズなどの他の光学要素に対し、精度よく配置される必要がある。フレア光遮蔽部材100とアパーチャ115、116を一体に形成することにより、アパーチャ115、116も精度よく配置することができる。
光学系の性能に対してアパーチャ配置精度が与える影響は大きく、本構成とすることにより、他の位置に別途アパーチャを配置することに比べて、設計上効率がよく、部品点数の低減が可能となる。
本実施形態では、フレア光遮蔽部材100が光偏向器62を取り付けるための機能を有していることを特徴とする。フレア光遮蔽部材100の下部の両側には、制御基板62dの下側に延びる取付片117、118が一体に形成されており、取付片117、118には制御基板62dのねじ挿通穴62eに対向してねじ穴117a、118aが形成されている。
制御基板62dは、フレア光遮蔽部材100側をねじ110により取付片117、118に固定され、反対側をねじ110により光学ハウジング50の基盤51に固定される。
フレア光遮蔽部材100の配置上、光偏向器62の締結ねじ部がフレア光遮蔽部材100の下部となってしまい、フレア光遮蔽部材100が設置されている状況では光偏向器62を取り外すことができなくなる場合がある。
このようなレイアウトにおいて、光偏向器62の交換時など、フレア光遮蔽部材100を先に取り外さなくてはならず、作業性が低下することになる。本実施形態ではこの問題を解消することを目的としている。
図26に示すように、フレア光遮蔽部材100は、光偏向器62の上部に位置する光学ハウジング50のカバー88にねじ120により取り付けられている。これにより、前記不具合を回避することができる。
カバー88は、光偏向器62交換作業用のカバーでも、光学ハウジング50全体のカバーでもよい。光偏向器62交換時には、手順としてカバーを先に外すので、フレア光遮蔽部材100も同時に外され、光偏向器62の締結構成に拘わらずアクセスすることが可能となる。
これにより、市場での光偏向器62の交換時に作業性を向上させることができ、機械のダウンタイムを低減させることが可能となる。
制御基板62dや軸受け部62hの温度上昇が大きいと、電子部品が破損したり、その寿命が縮んだり、所望の性能を得られず回転特性に影響を与える場合もある。また、軸受け部62hの温度上昇が激しい場合には、特にオイル動圧軸受けの場合には、オイルの酸化が進行し粘度が大きく変化することにより、軸受け部の寿命が縮んだり、振動、異音等を発生し、システム上としての不具合につながる場合もある。
例えば、図23、24に示したように、制御基板62dとフレア光遮蔽部材100を締結したり、図10、11に示したように、制御基板62dや軸受け部62hなどに密着させることにより、フレア光遮蔽部材100に光偏向器62の熱を逃がすことができ、フレア光遮蔽部材100を放熱部材として利用できる。
フレア光遮蔽部材100の近傍では、ポリゴンミラーの回転により発生した強い気流が存在し、非常に効率的な放熱効果を得ることが可能である。
これにより、閉ざされた空間での光偏向器62の放熱を効果的に行うことができ、前記不具合を解消し、振動、異音がなく、継続して高品質な画像を得ることが可能となる。
図示しないが、フレア光遮蔽部材100を光偏向器62の制御基板62d上に設置することにより、位置決め効果、フレア光遮蔽部材100を設置せずに光偏向器62を取り付けてしまうことを防止できる効果、放熱効果を同時に得ることが可能である。
図15で示した例とも関連するが、本実施形態では、ポリゴンミラーとフレア光遮蔽部材のうち、少なくとも一方の稜線の一部を、他方の稜線に対して略平行な状態で傾斜させたことを特徴とする。図15で示した例では稜線部をねじる構成としたが、本実施形態ではねじりに限定されることなく、稜線を傾斜させている。
図27に示すように、フレア光遮蔽部材100は単一の稜線部130と、下面側に形成された空隙131を有している。図28に示すように、稜線部130の稜線130aは、1段のポリゴンミラー113の稜線113aに対して略平行な位置関係を保っている。したがって、ポリゴンミラー113の回転軸方向全域(全幅)に亘って、同一の近接間隔wを有している。
したがって、ポリゴンミラー113の稜線113aが、フレア光遮蔽部材100を稜線130aを通過するタイミングは、稜線130aの上側から、t1、t2、t3、t4と時間的にずれた状態でなされ、最後に下側を通過する。
これにより、騒音等の副作用を低減できる。ここでは、1段のポリゴンミラー113を用いたが、2段(複数段)のポリゴンミラーを用いても同様の効果を得ることができる。稜線130aの傾斜方向は逆でもよい。
また、図15で示した例においても、稜線101a、102aを同様に傾斜させることにより同様の効果を得ることができる。
上遮蔽部136において、第1の遮蔽部132と、第2の遮蔽部133は、第1の実施形態と同様に、ポリゴンミラー62a、62bの回転軸と直交する平面内でポリゴンミラー62a、62bの略回転方向にずれており、下遮蔽部137において、第3の遮蔽部134と、第4の遮蔽部135は、ポリゴンミラー62a、62bの回転軸と直交する平面内でポリゴンミラー62a、62bの略回転方向にずれている。
第1の遮蔽部132の稜線132aと第3の遮蔽部134の稜線134aは、ポリゴンミラー62a、62bの回転方向Sにおいてずれておらず、第2の遮蔽部133の稜線133a、第4の遮蔽部135の稜線135aもポリゴンミラー62a、62bの回転方向Sにおいてずれてはいない。
したがって、上遮蔽部136と、下遮蔽部137はポリゴンミラー62a、62bの回転軸と直交する平面内でポリゴンミラー62a、62bの略回転方向にずれてはいない。本実施形態においても第10の実施形態と同様の効果を得ることができる。各稜線の傾斜方向は逆でもよく、同一方向に揃っていなくてもよい。
また、ポリゴンミラーは1段構成でもよい。
本発明に係るフレア光遮蔽部材の騒音評価を行った。評価対象は第1の実施形態において図5等で示したフレア光遮蔽部材100で、比較対象は、図32に示すフレア光遮蔽部材125である。
フレア光遮蔽部材125は、副走査方向の稜線部全幅でポリゴンミラーのエッジ部と通過し合う従来方式の形状を有している。
