JP2006195129A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 書き込みヘッドと感光体ドラムとの高精度な位置決め設定を実現すると共に、可動部材の振動による書き込みヘッドの振動を抑制し、これにより共振に伴うバンディング等の画像欠陥を防止し、良好な画質品質を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 軸方向両端部の非画像領域に位置決め用ベース部材２１ｂを有する静電潜像担持体２１と、位置決め用ベース部材２１ｂのそれぞれと当接する当接部材２３ｐを有する略箱体状に形成された書き込みヘッド２３Ｌと、書き込みヘッドを弾性部材Ｓを介して支持すると共に、書き込みヘッド２３Ｌに対して移動可能に形成された可動支持部材２３Ｍと、書き込みヘッド２３Ｌと可動支持部材２３Ｍとで形成される構造体の固有振動数ｆｎを変更することにより、外乱による加振周波数との共振を回避して書き込みヘッド２３Ｌの振動を抑制する振動抑制手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式を適用したプリンタや複写機等の画像形成装置に関し、特に静電潜像担持体上に光を照射して静電潜像を形成する書き込みヘッドを有する画像形成装置に関するものである。

特開２００３−１７３０７３号公報 特開平１１−６５４００号公報

一般に、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の静電潜像担持体上に静電潜像を書き込むための書き込み手段として、レーザーや、ＬＥＤアレイを用いた書き込みヘッドが用いられている。

このような書き込みヘッドのうち、発光ダイオ−ドを用いた書き込みヘッド（以下、ＬＥＤプリントヘッドともいう）については、小型化や省エネルギー化等の観点から、近年、種々の画像形成装置に採用されている。

ところで、このようなＬＥＤプリントヘッドにおいては、静電潜像担持体に対する焦点距離の高精度な設定維持が要求され、その絶対精度を非常に厳しく管理しなければ、画質上の欠陥に繋がってしまう。例えば、感光体ドラムに対する焦点距離の公差は±５０μｍのレベルを達成する必要がある。こうした厳しい精度は、物理的に考えても困難な数字であるため、このような精度を実現する手段として、いくつかの先行技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

例えば、特許文献１に開示された先行技術には、上述のような厳しい精度を実現するために、書き込みヘッドと感光体ドラムとの間隔を調整する第一調整手段、及び書き込みヘッドの感光体ドラムに対する走査方向の傾きを調整する第二調整手段を備える書き込みヘッド調整機構を設けた画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２に開示された先行技術には、感光体ドラムを取り付ける本体フレームにＶ字形状の受け溝部を設け、着脱可能に形成された書き込みヘッド部に設けたピンをこの溝部に突き当てることにより位置決めする技術的手段が開示されている。

しかしながら、上述の先行技術においては、以下のような問題点を有していた。

すなわち、特許文献１に開示された先行技術においては、調整機構の構成が複雑であり、装置の大型化や、コストアップが避けられないといった問題が生じていた。

また、特許文献２に開示された先行技術においては、感光体ドラムと書き込みヘッドとの位置決めを、本体フレームを介して間接的に行なっているため、部材の製作公差が累積してしまい装置個体差による位置決め精度のバラツキが大きく、結果として、十分な公差精度（±５０μｍ）が得られないといった問題が生じていた。

そこで、こうした問題を解決するために、感光体ドラム表面に突き当て部材を設け、書き込み込みヘッド（ＬＥＤプリントヘッド）側に設けたピンを、直接この突き当て部材に突き当てることにより累積公差を最小限にして、書き込みヘッドと感光体ドラムとの所定の離隔を高精度に位置決め設定する構成が考えられる。

しかし、このように構成した場合には、画像形成装置側のモータ等の可動部材の振動が書き込みヘッド（ＬＥＤプリントヘッド）に伝達し、この振動が書き込みヘッドのピン及び突き当て部材を介して、さらに感光体に伝達してバンディング等の画質欠陥が発生する虞が生じていた。

