(57)【要約】【課題】  簡単な構成で騒音を低減することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明の画像形成装置は、電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置であって、画像形成のための光学系を内蔵した光学ユニットにおいて、前記光学ユニット内部にスペーサー装着可能な空間を設け、前記空間を１つ以上のスペーサーが装着する機構を設けた。【選択図】  図１
2005275209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置であって、画像形成のための光学系を内蔵した光学ユニットにおいて、前記光学ユニット内部にスペーサー装着可能な空間を設け、前記空間を１つ以上のスペーサーが装着する機構を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光学ユニット内部の閉空間の音響固有振動数が、ポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数と一致しない位置に前記スペーサーを装着することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用した画像形成装置に関わり、画像形成装置から発生する騒音を低減する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
給紙カセット２００１に収納されている紙Ｐは、給紙ローラ２００２によって給紙され、搬送ローラ２００３によって搬送される。そして紙Ｐは感光ドラム２００４と同期して搬送され、感光ドラム２００４上のトナー像が転写ローラ２００５により紙Ｐに転写され、定着ローラ２００６によりトナー像が紙Ｐに定着された後、定着排紙ローラ２００７及び排紙ローラ２００８により排紙トレイ２００９に排出される様になっている。一方、光学ユニット１０４により感光ドラム２００４上に潜像が形成され、現像器が供給するトナーにより、潜像はトナー像となる。尚、２０１１は感光ドラム上を一様に帯電する帯電ローラである。
【０００３】
近年、プリンタ、複写機と言った電子写真プロセスを採用した画像形成装置２０１２において、印刷速度の高速化が進み、高いスキャンスピードが求められており、ポリゴンモータ１０１の回転速度は増加の一途をたどっている。その為、光学ユニット１０４に内蔵されたポリゴンモータ１０１の回転速度の上昇による物理的アンバランスが原因で振動が発生し、騒音となる。特に、ポリゴンモータ１０１の１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数が、光学ユニット１０４内部の閉空間に於ける音響固有振動数に一致する場合には、大きな騒音を発生する。
【０００４】
特許文献１では、光学ハウジングのカバーを移動してハウジング内の閉空間の大きさを調整して音響固有振動数を調整する機構が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２３８３２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、同じ金型から製造した光学ケースを採用する光学ユニットに於いて、印刷速度の高速化に伴いポリゴンモータを高い回転速度のものと置き換える場合に、光学ケースの形状がポリゴンモータの回転速度を考慮した構造となっておらず、ポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数が、光学ユニット内部の閉空間における音響固有振動数に一致する場合には非常に大きな騒音を発生し、問題となる。
【０００６】
従って、回転速度の異なるポリゴンモータを採用する際に、光学ユニット内部の閉空間における音響固有振動数がポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数に一致しない構造を新規に設計し、金型を作成し、製造する必要があり、多大な開発コストがかかる。
【０００７】
また、近年、開発サイクルが短縮される傾向にある中、新規に光学ケースを設計し、金型から製造する場合に、多くの日数を必要とし、開発期日の遅れを生じさせる場合がある。
【０００８】
特許文献１においては、光学ハウジングの機構が複雑になり、組み立てや閉空間の大きさの調整にも時間、コストがかかる。
【０００９】
この発明の目的は、簡単な構成で騒音を低減することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置であって、画像形成のための光学系を内蔵した光学ユニットにおいて、前記光学ユニット内部にスペーサー装着可能な空間を設け、前記空間を１つ以上のスペーサーが装着する機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、画像形成装置に内蔵された光学ユニット内部の閉空間の大きさをスペーサーの装着することにより調整可能としたので、光学ユニット内部の振動源であるポリゴンモータを回転速度の異なるものに置き換えた場合でも、光学ユニット内部の閉空間における音響固有振動数がポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数に一致しないように光学ユニット内部の音響固有振動数を調整し、騒音を低減することができる。従って、光学ケース及び光学ケース内部に装着するスペーサーを多機種で共通化できる。
