JP3848766B2

JP3848766B2 - Writing unit of image forming apparatus

Info

Publication number: JP3848766B2
Application number: JP33250197A
Authority: JP
Inventors: 直樹小塚
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2017-11-17
Also published as: JPH11149033A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式のレーザプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に好適な書込みユニットに関し、特に折返しミラーの固定構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光による画像形成装置に用いられる書込みユニットの基本的な構成は、レーザ光源部、ポリゴンモータ及びＦθレンズを有する光学ユニットと、光学ユニットから照射されるレーザ光を感光体に反射する折返しミラーとからなっており、レーザ光源部から出光したレーザ光は、ポリゴンモータで回転する多面鏡により走査され、Ｆθレンズを通過して折返しミラーに到達する。
折返しミラーに到達したレーザ光は下方に折返し反射されて感光体ドラムに照射され、感光体ドラムの回転により、１頁分のドットイメージが感光体ドラムに静電潜像として形成される。
以上において、ポリゴンモータや、その周辺のギアなどによる駆動系からの振動が、折返しミラーやフレームに伝達し、これらが共振することで、感光体に照射されるレーザ光が振動により変動し、書込みが乱れ、画質が低下するという問題を生ずる。
すなわち、電子写真の高画質化を阻害する要因の一つにジター、バンディングと呼ばれる現象がある。なお、ジターとバンディングは同義であり、いずれの一定方向に一定のピッチで光書き込みを行って行く際に、ずれが発生することによって書き込み画像中に白黒の縞が形成される現象のことである。
特にディジタル技術の導入により画質の向上が進められると、レーザによる書込みの１ラインごとの位置精度が厳しく要求される。
また、カラー画像に関しては、数色のトナーを複数回同じ位置に重ね合すことで、所望の色を表現するため、これらジターやバンディングが発生している状況では、色ずれや画像のぼけを生ずる。
従って、このレーザ光のブレの低減が高品質画像を得る製品の開発上、重要な技術となる。
この点について、例えば特開平８−２０００号公報に記載の発明では、ポリゴンモータと折返しミラーを分離したフレームにそれぞれ配置することで、振動の伝播を防止している。
また特開平２−２５３２７４号公報記載の発明では、折返しミラーの半紙や面と直交する面側に緩衝部材を配置することで、ミラーのたわみ振動を減衰させるようにしている。
さらに、特開昭６０−２４４９１号公報記載の発明では、折返しミラーの非反射面に緩衝部材及び金属部材を張合わせることによってミラーのたわみ振動を減衰させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２０００号公報記載の構造では、フレームが分離されることにより、装置が大型化し、小型化、低価格化が難しい欠点があった。
また、特開平２−２５３２７４、特開昭６０−２４４９１号公報記載のものとも、振動の減衰効果はあるものの、その固有振動周波数により、共振点が生ずるため、全ての振動周波数帯域をカバーするものではない。
ところで、画像の可視感度と空間や周波数の関係は、人間の視覚系の特性から、空間周波数０．２〜４line/mm(= ５mm〜０．２５mmピッチ）の範囲内での濃度変化が最も目に付きやすく、ジター、バンディングとして認識されやすい。つまり、線速度／ピッチの可視感度の最低値〜線速度／ピッチの可視感度の最高値の範囲では少なくとも振動を回避する必要がある。
これを、線速度が２００mm/sの場合に当てはめると、最低限回避すべき振動数は４０〜８００Ｈｚとなる。
ジター、バンディングの画像ムラ（ピッチ）とレーザ振動周波数及び感光体表面の線速度（回転速度×ドラム半径）との関係は、ピッチ＝線速度／振動周波数で表現できる。
例えば、線速度２００mm/sで振動周波数が２００Hzの場合には、画像ムラのピッチは１mmであり、線速度２５０mm/s，振動周波数５００Hzの場合には、画像ムラのピッチは０．５mmである。これらを考えあわせると、一定の領域の周波数範囲でレーザのブレを回避することが要求される。
このブレを回避する手段として本発明者は、折返しミラーの支持剛性を高めることに着目した。但し、ミラーの長さは用紙幅に設定され、反射領域などの制限があることから、その基本的な支持構造、材質を変えることはできず、既存ミラーの素材構成や、その支持構造を大幅に改変することなく、その範囲内で最大限支持剛性を高めることを検討した。
