JP2013041171A - 光走査装置、画像読取装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 動吸振器の板部材の反りや変形による光学部材の平面精度の低下を防止する。
【解決手段】 光走査装置１は、レーザー光源１９と、レンズ１２，１３及びミラー１７を含み、光源からの光ビームを感光体２に導く光学手段と、レンズまたはミラーに取り付けられ、レンズまたはミラーの固有振動数で共振することによってレンズまたはミラーの振動を抑制する動吸振器９０と、を有し、動吸振器は、板部材９１と複数の粘弾性体９２と重錘９３とを備え、板部材は複数の粘弾性体を介してレンズまたはミラーに取り付けられ、重錘は複数の粘弾性体の間に取り付けられる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、動吸振器を有する光走査装置、画像読取装置、及び電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という。）に関する。

複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置は、光走査装置を有する。光走査装置は、レーザー光（光ビーム）を射出するレーザー光源と、レーザー光源からのレーザー光を偏向し走査する光偏向器とを有する。光走査装置は、画像情報に従って変調されたレーザー光をレーザー光源から射出する。レーザー光は、回転する光偏向器によって偏向され走査される。レーザー光は、ミラーにより感光体ドラムへ向けて反射される。反射されたレーザー光は、ｆθ特性を有するｆθレンズ（結像光学素子）によって感光体ドラム上にスポット状に結像される。これによって、感光体ドラム上に画像情報に従って静電潜像が形成される。

このような光走査装置において、ミラーやｆθレンズなどの光学部材の振動によって、画像不良を生じるという問題がある。振動は、光偏向器を回転させるモータから光走査装置の光学ハウジングを通して光学部材へ伝わる。また、振動は、画像形成装置の駆動源から光走査装置の光学ハウジングを通して光学部材へ伝わる。光学部材の振動は、光学部材へ伝わる振動の振動数が光学部材の固有振動数と一致若しくは近い場合に、特に顕著に現れる。

近年、プロセス速度を複数持つ画像形成装置が多くなり、光学部材に伝わる振動の振動数が複数存在するようになった。そのため、広い振動数帯域において振動を効果的に防止する防振装置が必要とされている。

広い振動数帯域において、低コストで振動のピークを低減することができる技術として動吸振器がある。動吸振器は、質量、バネ、ダンパによって構成され、振動体に直接取り付けることで、動吸振器が振動体の振動を吸収して、振動体の振動レベルを低減するものである。一般的に、動吸振器は振動体の固有振動数で共振するように設計され、質量が重いほど高い防振効果を発揮することが知られている。

動吸振器は、光走査装置の防振にも用いられている。例えば、回転する光偏向器の回転周波数で共振する片持ち梁からなる動吸振器を光走査装置の光学ハウジングに取り付けることで、光偏向器の回転に伴って発生する光学ハウジングの振動を低減する防振装置が提案されている。片持ち梁の２次振動モードの節に重錘を取り付けることで、光偏向器の回転１次周波数および回転６次周波数の振動を吸収する多自由度動吸振器を実現している（特許文献１）。

特開２００５−１０２６０号公報

しかしながら、特許文献１の動吸振器は、重心が梁の根元から離れた位置にある片持ち梁を有し、物流時の熱や振動により片持ち梁が振動体からはがれやすい。片持ち梁を振動体へしっかり取り付けるためには、片持ち梁の振動体への取り付け面積を大きくしなければならない。このような片持ち梁の振動体である動吸振器をミラーやレンズなどの光学部材に取り付けると、片持ち梁を構成する板部材を幅広い面積で光学部材に取り付けなければならない。板部材を幅広い面積で光学部材へ直接に取り付けた場合は、板部材の反りや変形などに影響されて、光学部材の平面精度が低下してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、本発明の光走査装置は、光源と、レンズ及びミラーを含み、前記光源からの光ビームを感光体に導く光学手段と、前記レンズまたは前記ミラーに取り付けられ、前記レンズまたは前記ミラーの固有振動数で共振することによって前記レンズまたは前記ミラーの振動を抑制する動吸振器と、を有し、前記動吸振器は、板部材と複数の粘弾性体と重錘とを備え、前記板部材は前記複数の粘弾性体を介して前記レンズまたは前記ミラーに取り付けられ、前記重錘は前記複数の粘弾性体の間に取り付けられる。

本発明によれば、動吸振器の板部材の反りや変形による光学部材の平面精度の低下を防止することができる。

画像形成装置の概略図である。 光走査装置の概略図である。 画像読取装置の概略図である。 光走査装置のミラーに取り付けられた実施例１の動吸振器を示す図である。 動吸振器の一般的なモデルを示す図である。 梁の重心位置と梁の振動の変位を示す図である。 粘弾性体の長さとミラーの平面精度との関係を示す図である。 実施例１の動吸振器により得られた防振効果を示す図である。 防振装置として貼り付けた部材の条件を示した表である。 光走査装置のミラーに取り付けられた実施例２の動吸振器を示す図である。 光走査装置のミラーに取り付けられた実施例３の動吸振器を示す図である。 光走査装置のミラーに取り付けられた実施例４の動吸振器を示す図である。