【００１２】
また、樹脂の成型品である光学ケースの製造には、金型の作成のノウハウが必要であり、樹脂成形品の完成までに多大な検討費、人件費が必要であるが、多機種において光学ケースを共通化することにより、金型作成に要する人件費、検討費を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１４は、騒音低減機構が適用される画像形成装置の構成を説明する断面図である。
【００１５】
この画像形成装置２０１１は、光学ユニット１０４及び感光ドラム２００４を備えている。光学ユニット１０４は光学ケース１０６内部にポリゴンモータ１０１、レーザ発振器１０２及び折り返しミラー２０１０を有しており、レーザを照射する。光学ユニット１０４から照射されたレーザが感光ドラム２００４上を走査し、静電潜像を形成する。この静電潜像に現像器がトナーを供給し、潜像はトナー像となる。
【００１６】
給紙カセット２００１からは、記録紙Ｐが給紙ローラ２００２により取り出され、搬送ローラ２００３により搬送される。そして記録紙Ｐは感光ドラム２００４と同期して搬送され、感光ドラム上のトナー像が転写ローラ２００６により記録紙Ｐに転写され、定着排紙ローラ２００７及び排紙ローラ２００８により、排紙トレイ２００９に排出される。
【００１７】
前記光学ユニット１０４の実施形態による構成について図１〜４を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態を示す光学ユニット内部の斜視図であり、図２は本発明の実施形態を示す光学ユニット概略横断面図である。実際には光学ケースに蓋が設けてあり、閉空間を構成している。光学ユニット１０４は、内部にポリゴンモータ１０１、レーザ発振器１０２、レンズ群１０５等の光学系を備えた閉空間で構成される。前記閉空間は、音響固有振動数がポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数に一致しないような構造がなされている。そして、多機種で光学ケース１０６を共通化するため、光学ケース１０６に設けたスペーサー装着空間に、１つ以上のスペーサー１０３を装着することが可能な構造となっている。
【００１８】
前記光学ユニット１０４の振動源であるポリゴンモータ１０１は印刷時に高速回転し、物理的アンバランスが原因となり振動を生ずる。このポリゴンモータ１０１の１回転の周期を基本波とする周波数が、光学ケース１０６内部の音響固有振動数に一致する場合に、大きな騒音を発生する。
【００１９】
また、光学ユニット１０４内部が閉空間であり、光学ユニット内部の音響固有振動数は形状及び大きさにより決定される。従って、光学ケース１０６内部に装着するスペーサー１０３の数を変更することで、光学ユニット内部の閉空間に於ける音響固有振動数を調整することが出来る。
【００２０】
図１２、１３は、従来の光学ケース１２０１を採用した画像形成装置に内蔵されている光学ユニットの斜視図及び横断面図を示している。
【００２１】
従来の光学ケース１２０１を採用した光学ユニットに於いて、ポリゴンモータを回転速度の高いものと置き換える場合に、光学ケース１２０１の形状がポリゴンモータの回転速度を考慮した構造となっておらず、ポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数が、光学ユニット内部の閉空間における音響固有振動数に一致し、非常に大きな騒音を発生する。
【００２２】
図３は、前記従来の光学ケース１２０１を採用した光学ユニット１０４内部における音響特性を示しており、光学ユニット１０４内部のポリゴンモータ１０１の１回転の周期を基本波とする周波数ｆ１が、光学ユニット１０４内部の音響固有振動数ｆ２に一致する場合に、光学ユニット１０４内部でポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数の騒音が、音響固有振動数ｆ２により励振され、大きな騒音となる。
【００２３】
従って、従来の光学ケース１２０１を採用した光学ユニット１０４について、ポリゴンモータ１０１の１回転の周期を基本波とする周波数ｆ１が、光学ユニット１０４内部の音響固有振動数ｆ２に一致する場合に、大きな騒音が発生し、低騒音化の為に新規に光学ケースを設計する必要がある。
【００２４】
図４は、図１、２に示すスペーサー１０３が装着可能な光学ケース１０６を採用した場合の音響特性を示しており、点線はスペーサー装着前の光学ユニット１０４内部の音響特性を示している。従来例と同様に、ポリゴンモータ１０１の１回転の周期を基本波とする周波数ｆ１が、光学ケース１０６内部の音響固有振動数ｆ２に一致していることを示している。
