JP2002098926A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 防振部材を使用したり光偏向器を特別の構造
に改造することなく、光偏向器の駆動装置を固定する固
定点を工夫することで光学部品の振動を十分軽減させ
る。 【解決手段】 光偏向器を構成するポリゴンミラー３５
及びモータ３５ａを金属基板３５ｂを介して取り付ける
光学フレーム１００に、複数の凸形状の座面１０１を形
成し、ネジ１０２により座面１０１に光偏向器基板３５
ｂを固定して光偏向器基板３５ｂと光学フレーム１００
との間に空間を形成すると共に、座面１０１の大きさＭ
を座面１０１の取り付け中心と光偏向器３５、３５ａの
回転中心位置の間の最短距離Ｌの１／２以下とする。さ
らに座面１０１の固定点を互いに頂点とする図形の重心
位置に光偏向器３５、３５ａの回転中心を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ
や、複写機やファクシミリ装置のように光ビームを走査
して画像の記録を行う画像情報記録装置に使用される光
走査装置に係り、特に光ビームの走査のためにポリゴン
ミラー等の光偏向器とこれを駆動するポリゴンモータ等
の駆動装置を有する光走査装置の防振構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザビーム等の光ビームをポ
リゴンミラー（回転多面鏡）により偏向させ、感光体ド
ラム等の感光体表面に光ビームを走査させて画像の記録
を行うようにした画像情報記録装置は、高解像度で普通
紙に高速で画像を記録することができ、プリンタや複写
機等に広く使用されている。

【０００３】従来の光走査装置の防振構造としては、特
開昭５８−２２０１１７号公報、特開昭６３−５３３１
５号公報、特開平１−１９５４０７号公報、特開平４−
２４２７１４号公報、特開平５−１９６８８４号公報、
特開平５−６０９９１号公報、特開平８−２７１８２１
号公報などに示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５８−２２０１１７号公報や特開昭６３−５３３１５号
公報記載の発明では、ポリゴンモータ自体に特殊な対策
を行うことにしているので、装置が高価となるという問
題がある。また、特開平１−１９５４０７号公報や特開
平４−２４２７１４号公報記載の発明では、防振材を使
用するのでこの分だけコストが高くなる。また、一般に
防振材を使用すると高周波の振動は伝達しにくくなる
が、低周波の振動が発生しやすくなる場合があり、この
振動が濃度むらの発生を生じさせる原因となることが懸
念される。

【０００５】更に特開平５−１９６８８４号公報記載の
発明では、光走査装置のフレームとは別のフレームにポ
リゴンモータを固定しているので、ポリゴンモータと他
の光学部品との位置精度が出しにくくなる。このため、
光走査装置単体で所定の光学的な性能を保証することは
不可能になる。また、光学系全体の調整を行うために
は、実際の画像情報記録装置本体との関係で調整を行う
こと、すなわち現物合わせを行う必要が生じてしまう。
このため、調整のために使用する治具は大型のものが必
要になり、例えば光走査装置が故障してこれを修理する
必要が生じた場合には、装置の設置された現場で光学系
を調整することは事実上不可能となる。結局、このよう
な場合には、画像情報記録装置全体を工場に引き上げて
修理や調整を行う必要が生じることになり、これらに要
する経費および時間が問題になる。

【０００６】また、特開平５−６０９９１号公報記載の
発明では、３つの固定点によって本体側のフレームに光
走査装置を固定しており、これらによって構成される三
角形の内部の剛性の高い平面内に光学部品を配置するこ
とで、振動が生じにくくなるはずである。しかしなか
ら、この技術では、光走査装置とこれを固定する本体側
の間に空間が生じる。このため、実際には固定された３
つの点を結んだ三角形の面内が面振動を発生させること
になり、この面内に配置された光学部品を振動させやす
いという問題があった。

【０００７】また、特開平８−２７１８２１号公報記載
の発明では、所定の板面上に光偏向器の駆動装置を固定
する一方で、そのうちの少なくとも１箇所の固定点で駆
動装置をこの板面と本体フレームに一体的に結合させる
ようにしているので、本体フレームに光学部品配置手段
の板面を介して固定された駆動装置の振動はこれにより
強制的に抑制される。また、ポリゴンモータ等の駆動装
置は、光学部品配置手段と本体フレームの固定点を頂点
とする図形の重心位置に配置されているので、重量的な
バランスがよく、振動の抑制効果は高いと述べている。

