JP6157128B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置、及び光走査装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来の電子写真方式の画像形成装置では、光源と回転多面鏡を有する光走査装置が出射するレーザ光によって感光体である感光ドラムが走査され、感光ドラム上に静電潜像が形成される。その静電潜像はトナーによって現像され、現像されたトナー像を記録材に転写、定着することによって記録材上に画像が形成される。また、画像形成装置内において光走査装置の設置スペースは限られているため、光走査装置内部に反射ミラーを設け、当該反射ミラーを用いてレーザ光を反射させることにより光路長を確保し、光走査装置のサイズの大型化を抑制している。

このような光走査装置においては、感光ドラム上におけるレーザ光の照射位置が副走査方向にぶれることにより、副走査方向に画像の濃淡が発生し、画質の低下を引き起こすことがある。なお、レーザ光が感光ドラム上を走査する方向を「主走査方向」といい、「副走査方向」とは、主走査方向及びレーザ光の進行方向の双方に直交する方向（感光ドラムの回転方向）を指す。感光ドラム上におけるレーザ光の照射位置が副走査方向にぶれる要因としては、光走査装置の筺体の振動、光学素子の振動、回転多面鏡の反射面の傾き、反射ミラーの振動等が挙げられる。更に、反射ミラーは、回転多面鏡によって偏向されるレーザ光を折り返すために長尺になることが多く、そのため、反射ミラーが振動したときの固有振動数は比較的低くなり、画質の低下が顕在化しやすい。

ところで、反射ミラーの振動は、面外振動と面内振動の２つに大別される。「面外振動」とは、反射ミラーの反射面に対して垂直方向、即ち反射面が前後方向に揺れる振動である。一方、「面内振動」は、反射ミラーの反射面に対して平行方向、即ち反射面が上下方向に揺れる振動であり、併せて主走査方向の軸を中心としてねじれも併発する。そして、面外振動、面内振動は共に、画質の低下を引き起こす副走査方向のレーザ光のぶれの要因となる。また、感光ドラムに形成される画像（潜像）に対する影響度は、面外振動よりも、反射ミラーの角度変化に伴い、反射後の光線角度が変化する面内振動の方が高い。そのため、反射ミラーの振動による画質の低下を防ぐには、２枚の反射ミラーの反射面の相対角度を保持することにより反射後の光線角度が変化することを抑え、反射ミラーの振動方向を制御して、反射後の副走査方向のレーザ光のぶれを抑えることが重要である。例えば特許文献１では、２枚の反射ミラーを使用した光走査装置における画像位置ずれの補正方法が提案されている。

特開平１−１４２６７４号広報

しかしながら、特許文献１に記載された光走査装置では、第１反射ミラーと第２反射ミラーを支持するミラー支持部材は、第１反射ミラーと第２反射ミラーの長手方向全面を支持している。そのため、反射ミラーには、比較的周波数の低い振動が発生しやすく、画質の低下に繋がりやすい。

また、第１反射ミラーと第２反射ミラーを支持する部材が板状なので、反射ミラーはお辞儀する方向（反射ミラーが傾いている方向）に角度変化しやすく、第１反射ミラーの反射面と第２反射ミラーの反射面の相対角度が変化する原因となる。そして、２つの反射ミラーの相対角度が変化すると、感光ドラム上でのレーザ光の照射位置ずれは、更に大きくなる虞がある。

