JPH09184995A

JPH09184995A - 光走査装置

Info

Publication number: JPH09184995A
Application number: JP7354986A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Yanagisawa; 勝之柳沢
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 1997-07-15
Anticipated expiration: 2015-12-29
Also published as: JP3739463B2; US5877884A

Abstract

(57)【要約】【課題】光偏向器によって励振される光走査装置の振
動を少ない部品点数で確実に低減する。【解決手段】光走査装置１０の光学箱１２をコイルバ
ネ１４によりモデル化される側板１６によって床面等の
固定部１７上に支持する。光学箱本体１８の底板１８Ａ
に、光偏向器２８等の光学部品を取り付ける。光学箱本
体１８の蓋体２０を弾性変形可能に形成し、蓋体２０の
外面には光偏向器２８の軸芯を通る鉛直線上に錘３８を
固定する。蓋体２０と錘３８とで動吸振器が構成され
て、光走査装置１０の振動が抑えられる。蓋体２０を動
吸振器のバネｋとして利用するので部品点数の低減が図
られる。また、光偏向器２８の軸芯を通る鉛直線上に錘
３８が設けられているので、光学箱１２に発生しようと
する回転モーメントを抑えることができ、感光体３６上
の走査位置ずれを最小限に抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ、
レーザファクシミリ等の画像記録装置に用いられる光走
査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の光走査装置は、画像信号
によて変調された光を高速回転される回転多面鏡からな
る光偏向器によって偏向走査して感光体に照射するよう
に構成されている。このため、前記偏向器が振動源とな
って光走査装置を構成する光学箱や光学部品が励振され
て振動し、この振動によって画素ずれや濃度むら等の画
像不良が発生する。

【０００３】そこで、特開平７−８４２０３号に示すよ
うな改善策がとられている。図９に示すように、特開平
７−８４２０３号の光走査装置１００では、板状体１０
２に駆動機構１０４、回転多面鏡１０６、レンズ系１０
８等が搭載されており、板状体１０２に、錘１０５と粘
弾性体１０７からなる動吸振器１０９が設けられている
（なお、一部を簡略化している。）。

【０００４】これは、図３（Ａ）に示すように、主振動
系Ｍ（質量），Ｋ（ばね）に副振動系ｍ（質量），ｋ
（ばね）が付いた２自由度系において、質量ＭにＰｃｏ
ｓωｔなる励振力が加わる場合としてモデル化できる。
なお、主振動系のＫ（ばね）は、板状体１０２を支持す
る機器の側板１１２に対応する。

【０００５】ところで、このような振動系における質量
Ｍ，ｍの定常変位振幅Ａ，ａは、副振動系の固有振動数
ν＝（ｋ／ｍ）^1/2が励振力の周波数ωと等しい場合に
は、Ａ＝０、ａ＝−ｐ／ｋになる事は一般的に知られて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−８４２０３号の光走査装置１００では、動吸振器１
０９を構成するために、光走査装置１００とは別部品と
して錘１０５及び粘弾性体１０７とを必要としており、
装置全体の部品点数が増加してしまい、これに伴って組
立作業も増加するという問題がある。

【０００７】一方、図３（Ｂ）で明らかなように、ν＝
ωからなる関係が崩れると、動吸振器の振動低減効果が
薄れる。即ち、主振動系及び副振動系に含まれる質量
Ｍ，ｍやばねＫ，ｋには製造上不可避のバラツキがあ
り、また励振力の振動数ωにもバラツキがあるため、実
際にはν＝ωなる関係が崩れ、主振動系及び副振動系双
方が振動をおこしてしまう。

【０００８】特開平７−８４２０３号の光走査装置１０
０では、駆動機構１０４及び回転多面鏡１０６から水平
方向に離れた位置に動吸振器１０９が設けられているた
め、主振動系及び副振動系の双方に振動が生ずると、図
１０に示すように、錘１０５の振動により光走査装置１
００全体に回転モーメントが発生し、感光体１１０上で
ビームＬの走査位置ずれδ１が発生してしまう。このた
め、実際には期待した効果が得られず、画像不良を発生
してしまうという問題があった。特に、光走査装置１０
０から感光体１１０までの距離が長くなると、走査位置
ずれδ１が拡大してしまう。

