CN107678157A - 光扫描装置以及具备该光扫描装置的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光扫描装置及图像形成装置。本发明的光扫描装置包括光源、旋转多面镜、对由所述旋转多面镜反射后的光进行反射从而引导到被扫描面的转向镜、从厚度方向的一侧面对该转向镜进行支承的多个支承销、以及能对转向镜的位置进行调整的镜面位置调整机构。转向镜在利用镜面位置调整机构进行了位置调整的状态下使用，其中，该位置调整使得转向镜的重心位置相对于转向镜的旋转轴线向副扫描方向偏离。根据本发明，能抑制转向镜的旋转振动。

Description

光扫描装置以及具备该光扫描装置的图像形成装置

技术领域

本发明涉及光扫描装置以及具备该光扫描装置的图像形成装置。

背景技术

以往已知一种光扫描装置，搭载有电子照相方式的图像形成装置，将与图像数据相对应的光束照射到感光鼓的表面并使其沿主扫描方向进行扫描。

该装扫描装置具备光源、对从光源射出的光束进行反射来进行偏转扫描的旋转多面镜、以及将由旋转多面镜反射后的光束成像到被扫描面上的成像透镜。

上述光扫描装置中，为了提高光路布局的自由促，有时会在从旋转多面镜到被扫描面的光路上设置转向镜。

转向镜呈在主扫描方向上较长的矩形柱状。转向镜被四个支承销从表面侧(反射面侧)进行支承。转向镜由按压弹簧向该四个支承销按压。四个支承销与转向镜表面的四个角相抵接。

若旋转多面镜随着光扫描装置的动作进行旋转，则来自旋转多面镜的振动会传递到转向镜上。结果会导致转向镜上产生弯曲振动、旋转振动。

弯曲振动是转向镜的主扫描方向的中央部相对于两端部在镜面厚度方向上进行往复位移的振动。若产生弯曲振动，则会在打印图像的主扫描方向的中央部产生明显的浓度不均。

另一方面，旋转振动是从主扫描方向观察转向镜时、该镜面在顺时针方向以及逆时针方向上交替位移的振动。转向镜的旋转中心取决于多个支承销对转向镜的支承位置。若转向镜产生旋转振动，则会在打印图像的整个主扫描方向上产生明显的浓度不均。

发明内容

然而，转向镜的长边方向(主扫描方向)的尺寸越长，越容易产生弯曲振动。因此，转向镜的主扫描方向的长度随着近年来光扫描装置的小型化而变短，上述弯曲振动变得不容易产生。另一方面，与转向镜的主扫描方向的尺寸相比，旋转振动受到支承销对转向镜的支承位置的影响更大，因此，即便减小转向镜的主扫描方向的尺寸，也难以抑制旋转振动。因此，抑制转向镜的旋转振动在实现光扫描装置的小型化并提高图像品质的层面上较为重要。

本发明鉴于上述内容，意图抑制转向镜的旋转振动。

本发明公开的一个方面的光扫描装置具有光源、旋转多面镜、转向镜、多个支承销以及位置调整机构。旋转多面镜对从该光源射出的光束进行反射来进行偏转扫描。转向镜设置成沿主扫描方向延伸，并对由所述旋转多面镜反射后的光束进行反射从而引导到被扫描面的转向镜。多个支承销从厚度方向的一侧面对该转向镜进行支承。位置调整装置构成为能使所述转向镜在副扫描方向上移动。所述转向镜由所述镜面位置调整机构进行位置调整，使得所述转向镜的重心位置较由所述多个支承销对所述转向镜的支承位置所决定的该转向镜旋转振动时的旋转轴线向副扫描方向偏离。

