JPH03120565A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子写真複写機等の画像形成装置や、画像
読取装置等における走査光学装置に関し、特に原稿面を
露光用光源により照射して、その反射光を光軸に沿って
移動する光路変換用ミラーを有する光学系の衝突防止の
ために設けた衝撃吸収部材に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電子写真複写機等の画像形成装置や、画像読取装
置において、原稿を原稿台ガラス上に載置固定して、光
源を含む走査光学装置を移動させる方式がある。この方
式の走査光学装置を有する従来の装置について、説明の
便宜上、電子写真複写機を例として概略構成を第１図に
基づき説明する。

複写機本体１の上部には、原稿りを載せる透明ガラス製
の原稿台２が固定されている。原稿台２の下方であって
走査光学装置１０内には露光ランプ１１および第・ｌミ
ラー１２を具備した第１ミラーユニツト１３が設けられ
ている。

上記第１ミラーユニツト１３は、前記原稿台２と平行に
、かつ図面の左右方向へ直線移動可能に取り付けられて
いて、原稿りの全面を光学走査する。

図において、左方に近い実線で示された第１ミラーユニ
ツト１３は、複写開始前のホームポジシーンに在る位置
を示す。また図面の右方に近い破線で示された第１ミラ
ーユニツト１３は、露光走査終了して反転復帰する位置
を示す。

１４および１５はそれぞれ第２ミラーおよび第３ミラー
であり、これらが保持体１６に固定され一体化された第
２ミラーユニツト１７は所定の光路長を保つように、第
１ミラーユニツト１３の１７２の速度で左右方向に直線
運動する。勿論、該第２ミラーユニツト１７の移動は前
記第１ミラーユニツト１３と同情に原稿台２に対して平
行運動する。第１ミラーユニツト１３および第２ミラー
ユニツト１７とは何れもガイドバーまたはガイドレール
に沿って移動される。図において、左方に近い実線で示
した第２ミラーユニツト１７は、複写開始前のホームポ
ジション位置を示し、中央に近い破線で示した第２ミラ
ーユニツト１７は、走査往動を終了して反転復帰する状
態を示す。

原稿台２上の原稿りは露光ランプ１１により照明され、
その反射光はスリットを通過して、上記第１ミラー１２
、第２ミラー１４、第３ミラー１５による反射光路を辿
って主レンズ１８に入射し、更に第４ミラー１９を経て
、像支持体としての感光体ドラム３上へ入射される。

第２図は第１ミラーユニツト１３と第２ミラーユニッ１
−１７の相対移動位置を示す説明図である。図中、／は
第１ミラーユニツト１３の移動位置を示し、くは第２ミ
ラーユニツ）１７の移動位置を示す。

第１ミラーユニツト１３は、初期位置ａからスタートし
て加速して最高速度Ｖに達する位置すに移り、助走区間
を経て、原稿露光開始位置Ｃを所定の速度で通過して、
更に、走査露光を続け、原稿露光終了点ｄに達して像露
光を終了し、その後減速に入り、折返し０点に達して往
動を停止し、直ちに復動のための加速に入り、ｆ点に達
して所定の最高速度Ｖ′に達し、その速度を維持したま
まｇ点に達しそこから減速に入り、初期位置ａに復帰し
てｌサイクルを終了する。連続複写の場合は直ちに次の
サイクルに入り、以上の動作を繰返す。

第２ミラーユニツト１７は、上記第１ミラーユニツト１
３の１／２の速度で、かつｌ／２の行程を走行する。

そしてこれら両ユニットは同時スタート、同時リターン
、同時帰着する。すなわち第２ミラーユニツト１７は、
ＡＢ間で加速、ＢＤ間で定速（Ｖ）、ＤＥ間で減速して
反転し、ＥＦ間で戻り加速、ＦＧ間で戻り定速（Ｖ’）
、ＧＡ間で戻り減速して停止する。

第２ミラーユニツト１７の戻り減速は、駆動モータ（Ｄ
Ｃモータ）をタイマー制御と逆電圧印加とによる急速な
ブレーキ減速することによって行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