以下、添付図を用いて本発明の実施形態を説明する。

（画像形成装置）
図１は、画像形成装置１００の概略図である。本実施形態においては、フルカラーデジタル複写機を例に挙げて画像形成装置１００を説明する。画像形成装置１００は、画像読取装置８及び画像形成部１０を有する。画像形成部１０は、複数の画像形成ステーションＰ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）と、中間転写部６０と、シート搬送部７とを有する。

画像読取装置８は、圧板８６によってプラテンガラスへ圧接された原稿の画像を読み取り、画像信号を、画像形成装置１００の画像処理部（不図示）へ出力する。画像読取装置８の詳細は、後述する。

画像形成部１０は、画像読取装置８からの画像情報（画像信号）に従って記録媒体に画像を形成する。画像形成部１０は、４つの画像形成ステーションＰ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）を有する。４つの画像形成ステーションＰは、イエロー、マゼンダ、シアン、及びブラックの４色に分解した画像信号に従って、それぞれ感光体ドラム（感光体）２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）の上にトナー像を形成する。画像形成ステーションＰは、光走査装置１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、感光体ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、帯電装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像装置５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）及びクリーニング装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）を有する。

感光体ドラム２の上に形成された各色のトナー像は、一次転写部材６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）によって、中間転写ベルト６１の上に転写される。各色のトナー像は、中間転写ベルト６１の上へ順次に転写され、中間転写ベルト６１の上で４色のトナー像が重ね合わされる。中間転写ベルト６１は、駆動ローラ６２と従動ローラ６３によって張架されている。

中間転写ベルト６１の上で重ね合わされたトナー像は、二次転写ローラ６５及び６６によって、シートＳの上へ転写される。シートＳは、画像形成装置１００によって画像が形成される記録媒体であって、例えば、紙、ＯＨＰシート、布等である。二次転写ローラ６５及び６６においてシートＳの位置が中間転写ベルト６１の上のトナー像の位置と一致するように、シートＳは、トナー像とタイミングを合わせて、手差し給紙カセット７０、給紙カセット７８、又は給紙カセット７９から給送される。ベルトクリーニング装置６４は、二次転写後に中間転写ベルト６１の上に残ったトナーを除去する。

トナー像が転写されたシートＳは、定着ローラ７４によって加熱及び加圧されて、トナー像がシートＳに定着され、フルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成されたシートＳは、排出トレイ７７の上へ排出される。

（光走査装置）
次に、図２を用いて光走査装置１を説明する。図２は、光走査装置１の概略図である。図２（ａ）は、光走査装置１の光学ハウジング（光学箱）１１の取り付け部を示す図である。図２（ｂ）は、光走査装置１の光学ハウジング１１の内部の光学部材を示す図である。図２（ｃ）は、ミラー１７の取り付け部を示す図である。図２（ｄ）は、トーリックレンズ１２の取り付け部を示す図である。

光走査装置１は、光学ハウジング１１を有する。光学ハウジング１１は、図２（ｂ）に示すように、レーザー光（光ビーム）を射出する光源ユニット（レーザー光源）１９、レーザー光を偏向する光偏向器１６、及び複数の光学部材を収納している。複数の光学部材は、シリンドリカルレンズ（第１光学部材）１８、トーリックレンズ（第２光学部材）１２、１３、及びミラー（第２光学部材）１７を含む。複数の光学部材は、レンズ及びミラーを含み、光源ユニット１９からのレーザー光を感光体ドラム２へ導く光学手段である。

図２（ａ）において、光学ハウジング１１の内部に収納されている光源ユニット１９、光偏向器１６、及び複数の光学部材は、図示が省略されている。光学ハウジング１１は、図２（ａ）に示すように、ステー３１にビス３２で固定されている。ステー３１の両端部は、対向する側板３３に固定されている。光学ハウジング１１は、ステー３１に固定されるように、板バネ（不図示）によりステー３１に対して付勢されていてもよい。

光学ハウジング１１の内部の光学部材について説明する。図２（ｂ）において、光源ユニット１９は、レーザーホルダー１９−１、コリメータレンズ１９−２、及び電気基板１９−３を有する。光偏向器１６は、回転多面鏡１６−１及びモータ（駆動源）１６−２を有する。

レーザー光源は、レーザーホルダー１９−１に圧入されている。レーザー光源から射出されたレーザー光は、コリメータレンズ１９−２を通って平行なレーザー光となる。平行なレーザー光は、シリンドリカルレンズ（第１光学部材）１８により、感光体ドラム２の回転方向にのみ集光される。シリンドリカルレンズ１８により集光されたレーザー光は、感光体ドラム２を走査するようにモータ１６−２によって一定の速度で回転している回転多面鏡１６−１によって偏向される。回転多面鏡１６−１によって偏向されたレーザー光は、ミラー（第２光学部材）１７を介して、ｆθ特性を持つトーリックレンズ（第２光学部材）１２及び１３によって感光体ドラム２の上に所定のスポット径で結像される。ミラー１７、トーリックレンズ１２、１３は回転多面鏡１６−１によって偏向されたレーザー光の走査方向を長手とする。

