JP6682201B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関し、特にデジタル複写機やレーザビームプリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置に備えられる光走査装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる光走査装置では、光源から射出される光ビームを、回転多面鏡により偏向させ、走査結像光学系により感光体に向けて集光して感光体上に光スポットを形成する。そして、この光スポットで感光体を走査して感光体上に潜像を形成するように、光走査装置は構成されている。形成された潜像は現像剤（トナー）により現像され、トナー像は記録紙に転写され、記録紙に定着された後、排紙される。なお、回転多面鏡を回転駆動する駆動モータや、レンズやミラーなどの光学部品は、光走査装置の筐体（以下、光学箱という）内に取付けられているのが一般的である。

画像形成装置本体（以下、本体ともいう）の画像出力の生産性を左右する光走査装置の項目の１つとして、回転多面鏡を回転駆動する駆動モータの回転数が挙げられる。即ち、本体の画像出力の生産性を高めるための手段として、駆動モータの回転数の高速化が求められている。ところが、駆動モータの回転数を高速化することにより、回転多面鏡の回転によって回転多面鏡に遠心力が作用し、結果として回転多面鏡から駆動モータを介して駆動モータの回転周期に同期した振動エネルギーを光学箱全体に伝播させることになる。これによって、光学箱に支持されたレンズやミラーなどの光学部品が振動し、感光体上の光スポットに駆動モータの回転周期に同期したビーム振れを発生させ、最終的には画素ずれや濃度むら等の画像劣化を引き起こす。更に、光学箱全体に行き渡ったこの振動エネルギーは、光走査装置全体を大小、様々な振幅で揺らし、その結果、騒音が発生してしまうという課題があった。特に近年では、オイル軸受タイプの駆動モータにおいて、高速回転で使用しても、長寿命の耐久性能を保持する開発が進んでいる。そのため、従来まで３万ｒｐｍ前後の回転数で駆動していた駆動モータが、近年では５万ｒｐｍ弱までの高速回転に対応できる製品化が可能となった。一方で、前述した遠心力のエネルギーは、駆動モータの回転数の二乗で増大する。そのため、従来の回転多面鏡の回転速度では上記振動の画像への影響が小さかったが、今後、回転多面鏡の回転速度のさらなる高速化により課題が顕在化する場合が多くなることが想定される。

このような課題を解決するため、例えば光学箱にゴム等からなる粘弾性部材及び粘弾性体に取付けられた錘からなる動吸振器を装着することで、駆動モータの回転に伴って生じる振動を低減するような構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、動吸振器とは、振動レベルを低減する機能を有する装置である。即ち、ある加振源からの振動レベルを低減したい系Ａに、加振源よりも比較的小型で、加振源の周波数と略等しい固有振動数を有する動吸振器を設置することで、系Ａの振動レベルを低減させることができる。動吸振器の固有振動数が加振源周波数と略等しいため、加振源の振動エネルギーを動吸振器が効率的に取り込み、自らが振動することによりエネルギーを消費するため、系Ａの振動レベルを低減させることができる。

特許第３１８４３７０号公報

前述したように、動吸振器を用いることにより、動吸振器が駆動モータの振動エネルギーを消費するため、結果として光学部品や光学箱へ伝播する振動エネルギーが減少し、画像劣化や騒音が抑制されることが期待できる。しかしながら、特許文献１の提案は、振動抑制効果は期待できるものの、動吸振器の性能を十分発揮できる形態とは言い難い。光走査装置の中で振動を抑制したいのは、感光体上への走査線の導光及び集光を担っているレンズやミラーなどの光学部品である。振動を抑制するためには、その光学部品の光学箱への光走査装置特有の取付け形態を踏まえた上で、振動減衰に最も効果的、かつ最適な系が存在するはずであるが、前述した特許文献１では、その点が考慮されていない。更に、近年では画像形成装置本体の小型化の要求から、光走査装置内には振動源である駆動モータの他、レンズやミラーなどの光学部品や、それらに導光される光ビームの光路が密集して配置されていることが多い。そのため、動吸振器を配置するに際し、振動抑制効果が高いことに加え、光走査装置の大きさを必要以上に大きくすることなく、光学部品や光路との共存が可能な小型の構成と配置にも留意しなければならない。

本発明はこのような状況のもとでなされたもので、小型化を実現しつつ、駆動モータの回転に伴って生じる振動や騒音を低減することを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）光走査装置であって、光源と、前記光源から出射された光ビームを偏向して主走査方向に走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転駆動する駆動モータと、前記回転多面鏡と前記駆動モータとが設けられた基板と、前記回転多面鏡の回転軸線方向と前記主走査方向との双方に垂直な垂直方向において前記回転多面鏡よりも一方側に設けられ、前記回転多面鏡によって前記主走査方向に走査される光ビームを感光体に導く複数の光学部材と、前記光源が取付けられ、前記基板と前記複数の光学部材とを内部に収容する光学箱と、前記光学箱の内部に取付けられ、前記複数の光学部材の振動を抑制する動吸振器と、を備え、前記基板は前記光学箱が有する複数の座面に固定され、前記複数の光学部材は前記光学箱の底面に固定されており、前記回転多面鏡の回転軸線を通り前記垂直方向に沿った仮想線で前記光学箱を２つの領域に分けたときに、前記動吸振器は、前記基板の重心が位置する側の領域とは異なる側の領域において前記複数の光学部材のうち隣接する２つの光学部材の間で前記光学箱の底面に固定されていることを特徴とする光走査装置。
（２）感光体と、前記感光体に光ビームを照射し静電潜像を形成する前記（１）に記載の光走査装置と、前記光走査装置により形成された静電潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、小型化を実現しつつ、駆動モータの回転に伴って生じる振動や騒音を低減することができる。

実施例１〜３の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図、光走査装置の断面図 実施例１の光走査装置を示す斜視図 実施例１の動吸振器の取付けを示す斜視図 実施例１の動吸振器の断面図、動吸振器の固有モードを示す解析図、動吸振器の弾性腕の長さと固有振動数の関係を示す図 実施例１の初期状態の振動レベルの測定ポイントを示す図 実施例１の初期状態の各測定ポイントの振動レベルを示す図、初期状態の折返しミラー長手方向の振動レベル分布を示す図 実施例１の動吸振器を設置した際の振動レベルの測定ポイントを示す図 実施例１の初期状態と動吸振器を設置した際の各測定ポイントの振動レベルを示す図、動吸振器を設置した際の振動レベル、走査線振れの効果を示す図 実施例１の光走査装置の主走査光線パスを示す上面図 実施例１の光走査装置の主走査光線パスを示す上面図 実施例１の動吸振器の設置位置を示す斜視図 実施例１の動吸振器の設置位置を示す斜視図 実施例１の動吸振器の設置位置と折返しミラーの振動レベルの関係を示すグラフ 実施例１の振動測定及び動吸振器の設置ポイントを示す上面図 実施例１の各測定ポイントの振動レベルを示すグラフ、動吸振器の設置位置と折返しミラーの振動レベルの関係を示したグラフ 実施例２の光走査装置を示す斜視図 実施例２の動吸振器の取付けを示す斜視図、動吸振器の断面図 実施例３の動吸振器の取付けを示す斜視図

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［画像形成装置の概要］
実施例１の画像形成装置の構成について、以下に説明する。図１（ａ）は、本実施例のタンデム型のカラーレーザビームプリンタの全体構成を示す概略構成図である。このレーザビームプリンタ（以下、単にプリンタという）はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の色毎にトナー像を形成する４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ（一点鎖線で図示）を備える。また、プリンタは、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋからトナー像が転写される中間転写ベルト２０を備え、中間転写ベルト２０に転写されたトナー像を記録媒体である記録シートＰに転写してカラー画像を形成するように構成されている。以降、各色を表す符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、必要な場合を除き省略する。なお、以下の説明において、後述する回転多面鏡４５の回転軸方向をＺ軸方向、光ビームの走査方向である主走査方向、又は後述する折返しミラーの長手方向をＹ軸方向、Ｙ軸及びＺ軸に垂直な方向をＸ軸方向とする。

