JPH06210897A - 画像書込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ光を用いて感光体ドラムに画像情報を
書き込む方式の画像形成装置において、レーザ光の反射
系統に対してモータ等の振動の影響が生じることを防止
する。 【構成】 画像書込みユニット３０を構成するレーザ光
出力アッセイ３２や複数のミラーｍは、フレーム３１に
支持される状態で、画像形成装置の上部に配置される。
前記画像書込みユニットの各構成部材を支持するフレー
ム３１は、画像形成装置本体に設けた多数のモータ等の
振動特性に対して、異なる振動特性を発揮する部材とし
て構成し、モータ等の振動に共振しない機構のものとし
て設ける。また、ミラーｍ３に対しては、その断面係数
を大きな値とすることや、裏面に補強部材を取り付け
て、ミラー自体の剛性を大きくすることにより、振動特
性を変化させて、反射光に乱れが生じないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて感光
体ドラム等の画像担持体に画像情報を書込み、コピーを
作成する画像形成装置に関し、特に、画像形成装置に配
置する振動発生源の振動が、レーザ光の振動を増幅させ
ることを防止する機構を構成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル方式を用いる複写機や、プリン
タ等の画像形成装置においては、レーザ光出力装置から
出力された光を、ポリゴンミラーや、複数のミラー部材
を介して反射し、感光体ドラム等の画像担持体に画像情
報を走査する機構を構成している。前記画像形成装置と
しては、特開昭６３−２２６６７０号公報や、特開平１
−９２７６１号公報、特開平３−１６１７６２号公報等
に示されるような装置が用いられている。前記従来例に
おいて、例えば、特開平１−９２７６１号公報等に示さ
れる装置では、感光体ドラムに対して画像情報を書き込
むために、レーザ光出力部材から出力された光を、ポリ
ゴンミラーにより走査方向に反射し、その反射された光
をレンズ装置を通して、複数のミラーにより反射し、感
光体ドラムに照射する方式を用いている。

【０００３】また、前記画像形成装置では、一般の電子
写真方式を用いた複写機の場合と同様に、感光体ドラム
の周囲にトナー画像を形成する機構と、感光体ドラムに
形成されたトナー画像を用紙に転写する機構を設けてい
る。そして、前記レーザ光により書き込まれた画像情報
により、感光体ドラムに静電潜像を形成し、その静電潜
像に対して現像装置からトナーを供給して、トナー画像
を形成する動作を行い、用紙にトナー画像を転写させる
ようにする。そのトナー画像が転写された用紙は、定着
装置を通して定着し、コピーとして排出トレイに向けて
排出される。

【０００４】前述したようなレーザ光による書込み手段
を設けた画像形成装置では、半導体ダイオード等のレー
ザ光出力装置から出力された光を、高速回転するポリゴ
ンミラー等により反射し、感光体ドラムの表面に軸方向
の線状に走査する機構を用いている。また、前記書込み
装置は、前記従来例に示されるように、１つのユニット
として構成されることが多くあり、画像形成装置の点検
等を行う際に、前記ユニットを取り外すことにより、ユ
ニットの点検や調整の作業を容易に行い得るようにして
いる。さらに、前記ユニットを取り外すことにより、前
記ユニットの周囲や下部に配置する他の装置に対して
も、点検や修理等を容易に行い得るように組み立てられ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例に示されて
いるような画像書込み装置では、レーザ光出力部材と、
ポリゴンミラー、および複数の反射ミラー等が１つのユ
ニットとして、１つの支持フレームに装着している。と
ころが、前記書込みユニットを１つの支持フレームに設
け、画像形成装置の本体に装着する場合には、その画像
形成装置本体に設けた各種の作動部材に対する駆動モー
タや、駆動力伝達機構等の振動が、支持フレームを介し
て画像書込み装置に伝達され、そのフレームが共振した
り、振動が増幅されるという問題がある。また、ポリゴ
ンミラーは、非常に高速で回転されるものであり、その
回転振動が、同一の支持フレームに設けた他のミラー等
に対して振動を与えることの他に、ミラーの固有振動周
波数と一致する場合には、ミラーにより反射される光
が、大きくブレを生じる等の問題が発生する。

