JP2015099178A - 光学装置、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

光学装置、光走査装置及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】長尺ミラーの固有振動周波数や振動モードを容易に変更することができ、簡素且つ低コストな構成で画像濃度ムラを高精度に抑制することができる光学装置を提供する。
【解決手段】長尺ミラーとしての折り返しミラー8は、反射面受け部14とミラー端面受け部17とからなるミラー受け部で支持され、上部をミラー押さえ部材9で押圧されて光学ハウジング1に固定されている。ミラー端面受け部17はミラー長手方向に間隔をおいて複数配置され、その位置を変更可能となっている。ミラー押さえ部材9もミラー長手方向に間隔をおいて複数配置され、その固定位置を変更可能となっている。
【選択図】図2

Description

本発明は、長尺ミラーの支持構成を有する光学装置、該光学装置を備えた光走査装置、該光走査装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、あるいはこられのうち少なくとも1つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置に用いられる光走査装置では、光源から発せられた光ビームを像担持体に向けるための長尺ミラーとなる折り返しミラーを有する光学装置が採用されている。
しかしながら、光走査装置は画像形成装置本体に搭載されるので、画像形成装置本体の駆動系の振動により、折り返しミラーが揺らされてしまう。
この結果、像担持体上でビーム光の結像位置がずれることで画像濃度ムラ、いわゆるバンディングになるという問題を抱えていた。
そこで、折り返しミラーに制振材を貼り付けることや、板バネで折り返しミラーを押し付けたりすることで、画像形成装置本体の駆動周波数と折り返しミラーの共振点をずらし、折り返しミラーの振動を抑制する技術が知られている。
特許文献1には、折り返しミラーの振動を抑制しバンディングを防止する目的で、折り返しミラーにミラー補強部材を接合させることにより、折り返しミラーの強度及び体積を増して折り返しミラーの振動を防止する対策が開示されている。
従来の折り返しミラーに制振材を貼る対策や、板バネで押さえ付ける対策では、画像形成装置本体の駆動系の駆動周波数が機種によって変わるため、機種に応じて折り返しミラーの固有振動周波数を変更する必要が生じる。
この場合、制振材の形状や板バネの押さえ付け力(押圧力)を変更しなければならず、ミラーの固有振動周波数を適宜に変えることは難しい。
また、折り返しミラーに制振材を貼り付ける手間や、制振材や板バネ等の部品点数の増加によるコスト上昇を招いてしまう。
特許文献1に記載の構成では、折り返しミラーの振動を抑制することはできるが、画像形成装置本体の駆動系の駆動周波数に応じてミラーの固有振動周波数を適宜に変更することはできない。
また、ミラー補強部材を接合するので、その手間や部品点数の増加によるコスト上昇を招いてしまう。
本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、長尺ミラーの固有振動周波数や振動モードを容易に変更することができ、簡素且つ低コストな構成で画像濃度ムラを高精度に抑制することができる光学装置の提供を、その主な目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、偏向手段により偏向された光ビームを像担持体に向ける反射面を有する長尺ミラーと、前記長尺ミラーを支持するミラー受け部と、前記長尺ミラーを前記ミラー受け部に押圧して固定するためのミラー押さえ部材と、を有する光学装置において、前記ミラー受け部と前記ミラー押さえ部材はそれぞれ、少なくとも前記長尺ミラーの長手方向に間隔をおいて2箇所に配置され、且つ、その間隔が変更可能であることを特徴とする。
本発明によれば、長尺ミラーの支持位置を変えることにより長尺ミラーの固有振動周波数や振動モードを容易に変更することができ、簡素且つ低コストな構成で画像濃度ムラを高精度に抑制することができる。