本発明はこのような状況のもとでなされたものであり、反射ミラーの振動を抑え、画像品質の低下を防ぐことを目的とする。

前述した課題を解決するため、本発明では次のとおりに構成する。

（１）感光体を備える画像形成装置に取り付けられる光走査装置であって、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されるレーザ光が前記感光体を走査するように前記レーザ光を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された前記レーザ光を反射する反射面を備える第１のミラーと、前記第１のミラーの長手方向の前記第１のミラーの両端において前記第１のミラーに接触することによって前記第１のミラーを保持する第１の保持部と、前記第１のミラーが備える前記反射面によって反射されたレーザ光を反射する反射面を備える第２のミラーと、前記第２のミラーの長手方向の前記第２のミラーの両端において前記第２のミラーに接触することによって前記第２のミラーを保持する第２の保持部と、前記第１のミラーの長手方向における前記第１の保持部と前記第１のミラーの接触部の間の前記第１のミラーの反射面以外の部分及び前記第２のミラーの長手方向における前記第２の保持部と前記第２のミラーの接触部との間の前記第２のミラーの反射面以外の部分に接着剤によって固定され、前記第１のミラーと前記第２のミラーとを連結する連結部材と、前記第１の保持部及び前記第２の保持部が設けられ、前記光源、前記回転多面鏡、並びに前記連結部材によって連結された前記第１のミラー及び前記第２のミラーが配置される光学箱と、を備えることを特徴とする光走査装置。

（２）前記（１）項に記載の光走査装置と、前記光走査装置により前記感光体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する画像形成手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、反射ミラーの振動を抑え、画像品質の低下を防ぐことができる。

実施例１、２の画像形成装置の全体構成を示す断面図 実施例との比較のために従来の光走査装置を模式的に表した斜視図 実施例との比較のために従来の光走査装置における反射ミラーの振動と感光ドラムにおけるレーザ光のずれを表した模式図 実施例１の光走査装置の構成を示す斜視図、及び連結部材の構成を説明する図 実施例１のミラーユニットに振動を加えた場合のミラーユニットの振動角度による変化を示すグラフ 実施例１のミラーユニットに振動を加えた場合の振動方向を説明する図 実施例２の光走査装置の構成を示す斜視図、及び連結部材の構成を説明する図

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

［画像形成装置の概要］
図１は、本実施例の光走査装置を備えた画像形成装置の一例であるカラープリンタの全体構成を示す断面図である。まず、本実施例のカラープリンタの構成について説明する。デジタルフルカラープリンタである画像形成装置１０には、トナーの色別に画像を形成する４つの画像形成部、即ち画像形成部Ｙ、画像形成部Ｍ、画像形成部Ｃ、画像形成部Ｋが配置されている。図１中の符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは各画像形成部を示し、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う画像形成部に対応する。各画像形成部の構成は同一なので、特に必要な場合を除き、以下の説明では、符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略する。各画像形成部には、像担持体（感光体）として感光ドラム２が備えられている。感光ドラム２の周りには、帯電装置３、光走査装置１、現像装置５、ドラムクリーニング装置４が配置されている。感光ドラム２の下方には、無端ベルト状の転写体である中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ６２、従動ローラ６３、６５に張架され、画像形成中は図１中の矢印方向に回転する。また、中間転写ベルト７を介して、感光ドラム２に対向する位置には、一次転写装置６が設けられている。一次転写装置６は、感光ドラム２上のトナー像を中間転写ベルト７に転写させる。更に、中間転写ベルト７の近傍には、各色のトナー像のずれ量を検知するための所定の画像パターンを読み取るセンサ１１３が設けられている。

次に、画像形成装置１０の画像形成プロセスについて説明する。各画像形成部における画像形成プロセスは同一であるため、画像形成部における画像形成プロセスは、添字Ｙに対応するイエローの画像形成部を用いて説明し、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）における画像形成プロセスについては、説明を省略する。

まず、帯電装置３Ｙによる帯電、光走査装置１Ｙによる露光等の公知の電子写真プロセスにより、感光ドラム２Ｙ上に、画像情報中のイエロー成分の静電潜像が形成される。その後、静電潜像は、現像装置５Ｙの現像剤により、イエロートナー像として可視像化され、一次転写装置６Ｙにより、イエロートナー像が中間転写ベルト７の表面に転写（一次転写）される。

一方、イエロートナー像が中間転写ベルト７上に転写されている間に、中間転写ベルト７の移動方向下流の画像形成部Ｍでは、マゼンタ色の潜像が感光ドラム２Ｍ上に形成される。続いて、現像装置５Ｍにより、マゼンタ色のトナーによるトナー像が得られ、イエロートナー像の転写が終了した中間転写ベルト７に、一次転写装置６Ｍにて、精度よくマゼンタトナー像が重畳して転写される。

