JP2000292729A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 折り返しミラーの耐振動性を向上させて、形
成画像の品質を高めることができる光走査装置を得る。 【解決手段】 光源から出射した光束を集光する集光レ
ンズ、集光レンズからの光束を偏向器の偏向反射面近傍
に線像に集光する第１結像系、偏向器による偏向光束を
像担持体の被走査面上に等速走査させ光スポットとして
集光させる第２結像系、偏向光束を被走査面に導く折り
返しミラーを有し、ハウジング内に位置決め支持される
光走査装置。振動による走査位置変動防止手段２０が折
り返しミラー７に設けられている。樹脂製の長尺レンズ
あるいは長尺ミラーを有し、折り返しミラー７を滑らか
に湾曲させる向きに押圧部材９が設けられている。折り
返しミラー７の支持部１０、１４がハウジングに設けら
れ、折り返しミラーの反射面両端部と長さ方向中央部に
受け部１６、１８が設けられ、これらの受け部が上記支
持部に支持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
レーザプリンタ、アナログ複写機、スキャナ等に適用可
能な光走査装置に関するもので、特に、その光学系に設
けられている折り返しミラーの支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル複写機、レーザプリンタ、アナ
ログ複写機、スキャナ等に用いられる光走査装置におい
ては、配置する空間に制約があることから光源と像面と
の間、特に光偏向器から被走査面までの間に折り返しミ
ラーを配置し、光路を折り返したり曲げたりしている。
従来の光走査装置における折り返しミラーの取付け構造
の例として、折り返しミラー両端部を、光走査装置のハ
ウジングに一体に形成された支持部材に板ばねによって
押圧し、上記ミラーの反射面の傾きを定めるとともに反
射面に対し垂直な方向の支持を行っている。

【０００３】図９、図１０は、上記従来の光走査装置に
おける折り返しミラーの取付け構造の例を示す。図９、
図１０において、光走査装置のハウジングからは一対の
支持部材７３、７４が立ち上がっている。支持部材７
３、７４の一側面が折り返しミラー７１の支持面となっ
ていて、折り返しミラー７１の長さ方向両端部において
反射面７２とは反対側から押圧部材としての板ばね７５
を当て、板ばね７５の弾力で折り返しミラー７１の長さ
方向両端部反射面７２側を上記支持部材７３、７４の支
持面に押圧している。支持部材７３、７４の支持面がミ
ラー７１の反射面７２の傾き角度を定め、また、ハウジ
ングに一体に設けられた台座７７の上にミラー７１の下
端が載せられることによって、上記反射面７２に対し垂
直な方向の位置決めを行うとともにミラー７１の支持を
行っている。板ばね７５はねじ７６によってハウジング
に取り付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の折り返しミ
ラーの取付け構造によれば、光走査装置自体の機械的振
動、例えばポリゴンミラー等からなる光偏向器の回転駆
動による機械的振動、あるいは光走査装置が装着された
複写機等の機械の駆動系の振動が折り返しミラー７１に
伝達され、折り返しミラー７１が振動する。折り返しミ
ラー７１が振動すると、その振動に対応して光ビームの
走査位置が狙い所定の位置からずれ、その結果、像担持
体の被走査面上に形成される画像にバンディングと呼ば
れる副走査方向の帯状あるいは線状の濃度むらが生じ、
形成される画像の品質が損なわれることがある。

【０００５】そこで、特許第２８０６４０１号公報に記
載されているように、折り返しミラーの反射面に対し垂
直な方向にばね材で押圧力を加えて折り返しミラーをス
トッパに押圧し、ばね材と折り返しミラーとの間に生じ
る摩擦力により折り返しミラーの振動を規制すること
で、上記のような形成画像の濃度むらを解消しようとす
るものも提案されている。しかしながら、上記公報記載
の発明では、ばね材と折り返しミラーとの間の摩擦係数
が小さい場合は、振動低減効果が十分に得られないとい
う難点がある。

