JP2014021288A - 光学部材の保持構造、光学装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より高精度に光を導く。
【解決手段】折り返しミラー１７の保持構造は、折り返しミラー１７を保持平面上の位置で位置決めする突起２ｄ、２ｅ、２ｆと、折り返しミラー１７を挟んで保持平面の逆側から折り返しミラー１７を側部２ａに押し付けて折り返しミラー１７を保持する保持部材２１と、を備え、折り返しミラー１７には、重り３１、３２が設けられ、折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体の重心Ｇ４は、重り３１、３２が設けられる前の折り返しミラー１７の重心Ｇ１よりも保持平面Ｓ側に位置する。
【選択図】図５

Description

本発明は、光学部材の保持構造、光学装置及び画像形成装置に関する。

レーザー走査光学装置等の光学機器において用いられる反射鏡を取り付ける方法として、図１２に示すように、反射鏡１０１を位置決めするシャシ１１０と、当該シャシと協働して反射鏡を挟み込むように設けられた板バネ１１３とに反射鏡を保持させる方法が知られている（例えば、特許文献１等）。

また、上記の保持方法により取り付けられる反射鏡１０１は、外部からの振動を受けると共振を起こし、保持点間で撓むように振動する撓み振動を生じることがある。撓み振動を生じると、反射面も撓み、また振動することから、反射面により反射された光線の光軸がぶれて所望の軌跡を通らなくなる問題がある。そこで、図１３に示すように、反射鏡１０１に重り１０２を取り付けて撓み振動を防止することにより当該問題を解消する方法が知られている（例えば、特許文献２等）。

特開平１１−３８３４７号公報 特開平９−１２００３９号公報

しかしながら、従来の方法では、反射鏡に回転振動が生じる場合があった。以下、回転振動が生じる場合について説明する。
図１４は、重り１０２が取り付けられて保持された反射鏡１０１の一例を示す図である。
図１４に示すように、反射鏡１０１は、反射鏡１０１が取り付けられるシャシ１１０の突起１１１、１１２と、反射鏡１０１を挟んで突起１１１、１１２が設けられた側と対向する位置に設けられて反射鏡１０１を突起１１１、１１２側に付勢する板バネ１１３とにより挟持されることにより保持される。ここで、突起１１１、１１２が反射鏡１０１の保持平面Ｓ１を形成する。即ち、反射鏡１０１と突起１１１、１１２とが当接する反射面１０１ａは、反射鏡１０１の保持平面Ｓ１上に位置する。
また、図１４に示すように、重り１０２が反射鏡１０１の板バネ１１３側に取り付けられている。

図１５は、反射鏡１０１と重り１０２との複合体１００の重心Ｇの位置を示す図である。図１５では、図１４に示す板バネ１１３の図示を省略している。
図１５に示すように、反射鏡１０１と重り１０２との複合体の重心Ｇは重り１０２が取り付けられていない状態の反射鏡１０１の重心と比較して重り１０２が取り付けられた側に寄ることとなる。

ここで、図１５に示すように、反射鏡１０１に対して外部からの衝撃等による付勢力Ｘｇが働いたとする。付勢力Ｘｇのベクトルと突起１１１、１１２による反射鏡１０１の保持平面Ｓ１との角度をθとすると、付勢力Ｘｇは、反射鏡１０１と重り１０２との複合体に作用するに際して、重心Ｇを基点として、ＸｇＳＩＮ（θ）とＸｇＣＯＳ（θ）とに分解される。

図１５に示すような、板バネ１１３の反対側、かつ、突起１１１から突起１１２側に向かう方向の成分を含む付勢力Ｘｇが働いた場合、図１６に示すように、反射鏡１０１と突起１１２との当接点Ｏを中心とした回転モーメントＭ１が反射鏡１０１に働く。ここで、当接点Ｏと重心Ｇとの距離のうち、保持平面Ｓ１と平行な方向の距離を距離Ａ、保持平面Ｓ１に直交する方向の距離をＢとすると、以下の式（１）により回転モーメントＭ１を算出することができる。
Ｍ１＝Ａ×Ｘｇ×ＳＩＮ（θ）＋Ｂ×Ｘｇ×ＣＯＳ（θ）…（１）

一方、図１４に示すように、反射鏡１０１は板バネ１１３により付勢されていることから、突起１１１、１１２側への付勢力Ｘｂが反射鏡１０１に加えられている。ここで、板バネ１１３による反射鏡１０１の押圧点Ｑと当接点Ｏとの距離のうち、反射鏡１０１の反射面１０１ａに沿った方向の距離を距離Ｃとすると、以下の式（２）により算出される当接点Ｏを中心とした回転モーメントＭ２が、反射鏡１０１に加えられていることとなる。
Ｍ２＝Ｃ×Ｘｂ…（２）