トーリックレンズ１２、１３、ミラー１７、及びシリンドリカルレンズ１８は、板バネや接着剤等を用いて、光学ハウジング１１に取り付けられている。図２（ｃ）に示すように、ミラー１７は、ミラー１７の両端部が板バネ１５により光学ハウジング１１の内壁の部分に対して付勢されて、光学ハウジング１１に固定されている。図２（ｄ）に示すように、トーリックレンズ１２は、トーリックレンズ１２の両端部が板バネ１４により光学ハウジング１１の内壁の部分に対して付勢されて、光学ハウジング１１に固定されている。トーリックレンズ１３も、トーリックレンズ１２と同様の方法で光学ハウジング１１に固定されている。

ミラー１７、トーリックレンズ１２及び１３は、両端部が接着剤により光学ハウジング１１の内壁に接着されていてもよい。

トーリックレンズ１２、１３、ミラー１７、及びシリンドリカルレンズ１８は、光学ハウジング１１を通して伝わる振動によって振動する。光学ハウジング１１へ伝わる振動の振動源は、光走査装置１の内部のモータ１６−２、及び光走査装置１の外部の駆動源、たとえば、画像形成部１０の画像形成ステーションＰ、中間転写部６０、及びシート搬送部７の駆動源である。駆動源であるモータの回転により生じる振動や、駆動を伝達するギアの噛み合いによって発生する振動は、側板３３及びステー３１を通して光走査装置１の光学ハウジング１１へ伝わる。

（画像読取装置）
次に、図３を用いて画像読取装置８を説明する。図３（ａ）は、画像読取装置８の概略図である。図３（ｂ）は、ミラー８３−１及び８３−２の取り付け部を示す図である。

画像読取装置８は、原稿を照明する光源（照明手段）４０（図１）と、複数の光学部材と、ラインセンサ（イメージセンサ）８１とを有する。複数の光学部材は、複数のミラー（第１光学部材）８３（８３−１、８３−２、８３−３）と、結像レンズ（第２光学部材）８２とを含む。複数の光学部材は、レンズおよびミラーを含み、光源４０により照明された原稿からの反射光をラインセンサ８１へ導く光学手段である。

光源４０は、圧板８６によってプラテンガラスへ圧接された原稿を照明する。原稿からの反射光は、ミラー８３−３、８３−２、８３−１を介して結像レンズ８２によってラインセンサ（イメージセンサ）８１上に結像される。ラインセンサ８１は、読み取った画像に従って画像信号を、画像形成装置１００の画像処理部（不図示）へ出力する。

ミラー８３−１、８３−２、及び８３−３は、ミラーユニット８４に組み込まれている。ミラーユニット８４は、駆動源（不図示）により回転させられるプーリー８７によってワイヤー８５が巻き取られると、矢印Ａで示す方向に移動して、原稿の端から端までの画像を読み取る。

画像読取装置８の内部の結像レンズ８２及びミラー８３は、ビスや板バネや接着剤等を用いて、画像読取装置８の筐体に取り付けられている。図３（ｂ）に示すように、ミラー８３−１及び８３−２は、両端部がステー８９に対して板バネ８８により付勢されて、ステー８９に固定されている。ステー８９は、ミラーユニット８４の筐体に取り付けられている。

ミラー８３−１及び８３−２は、両端部が接着剤によりステー８９に接着されていてもよい。

結像レンズ８２及びミラー８３は、画像読取装置８の筐体を通して伝わる振動や、ミラーユニット８４の移動に伴い生じる振動によって振動する。画像読取装置８の筐体へ伝わる振動の振動源は、プーリー８７の駆動源、画像形成部１０の画像形成ステーションＰ、中間転写部６０、及びシート搬送部７の駆動源である。

（実施例１）
図４は、光走査装置１のミラー１７に取り付けられた実施例１の動吸振器（防振装置）９０を示す図である。図４（ａ）は、動吸振器９０の断面図である。図４（ｂ）は、動吸振器９０の斜視図である。

動吸振器９０は、光学部材（ミラーまたはレンズ）に取り付けられ、光学部材の固有振動数で共振することによって光学部材の振動を抑制する。本実施例において、動吸振器９０は、ミラー１７の反射面１７ａの裏面１７ｂに取り付けられている。動吸振器９０は、ミラー１７の固有振動数で共振する。動吸振器９０は、重錘９３が設けられた板部材９１と、板部材９１をミラー１７に取り付けるための複数の粘弾性体９２（９２−１、９２−２）とを有する。

複数の粘弾性体９２（９２−１、９２−２）は、板部材９１の一方の面９１ａに取り付けられており、重錘９３は、板部材９１の他方の面９１ｂに取り付けられている。

複数の粘弾性体９２は、第１粘弾性体９２−１及び第２粘弾性体９２−２を含む。第１粘弾性体９２−１及び第２粘弾性体９２−２は、ミラー１７の長手方向においてミラー１７及び板部材９１のそれぞれ異なる位置に取り付けられる。重錘９３は、ミラー１７の長手方向において異なる位置に取り付けられる第１粘弾性体９２−１と第２粘弾性体９２−２との間で板部材９１に取り付けられている。実施例１においては、重錘９３は、第１粘弾性体９２−１と第２粘弾性体９２−２との間に配置されていればよく、重錘９３は、必ずしも、第１粘弾性体９２−１と第２粘弾性体９２−２との間の中央部に配置されている必要はない。

