JP4677145B2 - 画像読取装置及び画像形成装置 - Google Patents
画像読取装置及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4677145B2 JP4677145B2 JP2001266393A JP2001266393A JP4677145B2 JP 4677145 B2 JP4677145 B2 JP 4677145B2 JP 2001266393 A JP2001266393 A JP 2001266393A JP 2001266393 A JP2001266393 A JP 2001266393A JP 4677145 B2 JP4677145 B2 JP 4677145B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- vibration
- folding mirror
- folding
- piezoelectric element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 104
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/005—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F2224/00—Materials; Material properties
- F16F2224/02—Materials; Material properties solids
- F16F2224/0283—Materials; Material properties solids piezoelectric; electro- or magnetostrictive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F2230/00—Purpose; Design features
- F16F2230/18—Control arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Image Input (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学系の振動抑制制御を行う画像読取装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像読取装置と画像形成装置を有した装置、例えば複写機では、まず、図６（Ａ）に図示する画像読取装置において、原稿台ガラス１４２に載置された原稿画像をミラー等の光学系を走査させて原稿画像を読み取らせていく。
【０００３】
読み取らせていく方法としては近年のデジタル複写機ではＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれる電荷結合素子よりなる読取素子１５０によって、ミラー等で構成される光学走査系から入力された原稿画像を電気信号に変換させ、画像データを画像形成装置へと送る。
【０００４】
図６（Ｂ）に図示する画像形成装置へ送られたデータは、半導体レーザ光源からレーザとしてポリゴンミラーと呼ばれる回転多面鏡１５１に照射され主走査方向への画像データを形成するレーザ光となり、このレーザ光は結像レンズ１５２を経て次に折り返しミラー１５３によって反射され、感光ドラム１５４面に露光され潜像される。
【０００５】
このような経緯によって感光ドラム１５４面に画像データが形成されるが、画像読取装置では光学ミラーを原稿画像読取りの為にミラー台と総称される光学系を副走査方向へと走査させる。
【０００６】
このとき画像読取装置における光学ミラーは３枚から構成され、それぞれ第１ミラー１４５、第２ミラー１４７、第３ミラー１４８と呼称され、第１ミラー１４５は第１ミラー台１４４に設置され、第２ミラー１４７、第３ミラー１４８は第２ミラー台１４６に設置された２つの光学走査系からなる。
【０００７】
また、第２ミラー台１４６は光路長を一定に保つ為に第１ミラー台１４４の移動量に対して１：２で移動するがこのとき光学ミラーそのものは第１ミラー台１４４，第２ミラー台１４６に、ミラー両端で板ばねによる固定がなされているので、ミラーは両端支持状態となり走査による慣性力もしくは光学走査系を駆動する為の駆動モータや駆動ベルト等の振動によって主としてミラー反射面に対する面外方向へ、曲げモードと呼ばれる振動状態を維持しながら走査していく傾向にある。
【０００８】
これにより光軸はＣＣＤ１５０面主走査方向に対して振られながら読み取られ、これに起因する画像として「縦線ブレ」や「ジャギー」などと呼ばれる画像品質不良の主要因を引き起こしてしまう。
【０００９】
また、画像形成装置では回転多面鏡１５１の回転振動、もしくは他の場所から伝わってくる外乱振動等によって折り返しミラー１５３が振動してしまい、回転多面鏡１５１から折り返しミラー１５３に照射されたレーザ光が、この折り返しミラー１５３の振動によって感光ドラム１５４面上に「ピッチむら」などと呼ばれる画像品質不良を引き起こしながら露光、潜像させてしまう。
【００１０】
このような画像読取装置、画像形成装置は、近年の高速化の為に画像読取りスピードや画像形成スピードをますます高速化する必要があり、また、画像の高精度化の要求に答える為に光軸ブレを低減、つまりミラーの振動量を極限まで抑える必要性が出てきている。
【００１１】
従来、このような要求に答える為にミラーに直接板金等の防振部材を貼り付けたり、ミラー固定方法変更等による振動対策を施す場合が多く、特開平８−１０６１２９号公開公報に開示された技術ではミラー裏面に補強部材を貼り付け制振効果を得ることを提案しており、また特開平５−８８０９７号公開公報に開示された技術では画像形成装置における光軸検出方法とミラー反射角制御による露光位置制御を提案している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１３】
しかし、特開平８−１０６１２９号公開公報に開示された技術のようにミラー面にガラス等による制振効果を得ようとした場合、ミラー面に対する平面度はある程度確保できてもその質量によってミラー台自身の重心位置変化による光学走査系不安定挙動、及び質量付加による画像読取り装置における光学走査時のモータトルク変動を引き起こし起こしかねない。
【００１４】
また、補強部材等の防振部材貼付けによる制振効果の一つとしてミラー剛性をあげることによるミラー自身の固有振動を高周波側へ逃がしミラー台や光学モータ駆動周波数との共振を避ける目的がほとんどである為、必然的にミラー剛性の補強をミラーに対して広範囲に行うことになる。故に防振部材としての質量が大きくなるのと同時にこの防振部材が板金等である場合、ミラーの平面度を著しく損なう恐れがあるのと同時にこれらの振動対策はそれぞれの対象物に対してのみ有効な場合が多く、多機種にわたる汎用性に乏しい。
【００１５】
また、特開平５−８８０９７号公開公報に開示された技術のように光軸位置ズレ観測時に反射したビームを補足させ、ミラー回転機構設置等による構造の複雑化を招きコストアップにもつながりかねない。
【００１６】
しかもミラーを回転させることによって照射位置制御をしているために光学走査系で多発するミラーの曲げ振動に対しては有効性がない。
【００１７】
そこで本発明では、光学系の振動部位の振動を直接的に抑制する制御を可能とする画像読取装置及び画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
また、直接的に光学系の振動を観測させることで構造の簡便化を図ると共に、従来の振動制御では抑えきることの出来ないミラーの曲げ振動等の振動についてもミラー振動を制振させることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、
原稿が載置された原稿台に対し、折り返しミラーを有する露光光学系を走査させ、前記露光光学系から前記原稿台に載置された原稿に照射され前記原稿で反射された光が前記折り返しミラーにより読取部に導かれることで、原稿画像を前記読取部で読み取る画像読取装置において、
前記折り返しミラーに設けられた圧電素子と、