ここで、回転モーメントＭ１が回転モーメントＭ２を上回った場合、図１６に示すように、反射鏡１０１は、当接点Ｏを中心とした回転振動を生じる。当該回転振動により、反射面１０１ａは、突起１１１から離れて角度を変ずる。この場合、反射面１０１ａにより反射される光線の光軸が乱れて予め想定された軌跡を通らなくなる。即ち、反射鏡１０１を用いた光学機器の精度が低下する。
このような回転振動による光学機器の精度の低下は、反射鏡１０１に限らず、光線を誘導する全ての光学部材の取り付け機構において発生しうる。

本発明は、より高精度に光を導くことができる光学部材の保持構造、光学装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明による光学部材の保持構造は、光学部材を所定の平面上の位置で位置決めする位置決め部材と、前記位置決め部材によって位置決めされた前記光学部材を保持する保持部材と、を備え、前記光学部材には、重りが取り付けられており、前記重りが取り付けられた光学部材の重心は、重りが取り付けられる前の光学部材の重心よりも前記所定の平面側に位置することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学部材の保持構造であって、前記重りは、前記光学部材から前記所定の平面側に突出していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学部材の保持構造であって、前記光学部材は、光を反射する反射面を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光学部材の保持構造であって、前記反射面は、前記所定の平面上に位置することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の光学部材の保持構造であって、前記重りは、前記反射面に設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の光学部材の保持構造であって、前記光学部材は、直方体であり、前記光学部材における最も長い辺に沿う方向である長手方向の両端近傍の２点で保持部材により押圧保持され、前記２点は、前記所定の平面と平行な平面上であって、かつ、前記光学部材と前記位置決め部材との３点の当接点により形成される三角形状の領域内に位置し、前記重りは、前記２点を結んだ線を通り、かつ、前記所定の平面に直交する平面に対して対称となるように配置されることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の光学部材の保持構造であって、前記重りは、前記光学部材の長手方向に沿うよう設けられた板状の部材であり、前記光学部材の外面に貼り付けられることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の光学部材の保持構造であって、前記重りは、金属製であることを特徴とする。

請求項９に記載の発明による光学装置は、光源と、前記光源から発せられた光を射出する射出部と、前記光を射出部に導く光学部材と、請求項１から８のいずれか一項に記載の光学部材の保持構造と、を備え、前記光学部材は、前記光学部材の保持構造により保持されることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光学装置であって、前記光源から発せられた光の射出角度を変更する変更手段を備え、前記変更手段により射出角度が変更された光によって被照射体を走査することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明による画像形成装置は、感光体と、請求項１０に記載の光学装置と、前記光学装置により走査された感光体にトナーを担持させる担持手段と、前記担持手段により前記感光体に担持されたトナーを記録媒体に転写する転写手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、より高精度に光を導くことができることができる。

本発明の一実施形態による画像形成装置の概略構成を示す図である。 レーザー走査光学装置の上面図である。 図２に示すレーザー走査光学装置を線Ｌで切断した場合の断面図である。 折り返しミラーの保持構造を示す斜視図である。 折り返しミラーの保持構造を示すＹ−Ｚ平面図である。 折り返しミラーの保持構造を、図４（ｂ）、図５に示す矢印Ｖ１から見た場合を示す図である。 折り返しミラーを位置決めする筐体を上方から見た図である。 折り返しミラー等の重心の位置を示すＹ−Ｚ平面図である。 重りの配置の変形例を示す図である。図９（ａ）はＹ−Ｚ平面図、図９（ｂ）は、反射面側から折り返しミラーを見た場合を示す図である。 反射面に設けられた重りの配置の別の例を示す図である。図１０（ａ）はＹ−Ｚ平面図、図１０（ｂ）は、反射面側から折り返しミラーを見た場合を示す図である。 折り返しミラーに取り付けられた重りの配置の別の例を示す図である。 従来の光学部材の保持構造を示す図である。 光学部材に設けられた重りの従来例を示す図である。 重りが取り付けられて保持された反射鏡の一例を示す図である。 反射鏡と重りとの複合体の重心の位置を示す図である。 回転振動が生じる例を示す図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態による画像形成装置１０００の概略構成を示す図である。
本実施形態に係る画像形成装置１０００は、例えば、複写機やプリンタ等として用いられ、図１に示すように、シアン色、マゼンタ色、イエロー色、ブラック色の色ごとに設けられた複数のレーザー走査光学装置１と、レーザー走査光学装置１に応じて設けられた感光体２００と、感光体２００に対してトナーを供給する現像部２５０と、中間転写ベルト３００と、転写ローラ４００と、定着部５００と、等を備えて構成される。

レーザー走査光学装置１は、レーザー光を照射し、そのレーザー光によって感光体２００を走査する。また、現像部２５０は、トナーを供給して、走査により露光された感光体２００にトナー像を形成する。また、感光体２００は、トナー像を中間転写ベルト３００に転写する。また、転写ローラ４００は、中間転写ベルト３００に転写されたトナー像を用紙Ｐに転写する。また、定着部５００は、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することで、トナー像を用紙Ｐ上に定着する。そして、画像形成装置１０００は、トナー像が定着された用紙Ｐを排紙ローラ（図示省略）等により搬送してトレイ（図示省略）に排紙する。
即ち、画像形成装置１０００は、被照射体（感光体２００）と、レーザー走査光学装置１により走査された被照射体にトナーを担持させる担持手段（例えば、現像部２５０）と、担持手段により被照射体に担持されたトナーを記録媒体（例えば、用紙Ｐ）に転写する転写手段（例えば、中間転写ベルト３００及び転写ローラ４００）と、を備える。

