(57)【要約】【課題】光学箱の剛性を高くすることなく、回転するポリゴンミラーの振動を抑えることで騒音と走査ムラを防止する光走査装置を得る。【解決手段】ポリゴンミラー５０が回転する際には、ポリゴンミラー５０の重量バランスの偏り等により、振動が発生する。この振動は、回転軸８０から軸受部材８２に伝達され、軸受部材８２が振動する。ここで、軸受部材８２の下板８２Ａにコイルスプリング９４を介して取り付けられたマス９６が、軸受部材８２の振動によって振動する。これにより、マス９６は軸受部材８２に伝達された振動を吸収し、ポリゴンミラー５０の振動を確実に抑える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータの回転軸に取り付けられて回転し、光源から射出されるレーザ光を偏向することにより光走査を行う回転多面鏡と、
前記回転軸が挿入支持される軸受部材を支持すると共に、前記回転多面鏡の駆動を制御する基板と、
を備える光走査装置において、
前記軸受部材の軸方向下方部には、前記基板が振動するのを抑制する振動抑制手段が設けられることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記振動抑制手段は、前記軸受部材の軸方向下方部に取り付けられたバネ部材と、前記バネ部材に懸架される質量体と、で構成され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】
前記振動抑制手段は、前記軸受部材の軸方向下方部に設けられた収納部と、前記収納部に振動可能に収納された質量体と、で構成され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４】
前記質量体は、複数の小質量体から構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された光走査装置が採用されたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタ等の画像形成装置において、駆動モータにより回転駆動される回転多面鏡によって、レーザ光を偏向走査する光走査装置及びこの光走査装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタやデジタル複写機等の画像成形装置に採用される偏向走査装置（光走査装置）には、駆動モータによって回転しながらレーザ光を偏向させる回転多面鏡を備えたものがある。（特許文献１）
この回転多面鏡を回転させる駆動モータの回転軸は、ベアリングを介してモータハウジングに取付けられている。また、モータハウジングの上面には、樹脂製シートを介して鉄製基板が取付けられている。
【０００３】
ところで、回転多面鏡の重量バランスの偏り等により回転多面鏡には、回転すると振動が発生する。この振動は、回転軸、及びベアリングを介してモータハウジングに伝達される。さらに、モータハウジングに伝達された振動は、樹脂製シートにより減衰されて鉄製基板に伝達される。これにより、モータハウジングと鉄製基板との共振が防止されている。
【０００４】
すなわち、モータハウジングと鉄製基板との共振を防止することにより、回転多面鏡の振動を抑制し、走査ムラを防止し、画像品質を向上させると共に、騒音を防止している。
【特許文献１】特開平８−２０１７１６公報
【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、この光走査装置によれば、モータハウジングと鉄製基板との共振を防止するには、剛性の高いモータハウジングを基板固定範囲の全体に設ける必要があり、モータハウジングが厚くなり光走査装置の小型軽量化の障害となっている。
【０００６】
一方、近年、この光走査装置には、高精度化、高速化が要求されている。かかる要求に応えるため、レーザ光を偏向させる回転多面鏡の回転数を増加させると、回転多面鏡が発生する振動が騒音や走査ムラが現れるという問題が生じている。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、モータハウジングや光学箱の剛性を高くすることなく、回転する回転多面鏡の振動を抑えることで、騒音と走査ムラを防止できる光走査装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る光走査装置は、駆動モータの回転軸に取り付けられて回転し、光源から射出されるレーザ光を偏向することにより光走査を行う回転多面鏡と、前記回転軸が挿入支持される軸受部材を支持すると共に、前記回転多面鏡の駆動を制御する基板と、を備える光走査装置において、前記軸受部材の軸方向下方部には、前記基板が振動するのを抑制する振動抑制手段が設けられることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、回転多面鏡は、駆動モータによって回転軸と一体となって回転し、光源から射出されるレーザ光を偏向することにより光走査を行う。回転軸が回転する際には、回転多面鏡の重量バランスの偏り等により、振動が発生する。
【００１０】
この振動は、回転軸から軸受部材に伝達される。ここで、軸受部材の下方部に設けられた振動抑制手段が軸受部材に伝達された振動を吸収し、軸受部材を支持する基板の振動は抑制される。これにより、回転多面鏡の振動が抑えられる。
【００１１】
従って、回転多面鏡が振動することによって発生する騒音及び走査ムラが防止される。また、このように基板の振動を抑制するため、光学箱の剛性を高くする必要がなく光学箱を小型化できる。
【００１２】