前記圧電素子を駆動することで、前記折り返しミラーのうち反射面を挟んだ両端部を支持する支持部に対する前記折り返しミラーの振動を制御する振動制御手段と、
前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を検出する振動状態検出手段と、を有し、
前記振動制御手段は、前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を抑制するために前記振動状態検出手段の検出結果に基づいて前記振動状態検出手段が検出した振動の位相と逆位相の振動が前記折り返しミラーに加わるように前記圧電素子を駆動することを特徴とする。
また、感光体と、
前記感光体に静電潜像を形成するために照射されたレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡によって偏向走査されたレーザ光を前記感光体に導く折り返しミラーと、
を有する画像形成装置において、
前記折り返しミラーに設けられた圧電素子と、
前記圧電素子を駆動することで、前記折り返しミラーのうち反射面を挟んだ両端部を支持する支持部に対する前記折り返しミラーの振動を制御する振動制御手段と、
前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を検出する振動状態検出手段と、を有し、
前記振動制御手段は、前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を抑制するために前記振動状態検出手段の検出結果に基づいて前記振動状態検出手段が検出した振動の位相と逆位相の振動が前記折り返しミラーに加わるように前記圧電素子を駆動することを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３２】
本実施の形態にあっては、光学系の振動部位としての光学ミラー２に、振動を制御可能とする圧電素子１を設けたものである。
【００３３】
圧電素子１を制御するために、光学系の振動状態をアナログ信号として検出する振動状態検出手段としてのセンサ３および検出部７と、振動状態に基づいて圧電素子１の振動を制御するフィードバック制御系と、を備えている。
【００３４】
フィードバック制御系は、図１（Ｂ）に示すように、検出部７からの検出情報に基づいて光学ミラー２の振動数および振幅量を演算する演算部９と、演算部９によって得られたデータから所定の振幅値となるようにフィードバックゲインを、前記圧電素子１を駆動するアクチュエータ駆動部１１に対して与える制御部１０と、を備えていることが好ましい。検出部７からのアナログ信号はＡ／Ｄ変換部８を介してディジタル信号に変換されて演算部９に入力される。
【００３５】
光学ミラー２は画像読取装置や画像形成装置の光学系に適用されるもので、不図示のミラー支持部に両端が支持され、図１（Ａ）に示すように、光学面に対して面外方向弓なり状に振動する。
【００３６】
アクチュエータとして用いている圧電素子１とは、圧力を加えることによって電圧を発生する正圧電効果や電圧を加えると変形する逆圧電効果などの特性を利用した素子であり、光学ミラー２のような微小振動制御に対しては有効性が高い。圧電素子１は、光学ミラー２の側面に貼り付けられ、圧電素子１の伸縮によって光学ミラー２を弓なりに変形させることが可能である。圧電素子１の貼付位置は、光路に影響を与えないところであれば光学ミラー２の表裏どちらでも良い。
【００３７】
圧電素子１としては、例えば圧電フィルム（ＰＶＤＦ：ポリフッ化ビニリデン）と呼ばれる圧電素子１が用いられる。この圧電フィルムでは厚さが数μｍ程度のものからあり形状も自由に作成できることから軽薄短小化を図ることが出来、ミラーに貼り付けても平面度を板金貼り付けより狂わすことがない。
【００３８】
圧電素子１と光学ミラー２との接合方法に関しては、接着材による接合が考えられるが両面テープでも可能であり、接合位置に関してもミラー中央である必要性はなく、制振性能が満足されれば特に問わない。
【００３９】
また、光学ミラー２の振動状態を観測するセンサ３としては、加速度センサや変位センサ、ひずみゲージ等、振動状態を検出できるものであれば良いが、圧電素子の正圧電効果を利用してミラー振動を圧電素子から電圧として検出させる方法でも可能である。この振動検出用のセンサ３も光学ミラー２に貼り付けられる。この貼付位置も、振動状態を正確に検知でき、光路に影響を与えないところであれば光学ミラー２の表裏どちらでも良い。
【００４０】
制御部１０に関しても、光学ミラー２にある程度、外乱が加わっても所定の目標値へ追従させることが出来るロバスト性のある制御アルゴリズムを設計することによって、同形状の光学ミラー２を使用している限り駆動シーケンスやモータ振動の違う多機種へ展開できる汎用性を備えさせることが可能である。
【００４１】
また、先に述べた接合方法として両面テープを用いた場合、その粘性、減衰は評価しにくく、接着性のバラツキが懸念されるものに対しても、制御設計上で回避することが可能である。
【００４２】
次に、上記光学系振動制御装置の動作について説明する。
【００４３】
まず、光学ミラー２に圧電素子１を貼り付け、加速度センサなど振動を捕らえることの出来るセンサ３により光学ミラー２の振動状態を観測させ、この振動量を検出部７にて電圧として捕らえる。この電圧はアナログ波形で入力される為にコンピュータによる信号処理には適さない。よってＡ／Ｄ変換部８により離散化させディジタル信号にする。
【００４４】
ディジタル信号にされた振動情報は、演算部９によってミラー２の振幅量を算出、それを制御部１０によって所定のミラー振幅値になる様にプログラミングされている制御アルゴリズムに従ってフィードバックゲインをアクチュエータ駆動部１１に対して与える。
【００４５】
光学ミラー２に貼り付けられた圧電素子１はアクチュエータ駆動部１１からこのフィードバックゲインを与えられた駆動信号を受け取る。
【００４６】
その結果、圧電効果によって得られる圧電素子１の振幅を逆位相として与え、図１（Ｃ）に示すように、ミラー振動に対する逆位相を圧電素子１の振動によって相殺し、その合成波の振幅を低減させる。再びセンサ３で振動状態を観測し、前述の動作を繰り返す。
【００４７】
以上、図１（Ｂ）のような閉ループ系を構成することによって、ミラー振動量を所定の振幅値まで低減させることが出来る。
【００４８】
しかし、一般的な制振手法では多機種にわたる汎用性が乏しいのと、他の要因から伝達されてくる外乱振動を相乗させてしまうことが多く、これら要因が全く心配されることの無い場合は良いが、そうでない場合、制御部１０にある程度の外乱及び若干仕様の異なる装置においても所定の目標値へ追従させることの出来るロバスト性を持たせた制御アルゴリズムを設計することによって外乱振動並びに上記多機種にわたる汎用性という問題に対して解決できる。
【００４９】
【実施例】
次に、本発明の実施例を説明する。以下の実施例は、上記実施の形態の光学系振動制御装置を、具体的な画像読取装置および画像形成装置に適用した例で、光学系振動制御装置の構成自体は上記実施の形態と同一であり、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００５０】
［第１の実施例］
図２及び図３は第１の実施例を示している。この第１の実施例は、上記光学系振動制御装置を画像読取装置の光学系に適用したものである。
【００５１】
すなわち、この画像読取装置の光学系は、原稿が載置される原稿台ガラス１２に対し露光光学系を走査させて原稿画像を読み取る機能を有するものである。露光光学系は、原稿台ガラス１２に対して走査する第１ミラー台１５と第２ミラー台１６とを有している。第１ミラー台１５には、露光ランプ１３と、露光ランプ１３により照射された光を原稿台ガラス１２を透過させて原稿面に集光する不図示の反射傘と、この原稿面に反射された原稿の光像が入射する直下の第１ミラー１４と、を備えている。
【００５２】
この第１ミラー１４は副走査方向とは反射面が逆向き４５度に設置されており、このミラー面で反射された原稿画像の光軸は第１ミラー台１５の後方に位置する第２ミラー台１６に向けて反射される。
【００５３】
一方、第２ミラー台１６には、第２ミラー１７と、第３ミラー１８が設けられ、第１ミラーから反射された読取素子としてのＣＣＤ１９に向けて折り返す。
【００５４】
