JP2007025052A - Scanning optical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に設けられる走査光学装置に関するものである。 The present invention relates to a scanning optical device provided in an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine.
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、帯電された感光体に、走査光学装置により画像情報に応じた光ビームを露光走査して潜像を形成し、この潜像を現像した現像像を用紙に転写して画像形成することが行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, a latent image is formed on a charged photosensitive member by exposing and scanning a light beam corresponding to image information with a scanning optical device, and developing the latent image. An image is formed by transferring an image onto a sheet.
この露光走査の際には回転多面鏡を回転駆動して光ビームを偏向走査することが一般に行われているが、この回転駆動によって振動が発生し、画像や騒音に悪影響を及ぼすことになる。 In this exposure scanning, the rotary polygon mirror is rotationally driven to deflect and scan the light beam. However, this rotational driving generates vibration, which adversely affects images and noise.
このような問題を解決するための従来技術としては走査光学装置の脚部を球面又は弾性体を介して装置本体に固定したもの(特許文献1参照)や、走査光学装置に振動を抑制するための動吸振器を設けたもの(特許文献2参照)がある。 Conventional techniques for solving such problems include those in which the leg of the scanning optical device is fixed to the device main body via a spherical surface or an elastic body (see Patent Document 1), and vibration in the scanning optical device. There is one provided with a dynamic vibration absorber (see Patent Document 2).
以下、従来の振動低減技術について説明する。 Hereinafter, conventional vibration reduction techniques will be described.
特許文献1に開示の走査光学装置では、図9に示すように、走査光学装置の脚部を球面状にしたり、弾性部材を用いたりして振動低減を図っている。又、特許文献2に開示の走査光学装置では、図10に示すように、走査光学装置に動吸振器を取り付けて振動の低減を図っている。
しかしながら、特許文献1に開示の走査光学装置には以下の問題がある。 However, the scanning optical device disclosed in Patent Document 1 has the following problems.
即ち、走査光学装置の脚部を球面状にしたり、弾性体を挟み込んだりしているが、走査光学装置の固定にはネジを用いており、そのネジから振動が装置本体に伝わるために装置本体のフレーム等へ伝わる振動は低減されず、又、走査光学装置の振動自体も低減されない。 That is, the leg of the scanning optical device is made spherical or an elastic body is sandwiched, but a screw is used to fix the scanning optical device, and vibration is transmitted from the screw to the device main body. The vibration transmitted to the frame or the like is not reduced, and the vibration of the scanning optical device itself is not reduced.
一方、特許文献2に開示の走査光学装置には以下の問題がある。 On the other hand, the scanning optical device disclosed in Patent Document 2 has the following problems.
即ち、走査光学装置に動吸振器を取り付けるために重錘を別に設けることで振動を低減させているが、その取り付けのための場所が必要となり、コストも増える。 That is, vibration is reduced by providing a separate weight for attaching the dynamic vibration absorber to the scanning optical device. However, a place for the attachment is required, and the cost increases.
又、動吸振器により振動を低減させているが、粘弾性体と重錘との取り付け方向が振動の方向に対して平行になっており、粘弾性体による振動低減の効率が悪くなる。 Moreover, although vibration is reduced by the dynamic vibration absorber, the attachment direction of the viscoelastic body and the weight is parallel to the direction of vibration, and the efficiency of vibration reduction by the viscoelastic body is deteriorated.
