JP3885042B2 - 光走査装置 - Google Patents
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Description
【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、前記光偏向器が搭載される光学箱と、を備えた光走査装置であって、前記光偏向器が搭載される平面部を有する第1の部材、及び前記第1の部材に取り付けられる弾性変形可能な第2の部材とで構成される光学箱と、前記第2の部材に取り付けられ、前記光偏向器の軸芯を通る鉛直線上の近傍に位置する質量体と、を備え、前記第2の部材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、光学箱の第2の部材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、光学箱のうち、光偏向器が搭載される同一平面ではない、弾性変形可能な第2の部材を動吸振器のばね(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。
【0013】
更に、請求項1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2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】
さらに、請求項1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。
【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
20 蓋体(弾性変形可能部分)
38 錘(質量体)
Claims (2)
- 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、前記光偏向器が搭載される光学箱と、を備えた光走査装置であって、
前記光偏向器が搭載される平面部を有する第1の部材、及び前記第1の部材に取り付けられる弾性変形可能な第2の部材とで構成される光学箱と、
前記第2の部材に取り付けられ、前記光偏向器の軸芯を通る鉛直線上の近傍に位置する質量体と、を備え、
前記第2の部材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。 - 前記光偏向器及び/又は前記質量体は、前記光学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に記載の光走査装置。
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