JP3739463B2

JP3739463B2 - 光走査装置

Info

Publication number: JP3739463B2
Application number: JP35498695A
Authority: JP
Inventors: 勝之柳沢
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2015-12-29
Also published as: JPH09184995A; US5877884A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等の画像記録装置に用いられる光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光走査装置は、画像信号によって変調された光を高速回転される回転多面鏡からなる光偏向器によって偏向走査して感光体に照射するように構成されている。このため、前記偏向器が振動源となって光走査装置を構成する光学箱や光学部品が励振されて振動し、この振動によって画素ずれや濃度むら等の画像不良が発生する。
【０００３】
そこで、特開平７−８４２０３号に示すような改善策がとられている。図６に示すように、特開平７−８４２０３号の光走査装置１００では、板状体１０２に駆動機構１０４、回転多面鏡１０６、レンズ系１０８等が搭載されており、板状体１０２に、錘１０５と粘弾性体１０７からなる動吸振器１０９が設けられている（なお、一部を簡略化している。）。
【０００４】
これは、図３（Ａ）に示すように、主振動系Ｍ（質量），Ｋ（ばね）に副振動系ｍ（質量），ｋ（ばね）が付いた２自由度系において、質量ＭにＰｃｏｓωｔなる励振力が加わる場合としてモデル化できる。なお、主振動系のＫ（ばね）は、板状体１０２を支持する機器の側板１１２に対応する。
【０００５】
ところで、このような振動系における質量Ｍ，ｍの定常変位振幅Ａ，ａは、副振動系の固有振動数ν＝（ｋ／ｍ）^1/2が励振力の周波数ωと等しい場合には、Ａ＝０、ａ＝−ｐ／ｋになる事は一般的に知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−８４２０３号の光走査装置１００では、動吸振器１０９を構成するために、光走査装置１００とは別部品として錘１０５及び粘弾性体１０７とを必要としており、装置全体の部品点数が増加してしまい、これに伴って組立作業も増加するという問題がある。
【０００７】
一方、図３（Ｂ）で明らかなように、ν＝ωからなる関係が崩れると、動吸振器の振動低減効果が薄れる。即ち、主振動系及び副振動系に含まれる質量Ｍ，ｍやばねＫ，ｋには製造上不可避のバラツキがあり、また励振力の振動数ωにもバラツキがあるため、実際にはν＝ωなる関係が崩れ、主振動系及び副振動系双方が振動をおこしてしまう。
【０００８】
特開平７−８４２０３号の光走査装置１００では、駆動機構１０４及び回転多面鏡１０６から水平方向に離れた位置に動吸振器１０９が設けられているため、主振動系及び副振動系の双方に振動が生ずると、図７に示すように、錘１０５の振動により光走査装置１００全体に回転モーメントが発生し、感光体１１０上でビームＬの走査位置ずれδ１が発生してしまう。このため、実際には期待した効果が得られず、画像不良を発生してしまうという問題があった。特に、光走査装置１００から感光体１１０までの距離が長くなると、走査位置ずれδ１が拡大してしまう。
【０００９】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであって、部品点数の増加を抑え、また、光偏向器によって励振される光走査装置の振動を十分に低減して画像不良の発生を確実に防止するとを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、画像信号によって変調された光を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器が連結される光学箱と、を備えた光走査装置であって、前記光学箱の一部を弾性変形可能に形成し、前記光学箱の弾性変形可能部分に質量体を取り付け、前記弾性変形可能部分と前記質量体とによって動吸振器を構成したことを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の光走査装置では、弾性変形可能部分と質量体とによって構成される動吸振器によって光走査装置の振動を低減することができ、振動に起因する画像不良の発生を防止することができる。