この第２ミラー台１６は第１ミラー台１５からＣＣＤ１９面上までの光路長を一定に保つよう設計されており、その為、第２ミラー台１６の移動量は第１ミラー台１５の移動量に対して常に１：２に保たれている。
【００５５】
第２ミラー１７、第３ミラー１８へと折り返され、第１ミラー台１５副走査方向へと照射された画像光軸は、結像レンズ２０を介してＣＣＤ１９へと入射され画像データとして取り込まれる。
【００５６】
上記第１，第２及び第３ミラー１４，１７，１８は、図３に示すように、その両端がミラー支持ばね２４を介して装置のミラー支持板２５に支持されており、中央部が自由状態となっている。
【００５７】
光学走査系は駆動モータ２１を駆動源として駆動ベルト２２，駆動ワイヤ２３をその動力伝達媒体として光学レール面上を摺動移動させていくが、画像読取装置ではこの駆動モータ２１が振動発生源となり、この振動と光学走査による慣性力で第１，第２，第３光学ミラー１４，１７，１８が、図３（Ａ）に示すように、光学面に対して面外方向弓なり状に振動してしまう。そこで、これらのミラーに対して、上記実施の形態で説明した光学振動制御装置が適用される。
【００５８】
以下、本実施例の制振手法について説明する。
【００５９】
第１ミラー、第２ミラー、第３ミラー１４，１７，１８それぞれの裏面に圧電素子１を密着固定させる。
【００６０】
このとき、圧電素子１の平面度によって光学ミラー１４，１７，１８の平面精度を損なわない必要性があるので、圧電フィルム等に代表されるなるべく軽薄な圧電素子１を利用することが望まれる。
【００６１】
光学ミラー１４，１７，１８には光路の影響とならないようミラー裏面に振動検知用のセンサ５が設置されている。
【００６２】
このセンサ５も光学ミラー１と密着固定されていることが望まれるが、もしセンサ５が密着固定されていない場合、光学ミラー１４，１７，１８の振動状態を正確に検知できなく制御系から圧電素子１へ、誤ったゲインを返してしまうことによる光学ミラー１４，１７，１８の振動の更なる悪化、つまり振動を発散させかねない。
【００６３】
また振動源は駆動モータ２１、駆動ベルト２２及びミラー走査による振動の他、画像形成装置等による外乱振動も加わるために、フィードフォワード制御によるものよりロバスト性を考慮したフィードバック制御を採用することで対応することが出来る。
【００６４】
すなわち、図１に示したように、圧電素子１，センサ３でフィードバック制御系を構成することにより、各ミラーからの振動状態をセンサ３によって検知し、各ミラーの曲げモードの振動数、振幅量を演算部９にて算出する。
【００６５】
そのデータから制御部１０にて所定の振幅値になるようにフィードバックゲインを駆動部１１に指令を与え、各圧電素子１によって駆動する。
【００６６】
圧電素子１によって振動を与えられたミラーは、図１（Ｃ）に示したように、逆位相を与えられた形になり、総和された振幅値は極小状態へと収束されるまでこの閉ループ演算、及び動作が繰り返される。
【００６７】
このようにして各ミラーはその曲げ振動を極小まで抑えられることによって原稿情報が集約された光軸がミラー面上で拡散されることなく、また光路長の変化無しにＣＣＤ１９面上まで送り込むことが出来る。
【００６８】
［第２の実施例］
図４及び図５は第２の実施例を示している。この第２の実施例は、上記光学系振動制御装置を画像形成装置の光学系に適用したものである。
【００６９】
すなわち、この画像形成装置の光学系は、回転多面鏡３２とそこから光学像を転送する結像レンズ系３３とを有する構成となっている。
【００７０】
すなわち、図４（Ａ）に示すように、半導体レーザ２９から照射されたレーザ光はそのままでは拡散放射される為に、コリメータレンズ３０によって円筒状の平行光線に変えられた後、更にシリンドリカルレンズ３１で平帯状の平行光線に変換され、回転多面鏡３２へ照射される。
【００７１】
回転多面鏡３２は、装置の高速化に伴い３００００ｒｐｍ〜４００００ｒｐｍ程度の高速回転をしており、この回転多面鏡３２にレーザー光が照射され、反射することで一定方向の走査性をもつようになる。
【００７２】
レーザ光はその後、結像レンズ系３３に入射するが、このレーザ光の一端をＢＤミラー３５で反射し、この反射光をＢＤセンサ３６で取り出すことにより、感光ドラム３８に書き込まれる際のドラム面上主走査方向開始点の同期をとる役割を果たしている。
【００７３】
結像レンズ系３３に入射した原稿情報が集約されたレーザ光は折り返しミラー３４で折り返され、感光ドラム３８の表面に照射されることで画像が潜像される。
【００７４】
この時、折り返しミラー３４はポリゴンモータと呼ばれる回転多面鏡３２用のモータの振動、及び他から伝わる外乱振動によって励振されてしまう。
【００７５】
折り返しミラー３４は、図４（Ｂ）に図示される光学箱２８の軽薄小型化の為に薄細長形状であるのが一般的であり、またミラー面精度が非常に厳しい光学部品であることから光学箱２８への設置は通常、両端を光学箱本体４１の折り返しミラー保持部へ、図５（Ｂ）に示すように板ばね３９で押圧している。
【００７６】
この為、折り返しミラー３４自体は両端支持梁状態で折り返しミラー３４の面外方向に振動しやすくなるので、これをミラー裏面に付設したセンサ３によって振動を検知、及び演算部９にて振幅値を算出、制御部１０にて振動量が極小になるようフィードバックゲインをセンサ同様ミラー裏面に付設された圧電素子１に対して与える。
【００７７】
センサ３及び圧電素子１は光学走査系での実施例と同様にミラーと密着固定させることが望ましい。
【００７８】
指令を受けた圧電素子１はミラーに対して逆位相を返す形で振動をミラー面に与え、この一連の動作を振幅値が極小になるまで続ける。
【００７９】
この後、図示しない現像プロセスによって現像粉（トナー）を感光ドラム３８表面に静電吸着し現像粉の像を形成、転写用紙に現像粉を転写した後、熱と圧力を加えて転写用紙に現像粉を融着させる。
【００８０】
なお、上記実施の形態では、圧電素子１を光学部品としての折り返しミラー３４に貼り付けた場合について説明したが、折り返しミラー３４だけでなく、光学箱の振動箇所に貼り付け、光学箱の振動についても制振させることができる。また、光学部品としては、折り返しミラー３４に限定されるものではなく、画質に影響のある光学系の振動部分の任意の箇所の制振を図ることができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像読取装置や画像形成装置等の光学系で多発する光学系の振動による画像不良に対して、光学系の振動部分に圧電素子を密着固定させ、圧電素子の振動によって光学系の振動を抑制する構成としたので、複雑な機構部分無しに且つミラー面精度を損なうこと無く抑制効果を得ることができる。
【００８２】
また、光学系の振動状態をアナログ信号として検出する振動状態検出手段と、振動状態に基づいて前記圧電素子の振動を制御するフィードバック制御系と、を設けたので、振動量を所定の振幅値まで低減させることができる。
【００８３】
また、フィードバック制御系を、振動状態検出手段からの検出情報に基づいて光学系の振動数および振幅量を演算する演算部と、該演算部によって得られたデータから所定の振幅値となるようにフィードバックゲインを前記圧電素子を駆動する圧電素子駆動部に対して与える制御部と、を備えた構成としたので、光学系の振動を逆位相の圧電素子の振動によって相殺することができる。
【００８４】
また、振動状態検出手段として圧電素子を利用したので、振動状態を圧電素子の正圧電効果により電圧として取り出すことができる。
【００８５】
また、圧電素子は、光学部品及び光学部品を保持する筐体の少なくともいずれか一方に密着固定したので、より振動減衰効果を高めることができる。
【００８６】
また、光学部品及び光学部品を保持する筐体の少なくともいずれか一方と圧電素子の密着固定を、接着材あるいは両面テープに固定するようにしたので、構成を単純化することができる。
【００８７】
また、画像読取装置の光学系に適用したので、画像の読取精度を高めることができる。
【００８８】
また、画像形成装置の光学系に適用したので、高精細な画像を実現できる。
【００８９】
また、制御部は、ある程度の外乱及び仕様の異なる装置においても所定の目標値へ追従させることができるロバスト性を考慮した制御を行うようにしたので、外乱振動並びに多機種にわたる汎用性を実現することができる。