本発明は、以上に基づきなされたものであり、その目的は、折返しミラーの支持構造を工夫することで、従来の固定構造の大幅な変更を伴うことなく、支持剛性を高め、回避すべき振動周波数帯域の共振周波数を低減し、折返しミラーの振動を低減させ、これによって高画質化を図るようにした画像形成装置の書込みユニットを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、レーザ光源部、ポリゴンモータを有する光学ユニットと、前記光学ユニットから照射されるレーザ光を感光体へ反射する折返しミラー及び光学ユニットを保持するためのフレームを備えた書込みユニットにおいて、前記折返しミラーの両端を保持する一対のガイド手段のうち、少なくとも一方のガイド手段が該折返しミラー面を支持するガイドラインが、折返しミラーの反射面長手方向と直交する幅方向に対して角度を持って設置されることを特徴とする。
従って、この請求項１記載の発明にあっては、簡単な構造により折返しミラーの支持剛性を高め、共振周波数を高くすることが可能となり、ジター、バンディングの少ない画像形成装置を得ることができる。
請求項２記載の発明は、前記折返しミラーを保持する一対のガイド手段が該折返しミラー面を支持するガイドラインは直線状であり、各ガイドラインは夫々折返しミラーの反射面長手方向と直交する幅方向に対して角度を持って設置され、かつ互いに非平行となるように設置されることを特徴とするので、両端支持長さを十分に確保でき、さらに高画質を得られる。
請求項３記載の発明は、前記折返しミラーを保持する一対のガイド手段が該折返しミラー面を支持するガイドラインは直線状であり、折返しミラーの反射面長手方向と直交する幅方向に対して角度を持って設置され、かつ互いに平行に設置されることを特徴とするので、さらに支持長さを十分に確保できる。
請求項４記載の発明は、前記折返しミラーを保持する一対のガイド手段が該折返しミラー面を支持するガイドラインはく字状であることを特徴とするので、さらに両側支持長さを確保できる。
請求項５記載の発明は、前記折返しミラーを保持する各く字状の各ガイドラインは、対称に設置されることを特徴とするので、反射領域に干渉することなく、両端支持長さを十分に確保できる。
請求項６記載の発明は、折返しミラーの反射面の高さ寸法をＨ，厚さ方向の寸法をＴとした場合Ｈ≦Ｔとなることにより、以上の効果に加え、ミラー自体をより共振の少ない振動モードに形成できる。
請求項７の画像形成装置は、請求項１〜６のいずれかに記載された構成のガイド手段を備えた書込みユニットを備えたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される画像形成装置における書込みユニットの概略を示す。図における書込みユニットは、フレーム１に光学ユニット２と折返しミラー３を搭載している。
光学ユニット２は、レーザ光源部４と、ポリゴンモータ５、Ｆθレンズ６とから構成されており、レーザ光源部４から出光されたレーザ光７がポリゴンミラー５により走査され、Ｆθレンズ６を透過し、この部分を透過したレーザ光７は折返しミラー３で反射され、感光体ドラム８の表面に照射され、静電潜像を形成する。
なお、感光体ドラム８は図示しないトナーカートリッジ、給紙系駆動機構などと連動し、その静電潜像の部分に付着したトナーを紙に転写する。トナーが転写された紙は定着器に送られ、熱によって定着される。
以上の構成において、書込みユニットのフレーム１には、通常、ユニット内外に存在するモータや駆動体からの外部振動（外乱振動）が伝えられる状況に置かれており、たまたま外部振動の周波数と、書込みユニット内の部品の固有周波数とが近似する場合には、部品が共振し、共振周波数に応じた特有の動的変形（振動モード）を示す。
一方、折返しミラー３は、その機能として走査光を反射する必要があるため、図２に示すように、その中央部分にレーザ反射領域１１を持ち、さらに折返されたレーザ光を感光体ドラム８に到達するために、折返しミラー３の固定部下方には光透過のための空間Ａ（図１参照）が必要である。
そのため、折返しミラー３の支持領域は、その反射領域１１を避けた図中ハッチングで囲う部分に限定され、図３に示すように、ガイド９に反射面を接触させ、他端面を板バネ１０により押しつけて、両端を二点で挟持固定した構造が一般的である。
一方、折返しミラー３の長さは少なくとも画像幅、言換えれば印刷用紙幅が必要であるため、その長さは各用紙幅の判を考慮すると、２００mm〜４４０mm程度となる。
この程度の長さのミラー３を両端支持する場合、折返しミラー３の共振周波数が、前述した回避すべき振動周波数の領域に複数生じてしまい、前述のジターやバンディングを生ずる原因となる。
これら、共振周波数は、ミラーの寸法、形状、固定形態、材質に左右されるが、例えば折返しミラー３の寸法が長さＬ＝２６６mm、高さＨ＝１４mm、厚さｔ＝５mm、固定位置Ｒ＝両端より８mm、材質＝ガラスの場合のそれぞれの共振周波数における従来のミラーの共振モードを図４に示す。
【０００６】
図４において、（ａ），（ｃ），（ｄ）は、折返しミラー３の反射面に垂直な方向の振動であり、これら振動は直接的にレーザ光７にブレを誘発するので、極力対処すべき共振であり、（ｂ），（ｅ）は折返しミラー３の反射面に水平な方向の振動であり、これら振動は直接的にはレーザ光にブレを誘発しないが、外部から受ける振動周波数が共振周波数とずれが生じている場合には、反射面に垂直な方向にも多少変形するので対処が望ましい共振である。
以下の表１は画像ムラピッチと共振周波数との関係を示している。
【０００７】
【表１】

