JP4353650B2

JP4353650B2 - Optical beam scanning device

Info

Publication number: JP4353650B2
Application number: JP2001075133A
Authority: JP
Inventors: 和浩小川; 和美平栗
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: JP2002277800A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ビーム走査装置に関し、より詳細には、光学素子を収容する光学箱の構造を改良した光ビーム走査装置に関する。本発明に係る光ビーム走査装置は、複写機，プリンターおよびファクシミリに好適に応用される。
【０００２】
【従来の技術】
レーザービーム等の光ビームを、ポリゴンミラー等の偏向走査手段を用いて偏向させ、感光体ドラム等の感光体表面に光ビームを走査させることによって画像の記録を行うようにした画像情報記録装置は、画像を高解像度かつ高速で記録することができることから、プリンタや複写機等に広く使用されている。
図１に、従来から使用されている画像情報記録装置の一般的な構成を、また、図２に、この画像情報記録装置の光学箱の構成を示す。
【０００３】
この画像情報記録装置は、光学系として光ビーム発生手段７によって発生させた光ビームを偏向させる光ビーム偏向走査手段２と、偏向させた光ビームを結像する光ビーム結像手段３と、光ビームの光路を反射変換し、結像した画像を感光体ドラム表面へ到達させる光ビーム反射手段４と、上記各手段を収納する光学箱１とを備え、記録部として定速で回転する感光体ドラムを具備している。
【０００４】
光ビーム発生手段7によって発生した光ビームは、光ビーム偏向走査手段２に具備されている、ポリゴンモータにより回転させられるポリゴンミラーで偏向され、光ビーム結像手段３により結像され、光ビーム反射手段４によって光路を反射変換されて記録部である感光体ドラム５の表面に到達する。
【０００５】
感光体ドラム５は、図示されていないモータにより一定速度で回転しており、その表面は帯電している。到達した光ビームは、感光体ドラム５の表面を隙間なく走査するようになっており、これにより、感光体ドラム５の表面に静電潜像を形成し、帯電したトナーを吸着し、これが用紙８に記録される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような光ビーム走査装置においては、良好な画像品質を得るために、光学素子の位置関係を所定精度に保つことが重要視されている。しかし、光学素子の位置関係を所定精度に保つことができた場合においても、光学素子等を収納する光学箱の振動や光学素子自身の振動により、光ビームの光路変動が生じ、主走査方向での線寄れ、副走査方向での画像濃度ムラを引き起こす要因となり、良好な画像品質を得ることができなくなる。
【０００７】
このため、従来から、光ビーム走査装置が、さらなる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われている。特に、ポリゴンミラーおよび駆動モータ等の振動源から発せられる振動により、画質品質の低下を防ぐための提案が行われている。しかしながら、これらの提案では、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ため、支持フレーム自体の減衰性が低下し、この支持フレームの固有振動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、固有振動数が所定値離れていた場合でも、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生じる。以下、例を挙げて説明する、
【０００８】
例えば、特開平５−１０３１６４号公報に開示された技術では、レーザビームスキャナ装置が発生させる振動の振動数（ポリゴンモータの回転周波数）と、この装置を支持する支持フレームの固有振動数とを所定値離すようにしている。この技術では、レーザビームスキャナ装置が発生させる振動の振動数と支持フレームの固有振動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が発生させる振動により、支持フレームが共振することを防止することができる。
【０００９】
しかしながら、この技術では、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ため、支持フレーム自体の減衰性が低下し、この支持フレームの固有振動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、前述のように、固有振動数がある程度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。
【００１０】
また、特開平９−３３８４４号公報に開示された技術では、ポリゴンモータ等の振動発生光学部品を配置するために穴の開けられた支持板の剛性をリブ配置の工夫によって高めている。この提案では、剛性を高めるようなリブ配置を持った支持板にポリゴンモータ等の振動発生光学部品を装着し、かつこの支持板を光学箱およびフレームに取付けているので、ポリゴンモータ等の振動発生光学部品による振動を抑制することができる。
【００１１】
しかしながら、この技術では、レーザ走査ユニットが光学箱に装着されるため、光学箱のレーザ走査ユニット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との相対的な位置関係は、光学箱の固有振動数に大きく依存する。リブ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はいるが、レーザ走査ユニットが装着された後の光学箱の固有振動数の高域側への移動量を限定するものであって、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次固有振動数が振動発生光学部品が発生させる振動の振動数より相当数低い場合、支持板のリブ配置を工夫した場合でも、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生じる。
【００１２】
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、光学箱への依存を低減する効果はあるが、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の発生させる振動が、直接レーザ走査ユニットに伝達されることになる。このため、振動発生光学部品自身の振動のみならず複数の振動源からの振動も受けることになり、単純に振動板の１次固有振動数を高域側へシフトするだけでは、振動を抑制することができないという問題が生じる。
【００１３】
また、実開平５−１１１６１号公報に開示された技術では、光学箱が、ポリゴン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。この技術では、上述の構造により光学箱の剛性が高められているので、ポリゴンモータ等の振動発生光学部品が発生させる振動により、光学箱が共振することを防止することができる。
【００１４】
しかしながら、この技術では、ポリゴン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、ポリゴンモータおよび光学素子の取付面が相対している。このため、ポリゴンモータおよび光学素子の取付面の平行度に精度を要求されコスト高となり、またポリゴンモータおよび光学素子の取付け面が逆となるため、組立性が低下するという問題が生じる。
【００１５】