【００９０】
また、光学系の振動部位を光学ミラーとしたので、ミラーの曲げ振動に対して複雑な機構部分無しに且つミラー面精度を損なうこと無く振動制御効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は本発明の実施の形態に係る光学系振動制御装置の原理図、図１（Ｂ）は同図（Ａ）の制御ブロック図、図１（Ｃ）は光学系と圧電素子の逆位相の振動状態を示すグラフである。
【図２】図２は図１の光学系振動制御装置を適用した画像読取装置を示すもので、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は断面構成図である。
【図３】図３（Ａ）は図２の光学ミラーの支持状態を示す図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のミラー支持部の拡大図である。
【図４】図４は図１の光学系振動制御装置を適用した画像形成装置を示すもので、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は光学箱との関係を示す斜視図である。
【図５】図５（Ａ）は図４の装置の断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の折り返しミラー固定部の拡大断面図である。
【図６】図６（Ａ）は画像読取装置における従来例を示す図、同図（Ｂ）は画像形成装置における従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ 圧電素子
２ 光学ミラー
３ センサ
４ 圧電素子
７ 検出部
８ Ａ／Ｄ変換部
９ 演算部
１０ 制御部
１１ アクチュエータ駆動部
１４，１７，１８ 第１，第２，第３ミラー
１５ 第１ミラー台
１６ 第２ミラー台
２９ 半導体レーザ
３０ コリメータレンズ
３１ シリンドリカルレンズ
３２ 回転多面鏡
３３ 結像レンズ
３４ 折り返しミラー
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学系の振動抑制制御を行う画像読取装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像読取装置と画像形成装置を有した装置、例えば複写機では、まず、図６（Ａ）に図示する画像読取装置において、原稿台ガラス１４２に載置された原稿画像をミラー等の光学系を走査させて原稿画像を読み取らせていく。
【０００３】
読み取らせていく方法としては近年のデジタル複写機ではＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれる電荷結合素子よりなる読取素子１５０によって、ミラー等で構成される光学走査系から入力された原稿画像を電気信号に変換させ、画像データを画像形成装置へと送る。
【０００４】
図６（Ｂ）に図示する画像形成装置へ送られたデータは、半導体レーザ光源からレーザとしてポリゴンミラーと呼ばれる回転多面鏡１５１に照射され主走査方向への画像データを形成するレーザ光となり、このレーザ光は結像レンズ１５２を経て次に折り返しミラー１５３によって反射され、感光ドラム１５４面に露光され潜像される。
【０００５】
このような経緯によって感光ドラム１５４面に画像データが形成されるが、画像読取装置では光学ミラーを原稿画像読取りの為にミラー台と総称される光学系を副走査方向へと走査させる。
【０００６】
このとき画像読取装置における光学ミラーは３枚から構成され、それぞれ第１ミラー１４５、第２ミラー１４７、第３ミラー１４８と呼称され、第１ミラー１４５は第１ミラー台１４４に設置され、第２ミラー１４７、第３ミラー１４８は第２ミラー台１４６に設置された２つの光学走査系からなる。
【０００７】
また、第２ミラー台１４６は光路長を一定に保つ為に第１ミラー台１４４の移動量に対して１：２で移動するがこのとき光学ミラーそのものは第１ミラー台１４４，第２ミラー台１４６に、ミラー両端で板ばねによる固定がなされているので、ミラーは両端支持状態となり走査による慣性力もしくは光学走査系を駆動する為の駆動モータや駆動ベルト等の振動によって主としてミラー反射面に対する面外方向へ、曲げモードと呼ばれる振動状態を維持しながら走査していく傾向にある。
【０００８】
これにより光軸はＣＣＤ１５０面主走査方向に対して振られながら読み取られ、これに起因する画像として「縦線ブレ」や「ジャギー」などと呼ばれる画像品質不良の主要因を引き起こしてしまう。
【０００９】
また、画像形成装置では回転多面鏡１５１の回転振動、もしくは他の場所から伝わってくる外乱振動等によって折り返しミラー１５３が振動してしまい、回転多面鏡１５１から折り返しミラー１５３に照射されたレーザ光が、この折り返しミラー１５３の振動によって感光ドラム１５４面上に「ピッチむら」などと呼ばれる画像品質不良を引き起こしながら露光、潜像させてしまう。
【００１０】
このような画像読取装置、画像形成装置は、近年の高速化の為に画像読取りスピードや画像形成スピードをますます高速化する必要があり、また、画像の高精度化の要求に答える為に光軸ブレを低減、つまりミラーの振動量を極限まで抑える必要性が出てきている。
【００１１】
従来、このような要求に答える為にミラーに直接板金等の防振部材を貼り付けたり、ミラー固定方法変更等による振動対策を施す場合が多く、特開平８−１０６１２９号公開公報に開示された技術ではミラー裏面に補強部材を貼り付け制振効果を得ることを提案しており、また特開平５−８８０９７号公開公報に開示された技術では画像形成装置における光軸検出方法とミラー反射角制御による露光位置制御を提案している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１３】
しかし、特開平８−１０６１２９号公開公報に開示された技術のようにミラー面にガラス等による制振効果を得ようとした場合、ミラー面に対する平面度はある程度確保できてもその質量によってミラー台自身の重心位置変化による光学走査系不安定挙動、及び質量付加による画像読取り装置における光学走査時のモータトルク変動を引き起こし起こしかねない。
【００１４】
また、補強部材等の防振部材貼付けによる制振効果の一つとしてミラー剛性をあげることによるミラー自身の固有振動を高周波側へ逃がしミラー台や光学モータ駆動周波数との共振を避ける目的がほとんどである為、必然的にミラー剛性の補強をミラーに対して広範囲に行うことになる。故に防振部材としての質量が大きくなるのと同時にこの防振部材が板金等である場合、ミラーの平面度を著しく損なう恐れがあるのと同時にこれらの振動対策はそれぞれの対象物に対してのみ有効な場合が多く、多機種にわたる汎用性に乏しい。
【００１５】
また、特開平５−８８０９７号公開公報に開示された技術のように光軸位置ズレ観測時に反射したビームを補足させ、ミラー回転機構設置等による構造の複雑化を招きコストアップにもつながりかねない。
【００１６】
しかもミラーを回転させることによって照射位置制御をしているために光学走査系で多発するミラーの曲げ振動に対しては有効性がない。
【００１７】
そこで本発明では、光学系の振動部位の振動を直接的に抑制する制御を可能とする画像読取装置及び画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
また、直接的に光学系の振動を観測させることで構造の簡便化を図ると共に、従来の振動制御では抑えきることの出来ないミラーの曲げ振動等の振動についてもミラー振動を制振させることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、
原稿が載置された原稿台に対し、折り返しミラーを有する露光光学系を走査させ、前記露光光学系から前記原稿台に載置された原稿に照射され前記原稿で反射された光が前記折り返しミラーにより読取部に導かれることで、原稿画像を前記読取部で読み取る画像読取装置において、
前記折り返しミラーに設けられた圧電素子と、
前記圧電素子を駆動することで、前記折り返しミラーのうち反射面を挟んだ両端部を支持する支持部に対する前記折り返しミラーの振動を制御する振動制御手段と、
前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を検出する振動状態検出手段と、を有し、