そこで、本発明は上述のような従来技術の問題点に鑑みて、書き込みヘッドと感光体ドラムとの所定の離隔の高精度な位置決め設定を実現すると共に、画像形成装置側の可動部材の振動による書き込みヘッドの振動を抑制し、これにより共振に伴うバンディング等の画像欠陥を防止し、良好な画質品質を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置用は、軸方向両端部の非画像領域に位置決め用ベース部材を有する回転自在に形成された静電潜像担持体と、該静電潜像担持体と対向して、その長手方向が前記軸方向と略平行に延在するように配設され、静電潜像担持体上に光を照射して静電潜像を形成すると共に、前記位置決め用ベース部材のそれぞれと当接する当接部材を有する略箱体状に形成された書き込みヘッドと、該書き込みヘッドと対向し、この書き込みヘッドを弾性部材を介して支持すると共に、書き込みヘッドに対して移動可能に形成された可動支持部材と、前記書き込みヘッドと前記可動支持部材とで形成される構造体の固有振動数を変更することにより、外乱による加振周波数との共振を回避して前記書き込みヘッドの振動を抑制する振動抑制手段とを備えることを特徴とするものである。

ここで、外乱による加振周波数とは、書き込みヘッドと可動支持部材とで形成される構造体からなる系から見た場合の外部可動部材（例えば、給紙モータや搬送モータ等）により発生する（加振される）振動の周波数をいうものとする。

このように構成した本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、書き込みヘッドと、可動支持部材と、書き込みヘッドと可動支持部材とで形成される構造体の固有振動数を変更することにより、外乱による加振周波数との共振を回避して書き込みヘッドの振動を抑制する振動抑制手段とを備えているので、書き込みヘッドと静電潜像担持体との相対位置の正確な位置決めを可能とすると共に外乱による加振周波数との共振を防止し、書き込みヘッドの振動に伴うバンディング等の画像欠陥を防止することができる画像形成装置を簡易な構成で安価に提供することが可能となる。

また、前記可動支持部材は、前記書き込みヘッドの長手方向と略直交する方向に移動すると共に、前記可動支持部材には、前記書き込みヘッドと当接可能に形成された複数の弾性部材が該可動支持部材の長手方向に沿って配設されており、前記振動抑制手段は、前記可動支持部材が、所定の場合に前記書き込みヘッドに対して移動した際、その移動量に応じて前記複数の弾性部材のそれぞれが前記書き込みヘッドと接離することにより構成されていてもよい。

このように構成した場合には、可動支持部材が、書き込みヘッドの長手方向と略直交する方向に移動すると共に、可動支持部材には、書き込みヘッドと当接可能に形成された複数の弾性部材が該可動支持部材の長手方向に沿って配設されており、振動抑制手段は、可動支持部材が、所定の場合に書き込みヘッドに対して移動した際、その移動量に応じて複数の弾性部材のそれぞれが書き込みヘッドと接離することにより構成されているので、静電潜像担持体と書き込みヘッドとが対向している方向に沿って生じる振動に対する共振を防止すること可能な振動抑制手段を簡易な構成で実現することができる。

ここで、前記可動支持部材は、偏心カムにより駆動されてもよい。

このように構成した場合には、偏心カムの回転方向及び回転角度に応じて、そのバネ定数を増減させることが可能な振動抑制手段を簡易な構成で実現することができる。

また、前記可動支持部材は、その長手方向の一端部を中心にして回転可能に形成されていると共に、前記可動支持部材には、前記書き込みヘッドと当接可能に形成された複数の弾性部材が該可動支持部材の長手方向に沿って配設されており、前記振動抑制手段は、所定の場合に前記可動支持部材が書き込みヘッドに対して回転移動した際、その移動量に応じて前記複数の弾性部材のそれぞれが前記書き込みヘッドと順次接離することにより構成されていてもよい。

このように構成した場合には、可動支持部材が、その長手方向の一端部を中心にして回転可能に形成されていると共に、可動支持部材には、書き込みヘッドと当接可能に形成された複数の弾性部材が該可動支持部材の長手方向に沿って配設されており、振動抑制手段は、所定の場合に可動支持部材が書き込みヘッドに対して回転移動した際、その移動量に応じて複数の弾性部材のそれぞれが書き込みヘッドと順次接離することにより構成されているので、可動支持部材の回転量に応じて、そのバネ定数を変化せることが可能な振動抑制手段をより簡易な構成で実現することができる。