上述の各技術に示されるように、ポリゴンモータの発生させる振動のみを対処しても、振動により発生する感光体上の濃度ムラは回避できない。これは、ポリゴンモータ，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される振動により、ポリゴン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。このため、ポリゴンモータや光学素子等を収納する光学箱が、それらを振動させる振動形状を有する固有振動数を高周波数域に有する振動特性を持つ必要がある。
【００１６】
本発明の目的は、従来の技術における上述のような諸問題を解消し、ポリゴンモータや光学素子等を収納する光学箱が、光ビーム結像手段を装着する底面部に段差を有している、あるいは本体フレームへの工夫した固定用穴部位置を有することにより、それらが収納される位置が振動する固有振動数を高周波数域に有する振動特性を持つ、光ビーム走査装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る光ビーム走査装置は、ポリゴンモータや光学素子等を収納する光学箱内部に、外形壁とリブで形成される空間を有することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明に係る光ビーム走査装置においては、前記光学箱を、多角形形状を有しており、その各内角が１８０度以下となるように構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明に係る光ビーム走査装置においては、光学箱は、本体フレームへの固定用穴部を、前記空間内に有していることを特徴とする。また、前記リブは、前記外形壁に沿って形成されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る光ビーム走査装置においては、前記リブが、前記外形壁と外形形状に沿ったリブ間にも形成されることを特徴とする。また、前記リブが、外形壁の高さと同じ高さを有していることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る光ビーム走査装置においては、前記リブが、外形壁と同じ肉厚を有しているように構成されていることを特徴とする。また、前記空間は、隣り合う前記空間の底部の高さを異にするように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る光ビーム走査装置においては、前記空間の底部の高さは、底部の肉厚より大きくなるように決定されていることを特徴とする。また、上記空間内に本体フレームへの固定用穴部を有する底部の肉厚は、固定用穴部を有しない底部の肉厚より大きくなるように決定されていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す好適実施例に基づいて、各請求項と対応させつつ詳細に説明する。
【００２４】
本発明の請求項１〜８に係る光ビーム走査装置は、基本的には、先に図１に示したような構成を有するものである。すなわち、本発明の各請求項に係る発明の光ビーム走査装置は、光ビームを発生させる光ビーム発生手段７と、光ビーム発生手段から発せられた光ビームを偏向するポリゴンミラー、およびそれを回転させるポリゴンモータ等からなる光ビームを偏向走査する光ビーム偏向走査手段２と、偏向走査された光ビームを結像する光ビーム結像手段３と、光ビームの光路を反射変換する光ビーム反射手段４とを備え、上記各手段を収容し、かつ本体フレーム６に固定される光学箱１とこの光学箱１を覆うカバーとを具備するものである。
【００２５】
そして、本発明の請求項１に係る実施例では、上記光学箱１は、外形壁とリブで形成される空間を有している。この光学箱１の上面図を、図３に示す。図３に示すように、外形壁１０１とこの外形壁１０１に沿ったリブ（３本）１０２と、外形壁１０１とこの外形壁１０１に沿ったリブ１０２との間のリブ（５本）１０３との計８本のリブにより、７つの空間ができている。空間１には、光ビーム結像手段３，光ビーム反射手段４等が配置される。空間１は、図示されていないが、光学素子面の防塵や光学素子の熱変形を防止するため、カバーで密閉する。このカバーは、生産コスト等の観点から樹脂製にするのが好適である。
【００２６】
空間５には、光ビーム偏向走査手段２が配置される。空間５は、図示されていないが、ポリゴンミラー面の防塵等のため、カバーで密閉する。このカバーは、防音，放熱等の観点から、金属製にするのが好適である。しかしながら、生産コスト等の観点から樹脂製にしても良い。空間２，３，４，６，７には、光学素子等が配置されないため、密閉しなくても良い。
【００２７】
本実施例によれば、光学箱１内に外形壁１０１とリブ１０２，１０３で形成される空間を有するように構成したことにより、光学箱１が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱１の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。
また、上記光学箱１は、本体フレームへの固定用穴部１０４を、上述の、外形壁１０１とリブ１０２，１０３によって形成された空間内に有する構成とした。図５は、４つの本体フレームへの固定用穴部のうち２つの前記穴部１０４ａ，１０４ｂを、空間３，６に１つずつ配置した例を示している。
本実施例においては、これにより、上記固定用穴部１０４が光学箱１外にある場合に比べて、光学箱１が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。
【００２８】
次に、請求項２に係る実施例について説明する。上記光学箱１は、多角形形状を有しているが、図２に示すように、光ビーム発生手段７取付けの外形壁周辺の内角が１８０度以上となることがあり、その近傍では、光学箱１の曲げ剛性が低下する可能性がある。そこで、請求項２に係る実施例では、その内角が１８０度以下となるように構成することにより、曲げ剛性が極端に低下する個所をなくしたものである。
【００２９】
本実施例においては、これにより、光学箱１の光ビーム発生手段取付け部外形壁周辺の振動を抑制できる。この一例を、図４に示す。図４に示す例では、光学箱１は６角形であり、その６つの内角は、いずれも１８０度以下である。
【００３２】
また、上記リブ１０２は、外形壁に沿って形成される構成とした。図６では、外形壁１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃに沿った、３本のリブ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが形成され、空間３，６に本体フレームの固定用穴部１０４ａ，１０４ｂを有している。外形壁１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃと外形壁１０１ａ〜１０１ｃに沿ったリブ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ間に固定用穴部を設けているので、リブ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが、曲げ剛性的に外形壁１０１と同等の効果を持つ。
【００３３】
本実施例においては、これにより、長手方向の光学箱の曲げ変形形状が、リブ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃがない場合と比べて大きく異なる。
【００３４】
また、請求項３に係る装置では、さらに上記リブが、外形壁と外形形状に沿ったリブ間にも形成される構成とした。図７では、外形壁１０１ａとリブ１０２ａの間にリブ１０３ａ，１０３ｂが形成され、外形壁１０１ｂとリブ１０２ｂの両端を結ぶようにリブ１０３ｃ，１０３ｄが形成され、外形壁１０１ｃとリブ１０２ｃの間にリブ１０３ｅが形成されている。空間３，６に本体フレームの固定用穴部１０４ａ，１０４ｂを有している。固定用穴部をはさむようにリブ１０３ａ〜１０３ｃを形成する。
