JP7347058B2 - 露光装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、露光部に一つの動吸振器を設ける場合と比較して、露光部の振動を低減することを目的とする。
請求項2に記載の発明は、前記複数の動吸振器の少なくとも一つが、前記露光部が振動した場合に最も変位が大きい最大変位位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載の露光装置である。
請求項3に記載の発明は、前記複数の動吸振器のうち、前記基準温度における固有振動数が前記露光部が有する固有振動数に最も近い動吸振器が、前記最大変位位置に設けられることを特徴とする請求項2に記載の露光装置である。
請求項4に記載の発明は、前記複数の動吸振器は、前記基準温度において第1固有振動数を有する第1動吸振器と、当該基準温度において当該第1固有振動数とは異なる第2固有振動数を有する第2動吸振器とを含み、前記第1動吸振器は、前記露光部に対向して配置され予め定めた質量を有する第1おもりと、弾性を有し当該露光部と当該第1おもりとを接続する第1弾性部とを備え、前記第2動吸振器は、前記露光部に対向して配置され予め定めた質量を有する第2おもりと、弾性を有し当該露光部と当該第2おもりとを接続する第2弾性部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の露光装置である。
請求項5に記載の発明は、前記第1動吸振器と前記第2動吸振器とは、前記軸方向に直交する方向から見て重なって設けられることを特徴とする請求項4に記載の露光装置である。
請求項6に記載の発明は、前記第1動吸振器は、前記第1おもりにおける前記軸方向の一端および他端に前記第1弾性部が配置され、前記露光部に固定された固定部に対しそれぞれの当該第1弾性部を介して取り付けられており、前記第2動吸振器は、前記第2おもりにおける前記軸方向の一端および他端に前記第2弾性部が配置され、前記固定部に対しそれぞれの当該第2弾性部を介して取り付けられていることを特徴とする請求項5に記載の露光装置である。
請求項7に記載の発明は、前記第2動吸振器は、前記第1動吸振器の前記第1おもりに取り付けられていることを特徴とする請求項5に記載の露光装置である。
請求項8に記載の発明は、前記第1動吸振器は、前記露光部に固定された固定部に対し前記第1弾性部を介して取り付けられており、前記第2動吸振器は、前記固定部に対し前記第2弾性部を介して取り付けられていることを特徴とする請求項4に記載の露光装置である。
請求項9に記載の発明は、前記複数の動吸振器は、それぞれ、予め定めた質量を有するおもりと、弾性を有し前記露光部と当該おもりとを接続する弾性部とを有し、当該おもりの質量、当該弾性部の剛性、または当該弾性部の形状が、互いに異なっていることを特徴とする請求項1に記載の露光装置である。
請求項10に記載の発明は、回転する像保持体と、前記像保持体の軸方向に沿って並ぶ複数の発光素子を備え、当該軸方向の両端で当該像保持体に対して位置決めされ、当該像保持体に光を出射して当該像保持体を露光する露光部と、前記露光部に取り付けられるとともに、前記軸方向における同じ位置に取り付けられ、予め定めた基準温度での固有振動数が互いに異なり、当該露光部の振動を吸収する複数の動吸振器とを備える画像形成装置である。
請求項2に記載の発明によれば、全ての動吸振器が最大変位位置に設けられない場合と比較して、露光部の振動をより低減することができる。
請求項3に記載の発明によれば、基準温度における固有振動数が前記露光部が有する固有振動数に最も近い動吸振器が最大変位位置に設けられない場合と比較して、基準温度における露光部の振動をより低減することができる。
請求項4に記載の発明によれば、露光部に一つの動吸振器を設ける場合と比較して、露光部の振動を低減することができる。
請求項5に記載の発明によれば、第1動吸振器と第2動吸振器とが軸方向に直交する方向から見て重なって設けられない場合と比較して、露光部において動吸振器が設けられない面が多くなる。
請求項6に記載の発明によれば、第1動吸振器と第2動吸振器とが異なる部材を介して露光部に取り付けられている場合と比較して、露光装置を構成する部品点数を低減することができる。
請求項7に記載の発明によれば、第2動吸振器によって第1動吸振器の固有振動数を調整することができる。