中間転写ベルト２０は、無端状に形成され、一対のベルト搬送ローラ２１、２２にかけ回されており、矢印Ｃ方向に回転動作しながら各色の作像エンジン１０で形成されたトナー像が転写されるように構成されている。また、中間転写ベルト２０を挟んで一方のベルト搬送ローラ２１と対向する位置には二次転写ローラ６５が配設されている。記録シートＰが二次転写ローラ６５と中間転写ベルト２０との間を通過することによって、中間転写ベルト２０から記録シートＰにトナー像が転写される。中間転写ベルト２０の下側には前述した４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋが並列的に配設されており、各色の画像情報に応じて形成したトナー像を中間転写ベルト２０に転写するようになっている（以下、一次転写という）。これら４基の作像エンジン１０は、中間転写ベルト２０の回動方向（矢印Ｃ方向）に沿って、イエロー用の作像エンジン１０Ｙ、マゼンタ用の作像エンジン１０Ｍ、シアン用の作像エンジン１０Ｃ及びブラック用の作像エンジン１０Ｂｋの順に配設されている。

また、作像エンジン１０の下方には、各作像エンジン１０に具備された感光体である感光ドラム５０を画像情報に応じて露光する光走査装置４０が配設されている。なお、図１（ａ）では光走査装置４０の詳細な図示及び説明は省略し、図１（ｂ）、図２を用いて後述する。光走査装置４０は全ての作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋに共用されており、各色の画像情報に応じて変調されたレーザビームを出射する図示しない４基の半導体レーザを備えている。また、光走査装置４０は、各感光ドラム５０に対応する光ビームが感光ドラム５０の軸方向（Ｙ軸方向）に走査するように光ビームを偏向する回転多面鏡４５、及び回転多面鏡４５を回転駆動する駆動モータ４１を備えている。回転多面鏡４５によって偏向された各光ビームは、光走査装置４０内に設置された光学部材によって感光ドラム５０上に導かれ、各感光ドラム５０を露光する。

各作像エンジン１０は、感光ドラム５０と、感光ドラム５０を一様な電位に帯電させる帯電ローラ１２と、を備える。また、各作像エンジン１０は、光ビームの照射によって露光されることで感光ドラム５０上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段である現像器１３を備えている。現像器１３は、感光ドラム５０上の静電潜像をトナーを用いて現像する。

各作像エンジン１０の感光ドラム５０に対向する位置には、中間転写ベルト２０を挟むようにして一次転写ローラ１５が配設されている。一次転写ローラ１５は、転写電圧が印加されることにより、感光ドラム５０上のトナー像が中間転写ベルト２０に転写される。

一方、記録シートＰはプリンタ筐体１の下部に収納される給紙カセット２からプリンタの内部、具体的には中間転写ベルト２０と転写手段である二次転写ローラ６５とが当接する二次転写位置へ供給される。給紙カセット２の上部には、給紙カセット２内に収容された記録シートＰを引き出すためのピックアップローラ２４及び給紙ローラ２５が並設されている。また、給紙ローラ２５と対向する位置には、記録シートＰの重送を防止するリタードローラ２６が配設されている。プリンタの内部における記録シートＰの搬送経路２７は、プリンタ筐体１の右側面に沿って略垂直に設けられている。プリンタ筐体１の底部に位置する給紙カセット２から引き出された記録シートＰは、搬送経路２７を上昇し、二次転写位置に対する記録シートＰの突入タイミングを制御するレジストレーションローラ２９へと送られる。その後、記録シートＰは、二次転写位置においてトナー像が転写された後、搬送方向の下流側に設けられた定着器３（破線で図示）へと送られる。そして、定着器３によってトナー像が定着された記録シートＰは、排出ローラ２８を経て、プリンタ筐体１の上部に設けられた排紙トレイ１ａに排出される。

このように構成されたカラーレーザビームプリンタによるカラー画像の形成に当たっては、まず、各色の画像情報に応じて光走査装置４０が各作像エンジン１０の感光ドラム５０を所定のタイミングで露光する。これによって各作像エンジン１０の感光ドラム５０上には画像情報に応じた潜像画像が形成される。ここで、良質な画質を得るためには、光走査装置４０によって形成される潜像画像が感光ドラム５０上の所定の位置に精度よく再現され、かつ、潜像画像を形成するための光ビームの光量は常に安定して所望の値を出せるものでなければならない。

［光走査装置の構成］
図１（ｂ）は、光走査装置４０の光学部品取付けの全体像を示した概略図である。光走査装置４０の内部及び外周部には、光ビーム（レーザ光）を射出する光源が搭載された光源ユニット４４（後述する図２参照）、光ビームを偏向する回転多面鏡４５、駆動モータ４１が設置されている。回転多面鏡４５は、光ビームを反射する複数の反射面（４面以上）を有する。更に光走査装置４０には、各光ビームを感光ドラム５０上に導くｆθレンズ４６ａ〜４６ｄ、折返しミラー４７ａ〜４７ｈが設置されている。

光源ユニット４４（図２参照）から出射された感光ドラム５０Ｙに対応する光ビーム１５４（Ｙ走査線１５４ともいう）は、回転多面鏡４５によって偏向され、ｆθレンズ４６ａに入射する。ｆθレンズ４６ａを通過した光ビーム１５４は、ｆθレンズ４６ｂに入射し、ｆθレンズ４６ｂを通過した後、折返しミラー４７ａによって反射される。折返しミラー４７ａによって反射された光ビーム１５４は、不図示の透明窓を通過して感光ドラム５０Ｙを走査する。

光源ユニット４４（図２参照）から出射された感光ドラム５０Ｍに対応する光ビーム１５５（Ｍ走査線１５５ともいう）は、回転多面鏡４５によって偏向され、ｆθレンズ４６ａに入射する。ｆθレンズ４６ａを通過した光ビーム１５５は、ｆθレンズ４６ｂに入射し、ｆθレンズ４６ｂを通過した後、折返しミラー４７ｂ、折返しミラー４７ｆ、折返しミラー４７ｄによって反射される。折返しミラー４７ｄによって反射された光ビーム１５５は、不図示の透明窓を通過して感光ドラム５０Ｍを走査する。

光源ユニット４４（図２参照）から出射された感光ドラム５０Ｃに対応する光ビーム１５６（Ｃ走査線１５６ともいう）は、回転多面鏡４５によって偏向され、ｆθレンズ４６ｃに入射する。ｆθレンズ４６ｃを通過した光ビーム１５６は、ｆθレンズ４６ｄに入射し、ｆθレンズ４６ｄを通過した光ビーム１５６は、折返しミラー４７ｅ、折返しミラー４７ｆ、折返しミラー４７ｇによって反射される。折返しミラー４７ｇによって反射された光ビーム１５６は、不図示の透明窓を通過して感光ドラム５０Ｃを走査する。

光源ユニット４４（図２参照）から出射された感光ドラム５０Ｂｋに対応する光ビーム１５７（Ｋ走査線１５７ともいう）は、回転多面鏡４５によって偏向され、ｆθレンズ４６ｃに入射する。ｆθレンズ４６ｃを通過した光ビーム１５７は、ｆθレンズ４６ｄに入射し、ｆθレンズ４６ｄを通過した後、折返しミラー４７ｈによって反射される。折返しミラー４７ｈによって反射された光ビーム１５７は、不図示の透明窓を通過して感光ドラム５０Ｂｋを走査する。