附图说明

图1是具备实施方式的光扫描装置的图像形成装置。

图2是表示光扫描装置的立体图。

图3是表示光扫描装置内的扫描光学系统的从多棱镜的转轴方向观察的示意图。

图4是从上方观察感光鼓的俯视图。

图5是图4的V向向视图。

图6是表示与镜面位置调整机构的控制相关的控制系统的结构的框图。

图7是表示镜面位置调整机构的立体图。

图8A是表示镜面位置调整机构的从转向镜的长边方向观察的侧视图，并且是表示转向镜的旋转中心与转向镜的重心位置在副扫描方向上一致的状态的图。

图8B是表示镜面位置调整机构的从转向镜的长边方向观察的侧视图，并且是表示转向镜的旋转中心与转向镜的重心位置在副扫描方向上产生偏移的状态的图。

图9A是表示镜面位置调整机构的从转向镜的反射面侧观察的俯视图，并且是表示转向镜的旋转中心与转向镜的重心位置在副扫描方向上一致的状态的图。

图9B是表示镜面位置调整机构的从转向镜的反射面侧观察的俯视图，并且是表示转向镜的旋转中心与转向镜的重心位置在副扫描方向上产生偏移的状态的图。

图10是表示由控制部执行的镜面位置调整控制的一个示例的流程图。

图11是表示由控制部算出的光束的位置偏移量的变化特性的曲线图。

图12是示出实施方式2的相当于图10的图。

图13A是表示未产生图像不良的正常的测试图像的一个示例的图。

图13B是表示产生了抖动的测试图像的一个示例的图。

图14是表示显示在显示部中的选择画面的一个示例的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式的一个示例进行详细说明。另外，本发明不限于以下实施方式。

实施方式1

图1是表示本实施方式的图像形成装置的激光打印机1的示意结构的剖视图。

激光打印机1如图1所示，包括盒状的打印机主体2、手动供纸部6、盒供纸部7、图像形成部8、定影部9以及排纸部10。由此，激光打印机1构成为在沿着打印机主体2内的传送路径L传送用纸的同时，基于从未图示的终端等发送的图像数据在用纸上形成图像。

手动供纸部6具有可开闭地设置于打印机主体2的一个侧部的手动进纸盘4以及可旋转地设置于打印机主体2内部的手动进纸用的供纸辊5。

盒供纸部7设置于打印机主体2的底部。盒供纸部7包括对相互重叠的多张用纸进行收纳的供纸盒11、将供纸盒11内的用纸逐张取出的抓纸辊12以及将取出的用纸逐张分离并送出到传送路径L的进给辊13和延迟辊14。

图像形成部8设置于打印机主体2内的盒供纸部7的上方。图像形成部8包括感光鼓16、带电器17、显影部18、转印辊19、清洁部20、墨粉仓21以及光扫描装置30。图像形成部8在从手动供纸部6或盒供纸部7提供的用纸上形成墨粉图像。

另外，转送路径L中还设有使送出的用纸暂时等待然后在规定的时刻提供给图像形成部8的一对对位辊15。

定影部9配置于图像形成部8的侧方。定影部9包括彼此压接并旋转的定影辊22以及加压辊23。定影部9将由图像形成部8转印到用纸上的墨粉像定影到该用纸上。

排纸部10设置在定影部9的上方。排纸部10包括排纸盘3、用于将用纸传送到排纸盘3的排纸辊对24以及将用纸引导到排纸辊对24的多个传送引导条25。排纸盘3呈凹状地形成在打印机主体2的上部。

激光打印机1接收到图像数据后，在图像形成部8中对感光鼓16进行旋转驱动，并由带电器17使感光鼓16的表面带电。

然后，基于图像数据从光扫描装置30向感光鼓16射出光束。通过照射光束，从而在感光鼓16的表面形成了静电潜像。由显影部18利用带电的墨粉使该静电潜像显影，从而可视化为墨粉像。

之后，从供纸盒11提供的用纸通过转印辊19与感光鼓16之间。此时，吸附于感光鼓16表面的墨粉像受到来自转印辊19的静电引力而移动到用纸的打印面。由此，感光鼓16的墨粉像被转印到用纸上。转印有墨粉像的用纸在定影部9中被定影辊22和加压辊23加热并加压。结果，墨粉像被定影到用纸上。

接着，参照图2和图3，对光扫描装置30的细节进行说明。光扫描装置30包括壳体31(仅在图2中示出)、收纳在壳体31的内部并对来自光源32的光束进行偏转扫描的多棱镜35、由多棱镜35进行偏转扫描来使光束成像的成像透镜36、对通过成像透镜36的光束进行反射从而引导到感光鼓16的表面的转向镜38、以及安装在壳体31上的盖构件37(仅图1中示出)。