いずれにしても、回避すべき振動周波数帯域に共振周波数を少なくすること、言換えれば、各々の共振周波数を高くすることが必要となる。
人間の視覚特性は、前述のごとく、空間周波数０．２〜４line/mm （＝５mm〜０．２５mmピッチ）の範囲での濃度変化が最も目に付きやすく、とりわけ０．５line/mm にピークを持つ。
従って、やむを得ず回避すべき周波数帯域に共振が残る場合であっても、その周波数を少しでも高くすることで、人間にとって目に付きにくくなるため、画像の改善を図ることができる。
このために、本発明では、ミラーの両端を固定するガイドの形状を請求項１〜４に示す構造とすることで、共振周波数をたかめる工夫をした。また、以上の工夫に加え、ミラーの長手方向の断面の高さを厚さと等しくするか、あるいは厚さを厚くして、ミラー自体の剛性を大きくすることで、さらに共振周波数を高めることができる。
【０００８】
【実施例】
次に、以上の観点に基づき、折返しミラーとして、長さＬ＝２６６mm、高さＨ＝１４mm、厚さｔ＝５mm、固定位置Ｒ＝両端より８mm、材質＝ガラス、線速度２２０mm/sを例として、従来例と本発明との違いを説明する。
図５は、その従来例を示すもので、折返しミラー３は図の太線で示すように、ミラー反射面の高さ方向に平行な線（以下，ガイドラインと称する）ＧＬ上において、ガイド９および板バネ１０（図３参照）に支持されており、このガイドラインＧＬの位置は折返しミラー３の両側でその端部より８mm幅となっている。この場合回避すべき振動周波数の帯域は４０〜８８０Ｈｚであり、この帯域に三つの共振が生じた。
なお、ガイドラインＧＬは、図３に示したガイド９、及び／或は板バネ１０が夫々折返しミラーを支持する、換言すればミラー面と接する（或は沿う）ラインを示しており、ガイド９と板バネ１０が共に図示したガイドラインＧＬに接する（沿う）場合と、一方のみが接する（沿う）場合の沿う方を含む。従って、ガイド９或は板バネ１０が折返しミラーと接する面（沿う面）の形状がガイドラインＧＬに沿った形状となるように構成することを意味する。従って、請求の範囲に於て、ガイド９、或は／及び板バネ１０を合わせてガイド手段と称する。この点は、以下の形態例の説明に於ても同様に当てはまる。
【０００９】
上記従来例の支持構造に対し、本発明の支持構造では、図６〜９に示すように、ガイドラインＧＬを折返しミラーの反射面長手方向に直交する方向に対し、少なくともその一方に角度を持たせるように、ガイドの形状を設定している。
折返しミラー３は、その中央部には反射領域を有し、その下方には空間が必要である為、固定に使用できる領域は限定される。そこで、以下の形態例の説明では、仮にミラーの長手方向の両端から内側に１２mmの領域に固定領域が存する場合を例として説明する。
各形態例に共通する基本な特徴は、一対のガイドラインＧＬの内の少なくとも一方が折返しミラーの長手方向と直交する幅方向（面に添った幅方向）に対して平行ではなく、一定の角度を有するように構成した点にある。従来の支持方法では、ミラーを曲げる為の力の分布（応力）が、ミラーの高さ方向に対して水平な方向であるために、僅かな力によってもミラーが容易に曲がったのに対して、本形態例では、応力の分布がミラーの高さ方向に対して角度を持つこととなり、その結果として応力の分散が発生する。このため、本形態例では、事実上同じ曲げを生じさせるために必要な力が多くなり、このことは共振周波数が高くなることを意味する。
更に、このことは例えば、同一の長さ、高さ、材質で構成される直方体の物体の両端を持ってある一定の曲げ力を加える場合に、厚みが厚い方を曲げる方がより多くの力を要し、厚みの厚い方が共振周波数が高くなることと同じ理論である。
以下に述べる、いずれの形態例に於ても、対象とする４０〜８８０Ｈｚの周波数帯域内での共振周波数を従来例よりも高くできるか、共振の数を少なくすることができる。
まず、図６に示す折返しミラー３は、その両側ガイドラインＧＬが、折返しミラー３の反射面長手方向と直交する方向（幅方向）と平行ではなく、該幅方向に対して所定の角度を持って設置され、かつ互いにハの字型（逆ハの字も含む）をなす角度を持って設置される。なお、両端からの寸法は図示の通りである。
【００１０】
次に、図７に示す折返しミラー３は、その両側のガイドラインＧＬが折返しミラー３の反射面長手方向と直交する方向（幅方向）と平行では無く、幅方向に対して所定角度交差する方向に配置され、かつ互いに平行に設置される。ガイドラインが一本の直線で構成される場合、平行なガイドラインが最も共振周波数を高くすることができる。これはガイドラインから広がって行く応力がお互いに平行であり、交わらないからである。このことは、一本の直線から成るガイドラインを有した図６、図８の形態例と、図７の形態例に対応する共振周波数の例（表２）から明らかである。
次に、図８に示す折返しミラー３は、その両側のガイドラインＧＬの一方が、折返しミラーの反射面長手方向と直交し（幅方向と平行であり）、他方が傾斜している。ガイドラインを支点としてミラーを曲げる場合、ミラーの形状の影響を受けながらその応力は、基本的にガイドラインと直交する方向へ進んで行く。つまり、２つのガイドラインがお互いに角度をもっている場合には、左右の支持端から広がる応力が同一方向にならず、応力が分散する。つまり、共振周波数が高くなることになる。
【００１１】
次に、図９に示す折返しミラー３は、その両側のガイドラインが、折返しミラー３の反射面長手方向と交差する方向に対し、互いに外側に向けてく字型角度で対称的に設置されている。なお、このく字型は、図示のように鈍角であってもよいし、図示しない鋭角のものであってもよい。また、く字の頂部が外側を向くように描かれているが、内側を向くようにしてもよい。
この形態例では、く字状に屈曲したガイドラインＧＬの個々のラインに対して垂直な方向に応力が広がって行くが、比較的応力の少ない支持端側から少し内側位置で２つの応力が交差し、更に別々の方向に応力が広がる為、応力がミラー上で分散することとなる。このため、上記他の形態例に比して有利な支持構造を得ることができる。このことは図９の形態例の共振周波数が最も高くなることからも理解することができる。
なお、一方のガイドラインだけをく字状にし、他方のガイドラインを図５や、図６等に示した直線状としてもよい。
なお、以上の各図におけるガイドラインＧＬはその上下左右を対称的な配置とすることができることは勿論である。この場合には、図９の場合と同等の効果をそうする他に、対称形であるので部品製造が容易となるメリットを提供することとなる。
【００１２】
以上のように各種支持構造を設定することで、従来の支持構造ではミラーを曲げるために使われる力の分布（応力）が、ミラーの高さ方向に対して平行であり、その結果として僅かな力でミラーを曲げやすかったのに対し、本発明では、応力の分布がミラーの高さ方向に対して角度を持つことになり、その結果として応力の分散が生ずる。
このために、実質上同じ曲げを生じさせるために必要な力が多くなり、このことは、共振周波数が高くなることと同じである。
言換えれば、同一の長さ、高さ、材質で構成される直方体の両端を持ってある一定の曲げを作る場合、厚さの厚い方又は拘束されていない長さが短い方がより多くの力を必要とする現象に等しい。
以下の表２は、図５〜図１０の各支持形態とした場合の計算解析による共振周波数を示すものである。
なお、図１０は従来の支持構造において、ガイドラインをミラーの両端から１２mmの範囲に設定した場合の参考例を示す。
【００１３】
【表２】

