JP2008070722A - Mirror reinforcement structure, optical scanner, image read-out device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細長い形状のミラーを補強するミラー補強構造、および該ミラー補強構造にて補強されたミラーを光学部品の一部に用いる光走査装置,画像読取装置,画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a mirror reinforcing structure that reinforces an elongated mirror, and an optical scanning device, an image reading apparatus, and an image forming apparatus that use a mirror reinforced by the mirror reinforcing structure as a part of an optical component.
電子写真技術を用いた複写機などの画像形成装置では、原稿画像を読み取る画像読取装置の光学系や、該画像読取装置あるいはパソコンから出力された画像情報に基づいて像担持体上に潜像を書き込む光走査装置の光学系におけるミラーが用いられている。 In an image forming apparatus such as a copying machine using electrophotographic technology, a latent image is formed on an image carrier based on image information output from an optical system of an image reading apparatus that reads an original image or the image reading apparatus or a personal computer. A mirror in the optical system of the optical scanning device for writing is used.
前記画像形成装置に用いられるミラーは、線状の光束、あるいは線状に走査された光束を反射して、光束の方向を変えるために用いられている。このため前記ミラーは、一般に非常に細長い形状をしており、かつ、光を遮らないようにするため、ミラーの両端部近傍のみしか保持することができない構造になっていることが多い。このミラーの形状と保持構造のため、画像形成装置に用いられるミラーは非常に振動しやすい。 A mirror used in the image forming apparatus is used to reflect a linear light beam or a linearly scanned light beam and change the direction of the light beam. For this reason, in general, the mirror has a very long and thin shape, and in many cases, the mirror can be held only in the vicinity of both ends of the mirror so as not to block light. Due to the shape and holding structure of the mirror, the mirror used in the image forming apparatus is very likely to vibrate.
前記画像読取装置や光走査装置のミラーが振動すると、ミラーは両端の保持部を支点に弓状に変形する振動を生じることから、本来、平面であるべきミラーが、長手方向に凹型および凸型に周期的に変形し、これに合わせて読み取られる画像情報または像面に書き込まれる画像情報におけるミラー長手方向の倍率、あるいは光の線の短手方向への曲がりに周期的なずれが生じてしまう。長手方向の倍率の周期的なずれは、結果として出力画像の縦線の周期的な揺らぎを生じ、また短手方向への曲がりの周期的なずれは、バンディングと呼ばれる周期的な画像の濃淡を生じ、いずれも画像品質の劣化を招く。 When the mirror of the image reading device or the optical scanning device vibrates, the mirror generates a vibration that deforms into an arcuate shape with the holding parts at both ends as fulcrums. Are periodically deformed, and a periodic shift occurs in the magnification of the mirror in the longitudinal direction of the image information read in accordance with this or the image information written on the image plane, or the bending of the light line in the short direction. . A periodic shift in magnification in the longitudinal direction results in periodic fluctuations in the vertical lines of the output image, and a periodic shift in bending in the short direction causes a periodic image density called banding. Any of these causes degradation of image quality.
前記のようなミラーの振動を低減するための1つの手段として、ミラーの厚さを厚くすればよいことは、従来よりよく知られている。ミラーの材質には、一般にフロートガラスが用いられている。フロートガラスは、その工法から安く高い平面度が得られるためである。 As one means for reducing the vibration of the mirror as described above, it has been well known that the thickness of the mirror should be increased. Float glass is generally used as the mirror material. This is because the float glass can obtain high flatness cheaply from the construction method.
また、ミラー反射面に垂直な方向の厚さはフロートガラスの板材の厚さのまま用いられるが、反射面における平行な方向の幅および長さは適宜カットして切り出す必要がある。ここで、一般に画像形成装置に用いられるようなミラーの大きさの場合には、板厚が6mm以下のものでは、ガラス面にダイヤモンドカッターなどにより、カットしたいラインに沿って傷を付けた後、軽く衝撃を与えることによって、その傷に沿って折るようにして切り出すことができる。 The thickness in the direction perpendicular to the mirror reflecting surface is used as the thickness of the float glass plate, but the width and length in the parallel direction on the reflecting surface must be appropriately cut and cut out. Here, in the case of a mirror size generally used in an image forming apparatus, if the plate thickness is 6 mm or less, the glass surface is scratched along the line to be cut with a diamond cutter or the like, By lightly giving an impact, it can be cut out by folding along the wound.
しかしながら、板厚が6mmを超える場合には、うまく傷に沿って折ることが困難となるため、この工法を用いることができず、研削のような方法で切断する必要がある。ガラスは靭性が低い材料であるため、割れたり欠けたりしないようにするため切削速度は非常に遅くなり、結果としてこの工法を用いると、かなり加工費が高くなってしまう。したがって、ミラーを厚くすると、厚くなる分の材料費だけでなく、加工費がかなり高くなるため、ミラーの厚さは可能な限り6mm以下に留めたいという事情がある。 However, when the plate thickness exceeds 6 mm, it is difficult to fold along the flaw, so this method cannot be used, and it is necessary to cut by a method such as grinding. Since glass is a material with low toughness, the cutting speed is very slow in order to prevent cracking and chipping. As a result, if this method is used, the processing cost becomes considerably high. Therefore, when the mirror is thickened, not only the material cost for the thicker part but also the processing cost is considerably increased. Therefore, there is a circumstance that the thickness of the mirror should be kept to 6 mm or less as much as possible.
