【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、デジタル複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に収容されるユニット形式の光走査装置、殊にその光学箱の共振防止構造に関するものであり、モータなどの振動に対する光学箱の共振を効果的に防止して、上記画像形成装置の感光体上に、濃度ムラのない良好な画像を形成することができるものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
電子写真方式による画像形成装置における光走査装置は、レーザ光束で感光体を走査して静電潜像を形成する過程で利用されるもので、レーザ光を出射する半導体レーザと、そのレーザ光を反射して感光体上を走査させる多面鏡と、多面鏡を回転駆動する多面鏡モータと前記多面鏡からの光を結像する結像レンズと、その前記結像レンズの作用を受けた走査レーザ光を反射するための反射鏡等から成り、これらの光源、多面鏡、多面鏡モータ、結像レンズおよび反射鏡を光学箱に収容し、レーザ光が書込み光として出射される露光開口部を防塵ガラスで塞ぐようにし、略密閉された構造を成している。
このような光走査装置を装備した電子写真方式による画像形成装置は、副走査方向に回転する感光体に、レーザ光を主走査方向に走査して画像を形成しているため、光走査装置自身が有する多面鏡モータ等の駆動部から発生する振動あるいは感光体等の画像形成装置本体の駆動部から発生する振動によって、前記光学箱、結像レンズおよび反射鏡が共振する。その結果、レーザ光の結像位置が変動し画像上において主走査方向に線寄れを生じ、また、副走査方向に濃度むらが生じて画質を低下させるという問題がある。特に、光路の最後方に配置される結像レンズや反射鏡は、主走査方向に長いため、中央部が撓みやすく、そのために振動の影響を受け易い構造を成している。
【０００３】
他方、光走査装置について、一層の高速化および高画像品質化にも対応できるような各種の提案が行なわれており、特に、回転多面鏡を回転駆動する多面鏡モータおよび画像形成装置の駆動部のモータ等から発せられる振動により、画質の低下を防ぐための各種提案が行われている。
例えば、特開平５−１０３１６４号公報に記載されている画像形成装置では、レーザビームスキャナ装置から発生する振動の振動数（多面鏡モータの回転による振動の周波数と同じ）と、この装置を支持する支持フレームの共振周波数とを所定値離すようにしている。このため、レーザビームスキャナ装置から発生する振動の振動数と支持フレームの共振周波数がある程度離れているので、レーザビームスキャナ装置から発生する振動によって支持フレームが共振することは防止され、したがって、感光体上に濃度ムラのない良好な画像が形成される。しかし、その支持フレーム上にレーザビームスキャナ装置が装着されるので、支持フレーム自体の振動減衰性が低下し、この支持フレームの共振周波数間には明確な反共振峰が存在しないことがある。このため、共振周波数が所定値離れている場合でも、振動発生光学部品の周波数での振動を抑制することができないという問題がある。
【０００４】
また、特開平９−３３８４４号公報に記載されている光走査装置では、振動発生源である多面鏡モータ等を配置するための穴が支持板に開けられ、その剛性が弱められているので、当該支持板の剛性を補強リブの配置を工夫することによって高めている。このものでは、剛性を高めるように補強リブを配置した支持板に多面鏡モータ等を装着し、この支持板を光学箱およびフレームに取付けており、このことによって、多面鏡モータ等による振動を抑制することができ、感光体上に濃度ムラのない良好な画像を形成できる。しかし、レーザ走査箱が光学箱に装着されるため、光学箱のレーザ走査箱以外の個所に配置されているミラー等の光学部品とポリゴンミラーの相対的な位置関係は光学箱の共振周波数によって大きく左右される。補強リブの配置を工夫した支持板により２次的に光学箱の剛性を高めているが、レーザ走査箱が装着された後の光学箱の共振周波数の高域側への移動量は限界があるので、光学箱の初期剛性が低下している場合（つまり、光学箱の１次共振周波数が振動発生光学部品からの振動の振動数より相当数低い場合）は、振動発生光学部品の周波数での振動を、支持板の補強リブの配置を工夫することで抑制することはできないという問題がある。また、この問題を解決するために、支持板を本体フレームに直接装着する場合は、光学箱の剛性への依存度を低減することはできるが、本体フレームから感光体ドラムや記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動が直接レーザ走査箱に伝達されるのを回避することはできない。このため、振動発生光学部品自身の振動だけではなく、複数の振動源からの振動も受けることになるから、単純に振動板の１次共振周波数を高域側へシフトするだけでは、光学箱の振動を抑制することはできない。
【０００５】
さらに、実開平５−１１１６１号公報に記載されているものは、その光学箱が、多面鏡モータ配置域と光学素子配置域が垂立壁を介して、階段状に段違いに形成され、垂立壁にレーザビーム通過孔が開口形成されている構造を有している。このものでは、上記構造（上記のように段違いに形成された構造）により光学箱の剛性が高められているので、多面鏡モータ等から発生する振動によって、光学箱の共振が防止され、感光体上に濃度ムラのない良好な画像を形成できる。しかし、多面鏡モータ配置域と光学素子配置域が垂立壁を介して、階段状に段違いに形成されているため、多面鏡モータおよび光学素子の取付面が相対しており、このために、多面鏡モータおよび光学素子の取付面の平行度について高い精度が要求され、その結果、コスト高となり、また多面鏡モータおよび光学素子の取付け面が逆になるので、組み立て性が低下する。
【０００６】
【先行技術文献】
【特許文献１】特開平５−１０３１６４号公報
【特許文献２】特開平９−３３８４４号公報
【特許文献３】実開平５−１１１６１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の従来技術におけるように、多面鏡モータから発生する振動に対処しても、当該振動に因る感光体上の濃度ムラを完全に回避することはできない。これは、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって、多面鏡モータや光学素子等を収納する光学箱や光学素子自身が振動させられ、光ビームの光路変動が生じるからである。これを回避するためは、多面鏡モータや光学素子等を収納する光学箱の振動特性が、それらを振動させる振動形状を有する共振周波数を高周波数域に有するものであることが必要である。
そこで、本発明は、光走査装置について、その前記光学箱が振動する１次共振周波数および反射鏡支持部が振動する共振周波数を高周波帯域に存する振動特性を持つように、その補強構造を工夫することをその課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた手段は次の解決手段１乃至解決手段１０のとおりである。
【解決手段１】（請求項１に対応）
解決手段１は、レーザ光を発する光源と、当該光源からのレーザ光を反射する多面鏡と、当該多面鏡を回転駆動する多面鏡モータと、当該多面鏡モータで駆動される前記多面鏡により反射された走査レーザ光を結像する結像レンズと、当該結像レンズを透過した走査レーザ光を反射する反射鏡と、前記光源、前記多面鏡、前記多面鏡モータ、前記結像レンズおよび前記反射鏡を収容するものであって、画像形成装置への取付け部を少なくとも３個所以上設けた光学箱とを備えた光走査装置について、その光学箱の平均肉厚Ｔと高さＨに対して、２×Ｔ≦ｔ≦Ｈ／２の関係をもつ肉厚ｔを有する偏肉部を少なくとも一ヵ所以上設けたことである。