以上の表に示す数値から明らかなように、従来例、及び参考例と比較しても、本発明の支持構造は、各共振モードともその共振周波数が全般的に高くなり、本発明の各種構造が有利であることを示唆している。
なお、本発明の好ましい他の形態例としては、折返しミラーの反射面の高さ寸法をＨ，厚さ方向の寸法をＴとした場合、Ｈ≦Ｔとなるように構成する場合を挙げることができる。通常共振は曲げ易い方向から順に発生するが、上記各形態例についてＨ≦Ｔとなるように構成することにより、最初に発生する共振がレーザ光の反射方向に対して直交する方向となるので、共振周波数を一段と高くすることができる。換言すれば、第１共振を画像ムラに対して影響の少ない振動モードとすることができ、更に画像ムラに影響を及ぼす共振は第１共振よりも高い周波数に移すことが可能となるばかりか、全ての共振を一段と高い周波数に移行させることができるため、ジター、バンディングの非常に少ない書込みユニットの提供が可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる画像形成装置の書込みユニットにあっては、簡単な支持構造の変更により、共振周波数を高め、これにより、ジター、バンデングを防止し、より高精細な画像を得ることができる。
即ち、請求項１に記載の発明は、折返しミラーの両端を保持する一対のガイド手段のうち、少なくとも一方のガイド手段が該折返しミラー面を支持するガイドラインが、折返しミラーの反射面長手方向と直交する幅方向に対して角度を持つように構成したので、簡単な構造により折返しミラーの支持剛性を高め、共振周波数を高くすることが可能となり、ジター、バンディングの少ない画像形成装置を得ることができる。
請求項２記載の発明では、上記ガイドラインは直線状であり、各ガイドラインは夫々折返しミラーの反射面長手方向と直交する幅方向に対して角度を持って設置され、かつ互いに非平行となるように設置されるので、両端支持長さを十分に確保でき、更に簡単な構造により折返しミラーの支持剛性を高め、共振周波数を高くすることが可能となり、ジター、バンディングを低減でき、画質を向上できる。
請求項３記載の発明では、ガイドラインは直線状であり、折返しミラーの反射面長手方向と直交する幅方向に対して角度を持って設置され、かつ互いに平行に設置されるので、簡単な構造にて請求項２の場合よりも折返しミラーの共振周波数を高くすることができ、ジター、バンディングを低減でき、画質を向上できる。
請求項４記載の発明は、ガイドラインはく字状であるので、反射面に干渉せずに支持長さを長くでき、簡単な構造にて請求項２、３の場合よりも折返しミラーの共振周波数を高くすることができ、ジター、バンディングを低減でき、画質を向上できる。
請求項５記載の発明は、各く字状の各ガイドラインは、対称に設置されるので、簡単な構造にて請求項２、３の場合よりも折返しミラーの共振周波数を高くすることができ、ジター、バンディングを低減でき、画質を向上できる。また、対称部品を製作することとなるので、製造コストを低減できる。
請求項６記載の発明は、折返しミラーの反射面の高さ寸法をＨ，厚さ方向の寸法をＴとした場合Ｈ≦Ｔとなることにより、以上の効果に加え、ミラー自体をより共振の少ない振動モードに形成できる。即ち、第１共振を画像ムラに対して影響の少ない振動モードとすることができ、更に画像ムラに影響を及ぼす共振は第１共振よりも高い周波数に移すことが可能となるばかりか、全ての共振を一段と高い周波数に移行させることができるため、ジター、バンディングの非常に少ない書込みユニットの提供が可能となる。
請求項７の画像形成装置は、請求項１〜６のいずれかに記載された構成のガイド手段を備えた書込みユニットを備えたので、上記各請求項に記載の効果を備えた書込みユニットを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の書込みユニットを示す概略図である。
【図２】同ユニットの折返しミラーの正面説明図である。
【図３】同折返しミラーの一般的支持構造を示す説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）はミラーに加わる共振モードを示すフレームワイヤ線図である。
【図５】従来の折返しミラーの支持構造を示す説明図である。
【図６】本発明にかかるミラーの支持構造の第一実施例を示す説明図である。
【図７】同第二実施例を示す説明図である。
【図８】同第三実施例を示す説明図である。
【図９】同第四実施例を示す説明図である。
【図１０】参考例を示す説明図である。
【符号の説明】
１フレーム
２光学ユニット
３折返しミラー
４レーザ光源部
５ポリゴンモータ
７レーザ光
８感光体ドラム
９ガイド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a writing unit suitable for an image forming apparatus such as an electrophotographic laser printer, a copying machine, and a facsimile, and more particularly to improvement of a fixing structure of a folding mirror.
[0002]
[Prior art]
The basic configuration of a writing unit used in an image forming apparatus using laser light includes an optical unit having a laser light source unit, a polygon motor, and an Fθ lens, and a folding mirror that reflects laser light emitted from the optical unit to a photoconductor. The laser light emitted from the laser light source unit is scanned by a polygon mirror rotated by a polygon motor, passes through the Fθ lens, and reaches the folding mirror.
The laser light that has reached the folding mirror is reflected back and irradiated onto the photosensitive drum, and a dot image for one page is formed on the photosensitive drum as an electrostatic latent image by the rotation of the photosensitive drum.
In the above, the vibration from the drive system due to the polygon motor and its surrounding gears is transmitted to the folding mirror and the frame, and these resonate, so that the laser beam irradiated to the photosensitive member fluctuates due to the vibration, and writing is performed. Disturbs the image quality.
That is, there is a phenomenon called jitter or banding as one of the factors that hinder the improvement of the image quality of electrophotography. Jitter and banding are synonymous, and this is a phenomenon in which black and white stripes are formed in a written image due to a shift when optical writing is performed at a constant pitch in any fixed direction. .
In particular, when the improvement of image quality is promoted by the introduction of digital technology, the positional accuracy for each line of writing by laser is strictly required.
In addition, for color images, several colors of toner are superimposed on the same position multiple times to express the desired color. Therefore, in these situations where jitter and banding occur, color misregistration and image blurring occur. Arise.
Therefore, the reduction of the blur of the laser beam is an important technique in the development of a product that obtains a high quality image.
With regard to this point, for example, in the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-2000, the propagation of vibration is prevented by arranging the polygon motor and the folding mirror in separate frames.
Further, in the invention described in JP-A-2-253274, a buffer member is disposed on the surface side perpendicular to the half paper or surface of the folding mirror so as to attenuate the flexural vibration of the mirror.
Furthermore, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-24491, the flexural vibration of the mirror is attenuated by sticking a buffer member and a metal member to the non-reflecting surface of the folding mirror.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-2000 has a drawback that the apparatus is enlarged due to the separation of the frame, and it is difficult to reduce the size and the price.
In addition, in both of JP-A-2-253274 and JP-A-60-24491, although there is a vibration damping effect, a resonance point is generated by its natural vibration frequency, so that it covers all vibration frequency bands. is not.
By the way, the relationship between the visual sensitivity of images and the space and frequency is most marked by changes in density within the spatial frequency range of 0.2 to 4 line / mm (= 5 mm to 0.25 mm pitch) due to the characteristics of the human visual system. It is easy to stick to and is easily recognized as jitter and banding. That is, it is necessary to avoid vibration at least in the range from the minimum value of the linear velocity / pitch visible sensitivity to the maximum value of the linear velocity / pitch visible sensitivity.
If this is applied when the linear velocity is 200 mm / s, the minimum frequency to be avoided is 40 to 800 Hz.
The relationship between the image unevenness (pitch) of jitter and banding, the laser vibration frequency, and the linear velocity (rotational speed × drum radius) of the photosensitive member surface can be expressed by pitch = linear velocity / vibration frequency.
For example, when the linear velocity is 200 mm / s and the vibration frequency is 200 Hz, the image unevenness pitch is 1 mm, and when the linear velocity is 250 mm / s and the vibration frequency is 500 Hz, the image unevenness pitch is 0.5 mm. . Considering these, it is required to avoid laser blurring in a certain frequency range.
As means for avoiding this blurring, the present inventor has focused on increasing the support rigidity of the folding mirror. However, since the mirror length is set to the paper width and there are restrictions on the reflective area, the basic support structure and material cannot be changed. The material composition of the existing mirror and its support structure are greatly increased. The maximum support rigidity was examined within the range without modification.