本発明の第1の実施形態に係る光走査装置のハウジングカバーを外した状態の概要斜視図である。 折り返しミラーの支持・固定構造を示す要部側面図である。 ミラー受け部とミラー押さえ部材の位置関係を示す斜視図である。 ミラー押さえ部材の固定位置の変更可能構成を示す斜視図である。 固定位置の変更が可能なミラー押さえ部材と折り返しミラーとの関係を示す側面図である。 ミラー端面受け部の支持構成を示す要部側面図である。 ミラー端面受け部の位置を変更した場合の支持構成を示す要部側面図である。 折り返しミラーに対する各ミラー端面受け部の位置を示す図である。 受け位置の変化による折り返しミラーの振動周波数と振動モードの関係を示す特性図である。 画像形成装置の概要構成図である。 第2の実施形態におけるミラー端面受け部としてのミラー端面受け部材の可動構成を示す要部斜視図である。 ミラー端面受け部材の斜視図である。 ミラー端面受け部材の複数の固定位置を示す斜視図である。 ミラー端面受け部材の固定構造を示す要部断面図である。 ミラー端面受け部材の固定構造の他例を示す要部断面図である。
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図1乃至図10に基づいて第1の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態に係る光走査装置100の構成を示している。光走査装置100は、箱型の筐体である光学ハウジング1を有している。
光走査装置100を構成する各部材は、光学ハウジング1に収納されて、図10に示す画像形成装置200の画像形成装置本体201に装着される。
光学ハウジング1には、光学ハウジング1内を外部から遮断して防塵、防音、遮光を目的として開口を塞ぐ図示しないハウジングカバーが設けられている。各部材の組み付け後に上方の開口部分がハウジングカバーで塞がれる。
光学ハウジング1の内部には、光ビーム5を発光する光源2と、光源2から出射した光ビーム5を集光するための結像光学素子としての集光レンズ(シリンドリカルレンズ)3と、集光された光ビーム5を偏向する偏向手段としてのポリゴンモータ4とが配置されている。
光源2から発せられ集光レンズ3で集光された光ビーム5は、ポリゴンモータ4が軸を中心に回転することでポリゴンミラーにより偏向される。
光学ハウジング1の内部には、偏向された光ビーム5を走査するための走査光学素子としての複数の走査光学系レンズ6、7と、走査された光ビーム5を像担持体としての感光体111へと導く長尺ミラーとしての帯板状の折り返しミラー8が配置されている。
折り返しミラー8で反射される光ビーム5の進行方向には、開口部1Aが光学ハウジング1の底面に形成されている。
光学ハウジング1には、開口部1Aを塞ぐように図示しない防塵ガラスが配置され、防塵ガラスは図示しない防塵ガラス保持部材によって保持されている。
偏向された光ビーム5は、走査光学系レンズ6、7で走査されるとともに、折り返しミラー8によって反射されて光路を折り曲げられ、光学ハウジング1に形成された開口部1Aから感光体111へと導かれる。
本実施形態において、走査光学系はレンズ系で構成したが、反射光学系で構成してもよいし、レンズ系と反射光学系の組み合わせで構成したものであってもよい。
図2及び図3に基づいて、折り返しミラー8の支持・固定構造を説明する。
図2(a)は折り返しミラー8の反射面と対向する面を押圧して固定する例を示し、図2(b)は反射面側を押圧して固定する例を示している。
図2(a)及び図3に示すように、光学ハウジング1は、折り返しミラー8を支持するミラー受け部と、折り返しミラー8をミラー受け部に押圧して固定するための複数のミラー押さえ部材9とを備えている。
ミラー受け部は、折り返しミラー8の反射面8a側に当接する反射面受け部14と、折り返しミラー8の長手方向(以下、「ミラー長手方向」という)における反射面8a以外の面となるミラー下端面16に当接するミラー端面受け部17a〜17fとから構成されている。
折り返しミラー8、ミラー押さえ部材9、反射面受け部14、ミラー端面受け部17a〜17fによって光学装置20が構成されている。
ミラー端面受け部17a〜17fは、ミラー長手方向に間隔をおいて設けられていて、これらのうち少なくとも2つがミラー下端面16に当接するミラー端面受け部として機能する。
他のミラー端面受け部はミラー下端面16とは当接せずに、ミラー下端面16との間に隙間を有する予備のミラー端面受け部として存在する。
予備のミラー端面受け部は、折り返しミラー8の固有振動周波数や振動モードを変更すべくミラー端面受け部の位置を変える場合に適宜選択されるものである。この点については後述する。
ミラー押さえ部材9は、樹脂材料又は板バネ材料で形成されている。
ミラー押さえ部材9は、光学ハウジング1側に固定される平板状の基端部9cと、折り返しミラー8の上端面の角部となるミラー稜線15を矢印Bで示す図面下方向に向って押圧する弾性変形可能な腕部9aを有している。
また、ミラー押さえ部材9は、折り返しミラー8の反射面8aと反対側の面8bを矢印Aで示す反射面受け部14の方向に押圧する弾性変形可能な腕部9bを有している。