なお、上記の平均肉厚Ｔ（Ｔａｖｅ）は、光学箱の偏肉部を除く部分の平均肉厚を意味する。
【０００９】
【作用】
光学箱の１次共振周波数を高周波数域側にシフトさせることができ、また、光学箱の光学素子（結像手段）の取付け位置近傍の局部的な振動を抑制できるので、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって生ずる感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００１０】
【解決手段２】（請求項２に対応）
解決手段２は、解決手段１における光学箱について、その偏肉部として、前記光学箱の前記取付け部の肉厚ｔ１に、前記光学箱の平均肉厚Ｔと高さＨに対して、２×Ｔ≦ｔ１≦Ｈ／２の関係をもたせたことである。
【００１１】
【作用】
光学箱の１次共振周波数を高周波数域側にシフトさせることができ、また、光学箱の光学素子（具体的には結像手段）の取付け位置近傍の局部的な振動を抑制できるので、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって生ずる感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００１２】
【解決手段３】（請求項３に対応）
解決手段３は、解決手段２における光学箱について、その前記取付け部の周辺の側壁の肉厚ｔ２を前記取付け部の肉厚ｔ１と同じにしたことである。
【００１３】
【作用】
光学箱の１次共振周波数を高周波数域側にシフトさせることができるので、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって生ずる感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００１４】
【解決手段４】（請求項４に対応）
解決手段４は、解決手段１における光学箱について、その偏肉部として、前記光学箱内に搭載される前記反射鏡の支持体およびレーザ光通過用開口窓周りの当該光学箱の肉厚に、当該光学箱の平均肉厚Ｔと高さＨに対して、２×Ｔ≦ｔ≦Ｈ／２の関係をもたせることである。
【００１５】
【作用】
前記反射鏡を支持する個所が振動する光学箱の共振周波数を高周波数域側にシフトさせることができる。このため、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって生ずる感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００１６】
【解決手段５】（請求項５に対応）
解決手段５は、解決手段１乃至解決手段４における光学箱を発泡性樹脂で構成することである。
【００１７】
【作用】
上記光学箱を発泡性樹脂で構成するものであるから、比較的容易に、しかも高い形状精度で解決手段１乃至解決手段４による軽量の光学箱を成形できる。したがって、前記光学箱の平均肉厚とは大きく異なる偏肉部を設けやすく、かつその重量を低減でき、前記光学箱の１次共振周波数を高周波数域側にシフトさせることができる。それゆえ、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって生ずる感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００１８】
【解決手段６】（請求項６に対応）
解決手段６は、解決手段１乃至解決手段５における光学箱について、主走査方向と平行に設けられた２個所の取付け部と、当該２個所の取付け部と画像形成装置に対して反対側に位置する他の取付け部とを結ぶ線に沿った補強リブを光学箱の裏面に設けたことである。
【００１９】
【作用】
光ビーム結像手段取付け位置の近傍の曲げ剛性が向上し、光学箱の開口窓近傍の振動を抑制でき、また、開口窓近傍の振動範囲を的確に抑えることができるので、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって生ずる感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００２０】
【解決手段７】（請求項７に対応）
解決手段７は、解決手段１乃至解決手段６における光学箱について、前記光源、前記多面鏡、前記結像レンズおよび前記反射鏡における走査ビームの高さを一定に保持するために設けてある前記光学箱の底面の段差部に沿った補強リブをその裏面に設けたことである。
【００２１】
【作用】
光ビーム結像手段および光ビーム反射手段取付け位置の近傍の曲げ剛性が向上するので、光学箱の開口窓近傍の振動を抑制できる。したがって、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって生ずる感光体上の濃度ムラを回避できる。また、光学箱を樹脂製にする際に、光学箱の肉厚を均一化でき、成形しやすくなる。したがって、金型製作費の低減、生産コストの低減が図られる。
【００２２】
【解決手段８】（請求項８に対応）
解決手段８は、解決手段６乃至解決手段７における光学箱について、その補強リブを、前記光学箱の肉厚と同等の肉厚のリブにすることである。
【００２３】
【作用】
光学箱を樹脂製にする際に、光学箱の肉厚を均一化でき、成形しやすくなる。したがって、金型製作費の低減、生産コストの低減が図られる。
【００２４】
【解決手段９】（請求項９に対応）
解決手段９は、解決手段６における光学箱について、前記多面鏡と前記多面鏡モータを内包する箇所の側壁を中空二重構造としたことである。
【００２５】
【作用】
光学箱の１次共振周波数を高周波数域側にシフトさせることができるので、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって生ずる感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００２６】
【解決手段１０】（請求項１０に対応）
解決手段１０は、解決手段９における光学箱の上記中空二重構造を、前記光学箱裏面へ開口した構造にしたことである。
【００２７】
【作用】
光学箱の１次共振周波数を高周波数域側にシフトさせることができるので、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動によって生ずる感光体上の濃度ムラを回避することができ、また、二重構造の中空部が裏側に開口しているので、光学箱裏側の表面積が増え、その放熱性を高められているので、光学箱をアルミダイキャスト製にする際の放熱効果を一層高めることができる。
【００２８】
【実施の形態】
この発明をデジタル複写機（画像形成装置）に適用した例の概要を、図面を参照して説明する。
デジタル複写機の本体の上部には原稿読取装置が設けられている。原稿読取装置はコンタクトガラス上にセットした原稿を光源により照明し、原稿からの反射画像を複数の反射鏡により反射し、結像レンズによりＣＣＤイメージセンサ（固体撮像素子）に結像するものである。
ＣＣＤイメージセンサは原稿の画像からの反射光量を電気信号に変換する。電気信号に変換された画像データは画像処理部（図示せず）で変換され、続いて、光書込装置に出力される。光書込装置はレーザダイオード等のビーム発光素子（図示せず）で発生して出射されるビーム光をシリンドリカルレンズ（図示せず）により副走査方向に集光し、集光されたビーム光を多面鏡モータにより駆動される多面鏡で偏向し、偏向されたビーム光をｆθレンズ、トロイダルレンズ、反射鏡、防塵ガラスを介して感光体に照射するものである。
【００２９】
