JP4635606B2

JP4635606B2 - 光走査装置

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Publication number: JP4635606B2
Application number: JP2004378020A
Authority: JP
Inventors: 勝彦中家
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006184548A

Description

本発明は、反射鏡の振動を抑制する光走査装置に関する。

画像形成装置に用いられる光走査装置では、画像形成装置の可動部の振動が伝わり、光走査装置の反射鏡が振動すると、副走査方向の濃度ムラ（Banding）が発生して画質劣化が生じてしまう。このため、高画質な画像を実現するためには、光走査装置の反射鏡の振動低減が不可欠となる。この手段として、特許文献１には、ミラーの裏面に板ガラスを接着してミラーの剛性を高め、ミラーの振動の発生を抑制する構成が開示されている。
特開平１０−２０６６１７号公報

しかしながら、近年の画像形成装置では、プロセススピードが複数存在し、振動源の周波数が多数存在する為、ミラーの剛性をあげても、振動源の周波数とミラーの固有振動数とが合致するとミラーは共振し、副走査方向の濃度ムラ（Banding）が発生して画質劣化が生じてしまう。

本発明は、上記事実を考慮し、周波数の異なる振動源が複数存在する場合においても、反射鏡の振動を抑制することを目的とする。

本発明の請求項１に係る光走査装置は、光ビームを射出する光源と、前記光源から射出された光ビームを主走査方向に偏向させる偏向装置と、前記偏向装置で偏向された光ビームを被走査面上に結像させる光学系と、前記偏向装置と被走査面の間に設けられ、前記主走査方向に沿って長さを有し、前記光ビームを反射して被走査面へ光ビームを導く反射鏡と、前記反射鏡の長手方向一端部を支持する第１支持部材と、前記反射鏡の長手方向他端部を支持する第２支持部材と、前記反射鏡の下端面を支持し、前記反射鏡の長手方向一端側から見て前記第１支持部材及び前記第２支持部材に重なるように前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に設けられ、前記第１支持部材から前記第２支持部材までの間を前記反射鏡の長手方向に沿ってスライド移動可能とされた可動支持部材と、前記可動支持部材に一体に設けられ、前記反射鏡の上端面を前記可動支持部材へ向かって押圧する押圧部材と、で構成された支持手段と、前記可動支持部材に形成されたねじ孔と螺合するスクリュウシャフトと、前記スクリュウシャフトを回転させるモータと、前記スクリュウシャフトに設けられたスクリュウノブとで構成され、前記筐体の外側から該可動支持部材を移動させる操作手段と、画像形成する用紙種類によって変化するプロセススピードに対応して、前記モータの回転量を制御する制御手段と、を備え、前記スクリュウノブを回して前記可動支持部材の位置を調整するマニュアル調整と、前記制御手段及び前記モータによって前記可動支持部材の位置を調整するオート調整とが切り換え可能になっている。

上記構成では、反射鏡を支持する支持手段は主走査方向に沿って移動可能とされている。このため、主走査方向に沿って支持手段を移動し、反射鏡を支持する位置を変えて、反射鏡の支持スパン長を変えることにより、反射鏡の固有振動数を調整することができる。

これにより、周波数の異なる振動源が複数存在する場合であっても、反射鏡の固有振動数を調整し、共振点をずらすことで、反射鏡の振動を抑制することができる。

上記構成では、可動支持部材及び押圧部材で、反射鏡の上下端面を支持するので、光ビームの反射の邪魔にならず、また反射鏡が湾曲するのを極力小さくすることができる。

仮に、可動支持部材及び押圧部材の一方のみが移動するとすると、可動支持部材と押圧部材との位置関係に応じて反射鏡に偏ったモーメントが負荷されて、反射鏡が湾曲したり捻れてしまい、走査線が湾曲して画質劣化が発生してしまう。上記構成では、押圧部材が可動支持部材に一体に設けられており、押圧部材と可動支持部材とは一体として移動するので、反射鏡に均一の力を負荷でき、反射鏡の湾曲変動等が発生しない。

上記構成によれば、操作手段によって、光走査装置の筐体の外側から、可動支持部材を移動させることができるので、周波数の異なる振動源が複数存在する場合であっても、反射鏡の固有振動数の調整が容易になる。

上記構成では、可動支持部材に形成されたねじ孔と螺合するスクリュウシャフトを回転させるモータによって、可動支持部材を移動させるので、簡単な機構で反射鏡の固有振動数を調整することができる。

上記構成では、制御手段により、光走査装置が用いられる画像形成装置のプロセススピードに対応した共振周波数の変化に応じて、前記モータの回転量を制御し、反射鏡の支持位置を変えるので、自動的に反射鏡の固有振動数の調整ができる。