最近の走査光学装置では、高速走査と装置の小型化とが
要望されている。このため加速区間（３５間、ｅｆ間、
ＡＢ間、ＥＦ間）と減速区間（６０間、ｇａ間、ＤＨ間
、ＧＡ間）の短距離化、および急激な加速・減速を必要
とする。

しかし、従来から周知のように、物体を加速または減速
するときにはその慣性力により必ずオーバーショートが
発生する。例えば、所定の高速走行する物体を急激に減
速すると、所定の停止位置を超えてオーバーランしたり
、あるいは所定位置に達しないことがある。この停止位
置のバラツキは、駆動モータの駆動力のバラツキ（印加
電圧のバラツキを含む）や、減速開始のタイミングずれ
や、物体の滑走部の摩擦負荷のバラツキ、環境温度変化
による嵌合や潤滑剤の変化等により、一定にすることは
難しい。

走査光学装置においても、ｌサイクル終了時の第１ミラ
ーユニツトおよび第２ミラーユニツトの初期復帰点ａ、
Ａにバラツキを生じる。

小型化された走査光学装置では、特に第２ミラーユニツ
ト１７の保持体１６と走査光学装置１０の筐体２０の壁
面２ＯＡとの間隙を狭く設定しであるから、該第２ミラ
ーユニツト１７が復帰時にオーバショートして壁面２０
Ａに衝突して、変形・破損したり、ミラー調整が狂って
しまうことが生じる。

上記衝突を防止するため、従来はエアダンパーやオイル
ダンパー等の衝撃吸収機器や、引張りコイルばねと連結
したリンク機構による衝撃吸収手段やゴム等の弾性部材
等が装備されている。

しかし、これら衝撃吸収手段では、弾性力が強すぎると
前記光学系部材（ミラーユニット）の跳ね返りが大きく
、初期復帰点から逆方向に戻した位置に停止させ、以後
の走査露光タイミング制御を狂わせたり、画像形成プロ
セスのタイミングと不一致を生じさせたりする。また、
衝撃吸収手段の弾性−力か弱すぎると、衝突時の衝撃力
を充分吸収できず１、光学系部材や他の装置にショック
による調整ずれや損傷を与えるなどの問題が生じる。

更に、上記衝撃吸収手段は大型で高価であるから、走査
光学装置の小型化軽量化に不適であるばかりでなく、コ
スト高ともなる。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、従来の衝撃吸収手段における欠点を解消す
る走査光学装置を提供するものであって、光学系部材の
復帰時の衝突を緩和して確実に衝撃力を吸収するととも
に、製造原価の低減と装置の小型化を可能にする走査光
学装置を実現することを目的とするものである。

上記目的を達成するこの発明の走査光学装置は、往復動
して原稿面を露光走査する光学系移動型の走査光学装置
において、前記往復動する光学系の保持体の戻り行程時
の装置本体との衝突防止のＩ；めに介在させる衝撃吸収
用の板ばね部材を設けたことを特徴とする。ものである
。

また、この発明の走査光学装置では、前記板ばね部材の
ばね定数をその変位量によって２段階に変化させるよう
に形成したことを特徴とする。

〔実施例〕

この発明による走査光学装置を第１図および第３図に示
す。第３図はこの走査光学系の部分断面図である。

これらの図において、走査光学・装置１０の筐体２０の
左側壁面２０＾の内側には、本発明による衝撃吸収用の
特殊形状をした板ばね部材２１がねじ等によって固定さ
れている。第４図は該板ばね部材２１の斜視図である。

上記板ばね部材２１はフラットな取付面部２１Ａと、所
定の半径で円筒形状に巻かれた曲面部２１Ｂとから成る
。曲面部２１Ｂの自由端は、取付面部２１Ａに近接対向
し、小間隙を形成している。なお、−上記板ばね部材は
板厚０．３〜０　、５ｍｍのステンレス鋼板または燐青
銅板材料をプレス曲げ加工して成形、されたものである
。