本発明の請求項２に係る光走査装置は、請求項１記載において、前記振動抑制手段は、前記軸受部材の軸方向下方部に取り付けられたバネ部材と、前記バネ部材に懸架される質量体と、で構成されることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、軸受部材の軸方向下方部に設けられたバネ部材に質量体が懸架されている。そして質量体が振動して軸受部材の振動を吸収する。これにより、回転多面鏡の振動が確実に抑えられる。
【００１４】
従って、回転多面鏡が振動することによって発生する騒音及び走査ムラが確実に防止される。
【００１５】
本発明の請求項３に係る光走査装置は、請求項１記載において、前記振動抑制手段は、前記軸受部材の軸方向下方部に設けられた収納部と、前記収納部に振動可能に収納された質量体と、で構成されることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、軸受部材の軸方向下方部に設けられた収納部に収納された質量体が振動して軸受部材の振動を吸収する。質量体が軸受部材の収納部に収納されているため、光走査装置が小型化される。
【００１７】
本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項３記載において、前記質量体は、複数の小質量体から構成されていることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、複数の小質量体が振動して軸受部材の振動を吸収する。複数の小質量体が設けられているため、小質量体の個数を変更することにより、振動特性の調整が容易になっている。
【００１９】
本発明の請求項５に係る画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載された光走査装置が採用されたことを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、画像形成装置には、請求項１乃至４の何れか１項に記載された光走査装置が採用されているため、回転多面鏡の振動による騒音及び走査ムラが防止されている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光走査装置によれば、モータハウジングや光学箱の剛性を高くすることなく、回転する回転多面鏡の振動を抑えることで騒音と走査ムラを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の画像形成装置の第１実施形態を図１〜５に従って説明する。
【００２３】
図５に示されるように、画像形成装置１０は、ハウジング１２を備え、ハウジング１２内には、ドラム状の感光体１６、感光体１６の静電潜像をトナーで現像する現像器１４、及びこの感光体１６の表面を帯電させる帯電ロール１８が設けられている。
【００２４】
また、感光体１６の表面を露光して静電潜像を形成する光走査装置２０が感光体１６に隣接して配置されている。なお、この光走査装置２０の構成については、詳細を後述する。
【００２５】
さらに、感光体１６のトナー画像を記録媒体としての用紙２２に転写する転写ロール２４が感光体１６に対向して配置され、画像形成部を構成している。
【００２６】
一方、ハウジング１２内の下方部には、用紙を収容する給紙カセット２６が設けられている。この給紙カセット２６には、用紙を所定のタイミングで送り出すフィードロール２８が設けられており、フィードロール２８と感光体１６との間に位置する用紙の搬送経路３０には、ニップ搬送ロール対３２が設けられると共に、ニップ搬送ロール対３２の用紙搬送方向下流側には、光学式の用紙通過センサ３４が配置されている。
【００２７】
この用紙通過センサ３４は、用紙の先端を検出するものであり、この検出タイミングに基づいて、光走査装置２０の静電潜像の書込タイミングが制御される。さらに、感光体１６の用紙搬送方向下流側に位置する搬送経路３０には、トナー画像を加熱圧着することで用紙に定着させる定着器３６が設けられており、この定着器３６は、ヒータを内蔵した加熱ロール３６Ａと加圧ロール３６Ｂとを備えている。
【００２８】
この定着器３６の用紙搬送方向下流側には、排出ロール対３８が設けられており、トナー画像が転写された用紙は、排出ロール対３８によってハウジング１２の上面に形成された収容トレイ４０に排出される。
【００２９】
上記構成による画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。
【００３０】
まず、電圧が印加された帯電ロール１８は、感光体１６の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電する。
【００３１】
続いて、帯電された感光体１６上の画像部分が予定の露光部電位になるように光走査装置２０で光走査を行ない静電潜像が形成される。
【００３２】
すなわち、図示しない制御装置から供給されるビデオデータに基づき、光走査装置２０をオン・オフすることによって画像に対応した潜像が感光体１６上に形成される。
【００３３】
現像器１４には予め設定された現像バイアスが印加されており、潜像は現像器１４の位置を通過する時にトナーで現像され、トナー画像として可視化される。
【００３４】
そこで、用紙が、感光体１６と転写ロール２４との間を通り、トナー画像が用紙に転写される。この転写されたトナー画像は定着器３６に備えられた加熱ロール３６Ａと加圧ロール３６Ｂの間を通過することで加熱圧着されて用紙に定着される。
【００３５】
さらに、用紙は排出口へ案内され、排出ロール対３８によってハウジング１２の上部に形成された収容トレイ４０に排出される。