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とする処は、低コストで場所を取らないで振動を低減できる走査光学装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a scanning optical device that can reduce vibration at low cost without taking up space.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、
光ビームを出射する光源ユニットと、
該光源ユニットからの光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
該回転多面鏡を支持して回転駆動する駆動手段と、
前記回転多面鏡からの光ビームを感光体に結像させる結像手段と、
前記光源ユニットと前記駆動手段と前記結像手段とを保持する光学箱と、
から成り、前記光学箱の脚部を画像形成装置のフレームに固定して成る走査光学装置において、
前記走査光学装置の少なくとも1つの前記脚部と前記フレームとの間に粘弾性体を介して前記画像形成装置に取り付けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1
A light source unit that emits a light beam;
A rotary polygon mirror that deflects and scans the light beam from the light source unit;
Driving means for supporting and rotating the rotary polygon mirror;
Imaging means for forming an image of the light beam from the rotary polygon mirror on the photosensitive member;
An optical box for holding the light source unit, the driving means, and the imaging means;
A scanning optical device comprising: a leg portion of the optical box fixed to a frame of the image forming apparatus;
The scanning optical device is attached to the image forming apparatus via a viscoelastic body between at least one leg portion and the frame.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記粘弾性体は、前記フレームの剛性が弱い方向に対して前記粘弾性体にせん断力が働くように取り付けられたことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the viscoelastic body is attached so that a shearing force acts on the viscoelastic body in a direction in which the rigidity of the frame is weak. To do.
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記脚部は前記粘弾性部材を介して前記フレームに圧接されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the leg portion is in pressure contact with the frame through the viscoelastic member.
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記粘弾性体を介して前記フレームに取り付ける前記脚部のうち少なくとも1つは偏向器の最も近傍にあることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least one of the leg portions attached to the frame via the viscoelastic body is located closest to the deflector.
請求項5記載の発明は、請求項3記載の発明において、前記圧接方向は前記粘弾性部材にせん断力が働く方向と垂直な方向であることを特徴とする。
The invention according to
請求項1記載の発明によれば、光学箱の脚部と画像形成装置のフレームとの間に粘弾性体を介して走査光学装置を前記画像形成装置に取り付けることによって振動のエネルギーが熱エネルギーに変換され、画像形成装置に伝わる振動を低減するとともに、走査光学装置そのものの振動も低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, the vibration optical energy is converted into thermal energy by attaching the scanning optical device to the image forming apparatus via the viscoelastic body between the leg portion of the optical box and the frame of the image forming apparatus. The vibration that is converted and transmitted to the image forming apparatus can be reduced, and the vibration of the scanning optical device itself can also be reduced.
請求項2記載の発明によれば、粘弾性体をフレームの剛性が弱い方向にせん断力が働くように取り付けることでフレームの剛性が弱い方向の振動を効率的に低減することができる。 According to the second aspect of the present invention, the vibration in the direction in which the rigidity of the frame is weak can be efficiently reduced by attaching the viscoelastic body so that the shearing force acts in the direction in which the rigidity of the frame is weak.
請求項3記載の発明によれば、粘弾性体を介して脚部をフレームに圧接することで振動がフレームに伝わりにくくなる。 According to invention of Claim 3, a vibration becomes difficult to be transmitted to a flame | frame by pressing a leg part to a flame | frame via a viscoelastic body.
請求項4記載の発明によれば、走査光学装置の振動源である前記偏向器の近傍の取り付け部が最も振動をフレームに伝え易いのでフレームに伝わる振動を効果的に低減することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the attachment portion in the vicinity of the deflector which is the vibration source of the scanning optical device is most easily transmitted to the frame, the vibration transmitted to the frame can be effectively reduced.