腕部9bは断面が円弧状の凸部9b−1を有しており、この凸部9b−1を介して反射面8aと反対側の面8bに点接触状態で当接している。
折り返しミラー8は、ミラー押さえ部材9の腕部9bによって、矢印A方向へと押し付けられ、押し付け方向に配置された反射面受け部14の傾斜面14a、14aに押し当てられる。
反射面受け部14は、折り返しミラー8の高さ方向における2箇所で当接し、中央部では非接触となる受け面形状を有している。
折り返しミラー8は、ミラー押さえ部材9の腕部9aによってミラー稜線15が矢印B方向に押し付けられることで、ミラー下端面16をミラー端面受け部17a〜17fのうちの少なくとも2つに押し当てられて保持される。
ミラー下端面16は、折り返しミラー8の反射面8aと隣接する面である。ここでは、折り返しミラー8を上方から下方に向って押圧するので、反射面8aと隣接する面(反射面以外の面)はミラー下端面16となる。
押圧方向が下方から上方になるレイアウトの場合には、反射面8aと隣接する面(反射面以外の面)はミラー上端面8cとなる。
図2(b)は、ミラー受け部が、折り返しミラー8の反射面8aと対向する面に当接する反射対向面受け部140と、ミラー長手方向における反射面8a以外の面となるミラー下端面16に当接するミラー端面受け部17a〜17fとから構成されている例を示している。
すなわち、図2(a)で示した折り返しミラー8をその反射面が逆向きとなるように支持して固定した例である。
ここでのミラー端面受け部17a〜17fは、折り返しミラー8のミラー長手方向における反射面と対向する面及び反射面以外の面に当接する。
反射対向面受け部140の傾斜面140aは反射面受け部14の傾斜面14aに対応している。
折り返しミラー8、ミラー押さえ部材9、反射対向面受け部140、ミラー端面受け部17a〜17fによって光学装置20Aが構成されている。
図2(a)で説明した部材と同一の部材には、同一の符号を付し、既にした説明は適宜省略する。
折り返しミラー8は、ミラー押さえ部材9の腕部9bによって反射面8aを矢印Xで示す反射対向面受け部140の傾斜面140a、140aの方向に押し付けられる。
このとき傾斜面140a、140aと当接するのは、反射面8aと反対側の面8bとなる点が図2(a)の構成と異なる。
腕部9bは反射面8aでの反射に影響を及ぼさないように、図2(a)の構成に比べて短く設定されている。
折り返しミラー8は、ミラー押さえ部材9の腕部9aによってミラー稜線15が矢印Y方向に押し付けられることで、ミラー下端面16をミラー端面受け部17a〜17fのうちの少なくとも2つに押し当てられて保持される。
ミラー押さえ部材9は、図2に示すように、基端部9cが光学ハウジング1に形成されている凸部101、102の平坦な上面101a、102aにネジ12によって固定されている。
上面101a、102aには上方に突出する突起13が形成されており、基端部9cは図示しない穴を前記突起13に挿入して位置決めされた後ネジ12で固定される。
凸部101、102は、図3に示すように、ミラー長手方向に位置する両端側に配置されている。
反射面受け部14及び反射対向面受け部140は、ミラー長手方向に位置する両端側にそれぞれ配置されている。
本実施形態において、反射面受け部14、反射対向面受け部140は、凸部101、102にそれぞれ一体的に形成されている。
反射面受け部14及び反射対向面受け部140は、凸部101、102とそれぞれ個別に形成し、光学ハウジング1に配置する形態でもよい。
ミラー押さえ部材9は、図4に示すように、折り返しミラー8の両端部に配置される2つのミラー押さえ部材9Aの他に、固定位置を変更することが可能なミラー押さえ部材9Bを備えている。
ミラー押さえ部材9Aの構成は、図3等で示した構成と同じである。
ミラー押さえ部材9Bは、上述したミラー押さえ部材9Aと同様に、弾性を有する板金で形成されており、光学ハウジング1にネジで固定されるようになっている。
光学ハウジング1には、ミラー長手方向に間隔をおいて複数の固定位置PA〜PFが形成されており、ミラー押さえ部材9Bは任意の固定位置に取り付けられるようになっている。
ミラー押さえ部材9Bは、固定位置PA〜PFに固定される基端部9Bcと、基端部9Bcから延びる腕部9Bbと、腕部9Bbに一体に形成され、折り返しミラー8のミラー上端面8cに当接するミラー押さえ片9Baとを有している。
ミラー押さえ部材9Bのミラー押さえ片9Baが当接する折り返しミラー8の面は、反射面8aと隣接する面としてのミラー上端面8cであり、且つ、ミラー端面受け部が当接するミラー下端面16と互いに向かい合う面である。