［光走査装置の概要］
図２は、図１（ａ）に示すプリンタ（以下、本体ともいう）に配設された光走査装置４０の全体像を示した斜視図である。なお、図２の光走査装置４０は、図１（ｂ）に示す光学箱４９から上蓋７０をはずした状態で図示している。図２中の矢印は、図１（ａ）に示すプリンタの方向を示している。即ち、図中の「本体前側」は、図１（ａ）に示す本体の正面側を、「本体左側」、「本体右側」は、それぞれ図１（ａ）に示す本体の左側、右側を、「本体奥側」は、図１（ａ）に示すプリンタの背後側を指している。また、図２には、走査レンズの光軸を含むレーザ光路の代表的な光線パスを、図中左側から順に、Ｙ走査線１５４、Ｍ走査線１５５、Ｃ走査線１５６、Ｋ走査線１５７として示してある。Ｙ走査線１５４は、上述した作像エンジン１０Ｙの感光ドラム５０Ｙを露光する。同様に、Ｍ走査線１５５、Ｃ走査線１５６、Ｋ走査線１５７は、それぞれ作像エンジン１０Ｍの感光ドラム５０Ｍ、作像エンジン１０Ｃの感光ドラム５０Ｃ、作像エンジン１０Ｂｋの感光ドラム５０Ｂｋを露光する。なお、以下では、作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋを、それぞれＹステーション（Ｙｓｔともいう）、Ｍステーション（Ｍｓｔともいう）、Ｃステーション（Ｃｓｔともいう）、Ｋステーション（Ｋｓｔともいう）という。また、図２、及び以下の説明では、図１（ｂ）のｆθレンズ４６ａ〜４６ｄを単にｆθレンズ４６、折返しミラー４７ａ〜４７ｈを単に折返しミラー４７という。

光走査装置４０の光学箱４９の外周部には、レーザ光を射出する光源が搭載された光源ユニット４４が設けられている。また、光学箱４９には、光源ユニット４４から射出されたレーザ光を反射・偏向する回転多面鏡４５、回転多面鏡４５を支持し高速回転させる駆動モータ４１、レーザ光を透過、反射する複数のｆθレンズ４６、折返しミラー４７が設置されている。光学部材であるｆθレンズ４６、折返しミラー４７は、回転多面鏡４５によって偏向された光ビーム（レーザ走査光ともいう）を感光体である各作像エンジン１０の感光ドラム５０上へ案内し、結像するために必要な走査結像光学系として設置されている。また、光源ユニット４４は、図中左側がＹ、Ｍステーション用の光源ユニット４４、図中右側がＣ、Ｋステーション用の光源ユニット４４となっている。

図２において特徴的なことは、光学箱４９上には金属製のＹＭ側動吸振器１００（動吸振器１００ともいう）とＣＫ側動吸振器１０１（動吸振器１０１ともいう）が設置され、それぞれビスによって光学箱４９に締結固定されていることである。また、動吸振器１００、１０１は、その長手方向がｆθレンズ４６や折返しミラー４７の長手方向と略平行になるように配置されている。動吸振器の長手方向の向きと、動吸振器による振動減衰効果との間に因果関係はないが、動吸振器の長手方向をｆθレンズ４６や折返しミラー４７の長手方向と平行にすることで、光学箱に設置される光学部品の配置に影響を与えることがなくなる。その結果、光走査装置４０の大きさをコンパクトにすることができる。

更に、後述するように、本実施例の動吸振器は、長手方向の腕の長さを変えることで、対象となる加振周波数である駆動モータ４１の駆動周波数と、動吸振器の固有振動数とを合致させることができる。動吸振器においては、動吸振器自身の固有振動数と加振周波数を合致させることにより、より高い振動減衰効果が得られる。従って、動吸振器の長手方向と、ｆθレンズ４６や折返しミラー４７のそれぞれの長手方向を揃える配置にすることにより、設計自由度が増し、動吸振器の腕の長さを調整することができる。その結果、動吸振器は、幅広い加振周波数に対しても振動減衰効果を得ることができる。更に、動吸振器の長手方向とｆθレンズ４６、折返しミラー４７の長手方向を平行にすることで、動吸振器がｆθレンズ４６、折返しミラー４７を通過する走査線を蹴ってしまい、感光ドラム５０上に画像不良が生じるおそれが低減される。これは、光走査装置４０の走査線はＺ軸方向に角度を有し、動吸振器が占めるＺ−Ｙ平面上での光軸方向の占有距離が短いほど、走査線と動吸振器がオーバーラップする距離が短くなるためである。なお、本実施例の動吸振器は、画像形成装置本体からの駆動周波数を合致させるように腕の長さを設定しても良い。即ち、画像形成装置本体には記録シートを搬送するためのローラを回転させる駆動モータや感光ドラムを回転させる駆動モータなど様々なモータが取り付けられている。それらの駆動モータの振動が画像形成装置本体に固定された光走査装置に伝わる。本実施例の動吸振器の腕の長さは、このような画像形成装置本体からの振動周波数に基づいて設定されても良い。

［動吸振器の形状と光学箱への固定方法］
次に、動吸振器１００、１０１の形状及び光学箱４９への固定方法について、図３を用いて説明する。図３は、図２のＣＫ側動吸振器１０１周辺部分を拡大した斜視図であり、ＣＫ側動吸振器１０１が光学箱４９に取付けられる様子を示している。なお、ＣＫ側動吸振器１０１とＹＭ側動吸振器１００の構造、光学箱４９への取付け方法は同じであり、以下ではＣＫ側動吸振器１０１を用いて説明することとする。前述したように、ＣＫ側動吸振器１０１は光学箱４９にビスで締結されている。そのため、ＣＫ側動吸振器１０１の中央には、ビス穴１５１が設けられている。なお、折返し曲げ部１０４、弾性腕１０５については後述する。一方、光学箱４９には、凸座面１０２とその内径側にビス穴１０７（図４（ａ）参照）が設けられている。ＣＫ側動吸振器１０１を光学箱４９に締結する際は、まず凸座面１０２にＣＫ側動吸振器１０１を設置し、その後、ビス穴１５１に締結ビス１０３を通し、ＣＫ側動吸振器１０１を光学箱４９にビス締結する。このとき、ビス穴１５１の直径は締結ビス１０３のビス径と等しいため、ビス締結時の嵌合により、ＣＫ側動吸振器１０１は光学箱４９に精度良く位置決めされる。

なお、本実施例では、ＣＫ側動吸振器１０１が光学箱４９に固定される際の、締結ビス１０３軸周りの回転方向の規制は設けていない。例えば組立てのビス締結時にＣＫ側動吸振器１０１の回転方向を規制する突き当て治具などを用意すれば、光学箱４９やＣＫ側動吸振器１０１に回転止め形状は不要となる。特に、動吸振器による振動吸収効率を高めるためには、動吸振器の固有振動数が加振源と同じ周波数近傍である必要がある。そのため可能な限り、動吸振器の固有振動数を変え得る光学箱４９との不必要な接触は避けるべきであり、あえて光学箱４９とＣＫ側動吸振器１０１との接触は、凸座面１０２のみの接触としている。光学箱４９に対する動吸振器１０１の回転方向の規制が必要な場合には、後述する実施例２などの方法を取れば良い。

［動吸振器の光学箱との締結構成］
図４（ａ）は、ＣＫ側動吸振器１０１が光学箱４９にビス締結された構成を、締結ビス１０３の中心軸を含むＣＫ側動吸振器１０１の長手方向で切断した断面図である。図よりＣＫ側動吸振器１０１は、光学箱４９と凸座面１０２のみで接触し、締結ビス１０３で光学箱４９に固定されているのが分かる。そして、ＣＫ側動吸振器１０１と光学箱４９は、ＣＫ側動吸振器１０１と光学箱４９との間にはわずかにクリアランス（隙間）を設けられており、凸座面１０２を除き、ＣＫ側動吸振器１０１と光学箱４９は接触していない。また、ＣＫ側動吸振器１０１の特徴として、ＣＫ側動吸振器１０１の長手方向の両端部には、端部を１８０度折返した折返し曲げ部１０４（所謂ヘミング曲げであり、以下ヘミング曲げ部１０４という）が設けられている。ヘミング曲げ部１０４とＣＫ側動吸振器１０１の固有振動数の関係については、後述する。図４（ａ）において、ＣＫ側動吸振器１０１の上部（Ｚ軸＋方向）には走査線１０６（図２のＫ走査線１５７に対応）が通っているが、動吸振器１０１は光学箱４９の底面に沿って設置されており、動吸振器１０１の高さはレーザ光の光路の高さに達していない。そのため、動吸振器１０１が走査線１０６を遮ることはなく、感光ドラム５０へのレーザ走査を、動吸振器１０１が遮断することはない。

