CN101004479A - 光扫描装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

光扫描装置和图像形成装置。对图像形成装置中的光电导体进行曝光的光扫描装置，包括：照射单元，用于发光；反射镜，用于沿朝向光电导体的方向反射由照射单元发出的光；获取单元，用于获取关于图像形成速度的数据；以及反射镜支承单元，其具有被设置为可以与反射镜接触或分离的至少一个接触部件，并且根据获取单元获取的数据来改变与反射镜接触的接触部件的位置和数量中的至少一个。

Description

光扫描装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种用于防止由于图像形成装置的振动而导致的图像劣化的技术。

背景技术

物体具有由其材料和形状决定的固有频率，并且当对物体施加具有频率与该物体的固有频率相同的振动时，物体振动得更为强烈(即，物体发生谐振)。在诸如打印机的图像形成装置中，在由于对图像形成所使用的部件进行驱动的电机的操作而导致出现振动的情况下，由于电机的驱动而使得某些部件可能出现谐振。如果该部件为反射曝光用激光束的反射部件(例如，反射镜)，则由于部件的谐振而使得形成在光电导体上的图像模糊，并且产生被称为条带的周期性带状色浓度不均匀。因此，必须防止反射部件的谐振。

日本特开2002-277785、特开平10-221627以及特开平9-54265号公报中公开了用于防止由于谐振而导致图像劣化的技术。特开2002-277785号公报公开了一种通过在波腹位于其中心的反射镜的该中心处支承该反射镜来防止该反射镜发生谐振的技术。特开平10-221627号公报公开了一种通过在多个点支承反射镜来使得反射镜的固有频率很高的技术。特开平9-54265号公报公开了一种通过向激光扫描单元的壳体加负荷来改变该壳体的固有频率的技术。

然而，如在特开2002-277785或者特开平10-221627号公报中那样为反射镜提供另一支承点仅仅使得反射镜固有频率发生改变。因此，如果电机的驱动速度改变并且由此使得相关频率改变，则该频率可能与反射镜的固有频率一致，由此使得反射镜发生谐振。此外，尽管特开平9-54265中的技术可以用于防止反射镜谐振，但是对反射镜施加足以改变反射镜频率的负载可能导致反射镜发生变形，这继而可能导致形成在光电导体上的图像发生畸变。

鉴于上述情况提出了本发明，并且本发明提供了一种无论电机的驱动速度如何都防止图像形成装置的反射镜发生谐振的技术。

发明内容

本发明提供了一种对图像形成装置的光电导体进行曝光的光扫描装置，其包括：照射单元，用于发光；反射镜，用于沿朝向光电导体的方向反射由照射单元发出的光；获取单元，用于获取关于图像形成速度的数据；以及反射镜支承单元，其接触部件被设置为可以与反射镜接触或分离，并且其根据获取单元获取的数据来改变与反射镜接触的接触部件的位置和数量中的至少一个。

附图说明

现在将参照以下附图来详细描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1是示出根据本发明第一示例性实施例的图像形成装置的功能配置的功能框图；

图2是示出图像形成装置的图像形成单元的结构的图；

图3是示出图像形成装置的反射镜支承单元的结构的图；

图4是示出图像形成装置的凸轮的结构的图；

图5A和5B是示出图像形成装置的反射镜支承单元的状态的图；

图6是示出在图5A和5B中所示的状态下反射镜支承单元的振动程度的图；

图7是示出反射镜支承单元的其他可能状态的图；

图8是示出根据本发明第二示例性实施例的图像形成装置的功能配置的功能框图；以及

图9是示出凸轮形状的变型例的图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施例。在示例性实施例中，出于说明目的，图像形成装置是电子照相印刷机；然而，可以采用其他装置来实现本发明。

[第一示例性实施例]

