CN100460704C - 成像设备及其光扫描单元 - Google Patents

Abstract

一种减振器，包括：支撑框架，安装在结构体上；挡块部分，可移动地安装在所述支撑框架上，以在支撑框架上运动的同时改变结构体的频率。所述减振器和具有所述减振器的光扫描单元不用经过精密工艺即可被制造，这是因为不用改变强度，通过质量块的运动即可改变频率。另外，由于减振器的频率可通过手动移动挡块部分来被调节，所以减振器可在各种工作环境下操作的机械结构中使用。

Description

成像设备及其光扫描单元

本申请要求于2005年8月25日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2005-0078428号的利益，通过引用将上述申请的公开全部包含于此。

技术领域

本发明涉及一种减振器，更具体地讲，涉及一种成像设备及其光扫描单元，所述光扫描单元具有可通过改变质量分布来调节固有频率的减振器。

背景技术

通常，用于将机械结构的振动响应降低至激振力的设备包括主动减振器、被动减振器或阻尼器。当机械结构根据工作环境受到激振力时，机械结构的振动可通过将减振器附着到振动部分来被消减，所述减振器的固有频率与所述振动部分的固有频率或者传输到所述振动部分的激振频率相等。

美国专利第5,810,319号公开了一种用于获得期望设备的固有频率的传统设备。该公开的发明是一种用于通过调节支撑减振体的弹簧的拉力来将减振器的固有频率调整到结构体频率的设备。但是，所述设备的结构很复杂并且需要精度处理以获得期望设备的固有频率，从而很难制造所述设备。

美国专利第5,947,453号公开了一种用于消减结构体的振动的传统的弹簧-质量减振器。但是，公开的发明的结构体复杂并且难以制造。

欧洲专利第1,023,544号公开了一种通过质量块的运动改变减振器的频率的传统设备。所述公开的设备通过质量块的运动引起支撑部分的变形，并且根据应力的产生通过改变支撑刚度来改变振动的频率。所述发明是一种主动型的减振器，其通过引起支撑部分的变形来改变支撑刚度。但是所述发明需要额外的驱动设备和控制器，从而提高成本。

韩国专利公开第2000-0026066号公开一种传统的减振器、一种装配件以及具有该减振器的打印机。所述减振器使用弹性环和旋转反射镜来支撑质量块。减振器被应用于沿旋转体的径向的振动，并且不可能调节频率。

发明内容

本发明总体构思提供一种减振器和具有该减振器的光扫描单元，减振器被安装在暴露于振动的机械结构上，并且可容易地调节减振器的固有频率。

本发明总体构思的另外方面和优点将在以下描述中一部分地被阐述，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可通过本发明总体构思的实施学习到。

本发明总体构思的上述和/或其它方面和实用性可通过提供这样一种减振器实现，包括：支撑框架，安装在结构体上；挡块部分，可移动地安装在支撑框架上，以根据挡块部分相对于支撑框架的位置改变所述结构体的频率。

支撑框架可包括沿其纵向固定到所述结构体的多个端。

支撑框架可包括沿其纵向固定到所述结构体的单个端。

挡块部分可包括：支架，安装在支撑框架上，以沿着支撑框架的纵向移动；挡块，结合到支架上，以当支架移动时改变所述结构体的频率。

支撑框架可具有沿其纵向形成在其中的引导狭槽，所述支架具有结合孔，并且挡块可具有形成在其一侧的结合部分，所述结合部分穿过所述引导狭槽和结合孔结合到支架上，以将支架固定到支撑框架。

挡块部分在支撑框架上的位置可通过手动改变。

本发明总体构思的上述和/或其它方面和实用性也可通过提供一种具有减振器的光扫描单元来实现，所述减振器具有：支撑框架，安装在光扫描单元上；挡块部分，可移动地安装在支撑框架上，以根据挡块部分在支撑框架上的位置来改变光扫描单元的频率。

支撑框架可包括沿其纵向固定到所述光扫描单元的多个端。

支撑框架可包括沿其纵向固定到所述光扫描单元的单个端。

挡块部分可包括：支架，安装在支撑框架上，以沿着支撑框架的纵向移动；挡块，结合到支架上，以当支架移动时改变所述光扫描单元的频率。

支撑框架可具有沿其纵向形成在其中的引导狭槽，所述支架具有结合孔，并且挡块可具有形成在其一侧的结合部分，所述结合部分穿过所述引导狭槽和结合孔结合到支架上，以将支架固定到支撑框架。