【０００６】一般的に、折り返しミラーの基材がガラス
の場合、反射面に垂直な面、すなわちミラーの側面は、
特別の処理が行われることなく切断したままの状態であ
ることが多く、また、ミラーの基材がフロートガラスの
場合、反射面とは反対側の面、すなわち裏面側は、平面
性が非常に高い。そのため、折り返しミラーの側面およ
び裏面ともにそれらの表面の摩擦係数が非常に小さい。
従って、上記公報記載の発明では、ばね材と折り返しミ
ラーとが互いに滑りやすく、目論見通りの振動低減効果
が得られないという難点がある。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、折り返しミラーの耐振動性の向
上を図ることにより、形成される画像の品質を高めるこ
とができる光走査装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本願発明は、請求項１に記載されているように、光
源から出射した光束を集光する集光レンズと、集光レン
ズからの光束を偏向器の偏向反射面近傍に偏向反射面と
ほぼ平行な線像に集光する第１結像系と、上記偏向器に
より偏向された光束を像担持体の被走査面上に等速走査
させかつ光スポットとして集光させる第２結像系と、上
記偏向器により偏向された光束を上記被走査面に導くた
めの折り返しミラーとを有してなり、ハウジング内に位
置決め支持される光走査装置において、振動による走査
位置変動防止手段が折り返しミラーに設けられているこ
とを特徴とする。

【０００９】上記第２結像系は、請求項２記載の発明の
ように、樹脂製の長尺レンズあるいは長尺ミラーを有し
てなり、折り返しミラーの耐振動性の向上を図るため
に、折返しミラーを滑らかに湾曲させる向きに押圧部材
が設けられているのが望ましい。

【００１０】請求項３記載の発明のように、上記折り返
しミラーの支持部がハウジングに設けられ、折り返しミ
ラーの反射面両端部と長さ方向中央部に受け部が設けら
れ、これらの受け部が上記支持部に支持されることによ
って折り返しミラーが保持されているのが望ましい。

【００１１】請求項４記載の発明のように、結像光学系
の長手方向の反りに起因する走査線の曲がり量および走
査線方向に対応して折り返しミラーの湾曲量を規制する
支持部がハウジングに設けられているのが望ましい。

【００１２】請求項５記載の発明のように、折り返しミ
ラーの反射面とは反対側の面であって押圧部材と接触す
る裏面の表面粗さが大きいのが望ましい。

【００１３】請求項６記載の発明のように、請求項２記
載の発明において、押圧部材の作用点が折り返しミラー
の端部反射面のハウジング側支持部から折り返しミラー
の長さ方向にずれているのが望ましい。

【００１４】請求項７記載の発明のように、請求項６記
載の発明において、折り返しミラーの長さをＬ、押圧部
材の作用点のハウジング側支持部からのずれ量をＸとし
たとき、２≦０．５Ｌ／Ｘ≦３５なる関係に設定すると
なおよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図８を参照しな
がら本発明にかかる光走査装置の実施の形態について説
明する。まず、本発明が適用される光操作装置の概要に
ついて説明する。図１において、例えば半導体レーザか
らなる光源１から出射される光束の通路上には集光レン
ズからなるカップリングレンズ２、シリンダレンズ３が
配置され、さらにその先方には回転多面鏡からなる光偏
向器４の反射面が位置している。偏向器４による偏向光
の通路上にはｆθミラー５が配置され、このｆθミラー
５による折り返し光の通路上には長尺レンズ６が配置さ
れている。長尺レンズ６を透過した光の通路上には折り
返しミラー７が配置され、折り返しミラー７によって曲
げられる光の通路上には、像担持体８の被走査面が位置
している。この例では像担持体８は感光体ドラムからな
る。光源１から偏向器４等を経て折り返しミラー７に至
る光学部品は、ハウジングに収納されて光走査装置ユニ
ットを構成しており、このハウジングがデジタル複写
機、プリンタ等の装置本体に組み込まれる。折り返しミ
ラー７で反射された光束は、ハウジングの窓孔にはめら
れた保護ガラスを透過し、ハウジング外に設置されてい
る像担持体８に至るようになっている。

【００１６】図１に示す例において、光源１から出射さ
れた光束はカップリングレンズ２で集光され、集光レン
ズからの光束はシリンダレンズ３によって一方向にのみ
収束され、偏向器４の偏向反射面近傍に偏向反射面とほ
ぼ平行な線像として結像される。シリンダレンズ３は第
１結像系を構成している。上記線像は偏向反射面で反射
され、偏向器４が回転駆動されることにより所定の角度
範囲で偏向される。偏向器４により偏向された光束は、
ｆθミラー５で折り返され、長尺レンズ６を透過し、折
り返しミラー７によって光路を曲げられ、像担持体８の
被走査面に至る。偏向器４より後ろのｆθミラー５と長
尺レンズ６は第２結像系を構成し、上記線像を像担持体
８の被走査面に所定の径の光スポットとして集光させ
る。また、ｆθミラー５は像担持体８の被走査面での光
束の走査速度を等速化するｆθ機能を有し、長尺レンズ
６はｆθミラー５とともに副走査方向への集光機能、面
倒れ補正機能を有している。