The present invention has been made on the basis of the above. The purpose of the present invention is to devise the support structure of the folding mirror, thereby improving the support rigidity and avoiding the vibration that should be avoided without significantly changing the conventional fixed structure. An object of the present invention is to provide a writing unit of an image forming apparatus in which the resonance frequency of the frequency band is reduced, the vibration of the folding mirror is reduced, thereby improving the image quality.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 holds an optical unit having a laser light source section and a polygon motor, a folding mirror for reflecting the laser light emitted from the optical unit to a photosensitive member, and the optical unit. In the writing unit including a frame for performing the above operation, a guideline in which at least one guide means supports the folding mirror surface of the pair of guide means for holding both ends of the folding mirror is the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror. It is characterized by being installed at an angle with respect to the orthogonal width direction.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to increase the support rigidity of the folding mirror and increase the resonance frequency with a simple structure, and it is possible to obtain an image forming apparatus with less jitter and banding.
According to a second aspect of the present invention, the guideline for supporting the folding mirror surface by the pair of guide means for holding the folding mirror is linear, and each guideline is in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror. It is characterized in that it is installed at an angle with respect to each other and is set so as to be non-parallel to each other, so that it is possible to secure a sufficient length for supporting both ends and to obtain a higher image quality.
According to a third aspect of the present invention, the guideline for supporting the folding mirror surface by the pair of guide means for holding the folding mirror is a straight line, and the angle with respect to the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror is set. Since it is characterized by being installed in parallel with each other, the support length can be sufficiently secured.
The invention according to claim 4 is characterized in that the pair of guide means for holding the folding mirror has a square shape as a guideline for supporting the folding mirror surface, so that it is possible to further secure both side support lengths.
The invention according to claim 5 is characterized in that each of the letter-shaped guidelines for holding the folding mirror is installed symmetrically, so that both end support lengths are sufficiently set without interfering with the reflection region. It can be secured.
According to the sixth aspect of the invention, when the height dimension of the reflecting surface of the folding mirror is H and the dimension in the thickness direction is T, H ≦ T. In addition to the above effects, the mirror itself is more resonant. It can be formed in few vibration modes.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including a writing unit including the guide unit having the structure described in any of the first to sixth aspects.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 schematically shows a writing unit in an image forming apparatus to which the present invention is applied. The writing unit in the figure has an optical unit 2 and a folding mirror 3 mounted on a frame 1.
The optical unit 2 includes a laser light source unit 4, a polygon motor 5, and an Fθ lens 6. Laser light 7 emitted from the laser light source unit 4 is scanned by the polygon mirror 5 and transmitted through the Fθ lens 6. The laser beam 7 transmitted through this portion is reflected by the folding mirror 3 and irradiated onto the surface of the photosensitive drum 8 to form an electrostatic latent image.
The photosensitive drum 8 is linked with a toner cartridge (not shown), a paper feed system driving mechanism, and the like, and transfers the toner attached to the electrostatic latent image portion onto paper. The paper onto which the toner has been transferred is sent to a fixing device and fixed by heat.
In the above configuration, the frame 1 of the writing unit is usually placed in a situation where external vibrations (disturbance vibrations) from the motor and driving body existing inside and outside the unit are transmitted. When the natural frequency of the component in the unit approximates, the component resonates and exhibits a specific dynamic deformation (vibration mode) corresponding to the resonance frequency.
On the other hand, since the folding mirror 3 needs to reflect the scanning light as its function, as shown in FIG. 2, the folding mirror 3 has a laser reflection region 11 at the center thereof, and further the folded laser beam is applied to the photosensitive drum 8. In order to reach, a space A for light transmission (see FIG. 1) is required below the fixed portion of the folding mirror 3.
Therefore, the support region of the folding mirror 3 is limited to a portion surrounded by hatching in the drawing avoiding the reflection region 11, and as shown in FIG. 3, the reflection surface is brought into contact with the guide 9, and the other end surface is formed by the leaf spring 10. A structure in which both ends are clamped and fixed at two points is common.
On the other hand, since the length of the folding mirror 3 needs at least the image width, in other words, the printing paper width, the length is about 200 mm to 440 mm in consideration of the size of each paper width.
When the mirror 3 having such a length is supported at both ends, a plurality of resonance frequencies of the folding mirror 3 are generated in the above-described vibration frequency region to be avoided, which causes the above-described jitter and banding.
These resonance frequencies depend on the dimensions, shape, fixed form, and material of the mirror. For example, the dimensions of the folding mirror 3 are length L = 266 mm, height H = 14 mm, thickness t = 5 mm, and fixed position R. FIG. 4 shows the resonance modes of a conventional mirror at each resonance frequency in the case of = 8 mm from both ends and material = glass.
[0006]
In FIG. 4, (a), (c), and (d) are vibrations in a direction perpendicular to the reflecting surface of the folding mirror 3, and these vibrations directly induce blurring in the laser light 7, so that they can be dealt with as much as possible. (B) and (e) are vibrations in the direction horizontal to the reflecting surface of the folding mirror 3, and these vibrations do not directly induce vibration in the laser beam, but are vibration frequencies received from the outside. If there is a deviation from the resonance frequency, it is a resonance that is desirable to deal with because it is somewhat deformed in the direction perpendicular to the reflecting surface.
Table 1 below shows the relationship between the image unevenness pitch and the resonance frequency.
[0007]
[Table 1]