以上において、形成画像の位置ずれを検出する位置ずれ検出センサ及びこの検出結果に基づいて振動周波数と速度変動率との相関関係を分析する周波数解析手段をさらに備え、前記可動支持部材は、この周波数解析手段の解析結果に基づいて駆動されてもよい。

このように構成した場合には、位置ずれ検出センサ及び周波数解析手段をさらに備え、可動支持部材が、この周波数解析手段の解析結果に基づいて駆動されるので、バンディングの発生要因となる共振領域にある所定のレベルの周波数を検知して、自動的に共振周波数を変更することが可能となる。

また、前記書き込みヘッドの長手方向両端部の、前記複数の弾性部材との当接面と略直交する側面に配設された固定部材と、この側面の長手方向両端部間を移動可能に形成された可動部材とをさらに備え、前記振動抑制手段は、所定の場合に、この可動部材を書き込みヘッドの側面と当接させながら、長手方向に移動させることにより構成されていてもよい。

このように構成した場合には、書き込みヘッドの長手方向両端部の側面に配設された固定部材と、この側面の長手方向両端部間を移動可能に形成された可動部材とをさらに備え、振動抑制手段は、所定の場合に、この可動部材を書き込みヘッドの側面と当接させながら、長手方向に移動させることにより構成されているので、箱体状に形成された書き込みヘッドの長手方向に沿って生じる振動、いわゆる弦振動による共振を防止することが可能となる。

本発明によれば、書き込みヘッドと感光体ドラムとの離隔の高精度な位置決め設定を実現すると共に、画像形成装置側の可動部材の振動による書き込みヘッドの振動を抑制し、これにより共振に伴うバンディング等の画像欠陥を防止し、良好な画質品質を得ることができる画像形成装置を簡易な構成で低コストに提供することが可能となる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第一の実施形態＞

まず、本発明に係る現像装置を含む画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。

図１に示されるように、本発明に係る画像形成装置１０は、一様帯電後に像光を照射することにより表面に静電電位の差による潜像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム２１を備えており、この周囲に、感光体ドラム２１の表面を一様に帯電させる帯電装置２２と、感光体ドラム２１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置である書き込みヘッド２３と、感光体ドラム２１上の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装置２４と、感光体ドラム２１と対向し、被記録媒体２８を挟んで感光体ドラム２１との間に転写バイアス電界を生成する転写ロール２６と、トナー像の転写後に感光体ドラム２１に残留するトナーを除去するクリーニング装置２９とを備えている。そして、感光体ドラム２１と転写ロール２６との対向部（ニップ部）の上流側から被記録媒体２８を供給するようになっており、下流側には被記録媒体２８上に転写された未定着トナー像を加熱溶融し被記録媒体２８に圧着する定着装置５０が設けられている。ここで、感光体ドラム２１は、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光体層を形成したものを用いることができる。また、帯電装置２２は、例えば、タングステンなどからなる細いワイヤーに高電圧を印加すると共にそれと離間したアルミなどからなるシールド及び感光体ドラム２１側に隙間のあるグリッド電極を配置したスコロトロンを用いることができる。

本実施の形態において、書き込みヘッド２３は、画像の幅方向（感光体ドラム２１の軸方向）の最大画素数に対応する数の発光素子（ＬＥＤ）を有するＬＥＤプリントヘッド（ＬＥＤアレイ）であり、画像信号に基づいて点滅する露光光を発生し、これにより感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、例えば、光の当たった部分の感光体ドラム２１の表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。また、現像装置２４は、ハウジング３１内に着色粒子であるトナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤を収容し、現像剤担持体３２に二成分現像剤を担持させ、この現像剤担持体３２にバイアス電源２５からの現像バイアスを印加することで、現像剤担持体３２を静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像するようにしたものである。さらに、転写装置２６は、例えば感光体ドラム２１に接触配置される転写ロールにて構成され、バイアス電源２７によって感光体ドラム２１上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム２１上のトナー像を被記録媒体２８に転与させるようにしたものである。また、感光体ドラム２１上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置２９によって除去される。さらに、定着装置５０は、例えばヒートロール方式であり、加熱ロール５１と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５１と加庄ロール５２との間に被記録媒体２８を通過させることによりトナー像を被記録媒体２８に定着するようになっている。