請求項8に記載の発明によれば、第1動吸振器と第2動吸振器とが異なる部材を介して露光部に取り付けられている場合と比較して、露光装置を構成する部品点数を低減することができる。
請求項9に記載の発明によれば、露光部に一つの動吸振器を設ける場合と比較して、露光部の振動を低減することができる。
請求項10に記載の発明によれば、露光部に一つの動吸振器を設ける場合と比較して、露光部の振動を低減することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、実施の形態1が適用される画像形成装置1の全体構成を示した図である。
画像形成装置1は一般にタンデム型と呼ばれる画像形成装置である。画像形成装置1は、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成部10、画像形成装置1全体の動作を制御する制御手段の一例としての制御部5、画像形成装置1に対して供給される用紙を保持する用紙保持部40を備える。また、画像形成装置1は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)2や画像読取装置3等から受信された画像データに対し予め定めた画像処理を施す画像処理部6を備えている。
画像形成ユニット11の各々は、現像器15に収納されるトナーを除いて同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
そして、感光体ドラム12上に形成された各色トナー像は、一次転写ロール21により中間転写ベルト20上に順次転写される。
一方、二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナーは、二次転写の終了後に中間転写ベルト20表面からベルトクリーナ25によって除去される。このようにして、画像形成装置1での画像形成がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返して実行される。
図2(a)~(b)および図3(a)~(b)は、実施の形態1が適用される露光装置14を示した図である。図2(a)は、露光装置14の斜視図であり、図2(b)は、図2(a)におけるIIB-IIB部での断面図である。また、図3(a)は、露光装置14の後述するZ方向における位置と、露光装置14が振動した場合の変位量との関係を示した図である。さらに、図3(b)は、露光装置14における後述する第1動吸振器50および第2動吸振器60の位置を説明するための図であって、露光装置14を図2(a)におけるIIIB方向から見た図である。
なお、以下の説明において、図2(a)~(b)、図3(b)に示すLPH140におけるロッドレンズアレイ144の光軸方向(LEDアレイ143の発光素子による光の出射方向)をY方向と呼ぶ場合がある。また、主走査方向すなわち感光体ドラム12(図1参照)の軸方向をZ方向と呼ぶ場合がある。さらに、副走査方向、すなわちY方向およびZ方向の双方に直交する方向をX方向と呼ぶ場合がある。
フレーム145は、例えば鋼、SUS等の金属材料等により形成され、ハウジング141に対して、ロッドレンズアレイ144とは反対側に取り付けられている。また、フレーム145には、後述する取付部材70を介して第1動吸振器50および第2動吸振器60が取り付けられている。
また、本実施の形態では、LPH140におけるZ方向の中央部、すなわちLPH140のうちZ方向の両端に設けられた第1位置決め部146、第2位置決め部147に挟まれる領域は、感光体ドラム12に接触されておらず、感光体ドラム12から浮いた状態となっている。
なお、本実施の形態のLPH140は、上述したように、Z方向の両端部にて感光体ドラム12に対して位置決めされ、Z方向の中央部が感光体ドラム12から浮いた状態となっている。このため、LPH140は、図3(a)に示すように、Z方向の中央部に近いほど振動が大きくなりやすい。
図4は、実施の形態1が適用される第1動吸振器50および第2動吸振器60の構成を説明する図であって、第1動吸振器50および第2動吸振器60の斜視図である。なお、図4においては、LPH140におけるフレーム145以外の構成については記載を省略している。以下、上述した図2(a)~(b)、図3(a)~(b)も参照して、第1動吸振器50および第2動吸振器60の構成について詳細に説明する。