【０００８】しかし、光偏向器の平面状基板の四隅にあ
けられた取り付け穴を固定して、光学フレームと光偏向
器の基板はほぼ全域に渡り平面的に接触した状態となっ
ている。ここで、光偏向器は、非常に高速で回転してお
り、回転円周方向（ラジアル方向）の振動と垂直方向
（アキシャル方向）の振動が発生し、特にアキシャル方
向の振動のため、光偏向器の基板は四隅の固定点を節と
して弓なりに振動することになる。光学フレームと光偏
向器の基板が、上記のように平面状に接触していると、
弓なりに変形した基板が光学フレームとたたくため、ビ
ビリ音を発生すると共に、衝撃が光学フレームに配置し
たミラーやレンズの光学部品を揺らし、レーザビームの
照射位置が変動してバンディングの発生が懸念される。

【０００９】そこで本発明の目的は、防振部材を使用し
たり光偏向器を特別の構造に改造することなく、光偏向
器の駆動装置を固定する固定点を工夫することで光学部
品の振動を十分軽減させることのできる光走査装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光ビームを偏向する光偏向器を基板を介
して光学フレームに取り付けた光走査装置において、前
記光学フレームに前記基板を取り付けるための複数の凸
形状の座面を形成して前記基板と前記光学フレームとの
間に空間を形成すると共に、前記取り付け座面の大きさ
を前記座面の取り付け中心と前記光偏向器の回転中心位
置の間の最短距離の１／２以下に形成したことを特徴と
する。

【００１１】また、上記目的を達成するために、本発明
は、光ビームを偏向する光偏向器を基板を介して光学フ
レームに取り付けた光走査装置において、前記光学フレ
ームに前記基板を取り付けるための３点以上の凸形状の
座面を形成して前記基板と前記光学フレームとの間に空
間を形成すると共に、前記取り付け座面の大きさを前記
座面の取り付け中心と前記光偏向器の回転中心位置の間
の最短距離の１／２以下に形成し、さらに前記取り付け
座面の固定点を互いに頂点とする図形の重心位置に前記
光偏向器の回転中心を配置したことを特徴とする。

【００１２】なお、これらの場合、好適には、前記基板
が金属基板であって、この金属基板に前記光偏向器の回
転を制御する回路部品が実装される。

【００１３】

【発明の実施の形態】＜第１の実施形態＞以下、図面を
参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は
本発明に係る光走査装置の一実施形態を示す概略構成
図、図２は図１の光走査装置が適用される画像形成装置
を示す概略構成図、図３は図１の光走査装置を示す斜視
図、図４は図１の光走査装置の取り付け構造を詳しく示
す構成図、図５は図４の光走査装置を示す側面断面図で
ある。

【００１４】先ず、図１〜図３を参照して光走査装置と
画像情報記録装置の概略構成を説明する。この画像情報
記録装置は、図示しないメインモータを駆動源として定
速で回転する感光体ドラム１１を備えている。感光体ド
ラム１１の周囲には、ドラム１１の表面に電荷を一様に
帯電するための帯電ローラ１２と、ドラム１１の表面に
静電潜像を形成する光走査装置１８と、ドラム１１の表
面に作成された静電潜像を現像するための現像器１３
と、現像後にドラム１１の表面に形成されたトナー像を
用紙１４に転写するための転写ローラ１５と、トナー像
の転写後にドラム１１の表面に残っているトナーを回収
するためのクリーニング装置１６が配置されている。

【００１５】クリーニング装置１６によって清掃された
後のドラム表面には、再び帯電ローラ１２によって帯電
が行われ、これによって画像の記録を繰り返し行うこと
ができる。この画像情報記録装置でトナー像を転写され
た用紙１４は、１対のローラからなる定着器１７によっ
て画像を定着され、図示しない排出トレイに排出され
る。

