JPH09114162A

JPH09114162A - 光ビーム記録装置

Info

Publication number: JPH09114162A
Application number: JP7268905A
Authority: JP
Inventors: Yukari Kokatsu; ゆかり小勝
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリゴンモータの振動によって光ビームの露
光位置、および感光体との相対位置が変動して画質の向
上に限界がある。【解決手段】ポリゴンモータ６１と電動モータ６２を
支持フレーム７０で支持し、ポリゴンモータ６１と電動
モータ６２を曲外曲げ２次モードの最大振幅部Ａ１およ
びＡ２に配置して電動モータ６２を吸振器として機能さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ビーム記録装置に
関し、特に、光ビームスキャナのポリゴンモータが発生
する振動を抑えて画質の向上を図る光ビーム記録装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビーム記録装置は、画像信号に応じて
変調された光ビームを出射し、この光ビームをポリゴン
モータによって回転させられるポリゴンミラーによって
偏向し、偏向させられた光ビームによって副走査方向に
回転させられる感光体を主走査方向に走査して感光体上
に画像信号に応じた静電潜像を形成する。感光体上の静
電潜像は、現像によってトナー像にされ、トナー像は転
写媒体上に転写され、転写後定着されて画像として記録
される。

【０００３】記録される画像の画質を向上するために
は、ポリゴンモータの振動を抑えて光ビームの露光位置
の変動を抑制することが必要であり、また、感光体の変
位を抑えて光ビームとの相対位置の変動を抑制すること
が必要である。

【０００４】これらのことを実現しようとした従来の光
ビーム記録装置として、例えば、特開平４−２９１２７
３号公報および特開平５−１０３０６４号公報に記載さ
れるものがある。

【０００５】特開平４−２９１２７３号公報に記載され
た光ビーム記録装置は、像担持体を位置決めする位置決
め部を一体に有した光学系固定台に光ビームスキャナを
固定し、この光学系固定台を像担持体の中心で装置の筺
体に固定する構成を有している。この構成によって光ビ
ームスキャナと像担持体の位置精度を保証し、これによ
って簡単、かつ、低コストで画質の向上を図っている。

【０００６】また、特開平５−１０３１６４号公報に記
載された光ビーム記録装置は、光ビームスキャナが発生
する振動数と所定の値だけ離れた固有振動数を有する支
持部材に光ビームスキャナを固定した構成を有する。こ
の構成によって光ビームスキャナを固定する支持部材の
共振現象を抑えて画質の向上を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光ビー
ム記録装置によると、特開平４−２９１２７３号公報に
記載されたものにあっては、光ビームスキャナと像担持
体の位置決め精度を保証するもののポリゴンモータの振
動が光ビームの露光位置、および感光体との相対位置を
変動させるため、画質の向上に限界がある。

【０００８】また、特開平５−１０３０６４号公報に記
載されたものにあっては、光ビームスキャナを固定する
支持部材の共振を抑えるもののポリゴンモータの振動が
光ビームの露光位置、および感光体との相対位置を変動
させるため、画質の向上に限界がある。

【０００９】従って、本発明の目的はポリゴンモータの
振動を抑えて画質の向上の限界を排する光ビーム記録装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、画像信号によって変調された光ビームをポ
リゴンモータによって回転駆動されるポリゴンミラーに
よって偏向し、偏向された前記光ビームによって感光体
を走査することにより前記感光体上に静電潜像を形成
し、前記静電潜像に基づいて画像記録を実行する光ビー
ム記録装置において、前記ポリゴンモータを支持面上で
支持する支持フレームと、前記支持フレームの前記支持
面上に支持された吸振器と、前記吸振器を駆動する駆動
手段を備えたことを特徴とする光ビーム記録装置を提供
することにある。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
における光ビーム記録装置を示しており、１は原稿読み
取りのためのスキャナ部、２は画像形成装置本体、３は
給紙カセット、４は各色に対応してもうけられた複数の
感光体、５は各感光体４上に静電潜像を形成する光学
系、６は静電潜像を各色のトナーで現像する複数の現像
器、７は用紙を搬送するため矢印Ａ方向に回転駆動され
る搬送ベルト、８は定着ロール８ａ、８ｂを有する定着
器である。光学系５では、各色に対応して設けられた光
ビームスキャナ８０が支持フレーム７０に支持されてお
り、後述する半導体レーザ発振器、ポリゴンミラー、反
射ミラー等が設けられている。また、９は排紙トレイで
あり、１０は手差しトレイである。