前記原稿読取装置の下方には図示の方向に回転する感光体の周囲に帯電器、光書込装置、現像器、転写器、分離器、クリーニング装置を配置し、帯電器によって均一に帯電させた感光体の帯電部分に光書込装置により静電潜像を形成する。その後、現像器によりトナー像として顕像化し、転写器によりトナー像を用紙上に転写し、残留トナーをクリーニング装置で回収するように構成する。また、用紙搬送部としては、給紙ローラ、給紙ガイド板、レジストローラ、搬送ベルト、定着ローラ、排紙ローラを有し、給紙ローラを駆動することにより、給紙カセットから１枚ずつ用紙を取り出して転写器に導き、これにトナー像を転写させ、定着ローラによってトナー像を加熱して定着させた後、受台上に排出するように構成されている。
【００３０】
次に、前記したデジタル複写機に装備される本発明の光走査装置について、図２（光走査装置の平面図）、図３（光走査装置の断面図）を参照して、詳細に説明する。
レーザ光を出射する半導体レーザと、そのレーザ光を反射して感光体上を走査させる多面鏡１と、多面鏡を回転駆動する多面鏡モータ２と前記多面鏡からの光を結像する結像レンズ３と、この前記結像レンズを透過した走査レーザ光を反射するための反射鏡４等から成り、これらの光源、多面鏡、多面鏡モータ、結像レンズおよび反射鏡を光学箱Ｂに収容し、書込み光としてレーザ光が出射する露光開口部５を防塵ガラスで塞ぐようにし、略密閉された構造を成している。
【００３１】
【実施例１】
次いで、この発明の光学箱Ｂを光学複写機に適用した実施例を説明する。
実施例１の光学箱Ｂは複写機の画像形成装置への取付け部を３個所有し、その平均肉厚Ｔと高さＨに対して、２×Ｔ≦ｔ≦Ｈ／２の関係をもつ肉厚ｔの偏肉部を次の３ヶ所に設けている（図４）。
１）前記光学箱の画像形成装置への取付け部８と、
２）前記取付け部８の周辺の側壁ｆと、
３）前記光学箱内に搭載される前記反射鏡の支持体およびレーザ光通過用開口窓周りの個所Ａ。
【００３２】
上記光学箱Ｂの画像形成装置への取付け部８ａ，８ｂ，８ｃの肉厚ｔ１は９．０ｍｍであり、前記取付け部周辺の側壁ｆの肉厚ｔ２は９．０ｍｍであり、さらに、前記光学箱Ｂ内に搭載される前記反射鏡の支持体１０およびレーザ光通過用開口窓の周りの箇所Ａの前記光学箱の肉厚ｔ３は８．０ｍｍである。さらに、前記光学箱の平均肉厚Ｔは３．０ｍｍ、前記光学箱の高さＨは２７．０ｍｍである。
なお、上記の平均肉厚Ｔは光学箱Ｂの偏肉部を除く部分の平均肉厚のことである。
【００３３】
また、従来例ではその光学箱Ｂが画像形成装置への取付け部８を３個所有し、取付け部８、取付け部周辺の側壁ｆ、および光学箱内に搭載される前記反射鏡の支持体およびレーザ光通過用開口窓周りの個所Ａの計３箇所の肉厚ｔはすべて３．０ｍｍ、前記光学箱の平均肉厚Ｔは３．０ｍｍ、前記光学箱の高さＨは２７．０ｍｍである。この実施例の光学箱の１次共振周波数は２５０Ｈｚであり、従来例のそれは１９９Ｈｚであるから、本実施例の１次共振周波数は、従来例に対して１．２４倍である。また、この実施例の反射鏡支持部が振動する共振周波数は３７４Ｈｚで、従来例のそれは２８０Ｈｚであり、この実施例の反射鏡支持部が振動する共振周波数は、従来例に対して、１．３４倍である。
【００３４】
【実施例２】
この光走査装置にける光学箱Ｂは、画像形成装置への取付け部８を３個所有し、当該取付け部８の肉厚ｔ１が、光学箱Ｂの平均肉厚Ｔと高さＨに対して、２×Ｔ≦ｔ１≦Ｈ／２の関係を有している。この関係を図５の断面図に示している。この実施例２の取付け部８の肉厚ｔ１＝９．０ｍｍ、前記光学箱の平均肉厚Ｔ＝３．０ｍｍ、前記光学箱の高さＨ＝２７．０ｍｍである。また、従来例ではその光学箱Ｂは画像形成装置への取付け部を３個所有し、その画像形成装置への取付け部の肉厚ｔ＝３．０ｍｍ、平均肉厚Ｔ＝３．０ｍｍ、高さＨ＝２７．０ｍｍである。この実施例の光学箱Ｂの１次共振周波数は２５０Ｈｚで、従来例のそれは１９９Ｈｚであり、実施例２の光学箱の１次共振周波数は、従来例に対して１．２４倍である。
【００３５】
【実施例３】
実施例３は、実施例２の光学箱の画像形成装置への取付け部の肉厚ｔ１と前記取付け部周辺の側壁ｆの肉厚ｔ２の厚さを同じにしたものである。このものの前記取付け部とその周辺の側壁ｆの平面図を図６に示している。
そして、前記光学箱の画像形成装置への取付け部８の肉厚ｔ１と当該取付け部８の周辺の側壁ｆの肉厚ｔ２はともに９．０ｍｍ、前記光学箱の平均肉厚Ｔ＝３．０ｍｍ、光学箱の高さＨ＝２７．０ｍｍである。また、従来例では、前記光学箱の画像形成装置への取付け部８の肉厚ｔ１と当該取付け部周辺の側壁ｆの肉厚ｔ２は３．０ｍｍである。
この実施例３の光学箱の１次共振周波数は２８１Ｈｚで、従来例のそれは１９９Ｈｚであり、本実施例の１次共振周波数は、従来例に対して１．４１倍である。また、実施例１に対しても１．１２倍である。
【００３６】
【実施例４】
実施例４の光学箱は、当該光学箱に搭載される反射鏡の支持体およびレーザ光通過用開口窓周りの箇所Ａの肉厚ｔ３が、光学箱の平均肉厚Ｔと高さＨに対して、２×Ｔ≦ｔ３≦Ｈ／２の関係を有するようにしたものである。これを図７（断面図）に示している。
この実施例４の光学箱Ｂは、これに搭載される反射鏡４の支持体１０（図４参照）およびレーザ光通過用開口窓５の周りの前記光学箱の肉厚ｔ３が８．０ｍｍ、光学箱の平均肉厚Ｔ＝３．０ｍｍ、光学箱の高さＨ＝２７．０ｍｍである。また、従来例の光学箱は、上記反射鏡４の支持体１０およびレーザ光通過用開口窓５の周りの箇所Ａの肉厚ｔ３が前記光学箱の平均肉厚Ｔ＝３．０ｍｍと同じである。
実施例４の反射鏡４の支持部１０が振動する共振周波数は３７４Ｈｚで、従来例のそれは２８０Ｈｚであり、上記支持部１０の共振周波数は従来例に対して１．３４倍である。
【００３７】
【実施例５】
実施例５は、光走査装置の光学箱Ｂを発泡性樹脂で構成したものである。
従来の光学箱はアルミダイキャストや溶融系の樹脂製であるので、その共振周波数は高周波数側へシフトし、光学箱の振動が抑制される。しかし、アルミダイキャスト製の光学箱はコストアップになるのでコスト低減のために、光学箱を溶融系樹脂製とする場合があるが、溶融系樹脂製では偏肉部があると、成形時に熱歪みなどによる成形不良、寸法不良を生じる。これを防ぐために、光学箱全体にわたって肉厚を平均化してなるべく偏肉部が存在しないようにし、その肉厚を３．５ｍｍ以下にするのが一般的である。
また、樹脂製光学箱はその共振周波数が低周波数側へシフトし、その振動が増大する。これを防ぐためにＢＭＣ系の樹脂製で形成する方法がある。ＢＭＣ系の樹脂では、偏肉による上記問題はほとんどないので、光学箱全体にわたって肉厚を平均化する必要はなく、したがって、偏肉部を適宜設けることによって光学箱Ｂの共振周波数を高周波数側へシフトさせてその振動を抑制することができる。しかしながら、ＢＭＣ系の樹脂製光学箱は、その中にガラス繊維等が含まれているので材料リサイクル性が悪く、環境負荷を増大させてしまうという問題がある。また、ＢＭＣ系の樹脂は、溶融系樹脂に比べて比重が大きい。このため、ＢＭＣ系樹脂製の光学箱は重量がかさみ、画像形成装置への重量負荷が大きくなるという問題もある。
【００３８】
この実施例５は、発泡性樹脂製で前記光学箱を形成したものであるから、十分な厚さの偏肉部を設けることに問題はなく、したがって、肉厚部を設けて光学箱の共振周波数を高周波数側へシフトさせてその振動を抑制することができるとともに、その重量を軽減することができる。
【００３９】
【実施例６】
実施例６の光学箱は、主走査方向と平行に設けられる２個所の取付け部８ａ、８ｂと他の取付け部８ｃを結ぶ位置の前記光学箱裏面に補強リブ６を配置したものである。この光学箱の底面構造を図８に示している。