前記振動制御手段は、前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を抑制するために前記振動状態検出手段の検出結果に基づいて前記振動状態検出手段が検出した振動の位相と逆位相の振動が前記折り返しミラーに加わるように前記圧電素子を駆動することを特徴とする。
また、感光体と、
前記感光体に静電潜像を形成するために照射されたレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡によって偏向走査されたレーザ光を前記感光体に導く折り返しミラーと、
を有する画像形成装置において、
前記折り返しミラーに設けられた圧電素子と、
前記圧電素子を駆動することで、前記折り返しミラーのうち反射面を挟んだ両端部を支持する支持部に対する前記折り返しミラーの振動を制御する振動制御手段と、
前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を検出する振動状態検出手段と、を有し、
前記振動制御手段は、前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を抑制するために前記振動状態検出手段の検出結果に基づいて前記振動状態検出手段が検出した振動の位相と逆位相の振動が前記折り返しミラーに加わるように前記圧電素子を駆動することを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３２】
本実施の形態にあっては、光学系の振動部位としての光学ミラー２に、振動を制御可能とする圧電素子１を設けたものである。
【００３３】
圧電素子１を制御するために、光学系の振動状態をアナログ信号として検出する振動状態検出手段としてのセンサ３および検出部７と、振動状態に基づいて圧電素子１の振動を制御するフィードバック制御系と、を備えている。
【００３４】
フィードバック制御系は、図１（Ｂ）に示すように、検出部７からの検出情報に基づいて光学ミラー２の振動数および振幅量を演算する演算部９と、演算部９によって得られたデータから所定の振幅値となるようにフィードバックゲインを、前記圧電素子１を駆動するアクチュエータ駆動部１１に対して与える制御部１０と、を備えていることが好ましい。検出部７からのアナログ信号はＡ／Ｄ変換部８を介してディジタル信号に変換されて演算部９に入力される。
【００３５】
光学ミラー２は画像読取装置や画像形成装置の光学系に適用されるもので、不図示のミラー支持部に両端が支持され、図１（Ａ）に示すように、光学面に対して面外方向弓なり状に振動する。
【００３６】
アクチュエータとして用いている圧電素子１とは、圧力を加えることによって電圧を発生する正圧電効果や電圧を加えると変形する逆圧電効果などの特性を利用した素子であり、光学ミラー２のような微小振動制御に対しては有効性が高い。圧電素子１は、光学ミラー２の側面に貼り付けられ、圧電素子１の伸縮によって光学ミラー２を弓なりに変形させることが可能である。圧電素子１の貼付位置は、光路に影響を与えないところであれば光学ミラー２の表裏どちらでも良い。
【００３７】
圧電素子１としては、例えば圧電フィルム（ＰＶＤＦ：ポリフッ化ビニリデン）と呼ばれる圧電素子１が用いられる。この圧電フィルムでは厚さが数μｍ程度のものからあり形状も自由に作成できることから軽薄短小化を図ることが出来、ミラーに貼り付けても平面度を板金貼り付けより狂わすことがない。
【００３８】
圧電素子１と光学ミラー２との接合方法に関しては、接着材による接合が考えられるが両面テープでも可能であり、接合位置に関してもミラー中央である必要性はなく、制振性能が満足されれば特に問わない。
【００３９】
また、光学ミラー２の振動状態を観測するセンサ３としては、加速度センサや変位センサ、ひずみゲージ等、振動状態を検出できるものであれば良いが、圧電素子の正圧電効果を利用してミラー振動を圧電素子から電圧として検出させる方法でも可能である。この振動検出用のセンサ３も光学ミラー２に貼り付けられる。この貼付位置も、振動状態を正確に検知でき、光路に影響を与えないところであれば光学ミラー２の表裏どちらでも良い。
【００４０】
制御部１０に関しても、光学ミラー２にある程度、外乱が加わっても所定の目標値へ追従させることが出来るロバスト性のある制御アルゴリズムを設計することによって、同形状の光学ミラー２を使用している限り駆動シーケンスやモータ振動の違う多機種へ展開できる汎用性を備えさせることが可能である。
【００４１】
また、先に述べた接合方法として両面テープを用いた場合、その粘性、減衰は評価しにくく、接着性のバラツキが懸念されるものに対しても、制御設計上で回避することが可能である。
【００４２】
次に、上記光学系振動制御装置の動作について説明する。
【００４３】
まず、光学ミラー２に圧電素子１を貼り付け、加速度センサなど振動を捕らえることの出来るセンサ３により光学ミラー２の振動状態を観測させ、この振動量を検出部７にて電圧として捕らえる。この電圧はアナログ波形で入力される為にコンピュータによる信号処理には適さない。よってＡ／Ｄ変換部８により離散化させディジタル信号にする。
【００４４】
ディジタル信号にされた振動情報は、演算部９によってミラー２の振幅量を算出、それを制御部１０によって所定のミラー振幅値になる様にプログラミングされている制御アルゴリズムに従ってフィードバックゲインをアクチュエータ駆動部１１に対して与える。
【００４５】
光学ミラー２に貼り付けられた圧電素子１はアクチュエータ駆動部１１からこのフィードバックゲインを与えられた駆動信号を受け取る。
【００４６】
その結果、圧電効果によって得られる圧電素子１の振幅を逆位相として与え、図１（Ｃ）に示すように、ミラー振動に対する逆位相を圧電素子１の振動によって相殺し、その合成波の振幅を低減させる。再びセンサ３で振動状態を観測し、前述の動作を繰り返す。
【００４７】
以上、図１（Ｂ）のような閉ループ系を構成することによって、ミラー振動量を所定の振幅値まで低減させることが出来る。
【００４８】
しかし、一般的な制振手法では多機種にわたる汎用性が乏しいのと、他の要因から伝達されてくる外乱振動を相乗させてしまうことが多く、これら要因が全く心配されることの無い場合は良いが、そうでない場合、制御部１０にある程度の外乱及び若干仕様の異なる装置においても所定の目標値へ追従させることの出来るロバスト性を持たせた制御アルゴリズムを設計することによって外乱振動並びに上記多機種にわたる汎用性という問題に対して解決できる。
【００４９】
【実施例】
次に、本発明の実施例を説明する。以下の実施例は、上記実施の形態の光学系振動制御装置を、具体的な画像読取装置および画像形成装置に適用した例で、光学系振動制御装置の構成自体は上記実施の形態と同一であり、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略するものとする。
【００５０】
［第１の実施例］
図２及び図３は第１の実施例を示している。この第１の実施例は、上記光学系振動制御装置を画像読取装置の光学系に適用したものである。
【００５１】
すなわち、この画像読取装置の光学系は、原稿が載置される原稿台ガラス１２に対し露光光学系を走査させて原稿画像を読み取る機能を有するものである。露光光学系は、原稿台ガラス１２に対して走査する第１ミラー台１５と第２ミラー台１６とを有している。第１ミラー台１５には、露光ランプ１３と、露光ランプ１３により照射された光を原稿台ガラス１２を透過させて原稿面に集光する不図示の反射傘と、この原稿面に反射された原稿の光像が入射する直下の第１ミラー１４と、を備えている。
【００５２】
この第１ミラー１４は副走査方向とは反射面が逆向き４５度に設置されており、このミラー面で反射された原稿画像の光軸は第１ミラー台１５の後方に位置する第２ミラー台１６に向けて反射される。
【００５３】
一方、第２ミラー台１６には、第２ミラー１７と、第３ミラー１８が設けられ、第１ミラーから反射された読取素子としてのＣＣＤ１９に向けて折り返す。
【００５４】
この第２ミラー台１６は第１ミラー台１５からＣＣＤ１９面上までの光路長を一定に保つよう設計されており、その為、第２ミラー台１６の移動量は第１ミラー台１５の移動量に対して常に１：２に保たれている。
