JP7421753B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、複数の光源と、複数のミラー面を有し回転しながらミラー面で複数の光源からの光ビームを反射させて互いに異なる２方向に振り分け偏光走査する偏向器と、偏向器により偏向走査される光ビームをそれぞれ対応する被走査体上に導き結像させる光学素子と、偏向器の近傍に配置され、対向する光学素子からのフレア光を遮光する複数の遮光部とを備える光走査装置が知られている。

特許文献１には、上記光走査装置として、偏向器の回転によって発生する気流を逃がすための切り欠きを遮光部に設けたものが記載されている。偏向器の回転軸線方向において、遮光部の偏向器のミラー面と対向する箇所よりも下側である偏向器や光学素子が取り付けられるハウジングの基盤側に切り欠きを設けて偏向器の回転によって発生する気流を逃がすことで、遮光部に対する気流の当たりを弱くでき、遮光部の振動の発生を抑制できると記載されている。

しかしながら、特許文献１の構成では、十分に遮光部の振動を抑制できないおそれがあった。

上述した課題を解決するために、本発明は、複数の光源と、複数のミラー面を有し回転しながら前記ミラー面で複数の光源からの光ビームを反射させてそれぞれ互いに異なる２方向に振り分け偏向走査する偏向器と、前記偏向器により偏向走査される光ビームをそれぞれ対応する被走査体上に導き結像させる光学素子と、前記偏向器の近傍に配置され、前記偏向器に対向する光学素子からのフレア光を遮光する複数の遮光部とを備える光走査装置において、前記偏向器の回転軸線方向から見たとき、複数の遮光部が、前記偏向器の回転方向に所定の間隔を開けて配置されており、前記回転軸線方向から見たとき、前記複数の遮光部のうち前記回転方向の最下流に配置された遮光部の偏向器側端部と前記偏向器の回転軸中心とを結んだ線分と、前記複数の遮光部のうち前記回転方向の最上流に配置された遮光部の偏向器側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分とでなす角度をθ１、前記ミラー面の前記回転方向の上流側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分と、前記ミラー面の前記回転方向の下流側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分とでなす角度をθ２としたとき、θ１＜θ２とし、各遮光部の前記偏向器側端部から前記回転軸中心までの距離が互いに異なるしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、遮光部の振動を抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成図。 光走査装置の構成を示す概略断面図。 光走査装置を上から見たときの概略図。 単一の遮光壁を有する従来の光走査装置の要部構成図。 本実施形態の遮光壁の構成を示す光走査装置の要部構成図。 （ａ１）～（ｃ１）は、本実施形態におけるポリゴンミラーのミラー面により押し出された空気の流れを説明する図であり、（ａ２）～（ｃ２）は、単一の遮光壁の場合のポリゴンミラーのミラー面により押し出された空気の流れを説明する図。 （ａ）は、３つの遮光壁をθ１＞θ２となるように配置した一例を示す図であり、（ｂ）は、図７（ａ）に示す構成の第三遮光壁周囲の気流の流れを模式的に示した図。（ｃ）は、本実施形態における第三遮光壁周囲の気流の流れを模式的に示した図。 従来の単一の遮光壁を用いた場合の遮光壁の振動による騒音と、本実施形態の複数の遮光壁を用いた場合の各遮光壁の振動による騒音とを示すグラフ。 本実施形態の変形例を示すポリゴンスキャナ周囲の平面図。 本実施形態の変形例を示すポリゴンスキャナ周囲の側面図。 本実施形態の変形例を示すポリゴンスキャナ周囲の斜視図。 変形例における遮光壁にぶつかった気流の流れを説明する図。 遮光壁の気流を受ける面を曲面とした例を示すポリゴンスキャナ周囲の側面図。

本発明が適用されるカラー画像形成装置の一例を図１に基づき説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成図であう。
図１に示すように、潜像担持体としての複数、４つのドラム状をした感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋをタンデム配列したフルカラー画像形成装置の例であり、これら感光体は画像形成手段たる各作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋの一部として構成されている。これら作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは順に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応し、これらの色の画像をつくる。

図１の画像形成装置のタイプでは、３つの支持ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃなどに支持されて回転する表面移動部材としての中間転写ベルト１４があり、この中間転写ベルト１４の下側の張設ラインに沿って、矢印で示す該中間転写ベルト１４の移動方向順に、上流側から、上記作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋが間隔をおいて配置されている。

フルカラー画像の形成に際しては、これら作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋに設けられた感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに後述するように、各色のトナー画像が形成される。次に、これら異なる色のトナー画像は、中間転写ベルト１４を間にして各感光体に対向して配置されている転写手段としての一次転写ローラ１６の機能により中間転写ベルト１４の移動とともに、中間転写ベルト１４上に順次重ね転写される。詳しくは、中間転写ベルト１４上の一次転写ローラ１６が接している箇所は転写位置といい、この転写位置で転写が行なわれる。

４つの重ね転写トナー像は最終記録媒体である記録材に、支持ローラ１５ａと二次転写ローラ９とのニップ部で一括転写され、定着装置６の定着対ローラ間を通紙したのち、搬送ローラを経て、排紙ローラ対より排紙トレイ１９上に排紙される。こうして、記録材上にフルカラー画像を得る。
尚、中間転写ベルト１４は、黒画像１色形成モードに適合させるために、感光体１０Ｋについては一次転写ローラ１６により常時接触させる構成であり、他の感光体については、可動のテンションローラの機能により中間転写ベルト１４が接離する構成としている。中間転写ベルト１４上の残トナーを除去するためのクリーニング装置１７がローラ１５ｂ部に設けられている。

図１において、各作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは扱うトナーの色が異なるだけであり、機械的な構成及び作像プロセスは共通であるので、感光体以外の各構成部材は同一の符号を付し、任意の一つの作像装置、例えば作像装置７Ｙについて構成及び作像のプロセスを説明する。