【００１６】また、帯電ローラ１２と現像器１３の間の
ドラム表面には、光走査装置１８からレーザビーム１９
が照射されるようになっており、これによって静電潜像
の形成が行われるようになっている。すなわち、帯電ロ
ーラ１２によって一様に帯電されたドラム表面は、光走
査装置１８によって走査されるレーザビーム１９によっ
て隙間無く走査されるようになっている。このときのレ
ーザビーム１９のオン・オフに応じて電荷が選択的に消
失し、画像に対応した静電潜像が形成される。現像器１
３内のトナーは摩擦帯電によって所定の電荷を帯びてお
り、静電潜像に選択的に吸着してトナー像を形成するよ
うになっている。

【００１７】このような光走査装置１８内では、レーザ
ビームの発生や変調、およびこのレーザビームの偏向が
行われるようになっている。レーザビーム１９は、ＬＤ
ユニット２２のレーザダイオード２３からある発散角を
持って発射し、コリメートレンズ２４を通り平行なコリ
メート光となる。その後、シリンダレンズ３４を通り副
走査方向にコリメート光を絞り、ポリゴンミラー３５に
当てる。

【００１８】ポリゴンミラー３５が一定回転しているこ
とより、照射されたレーザ光は偏向され、ｆθレンズ３
７を通り反射ミラー３９より感光体方向に反射され、そ
の後、トロイダルレンズ３８を透過することによって感
光体上に結像し、ドラム１１の軸方向に平行に繰り返し
走査することになる。この走査方向は主走査方向と呼ば
れており、感光体ドラム１１の表面の移動方向は副走査
方向と呼ばれている。ここで、ｆθレンズ３７は感光体
ドラム１１上でレーザビーム３２の走査速度が一定する
ように補正するためのレンズである。また、トロイダル
レンズ３８は、レーザ光を副走査方向に絞ると共に、ポ
リゴンミラー３５の面倒れ補正を行っている。

【００１９】また、感光体ドラム１１の走査開始位置よ
りも更に走査開始側に片寄った位置に到達するレーザビ
ーム１９Ｓは、ｆθレンズ３７を通過した後に反射ミラ
ー４１によって反射され、シリンダレンズ４２を通り走
査開始タイミング検出センサ４３によって検出されるよ
うになっている。走査開始タイミング検出センサ４３が
レーザビーム１９Sを検出した後、所定の遅延時間を経
過した時点から各走査ラインでの画像の変調を開始する
と、各走査ラインにおける画像の書き出し位置が一定
し、ジッタの発生を防止することができる。

【００２０】また、近年，低コスト化のために、光偏向
器は、平面状の金属基板に制御回路及びポリゴンミラー
３５を回転させるモータ３５ａを配置したものが主流と
なっている。ちなみに、この金属基板の厚みは、０．８
〜１．２ｍｍとなっている。さらに、画像形成装置の生
産性向上を要望されており、光偏向器の回転数が増加し
ている。ここで、光偏向器の回転時の振動は、半径方向
（ラジアル方向）の振動と回転軸方向（アキシャル方
向）の振動が発生し、特にアキシャル方向の振動のた
め、光偏向器の基板は四隅の固定点を節として弓なりに
振動することになる。

【００２１】光学フレームと光偏向器の基板が、上記の
ように平面状に接触していると、弓なりに変形した基板
が光学フレームをたたくため、ビビリ音を発生すると共
に、衝撃が光学フレームに配置した、ミラーやレンズの
光学部品を揺らし、レーザビームの照射位置が変動して
バンディングの発生となってしまう。この衝撃は、イン
パルス的振動であるため、瞬間的なエネルギーは非常に
大きく、光学フレームを伝播しやすく、光学部品を揺ら
すことになる。

【００２２】そこで、第１の実施形態では、図４、図５
に示すように光偏向器を構成するポリゴンミラー３５及
びモータ３５ａを金属基板３５ｂを介して取り付ける光
学フレーム１００に、複数（図では４個）の凸形状の座
面１０１を形成し、ネジ１０２により座面１０１に光偏
向器基板３５ｂを固定して光偏向器基板３５ｂと光学フ
レーム１００との間に空間を形成すると共に、座面１０
１の大きさＭを座面１０１の取り付け中心と光偏向器３
５、３５ａの回転中心位置の間の最短距離Ｌの１／２以
下としたところ、光偏向器基板３５ｂと光学フレーム１
００との間に光偏向器基板３５ｂのアキシャル方向の振
動によっても接触しない空間を設けることで、上記イン
パルス的振動を防止でき、バンディングを低減できた。
なお、座面１０１の大きさＭをこれより大きくした場合
は、この取り付け座面１０１と光偏向器基板３５ｂにイ
ンパルス的な振動が発生してきて、ビビリ音とともにバ
ンディングが発生してきた。