請求項5記載の発明によれば、圧接方向を粘弾性体にせん断力が働く方向と垂直な方向にすることで走査光学装置をフレームに固定する力を効率的に粘弾性体に伝えることができ振動低減の効率が上がる。 According to the fifth aspect of the present invention, the force for fixing the scanning optical device to the frame can be efficiently transmitted to the viscoelastic body by setting the pressure contact direction to a direction perpendicular to the direction in which the shearing force acts on the viscoelastic body. This improves the efficiency of vibration reduction.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図7は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す図である。同図において、101は後述する構成より成る走査光学装置、102は像担持体としての感光ドラムである。本実施の形態においては、画像情報に基づいて光変調された光束(レーザービーム)Lが走査光学装置101から出射し、感光ドラム102面上を照射して潜像を形成する。この潜像は帯電器103によって一様に帯電している感光ドラム102面上に形成されており、現像器104によって画像に可視像化され、搬送されてくる転写材Pに転写ローラ105によって静電転写されることによって画像が形成される。
FIG. 7 is a diagram showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure,
その後、感光ドラム102面上に残っている残留トナーは、クリーナー106によって除去されて、次の画像を形成するために再度帯電器103によって一様に帯電される。上記転写材Pは、給紙トレイ107上に積載されており、給紙ローラ108によって1枚ずつ順に給紙され、レジストローラ109によって画像の書き出しタイミングに同期を取って転写ローラ105上に送り出される。
Thereafter, the residual toner remaining on the surface of the
転写ローラ105によって転写材P上にトナーが転写されて画像が形成される。転写材P上に形成された画像は、定着器110によって熱定着された後、排紙ローラ111等によって搬送されて画像形成装置外に出力される。
The toner is transferred onto the transfer material P by the
図8は本実施の形態に係る走査光学装置101の構成を説明した図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the scanning
図8において、131は発光源である半導体レーザと半導体レーザ駆動回路と半導体レーザからの放射光を平行光に変えるコリメートレンズとを一体化したレーザーユニット、132は副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレンズ、133はレーザ光を偏向走査するためのスキャナモータユニット、134は走査光の走査速度が感光ドラム面上で等速になるようにするためのfθレンズ、135は画像書き出し位置を一定にするための同期センサー、136は同期センサーへレーザービームを導くための同期折り返しミラー、137はこれらの光学要素を保持するための光学箱、137aは光学箱の内部からレーザービームを出射するための出射窓、101a,101b,101cは走査光学装置を画像形成装置に取り付けるための脚部である。 In FIG. 8, 131 is a laser unit in which a semiconductor laser as a light source, a semiconductor laser driving circuit, and a collimator lens that converts emitted light from the semiconductor laser into parallel light are integrated, and 132 is a cylindrical that has power only in the sub-scanning direction. A lens, 133 is a scanner motor unit for deflecting and scanning the laser light, 134 is an fθ lens for making the scanning light scanning speed constant on the photosensitive drum surface, and 135 is a constant image writing position. , A synchronous folding mirror for guiding a laser beam to the synchronous sensor, 137 an optical box for holding these optical elements, and 137a an exit window for emitting the laser beam from the inside of the optical box , 101a, 101b, 101c are for attaching the scanning optical device to the image forming apparatus. It is a part.
図1は本実施の形態に係る走査光学装置101を画像形成装置に取り付ける部分の構成を説明した図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a portion for attaching a scanning
図1において、1a,1b,1cは粘弾性体、2a,2b,2cは画像形成装置のフレーム、3a,3b,3cはフレーム2a,2b,2cに走査光学装置101を取り付けるためのフレーム取り付け部、4a,4b,4cは走査光学装置101をフレーム2a,2b,2cに対して固定するための固定バネである。
In FIG. 1, 1a, 1b, and 1c are viscoelastic bodies, 2a, 2b, and 2c are frames of the image forming apparatus, and 3a, 3b, and 3c are frame attachment portions for attaching the scanning