図２は、レーザー走査光学装置１の上面図である。
図３は、図２に示すレーザー走査光学装置１を線Ｌで切断した場合の断面図である。
レーザー走査光学装置１は、レーザー光を発する光源１１と、レーザー走査光学装置１からのレーザー光の射出角度を変更するポリゴンミラーユニット１２と、ポリゴンミラーユニット１２により射出角度が変更されたレーザー光を通過させるレンズ部１３、１４、１５、１６と、レンズ部１３、１４、１５、１６を通過したレーザー光を反射する折り返しミラー１７、１８と、折り返しミラー１７、１８に反射されたレーザー光がレーザー走査光学装置１外へ射出される射出部１９と、を備える。
以下、説明において、鉛直方向（上下方向）をＺ方向、折り返しミラー１７の長手方向が沿う方向をＸ方向、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。

光源１１は、例えば、電子写真方式の画像形成装置において感光体に露光処理を施すためのレーザー光を発するレーザー発振器である。
光源１１から発せられたレーザー光は、例えば、２つの反射部材１１ａ、１１ｂによる反射を経てポリゴンミラーユニット１２へ導かれる。

ポリゴンミラーユニット１２は、回転多面鏡１２ａや、回転多面鏡１２ａを回転させるポリゴンモーター１２ｂ等を備える。
回転多面鏡１２ａは、例えば、板状の部材であって、外周の形状が多角形状である。回転多面鏡１２ａは、外周の側面が鏡面である。回転多面鏡１２ａの側面は、光源１１からのレーザー光を反射する機能を有する。
ポリゴンモーター１２ｂは、回転多面鏡１２ａの回転軸を回転させる電動機等のモーターである。ポリゴンモーター１２ｂの回転軸と、回転多面鏡１２ａの回転軸とは一致する。ポリゴンモーター１２ｂが動作すると、回転多面鏡１２ａが回転する。当該回転に伴い、多角形状の側面の角度が回転多面鏡１２ａの回転角度に応じて変化し、レーザーの反射角度を変化させる。
ポリゴンミラーユニット１２は、回転多面鏡１２ａの側面の回転角度を変化させることで、射出部１９から射出されるレーザー光が感光体を走査するように、光源１１から発せられたレーザー光の反射角度を変更してレンズ部１３、１４、１５、１６側に反射する。

レンズ部１３、１４、１５、１６は、例えば、光の透過性を有するガラス又はプラスチック等の樹脂を素材とするレンズであり、ポリゴンミラーユニット１２により反射されたレーザー光の角度を屈折により変更、調整して折り返しミラー１７側に通過させる。

折り返しミラー１７、１８は、レンズ部１３、１４、１５、１６を通過したレーザー光を反射して射出部１９へ導く光学部材である。本実施形態の折り返しミラー１７、１８は、レーザー走査光学装置１内で互いに上下に位置するよう設けられる。
例えば、折り返しミラー１７は、ポリゴンミラーユニット１２からレンズ部１３、１４、１５、１６を経たレーザー光を下方に反射して折り返しミラー１８の反射面へ導く。また、折り返しミラー１８は、折り返しミラー１７により反射されたレーザー光を、ポリゴンミラーユニット１２からレンズ部１３、１４、１５、１６へ向かうレーザーの進行方向とほぼ逆方向に反射してレーザー光を射出部１９へ導く。

射出部１９は、レーザー走査光学装置１内で光源１１により発せられたレーザー光がレーザー走査光学装置１外へ射出される部位である。本実施形態において、射出部１９は、ポリゴンミラーユニット１２の下方に設けられている。折り返しミラー１７、１８の反射を経て導かれることにより、レーザー光は射出部１９から射出される。
上記のように、射出部１９から射出されるレーザー光の射出角度はポリゴンミラーユニット１２の反射角度の変更に応じて変化する。これにより、レーザー光により感光体が走査される。即ち、レーザー走査光学装置１は、ポリゴンミラーユニット１２によりレーザー光の射出角度を変更することによって感光体を走査する。

なお、図２、図３及び上記の説明にて示す各部の位置関係、レンズ部の個数及びレーザー光の軌跡はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。

以下、レーザー走査光学装置１における折り返しミラー１７、１８の保持構造について詳細に説明する。
図４〜図６は、折り返しミラー１７の保持構造を示す図である。図４（ａ）、（ｂ）は斜視図、図５はＹ−Ｚ平面図、図６は、図４（ｂ）、図５に示す矢印Ｖ１から見た場合を示す図である。
図４〜図６に示すように、折り返しミラー１７は、筐体２に設けられた保持平面（例えば、保持平面Ｓ）に沿って位置決めされ、保持部材２１により保持平面側に押し付けられることにより保持されている。図５等において、保持平面Ｓを破線により図示する。