【０００６】前記振動の問題は、例えば、書込み装置に
複数配置されるミラーに大きな影響を与えるもので、ミ
ラーが振動することにより、感光体ドラムに書き込んだ
線の間隔が一定にならないという問題につながる。そし
て、特にハーフトーンの画像を再現する場合に、画像の
濃度にムラが生じ、画質が低下するという大きな問題が
発生する。前述したような問題を解決する手段として、
例えば、特開平４−２４６６４号公報等に示されるよう
に、書込み装置を装着する支持フレームを剛性の大きな
ものとして構成することや、画像形成装置本体と支持フ
レームとの間に弾性部材を配置することが提案されてい
る。前記従来例では、支持フレームを複数の板金部材を
組み合わせて構成し、各板金部材の接続部に形成するフ
ランジ等を用いて接続することにより、前記支持フレー
ムの剛性を非常に大きなものとすることができる。そし
て、前記フレームに支持される書込み装置の各構成部材
が、単独で振動したり、画像形成装置本体の駆動機構の
振動の影響を受けにくいものとしている。

【０００７】しかしながら、前述したように、書込み装
置のユニットを１つのフレームに支持させた状態でも、
反射ミラーの振動等を完全に防止することができないと
いう問題が残っている。また、電源周波数に対して、支
持フレームの固有周波数が一致する場合、または、電源
周波数の倍数の場合には、書込み装置に与えられる振動
が増幅される状態となり、特に、ミラー等の振動が大き
くなるという問題もある。そして、ミラーが余分に振動
する状態にある場合には、該ミラーに入射する光の角度
に対して、反射される光の角度が一定しない状態とな
り、感光体ドラムに書き込む線の間隔にムラが生じ、不
鮮明なコピーが形成されることになる。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、前述したような従来のレーザ
光を用いた画像書込み装置の問題を解消するもので、書
込み装置の構成部材の固有振動数と、前記書込み装置に
対して振動の影響を与える他の駆動モータ等の固有振動
数とを、異なる振動特性を持たせる機構のものとして構
成し、支持フレームやミラー等が振動を増幅しない状態
で装着され、コピーの画質に振動の影響が出現しないよ
うな装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、感
光体ドラム等の画像担持体に対して、レーザ光による画
像書込み装置を配置し、前記画像担持体に対して電子写
真方式を用いてトナー画像を形成し、用紙に転写したも
のを定着してコピーを作成する画像形成装置に関する。
本発明においては、画像書込み装置の駆動源および駆動
伝達機構、電源周波数等の振動発生部材の振動数に対し
て、レーザ光の伝達機構、およびその他の構成部材の固
有振動数を一致させない機構を構成している。また、本
発明においては、前記レーザ光の伝達機構の固有振動数
を変化させるために、レーザ光を反射するミラー部材に
対して、画像書込み装置の振動数と異なる振動数となる
ような支持部材を配置することができる。

【００１０】さらに、本発明では、前記振動発生部材の
振動数に対応させるために、レーザ光を反射するミラー
部材の剛性を高める手段を用い、画像書込み装置に設け
るミラー部材の振動数が、振動発生部材の振動数と異な
るように設定することが可能である。前記構成に加え
て、本発明においては、前記画像形成装置の振動発生部
材の振動の影響を回避するために、画像書込み装置を１
つのフレームに支持させて一体化し、前記一体化された
装置の固有振動数を、画像形成装置の振動発生源の振動
数と異なるものとする手段を用いることもできる。

【００１１】前述したように構成したことにより、本発
明の画像書込み装置に、振動の影響を与える駆動機構か
らの振動周波数に対して、支持フレームの固有振動数を
異なるものとし、前記支持フレームが共振することを防
止できる。また、反射ミラーに対して、振動特性を変え
る機構のものとする場合には、前記ミラーが余分な振動
を生じることを防止でき、感光体ドラム等に書き込む画
像にブレ等が生じることがないので、コピーの画質を良
好な状態で維持することができる。