【００２５】
実線は、光学ユニット１０４内部に１つ以上のスペーサーを装着し、ポリゴンモータ１０１の１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数ｆ１が、光学ユニット１０４内部の音響固有振動数ｆ２に一致しないように調整した場合（実施例）の音響特性を示している。この実施例では、音響固有振動数ｆ２をポリゴンモータ１０１の１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数ｆ１から遠ざけることが可能である。従って、ポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数の騒音が、光学ユニット１０４内部において音響固有振動数ｆ２により励振されることを防ぎ、静粛な光学ユニットを実現できる。
【００２６】
前記スペーサーの装着機構について図５〜８を参照して説明する。
【００２７】
図５に示すのは、装着するスペーサーの結合方法である。装着するスペーサーを接着剤により接着し、図６に示す形状のスペーサーを作成する。
【００２８】
次に、図６に示す接着したスペーサーを光学ケース１０６内部に装着することで、図７に示す光学ケースとなる。このスペーサーの数を変えることで、光学ユニット内部の閉空間を調整できる。
【００２９】
装着するスペーサーの固定方法について図８、９を参照して説明する。
【００３０】
図８、９に示すように、光学ケース１０６の側面に長穴８０３ａ、８０３ｂを設けてある。この長穴に固定用ネジ８０１ａ、８０１  ｂ及び８０２ａ、８０２ｂを用いてネジ締めることにより、スペーサー１０３を光学ケース１０４に固定する。前記長穴においてネジ８０１ａ、８０１ｂ及び８０２ａ、８０２ｂをネジで締める位置を変えることで、装着するスペーサーの個数に依らずスペーサー１０３を光学ケース１０６に固定することが可能である。
【実施例２】
【００３１】
図１０、１１を参照して、実施例１に記載の構造を有する画像形成装置に内蔵されている光学ユニットに下記の構造を追加した実施例２について説明する。
【００３２】
図１０ａに示す光学ケース１０６に装着するスペーサー１０３の側面に減衰効果の高い制振部材１００１を設け、スペーサー１０３ａとスペーサー１０３ｂ間に減衰性能の高い制振部材１００１を粘着層１００２により接着する（図１０ｂ）。従って、スペーサー間の振動遮断性を増すことができる。
【００３３】
また図１０ｃに示すように光学ケース１０６の内壁に、減衰効果の高い制振部材１００１を設け、前記の粘着層１００２により接着し、光学ユニット内部に存在する光学ケース１０６とスペーサー１０３の間に生ずるガタを防ぎ、ガタから生ずる振動を低減することができ、また光学ケース１０６の振動遮断性を増すことで、光学ユニット１０４の振動により生ずる騒音を低減することが可能である。
【００３４】
従って、図１１に示すように、本発明により音響固有振動数ｆ２をポリゴンモータの１０１の１回転の周期を基本波とする周波数ｆ１から遠ざけることが可能であり、更に光学ユニット内部において、減衰効果の高い制振部材を設けることにより振動を減衰させ、振動振幅をａ１からａ２に低減することが可能である。また、光学ユニット１０４における振動を低減することにより、印刷画像の高品質化が実現する。
【００３５】
以上のように本発明は、画像形成装置に内蔵された光学ユニット内部の閉空間の大きさをスペーサーの装着することにより調整可能としたので、光学ユニット内部の振動源であるポリゴンモータを回転速度の異なるものに置き換えた場合でも、光学ユニット内部の閉空間における音響固有振動数がポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数に一致しないように光学ユニット内部の音響固有振動数を調整し、騒音を低減することができる。従って、光学ケース及び光学ケース内部に装着するスペーサーを多機種で共通化できる。
【００３６】
また、樹脂の成型品である光学ケースの製造には、金型の作成のノウハウが必要であり、樹脂成形品の完成までに多大な検討費、人件費が必要であるが、多機種において光学ケースを共通化することにより、金型作成に要する人件費、検討費を削減することができる。
【００３７】
また、全てのスペーサーを同形状とし、多機種に於いてスペーサーを共通化することにより、多機種に於いてスペーサーの金型及び製造工程を共通化でき、光学ユニットにつき新規設計及び金型作成に要するコストを削減できる。
【００３８】
また、樹脂の成型品である光学ケースの製造には、金型の作成のノウハウが必要であり、樹脂成形品の完成までに多大な金型製造の日数、検討日数が必要であるが、多機種において光学ケースを共通化することにより、金型作成に要する製造日数、及び検討日数を削減することができ、開発期間の短縮が実現する。
【００３９】
また、全てのスペーサーを同形状とし、多機種に於いてスペーサーを共通化することにより、多機種に於いてスペーサーの金型及び製造工程を共通化でき、光学ユニットにつき新規設計及び金型作成に要する日数が削減でき、開発期間の短縮を実現できる。