图1是示出根据本发明第一示例性实施例的图像形成装置1的功能配置的功能框图。图像形成装置1包括：控制单元10；操作单元20；图像形成单元30；以及反射镜支承单元40。控制单元10包括：CPU(中央处理单元)；ROM(只读存储器)；RAM(随机存取存储器)；HDD(硬盘驱动器)；以及输入输出接口。CPU具有通过执行存储在HDD和ROM中的程序来控制整个图像形成装置1的操作的功能。控制单元10具有经由输入输出接口从诸如扫描仪或个人计算机的外部装置接收图像数据并且根据接收到的图像数据计算曝光量的功能。

操作单元20是具有触摸板的输入装置，并且具有显示与形成图像相关的各种信息并接收来自用户的指令的功能。用户经由操作单元20输入用于开始图像形成的指令、图像形成模式等。作为图像形成模式，根据本示例性实施例的图像形成装置具有“高质量模式”和“高速度模式”。“高质量模式”是用于形成高清晰度图像的模式，在该模式下以相对较低的速度执行图像形成。“高速度模式”是用于在短时间内形成图像的模式，在该模式下以比“高质量模式”中较高的速度来执行图像形成。

图像形成单元30具有如下功能：根据用户通过操作单元20输入的指令和控制单元10接收到的图像数据，在纸张上形成该图像数据表示的调色剂图像。图2中示出了图像形成单元30的具体结构。如图所示，图像形成单元30包括：纸盘31；多个传送辊32；送纸单元33；鼓单元34；ROS(光栅输出扫描器)单元35；转印辊36；以及定影单元37。图中的虚线表示传送纸张的路径。

纸盘31容纳有多张纸，并根据鼓单元34中的调色剂图像形成处理来馈送纸张。传送辊32是由电机(未示出)转动的驱动部件，并传送从纸盘31馈送的纸张。送纸单元33包括为环形带的纸张传送带331和支承纸张传送带331的多个传送辊332，送纸单元33通过沿图中的箭头A的方向移动纸张传送带331来传送纸张。多个传送辊332中的至少一个充当驱动部件，并由电机(未示出)使其转动，且带动纸张传送带331。

鼓单元34包括：感光鼓341；充电器342；以及显影单元343。感光鼓341是具有电荷产生层和电荷传输层的像保持器，并由电机(未示出)使其沿图中的箭头B的方向转动。充电器342包括充电辊并对感光鼓341的表面均匀充电。在感光鼓341的带电表面，利用ROS单元35形成静电潜像。显影单元343容纳有预定颜色的调色剂，并在其自身与感光鼓341的表面之间产生预定的电势差(显影偏压)。该电势差使得调色剂附着于形成在感光鼓341的表面上的静电潜像；结果，在感光鼓341的表面上形成调色剂图像。转印辊36在纸张传送带331面向感光鼓341的位置处在其自身与感光鼓341的表面之间产生预定的电势差(转印偏压)。通过该电势差将调色剂图像转印到由纸张传送带331传送的纸张上。定影单元37包括加热辊371和加压辊372，并通过利用这些辊对纸张进行加热和加压以使转印到纸张上的调色剂图像定影。加热辊371和加压辊372中的至少一个是由电机(未示出)转动的驱动部件。

ROS单元35是可以从图像形成装置1卸下的光扫描装置。ROS单元35包括：光源351；多角镜352；以及反射镜353、354、355和356。光源351是表面发光激光二极管，并向多角镜352发射其强度随图像数据的色调改变的光束。多角镜352是具有多个反射面的反射镜。通过电机(未示出)使得多角镜转动，并且多角镜在一个反射面上沿反射镜353的方向反射光束。反射镜353、354、355和356是沿垂直于图2的纸面的方向延伸的反射部件，并反射入射光束以将该光束引向感光鼓341上的预定位置。