【００１２】図２は支持フレーム７０上に配置された光
ビームスキャナ８０を示し、画像信号によって強度変調
された光ビーム（レーザビーム）を出射する半導体レー
ザ５１と、光ビームをコリメート光に修正するコリメー
タレンズ５２と、光ビームを所定の位置で副走査方向に
集光するシリンドリカルレンズ５３と、シリンドリカル
レンズ５３を透過した光ビームを反射する平面ミラー５
４と、ポリゴンモータ６１で回転させられる光ビームを
偏向するミラー面を有したポリゴンミラー５５と、所定
の主走査線上で走査速度が一定になるように光ビームを
補正するｆθレンズ５６、５７と、光ビームを前述した
所定の主走線上へ反射し、かつ、シリンドリカルレンズ
５３とともにポリゴンミラー５５のミラー面の面倒れを
補正するシリンドリカルミラー５８と、画像形成に寄与
しない光ビームを取り出す平面ミラー５９と、平面ミラ
ー５９によって取り出された光ビームを検出する光検出
器６０と、前述した所定の主走査線上に光ビームによる
照射領域を位置させられた感光体ドラム４を有する。ま
た、支持フレーム７０上には、ポリゴンモータ６１と後
述する位置関係を有して配置される電動モータ６２が設
けられている。電動モータ６２は起動特性、定格等にお
いてポリゴンモータ６１と同じであることが望ましい。

【００１３】図３は、図２に示した構成を簡略化して示
す光ビームスキャナ８０と、これを支持する支持フレー
ム７０と、感光体４を示している。ビームスキャナ８０
のポリゴンモータ６１と電動モータ６２は、図４に示す
ように、面外曲げ２次モードの最大振幅部Ａ１およびＡ
２の位置で支持フレーム７０に固定されている。これ
は、光ビームスキャナ８０の質量と剛性を考慮に入れる
と、光ビームスキャナ８０と支持フレーム７０の合成系
としては、はりの曲げ振動として捉えることが必要にな
るためである。一般に、はりの曲げ振動では、低次モー
ドほど振動の振幅が大になるので、この実施の形態で
は、ポリゴンモータ６１と電動モータ６２は面外曲げ２
次モードを考慮して配置されている。

【００１４】以上の構成において、動作を説明する。

【００１５】図５に示すように、スタート信号が出力さ
れると、ポリゴンモータ６１は時間ｔの経過により定速
領域に達し、以降所定の周期Ｔで回転する。それからＴ
／２の遅れ時間を有して電動モータ６２が起動され、定
速領域では、ポリゴンモータ６１とπの回転位相差、即
ち、逆相で回転させられる。

【００１６】一方、スキャナ部１で原稿の読み取りに基
づいて画像信号が生成され、画像処理後各色毎にメモリ
（図示せず）にストアされる。光検出器６０から走査開
始信号（ＳＯＳ）が出力されると、各色毎にメモリから
読み出された画像信号に応じて変調された光ビームが半
導体レーザ５１より出射され、コリメータレンズ５２、
シリンドリカルレンズ５３、平面ミラー５４を経てポリ
ゴンモータ６１によって回転させられるポリゴンミラー
５５で偏向され、ｆθレンズ５６、５７、シリンドリカ
ルミラー５８を経て図示しない帯電器によって帯電され
た感光体４上に照射される。各色毎の感光体４には、静
電潜像の現像器６による現像によって各色毎のトナー像
が形成され、給紙トレイ３から給紙されて搬送ベルト７
上を搬送される記録紙に順に転写され、定着機８で定着
処置を受け、定着された画像を有する記録紙は排紙トレ
イ９へ排紙される。

