JPH05103164A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 支持手段の共振現象を抑える。 【構成】 レーザビームスキャナー装置１と、これを装
置本体に対して支持する支持手段２と、レーザビームス
キャナー装置１によって走査される光束を受光して画像
を記録する感光体２１を備えた画像形成装置において、
レーザビームスキャナー装置１が発生させる振動の振動
数とレーザビームスキャナー装置１を支持する支持手段
２の固有振動数を所定値離して構成したことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザビームスキャナー
装置を備えた画像形成装置の装置構成に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームスキャナー装置を備
えた画像形成装置ではレーザビームスキャナー装置を装
置本体に対して支持する部材は装置本体の前後側板等の
枠体に渡された板金製のステー類などの枠体構造物が利
用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述従
来例ではレーザビームスキャナー装置を支持する構造体
がレーザビームスキャナー装置自身の発生する振動によ
って、またあるいは画像形成装置の他の駆動系から伝達
される振動によって多少なりとも振動させられる。その
ため、レーザビームスキャナー装置によって走査される
光束が振動してしまい、感光体上の光量分布に変動を与
えるため、画像上において副走査方向に濃度むらを引き
起こし画質低下を招いてしまうという欠点があった。

【０００４】走査される光束が振動する要因の主なもの
は次のとうりである。 (1) レーザビームスキャナー装置を支持する構造体の固
有振動数とレーザビームスキャナー装置が発生する振動
の振動数が近接しているために、共振を起こし振幅が大
きい振動となって、走査される光束が振動する。 (2) レーザビームスキャナー装置がレーザビームスキャ
ナー装置を支持する構造体の振動による変形の“腹”と
“節”の部分の間に取付けられている。すなわち、レー
ザビームスキャナー装置を支持する構造体が振動によっ
て微小角度ではあるが斜面を形成して変形する部分にレ
ーザビームスキャナー装置が取付けられているために、
走査される光束が“あおり”を起こし、その焦点位置で
ある感光体上では、走査線が副走査方向に大きく振動し
てしまう。 (3) レーザビームスキャナー装置を支持する構造体が鋼
板等の振動の減衰率が小さい材質で構成されているため
に、加えられた振動が減衰しにくく、振動しやすくなっ
ている。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、レーザビームスキ
ャナー装置の支持手段の共振現象を抑えた画像形成装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、レーザビームスキャナー装置と、
該レーザビームスキャナー装置を装置本体に対して支持
する支持手段と、前記レーザビームスキャナー装置によ
って走査される光束を受光して画像を記録する感光体を
備えた画像形成装置において、前記レーザビームスキャ
ナー装置が発生させる振動の振動数と前記レーザビーム
スキャナー装置を支持する支持手段の固有振動数を所定
値離して構成したことを特徴とする。

【０００７】また、レーザビームスキャナー装置を支持
する支持手段の、レーザビームの投射方向において、低
次の固有振動モードの振幅の腹に、レーザビームスキャ
ナー装置を固定するのが望ましい。

【０００８】また、レーザビームスキャナー装置を支持
する手段の構成として、レーザビームスキャナー装置を
固定する位置のレーザビーム投射方向において前後近傍
における剛性を高めかつ該剛性のバランスをつり合わせ
る構造とするのが好ましい。

【０００９】そして、レーザビームスキャナー装置を支
持する支持手段を制振鋼板で構成するのが良い。

【００１０】

【作用】上記構成の本発明にあっては、レーザビームス
キャナー装置が発生させる振動の振動数と支持手段の固
有振動数を所定値離して構成することにより、レーザビ
ームスキャナー装置と支持手段の共振現象が抑えられ
る。

【００１１】また、レーザビームスキャナー装置と支持
手段との位置関係においては、レーザビームスキャナー
装置を支持手段の“剛性重心”に配置すること、すなわ
ち支持手段をレーザビームスキャナー装置に対してシン
メトリックに剛性を高めることにより、支持手段の曲げ
振動の“腹”の部分で、レーザビームスキャナー装置が
支えられ、振動によって弾性変形しても変形前の基準と
なる面と比べて傾きがあまり生じず、照射されるレーザ
ビームがあおり回転を起こさない。これによって感光体
上に濃淡むらのない均一な画像が得られる。