如上所述，图像形成单元30包括根据图像形成处理而转动的多个驱动部件，例如由电机(未示出)转动的传送辊32、感光鼓341以及多角镜352。可以由多个不同的电机来使驱动部件转动，或者由单个电机通过诸如齿轮的传动机构来使其转动。此外，驱动部件按照根据图像形成的预期模式的速度来转动。在“高速度模式”下，驱动部件以比“高质量模式”下的速度高的速度转动。图像形成的速度表示在纸张上形成图像所需要的时间段。

反射镜支承单元40具有通过改变接触各反射镜的部件的数量来防止反射镜353、354、355和356发生谐振的功能。具体地，反射镜支承单元40具有如下功能：根据图像形成的速度来改变使得各反射镜谐振的频率(下文中称为“谐振频率”)或者各反射镜的频率模式，以使得各反射镜的谐振频率和驱动部件与图像形成相关联地产生的振动频率不一致。

图3是示出反射镜支承单元40的结构的图。请注意，尽管该图仅示出了反射镜356及其周边结构，但是在构成反射镜支承单元40的反射镜353、354和356中设置有相同的结构。反射镜356在两端受到支持部356a和356b的支持，并且位置固定。

如图3所示，反射镜支承单元40包括：电机41；轴42；凸轮43a、43b、43c、43d和43e；脱落防止板44；脱落防止部件45a、45b、45c、45d和45e；施力弹簧46a、46b、46c、46d和46e；以及弹性部件47a、47b、47c、47d和47e。电机41是每次转动60度的步进电机。轴42将电机41的转动转送至凸轮43a至43e。凸轮43a至43e是在其周沿上具有切去部的大致圆形部件，轴42在凸轮43a到43e的大致中心位置穿过凸轮43a到43e。

图4是示出沿轴42观察到的凸轮43a至43e的图。在该图中，将凸轮43a至43e的顶部定义为起始点或θ₁。将距角度θ₁沿顺时针方向为60度、120度、180度、240度、300度的角度分别定义为θ₂、θ₃、θ₄、θ₅、θ₆。

如图4所示，凸轮43a和43e在角度θ₁、θ₂、θ₄和θ₅具有切去部。凸轮43c在角度θ₄、θ₅和θ₆具有切去部。凸轮43b和43d在角度θ₁和θ₄具有切去部。因为作为转动轴的轴42在如果凸轮为圆形且没有切去部分则为凸轮中心的位置处穿过各个凸轮，所以在有切去部的角度处的半径短于没有切去部的角度处的半径。

脱落防止板44是尺寸近似于反射镜356的板形部件，其具有分别对应于脱落防止部件45a至45e的孔44a至44e。孔44a至44e的直径小于脱落防止部件45a至45e的直径；因此，脱落防止部件45a至45e不会穿过孔44a至44e落下。脱落防止部件45a至45e是根据凸轮43a至43e的转动而上下移动的部件，并且当接触到凸轮43a至43e的切去部时向下移动。施力弹簧46a至46e沿朝向反射镜356的方向向弹性部件47a至47e施力。弹性部件47a至47e是接触反射镜356的反射面的另一侧的部件，是诸如橡胶的弹性体。弹性部件47a至47e具有使得即使受到施力弹簧46a至46e的推压也不会使反射镜356变形的弹性。施力弹簧46a至46e的长度和弹性使得当脱落防止部件45a至45e向下移动时弹性部件47a至47e与反射镜356分离。

利用上述结构，图像形成装置1的控制单元10根据所选择的图像形成模式来调节凸轮43a至43e的转动角。具体地，控制单元10改变接触反射镜353至356的弹性部件47a至47e的数量，以使得驱动部件中产生的振动的频率不会引起反射镜谐振。下面是对反射镜支承单元40的具体操作的示例的描述。

图5A和5B是示出反射镜支承单元40的两个状态的图。图5A示出了状态A，其中凸轮43a至43e从θ₁顺时针转动了180度；结果，凸轮在θ₄处接触脱落防止部件45a至45e。图5B示出了状态B，其中凸轮43a至43e从θ₁顺时针转动了240度；结果，凸轮在θ₅处接触脱落防止部件45a至45e。如图所示，当在状态A的凸轮43a至43e顺时针转动60度时，接触反射镜356的弹性部件的数量从零增加到二(47b和47d)。于是，改变了反射镜356的固有频率或谐振频率。