また、本実施の形態においては、像担持体である感光体ドラム２１の周辺には、位置ずれ検出センサＰＳが配設されており、これにより、例えば、ラダーパターン等のサンプル画像を感光体ドラム上に形成した際に、形成画像の位置ずれを検出できるようになっている。

なお、本実施の形態においては、感光体ドラム２１から直接被記録媒体２８へ画像形成を行なう画像形成装置１０を例示したが、本発明は、このような構成の画像形成装置に限定されるものではなく、カラー画像形成装置においても同様に適用可能であり、例えば、各色（イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）用感光体ドラムに形成された画像を、さらに、従来公知の中間転写ベルトに形成し、この中間転写ベルトに形成された各色画像を被記録媒体に転写する、いわゆる中間転写方式の画像形成装置においても適用可能である。また、このような中間転写方式の画像形成装置においては、既設の色ずれ検出センサ（カラーレジ検出センサ）を位置ずれ検出センサＰＳとして用いることができる。

次に、本発明に係る振動抑制手段の基本的構成について、図２を参照して説明する。ここで、図２は、感光体ドラム、ＬＥＤプリントヘッド及び可動支持部材の位置関係を模式的に示す図であり、（ａ）は可動支持部材が、ＬＥＤプリントヘッドに対して、基準位置から離隔（下降）した場合の状態を示す図であり、（ｂ）は可動支持部材が基準位置にある場合の状態を示す図であり、（ｃ）は可動支持部材が、ＬＥＤプリントヘッドに対して、基準位置から近接（上昇）した場合の状態を示す図である。

図２（ａ）に示されるように、本発明に係る振動抑制手段２０は、軸方向両端部の非画像領域に位置決め用ベース部材２１ｂが形成されている感光体ドラム２１と対向し、この感光体ドラム２１の軸方向と略平行に延在するＬＥＤプリントヘッド２３Ｌと、このＬＥＤプリントヘッド２３Ｌを挟んで感光体ドラム２１の反対側に配設され、複数の弾性部材Ｓ（例えば、コイルバネＳ₁〜Ｓ₅）を介して、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌを支持すると共に、このＬＥＤプリントヘッド２３Ｌに対して、その長手方向と略直交する方向（図中、上下方向）に移動可能に形成された軸方向に延在する可動支持部材２３Ｍとから構成されている。

本実施の形態におけるＬＥＤプリントヘッド２３Ｌは、略箱体状のハウジングを有し、感光体ドラム２１と対向する対向面２３ｓに不図示のＬＥＤアレイが配設されていると共に、感光体ドラム２１の位置決め用ベース部材２１ｂに対応する領域には、このベース部材２１ｂと当接する位置決め用の当接ピン２３ｐが軸方向両端部にそれぞれ配設されている。

また、本実施の形態における可動支持部材２３Ｍは、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの感光体ドラム２１側の対向面２３ｓと反対側の面２３ｗ（本例では、図中、底面）と対向するように配設された板状部材であり、この可動支持部材２３ＭとＬＥＤプリントヘッド２３Ｌとは、軸方向両端部において、バネ定数及び全長が等しいバネＳ₁及びＳ₂により、それぞれ接続されている。そして、この両端部の互いに等しいバネＳ₁，Ｓ₂により、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌは、感光体ドラム２１に対して、常時押し付けられるように付勢されている。さらに、この両端部のバネＳ₁，Ｓ₂の間には、例えば、３本のバネＳ₃〜Ｓ₅が軸方向に所定の間隔を設けて配設されている。

そして、これらのバネＳ₃〜Ｓ₅は、両端のバネＳ₁，Ｓ₂とは、異なる全長を有し、複数のバネＳ₃〜Ｓ₅に対応するそれぞれの全長をｌ₃〜ｌ₅とすると、例えば、ｌ₁＝ｌ₂＞ｌ₃＞ｌ₄＝ｌ₅のような関係を有する複数のバネが配設されている。なお、これらのバネＳ₃〜Ｓ₅は、それぞれの全長ｌ₃〜ｌ₅が異なるように設定する代わりに、それぞれのバネ定数ｋ₃〜ｋ₅が異なるように設定してもよい。