このような課題に対し、ミラーの耐振動性を向上するため、従来より様々な技術が提案されている。例えば特許文献1には、ミラーの反射面の裏面に補強部材を貼り付けてミラーを補強する構成が記載されている。しかしながら、この方法では、補強部材の平面度にミラーが倣ってしまうことから、ミラー反射面の平面度を高精度に保つために補強部材にも高い平面度が求められる。したがって、安価な補強は難しい。
In order to improve the vibration resistance of the mirror, various techniques have been proposed in the past. For example,
前記のような課題と振動の問題を合わせて解決する技術として、例えば特許文献2に記載の技術が提案されている。特許文献2に記載の構造は、ミラーの反射面に隣接する側面に補強部材を貼り付けるものであり、特許文献2には、仮に補強部材の平面度があまり高くない場合にも、ミラーが補強部材に倣って反射面に平行な方向に変形するため、反射面の平面度にほとんど影響を与えることなくミラーを補強することができ、このため非常に安価にミラーの耐振動性を高めることができるというメリットがあるとの記載がある。
As a technique for solving the above-described problems and vibration problems together, for example, a technique described in
しかしながら、発明者らが特許文献2に記載の技術を画像形成装置の光走査装置に適用したところ、ミラーに補強部材を貼り付けたにも関わらず、出力画像にバンディング画像が発生してしまった。
そこで発明者らは、特許文献2で記載されている形態のミラー補強構造について、有限要素法による振動シミュレーションを試行してみた。この結果を(表1)および図11に示す。この結果より、この技術について、下記(1),(2)のような問題があることが今回新たに分った。
Therefore, the inventors tried vibration simulation by the finite element method for the mirror reinforcing structure of the form described in
(1)ミラーに何か硬い部材を貼り付ければ補強されるとは限らない。例えば鉄板を貼り付けることで共振周波数が低くなることもある。 (1) If something hard member is stuck on the mirror, it is not always reinforced. For example, the resonance frequency may be lowered by attaching an iron plate.
長さ254mm×幅10mm×厚さ5mmのミラーに、長さ254mm×厚さ1mmの補強部材(鉄板)を貼り付け、その補強部材の幅(補強板幅)を変えた場合におけるミラーの一次共振周波数を測定した結果を(表1)および図11に示している。ここで、補強部材なしの場合の一次共振周波数を、便宜上、補強板幅0mmとして記載した。(表1)に示すように、幅5mmの鉄板をミラーに貼り付けた場合、何も貼り付けない場合に比べて一次共振周波数が約3Hz低下している。
Primary resonance of a mirror when a 254 mm long × 1 mm thick reinforcing member (iron plate) is attached to a mirror of length 254 mm ×
(表1)および図11に示したように、補強部材の板幅が20mmのときよりも45mmのときの方が、一次共振周波数が74Hzも低く、補強部材の幅を大きくしたにも関わらず一次共振周波数が低下している。 As shown in (Table 1) and FIG. 11, when the plate width of the reinforcing member is 45 mm, the primary resonance frequency is as low as 74 Hz, even though the width of the reinforcing member is increased. The primary resonance frequency has decreased.
このように従来において、補強部材を貼り付ければミラーは補強され、かつ補強部材の幅は大きいほど補強効果は大きいと、漠然と考えられていたが、現実に用いられ得る補強部材の形状,大きさの範囲において、これらの認識が誤っており、必要とする効果が得られていない、場合によっては全く効果が得られていないことがあることが、前記(1),(2)の検討結果より分った。 Thus, in the past, it was vaguely considered that the mirror was reinforced if the reinforcing member was attached, and the reinforcing effect was greater as the width of the reinforcing member was larger. However, the shape and size of the reinforcing member that can be used in practice From the results of the examinations (1) and (2) above, it is recognized that these recognitions are wrong, and the required effect is not obtained, or in some cases, the effect is not obtained at all. I understand.
また、特許文献3では、補強部材としてL字形状の部材をミラーに貼り付ける技術が記載されている。しかしながら、特許文献3では、図12に示すように、補強部材100におけるL字形状の2面のうち一方の面100aを、ミラー101の反射面101aとは反対側の裏面101bに接着しており、また、L字形状の他方の面100bをミラー101の反射面101a側に突き出すように配置している。
Patent Document 3 describes a technique in which an L-shaped member is attached to a mirror as a reinforcing member. However, in Patent Document 3, as shown in FIG. 12, one of the two L-shaped surfaces of the reinforcing
ここで、特許文献3には、前記L字形状の補強部材100におけるミラー101の反射面101a側への突出量を大きくするほど、固有振動数が増大する旨が記載されているが、この形態について発明者らが振動シミュレーションを行ったところ、突出量を大きくすると一次モードにおいて、ミラー長手方向を軸とした回転方向の振動モードが現れ(図12中、矢印A方向)、このモードの振動に対して弱くなって低い振動数で共振してしまうことが判明した。
Here, Patent Document 3 describes that the natural frequency increases as the amount of protrusion of the L-shaped reinforcing
本発明は、前記従来の問題を解決または低減しようとするものであって、より少ない材料量およびより低いコストにて、効果的にかつ確実にミラーに対して必要な補強が行えるミラー補強構造,光走査装置および画像読取装置ならびに画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve or reduce the above-mentioned conventional problems, and a mirror reinforcing structure capable of effectively and reliably reinforcing a mirror with a smaller amount of material and lower cost. An object is to provide an optical scanning device, an image reading device, and an image forming apparatus.