挡块部分在支撑框架上的位置可通过手动改变。

本发明总体构思的上述和/或其它方面和实用性也可通过提供一种成像设备来实现，包括：感光体；光扫描单元，具有：用于发射光的光源；用于偏转光的光束偏转器；光学构件，将偏转的光导向至感光体上以形成潜像；减振器，具有安装在光扫描单元上的支撑框架和可运动地安装在支撑框架上的挡块部分，所述挡块部分根据其相对于支撑框架的位置而改变减振器的频率。

本发明总体构思的上述和/或其它方面和实用性也可通过提供一种在成像设备中可使用的光扫描单元来实现，包括：结构体，具有光源、光束偏转器、光学构件和感光体中的至少一个；减振器，具有安装在所述结构体上的支撑框架和结合到支撑框架以改变减振器的质量分布的挡块部分。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明总体构思的上述和/或其它方面和优点将会变得清楚和更加容易理解，其中：

图1表示根据本发明总体构思的光扫描单元的透视图；

图2表示图1的光扫描单元的减振器的透视图；

图3表示图2的减振器的挡块部分的透视图；

图4表示根据本发明总体构思的另一实施例的减振器的透视图；

图5表示在特定条件下，图2的减振器的数值分析仿真结果的示图；

图6表示通过移动图2的减振器的挡块部分的数值分析仿真结果的示图。

具体实施方式

现在，将详细描述本发明总体构思的实施例，其例子表示在附图中，附图中，相同的标号始终指代相同的元件。以下通过参照附图描述实施例以解释本发明的总体构思。

图1是表示根据本发明总体构思的实施例的光扫描单元的透视图。参照图1，光扫描单元将光扫描到旋转的感光体109上，并且包括各种光学元件，例如光源101、准直透镜102、通光缝103、圆柱形透镜104、分束器120、光束偏转器105、驱动源106、f-θ透镜107、成像镜108和同步信号检测部分115。光扫描单元可与成像设备一起使用以在打印介质上形成图像。

光源101通过被驱动电路(未示出)的开/关控制产生并发射出与图像信号对应的至少一束光L。即，光源101在被驱动电路控制以被开/关的同时产生并发射出与图像信号对应的至少一束光L，从而光L仅仅可扫描到感光体109的光暴露体的一部分，在所述一部分上形成静电潜像。光源101可发射出单束光或者多束光。当被结构体采用以形成单扫描线时，光源101具有产生并发射出单束光的结构。当被光扫描单元采用以扫描多束光时，光源101具有用于产生和发射独立地被光学调制的多束光的光源模块。光源101可以是边缘发光二极管、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、或者发光装置(LED)。由于光源101的结构和操作在与本发明总体构思所属的本技术领域内是公知的，所以将省略对其进行详细描述。

准直透镜102与光源101分离并且将从光源101发射出的光L聚焦以形成关于光轴的平行光或者会聚光。透光缝103附着于准直透镜102的端表面上并且限制透过准直透镜102的光L。圆柱形透镜104接收穿过透光缝103的光L，在光束偏转器105上形成线形图像。

分束器120在与光束偏转器105和f-θ透镜107相同的水平平面上被布置在光束偏转器105和f-θ透镜107之间，发送穿过圆柱形透镜104的光L的一部分，并且反射光L的剩下的部分。能够透射50％的入射光L的半反射透镜(half mirror)可用作分束器120。

光束偏转器105安装在框架上并且扫描被分束器120反射的光L，同时以恒定的线速度沿着水平方向移动光L。框架可以是感光鼓109、光源101和/或上述其它组件被安装在其中的成像设备的主体或者光扫描单元。入射在光束偏转器105上的光L的路线与从光束偏转器105反射的光L的路线基本相反。当光束偏转器105沿顺时针方向A旋转时，光L沿主扫描方向B扫描，从而图像信息被记录在感光体109的表面上。光束偏转器105可以是具有如图1所示的结构的多角镜装置。多角镜装置包括用于使多角镜105a按照预定速率旋转的驱动源106。驱动源106安装在框架上并且多角镜105a可旋转地设置在驱动源106上。多角镜105a包括形成在其侧表面上的多个反射表面105b。在旋转时，多角镜105a使入射光L偏转并扫描入射光L。光束偏转器105并不限于上述构造的多角镜装置，而是可使用使入射光偏转并扫描入射光的任何装置，例如全息盘形光束偏转器或者检流计形扫描仪。