本発明は、上記構成としたので、周波数の異なる振動源が複数存在する場合においても、反射鏡の振動を抑制することができる。

本発明の光走査装置に係る一の実施形態を図１〜図７に基づき説明する。

まず、本発明の光走査装置が用いられる画像形成装置の全体構成について、図１に基づき概説する。

図１に示すように、画像形成装置１０はケーシング１２を備え、このケーシング１２内には、矢印Ａ方向に回転する円筒状の感光体ドラム１６と、所望の画像データに基づいて光ビームＢを感光体ドラム１６へ主走査しながら照射する光走査装置１８とが設けられている。この光走査装置１８の筐体６９には、レーザー光源５０、回転多面鏡５２及びミラー（反射鏡）６４が収納されている。

一方、感光体ドラム１６の周面近傍には、感光体ドラム１６の回転方向上流側から順に、帯電器２０、現像器２２、転写器２４、クリーナー３２が配置されている。感光体ドラム１６は、帯電器２０によって一様に帯電された後、光走査装置１８から光ビームＢが照射される。これにより、感光体ドラム１６の周面上に画像データに応じた静電潜像が形成される。

静電潜像が形成された感光体ドラム１６は、現像器２２からトナーが供給され、光走査装置１８によって光ビームＢが照射された部分にトナーを付着するようになっている。これにより、感光体ドラム１６の周面上にトナー像が形成される。

感光体ドラム１６上に形成されたトナー像は、転写器２４によって、用紙トレイ２６又は手差しトレイ２８から、搬送される用紙３０へ転写される。転写後、感光体ドラム１６の周面に残留しているトナーは、クリーナー３２によって除去される。

トナー像が転写された用紙３０は、用紙３０の搬送方向下流側に設けられた定着器３８に搬送され（矢印Ｃ方向参照）、定着器３８の加圧ローラ３４と加熱ローラ３６によって、転写されたトナー像が用紙３０へ熱圧着される。画像定着がなされた用紙３０は排出トレイ４０に排出される。以上のように、一連の画像形成が行われる。

次に、光走査装置１８の構成について、図２に基づき説明する。

光走査装置１８内には、レーザー光源５０から発光された光ビームＢの照射方向上流側から順に、コリメータレンズ５６、スリット５８、シリンドリカルレンズ６０、回転多面鏡５２、Ｆθレンズ６２Ａ、Ｆθレンズ６２Ｂ、ミラー（反射鏡）６４が設けられている。

レーザー光源５０から発光された光ビームＢは、コリメータレンズ５６によって略平行光とされ、さらに、スリット５８を一部通過し、シリンドリカルレンズ６０を透過することで、副走査方向に絞られた光ビームＢとなって、回転多面鏡５２上へ照射される。

回転多面鏡５２が、図示しないモータによって矢印Ｄ方向に高速で回転することにより、回転多面鏡５２上へ照射された光ビームＢは、側面に設けられた複数の反射面５２Ａで反射されて、感光体１６（図１参照）へ偏向走査される。回転多面鏡５２の反射面５２Ａで偏向された光ビームＢは、２枚組のＦθレンズ６２を透過し、直方体形状をしたミラー（反射鏡）６４の反射面６４Ａで反射して折り返し、図示しない防塵対策のガラスを透過して感光体１６上に結像される。

なお、図２に示す光走査装置１８では、ミラー６４は一つのみであるが、ミラー６４が複数ある構成であっても構わない。

次に、要部であるミラー６４の保持構造について、図３〜図６に基づき説明する。

図３、４は、ミラー６４の保持構造を示す斜視図であり、図５、６は、ミラー６４の保持構造を示す断面図である。

図３、４に示すように、光走査装置１８の筐体６９の底板７０には、ミラー６４の両端部を支持する支持部材７２、７３が固定されている。支持部材７２、７３はＬ字状をしており、一辺は底板７０にネジ９０でネジ止めされ、他辺は底板７０上で上方に立設され、この他辺から横方向に突設する支持突起７２Ａ、７３Ａが設けられている。

支持部材７２（図３、４において手前側）は、横方向に突設する１つの支持突起７２Ａで、ミラー６４の反射面６４Ａを支持し、支持部材７３（図３、４において奥側）は、横方向に突設する２つの支持突起７３Ａで、ミラー６４の反射面６４Ａを支持している（図５参照）。すなわち、ミラー６４の反射面６４Ａは、支持突起７２Ａ、７３Ａの３点で支持されている。

ミラー６４の反射面６４Ａの裏面側には、支持部材７２、７３へ向かってミラー６４を押圧する板バネ８１、８２が設けられている。板バネ８１、８２の一端は、支持部材７２、７３と共に底板７０にネジ９０でネジ止めされ、他端は屈曲し、この屈曲部分が反射面６４Ａの裏面に当接し、板バネ８１、８２の弾性力により、反射面６４Ａの裏面を支持部材７２、７３へ押圧している（図５参照）。以上のように、支持部材７２、７３及び板バネ８１、８２によって、ミラー６４は保持されている。