多棱镜35经由多棱镜电机40设置于壳体31的底部。多棱镜35为旋转多面镜，由多棱镜电机40进行旋转驱动。

光源32如图2所示配置于壳体31的侧壁部。光源32例如是具有激光二极管的激光光源。光源32向多棱镜35射出激光束(光束)。光源32与多棱镜35之间配置有准直透镜33(参照图3)以及柱面透镜34。

成像透镜36如图2所示，在多棱镜35的侧方配置于壳体31的底部。成像透镜36沿着壳体31的底部在主扫描方向上延伸。

壳体31内部的、成像透镜36的多棱镜35一侧的相反侧配置有转向镜38。转向镜38呈在主扫描方向上较长的矩形柱状。转向镜38的厚度方向的一个侧面作为反射光束的反射面。

转向镜38由第一支承销41、第二支承销42以及第三支承销43从表面侧(反射面侧)进行支承(参照图7)。各支承销41～43的前端部呈球面状，并与转向镜38的反射面上的主扫描方向的两端部点接触。转向镜38的表面上的主扫描方向的两端部上分别设置有板簧44。转向镜38由一对板簧44压向各支承销41～43的前端部。

壳体31的侧面部上与转向镜38的主扫描方向的一侧端部相对的部位配置有同步检测传感器50(参照图3)。转向镜38的主扫描方向的另一侧端部附近设有同步检测镜53。同步检测镜53对经多棱镜35偏转并在脱离有效扫描范围(实际进行图像数据写入的范围)的光路中行进的光束进行反射，使其入射到同步检测传感器50。

同步检测传感器50例如由光电二极管、光电晶体管、光电IC等构成。同步检测传感器50在检测到光束时，将表示这一情况的检测信号输出到控制部100。

控制部100例如由具有CPU、ROM、RAM等的微机构成，在从接收到同步检测信号时起经过了规定时间以后，开始利用光源32射出与图像数据相对应的光束。

从光源32射出的激光在被准直透镜33变成平行光束后，被柱面透镜34聚焦到多棱镜35的反射面。聚焦到多棱镜35的激光被多棱镜35的反射面反射，并作为扫描光入射到成像透镜36。通过成像透镜36的扫描光被转向镜38经由开口部39(参照图1)向壳体31外部的感光鼓16反射。由此，将扫描光成像到感光鼓16的表面(相当于被扫描面)。通过多棱镜35的旋转使成像到感光鼓16表面的扫描光在感光鼓16的表面上沿主扫描方向进行扫描，并通过感光鼓16的旋转沿副扫描方向进行扫描，从而在感光鼓16的表面形成静电潜像。

如图4所示，在感光鼓16的侧方彼此相邻地配置有用于对感光鼓16的表面(被扫描面)上、光束在副扫描方向上的位置偏移进行检测的第一光检测传感器51以及第二光检测传感器52。

第一光检测传感器51以及第二光检测传感器52例如由光电二极管、光电晶体管、光电IC等构成。

如图5所示，第一光检测传感器51以及第二光检测传感器52分别具有细长的矩形的检测区域51a、52a。矩形的检测区域51a、52a相对于光束的扫描方向(主扫描方向)以互不相同的角度交叉。第一光检测传感器51配置成检测区域51a在与主扫描方向正交的副扫描方向上延伸。第二光检测传感器52配置成检测区域52a相对于副扫描方向倾斜规定角度θ。这里，θ只要是大于0且小于π／2的角度即可，可以是任何角度，本实施方式中例如设为π／4。第一光检测传感器51以及第二光检测传感器52在检测到光束时，将表示这一情况的检测信号输出到控制部100。

控制部100基于来自第一光检测传感器51以及第二光检测传感器52的检测信号计算光束的副扫描方向上的位置偏移量。控制部100基于算出的位置偏移量执行后述的镜面位置调整控制。控制部100相当于位置偏移检测部。

图6是表示与镜面位置调整控制相关的控制系统的结构的框图。除了第一光检测传感器51以及第二光检测传感器52以外，控制部100还与上述光源32、后述的镜面位置调整机构60、输入部101以及显示部102电连接。显示部102也起到用于供用户设定目标移动量的设定部的作用。