［弾性腕の構成］
図４（ｂ）は、光学箱４９に設置されたＣＫ側動吸振器１０１が、どのような固有モードで振動するかをシミュレーションにより解析した結果を示した図である。なお、図４（ｂ）では、動吸振器１０１のみを図示し、締結ビス１０３、光学箱４９は不図示としている。図より、光学箱４９に締結されるビス穴１５１を中心として、すなわち光学箱４９と接触する中央部を中心に、動吸振器１０１の両端が同じ方向（図中の上方向変位１０８）に変形しているのがわかる。また、図中の下方向変位１０９は、上方向変位１０８の後、中央部を中心に、動吸振器１０１の両端が下方向に変形することを示している。このように、ＣＫ側動吸振器１０１は、中央に設けられた光学箱４９とのビス締結部を中心に、両端部が同じ方向の上下動を周期的に繰り返す固有モードを有している。

図４（ｂ）に示す固有モードでは、動吸振器１０１の両端が同じ位相で上下動を繰り返しているが、片側だけの変形モードで考えると自明なように、光学箱４９との接触部を基準とした片持ち梁の曲げ１次モードの振動である。曲げ１次モードは、最も単純かつ基本的な振動モードであり、他の高次モードに対し、最も低い周波数で振動する固有モードである。そして、動吸振器としての効果を引き出すためには、ＣＫ側動吸振器１０１中央の光学箱４９との接触部（ビス締結部でもある）を中心とした曲げ１次モードの固有振動数と、駆動モータ４１の回転周波数を合致させる必要がある。

ＣＫ側動吸振器１０１の曲げ１次モードの固有振動数を変更するには、図３に示す弾性腕１０５の長さの他、幅や厚み、動吸振器の材質を変えればよい。これらは、計算やシミュレーション等で簡単に求めることができる。また、ＣＫ側動吸振器１０１の両端部に設けられたヘミング曲げ部１０４は、端部へ質量（マス）を追加することでヘミング曲げをしない場合と比較して、長手方向の長さを短縮した状態でも、ヘミング曲げをしない場合と同じ固有振動数にすることができる。

図４（ｃ）は、動吸振器の弾性腕１０５の長さと、動吸振器の曲げ１次モードの固有振動数の関係を示すグラフであり、動吸振器の弾性腕１０５にヘミング曲げがある場合（正方形でプロット）と、ない場合（菱形でプロット）の２種類のグラフを示している。図４（ｃ）において、横軸は弾性腕１０５の片側の長さ［単位：ｍｍ］、縦軸は動吸振器の曲げ１次モードの固有振動数［単位：Ｈｚ（ヘルツ）］を示す。図に示すように、弾性腕１０５の長さにより、曲げ１次モードの固有振動数を幅広くチューニングすることができる。例えば、ヘミング曲げがない場合には、曲げ１次モードの固有振動数は約５００〜８５０Ｈｚにチューニング可能であり、ヘミング曲げがある場合には、曲げ１次モードの固有振動数は約７００〜１，０００Ｈｚにチューニング可能であることがわかる。

ここで、図４（ｃ）よりヘミング曲げがない場合は、例えば７００Ｈｚ（モータ回転数に換算すると４２，０００ｒｐｍ）の動吸振器を得るのに必要な弾性腕１０５は４２ｍｍであるが、端部をヘミング曲げ加工するだけで弾性腕１０５の長さは３６ｍｍで済む。即ち、弾性腕両側に換算すると１２ｍｍ（＝（４２ｍｍ−３６ｍｍ）×２）短い形状で、同じ固有振動数を有する動吸振器を得ることができる。光学箱４９内には、ｆθレンズ４６や折返しミラー４７、それらを保持する締結部材、レーザ光路などが配置されており、動吸振器の小型化は設計自由度の向上に繋がる効果がある。

一般的な動吸振器では、動吸振器と光学箱との間に、ゴムなどの粘性（ダンパー）部材を挟み込むことがあるが、動吸振器を光学箱に直接、ビス締結するという単純な構成を取っている点も本実施例の特徴である。前者のように、粘性部材を挟む場合は対象となる加振周波数に対し、比較的広い周波数範囲で振動減衰効果が得られる。しかし、本実施例は、曲げ１次モードの固有振動数を駆動モータ４１の加振周波数と合致させる思想である。そのため、粘性部材を挟んだ場合には、曲げ１次モードの固有振動数が大幅に低下してしまい、対象となる加振周波数が７００Ｈｚ（４２，０００ｒｐｍ）と高いこともあり、動吸振器の最適な設計値が得られない可能性がある。また、前述したように、粘性部材を挟むことにより広範囲の周波数に対し効果がある一方で、振動減衰効果が低減するおそれも生じる。

以上のことを考慮すると、光走査装置のように対象となる駆動モータ４１の加振周波数が明確に定まっている場合には、粘性部材挿入による広範囲の周波数対応よりも、振動減衰効果の高い本実施例の構成の方が好ましいといえる。更に粘性部材がないことにより、粘性部材の経時劣化などの影響も受けにくく、前述したように単純な曲げ１次モードのシミュレーションにより最適な設計値が得られることも、動吸振器を光学箱４９に直に締結する利点といえる。

更に、本実施例の動吸振器１０１は、ビス締結部を中心に片側ではなく両側に弾性腕１０５を有する構成としており、この構成により、次のような効果を奏することができる。すなわち、弾性腕１０５が片側だけの場合は、曲げ１次モードで振動する腕が１本のため、弾性腕１０５が両側にある場合に比べ、動吸振器における加振エネルギーの消費量が１／２となり、光走査装置４０への振動減衰効果が低減してしまう。これを避けるために、両側に弾性腕１０５がある場合と同等の消費エネルギーとなる片側の弾性腕構成にしようとすると、弾性腕を大きくする（弾性腕を長くする）必要があり、その結果、動吸振器の大きさは両側に弾性腕を有する構成とほぼ同じ大きさとなる。ところが、弾性腕１０５を長くすることにより、曲げ１次モードの固有振動数が大幅に下がり、対象となる駆動モータ４１の加振周波数と合致しないため、振動減衰効果が大幅に損なわれることになる。そのため、動吸振器１０１の弾性腕１０５の板厚を増すなどの対応が必要となり、両側に弾性腕を有する構成の動吸振器と比較して、大型化することになる。従って、同じ加振エネルギーの消費量で比較した場合、片側腕構成と比べて、両側腕構成の動吸振器の方が省スペース化に適しており、光走査装置の性格上、特に走査線に対する干渉のおそれも少ない。

［動吸振器による振動減衰効果］
（１）動吸振器を設置しないときの光走査装置の振動レベル
次に、本実施例における動吸振器による振動減衰効果について述べる。まず、初めに動吸振器を設置しない状態（以下、初期状態ともいう）の光走査装置４０の振動レベルについて、図５を用いて説明する。なお、本実施例では駆動モータ４１の回転数を４２，０００ｒｐｍ（周波数７００Ｈｚ）とし、以下では、振動レベルを表す物性値として加速度を用いて説明する。なお、加速度の単位はｍｍ／ｓ^２であるが、動吸振器の効果を相対比較するためだけに用いるので、全て共通の値で正規化し、以下では「振動レベル」として説明するものとする。なぜなら、光走査装置上の加速度の値自体は駆動モータ４１のアンバランス量次第で増減するため、振動減衰効果の説明の趣旨からは、加速度の数値自体には意味がないためである。また、図示されていないが、光走査装置４０自体は、画像形成装置に固定する場合と同じ方法で固定されている。