作像装置７Ｙの感光体１０Ｙの周囲には、図中、時計回りの回転方向順に、感光体１０Ｙを帯電する帯電手段としての帯電ローラ１１、光ビームＬの照射位置、現像手段としての現像装置１２、一次転写ローラ１６、クリーニング装置１３などが配置されている。

光ビームＬは、光走査手段たる光走査装置４から出射されるもので、内部には、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、ミラー、回転多面鏡などを装備しており、各感光体に向けて各色用の光ビームＬを出射し、感光体１０Ｙ上の書込位置に光ビームＬを照射して静電潜像を形成する。なお、詳細については、後述する。
例えば、作像装置７Ｙの現像装置１２については、イエローの現像剤が収納されていて、潜像をイエロー画像で可視像化する。他の作像装置についても、それぞれの色の現像剤が収納されていて、その収納されている現像剤の色で潜像を可視像化する。

画像形成に際しては、感光体１０Ｙが回転して帯電ローラ１１により一様に帯電され、書込位置でイエロー画像の情報を含む光ビームＬの照射を受けて静電潜像が形成され、この潜像が現像装置を通過する間にイエロートナーにより顕像化される。
感光体１０Ｙ上のイエロートナー像は、一次転写ローラ１６により中間転写ベルト１４に転写される。中間転写ベルト１４上の、このイエロートナー画像は、作像装置７Ｃでシアントナー画像、作像装置７Ｍでマゼンタトナー画像、作像装置７Ｋでブラックトナー画像と順次重ね転写される。これにより、フルカラートナー画像が形成される。

この重ねトナー像が二次転写ローラ９部に達するのと同じタイミングで二次転写ローラ９部に至るように、記録材が給紙部５、レジストローラからタイミングを取って送り出され、前記したように、支持ローラ１５ａと二次転写ローラ９とのニップ部で一括転写される。

一方、転写後の感光体はクリーニング装置１３により残留トナーが除去された後、除電ランプにより除電されて次の画像形成に備えられる。同様に、中間転写ベルト１４についても、残留トナーなどがクリーニング装置１７により除去される。
本例の画像形成装置では、各感光体上のトナー画像を一旦中間転写ベルト１４上に重ね転写して、この重ねトナー画像をシート状媒体に一括転写する方式であるが、かかる中間転写ベルトに代えて表面移動部材たる記録紙搬送ベルトを設け、この記録紙搬送ベルトにより記録材を載せて搬送し、この搬送の過程で、各感光体から順次カラートナー像を記録材上に重ね転写することにより、フルカラー画像を合成する方式のカラー画像形成装置も知られている。本発明は、これら何れの方式の画像形成装置に対しても、適用可能である。

次に、光走査装置４について説明する。
図２は、光走査装置４の構成を示す概略断面図である。
図３は、光走査装置４を上から見たときの概略図である。
光走査装置４は、ポリゴンスキャナ５０、各種の反射ミラー、各種のレンズ等の光学素子を備えている。ポリゴンスキャナ５０は、光走査装置４の略中央に設けられ、防音ガラス５１と防音壁５６と、上壁４２とで囲われた密閉空間に配置されている。

ポリゴンスキャナ５０は、６面のミラー面を有する偏向器たる上段ポリゴンミラー４９ａ、偏向器たる下段ポリゴンミラー４９ｂ、これらポリゴンミラーを回転するポリゴンモータ、ポリゴンモータを制御する制御基板１６０などを有している。

図２に示すように、ポリゴンスキャナ５０の図中の右側には、Ｍ用の光学系と、Ｋ用の光学系とが配設されている。ポリゴンスキャナ５０の図中左側には、Ｙ用の光学系と、Ｃ用の光学系とが配設されている。Ｙ用の光学系は、ポリゴンスキャナ５０の回転軸１５２を中心にしてＫ用の光学系と点対称の関係となる構成になっている。また、Ｃ用の光学系は、ポリゴンスキャナ５０の回転軸１５２を中心にしてＭ用の光学系と点対称の関係となる構成になっている。

また、図３に示すように、各感光体１０Ｋ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙにそれぞれ対応する光ビームＬｋ、Ｌｍ、Ｌｃ、Ｌｙを射出する光源たる半導体レーザ４１Ｋ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙを備えている。

コリメートレンズ５２Ｙ，５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ、結像レンズ（シリンダレンズ）５３Ｋ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｙと反射ミラー５５Ｋ、５５Ｙは、半導体レーザ４１からポリゴンスキャナ５０までの光ビームの光路上に配設されている。また、光学素子たる、走査レンズ（ｆθレンズ）２５ＫＭ、２５ＣＹ、複数のミラー４５は、ポリゴンスキャナ５０から被走査体である感光体１０までの光路上に配置されている。また、ポリゴンスキャナ５０から被照射体である感光体１０までの光路上に各色にそれぞれ対応する長尺レンズを配設してもよい。

図３の図中右下方には、Ｋ色とＭ色の光ビームＬｍ、Ｌｋの先端を検知するビーム検知センサたる先端ビーム検知ユニット６５ＫＭが設けられている。また、図中右上方には、Ｋ色とＭ色の光ビームＬｍ、Ｌｋの後端を検知するビーム検知センサたる後端ビーム検知ユニット４４ＫＭが設けられている。また、ポリゴンスキャナ５０の回転軸１５２を中心にしてＭ、Ｋ用先端ビーム検知ユニット６５ＫＭと点対称となる位置（図中左上方）に、Ｃ、Ｙ用先端ビーム検知ユニット６５ＣＹが設けられている。同様に、ポリゴンスキャナ５０の回転軸１５２を中心にしてＭ、Ｋ用後端ビーム検知ユニット４４ＫＭと点対称となる位置（図中左下方）に、Ｃ、Ｙ用後端ビーム検知ユニット４４ＣＹが設けられている。