光学箱の剛性を高くするためには、取り付け部の支持力が及ばない部分をなくするために、取付け部を結んでできる多角形の面積を可及的に小さくするように取付け部の位置を決めるのが好ましい。さらに、取付け部間を結ぶ線上が前記光学箱の剛性が最も高くなる位置であり、その位置に光学箱の側壁ｗが存在するのが最も望ましいが、しかし、光学箱には長尺な結像レンズおよび反射鏡が収納されるため、取付け部を結んでできる多角形の面積を最小にし、かつ前記取付け部を結ぶ線上に前記光学箱の側壁ｗを配置することは困難である。さらに、前記補強リブ６を前記光学箱の表面に配置する場合、それが走査レーザ光を遮断することがないようにその高さはかなり制限されるので、補強リブ６によって光学箱Ｂの剛性を十分高めることはできない。このため、この光学箱Ｂでは、上記取付け部８ａと８ｃを結ぶ線分、取付け部８ｂと８ｃを結ぶ線分に沿って補強リブ６を光学箱Ｂの裏面に配置して、その高さを十分確保できるようにしている。
【００４０】
特に、この実施例６の場合は、光学箱の１次共振周波数および光学箱の出射光開口部５の回りの箇所Ａの中央部が曲げ変形を起こす共振周波数を高周波数側にシフトさせる効果を有する。
この実施例６の光学箱の露光開口部５の回りの箇所Ａの中央部が曲げ変形を起こして振動モードの共振周波数は４８０Ｈｚである。従来例におけるこの振動モードの共振周波数は３９１Ｈｚであるから、この実施例６は、光学箱の露光開口部５の中央部が曲げ変形を起こして振動する振動モードの共振周波数が従来例に比して８９Ｈｚ高くなっており、この振動モードにおける振動量を低減することができる。
【００４１】
【実施例７】
この実施例７の光学箱の底面構造は図９に示すとおりである。この例では、前記光源、前記多面鏡、前記結像レンズおよび前記反射鏡における走査ビームの高さを一定に保持するために設けてある光学箱Ｂの底面の段差部（図３参照）に沿って補強リブ７をその裏面に設けている。特に、この実施例の光学箱は、その１次共振周波数および光学箱の出射光開口部５の回りの箇所の中央部が曲げ変形を起こして振動する振動モードの共振周波数を高周波数側にシフトさせる効果を有している。そして、同中央部が曲げ変形を起こして振動する振動モードの共振周波数は４７０Ｈｚである。従来例におけるこの振動モードの共振周波数は３９１Ｈｚであるから、この実施例７の光学箱は、従来例に比して、出射光開口部５の回りの箇所の中央部が曲げ変形を起こし、振動する振動モードの共振周波数が７９Ｈｚ高くなっており、この振動モードにおける振動量が大幅に低減されている。
【００４２】
【実施例８】
この実施例８は、実施例６又は実施例７の光学箱について、その各リブがその平均肉厚と同等の肉厚を有するようにしたものである。従来例では光学箱においては、格子状の補強リブが多く用いられているが、格子状の補強リブによって光学箱の剛性を十分確保するためには、その間隔を狭めてその本数を多くする必要があり、そのため、格子状の補強リブの肉厚は、光学箱の平均肉厚の１／２程度にするのが一般的である。しかしながら、格子状の補強リブは、多数の補強リブを設ける割りには光学箱の剛性を高める効果が高くなく、さらに光学箱の重量増大が避けられないので、上記実施例６，７では、その剛性をさらに高めるように、リブ６，７を配置している。さらに、実施例８は、実施例６，７の補強リブの補強効果を一層高めるため、補強リブ６又は補強リブ７の厚さを光学箱の平均肉厚Ｔと同等にしている。このようにリブの厚さを光学箱の平均肉厚Ｔと同等にしたことにより、光学箱Ｂを樹脂製とする場合、成形精度を安定させることができるとともに、その成形時間を短縮することができる。
【００４３】
【実施例９】
実施例９は、実施例６の前記光学箱について、前記多面鏡１と多面鏡モータ２を内包する箇所の側壁を中空二重構造にしたものであり、その構造を図１０（上方斜視図）に示している。
実施例６の光学箱は主走査方向と平行に設けられる２個所の取付け部と他の取付け部を結ぶ位置の前記光学箱裏面に補強リブ６を設けたものである（図８参照）が、その補強リブ６は前記多面鏡１の付近で連続性が途切れてしまう（モータとの関係で高さが増すため）。これに対して、実施例９はその補強リブ６の連続性
を確保するために、多面鏡と多面鏡モータを内包する箇所の側壁を中空二重構造Ｗにしている。このように上記側壁を中空二重構造Ｗにすることによって、光ビーム偏向手段（多面鏡と多面鏡モータ）の位置にも補強リブ６（図示なし）を設けることができ、補強リブ６を設けることで共振防止構造にしている。
【００４４】
【実施例１０】
この実施例１０は、実施例９の光学箱の上記側壁の中空二重構造Ｗの中空部が前記光学箱Ｂの裏面へ開口する（開口ｖ）ようにしたものであり、これを図１１（下方斜視図）に示している。上記中空二重構造の裏面に開口したものであるから、光学箱Ｂの重量が低減され、また、１次共振周波数の低下が防止される。さらに、光学箱Ｂの裏面の表面積が増えるのでその放熱性が高められる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、光走査装置の光学箱が振動する１次共振周波数および反射鏡支持部の共振周波数をより高い周波帯域にすることができ、その結果、デジタルカラー複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、多面鏡モータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等からの振動に伴う、多面鏡モータや光学素子等の収納用光学箱や光学素子自身の振動、さらにこれによる光ビームの光路変動を防止し、ひいては感光体上の濃度ムラを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、光学複写機の断面図である。
【図２】は、図１の光学複写機の光学箱の上面を示す平面図である。
【図３】は、図２の光学箱の断面図である。
【図４】は、図２の光学箱の反射鏡支持体近傍部分の拡大断面図である。
【図５】は、図２の光学箱の画像形成装置への取付け部の拡大断面図である。
【図６】は、図２の光学箱の画像形成装置への取付け部周辺部分の拡大断面図である。
【図７】は、図２の光学箱の平均肉厚Ｔａｖｅと反射鏡の支持体およびレーザ光通過用開口窓周りの肉厚との関係を示す断面図である。
【図８】は、図２の光学箱の底面のリブの配置を示す裏面図である。
【図９】は、図２の光学箱の底面の他のリブの配置を示す裏面図である。
【図１０】は、光学箱の多面鏡および多面鏡モータ収納個所を二重構造にした例の上方斜視図である。
【図１１】は、光学箱の多面鏡および多面鏡モータ収納個所の二重構造にした例の下方斜視図である。
【符号の説明】
１：多面鏡
２：多面鏡モータ
３：結像レンズ
４：反射鏡
５：露光開口部
６，７：リブ
８：取付け部
１０：反射鏡４の支持部
Ｂ：光学箱
ｗ：光学箱の側壁
Ｗ：光学箱の側壁の中空二重構造
ｖ：側壁の中空二重構造の中空部の裏面開口[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a unit-type optical scanning device housed in an electrophotographic image forming apparatus such as a digital copying machine or a printer, and more particularly to a structure for preventing resonance of an optical box, and an optical box against vibration of a motor or the like. Is effectively prevented, and a good image without density unevenness can be formed on the photoreceptor of the image forming apparatus.