输入部101例如由操作面板、触摸式的液晶显示器构成。用户能通过输入部101设定例如激光打印机1的工作模式。本实施方式中，能切换打印模式和调整模式作为工作模式。

显示部102例如由液晶显示器等构成，接受来自控制部100的指令从而将所需的信息显示在画面上。

控制部100在通过输入部101设定了打印模式的情况下，在从接收到来自第一光检测传感器51的检测信号时起经过了规定时间以后，开始利用光源32进行图像数据的写入。

控制部100在通过输入部101设定了调整模式的情况下，基于来自第一光检测传感器51以及第二光检测传感器52的检测信号计算副扫描方向上光束与基准位置的偏移量，并基于算出的位置偏移量执行镜面位置调整控制。

镜面位置调整控制是用于对伴随多棱镜35的旋转而产生的转向镜38的旋转振动进行抑制的控制。转向镜38的旋转振动是转向镜38围绕沿主扫描方向延伸的轴线振动的现象。该旋转振动的产生程度根据第一支承销41～第三支承销43对转向镜38的支承位置而变化。本实施方式中，利用镜面位置调整机构60对转向镜38的负扫描方向的位置进行调整，从而调整各支承销41～43对转向镜38的支承位置，从而抑制转向镜38的旋转振动。

如图7所示，镜面位置调整机构60具有一对凸轮构件61、一对施力构件62、以及驱动电机63。

各凸轮构件61具有圆板状凸轮部61a、以及与圆板状凸轮部61a同轴形成的圆柱状的轴部61b。圆板状凸轮部61a的轴心偏离轴部61b的轴线。即，圆板状凸轮部61a是具有最大直径部和最小直径部的偏心凸轮。各圆板状凸轮部61a的外周面与转向镜38的副扫描方向的一侧端面上的主扫描方向的两端部相抵接。

一对施力构件62配置成夹着转向镜38与各凸轮构件61相对。一对施力构件62与转向镜38的副扫描方向的另一侧端面相抵接。一对施力构件62例如由压缩盘簧构成，始终将转向镜38按压到圆板状凸轮部61a的外周面。

驱动电机63是用于对凸轮构件61进行旋转驱动的电动机，经由未图示的齿轮机构连结到凸轮构件61的轴部61b。驱动电机63由控制部100进行控制。

接着，参照图7和图8，对镜面位置调整机构60的动作进行说明。利用镜面位置调整机构60使转向镜38在初始位置和最大调整位置之间直线地往复移动。

图8A以及图9A示出转向镜38处于初始位置的状态。该初始位置上，圆板状凸轮部61a的外周面上位于最小直径部61min与最大直径部61max的正中间的部分与转向镜38的副扫描方向的一侧面相抵接。

并且，转向镜38的重心位置G在副扫描方向上位于旋转轴线Lr处。这里，旋转轴线Lr是成为转向镜38产生旋转振动时的旋转中心的轴线(假想线)，本实施方式中与主扫描方向平行地延伸。旋转轴线Lr是从转向镜38的厚度方向观察时通过第一支承销41对转向镜38的支承位置与第二支承销42以及第三支承销43对转向镜38的支承位置的中点的直线(参照图9A)。另外，图8A以及图8B中，为了便于观察附图，省略了支承销42、43的图示。

若在图8A以及图9A的状态下利用驱动电机63将凸轮构件61沿逆时针方向旋转驱动π／2，则转向镜38被施力构件62的作用力向下侧按压，移动到最大调整位置(参照图8B以及图9B)。

在最大调整位置，转向镜38的重心位置相对于旋转轴线Lr向副扫描方向的一侧偏离。此时的偏离量(以下称为最大偏离量)δmax是由圆板状凸轮部61a的偏心量决定的量。

接着，参照图10对由控制部100执行的镜面位置调整控制的一个示例进行说明。

在最初的步骤SA1中，基于来自输入部101的信号判定是否设定了调整模式作为激光打印机1的工作模式，在该判定为否的情况下返回，而在该判定为是的情况下，进入步骤SA2。