各半導体レーザ４１Ｋ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ光ビームＬｙ，Ｌｃ，Ｌｍ，Ｌｋは、コリメートレンズ５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにより発散光束が平行光束に変換された後、結像レンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを透過することで、副走査方向（感光体表面上における感光体表面移動方向に相当する方向）に集光せしめられる。

光ビームＬｋは、反射ミラー５５Ｋに反射されて防音ガラス５１ＫＭを通過して下段ポリゴンミラー４９ｂのミラー面に入射する。下段ポリゴンミラー４９ｂの側面のミラー面に光ビームＬｋが入射すると、この光ビームが主走査線方向に偏向走査される。下段ポリゴンミラー４９ｂで偏向走査された光ビームＬｋは、再び防音ガラス５１を通過して走査レンズ２５ＫＭ（ｆθレンズ）によって集光される。走査レンズ２５ＫＭによって集光されたＫ色の光ビームＬｋは、感光体１０Ｋ上への走査に先立って折り返しミラー６２ＫＭに反射され、同期用結像レンズ６３ＫＭを通って先端ビーム検知ユニット６５ＫＭに入射して光ビームＬｋが検知される。先端ビーム検知ユニット６５ＫＭが光ビームＬｋを検知すると、同期信号が出力され、同期信号に応じて、画像データに基づいて変換された光源信号の出力のタイミングが調整される。
入力された画像データに基づいて発光した光ビームＬｋは、上述同様、結像レンズ５３Ｋなどを通過して、下段ポリゴンミラー４９ｂに走査されて、走査レンズ２５ＫＭに入射する。走査レンズ２５ＫＭに入射した光ビームＬｋは、図２に示すように、ミラー４５、防塵ガラス２８を介して感光体１０Ｋに照射される。

結像レンズ５３Ｍを透過した光ビームＬｍは、直接上段ポリゴンミラー４９ａのミラー面に入射し走査される。上段ポリゴンミラー４９ａに走査されたＭ色用の光ビームＬｍは、走査レンズ２５ＫＭに入射して、感光体１０Ｍ上への走査に先立って先端ビーム検知ユニット６５ＫＭに入射して、同期信号を出力する。そして、同期が取れて発射された画像データに基づく光ビームＬｍが、上段ポリゴンミラー４９ａ、走査レンズ２５ＫＭ、ミラー４５、防塵ガラス２８を通って、感光体１０Ｍに照射される。

結像レンズ５３Ｃを透過した光ビームＬｃは、そのまま、上段ポリゴンミラー４９ａのミラー面に入射し走査される。上段ポリゴンミラー４９ａに走査されたＣ色用の光ビームＬｃは、走査レンズ２５ＣＹに入射し、感光体１０Ｃ上への走査に先立って折り返しミラー６２ＣＹに反射され、同期用結像レンズ６３ＣＹを通って先端ビーム検知ユニット６５ＣＹに入射し、同期信号を出力する。そして、同期が取れて発射された画像データに基づく光ビームＬｃが、結像レンズ５３Ｃ、上段ポリゴンミラー４９ａ、走査レンズ２５ＣＹ、ミラー４５、防塵ガラス２８を通って、感光体１０Ｃに照射される。

結像レンズ５３Ｙを透過した光ビームＬｙは、反射ミラー５５Ｙに反射されて、下段ポリゴンミラー４９ｂのミラー面に入射し走査される。下段ポリゴンミラー４９ｂに走査されたＹ色用の光ビームＬｙは、走査レンズ２５ＣＹを通過した後、感光体１０Ｙ上への走査に先立って先端ビーム検知ユニット６５ＣＹに入射し同期信号が出力される。そして、同期が取れて発射された画像データに基づく光ビームＬｙが、結像レンズ５３Ｙ、下段ポリゴンミラー４９ｂ、走査レンズ２５ＣＹ、ミラー４５、防塵ガラス２８を通って、感光体１０Ｙに照射される。

光走査装置４では、走査レンズ２５に入射した光ビームの一部が、走査レンズ２５に反射して図４に示すようにフレア光Ｆが発生する。このフレア光Ｆは、防音ガラス５１を通過し、ポリゴンミラー４９の近傍を通って、反対側の防音ガラスを抜ける。そして、最終的には、このフレア光Ｆが感光体１０に到達して、感光体１０の表面を露光すると縦スジ等の異常画像となる場合がある。この対策として、図４に示すように、感光体１０の表面に到達するフレア光Ｆの光路上であるポリゴンミラー４９の近傍にフレア光Ｆを遮光する遮光部としての遮光壁１７０を設けるものがある。

ポリゴンミラー４９は、ポリゴンミラー４９の回転軸方向から見たとき、正六角形状であり、６つのミラー面を有している。ポリゴンミラー４９が回転すると、ポリゴンミラー４９のミラー面が、空気を押し出すことで、ポリゴンミラーの周囲にポリゴンミラーの回転方向（図中矢印Ｂ）と同方向に流れる気流が発生する。この気流により遮光壁１７０が振動し、異音が発生する場合がある。

ポリゴンミラー４９の回転により発生した気流が遮光壁１７０にぶつかり、遮光壁１７０はポリゴンミラー４９の回転方向に風圧を受ける。この風圧により遮光壁１７０がポリゴンミラー４９の回転方向に弾性変形する。遮光壁１７０にぶつかる気流は、ミラー面の回転方向上流側端部Ｅが遮光壁１７０に近づくにつれて徐々に強くなり、ミラー面の回転方向上流側端部Ｅが遮光壁１７０との対向箇所を抜けるときに最大となる。そして、ミラ－面の回転方向上流側端部Ｅが遮光壁１７０との対向箇所を抜けると一気に遮光壁１７０にぶつかる気流が減少し、遮光壁１７０が受ける風圧が一気に低減する。その結果、ポリゴンミラー４９の回転方向に弾性変形していた遮光壁１７０が元に戻る。このような遮光壁の挙動が、ポリゴンミラーの一回転当たり６回生じるため、遮光壁は、ポリゴンミラーの回転数（ｒｐｍ）の（１／６）の周期で振動し、その振動により騒音が発生するおそれがある。