【００５５】
第２ミラー１７、第３ミラー１８へと折り返され、第１ミラー台１５副走査方向へと照射された画像光軸は、結像レンズ２０を介してＣＣＤ１９へと入射され画像データとして取り込まれる。
【００５６】
上記第１，第２及び第３ミラー１４，１７，１８は、図３に示すように、その両端がミラー支持ばね２４を介して装置のミラー支持板２５に支持されており、中央部が自由状態となっている。
【００５７】
光学走査系は駆動モータ２１を駆動源として駆動ベルト２２，駆動ワイヤ２３をその動力伝達媒体として光学レール面上を摺動移動させていくが、画像読取装置ではこの駆動モータ２１が振動発生源となり、この振動と光学走査による慣性力で第１，第２，第３光学ミラー１４，１７，１８が、図３（Ａ）に示すように、光学面に対して面外方向弓なり状に振動してしまう。そこで、これらのミラーに対して、上記実施の形態で説明した光学振動制御装置が適用される。
【００５８】
以下、本実施例の制振手法について説明する。
【００５９】
第１ミラー、第２ミラー、第３ミラー１４，１７，１８それぞれの裏面に圧電素子１を密着固定させる。
【００６０】
このとき、圧電素子１の平面度によって光学ミラー１４，１７，１８の平面精度を損なわない必要性があるので、圧電フィルム等に代表されるなるべく軽薄な圧電素子１を利用することが望まれる。
【００６１】
光学ミラー１４，１７，１８には光路の影響とならないようミラー裏面に振動検知用のセンサ５が設置されている。
【００６２】
このセンサ５も光学ミラー１と密着固定されていることが望まれるが、もしセンサ５が密着固定されていない場合、光学ミラー１４，１７，１８の振動状態を正確に検知できなく制御系から圧電素子１へ、誤ったゲインを返してしまうことによる光学ミラー１４，１７，１８の振動の更なる悪化、つまり振動を発散させかねない。
【００６３】
また振動源は駆動モータ２１、駆動ベルト２２及びミラー走査による振動の他、画像形成装置等による外乱振動も加わるために、フィードフォワード制御によるものよりロバスト性を考慮したフィードバック制御を採用することで対応することが出来る。
【００６４】
すなわち、図１に示したように、圧電素子１，センサ３でフィードバック制御系を構成することにより、各ミラーからの振動状態をセンサ３によって検知し、各ミラーの曲げモードの振動数、振幅量を演算部９にて算出する。
【００６５】
そのデータから制御部１０にて所定の振幅値になるようにフィードバックゲインを駆動部１１に指令を与え、各圧電素子１によって駆動する。
【００６６】
圧電素子１によって振動を与えられたミラーは、図１（Ｃ）に示したように、逆位相を与えられた形になり、総和された振幅値は極小状態へと収束されるまでこの閉ループ演算、及び動作が繰り返される。
【００６７】
このようにして各ミラーはその曲げ振動を極小まで抑えられることによって原稿情報が集約された光軸がミラー面上で拡散されることなく、また光路長の変化無しにＣＣＤ１９面上まで送り込むことが出来る。
【００６８】
［第２の実施例］
図４及び図５は第２の実施例を示している。この第２の実施例は、上記光学系振動制御装置を画像形成装置の光学系に適用したものである。
【００６９】
すなわち、この画像形成装置の光学系は、回転多面鏡３２とそこから光学像を転送する結像レンズ系３３とを有する構成となっている。
【００７０】
すなわち、図４（Ａ）に示すように、半導体レーザ２９から照射されたレーザ光はそのままでは拡散放射される為に、コリメータレンズ３０によって円筒状の平行光線に変えられた後、更にシリンドリカルレンズ３１で平帯状の平行光線に変換され、回転多面鏡３２へ照射される。
【００７１】
回転多面鏡３２は、装置の高速化に伴い３００００ｒｐｍ〜４００００ｒｐｍ程度の高速回転をしており、この回転多面鏡３２にレーザー光が照射され、反射することで一定方向の走査性をもつようになる。
【００７２】
レーザ光はその後、結像レンズ系３３に入射するが、このレーザ光の一端をＢＤミラー３５で反射し、この反射光をＢＤセンサ３６で取り出すことにより、感光ドラム３８に書き込まれる際のドラム面上主走査方向開始点の同期をとる役割を果たしている。
【００７３】
結像レンズ系３３に入射した原稿情報が集約されたレーザ光は折り返しミラー３４で折り返され、感光ドラム３８の表面に照射されることで画像が潜像される。
【００７４】
この時、折り返しミラー３４はポリゴンモータと呼ばれる回転多面鏡３２用のモータの振動、及び他から伝わる外乱振動によって励振されてしまう。
【００７５】
折り返しミラー３４は、図４（Ｂ）に図示される光学箱２８の軽薄小型化の為に薄細長形状であるのが一般的であり、またミラー面精度が非常に厳しい光学部品であることから光学箱２８への設置は通常、両端を光学箱本体４１の折り返しミラー保持部へ、図５（Ｂ）に示すように板ばね３９で押圧している。
【００７６】
この為、折り返しミラー３４自体は両端支持梁状態で折り返しミラー３４の面外方向に振動しやすくなるので、これをミラー裏面に付設したセンサ３によって振動を検知、及び演算部９にて振幅値を算出、制御部１０にて振動量が極小になるようフィードバックゲインをセンサ同様ミラー裏面に付設された圧電素子１に対して与える。
【００７７】
センサ３及び圧電素子１は光学走査系での実施例と同様にミラーと密着固定させることが望ましい。
【００７８】
指令を受けた圧電素子１はミラーに対して逆位相を返す形で振動をミラー面に与え、この一連の動作を振幅値が極小になるまで続ける。
【００７９】
この後、図示しない現像プロセスによって現像粉（トナー）を感光ドラム３８表面に静電吸着し現像粉の像を形成、転写用紙に現像粉を転写した後、熱と圧力を加えて転写用紙に現像粉を融着させる。
【００８０】
なお、上記実施の形態では、圧電素子１を光学部品としての折り返しミラー３４に貼り付けた場合について説明したが、折り返しミラー３４だけでなく、光学箱の振動箇所に貼り付け、光学箱の振動についても制振させることができる。また、光学部品としては、折り返しミラー３４に限定されるものではなく、画質に影響のある光学系の振動部分の任意の箇所の制振を図ることができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像読取装置や画像形成装置等の光学系で多発する光学系の振動による画像不良に対して、光学系の振動部分に圧電素子を密着固定させ、圧電素子の振動によって光学系の振動を抑制する構成としたので、複雑な機構部分無しに且つミラー面精度を損なうこと無く抑制効果を得ることができる。
【００８２】
また、光学系の振動状態をアナログ信号として検出する振動状態検出手段と、振動状態に基づいて前記圧電素子の振動を制御するフィードバック制御系と、を設けたので、振動量を所定の振幅値まで低減させることができる。
【００８３】
また、フィードバック制御系を、振動状態検出手段からの検出情報に基づいて光学系の振動数および振幅量を演算する演算部と、該演算部によって得られたデータから所定の振幅値となるようにフィードバックゲインを前記圧電素子を駆動する圧電素子駆動部に対して与える制御部と、を備えた構成としたので、光学系の振動を逆位相の圧電素子の振動によって相殺することができる。
【００８４】
また、振動状態検出手段として圧電素子を利用したので、振動状態を圧電素子の正圧電効果により電圧として取り出すことができる。
【００８５】
また、圧電素子は、光学部品及び光学部品を保持する筐体の少なくともいずれか一方に密着固定したので、より振動減衰効果を高めることができる。
【００８６】
また、光学部品及び光学部品を保持する筐体の少なくともいずれか一方と圧電素子の密着固定を、接着材あるいは両面テープに固定するようにしたので、構成を単純化することができる。
【００８７】
また、画像読取装置の光学系に適用したので、画像の読取精度を高めることができる。
【００８８】
また、画像形成装置の光学系に適用したので、高精細な画像を実現できる。
【００８９】
また、制御部は、ある程度の外乱及び仕様の異なる装置においても所定の目標値へ追従させることができるロバスト性を考慮した制御を行うようにしたので、外乱振動並びに多機種にわたる汎用性を実現することができる。
【００９０】