筐体２は、例えば、図５に示すように、側部２ａを有する。側部２ａは、例えば、Ｙ−Ｚ平面を正面として見た場合の筐体２の側面において筐体２に下向きの凹状に設けられ、Ｙ方向及びＺ方向に対して傾斜したＬ字状を描く。側部２ａは、それぞれがＹ方向及びＺ方向に対して傾斜し、互いに略直交してＬ字状を描く傾斜部２ｂ、２ｃを有する。

一方の傾斜部２ｂは、折り返しミラー１７を位置決めするための保持平面Ｓを形成する突起２ｄ、２ｅ、２ｆを有する。
突起２ｄ、２ｅ、２ｆは、折り返しミラー１７を３点で保持する。即ち、傾斜部２ｂに設けられた突起２ｄ、２ｅ、２ｆが、折り返しミラー１７を位置決めする位置決め部材として機能し、折り返しミラー１７を保持する３点により形成される三角形Ｔの平面に沿う保持平面Ｓを形成する。

図７は、折り返しミラー１７を位置決めする筐体２を上方から見た図である。図７では、説明のため、折り返しミラー１７や保持部材２１等を取り外した状態の筐体２を示している。
具体的には、筐体２は、例えば、図７に示すように、上方から見た場合にコの字状となる形状をしている。ここで、側部２ａは、Ｙ方向に沿って略平行に設けられたコの字の２辺である。また、当該２辺の一端側を接続するようにＸ方向に沿って設けられた長手部２ｇを含めた３辺により、筐体２はコの字を形成している。

突起２ｄは、側部２ａとして機能する２辺のうち一方に設けられ、突起２ｅ、２ｆは、２辺のうち他方に設けられている。即ち、突起２ｄ、２ｅ、２ｆにより形成される三角形Ｔは、図７に示すように、長手方向がＸ方向に沿う三角形である。筐体２は折り返しミラー１７を当該三角形状の保持平面Ｓに沿わせることで位置決めする。

また、他方の傾斜部２ｃは、保持平面Ｓに沿って設けられた折り返しミラー１７が筐体２から脱落することを防止する。

保持部材２１は、例えば、図４、図５等に示すように、筐体２に固定された板バネ等の弾性部材であり、保持部材２１は、側部２ａの２辺に対応するように２つ設けられている。保持部材２１は、側部２ａと協働して折り返しミラー１７を挟み込み、その弾性により折り返しミラー１７を保持平面Ｓ側に付勢することで折り返しミラー１７を保持する。

本実施形態の側部２ａ及び保持部材２１は、直方体である折り返しミラー１７の長手方向（Ｘ方向）の両端近傍で折り返しミラー１７を保持するが、一例であってこれに限られるものでない。側部２ａ及び保持部材２１は、折り返しミラー１７によるレーザー光の反射を阻害することなく折り返しミラー１７を位置決め及び保持することができる形態であればよく、その具体的な形状及び配置は適宜変更可能である。

また、本実施形態の保持部材２１は、折り返しミラー１７を保持平面Ｓ側に付勢する付勢部２１ａに加えて、位置決めされた折り返しミラー１７のＸ方向の両端の側面を覆うように付勢部２１ａから延出された側方カバー２１ｂと、位置決めされた折り返しミラー１７の上方を覆うように付勢部２１ａから延出された上方カバー２１ｃと、を有する。側方カバー２１ｂ及び上方カバー２１ｃにより、折り返しミラー１７を筐体２に取り付けて保持部材２１により保持する際に折り返しミラー１７をより確実に位置決めすることができることに加え、折り返しミラー１７の取り付け後に衝撃等により折り返しミラー１７が位置決めされた位置から脱落することを防止することができる。

また、折り返しミラー１７には、重り３１、３２が取り付けられている。
具体的には、例えば、図５、図６に示すように、保持平面Ｓ側に突出するよう設けられた重り３１、３２が折り返しミラー１７に取り付けられている。
図４（ｂ）、図５、図６等に示すように、重り３１、３２は、例えば、折り返しミラー１７の長手方向に沿うよう設けられた板状の部材であり、光学部材の外面に貼り付けられている。具体的には、重り３１、３２は、例えば、保持平面Ｓに直交する折り返しミラー１７の上下側の側面に取り付けられ、当該側面から保持平面Ｓ側に突出している。重り３１、３２は、例えば、ステンレス鋼等を素材とする金属製の部材であり、樹脂等を素材とする折り返しミラー１７に比して比重が大きい。

図８は、折り返しミラー１７等の重心の位置を示すＹ−Ｚ平面図である。
折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体の重心Ｇ４は、重り３１、３２が取り付けられる前の折り返しミラー１７の重心Ｇ１よりも保持平面Ｓ側に位置する。
具体的には、図８に示すように、折り返しミラー１７自体の重心Ｇ１、即ち、仮に重り３１、３２が取り付けられていない場合における折り返しミラー１７の重心は、折り返しミラー１７のＹ−Ｚ平面における断面形状である長方形の対角線の交差点にほぼ重なる位置に存在する。一方、重り３１、３２の重心Ｇ２、Ｐ３は、折り返しミラー１７に対して保持平面Ｓ側に突出した位置に存在する。このため、折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体の総合的な重心である重心Ｇ４の位置は、折り返しミラー１７自体の重心Ｇ１の位置に対して保持平面Ｓ側に位置することとなる。