本発明のフレア光遮蔽部材100の図8に示すポリゴンミラーの回転径108に対する稜線部101bの距離Dは3.5mm、稜線部102bの距離Eは6.3mmで、比較対象のフレア光遮蔽部材125のポリゴンミラーの回転径108に対する最近接距離は3.5mmである。測定条件は下記の通りである。
(測定装置)
マイクロフォン:小野測器製MI−3220
FFTアナライザ:小野測器製CF−5200
(測定環境)
音響実験室
常温
(測定条件)
測定位置:光走査装置の上方200mm
ポリゴンモータの回転数:36378rpm
騒音源であると推測した3.15〜4kHz成分について、分解能を上げて周波数分析を行った(FFT分析)。
その結果、フレア光遮蔽部材の設置により顕著に増加する成分は、3638Hz及び7263Hzであった。これは、ポリゴンモータ回転数×6(36378[rpm]÷60×6[面])及びその2倍の周波数に一致する。
これにより、ポリゴンミラーの風切音及びその2次成分の増加により騒音が増大していることが確認された。
この場合、録音された騒音データに対し、ポリゴン風切周波数(3638Hz)及び2次成分(7263Hz)に対するフィルタをかけることにより、該当周波数のみを除いた騒音を再生することで確認を行った。
3638Hz、7263Hzのフィルタ有り、無しの騒音を聞き比べたところ、いずれの周波数もフィルタの有無による違いがはっきりと現れたため、該当の騒音がこの周波数であったことが再確認できた。
図33から明らかなように、本発明のフレア光遮蔽部材100を用いた場合、「稜線部全幅通過方式」に比べて大幅に騒音を低減できることが確認された。体感的な騒音としても大きく改善されている。
図34に示す騒音データ(フレア光遮蔽部材100による実機でのデータ)を音響解析システムで再生し、さらに1次、2次成分にそれぞれフィルタをかけた状態での騒音を比較した。
その結果、1次成分についてはフィルタの有無の差が聞き取れたが、2次成分については体感的に違いはなかった。これにより、本発明のフレア光遮蔽部材100では、実機騒音上において、2次成分は十分に低減されていることが分かった。1次成分においても比較対象のレベル(約40dB)に比べて十分低いものとなっている。
上記騒音低減は、ポリゴンミラーとフレア光遮蔽部材100間の空気抵抗(空気摩擦)の低減を意味し、よってポリゴンミラーの高速回転に係る空気摩擦による温度上昇も同時に抑制することができ、光学ハウジング50内の温度上昇の抑制に寄与できる。
5 光走査装置
50 光学ハウジング
52、53 光源としての光源ユニット
62 偏向器としての光偏向器
62g 偏向器の稜線部
88 光学ハウジングのカバー
101b、102b 偏向器に近接して設置される部材の稜線部
106a フレア光
100 フレア光遮蔽部材
115、116 アパーチャ
L1、L2 光束としての光ビーム
Claims (31)
- 光源から放射された光束を、複数の偏向面を有し回転する偏向器により偏向させ、走査結像光学系を介して被走査面上に導光させる光走査装置であって、前記偏向器に近接して設置される部材を有する光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材の当該近接部位における前記偏向器の回転軸方向の稜線全域を、前記偏向器の頂角部における前記回転軸方向の稜線全域が同一タイミングで通過しないように、少なくとも一方の稜線の一部を前記回転軸方向と直交する平面内でずらしたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1に記載の光走査装置において、
前記光源及び前記走査結像光学系を複数有し、前記偏向器に近接して設置される部材が、1つの走査結像光学系で反射したフレア光が他の走査結像光学系に入射することを防止するためのフレア光遮蔽部材であることを特徴とする光走査装置。 - 光源から放射された光束を、複数の偏向面を有し回転する偏向器により偏向させ、走査結像光学系を介して被走査面上に導光させる光走査装置であって、前記偏向器に近接して設置される部材を有する光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材の当該近接部位における前記偏向器の回転軸方向の稜線と、前記偏向器の頂角部における前記回転軸方向の稜線とが、前記回転軸方向の全域に亘って略同一の近接間隔をもって通過しないように構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項3に記載の光走査装置において、
前記光源及び前記走査結像光学系を複数有し、前記偏向器に近接して設置される部材が、1つの走査結像光学系で反射したフレア光が他の走査結像光学系に入射することを防止するためのフレア光遮蔽部材であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項2に記載の光走査装置において、
前記フレア光遮蔽部材の稜線が前記回転軸方向において上下に分割され、上下の稜線が前記回転軸方向と直交する平面内でずらされていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項2に記載の光走査装置において、
前記偏向器が複数段の構成を有し、それぞれの段毎に前記フレア光遮蔽部材の前記偏向器に近接する稜線の位置が異なることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1又は2に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材の稜線の前記回転軸方向の上下間において空隙が設けられていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3又は4に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材の稜線が、前記偏向器の稜線に対してねじれていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項5に記載の光走査装置において、