図５は、駆動モータ４１を上述した回転数で駆動させたときの光学箱４９上の各部品における振動レベルの測定ポイントを示した図である。なお、以下の図（図５を含む）においては、測定ポイントを見やすくするために、必要な場合を除き、符号を省略している。図中の白丸印（○）の中の数字（以下、丸数字という）は、加速度（振動レベル）の各測定ポイントを示している。また、黒丸（●）の中に数字（以下、白抜き数字という）が記載されている箇所は、光学箱４９上の各部品の中で、特に振動レベルが大きかった折返しミラー４７の測定ポイントであり、８箇所設けられている。そのうちの４箇所は、図５の左側から中央部にかけて、Ｙｓｔミラー（白抜き数字１）、Ｍｓｔミラー１（白抜き数字５１）、Ｍｓｔミラー２（白抜き数字１２）、Ｍｓｔミラー３（白抜き数字２２）である。そして、残りの４箇所は、図５の中央部から右側にかけて、Ｃｓｔミラー３（白抜き数字３２）、Ｃｓｔミラー２（白抜き数字４３）、Ｃｓｔミラー１（白抜き数字５２）、Ｋｓｔミラー（白抜き数字５０）である。なお、これらの折返しミラー４７の振動レベルは、以下の説明で動吸振器の設置効果について相対比較をするため、特にピックアップするものである。

図６（ａ）は、初期状態の光学箱４９上の各測定ポイントと各測定ポイントにおける振動レベルの関係を表した棒グラフであり、縦軸は振動レベルを、横軸は測定ポイント（数字は図５の測定ポイントの番号）を示す。図６（ａ）を見ると、駆動モータ４１が駆動することにより生じた、駆動モータ４１のアンバランス量による遠心力エネルギーが、光学箱４９の全域に伝播し、各測定ポイントで強制的に加速度（すなわち振動レベルで示す振動）が生じているのがわかる。また、特徴的なこととしては、光学箱４９の加速度（振動レベル）分布は一概に駆動モータ４１の近傍（測定ポイント２５〜２８）が大きい訳ではなく、比較的離れた箇所（例えば測定ポイント３、４、４６、４７等）でも加速度が大きい箇所が分布している。この理由については後述する。また、図６（ｂ）は、図５の白抜き数字の測定ポイント１、５１、１２、２、３２、４３、５２、５０における振動レベルを示した棒グラフである。図６（ａ）と比べ、図６（ｂ）に示された測定ポイントが設置された折返しミラー４７では、振動レベルが特に大きいことがわかる。図５、図６（ａ）、図６（ｂ）から、光学箱４９全域に伝播した駆動モータ４１の加振エネルギーは、バネ付勢により光学箱４９に取付けられた各種の折返しミラー４７に伝播されていることが分かる。そして、その振動レベルは、折返しミラー４７に設定した測定ポイントの方が、光学箱４９の折返しミラー４７を除いた、他の測定ポイントよりも相対的に大きいことがわかる。

また、図６（ｃ）は、測定ポイント１０〜１４が設置された折返しミラー４７であるＭｓｔミラー２の振動モードに着目し、Ｍｓｔミラー２の長手方向の振動レベルの分布を示した棒グラフである。図６（ｃ）より、振動レベルは、折返しミラー４７の長手方向の中央部（測定ポイント１２）が最も大きく、光学箱４９で支持されている両端部（測定ポイント１０、１４）方向に行くに従って、小さくなっていることがわかる。なお、説明は省略するが、他の折返しミラー４７においても同様の振動モードで振動している。その理由は、光学箱４９は、折返しミラー４７を折返しミラー４７の両端部で支持しているためである。折返しミラー４７の両端支持部の内側（Ｙ軸方向）には、図２に示すようにレーザ走査光が通っており、そのため折返しミラー４７は必然的に両端部で支持する構成を採用せざるを得ない。即ち、折返しミラー４７は、その機能上、その両端部が光学箱４９に支持されているため、中央部が最大振幅部となる曲げ１次振動モードを必ず有している。そのため、後述するように、折返しミラー４７の振動が原因となる走査線の振れは、折返しミラー４７の主走査方向（Ｙ軸方向）において中央部の振れ量が最も大きくなる傾向がある。

（２）動吸振器を設置したときの光走査装置の振動レベル
次に、上述した初期状態に対して、動吸振器１００、１０１を図２に示した位置に設置して駆動モータ４１を駆動させたときの光学箱４９上の各測定ポイントを図７に示す。図７の各測定ポイントの位置及び番号は、図５に示した測定ポイントに対応する。なお、図７では動吸振器１００、１０１が追加されているため、ＹＭ側動吸振器１００の両端部には測定ポイント５３、５４が、ＣＫ側動吸振器１０１の両端部には測定ポイント５５、５６が追加され、逆に測定ポイント３、４６が削除されている。

図８（ａ）は、図７の構成において、図５と同一の条件で駆動モータ４１を駆動したときの光学箱４９上の各測定ポイントの振動レベルを、図５で測定した初期状態と比較した棒グラフである。図８（ａ）の縦軸は振動レベルを示し、横軸は測定ポイント（数字は図５の測定ポイントの番号）を示す。各測定ポイントには２つの棒グラフが表示され、左側の棒グラフは動吸振器を設置されていない初期状態での振動レベルを示し、右側の棒グラフはミラー間に動吸振器１００、１０１が設置されたときの振動レベルを示している。なお、図５の測定ポイント３、４６は、図７では動吸振器１００、１０１が設置されているため、空欄になっている。一方、図７では図５の測定ポイント３、４６の位置にそれぞれＹＭ側動吸振器１００、ＣＫ側動吸振器１０１が設置され、動吸振器１００、１０１の両端部に測定ポイント５３〜５６が追加されている。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）と同様に、初期状態で特に加速度（振動レベル）が大きかった８箇所の測定ポイント１、５１、１２、２２、３２、４３、５２、５０の初期状態と動吸振器１００、１０１設置時の振動レベルを比較した棒グラフである。図８（ｂ）の縦軸は振動レベルを示し、横軸は測定ポイントを示す。各測定ポイントには２つの棒グラフが表示され、左側の棒グラフは動吸振器を設置されていない初期状態での振動レベルを示し、右側の棒グラフはミラー間に動吸振器１００、１０１が設置されたときの振動レベルを示している。

まず、図８（ａ）においては、ＹＭ側動吸振器１００とＣＫ側動吸振器１０１の両端部の加速度（測定ポイント５３〜５６）が光学箱４９の中で最も大きくなっている。これは、前述したように動吸振器１００、１０１の弾性腕１０５の長さ調節により、曲げ１次モードの固有振動数が駆動モータ４１の回転周波数７００Ｈｚ（４２０００ｒｐｍ）と合致したことにより、動吸振器１００、１０１が共振するためである。即ち、動吸振器１００、１０１は、自らの自由振動と同調して、周期的に注入される駆動モータ４１の加振エネルギーを吸収して、大きな振幅を発生させて、運動エネルギーとして消費している。当然ながら、動吸振器１００、１０１はｆθレンズ４６や折返しミラー４７のような光学部材とは異なり、レーザ走査には関与していないため、振幅がいくら大きくなっても、レーザ走査に影響を与えることはない。一方、動吸振器１００、１０１が振動することにより、駆動モータ４１の加振エネルギーを消費する効果は非常に大きく、図８（ａ）に示すように光学箱４９全体に伝播する振動エネルギーが大幅に低減されているのが分かる。そして、図８（ｂ）に示すように、折返しミラー４７へ伝わる振動エネルギーも動吸振器１００、１０１により低減され、初期状態で振動レベルが大きかった折返しミラー４７の振動レベルも大幅に低減されていることが分かる。