【００１７】ポリゴンモータ６１によって生じる振動
は、電動モータ６２によって生じる振動によって相殺さ
れるので、感光体４上に照射される各色毎の光ビームは
ポリゴンモータ６１の振動の影響を受けないで感光体４
の所定の位置を露光する。従って、高画質の画像が得ら
れる。

【００１８】図６(a) 、(b) はポリゴンミラー５５の振
動量を示すものであり、(a) は電動モータ６２を有しな
い従来の光ビームスキャナの振動量を示し、(b) はポリ
ゴンモータ６１に対して図４に示した位置関係で電動モ
ータ６２を設けた第１の実施の形態における振動量を示
している。(a) と(b) の比較から明らかなように、第１
の実施の形態では、振動量が１／２に減少している。よ
って、第１の実施の形態では、電動モータ６２が吸振器
として動作していることになる。

【００１９】図７は本発明の第２の実施の形態の光ビー
ム記録装置におけるポリゴンモータ６１を示し、支持フ
レーム７０に支持され、ポリゴンミラー５５を回転させ
る。ポリゴンモータ６１の上部には、連結部材９０で連
結された電動モータ６２が設けられている。

【００２０】以上の構成において、電動モータ６２をポ
リゴンモータ６１と逆相で回転させると、第１の実施の
形態と同じ効果が得られる。電動モータ６２はポリゴン
モータ６１の下部に設けても良い。

【００２１】図８は本発明の第３の実施の形態の光ビー
ム記録装置における制御システムを示し、ポリゴンモー
タ６１に取り付けられ、ポリゴンモータ６１の振動の加
速度を検出する加速度センサ９１と、加速度センサ９１
のセンサ信号を増幅する増幅部９２と、増幅部９２の増
幅信号の位相を１８０°だけシフトして電動モータ６２
を駆動する位相変換部（駆動回路を含む）９３を有す
る。

【００２２】以上の構成において、加速度センサ９１よ
りポリゴンモータ６１の振動の加速度が検出されると、
その加速度信号は増幅部９２で増幅される。増幅された
加速度信号の位相は位相変換部９３で半周期（π＝１８
０°）だけシフトされ、そのシフトされた位相で電動モ
ータ６２を駆動する。これによって、電動モータ６２を
第１の実施の形態よりも高い精度で吸振器として機能さ
せることができる。この第３の実施の形態において、加
速度センサ９１は変位センサによって置換されても良
い。

【００２３】図９は本発明の第４の実施の形態の光ビー
ム記録装置におけるポリゴンモータ６１を示し、ポリゴ
ンモータ６１には、加速度センサ９１と、加振器１０５
が取り付けられている。

【００２４】以上の構成において、加速度センサ９１は
ポリゴンモータ６１の加速度を検出すると、検出された
加速度は積分増幅器１０１で積分されて速度に変換され
ると同時に増幅される。増幅速度信号は、位相反転器１
０２で１８０°の位相反転を受け、信号発生器１０３よ
り出力される加振信号の位相を１８０°反転された位相
に一致させる。このように位相制御された加振信号は、
電力増幅器１０４で増幅された後、加振器１０５を駆動
し、ポリゴンモータ６１に１８０°の反転位相を有する
振動を加える。これによってポリゴンモータ６１の振動
は制御される。ここで、加振器１０５としては、例え
ば、チタン酸バリウム結晶等のピエゾ素子が有するピエ
ゾ圧電効果を利用した加振器が好ましい。

【００２５】図１０は加振器１０５として利用できる動
電式加振器を示し、磁極１１１、界磁コイル１１２、支
持ばね１１３、駆動コイル１１４、加振テーブル１１
５、およびリニアベアリング１１６を有し、界磁コイル
１１２を付勢して磁束１１７を発生させた状態で駆動コ
イル１１４を付勢すると、加振テーブル１１５が振動す
る。この振動をポリゴンモータ６１に加えれば良い。