In any case, it is necessary to reduce the resonance frequency in the vibration frequency band to be avoided, in other words, to increase each resonance frequency.
As described above, human visual characteristics are most noticeable when the density changes in the spatial frequency range of 0.2 to 4 line / mm (= 5 mm to 0.25 mm pitch), with a peak at 0.5 line / mm. Have.
Therefore, even when resonance remains in the frequency band that should be avoided, it is difficult for humans to notice by increasing the frequency as much as possible, so that the image can be improved.
For this purpose, in the present invention, the shape of the guide for fixing both ends of the mirror has the structure shown in claims 1 to 4 so as to increase the resonance frequency. Further, in addition to the above devices, the resonance frequency can be further increased by increasing the rigidity of the mirror itself by making the height of the cross section in the longitudinal direction of the mirror equal to the thickness or increasing the thickness. .
[0008]
【Example】
Next, based on the above viewpoint, as a folding mirror, length L = 266 mm, height H = 14 mm, thickness t = 5 mm, fixed position R = 8 mm from both ends, material = glass, linear velocity 220 mm / s, for example The difference between the conventional example and the present invention will be described.
FIG. 5 shows a conventional example, and the folding mirror 3 is arranged on a line GL parallel to the height direction of the mirror reflecting surface (hereinafter referred to as a guideline) GL as shown by a thick line in the figure. The guide line GL is supported by a spring 10 (see FIG. 3), and the position of the guide line GL is 8 mm wide from both ends of the folding mirror 3. In this case, the vibration frequency band to be avoided is 40 to 880 Hz, and three resonances occurred in this band.
The guide line GL indicates a line in which the guide 9 and / or the leaf spring 10 shown in FIG. 3 supports the return mirror, in other words, a line in contact with (or along) the mirror surface. This includes the case where the leaf spring 10 is in contact (along) with the illustrated guide line GL and the case where only one is in contact (along). Therefore, it means that the shape of the surface (the surface along which the guide 9 or the leaf spring 10 is in contact with the folding mirror) becomes a shape along the guide line GL. Therefore, in the claims, the guide 9 and / or the leaf spring 10 are collectively referred to as guide means. This point similarly applies to the following description of the embodiment.
[0009]
In contrast to the conventional support structure described above, in the support structure of the present invention, as shown in FIGS. 6 to 9, at least one of the guide lines GL has an angle with respect to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror. In this way, the shape of the guide is set.
Since the folding mirror 3 has a reflection area at the center and requires a space below it, the area that can be used for fixing is limited. Therefore, in the following description of the embodiment, a case will be described as an example in which a fixed region exists in a region of 12 mm inside from both ends in the longitudinal direction of the mirror.
A basic feature common to each embodiment is that at least one of the pair of guide lines GL is not parallel to the width direction (width direction along the surface) perpendicular to the longitudinal direction of the folding mirror, and has a constant angle. It is in the point comprised so that it may have. In the conventional support method, since the force distribution (stress) for bending the mirror is horizontal to the mirror height direction, the mirror easily bends even with a slight force. In this embodiment, the stress distribution has an angle with respect to the height direction of the mirror, and as a result, stress dispersion occurs. For this reason, in this embodiment, the force necessary to cause the same bending is increased, which means that the resonance frequency is increased.
Furthermore, this means that, for example, when a certain bending force is applied to both ends of a rectangular parallelepiped object composed of the same length, height and material, it is more force to bend the thicker one. This is the same theory that the thicker the thickness, the higher the resonance frequency.
In any of the embodiments described below, the resonance frequency within the target frequency band of 40 to 880 Hz can be made higher than that of the conventional example, or the number of resonances can be reduced.
First, in the folding mirror 3 shown in FIG. 6, the both side guide lines GL are not parallel to the direction (width direction) orthogonal to the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror 3 but have a predetermined angle with respect to the width direction. It is installed at an angle that forms a C shape (including inverted C shape). The dimensions from both ends are as shown in the figure.
[0010]
Next, in the folding mirror 3 shown in FIG. 7, the guide lines GL on both sides thereof are not parallel to the direction (width direction) orthogonal to the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror 3 but in a direction intersecting the width direction by a predetermined angle. Arranged and parallel to each other. When the guide line is composed of a single straight line, the parallel guide line can provide the highest resonance frequency. This is because the stress spreading from the guideline is parallel to each other and does not intersect. This is apparent from the example of FIGS. 6 and 8 having a guideline composed of a single straight line and the example of resonance frequency (Table 2) corresponding to the example of FIG.
Next, in the folding mirror 3 shown in FIG. 8, one of the guide lines GL on both sides thereof is orthogonal to the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror (parallel to the width direction), and the other is inclined. When the mirror is bent using the guideline as a fulcrum, the stress basically proceeds in a direction orthogonal to the guideline while being influenced by the shape of the mirror. That is, when the two guidelines are at an angle to each other, the stress spreading from the left and right support ends is not in the same direction, and the stress is dispersed. That is, the resonance frequency is increased.
[0011]
Next, the folding mirror 3 shown in FIG. 9 has the guide lines on both sides thereof symmetrically installed at a square-shaped angle toward the outside with respect to the direction intersecting the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror 3. In addition, this square shape may be an obtuse angle as illustrated, or an acute angle not illustrated. Moreover, although the top of the character is drawn to face the outside, it may be made to face the inside.
In this embodiment, the stress spreads in the direction perpendicular to the individual lines of the guide line GL bent in a square shape, but the two stresses intersect at a slightly inner position from the support end side where the stress is relatively low. Further, since the stress spreads in different directions, the stress is dispersed on the mirror. For this reason, an advantageous support structure can be obtained as compared with the other embodiments. This can be understood from the fact that the resonance frequency of the embodiment of FIG. 9 is the highest.
Only one guide line may be formed in a square shape, and the other guide line may be formed in a straight line shape as shown in FIG. 5 or FIG.
Needless to say, the guide line GL in each of the above drawings can be symmetrically arranged in the vertical and horizontal directions. In this case, in addition to achieving the same effect as in the case of FIG. 9, since it is symmetrical, it provides a merit that parts manufacture is easy.
[0012]
By setting the various support structures as described above, the force distribution (stress) used to bend the mirror in the conventional support structure is parallel to the height direction of the mirror, and as a result, a slight amount is obtained. Whereas it was easy to bend the mirror by force, in the present invention, the stress distribution has an angle with respect to the height direction of the mirror, resulting in stress dispersion.
This increases the force required to produce substantially the same bend, which is the same as increasing the resonant frequency.
In other words, when making a certain bend with both ends of a rectangular parallelepiped composed of the same length, height and material, the thicker one or the shorter the unconstrained length, the more Equivalent to a phenomenon that requires power.
Table 2 below shows resonance frequencies obtained by calculation analysis in the case of the respective support forms shown in FIGS.
FIG. 10 shows a reference example when the guideline is set within a range of 12 mm from both ends of the mirror in the conventional support structure.
[0013]
[Table 2]