前記フレア光遮蔽部材の分割した上下部分が、前記偏向器の回転方向に対して、それぞれカウンタとなる位置とその逆側に位置することを特徴とする光走査装置。 - 請求項5に記載の光走査装置において、
前記偏向器の稜線が前記フレア光遮蔽部材の稜線に最も近接する距離が、分割された上下部分でそれぞれ異なっていることを特徴とする光走査装置。 - 光源から放射された光束を、複数の偏向面を有し回転する偏向器により偏向させ、走査結像光学系を介して被走査面上に導光させる光走査装置であって、前記偏向器に近接して設置される部材を有する光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材の当該近接部位における前記偏向器の回転軸方向の稜線全域を、前記偏向器の頂角部における前記回転軸方向の稜線全域が同一タイミングで通過しないように、少なくとも一方の稜線の一部を、他方の稜線に対して略平行な状態で傾斜させたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材の稜線の長さが、前記偏向器の稜線の長さ以上であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材の前記稜線を含む稜線部の、前記偏向器の回転軸方向と直交する平面内における先端形状が曲面形状又は面取り形状をなすことを特徴とする光走査装置。 - 請求項13記載の光走査装置において、
前記曲面形状又は面取り形状は、R3又はC3以下であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材の前記稜線を含む稜線部の、前記偏向器の回転軸方向の断面形状が曲面形状をなすことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器が複数段のミラーから構成され、各ミラー反射面位置の回転方向の位相をずらしたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材は、前記光源から放射される光束の形状を整形するためのアパーチャの機能を有していることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材の稜線の、前記偏向器の回転方向下流側が稜線通過後の空気流の抵抗を低減する湾曲面形状を有していることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材は、該部材が収容される光学ハウジングとは別部材で形成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項19に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材が、光学ハウジングとは異なる材料で形成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項20に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材が、光学ハウジングを形成する材料よりも振動の減衰性能に優れた材料で形成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材を該部材が収容される光学ハウジングに取り付ける場合、前記偏向器と共通の位置決め部分を使用することを特徴とする光走査装置。 - 請求項22に記載の光走査装置において、
前記共通の位置決め部分とは、前記偏向器の下方軸受け部であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材は、前記偏向器を取り付けるための機能を有していることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材は、前記偏向器の上部に位置し前記部材が収容される光学ハウジングのカバーに取り付けられていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材は、前記偏向器の放熱部材としての機能を有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1、2、3、4又は11に記載の光走査装置において、
前記偏向器に近接して設置される部材は、前記偏向器に設置されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至27のうちのいずれかに記載の光走査装置を有する画像形成装置。
- 回転する偏向器とこれに近接して配置された部材間において、前記偏向器に近接して設置される部材の当該近接部位における前記偏向器の回転軸方向の稜線全域を、前記偏向器の頂角部における前記回転軸方向の稜線全域が同一タイミングで通過しないように、少なくとも一方の稜線の一部を前記回転軸方向と直交する平面内でずらし、前記偏向器の回転時の騒音を低減することを特徴とする光走査装置の騒音低減方法。
- 回転する偏向器とこれに近接して設置される部材間において、前記偏向器に近接して設置される部材の当該近接部位における前記偏向器の回転軸方向の稜線と、前記偏向器の頂角部における前記回転軸方向の稜線とが、前記回転軸方向の全域に亘って略同一の近接間隔をもって通過しないようにし、前記偏向器の回転時の騒音を低減することを特徴とする光走査装置の騒音低減方法。
- 回転する偏向器とこれに近接して配置された部材間において、前記偏向器に近接して設置される部材の当該近接部位における前記偏向器の回転軸方向の稜線全域を、前記偏向器の頂角部における前記回転軸方向の稜線全域が同一タイミングで通過しないように、少なくとも一方の稜線の一部を、他方の稜線に対して略平行な状態で傾斜させ、前記偏向器の回転時の騒音を低減することを特徴とする光走査装置の騒音低減方法。
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