【００３５】
本実施例においては、これにより、上記固定用穴部１０４が光学箱１外にある場合に比べて、光学箱１が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができ、また高周波数域の光学箱１の局部的な振動を抑制できる。
なお、空間６内にある固定用穴１０４ｂがリブ１０３ｄから離れている場合は、空間３内にある固定用穴と同様に（図示してはいないが）、それをはさむようにリブを追加形成しても良い。
【００３６】
また、請求項４に係る装置では、上記リブ１０２が、底面部１０５からの外形壁１０１の高さと同じ高さを有する構造とした。図８では、光学箱底部からの外形壁の高さＨ_１と光学箱底部からのリブの高さＨ_２が、
Ｈ_１＝Ｈ_２
となるように高さが決定されている。
【００３７】
本実施例においては、これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。
【００３８】
また、請求項５に係る装置では、上記外形壁１０１が、リブ１０２と同じ肉厚を有する構造とした。図９では、外形壁の肉厚Ｔ_１とリブの肉厚Ｔ_２が、
Ｔ_１＝Ｔ_２
となるように決定されている。
【００３９】
本実施例においては、これにより、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。このため、金型製作費や生産コストを低減できるという効果が得られる。
【００４０】
また、請求項６に係る装置は、光学箱内部の外壁１０１とリブ１０２ａ，１０２ｂによって形成された空間は、隣り合う空間の底部の高さを異にしていることを特徴とする。図１０では、空間１の底部１０５ａと空間２の底部１０５ｂの高さがＨ_１，空間２の底部１０５ｂと空間３の底部１０５ｃの高さがＨ_２の差を持つように決定されている。ここで、
０≦Ｈ_１，Ｈ_２
である。また、
Ｈ_１＝Ｈ_２＝０
では、空間１，２，３の底部が同一平面上にある。
【００４１】
本実施例においては、これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。
【００４２】
また、請求項７に係る装置は、外形壁１０１とリブ１０２ａ，１０２ｂによって形成された空間の底部の高さが、底部の肉厚より大きくなるように構成した。図１１では、空間１の底部１０５ａと空間２の底部１０５ｂにおける高さの差Ｈ_１が、空間１，２の底部肉厚Ｄ_１，Ｄ_２に対して、
Ｄ_１，Ｄ_２≦Ｈ_１
となるように、また、空間２の底部１０５ｂと空間３の底部１０５ｃにおける高さの差Ｈ_２が、空間２，３の底部肉厚Ｄ_２，Ｄ_３に対して、
Ｄ_２，Ｄ_３≦Ｈ_２
となるように決定されている。
【００４３】
本実施例においては、これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。
【００４４】
最後に、請求項８に係る装置では、外形壁１０１とリブ１０２ａ，１０２ｂによって形成された空間内の、本体フレームへの固定用穴部を有する底部１０５ｂの肉厚が、固定用穴部を有しない底部の肉厚より大きくなるように構成した。図１２では、空間２の底部１０５ｂの肉厚は、底部の肉圧より大きい。空間２の底部肉厚Ｄ_２は、空間１，３の底部１０５ａ，１０５ｃ肉厚のＤ_１，Ｄ_３に対して、
Ｄ_１，Ｄ_３≦Ｄ_２
となるように、決定されている。
【００４５】
本実施例においては、これにより、固定用穴部近傍の剛性が向上し、光学箱１の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。
【００４６】
なお、上記各実施例は本発明の一例を示すものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で、適宜の変更，改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、下記のような各作用により、ポリゴンモータ，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される振動により発生する感光体上の濃度ムラが回避できるという効果が得られるものである。
【００４８】
請求項１に係る装置においては、光学箱に外形壁とリブで形成される空間を有するようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。
また、光学箱の本体フレームへの固定用穴部を、外形壁とリブによって形成された空間内に有するようにした。これにより、上記固定用穴部が光学箱形状外にある場合に比べて、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。
【００４９】
請求項２に係る装置においては、光学箱が多角形形状を有し、その内角が１８０度以下になるようにした。これにより、光ビーム発生手段を取付けるための外形壁周辺の近傍の曲げ剛性が向上して、上述の光学箱の外形壁周辺の振動を抑制できる。
【００５１】
なお、リブが外形壁に沿って形成されるようにすると、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。
【００５２】
請求項３に係る装置においては、リブが外形壁に沿って形成されるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。
【００５３】
請求項４に係る装置においては、リブが底面部からの外形壁の高さと同じ高さを有するようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。
【００５４】
請求項５に係る装置においては、上記リブが外形壁と同じ肉厚を有するようにした。これにより、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。このため、金型製作費や生産コストを低減できる。
【００５５】
また、請求項６に係る装置においては、外形壁とリブによって形成された空間は隣り合う外形壁とリブによって形成された空間の底部の高さを異なるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。
【００５６】
さらに、請求項７に係る装置においては、外形壁とリブによって形成された空間の底部の高さを底部の肉厚より大きくするようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。
【００５７】
またさらに、請求項８に係る装置においては、外形壁とリブによって形成された空間内に本体フレームへの固定用穴部を有する底部の肉厚を固定用穴部を有しない底部の肉厚より大きくするようにした。これにより、固定用穴部近傍の剛性が向上し、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ビーム走査装置を使用した一般的な画像情報記録装置の概要を示す基本構成図である。
【図２】図１中の光ビーム走査装置の光学箱の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の上面図である。
【図４】同、第２の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の上面図である。
【図５】同、第３の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の上面図である。
【図６】同、第４の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の上面図である。
【図７】同、第５の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の上面図である。