第５図は上記板ばね部材２１の圧縮過程を示す断面図で
ある。第５図（Ａ）は前記第２ミラーユニツト１７の保
持体１６が、戻り減速時に初期復帰点Ａをオーバーラン
して、更に上記板ばね部材２１の曲面部２１Ｂに衝突し
て圧接した瞬間を示す。このときの保持体１６と、筐体
２０の壁面２０Ａとの間隔はａＯである。この状態から
板ばね部材２１は圧縮が開始される。このとき板ばね部
材２１の自由端部２１Ｇは取付面部２１Ａとは無負荷の
初期離間距離を保っている。

次に、上記保持体１６が更にオーバーランして、矢示方
向に戻り前進して、板ばね部材２１を圧縮して衝撃を吸
収する状態を第５図（Ｂ）に示す。板ばね部材２１の自
由端部２１Ｃが取付面部２１Ａに当接する間隔１１の位
置にまで達するまでは、板ばね部材２１のばね荷重Ｗが
、保持体１６の移動量に対してほぼ直線的に変化する。

第６図は上記板ばね部材２１の矢示方向移動量と荷重と
の関係を示すばね常数の特性図である。図において、実
線で示す折線ＡＩ、Ａ２は上記板ばねの特性を示す線図
であり、その屈曲点Ｐは前記第５図（Ｂ）の状態から第
５図（Ｃ）に移行する境界点である。なお−点鎖線で示
す折線Ｂは従来の衝撃吸収用のばねまたはダンパーの特
性線図であり、はぼ一定勾配をなして荷重が変化する。

第５図（Ｂ）の状態から、更に保持体１６がオーバーラ
ンして矢示方向に前進したときには、保持体１６の衝撃
加圧力により、板ばね部材２１の自由端部２ＩＣは取付
面部２１Ａに圧接したまま、曲面部２１Ｂは押圧されて
変形されてやや偏平となり、自由端部２１Ｃは取付面部
２１Ａに圧接しながら該面上を摺動し、第５図（Ｃ）に
示す間隔Ｑ２の状態となる。

この進行過程でばね荷重Ｗは急速に増大する。第５図＜
Ｃ＞はすなわち、第６図に示す屈曲点Ｐを越えた右方の
折線Ａ２は急勾配をなして、荷重Ｗは著しく増大する。

このようにして、第２ミラーユニツト１７が何らかの原
因で初期復帰点Ａをオーバーランして、保特休１６が板
ばね部材２１の曲面部２１Ｂに衝突したとき、自由端部
２ＩＣが取付面部２１Ａに当接するまでの第５図（Ａ）
〜（Ｂ）間の過程では板ばね部材２１は第２ミラーユニ
ツト１７の戻りオーバーランを軽荷重で緩衝して衝撃を
吸収することができる。すなわち、第２ミラーユニツト
１７のオーバーラン速度（運動エネルギー）が小さけれ
ば、この過程で緩やかに衝撃を吸収して減速させて停止
させることができる。

第２ミラーユニツト１７のオーバーラン・エネルギーが
大きい場合には、前記第５図（Ａ）〜（Ｂ）間の緩衝で
は支えきれず、更に板ばね部材２１を加圧して、第５図
（Ｂ）〜（Ｃ）間へ進行する。この間では、板ばね部材
２１の圧縮荷重勾配が著しく大きいから、オーバーラン
した第２ミラーユニツト１７は急激に減速されて短距離
で停止する。すなわち、上述のようなオーバーラン量が
大きい場合には、板ばね部材２１の弾性力によって最初
に緩やかに衝撃を吸収して減速させ、ある時点を越える
と圧縮荷重が著しく増大して、急激に減速停止させるこ
とができる。

第７図は、この発明による板ばね部材の他の実施例を示
す斜視図である。

板ばね部材２２は、取付面部２２Ａと、半円筒形状の曲
面部２２Ｂと、該曲面部２２Ｂの付根側の斜面部２２Ｃ
と、自由端側の舌片部２２Ｄとから形成された弾性部材
である。

第８図は上記板ばね部材２２の圧縮ｊ程を示す断面図で
ある。第８図（Ａ）は前記第２ミラーユニツト１７の保
持体１６が、戻り減速時に初期復帰点Ａをオーバーラン
して、更に上記板ばね部材２２の舌片部２２Ｄの先端部
付近に衝突して圧接した瞬間を示す（間隔ｍｏ）。