仮に、保持された折り返しミラー１７に対して外部から振動や衝撃等による力が加わった場合、折り返しミラー１７の重心を基点として折り返しミラー１７を回転振動させる回転モーメントを生じさせる力（例えば、図１５に示すＸｇＳＩＮ（θ）とＸｇＣＯＳ（θ）等）が生じることとなる。ここで、折り返しミラー１７は保持平面Ｓ側で突起２ｄ、２ｅ、２ｆに当接し、位置決めされていることから、当該力により生じた回転モーメントによって揺動すると仮定した場合、突起２ｄ、２ｅ、２ｆのうち、突起２ｄと、突起２ｅ、２ｆの何れか一方とを結んだ直線α、βの何れか一方を回転中心として揺動することとなる。よって、直線α、βを回転中心として揺動する回転モーメントの大きさと、保持平面Ｓと重心との距離の相対関係を想定した場合、保持平面Ｓと重心との距離が大きい程、直線α、βの何れか一方を回転中心として揺動させる回転モーメントが大きくなることとなる。

そこで、重り３１、３２により、折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体の重心Ｇ４を保持平面Ｓ側とすることで、重心Ｇ４と保持平面Ｓとの距離をより小さくすることができる。即ち、保持平面Ｓ側を支点として折り返しミラー１７に働く回転モーメントをより小さくすることができ、外部からの力による折り返しミラー１７の回転振動をより低減することができる。折り返しミラー１７の回転振動をより低減することで、折り返しミラー１７により反射されるレーザー光の反射角度のずれ、ぶれをより低減することができ、レーザー走査光学装置１から射出されるレーザー光の射出角度の精度をより高めることができる。

また、図６、図８に示すように、２つの重り３１、３２は、折り返しミラー１７における最も長い辺に沿う方向である長手方向（Ｘ方向）の両端近傍の２点で保持部材２１により押圧保持される。また、２つの重り３１、３２は、保持部材２１が折り返しミラー１７を押圧保持する２点を結んだ線を通り、かつ、保持平面Ｓに直交する平面Ｌ２に対して対称となるように配置される。

具体的には、図５、図６に示すように、保持部材２１は、折り返しミラー１７と当接する当接部２１ｄを有する。当接部２１ｄは、付勢部２１ａから折り返しミラー１７側に突出するよう設けられた突起であり、当該突起の先端部で折り返しミラー１７の長手方向の両端近傍に当接する。
折り返しミラー１７のＸ方向の両端側に１つずつ設けられた保持部材２１はそれぞれ１つずつ当接部２１ｄを有し、折り返しミラー１７の一側面（例えば、保持平面Ｓ上にある反射面の逆側の面）を長手方向に沿って２分する線Ｌ１上の２点で折り返しミラーを押圧して保持する。ここで、当接部２１ｄによる保持部材２１と折り返しミラー１７との当接位置は、突起２ｄ、２ｅ、２ｆに囲まれた三角形Ｔの領域内である。即ち、直方体である折り返しミラー１７の反射面上に存し、保持平面Ｓを形成している突起２ｄ、２ｅ、２ｆに囲まれた三角形Ｔの領域に対応する領域を反射面の逆側の面に描いた場合、当接部２１ｄの当接位置は当該領域内に含まれる。

また、重り３１、３２は、線Ｌ１（図６参照）を通り、かつ、保持平面Ｓに直交する平面Ｌ２（図８参照）に対して対称となるよう配置されている。即ち、平面Ｌ２と重り３１との距離と、平面Ｌ２と重り３２との距離とは等しく、また平面Ｌ２を挟んだ重り３１と重り３２の配置は線対称である。このように複数の重り（例えば２つの重り３１、３２）を配置することにより、折り返しミラー１７の回転中心と保持部材２２による押圧点との間の距離と、折り返しミラー１７の回転中心と折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体の重心との間の距離をより小さくすることができる。即ち、保持部材２１と折り返しミラー１７との当接点Ｑ１と、折り返しミラー１７の回転中心となるα、β上の１点であるＱ２、Ｑ３との３点により形成される三角領域Ｔ２内に、折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体の重心Ｇ４を位置させることができることから、２つの回転中心（α、β）に対する重心Ｇ４の距離を小さくすることができる。即ち、図１５を用いて示した従来の説明における距離Ｂをより小さくすることができ、折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体に対して働く回転モーメントをより小さくすることができる。