【図８】同、第６の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の断面図である。
【図９】同、第７の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の断面図である。
【図１０】同、第８の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の断面図である。
【図１１】同、第９の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の断面図である。
【図１２】同、第１０の実施例における光ビーム走査装置の光学箱の断面図である。
【符号の説明】
１光学箱
２光ビーム偏向走査手段
３光ビーム結像手段
４光ビーム反射手段
５感光体ドラム
６本体フレーム
７光ビーム発生手段
１０１光学箱外形壁
１０２光学箱外形壁に沿ったリブ
１０３光学箱外形壁と外形壁に沿ったリブ間のリブ
１０４固定用穴
１０５光学箱底部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light beam scanning device, and more particularly to a light beam scanning device having an improved structure of an optical box that accommodates an optical element. The light beam scanning apparatus according to the present invention is suitably applied to a copying machine, a printer, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
An image information recording apparatus for recording an image by deflecting a light beam such as a laser beam using a deflection scanning means such as a polygon mirror and scanning the light beam on the surface of a photosensitive member such as a photosensitive drum. Since images can be recorded at high resolution and at high speed, they are widely used in printers, copiers, and the like.
FIG. 1 shows a general configuration of an image information recording apparatus conventionally used, and FIG. 2 shows a configuration of an optical box of the image information recording apparatus.
[0003]
This image information recording apparatus includes a light beam deflection scanning unit 2 for deflecting a light beam generated by a light beam generation unit 7 as an optical system, a light beam imaging unit 3 for forming an image of the deflected light beam, and a light beam. A photoconductor that includes a light beam reflecting means 4 for reflecting and converting the optical path of the beam to reach the surface of the photosensitive drum, and an optical box 1 that houses the above means, and that rotates as a recording unit at a constant speed. It has a drum.
[0004]
The light beam generated by the light beam generating means 7 is deflected by a polygon mirror provided in the light beam deflection scanning means 2 and rotated by a polygon motor, imaged by the light beam imaging means 3, and reflected by the light beam. The optical path is reflected and converted by the means 4 and reaches the surface of the photosensitive drum 5 as a recording unit.
[0005]
The photosensitive drum 5 is rotated at a constant speed by a motor (not shown), and the surface thereof is charged. The reached light beam scans the surface of the photoconductive drum 5 without any gap, thereby forming an electrostatic latent image on the surface of the photoconductive drum 5 and adsorbing the charged toner, which is the paper. 8 is recorded.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described light beam scanning apparatus, in order to obtain good image quality, it is important to keep the positional relationship of the optical elements with a predetermined accuracy. However, even when the positional relationship of the optical elements can be maintained at a predetermined accuracy, the optical path of the light beam varies due to the vibration of the optical box that houses the optical elements or the like, or the vibration of the optical element itself. And the image density unevenness in the sub-scanning direction becomes a factor, and good image quality cannot be obtained.