本実施形態では、2つのミラー押さえ部材9Aとこれらの間に配置される1つのミラー押さえ部材9Bのうち、ミラー押さえ部材9Bのみについて固定位置を変更可能としているが、ミラー押さえ部材9Aの固定位置も変更可能な構成としてもよい。
また、ミラー押さえ部材9Aとミラー押さえ部材9Bの折り返しミラー8に対する押圧形状を異ならせているが、ミラー押さえ部材9Bについてもミラー押さえ部材9Aと同一の構成としてもよい。
図5に示すように、ミラー押さえ部材9Bと押圧面としてのミラー上端面8cとの間には、弾性部材22が介在されている。
ミラー振動は図示のようにミラー振動方向に振動が起きる。
この方向はミラー押さえ部材9Bの押圧方向に対してせん断方向となるので、ミラー押さえ部材9Bによる押圧がミラー振動を抑制する効果を出すには、ミラー押さえ部材9Bとミラー上端面8cとの間に抵抗摩擦力のような負荷が必要となる。
また、ミラー押さえ部材9B自身の固有振動がミラー振動を誘発する懸念もあるので、その影響を低減することも考慮する必要がある。
このような理由から、ミラー押さえ部材9Bとミラー上端面8cとの間に、前記摩擦力及び振動伝達を考慮して弾性部材22を介在させている。
上記のように、本実施形態では、ミラー押さえ部材9は、図2(a)に示す例の場合、ミラー長手方向の両端付近の2箇所と、その間の1箇所に配置され、折り返しミラー8を、反射面受け部14の傾斜面14aとミラー端面受け部17a〜17fのうちの少なくとも2つへ押し付けている。
また、ミラー押さえ部材9は、図2(b)の例の場合、ミラー長手方向の両端付近の2箇所と、その間の1箇所に配置され、折り返しミラー8を、反射対向面受け部140の傾斜面140aとミラー端面受け部17a〜17fのうちの少なくとも2つへ押し付けている。
本実施形態において、2箇所のミラー押さえ部材9Aは、それぞれ両方とも同一部品を使用しているが、2箇所で別部品を使用してもよい。
またミラー押さえ部材9を3箇所で使用しているが、3箇所である必要は無く、必要に応じてミラー押さえ部材9の使用個数を変更してもよい。
例えば両端の2箇所に配置して、いずれか一方又は両方の固定位置を変更可能としてもよい。
上記のような構成により、折り返しミラー8は光学ハウジング1に位置決めされて保持される。
また、本実施形態では、ミラー押さえ部材9はネジ12で光学ハウジング1の凸部101、102に固定するようにしているが、ネジ固定ではなくてもよい。
例えば、光学ハウジング1側に折り返しミラー8を保持できる溝形状と爪形状を設け、溝形状へミラー押さえ部材を嵌め込み、ミラー押さえ部材自身の弾性力と爪形状とによって光学ハウジング1へ固定する構成でもよい。
また、本実施形態では、図2(a)に示すように、反射面受け部14及びミラー端面受け部17a〜17fが、それぞれ傾斜した面14a、17で折り返しミラー8を受ける形状となっているが、点で受ける形状としてもよい。
図2(b)に示す構成においても同様に、反射対向面受け部140及びミラー端面受け部17a〜17fが、それぞれ傾斜した面140a、17で折り返しミラー8を受ける形状となっているが、点で受ける形状としてもよい。
図3に示すように、折り返しミラー8は、光学ハウジング1に設けられたミラー端面受け部17a〜17fの6箇所のうち少なくとも2箇所に当接されて光学ハウジング1に保持される。
本実施形態において、ミラー端面受け部17a〜17fは6箇所設けているが、6箇所である必要はなく必要に応じてミラー端面受け部17a〜17fの数を増減させてもよい。
ミラー端面受け部17a〜17fは光学ハウジング1に一体的に形成しているため、各ミラー端面受け部は位置固定となっている。
後述するように、ミラー端面受け部17a〜17fを光学ハウジング1と別部品とし、少なくともそのうちの2つをミラー長手方向に適宜変更できる構成とすることで折り返しミラー8の受け位置を変えられるようにしてもよい。
ミラー端面受け部17a〜17fには、傾斜した端面17がそれぞれ形成されている。
各端面17は、図2(a)の構成の場合、反射面受け部14の傾斜面14aと対向して逆方向に傾斜するように形成されている。
図2(b)の構成の場合、端面17は、反射対向面受け部140の傾斜面140aと対向して逆方向に傾斜するように形成される。
図6及び図7に基づいて、折り返しミラー8のミラー下端面16の受け位置の変更方法について説明する。
図6(a)、図7(a)は、反射面8aを反射面受け部14で支持する形態を示し、図6(b)、図7(b)は、反射面8aと反対側の面8bを反射対向面受け部140で支持する形態を示す。
6箇所のミラー端面受け部17a〜17fのうち少なくとも2箇所でミラー下端面16を受けて支持するため、本実施形態では、ミラー端面受け部17b、17eは、他のミラー端面受け部17a、17c、17d、17fよりも矢印Jの方向(ミラー下端面16側)に突出させている。