さらに、この可動支持部材２３Ｍの底面は、偏心軸Ｃ₀を有するカム部材Ｃに当接するように構成されており、このカム部材Ｃに設けられた不図示の駆動レバーを回転駆動することにより、可動支持部材２３ＭがＬＥＤプリントヘッド２３Ｌに対して、近接又は離隔する方向（本例では、図中、上下方向）に駆動されるようになっている。なお、カム部材Ｃの駆動は、所定の場合にユーザー等が不図示の駆動レバーを介して手動で駆動するように構成してもよいし、不図示の駆動源と接続して動力駆動するように構成してもよい。

このように、感光体ドラム２１の非画像領域に設けられた位置決め用ベース部材２１ｂと、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌに設けられた当接ピン２３ｐとを軸方向両端部で直接接触させる（押し付ける）ように構成することにより、感光体ドラム２１と書き込みヘッド２３Ｌとの相対位置の正確な位置決めが可能となる。すなわち、感光体ドラム２１とＬＥＤプリントヘッド２３Ｌとの微小な間隙を間接部材（例えば、画像形成装置のフレーム等）を介して位置決めする場合に比し、位置決めに関する構成部材の点数を減少させることができ、これにより部材製作上の累積公差を減少させ、微小な間隙（焦点距離：例えば、約３ｍｍ）を高精度（±５０μｍ）で容易に設定することが可能となる。

次に、上述のように構成した構造体の固有振動数について、図３を参照して説明する。図３は、本発明に係る振動抑制手段の振動系を模式的に示す図である。

図３において、書き込みヘッドであるＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの質量をｍ、バネ定数をｋとすると、このような振動系においては、一般に、
の固有振動数（ｆｎ）が発生することが知られている。

一方、画像形成装置１０は、例えば、モータや紙送り機構等の可動部を種々備えており、このような可動部から各種の周波数の振動が発生している。

そして、このような可動部からの振動（モータ、ギヤ等による振動）は、書き込みヘッド２３Ｌから見た場合の外乱による振動となり、この外乱による振動が画像形成装置１０側のフレームを介して書き込みヘッド２３Ｌの系に伝達された場合に共振現象が発生すると、書き込みヘッド２３Ｌが振動し、この振動が感光体ドラム２１に伝達されると共に、感光体ドラム２１上に形成される静電潜像に疎密が発生し、いわゆるバンディング現象が生じてしまう。

そこで、本実施の形態に係る振動抑制手段２０は、書き込みヘッドであるＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの質量ｍは不変なものとし、これを支える可動支持部材２３Ｍのバネ定数ｋを変化させることにより固有振動数を変化させ、バンディングを防止するように構成したものである。

すなわち、本実施の形態に係る振動抑制手段２０においては、例えば、装置立ち上げ時（アイドリング時）やメンテナンス時等に像担持体（例えば、感光体ドラムや中間転写ベルト）上にサンプル画像を形成し、この形成画像にバンディング（濃淡ムラ）が発生している場合には、外乱による加振周波数に対してＬＥＤプリントヘッド２３Ｌ部に共振が発生していると判断し、例えば、ユーザー又はサービスマンが、カム部材Ｃを駆動する不図示のレバーをいずれかの方向に回転させる。これにより、カム部材Ｃの回転に連動して、可動支持部材２３Ｍが上下方向に移動し、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌと当接するバネ部材の数量が変化することにより、その固有振動数が変化して共振を回避し、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの振動を抑制することができる。

なお、本実施の形態における振動抑制手段２０は、可動支持部材２３Ｍを基準位置（図２（ｂ）参照）からＬＥＤプリントヘッド２３Ｌに対して近接する方向（図２（ｃ）参照）に移動させるとバネ定数ｋが増大し、その固有振動数ｆｎが高周波側に移動し、可動支持部材２３Ｍを基準位置からＬＥＤプリントヘッド２３Ｌに対して離隔する方向（図２（ａ）参照）に移動させるとバネ定数ｋが減少し、その固有振動数ｆｎが低周波側に移動するように構成されている。

また、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌと可動支持部材２３Ｍとの間に配設されるバネの設置数、全長及びバネ定数については、適宜選定変更してよいが、両端部のバネＳ₁，Ｓ₂については、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの感光体ドラム２１への最低限の安定した押し付け力を確保するため、前述したように、そのバネ定数及び全長が互いに等しいものであることが好ましい。
＜実施の形態２＞