【００１２】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の画像書
込み装置を説明する。図１に示される画像形成装置１
は、感光体ドラム２に対する画像書込み手段として、レ
ーザ光を用いているもので、画像書込みユニット３０を
感光体ドラムに対応させて配置している。前記画像形成
装置１では、一般の電子写真方式を用いた装置の場合と
同様に、感光体ドラム２に対して、帯電コロトロン３
と、画像書込み部４、４ａ、現像装置５、５ａ、転写コ
ロトロン６、クリーニング装置７を配置している。そし
て、感光体ドラム２に対して、帯電コロトロン３により
一様な帯電を行った後で、画像書込み部４からレーザ光
を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像に現像装置
５からトナーを供給してトナー画像を形成する。前記感
光体ドラムに形成されたトナー画像は、転写コロトロン
６の放電により用紙に転写され、その転写の後で、感光
体ドラムの表面に残留するトナーと紙粉等は、クリーニ
ング装置７により除去される。

【００１３】前述したように、トナー画像を形成するた
めに、図１に示される画像形成装置では、レーザ光を照
射する画像書込み部を符号４、４ａで示すように、２か
所に配置している。そして、感光体ドラムの回転方向の
上流部に配置する画像書込み部４では、第１色の画像の
書込みを行い、第１色の画像を現像した後で、画像書込
み部４ａの部分で第２色の画像の書込みを行い、現像装
置５ａから別の色のトナーを供給して、第２色のトナー
画像を重ねて作成する。前述したように、２色のカラー
トナー画像を形成するためには、画像書込みユニット３
０では、感光体ドラムに向けてレーザ光を照射する２種
類の走査部を構成しており、画像書込み部に対応させて
２つのミラーｍ３、ｍ４を配置し、画像書込みユニット
３０から出力されるレーザ光をミラーｍ２を介して、照
射させ得るようにしている。

【００１４】前記感光体ドラムからの画像転写部に向け
て用紙を送り出すために、装置本体の下部には、給紙ト
レイ１０、１０ａを配置しており、一般の画像形成装置
の場合と同様に、各給紙トレイに配置する給紙装置１
１、１１ａにより用紙を１枚ずつ送り出すようにしてい
る。給紙トレイから送り出される用紙は、用紙搬送路１
２を介して感光体ドラムの直前部に配置した用紙整合装
置１３で整合される。前記用紙整合装置１３では、ゲー
ト部材１５と、レジストローラ装置１４とを配置し、前
記ゲート１５の上流部に配置したローラ装置と、ゲート
との間で用紙にループを形成して、用紙の先端部を整合
する。そして、感光体ドラムに形成されるトナー画像の
信号により、前記ゲート１５を開いて用紙をレジストロ
ーラ装置１４にニップさせ、用紙を感光体ドラムから画
像転写部に向けて一定の速度で送り出す。

【００１５】前述したようにして、感光体ドラムからト
ナー画像が転写された用紙は、吸引手段を設けた搬送装
置２０により定着装置２１に向けて送られ、該定着装置
２１を通って定着されて、コピーとして排出ローラ装置
２３から排出される。また、両面コピーや多重コピーを
作成する場合には、前記定着装置２１から排出される片
面コピー用紙を、ゲート２２を介して戻し路２４に向け
て案内し、給紙トレイの下部に配置する中間トレイに向
けて送り込む。そして、裏面または合成画面の作成を行
う際に、再び中間トレイから感光体ドラムに向けて送り
出し、第１画面と同様にして、第２画面を複写すること
ができる。

【００１６】前述したように構成される画像形成装置１
においては、プロセス機構の駆動を行うためのメインモ
ータ２５を用いることの他に、現像器用モータ２６と給
紙用モータ２７とを配置し、各装置に対する駆動を行う
ようにしている。また、前記各駆動モータの他に、画像
書込みユニット３０にはポリゴンモータ３７を配置し、
ポリゴンミラー３６を高速度で駆動する機構を構成して
いる。ところが、前述したような画像形成装置におい
て、画像書込みユニット３０の下部に配置される各種の
モータ２５〜２７と、そのモータから作動機構に至る駆
動力伝達装置では、モータの回転に伴う振動が発生しや
すい。その他に、駆動力伝達機構においても、ギヤの噛
み合い等に起因する振動が発生しやすいという問題があ
る。