なお、本実施形態の重り３１、３２は、折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体の総合的な重心である重心Ｇ４が保持平面Ｓ上に位置させるよう重量及び配置を調整されている。これにより、２つの回転中心（α、β）に対する重心Ｇ４の距離の合計が最小となるので、折り返しミラー１７に対して保持平面Ｓ上に存する軸を回転中心とした場合の回転モーメントをより低減することができる。
また、折り返しミラー１７が保持平面Ｓ側に突出した重り３１、３２により、重心Ｇ４がより確実に保持平面Ｓ側に近接するので、回転振動を生じさせる回転モーメントをより確実に低減することができる。
なお、これらの重り３１、３２の重量及び配置の調整はあくまで一例であってこれに限られるものでない。

また、重り３１、３２は、折り返しミラー１７が有する共振周波数に応じて重量やサイズ、延設された各部（特に長手方向）における重量配分等の各種設計が行われている。即ち、重り３１、３２は、レーザー走査光学装置１に生じる振動に伴う折り返しミラー１７の共振を防止するために取り付けられると共に、重り３１、３２の重心Ｇ２、Ｇ３が、取り付けられる前の折り返しミラー１７の重心Ｇ１よりも保持平面Ｓ側に位置することで、折り返しミラー１７の重心を保持平面Ｓ側とする。

また、本実施形態の重り３１、３２は、接着剤を用いて折り返しミラー１７に貼り付けられているが、一例であってこれに限られるものでなく、折り返しミラー１７に重り３１、３２を取り付けられればよい。

折り返しミラー１８は、レーザー走査光学装置１内において反射面が設けられる角度が折り返しミラー１７と異なる点を除いて折り返しミラー１７と同様である。即ち、折り返しミラー１８の位置決め及び保持に係る各部の構造は、上記の折り返しミラー１７のものと同様である。

なお、折り返しミラー１７、１８は共に、反射面が保持平面Ｓ上に位置するよう位置決め及び保持されているが、一例であってこれに限られるものでなく、反射面以外の面（例えば、反射面の反対側の面等）が保持平面Ｓに沿うよう位置決め及び保持されてもよい。その場合、重り３１、３２は、折り返しミラー１７（又は折り返しミラー１８）と重り３１、３２との複合体の重心を保持平面Ｓ側に寄らせるよう取り付けられ、必ずしも反射面側に取り付けられるわけではない。

以上、本実施形態の画像形成装置１０００によれば、折り返しミラー１７（１８）と重り３１、３２との複合体の重心Ｇ４が、重り３１、３２が取り付けられる前の折り返しミラー１７の重心Ｇ１よりも保持平面Ｓ側に位置するので、保持平面Ｓと折り返しミラー１７（１８）と重り３１、３２との複合体の総合的な重心との距離をより小さくすることができ、保持平面Ｓ側を支点として折り返しミラー１７、１８に働く回転モーメントをより小さくすることができることから、外部からの力による折り返しミラー１７、１８の回転振動をより低減することができ、より高精度にレーザー光を導くことができる。
ここで、折り返しミラー１７、１８の回転振動をより低減することにより、折り返しミラー１７、１８により反射されるレーザー光の反射角度のずれ、ぶれをより低減することができることから、レーザー走査光学装置１から射出されるレーザー光の射出角度の精度をより高めることができ、より高精度な感光体２００の走査による現像処理を行うことができる。即ち、本実施形態のレーザー走査光学装置１を備える画像形成装置１０００は、より高精度な画像形成を行うことができる。

また、重り３１、３２は、折り返しミラー１７、１８の保持平面Ｓ側に突出するよう取り付けられるので、折り返しミラー１７（１８）と重り３１、３２との複合体の総合的な重心である重心Ｇ４と保持平面Ｓとの距離をより確実に小さくすることができ、保持平面Ｓ側を支点として折り返しミラー１７、１８に働く回転モーメントをより小さくすることができることから、外部からの力による折り返しミラー１７、１８の回転振動をより低減することができる。

また、折り返しミラー１７、１８は、レーザー光を反射する反射面を有する。光学部材の振動による光軸のずれは、屈折より反射の方がより大きく生じる傾向を示すことから、反射を行う光学部材である折り返しミラー１７、１８に本発明による光学部材の保持構造を適用することにより、より顕著な効果が得られる。即ち、折り返しミラー１７、１８を保持する構造として本実施形態の筐体２及び保持部材２１を用いることで、反射角度のぶれの低減により、折り返しミラー１７、１８の反射を伴うレーザー走査光学装置１からのレーザー光の射出角度の精度をより高精度にすることができる。

また、折り返しミラー１７、１８の反射面が保持平面Ｓ上に位置するので、外部からの力に伴う回転振動の支点と反射面との距離をより小さくすることができ、万が一の振動の際にも回転振動に伴う反射面の位置ずれの量を最小限とすることができることから、レーザー走査光学装置１から射出されるレーザー光の射出角度の精度をより高めることができる。