第１粘弾性体９２−１及び第２粘弾性体９２−２は、板部材９１の長手方向の両端部にそれぞれ取り付けられている。実施例１においては、第１粘弾性体９２−１及び第２粘弾性体９２−２の縁部は、必ずしも、板部材９１の縁部と一致している必要はない。図４（ａ）から分かるように、第１粘弾性体９２−１及び第２粘弾性体９２−２は、板部材９１の縁部から離れて板部材９１の中心側に配置されていてもよい。

板部材９１は、第１粘弾性体９２−１及び第２粘弾性体９２−２を介して、ミラー１７の反射面１７ａの裏面１７ｂに取り付けられている。重錘９３は、第１粘弾性体９２−１と第２粘弾性体９２−２の間の位置で、板部材９１の他方の面９１ｂに取り付けられている。粘弾性体（第１粘弾性体９２−１及び第２粘弾性体９２−２）９２は、粘性及び弾性を有する物質である。粘弾性体９２は、例えば、ゴム部材、プラスチック部材、ゼラチン部材、ゲル部材、タンパク質部材などである。

一般的に、ミラーやレンズなどの光学部材は、厳しい平面精度を要求される部品である。光学部材の平面精度が低下すると、感光体ドラム上のスポットの変形やドット位置精度の低下により、画質が低下する。従来技術のように、動吸振器の片持ち梁の一端部の広い表面を直接に光学部材に固定した場合、片持ち梁の反りや変形などに影響されて光学部材の平面精度が低下することがある。

これに対して、本実施例によれば、動吸振器９０の板部材９１を複数の粘弾性体９２により光学部材に取り付けているので、物流時の熱や振動により板部材９１が光学部材からはがれることを防止することができる。また、板部材９１を複数の粘弾性体９２により光学部材に安定して取り付けているので、板部材９１の光学部材への取り付け面積を、従来の動吸振器の片持ち梁の取り付け面積と比べて小さくすることができる。板部材９１の光学部材への取り付け面積を、従来の動吸振器の片持ち梁の取り付け面積と比べて小さくしても、物流時の熱や振動により板部材９１が光学部材からはがれることを防止することができる。また、本実施例による板部材９１の光学部材への取り付け面積は、従来の動吸振器の片持ち梁の取り付け面積と比べて小さいので、光学部材は、板部材９１の反りや変形の影響を受けにくいという効果がある。

次に、図５を用いて動吸振器９０の振動抑制原理について説明する。図５は、動吸振器の一般的なモデルを示す図である。

動吸振器２１は、振動体２２に直接取り付けられている。動吸振器２１は、振動体２２の固有振動数と同じ固有振動数を有する。動吸振器２１は、振動体２２の固有振動数で共振することにより、振動体２２の振動エネルギーを吸収する。

振動体２２は、質量２２Ｍ及びバネ２２Ｋによって表される。動吸振器２１は、質量２１Ｍ、バネ２１Ｋ、及びダンパ２１Ｃの３要素によって表される。振動体２２は、質量２２Ｍ及びバネ２２Ｋによって一意的に決まる固有振動数ωで大きく振動する。振動体２２の固有振動数ωで共振するような質量２１Ｍ及びバネ２１Ｋを持つ動吸振器２１を、振動体２２に直接取り付けることにより、動吸振器２１が積極的に振動し、振動体２２の振動エネルギーを吸収して、振動体２２の振動レベルを低減する。

図４に示す実施例１の動吸振器９０において、ミラー１７が振動体２２に相当する。動吸振器９０の３要素については、重錘９３が質量２１Ｍ、弾性を持つ板部材９１がバネ２１Ｋ、粘弾性体９２がダンパ２１Ｃに相当する。

ミラー１７は、両端部が板バネ１５により付勢されて固定された両端固定梁である。ミラー１７の固有振動数ω付近の振動数がミラー１７に伝わったとき、ミラー１７は、大きく振動する。例えば、振動の１次モードにおいては、ミラー１７の両端部が振動の節、ミラー１７の中央部が振動の腹となり、ミラー１７の反射面１７ａに垂直な方向に大きく振動する。しかし、実施例１において、ミラー１７の反射面１７ａの裏面１７ｂに動吸振器９０が取り付けられているので、ミラー１７の固有振動数ωにおいて動吸振器９０が共振する。動吸振器９０の板部材９１は、第１の粘弾性体９２−１と第２の粘弾性体９２−２の位置を節として、ミラー１７の振動方向に大きく振動する。板部材９１と板部材９１に取り付けられた重錘９３とが積極的に振動することにより、動吸振器９０は、ミラー１７の振動エネルギーを吸収する。さらに、第１の粘弾性体９２−１及び第２の粘弾性体９２−２の減衰効果も加わって、ミラー１７の振動レベルが低減される。

次に、図４に示す実施例１の動吸振器９０が光学部材の平面精度へ与える影響が小さいことを説明する。

図６は、梁の重心位置と梁の振動の変位を示す図である。図６（ａ）、図６（ｂ）、及び図６（ｃ）は、板部材４１、５１、および９１の取り付け部を変えた場合の重心位置Ｇを示す図である。図６（ａ）は、片持ち梁４１を示している。図６（ｂ）は、両端固定梁５１を示している。図６（ｃ）は、両端固定梁９１に重錘９３を取り付けた実施例１の動吸振器９０を示している。