以下、シアン像、ブラック像についても、画像形成部Ｃ、画像形成部Ｋにおいて、同様な方法で、感光ドラム２上にトナー像が形成され、中間転写ベルト７上にトナー像が重ねて転写される。そして、中間転写ベルト７に４色のトナー像の重ね合わせが終了すると、中間転写ベルト７上のトナー像は、二次転写ローラ６６にて手差し給送カセット７０、給紙カセット７８、７９のいずれかから二次転写位置に搬送された記録材Ｓに転写（二次転写）される。この記録材Ｓは、給送ローラ及び搬送ローラ、レジストローラにより、中間転写ベルト７上のトナー像の移動タイミングに合わせるように、搬送される。そして、二次転写が終了した記録材Ｓ上のトナー像は、定着装置７４により加熱定着されて、記録材Ｓに定着された後、排紙部７７によって排紙される。なお、中間転写ベルト７に転写されず、感光ドラム２上に残留したトナーは、ドラムクリーニング装置４によって除去され、感光ドラム２は、引き続き行われる画像形成に備える。

画像形成部の中間転写ベルト７の移動方向下流には、センサ１１３が備えられている。センサ１１３は、各画像形成部で形成されたトナー像の中間転写ベルト７上におけるずれ量を検知するための色ずれ検知用のパターン画像の検出を行う。センサ１１３は、図１において中間転写ベルト７の画像搬送方向に略垂直な方向で奥側、手前側の２箇所に同構成のものが配置されている。画像形成装置１０に備えられたＣＰＵ（後述）は、センサ１１３による色ずれ検知用のパターン画像の検知により、中間転写ベルト７上における各色のパターン画像間のずれ量を検出する。そして、検出されたずれ量に基づいてレーザ光の出射タイミングを制御することによって、画像のずれの補正が行われる。

なお、上述したカラープリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するための像担持体としての感光ドラムを並べて配置して、各感光ドラムから記録材、または、中間転写体に画像を転写する方式のカラー画像形成装置である。本実施例の光走査装置１は、上述した構成のカラープリンタだけでなく、例えば、１つの像担持体（感光ドラム）に対して各色の画像を順次形成して中間転写体にカラー画像を形成して記録材に転写する方式のカラー画像形成装置にも適用できる。更に、本実施例の光走査装置１は、モノクロ画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。

［従来の光走査装置の概要］
次に、図２を用いて光走査装置１の構成について説明する。図２は、本実施例との比較のために従来の光走査装置１を模式的に表した斜視図である。なお、図１には、画像形成部に対応して、４つの光走査装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが備えられているが、各光走査装置の構成は同一なので、以下の説明においては、添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

図２において、光走査装置１は、レーザ光を出射する光源２１９、回転多面鏡２１１、各種レンズ等から構成され、図１に示される光走査装置１の外枠に相当する光学ハウジング（後述する光学箱２２０）に収容されている。光源２１９から出射されたレーザ光は、その光路上に配置されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ２１８、副走査方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズ２１７を通過して、偏向装置である回転多面鏡２１１に到達する。そして、回転多面鏡２１１によって偏向されたレーザ光Ｌは、トーリックレンズ２１２を通過して、第１のミラーである反射ミラー２１３と第２のミラーである反射ミラー２１４に反射する。そして、２つの反射ミラーに反射して進行方向が１８０度変更されたレーザ光Ｌは、結像レンズ２１５を通過して感光ドラム２上に導かれ、感光ドラム２上を矢印（破線）の方向に走査する。なお、結像レンズ２１５は、回転多面鏡２１１の偏向面が回転軸に対して傾きを持つことにより感光ドラム２上に形成される画像が副走査方向にずれる「面倒れ」を補正する機能を有する。また、図２を含む以降の図では、レーザ光が感光ドラム２上を走査する方向を「主走査方向」と呼び、「Ｙ軸方向」と定義し、Ｙ軸に直交して感光ドラム２が回転する方向（図２の矢印方向）を「副走査方向」と呼び、「Ｚ軸方向」と定義する。また、Ｙ軸及びＺ軸に直交する方向を「Ｘ軸方向」と定義する。