すなわち、ミラー端面受け部17b、17eの傾斜した端面17は、他のミラー受け部の傾斜した端面よりもミラー下端面16側に突出している。
このため、ミラー端面受け部17b、17eの傾斜した端面17、17の2点のみがミラー下端面16と当接する。
この場合、ミラー端面受け部17a、17c、17d、17fは予備のミラー端面受け部となる。
図10に示すように、光走査装置100は、画像形成装置本体201に搭載されるため、画像形成装置200の駆動系の駆動周波数によっては折り返しミラー8の固有振動周波数を変更したい場合がある。
この場合、ミラー端面受け部17b、17eの傾斜した端面17、17で受けている受け位置を変更するが、その際に図6(a)、図6(b)に示したミラー端面受け部17b、17eの突出量Tよりも厚いスペーサ18を用いる。
図7(a)、図7(b)に示すように、ミラー下端面16とミラー端面受け部17a、17c、17d、17fのうちの必要な少なくとも2つの間にスペーサ18を介在させる。
このように、スペーサ18を介在させるだけの簡素な構成によって、ミラー下端面16とミラー端面受け部の傾斜した端面17、17の接触位置、すなわち折り返しミラー8に対する受け位置を適宜変更することができる。
すなわち、簡易な構成で折り返しミラー8の固有振動周波数や振動モードを容易に変更することができる。
本実施形態では、ミラー端面受け部17a、17c、17d、17fの傾斜した端面よりもミラー端面受け部17b、17eの傾斜した端面17、17を突出させて受け位置を変更している。
画像形成装置200の駆動系の駆動周波数と折り返しミラー8のミラー振動周波数によっては、突出させるミラー端面受け部の位置を適宜決めるのがよい。
ミラー端面受け部17a、17c、17d、17fのうち選択されたミラー端面受け部以外のミラー端面受け部は、予備のミラー端面受け部としてなる。この場合、最初にミラー下端面16に対する受け面として機能したミラー端面受け部17b、17eも予備のミラー端面受け部としてなる。
スペーサ18は、ミラー押さえ部材9の弾性力で、2つのミラー端面受け部と折り返しミラー8とに挟まれることによって保持されているが、接着材によって2つのミラー端面受け部又はミラー下端面16に貼り付けるようにして介在させてもよい。
2つのミラー端面受け部によるミラー下端面16の受け位置を、スペーサ18を介在させることで変更しているが、機械加工によってミラー端面受け部の各位置の突出量を調整することで受け位置を変更してもよい。
あるいはミラー端面受け部の各位置に突出量を変更できる機構を組み込むことで突出量を調整することを可能にして、2つのミラー端面受け部によるミラー下端面16の受け位置を変更してもよい。
受け位置の変更とともに、必要な場合には、ミラー押さえ部材9Bの位置が適宜変更される。
次に、図8に基づいて、ミラー端面受け部17a〜17fのミラー長手方向への間隔について説明する。
ミラー長手方向の両端であり、最も外側に配置されたミラー端面受け部17a、17fは、折り返しミラー8の長手方向の両端に位置する端面80a、80bから15mm内側の位置にそれぞれの中心が位置するように配置されている。
ミラー端面受け部17b、17eは、各々ミラー端面受け部17a、17fから折り返しミラー8の内側へ50mmの位置にその中心が位置するように配置されている。
ミラー端面受け部17c、17dは、各々ミラー端面受け部17b、17eから折り返しミラー8の内側へ50mmの位置にその中心が位置するように配置されている。
ミラー端面受け部17c、17dの中心間隔(受部間隔)は65mmとしている。
本実施形態では、上記で示した光学ハウジング1の位置にミラー端面受け部17a〜17fを配置しているが、折り返しミラー8の長手方向の長さに応じて、折り返しミラー8が所望の固有振動周波数となるようにミラー端面受け部17a〜17fの配置を変えるのがよい。
すなわち受け位置間の距離を変えるのがよい。
本実施形態では、2箇所のミラー端面受け部17b、17eの傾斜した端面でミラー下端面16を受ける形状となっているため、ミラー端面受け部17b、17eの間隔は165mmとなっている。
図6(a)、図6(b)で説明したように、ミラー端面受け部によるミラー下端面16の受け位置を適宜変更することで、ミラー端面受け部の間隔が変化するようになる。
図9は、ミラー端面受け部17a〜17fによるミラー下端面16の受け位置に応じたミラー振動周波数とミラー振動モードについて説明する図である。
すなわち、図9は、ミラー端面受け部17a〜17fによるミラー下端面16の受け位置を変化させたときに、折り返しミラー8のミラー振動周波数とミラー振動モードが変化していることを示している。