［動吸振器による走査線振れ量の減衰効果］
図８（ｃ）は、初期状態と動吸振器１００、１０１を設置した場合のレーザ走査光のＺ軸方向の走査線振れの最大振幅を示した棒グラフである。図８（ｃ）の縦軸は走査線振れ量を示し、横軸はイエロー（Ｙｓｔ）、マゼンタ（Ｍｓｔ）、シアン（Ｃｓｔ）、ブラック（Ｋｓｔ）の各ｓｔ（ステーション）の走査線振れの測定箇所、即ち各ｓｔに向かう折返しミラー４７上の測定箇所を示している。折返しミラー４７の測定箇所は、本体前側、中央、奥側の３つに分けられ、相対比較のため初期状態のＹｓｔ中央で正規化して表示している。先述したように、初期状態においては、折返しミラー４７の曲げ１次振動モードにより、折返しミラー４７の長手方向の中央における変位が大きいため、走査線の振れ量も前側、奥側と比較して、中央が大きくなっている。特に、折返しミラー４７を３枚使用しているＭｓｔとＣｓｔの走査線振れ量が、折返しミラー４７を１枚しか使用しないＹｓｔ、Ｋｓｔと比較して、大きくなる傾向が確認できる。これに対し、動吸振器１００、１０１を配置すると、前述したように折返しミラー４７の振動レベルが大幅に低減されるため、大部分の箇所で、走査線の振れ量が大幅に改善されているのが分かる。また、各ｓｔとも、初期状態では大きかった中央部の変位が、前側、奥側と同等レベル以下になっている。これは、動吸振器１００、１０１を設置したことにより、折返しミラー４７の曲げ１次振動モードが、ほとんど励起されないレベルまで振動レベルが低減されたことを示している。

また、図８（ｃ）より、動吸振器１００、１０１を設置したときの各ｓｔの走査線振れ量はほぼ等しいレベルとなっている。このことから、動吸振器１００、１０１を設置して振動レベルを低減してもなお残る走査線の振れは、駆動モータ４１自身がそのアンバランス量によって回転多面鏡４５の面倒れを発生させるように回転していることによるものと推測される。なお、本実施例では、ＹＭ側動吸振器１００とＣＫ側動吸振器１０１の２つを光学箱４９に設置しているが、これに限定するものではなく、十分な振動減衰効果が確認されれば、１つの動吸振器の設置でもよい。

［動吸振器の設置位置（その１）］
次に、光学箱４９上の動吸振器を設置すべき場所（位置）について説明する。前述したように、動吸振器による振動減衰メカニズムとは、加振源の周波数と動吸振器の固有振動数を合致させることで、加振源の振動エネルギーを動吸振器が効率的に取り込み、動吸振器自らが振動することでエネルギーを消費することである。ここで、光走査装置４０ならではの特徴として、ｆθレンズ４６や折返しミラー４７などの光学部品は、一般的に本実施例のように少なくともその両端部２点で支持された構成を取ることが多い。この理由としては、レーザ光を感光ドラム５０の長手方向（主走査方向）に走査するためには、光学部品は細長い形状となり、そのような光学部品をバランスよく安定的に光学箱４９に締結するには、その両端部を光学箱４９に固定するのが望ましいからである。このように光学部品の両端部は、前述したように光学箱４９上に設けられた光学部品用の精度座面にバネなどで押圧固定されている。そして、前述したように駆動モータ４１の加振エネルギーは、光学部品の両端部が支持された光学箱４９の精度座面を通して、光学部品に伝播される。

これらの事象を考慮すると、光学部品へ伝わる加振エネルギーを減衰させるためには、動吸振器を配置すべき場所として、光学部品の長手方向の両端部の精度座面に効果がある場所、即ち２つの精度座面に挟まれている場所が望ましい。なぜなら、動吸振器を両端部の精度座面よりも外側に設置した場合、近傍の一方の座面には効果があるかもしれないが、他方の精度座面から伝わる振動エネルギーについては、動吸振器から離れているために振動減衰効果が発揮されない可能性があるためである。

以上は、動吸振器の光学部品の長手方向の設置位置に関する工夫であるが、光軸方向に対しては、次のような工夫が挙げられる。即ち、複数の光学部品の振動を効率よく減衰させる方法として、折返しミラー４７間の各両端座面（両端部の座面）の間、ｆθレンズ４６間の各両端座面の間、折返しミラー４７の両端座面とｆθレンズ４６の両端座面の間を動吸振器の設置位置とする。これにより、１つの動吸振器で隣接する複数の光学部品の振動を減衰させることができる。

前述した動吸振器が配置される領域は、言い換えれば主走査方向の光線パス（主走査光線パスともいう）と動吸振器の設置位置がオーバーラップしている領域に等しいので、ここで、本実施例における主走査光線パスの光路領域について定義する。図９は、Ｙｓｔの主走査光線パス１４２とＫｓｔの主走査光線パス１４３が通過する光路領域を斜線で示した図である。また、図１０は、Ｍｓｔの主走査光線パス１４４とＣｓｔの主走査光線パス１４５が通過する光路領域を斜線で示した図である。図９、１０において、各主走査光線パスは、複数ある光学部品の両端支持部の間を繋げた領域とほぼ等価である。

ここで、主走査光線パス１４２〜１４５内に動吸振器を設置した場合と、主走査光線パス１４２〜１４５外に動吸振器を設置した場合の、光学部品の振動減衰効果の差について、図２及び、図１１〜図１３を用いて説明する。図２は、前述したように、ｆθレンズ４６とＹｓｔ最終折返しミラー４７の間（又はＹｓｔ及びＫｓｔの最終折返しミラー４７の間）にＹＭ側動吸振器１００とＣＫ側動吸振器１０１を設置した例である。これに対し、図１１は、ＹＭ側ｆθレンズ４６とＣＫ側ｆθレンズ４６の間に挟まれるように、ＹＭ側動吸振器１００とＣＫ側動吸振器１０１を設置した例である。図２及び図１１共に、図９、１０に示す主走査光線パス内に動吸振器が設置されているのが分かる。これに対し、図１２では、動吸振器１４１の設置位置は、駆動モータ４１を介して、光源ユニット４４の反対側（光源ユニット４４が取付けられた立壁部とは対向する側の立壁部に近い側）である。即ち、図１２は、図９、１０に示された主走査光線パスの外側に動吸振器１４１が設置された例である。

図１３は、光学箱４９上の各測定ポイントの中で、初期状態のとき（図５）に、特に振動レベル（加速度）が大きかった折返しミラー４７上の測定ポイント８箇所における振動レベルを、動吸振器の設置位置毎に比較した棒グラフである。図１３の縦軸は振動レベルを示し、横軸は測定ポイント１、５１、１２、２２、３２、４３、５２、５０を示す。各測定ポイントにおける振動レベルは、左側から順に初期状態（図５）、動吸振器を折返しミラー間に設置した場合（図２）、動吸振器をｆθレンズ間に設置した場合（図１１）、動吸振器を主走査光線パス外に設置した場合（図１２）を示す。動吸振器が主走査光線パス内に配置された図２、図１１の構成では、その振動レベルは初期状態（図５）に対し大きく改善されていることが確認できる。一方、動吸振器が主走査光線パス外に配置された図１２の構成では、初期状態（図５）に対して改善は見られるものの、図２、図１１の構成と比較すると、大部分の測定ポイントにおいて改善効果が低いことが分かる。以上の結果より、光走査装置４０の機能に起因する光学部品の形状を考えると、動吸振器を配置すべき光軸方向の場所としては、主走査光線パス１４２〜１４５内であることが動吸振器による減衰効果を発揮する上で望ましいと言える。

なお、本実施例においては薄板形状の動吸振器を前提に記載してあるが、主走査光線パス内に設置さえされていればよく、薄板形状に限定されるものではない。すなわち、ゴム等でできたダンパーの上に質量を乗せた従来例のような動吸振器の形態においても、主走査光線パス内に設置されていれば同様の効果が得られる。また、本実施例では、製作コストの観点から量産対応が容易なプレス加工を想定し、金属の薄板形状の動吸振器について記載したが、プレス加工で製作される動吸振器に限定されるものではない。例えば金属のブロックから切削加工にて同様の形状の動吸振器を製作しても、同様の振動減衰効果が得られる。

［動吸振器の設置位置（その２）］
続いて、主走査光線パス内に動吸振器を配置する場合において、更に動吸振器による振動減衰効果を高める設置場所について説明する。前述したように、動吸振器による振動減衰メカニズムとは、加振源の周波数と動吸振器の固有振動数を合致させることで、加振源の振動エネルギーを動吸振器が効率的に取り込み、動吸振器自らが振動することでエネルギーを消費することである。そのため、光学箱４９上で動吸振器を設置する場所は、加振源からの振動エネルギーが動吸振器に効率的に伝播される場所でなくてはならず、必然的に光学箱４９の振幅レベルの比較的大きい箇所であることが望ましい。