本実施の形態の第1おもり51は、Z方向を軸とする円柱形状を有している。これにより、図2(b)に示すように、第1おもり51のZ方向に垂直な面(XY平面)での断面は、円形状となっている。
それぞれの第1弾性部53は、Z方向を軸とする円柱形状を有している。これにより、それぞれの第1弾性部53のZ方向に垂直な面(XY平面)での断面は、円形状となっている。
本実施の形態の第2おもり61は、Z方向を軸とする円柱形状を有している。これにより、図2(b)に示すように、第2おもり61のZ方向に垂直な面(XY平面)での断面は、円形状となっている。
それぞれの第2弾性部63は、Z方向を軸とする円柱形状を有している。これにより、それぞれの第2弾性部63のZ方向に垂直な面(XY平面)での断面は、円形状となっている。
この例では、第2おもり61は、第1おもり51と密度が等しい材料により構成されている。また、第2おもり61の外径は、第1おもり51の外径と等しく、第2おもり61のZ方向の長さは、第1おもり51のZ方向の長さと比べて短い。これにより、第2おもり61の質量(M2)が、第1おもり51の質量(M1)と比べて小さくなっている。
この例では、それぞれの第2弾性部63は、第1弾性部53と比べて剛性の高い材料により構成されている。これにより、第2弾性部63のばね定数(K2)が、第1弾性部53のばね定数(K1)と比べて大きくなっている。
付言すると、本実施の形態の第1動吸振器50と第2動吸振器60とは、Y方向から見て重なって設けられている。
この例では、取付部材70は、Z方向に間隙を介して並び、フレーム145からY方向の上流側(露光装置14の鉛直下方)に向かって延びる2つの板状の部材により構成されている。
このように、第1動吸振器50および第2動吸振器60が最大変位位置に設けられることで、第1動吸振器50および第2動吸振器60が最大変位位置以外の位置に設けられる場合と比べて、第1動吸振器50および第2動吸振器60によってLPH140の振動を吸収しやすくなる。
第1動吸振器50が有する第1固有振動数f1は、第1おもり51の質量をM1、第1弾性部53のばね定数をK1とした場合に、以下の式(1)で表される。
また、本実施の形態の露光装置14では、この基準温度において第2動吸振器60が有する第2固有振動数f2は、第1固有振動数f1よりも大きくなっている(f2>f1)。
これにより、LPH140の周囲の温度が基準温度よりも高温の場合には、第2動吸振器60が有する第2固有振動数f2´が、LPH140が有する固有振動数faに近くなる。本実施の形態では、基準温度よりも高温の場合における第2動吸振器60の第2固有振動数f2´が、LPH140が有する固有振動数faと等しいことが好ましい(f2´=fa)。
本実施の形態のように、第1動吸振器50が有する第1固有振動数f1を第2動吸振器60が有する第2固有振動数f2と比べて小さくするためには、例えば、第1おもり51の質量を第2おもり61の質量よりも重くすればよい。また、第1弾性部53の剛性を第2おもり63の剛性よりも低くすればよい。さらに、第1弾性部53の長さを第2弾性部63の長さよりも長く、または、第1弾性部53の外径を第2弾性部63の外径より細くすればよい。
上述したように、本実施の形態では、LPH140の周囲の温度が基準温度に近い場合、第1動吸振器50が有する第1固有振動数f1が、LPH140が有する固有振動数faと等しくなっている。そして、露光装置14に対して外部から振動が入力されると、LPH140に代わって、主に第1動吸振器50の第1おもり51が振動する。また、第1おもり51の振動によって第1弾性部53が繰り返し変形し、第1弾性部53が有する粘性により振動を減衰する作用がはたらく。この結果、LPH140の振動が第1動吸振器50へ吸収されて、減衰される。
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。なお、実施の形態2の説明において、実施の形態1と同じ構成については同じ符号を用い、ここでは、その詳細な説明を省略する。
図5は、実施の形態2が適用される第1動吸振器50および第2動吸振器60の構成を説明する図であって、露光装置14(図2(a)参照)におけるZ方向の中央部を、X方向の下流側から見た図である。なお、図5では、LPH140におけるフレーム145以外の構成については記載を省略している。