これに対し、本実施形態では、遮光壁１７０を分割して設けて、ポリゴンミラー４９の回転で発生する気流を複数の遮光壁に分散させることで、各遮光壁の振動を低減し、遮光壁の振動による騒音を低減するようにした。以下、図面を用いて、具体的説明する。

図５は、本実施形態の遮光壁の構成を示す光走査装置の要部構成図である。
図５に示すように本実施形態では、３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃからなる遮光機構７０を有している。３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃは、ポリゴンミラー４９の回転方向に所定の間隔を開けて配置されている。３つの遮光壁のうち、ポリゴンミラーの回転方向最上流に配置された第一遮光壁７０ａのポリゴンミラー側端部Ｓ１とポリゴンミラー４９の回転軸中心Ｏ１とを結んだ線とポリゴンミラーの回転方向最下流に配置された第三遮光壁７０ｃのポリゴンミラー側端部Ｓ３とポリゴンミラー４９の回転軸中心Ｏ１とを結んだ線とでなす角度θ１が、ポリゴンミラー４９のミラー面の回転方向の一端Ｅ１と回転軸中心Ｏ１とを結んだ線とミラー面の回転方向の他端Ｅ２と回転軸中心Ｏ１とを結んだ線とでなす角度θ２（本実施形態では、６０°）よりも小さくなっており（θ１＜θ２）、遮光機構７０を構成する３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃが、ミラー面の回転方向幅内に収まるように構成している。

また、３つの遮光壁のポリゴンミラー側端部のポリゴンミラー４９からの距離が、ポリゴンミラー４９の回転方向下流側の遮光壁ほど短くなるように構成している。かかる構成とすることで、後述するように、ポリゴンミラー４９の回転で発生する気流を複数の遮光壁に分散させてぶつけることができ、各遮光壁にかかる風圧を低減することができる。

また、３つの遮光壁の長さも互いに異なっており、最もポリゴンミラーの近くに配置されている第三遮光壁７０ｃの長さが最も短くなっており、最もポリゴンミラー４９から離れた配置されている第一遮光壁７０ａが最も長くなっている。

また、第二遮光壁７０ｂのポリゴンミラー側端部Ｓ２は、第三遮光壁７０ｃのポリゴンミラー側とは反対側端部より、ポリゴンミラー側にあり、第一遮光壁７０ａのポリゴンミラー側端部Ｓ１は、第二遮光壁７０ｂのポリゴンミラー側とは反対側端部よりポリゴンミラー側にある。これにより、フレア光Ｆの進行方向上流側から遮光機構７０みたとき、第二遮光壁７０ｂのポリゴンミラー側が第三遮光壁７０ｃにオーバーラップし、第一遮光壁７０ａのポリゴンミラー側が第二遮光壁７０ｂにオーバーラップする。これにより、遮光壁の間からフレア光が漏れだすのを防止することができる。

なお、走査レンズ２５の図５の下側で反射したフレア光は、防音壁５６により遮光されるため、感光体１０に到達することはない。

図６（ａ１）～（ｃ１）は、本実施形態におけるポリゴンミラーのミラー面１４９により押し出された空気の流れを説明する図であり、図６（ａ２）～（ｃ２）は、単一の遮光壁１７０の場合の空気の流れを説明する図である。
図６（ａ２）～（ｃ２）に示すように、単一の遮光壁１７０でフレア光を遮光する従来例においては、ポリゴンミラー４９のミラー面１４９により空気が押し出されることで発生した気流Ｒをひとつの遮光壁１７０で受けることなる。そのため、遮光壁１７０にかかる風荷重が大きくなり、遮光壁１７０がポリゴンミラーの回転方向に傾くように弾性変形して、遮光壁１７０に振動が発生し、その振動が騒音となるおそれがある。なお、風荷重は、風圧（Ｎ／ｍ^２）に風圧を受ける受圧面積（ｍ^２）を掛け合わせて算出される。

一方、本実施形態では、図６（ａ１）～（ｃ１）に示すように、ポリゴンミラー４９のミラー面１４９により空気が押し出されることで発生した気流Ｒを３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃで受ける。その結果、風荷重が３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃに分散され、従来構成に比べて、ひとつの遮光壁にかかる風荷重を減少させることができる。これにより、遮光壁のポリゴンミラー４９の回転方向の弾性変形が抑制され、遮光壁の振動を抑制することができる。

また、上述したように最もポリゴンミラーに最も近い位置に配置されている第三遮光壁７０ｃの長さを最も短くし、気流の風圧を受ける受圧面積を最も小さくしている。これは、ポリゴンミラー４９から近いほど、風速が速い。ポリゴンミラーに最も近い位置に配置される第三遮光壁７０ｃは、この風速が速い気流がぶつかるため、第三遮光壁７０ｃが受ける風圧は３つの遮光壁のうち最も強い。そのため、第三遮光壁７０ｃの長さを最も短くし、気流の風圧を受ける受圧面積を最小とすることで、第三遮光壁７０ｃにかかる風荷重の増加を抑制する。これにより、第三遮光壁７０ｃがポリゴンミラーの回転方向に弾性変形するのを抑制でき、第三遮光壁７０ｃの振動を抑制できる。

一方、ポリゴンミラー４９から離れた位置に配置された第一遮光壁７０ａには、風速が減衰して第一遮光壁７０ａにぶつかるため、第一遮光壁７０ａにかかる風圧は弱くなる。従って、第一遮光壁７０ａについては多少風圧を受ける受圧面積が大きくても、第一遮光壁７０ａが大きく弾性変形するほどの風荷重を受けない。よって、第一遮光壁７０ａについては、長さを長くして広い範囲でフレア光を遮光するように構成している。