そこで、光学箱４９の主走査光線パス１４２、１４３内において、図１４に示す光学部品の長手方向の各測定ポイントにおける、駆動モータ４１の加振による振動レベルがどのようになっているかを示したグラフが図１５（ａ）である。図１４の測定ポイントは、図２において動吸振器１００、１０１が設置されている長手方向（Ｙ軸方向）に設けられ、動吸振器１００側には測定ポイント１１８〜１２８が、動吸振器１０１側には測定ポイント１２９〜１３９が設けられている。図１５（ａ）の左側の棒グラフは、動吸振器１００側（ＹＭｓｔ側）の光学箱４９上の測定ポイント１１８〜１２８、右側の棒グラフは、動吸振器１０１側（ＣＫｓｔ側）の光学箱４９上の測定ポイント１２９〜１３９の振動レベルを示している。なお、図１５（ａ）の両グラフにおいて、横軸は光学箱４９の測定ポイント、縦軸は振動レベルを示している。図より、ＹＭｓｔ側は光学箱４９の測定ポイント１２１、ＣＫｓｔ側は光学箱４９の測定ポイント１３３が振動レベルのピークを示している。また、全体的な振動レベルは、光学部品の長手方向において、中央近傍をピークとし、端部に行くに従って振動レベルが低下する山型状（凸形状）に分布していることが分かる。

このように振動レベルが分布するのは、両端部の方向には光学箱４９を密閉するための立壁部があって剛性が高いのに対し、中央近傍には走査線が通っているため立壁部のような高いリブを設けることができない光学箱の形状に起因している。即ち、端部に対し、中央近傍は、高さ方向の断面２次モーメントが低く、その結果、外力に対する変位量が大きくなるためである。そのため、端部を節として中央近傍が振動の腹となる膜振動を起こしやすい傾向があり、この現象は光走査装置４０の機能上避けることはできない。なお、振動レベルの山型形状が、厳密には駆動モータ４１軸上の光学箱４９の測定ポイント１２３、１３４を頂点とする上凸形状とはなってはいない。光学部品の長手方向において、振動レベルの山型形状が、光源ユニット４４が設置された側の振動レベルの方が比較的大きい原因は、駆動モータ４１が設置された基板の形状と配置にある。

図１４に示すように、駆動モータ４１が設置された基板１６３は、第１駆動モータ締結部１５８、第２駆動モータ締結部１５９、第３駆動モータ締結部１６０の３点で光学箱４９にビス締結されている。そのため、駆動モータ４１の光学箱４９への振動エネルギーの伝播は、この３つの締結部の座面が主たる伝播経路となる。ここで、光学部品の長手方向（Ｙ軸方向）において、駆動モータ４１の回転軸を基準に光学箱４９を図中Ｘ軸方向の点線にて二分すると、３つのビス締結位置は、次のようになる。即ち、第１駆動モータ締結部１５８は、光源ユニット４４が設けられた側（以下、レーザ側ともいう）に位置している。一方、第２駆動モータ締結部１５９、及び第３駆動モータ締結部１６０は、光源ユニット４４が設けられていない側（以下、反レーザ側ともいう）に位置している。ビス締結位置は反レーザ側に位置している割合が多いために、３点のビス締結位置で形成される重心位置は、二分された光学箱４９の反レーザ側に位置していることになる。これらを総合すると、駆動モータ４１の振動エネルギーの光学箱４９への流入箇所は、反レーザ側の締結部であると見なすことができる。

ここで、光学部品の長手方向（Ｙ軸方向）において、駆動モータ４１の回転軸により回転駆動される回転多面鏡４５は、光学箱４９上でほぼ中央に配置されるのが一般的である。ところが、上述したように、本実施例では、駆動モータ４１の振動エネルギーの流入箇所は反レーザ側に位置しており、流入箇所から剛性の高い光学箱４９の立壁部までの距離は、反レーザ側よりもレーザ側の方が長い。そのため、レーザ側（本実施例の場合、駆動モータ４１の回転軸を基準として基板１６３のビス締結点が少ない側）の方が、反レーザ側よりも振幅（振動レベル）が大きくなる傾向となる。上述したような光学箱４９の形状に起因する現象を鑑みると、動吸振器の設置場所は光線パス内においても、自ずと振動の腹となっている光学箱４９の中央近傍である方が望ましい。更に、中央近傍においても、振動の腹のピークとなる駆動モータ４１の回転軸を基準に、駆動モータ４１の基板１６３を光学箱４９に固定するビス締結点の重心が存在しない側に、即ちレーザ側に動吸振器を設置することが望ましい。

図１５（ｂ）は、図１４に示す測定ポイントに動吸振器を設置した場合の、初期状態で特に振動レベルが大きかった折返しミラー４７上の８箇所の測定ポイントにおける振動レベルを示した棒グラフである。図１５（ｂ）の縦軸は振動レベルを示し、横軸は初期状態で特に振動レベルが大きかった８箇所の測定ポイント１、５１、１２、２２、３２、４３、５２、５０を示す。また、各測定ポイントには、初期状態における振動レベル（黒塗りつぶし）のほかに、１０通りの動吸振器の設置パターンにおける振動レベルを棒グラフで示している。動吸振器の設置パターンは、左から順にＹＭ側動吸振器１００及びＣＫ側動吸振器１０１を、それぞれ測定ポイント１１８、１２９に設置したパターンから、測定ポイント１２７、１３８に設置したパターンまでの１０通りである。

図１５（ｂ）より、初期状態の振動レベルに対し、端部側に動吸振器１００、１０１を設置すると振動レベルの低減が見られない場合もあるが、設置位置を中央近傍に移動するに従って、各折返しミラー４７の振動レベルが低減する。そして、動吸振器１００、１０１の設置位置が、更に中央近傍から端部側に移るに従って、再び振動レベルが増大する傾向であることが分かる。図１５（ｂ）において、各測定ポイントにおける棒グラフが厳密に最下点から綺麗な下凸形状とはなっていないのは、光学箱４９の裏面に配置されたリブの配置などが影響しているためである。また、より詳細には、動吸振器１００、１０１は、駆動モータ４１の回転軸よりもレーザ側に設置した方が、振動レベルの減衰効果が高い傾向であることがわかる。

上述したように、駆動モータ４１による振動や騒音を低減するために、光走査装置４０の光学箱４９へ動吸振器を設置する場合には、次のような位置に設置するとよい。即ち、動吸振器は、主走査光線の光路内で、光学部材の長手方向においては、光学箱４９の外周部の立壁から離れた中央近傍で、駆動モータ４１の基板１６３を光学箱４９に固定する締結点の重心が存在しない側に設置するとよい。これによって動吸振器が振動することにより消費されるエネルギーが増加し、結果としてｆθレンズや折返しミラーなどの走査結像光学系に伝播する振動エネルギーを抑制でき、画像劣化や騒音が抑制される。

以上説明したように、本実施例によれば、小型化を実現しつつ、駆動モータの回転に伴って生じる振動や騒音を低減することができる。

実施例２では、動吸振器のＺ軸方向の上部を通る走査線とのクリアランスが大きく取れ、走査線を蹴るおそれが少ない動吸振器の構成について説明する。なお、画像形成装置であるプリンタ及び光走査装置４０の機能については、実施例１と同様であるため、以下での説明を省略し、実施例１との差分についてのみ説明する。

［動吸振器の構成］
図１６は、本実施例の光学箱４９に設置されたＣＫ側動吸振器１４６（動吸振器１４６ともいう）の周辺部分を拡大した斜視図である。なお、ＣＫ側動吸振器１４６が光学箱４９に設置されている位置は、実施例１のＣＫ側動吸振器１０１が設置されている位置と同じである（図３参照）。また、図１７（ａ）は、動吸振器１４６の形状、及び動吸振器１４６が光学箱４９に取付けられる様子を示す斜視図である。なお、図１６、図１７（ａ）では、ＣＫ側動吸振器１４６しか示されていないが、ＣＫ側動吸振器１４６と同様の不図示のＹＭ側動吸振器が実施例１の図２のＹＭ側動吸振器１００と同じ位置に設置されている。ＣＫ側動吸振器１４６とＹＭ側の動吸振器の構造、光学箱４９への取付け方法は同じであり、以下ではＣＫ側動吸振器１４６（以下、動吸振器１４６ともいう）を用いて説明することとする。