【０００９】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
ものであって、部品点数の増加を抑え、また、光偏向器
によって励振される光走査装置の振動を十分に低減して
画像不良の発生を確実に防止するとを目的とするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、画像信号によって変調された光を偏向走査する光偏
向器と、前記光偏向器が連結される部材と、を備えた光
走査装置であって、前記部材の一部を弾性変形可能に形
成し、前記部材の弾性変形可能部分に質量体を取り付
け、前記弾性変形可能部分と前記質量体とによって動吸
振器を構成したことを特徴としている。

【００１１】請求項１に記載の光走査装置では、弾性変
形可能部分と質量体とによって構成される動吸振器によ
って光走査装置の振動を低減することができ、振動に起
因する画像不良の発生を防止することができる。また、
支持部材の一部を弾性変形可能に形成して、弾性変形可
能部分を動吸振器のばね（ｋ）として利用しているの
で、スプリング、粘弾性体等を必要とせず、スプリン
グ、粘弾性体等を用いて動吸振器を構成していた従来の
光走査装置よりも部品点数を減らすことができる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光走査装置において、前記質量体は、前記光偏向器の
鉛直線上の近傍に位置することを特徴としている。

【００１３】請求項２に記載の光走査装置では、質量体
を光偏向器の鉛直線上の近傍に位置させたので、光走査
装置が振動した際に光走査装置に回転モーメントが発生
し難くなる。このため、光ビームの走査ずれは振動方向
の平行移動成分しか影響を受けないため、画像不良の発
生を最小限に止めることができる。

【００１４】なお、質量体は複数個設けても良く、この
場合には、質量体全体の重心位置を光偏向器の鉛直線上
または鉛直線上の近傍に位置させる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の光走査装置において、前記光偏向器及び
／又は前記質量体は、前記光走査装置の重心位置近傍に
設けられていることを特徴としている。

【００１６】請求項３に記載の光走査装置では、光偏向
器及び／又は質量体は、光走査装置の重心位置近傍に設
けたので、光走査装置が振動した際に光走査装置に回転
モーメントが発生し難くなる。このため、光ビームの走
査ずれは振動方向の平行移動成分しか影響を受けないた
め、画像不良の発生を最小限に止めることができる。

【００１７】なお、質量体は複数個設けても良く、この
場合には、質量体全体の重心位置を光走査装置の重心位
置または重心位置近傍に位置させる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、画像信号によっ
て変調された光を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向
器が連結される部材と、前記光偏向器と前記部材との間
に介在する弾性体と、を備え、前記光偏向器と前記弾性
体とによって動吸振器を構成したことを特徴としてい
る。

【００１９】請求項４に記載の光走査装置では、光偏向
器と弾性体とによって構成される動吸振器によって光走
査装置の振動を低減することができ、振動に起因する画
像不良の発生を防止することができる。また、光偏向器
を動吸振器の質量体（ｍ）として利用しているので、錘
等の質量体を必要とせず、動吸振器を構成するための錘
を必要としていた従来の光走査装置よりも部品点数を減
らすことができる。

【００２０】請求項５に記載の発明は、画像信号によっ
て変調された光を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向
器が連結される部材と、を備えた光走査装置であって、
前記光偏向器は、前記部材に取り付けられる固定部と、
前記固定部に対して回転する回転部とを備え、前記回転
部と前記固定部との間に弾性体が介在され、前記回転部
と前記弾性体とによって動吸振器が構成されていること
を特徴としている。

【００２１】請求項５に記載の光走査装置では、回転部
と弾性体とによって構成される動吸振器によって光走査
装置の振動を低減することができ、振動に起因する画像
不良の発生を防止することができる。また、回転部を動
吸振器の質量体（ｍ）として利用しているので、動吸振
器を構成するための錘を必要としていた従来の光走査装
置よりも部品点数を減らすことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］以下に図面を参照して、本発明の第
１の実施形態を説明する。

【００２３】図１には、本発明の適用された光走査装置
１０の構成の概略が斜視図で示されている。

【００２４】図１及び図２に示すように、光走査装置１
０は光学箱１２を備えている。光学箱１２は、上部及び
側部の一部が開放された光学箱本体１８と、この光学箱
本体１８の上部開口部分を閉塞する蓋体２０とから構成
されている。

【００２５】図２に示すように、光走査装置１０は、光
学箱１２がコイルバネ１４によりモデル化される側板１
６によって床面等の固定部１７上に支持されている。

【００２６】図１に示すように、光学箱本体１８の底板
１８Ａには、レーザ光を発信する光源２２、コリメート
レンズ２４、シリンドリカルレンズ２６、光偏向器２
８、集光レンズ３０等の部品が取り付けられている。