また、３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃは、ポリゴンミラー４９の回転方向に所定の間隔を開け、かつ、上記θ１＜θ２を満たすように配置している。これにより、各遮光壁に気流Ｒがぶつかるタイミングをずらすことができ、各遮光壁の振動の位相をずらすことができる。これにより、各遮光壁の振動により発生する音の共振を防ぐことができ、騒音を低減することができる。

また、３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃを上記θ１＜θ２を満たすように配置することで、遮光壁のポリゴンミラーの回転方向下流側（以下、裏側という）の渦の発生を抑制でき、遮光壁の振動や騒音の発生を抑制できる。以下、図７を用いて具体的に説明する。
図７（ａ）は、３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃをθ１＞θ２となるように配置した一例を示しており、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す構成の第三遮光壁周囲の気流の流れを模式的に示した図であり、図７（ｃ）は、本実施形態における第三遮光壁周囲の気流の流れを模式的に示した図である。

図７（ａ）に示すように、第一遮光壁７０ａと、第二遮光壁７０ｂは、ミラー面１４９ｂにより押し出されて発生した気流を受け、ミラー面１４９ａにより押し出されて発生した気流は受けない。そのため、図７（ｂ）に示すように、第三遮光壁７０ｃのポリゴンミラー４９から離間した側の端部周囲には、略ポリゴンミラーの回転方向に流れる気流が発生している。よって、第三遮光壁７０ｃにぶつかってポリゴンミラー４９から離間する方向へと流れた気流は、ポリゴンミラー４９から離間した側の端部周囲の略ポリゴンミラーの回転方向へ流れる気流に沿って、ポリゴンミラーの回転方向下流側へ流れる。その結果、第三遮光壁７０ｃの裏側（第三遮光壁の回転方向下流側）へ回り込み、第三遮光壁７０ｃの裏側で渦が生じる。第三遮光壁７０ｃにぶつかってポリゴンミラー４９側へと流れた気流も、ポリゴンミラーの回転方向下流側へ流れ、第三遮光壁７０ｃの裏側で渦が生じる。これにより、これらの渦が、交互に発生するカルマン渦列が第三遮光壁７０ｃの裏側で発生し、第三遮光壁７０ｃの振動が大きくなるおそれがある。また、カルマン渦列が発生することで、第三遮光壁７０ｃの裏側で空気が規則的に振動し、異音が発生するおそれもある。

一方、３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃを上記θ１＜θ２となるように配置した本実施形態においては、図７（ｃ）に示すように、第三遮光壁７０ｃの上流側で、第二遮光壁７０ｂおよび第一遮光壁７０ａが、回転方向の気流を受ける。そのため、第三遮光壁７０ｃのポリゴンミラー４９から離間した側の端部周囲には、回転方向の気流が発生しない。よって、第三遮光壁７０ｃにぶつかってポリゴンミラー４９から離間する方向へと流れた気流は、途中で流れ方向を変えることなく、ほとんどそのままポリゴンミラー４９から離間する方向へと流れる。よって、第三遮光壁７０ｃの裏側へ回り込む気流は、ほとんど生じない。その結果、第三遮光壁７０ｃの裏側のポリゴンミラー離間側での渦発生が抑制される。よって、第三遮光壁７０ｃの裏側でのカルマン渦列の発生を抑制でき、第三遮光壁７０ｃの振動が大きくなるのを抑制できる。また、カルマン渦列による騒音の発生も抑制できる。

また、第二遮光壁７０ｂにぶつかってポリゴンミラー４９から離間する方向へと流れた気流は、第二遮光壁７０ｂの裏側のポリゴンミラー４９から離間する方向へ流れる気流によって、第二遮光壁７０ｂの裏側に回り込むことがない。よって、ポリゴンミラー４９から離間する方向へと流れ、第二遮光壁７０ｂの裏側のポリゴンミラー離間側で渦が発生することがない。その結果、第二遮光壁の裏側で気圧が変化するのを抑制でき、第二遮光壁７０ｂの振動も抑制される。同様な理由により、第一遮光壁７０ａについても、第二遮光壁７０ｂの裏側のポリゴンミラー離間側で渦が発生することがなく、第一遮光壁７０ａの振動も抑制される。

このように、３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃを上記θ１＜θ２を満たすように配置することで、遮光壁の裏側での渦の発生を抑制でき、遮光壁の振動や騒音を抑制することができる。

図８は、従来の単一の遮光壁を用いた場合の遮光壁の振動による騒音と、本実施形態の複数の遮光壁を用いた場合の各遮光壁の振動による騒音とを示すグラフである。
図８からわかるように、本実施形態では、上述したように、風荷重が３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃに分散され、ひとつの遮光壁にかかる風荷重を減少させることができる。これにより、遮光壁１７０がポリゴンミラー４９の回転方向の弾性変形が抑制され、各遮光壁の振動が、一つの遮光壁からなる従来構成に比べて抑制することができる。その結果、各遮光壁による振動による騒音レベルは、従来構成に比べて低減することができる。さらに、各遮光壁の振動の位相が異なるため、各遮光壁による振動による騒音の総和も、従来構成に比べて図中Ｚ分、騒音レベルを低減できる。

次に、本実施形態の変形例について、説明する。
図９～図１２は、本実施形態の変形例を示す図である。
図９～図１２に示すように、この変形例では、複数の遮光壁からなる遮光機構を４つ設けたものである。
第一遮光機構７０は、上段ポリゴンミラー４９ａで走査され、走査レンズ２５ＣＹで反射された光ビームＬｃのフレア光を遮光するものであり、３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃを有している。３つの遮光壁７０ａ，７０ｂ，７０ｃの配置関係および構成は、図５に示した実施形態の遮光機構と同様である。すなわち、ポリゴンミラーの回転方向下流側の遮光壁ほど、ポリゴンミラーに近い位置に配置されている。また、ポリゴンミラーの回転方向下流側の遮光壁ほど、長さが短くなっている。