また、光学系の振動部位を光学ミラーとしたので、ミラーの曲げ振動に対して複雑な機構部分無しに且つミラー面精度を損なうこと無く振動制御効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は本発明の実施の形態に係る光学系振動制御装置の原理図、図１（Ｂ）は同図（Ａ）の制御ブロック図、図１（Ｃ）は光学系と圧電素子の逆位相の振動状態を示すグラフである。
【図２】図２は図１の光学系振動制御装置を適用した画像読取装置を示すもので、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は断面構成図である。
【図３】図３（Ａ）は図２の光学ミラーの支持状態を示す図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のミラー支持部の拡大図である。
【図４】図４は図１の光学系振動制御装置を適用した画像形成装置を示すもので、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は光学箱との関係を示す斜視図である。
【図５】図５（Ａ）は図４の装置の断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の折り返しミラー固定部の拡大断面図である。
【図６】図６（Ａ）は画像読取装置における従来例を示す図、同図（Ｂ）は画像形成装置における従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ 圧電素子
２ 光学ミラー
３ センサ
４ 圧電素子
７ 検出部
８ Ａ／Ｄ変換部
９ 演算部
１０ 制御部
１１ アクチュエータ駆動部
１４，１７，１８ 第１，第２，第３ミラー
１５ 第１ミラー台
１６ 第２ミラー台
２９ 半導体レーザ
３０ コリメータレンズ
３１ シリンドリカルレンズ
３２ 回転多面鏡
３３ 結像レンズ
３４ 折り返しミラー
Claims (6)
- 原稿が載置された原稿台に対し、折り返しミラーを有する露光光学系を走査させ、前記露光光学系から前記原稿台に載置された原稿に照射され前記原稿で反射された光が前記折り返しミラーにより読取部に導かれることで、原稿画像を前記読取部で読み取る画像読取装置において、
前記折り返しミラーに設けられた圧電素子と、
前記圧電素子を駆動することで、前記折り返しミラーのうち反射面を挟んだ両端部を支持する支持部に対する前記折り返しミラーの振動を制御する振動制御手段と、
前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を検出する振動状態検出手段と、を有し、
前記振動制御手段は、前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を抑制するために前記振動状態検出手段の検出結果に基づいて前記振動状態検出手段が検出した振動の位相と逆位相の振動が前記折り返しミラーに加わるように前記圧電素子を駆動することを特徴とする画像読取装置。 - 前記振動状態検出手段は、前記折り返しミラーの振動数を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
- 前記振動状態検知手段は、前記折り返しミラーの振幅量を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像読取装置。
- 感光体と、
前記感光体に静電潜像を形成するために照射されたレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡によって偏向走査されたレーザ光を前記感光体に導く折り返しミラーと、
を有する画像形成装置において、
前記折り返しミラーに設けられた圧電素子と、
前記圧電素子を駆動することで、前記折り返しミラーのうち反射面を挟んだ両端部を支持する支持部に対する前記折り返しミラーの振動を制御する振動制御手段と、
前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を検出する振動状態検出手段と、を有し、
前記振動制御手段は、前記支持部に対する前記折り返しミラーの振動を抑制するために前記振動状態検出手段の検出結果に基づいて前記振動状態検出手段が検出した振動の位相と逆位相の振動が前記折り返しミラーに加わるように前記圧電素子を駆動することを特徴とする画像形成装置。 - 前記振動状態検出手段は、前記折り返しミラーの振動数を検出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
- 前記振動状態検知手段は、前記折り返しミラーの振幅量を検出することを特徴とする請求項４又は請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266393A JP4677145B2 (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 画像読取装置及び画像形成装置 |
| US10/231,276 US6914366B2 (en) | 2001-09-03 | 2002-08-30 | Apparatus for suppressing vibration of optical part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266393A JP4677145B2 (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 画像読取装置及び画像形成装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075757A JP2003075757A (ja) | 2003-03-12 |
| JP2003075757A5 JP2003075757A5 (ja) | 2009-12-17 |
| JP4677145B2 true JP4677145B2 (ja) | 2011-04-27 |
Family
ID=19092697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001266393A Expired - Fee Related JP4677145B2 (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 画像読取装置及び画像形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6914366B2 (ja) |
| JP (1) | JP4677145B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4498119B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2010-07-07 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| JP5388418B2 (ja) * | 2007-02-19 | 2014-01-15 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及び画像形成装置 |
| JP5141465B2 (ja) * | 2008-09-18 | 2013-02-13 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11160809A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像読取装置および画像形成装置 |
| JPH11218709A (ja) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Minolta Co Ltd | 光走査装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4795123A (en) * | 1987-05-14 | 1989-01-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Wideband electromagnetic damping of vibrating structures |