支持部材７２と支持部材７３との間には、ミラー６４の下端面側に、ミラー６４の長手方向（主走査方向）に沿って移動可能な可動支持部材（支持部材、支持手段）７４、７５が設けられ、可動支持部材７４、７５から上方に突設する支持突起７４Ａ、７５Ａがミラー６４の下端面を支持している（図６参照）。

可動支持部材７４、７５は、底板７０に固定されミラー６４の長手方向に沿って延びるガイド（ガイド手段）７１の間でガイドされ、ミラー６４の長手方向に沿って移動可能とされている。

一方、ミラー６４の上端面側には、ミラー６４を下方へ押圧するスプリング（押圧部材、支持手段）８３、８４が設けられている（図６参照）。スプリング８３、８４の一端は、ネジ９１によって、可動支持部材７４、７５にネジ止めされ、他端は上方に延びる共に屈曲し、この屈曲部分がミラー６４の上面に当接し、スプリング８３、８４の弾性力により、ミラー６４を支持部材７４、７５へ押圧している。

スプリング８３、８４は、可動支持部材７４、７５にネジ止めされており、一体にガイド７１に沿って移動可能となっている。また、ネジ９１を緩めて、スプリング８３、８４及び可動支持部材７４、７５を一体に移動させた後は、移動方向に沿って底板７０上に複数設けられたネジ孔７７にネジ９１を螺合して、スプリング８３、８４及び可動支持部材７４、７５を任意位置で固定することが可能となっている。

なお、上記の構成では、スプリング８３、８４及び可動支持部材７４、７５は一体に設けられているが、スプリング８３、８４及び可動支持部材７４、７５を別々に設け、どちらか一方が移動可能となるように構成してもよい。

以上の構成により、可動支持部材７４、７５を移動させ、可動支持部材７４及び可動支持部材７５に支持される反射鏡の支持スパン長を変え、すなわち、可動支持部材７４から可動支持部材７５までの長さ、可動支持部材７４から支持部材７２（ミラー６４の長手方向一端部）までの長さ、可動支持部材７５から支持部材７３（ミラー６４の長手方向他端部）までの長さを変えて、ミラー６４の固有振動数を調整することができる。

従って、周波数の異なる振動源が複数あっても、ミラー６４の固有振動数を調整することにより、ミラー６４の固有振動数と振動源の周波数とが合致しないように、共振点をずらし、ミラー６４の共振を防止することができる。

また、スプリング８３、８４及び可動支持部材７４、７５の一方を移動させて固有振動数を変える構成では、スプリング８３、８４の位置と可動支持部材７４、７５の位置とが異なることで、ミラー６４が撓んだり、捩れたりして、ミラー６４の光学性能を著しく低下させてしまう場合があるが、上記のように、スプリング８３、８４及び可動支持部材７４、７５とを一体として移動させる構成をとれば、ミラー６４の光学性能を悪化させずに、固有振動数を変えることができる。

次に、上記のネジ９１で直接、可動支持部材７４、７５を固定する構成に代えて、ミラー６４の可動支持部材７４（７５）及びスプリング８３（８４）を、筐体６９の外側から移動させる操作手段について、図７に基づき説明する。

図７に示すように、光源装置１８の筐体６９は、フレーム１３から張り出した支持フレーム１５に支持固定されている。支持部材７２の下部には、貫通孔９４が切ってあり、この貫通孔９４にスクリュウシャフト４６が貫通している。

スクリュウシャフト４６の先端部は、可動支持部材７５の下部に設けられたネジ孔９２に挿入され、スクリュウシャフト４６の先端部には、ネジ孔９２に螺合するネジ部９６が形成されている。

スクリュウシャフト４６の後端部は、フレーム１３を貫通しており、貫通した部分には、スクリュウノブ４４が設けられている。画像形成装置１０のケーシング１２を開いて、スクリュウノブ４４を回転させると、スクリュウシャフト４６が回転し、可動支持部材７４がガイド71にガイドされ、ミラー６４の長手方向に沿って、スクリュウシャフト４６上を移動するようになっている。

スクリュウノブ４４には、図７（Ｂ）に示すように、例えば、用紙の種類（紙質及び厚さ）を示すマークが表示されている（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）。画像形成する用紙の種類によって画像形成装置１０のプロセススピードが変化するため、振動源の周波数とミラー６４の固有振動数とが合致しないように、可動支持部材７４の位置が決められている。これにより、画像形成する紙質及び厚さをスクリュウノブ４４を回して選択すれば、振動源の周波数とミラー６４の固有振動数が合致しない位置に可動支持部材７４が移動する。