【００１７】そこで、本発明の装置では、前記駆動機構
による振動が、レーザ光に影響を与えることを防止する
ために、図２、および図３に示されるように、画像書込
みユニット３０を一体化して構成するフレーム３１に支
持させる機構を用いている。前記図２に示される例にお
いて、前記フレーム３１に支持される画像書込みユニッ
ト３０では、一体化して構成するレーザ光出力アッセイ
３２から出力されるレーザ光を、ミラーｍ２、ｍ３を介
して反射させ、感光体ドラム２に対して、画像情報を書
き込むようにする。なお、２ビーム方式の書込み機構を
構成する場合には、前記図１に示されるように、ミラー
ｍ２からミラーｍ４に向ける光路を構成するような手段
を用いる。

【００１８】前記レーザ光を用いる書込み装置におい
て、図３、４に示されるように、レーザ光出力アッセイ
３２を構成している。前記レーザ光出力アッセイ３２に
配置される装置は、一般のレーザプリンタの場合と同様
に構成されるもので、レーザ光の出力源として、レーザ
ダイオード３３を用いている。前記レーザダイオード３
３から出力されるレーザ光は、図４に示されるように、
コリメータレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を通
して結像され、ミラーｍ１により反射される状態で、ポ
リゴンミラー３６により感光体ドラムの長さ方向に走査
する光に変換される。そして、前記ポリゴンミラー３６
により反射される光は、ｆ−θレンズ３８を通ってミラ
ーｍ２、ｍ３を用いて、感光体ドラムの画像書込み部に
照射され、画像の書込みが行われる。また、前記書込み
装置では、光路の途中の側部に配置したミラーｍ５を介
して、レーザ光を書込み情報制御部３９に入力し、画像
の書込みの動作を制御するデータを得るようにしてい
る。

【００１９】前述したように構成される本発明の画像書
込みユニット３０において、フレーム３１に支持される
レーザ光出力アッセイ３２および複数のミラーに対し
て、メインモータ、現像器用モータ、および給紙用モー
タ等の振動の影響が生じることに加えて、ポリゴンモー
タ３７の駆動の影響が与えられる。そして、レーザ光出
力アッセイを構成する各部材やミラー等が振動し、レー
ザ光の光路に影響を与えることによって、感光体ドラム
に書き込んだ画像にブレ等が生じる原因となる。特に、
前記駆動モータ等の部材から発生する振動数に対して、
フレームが共振した場合には、画像に乱れが発生すると
いう欠点がある。前記問題に加えて、ミラーは比較的薄
いガラス板部材を、その両側の端部でスプリング等を用
いて固定保持しているものであるために、前記ミラーが
共振した場合には、書き込んだ画像にブレが生じる度合
いが大きくなったり、感光体ドラムに書き込んだ走査線
の間隔が一定しない等の問題が発生する。

【００２０】そこで、前述したような問題を解決するた
めに、本発明においては、画像書込みユニットのフレー
ム３１を、図５に示すように一体に構成し、該フレーム
の剛性を大きなものとして構成している。そして、画像
形成装置の本体フレームに設けた他の駆動装置から伝達
される振動に対して、共振することがないようにする手
段を用いている。前記図５に示されるフレーム３１にお
いては、画像書込みユニットを構成する各部材を支持す
るために、板部材４１、４１ａ、４１ｂを配置している
が、前記３つの板部材は、１枚の鉄板を折り曲げて構成
することができる。また、前記３つの板部材は、両側に
位置する平板４１、４１ａに対して、その中央部に略下
向きのコの字状の部材４１ｂを配置して、それ等の各部
材を溶接等により一体に構成することもできる。なお、
前記板部材には、ポリゴンモータを支持するための孔４
２と、レーザ光を通過させるためのスリット４３、４４
をそれぞれ配置しているが、それ等の開口やスリット
は、板部材を加工する際に、打ち抜き等により設けるこ
とができる。