图6是示出状态A和B下的反射镜356被施加有不同频率的振动时的振动程度的图。如图所示，在状态A中，振动峰值(即谐振)发生在大约430Hz处，而在状态B中，振动峰值发生在大约500Hz处。即，状态A和状态B中反射镜356的谐振频率不同。

通常，随着接触反射镜的弹性部件的数量增大，反射镜的谐振频率升高。此外，即使接触反射镜的弹性部件的数量相同，反射镜的谐振频率也会根据弹性部件接触反射镜的位置而改变。

如上所述，改变接触反射镜的弹性部件的数量或位置可以改变其谐振频率。因此，通过确定接触反射镜的弹性部件的数量和位置以使得在各个图像形成模式下反射镜的谐振频率不与驱动部件的频率一致，可以防止反射镜发生谐振。需要注意的是，预先获得驱动部件在各个图像形成模式下的频率以及反射镜的由于接触反射镜的弹性部件的数量和位置而不同的谐振频率。

需要注意的是，在该示例性实施例中，要鉴于反射镜的谐振频率来考虑其频率的驱动部件可以是上述驱动部件中的任一种。此外，这种驱动部件可以是多个。事实上，因为考虑全部驱动部件的频率是不现实的，所以仅仅有必要考虑对反射镜具有显著影响的驱动部件，例如位于反射镜附近的驱动部件以及引起强烈振动的驱动部件。

反射镜支承单元40可以处于不同于上述状态A和B的其他状态。具体地，如图7所示，反射镜支承单元40可以处于六个状态下，其中距θ₁的转动角为0度、60度、120度、180度、240度以及300度。其中转动角为180度的状态为状态A，而其中转动角为240度的状态为状态B。

图像形成装置1中的图像形成速度可以不同于上述两种模式。

[第二示例性实施例]

现在将描述本发明的第二示例性实施例。本实施例是第一示例性实施例的变型例，并与第一示例性实施例共用基本配置。因此，下面将描述该示例性实施例的特征性配置，并略去对与第一示例性实施例的配置相同的配置的描述。

图8是示出根据该示例性实施例的图像形成装置2的功能配置的功能框图。如图所示，图像形成装置2包括：控制单元10；操作单元20；图像形成单元30；反射镜支承单元40；以及振动检测器50。图像形成装置2不同于图像形成装置1之处在于其包括振动检测器50。

振动检测器50包括用于检测ROS单元35或者反射镜353至356中的振动的传感器(例如，加速度接收器)，并具有测量施加到这些单元的振动的频率的功能。此外，振动检测器50具有将传感器检测到的值提供给控制单元10的功能。传感器可以设置于ROS单元35的壳体，或者可以接合于反射镜353至356。

与根据图像形成模式来调节凸轮43a至43e的转动角的图像形成装置1不同，图像形成装置2根据振动检测器50检测到的值来调节凸轮43a至43e的转动角。具体地，如果振动检测器50检测到的频率接近图像形成装置2的当前谐振频率，则图像形成装置2调节凸轮43a至43e的转动角以使得谐振频率改变。

根据图像形成装置2，与第一示例性实施例不同，直接对振动进行检测。因此，即使在图像形成速度连续改变的情况下也可以防止谐振。此外，因为响应于振动而不是驱动部件中产生的振动来调节凸轮43a至43e的转动角，所以可以防止由于装置外部产生的振动导致的谐振。

[变型例]

本发明可以实现为不同于上述示例性实施例的示例性实施例。可以如下所述地修改示例性实施例，并且可以组合下面的变型例。

在第一示例性实施例中，因为由图像形成模式来确定图像形成的速度，所以根据图像形成模式来调节凸轮的转动角。然而，因为驱动部件的驱动速度与图像形成速度相关联，所以可以根据驱动部件的速度(其可以由传感器来测量)来调节凸轮的转动。