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、細長い形状のミラーにおける反射面に隣接する側面にミラー補強部材を固定してなるミラー補強構造であって、前記ミラー補強部材における前記ミラーの反射面に対して垂直な方向の突出量を、ミラー反射面側と、該ミラー反射面側に対して反対側のミラー裏面側とが等しくなるように設定したことを特徴とし、この構成によって、補強部材の質量をバランスさせて配置することにより、ミラー反射面が捻じれるような低周波数モードの振動の発生を防ぐことができ、よって、補強部材の幅を大きくしても、低周波域の振動によって光の反射方向が大きくずれてしまうことを抑制することができる。
In order to achieve the object, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のミラー補強構造において、ミラーの反射面に略垂直な方向のミラー補強部材におけるミラー裏面側への突出量を、ミラーの短手方向の長さ以下に設定したことを特徴とし、この構成によって、ミラーの長手方向に平行な軸を中心とする回転方向の振動モードの共振が低周波数で現れることを防ぐことができ、これにより、大きな補強部材を使用したのに十分なミラー補強効果が得られないということのない、効率良いミラー補強を行うことができる。 According to a second aspect of the present invention, in the mirror reinforcing structure according to the first aspect, the amount of protrusion of the mirror reinforcing member in the direction substantially perpendicular to the reflecting surface of the mirror toward the rear surface of the mirror is the length in the short direction of the mirror. This configuration is characterized by the following, and this configuration can prevent the resonance of the vibration mode in the rotational direction centering on the axis parallel to the longitudinal direction of the mirror from appearing at a low frequency, and thereby a large reinforcing member Therefore, it is possible to perform efficient mirror reinforcement without obtaining a sufficient mirror reinforcement effect even when using the above-mentioned.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載のミラー補強構造において、ミラーの基材の材質をガラス材とし、ミラー補強部材の材質を鉄系板金材としたことを特徴とし、この構成によって、低コストで精度の高い面形状の反射面を形成することができ、かつ低コストで十分なミラー補強効果を得ることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the mirror reinforcing structure according to the first or second aspect, the material of the mirror base material is a glass material, and the material of the mirror reinforcing member is an iron-based sheet metal material. According to the configuration, it is possible to form a highly accurate reflective surface at a low cost and to obtain a sufficient mirror reinforcing effect at a low cost.
請求項4に記載の発明は、光学部品を用いて像面上に対する光走査を行う光走査装置において、前記光学部品の一部に請求項1〜3いずれか1項記載のミラー補強構造が採用されたミラーを用いたことを特徴とし、この構成によって、光学系における光学特性が安定し、信頼性の高い光走査が可能になる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical scanning device that performs optical scanning on the image surface using an optical component, the mirror reinforcing structure according to any one of the first to third aspects is adopted as a part of the optical component. This configuration is characterized in that the optical characteristics of the optical system are stabilized and highly reliable optical scanning is possible.
請求項5に記載の発明は、光学部品を用いて読取対象から画像情報を光学的に読み取る画像読取装置において、前記光学部品の一部に請求項1〜3いずれか1項記載のミラー補強構造が採用されたミラーを用いたことを特徴とし、この構成によって、光学系における光学特性が安定し、信頼性の高い画像情報の読み取りが可能になる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image reading apparatus that optically reads image information from a reading target using an optical component, the mirror reinforcing structure according to any one of the first to third aspects is provided in a part of the optical component. Is used, and this configuration stabilizes the optical characteristics of the optical system and makes it possible to read image information with high reliability.