図６（ａ）に示す片持ち梁４１は、重心Ｇが片持ち梁４１の根元の粘弾性部材（固定点）４２から離れているため、安定性がなく、片持ち梁４１が取り付け部材としての粘弾性部材４２からはがれやすい。物流時の熱や振動によって片持ち梁４１がはがれないようにするためには、広い取り付け面積が必要である。ミラー１７への取り付け面積を広くすると、ミラー１７は、片持ち梁４１の反りや変形の影響を受けやすくなる。

図６（ｂ）の両端固定梁５１は、重心Ｇが２つの粘弾性部材（固定点）５２の中央部にあるため、安定性がある。このため、図６（ａ）に示す片持ち梁４１よりもはがれにくい。従って、ミラー（振動体）１７への取り付け面積を小さくすることができる。ミラー１７への取り付け面積が小さくなると、ミラー１７は、両端固定梁５１の反りや変形の影響を受けにくくなる。

ここで、図７を用いて、粘弾性体の取り付け面積とミラーの平面精度との関係を説明する。図７は、粘弾性体の長さとミラーの平面精度との関係を示す図である。

図７は、両端部の固定位置の間の距離が１５７ｍｍである長さ１６５ｍｍのミラーの中央部付近に、粘弾性体を介してソリ量０．３ｍｍの板金（板部材）を取り付けた場合の粘弾性体の長さとミラーの平面精度との関係を示している。粘弾性体の幅を一定にしたときに、ミラーの長手方向における粘弾性体の長さは、粘弾性体の取り付け面積と比例する。
図７において、Ｆは、ミラーの長手方向の一端部における平面精度、Ｃは、ミラーの長手方向の中央部における平面精度、Ｒは、ミラーの長手方向の他端部における平面精度を表している。図７から、ミラーの長手方向における粘弾性体の長さが長いほど、すなわち、取り付け面積が広いほど、ミラーの平面精度が低下することがわかる。

実施例１の動吸振器９０は、二つの粘弾性部材９２によりミラー１７に取り付けられている。従って、一つの粘弾性部材９２の取り付け面積は、片持ち梁４１の一つの粘弾性部材４２の取り付け面積よりも小さくすることができる。さらに、板部材９１が両端部でミラー１７に固定されて安定性があるので、一つの粘弾性部材９２の取り付け面積を、片持ち梁４１の粘弾性部材４２の取り付け面積の半分以下にしても、板部材９１の取り付け強度を十分に維持することができる。すなわち、実施例１によれば、粘弾性部材９２のミラーへの取り付け面積を小さくすることができる。従って、図７から、実施例１の動吸振器９０は、光学部材の平面精度へ与える影響が小さいことがわかる。

次に、重錘９３を板部材９１に取り付けることにより、板部材９１の長さを短くできることを説明する。一般的に、両端固定梁は、片持ち梁に比べて振動しづらい。

数式（１）は、梁の固有振動数ωを表す式である。Ｌは梁の長さ、ｂは梁の幅、ｔは梁の厚み、Ｅは梁のヤング率、ρは梁の密度を表す。片持ち梁の定数λは１．８７５、両端固定梁の定数λは３．７３であるため、同じ幅ｂ及び同じ厚みｔの板部材を用いた片持ち梁と両端固定梁とでは、同じ固有振動数ωを有するようにするために、両端固定梁の長さを片持ち梁の長さの約２倍にする必要がある。

そこで、本実施例の動吸振器９０では、板部材９１に重錘９３を取り付けることにより、板部材９１の長さを短くする。数式（１）によると、梁の厚みｔと梁の長さＬは比例する。動吸振器９０の質量を変えることなく、板部材９１の厚みをより薄くして、重錘９３を取り付けると、板部材９１の長さを短くすることができる。板部材９１の長さを短くすることにより、動吸振器９０の寸法を小さくすることができる。

一般に、動吸振器は、質量が重いほど防振効果が高いことが知られている。板部材の厚さを薄くするために、動吸振器の質量を軽くすると、防振効果が損なわれてしまう。そこで、本実施例によれば、重錘９３を板部材９１に取り付けることによって、動吸振器９０の防振効果を損なうことなく、動吸振器９０を小型化することができる。

次に、重錘９３を板部材９１に取り付けることにより、動吸振器９０の防振性能を維持しつつ、動吸振器９０をより軽量化することができることを説明する。

図６（ｄ）は、重錘を取り付けていない両端固定梁の質点と梁の振動の変位を示す図である。図６（ｅ）は、本実施例の重錘を取り付けた両端固定梁の質点と梁の振動の変位を示す図である。

図６（ｄ）に示すように、板部材のみの動吸振器は、質量が板部材の長手方向の全域にわたって分散しているので、振動の腹である梁の中央部から離れるほど、梁の振動の変位が小さくなる。このような両端固定梁の振動エネルギーＴは、梁の中央部の振動の変位ｘ及び梁全体の質量ｍを用いて、数式（２）のように表される。