【００２１】前記レーザ光出力アッセイやミラー等の部
材を支持する板部材に対して、その周囲にフランジ４０
〜４０ｃをそれぞれ上側に突出させて配置するが、それ
等のフランジのうち、長手方向の両側のフランジ４０、
４０ａは、対応する平板の側部を折り曲げて構成するこ
とができる。また、他のフランジ４０ｂ、４０ｃは、所
定の形状に切断したものを、板部材の側部に配置して、
溶接等の手段により一体に取り付けるようにする。そし
て、前記平板状の部材と、フランジとの組み合わせによ
り、フレームの剛性を大きなものとして形成し、モータ
等の振動が加えられた状態でも、そのモータ等の振動に
共振することがなく、レーザ光の伝達機構に支障が生じ
ることを防止することが可能になる。さらに、前記フレ
ームを構成する際には、そのフレームを画像形成装置の
本体フレームに対して取り付ける位置と、固定部の数等
を、フレームが共振しない条件にもとづいて構成するこ
とができる。その他に、モータの振動数に対して、異な
る振動特性を有するフレームを構成して、各振動発生部
材の振動が、互いに打ち消すように作用するような機構
を構成することも可能になる。

【００２２】前述したような手段を用いることの他に、
本発明においては、フレーム３１に取り付けるポリゴン
ミラーのフレームやミラー等を、フレーム３１に対して
遊びがない状態で取り付ける手段を用いることも可能で
ある。そして、フレーム３１に支持される画像書込みユ
ニットの各部材が、個別に振動することを防止して、レ
ーザ光の光路に余分な振動の影響が、画質を劣化させる
ことを防止する。また、前記フレーム３１に対する他の
部材の取り付け手段としては、任意の固着手段を用いる
ことができるものであり、それ等の各取り付け部材が、
画像形成装置の本体フレームや、他の振動発生部材に共
振して、増幅される状態で振動することを防止すること
ができる。

【００２３】前述したように、フレームの剛性を強化す
ることや、ミラー等の部材をフレームに固着して支持す
ることの他に、本発明においては、図６ないし図９に示
されるように、ミラーの剛性を強化して、ミラーが余分
な振動を生じないように構成することも可能である。図
６に示される例では、ミラー５０を厚いガラスで構成
し、そのミラーの断面係数を大きなものとして構成して
いる。そして、ミラー自体の強度を大きく形成すること
により、ミラーに対してモータ等からの振動が付与され
た状態でも、そのミラーの長さ方向に余分な振動が生じ
ることを防止し、感光体ドラムに走査する画像情報に乱
れが生じることがないようにする。

【００２４】また、図７に示される例では、ミラー５０
ａの光反射面の裏面部に略Ｌ字状断面の補強金具５１を
配置し、両部材を接着剤等を用いて一体に固定してい
る。前記補強金具は、ガラス製のミラー５０ａの長さと
同一の部材として構成することができ、画像書込みユニ
ットのミラー支持フレームに対して、ミラー本体と補強
金具５１とを一体にして固着させる手段を用いて取り付
けるようにする。そして、前述したようにして、ミラー
本体５０ａと補強金具５１とを一体に構成することによ
り、ミラーの共振周波数特性を変えることが可能にな
る。

【００２５】前述したようなミラーの補強手段を用いる
ことのほかに、本発明においては、図８のように、ミラ
ー５０ｂの裏面に略角柱状の補強部材５２を一体に取り
付けることや、図９のように、略三角形状の断面を有す
る補強部材５３を、ミラー５０ｃの裏面に一体に取り付
ける手段を適用することも可能である。前記図８、９に
示される各ミラーの強化例においては、補強部材を金属
等の部材を用いて構成し、ミラーの反射面の裏面部に、
前記補強部材５２、５３を一体に取り付けるようにす
る。前記補強部材の取り付け手段は、前述した他の部材
と同様に、接着剤等を用いて一体に取り付けることがで
きるもので、図６のように、ガラスを厚いものとして構
成することや、ミラーを構成するガラス部材と補強部材
とが、ミラーの剛性を大きくして、振動しにくくするこ
との他に、振動周波数特性を任意に設定することができ
るようにする。