実験条件の欄には、ミラー端面受け部の位置と、そのときの受け部間隔を記載している。
固有振動周波数の欄には、横軸に振動周波数Hz、縦軸に周波数応答関数m/s/Nを取ったグラフを記載しており、各実験条件下での折り返しミラー8のミラー振動周波数が分かる。
ミラー振動モードの欄には、横軸にミラー長手方向及び端面の受け位置mm、縦軸にミラー振動m/sを取ったグラフを記載しており、各実験条件下で折り返しミラー8がミラー長手方向のどの位置で振動しているかが分かるグラフとなっている。
グラフに示した線がミラー振動モードを表している。
実験1の実験条件は、ミラー端面受け部が17b、17eの2点で、そのときの受け部間隔は165mmとなっている。
実験1の条件下では、折り返しミラー8のミラー振動周波数は455Hzとなり、折り返しミラー8の振動モードはミラー長手方向における中央付近が振動の腹となっている様子が分かる。
実験2の実験条件は、ミラー端面受け部が17a、17fの2点で、そのときの受け部間隔は265mmとなっている。
実験2の条件下では、折り返しミラー8のミラー振動周波数は245Hzとなり、実験1の場合のミラー振動周波数455Hzから大きく変化していることが分かる。
また、ミラー振動モードは実験1の結果と変わらずミラー長手方向における中央付近が振動の腹となっている様子が分かる。
実験3の実験条件は、ミラー端面受け部が17a、17dの2点で、そのときの受け部間隔は165mmとなっている。
実験3の条件下では、折り返しミラー8のミラー振動周波数は452Hzとなり、実験1の結果のミラー振動周波数455Hzと近い値になっている。
また、ミラー振動モードは、受け位置が振動の節となり振動の腹が2箇所で表れていて、実験1、2の結果とミラー振動モードが変化していることが分かる。
実験4の実験条件は、ミラー端面受け部が17a、17dの2点で、そのときの受け部間隔は165mmとなっている。
また、ミラー押さえ部材9の押圧が加わっている。実験4の条件下では、折り返しミラー8のミラー振動周波数は460Hzとなり、実験1、実験3の結果のミラー振動周波数と近い値になっている。実験3の振動モードと大きな違いはないが、振動振幅は半減されている。
振動モードを変えるには、ミラー押さえ部材9の弾性力を上げることで達成可能となるが、弾性力が上がることで、ミラーの姿勢が変わり、光線の反射角度が変わることが懸念される。
そのため、本実施形態においては、ミラー押さえ部材9の弾性力(押圧力)は、振動振幅低減ができる範囲での弾性力としている。
以上説明したように、折り返しミラー8を保持する際に、少なくとも2つのミラー端面受け部によるミラー下端面16の受け位置、詳しくはミラー端面受け部17a〜17fの間隔を変更することで、折り返しミラー8のミラー振動周波数とミラー振動モードを容易に変更することできる。
すなわち、折り返しミラー8の保持位置(支持位置)を変えるだけで、折り返しミラー8の固有振動周波数や振動モードを簡易に変更できる。
本実施形態ではミラー受け部を、反射面受け部又は反射対向面受け部と、ミラー端面受け部とからなる分離構成としたが、両受け部のうち少なくともミラー端面受け部を有する単一の構成としてもよい(以下の実施形態において同じ)。
次に、図11乃至図15に基づいて第2の実施形態を説明する。
上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
本実施形態では、ミラー端面受け部を光学ハウジング1と別部品とし、傾斜した端面17の位置をミラー長手方向に変更(移動)できることを特徴としている。
ここでは、2つのミラー端面受け部としてミラー端面受け部材170を用いて、ミラー下端面16を支持する場合を例に説明する。
各ミラー端面受け部材170の形状は同一構成であるので、片側のみを用いて説明する。
図11に示すように、ミラー端面受け部材170は、傾斜した端面17をその上部に有するとともに、端面17を支える土台171をその下部に有している。
土台171の平面視における投影面積は、端面17の投影面積よりも大きく形成されている。
光学ハウジング1には、土台171をその内部に配置するとともにミラー長手方向に長く凹んだレール部1Bが形成されている。
ミラー長手方向と直交するレール部1Bの幅は、土台171の幅よりもやや広く、土台171をレール部1B内の接地面1Dに載置した状態でミラー端面受け部材170をミラー長手方向に移動可能としている。
ミラー受け部171に台座171を形成し、光学ハウジング1にレール部1Bを形成することで、ミラー端面受け部材170(端面17)の位置を容易に移動することができ、ミラー端面受け部材170、170の間隔及び位置を変えることができる。