As is clear from the numerical values shown in the above table, even when compared with the conventional example and the reference example, the support structure of the present invention generally has a higher resonance frequency in each resonance mode, and the various structures of the present invention. Suggests that it is advantageous.
As another preferred embodiment of the present invention, there is a case where H ≦ T, where H is the height dimension of the reflecting surface of the folding mirror and T is the dimension in the thickness direction. it can. Normally, resonance is generated in order from the direction in which bending is easy, but by configuring H ≦ T for each of the above embodiments, the resonance that occurs first becomes a direction orthogonal to the reflection direction of the laser beam. The resonance frequency can be further increased. In other words, the first resonance can be a vibration mode that has less influence on image unevenness, and the resonance that affects image unevenness can be shifted to a higher frequency than the first resonance. Since all resonances can be shifted to a higher frequency, it is possible to provide a writing unit with very little jitter and banding.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, in the writing unit of the image forming apparatus according to the present invention, the resonance frequency is increased by a simple change of the support structure, thereby preventing jitter and banding, and a higher definition image can be obtained. Obtainable.
That is, according to the first aspect of the present invention, the guideline in which at least one guide means supports the folding mirror surface among the pair of guide means for holding both ends of the folding mirror is perpendicular to the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror. Since it has an angle with respect to the width direction, the support rigidity of the folding mirror can be increased by a simple structure, the resonance frequency can be increased, and an image forming apparatus with less jitter and banding can be obtained. .
In the invention described in claim 2, the guide lines are linear, and the guide lines are installed at an angle with respect to the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror and are not parallel to each other. Since it is installed, the support length at both ends can be sufficiently secured, the support rigidity of the folding mirror can be increased by a simple structure, the resonance frequency can be increased, jitter and banding can be reduced, and the image quality can be improved.
In the invention according to claim 3, the guide line is linear, and is installed at an angle with respect to the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror, and is installed parallel to each other, so that the structure is simple. Therefore, the resonance frequency of the folding mirror can be made higher than in the case of claim 2, jitter and banding can be reduced, and the image quality can be improved.
In the invention according to claim 4, since the guideline has a square shape, the support length can be increased without interfering with the reflecting surface, and the resonance frequency of the folding mirror can be made simpler than in the case of