【００２６】また、前述したように構成される本発明の
ミラーの実施例は、図２に示されるミラーｍ３に適用す
ることが可能であり、その他に、図１に示されるミラー
ｍ４にも適用することが可能である。そして、図４に示
されるように、光の反射面が長く形成されているミラー
に対して、剛性を大きくする手段を講じることにより、
それ等のミラーにより反射されるレーザ光が、ミラーの
振動の影響を受けることを少なくして、書き込まれた画
像に乱れが生じたりすることを防止することができる。
なお、本発明においては、前述したように、画像書込み
ユニットを構成する各部材の支持状態を改良することに
加えて、ミラーの剛性を強化する手段を合わせて適用す
ることによって、感光体ドラムに書き込む画像情報の走
査間隔を一定に維持することができるようにされる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の画像書込み装置は、前述したよ
うに構成するものであるから、画像書込み装置に、振動
の影響を与える駆動機構からの振動周波数に対して、支
持フレームの固有振動数を異なるものとし、前記支持フ
レームが共振することを防止できる。また、反射ミラー
に対して、振動特性を変える機構のものとする場合に
は、前記ミラーが余分な振動を生じることを防止でき、
感光体ドラム等に書き込む走査線の間隔に乱れが生じる
ことを防止でき、コピーの画質を良好な状態で維持する
ことができる。そして、本発明の装置では、支持フレー
ムの剛性や固有振動数を、他の振動の影響を与える部材
と異なる条件のものとして設定すること、および、ミラ
ーの振動特性を変化させる手段を講じることにより、コ
ピーの品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用可能な画像形成装置の構成を示
す説明図である。

【図２】 本発明の画像書込みユニットの側面図であ
る。

【図３】 図２の画像書込みユニットの平面図である。

【図４】 本発明の画像書込みユニットにおけるレーザ
光の光路を構成する部材の説明図である。

【図５】 本発明のフレームの構成を示す斜視図であ
る。

【図６】 本発明のミラーの構成を示す断面図である。

【図７】 ミラーの第２の実施例の断面図である。

【図８】 ミラーの第３の実施例の断面図である。

【図９】 ミラーの第４の実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置、 ２ 感光体ドラム、 １０
給紙トレイ、２５ メインモータ、 ２６ 現像
器用モータ、２７ 給紙用モータ、 ３０ 画像書
込みユニット、３１ フレーム、 ３２ レーザ光
出力アッセイ、３３ レーザダイオード、 ３６
ポリゴンミラー、３７ ポリゴンモータ、 ｍ１〜ｍ
５・５０ ミラー、５１〜５３ 補強部材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体ドラム等の画像担持体に対して、
   レーザ光による画像書込み装置を配置し、前記画像担持
   体に対して電子写真方式を用いてトナー画像を形成し、
   用紙に転写したものを定着してコピーを作成する画像形
   成装置において、 画像書込み装置の駆動源および駆動伝達機構、電源周波
   数等の振動発生部材の振動数に対して、 レーザ光の伝達機構、およびその他の構成部材の固有振
   動数を一致させない機構を構成することを特徴とする画
   像書込み装置。
2. 【請求項２】 前記レーザ光の伝達機構の固有振動数を
   変化させるために、レーザ光を反射するミラー部材に対
   して、画像書込み装置の振動数と異なる振動数となるよ
   うな支持部材を配置することを特徴とする請求項１に記
   載の画像書込み装置。
3. 【請求項３】 前記振動発生部材の振動数に対応させる
   ために、レーザ光を反射するミラー部材の剛性を、画像
   書込み装置の振動数と異なる振動数となるように設定す
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像書込み装置。
4. 【請求項４】 前記画像形成装置の振動発生部材の振動
   の影響を回避するために、画像書込み装置を１つのフレ
   ームに支持させて一体化し、前記一体化された装置の固
   有振動数を、画像形成装置の振動発生源の振動数と異な
   るものとすることを特徴とする請求項１に記載の画像書
   込み装置。