[0002]
[Prior art and its problems]
2. Description of the Related Art An optical scanning device in an electrophotographic image forming apparatus is used in a process of forming an electrostatic latent image by scanning a photoconductor with a laser beam. A polygon mirror for reflecting and scanning the photosensitive member, a polygon mirror motor for rotating and driving the polygon mirror, an imaging lens for forming an image of light from the polygon mirror, and a scanning laser having the function of the imaging lens The light source, polygon mirror, polygon mirror motor, imaging lens, and reflection mirror are housed in an optical box, and the exposure opening from which laser light is emitted as writing light is dustproof. It is closed with glass and has a substantially closed structure.
An electrophotographic image forming apparatus equipped with such an optical scanning device scans a photosensitive member rotating in a sub-scanning direction with a laser beam in a main scanning direction to form an image. The optical box, the imaging lens, and the reflection mirror resonate due to vibration generated from a driving unit such as a polygon mirror motor or a vibration unit generated from a driving unit of the image forming apparatus main body such as a photoconductor. As a result, there is a problem in that the image forming position of the laser beam fluctuates, and a line shift occurs in the image in the main scanning direction, and density unevenness occurs in the sub-scanning direction, thereby deteriorating the image quality. In particular, since the imaging lens and the reflecting mirror disposed at the rear end of the optical path are long in the main scanning direction, the central portion is easily bent, and thus has a structure easily affected by vibration.
[0003]
On the other hand, various proposals have been made for the optical scanning device so as to be able to cope with higher speed and higher image quality. In particular, a polygon mirror motor for driving a rotary polygon mirror and a driving unit of the image forming apparatus are provided. Various proposals have been made to prevent the image quality from being degraded by vibrations generated from motors and the like.
For example, in an image forming apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-103164, the frequency of vibration generated by a laser beam scanner (same as the frequency of vibration caused by the rotation of a polygon mirror motor) and this apparatus are supported. The resonance frequency of the support frame is separated from the resonance frequency by a predetermined value. For this reason, since the frequency of the vibration generated from the laser beam scanner device and the resonance frequency of the support frame are separated to some extent, the support frame is prevented from resonating due to the vibration generated from the laser beam scanner device. A good image without density unevenness is formed thereon. However, since the laser beam scanner device is mounted on the support frame, the vibration damping property of the support frame itself is reduced, and a clear anti-resonance peak may not exist between the resonance frequencies of the support frame. For this reason, there is a problem that even when the resonance frequency is separated by a predetermined value, vibration at the frequency of the vibration generating optical component cannot be suppressed.
[0004]
Further, in the optical scanning device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-33844, a hole for arranging a polygon mirror motor or the like as a vibration source is formed in the support plate, and its rigidity is weakened. The rigidity of the support plate is enhanced by devising the arrangement of the reinforcing ribs. In this device, a polygon mirror motor or the like is mounted on a support plate on which reinforcing ribs are arranged so as to increase rigidity, and this support plate is mounted on an optical box and a frame, thereby suppressing vibration caused by the polygon mirror motor and the like. And a good image without density unevenness can be formed on the photoreceptor. However, since the laser scanning box is mounted on the optical box, the relative positional relationship between the polygon mirror and the optical components such as mirrors arranged in a portion of the optical box other than the laser scanning box is greatly increased by the resonance frequency of the optical box. It depends. The rigidity of the optical box is secondarily increased by a support plate with a modified arrangement of the reinforcing ribs, but the amount of movement of the optical box to the higher frequency side of the resonance frequency after the laser scanning box is mounted is limited. Therefore, when the initial rigidity of the optical box is reduced (that is, when the primary resonance frequency of the optical box is considerably lower than the frequency of vibration from the vibration generating optical component), the frequency at the frequency of the vibration generating optical component is reduced. There is a problem that vibration cannot be suppressed by devising the arrangement of the reinforcing ribs of the support plate. When the support plate is directly mounted on the main frame to solve this problem, the dependence on the rigidity of the optical box can be reduced. -Vibration generated from a motor or the like for driving the paper discharge system cannot be directly transmitted to the laser scanning box. For this reason, not only the vibration generating optical component itself, but also vibrations from a plurality of vibration sources are received. Therefore, simply shifting the primary resonance frequency of the diaphragm to the higher frequency side will not allow the optical box to move. Vibration cannot be suppressed.
[0005]
Further, the one described in Japanese Utility Model Laid-Open No. Hei 11-11161 has an optical box in which a polygon mirror motor disposition area and an optical element disposition area are formed in a stair-like stepped manner through a vertical wall. It has a structure in which a laser beam passage hole is formed. In this case, the rigidity of the optical box is increased by the above-mentioned structure (the structure formed stepwise as described above), so that resonance of the optical box is prevented by vibration generated from a polygon mirror motor or the like, and A good image without density unevenness can be formed thereon. However, since the polygon mirror motor arrangement area and the optical element arrangement area are formed in a stepped manner through the vertical wall, the mounting surfaces of the polygon mirror motor and the optical element are opposed to each other. High precision is required for the degree of parallelism of the mounting surface of the mirror motor and the optical element, which results in high cost and the mounting surface of the polygon mirror motor and the optical element is reversed, resulting in reduced assemblability.
[0006]
[Prior art documents]
[Patent Document 1] JP-A-5-103164
[Patent Document 2] JP-A-9-33844
[Patent Document 3] Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-11161
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Even in the case of the vibrations generated by the polygon mirror motor as in the above-described prior art, it is not possible to completely avoid density unevenness on the photosensitive member due to the vibrations. This is because the optical box or optical element itself that houses the polygon mirror motor, optical elements, etc. vibrates due to vibrations generated from the polygon mirror motor, the photosensitive drum, and the motor that drives the paper feed / discharge system for recording paper. This causes the optical path of the light beam to fluctuate. In order to avoid this, it is necessary that the vibration characteristics of the optical box housing the polygon mirror motor, the optical element, and the like have a resonance frequency having a vibration shape for vibrating them in a high frequency range.
Therefore, the present invention devises a reinforcing structure for the optical scanning device so that the primary resonance frequency at which the optical box vibrates and the resonance frequency at which the reflector support vibrates have a vibration characteristic in a high frequency band. That is the task.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Means taken to solve the above problems are as the following Solution 1 to Solution 10.
[Solution 1] (corresponding to claim 1)
Solution 1 is a light source that emits laser light, a polygon mirror that reflects the laser light from the light source, a polygon mirror motor that rotationally drives the polygon mirror, and reflection by the polygon mirror that is driven by the polygon motor. An imaging lens that forms an image of the scanned laser beam, a reflecting mirror that reflects the scanning laser light transmitted through the imaging lens, the light source, the polygon mirror, the polygon motor, the imaging lens, and the reflection. For an optical scanning device that houses a mirror and has an optical box provided with at least three attachment portions to the image forming apparatus, with respect to the average thickness T and height H of the optical box, That is, at least one uneven portion having a thickness t having a relationship of 2 × T ≦ t ≦ H / 2 is provided.
The above average thickness T (Tave) means the average thickness of a portion of the optical box excluding the uneven thickness portion.
[0009]
[Action]
The primary resonance frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side, and local vibration near the mounting position of the optical element (imaging means) of the optical box can be suppressed. It is possible to avoid density unevenness on the photoreceptor caused by vibration generated from a motor or the like that drives a body drum and a paper feeding / discharging system for recording paper.