【００１７】上記第２結像系は主としてコストメリット
上の理由から樹脂製の長尺レンズ、長尺ミラー等の長尺
の光学部品が用いられる。樹脂成形品からなる長尺の光
学部品は、ガラス製に比べて機械的な特性が劣る。特
に、成形時の残留応力によって長手方向の反りが発生
し、走査線の曲がりなど光学特性の劣化を招くことがあ
る。一方、長尺の光学部品の反りは、この光学部品の副
走査方向断面形状や成形条件によって決まるので、副走
査方向断面形状や成形条件を制御することによって反り
の方向および反りの大きさはこれをほぼ一定とすること
は可能である。

【００１８】次に、振動による走査位置変動防止手段を
折り返しミラーに設けてなる本発明のより具体的な実施
の形態について説明する。図２、図３、図４において、
光走査装置のハウジング３０には、折り返しミラー７の
支持部１０が２個対をなしてハウジング３０との一体成
形によって立ち上がっている。２個の支持部１０の相互
間隔は折り返しミラー７の長さ寸法とほぼ同一かまたは
わずかに広くなっている。２個の支持部１０の上端縁部
は互いに対向する方向に直角に曲げられて折り返しミラ
ー７との当接部１０１となっている。上記ハウジング３
０からはまた、折り返しミラー７の長手方向中央部に対
応する位置において、上端部が鉤状に折れ曲がった形の
支持部１４が一体に立ち上がっている。

【００１９】上記２個の支持部１０相互間にはそれらの
当接部１０１相互間を連絡するようにして、かつ、当接
部１０１の下側に、折り返しミラー７が配置されてい
る。ハウジング３０と折り返しミラー７との間には２個
一対の走査位置変動防止手段２０が配置されている。走
査位置変動防止手段２０は押圧部材としての板ばね９か
らなる。板ばね９はＶ字状に折り曲げられてなり、一端
部は外側にほぼ直角に折り曲げられたフック部９２とな
っている。Ｖ字状の板ばね９の一辺は、ねじ止め、溶
着、接着、スナップフィットなど、適宜の手段によって
ハウジング３０に固着されている。板ばね９の他方の一
辺は斜め上方に立ち上がり、その弾力で折り返しミラー
７を斜め上方に押し上げている。

【００２０】折り返しミラー７は、板ばね９による押し
上げ力が押圧力となって、折り返しミラー７の反射面１
７の長さ方向両端部の受け部１６が上記当接部１０１の
下面に押圧され、また、折り返しミラー７の反射面１７
の長さ方向中央部の受け部１８が鉤状の支持部１４の下
面に押圧されている。折り返しミラー７の反射面１７の
傾きは上記当接部１０１の下面によって規制され、折り
返しミラー７の反射面１７は図２〜図４において斜め上
方を向いている。また、折り返しミラー７の反射面１７
と平行でその幅方向への位置ずれは、折り返しミラー７
の一側縁部が板ばね９のフック部９２に当たり、かつ、
折り返しミラー７の他方の縁部が支持部１４に当たるこ
とにより、さらに、上記当接部１０１に続く支持部１０
の縦方向の壁面に当たることによって規制されている。
また、折り返しミラー７の長手方向両端面が上記支持部
１０で規制されることによって折り返しミラー７の長手
方向への位置ずれが規制されている。

【００２１】押圧部材としての上記板ばね９の位置は、
折り返しミラー７に対する作用点が折り返しミラー７の
端部反射面のハウジング側受け部１６から折り返しミラ
ー７の長さ方向内側にずれている。そのため、図５に示
すように、板ばね９は折り返しミラー７の両端部の反射
面１７側の上記受け部１６を支点として折り返しミラー
７を押し上げ、折り返しミラー７をその反射面１７が凸
状になるように滑らかに湾曲させている。この湾曲の度
合いは、折り返しミラー７の両端の受け部１６を規制す
る上記当接部１０１の位置と、一対の板ばね９の位置
と、折り返しミラー７の中央部の受け部１８を規制する
当接部１４の位置とによって決まる。このように、折り
返しミラー７を滑らかに湾曲させることにより、折り返
しミラー７がそれ自体の弾性により弾発力が与えられた
状態で保持されることになり、折り返しミラー７の耐振
動性が向上する。