図１７（ａ）に示すように、動吸振器１４６の中央にはビス穴１５１が設けられ、光学箱４９に締結ビス１４７で締結されている。また、本実施例の動吸振器１４６には切欠き部１５０が設けられ、切欠き部１５０と光学箱４９上に設けられた突起である回転止め１４９が光学部品の長手方向（Ｙ軸方向）において嵌合している。更に、動吸振器１４６のビス穴１５１の直径と締結ビス１４７のビス径も嵌合しているため、切欠き部１５０の嵌合は、動吸振器１４６の回転止めの役割を果たしている。このように、切欠き部１５０を動吸振器１４６の長手方向の中央部に設けられたビス穴１５１の近傍で、曲げ１次モードの振幅が最も少ない箇所に設ける。これにより、回転止め１４９を設けたことによる曲げ１次モードへの影響を極力抑えたまま、精度が高い動吸振器の設置が可能となる。

また、本実施例の動吸振器１４６の特徴として、動吸振器の上部を通る走査線とのクリアランスを大きくとることができることにより、レーザ光（走査光）を蹴るおそれを少なくしている点がある。図１７（ｂ）は、ＣＫ側動吸振器１４６が光学箱４９にビス締結された構成を、締結ビス１４７の中心軸を含むＣＫ側動吸振器１０１の長手方向で切断した断面図である。動吸振器１４６は、実施例１のように光学箱４９上に凸座面（精度座面）を設けず、光学箱４９との接触面は、段曲げ部１５３（所謂Ｚ曲げであり、以下、Ｚ曲げ部１５３という）で座面を形成している。図に示すように、Ｚ曲げ部１５３の段差は、動吸振器１４６の板厚以下としているのが特徴である。これにより、走査線１０６との高さ方向のクリアランスが最も狭くなる締結ビス１４７のビス頭の高さを低くすることができる。更に、ビス頭を低くする必要がある場合は、例えばビス頭形状を皿ネジにするなどの方法を取ることもできる。

このように、光学箱４９に動吸振器１４６用の精度座面を設けないことは、駆動モータ４１による緊急性を要する振動トラブルなどの対策として効果的である。即ち、光学箱４９に予め、動吸振器１４６を設置するためのビス穴さえ設けておけば、駆動モータ４１による振動レベルを低減させる必要がある場合には、動吸振器１４６を設置すれば対処することが可能となる。

また、実施例１では、動吸振器１０１の両端部のヘミング曲げは、上方向（Ｚ軸＋方向）に曲げていた。本実施例では、走査線１０６とのクリアランスを確保するため、動吸振器１４６は、曲げ方向を光学箱４９の底面に対向する下方向（Ｚ軸−方向）にした裏面ヘミング曲げ部１４８を有している。そして、裏面ヘミング曲げ部１４８と光学箱４９との干渉を避けるために、光学箱４９には、裏面ヘミング曲げ部１４８と光学箱４９が接触しないように、逃げ部１５２を設けている。上述した構成を取ることで、動吸振器１４６は、走査線１０６とのクリアランスを確保することができ、動吸振器設置時の信頼性を向上させることができる。なお、本実施例で説明した動吸振器１４６は、前述した実施例１での動吸振器の設置位置においても適用することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、小型化を実現しつつ、駆動モータの回転に伴って生じる振動や騒音を低減することができる。

実施例１、２では、動吸振器は、光学部品が支持されている光学箱の内側に設置されていた。実施例３では、光学部品が設置されていない光学箱の裏面（底面）に動吸振器を設置した場合の構成について説明する。なお、画像形成装置であるプリンタ及び光走査装置４０の機能については、実施例１と同等であるため、以下での説明を省略し、実施例１との差分についてのみ説明する。

［動吸振器の構成］
図１８は、本実施例の光学箱４９を裏面側（底面側）から見た斜視図である。図１８に示すように、光学箱４９の裏面には、ＹＭ側裏面動吸振器１６１とＣＫ側裏面動吸振器１６２が設置され、光学箱４９にビス締結されている。実施例１で述べたように、光学部品へ伝わる加振エネルギーを減衰させるために動吸振器を配置すべき場所としては、光学部品の長手方向の両端の精度座面に効果がある場所、即ち光学部品の座面の間に挟まれている主走査光線パス内であることが望ましい。実施例１では、光学部品が支持されている光学箱４９の表面に動吸振器を配置したが、裏面の同じ位置に配置してもほぼ同様の減衰効果を得ることができる。

光学箱４９の裏面には、一般的に光学箱４９に強度を付加するために、補強リブが縦横に通っていることが多い。そのため、図１８に示すように、補強リブが通っていない空きスペースに動吸振器を設置することができれば、実施例１、２のような動吸振器が走査線と干渉するおそれがなく、振動減衰効果を得ることができる。また、図１８に示すように、ＹＭ側裏面動吸振器１６１とＣＫ側裏面動吸振器１６２の両端は、実施例１の動吸振器と同様、光学箱４９とは反対側に曲げられたヘミング曲げ部を有している。例えば、ＹＭ側裏面動吸振器１６１とＣＫ側裏面動吸振器１６２の構成を実施例２で説明した動吸振器１４６と同様の構成とし、光学箱４９の裏面に裏面ヘミング曲げ部が干渉しないように逃げ部を設けても良い。

以上説明したように、本実施例によれば、小型化を実現しつつ、駆動モータの回転に伴って生じる振動や騒音を低減することができる。

４１ 駆動モータ
４４ 光源ユニット
４５ 回転多面鏡
４６ ｆθレンズ
４７ 折返しミラー
４９ 光学箱
１００、１０１ 動吸振器

Claims (8)

1. 光走査装置であって、
   光源と、
   前記光源から出射された光ビームを偏向して主走査方向に走査する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡を回転駆動する駆動モータと、
   前記回転多面鏡と前記駆動モータとが設けられた基板と、
   前記回転多面鏡の回転軸線方向と前記主走査方向との双方に垂直な垂直方向において前記回転多面鏡よりも一方側に設けられ、前記回転多面鏡によって前記主走査方向に走査される光ビームを感光体に導く複数の光学部材と、
   前記光源が取付けられ、前記基板と前記複数の光学部材とを内部に収容する光学箱と、
   前記光学箱の内部に取付けられ、前記複数の光学部材の振動を抑制する動吸振器と、
   を備え、
   前記基板は前記光学箱が有する複数の座面に固定され、前記複数の光学部材は前記光学箱の底面に固定されており、
   前記回転多面鏡の回転軸線を通り前記垂直方向に沿った仮想線で前記光学箱を２つの領域に分けたときに、前記動吸振器は、前記基板の重心が位置する側の領域とは異なる側の領域において前記複数の光学部材のうち隣接する２つの光学部材の間で前記光学箱の底面に固定されていることを特徴とする光走査装置。
2. 前記光学部材は前記光ビームを反射するミラーであることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記動吸振器は、前記動吸振器の長手方向が前記動吸振器に隣接する前記ミラーの長手方向と平行になるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記光学部材は、前記光ビームが透過するレンズと前記光ビームを反射するミラーであることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
5. 前記動吸振器は、前記動吸振器の長手方向が前記レンズの長手方向と前記ミラーの長手方向とに平行になるように前記レンズと前記ミラーとの間において配置されていることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 前記動吸振器は、金属製の薄板であり、前記光学箱にビスで締結されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光走査装置。
7. 前記薄板の長手方向における前記薄板の両端部は、折返し曲げ加工されていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
8. 感光体と、
   前記感光体に光ビームを照射し静電潜像を形成する請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置により形成された静電潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、
   前記現像手段により形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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