【００３６】
次に光走査装置２０の構成について詳細に説明する。
【００３７】
図３、４に示されるように、光走査装置２０の光学箱４２の側壁４２Ｂには、レーザ光源４４が取り付けられ、このレーザ光源４４から射出したレーザ光束の進行方向にはコリメーターレンズ４６、シリンドリカルレンズ４８、更に回転多面鏡であるポリゴンミラー５０を備えた光偏向器５２が順次配置されている。
【００３８】
ここで、コリメーターレンズ４６はレーザ光源４４からの発散光を平行光にし、シリンドリカルレンズ４８は、その平行光を集光してポリゴンミラー５０の偏向反射面上に主走査方向へ長い線像を形成する。
【００３９】
ポリゴンミラー５０により偏向された光束は、ミラー５４で下方へ折り曲げられ、ミラー５６に反射され、球面レンズとトーリックレンズから成るｆθレンズ５８へ向う。ｆθレンズ５８は、ポリゴンミラー５０によって偏向された光束を感光体１６の上にスポット状に集光し、かつこのスポット光を等速度で走査させるものである。
【００４０】
このｆθレンズ５８でスポット状に集光された光束は、更に折曲ミラー６０で折り曲げられ、光学箱４２の外部に配置された感光体１６に潜像を形成する。
【００４１】
このような光学部品が収容された光学箱４２には、画像形成装置１０の取付台６２に固定される脚板６４が設けられている。この脚板６４には、ネジ孔６６がそれぞれ設けられている。また、光学箱４２の底板４２Ａには、位置決めピン６８が設けられており、この位置決めピン６８を取付台６２に形成された位置決め孔７０へ挿入し、ネジ孔６６へ挿入した固定ねじ７２によって光学箱４２を取付台６２に固定する。
（要部説明）
図１に示されるように、光偏向器５２のローター７４には、駆動モータ７６の複数の極を有する駆動マグネット７８とポリゴンミラー５０とが、それぞれ同心円上に連結されている。また、ローター７４を構成する回転軸８０は、円筒形状の軸受部材８２の内部へ挿入され、回転軸８０と軸受部材８２との間にベアリング８４が設けられている。これにより、回転軸８０は、軸受部材８２の内部で回転可能とされている。
【００４２】
軸受部材８２は、ポリゴンミラー５０の駆動を制御する基板８６の略中央部を貫通して、基板８６に支持されている。さらに、軸受部材８２の下方部は、光学箱４２の底板４２Ａに設けられ円筒部が上下に貫通したエンボス９８の内側に接触状態で配置されている。また、軸受部材８２の外周部には、駆動マグネット７８の内周部の円周方向に対向する位置にステータコイル８８が設けられている。
【００４３】
図２に示されるように、この基板８６は、上方から見て長方形状をした板材であり、その厚さは１．０ｍｍ、長辺の長さ（図２に示すＡ寸法）は６８ｍｍ、短辺の長さ（図２に示すＢ寸法）は４８ｍｍとなっている。さらに、基板８６は、光学箱４２の底板４２Ａに立設した４つのエンボス９０に基板８６の４隅がねじ９２により固定されている。
【００４４】
図１に示されるように、軸受部材８２の下板８２Ａには、バネ部材であるコイルスプリング９４の一端が固定され、このコイルスプリング９４は、上下方向に伸縮するように配置されている。また、コイルスプリング９４の他端には、回転するポリゴンミラー５０によって発生する振動によって振動する質量体である円柱形状のマス９６が懸架され、マス９６は、光学箱４２の底板４２Ａより下方に突出している。なお、コイルスプリング９４のバネ定数は１００Ｋｇｆ／ｃｍで、マス９６の重さは５ｇである。
【００４５】
このような光偏向器５２を備えた光走査装置２０において、ポリゴンミラー５０が回転することによって光走査が行われ、感光体１６の表面に静電潜像が形成される。
【００４６】
次に質量体であるマス９６等の作用について詳細に説明する。
【００４７】
ポリゴンミラー５０は、駆動モータ７６によって回転軸８０と一体となって回転し、レーザ光源４４から射出されるレーザ光束を偏向することにより光走査を行い、感光体１６（図３参照）の表面に静電潜像が形成される。ポリゴンミラー５０が回転する際には、ポリゴンミラー５０の重量バランスの偏り等により、振動が発生する。
【００４８】
この振動は、回転軸８０から軸受部材８２に伝達される。ここで、軸受部材８２の下板８２Ａにコイルスプリング９４を介して懸架されたマス９６が、軸受部材８２の振動によって振動することにより、軸受部材８２に伝達された振動を吸収し、軸受部材８２を支持する基板８６の振動が抑制される。これにより、ポリゴンミラー５０の振動が抑えられる。
【００４９】
ここで、基板８６の固有周波数をｆｂとすると、
ｆｂ＝１／２π√（ｋｂ／０．４９ｍｓ）
ｋｂは基板のバネ定数であり、断面二次モーメントをＩ、弾性係数をＥとすると、
ｋｂ＝４８ＥＩ／Ｉ3
ｍｓは基板８６の質量より、この場合の固有周波数ｆｂ＝５０３Ｈｚとなる。
【００５０】
また、駆動モータ７６が３００００ｒｐｍで回転した場合、この駆動モータ７６の固有周波数ｆｓｍ＝５００Ｈｚとなり、基板８６の固有周波数ｆｂ＝５０３Ｈｚの共振領域に入ってしまう。
【００５１】
ここで、基板８６に支持される軸受部材８２に重さ（ｍｗ）５ｇのマス９６とバネ定数（ｋｗ）１００Ｋｇｆ／ｃｍのコイルスプリング９４が付加されると、基板８６、コイルスプリング９４、及びマス９６で構成される全体の固有周波数をｆａとすると、
ｆａ＝１／２π√（ｋ１／（ｍｗ＋０．４９ｍｓ））
ｋ１は合成バネ定数であり、ｋ１＝ｋｂ・ｋｗ／（ｋｂ＋ｋｗ）となる。これより、ｆａ＝２８２Ｈｚとなり、駆動モータ７６の固有周波数ｆｓｍ＝５００Ｈｚの共振域から外れる。
【００５２】
従って、光学箱４２の剛性を高くすることなく、回転するポリゴンミラー５０の振動を抑えることで騒音と走査ムラが防止される。