【００２３】＜第２の実施形態＞ここで、図４、図５で
は、光偏向器３５、３５ａの取り付け位置に対してモー
タ３５ａの回転中心が重心の位置とは異なっていると、
図６に示すように基板３５ｂの振動により回転軸が微小
であるが倒れてしまう。このため、感光体１１を走査す
るレーザビームの位置ずれ及び傾きが発生して画像品質
を劣化させてしまう。そこで、図７に示すように光偏向
器基板３５ｂの取り付け位置に対してモータ回転中心位
置を重心位置とすることで、図８に示すようにモータ３
５ａの軸の傾きはなくなり上下方向に移動するだけとな
ることから、レーザビーム１９等が光学的には何ら変化
をすることはないので，高品質な画像が得られる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、光学フレームに基板を取り付けるための複数
の凸形状の座面を形成して基板と前記光学フレームとの
間に空間を形成すると共に、取り付け座面の大きさを座
面の取り付け中心と光偏向器の回転中心位置の間の最短
距離の１／２以下に形成したので、光偏向器基板が振動
した場合でも、光学フレームにインパルス的振動が発生
しないため，画像のバンディングを防止できる。

【００２５】請求項２記載の発明によれば、光学フレー
ムに基板を取り付けるための３点以上の凸形状の座面を
形成して基板と光学フレームとの間に空間を形成すると
共に、取り付け座面の大きさを座面の取り付け中心と光
偏向器の回転中心位置の間の最短距離の１／２以下に形
成し、さらに取り付け座面の固定点を互いに頂点とする
図形の重心位置に光偏向器の回転中心を配置したので、
モータ軸の傾きはなくなり上下方向に移動するだけとな
ることから、レーザビーム等が光学的には何ら変化をす
ることはなく高品質な画像を得られる。

【００２６】請求項３記載の発明によれば、基板が金属
基板であって光偏向器の回転を制御する回路部品が実装
されている装置に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光走査装置の一実施形態を示す概
略構成図である。

【図２】図１の光走査装置が適用される画像形成装置を
示す概略構成図である。

【図３】図１の光走査装置を示す斜視図である。

【図４】図１の光走査装置の取り付け構造を詳しく示す
構成図である。

【図５】図４の光走査装置を示す側面断面図である。

【図６】偏向器の回転軸の傾きを示す説明図である。

【図７】第２の実施形態の光走査装置の取り付け構造を
詳しく示す構成図である。

【図８】第２の実施形態の偏向器の回転軸を示す説明図
である。

【符号の説明】

３５ ポリゴンミラー ３５ａ ポリゴンモータ ３５ｂ 金属基板 １００ 光学フレーム １０１ 座面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA43 AA44 AA45 BA90 DA03 DA09 DA17 DA19 DA41 2H045 AA01 DA02 DA04 DA44 5C072 AA03 BA02 BA13 HA02 HA12 XA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを偏向する光偏向器を基板を介
   して光学フレームに取り付けた光走査装置において、 前記光学フレームに前記基板を取り付けるための複数の
   凸形状の座面を形成して前記基板と前記光学フレームと
   の間に空間を形成すると共に、前記取り付け座面の大き
   さを前記座面の取り付け中心と前記光偏向器の回転中心
   位置の間の最短距離の１／２以下に形成したことを特徴
   とする光走査装置。
2. 【請求項２】 光ビームを偏向する光偏向器を基板を介
   して光学フレームに取り付けた光走査装置において、 前記光学フレームに前記基板を取り付けるための３点以
   上の凸形状の座面を形成して前記基板と前記光学フレー
   ムとの間に空間を形成すると共に、前記取り付け座面の
   大きさを前記座面の取り付け中心と前記光偏向器の回転
   中心位置の間の最短距離の１／２以下に形成し、さらに
   前記取り付け座面の固定点を互いに頂点とする図形の重
   心位置に前記光偏向器の回転中心を配置したことを特徴
   とする光走査装置。
3. 【請求項３】 前記基板は、金属基板であって前記光偏
   向器の回転を制御する回路部品が実装されていることを
   特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。