また、実施の形態2の第2動吸振器60は、実施の形態2と同様に、第2おもり61と、第2おもり61のZ方向の両端に配置される2つの第2弾性部63とを有している。そして、それぞれの第2弾性部63が、第2取付部材72に取り付けられている。
ここで、実施の形態2の第1動吸振器50が有する第1固有振動数f1は、第1おもり51の質量をM1、第1弾性部53のばね定数をK1、第2おもり61の質量をM2、それぞれの第2弾性部63の質量をM3、それぞれの第2取付部材72の質量をM4とした場合に、以下の式(3)で表される。
実施の形態2では、予め定めた基準温度において、式(3)で表される第1動吸振器50が有する第1固有振動数f1と、式(2)で表される第2動吸振器60が有する第2固有振動数f2とが、互いに異なっている。より具体的には、基準温度において第2動吸振器60が有する第2固有振動数f2は、第1固有振動数f1よりも大きくなっている(f2>f1)。また、予め定めた基準温度において、第1動吸振器50が有する第1固有振動数f1が、LPH140が有する固有振動数faと等しくなっている(f1=fa)。さらに、基準温度よりも高温の条件下において、第2動吸振器60の第2固有振動数f2´が、LPH140が有する固有振動数faと等しくなっている(f2´=fa)
続いて、本発明の実施の形態3について説明する。なお、実施の形態3の説明において、実施の形態1と同じ構成については同じ符号を用い、ここでは、その詳細な説明を省略する。図6(a)~(b)は、実施の形態3が適用される第1動吸振器50および第2動吸振器60の構成を説明する図である。図6(a)は、露光装置14(図2(a)参照)におけるZ方向の中央部を、X方向の下流側から見た図であり、図6(b)は、露光装置14をZ方向の上流側から見た図である。
これに対し、実施の形態3では、第1動吸振器50と第2動吸振器60とが、Y方向に対しLPH140の異なる位置に設けられている。
実施の形態3の露光装置14では、このように、第1動吸振器50と第2動吸振器60とが、Y方向に対しLPH140の異なる位置に設けられることで、第1動吸振器50と第2動吸振器60とがY方向から見て重なるように設けられる場合と比べて、露光装置14のY方向への小型化が実現される。
続いて、本発明の実施の形態4について説明する。なお、実施の形態4の説明において、実施の形態1と同様の構成については同じ符号を用い、ここでは、その詳細な説明を省略する。図7は、実施の形態4が適用される第1動吸振器50および第2動吸振器60の構成を説明する図であって、図7は、露光装置14(図2(a)参照)におけるZ方向の中央部を、X方向の下流側から見た図である。
これに対し、実施の形態4では、第1動吸振器50と第2動吸振器60とが、LPH140において、Z方向に隣接して設けられている。付言すると、実施の形態4の露光装置14では、第1動吸振器50が最大変位位置に設けられるとともに、第2動吸振器60が第1動吸振器50に対しZ方向の下流側に隣接して設けられている。
さらに、第2動吸振器60は、2つの取付部材76、77に、第2弾性部63が接続されている。これにより、第2動吸振器60が、第1動吸振器50とZ方向に隣接し、且つフレーム145との間に間隙ができるように取り付けられている。
また、第1動吸振器50と第2動吸振器60とが、共通する取付部材76を介してフレーム145に取り付けられることで、第1動吸振器50と第2動吸振器60とのZ方向の距離を小さくすることができる。これにより、上述したように第1動吸振器50を最大変位位置に設けた場合に、最大変位位置から第2動吸振器60までの距離を小さくすることができる。
実施の形態1~実施の形態4では、第1動吸振器50の第1おもり51および第1弾性部53、第2動吸振器60の第2おもり61および第2弾性部63を、それぞれZ方向を軸とする円柱形状としたが、これに限定されるものではない。しかしながら、これの形状をZ方向を軸とする円柱形状とすることで、例えば第1動吸振器50の第1おもり51や第2動吸振器60の第2おもり61がX方向およびY方向に交差する方向へ振動した場合であっても、LPH140に対して悪影響が生じることを抑制できるため好ましい。