【００１２】また、支持手段を共振現象を起こさないよ
うにしながら、制振鋼板で構成することにより、振動の
レベルがより小さくなる。

【００１３】

【実施例】（実施例１）図１は本発明を適用したデジタ
ル複写装置の部分斜視図であり、１はレーザビームスキ
ャナー装置、２は支持手段としてのステーである。

【００１４】レーザビームスキャナー装置１は半導体レ
ーザ装置，コリメータレンズ，モータ，ポリゴンミラ
ー，ｆθレンズ等から構成されており、スリット状の開
口３から記録信号に応じて変調されたレーザビームを走
査する。

【００１５】ステー２はデジタル複写装置の前後側板
（不図示）の間に渡されており、舌状部４，５によって
前側板に対して位置決めされ、また舌状部６，７によっ
て後側板に対して位置決めされ、それぞれネジで固定さ
れている。ステー２は鋼板のプレス加工品であるが、
８，９はそれぞれステー２の基準面（レーザビームスキ
ャナー装置１を載置固定している面）から直角に曲げ起
こされた部分である。この曲げ起こし部８，９はステー
２を図中矢印Ｙ方向のはりとして捉えた場合に断面二次
モーメントの値を大きくする。すなわち、剛性を高めス
テー２の固有振動数を大きくする役割を果たしている。
１０は曲げ起こし部９に設けられたスリット状の開口で
あり、レーザビームスキャナー装置１から走査されるレ
ーザビームが通過できるようになっている。

【００１６】図２は本実施例におけるデジタル複写装置
の概略断面図である。

【００１７】読み取り光学系は原稿載置ガラス１１，原
稿照射ランプ１２，ミラー１３，１４，１５，レンズ１
６，ミラー１７，ＣＣＤラインセンサ１８により構成さ
れている。

【００１８】書き込み光学系はレーザビームスキャナー
装置１，ミラー１９，２０，感光体としての感光体ドラ
ム２１により構成されている。レーザビームスキャナー
装置１は複写装置本体の前後側板に渡って固定されたス
テー２に支持固定されており、走査されたレーザビーム
はステー２に設けられたスリット状の開口１０を通過
し、ミラー１９，２０で反射され、感光体ドラム２１上
に結像し、潜像を形成する。

【００１９】感光体ドラム２１の周囲にはコロナ帯電器
２２，現像器２３，コロナ帯電器２４，クリーナ２５が
配置され、周知の電子写真プロセスを構成する。転写紙
は給紙カセット２６または２７から給送され、コロナ帯
電器２４によって、表面にトナー像を転写される。次い
で、搬送ベルト２８によって搬送され、定着器２９によ
ってトナー像が定着された後で装置本体外に排出され
る。

【００２０】図１によってレーザビームスキャナー装置
１とステー２の関係を詳述する。レーザビームスキャナ
ー装置１はステー２のＸ方向及びＹ方向のどちらに対し
ても略中央付近に配置されネジで固定されている。同時
に、ステー２の曲げ起こし部８，９のＺ方向の寸法を等
しく揃えてある。ステー２は装置本体の前後側板によっ
て両端を固定されたはりとみなすことができる。断面一
様なはりを両端固定した場合の固有振動数をｆm （m ＝
１，２，３…）は、はりの曲げ運動の式から数１のよう
に与えられる。

【００２１】

【数１】 ここで ｌ：はりの長さ Ｅ：材料の縦弾性係数 Ｉ：断面二次モーメント ρ：材料の密度 Ａ：はりの断面積 上に示した式は、ステー２単体にはそのまま適用できる
が、本実施例では、レーザビームスキャナー装置１をス
テー２の略中央に固定されているため、計算値のｆと実
際のｆの間にはずれが生じる。これは、レーザビームス
キャナー装置１の重量と剛性が無視できない程の値を持
っているためである。したがって、レーザビームスキャ
ナー装置１とステー２の合成系としてはりの曲げ振動を
捉える必要がある。