次に、本発明に係る振動抑制手段の実施の形態２について、図４を参照して説明する。

本実施の形態における振動抑制手段２０Ａは、先の実施の形態における可動支持部材を軸方向の一端を中心にして回転可能に構成したものであり、同様な機能を有する部材には、同様な符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図４に示されるように、本実施の形態に係る振動抑制手段２０Ａおいては、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの感光体ドラム２１への押し付け力は、フレーム部分に設けられた支持バネＳ₁及びＳ₂により確保するように構成されている。具体的には、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの軸方向両端部において、装置フレームとの間に支持バネＳ₁，Ｓ₂が固設されており、このバネＳ₁，Ｓ₂によりＬＥＤプリントヘッド２３Ｌが、当接ピン２３ｐ及び位置決め用ベース部材２１ｂを介して、常時感光体ドラム２１に押し付けられるように付勢されている。

そして、本実施の形態における可動支持部材２３Ｒは、その長手方向一端部近傍（ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの軸方向端部の支持バネＳ₁近傍）に回転中心２３Ｒ₀を有し、この回転中心２３Ｒ₀回りにＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの底面２３ｗと近接／離隔可能に回転する板状部材として形成されている。この可動支持部材２３Ｒは、そのＬＥＤプリントヘッド２３Ｌと対向する面に、互いに全長及びバネ定数が等しい複数のバネ部材（例えば、Ｓ₃〜Ｓ₇）が長手方向（軸方向）に配設されており、この可動支持部材２３Ｒを回転させることにより、その回転量に応じて複数のバネ部材Ｓ₃〜Ｓ₇が、順次ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌと当接し、その固有振動数を変化させるようになっている。これにより、先の実施の形態と同様に、外乱による加振周波数に対して共振を防止し、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌを安定して保持することができる。

なお、複数のバネ部材Ｓ₃〜Ｓ₇の数量、全長、バネ定数等については、適宜選定変更することができる。

このように構成した場合には、基準状態（図４（ａ）参照）に対して、そのバネ定数ｋが増大する方向（図４（ｂ）参照）へ固有振動数を変化させることができる振動抑制手段をより簡易な構成で安価に実現することができる。
＜実施の形態３＞

本実施の形態における振動抑制手段２０Ｂは、サンプル画像（例えば、ラダーパターン）を読み取って形成画像の位置ずれを検出する位置ずれ検出センサＰＳ（図１参照）と、この位置ずれ検出センサＰＳによる検出結果を基に振動周波数と像担持体（例えば、感光体ドラムや中間転写ベルト）の速度変動率との相関関係を解析する周波数解析手段とをさらに備え、この解析手段の解析結果と、例えば、動力駆動するように構成した先の実施の形態における振動抑制手段２０，２０Ａとを組み合わせて実施することにより、自動的に固有振動数を変化させるものである。

すなわち、先の実施の形態における振動抑制手段２０，２０Ａは、いずれもバンディング等の画像濃淡ムラが発生した時点で、例えば、オペレータ等の判断により可動支持部材２３Ｍ，２３Ｒを駆動し、共振周波数を変化させて、以後の共振振動を回避するものであったが、本実施の形態における振動抑制手段２０Ｂは、装置内部で共振領域にある周波数を検知し、この検出結果に基づいて、自動的にその固有振動数を変更し、共振によるバンディング現象を回避するものである。

ここで、周波数解析手段としては、装置コントローラに例えば、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）プログラムを組み込んで、位置ずれ検出センサＰＳの検出結果を解析処理するように構成すれば容易に実現することができる。

そして、本実施の形態における振動抑制手段２０Ｂは、このような周波数解析手段の解析結果に基づいて、装置コントローラを介して、例えば振動抑制手段２０，２０Ａを所定の場合に動力駆動することにより構成されている。

このように構成した振動抑制手段２０Ｂを用いて得られた、サンプル画像（例えば、ラダーパターン）に基づいた周波数分布と速度変動率との相関関係を図表化した結果を図５に示す。