また、光学箱の一部を弾性変形可能に形成して、弾性変形可能部分を動吸振器のばね（ｋ）として利用しているので、スプリング、粘弾性体等を必要とせず、スプリング、粘弾性体等を用いて動吸振器を構成していた従来の光走査装置よりも部品点数を減らすことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光走査装置において、前記質量体は、前記光偏向器の鉛直線上の近傍に位置することを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の光走査装置では、質量体を光偏向器の鉛直線上の近傍に位置させたので、光走査装置が振動した際に光走査装置に回転モーメントが発生し難くなる。このため、光ビームの走査ずれは振動方向の平行移動成分しか影響を受けないため、画像不良の発生を最小限に止めることができる。
【００１４】
なお、質量体は複数個設けても良く、この場合には、質量体全体の重心位置を光偏向器の鉛直線上または鉛直線上の近傍に位置させる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光走査装置において、前記光偏向器及び／又は前記質量体は、前記光走査装置の重心位置近傍に設けられていることを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の光走査装置では、光偏向器及び／又は質量体は、光走査装置の重心位置近傍に設けたので、光走査装置が振動した際に光走査装置に回転モーメントが発生し難くなる。このため、光ビームの走査ずれは振動方向の平行移動成分しか影響を受けないため、画像不良の発生を最小限に止めることができる。
【００１７】
なお、質量体は複数個設けても良く、この場合には、質量体全体の重心位置を光走査装置の重心位置または重心位置近傍に位置させる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下に図面を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１９】
図１には、本発明の適用された光走査装置１０の構成の概略が斜視図で示されている。
【００２０】
図１及び図２に示すように、光走査装置１０は光学箱１２を備えている。光学箱１２は、上部及び側部の一部が開放された光学箱本体１８と、この光学箱本体１８の上部開口部分を閉塞する蓋体２０とから構成されている。
【００２１】
図２に示すように、光走査装置１０は、光学箱１２がコイルバネ１４によりモデル化される側板１６によって床面等の固定部１７上に支持されている。
【００２２】
図１に示すように、光学箱本体１８の底板１８Ａには、レーザ光を発信する光源２２、コリメートレンズ２４、シリンドリカルレンズ２６、光偏向器２８、集光レンズ３０等の部品が取り付けられている。
【００２３】
図２に示すように、光偏向器２８は、モータ等からなる駆動機構３２と、駆動機構３２の回転軸（図示せず）に取り付けられてこの駆動機構３２によって高速回転される回転多面鏡３４とから構成されている。
【００２４】
図１に示すように、コリメートレンズ２４は、光源２２からの放射光束をコリメートし、コリメートレンズ２４を通過した光束は、画像情報信号に対応して光源２２を駆動することにより、同情報に対応したコリメートされた光束となる。この光束は、シリンドリカルレンズ２６を通過した後、回転多面鏡３４によって偏向される。偏向された光束は、集光レンズ３０によって集光され、光走査装置１０から所定距離離間した位置に配置される被走査面である感光体３６上に結像される。
【００２５】
この時、集光レンズ３０は、感光体３６上において、走査速度が等速度になるように走査すると共に、回転多面鏡３４の反射面の傾きのバラツキによる、感光体３６上の走査位置ズレも補正する。これによって、感光体３６上に上記情報に対応する潜像が形成される。
【００２６】
なお、感光体３６の周囲には、周知の帯電、現像、転写、クリーニング手段等の、周知の画像形成プロセス機器（図示せず）が配置されている。これら光走査装置を構成する部材は、光学箱１２によって一体的に位置決め、固定されている。
【００２７】
図２に示すように、本実施形態の光学箱本体１８の蓋体２０は金属板、樹脂板、硬質のゴム等の弾性変形可能な板材から形成されており、周囲が光学箱本体１８の側壁１８Ｂの上端に固定（ネジ止め等）されている。蓋体２０の外面には、光偏向器２８の軸芯を通る鉛直線上に質量体としての錘３８が固定されている。
【００２８】
ここで、蓋体２０は図３（Ａ）に示す振動系のばねｋ、錘３８は質量ｍ、側板１６はばねＫ、光学箱１２は質量Ｍに相当し、蓋体２０と錘３８とによって動吸振器を構成している。