| US4849668A (en) * | 1987-05-19 | 1989-07-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Embedded piezoelectric structure and control |
| US5054866A (en) * | 1988-12-29 | 1991-10-08 | Ricoh Company, Ltd. | Scanning optical apparatus |
| US5032753A (en) * | 1989-02-28 | 1991-07-16 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric transducer and an ultrasonic motor using the piezoelectric transducer |
| US5276545A (en) * | 1989-03-24 | 1994-01-04 | Nicolet Instrument Corporation | Mirror alignment and damping device |
| US5079641A (en) * | 1990-09-17 | 1992-01-07 | Eastman Kodak Company | Assembly for static control and dynamic damping of an optical element |
| JPH0588097A (ja) | 1991-09-30 | 1993-04-09 | Toshiba Corp | 画像形成装置 |
| US6252334B1 (en) * | 1993-01-21 | 2001-06-26 | Trw Inc. | Digital control of smart structures |
| US5378974A (en) * | 1993-07-02 | 1995-01-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Vibration damping system |
| US5532480A (en) * | 1994-09-26 | 1996-07-02 | Allen-Bradley Company, Inc. | Dynamic damper for an oscillating mirror in a code reader |
| JP3516491B2 (ja) | 1994-10-04 | 2004-04-05 | 株式会社リコー | 光学ミラー走査装置 |
| GB9824151D0 (en) * | 1998-11-04 | 1998-12-30 | Marconi Electronic Syst Ltd | Structural elements |
| US6486589B1 (en) * | 2000-05-03 | 2002-11-26 | Intel Corporation | Circuit card assembly having controlled vibrational properties |
-
2001
- 2001-09-03 JP JP2001266393A patent/JP4677145B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-08-30 US US10/231,276 patent/US6914366B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11160809A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像読取装置および画像形成装置 |
| JPH11218709A (ja) * | 1998-02-02 | 1999-08-10 | Minolta Co Ltd | 光走査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030042822A1 (en) | 2003-03-06 |
| JP2003075757A (ja) | 2003-03-12 |
| US6914366B2 (en) | 2005-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4574396B2 (ja) | 光偏向器 | |
| JP4830470B2 (ja) | 光走査装置、画像形成装置 | |
| JP4328674B2 (ja) | 走査式光学装置及び画像形成装置 | |
| JP6682202B2 (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
| JP2007025052A (ja) | 走査光学装置 | |
| JP4677145B2 (ja) | 画像読取装置及び画像形成装置 | |
| JP4557358B2 (ja) | スキャナーユニットおよび画像形成装置 | |
| JP5716992B2 (ja) | 光偏向装置、光走査装置、画像形成装置及び画像投影装置 | |
| JP2014048571A (ja) | 光偏向器、画像形成装置及び画像投影装置 | |
| JP2007183327A (ja) | 走査光学装置及び画像形成装置 | |
| JP3477968B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2000111825A (ja) | 走査光学装置 | |
| CN110531514B (zh) | 光学扫描装置和图像形成装置 | |
| JP2014209161A (ja) | 光学装置、光走査装置及び画像形成装置 | |
| US8432593B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same | |
| JP4968932B2 (ja) | 光偏向装置及び光学走査装置 | |
| JP2006323066A (ja) | 画像形成システム | |
| JP4518380B2 (ja) | レーザ光走査装置 | |
| JPH10282399A (ja) | 光折り返しミラー | |
| JP2002006250A (ja) | 光走査装置 | |
| JP5296425B2 (ja) | 光走査装置及びそれを用いた印刷装置及びその制御方法、並びに光走査装置を備えたディスプレイ装置、画像読み取り装置、バーコードリーダ | |
| JP2006039543A (ja) | 光折り返しミラー | |
| JP3298980B2 (ja) | 光走査装置 | |
| JP4498119B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2001100137A (ja) | 走査光学装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080903 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081022 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091028 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101015 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101026 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101227 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110118 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110131 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140204 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |