JP2003231294A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大幅な構造変更を行うことなく、低振動な機
械装置を実現することができ、画像の乱れの少ない、静
粛な画像形成装置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置内に設けられた振動部材２
０に発生する振動を検知する振動検知手段２７と、振動
検知手段２７の振動検知信号に応じて、振動部材２０の
振動を低減させる振動低減手段２５と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に画像形成装
置に関し、特に、電子写真方式を用いた電子写真画像形
成装置に関するものである。

【０００２】ここで、電子写真画像形成装置としては、
例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（レーザー
ビームプリンタ）、電子写真ファクシミリなどが含まれ
る。

【０００３】

【従来の技術】図１に、露光装置としてレーザービーム
スキャナユニット１０を使用した電子写真プリンタ、所
謂、レーザービームプリンタ１００の一例を示す。

【０００４】レーザービームプリンタ１００は、像担持
体としてドラム形状の電子写真感光体、即ち、感光体ド
ラム１と、感光体ドラム１の表面を均一に帯電するため
の帯電手段２と、感光体ドラム１に対向配置されたロー
ラ状の現像剤担持体、即ち、現像ローラ３ａを備えた現
像装置３と、クリーニングブレード４ａを有するクリー
ニング装置４と、を有している。最近では、クリーニン
グ装置４を備えていない構成も提案されている。

【０００５】また、レーザービームプリンタ１００の上
方には、画像情報に対応してレーザ光を照射する露光装
置としてのレーザービームスキャナユニット１０が配置
され、また感光体ドラム１の下方位置には感光体ドラム
１に対向して転写ローラなどとされる転写手段５が配設
されている。上記構成において、画像形成は次のように
行われる。

【０００６】先ず、感光体ドラム１が帯電手段２によっ
て均一に帯電され、その表面をレーザービームスキャナ
ユニット１０から照射されるレーザ光Ｌによって走査露
光され、目的の画像情報の静電潜像が形成される。静電
潜像は、現像装置３の現像ローラ３ａの作用によってト
ナー像として可視化される。

【０００７】給紙カセット６に収納されている転写材Ｐ
は、給紙ローラ６ａによって給紙され、搬送ローラ７、
８によって搬送される。このとき、転写材Ｐは感光体ド
ラム１と同期して搬送され、感光体ドラム１上の画像
は、給紙カセット６から給紙搬送されてきた転写材Ｐへ
と転写ローラ５の作用で転写される。その後、転写材Ｐ
は、定着手段９によりトナー像が転写材Ｐに定着された
後、定着排紙ローラ１７、１８により排紙トレイ１９に
排出される。

【０００８】感光体ドラム１は、転写材Ｐ上にトナー像
を転写した後は、クリーニング手段４によって感光体ド
ラム１上に残留した現像剤が除去される。

【０００９】ここで、図２に、レーザービームスキャナ
ユニット１０の一例の概略構成を示す。

【００１０】つまり、本例にて、レーザービームスキャ
ナユニット１０は、暗箱とされる筐体１１を有し、筐体
１１には、レーザーユニット１２、コリメータレンズ及
びシリンドリカルレンズなどのレンズ系１３と、スキャ
ニングミラー（ポリゴンミラー）１４と、結像レンズ
（ｆθレンズ）１５と、反射ミラー２０と、を有する。
又、その他に筐体１１内には、ビーム検出ミラー１６な
どが設けられている。

【００１１】レーザーユニット１２から発せられたレー
ザ光線は、レンズ系１３を介してスキャニングミラー１
４に達する。高回転数で回転しているスキャニングミラ
ー１４で反射したレーザ光線は、結像レンズ１５を介
し、反射ミラー２０で角度を変え、図１に示した感光体
ドラム１に達し、回転している感光体ドラム１上に潜像
を形成する。ビーム検出ミラー１６は、スキャニングミ
ラー１４からの光線を受光、検知して、潜像形成範囲を
規定する。

【００１２】近年の電子写真方式を用いた画像形成装置
においては、高速化、小型化がますます進み、製品の単
位体積当たりの運動エネルギーも、それに伴って増大の
一途を辿っている。そのために、製品の振動も大きくな
る傾向にあり、これまで採られていたパッシブな振動対
策では、振動を許容値以下に抑えることが難しくなって
いる。

【００１３】図２に示すレーザービームスキャナユニッ
ト１０で言えば、振動部材と考えることのできる反射ミ
ラー２０において許容値以上の振動が生ずると、感光体
ドラム１上に形成される潜像に乱れが生じ、結果的に転
写材Ｐ上の画像、文字等に乱れが生じてしまう結果とな
る。

【００１４】また、許容値を超える振動は、不快な騒音
を生ずる原因になる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記問題を解決するた
めに、圧電素子による振動のアクティブ制御が試みられ
ている。

【００１６】つまり、振動のアクティブ制御とは、振動
を検知し、その検知した情報に基づき、所定の箇所に設
置した圧電素子により、構造体に存在する振動を打ち消
す振動エネルギーを生じさせることにより、振動を低減
するものである。

【００１７】しかし、斯かる方法は、 （１）圧電素子自体が有しているヒステリシス損によ
り、実際の振動を打ち消すような振動を圧電素子から発
生させることができない。 （２）圧電素子という構造体を、実際の製品の中に設置
する空間を確保することができない。 などといった要因により、実際の製品への適用が難しい
ものとなっている。

【００１８】従って、本発明の目的は、大幅な構造変更
を行うことなく、低振動な機械装置を実現することがで
き、画像の乱れの少ない、静粛な画像形成装置を提供す
ることである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
露光装置により画像を照射することにより潜像を形成す
る画像形成装置において、画像形成装置内に設けられた
振動部材に発生する振動を検知する振動検知手段と、前
記振動検知手段の振動検知信号に応じて、前記振動部材
の振動を低減させる振動低減手段と、を有することを特
徴とする画像形成装置である。

【００２０】本発明の一実施態様によれば、前記振動検
知手段は、圧電シート又は振動センサであり、前記振動
低減手段は、圧電シートである。

【００２１】本発明の他の実施態様によると、前記振動
検知手段と前記振動低減手段は、前記振動部材の一方の
面に配置される。又、他の実施態様によると、前記振動
検知手段と前記振動低減手段は、圧電シートであり、前
記振動部材の一方の面上に前記振動低減手段としての圧
電シートを設け、その上に、前記振動検知手段としての
圧電シートを積層する。

【００２２】本発明の他の実施態様によると、前記振動
検知手段は、前記振動部材の一方の面に配置され、前記
振動低減手段は、前記振動検知手段と対向して前記振動
部材の他方の面に配置される。

【００２３】本発明の他の実施態様によると、前記振動
検知手段及び前記振動低減手段は、接着層を介して前記
振動部材に配置される。

【００２４】本発明の他の実施態様によると、前記振動
部材は、前記露光装置を構成する反射ミラーである。
又、他の実施態様によると、前記振動部材は、前記露光
装置を構成する反射ミラーであり、前記反射ミラーの反
射面の側には、反射面を除いて前記振動低減手段を配置
する。

【００２５】本発明の他の実施態様によると、前記露光
装置は、レーザービームスキャナユニットである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２７】実施例１ 本実施例にて、本発明は、先に図１及び図２を参照して
説明した電子写真方式のレーザービームプリンタ１００
に具現化するものとし、従って、レーザービームプリン
タ１００及びレーザービームスキャナユニット１０の全
体的構成、機能についての再度の説明は省略し、本発明
の特徴部分について以下に説明する。

【００２８】図３（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明に従って
構成されるレーザービームスキャナユニット１０に設け
られたレーザービームを反射させるための、振動部材と
考えられる反射ミラー２０の第一の実施例を示す。図３
（Ａ）は、反射ミラーの正面図で、図３（Ｂ）は、反射
ミラーの中央縦断面図である。

【００２９】反射ミラー２０は、幅（Ｗ）、長さ
（Ｌ）、厚さ（Ｔ）とされる直方体をしたミラー本体２
１を有し、ミラー本体２１は、本実施例では図３にて下
面がレーザー反射面２２とされる。本実施例によると、
このレーザー反射面２２と反対側の面２３に、即ち、図
３にてミラー本体２１の上面に、直方体の断面と同形状
の形状である圧電シート２５、２７が接着剤にて貼着さ
れる。つまり、ミラー本体２１の上面に、接着層２４、
圧電シート２５、接着層２６、圧電シート２７が、順に
積層されている。

【００３０】圧電シート２５、２７は、高分子圧電材料
であるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を備え、高分
子圧電材料の両面に電極としてアルミニウムが蒸着され
て構成されている。圧電シート２５、２７としては、例
えば、呉羽化学工業株式会社製（ＫＦ−ピエゾフィル
ム：商品名）などを好適に使用することができる。

【００３１】また、接着層２４、２６を形成する接着剤
としては、エポキシ樹脂系の化学反応系接着剤などを使
用することができる。

【００３２】この反射ミラー２０に対して、図４に示す
ように、ミラー２０の長手方向に対して垂直方向の一次
曲げ振動が生じると、圧電シート２７も同様に曲げら
れ、曲げ方向に歪みが生じ、圧電シート２７の表裏にそ
れぞれ装着されている電極間には、曲げ歪みに対応した
電圧が発生する。つまり、圧電シート２７は、振動検知
手段として機能する。

【００３３】この電圧は、図５に示すように、Ａ／Ｄコ
ンバータ３１により量子化され、ＤＳＰ（ディジタルシ
グナルプロセッサ）３２に送られる。ＤＳＰ３２では、
量子化された信号から制御則に基づき計算される制御入
力を出力し、その信号はＤ／Ａコンバータ３３により、
アナログの電圧に変換され、圧電シート２５の表裏に装
着されている電極へと送られる。

【００３４】これにより、圧電シート２５には、圧電シ
ート２５に加えられた電圧により圧電シート２７が反射
ミラー２０の曲げ振動により受けた歪みを低減する位相
方向にモーメントを生じ、結果的に反射ミラー２０の曲
げ振動は、非常に小さいレベルに抑えることが可能とな
る。つまり、圧電シート２５は、振動低減手段として機
能する。

【００３５】本実施例にて示したレーザービームプリン
タ１００のレーザービームスキャナユニット１０内の反
射ミラー２０の曲げ振動は、感光体ドラム１上に形成さ
れる潜像の精度に悪影響を与え、結果的に転写材Ｐ上の
画像、文字などに対する外乱となる。

【００３６】本実施例の構成を採用することにより、振
動の低減のための機構に大きな容積を要することなく、
スマートな構造で、低振動な画像形成装置を実現するこ
とができる。

【００３７】実施例２ 図６（Ａ）、（Ｂ）、及び図７に、本発明に従って構成
されるレーザービームスキャナユニット１０に設けられ
たレーザービームを反射させるための反射ミラー２０の
第二の実施例を示す。図６（Ａ）は、反射ミラーの正面
図で、図６（Ｂ）は、反射ミラーの中央縦断面図であ
る。又、図７は、反射ミラー２０のレーザー反射面２２
側から見た図である。

【００３８】反射ミラー２０は、実施例１で説明したと
同様に、幅（Ｗ）、長さ（Ｌ）、厚さ（Ｔ）とされる直
方体をしたミラー本体２１を有し、ミラー本体２１は、
本実施例では図６にて下面がレーザー反射面２２とされ
る。本実施例によると、このレーザー反射面２２と反対
側の面２３に、即ち、図６にてミラー本体２１の上面
に、直方体の断面と同形状の形状である圧電シート２７
が接着剤にて貼着され、又、ミラー本体の反射面２２
に、即ち、図６にて下面に、レーザービームの反射に要
する部位を除いて圧電シート２５が接着剤にて貼着され
る。

【００３９】つまり、ミラー本体２１の上面には接着層
２６及び圧電シート２７が、又、ミラー本体の下面に
は、レーザービーム反射面を除いて接着層２４、圧電シ
ート２５が積層されている。

【００４０】実施例１と同様のメカニズムで、振動検知
手段としての圧電シート２７で反射ミラー２１に加わる
曲げ歪みを検知し、振動低減手段としての圧電シート２
５の表裏に電圧を加えるにより、反射ミラー２１が発生
する振動を打ち消すようなモーメントを圧電シート２５
に発生させ、低振動な構造を実現する。

【００４１】圧電シート２５、２７、及び、接着層を形
成する接着剤２４、２６は、実施例１と同様のものを使
用し得る。

【００４２】本実施例においても、実施例１と同様の作
用効果を達成し得る。

【００４３】実施例３ 図８（Ａ）、（Ｂ）、及び図９に、本発明に従って構成
されるレーザービームスキャナユニット１０に設けられ
たレーザービームを反射させるための反射ミラー２０の
第三の実施例を示す。図８（Ａ）は、反射ミラーの正面
図で、図８（Ｂ）は、反射ミラーの中央縦断面図であ
る。又、図９は、反射ミラー２０のレーザー反射面２２
側から見た図である。

【００４４】反射ミラー２０は、実施例１で説明したと
同様に、幅（Ｗ）、長さ（Ｌ）、厚さ（Ｔ）とされる直
方体をしたミラー本体２１を有し、ミラー本体２１は、
本実施例では図８にて下面がレーザー反射面２２とされ
る。本実施例によると、このレーザー反射面２２と反対
側の面２３、即ち、図８にてミラー本体２１の上面の、
しかも長手方向端部に近い箇所に振動センサ５０が接着
剤にて固着されており、又、ミラー本体の反射面２２
に、即ち、図８にて下面に、レーザービームの反射に要
する部位を除いて圧電シート２５が接着剤にて貼着され
る。

【００４５】つまり、ミラー本体２１の上面には接着層
５１及び振動センサ５０が、又、ミラー本体の下面に
は、レーザービーム反射面を除いて接着層２４、圧電シ
ート２５が積層されている。

【００４６】反射ミラー５０が、図４に示すように一次
曲げ振動を生ずる場合、振動センサ５０は振動レベルを
検知し、図１０に示すように、その情報はＡ／Ｄコンバ
ーター４１で離散化され、ＤＳＰ４２に送られる。つま
り、振動センサ５０は、振動検知手段として機能する。

【００４７】ＤＳＰ４２では、圧電シート２５に曲げ歪
みを生じさせる、圧電シート２５の表裏に加える電圧
を、振動センサ５０において最小になるような制御（Ｈ
２制御、Ｈ∞制御等）を行う。つまり、圧電シート２５
は、振動低減手段として機能する。

【００４８】その結果、反射ミラー２１の振動は許容レ
ベル以下に抑えることができ、画像に外乱の少ない、静
粛な、画像形成装置を実現できる。

【００４９】振動センサ５０としては、圧電型加速度計
を用いることができ、例えば、ＰＣＢ社３５３Ｂ１６
（商品名）などを使用することができる。又、圧電シー
ト２５及び接着層２４、５１を形成する接着剤２４、５
１は、実施例１と同様のものを使用し得る。

【００５０】上記各実施例では、振動部材として、レー
ザービームスキャナユニットの反射ミラーを例に挙げて
説明したが、振動部材は、これに限定されるものではな
く、その他に、例えば、画像形成装置本体の筐体、レー
ザビームスキャナ筐体、振動を発する可能性のあるミラ
ー部品等が挙げられ、上記実施例と同様の作用効果を得
ることができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、露光装
置により画像を照射することにより潜像を形成する画像
形成装置において、画像形成装置内に設けられた振動部
材に発生する振動を検知する振動検知手段と、振動検知
手段の振動検知信号に応じて、振動部材の振動を低減さ
せる振動低減手段と、を有する構成とされるので、 （１）大幅な構造変更を行うことなく、低振動な画像形
成装置を実現することができる。 （２）画像の乱れの少ない、静粛な画像形成装置を実現
できる。 といった効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成図である。

【図２】レーザービームスキャナユニットの一実施例の
概略構成図である。

【図３】図３（Ａ）は、反射ミラーの正面図、図３
（Ｂ）は、反射ミラーの中央縦断面図である。

【図４】反射ミラーの振動モードを示す図である。

【図５】振動制御装置の概略構成を説明する図である。

【図６】図６（Ａ）は、反射ミラーの正面図、図６
（Ｂ）は、反射ミラーの中央縦断面図である。

【図７】反射ミラーの、反射面側から見た図である。

【図８】図８（Ａ）は、反射ミラーの正面図、図８
（Ｂ）は、反射ミラーの中央縦断面図である。

【図９】反射ミラーの、反射面側から見た図である。

【図１０】振動制御装置の概略構成を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１感光体ドラム（像担持体） １０レーザービームプリンタ（露光装置） ２０反射ミラー（振動部材） ２１ミラー本体 ２２レーザー反射面 ２４、２６接着層 ２５圧電シート（振動低減手段） ２７圧電シート（振動検知手段） ５０振動センサ（振動検知手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 BA04 BA87 DA18 DA20 2H027 DA50 DE03 DE04 DE10 EA18 ED04 JA17 JB05 JB21 JB30 JC05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光装置により画像を照射することによ
   り潜像を形成する画像形成装置において、 画像形成装置内に設けられた振動部材に発生する振動を
   検知する振動検知手段と、 前記振動検知手段の振動検知信号に応じて、前記振動部
   材の振動を低減させる振動低減手段と、を有することを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記振動検知手段は、圧電シート又は振
   動センサであり、前記振動低減手段は、圧電シートであ
   ることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記振動検知手段と前記振動低減手段
   は、前記振動部材の一方の面に配置されることを特徴と
   する請求項１又は２の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記振動検知手段と前記振動低減手段
   は、圧電シートであり、前記振動部材の一方の面上に前
   記振動低減手段としての圧電シートを設け、その上に、
   前記振動検知手段としての圧電シートを積層したことを
   特徴とする請求項３の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記振動検知手段は、前記振動部材の一
   方の面に配置され、前記振動低減手段は、前記振動検知
   手段と対向して前記振動部材の他方の面に配置されるこ
   とを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記振動検知手段及び前記振動低減手段
   は、接着層を介して前記振動部材に配置されることを特
   徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成
   装置。
7. 【請求項７】 前記振動部材は、前記露光装置を構成す
   る反射ミラーであることを特徴とする請求項１〜６のい
   ずれかの項に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記振動部材は、前記露光装置を構成す
   る反射ミラーであり、前記反射ミラーの反射面の側に
   は、反射面を除いて前記振動低減手段を配置することを
   特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形
   成装置。
9. 【請求項９】 前記露光装置は、レーザービームスキャ
   ナユニットであることを特徴とする請求項１〜８のいず
   れかの項に記載の画像形成装置。