第２ミラーユニツト１７が矢示方向にオーバーランして
、保持体１６が板ばね部材２２に衝突して、更に舌片部
２２Ｄを押圧して進行すると、板ばね部材２２の舌片部
２２Ｄおよび傾斜部２２Ｃは圧縮されて間隔ｍｌのほぼ
平行状態となり、第８図（Ｂ）に示す状態にまで変形す
る。この変形過程では、ばねの変形荷重は、前記第６図
の折線ＡＩで示したものと同様に軽荷重である。第２ミ
ラーユニツト１７のオーバーラン速度が小さいときには
、この変形領域での軽荷重で緩やかに減速・停止させる
ことができる。

第２ミラーユニツトのオーバーラン速度が大きいときに
は、保持体１６は板ばね部材２２を更に矢示方向に押圧
・変形させる。この変形過程では、外部押圧力は板ばね
部材２２の曲面部２２Ｂを押し潰すよう作用するから、
ばねの変形荷重は著しく大きい。この変形状態を第８図
（Ｃ）に示す。（間隔ｍ２）荷重−変位線図は第６図の
折線Ａ２で示される。このばね変形荷重により第２ミラ
ーユニツ）１７の衝撃力は急速に吸収され、短距離で減
速・停止される。

なお、この発明による衝撃吸収用の板ばね部材は、その
変位により強弱２段階に変化させるものであり、その形
状は前記実施例に限定されるものではなく、種々の形状
を適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明によって、ばね荷重が強弱２段変化する衝突防止
用の緩衝板ばね部材を装着することにより、走査光学系
ユニットが減速復帰時にたとえ折返し点または停止点を
オーバーランしても確実に急速減速停止させることがで
きる。そして、復帰時に急激な衝撃力を受けて調整精度
に狂いを生じたり、損傷することはなく、また衝撃時に
反発・リターンして停止位置に誤差を生じることはなく
なった。また、この板ばね部材は部品点数が単品ですみ
製造コストも安い利点がある。

更に、走査光学装置内の狭い空間に前記衝突防止用の衝
撃吸収用板ばね部材を装置できるから、走査光学装置や
これを装備した複写機や画像読取装置を小型化すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る走査光学装置を備えた電子写真
複写機の構成図、第２図は走査光学装置における第１お
よび第２ミラーユニツトの移動速度を示す説明図、第３
図は第１および第２ミラーユニツトの断面図、第４図は
衝撃吸収部材の斜視図、第５図は該部材の圧縮過程を示
す断面図、第６図は該部材のばね定数の特性図、第７図
はこの発明による衝撃吸収部材の他の実施例を示す斜視
図、第８図清談部材の圧縮過程を示す断面図である。 ｌ・・・複写機本体　　　２・・・原稿台３・・・感光
体ドラム　　ｌＯ・・・走査光学装置１１・・・露光ラ
ンプ　　　１２・・・第１ミラー１３・・・第１ミラー
ユニツト １４・・・第２ミラー　　　１５・・・第３ミラー１６
・・・保持体　　　　　１７・・・第２ミラーユニツト
１８・・・主レンズ　　　　１９・・・第４ミラー２０
・・・筐体　　　　　　２ＯＡ・・・壁面２１．２２・
・・衝撃吸収用の板ばね ２１Ａ、２２Ａ・・・取付面部　２１Ｂ、２２Ｂ・・・
曲面部２ＩＣ・・・自由端面部　　２２Ｃ・・・斜面部
２２Ｄ・・・舌片部　　　　ａ、Ａ・・・初期復帰点ａ
Ｏ、ａｌ、Ｑ２・・・間隔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）往復動して原稿面を露光走査する光学系移動型の
   走査光学装置において、前記往復動する光学系の保持体
   の戻り行程時の装置本体との衝突防止のために介在させ
   る衝撃吸収用の板ばね部材を設けたことを特徴とする走
   査光学装置。
2. （２）前記板ばね部材のばね定数をその変位量によって
   ２段階に変化させるように形成したことを特徴とする走
   査光学装置。