f-θ透镜107被布置在光束偏转器105和成像镜108之间的光轴上。f-θ透镜107由至少一个透镜单元形成并且相对于主扫描方向B和副扫描方向按照不同的放大倍率校正被光束偏转器105偏转的光L。副扫描方向指感光体109的旋转方向而主扫描方向B指图1所示的感光体109的轴向B，即，光L被光束偏转器105偏转的方向。f-θ透镜107可由塑料注模形成以提高生产率和降低成本。

成像镜108反射穿过f-θ透镜107的光L，以在感光体109的光暴露表面上形成图像，所述表面为图像形成表面。成像镜108相对于入射到其的光L形成的表面倾斜，从而传播到光暴露表面的扫描线与副扫描方向垂直，副扫描方向即为感光体109转移的方向。

同步信号检测部分115接收由光源101发射出的光L的一部分，并且调节扫描光的水平同步。同步信号检测部分115包括：同步信号检测传感器111，用于接收被光束偏转器105偏转的并且穿过f-θ透镜107的光L的一部分；反射镜110，布置在f-θ透镜107和同步信号检测传感器111之间，以将入射光的传播路径改变使其朝向同步信号检测部分115；会聚透镜112，将被反射镜110反射的光L会聚到同步信号检测部分115中。

减振器200被安装在具有光束偏转器105的光扫描单元的一侧。在具有光扫描单元的成像设备中，光扫描单元由于外力(或内力)受到激振力或者受到来自打印环境的激振力，所述外力(或内力)在打印期间通过光束偏转器105的旋转而产生或者通过其它组成部件，例如感光体的操作而产生。在外力(激振力分量)作用的振动***中，当激振力的激振频率变得等于例如光扫描单元的结构体的固有频率时，振动***的振幅随时间呈指数级增大。即，当外力的激振频率变得等于例如光扫描单元的结构体的固有频率时，产生共振从而所述结构体严重摇晃。当结构体由于共振而严重摇晃时，光不能扫描到准确的位置上。因此，打印质量变差并且光扫描单元的寿命缩短。当例如光扫描单元的结构体受到激振力时，减振器200通过改变结构体的固有频率来减振。即，附着到例如光扫描单元的结构体上的根据本发明总体构思的减振器200减小了结构体的振动响应。减振器200可设置在框架的第一位置上，并且光束偏转器105可设置在框架的第二位置上。框架可安装到光扫描单元上。振动或力产生自光束偏转器105或者成像设备的其它组件。将在以下描述在减振器200附着到的结构体为光扫描单元的情况下，减振器200的结构和操作。

图2是表示图1的减振器200的透视图。图3是表示图2的减振器200的挡块部分250的透视图。图4是表示根据本发明总体构思的另一示例性实施例的减振器300的透视图。

参照图2，根据本发明总体构思的实施例的减振器200包括：支撑框架210，安装在结构体上，例如成像设备的主体或图1的光扫描单元的框架上；挡块部分250，可移动地安装在支撑框架210上并且在相对于支撑框架210运动的同时改变结构体的频率。频率指结构体的固有频率。

在本发明总体构思的本实施例中，支撑框架210的两端被安装在结构体上，并且支撑框架210的中部与所述结构体分开，从而当支撑框架210被安装在结构体上时，挡块部分250可***。即，支撑框架210具有帽子截面的形状。支撑框架210包括沿着经向(纵向)设置的主要部分、从主要部分的相对两端向下延伸的端部和结合到结构体上的两个端部。因此，帽子形状具有水平顶表面，水平顶表面通过垂直表面将每一端连接到水平底表面。结合孔220和225沿纵向设置在支撑框架210的两端，从而支撑框架210用例如螺栓222和227的结合构件固定到结构体上。另外，在支撑框架210的主要部分上形成用于将挡块部分250固定到支撑框架210上的引导狭槽230。引导狭槽230沿支撑框架210的主要部分的纵向形成，从而挡块部分250沿着引导狭槽230移动。