請求項6に記載の発明は、光学部品を用いて像面上に対する光走査を行う光走査部と、該光走査部の光走査により画像情報を光学的に読み取る画像読取部と、該画像読取部からの情報を受けて画像形成を行う画像形成部とを備えてなる画像形成装置において、前記光走査部としての請求項4記載の光走査装置と、前記画像読取部としての請求項5記載の画像読取装置との少なくともいずれか一方を搭載したことを特徴とし、この構成によって、各部の光学系における光学特性が安定し、信頼性の高い画像形成が可能になる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical scanning unit that optically scans an image surface using an optical component, an image reading unit that optically reads image information by optical scanning of the optical scanning unit, and the image reading unit An image forming apparatus comprising an image forming unit that forms an image upon receiving information from a scanning unit, and an optical scanning device according to claim 4 as the optical scanning unit, and
本発明に係るミラー補強構造によれば、補強部材の質量をバランスさせて配置することにより、ミラー反射面が捻じれるような低周波数モードの振動の発生を防ぐことができ、よって、補強部材の幅を大きくしても、低周波域の振動によって光の反射方向が大きくずれてしまうことを抑制することができる。したがって、従来のように、ミラーの幅を広くする必要はなく、最小限のミラー補強部材の材料量、および簡易な形状にて十分なミラー補強効果が得られ、よって、低コストで、レイアウト自由度が高く、かつ効率の良いミラー補強が実現する。 According to the mirror reinforcing structure of the present invention, by arranging the reinforcing members in a balanced manner, it is possible to prevent the occurrence of vibrations in a low frequency mode such that the mirror reflecting surface is twisted. Even if the width is increased, it is possible to suppress the light reflection direction from deviating greatly due to vibration in the low frequency range. Therefore, it is not necessary to increase the width of the mirror as in the prior art, and a sufficient amount of mirror reinforcement can be obtained with a minimum amount of mirror reinforcement material and a simple shape. Therefore, the layout can be reduced at low cost. Highly efficient mirror reinforcement is realized.
また、本発明に係るミラー補強構造を採用したミラーを用いることにより、光学系における光学特性が安定し、信頼性の高い光走査,画像読取,画像形成などが可能になる。 Further, by using the mirror employing the mirror reinforcing structure according to the present invention, the optical characteristics in the optical system are stabilized, and highly reliable optical scanning, image reading, image formation, and the like are possible.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
まず、本発明に係る実施例の説明のために用いた振動シミュレーションについて説明する。「発明が解決しようとする課題」の欄にて記述したシミュレーションも以下と同様の条件で行ったものである。 First, the vibration simulation used for explaining the embodiment according to the present invention will be described. The simulation described in the column “Problems to be solved by the invention” was also performed under the same conditions as described below.
振動シミュレーションには、有限要素法による市販のシミュレーションソフトを用いた。また、メッシュには六面体要素を用い、要素の最大長さは2〜3mm程度とした。 A commercially available simulation software by the finite element method was used for the vibration simulation. Moreover, the hexahedral element was used for the mesh, and the maximum length of the element was about 2 to 3 mm.
用いた材料物性値は(表2)に示した通りである。 The material property values used are as shown in Table 2.
補強部材2とミラー1との間は、図2の側面図に示すように、完全固着状態とした。接着固定の他、両面テープ3で貼り合わせるような場合でも、少なくとも現実的に振動が問題となるような低周波域では、補強部材2とミラー1とが独立した動きをすることはないため、完全固着状態としてシミュレーションして差し支えない。また、全面でなくとも長手方向に3ヶ所以上接着されていれば、十分大きな効果を得られることが特許文献3からも分ることから、本発明の適用は全面固着に限定するものではない。
Between the reinforcing
次に、必要とする補強効果の目安について説明する。ミラーの振動対策として有効な手段としては、下記(イ)(ロ)の2つの対策法がある。
(イ)ミラーの剛性を高めることにより、仮に共振したとしても光学特性に影響が出ない程度まで振幅を低減する。
(ロ)ミラーの共振周波数を加振源の周波数からずらして、ミラーが共振しないようにする。
Next, the standard of the required reinforcement effect is demonstrated. There are two countermeasures (b) and (b) below as effective means for countermeasures against mirror vibration.
(A) By increasing the rigidity of the mirror, the amplitude is reduced to the extent that the optical characteristics are not affected even if the mirror resonates.
(B) The resonance frequency of the mirror is shifted from the frequency of the excitation source so that the mirror does not resonate.
一般的に、剛性を高めて共振周波数が高くなると、それに伴って共振したとしても共振時の振幅は小さくなる。本発明が対象としているようなミラーの場合は、一次共振周波数が300Hz以上であれば、仮に共振したとしても十分に変位が小さく、ほとんど光学特性に影響を与えることはない。 In general, when the resonance frequency is increased by increasing the rigidity, the amplitude at the time of resonance is reduced even if resonance occurs. In the case of a mirror that is the subject of the present invention, if the primary resonance frequency is 300 Hz or more, even if it resonates, the displacement is sufficiently small, and optical properties are hardly affected.
したがって、対策(イ)が実現できれば、加振源の周波数に関係なく、ミラーの振幅が小さく、ミラーの振動が光学特性に影響を与えることはなくなる。しかしながら、装置の大きさなどのレイアウト上の都合やコストの問題などから、必ずしも対策(イ)を実施することができるとは限らない。このような場合には、対策(ロ)のように、ミラーの共振周波数を加振源の周波数からずらして、ミラーが共振しないようにするとよい。 Therefore, if the measure (A) can be realized, the mirror amplitude is small regardless of the frequency of the excitation source, and the vibration of the mirror does not affect the optical characteristics. However, it is not always possible to implement the measure (b) because of layout considerations such as the size of the apparatus and cost problems. In such a case, it is preferable to shift the resonance frequency of the mirror from the frequency of the excitation source so that the mirror does not resonate as a countermeasure (b).