[0007]
For this reason, various proposals have been made so far that the light beam scanning apparatus can cope with higher speed and higher image quality. In particular, proposals have been made to prevent deterioration in image quality due to vibrations generated from vibration sources such as polygon mirrors and drive motors. However, in these proposals, since the laser beam scanner device is mounted on the support frame, the attenuation of the support frame itself is reduced, and there is no clear anti-resonance peak between the natural frequencies of the support frame. There is. For this reason, even when the natural frequency is separated by a predetermined value, there arises a problem that vibration at the frequency of the vibration generating optical component cannot be suppressed. Hereafter, an example will be explained.
[0008]
For example, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-103164, the vibration frequency generated by the laser beam scanner device (rotational frequency of the polygon motor) and the natural frequency of the support frame that supports this device are determined in advance. The value is separated. In this technique, since the vibration frequency generated by the laser beam scanner device and the natural frequency of the support frame are separated to some extent, it is possible to prevent the support frame from resonating due to the vibration generated by the laser beam scanner device. it can.
[0009]
However, in this technique, since the laser beam scanner device is mounted on the support frame, the attenuation of the support frame itself is lowered, and there is no clear anti-resonance peak between the natural frequencies of the support frame. is there. For this reason, as described above, there is a problem that vibration at the frequency of the vibration generating optical component cannot be suppressed even when the natural frequency is separated to some extent.
[0010]
In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-33844, the rigidity of the support plate with holes for increasing the vibration generating optical parts such as the polygon motor is increased by the arrangement of the ribs. In this proposal, vibration generating optical parts such as a polygon motor are mounted on a support plate having a rib arrangement that enhances rigidity, and this support plate is attached to the optical box and frame, so that vibration such as polygon motor is generated. Vibration due to optical components can be suppressed.
[0011]
However, in this technique, since the laser scanning unit is mounted on the optical box, the relative positional relationship between the optical component such as a mirror and the polygon mirror arranged at a location other than the laser scanning unit of the optical box is optical. It depends greatly on the natural frequency of the box. Although the rigidity of the optical box is secondarily increased by the support plate with a devised rib arrangement, the amount of movement of the natural frequency of the optical box to the high frequency side after the laser scanning unit is mounted is limited. When the initial rigidity of the optical box is reduced, that is, when the primary natural frequency of the optical box is considerably lower than the vibration frequency generated by the vibration generating optical component, the rib arrangement of the support plate is Even when it is devised, there arises a problem that vibration at the frequency of the vibration generating optical component cannot be suppressed.
[0012]
In addition, in order to solve this problem, when the support plate is directly attached to the main body frame, there is an effect of reducing the dependence on the optical box, but from the main body frame to the photosensitive drum and recording paper feed / discharge system Vibration generated by a motor or the like for driving the motor is directly transmitted to the laser scanning unit. For this reason, not only the vibration of the vibration generating optical component itself but also vibrations from a plurality of vibration sources are received, and the vibration is suppressed by simply shifting the primary natural frequency of the diaphragm to the high frequency side. The problem of being unable to do so arises.
[0013]
In the technique disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-11161, the optical box is formed in a stepped manner in a polygon motor arrangement area and an optical element arrangement area through a vertical wall, and a laser beam passes through the vertical wall. It has a structure in which holes are formed. In this technique, since the rigidity of the optical box is enhanced by the above-described structure, it is possible to prevent the optical box from resonating due to vibrations generated by vibration generating optical components such as a polygon motor.
[0014]
However, in this technique, since the polygon motor arrangement area and the optical element arrangement area are formed in steps in a stepped manner via the vertical wall, the mounting surfaces of the polygon motor and the optical element are opposed to each other. For this reason, accuracy is required for the parallelism of the mounting surfaces of the polygon motor and the optical element, resulting in high costs, and the mounting surfaces of the polygon motor and the optical element are reversed.
[0015]
As shown in each of the above-described technologies, even if only the vibration generated by the polygon motor is dealt with, density unevenness on the photosensitive member caused by the vibration cannot be avoided. This is because the optical box that houses the polygon motor, the optical element, etc., and the optical element itself are vibrated by vibration generated from the polygon motor, the photosensitive drum, and the motor that drives the paper feed / discharge system of the recording paper. This is because the optical path variation of the light beam occurs. For this reason, an optical box that houses a polygon motor, an optical element, or the like needs to have vibration characteristics having a natural frequency having a vibration shape for vibrating them in a high frequency range.
[0016]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and an optical box that houses a polygon motor, an optical element, etc. has a step on the bottom surface portion on which the light beam imaging means is mounted. Alternatively, to provide a light beam scanning device having a vibration characteristic having a natural frequency in a high frequency range in which a position in which the housing is housed vibrates in a high frequency range by having a fixed fixing hole position on the body frame. is there.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a light beam scanning apparatus according to the present invention is characterized by having a space formed by an outer wall and a rib inside an optical box that houses a polygon motor, an optical element, and the like. .
[0018]
In the light beam scanning apparatus according to the present invention, the optical box has a polygonal shape, and each inner angle thereof is configured to be 180 degrees or less.