【００２７】図２に示すように、光偏向器２８は、モー
タ等からなる駆動機構３２と、駆動機構３２の回転軸
（図示せず）に取り付けられてこの駆動機構３２によっ
て高速回転される回転多面鏡３４とから構成されてい
る。

【００２８】図１に示すように、コリメートレンズ２４
は、光源２２からの放射光束をコリメートし、コリメー
トレンズ２４を通過した光束は、画像情報信号に対応し
て光源２２を駆動することにより、同情報に対応したコ
リメートされた光束となる。この光束は、シリンドリカ
ルレンズ２６を通過した後、回転多面鏡３４によって偏
向される。偏向された光束は、集光レンズ３０によって
集光され、光走査装置１０から所定距離離間した位置に
配置される被走査面である感光体３６上に結像される。

【００２９】この時、集光レンズ３０は、感光体３６上
において、走査速度が等速度になるように走査すると共
に、回転多面鏡３４の反射面の傾きのバラツキによる、
感光体３６上の走査位置ズレも補正する。これによっ
て、感光体３６上に上記情報に対応する潜像が形成され
る。

【００３０】なお、感光体３６の周囲には、周知の帯
電、現像、転写、クリーニング手段等の、周知の画像形
成プロセス機器（図示せず）が配置されている。これら
光走査装置を構成する部材は、光学箱１２によって一体
的に位置決め、固定されている。

【００３１】図２に示すように、本実施形態の光学箱本
体１８の蓋体２０は金属板、樹脂板、硬質のゴム等の弾
性変形可能な板材から形成されており、周囲が光学箱本
体１８の側壁１８Ｂの上端に固定（ネジ止め等）されて
いる。蓋体２０の外面には、光偏向器２８の軸芯を通る
鉛直線上に質量体としての錘３８が固定されている。

【００３２】ここで、蓋体２０は図３（Ａ）に示す振動
系のばねｋ、錘３８は質量ｍ、側板１６はばねＫ、光学
箱１２は質量Ｍに相当し、蓋体２０と錘３８とによって
動吸振器を構成している。

【００３３】なお、錘３８の質量と蓋体２０のばね定数
は、光走査装置１０の質量とコイルバネによりモデル化
される側板１６のばね定数及び粘性係数によって決定す
る。

【００３４】蓋体２０のばね定数は金属、樹脂など材質
を変えることで変化させたり、板厚や形状によっても変
化させることができる。また、蓋体２０にスリット等を
形成し、錘３８を支持する弾性変形部分のばね定数を変
化させることもできる。

【００３５】次に本実施形態の作用を説明する。回転多
面鏡３４は、毎分数万回転におよぶ高速回転を行うた
め、これに起因して光学箱１２が励振されて、光学箱１
２が図２の矢印Ｈ方向に示す方向（床面等の固定部１７
に対して垂直方向）に振動するが、この振動は蓋体２０
と錘３８とによって構成される動吸振器によって抑制さ
れるため、光走査装置１０での画像不良の発生を防止す
ることができる。

【００３６】なお、蓋体２０のばね定数や錘３８の質量
等が最適値から外れたとしても、錘３８と光偏向器２８
は略同軸上にあるため、光走査装置１０に生じようとす
る回転モーメントの発生を抑えることができる。このた
め、感光体３６上の走査位置ずれδ２は、平行移動成分
しか影響を受けないため、画質不良の発生は最小限に止
められる。

【００３７】なお、この光学箱１２は、図４に示すよう
に、図２に示す配置とは上下を逆にしても良い。この場
合でも、光学箱１２の振動は抑制できる。

【００３８】また、動吸振器の質量体としての機能を果
たせば、複数の錘３８を蓋体２０の任意の位置に分散さ
せて取り付けても良い。この場合、複数の錘３８の全体
の重心位置が、光偏向器２８の軸心を通る鉛直線上に位
置すれば良い。［第２の実施形態］次に、本発明の第２の実施形態を図
５にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一
構成に関しては同一符号を付し、その説明は省略する。