【００２２】また、図１に示すｆθミラー５および長尺
レンズ６が前述のように樹脂成形品からなるものである
場合、成形時の内部によって長手方向の反りを生じ、こ
の反りに起因して像担持体８の被走査面上における走査
線の曲がり量あるいは走査線方向の狂いが生じることが
ある。また、このような樹脂成形による光学部品の反り
の量や反りの方向は、その光学部品の副走査方向弾面形
状や成形条件によってほぼ一定である。そこで、上記折
り返しミラー７の湾曲量を規制する当接部１０１、支持
部１４の位置を適宜設定し、走査線の曲がり量あるいは
走査線方向の狂いに応じて折り返しミラーの湾曲量を規
制するとよい。こうすれば、走査線の曲がりや走査線方
向の狂いをキャンセルすることができる。

【００２３】折り返しミラー７は一般にガラス基材のフ
ロートガラスからなる。耐振動性という点では折り返し
ミラー７の厚みを増やせば有利になるが、１０ｍｍ以上
のミラーを使用すると切断処理に大きなコストがかかる
ため、通常は５ｍｍ以下のフロートガラスが用いられ
る。反射面１７とは反対側の裏面は、砂かけ処理等によ
って通常の平滑面に対して約２倍以上の表面粗さと摩擦
係数が得られるようになっている。そのため、折り返し
ミラー７と板ばね９との摩擦力が大きくなり、ハウジン
グと折り返しミラー７との相対移動が少なくなり、耐振
動性向上に寄与することができる。

【００２４】図６は、上記のようにして支持された折り
返しミラー７に作用する力を模式的に示すもので、押圧
部材としての２カ所の板ばね９の押圧力をシミュレーシ
ョンによって適度に設定することにより、上側に滑らか
に凸状に湾曲させることができることを示している。図
７は、当接部１０１と支持部１４との高さ位置関係を図
６の場合とは逆にして、折り返しミラー７を下向きに凸
状にした例を示す。このように、折り返しミラー７の長
さ方向中央部に対応する支持部１４の高さ位置を変える
ことにより、折り返しミラー７を一方向にも逆方向にも
湾曲させることができ、これによって第２結像系に起因
する走査線曲がりをキャンセルすることができる。実際
には第２結像系に起因する走査線曲がりはほぼ一定とな
るため、個々の光走査装置ごとに折り返しミラー７の反
りの方向を変える必要はない。

【００２５】折り返しミラー７の長さをＬ、押圧部材と
しての板ばね７の作用点のハウジング側支持部１０の当
接部１０１からのずれ量をＸとしたとき、ＬとＸとの比
を変えながらバンディングレベルを主観評価した結果を
図８に示す。評価するための画像出力に当たっては、折
り返しミラー裏面の砂かけ処理の有無を除き、全ての部
品が同一の光走査装置を用いた。また、この主観的評価
では、特に視覚的に一番目立ちやすいとされている１ｍ
ｍ前後のピッチのバンディングについて、複数人により
７段階で評価した。図８の縦軸はその平均点を示す。評
価点４点以上を良好な画像、４点未満を不良画像とし
た。図８から明らかなように、折り返しミラーの裏面を
砂かけ処理したものにおいて、２≦Ｌ／２Ｘ≦３５なる
関係、すなわち２≦０．５Ｌ／Ｘ≦３５なる関係とする
ことによって耐振動性が良好になることがわかる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、光源、集
光レンズ、第１結像系、偏向器、第２結像系、偏向光束
を被走査面に導くための折り返しミラーを有する光走査
装置において、振動による走査位置変動防止手段を折り
返しミラーに設けたため、折り返しミラーの耐振動性の
向上を図ることができ、形成される画像の品質を高める
ことができる。

【００２７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、第２結像系は、樹脂製の長尺レンズ
あるいは長尺ミラーを有してなり、折り返しミラーの耐
振動性の向上を図るために、折り返しミラーを滑らかに
湾曲させる向きに押圧部材が設けられているため、折り
返しミラーがそれ自体の弾性により弾発力が与えられた
状態で保持されることになり、折り返しミラーの耐振動
性が向上する。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、折り返しミラーの支持部がハウジン
グに設けられ、折り返しミラーの反射面両端部と長さ方
向中央部に受け部が設けられ、これらの受け部が上記支
持部に支持されることによって折り返しミラーが保持さ
れているため、折り返しミラーがその両端部と長さ方向
中央部とで保持されるとともに振動による走査位置変動
防止手段を有することになり、折り返しミラーの耐振動
性が向上する。

【００２９】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、結像光学系の長手方向の反りに起因
する走査線の曲がり量および走査線方向に対応して折り
返しミラーの湾曲量を規制する支持部がハウジングに設
けられているため、走査線の曲がりおよび走査線方向の
狂いがキャンセルされ、形成される画像の品質を高める
ことができる。