【００５３】
次に本発明の画像形成装置の第２実施形態を図６に従って説明する。
【００５４】
なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図６に示されるように、この実施形態では前記第１実施形態のように、軸受部材１００の最下面には、下板が設けられておらず、それに代えて、円筒形状の軸受部材１００を上下に仕切る仕切板１００Ａが設けられている。
【００５６】
この仕切板１００Ａには、コイルスプリング９４の一端が固定されている。また、コイルスプリング９４の他端には、マス９６が固定され、マス９６は、軸受部材１００の内部に設けられている。さらに、マス９６は、光学箱４２の底板４２Ａより下方に突出していない。
【００５７】
第２実施形態の作用は第１実施形態と同様であり、効果としては、マス９６が円筒形状の軸受部材１００の内部に設けられるため、光走査装置２０が小型化される。
【００５８】
次に本発明の画像形成装置の第３実施形態を図７に従って説明する。
【００５９】
なお、第２実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
図７に示されるように、この実施形態では前記第２実施形態のように、マス１０２は、コイルスプリングを介して軸受部材１００の仕切板１００Ａに固定されておらず、それに代えて、軸受部材１００の仕切板１００Ａの下部に設けられた収納部１００Ｄに振動可能に載置されている。詳細には、軸受材１００の円筒面の最下縁部に円筒の内側を向いた水平面である載置部材１００Ｂが軸受材１００の円筒面の最下縁部に溶着され、この載置部材１００Ｂの上にマス１０２が載置されている。
【００６１】
なお、第３実施形態の作用及び効果は第２実施形態と同様である。
【００６２】
次に本発明の画像形成装置の第４実施形態を図８に従って説明する。
【００６３】
なお、第３実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６４】
図８に示されるように、この実施形態では前記第３実施形態のように、マス１０４は、一体の部材ではなく、円筒形状のマス１０４は、上下方向に分割された同一形状の３つの小質量体である。
【００６５】
なお、第３実施形態の作用は第２実施形態と同様であり、効果としては、マス１０４が同一形状の３つの小質量体であるため、マス１０４の個数を変更することにより、振動特性の調整が容易になっている。
【００６６】
次に本発明の画像形成装置の第５実施形態を図９に従って説明する。
【００６７】
なお、第４実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
図９に示されるように、この実施形態では前記第４実施形態のように、マス１０６は、上下方向に分割された同一形状の３つの小質量体ではなく、多数の卵型形状の小質量体である。また、マス１０６が軸受部材１００の収納部１００Ｄから外部に飛び出さないように、軸受部材１００の最下部には、蓋板１００Ｃが設けられている。
【００６９】
なお、第５実施形態の作用は第４実施形態と同様であり、効果としては、マス１０６が多数の卵型形状の小質量体であるため、マス１０６の個数を変更することにより、振動特性の微妙な調整が容易になっている。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における光偏向器の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光偏向器の基板の取付け方法を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の光走査装置を示した斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の光走査装置を示した断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置における光偏向器の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置における光偏向器の断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る画像形成装置における光偏向器の断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る画像形成装置における光偏向器の断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    画像形成装置
２０    光走査装置
４２    光学箱
４４    レーザ光源（光源）
５０    ポリゴンミラー（回転多面鏡）
７６    駆動モータ
８０    回転軸
８２    軸受部材（第１実施形態）
８６    基板
９６    マス（第１、２実施形態の質量体）
１００  軸受部材（第２、３，４，５実施形態）
１０２  マス（第３実施形態の質量体）
１０４  マス（第４実施形態の質量体）
１０６  マス（第５実施形態の質量体）
【図１】
2007079268.tif 000003
【図２】
2007079268.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007079268.tif 000008
【図７】
2007079268.tif 000009
【図８】
2007079268.tif 000010
【図９】
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