【００４０】
光学ユニット内部の閉空間に於ける音響固有振動数が、ポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンミラーの面数を乗じた周波数と一致しない位置に、１つ以上のスペーサーを装着することで、ポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数、またはこの周波数にポリゴンモータのミラー面数を乗じた周波数の騒音が、音響固有振動数により励振されるのを防ぐことができ、光学ユニットから発する騒音を低減し、静粛な画像形成装置が実現できる。
【００４１】
また、光学ケースとスペーサーの間に減衰効果の高い制振部材を設けることにより、光学ユニット内部において振動を減衰させ、光学ユニットの振動を低減でき、プリント画像の高品質化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の騒音防止機構を適用した光学ユニットの内部概略図である。
【図２】本発明の騒音防止機構を適用した光学ユニット概略横断面図である。
【図３】光学ユニット内部の閉空間における音響固有振動数とポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数が一致する場合の、周波数と振幅を示す図である。
【図４】本発明を適用し、光学ユニット内部の閉空間における音響固有振動数をポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数から遠ざけた場合の、周波数と振幅を示す図である。
【図５】本発明の騒音防止機構を光学ユニットに適用する際に、装着するスペーサーの接着方法を示す図である。
【図６】本発明の騒音防止機構を光学ユニットに適用する際に、装着するスペーサーの接着形状を示す図である。
【図７】本発明の騒音防止機構を光学ユニットに適用する際に、スペーサーの装着方法を示す図である。
【図８】本発明の騒音防止機構を光学ユニットに適用する際に、装着するスペーサー固定方法の概略横断面図である。
【図９】本発明の騒音防止機構を光学ユニットに適用する際に、装着するスペーサー固定方法の斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態を示す制振部材を設けた光学ユニットの斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態を適用し、光学ユニット内部の閉空間における音響固有振動数をポリゴンモータの１回転の周期を基本波とする周波数から遠ざけ、スペーサー間及び光学ケースとスペーサー間に制振部材を設けた場合の周波数と振幅を示す図である。
【図１２】従来の光学ユニットの内部概略図である。
【図１３】従来の光学ユニットの概略横断面図である。
【図１４】本発明が適用される電子写真プロセスを採用した画像形成装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０１  ポリゴンモータ
１０２  レーザ発振器
１０３ａ、ｂ、ｃ  スペーサー
１０４  光学ユニット
１０５  レンズ群
１０６  本発明を適用した光学ケース
３０１  光学ユニット内部の周波数と振幅の関係
３０２  光学ユニット内部の周波数と位相の関係
４０１  光学ユニット（実施例１）内部の周波数と振幅の関係
４０２  光学ユニット（実施例１）内部の周波数と位相の関係
８０１ａ、ｂ  スペーサー固定ネジ
８０２ａ、ｂ  スペーサー固定ネジ
８０３ａ、ｂ  スペーサー固定用長穴
１００１  減衰効果の高い制振部材
１００２  粘着層
１１０１  光学ユニット（実施例２）内部の周波数と振幅の関係
１１０２  光学ユニット（実施例２）内部の周波数と位相の関係
１２０１  従来形状の光学ケース
２００１  給紙カセット
２００２  給紙ローラ
２００３  搬送ローラ
２００４  感光ドラム
２００５  転写ローラ
２００６  定着ローラ
２００７  定着排紙ローラ
２００８  排紙ローラ
２００９  排紙トレイ
２０１０  折り返しミラー
２０１１  帯電ローラ
２０１２  画像形成装置
【図１】
2005275209.tif 000003
【図２】
2005275209.tif 000004
【図３】
2005275209.tif 000005
【図４】
2005275209.tif 000006
【図５】
2005275209.tif 000007
【図６】
2005275209.tif 000008
【図７】
2005275209.tif 000009
【図８】
2005275209.tif 000010
【図９】
2005275209.tif 000011
【図１０】
2005275209.tif 000012
【図１１】
2005275209.tif 000013
【図１２】
2005275209.tif 000014
【図１３】
2005275209.tif 000015
【図１４】
2005275209.tif 000016