ここで、ミラーの振動特性(伝達関数)の例を図3に示す。図3は、ミラー形状が長さ260mmおよび240mm、幅10mm×厚さ5mm(補強部材なし)のときの伝達関数をシミュレーションにより求めたものである。縦軸は、加振する力(1N)あたりのミラー長手方向中央部の変位を示している。図3によって、ミラーの形状に関わらず、一次共振周波数から20Hz〜30Hz程度ずれれば、振幅が共振時の振幅に対して10分の1程度にまで低減できることが分る。 Here, an example of the vibration characteristic (transfer function) of the mirror is shown in FIG. FIG. 3 shows the transfer function obtained by simulation when the mirror shape is 260 mm and 240 mm long, 10 mm wide × 5 mm thick (no reinforcing member). The vertical axis shows the displacement of the central portion in the longitudinal direction of the mirror per force (1N) to be excited. FIG. 3 shows that the amplitude can be reduced to about one-tenth of the amplitude at the time of resonance if it is shifted from the primary resonance frequency by about 20 Hz to 30 Hz regardless of the shape of the mirror.
すなわち、補強部材なしの状態でミラーが大きく振動しているとすれば、加振源の周波数がミラーの一次共振周波数と重なって共振しているわけであるから、このミラーに対して補強部材を貼り付けることにより、ミラーの一次共振周波数を20Hz〜30Hz程度ずらすことができれば、ミラーの振幅を10分の1程度まで低減できることになる。逆に言えば、補強部材を貼り付けたとしても、一次共振周波数が20Hz以上変化していなければ、その補強効果は極めて限定的なもので不十分である可能性が高い。 That is, if the mirror vibrates greatly without the reinforcing member, the frequency of the excitation source overlaps with the primary resonance frequency of the mirror and resonates. If the primary resonance frequency of the mirror can be shifted by about 20 Hz to 30 Hz by pasting, the amplitude of the mirror can be reduced to about 1/10. In other words, even if the reinforcing member is attached, if the primary resonance frequency does not change by 20 Hz or more, the reinforcing effect is extremely limited and is likely to be insufficient.
図4は本発明に係るミラー補強構造の実施例1を示す構成図である。なお、以下の説明において、既に説明した部材などに対応するものには同じ符号を付す。
FIG. 4 is a block
実施例1の構成は、基本的には図1と同様な構成であるが、本例では、矩形状のミラー1に対し、矩形状の補強部材2を、ミラー1の反射面1a側の反射面側突出部2aと、裏面1b側の裏面側突出部2bとの突出量を等しくしており、補強部材2の中間部2cをミラー1の側面1cに貼り付けている。なお、補強部材2に関しては、x方向は矩形状をなす面の一辺の長手方向(補強部材の長さ方向)、y方向は前記面に対して垂直方向(補強部材の厚さ方向)、z方向は前記面の一辺の短手方向(補強部材の幅方向)を示す。
The configuration of the first embodiment is basically the same as that shown in FIG. 1, but in this example, a rectangular reinforcing
既述したように、補強部材2の幅が長ければ長いほど、高い補強効果が得られるというわけではないということは、従来は知られておらず、発明者らが行った振動シミュレーション結果より新たに判明したことである。
As described above, the fact that the longer the width of the reinforcing
すなわち、当該シミュレーションにより、補強部材の幅が短いときには、図12中矢印B方向の振動モードが一次に現れるのに対して、補強部材の突き出し量が長過ぎると、図4中矢印A方向に弱くなり、この方向の振動モードが一次に現れることが分った。 That is, according to the simulation, when the width of the reinforcing member is short, the vibration mode in the direction of arrow B in FIG. 12 appears first, whereas when the protruding amount of the reinforcing member is too long, it becomes weak in the direction of arrow A in FIG. Thus, it was found that the vibration mode in this direction appears first.