このため折り返しミラー8の固有振動周波数を変えることができるので、図3に示すようにミラー端面受け部17を複数個所設けなくてもよく、図7(a)、図7(b)に示すようなスペーサ18を用いなくてもよい。
図3に示すように、ミラー端面受け部17a〜17fを光学ハウジング1と一体成型した場合、ミラー受け位置のパターンがある程度決まってしまい、それに伴いミラーの固有振動周波数も決まってきてしまう。
しかしながら、図11に示すように、ミラー長手方向へ位置を適宜移動して変更可能な構成とすることで、所望のミラー固有振動周波数となるように、ミラー端面受け部材170の位置を微調整することができる。
また、このようにした場合、光学ハウジング1に対してミラー端面受け部材170は固定状態ではないので、ミラー端面受け部材170の破損時や別な形状のものに交換したい場合に容易に交換することができるというメリットもある。
図12〜図14に基づいて、ミラー端面受け部材の光学ハウジング1への取り付け構造について説明する。
図12に示すように、ミラー端面受け部材170の台座171には、光学ハウジング1に取り付けるための固定用穴172が設けられている。
本実施形態では端面17を間において、ミラー長手方向に固定用穴172をそれぞれ1つずつ形成したが、必要に応じて固定用穴17の数は増減するのが好ましい。
図13に示すように、光学ハウジング1には、ミラー端面受け部材170の台座171を固定するための固定用ネジ穴1Cがミラー長手方向に複数個設けられている。
固定用ネジ穴1Cは2つを1組として、合計6組がレール部1Bの接地面1Dに成形されている。
固定用ネジ穴1Cの数は、6組に限定されるものではなく、折り返しミラー8の長さなどに応じて適宜増減することができる。
このようにミラー長手方向に複数個の固定用ネジ穴1Cを形成することで、ミラー固有振動周波数が所望の値となるように、ミラー端面受け部材170の位置や間隔を変更して固定することができる。
ミラー端面受け部材170の台座171は、図14に示すように、固定部材としてのネジ105を固定用穴172に挿通し、固定用ネジ穴1Cに螺合することで、光学ハウジング1に装着、固定することができる。
光学ハウジング1に対するミラー端面受け部材170の固定方法としては、ネジに限定されるものではなく、図15に示すように、ミラー端面受け部材170の台座171を、光学ハウジング1に設けたレール部1Bの接地面1Dへ接着剤107を塗布して接着により固定しても良い。
この場合は、ミラー端面受け部材170に固定用穴172を設けなくても良いし、光学ハウジング1に固定用ネジ穴1Cを設けなくても良い。
ミラー端面受け部材170を接着固定とする利点は、ミラー長手方向の所望の位置にミラー端面受け部材170を配置できることである。
図3に示す構成や図12及び図14に示したネジ固定とする場合は、光学ハウジング1に予め設けた形状の位置でしか折り返しミラー8を受けることができない。その場合、ミラー固有振動周波数も特定のパターンの振動周波数しか得られない。
しかし、図15に示すような接着固定の場合、光学ハウジング1に予め設ける形状は必要なく、所望の位置にミラー端面受け部材170を固定することができる。それにより所望のミラー固有振動周波数を得ることができる。
ミラー押さえ部材についても、ミラー端面受け部材170と同様に、ミラー長手方向に移動可能としてもよい。
図10を用いて上記各実施形態に係る画像形成装置200の構成を説明する。
画像形成装置200は、モノクロ画像を形成する画像形成装置であり、画像形成装置本体201に各種構成が装着されている。
被走査面の実体をなす像担持体となる光導電性の感光体111はドラム状に形成されて時計回りに等速回転し、帯電手段である帯電ローラ112により均一に帯電され、光走査装置100により光走査されてネガの静電潜像を書き込まれる。
書き込まれた静電潜像は、現像装置113により反転現像されてトナー画像となる。シート状記録媒体である転写紙Pはカセット118に積載収納され、給紙ローラ120により給紙され、レジストローラ対119に先端を挟持される。
レジストローラ対119は、感光体111上に形成されたトナー画像の移動に同期を取って転写紙Pを転写部へ送り込む。
転写部では、転写手段である転写ローラ114が感光体111上のトナー画像を転写紙P上に転写する。
トナー画像を転写された転写紙Pは定着装置116によりトナー画像を定着され、排出ローラ対122によりトレイ123上に排出される。
トナー画像転写後の感光体111はクリーナ115により残留トナーや紙粉を除去される。