【００３９】この第２の実施形態の光走査装置１０で
は、光偏向器２８及び錘３８が光走査装置１０の重心位
置Ｇの近傍に設けられている。

【００４０】本実施形態では、振動する質量体としての
錘３８が光走査装置１０の重心位置Ｇ近傍に設けられて
いるので、前記第１の実施形態に比較して、より一層光
走査装置１０に回転モーメントが発生しにくく、画像不
良の発生防止効果が高い。［第３の実施形態］次に、本発明の第３の実施形態を図
６にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同
一構成に関しては同一符号を付し、その説明は省略す
る。

【００４１】図６に示すように、駆動機構３２は、底板
１８Ａに対してビス４２でつり下げられる恰好で支持さ
れており、底板１８Ａと駆動機構３２との間には、ゴ
ム，ウレタン等の弾性体４４が配設されている。

【００４２】この実施形態では、弾性体４４が図３
（Ａ）に示す振動系のばねｋ、回転多面鏡３４及び駆動
機構３２が質量ｍ、側板１６がばねＫ、光学箱１２が質
量Ｍに相当し、弾性体４４、回転多面鏡３４及び駆動機
構３２によって動吸振器が構成されている。

【００４３】ここで、回転多面鏡３４及び駆動機構３２
の質量と弾性体４４のばね定数は、光走査装置１０の質
量とコイルバネによりモデル化される側板１６のばね定
数及び粘性係数によって決定する。弾性体４４のばね定
数は硬度を変えることで変化させたり、大きさや形状に
よっても変化させることができる。

【００４４】本実施形態では、回転多面鏡３４、駆動機
構３２及び弾性体４４によって構成される動吸振器によ
って光学箱１２の振動が抑制される。

【００４５】なお、駆動機構３２は、底板１８Ａの上面
に弾性体４４を介して搭載しても良い。また、ゴム等の
弾性体４４の代わりに金属スプリングによって駆動機構
３２と底板１８Ａとを連結しても良い。

【００４６】また、ビス４２を用いずに、駆動機構３２
と底板１８Ａとを弾性体４４のみで連結しても良い。こ
の場合、駆動機構３２と弾性体４４、弾性体４４と底板
１８Ａとは接着剤等で連結すれば良い。

【００４７】また、回転多面鏡３４及び駆動機構３２
（質量）を弾性的に支持すれば動吸振器を構成できるの
で、駆動機構３２の一部を弾性変形可能に薄く形成して
も良い。これにより、弾性体４４を省くことができる。

【００４８】本実施形態の場合では、回転多面鏡３４及
び駆動機構３２の重心位置を光走査装置１０の重心位置
の近傍に設けることが好ましい。［第４の実施形態］次に、本発明の第４の実施形態を図
７にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同
一構成に関しては同一符号を付し、その説明は省略す
る。

【００４９】図７に示すように、駆動機構３２は、マグ
ネット５０、回転軸５２等から構成される回転部５４
と、軸受け部５６を一体化したフレーム５８、図示しな
いコイルが取り付けられている基板６２等から構成され
る固定部６４を備えている。

【００５０】軸受け部５６の上部には、ベアリング６６
が圧入されており、このベアリング６６に回転軸５２が
上方から挿入されている。なお、回転軸５２は、ベアリ
ング６６に対して軸方向にスライド可能となっている。

【００５１】回転軸５２の下端には、ストッパリング６
８が固着されている。また、軸受け部５６の段部５６Ａ
とストッパリング６８との間には、圧縮コイルスプリン
グ７０及びベアリング７２が配設されている。ベアリン
グ７２の内輪には、回転軸５２が挿入されており、圧縮
コイルスプリング７０はベアリング７２の外輪を下方へ
付勢している。

【００５２】下側のベアリング７２の外輪と軸受け部５
６との間には、リング状の環状の弾性体（例えば、ゴム
のＯリング）７４が配設されている。なお、軸受け部５
６には、弾性体７４の落下を防止するストッパー７６が
取り付けられている。

【００５３】この実施形態では、弾性体７４及び圧縮コ
イルスプリング７０が図３（Ａ）に示す振動系のばね
ｋ、回転部５４及び回転多面鏡３４が質量ｍ、側板１６
（図示せず）がばねＫ、光学箱１２及び固定部６４が質
量Ｍに相当し、これら弾性体７４、圧縮コイルスプリン
グ、回転部５４及び回転多面鏡３４によって動吸振器が
構成されている。

【００５４】本実施形態では、弾性体７４、圧縮コイル
スプリング７０、回転部５４及び回転多面鏡３４によっ
て構成される動吸振器によって光学箱１２の振動が抑制
される。