例えば、実施の形態1~実施の形態4では、第1動吸振器50および第2動吸振器60が、取付部材を介してLPH140のフレーム145に取り付けられていたが、第1動吸振器50または第2動吸振器60が、LPH140のフレーム145に直接取り付けられていてもよい。
また、第1動吸振器50の第1弾性部53または第2動吸振器60の第2弾性部63として、粘弾性部材と、圧縮ばね等の弾性部材とを組み合わせて用いてもよい。
例えば、予め定めた基準温度において、第2動吸振器60が有する第2固有振動数f2が第1固有振動数f1よりも小さくてもよい。この場合、例えば、早朝や冬季等のように画像形成装置1を設置する環境の温度が低い場合や、画像形成装置1の立ち上げ直後等のように、LPH140の周囲の温度が予め定めた基準温度よりも低い場合に、第2固有振動数f2が、LPH140が有する固有振動数faと等しくなる。
Claims (10)
- 回転する像保持体の軸方向に沿って並ぶ複数の発光素子を備え、当該軸方向の両端で当該像保持体に対し位置決めされ、当該像保持体に光を出射して当該像保持体を露光する露光部と、
前記露光部に取り付けられ、予め定めた基準温度での固有振動数が互いに異なり、当該露光部の振動を吸収する複数の動吸振器とを備え、
前記複数の動吸振器を構成する各々の動吸振器は、当該各々の動吸振器の少なくとも一部の前記軸方向における位置が一致していること、
を特徴とする露光装置。 - 前記複数の動吸振器の少なくとも一つが、前記露光部が振動した場合に最も変位が大きい最大変位位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記複数の動吸振器のうち、前記基準温度における固有振動数が前記露光部が有する固有振動数に最も近い動吸振器が、前記最大変位位置に設けられることを特徴とする請求項2に記載の露光装置。
- 前記複数の動吸振器は、前記基準温度において第1固有振動数を有する第1動吸振器と、当該基準温度において当該第1固有振動数とは異なる第2固有振動数を有する第2動吸振器とを含み、
前記第1動吸振器は、前記露光部に対向して配置され予め定めた質量を有する第1おもりと、弾性を有し当該露光部と当該第1おもりとを接続する第1弾性部とを備え、
前記第2動吸振器は、前記露光部に対向して配置され予め定めた質量を有する第2おもりと、弾性を有し当該露光部と当該第2おもりとを接続する第2弾性部とを備えること
を特徴とする請求項1に記載の露光装置。 - 前記第1動吸振器と前記第2動吸振器とは、前記軸方向に直交する方向から見て重なって設けられることを特徴とする請求項4に記載の露光装置。
- 前記第1動吸振器は、前記第1おもりにおける前記軸方向の一端および他端に前記第1弾性部が配置され、前記露光部に固定された固定部に対しそれぞれの当該第1弾性部を介して取り付けられており、
前記第2動吸振器は、前記第2おもりにおける前記軸方向の一端および他端に前記第2弾性部が配置され、前記固定部に対しそれぞれの当該第2弾性部を介して取り付けられていること
を特徴とする請求項5に記載の露光装置。 - 前記第2動吸振器は、前記第1動吸振器の前記第1おもりに取り付けられていることを特徴とする請求項5に記載の露光装置。
- 前記第1動吸振器は、前記露光部に固定された固定部に対し前記第1弾性部を介して取り付けられており、
前記第2動吸振器は、前記固定部に対し前記第2弾性部を介して取り付けられていることを特徴とする請求項4に記載の露光装置。 - 前記複数の動吸振器は、それぞれ、予め定めた質量を有するおもりと、弾性を有し前記露光部と当該おもりとを接続する弾性部とを有し、当該おもりの質量、当該弾性部の剛性、または当該弾性部の形状が、互いに異なっていることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 回転する像保持体と、
前記像保持体の軸方向に沿って並ぶ複数の発光素子を備え、当該軸方向の両端で当該像保持体に対して位置決めされ、当該像保持体に光を出射して当該像保持体を露光する露光部と、
前記露光部に取り付けられるとともに、前記軸方向における同じ位置に取り付けられ、予め定めた基準温度での固有振動数が互いに異なり、当該露光部の振動を吸収する複数の動吸振器と
を備える画像形成装置。
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