光走査装置100として、上記各実施形態で説明した任意のものを用いることにより、感光体111上でビーム光の結像位置がずれることで発生する画像濃度ムラ(バンディング)を、折り返しミラー8の保持位置を変えるという簡素な構成により、低コストで抑制することができる。
これにより、画像濃度ムラの少ない極めて良好なモノクロ画像を形成できる。
上記各実施形態では、モノクロの画像形成装置を例示したが、本発明はこれに限定されものではなく、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤を用いてカラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置に適用してもよい。
この場合、光走査装置100を各色に合わせて4つ画像形成装置本体に搭載することで、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
ただ、単純に4つの光走査装置100を搭載すると装置が大型するので、光学装置20を、ポリゴンモータ4を基準にして対称的に配置して1つの光学ハウジング1内に収め光源2を現像剤の色数(ここでは4つ)に対応させて複数配置する。
このようにすることで、光走査装置100の搭載個数を低減することができる。
画像形成装置としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などが挙げられ、電子写真方式やインクジェット方式に対応することができる。
3 結像光学素子としての集光レンズ
4 偏向手段としてのポリゴンモータ
5 光ビーム
6、7 走査光学素子としての走査光学系レンズ
8 長尺ミラーとしての折り返しミラー
8a 反射面
9、9A、9B ミラー押さえ部材
14 ミラー受け部としての反射面受け部
17 ミラー受け部としてのミラー端面受け部
20、20A 光学装置
22 弾性部材
100 光走査装置
111 像担持体としての感光体
140 ミラー受け部としての反射対向面受け部
特許第3813333号公報

Claims (9)

  1. 偏向手段により偏向された光ビームを像担持体に向ける反射面を有する長尺ミラーと、
    前記長尺ミラーを支持するミラー受け部と、
    前記長尺ミラーを前記ミラー受け部に押圧して固定するためのミラー押さえ部材と、
    を有する光学装置において、
    前記ミラー受け部と前記ミラー押さえ部材はそれぞれ、少なくとも前記長尺ミラーの長手方向に間隔をおいて2箇所に配置され、且つ、その間隔が変更可能であることを特徴とする光学装置。
  2. 請求項1に記載の光学装置において、
    前記ミラー受け部は、前記反射面側に当接する反射面受け部と、前記長尺ミラーの長手方向における前記反射面以外の面に当接するミラー端面受け部とからなることを特徴とする光学装置。
  3. 請求項1に記載の光学装置において、
    前記ミラー受け部は、前記反射面と対向する面に当接する反射対向面受け部と、前記長尺ミラーの長手方向における前記反射面と対向する面及び前記反射面以外の面に当接するミラー端面受け部とからなることを特徴とする光学装置。
  4. 請求項2又は3に記載の光学装置において、
    前記ミラー端面受け部と前記ミラー押さえ部材が当接する面は、前記反射面と隣接する面であり、且つ、互いに向かい合う面であることを特徴とする光学装置。
  5. 請求項2〜4のいずれか1つに記載の光学装置において、
    前記ミラー端面受け部は前記長尺ミラーの長手方向に移動可能であることを特徴とする光学装置。
  6. 請求項2〜5のいずれか1つに記載の光学装置において、
    前記ミラー押さえ部材のうち少なくとも1つは前記長尺ミラーの長手方向に移動可能であることを特徴とする光学装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか1つに記載の光学装置において、
    前記ミラー押さえ部材と、前記長尺ミラーの押圧面との間には弾性部材が介在していることを特徴とする光学装置。
  8. 光源と、
    前記光源から出射された光を集光するための結像光学素子と、
    前記光源から出射された光を偏向する偏向手段と、
    偏向された光を走査するための走査光学素子と、
    走査された光を像担持体へと導く長尺ミラーと、該長尺ミラーを固定する構造とを備えた光学装置と、
    を有する光走査装置において、
    前記光学装置が、請求項1〜7のいずれか1つに記載の光学装置であることを特徴とする光走査装置。
  9. 請求項8に記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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