[0010]
(Solution 2) (corresponding to claim 2)
A second aspect of the present invention provides the optical box of the first aspect, wherein the thickness of the mounting portion of the optical box is t. 1 In addition, a relation of 2 × T ≦ t1 ≦ H / 2 is given to the average thickness T and the height H of the optical box.
[0011]
[Action]
The primary resonance frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side, and local vibration near the mounting position of the optical element (specifically, the imaging means) of the optical box can be suppressed. It is possible to avoid density unevenness on the photoconductor caused by vibration generated from a mirror motor, a photoconductor drum, and a motor for driving a paper feeding / discharging system for recording paper.
[0012]
[Solution 3] (corresponding to claim 3)
A third aspect of the present invention provides the optical box according to the second aspect, wherein a thickness t of a side wall around the mounting portion is set. 2 Is the thickness t of the mounting portion. 1 Is the same as
[0013]
[Action]
Since the primary resonance frequency of the optical box can be shifted to a higher frequency range, the photosensitive member generated by vibration generated from a polygon mirror motor, a photosensitive drum, a motor for driving a paper feeding / discharging system for recording paper, and the like. Above density unevenness can be avoided.
[0014]
[Solution 4] (corresponding to claim 4)
A fourth aspect of the present invention provides the optical box according to the first aspect of the present invention, in which the thickness of the optical box around the opening for laser beam passage and the support of the reflecting mirror mounted in the optical box is determined as an uneven thickness portion. That is, a relation of 2 × T ≦ t ≦ H / 2 is given to the average thickness T and the height H of the optical box.
[0015]
[Action]
The resonance frequency of the optical box in which the portion supporting the reflecting mirror vibrates can be shifted to a higher frequency range. For this reason, it is possible to avoid density unevenness on the photoconductor caused by vibrations generated from the polygon mirror motor, the photoconductor drum, and a motor for driving a paper feeding / discharging system for recording paper.
[0016]
[Solution 5] (corresponding to claim 5)
Solution 5 is that the optical box in Solution 1 to Solution 4 is made of a foamable resin.
[0017]
[Action]
Since the optical box is made of a foamable resin, a lightweight optical box according to the first to fourth aspects can be formed relatively easily and with high shape accuracy. Therefore, it is easy to provide an uneven thickness portion that is significantly different from the average thickness of the optical box, the weight can be reduced, and the primary resonance frequency of the optical box can be shifted to a high frequency side. Therefore, it is possible to avoid density unevenness on the photoconductor caused by vibration generated from the polygon mirror motor, the photoconductor drum, and the motor for driving the paper feeding / discharging system for recording paper.
[0018]
[Solution 6] (corresponding to claim 6)
The optical box according to the first to fifth aspects includes two mounting portions provided in parallel with the main scanning direction, and positions opposite to the two mounting portions and the image forming apparatus. That is, a reinforcing rib is provided on the back surface of the optical box along a line connecting another mounting portion.
[0019]
[Action]
The bending stiffness near the position where the light beam imaging means is installed is improved, vibration near the opening window of the optical box can be suppressed, and the vibration range near the opening window can be accurately suppressed. It is possible to avoid density unevenness on the photoreceptor caused by vibration generated from a motor or the like that drives a body drum and a paper feeding / discharging system for recording paper.
[0020]
[Solution 7] (corresponding to claim 7)
Solution 7 is the optical box provided in Solution 1 to Solution 6 for maintaining the height of the scanning beam in the light source, the polygon mirror, the imaging lens, and the reflection mirror constant. That is, reinforcing ribs are provided on the back surface of the box along the steps on the bottom surface.
[0021]
[Action]
Since the bending stiffness near the attachment position of the light beam imaging means and the light beam reflection means is improved, vibration near the opening window of the optical box can be suppressed. Therefore, it is possible to avoid density unevenness on the photoconductor caused by vibrations generated from the polygon mirror motor, the photoconductor drum, and the motor for driving the paper feeding / discharging system for recording paper. In addition, when the optical box is made of resin, the thickness of the optical box can be made uniform, and the optical box can be easily formed. Therefore, reduction in die manufacturing cost and production cost can be achieved.
[0022]
[Solution 8] (corresponding to claim 8)
A solution means 8 is that the reinforcing ribs of the optical box in the solution means 6 to 7 are ribs having the same thickness as the thickness of the optical box.
[0023]
[Action]
When the optical box is made of resin, the thickness of the optical box can be made uniform and molding can be facilitated. Therefore, reduction in die manufacturing cost and production cost can be achieved.
[0024]
[Solution 9] (corresponding to claim 9)
A solution means 9 is that, in the optical box in the solution means 6, the side wall of the portion enclosing the polygon mirror and the polygon mirror motor has a hollow double structure.
[0025]
[Action]
Since the primary resonance frequency of the optical box can be shifted to a higher frequency range, the photosensitive member generated by vibration generated from a polygon mirror motor, a photosensitive drum, a motor for driving a paper feeding / discharging system for recording paper, and the like. Above density unevenness can be avoided.
[0026]
[Solution 10] (corresponding to claim 10)
A tenth aspect of the present invention resides in that the hollow double structure of the optical box in the first aspect of the present invention has a structure opened to the back of the optical box.
[0027]
[Action]
Since the primary resonance frequency of the optical box can be shifted to a higher frequency range, the photosensitive member generated by vibration generated from a polygon mirror motor, a photosensitive drum, a motor for driving a paper feeding / discharging system for recording paper, and the like. Above density unevenness can be avoided, and the hollow part of the double structure is open on the back side, increasing the surface area on the back side of the optical box and improving its heat dissipation, so the optical box is made of aluminum The heat radiation effect in the case of die-casting can be further enhanced.
[0028]
Embodiment
An outline of an example in which the present invention is applied to a digital copying machine (image forming apparatus) will be described with reference to the drawings.
An original reading device is provided on the upper part of the main body of the digital copying machine. The document reading device illuminates a document set on a contact glass with a light source, reflects an image reflected from the document by a plurality of reflecting mirrors, and forms an image on a CCD image sensor (solid-state image sensor) by an image forming lens. .
The CCD image sensor converts the amount of reflected light from the image of the original into an electric signal. The image data converted into the electric signal is converted by an image processing unit (not shown), and subsequently output to an optical writing device. The optical writing device condenses beam light generated and emitted by a beam light emitting element (not shown) such as a laser diode in a sub-scanning direction by a cylindrical lens (not shown), and condenses the condensed beam light. The light is deflected by a polygon mirror driven by a polygon mirror motor, and the deflected beam light is irradiated to the photoreceptor via an fθ lens, a toroidal lens, a reflection mirror, and dustproof glass.
[0029]
A charger, an optical writing device, a developing device, a transfer device, a separator, and a cleaning device are arranged around a photoreceptor rotating in the illustrated direction below the document reading device, and the charging device uniformly charges the device. An electrostatic latent image is formed on a charged portion of the photoconductor by an optical writing device. Then, the toner image is visualized as a toner image by a developing device, the toner image is transferred onto a sheet by a transfer device, and the residual toner is collected by a cleaning device. The paper transport unit includes a paper feed roller, a paper feed guide plate, a registration roller, a transport belt, a fixing roller, and a paper discharge roller. By driving the paper feed roller, paper is fed one by one from a paper feed cassette. The toner image is transferred to a transfer device, the toner image is transferred to the transfer device, the toner image is heated and fixed by a fixing roller, and then discharged onto a receiving table.