梁の振動エネルギーＴの数式（２）における有効質量は、梁全体の質量ｍの３３/７０である。質量が梁全体に分散しているために、梁全体の質量ｍのすべてが振動エネルギーＴとして機能しているわけではないことがわかる。

一方、図６（ｅ）に示すように、梁の中央部に重錘９３を取り付けた実施例１の動吸振器９０は、最大振幅となる梁の中央部に集中質点がある。この梁の振動エネルギーＴは、梁の中央部の振動の変位ｘ、重錘の質量Ｍ、及び梁全体の質量ｍ´を用いて、数式（３）のように表される。

図６（ｄ）に示す梁と図６（ｅ）に示す梁とで、ｍ＝Ｍ＋ｍ´として、動吸振器全体の質量を同じにした場合、重錘９３を取り付けた図６（ｅ）に示す梁ほうが、振動エネルギーが大きい。動吸振器の振動エネルギーが大きいほど、振動体の振動エネルギーを大きく吸収するため、防振性能が高い。そのため、板部材９１に重錘９３を取り付けることにより、防振性能を維持しつつ、動吸振器９０をより軽量化することができる。

次に、実施例１の一例を具体的に示す。実施例１の一例において、重錘９３の質量は約１２．５ｇ、取り付け部を除く梁の質量は約６．５ｇであり、梁の振動エネルギーＴの数式（３）における有効質量は、約１５．５ｇである。一方、重錘９３がなく、取り付け部を除く梁の質量が約１９ｇである動吸振器では、数式（２）の有効質量は約９ｇである。両者を比較すると、本実施例のほうが、有効質量が約６．５ｇ大きく、有効質量の差分だけ振動体の振動エネルギーを大きく吸収できる。

図８は、実施例１の動吸振器９０により得られた防振効果を示す図である。被防振部材（振動体）であるミラーに、図９に示す条件を有する貼り付け部材を取り付けた。防振装置を施していないミラー単体の振動に対して、３種類の貼り付け部材共に同等の防振効果を発揮できている。そして、実施例１の動吸振器９０が最も小型且つ軽量な構成を実現できていることがわかる。

本実施例において、光走査装置１のミラー１７を被防振部材として説明した。本実施例による動吸振器９０を、光走査装置１内のトーリックレンズ１２、１３、シリンドリカルレンズ１８などのミラー以外の光学部材に取り付けても、同様に光学部材の平面精度への影響を小さくしつつ、光学部材の振動を低減することができる。

また、本実施例において、動吸振器９０を、梁の振動方向に垂直であるミラー反射面の裏面に取り付けた。しかし、ミラー反射面及び裏面以外の長手方向に延在する２つの側面のうちのどちらかに、動吸振器９０を取り付けても、同様に光学部材の平面精度への影響を小さくしつつ、光学部材の振動を低減することができる。

（実施例２）
図１０は、光走査装置１のミラー１７に取り付けられた実施例２の動吸振器（防振装置）１９０を示す図である。動吸振器１９０は、ミラー１７の反射面１７ａの裏面１７ｂに取り付けられている。図１０（ａ）は、動吸振器１９０の断面図である。図１０（ｂ）は、動吸振器１９０の斜視図である。

動吸振器１９０は、第１動吸振器１９０ａ及び第２動吸振器１９０ｂが直列につながった２段直列型である。第２動吸振器１９０ｂは、第１動吸振器１９０ａの上に取り付けられている。

第１動吸振器１９０ａは、実施例１の動吸振器９０と同様に、重錘１９３、板部材１９１、及び粘弾性体１９２の３要素を有する。重錘１９３が設けられた板部材１９１は、第１粘弾性体１９２−１及び第２粘弾性体１９２−２により、ミラー１７の反射面１７ａと反対の裏面１７ｂに取り付けられている。

動吸振器１９０は、重錘１９３に取り付けらたもう一つの板部材１９４を有する。板部材１９４は、弾性を有する。板部材１９４は、板部材１９１が取り付けられている重錘１９３の面の反対の面に取り付けられている。板部材１９４は、板部材１９４の長手方向の中央部又はその近傍で重錘１９３に取り付けられている。第２動吸振器１９０ｂは、第１動吸振器１９０ａの上に取り付けられた板部材１９４によって構成されている。第１動吸振器１９０ａ及び第２動吸振器１９０ｂは、ミラー（被防振部材）１７の振動エネルギーを吸収するので、より高い防振効果を得ることができる。

２つの動吸振器を直列につなぐ場合に、第１動吸振器が図６（ａ）に示すような片持ち梁であるとすると、第２動吸振器を片持ち梁の先端部に取り付けることになる。この場合、直列につながれた動吸振器の重心位置が梁の根元からさらに離れるため、安定性がさらに低下する。また、第１動吸振器が図６（ｂ）に示すような重錘を有さない両端固定梁であるとすると、第１動吸振器の長手方向の長さを長くする必要がある。そのために、第１動吸振器の上に取り付けられる第２動吸振器の長手方向の長さも長くする必要がある。第２動吸振器として長尺な板部材を取り付けるためには、長尺な板部材の厚み方向に長尺な板部材が振動できるだけの空間を確保するためにスペーサー（間隔保持部材）が必要となる。実施例２の動吸振器１９０において、板部材１９１に取り付けられた重錘１９３がスペーサーの役割も果たしているため、第１動吸振器１９０ａ及び第２動吸振器１９０ｂを２個直列につなぎやすい形状となっている。