図５において、横軸は、ＦＦＴ解析によって得られる周波数の分布であり、ｆｎは、予め実験的に求められたＬＥＤプリントヘッド２３Ｌ及び可動支持部材２３Ｍ，２３Ｒ等から構成される振動抑制手段２０，２０Ａの固有振動数（以下、規定値ともいう）である。また、Ｒは、この固有振動数ｆｎ（周波数）を領域中央値として、製作誤差を考慮した所定の範囲（例えば、領域中央値±１０Ｈｚ程度）の周波数領域（共振領域）である。この共振領域Ｒは、規定値ｆｎを境に、低周波領域Ｒ_Lと高周波領域Ｒ_Hとから構成されている。なお、本実施の形態における振動抑制手段の構造体は、シンプルに構成されているので、実験的に求めた固有振動数ｆｎに対する装置個体差によるバラツキが少なく、上述の多少の製作誤差を考慮することで、精度良く共振領域Ｒを特定することができる。

一方、縦軸は、像担持体である感光体ドラム２１の速度変動率ΔＶ／Ｖ（平均周速度に対する変動率）を示している。

なお、この速度変動率ΔＶ／Ｖは、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の画像形成装置においては、サンプル画像を中間転写ベルト上に形成し、像担持体である中間転写ベルトの速度変動率を用いてもよい。

このように、サンプル画像を中間転写ベルト上に形成し、速度変動率として中間転写ベルトの速度変動率を用いる場合には、位置ずれサンサとして、既設のカラーレジ検出センサを流用することができ、これにより、よりコストダウンに寄与した装置構成が可能となる。

次に、本実施の形態に係る振動抑制手段２０Ｂにより得られた、例えば図５に示されるような周波数分布と速度変動率との関係に基づいた具体的な処理内容について、さらに説明する。

図５に示されるように、バンディング現象が発生する速度変動率の所定の閾値Ｖ₀（例えば、０．３％）を超える周波数ｆｒが検出された際には、例えば、装置コントローラにより共振によるバンディング現象が発生していると判断し、固有振動数ｆｎを変化させるように可動支持部材２３Ｍ又は２３Ｒを駆動して、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの共振振動を回避する。

なお、本実施の形態においては、検出した周波数ｆｒが、所定の共振領域Ｒ内であって、領域中央値（規定値ｆｎ）から低周波側（Ｒ_L）にあるか、高周波側（Ｒ_H）にあるかによって、固有振動数の変化方向を判断し、適切な方向に固有振動数を移動させることにより、より確実に共振現象を回避することができる。

例えば、図５に例示されるように、検出周波数ｆｒが、領域中央値（規定値ｆｎ）よりも低周波側（Ｒ_L）にある場合には、固有振動数ｆｎが高周波側（図中、矢印方向側）となるように可動支持部材２３Ｍ又は２３Ｒを移動させることにより、検出周波数ｆｒと共振周波数ｆｎとが乖離し、確実に共振現象を回避することができる。一方、検出周波数ｆｒが、領域中央値（規定値ｆｎ）よりも高周波側（Ｒ_H）にある場合には、固有振動数ｆｎが低周波側となるように可動支持部材２３Ｍ又は２３Ｒを移動させることにより同様に共振現象を回避することができる。
＜実施の形態４＞

次に、本発明に係る振動抑制手段２０Ｃについて、図６を参照して説明する。

本実施の形態における振動抑制手段２０Ｃは、前述した各振動抑制手段によっても、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの振動が抑制されずに、共振に伴うバンディング現象が発生している場合のバックアップ手段的な位置づけで構成されたものであり、先の実施の形態と同様な部材には、同様な符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６に示されるように、本実施の形態における振動抑制手段２０Ｃは、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌのハウジングの側面２３ｖ（バネ部材Ｓが当接する底面２３ｗと略直交する側面）の軸方向両端部を固定部材２３０Ｆにて固定して、その移動を規制すると共に、この側面２３ｖと長手方向両端部間に亘って接触しながら移動する可動部材２３０Ｍを設けたものである。

このように構成した本実施の形態における振動抑制手段２０Ｃは、例えば、前述した先の振動抑制手段により、固有振動数の変更を行なっても、なお、バンディング現象等の濃淡ムラが観測される場合には、ＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの軸方向に沿ったいわゆる弦振動が発生していると判断し、この軸方向の弦振動を抑制するようにしたものである。