フレーム2a,2b,2cはそれぞれXa,Xb,Xc方向に対して剛性が弱いため、走査光学装置からその方向に振動が伝わってくるとフレーム2a,2b,2cは振動し易く、その結果、フレーム2a,2b,2c自体が振動して騒音が発生する。
Since the
粘弾性体1a,1b,1cは、それぞれXa,Xb,Xcの方向にせん断力が効率的に働くように走査光学装置の脚部101a,101b,101cとフレーム取り付け部3a,3b,3cの間に挿み込むように取り付けられており、固定バネ4a,4b,4cは粘弾性体1a,1b,1cにせん断力が働く方向と垂直な方向に走査光学装置の脚部101a,101b,101cをそれぞれフレーム取り付け部3a,3b,3cへ圧接するように取り付けられている。
The viscoelastic bodies 1a, 1b, and 1c are provided between the
このとき、走査光学装置で最も振動が大きくなる部分は振動源であるスキャナモータユニット133に最も近傍にある脚部101aであるので、脚部101aに粘弾性体1aを介してフレーム2aに取り付けるようにすると、画像形成装置に伝わる振動を効率的に低減させることができる。
At this time, the portion of the scanning optical device where the vibration is the largest is the
図2は脚部101aとフレーム取り付け部3aと粘弾性体1aの関係を示した図である。
FIG. 2 is a view showing a relationship among the
脚部101aは粘弾性体1aが有るために、フレーム取り付け部3aと直接接触しないような構成になっている。
Since the
図3はスキャナモータ133の最も近傍にある脚部101aと取り付け部3aとの間に何も取り付けなかったときと、粘弾性体1aを取り付けたときと、参考として弾性体を取り付けたときで、フレーム3aのXa方向の振動がどのように変化するのかをレーザドップラ振動計で測定し、周波数分析を行い、スキャナモータ回転により発生する振動の周波数でのパワーを比較したグラフである。この指標では振動が小さいほどパワーの値が小さくなる。
FIG. 3 shows the case where nothing is attached between the
ここで、粘弾性体としては住友スリーエム株式会社製VEM(Viscoelastic Material )(厚さ50μm)を用い、弾性体としてはゴム(厚さ50μm)を用いた。 Here, VEM (Viscoelastic Material) (thickness 50 μm) manufactured by Sumitomo 3M Limited was used as the viscoelastic body, and rubber (thickness 50 μm) was used as the elastic body.
ここで、粘弾性体として用いたVEMの特徴について説明する。 Here, the characteristics of the VEM used as the viscoelastic body will be described.
VEMとは、流体のような粘性とスプリングのような弾性を併せ持った力学的挙動をする高分子化合物で、変形を受けると内部抵抗を生じ、この変形のエネルギーを熱エネルギーに変換することによって振動を減衰する働きをする。 VEM is a polymer compound that has a mechanical behavior that has both fluid-like viscosity and spring-like elasticity. When it is deformed, it generates internal resistance, and vibration is generated by converting the energy of this deformation into thermal energy. It works to attenuate.
図3のグラフにより走査光学装置101の脚部101aと取り付け部3aとの間に粘弾性体1aを取り付けることにより振動が低減され、弾性体では効果が半減することが分かる。
It can be seen from the graph of FIG. 3 that vibration is reduced by attaching the viscoelastic body 1a between the
図4は脚部101aと取り付け部3aとの間に何も取り付けなかったときと粘弾性体1aを取り付けたときとでモータバランスが比較的悪い物(2.5mg・cm)と良い物(1.0mg・cm)の画像のピッチムラを比較したグラフである。この指標ではバンディングの発生が少なければAmplitude の値が小さくなり、又、モータバランスが良ければモータの回転により発生する振動も小さくなるのでバンディングの発生も少なくなる。
FIG. 4 shows that the motor balance is relatively poor (2.5 mg · cm) and the good one (1) when nothing is attached between the
同図のグラフでも粘弾性体1aを取り付けた方がバンディングを低減していることが分かり、又、モータバランスが悪いものほど粘弾性体によるバンディング低減効果が大きいことが分かる。 It can also be seen from the graph in the figure that the banding is reduced when the viscoelastic body 1a is attached, and that the banding reduction effect by the viscoelastic body is larger as the motor balance is worse.
これらの現象が発生する理由としては、周期的なひずみを加えたとき、弾性体では応力とひずみの間に位相差が余り無いためにエネルギーの損失も余り起こらないのであるが、粘弾性体では応力とひずみの間に位相差が大きく発生し、その結果としてエネルギー損失が大きくなるためである。 The reason why these phenomena occur is that when periodic strain is applied, there is not much phase loss between stress and strain in an elastic body, so there is not much energy loss. This is because a large phase difference occurs between stress and strain, resulting in a large energy loss.