步骤SA2中，基于来自第一光检测传感器51以及第二光检测传感器52的检测信号，计算伴随多棱镜35的旋转而产生的光束在副扫描方向上的位置偏移量的变化特性。

即，光检测区域51a和光检测区域52a相对于主扫描方向以不同的角度交叉，因此光束通过光检测区域51a后到抵达光检测区域52a的时间会因光束的副扫描方向的位置而产生差异。若用图5的示例来说明，则在对预先确定的基准扫描位置进行扫描的光束D1与离开该基准扫描位置进行扫描的光束D2之间，通过光检测区域51a后到抵达光检测区域52a为止的抵达时间产生差ΔT(=t2-t1)。本实施方式中，每次扫描光束时测定该抵达时间t2，计算测定出的抵达时间t2与基准时间t1的时间差ΔT，将计算出的时间差ΔT换算为副扫描方向的距离W，从而计算伴随多棱镜35的旋转而产生的光束在副扫描方向上的位置偏移量的变化特性。

图11是表示光束在副扫描方向上的位置偏移量的变化特性的计算结果的曲线图。曲线图的纵轴表示光束的位置偏移量，横轴用反射面的编号(本实施方式中为五边形的多棱镜35的反射面r1～r5)来表示多棱镜35的旋转角度。由该曲线图可知，光束的副扫描方向的位置偏移量以多棱镜35的旋转周期进行正弦变化。

步骤SA3中，使转向镜38的重心位置G相对于转向镜38的旋转轴线Lr向副扫描方向偏离。具体而言，使转向镜38的位置从初始位置向最大调整位置侧移动，移动间隔为规定时间，以曲线图形式计算各移动位置上光束在副扫描方向上的位置偏移量。然后，使转向镜38移动到所算出的光束的位置偏移量的变化幅度(例如图11的示例所示的变化特性的最大振幅)达到最小的位置。

如上所述，本实施方式中，在通过输入部101设定了镜面位置调整模式的情况下，利用镜面位置调整机构60对转向镜38进行位置调整，使其重心位置G相对于旋转轴线Lr向副扫描方向偏离。

由此，能增加转向镜38绕旋转轴线Lr的转动惯量，从而能增加使转向镜38绕旋转轴线Lr旋转所需的能量。由此，转向镜38变得难以绕旋转轴线Lr旋转，因此能抑制转向镜38的旋转振动从而防止抖动等图像不良的产生。

此外，本实施方式中，计算通过第一光检测传感器51以及第二光检测传感器52的光束的副扫描方向的位置偏移量(步骤SA2)，并对转向镜38进行位置调整，使得算出的光束的位置偏移量的振幅达到最小。通过像这样对转向镜38的位置进行自动调整，从而能迅速地使转向镜38移动到最佳位置，而不依赖于用户的感觉。

实施方式2

图12示出实施方式2。本实施方式中，由控制部100执行的镜面位置调整控制的内容与实施方式1不同。本实施方式中，控制部100起到测试打印执行部的作用。

在最初的步骤SB1中，基于来自输入部101的信号判定是否设定了调整模式，在该判定为否的情况下返回，而在该判定为是的情况下，进入步骤SB2。

在步骤SB2中，判定是否通过输入部101接受了开始测试打印的指示，在该判定为否的情况下返回，而在该判定为是的情况下，进入步骤SB3。

在步骤SB3中执行测试打印。在测试打印中，例如在用纸传送方向上隔开规定间隔打印多条沿主扫描方向延伸的规定宽度(例如两个点位)的线。图13A、13B示出打印出的测试图像T的一个示例。另外，图13A中，各条线的间隔恒定，而图13B中，由于转向镜38的旋转振动而产生了抖动，各条线的间隔变得不均匀。

步骤SB4中，使显示部102显示设定画面(参照图14)。该设定画面是用于以转向镜38位于上述初始位置的状态为基准来供用户设定转向镜38的目标移动量的画面。该设定画面中，在0～最大偏离量δmax之间将转向镜38的目标移动量等分成5个级别，用户能用手指来选择与各调整等级相对应的按钮b1～b5。另外，转向镜38的目标移动量也可以通过数字键等直接输入。

步骤SB5中，读入步骤SB4中通过由用户选择按钮b1～b5而设定的目标移动量。然后，为了使转向镜38移动到与所读入的目标移动量相对应的位置，对镜面位置调整机构60的驱动电机63的旋转角度进行控制，之后返回。

本实施方式中，控制部100在打印沿主扫描方向延伸并且由在用纸的传送方向上隔开间隔排列的多条线构成的测试图像T后，读入由用户通过显示部102输入的转向镜38的目标移动量，并将转向镜的位置38控制到与所读入的目标移动量相对应的位置。