[0030]
Next, the optical scanning device of the present invention provided in the digital copying machine will be described in detail with reference to FIG. 2 (a plan view of the optical scanning device) and FIG. 3 (a cross-sectional view of the optical scanning device). .
A semiconductor laser that emits laser light, a polygon mirror 1 that reflects the laser light and scans the photoconductor, a polygon mirror motor 2 that rotationally drives the polygon mirror, and an image that forms light from the polygon mirror A lens 3 and a reflecting mirror 4 for reflecting the scanning laser beam transmitted through the imaging lens, etc., and these light sources, a polygon mirror, a polygon mirror motor, an imaging lens, and a reflection mirror are housed in an optical box B. Then, the exposure opening 5 from which laser light is emitted as writing light is closed with dustproof glass to form a substantially sealed structure.
[0031]
Embodiment 1
Next, an embodiment in which the optical box B of the present invention is applied to an optical copying machine will be described.
The optical box B of the first embodiment has three attachment portions to the image forming apparatus of the copying machine, and has a relationship of 2 × T ≦ t ≦ H / 2 with respect to the average thickness T and the height H. The uneven thickness portions having the thickness t are provided at the following three places (FIG. 4).
1) a mounting section 8 for attaching the optical box to an image forming apparatus;
2) a side wall f around the mounting portion 8;
3) A location around the support for the reflecting mirror mounted in the optical box and the opening window for passing the laser beam.
[0032]
Thickness t of mounting portions 8a, 8b, 8c of optical box B to image forming apparatus 1 Is 9.0 mm, and the thickness t of the side wall f around the mounting portion is 2 Is 9.0 mm, and further, the thickness t of the optical box at a point A around the support 10 of the reflecting mirror mounted in the optical box B and the opening window for passing a laser beam. 3 Is 8.0 mm. Further, the average thickness T of the optical box is 3.0 mm, and the height H of the optical box is 27.0 mm.
The above average thickness T is the average thickness of the optical box B except for the uneven thickness portion.
[0033]
Further, in the conventional example, the optical box B has three mounting portions 8 to the image forming apparatus, and the mounting portion 8, the side wall f around the mounting portion, the support for the reflecting mirror mounted in the optical box, and The thickness t at all three locations A around the laser light passing window is 3.0 mm, the average thickness T of the optical box is 3.0 mm, and the height H of the optical box is 27.0 mm. . Since the primary resonance frequency of the optical box of this embodiment is 250 Hz and that of the conventional example is 199 Hz, the primary resonance frequency of this embodiment is 1.24 times that of the conventional example. The resonance frequency at which the reflector support of this embodiment vibrates is 374 Hz, and that of the conventional example is 280 Hz. The resonance frequency at which the reflector support of this embodiment vibrates is 1. 34 times.
[0034]
Embodiment 2
The optical box B in the optical scanning device has three attachment portions 8 to the image forming apparatus, and has a thickness t of the attachment portion 8. 1 Is 2 × T ≦ t with respect to the average thickness T and the height H of the optical box B. 1 .Ltoreq.H / 2. This relationship is shown in the sectional view of FIG. The thickness t of the mounting portion 8 of the second embodiment 1 = 9.0 mm, the average thickness T of the optical box is 3.0 mm, and the height H of the optical box is 27.0 mm. Further, in the conventional example, the optical box B has three attachment portions to the image forming apparatus, and the thickness t = 3.0 mm, the average thickness T = 3.0 mm, and the height of the attachment portion to the image forming device. The height H is 27.0 mm. The primary resonance frequency of the optical box B of this embodiment is 250 Hz, that of the conventional example is 199 Hz, and the primary resonance frequency of the optical box of the second embodiment is 1.24 times that of the conventional example.
[0035]
Embodiment 3
In the third embodiment, the thickness t of the mounting portion of the optical box of the second embodiment to the image forming apparatus is set. 1 And the thickness t of the side wall f around the mounting portion 2 Are the same thickness. FIG. 6 shows a plan view of the mounting portion and the side wall f around the mounting portion.
Then, the thickness t of the mounting portion 8 of the optical box to the image forming apparatus. 1 And the thickness t of the side wall f around the mounting portion 8 2 Are 9.0 mm, the average thickness T of the optical box is 3.0 mm, and the height H of the optical box is 27.0 mm. Further, in the conventional example, the thickness t of the mounting portion 8 of the optical box to the image forming apparatus is set. 1 And the thickness t of the side wall f around the mounting portion. 2 Is 3.0 mm.
The primary resonance frequency of the optical box of the third embodiment is 281 Hz, that of the conventional example is 199 Hz, and the primary resonance frequency of the present embodiment is 1.41 times that of the conventional example. In addition, it is 1.12 times that of the first embodiment.
[0036]
Embodiment 4
The optical box according to the fourth embodiment has a thickness t at a location A around the support for the reflecting mirror mounted on the optical box and the laser beam passing opening window. 3 Has a relationship of 2 × T ≦ t3 ≦ H / 2 with respect to the average thickness T and the height H of the optical box. This is shown in FIG. 7 (cross-sectional view).
The optical box B of the fourth embodiment has a thickness t of the optical box around the support 10 (see FIG. 4) of the reflecting mirror 4 mounted on the optical box B and the opening window 5 for passing a laser beam. 3 Is 8.0 mm, the average thickness T of the optical box is 3.0 mm, and the height H of the optical box is 27.0 mm. The optical box of the conventional example has a thickness t of a portion A around the support 10 of the reflecting mirror 4 and the opening window 5 for passing a laser beam. 3 Is the same as the average thickness T = 3.0 mm of the optical box.
The resonance frequency at which the support portion 10 of the reflecting mirror 4 of the fourth embodiment vibrates is 374 Hz, that of the conventional example is 280 Hz, and the resonance frequency of the support portion 10 is 1.34 times that of the conventional example.
[0037]
Embodiment 5
In the fifth embodiment, the optical box B of the optical scanning device is made of a foamable resin.
Since the conventional optical box is made of an aluminum die-cast or molten resin, its resonance frequency shifts to a higher frequency side, and the vibration of the optical box is suppressed. However, the optical box made of aluminum die-cast increases the cost, so the optical box may be made of a molten resin in order to reduce the cost. Molding defects and dimensional defects due to distortion and the like are caused. In order to prevent this, the thickness is generally averaged over the entire optical box so that there is no uneven portion as much as possible, and the thickness is generally set to 3.5 mm or less.
In addition, the resonance frequency of the resin optical box shifts to the lower frequency side, and the vibration increases. In order to prevent this, there is a method of forming with a BMC resin. In the BMC resin, there is almost no problem due to uneven thickness, so it is not necessary to average the thickness over the entire optical box. Therefore, by appropriately providing the uneven thickness portion, the resonance frequency of the optical box B can be increased on the high frequency side. And the vibration can be suppressed. However, since the BMC resin optical box contains glass fiber and the like in the optical box, there is a problem that the material recycling property is poor and the environmental load is increased. In addition, BMC-based resin has a higher specific gravity than molten resin. For this reason, there is also a problem that the optical box made of a BMC-based resin is heavy and the weight load on the image forming apparatus is increased.
[0038]
In the fifth embodiment, since the optical box is formed of a foaming resin, there is no problem in providing a thick-walled portion having a sufficient thickness. The vibration can be suppressed by shifting the frequency to the higher frequency side, and the weight can be reduced.