此外，在上述示例性实施例(其中利用凸轮使弹性部件与反射镜接触或分离)中，可以为弹性部件设置电磁开关，并且可以通过对电磁开关的通-断控制来使弹性部件与反射镜接触或分离。此外，在示例性实施例中，并不是由单个电机转动全部凸轮，可以通过不同的电机独立地转动这些凸轮。

此外，在上述示例性实施例(其中设置了五个弹性部件)中，可以将弹性部件的数量设置为超过六个或少于四个。此外，凸轮的转动角的间隔可以小于60度。此外，凸轮的形状不限于图4所述的形状，而是可为如图9中所示的形状。通过组合这些不同的凸轮，可以改变反射镜的谐振频率值。

如上所述，本发明提供了一种对图像形成装置的光电导体进行曝光的光扫描装置，其包括：辐射器，用于辐射光；反射镜，用于沿朝向光电导体的方向反射由辐射器辐射的光；获取单元，用于获取关于图像形成速度的数据；以及反射镜支承单元，其具有被设置为可以与反射镜接触或分离的接触部件，并且根据获取单元获取的数据来改变与反射镜接触的接触部件的位置或数量。

在该光扫描装置中，在按根据图像形成速度的速度来驱动的驱动部件产生具有预定频率的振动的情况下，反射镜支承单元可以改变接触反射镜的接触部件的位置或数量，以使得所述振动不会使得反射镜发生谐振。

本发明还提供了一种对图像形成装置的光电导体进行曝光的光扫描装置，其包括：辐射器，用于辐射光；反射镜，用于沿朝向光电导体的方向反射由辐射器辐射的光；检测器，用于检测反射镜的振动；以及反射镜支承单元，其具有被设置为可以与反射镜接触或分离的接触部件，并且根据检测器检测到的振动来改变与反射镜接触的接触部件的位置或数量。

在该光扫描装置中，在检测器检测到具有预定频率的振动的情况下，反射镜支承单元可以改变接触反射镜的接触部件的位置或数量，以使得所述振动不会使得反射镜发生谐振。

本发明不仅可以实现为光扫描装置，而且可以实现为包括该装置的图像形成装置。

对本发明示例性实施例的以上描述是出于例示和说明的目的而给出的。其并不旨在穷举或将本发明限于所公开的确切形式。显然，很多变型和修改对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述示例性实施例是为了最佳地说明本发明的原理及其实际应用，由此使得本领域其他技术人员能够理解本发明的各种实施例及其各种变型例以适于特定的预期用途。本发明的范围旨在由以下权利要求及其等同物来限定。

Claims (19)

1、一种对图像形成装置的光电导体进行曝光的光扫描装置，包括：

照射单元，用于发光；

反射镜，用于沿朝向光电导体的方向反射由照射单元发出的光；

获取单元，用于获取关于图像形成速度的数据；以及

反射镜支承单元，其具有被设置为可以与反射镜接触或分离的至少一个接触部件，并且根据获取单元获取的数据来改变与反射镜接触的接触部件的位置和数量中的至少一个。

2、一种对图像形成装置的光电导体进行曝光的光扫描装置，包括：

照射单元，用于发光；

反射镜，用于沿朝向光电导体的方向反射由照射单元发出的光；

检测器，用于检测反射镜的振动；以及

反射镜支承单元，其具有被设置为可以与反射镜接触或分离的至少一个接触部件，并且根据检测器检测到的振动来改变与反射镜接触的接触部件的位置和数量中的至少一个。

3、根据权利要求1所述的光扫描装置，其中，在按根据图像形成速度的速度来驱动的驱动部件产生具有预定频率的振动的情况下，反射镜支承单元改变接触反射镜的接触部件的位置和数量中的至少一个，以使得所述振动不会使得反射镜发生谐振。