【００２９】
なお、錘３８の質量と蓋体２０のばね定数は、光走査装置１０の質量とコイルバネによりモデル化される側板１６のばね定数及び粘性係数によって決定する。
【００３０】
蓋体２０のばね定数は金属、樹脂など材質を変えることで変化させたり、板厚や形状によっても変化させることができる。また、蓋体２０にスリット等を形成し、錘３８を支持する弾性変形部分のばね定数を変化させることもできる。
【００３１】
次に本実施形態の作用を説明する。
【００３２】
回転多面鏡３４は、毎分数万回転におよぶ高速回転を行うため、これに起因して光学箱１２が励振されて、光学箱１２が図２の矢印Ｈ方向に示す方向（床面等の固定部１７に対して垂直方向）に振動するが、この振動は蓋体２０と錘３８とによって構成される動吸振器によって抑制されるため、光走査装置１０での画像不良の発生を防止することができる。
【００３３】
なお、蓋体２０のばね定数や錘３８の質量等が最適値から外れたとしても、錘３８と光偏向器２８は略同軸上にあるため、光走査装置１０に生じようとする回転モーメントの発生を抑えることができる。このため、感光体３６上の走査位置ずれδ２は、平行移動成分しか影響を受けないため、画質不良の発生は最小限に止められる。
【００３４】
なお、この光学箱１２は、図４に示すように、図２に示す配置とは上下を逆にしても良い。この場合でも、光学箱１２の振動は抑制できる。
【００３５】
また、動吸振器の質量体としての機能を果たせば、複数の錘３８を蓋体２０の任意の位置に分散させて取り付けても良い。この場合、複数の錘３８の全体の重心位置が、光偏向器２８の軸心を通る鉛直線上に位置すれば良い。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を図５にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成に関しては同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３６】
この第２の実施形態の光走査装置１０では、光偏向器２８及び錘３８が光走査装置１０の重心位置Ｇの近傍に設けられている。
【００３７】
本実施形態では、振動する質量体としての錘３８が光走査装置１０の重心位置Ｇ近傍に設けられているので、前記第１の実施形態に比較して、より一層光走査装置１０に回転モーメントが発生しにくく、画像不良の発生防止効果が高い。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の光走査装置は、少ない部品点数で光走査装置の振動を低減して画像不良の発生を防止するとができる、という優れた効果を有する。
【００３９】
請求項２に記載の光走査装置は、光走査装置が振動した際の光走査装置に生じようとする回転モーメントを防止することができ、画像不良の発生を最小限に止めることができる、という優れた効果を有する。
【００４０】
請求項３に記載の光走査装置は、光走査装置が振動した際の光走査装置に生じようとする回転モーメントを防止することができ、画像不良の発生を最小限に止めることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の斜視図である。
【図２】光走査装置の側面図である。
【図３】（Ａ）は振動系の模式図であり、（Ｂ）は主振動系の共振曲線を示すグラフである。
【図４】第１の実施形態に係る光走査装置の変形例である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光走査装置の側面図である。
【図６】従来の光走査装置の側面図である。
【図７】従来の光走査装置が振動した際の側面図である。
【符号の説明】
１０光走査装置
１２光学箱（部材）
２０蓋体（弾性変形可能部分）
３８錘（質量体）

Claims

画像信号によって変調された光を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器が連結される光学箱と、を備えた光走査装置であって、
前記光学箱の一部を弾性変形可能に形成し、前記光学箱の弾性変形可能部分に質量体を取り付け、前記弾性変形可能部分と前記質量体とによって動吸振器を構成したことを特徴とする光走査装置。
前記質量体は、前記光偏向器の鉛直線上の近傍に位置することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
前記光偏向器及び／又は前記質量体は、前記光走査装置の重心位置近傍に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。