その結果、粘弾性体を取り付けることで走査光学装置101からフレーム2aに振動が伝わりにくくなるだけでなく、振動自体も減衰して画像のバンディングの減少にも効果がある。
As a result, the attachment of the viscoelastic body not only makes it difficult for vibration to be transmitted from the scanning
図5は脚部101aと取り付け部3aとの間に粘弾性体1aを取り付けて、固定ネジ5で締結したときの関係を示した図である。
FIG. 5 is a view showing a relationship when the viscoelastic body 1a is attached between the
脚部101aは粘弾性体1aが有るためにフレーム取り付け部3aとは直接接触しないが、固定ネジ5によりフレーム取り付け部3aに締結されている。
The
図6は脚部101aと取り付け部3aとの間に粘弾性体1aを取り付けて、固定バネ4aで脚部101aを取り付け部3aへ圧接したときと、固定ネジ5で脚部101aを取り付け部3aへ締結したときでフレーム2aのXa方向の振動がどのように変化するのかをレーザドップラ振動計で測定し、周波数分析を行い、スキャナモータ回転により発生する振動の周波数でのパワーを比較したグラフである。
In FIG. 6, the viscoelastic body 1a is attached between the
同図のグラフにより走査光学装置101の脚部101aと取り付け部3aを固定ネジ5で締結すると効果が低下することが分かる。
It can be seen from the graph of the figure that when the
これは、振動が粘弾性体に伝わらずに脚部101aから固定ネジ5を経由して取り付け部3aへ直接伝わり、その結果としてフレーム2aが振動するためである。
This is because the vibration is directly transmitted from the
ここでは、走査光学装置のフレームへの保持方法としてバネによる圧接の例を挙げたが、走査光学装置を保持する方法としては、粘弾性体と走査光学装置とフレームとが互いに密着し、且つ、走査光学装置とフレームとが互いに締結されないような方法ならばどのような方法でも振動減衰の効果が得られるので、例えばこれらを互いに接着するような方法でも良いことは勿論である。 Here, an example of pressure contact with a spring is given as a method of holding the scanning optical device on the frame, but as a method of holding the scanning optical device, the viscoelastic body, the scanning optical device, and the frame are in close contact with each other, and As long as the scanning optical device and the frame are not fastened to each other, any method can be used to obtain the vibration damping effect. For example, a method of bonding them together may be used.
1a〜1c 粘弾性体
2a〜2 フレーム
3a〜3c フレーム取り付け部
4a〜4c 固定バネ
5 固定ネジ
101 走査光学装置
101a〜101c 脚部
102 感光ドラム
103 帯電器
104 現像器
105 転写ローラ
106 クリーナー
107 給紙トレイ
108 給紙ローラ
109 レジストローラ
110 定着器
111 排紙ローラ
131 レーザーユニット
132 シリンドリカルレンズ
133 スキャナモータユニット
134 fθレンズ
135 同期センサー
136 同期折り返しミラー
137 光学箱
137a 出射窓
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a-1c Viscoelastic body 2a-2
Claims (5)
該光源ユニットからの光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
該回転多面鏡を支持して回転駆動する駆動手段と、
前記回転多面鏡からの光ビームを感光体に結像させる結像手段と、
前記光源ユニットと前記駆動手段と前記結像手段とを保持する光学箱と、
から成り、前記光学箱の脚部を画像形成装置のフレームに固定して成る走査光学装置において、
前記走査光学装置の少なくとも1つの前記脚部と前記フレームとの間に粘弾性体を介して前記画像形成装置に取り付けたことを特徴とする走査光学装置。 A light source unit that emits a light beam;
A rotary polygon mirror that deflects and scans the light beam from the light source unit;
Driving means for supporting and rotating the rotary polygon mirror;
Imaging means for forming an image of the light beam from the rotary polygon mirror on the photosensitive member;
An optical box for holding the light source unit, the driving means, and the imaging means;
A scanning optical device comprising: a leg portion of the optical box fixed to a frame of the image forming apparatus;
A scanning optical apparatus, wherein the scanning optical apparatus is attached to the image forming apparatus via a viscoelastic body between at least one leg of the scanning optical apparatus and the frame.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081007 |