このスクリュウノブ４４に加えて、スクリュウシャフト４６には、筐体６９とフレーム１３との間に、StepingMotor（操作手段）４８が設けられ、このStepingMotor４８には、画像形成する用紙の種類の情報に基づいて駆動パルス数を制御する制御部（制御手段）１００が接続されている。この制御部１００へ用紙種類の信号を出力することで、画像形成する用紙種類によって変化するプロセススピードに対応して、StepingMotor４８の回転量を調整し、振動源の周波数とミラー固有振動数が合致しない位置へ可動支持部材７５が移動する。

この構成では、スクリュウノブ４４を回して調整するマニュアル調整と、制御部１００に回転量を制御されるStepingMotor４８によって調整するオート調整との切り換えが可能となっている。

なお、本実施形態では、スクリュウノブ４４及びStepingMotor４８の両方が設けられているが、どちらか一方のみを設けても構わない。

また、図７では、可動支持部材７５側にのみスクリュウシャフト４６が接続されているが、可動支持部材７５に代えて又は可動支持部材７５に加えて、可動支持部材７４側にスクリュウシャフト４６を接続して、スクリュウノブ４４及びStepingMotor４８で操作するように構成しても構わない。

以上のように、ミラー６４の固有振動数を変えることができるので、同光走査装置が、プロセススピードが異なった複数の画像形成装置に用いられた場合でも、画像形成装置の可動部の周波数と合致しないようにミラーの固有振動数を設定することにより、高画質を提供することができる。

特に、紙質及び厚さによってプロセススピードを変えたり、単色とカラーとでプロセススピードを変えたりする複数のプロセススピードを持つ画像形成装置においては、そのプロセススピードに関連する部品が無数にある為、その部品振動周波数は、無数に存在する。

上記実施の形態では、ミラー６４の固有振動数を変えて、画像形成装置の可動部の周波数と合致しないようにできるので、このような画像形成装置において特に有効である。

本発明は、上記の実施の形態に限るものではなく、種々の形態が可能である。

例えば、ミラー６４を支持する支持手段としては、可動支持部材７４、７５に代えて、支持部材７２、７３を、スプリング８３、８４と一体に移動可能にした構成としてもよい。

図１は、本発明の一の実施形態に係る光走査装置が用いられる画像形成装置の全体概略図である。図２は、本実施形態に係る光走査装置の概略図である。図３は、本実施形態に係るミラー及びその保持構造を示す斜視図である。図４は、本実施形態に係るミラー及びその保持構造を示す斜視図である。図５は、本実施形態に係るミラー及びその保持構造を示す断面図である。図６は、本実施形態に係るミラー及びその保持構造を示す断面図である。図７は、本実施形態に係る可動保持部材を移動させる操作手段及び制御手段を示す図である。

符号の説明

１８光走査装置
４４スクリュウノブ（操作手段）
４６スクリュウシャフト（操作手段）
４８ StepMotor（モータ、操作手段）
６４ミラー（反射鏡）
７０プレート（筐体）
７４、７５可動支持部材（支持部材、支持手段）
８３、８４スプリング（押圧部材、支持手段）
１００制御部（制御手段）

Claims

光ビームを射出する光源と、
前記光源から射出された光ビームを主走査方向に偏向させる偏向装置と、
前記偏向装置で偏向された光ビームを被走査面上に結像させる光学系と、
前記偏向装置と被走査面の間に設けられ、前記主走査方向に沿って長さを有し、前記光ビームを反射して被走査面へ光ビームを導く反射鏡と、
前記反射鏡の長手方向一端部を支持する第１支持部材と、
前記反射鏡の長手方向他端部を支持する第２支持部材と、
前記反射鏡の下端面を支持し、前記反射鏡の長手方向一端側から見て前記第１支持部材及び前記第２支持部材に重なるように前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に設けられ、前記第１支持部材から前記第２支持部材までの間を前記反射鏡の長手方向に沿ってスライド移動可能とされた可動支持部材と、前記可動支持部材に一体に設けられ、前記反射鏡の上端面を前記可動支持部材へ向かって押圧する押圧部材と、で構成された支持手段と、
前記可動支持部材に形成されたねじ孔と螺合するスクリュウシャフトと、前記スクリュウシャフトを回転させるモータと、前記スクリュウシャフトに設けられたスクリュウノブとで構成され、前記筐体の外側から該可動支持部材を移動させる操作手段と、
画像形成する用紙種類によって変化するプロセススピードに対応して、前記モータの回転量を制御する制御手段と、
を備え、
前記スクリュウノブを回して前記可動支持部材の位置を調整するマニュアル調整と、前記制御手段及び前記モータによって前記可動支持部材の位置を調整するオート調整とが切り換え可能になっている光走査装置。