また、保持部材２１が、保持平面Ｓと平行な方向において突起２ｄ、２ｅ、２ｆにより囲まれた三角形Ｔの内側かつ折り返しミラー１７の長手方向に配置された２点で折り返しミラーを押圧して保持する。そして、重り３１、３２が、当該２点を結んだ線Ｌ１を通り、かつ、保持平面Ｓに直交する平面に対して対称となるように配置されるので、折り返しミラー１７の回転中心と保持部材２２による押圧点との間の距離と、折り返しミラー１７の回転中心と折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体の重心との間の距離をより小さくすることができ、折り返しミラー１７と重り３１、３２との複合体に対して働く回転モーメントをより小さくすることができる。
また、保持部材２１が、保持平面Ｓと平行な方向において突起２ｄ、２ｅ、２ｆにより囲まれた三角形Ｔの内側の２点で折り返しミラー１７を保持するので、突起２ｄ、２ｅ、２ｆにより形成される保持平面Ｓに対してバランスを崩すことなくより確実に折り返しミラー１７を押し付けて保持することができる。

また、重り３１、３２が、折り返しミラー１７、１８の長手方向に沿うよう取り付けられた部材であり、折り返しミラー１７、１８の外面に貼り付けられるので、より簡単に折り返しミラー１７、１８に重り３１、３２を取り付けることができ、組み立てコストを低減することができる。

また、重り３１、３２は、金属製であるので、金属の比重を利用して容易に折り返しミラー１７、１８の重心の位置を保持平面Ｓ側とすることができる。

また、側部２ａ及び保持部材による光学部材の保持構造が、ポリゴンミラーユニット１２により射出角度を変更されて射出部１９から射出されることにより感光体２００を走査するレーザー光の射出角度に関わる折り返しミラー１７、１８の保持に用いられることから、感光体２００に対する現像処理に係るレーザー光の射出角度の精度向上に寄与し、より高精度な現像処理、ひいては、画像形成装置１０００によるより高精度な画像形成を行うことができる。

なお、本発明の実施の形態は、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、重りの形状や配置パターンは上記の実施形態に限られるものでない。
以下、本発明の変形例について、折り返しミラー１７の保持構造の変形例を参照して説明するが、折り返しミラー１８やその他の光学部材についても同様に適用することができる。

［変形例１］
図９（ａ）、（ｂ）は、重りの配置の変形例を示す図である。図９（ａ）はＹ−Ｚ平面図、図９（ｂ）は、反射面側から折り返しミラー１７を見た場合を示す図である。
折り返しミラー１７の保持平面が反射面側である場合、重り３３、３４は、折り返しミラー１７の反射面に設けられてもよい。
具体的には、重り３３、３４は、例えば、図９に示すように、折り返しミラー１７の反射面側において、レーザー光を反射する反射領域１７ａの外側に貼り付けられていてもよい。

このように重り３３、３４を配置することで、重り３３、３４の全体が折り返しミラー１７に対して保持平面側に存することとなり、保持平面側に重心Ｇ４を移動させるための重り３３、３４の質量をより小さくすることができ、重りと折り返しミラー１７との複合体をよりコンパクトにすることができる。

［変形例２］
また、折り返しミラー１７の反射面に設けられる重りの配置は、図９に示す例に限らない。
図１０（ａ）、（ｂ）は、反射面に設けられた重りの配置の別の例を示す図である。図１０（ａ）はＹ−Ｚ平面図、図１０（ｂ）は、反射面側から折り返しミラー１７を見た場合を示す図である。
図９に示す例において、重り３３、３４は、反射領域１７ａの上下に貼り付けられているが、図１０に示す重り３５、３６の例のように、折り返しミラー１７の長手方向の両端側に対応する反射領域１７ａの側方に貼り付けられてもよい。

また、反射面に設けられる重りの配置は、折り返しミラー１７によるレーザー光の反射を妨げない配置であればよく、例えば、図９、図１０に示す重り３３〜３６の配置の組み合わせによってもよいし、図９、図１０に示す配置に限らず、適宜変更してよい。

また、反射面に設けられる重りに限らず、重りは、重りが取り付けられる前の折り返しミラー１７の重心の位置に対して、重りの重心の位置が保持平面側となるように取り付けられていればよい。例えば、上記の実施形態において、重り３１、３２は、保持平面に直交する折り返しミラー１７の上下の側面に取り付けられているが、長手方向の両端の側面等に取り付けられてもよいし、その組み合わせによってもよいし、上記の図９、図１０の例に示すような反射面に設けられた重りの配置との組み合わせによってもよい。
また、重りは保持平面側に突出しなくてもよい。例えば、図１１に示すように、重り３７、３８は、その重心Ｇ５、Ｇ６の位置が、取り付けられる前の折り返しミラー１７の重心Ｇ１の位置に対して保持平面Ｓ側となるように取り付けられる。これにより、折り返しミラー１７と重り３７、３８との複合体の重心Ｇ７の位置を保持平面Ｓ側に近づけることができ、回転振動を低減することができる。

また、折り返しミラー１７の反射面は保持平面上でなくてもよい。例えば、図４〜図６に示す折り返しミラー１７の反射面と、その反対側の側面との位置関係を逆にしてもよいし、それ以外の角度としてもよい。ここで、折り返しミラー１７が有する重りは、反射面の角度に連動するのでなく、重りが取り付けられる前の折り返しミラー１７の重心の位置に対して、重りの重心の位置が保持平面側となるように取り付けられる。よって、例えば、図４〜図６に示す折り返しミラー１７の反射面と、その反対側の側面との位置関係を逆にした場合でも、筐体２及び保持部材２１に対する重り３１、３２の配置は変わらないこととなる。