よって、図12のように、補強部材100をミラー101の片側にのみ突出させた構成に対し、図4に示すように、補強部材2を、ミラー1の反射面1a側と裏面1b側とに均等に突出させた場合には、補強部材2がミラー1に対してバランス良く配置されることになるため、図4中矢印A方向の振動モードが発生しにくくなる。これにより、ミラー1をより高い一次共振周波数まで補強することができる。
Therefore, as shown in FIG. 12, the reinforcing
実施例1の作用効果を検証するため振動シミュレーションを行った結果を図5に示す。図5は、(表3)に示す構成例1〜4について、それぞれ補強部材の幅を変化させてシミュレーションし、得られた一次共振周波数をプロットしたものである。ただし、構成例1,2は図6に示すように補強部材2’をミラー1の反射面1a側のみ突出(z方向)させた構成の比較例であり、構成例3,4が本実施例によるものである。
FIG. 5 shows the result of the vibration simulation performed to verify the operational effects of the first embodiment. FIG. 5 is a plot of the primary resonance frequencies obtained by simulating the structural examples 1 to 4 shown in (Table 3) while changing the width of the reinforcing member. However, the configuration examples 1 and 2 are comparative examples of the configuration in which the reinforcing
そして、この場合、補強部材のミラー反射面側突出量=補強部材のミラー裏面側突出量=(補強部材幅−ミラー厚さ)/2であることから、構成例3,4において、それぞれ補強部材2の幅が20mmおよび30mmのとき、補強部材2におけるミラー1の反射面1a側の突出量および裏面1b側の突出量は共に、ミラー1の幅とほぼ等しくなる。
In this case, the amount of protrusion on the mirror reflecting surface side of the reinforcing member = the amount of protrusion on the mirror back surface side of the reinforcing member = (reinforcing member width−mirror thickness) / 2. When the width of 2 is 20 mm and 30 mm, the amount of protrusion on the reflecting
したがって、補強部材2の突出量をミラー幅以下にすれば、補強部材2の幅に応じた効率的なミラー補強効果が得られる。また、逆に補強部材2の突出量をミラー幅以上にすると、むしろ逆効果となることが分る。
Therefore, if the protruding amount of the reinforcing
また、図5において、構成例3,4の結果を、同じ形状のミラーおよび同じ長さ,厚さの補強部材を用いている構成例1,2の結果と比較すると、構成例3,4の方が、補強部材2をミラー1の両側に均等に突出させることによって、補強部材幅を変化させたときの一次共振周波数の最大値が非常に大きくなっており、低周波数モードの振動の発生を防ぐことができ有効であることが分る。
Further, in FIG. 5, when the results of the configuration examples 3 and 4 are compared with the results of the configuration examples 1 and 2 using the same shape mirror and the reinforcing member having the same length and thickness, On the other hand, by making the reinforcing
上述した実施例におけるシミュレーションでは、ミラーの材質はフロートガラスとしたが、E/ρ(E:ヤング率、ρ:密度)がフロートガラスと大きく変わらない材料であれば、フロートガラス以外の材料においても、同様の効果が得られる。また、シミュレーションでは、補強部材の材質は鉄系の板金材としたが、E/ρがこの鉄系板金材と大きく変わらない材料であれば、鉄系板金材以外の材料においても、同様の効果が得られる。 In the simulation in the embodiment described above, the mirror material is float glass. However, as long as E / ρ (E: Young's modulus, ρ: density) is not significantly different from that of float glass, it can be used in materials other than float glass. A similar effect can be obtained. In the simulation, the reinforcing member is made of an iron-based sheet metal material. However, if E / ρ is not significantly different from the iron-based sheet metal material, the same effect can be obtained in materials other than the iron-based sheet metal material. Is obtained.
したがって、前記実施例における作用効果は、フロートガラスおよび鉄系板金材に限るものではない。ただし、ミラーの材質をフロートガラスとすれば、より低コストで高い面精度が得られる。また補強部材を鉄系の板金材とすれば、補強部材の材料費および加工費が極めて安く、かつ高い補強効果が得られる。よって、ミラーの材質をフロートガラスとし、かつ補強部材の材質を鉄系の板金材とすることが望ましい。 Therefore, the effect in the said Example is not restricted to a float glass and an iron-type sheet metal material. However, if the mirror material is float glass, high surface accuracy can be obtained at a lower cost. If the reinforcing member is an iron-based sheet metal material, the material cost and processing cost of the reinforcing member are extremely low, and a high reinforcing effect can be obtained. Therefore, it is desirable that the material of the mirror is float glass and the material of the reinforcing member is an iron-based sheet metal material.
なお、前記実施例では、ミラーは全て平面ミラーとしたが、本発明の適用はこれに限るものではなく、シリンドリカルミラーなどの曲面ミラーに適用しても同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, all the mirrors are plane mirrors, but the application of the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained even when applied to a curved mirror such as a cylindrical mirror.
図7は本発明に係るミラー補強構造を具備するミラーを光学系に用いることが可能な分割型のハウジングを用いた光走査装置の実施例の構成を示す斜視図、図8は図7における偏向器から感光体までの光学素子の配置例を示す構成図である。 FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of an optical scanning device using a split housing in which a mirror having a mirror reinforcing structure according to the present invention can be used in an optical system, and FIG. 8 is a deflection in FIG. It is a block diagram which shows the example of arrangement | positioning of the optical element from a container to a photoreceptor.