【００２２】本実施例においては、ステー２を厚さ３．
２mmの鋼板で構成し、レーザビームスキャナー装置１を
実際に載置固定した状態で、ステー２の固有振動数を測
定した。測定方法は、加速度センサ２個とＦＦＴアナラ
イザを用い、ステー２のＡ点，Ｂ点をモニターしなが
ら、インパルス振動を加えた際の振動を解析した。測定
結果を図３に示す。横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は加速
度（ｍＶ）で示してある。これより、レーザビームスキ
ャナー装置１とステー２の合成系としての固有振動数は
１次が１９０Ｈｚ，２次が３６０Ｈｚであることがわか
る。

【００２３】本実施例においては、レーザビームスキャ
ナー装置１が発生させる振動の振動数は２３７．５Ｈｚ
（ポリゴンモータの回転数が１４．２５０ｒｐｍ）であ
り、これに対し１次の１９０Ｈｚは−２０％，２次の３
６０Ｈｚは＋５２％と、所定値離して構成してある。

【００２４】一般にはりの曲げ振動においては低次のモ
ードの振動ほど振幅が大きくなる。また、ステー２の振
動によって、走査されるレーザビームが振動する場合
は、振動数が低いほど、実際の画像の濃度むらのピッチ
が粗くなり視覚的に目立ちやすいといった傾向がある。
そこで、低次モードの振動に対して、レーザビームが振
動しにくい位置関係で、レーザビームスキャナー装置１
とステー２を配置する必要がある。

【００２５】本実施例では、図１に示すようにステー２
をＹ方向のみならずＸ方向（レーザビームの照射方向）
のはりとしても捉え、レーザビーム照射方向前後の曲げ
起こし部８，９の高さを等しくし、かつ、レーザビーム
スキャナー装置１を曲げ起こし部８，９の略中央に配置
してある。

【００２６】図４はレーザビームスキャナー装置１とス
テー２の曲げ振動変形との関係を示すモデル図でる。こ
れは、図１においてのＸ−Ｚ平面による断面図で示して
ある。これは本実施例におけるレーザビームスキャナー
装置１とステー２の関係を示しており、ステー２は、レ
ーザビームスキャナー装置１を左右対称になる形で支持
しているため、ステー２の曲げ振動による変形時も照射
されるレーザビーム３０があおりを生じないで水平を保
ち、その変位量δもごくわずかである。

【００２７】図４においてレーザビームスキャナー装置
１とステー２の位置寸法関係を整理する。ステー２のレ
ーザビーム投射方向後側の曲げ起こし部８の曲げ起こし
高さをｈ1 ，レーザビームスキャナー装置１の固定位置
から曲げ起こし部８までの距離をｌ1 ，ステー２のレー
ザビーム投射方向前側の曲げ起こし部９の曲げ起こし高
さをｈ2 ，レーザビームスキャナー装置１の固定位置か
ら曲げ起こし部９までの距離をｌ2 とすると、数２であ
る。

【００２８】

【数２】ｈ1 ≒ｈ2 ，ｌ1 ≒ｌ2 （実施例２）図５は別の実施例におけるデジタル複写装
置の概略断面図である。先の実施例１に対し、レーザビ
ームスキャナー装置１とステー２の関係が異なるのみで
あり、他の構成は実施例１と全く同じであるため説明は
省略する。

【００２９】図６は本実施例におけるレーザビームスキ
ャナー装置１とステー２の曲げ振動変形との関係を示す
モデル図である。これは実施例１で説明したものと異な
り、ステー２はレーザビームスキャナー装置１に対して
左右対称になるような形では支持していない。しかし、
レーザビームスキャナー１に近い方の曲げ起こし部８の
高さを低く、遠い方の曲げ起こし部９の高さを高くして
あるため、ステー２の曲げ振動による変形時も照射され
るレーザビーム３０があおりを生じないで水平を保ちそ
の変位量δもごくわずかである。

【００３０】図６においてレーザビームスキャナー装置
１とステー２の位置寸法関係を整理する。

【００３１】前記実施例１において図４で説明したのと
同様に、曲げ起こし部８，９の高さをｈ1 ，ｈ2 、レー
ザビームスキャナー装置１の固定位置から曲げ起こし部
８，９までの距離をｌ1 ，ｌ2 とすると、数３である。