（実施例３）
図１１は、光走査装置１のミラー１７に取り付けられた実施例３の動吸振器（防振装置）２９０を示す図である。

実施例１と同様に、動吸振器２９０は、ミラー１７の反射面１７ａと反対の裏面１７ｂに取り付けられている。動吸振器２９０は、ミラー１７の固有振動数で共振する。動吸振器２９０は、重錘２９３が設けられた板部材２９１と、板部材２９１をミラー１７に取り付けるための複数の粘弾性体２９２（２９２−１、２９２−２）とを有する。複数の粘弾性体２９２は、第１粘弾性体２９２−１及び第２粘弾性体２９２−２を含み、重錘２９３は、第１粘弾性体２９２−１と第２粘弾性体２９２−２との間で板部材２９１に取り付けられている。

実施例１と異なる点は、第１粘弾性体２９２−１の縁部２９２−１ａが板部材２９１の一方の縁部２９１ａと一致して配置され、第２粘弾性体２９２−２の縁部２９２−２ａが板部材２９１の他方の縁部２９１ｂと一致して配置されていることである。これによって、第１粘弾性体２９２−１と第２粘弾性体２９２−２との間の距離を長くすることができる。第１粘弾性体２９２−１と第２粘弾性体２９２−２との間の距離は、両端固定梁の長さに相当する。従って、第１粘弾性体２９２−１及び第２粘弾性体２９２−２の縁部２９２−１ａ及び２９２−２ａを板部材２９１の両縁部２９１ａ及び２９１ｂとそれぞれ一致させることにより、ミラー１７の固有振動数で共振する長さがより短い動吸振器２９０を提供できる。

（実施例４）
図１２は、光走査装置１のミラー１７に取り付けられた実施例４の動吸振器（防振装置）３９０を示す図である。

実施例１と同様に、動吸振器３９０は、ミラー１７の反射面１７ａと反対の裏面１７ｂに取り付けられている。動吸振器３９０は、ミラー１７の固有振動数で共振する。動吸振器３９０は、重錘３９３が設けられた板部材３９１と、板部材３９１をミラー１７に取り付けるための複数の粘弾性体３９２（３９２−１、３９２−２）とを有する。複数の粘弾性体３９２は、第１粘弾性体３９２−１及び第２粘弾性体３９２−２を含み、重錘３９３は、第１粘弾性体３９２−１と第２粘弾性体３９２−２との間で板部材３９１に取り付けられている。

実施例１と異なる点は、重錘３９３が、板部材３９１の長手方向において第１粘弾性体３９２−１と第２粘弾性体３９２−２との間の中央部に取り付けられていることである。第１粘弾性体３９２−１の内側縁部３９２−１ａと重錘３９３の重心３９３ａとの間の長手方向の距離Ｄは、第２粘弾性体３９２−２の内側縁部３９２−２ａと重錘３９３の重心３９３ａとの間の長手方向の距離Ｄと同じである。

両端固定梁である板部材３９１の１次振動モードの腹は、第１粘弾性体３９２−１と第２粘弾性体３９２−２との間の中央部にある。振動の変位が最も大きい振動の腹に重錘３９３が取り付けられているので、重錘３９３は、最も効率よく作用する。

（実施例５）
実施例５においては、実施例１乃至実施例４の動吸振器と同じ動吸振器を、図３に示す画像読取装置８に配置されたミラー８３−１、８３−２、８３−３、又は結像レンズ８２などの光学部材に取り付ける。光走査装置１の光学部材と同様に画像読取装置８の光学部材も厳しい平面精度を必要とする。画像読取装置８の光学部材に実施例１乃至実施例４の動吸振器を取り付けることにより、実施例１乃至実施例４と同様に、板部材の反りや変形が光学部材の平面精度へ与える影響を小さくしつつ、光学部材の振動を低減することができる。

（実施例６）
実施例６においては、実施例１乃至実施例４の光走査装置または実施例５の画像読取装置を画像形成装置に設ける。小型且つ軽量な防振装置を有する小型且つ軽量な光走査装置または画像読取装置を画像形成装置に設けることにより、画像形成装置を小型化且つ軽量化しつつ光学部材の平面精度の低下や振動による画質の低下を防ぐことができる。

以上の実施例１乃至実施例６において、動吸振器は、少なくとも二つの粘弾性体により光学部材に取り付けられているので、重錘が少なくとも二つの粘弾性体の間に配置された安定性のある形状の動吸振器を提供できる。それによって、従来の片持ち梁形状の動吸振器と比べて、光学部材への動吸振器の取り付け面積を小さくしても、物流時の熱や振動で動吸振器が光学部材からはがれにくい。また、取り付け面積を小さくすることができるので、動吸振器の板部材の反りや変形が光学部材の平面精度へ与える影響を小さくすることができる。

以上の実施例１乃至実施例６において、動吸振器の板部材に重錘が設けられているので、動吸振器は、より短い板部材を用いて光学部材の固有振動数で共振する。また、重錘を取り付けて、動吸振器の質量を重錘に集中させているので、板部材の厚みをより薄くし、板部材の長さをより短くできる。よって、より軽量な動吸振器を提供できる。