由此，用户能观察测试图像T来确认图像品质并进行转向镜38的位置调整。因此，能可靠地抑制抖动等图像不良的产生。

其他实施方式

上述实施方式2中，将转向镜38的目标移动量的大小区分为5个级别的等级，但并不限于此，当然也可以将等级区分数设为4级以下，或设为6级以上。

此外，也可以根据多棱镜35的转速来使转向镜38的目标移动量的等级区分数不同。即，例如在能对多棱镜35的转速为第一速度的低速模式和多棱镜35的转速为比第一速度高的第二速度的高速模式进行切换的光扫描装置30中，考虑使高速模式下的转向镜38的目标移动量的大小的等级区分数大于低速模式下的目标移动量的等级区分数。由此，多棱镜35的转速越高，能对转向镜38进行更精细的位置调整，因此能更可靠地抑制转向镜38的旋转振动。另外，也可以不使转向镜38的目标移动量的区分数不同，而使目标移动量的最大值不同。该情况下，多棱镜35的转速越高，使转向镜38的目标移动量的最大值越高即可。

上述实施方式中，对图像形成装置为激光打印机1的示例进行了说明，但并不限于此，图像形成装置也可以是复印机、复合机或MFP等。

上述实施方式2中，利用3个支承销41～43对转向镜38进行支承，但并不限于此，支承销当然也可以是2个以下，或者4个以上。例如在支承销为4个的情况下，只要分别利用2个支承销对转向镜38的主扫描方向的两端部进行支承即可。该情况下，将设置于转向镜38的主扫描方向的一端部上的2个支承销的支承位置的中点与设置于主扫描方向的另一端部上的2个支承销的支承位置的中点相连的直线成为旋转轴线Lr。

Claims (4)

1.一种光扫描装置，

具有：光源；对从该光源射出的光束进行反射来进行偏转扫描的旋转多面镜；设置成沿主扫描方向延伸、并对由所述旋转多面镜反射后的光束进行反射从而引导到被扫描面的转向镜；以及从厚度方向的一侧面对该转向镜进行支承的多个支承销，其特征在于，

还包括能使所述转向镜在副扫描方向上移动的镜面位置调整机构，

所述转向镜由所述镜面位置调整机构进行位置调整，使得所述转向镜的重心位置较由所述多个支承销对所述转向镜的支承位置所决定的该转向镜旋转振动时的旋转轴线而更向副扫描方向偏离。

2.如权利要求1所述的光扫描装置，其特征在于，

还包括：

对伴随所述旋转多面镜的旋转而产生的光束在副扫描方向上的位置偏移量的变化特性进行检测的位置偏移检测部；以及

对所述镜面位置调整机构的动作进行控制的控制部，

所述控制部能利用所述镜面位置调整机构在副扫描方向的规定范围内对所述转向镜的位置进行调整，并构成为在该规定范围内对所述转向镜的位置进行控制，使得由所述位置偏移量检测部检测到的所述变化特性的变化幅度达到最小。

3.一种图像形成装置，其特征在于，包括：

权利要求1所述的光扫描装置；

在用纸上打印测试图像的测试打印执行部；

以所述转向镜的旋转轴线与所述转向镜的重心位置在副扫描方向上一致的状态为基准从而能供用户设定所述转向镜在副扫描方向上的目标移动量的设定部；以及

通过控制所述镜面位置调整机构的动作来控制所述转向镜在副扫描方向上的位置的控制部，

所述控制部在利用所述测试打印执行部打印所述测试图像后，读入由用户通过所述设定部设定的目标移动量，之后利用所述镜面位置调整机构将所述转向镜的位置控制到与该读入的目标移动量相对应的位置。

4.如权利要求3所述图像形成装置，

其特征在于，

所述旋转多面镜能将转速切换为第一速度，即低速模式，和比该第一速度高的第二速度，即高速模式，

所述设定部构成为能由用户从预先区分为多个等级的目标移动量中选择一个等级来设定所述转向镜的目标移动量，

所述高速模式下的所述目标移动量的大小的等级区分数大于所述低速模式下的所述目标移动量的等级区分数。