また、上記の実施形態では、保持平面に沿う方向について、保持部材２１と折り返しミラー１７との当接点が折り返しミラー１７の中央に位置していることから、重り３１、３２の重量、形状等の重心の移動に係る特徴が略均一であるが、複数の重りの形状や配置等の重心の移動に係る特徴は、折り返しミラー１７の回転振動の中心として機能する軸の位置と保持平面と重心との関係に基いて定められ、適宜変更可能である。一例として、重りは金属製に限らず、他の材質を用いてもよい。また、重りは板状に限らず、別の形状であってもよい。また、重りは２つに限らず、３つ以上であってもよいし、重心の位置調整を鑑みて１つで十分であれば１つでもよい。また、重りは、金属製に限らず、光学部材の重心の位置を調整する重量があればどのような素材によってもよい。
また、重心Ｇ４の位置を調整するための重りに加えて、別の用途（例えば、共振の防止等）を目的とする重りを取り付けてもよい。

また、保持平面を形成する側部２ａの突起２ｄ、２ｅ、２ｆの形状や配置等はあくまで一例であってこれに限られるものでない。折り返しミラー１７等の光学部材に当接して光学部材を位置決めする当接点又は面であって、保持部材２１等の保持部材により押し付けられる光学部材を係止する形態を取るものであれば、係止する側の当接点又は面どうしを結んで形成される面が所定の平面となる。

また、本発明による光学部材の保持構造は、折り返しミラー１７、１８のような鏡としての機能を有する光学部材に限らず、光の屈折、透過その他のあらゆる用途に用いられる光学部材の利用に際して適用することができる。当該光学部材の保持構造を光学装置、画像形成装置に採用することについても同様である。

また、上記の画像形成装置１０００及びレーザー走査光学装置１の具体的な形態はあくまで一例であり、本発明の特徴を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、光学部材により導かれる光はレーザー光に限らず、他の原理による光ビームであってもよいし、コヒーレント光に限らずインコヒーレント光であってもよい。

１ レーザー走査光学装置
２ 筐体
２ａ 側部
２ｄ、２ｅ、２ｆ 突起（位置決め部材）
１１ 光源
１２ ポリゴンミラーユニット
１３、１４、１５、１６ レンズ部
１７、１８ 折り返しミラー
１９ 射出部
２１ 保持部材
３１、３２、３３、３４、３５、３６ 重り
２００ 感光体
２５０ 現像部（担持手段）
３００ 中間転写ベルト
４００ 転写ローラ（転写手段）
５００ 定着部
１０００ 画像形成装置
Ｌ２ 平面
Ｓ 保持平面（所定の平面）

Claims (11)

1. 光学部材を所定の平面上の位置で位置決めする位置決め部材と、
   前記位置決め部材によって位置決めされた前記光学部材を保持する保持部材と、
   を備え、
   前記光学部材には、重りが取り付けられており、
   前記重りが取り付けられた光学部材の重心は、重りが取り付けられる前の光学部材の重心よりも前記所定の平面側に位置することを特徴とする光学部材の保持構造。
2. 前記重りは、前記光学部材から前記所定の平面側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の光学部材の保持構造。
3. 前記光学部材は、光を反射する反射面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部材の保持構造。
4. 前記反射面は、前記所定の平面上に位置することを特徴とする請求項３に記載の光学部材の保持構造。
5. 前記重りは、前記反射面に設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の光学部材の保持構造。
6. 前記光学部材は、直方体であり、前記光学部材における最も長い辺に沿う方向である長手方向の両端近傍の２点で保持部材により押圧保持され、
   前記２点は、前記所定の平面と平行な平面上であって、かつ、前記光学部材と前記位置決め部材との３点の当接点により形成される三角形状の領域内に位置し、
   前記重りは、前記２点を結んだ線を通り、かつ、前記所定の平面に直交する平面に対して対称となるように配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光学部材の保持構造。
7. 前記重りは、前記光学部材の長手方向に沿うよう設けられた部材であり、前記光学部材の外面に貼り付けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光学部材の保持構造。
8. 前記重りは、金属製であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学部材の保持構造。
9. 光源と、
   前記光源から発せられた光を射出する射出部と、
   前記光を射出部に導く光学部材と、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の光学部材の保持構造と、を備え、
   前記光学部材は、前記光学部材の保持構造により保持されることを特徴とする光学装置。
10. 前記光源から発せられた光の射出角度を変更する変更手段を備え、
    前記変更手段により射出角度が変更された光によって被照射体を走査することを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
11. 感光体と、
    請求項１０に記載の光学装置と、
    前記光学装置により走査された感光体にトナーを担持させる担持手段と、
    前記担持手段により前記感光体に担持されたトナーを記録媒体に転写する転写手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images