図7に示す本光走査装置において、レーザダイオードなどからなる光源ユニット11a〜11dから出射する光束は、それぞれシリンドリカルレンズを経てポリゴンミラーなどの偏向器12によって偏向され、2つの走査結像素子およびミラーを介して像面上に結像されて走査される。偏向器12から後の光路における光学素子の配置は図8に示すようになっている。
In the optical scanning device shown in FIG. 7, light beams emitted from the
図8に示すように、偏向器12は上下2段にポリゴンミラー12a,12bを備えるものであり、図7における4つの光源ユニット11a〜11dからの4つの光束Lを、前記2段のポリゴンミラー12a,12bによってそれぞれ偏向し、左右両側にそれぞれ配置された2段重ね構成の第1走査結像素子13と、4つの第2走査結像素子14とを通して、4つの感光体15a〜15dにそれぞれ結像して走査を行う。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すような構成の光学系を用いた図7の光走査装置では、12本のミラー16は全て同じ長さであって、対向する2つの板金製の側板17,17間に架橋されて保持される。また、4つの第2走査結像素子14は、対向する側板17,17に架橋された板金製のステーにそれぞれ保持される。側板17,17は、対向する側板18,18により連結されて外側筐体となる。
In the optical scanning device of FIG. 7 using the optical system having the structure shown in FIG. 8, all the 12 mirrors 16 have the same length, and are bridged between two opposing
また、図7に示すように、4つの光源ユニット11a〜11d、シリンドリカルレンズ,偏向器12、および第1走査結像素子13は、樹脂で一体成形された筐体19に取り付けられる。筐体19は、側板17,17および側板18,18に架橋されて固定される。4つの側板17,18と筐体19の底面とで塞がれていない下部の開口は、塵埃が光学箱内に侵入しないよう下カバー20,20によって塞がれる。図示しないが、上部開口も上カバーにより塞がれる。ただし、本光走査装置では光束が上方に向かって出射されるので、上カバーには光を透過するガラスで塞いだ開口部を設ける。
Also, as shown in FIG. 7, the four
ここで、偏向器12の周囲は、筐体19に一体的に形成されたリブと、光束が通過する部分に配置されたガラス21,21とで囲まれている。さらに上部の開口をカバー22で塞ぐことによって偏向器12の周辺は密閉され、これにより偏向器12の回転に伴う風切り音と、偏向器12で発生する熱とが装置外部に漏れることを低減することができる。
Here, the periphery of the
なお、偏向器12の回転が比較的遅かったり、ポリゴンミラー12a,12bの外形が小さいなどの理由により、発生音がさほど問題にならない場合には、筐体19のリブとカバー22との間に隙間をあけて、偏向器12で発生する熱を全て筺体19内に留めるのではなく、装置内に若干拡散するようにしてもよい。
In the case where the generated sound does not matter so much because the rotation of the
本実施例のように、各ミラー16を側板17,17間に架橋して保持する光走査装置では、ほとんど、または全てのミラーの形状が同じになるため、このような光走査装置のミラーに、前記ミラー補強構造の実施例で示したような構成のものを適用すれば、ミラーの形状に加えて補強部材の形状も統一化することができ、部品点数が低減し、かつコストも低減することができる。また、ミラーとそれに貼り付けた補強部材の形状を統一化することができるため、ミラーに補強部材を貼り付けた状態で、光走査装置の組立工場に納品するようにすれば、流通を含めた運送費が安く済むことから、光走査装置全体での生産工程設計の自由度を増すことができる。
As in the present embodiment, in the optical scanning device that holds each
なお、本発明を適用できる光走査装置の構成は、このような側板間にミラーを架橋して保持する構成のものに限るものではなく、例えば、樹脂あるいはアルミで箱型に一体的に形成された光学箱を用いる光走査装置に適用しても、同様の効果が得られる。 The configuration of the optical scanning device to which the present invention can be applied is not limited to the configuration in which the mirror is bridged and held between the side plates. For example, the optical scanning device is integrally formed in a box shape with resin or aluminum. The same effect can be obtained when applied to an optical scanning device using an optical box.
図9に本発明に係るカラー補強構造を具備するミラーを光学系に用いた画像読取装置の実施例の構成図である。 FIG. 9 is a configuration diagram of an embodiment of an image reading apparatus using a mirror having a color reinforcing structure according to the present invention in an optical system.
図9に示すように、原稿Dを載置するコンタクトガラス24の下方に第1走行体25と第2走行体26が配置されている。第1走行体25は照明ランプ27と第1ミラー28aを有しており、照明ランプ27と第1ミラー28aが一体的に移動可能となっている。第1ミラー28aは原稿Dからの反射光を水平方向に反射する。また、第2走行体26は第2ミラー28bと第3ミラー28cを有しており、第2ミラー28bと第3ミラー28cは一体的に移動可能となっている。
As shown in FIG. 9, a first traveling
第2ミラー28bと第3ミラー28cとは反射面が互いに直角になるように斜設され、第1ミラー28aからの反射光を水平方向に折り返す。反射された光はレンズ29により光電変換素子としてのCCD30上に結像される。このようにして、原稿の画像情報がCCD30より電気信号として取り出される。
The
第1走行体25と第2走行体26は共に、図示しない走行体モータを駆動源とし、図9に示す矢印方向に移動可能となっている。このとき、露光中の原稿からCCD30までの光学的距離を一定に保つために、第1走行体25は、第2走行体26に対して2倍の速度Vで移動するようになっている。なお、図9において二点鎖線で示した部分は、原稿Dを走査した後のミラー28a〜28cの位置を示したものである。
Both the first traveling
このような画像読取装置のミラー28a〜28cに前記ミラー補強構造の実施例で示したような構成のものを適用すれば、低コストでミラーの振動を低減し、電子情報として読み取られる画像データにおいて、原稿にはない線の揺らぎなどを生じるようなことのない画像読取装置を提供することができる。
If the
図10は本発明に係る図7,図8にて説明した光走査装置、図9にて画像読取装置を搭載する画像形成装置の実施例の構成図である。 FIG. 10 is a block diagram of an embodiment of the image forming apparatus on which the optical scanning device described in FIGS. 7 and 8 and the image reading apparatus in FIG. 9 are mounted according to the present invention.