4、根据权利要求2所述的光扫描装置，其中，在检测器检测到具有预定频率的振动的情况下，反射镜支承单元改变接触反射镜的接触部件的位置和数量中的至少一个，以使得所述振动不会使得反射镜发生谐振。

5、根据权利要求1所述的光扫描装置，其中，反射镜支承单元使得接触部件以不会使反射镜变形的压力来推压反射镜。

6、根据权利要求2所述的光扫描装置，其中，反射镜支承单元使得接触部件以不会使反射镜变形的压力来推压反射镜。

7、根据权利要求1所述的光扫描装置，其中，反射镜支承单元根据图像形成模式是第一图像形成模式还是在图像形成速度方面不同于第一图像形成模式的第二图像形成模式，来改变接触反射镜的接触部件的位置或数量。

8、根据权利要求1所述的光扫描装置，其中：

反射镜支承单元包括：

具有切去部的近似圆形的凸轮，其与接触部件相接触，以及

驱动部件，用于使凸轮转动；并且

反射镜支承单元在将接触部件与反射镜分离时使得凸轮以该凸轮的切去部与接触部件相接触，并且在使接触部件与反射镜相接触时使得凸轮以并非切去部的位置与接触部件相接触。

9、根据权利要求2所述的光扫描装置，其中：

反射镜支承单元包括：

具有切去部的近似圆形的凸轮，其与接触部件相接触，以及

驱动部件，用于使凸轮转动；并且

反射镜支承单元在将接触部件与反射镜分离时使得凸轮以该凸轮的切去部与接触部件相接触，并且在使接触部件与反射镜相接触时使得凸轮以并非切去部的位置与接触部件相接触。

10、根据权利要求8所述的光扫描装置，其中：

反射镜支承单元包括：

另一接触部件，以及

与所述另一接触部件相接触的另一凸轮；并且

反射镜支承单元使得全部的凸轮都由驱动部件来转动。

11、根据权利要求9所述的光扫描装置，其中：

反射镜支承单元包括：

另一接触部件，以及

与所述另一接触部件相接触的另一凸轮；并且

反射镜支承单元使得全部的凸轮都由驱动部件来转动。

12、根据权利要求1所述的光扫描装置，其中，接触部件包括弹性部件。

13、根据权利要求2所述的光扫描装置，其中，接触部件包括弹性部件。

14、根据权利要求12所述的光扫描装置，其中，弹性部件是接触部件与反射镜相接触的一部分。

15、根据权利要求13所述的光扫描装置，其中，弹性部件是接触部件与反射镜相接触的一部分。

16、根据权利要求14所述的光扫描装置，其中，接触部件包括沿朝向反射镜的方向向弹性部件施力的弹簧。

17、根据权利要求15所述的光扫描装置，其中，接触部件包括沿朝向反射镜的方向向弹性部件施力的弹簧。

18、一种包括对图像形成装置的光电导体进行曝光的光扫描装置的图像形成装置，所述光扫描装置包括：

照射单元，用于发光；

反射镜，用于沿朝向光电导体的方向反射由照射单元发出的光；

获取单元，用于获取关于图像形成速度的数据；以及

反射镜支承单元，其具有被设置为可以与反射镜接触或分离的接触部件，并且根据获取单元获取的数据来改变与反射镜接触的接触部件的位置或数量。

19、一种包括对图像形成装置的光电导体进行曝光的光扫描装置的图像形成装置，所述光扫描装置包括：

照射单元，用于发光；

反射镜，用于沿朝向光电导体的方向反射由照射单元发出的光；

检测器，用于检测反射镜的振动；以及

反射镜支承单元，其具有被设置为可以与反射镜接触或分离的至少一个接触部件，并且根据检测器检测到的振动来改变与反射镜接触的接触部件的位置和数量中的至少一个。

Images