第二遮光機構７１は、第一遮光機構７０の真下に設けられ、下段ポリゴンミラー４９ｂで走査され、走査レンズ２５ＣＹで反射された光ビームＬｙのフレア光を遮光するものである。第二遮光機構７１は、第一遮光機構７０と同様な構成をしており、３つの遮光壁７１ａ，７１ｂ，７１ｃを有している。

第三遮光機構７２は、第一遮光機構７０よりもポリゴンミラーの回転方向上流側に配置され、上段ポリゴンミラー４９ａで走査され、走査レンズ２５ＭＫで反射された光ビームＬｍのフレア光を遮光するものである。第三遮光機構７２は、２つの遮光壁７２ａ，７２ｂを有している。この第三遮光機構は、ポリゴンミラの回転方向上流側の遮光壁７２ａが、ポリゴンミラーに近い位置に配置されており、ポリゴンミラの回転方向下流側の遮光壁７２ｂに比べて、長さが短くなっている。

第四遮光機構７３は、第三遮光機構７２の真下に設けられ、下段ポリゴンミラー４９ｂで走査され、走査レンズ２５ＫＭで反射された光ビームＬｋのフレア光を遮光するものである。第四遮光機構７３は、第三遮光機構７２と同様な構成をしており２つの遮光壁７３ａ，７３ｂを有している。

第三、第四遮光機構においても、ポリゴンミラー４９のミラー面により空気が押し出されることで発生した気流Ｒを２つの遮光壁で受け、風荷重を２つの遮光壁に分散される。これにより、遮光壁のポリゴンミラー４９の回転方向の弾性変形が抑制され、遮光壁の振動を抑制することができる。

この変形例では、上段側のフレア光を遮光する遮光機構と、下段側のフレア光を遮光する遮光機構とをそれぞれ設けることで、図１０に示すように、上段ポリゴンミラー４９ａと下段ポリゴンミラー４９ｂとの間に隙間を形成することができる。これにより、上段側のフレア光を遮光する遮光機構と、下段側のフレア光を遮光する遮光機構との隙間からポリゴンミラーの回転によって発生した気流を逃がすことができる。これにより、一つの遮光機構で上段側のフレア光と、下段側のフレア光とを遮光する場合に比べて各遮光壁にぶつかる気流を低減でき、各遮光壁の振動を抑制することができる。

また、この変形例では、図１１、図１２に示すように、各遮光壁の気流Ｒを受ける気流受け面Ｋを上下方向（ポリゴンミラーの回転軸方向）に傾斜させている。このように、各遮光壁の気流受け面Ｋを傾斜させることで、気流Ｒを上下方向に受け流すことができ、各遮光壁にかかる風圧の低減を図ることができ、各遮光壁の振動を抑制することができる。

この変形例では、図中上側（ポリゴンミラーの基板と反対側）が下側よりもポリゴンミラーの回転方向下流側に位置するように各遮光壁の気流受け面Ｋを傾斜させている。これにより、遮光壁にぶつかった気流は、上方へと流れる。ポリゴンミラーの下側には、基板があり、スペースが狭いが、ポリゴンミラーの上方には、ある程度のスペースがある。

ポリゴンミラーのミラー面１４９により空気を押し出したことによりポリゴンミラー４９のミラー面１４９の周囲は負圧となるため、そのポリゴンミラーのミラー面１４９の周囲へ空気が流れ込んでくる。そのとき、主に、スペースの広いポリゴンミラー４９の上方の空気が、ポリゴンミラーのミラー面１４９の周囲に流れ込んでくるため、ポリゴンミラーの上方が負圧となり、ポリゴンミラーの上方へ空気が流れ込むことになる。遮光壁にぶつかった気流を、上方へと流すことで、この気流が、ポリゴンミラー４９の上方へと流れることになる。その結果、ポリゴンミラーの周囲に循環気流が発生し、ポリゴンミラーの周囲の気流が安定し、層流となる。これにより、ポリゴンミラー４９の回転時の騒音の低減を図ることができる。

なお、下段ポリゴンミラー４９ｂにおいては、下側からポリゴンミラーのミラー面の周囲へ空気が流れ込んでいる場合は、第二遮光機構７１および第四遮光機構７３の遮光壁の気流受け面Ｋを、下側がポリゴンミラーの回転方向下流側に位置するように傾斜させ、遮光壁にぶつかった気流を下方へ流すようにしてもよい。