また、重錘を使用することにより、両端固定梁の振動の腹である板部材の中央部に動吸振器の質量が集中するので、動吸振器の質量をより効果的に振動エネルギーの吸収のためにしようすることができる。よって、防振性能を維持しつつ、より軽量な動吸振器とすることができる。

本実施例において、板部材と別体の重錘が板部材に取り付けられているが、本発明は、これに限定されるものではない。重錘は、板部材と一体であってもよい。また、２段直列型の動吸振器において、重錘は、第１板部材及び第２板部材と一体であってもよい。また、本実施例において、重錘は、六面体であるが、本発明は、これに限定されるものではない。重錘は、板部材に取り付けられ、又は板部材と一体に形成されることができれば、例えば、円盤形、円柱形、円錐形、多面体などの他の形状であってもよい。

１ 光走査装置
２ 感光体ドラム（感光体）
８ 画像読取装置
１２ トーリックレンズ（第２光学部材）
１３ トーリックレンズ（第２光学部材）
１６ 光偏向器
１７ ミラー（第２光学部材）
１８ シリンドリカルレンズ（第１光学部材）
１９ 光源ユニット（レーザー光源）
８２ 結像レンズ（第２光学部材）
８３ ミラー（第１光学部材）
９０、１９０、２９０、３９０ 動吸振器
９２、１９２、２９２、３９２ 粘弾性体
９１、１９１、２９１、３９１ 板部材
９３、１９３、２９３、３９３ 重錘
１００ 画像形成装置

Claims (16)

1. 光走査装置であって、
   光源と、
   レンズ及びミラーを含み、前記光源からの光ビームを感光体に導く光学手段と、
   前記レンズまたは前記ミラーに取り付けられ、前記レンズまたは前記ミラーの固有振動数で共振することによって前記レンズまたは前記ミラーの振動を抑制する動吸振器と、を有し、
   前記動吸振器は、板部材と複数の粘弾性体と重錘とを備え、前記板部材は前記複数の粘弾性体を介して前記レンズまたは前記ミラーに取り付けられ、前記重錘は前記複数の粘弾性体の間に取り付けられることを特徴とする光走査装置。
2. 前記複数の粘弾性体は、前記板部材の一方の面に取り付けられており、前記重錘は、前記板部材の他方の面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記複数の粘弾性体は、第１粘弾性体および第２粘弾性体を含み、
   前記重錘は、前記板部材の長手方向における前記第１粘弾性体と前記第２粘弾性体との間で前記板部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記第１粘弾性体および前記第２粘弾性体は、前記板部材の前記長手方向の両端部にそれぞれ取り付けら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。
5. 前記重錘は、前記板部材の前記長手方向における前記第１粘弾性体と前記第２粘弾性体との間の中央部に取り付けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の光走査装置。
6. 前記重錘に取り付けられたもう一つの板部材を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 前記もう一つの板部材は、前記板部材が取り付けられている前記重錘の面の反対の面に取り付けられており、
   前記もう一つの板部材は、前記もう一つの板部材の長手方向の中央部で前記重錘に取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
8. 画像形成装置であって、
   感光体を有する画像形成部と、
   前記感光体にレーザー光を走査する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光走査装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
9. 画像読取装置であって、
   原稿を照明する照明手段と、
   レンズ及びミラーを含み、前記照明手段により照明された原稿からの反射光をイメージセンサに導く光学手段と、
   前記レンズまたは前記ミラーに取り付けられ、前記レンズまたは前記ミラーの固有振動数で共振することによって前記レンズまたは前記ミラーの振動を抑制する動吸振器と、を有し、
   前記動吸振器は、板部材と複数の粘弾性体と重錘とを備え、前記板部材は前記複数の粘弾性体を介して前記レンズまたは前記ミラーに取り付けられ、前記重錘は前記複数の粘弾性体の間に取り付けられることを特徴とする画像読取装置。
10. 前記複数の粘弾性体は、前記板部材の一方の面に取り付けられており、前記重錘は、前記板部材の他方の面に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。
11. 前記複数の粘弾性体は、第１粘弾性体および第２粘弾性体を含み、
    前記重錘は、前記板部材の長手方向における前記第１粘弾性体と前記第２粘弾性体との間で前記板部材に取り付けられていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像読取装置。
12. 前記第１粘弾性体および前記第２粘弾性体は、前記板部材の前記長手方向の両端部にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の画像読取装置。
13. 前記重錘は、前記板部材の前記長手方向における前記第１粘弾性体と前記第２粘弾性体との間の中央部に取り付けられていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像読取装置。
14. 前記重錘に取り付けられたもう一つの板部材を有することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の画像読取装置。
15. 前記もう一つの板部材は、前記板部材が取り付けられている前記重錘の面の反対の面に取り付けられており、
    前記もう一つの板部材は、前記もう一つの板部材の長手方向の中央部で前記重錘に取り付けられていることを特徴とする請求項１４に記載の画像読取装置。
16. 画像形成装置であって、
    原稿の画像を読み取る請求項９乃至１５のいずれか一項に記載の画像読取装置と、
    前記画像読取装置からの画像情報に従って記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。

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