具体的には、弦振動が発生していると判断される場合には、可動部材２３０ＭをＬＥＤプリントヘッド２３Ｌの側面２３ｖと当接させながら軸方向に移動させることにより、その弦振動に対する共振周波数を変更し、これにより、軸方向の振動に対する共振現象を回避することができる。

なお、本実施の形態は、上述のように他の実施の形態のバックアップ的手段として実施してもよいし、単独で実施してもよい。また、各実施の形態は、それぞれ適宜組み合わせて実施しても良い。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る振動抑制手段の構成を示す概略構成図である。 本発明に係る振動抑制手段の固有振動数を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態２に係る振動抑制手段の構成を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態３に係る振動抑制手段に基づく処理内容を説明するための図である。 本発明の実施の形態４に係る振動抑制手段の構成を示す概略構成図である。

符号の説明

１０：画像形成装置、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ：振動抑制手段、２１：感光体ドラム、２１ｂ：位置決め用ベース部材、２２：帯電装置、２３Ｌ：ＬＥＤプリントヘッド、２３Ｍ，２３Ｒ：可動支持部材、２３Ｒ₀：回転中心、２３ｓ：対向面、２３ｗ：底面、２３ｖ：側面、２３ｐ：当接ピン、２４：現像装置、２５：バイアス電源、２６：転写装置、２７：バイアス電源、２８：被記録媒体、２９：クリーニング装置、３１：現像ハウジング、３２：現像剤担持体、５０：定着装置、５１：加熱ロール、５２：加圧ロール、２３０Ｆ：固定部材、２３０Ｍ：可動部材、Ｃ：カム部材、Ｃ₀：偏心軸、ｆｎ：固有振動数、ｆｒ：検出周波数、ｋ：バネ定数、ｍ：質量、ＰＳ：位置ずれ検出センサ、Ｒ：共振領域、Ｒ_H：高周波領域、Ｒ_L：低周波領域、Ｓ：バネ部材、Ｖ₀：閾値

Claims (6)

1. 軸方向両端部の非画像領域に位置決め用ベース部材を有する回転自在に形成された静電潜像担持体と、
   該静電潜像担持体と対向して、その長手方向が前記軸方向と略平行に延在するように配設され、静電潜像担持体上に光を照射して静電潜像を形成すると共に、前記位置決め用ベース部材のそれぞれと当接する当接部材を有する略箱体状に形成された書き込みヘッドと、
   該書き込みヘッドと対向し、この書き込みヘッドを弾性部材を介して支持すると共に、該書き込みヘッドに対して移動可能に形成された可動支持部材と、
   前記書き込みヘッドと前記可動支持部材とで形成される構造体の固有振動数を変更することにより、外乱による加振周波数との共振を回避して前記書き込みヘッドの振動を抑制する振動抑制手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記可動支持部材は、前記書き込みヘッドの長手方向と略直交する方向に移動すると共に、前記可動支持部材には、前記書き込みヘッドと当接可能に形成された複数の弾性部材が該可動支持部材の長手方向に沿って配設されており、
   前記振動抑制手段は、前記可動支持部材が、所定の場合に前記書き込みヘッドに対して移動した際、その移動量に応じて前記複数の弾性部材のそれぞれが前記書き込みヘッドと接離することにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記可動支持部材は、偏心カムにより駆動されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記可動支持部材は、その長手方向の一端部を中心にして回転可能に形成されていると共に、前記可動支持部材には、前記書き込みヘッドと当接可能に形成された複数の弾性部材が該可動支持部材の長手方向に沿って配設されており、
   前記振動抑制手段は、所定の場合に前記可動支持部材が書き込みヘッドに対して回転移動した際、その移動量に応じて前記複数の弾性部材のそれぞれが前記書き込みヘッドと順次接離することにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 形成画像の位置ずれを検出する位置ずれ検出センサ及びこの検出結果に基づいて振動周波数と速度変動率との相関関係を分析する周波数解析手段をさらに備え、
   前記可動支持部材は、この周波数解析手段の解析結果に基づいて駆動されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記書き込みヘッドの長手方向両端部の、前記複数の弾性部材との当接面と略直交する側面に配設された固定部材と、この側面の長手方向両端部間を移動可能に形成された可動部材とをさらに備え、
   前記振動抑制手段は、所定の場合に、この可動部材を書き込みヘッドの側面と当接させながら、長手方向に移動させることにより構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。