【００３２】

【数３】ｈ1 ＜ｈ2 ，ｌ1 ＜ｌ2 （実施例３）図７は別の実施例におけるデジタル複写装
置の概略断面図である。先の実施例１，２と同等の構成
要素に関しては同じ符号をつけ説明は省略する。

【００３３】本実施例は先の実施例１，２と異なり、ス
テー２がレーザビームスキャナー装置１と比べてはるか
に大きく、複写装置全体を上部の読み取り光学系と下部
の書き込み光学系を分離する役目を果たしながらレンズ
１６やミラー１９をも支持している。ステー２はレーザ
ビームスキャナー装置１の近傍に曲げ起こし部８が設け
られて補強され、その反対側近傍には補強ステー３１が
取付けられている。このように、レーザビームスキャナ
ー装置の固定位置の近傍前後を曲げ起こすなど、形状を
工夫したり補強部材を取付けることにより、ステー２の
剛性を高めかつ剛性のバランスをつり合わせたためステ
ー２の曲げ振動による変形時も照射されるレーザビーム
３０はあおりを生じにくく、その変位量もわずかとな
る。 （実施例４）前記実施例１〜３において、ステーを制振
鋼板で構成する。ただし、一般的な制振鋼板（２枚の鋼
板でダンパー材をサンドイッチしたタイプ）を利用する
場合には、同一厚さの鋼板と比べて剛性，固有振動数と
も著しく低下するので、板厚を増したり、補強部材を追
加するなどして変形や共振を防ぐ必要がある。

【００３４】また、上記説明では、ポリゴンモータが発
生する１種類の定常振動について述べてきたが、他の周
波数の定常振動や非定常振動に対してもレーザビームを
振動させずに高画質が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したようにレーザビームスキャ
ナー装置が発生させる振動の振動数と支持手段の固有振
動数を所定値離して構成することで、支持手段が大きく
共振し、振動が増幅されることを避けることができる。

【００３６】また、レーザビームスキャナー装置の固定
位置の近傍において対称形となるように支持手段の剛性
を高めることにより、曲げ振動による変位を小さく抑え
ながら、レーザビームスキャナー装置を曲げ振動の
“腹”に位置させることでレーザビームをあおり回転を
起こさせずに維持することができるため、感光体上には
濃淡むらのない一様な美しい画像を得ることができるよ
うになる。

【００３７】また、支持手段を共振現象を起こさないよ
うにしながら、制振鋼板で構成することにより、振動の
レベルをより小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置の部
分斜視図である。

【図２】同装置の概略断面図である。

【図３】同装置のステーの固有振動を表すグラフであ
る。

【図４】同装置とステーとの曲げ振動変形との関係を示
すモデル図である。

【図５】本発明の第２の実施例に係る画像形成装置の概
略断面図である。

【図６】同装置とステーとの曲げ振動変形との関係を示
すモデル図である。

【図７】本発明の第３の実施例に係る画像形成装置の概
略断面図である。

【符号の説明】

１ レーザビームスキャナー装置 ２ ステー（支持手段） ２１ 感光体ドラム（感光体）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザビームスキャナー装置と、該レー
   ザビームスキャナー装置を装置本体に対して支持する支
   持手段と、前記レーザビームスキャナー装置によって走
   査される光束を受光して画像を記録する感光体を備えた
   画像形成装置において、 前記レーザビームスキャナー装置が発生させる振動の振
   動数と前記レーザビームスキャナー装置を支持する支持
   手段の固有振動数を所定値離して構成したことを特徴と
   する画像形成装置。
2. 【請求項２】 レーザビームスキャナー装置を支持する
   支持手段の、レーザビームの投射方向において、低次の
   固有振動モードの振幅の腹に、レーザビームスキャナー
   装置を固定した請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 レーザビームスキャナー装置を支持する
   手段の構成として、レーザビームスキャナー装置を固定
   する位置のレーザビーム投射方向において前後近傍にお
   ける剛性を高めかつ該剛性のバランスをつり合わせる構
   造とした請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 レーザビームスキャナー装置を支持する
   支持手段を制振鋼板で構成した請求項１，２，又は３記
   載の画像形成装置。