図10に示すように、画像読取装置40にて読み取られた原稿の画像情報、またはパソコンなどから送られる画像情報に応じ、ブラック,シアン,マゼンタ,イエローの4色の色ごとにそれぞれ対応するドラム状の感光体41に、光走査装置42によって潜像が書き込まれる。
As shown in FIG. 10, the drum corresponding to each of the four colors of black, cyan, magenta, and yellow according to the image information of the document read by the
各感光体41の周囲には、感光体41を高圧に帯電する帯電チャージャ43、光走査装置42により記録された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ44、現像ローラ44にトナーを補給するトナーカートリッジ45、感光体41上に残ったトナーを掻き取り回収するクリーニング部46が配置されている。
Around each
各感光体41を中心として構成される画像形成ステーションは、それぞれ転写ベルト47の移動方向に並列され、イエロー,マゼンタ,シアン,ブラックのトナー画像が転写ベルト47上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
Image forming stations configured around the
各画像形成ステーションはトナー色が異なるだけで、基本的には同一構成である。 Each image forming station has basically the same configuration except that the toner color is different.
一方、記録紙Pは、給紙トレイ48から給紙コロ49により供給され、レジストローラ対50により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送り出され、転写ベルト47からカラー画像が転写されて、転写後、定着部51で定着されて排紙ローラ52により排紙トレイ53に排出される。
On the other hand, the recording paper P is supplied from the
また、本発明が適用される画像形成装置は、前記のようなカラー画像形成装置に限るものではないが、図10のような感光体41を複数用いるタンデム型の画像形成装置では、感光体41の数に応じて光走査装置に用いられるミラーの数が多くなるため、本発明を適用することによって、より大きな効果が得られる。
Further, the image forming apparatus to which the present invention is applied is not limited to the color image forming apparatus as described above, but in the tandem type image forming apparatus using a plurality of the
また、タンデム型の画像形成装置では、複数の感光体上に形成される各色の画像を、各々正しい位置に形成できなければ、色ずれと呼ばれる画像劣化現象を生じ、色の再現性が悪くなるという問題があり、画像読取装置および光走査装置の光学特性に対する要求精度がモノクロ画像形成装置よりも高くなることからも、より低コストでより高画質の出力画像が得られる本発明を適用することが有効である。 In addition, in a tandem type image forming apparatus, if each color image formed on a plurality of photoconductors cannot be formed at the correct position, an image deterioration phenomenon called color misregistration occurs, resulting in poor color reproducibility. Since the required accuracy with respect to the optical characteristics of the image reading device and the optical scanning device is higher than that of the monochrome image forming device, the present invention can be applied to obtain a higher quality output image at a lower cost. Is effective.
本発明は、複写機,ファクシミリ装置,プリンタなどの光走査装置および画像読取装置を搭載する画像形成装置に適用され、特に細長い形状のミラーを補強するミラー補強構造として有効である。 The present invention is applied to an image forming apparatus equipped with an optical scanning device and an image reading device such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and is particularly effective as a mirror reinforcing structure for reinforcing an elongated mirror.
1 ミラー
1a 反射面
2 補強部材
2a 反射面側突出部
2b 裏面側突出部
L 光束
16 ミラー
28a 第1ミラー
28b 第2ミラー
28c 第3ミラー
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ミラー補強部材における前記ミラーの反射面に対して垂直な方向の突出量を、ミラー反射面側と、該ミラー反射面側に対して反対側のミラー裏面側とが等しくなるように設定したことを特徴とするミラー補強構造。 A mirror reinforcing structure in which a mirror reinforcing member is fixed to a side surface adjacent to a reflecting surface in an elongated mirror,
The amount of protrusion of the mirror reinforcing member in the direction perpendicular to the reflection surface of the mirror is set so that the mirror reflection surface side is equal to the mirror back surface side opposite to the mirror reflection surface side. Mirror reinforcement structure characterized by.
前記光学部品の一部に請求項1〜3いずれか1項記載のミラー補強構造が採用されたミラーを用いたことを特徴とする光走査装置。 In an optical scanning device that performs optical scanning on an image surface using an optical component,
An optical scanning device using a mirror in which the mirror reinforcing structure according to claim 1 is employed as a part of the optical component.
前記光学部品の一部に請求項1〜3いずれか1項記載のミラー補強構造が採用されたミラーを用いたことを特徴とする画像読取装置。 In an image reading apparatus that optically reads image information from a reading target using an optical component,
An image reading apparatus using a mirror in which the mirror reinforcing structure according to any one of claims 1 to 3 is used as a part of the optical component.
前記光走査部としての請求項4記載の光走査装置と、前記画像読取部としての請求項5記載の画像読取装置との少なくともいずれか一方を搭載したことを特徴とする画像形成装置。 An optical scanning unit that performs optical scanning on an image surface using an optical component, an image reading unit that optically reads image information by optical scanning of the optical scanning unit, and image formation that receives information from the image reading unit In an image forming apparatus comprising an image forming unit for performing
An image forming apparatus comprising at least one of the optical scanning device according to claim 4 as the optical scanning unit and the image reading device according to claim 5 as the image reading unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006250675A JP2008070722A (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Mirror reinforcement structure, optical scanner, image read-out device, and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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2006
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