また、図１３に示すように、遮光壁の気流受け面Ｋを曲面としてもよい。このように、曲面とすることで、遮光壁にぶつかった気流をスムーズに上方向へ受け流すことができる。これにより、より一層、各遮光壁にかかる風圧の低減を図ることができ、各遮光壁の振動をより一層抑制することができる。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
半導体レーザ４１Ｋ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙなどの複数の光源と、複数のミラー面１４９を有し回転しながらミラー面で複数の光源からの光ビームを反射させて互いに異なる２方向に振り分け偏光走査するポリゴンミラー４９などの偏向器と、偏向器により偏向走査される光ビームをそれぞれ対応する感光体１０Ｋ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙなどの被走査体上に導き結像させる走査レンズ２５などの光学素子と、偏向器の近傍に配置され、対向する光学素子からのフレア光を遮光する遮光壁などの遮光部とを備える光走査装置４において、偏向器の回転軸線方向から見たとき、複数の遮光部が、偏向器の回転方向に所定の間隔を開けて配置されており、回転軸線方向から見たとき、複数遮光部のうち回転方向の最下流に配置された第三遮光壁７０ｃなどの遮光部の偏向器側端部と偏向器の回転軸中心Ｏ１とを結んだ線分と、複数遮光部のうち回転方向の最上流に配置された第一遮光壁７０ａなどの遮光部の偏向器側端部と回転軸中心Ｏ１とを結んだ線分とでなす角度をθ１、ミラー面１４９の回転方向の上流側端部Ｅ１と前記回転軸中心Ｏ１とを結んだ線分と、ミラー面１４９の回転方向の下流側端部Ｅ２と回転軸中心Ｏ１とを結んだ線分とでなす角度をθ２としたとき、θ１＜θ２とした。
ポリゴンミラー４９などの偏向器の回転によって発生する気流は、偏向器のミラー面１４９が空気を押し出すことで発生するものであり、偏向器の回転軸線方向におけるミラー面１４９の位置の気流が最も勢いがあり流量もある。上記特許文献１に記載の構成は、偏向器の回転軸線方向において、遮光壁などの遮光部の偏向器のミラー面１４９と対向する箇所よりも下側のハウジングの基盤側に切り欠きを設けているため、偏向器の回転軸線方向において、ミラー面１４９の位置の最も勢いがあり流量もある気流は、単一の遮光部で受けることになり、遮光部に加わる風荷重により偏向器の回転方向に弾性変形し、遮光部の振動を十分に抑制できないおそれがある。
これに対し、態様１では、遮光部を複数設けて、複数の遮光部でフレア光を遮光することで（本実施形態では、第一遮光壁７０ａ，第二遮光壁７０ｂおよび第三遮光壁７０ｃ）ひとつの遮光部でフレア光を遮光する場合に比べて、偏向器のミラー面１４９が空気を押し出すことで発生した気流の風圧を受ける各遮光部の面積を低減することができる。これにより、ひとつの遮光部にかかる風荷重を低減することができ、各遮光部の偏向器の回転方向の弾性変形を抑制することができる。また、上記θ１＜θ２の関係を満たすように複数の遮光部を配置することで、あるミラー面で空気を押し出して発生した気流を複数の遮光部で分割して受けることが可能となる。これにより、図７（ｃ）に示すように、各遮光部にぶつかった気流のうち、遮光部に沿って偏向器から離間する方向へ流れる気流の乱れを抑制でき、図７（ｂ）と、図７（ｃ）の比較からわかるように遮光部の偏向器離間側端部の回転方向下流側で渦が発生するのを抑制することができる。これにより、遮光部の回転方向下流側の気圧変動が抑制され、この気圧変動による遮光部の弾性変形も抑制できる。これにより、各遮光部の振動を抑制することができる。

（態様２）
態様１において、各遮光部の偏向器側端部から回転軸中心Ｏ１までの距離が互いに異なる。
これによれば、実施形態で説明したように、あるミラー面で空気を押し出して発生した気流を複数の遮光部で分割して受けることができる。

（態様３）
態様１または２において、遮光壁などの各遮光部の偏向器の回転によって発生する気流を受ける気流受け面Ｋを偏向器の回転方向に傾斜させた。
これによれば、図１２、図１３を用いて説明したように、遮光壁などの各遮光部に当たった気流を偏向器の回転軸線方向に受け流すことができ、遮光部が受ける風圧を低減することができる。これにより、各遮光部の振動を抑制することができる。

（態様４）
態様３において、気流受け面Ｋは、ポリゴンミラー４９などの偏向器の回転方向に湾曲した曲面である。
これによれば、図１３を用いて説明したように、遮光壁などの遮光部にぶつかった気流をスムーズに偏向器の回転軸線方向に受け流すことができ、より一層、各遮光壁にかかる風圧の低減を図ることができる。よって、各遮光壁の振動をより一層抑制することができる。

（態様５）
態様３または４において、気流受け面Ｋのポリゴンミラー４９などの偏向器の基板側端部が、偏向器の回転方向最上流に位置するように、気流受け面Ｋが傾斜している。
これによれば、図１１、図１２を用いて説明したように、遮光壁などの遮光部にぶつかった気流をポリゴンミラー４９などの偏向器の基板側とは反対側へ受け流すことができる。偏向器の基板側とは反対側は、広い空間があり、偏向器の基板側とは反対側の空間から偏向器へ向けて気流が発生している。従って、遮光部によって受け流した気流を、偏向器の基板側とは反対側へ受け流すことで、遮光部によって受け流した気流を、偏向器の基板側とは反対側の広い空間へ流すことができ、偏向器の周囲に循環気流が発生させることができる。これにより、ポリゴンミラーの周囲の気流が安定し、ポリゴンミラーの回転時の騒音の低減を図ることができる。

（態様６）
態様１乃至５いずれかにおいて、複数の遮光部からなり、複数の遮光部を、前記θ１＜θ２を満たすように配置した遮光機構を複数備え、各遮光機構は、回転軸線方向において、互いに異なる位置のフレア光を遮光する。
これによれば、変形例で説明したように、一つの遮光機構で互いに異なる位置のフレア光を遮光する場合に比べて、遮光壁などの遮光部の気流の風圧を受ける面積を低減でき、各遮光部にかかる風荷重を低減することができる。これにより、各遮光部の弾性変形を抑制でき、各遮光部の振動を抑制することができる。

（態様７）
感光体１０などの潜像担持体の表面に光走査手段を用いて光を照射することにより潜像担持体の表面に潜像を形成し、潜像を現像することで得た画像を最終的に記録材上に転移させることで画像を形成する画像形成装置において、光走査手段として、態様１乃至６のいずれかの光走査装置を用いる。
これによれば、縦筋などの異常画像の発生を抑制でき、かつ、装置の騒音を低減することができる。

４ ：光走査装置
１０ ：感光体（被走査体）
２５ ：走査レンズ（光学素子）
４１ ：半導体レーザ（光源）
４９ ：ポリゴンミラー
５０ ：ポリゴンスキャナ
５１ ：防音ガラス
７０ ：遮光機構（第一遮光機構）
７０ａ ：第一遮光壁
７０ｂ ：第二遮光壁
７０ｃ ：第三遮光壁
７１ ：第二遮光機構
７２ ：第三遮光機構
７３ ：第四遮光機構
１４９ ：ミラー面
１６０ ：制御基板
１７０ ：単一の遮光壁
Ｅ１ ：ミラー面の回転方向上流側端部
Ｅ２ ：ミラー面の回転方向下流側端部
Ｆ ：フレア光
Ｋ ：気流受け面
Ｌ ：光ビーム
Ｏ１ ：回転軸中心
Ｒ ：気流
θ１ ：第一遮光壁のポリゴンミラー側端部とポリゴンミラーの回転軸中心とを結んだ線と第三遮光壁のポリゴンミラー側端部と回転軸中心とを結んだ線とでなす角度
θ２ ：ミラー面の回転方向の一端と回転軸中心とを結んだ線とミラー面の回転方向の他端と回転軸中心とを結んだ線とでなす角度