[0039]
Embodiment 6
In the optical box of the sixth embodiment, a reinforcing rib 6 is arranged on the back surface of the optical box at a position connecting two mounting portions 8a and 8b provided in parallel with the main scanning direction and another mounting portion 8c. FIG. 8 shows the bottom structure of the optical box.
In order to increase the rigidity of the optical box, the position of the mounting part should be minimized so that the area of the polygon formed by connecting the mounting parts is reduced as much as possible in order to eliminate the part where the supporting force of the mounting part does not reach. It is preferable to decide. Further, a line connecting the mounting portions is a position where the rigidity of the optical box is the highest, and it is most desirable that the side wall w of the optical box exists at that position. However, a long image is formed on the optical box. Since the lens and the reflecting mirror are housed, it is difficult to minimize the area of the polygon formed by connecting the mounting portions, and to arrange the side wall w of the optical box on a line connecting the mounting portions. Further, when the reinforcing ribs 6 are arranged on the surface of the optical box, the height thereof is considerably limited so as not to block the scanning laser beam. It cannot be raised enough. For this reason, in the optical box B, the reinforcing ribs 6 are arranged on the back surface of the optical box B along the line connecting the mounting portions 8a and 8c and the line connecting the mounting portions 8b and 8c, and the height thereof is reduced. We are trying to secure enough.
[0040]
In particular, in the case of the sixth embodiment, the effect of shifting the primary resonance frequency of the optical box and the resonance frequency at which the central portion of the portion A around the emission light opening 5 of the optical box undergoes bending deformation to the higher frequency side is obtained. Have.
The central portion of the portion A around the exposure opening 5 of the optical box according to the sixth embodiment undergoes bending deformation, and the resonance frequency of the vibration mode is 480 Hz. Since the resonance frequency of this vibration mode in the conventional example is 391 Hz, the resonance frequency of the vibration mode in which the central portion of the exposure opening 5 of the optical box vibrates due to bending deformation in the sixth embodiment is higher than that of the conventional example. Therefore, the vibration amount in this vibration mode can be reduced.
[0041]
Embodiment 7
The bottom structure of the optical box according to the seventh embodiment is as shown in FIG. In this example, along the step (see FIG. 3) on the bottom surface of the optical box B provided to keep the height of the scanning beam in the light source, the polygon mirror, the imaging lens, and the reflecting mirror constant. The reinforcing ribs 7 are provided on the back surface. In particular, in the optical box of this embodiment, the primary resonance frequency and the resonance frequency of the vibration mode in which the central portion of the optical box around the output light opening 5 undergoes bending deformation and vibrates are shifted to the higher frequency side. It has the effect of causing. The resonance frequency of the vibration mode in which the central portion undergoes bending deformation and vibrates is 470 Hz. Since the resonance frequency of this vibration mode in the conventional example is 391 Hz, in the optical box of the seventh embodiment, the central portion around the emission light opening 5 is bent and deformed, and The resonance frequency of the vibration mode is 79 Hz higher, and the amount of vibration in this vibration mode is greatly reduced.
[0042]
Embodiment 8
In the eighth embodiment, the ribs of the optical box of the sixth embodiment or the seventh embodiment have the same thickness as the average thickness. In the conventional example, a lattice-shaped reinforcing rib is often used in an optical box, but in order to sufficiently secure the rigidity of the optical box by the lattice-shaped reinforcing rib, it is necessary to narrow the interval and increase the number thereof. Therefore, the thickness of the lattice-shaped reinforcing rib is generally set to about 1/2 of the average thickness of the optical box. However, the lattice-shaped reinforcing ribs are not effective in increasing the rigidity of the optical box in spite of providing a large number of reinforcing ribs, and further increase in the weight of the optical box is unavoidable. The ribs 6 and 7 are arranged to further increase the rigidity. Further, in the eighth embodiment, in order to further enhance the reinforcing effect of the reinforcing ribs of the sixth and seventh embodiments, the thickness of the reinforcing rib 6 or the reinforcing rib 7 is made equal to the average thickness T of the optical box. By making the thickness of the rib equal to the average thickness T of the optical box, when the optical box B is made of resin, the molding accuracy can be stabilized and the molding time can be shortened. it can.
[0043]
Embodiment 9
The ninth embodiment is different from the optical box of the sixth embodiment in that the side wall of the portion enclosing the polygon mirror 1 and the polygon mirror motor 2 has a hollow double structure. The structure is shown in FIG. 10 (upper perspective view). Is shown in
The optical box according to the sixth embodiment is provided with a reinforcing rib 6 on the back surface of the optical box at a position connecting two mounting portions provided in parallel with the main scanning direction and another mounting portion (see FIG. 8). The continuity of the reinforcing rib 6 is interrupted in the vicinity of the polygon mirror 1 (because the height increases in relation to the motor). On the other hand, in the ninth embodiment, the continuity of
In order to assure the above, the side wall of the portion including the polygon mirror and the polygon mirror motor has a hollow double structure W. In this way, by forming the side wall into the hollow double structure W, the reinforcing ribs 6 (not shown) can be provided also at the positions of the light beam deflecting means (the polygon mirror and the polygon mirror motor), and the reinforcing ribs 6 are provided. Thus, a resonance preventing structure is provided.
[0044]
Embodiment 10
In the tenth embodiment, the hollow portion of the hollow double-walled structure W of the side wall of the optical box of the ninth embodiment is opened (opening v) to the back surface of the optical box B, which is shown in FIG. (Lower perspective view). Since the opening is formed on the back surface of the hollow double structure, the weight of the optical box B is reduced, and a decrease in the primary resonance frequency is prevented. Further, since the surface area of the rear surface of the optical box B is increased, the heat radiation property is improved.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the primary resonance frequency at which the optical box of the optical scanning device vibrates and the resonance frequency of the reflector support portion can be set to higher frequency bands. In an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a polygon mirror motor, a photosensitive drum, and storage of a polygon mirror motor and optical elements due to vibration from a motor for driving a paper supply / discharge system for recording paper, etc. It is possible to prevent the vibration of the optical box and the optical element itself, and the fluctuation of the optical path of the light beam due to the vibration, thereby effectively preventing the density unevenness on the photosensitive member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an optical copying machine.
FIG. 2 is a plan view showing an upper surface of an optical box of the optical copying machine shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view of the optical box shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a portion near a reflector support of the optical box of FIG. 2;
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a mounting portion of the optical box of FIG. 2 to an image forming apparatus.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion around a mounting portion of the optical box of FIG. 2 to an image forming apparatus.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the relationship between the average thickness Tave of the optical box of FIG. 2 and the thickness around the support of the reflecting mirror and the laser light passage opening window.
FIG. 8 is a rear view showing the arrangement of ribs on the bottom surface of the optical box of FIG. 2;
FIG. 9 is a rear view showing the arrangement of other ribs on the bottom surface of the optical box in FIG. 2;
FIG. 10 is an upper perspective view of an example in which a polygon mirror and a polygon mirror motor housing of the optical box have a double structure.
FIG. 11 is a lower perspective view of an example in which the polygonal mirror of the optical box and the polygon mirror motor storage location have a double structure.
[Explanation of symbols]
1: Polyhedral mirror
2: Polygon mirror motor
3: Imaging lens
4: Reflector
5: Exposure opening
6, 7: rib
8: Mounting part
10: Supporting part of reflector 4
B: Optical box
w: Side wall of optical box
W: Hollow double wall structure of optical box
v: Backside opening of the hollow part of the hollow double-walled structure on the side wall