参照图2和图3，挡块部分250包括：支架257，安装在支撑框架210上，用于沿着支撑框架210的纵向运动；挡块255，结合到支架257，以在支架257的运动期间通过改变减振器200的固有频率而改变结构体的固有频率。挡块部分250被安装在支撑框架210上，以根据使用挡块部分250的环境或者光扫描单元的其它打印环境相对于支撑框架210运动。随着挡块部分250的运动，减振器200的质量分布被改变，从而减振器200的固有频率被改变。

当施加到结构体上的激振频率与结构体的固有频率相近时，结构体的振动逐渐增大。因此，当激振频率变得等于结构体的固有频率时，需要改变结构体的固有频率以防止结构体的振动增大。当挡块部分250移动时，减振器200的质量分布改变，从而结构体的固有频率被改变。因此，在预定频率范围内存在的特定频率分量被消减，从而传递到结构体的振动被消减。即，当挡块部分250运动时，安装了减振器200的结构体的固有频率改变，从而可防止由于激振产生的振动。例如，当减振器200的固有频率被调节到结构体的固有频率时，传递到结构体的振动通过减振器200被消减。随着挡块部分250的运动而改变减振器200的质量分布，减振器200的固有频率被调节至结构体的固有频率，并且消减了在预定频率范围内存在的特定频率分量，从而安装了减振器200的结构体的振动被消减了。

如上所述，通过调节挡块部分250的位置，减振器200和结构体的固有频率可在预定范围内被调节。即，当挡块部分250沿着支撑框架210运动时，改变了减振器200的质量特性，从而改变了减振器200的固有频率。因此，可使用上述方法防止施加到结构体的振动。

结合台阶258设置在支架257上，以可滑动地结合到支撑框架210上。支架257通过结合台阶258结合到支撑框架210。结合台阶258设置在支架257的主板的两侧，以限制支架257沿着除纵向以外的方向运动。即，支撑框架210***支架257的主板和结合台阶258之间。结合部分256通过引导狭槽230和结合孔259结合到支架257，以将支架257固定到支撑框架210上，并且结合部分256被设置在挡块255的一侧。结合部分256从挡块255的一侧向结合孔259延伸。例如，如图3所示，螺纹256a形成在结合部分256的一部分上，以被***到结合孔259中。螺纹256a可结合到形成在结合孔259中的螺纹259a上，从而将支架257固定到支撑框架210。

为了将结构体的固有频率改变至期望频率，挡块部分250可以被手动控制。即，减振器200可以是被动减振器。

如图2所示，减振器200从其两端沿着纵向被安装在结构体上。当例如光束偏转器105的结构体的两端被安装在机械装备上时，根据质量块运动的力的改变小于在一端安装的情况下的力的改变。即，在一端支撑的情况下根据长度改变的力的改变率大于在两端被支撑的情况下的力的改变率。因此，与一端被支撑的情况相比，当减振器200两端被安装在结构体上时，可以更加准确地调节频率。

参照图4，根据本发明总体构思另一实施例的减振器300可以沿着纵向一端安装在结构体上。减振器300包括支撑框架310、结合孔320、螺栓322、引导狭槽330、包括挡块355和支架357的挡块部分350。由于图4的减振器300的结构和操作与图2和图3所示的实施例的减振器300的结构和操作相似，所以省略对它们进行详细描述。

为了看到减振器300的效果，使用计算机仿真工具，例如ABAQUS工具(使用ABAQUS有限公司开发的针对有限元分析的商业软件包的工具)或其它有限元分析软件通过改变挡块部分的位置执行仿真，即数值分析。为了方便解释，在仿真中使用图2的减振器200。

图5表示在特定条件下，对图2的减振器200的数值分析的仿真结果。图6表示通过移动图5的挡块部分250的数值分析仿真结果。在图5中，数值分析的结果基于挡块255位于支撑框架210的跨度中间的情况下，其中，支撑框架210的跨度、厚度和宽度分别为100mm、0.5mm和5mm，并且挡块255的质量为10g。在图6中，数值分析的结果基于挡块255从支撑框架210的跨度中间偏离25mm的情况下，其中，支撑框架210的跨度、厚度和宽度分别为100mm、0.5mm和5mm，并且挡块255的质量为10g。如图5所示，当挡块255位于跨度中间时，减振器200显示出266.17Hz的频率。如图6所示，当挡块255偏离跨度的中间25mm时，减振器200显示出309.43Hz的频率。即，如仿真所示，当减振器200被安装在结构体上，并且挡块部分250被移动时，减振器200的固有频率被改变。但是，仿真的这些各种条件是被任意设置以解释本发明总体构思的效果的，并且本发明总体构思的技术范围不应该被仿真结果所限制。