[0019]
In the light beam scanning apparatus according to the present invention, the optical box has a hole for fixing to the main body frame in the space. The rib may be formed along the outer wall.
[0020]
In the light beam scanning device according to the present invention, the rib is also formed between the outer wall and the rib along the outer shape. The rib has the same height as the height of the outer wall.
[0021]
In the optical beam scanning apparatus according to the present invention, the ribs, characterized in that it is configured to have the same thickness as the outer walls. Moreover, the said space is comprised so that the height of the bottom part of the said adjacent space may differ.
[0022]
In the light beam scanning device according to the present invention, the height of the bottom of the space is determined to be larger than the thickness of the bottom. Further, the thickness of the bottom portion having the fixing hole portion to the main body frame in the space is determined to be larger than the thickness of the bottom portion not having the fixing hole portion .
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail based on preferred embodiments shown in the drawings and corresponding to the claims.
[0024]
The light beam scanning device according to claims 1 to 8 of the present invention basically has the configuration shown in FIG. That is, the light beam scanning device of the invention according to each claim of the present invention includes a light beam generating means 7 for generating a light beam, a polygon mirror for deflecting the light beam emitted from the light beam generating means, and a rotation thereof. A light beam deflecting / scanning means 2 for deflecting and scanning a light beam comprising a polygon motor or the like, a light beam imaging means 3 for imaging the deflected and scanned light beam, and a light beam reflecting means for reflecting and converting the optical path of the light beam. 4, an optical box 1 that accommodates the above-described means and is fixed to the main body frame 6, and a cover that covers the optical box 1.
[0025]
In the embodiment according to claim 1 of the present invention, the optical box 1 has a space formed by an outer wall and a rib. A top view of the optical box 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, an outer wall 101, ribs (three) 102 along the outer wall 101, and ribs (five) 103 between the outer wall 101 and the ribs 102 along the outer wall 101, A total of 8 ribs form 7 spaces. In the space 1, the light beam imaging means 3, the light beam reflecting means 4 and the like are arranged. Although not shown, the space 1 is sealed with a cover to prevent dust on the optical element surface and thermal deformation of the optical element. This cover is preferably made of resin from the viewpoint of production cost and the like.
[0026]
In the space 5, the light beam deflection scanning means 2 is arranged. Although not shown, the space 5 is sealed with a cover to prevent dust on the polygon mirror surface. This cover is preferably made of metal from the viewpoint of soundproofing, heat dissipation, and the like. However, it may be made of resin from the viewpoint of production cost and the like. Since no optical element or the like is disposed in the spaces 2, 3, 4, 6, 7, it is not necessary to seal the spaces.
[0027]
According to this embodiment, since the optical box 1 is configured to have a space formed by the outer wall 101 and the ribs 102 and 103, the optical box 1 vibrates at the primary natural frequency at which the optical box 1 bends in the longitudinal direction. The shape of the deformed shape can be greatly changed, and the natural frequency of the optical box 1 can be shifted to the high frequency region side.
Further, the optical box 1 is configured to have the hole 104 for fixing to the main body frame in the space formed by the outer wall 101 and the ribs 102 and 103 described above. FIG. 5 shows an example in which two of the holes 104a and 104b among the holes for fixing to the four main body frames are arranged in the spaces 3 and 6, respectively.
In the present embodiment, this greatly changes the vibration deformation shape at the primary natural frequency at which the optical box 1 bends in the longitudinal direction, compared to the case where the fixing hole 104 is outside the optical box 1. The natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side.
[0028]
Next, an embodiment according to claim 2 will be described. The optical box 1 has a polygonal shape, but as shown in FIG. 2, the inner angle around the outer wall attached to the light beam generating means 7 may be 180 degrees or more. The bending rigidity of the box 1 may be reduced. Therefore, in the embodiment according to claim 2, by configuring the inner angle to be 180 degrees or less, the portion where the bending rigidity is extremely lowered is eliminated.
[0029]
In the present embodiment, this can suppress the vibration around the outer wall of the optical beam generating means mounting portion of the optical box 1. An example of this is shown in FIG. In the example shown in FIG. 4, the optical box 1 has a hexagonal shape, and the six interior angles are all 180 degrees or less.
[0032]
Further, the rib 102 was configured to be formed along the outer wall. In FIG. 6, three ribs 102a, 102b, and 102c are formed along outer walls 101a, 101b, and 101c, and space holes 3 and 6 have body frame fixing holes 104a and 104b. Since fixing holes are provided between the outer walls 101a, 101b, and 101c and the ribs 102a, 102b, and 102c along the outer walls 101a to 101c, the ribs 102a, 102b, and 102c are flexibly and rigidly connected to the outer wall 101. Has the same effect.
[0033]
Accordingly, in the present embodiment, the bending deformation shape of the optical box in the longitudinal direction is greatly different from that in the case without the ribs 102a, 102b, and 102c.
[0034]
In the apparatus according to claim 3 , the rib is also formed between the outer wall and the rib along the outer shape. In FIG. 7, ribs 103a and 103b are formed between the outer wall 101a and the rib 102a, ribs 103c and 103d are formed so as to connect both ends of the outer wall 101b and the rib 102b, and between the outer wall 101c and the rib 102c. Ribs 103e are formed. The spaces 3 and 6 have body frame fixing holes 104a and 104b. Ribs 103a to 103c are formed so as to sandwich the fixing hole.