特許第３８６２９５０号公報

Claims (8)

1. 複数の光源と、
   複数のミラー面を有し回転しながら前記ミラー面で複数の光源からの光ビームを反射させてそれぞれ互いに異なる２方向に振り分け偏向走査する偏向器と、
   前記偏向器により偏向走査される光ビームをそれぞれ対応する被走査体上に導き結像させる光学素子と、
   前記偏向器の近傍に配置され、前記偏向器に対向する光学素子からのフレア光を遮光する複数の遮光部とを備える光走査装置において、
   前記偏向器の回転軸線方向から見たとき、複数の遮光部が、前記偏向器の回転方向に所定の間隔を開けて配置されており、
   前記回転軸線方向から見たとき、前記複数の遮光部のうち前記回転方向の最下流に配置された遮光部の偏向器側端部と前記偏向器の回転軸中心とを結んだ線分と、前記複数の遮光部のうち前記回転方向の最上流に配置された遮光部の偏向器側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分とでなす角度をθ１、
   前記ミラー面の前記回転方向の上流側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分と、前記ミラー面の前記回転方向の下流側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分とでなす角度をθ２としたとき、
   θ１＜θ２とし、
   各遮光部の前記偏向器側端部から前記回転軸中心までの距離が互いに異なることを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置において、
   各遮光部の前記偏向器の回転によって発生する気流を受ける気流受け面を前記偏向器の回転軸線方向に対して前記偏向器の回転方向に傾斜させたことを特徴とする光走査装置。
3. 複数の光源と、
   複数のミラー面を有し回転しながら前記ミラー面で複数の光源からの光ビームを反射させてそれぞれ互いに異なる２方向に振り分け偏向走査する偏向器と、
   前記偏向器により偏向走査される光ビームをそれぞれ対応する被走査体上に導き結像させる光学素子と、
   前記偏向器の近傍に配置され、前記偏向器に対向する光学素子からのフレア光を遮光する複数の遮光部とを備える光走査装置において、
   前記偏向器の回転軸線方向から見たとき、複数の遮光部が、前記偏向器の回転方向に所定の間隔を開けて配置されており、
   前記回転軸線方向から見たとき、前記複数の遮光部のうち前記回転方向の最下流に配置された遮光部の偏向器側端部と前記偏向器の回転軸中心とを結んだ線分と、前記複数の遮光部のうち前記回転方向の最上流に配置された遮光部の偏向器側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分とでなす角度をθ１、
   前記ミラー面の前記回転方向の上流側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分と、前記ミラー面の前記回転方向の下流側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分とでなす角度をθ２としたとき、
   θ１＜θ２とし、
   各遮光部の前記偏向器の回転によって発生する気流を受ける気流受け面を前記偏向器の回転軸線方向に対して前記偏向器の回転方向に傾斜させたことを特徴とする光走査装置。
4. 請求項２または３に記載の光走査装置において、
   前記気流受け面は、前記偏向器の回転方向に湾曲した曲面であることを特徴とする光走査装置。
5. 請求項２乃至４いずれか一項に記載の光走査装置において、
   前記気流受け面の前記偏向器の基板側端部が、前記偏向器の回転方向最上流に位置するように、前記気流受け面が傾斜していることを特徴とする光走査装置。
6. 請求項１乃至５いずれか一項に記載の光走査装置において、
   複数の遮光部からなり、複数の遮光部を、前記θ１＜θ２を満たすように配置した遮光機構を複数備え、
   各遮光機構は、前記回転軸線方向において、互いに異なる位置のフレア光を遮光することを特徴とする光走査装置。
7. 複数の光源と、
   複数のミラー面を有し回転しながら前記ミラー面で複数の光源からの光ビームを反射させてそれぞれ互いに異なる２方向に振り分け偏向走査する偏向器と、
   前記偏向器により偏向走査される光ビームをそれぞれ対応する被走査体上に導き結像させる光学素子と、
   前記偏向器の近傍に配置され、前記偏向器に対向する光学素子からのフレア光を遮光する複数の遮光部とを備える光走査装置において、
   前記偏向器の回転軸線方向から見たとき、複数の遮光部が、前記偏向器の回転方向に所定の間隔を開けて配置されており、
   前記回転軸線方向から見たとき、前記複数の遮光部のうち前記回転方向の最下流に配置された遮光部の偏向器側端部と前記偏向器の回転軸中心とを結んだ線分と、前記複数の遮光部のうち前記回転方向の最上流に配置された遮光部の偏向器側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分とでなす角度をθ１、
   前記ミラー面の前記回転方向の上流側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分と、前記ミラー面の前記回転方向の下流側端部と前記回転軸中心とを結んだ線分とでなす角度をθ２としたとき、
   θ１＜θ２とし、
   複数の遮光部からなり、複数の遮光部を、前記θ１＜θ２を満たすように配置した遮光機構を複数備え、
   各遮光機構は、前記回転軸線方向において、互いに異なる位置のフレア光を遮光することを特徴とする光走査装置。
8. 潜像担持体の表面に光走査手段を用いて光を照射することにより該潜像担持体の表面に潜像を形成し、該潜像を現像することで得た画像を最終的に記録材上に転移させることで画像を形成する画像形成装置において、
   上記光走査手段として、請求項１乃至７いずれか一項に記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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