虽然在本发明总体构思的本实施例中，基于假设结构体是光扫描单元来描述减振器的操作和结构，但是安装减振器的结构体不限于此。例如，减振器可安装在各种机械结构上，例如，硬盘驱动器或成像设备。即，本发明总体构思的技术范围不限于附图中显示的实施例。

如上所述，根据本发明总体构思，不改变减振器的强度，减振器及其结构体的固有频率可通过移动安装在减振器上的挡块部分来改变。

如上所述，根据本发明总体构思的减振器和具有该减振器的光扫描单元可不用精密的工艺来制造，这是因为其固有频率可通过质量块的运动来调节，而不用通过改变其强度来调节，与传统技术所要求的不同。另外，由于根据本发明，减振器的频率可通过移动挡块部分来手动地调节，所以减振器可在各种工作环境下操作的机械结构中使用。

如上所述，当挡块部分被移动时，根据本发明总体构思的实施例的减振器具有多种频率。因此，减振器可被安装在多种机械结构中，其可在大频率范围内操作。另外，通过手动移动挡块部分可改变减振器的频率，因为允许机械结构或工艺偏差的设计，所以固有频率可施加到不同的产品上。即，由于减振器的频率可被改变，因此，可允许由于工艺错误产生的每个产品的固有频率的差异。

虽然已经显示并描述了本发明总体构思的一些实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明总体构思的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种成像设备，包括：

感光体；

光扫描单元，具有：用于发射光的光源；用于偏转光的光束偏转器；光学构件，将偏转的光导向至感光体上以形成潜像；减振器，具有安装在光扫描单元上的支撑框架和可运动地安装在支撑框架上的挡块部分，所述挡块部分根据其相对于支撑框架的位置而改变减振器的频率，

其中，所述挡块部分包括：

支架，安装在支撑框架上，以沿着支撑框架的纵向运动；

挡块，结合到支架，以当支架运动时改变结构体的频率。

2.一种在成像设备中可使用的光扫描单元，包括：

结构体，具有光束偏转器，并且具有光源、光学构件和感光体中的至少一个；

减振器，具有安装在所述结构体上的支撑框架和结合到支撑框架以改变减振器的质量分布的挡块部分，

其中，所述挡块部分包括：

支架，安装在支撑框架上，以沿着支撑框架的纵向运动；

挡块，结合到支架，以当支架运动时改变结构体的频率。

3.如权利要求2所述的光扫描单元，其中，所述结构体具有频率，并且根据挡块部分相对于支撑框架的位置，减振器将所述结构体的所述频率改变至第二频率。

4.如权利要求2所述的光扫描单元，其中，根据挡块部分相对于支撑框架的位置，减振器消减施加到结构体上的力，并与频率范围对应。

5.如权利要求2所述的光扫描单元，其中：

所述结构体包括框架；

所述光束偏转器被设置在框架的第一部分上；

所述支撑框架被设置在框架的第二部分上。

6.如权利要求5所述的光扫描单元，其中，所述第一部分和所述第二部分设置在框架的同一平面上。

7.如权利要求2所述的光扫描单元，其中，所述光束偏转器在相对于光学构件偏转光源的光的同时产生激振力分量，并且减振器消减所述激振力。

8.如权利要求7所述的光扫描单元，其中，所述激振力分量与所述结构体的至少一部分的频率对应。

9.如权利要求8所述的光扫描单元，其中，所述结构体的至少一部分包括光束偏转器。

10.如权利要求2所述的光扫描单元，其中，所述结构体包括用于产生与其固有频率相应的频率的旋转构件，并且减振器根据改变的质量分布改变所述频率。

11.如权利要求2所述的光扫描单元，其中，光束偏转器沿着第一光路接收来自光源的光束，并且将所述光束沿着第二光路偏转，减振器设置在除第一光路和第二光路之外的结构体的一部分上。

12.如权利要求2所述的光扫描单元，其中，减振器根据所述结构体的一部分产生的频率防止振动。

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