【００５５】なお、上側のベアリング６６と軸受け部５
６との間に弾性体（ゴムのＯリング等）を配設し、回転
部５４を全て弾性部材（弾性部材、スプリング等）によ
って支持する構成としても良い。

【００５６】本実施形態の場合でも、回転多面鏡３４及
び駆動機構３２の重心位置を光走査装置１０の重心位置
の近傍に設けることが好ましい。

【００５７】また、前記第３の実施形態及び第４の実施
形態では、回転多面鏡３４の振動によっては回転多面鏡
３４によって偏向された光束の光軸が図８に示すように
傾斜することもあるが、この傾斜は集光レンズ３０によ
って補正できるので問題とはならない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
光走査装置は、少ない部品点数で光走査装置の振動を低
減して画像不良の発生を防止するとができる、という優
れた効果を有する。

【００５９】請求項２に記載の光走査装置は、光走査装
置が振動した際の光走査装置に生じようとする回転モー
メントを防止することができ、画像不良の発生を最小限
に止めることができる、という優れた効果を有する。

【００６０】請求項３に記載の光走査装置は、光走査装
置が振動した際の光走査装置に生じようとする回転モー
メントを防止することができ、画像不良の発生を最小限
に止めることができる、という優れた効果を有する。

【００６１】請求項４に記載の光走査装置は、動吸振器
を構成するための錘を必要とせず、少ない部品点数で光
走査装置の振動を低減して画像不良の発生を防止すると
ができる、という優れた効果を有する。また、光偏向器
が動吸振器を構成する質量体を兼ねているので光走査装
置が振動した際の光走査装置に生じようとする回転モー
メントを防止することができ、画像不良の発生を最小限
に止めることができる、という優れた効果を有する。

【００６２】請求項５に記載の光走査装置は、動吸振器
を構成するための錘を必要とせず、少ない部品点数で光
走査装置の振動を低減して画像不良の発生を防止すると
ができる、という優れた効果を有する。また、光偏向器
の回転部が動吸振器を構成する質量体を兼ねているので
光走査装置が振動した際の光走査装置に生じようとする
回転モーメントを防止することができ、画像不良の発生
を最小限に止めることができる、という優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る光走査装置の斜
視図である。

【図２】光走査装置の側面図である。

【図３】（Ａ）は振動系の模式図であり、（Ｂ）は主振
動系の共振曲線を示すグラフである。

【図４】第１の実施形態に係る光走査装置の変形例であ
る。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る光走査装置の側
面図である。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る光走査装置の要
部の断面図である。

【図７】本発明の第４の実施形態に係る光走査装置の要
部の断面図である。

【図８】倒れ補正光学系を説明する説明図である。

【図９】従来の光走査装置の側面図である。

【図１０】従来の光走査装置が振動した際の側面図であ
る。

【符号の説明】

１０光走査装置１２光学箱（部材）２０蓋体（弾性変形可能部分）３８錘（質量体）５４回転部６４固定部７０圧縮コイルスプリング（弾性体）７４弾性体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号によって変調された光を偏向走
査する光偏向器と、前記光偏向器が連結される部材と、
を備えた光走査装置であって、前記部材の一部を弾性変形可能に形成し、前記部材の弾
性変形可能部分に質量体を取り付け、前記弾性変形可能
部分と前記質量体とによって動吸振器を構成したことを
特徴とする光走査装置。
【請求項２】前記質量体は、前記光偏向器の鉛直線上
の近傍に位置することを特徴とする請求項１に記載の光
走査装置。
【請求項３】前記光偏向器及び／又は前記質量体は、
前記光走査装置の重心位置近傍に設けられていることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】画像信号によって変調された光を偏向走
査する光偏向器と、前記光偏向器が連結される部材と、前記光偏向器と前記部材との間に介在する弾性体と、を
備え、前記光偏向器と前記弾性体とによって動吸振器を構成し
たことを特徴とする光走査装置。
【請求項５】画像信号によって変調された光を偏向走
査する光偏向器と、前記光偏向器が連結される部材と、を備えた光走査装置
であって、前記光偏向器は、前記部材に取り付けられる固定部と、
前記固定部に対して回転する回転部とを備え、前記回転部と前記固定部との間に弾性体が介在され、前
記回転部と前記弾性体とによって動吸振器が構成されて
いることを特徴とする光走査装置。