claims

2 and 3. The image quality can be improved, jitter and banding can be reduced.
In the invention according to claim 5, since each of the guides in the shape of a letter is installed symmetrically, the resonance frequency of the folding mirror can be made higher than that of

claims

2 and 3 with a simple structure, Jitter and banding can be reduced and image quality can be improved. Moreover, since symmetrical parts are manufactured, the manufacturing cost can be reduced.
According to the sixth aspect of the invention, when the height dimension of the reflecting surface of the folding mirror is H and the dimension in the thickness direction is T, H ≦ T. In addition to the above effects, the mirror itself is more resonant. It can be formed in few vibration modes. That is, the first resonance can be set to a vibration mode that has less influence on the image unevenness, and the resonance that affects the image unevenness can be shifted to a higher frequency than the first resonance. Since the resonance can be shifted to a higher frequency, it is possible to provide a writing unit with very little jitter and banding.
Since the image forming apparatus according to the seventh aspect includes the writing unit including the guide unit having the structure described in any one of the first to sixth aspects, the image forming apparatus includes the writing unit having the effects described in the above claims. An image forming apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a writing unit of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory front view of a folding mirror of the unit.
FIG. 3 is an explanatory view showing a general support structure of the folding mirror.
4A to 4E are frame wire diagrams showing resonance modes applied to a mirror. FIG.
FIG. 5 is an explanatory view showing a conventional folding mirror support structure.
FIG. 6 is an explanatory view showing a first embodiment of a mirror support structure according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view showing the second embodiment;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the third embodiment;
FIG. 9 is an explanatory view showing the fourth embodiment;
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a reference example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame 2 Optical unit 3 Folding mirror 4 Laser light source part 5 Polygon motor 7 Laser light 8 Photosensitive drum 9 Guide

Claims

In a writing unit comprising a laser light source section, an optical unit having a polygon motor, a folding mirror that reflects laser light emitted from the optical unit to a photosensitive member, and a frame for holding the optical unit.
Of the pair of guide means for supporting both ends of the folding mirror with respect to the frame, at least one guide means for supporting the folding mirror surface is an angle with respect to the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the folding mirror surface. A writing unit of an image forming apparatus, characterized in that the writing unit is installed.

The guideline for supporting the folding mirror surface by the pair of guide means for supporting the folding mirror is linear, and each guideline is installed at an angle with respect to the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the folding mirror surface, and 2. The writing unit of an image forming apparatus according to claim 1, wherein the writing unit is installed so as to be non-parallel.

The guideline for supporting the folding mirror surface by the pair of guide means for holding the folding mirror is linear, is installed at an angle with respect to the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the folding mirror surface, and is parallel to each other The writing unit of the image forming apparatus according to claim 1, wherein the writing unit is installed in the printer.

3. A writing unit of an image forming apparatus according to claim 1, wherein the guide means for holding the folding mirror has a square shape for supporting the folding mirror surface.

5. The writing unit of an image forming apparatus according to claim 4, wherein each of the letter-shaped guidelines for holding the folding mirror is installed symmetrically along the longitudinal direction of the folding mirror.

6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein H ≦ T when the height dimension of the reflecting surface of the folding mirror is H and the dimension in the thickness direction is T. Writing unit.

An image forming apparatus comprising a writing unit including guide means having the structure according to claim 1.