【００３０】請求項５記載の発明によれば、請求項２記
載の発明において、折り返しミラーの反射面とは反対側
の面であって押圧部材と接触する裏面の表面粗さが大き
くなっているため、折り返しミラーと押圧部材との摩擦
力が大きくなり、ハウジングと折り返しミラーとの相対
移動が少なくなり、耐振動性を向上させることができ
る。

【００３１】請求項６記載の発明によれば、請求項２記
載の発明において、押圧部材の作用点が、折り返しミラ
ーの端部反射面のハウジング側支持部から折り返しミラ
ーの長さ方向にずれているため、折り返しミラーがその
両端部と長さ方向中央部とさらにそれらの中間部とで保
持されることになり、上記押圧部材は振動による走査位
置変動防止手段として機能するため、折り返しミラーの
耐振動性がさらに向上する。

【００３２】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の発明において、折り返しミラーの長さをＬ、押圧部
材の作用点のハウジング側支持部からのずれ量をＸとし
たとき、２≦０．５Ｌ／Ｘ≦３５なる関係に設定したこ
とによって、良好な耐振動性を得ることができる折り返
しミラーの長さＬと、押圧部材の作用点のハウジング側
支持部からのずれ量Ｘとの関係を得ることができ、より
良好な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を示す
斜視図である。

【図２】本発明にかかる光走査装置の要部の構成例を斜
め背部から示す斜視図である。

【図３】上記要部の一端部の断面図である。

【図４】上記要部の中央部の断面図である。

【図５】上記要部の中央部の背面図である。

【図６】上記実施の形態における折り返しミラーの支点
と作用点の関係を示す模式図である。

【図７】別の実施の形態における折り返しミラーの支点
と作用点の関係を示す模式図である。

【図８】上記実施の形態における折り返しミラーの長さ
Ｌと押圧部材の作用点のハウジング側支持部からのずれ
量Ｘとの比に対する画像評価点との関係を示す線図であ
る。

【図９】従来の光走査装置における折り返しミラー保持
構造の例を示す斜視図である。

【図１０】同上従来の折り返しミラー保持構造の右側面
図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 集光レンズ ３ 第１結像系 ４ 偏向器 ５ 第２結像系を構成するｆθミラー ６ 第２結像系を構成する長尺レンズ ７ 折り返しミラー ９ 押圧部材としての板ばね １０ 保持部 １６ 受け部 １８ 受け部 ２０ 走査位置変動防止手段 ３０ ハウジング

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射した光束を集光する集光レ
   ンズと、集光レンズからの光束を偏向器の偏向反射面近
   傍に偏向反射面とほぼ平行な線像に集光する第１結像系
   と、上記偏向器により偏向された光束を像担持体の被走
   査面上に等速走査させかつ光スポットとして集光させる
   第２結像系と、上記偏向器により偏向された光束を上記
   被走査面に導くための折り返しミラーとを有してなり、
   ハウジング内に位置決め支持される光走査装置におい
   て、振動による走査位置変動防止手段が折り返しミラー
   に設けられていることを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 第２結像系は、樹脂製の長尺レンズある
   いは長尺ミラーを有してなり、折り返しミラーの耐振動
   性の向上を図るために、折返しミラーを滑らかに湾曲さ
   せる向きに押圧部材が設けられている請求項１記載の光
   走査装置。
3. 【請求項３】 折り返しミラーの支持部がハウジングに
   設けられ、折り返しミラーの反射面両端部と長さ方向中
   央部に受け部が設けられ、これらの受け部が上記支持部
   に支持されることによって折り返しミラーが保持されて
   いる請求項１記載の光走査装置。
4. 【請求項４】 結像光学系の長手方向の反りに起因する
   走査線の曲がり量および走査線方向に対応して折り返し
   ミラーの湾曲量を規制する支持部がハウジングに設けら
   れてなる請求項１記載の光走査装置。
5. 【請求項５】 折り返しミラーの反射面とは反対側の面
   であって押圧部材と接触する裏面の表面粗さが大きいこ
   とを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
6. 【請求項６】 押圧部材の作用点が、折り返しミラーの
   端部反射面のハウジング側支持部から折り返しミラーの
   長さ方向にずれている請求項２記載の光走査装置。
7. 【請求項７】 折り返しミラーの長さをＬ、押圧部材の
   作用点のハウジング側支持部からのずれ量をＸとしたと
   き、２≦０．５Ｌ／Ｘ≦３５なる関係を有する請求項６
   記載の光走査装置。