[0035]
In the present embodiment, this greatly changes the vibration deformation shape at the primary natural frequency at which the optical box 1 bends in the longitudinal direction, compared to the case where the fixing hole 104 is outside the optical box 1. The natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency range side, and local vibration of the optical box 1 in the high frequency range can be suppressed.
When the fixing hole 104b in the space 6 is separated from the rib 103d, the rib is additionally formed so as to sandwich the fixing hole in the space 3 (not shown). You may do it.
[0036]
In the device according to claim 4 , the rib 102 has a structure having the same height as the height of the outer wall 101 from the bottom surface portion 105. In FIG. 8, the height H ₁ of the outer wall from the bottom of the optical box and the height H ₂ of the rib from the bottom of the optical box are:
H ₁ = H ₂
The height is determined so that
[0037]
Thus, in the present embodiment, the vibration deformation shape can be greatly changed at the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, and the natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side.
[0038]
In the device according to claim 5 , the outer wall 101 has the same thickness as the rib 102. In FIG. 9, the outer wall thickness T ₁ and the rib wall thickness T ₂ are
T ₁ = T ₂
It is decided to become.
[0039]
In the present embodiment, this makes it possible to make the thickness of the optical box uniform when the optical box is made of resin, making it easier to mold. For this reason, the effect that a metal mold production cost and a production cost can be reduced is acquired.
[0040]
The apparatus according to claim 6 is characterized in that the space formed by the outer wall 101 and the ribs 102a and 102b in the optical box has different heights at the bottoms of the adjacent spaces. In FIG. 10, the heights of the bottom 105a of the space 1 and the bottom 105b of the space 2 are determined to be H ₁ , and the heights of the bottom 105b of the space 2 and the bottom 105c of the space 3 are determined to have a difference of H ₂ . here,
0 ≦ H ₁ , H ₂
It is. Also,
H ₁ = H ₂ = 0
Then, the bottoms of the spaces 1, 2 and 3 are on the same plane.
[0041]
Thus, in the present embodiment, the vibration deformation shape can be greatly changed at the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, and the natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side. Further, local vibration of the optical box in the high frequency range can be suppressed.
[0042]
The apparatus according to claim 7 is configured such that the height of the bottom of the space formed by the outer wall 101 and the ribs 102a and 102b is larger than the thickness of the bottom. In FIG. 11, the difference in height H ₁ between the bottom portion 105 a of the space 1 and the bottom portion 105 b of the space 2 is equal to the bottom thicknesses D ₁ and D _{2 of} the spaces ₁ and ₂ .
D ₁ , D ₂ ≦ H ₁
In addition, the height difference H ₂ between the bottom 105b of the space 2 and the bottom 105c of the space 3 is smaller than the bottom thicknesses D ₂ and D _{3 of} the spaces ₂ and ₃ ,
D ₂ , D ₃ ≦ H ₂
It is decided to become.
[0043]
Thus, in the present embodiment, the vibration deformation shape can be greatly changed at the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, and the natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side. Further, local vibration of the optical box in the high frequency range can be suppressed.
[0044]
Finally, in the apparatus according to claim 8 , the thickness of the bottom 105b having the fixing hole to the main body frame in the space formed by the outer wall 101 and the ribs 102a and 102b has the fixing hole. It was configured to be larger than the thickness of the bottom portion. In FIG. 12, the thickness of the bottom 105b of the space 2 is larger than the wall pressure of the bottom. The bottom thickness D2 of the space ₂ is smaller than the thicknesses D1 and D3 of the bottom portions 105a and 105c of the spaces ₁ and ₃ , respectively.
D ₁ , D ₃ ≦ D ₂
It has been determined to be.
[0045]
In this embodiment, this improves the rigidity in the vicinity of the fixing hole, and the natural frequency of the optical box 1 can be shifted to the high frequency region side.
[0046]
Each of the above-described embodiments shows an example of the present invention, and the present invention should not be limited to these, and appropriate modifications and improvements may be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say, it is good.
[0047]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, vibrations generated from a polygon motor, a photosensitive drum, a motor that drives a recording paper feed / discharge system, and the like are caused by the following actions. The effect of avoiding density unevenness on the photoconductor can be obtained.
[0048]
In the apparatus according to claim 1, the optical box has a space formed by an outer wall and a rib. Thereby, in the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, the vibration deformation shape can be greatly changed, and the natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side. Further, local vibration of the optical box in the high frequency range can be suppressed.
In addition, a hole for fixing the optical box to the main body frame is provided in the space formed by the outer wall and the rib. As a result, compared to the case where the fixing hole is outside the optical box shape, the vibration deformation shape is greatly changed in the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, and the natural frequency of the optical box is reduced. It can be shifted to the high frequency side.
[0049]
In the apparatus according to claim 2, the optical box has a polygonal shape, and the internal angle thereof is 180 degrees or less. Thereby, the bending rigidity in the vicinity of the outer periphery of the outer wall for attaching the light beam generating means is improved, and the vibration around the outer wall of the optical box can be suppressed.
[0051]
If the rib is formed along the outer wall, the vibration deformation shape is greatly changed in the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, and the natural frequency of the optical box is changed to the high frequency side. Can be shifted.
[0052]
In the device according to claim 3 , the rib is formed along the outer wall. Thereby, in the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, the vibration deformation shape can be greatly changed, and the natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side. Further, local vibration of the optical box in the high frequency range can be suppressed.
[0053]
In the apparatus according to claim 4 , the rib has the same height as the height of the outer wall from the bottom surface. Thereby, in the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, the vibration deformation shape can be greatly changed, and the natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side.
[0054]
In the device according to claim 5 , the rib has the same thickness as the outer wall. Thereby, when the optical box is made of resin, the thickness of the optical box can be made uniform, and molding becomes easy. For this reason, mold production costs and production costs can be reduced.
[0055]
In the device according to claim 6 , the space formed by the outer wall and the rib has a different height at the bottom of the space formed by the adjacent outer wall and the rib. Thereby, in the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, the vibration deformation shape can be greatly changed, and the natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side. Further, local vibration of the optical box in the high frequency range can be suppressed.
[0056]
Further, in the apparatus according to claim 7 , the height of the bottom of the space formed by the outer wall and the rib is made larger than the thickness of the bottom. Thereby, in the primary natural frequency at which the optical box bends in the longitudinal direction, the vibration deformation shape can be greatly changed, and the natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency side. Further, local vibration of the optical box in the high frequency range can be suppressed.
[0057]
Furthermore, in the apparatus according to claim 8 , the thickness of the bottom portion having the fixing hole portion to the main body frame in the space formed by the outer wall and the rib is more than the thickness of the bottom portion not having the fixing hole portion. I tried to make it bigger. Thereby, the rigidity in the vicinity of the fixing hole is improved, and the natural frequency of the optical box can be shifted to the high frequency region side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram showing an outline of a general image information recording apparatus using a light beam scanning apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical box of the light beam scanning apparatus in FIG.
FIG. 3 is a top view of the optical box of the light beam scanning apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a top view of the optical box of the light beam scanning apparatus according to the second embodiment.
FIG. 5 is a top view of the optical box of the light beam scanning apparatus according to the third embodiment.
FIG. 6 is a top view of the optical box of the light beam scanning apparatus according to the fourth embodiment.
FIG. 7 is a top view of the optical box of the light beam scanning apparatus according to the fifth embodiment.
FIG. 8 is a sectional view of an optical box of a light beam scanning apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 9 is a sectional view of an optical box of a light beam scanning apparatus according to a seventh embodiment.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an optical box of a light beam scanning apparatus according to an eighth embodiment.
FIG. 11 is a sectional view of an optical box of a light beam scanning apparatus according to a ninth embodiment.
FIG. 12 is a sectional view of an optical box of a light beam scanning apparatus according to a tenth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical box 2 Light beam deflection scanning means 3 Light beam image formation means 4 Light beam reflection means 5 Photosensitive drum 6 Main body frame 7 Light beam generating means 101 Optical box outer wall 102 Rib 103 along the optical box outer wall Optical box outer shape Rib 104 between the ribs along the wall and the outer wall Fixing hole 105 Optical box bottom

Claims

A light beam generating means for generating a light beam, a polygon mirror and a polygon motor for rotating the polygon mirror, and a light beam deflecting / scanning means for deflecting and scanning the light beam emitted from the light beam generating means; A light beam imaging means for imaging the beam; a light beam reflecting means for reflecting and converting the optical path of the light beam; an optical box that accommodates each of the means inside and is fixed to the main body frame; and A light beam scanning device comprising a covering cover,
The optical box has a space formed by an outer wall and a first rib provided inside the outer wall along the outer wall, and has a hole for fixing to the main body frame in the space. A light beam scanning device characterized by the above.

2. The light beam scanning apparatus according to claim 1, wherein the optical box has a polygonal shape as a whole on the bottom surface , and each inner angle thereof is 180 degrees or less.

Second ribs, the light beam scanning apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that formed between the first rib along the outer wall and the outer shape.

The first rib, the light beam scanning apparatus according to claim 3, characterized in that it comprises the same height as the height of the outer wall.

5. The light beam scanning apparatus according to claim 3, wherein the first rib and the outer wall have the same constant thickness everywhere .

6. The light beam scanning apparatus according to claim 3, wherein the spaces have different heights at the bottoms of the adjacent spaces.

7. The light beam scanning device according to claim 6 , wherein the thickness of the bottom portion of the adjacent space is constant everywhere , and the difference in height between the bottom portions of the spaces is larger than the thickness of the bottom portion of the space. .

The thickness of the bottom portion of the space having a fixing hole to the body frame, light as claimed in any one of claims 1 to 7, characterized in that greater than the thickness of the bottom having no space fixing hole Beam scanning device.