【００２６】図１１は加振器１０５として利用できる他
の加振器を示し、２つの回転体１６１、１６２を使用し
て構成される。ここで、１６１Ａ、１６２Ａは回転体１
６１、１６２の基準位置を示し、両者は逆相で反対方向
に同一の回転速度で回転している。基準位置１６１Ａ、
１６２Ａが回転体１６１、１６２の不均衡点であり、
(a) 、(c) ではそれが相殺されるが、(b) 、(d) では加
算されるため、矢印方向の加振力が発生する。この加振
力をポリゴンモータ６１に加えることができる。

【００２７】図１２は本発明の第５の実施の形態の光ビ
ーム記録装置のポリゴンモータ６１を示し、支持フレー
ム７０上に支持され、かつ、光ビームＬが通過する窓１
２２を有した吸振材１２１で全体を被われている。ポリ
ゴンモータ６１は、第１より第４の実施の形態と同じよ
うに、ポリゴンミラー５５を回転させる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の光ビーム記
録装置によると、ポリゴンモータの振動を吸収するよう
にしたので、画質の向上の限界を排することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の光ビーム記録装置
を示す説明図。

【図２】第１の実施の形態における光ビームスキャナを
示す説明図。

【図３】第１の実施の形態における吸振器を示す説明
図。

【図４】第１の実施の形態の吸振器の取付位置を示す説
明図。

【図５】第１の実施の形態の吸振器の動作タイミングを
示すタイミングチャート

【図６】(a) は従来の光ビームスキャナの振動量を、
(b) は第１の実施の形態における振動量を、それぞれ示
すグラフ。

【図７】本発明の第２の実施の形態の光ビーム記録装置
における吸振器を示す説明図。

【図８】本発明の第３の実施の形態の光ビーム記録装置
における吸振器のシステムを示すブロック図。

【図９】本発明の第４の実施の形態におけるビーム記録
装置における吸振器のシステムを示すブロック図。

【図１０】第４の実施の形態において、吸振器として作
用する加振器を示す説明図。

【図１１】第４の実施の形態において、吸振器として作
用する加振器を示す説明図。

【図１２】本発明の第５の実施の形態の光ビーム記録装
置における吸振器を示す説明図。

【符号の説明】

１スキャナ部２画像形成装置本体３給紙カセット４感光体５光学系６現像器７用紙搬送ベルト８定着装置８ａ，８ｂ定着ロール９排紙トレイ１０手差しトレイ５１半導体レーザ５２コリメータレンズ５３シリンドリカルレンズ５４平面ミラー５５ポリゴンミラー５６，５７ｆθレンズ５８シリンドリカルミラー５９平面ミラー６０光検出器６１ポリゴンモータ６２電動モータ７０支持フレーム８０光ビームスキャナ９０連結部材１１１磁極１１２界磁コイル１１３支持ばね１１４駆動コイル１１５加振テーブル１１６リニアベアリング１１７磁束１２１吸振器１６１，１６２回転体

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ビームを
ポリゴンモータによって回転駆動されるポリゴンミラー
によって偏向し、偏向された前記光ビームによって感光
体を走査することにより前記感光体上に静電潜像を形成
し、前記静電潜像に基づいて画像記録を実行する光ビー
ム記録装置において、前記ポリゴンモータを支持面上で支持する支持フレーム
と、前記支持フレームの前記支持面上に支持された吸振器
と、前記吸振器を駆動する駆動手段を備えたことを特徴とす
る光ビーム記録装置。
【請求項２】前記支持フレームは、振動振幅の異極性
の最大値の位置に前記ポリゴンモータと前記吸振器を支
持する構成の請求項１記載の光ビーム記録装置。
【請求項３】前記吸振器は、電動モータあるいは加振
器であり、前記駆動手段は、前記ポリゴンモータの回転位相と逆相
の回転位相で前記電動モータあるいは前記加振器を駆動
する構成の請求項１記載の光ビーム記録装置。
【請求項４】前記駆動手段は、前記ポリゴンモータの
前記回転位相を検出する検出手段を含む構成の請求項３
記載の光ビーム記録装置。