［反射ミラーの振動による画像品質への影響］
次に、図２に示す従来の光走査装置１の反射ミラー２１３、反射ミラー２１４において発生する振動の種類と、反射ミラーの振動による感光ドラム２上に形成される画像への影響について、図３を用いて説明する。図３は、反射ミラー２１３、２１４におけるミラーの振動と、２つのミラーに反射したレーザ光の感光ドラム２上におけるずれを表した模式図である。なお、以下の説明において、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が振動し、２つの反射ミラーが振動により移動する方向が、ミラーの反射面を基準に、共に光線側、もしくは非光線側の場合には「同位相」と定義し、それ以外の場合を「逆位相」と定義する。例えば、反射ミラー２１３が回転多面鏡２１１に近づく方向に振動し、反射ミラー２１４が感光ドラム２に近づく方向に振動する場合には、２つの反射ミラーの振動は同位相である。同様に、反射ミラー２１３が回転多面鏡２１１から遠ざかる方向に振動し、反射ミラー２１４も感光ドラム２から遠ざかる方向に振動する場合も、２つの反射ミラーの振動は同位相となる。逆に、例えば、反射ミラー２１３が回転多面鏡２１１に近づく方向に振動し、反射ミラー２１４は感光ドラム２から遠ざかる方向に振動する場合には、２つの反射ミラーの振動は逆位相である。また、反射ミラー２１３が回転多面鏡２１１から遠ざかる方向に振動し、反射ミラー２１４は感光ドラム２に近づく方向に振動する場合も、２つの反射ミラーの振動は逆位相となる。

図３（ａ）は、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が称呼の位置（設計上予定している理想的な位置）にあり、２つのミラーが振動していない場合のレーザ光の光路Ｌ（太い破線）を表した図である。図３（ａ）において、回転多面鏡２１１によって偏向されたレーザ光は、トーリックレンズ２１２を介して反射ミラー２１３と反射ミラー２１４に反射し、結像レンズ２１５を通過して感光ドラム２上を走査する。レーザ光によって走査された感光ドラム２上には画像（静電潜像）が形成される。なお、図３（ｂ）〜（ｅ）の光路Ｌ（太い破線）は、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が振動していない場合のレーザ光の光路を表している。また、図３（ａ）〜（ｅ）において、図面の上下方向はＺ軸方向（副走査方向）であり、図面の左右方向はＸ軸方向である。

次に、図３（ｂ）は、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が、ミラーの反射面を基準に、逆位相で面外方向（前後方向）に振動する場合のレーザ光の光路Ｌ’（細い破線）を示した図である。この場合、反射ミラー２１３、２１４の相対角度が変化しないため、反射ミラー２１４に反射後のレーザ光の光路Ｌ’は、反射ミラーの振動がない場合の光路Ｌに対して平行ではあるが、感光ドラム２上のレーザ光の到達位置は、副走査方向に大きくずれる。

続いて、図３（ｃ）は、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が、振動により、お辞儀するように内側に傾くことにより、２つのミラーの反射面の相対角度が変わる場合のレーザ光の光路Ｌ’（細い破線）を示した図である。この場合、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の相対角度が変化するため、反射ミラー２１４に反射した後のレーザ光の光路Ｌ’の角度が変化してしまう。その結果、感光ドラム２上のレーザ光の到達位置は、相対角度が変化しない光路Ｌと比べて、副走査方向に大きく変動してしまうこととなる。光路Ｌ’の角度変化によって、反射ミラー２１４と感光ドラム２との距離が大きい程、感光ドラム２における副走査方向のレーザ光の到達位置は大きくずれることとなる。そのため、図３（ｃ）の感光ドラム２上に形成される画像の画像品質は、図３（ｂ）の場合と比べて、より劣化したものとなる。

更に、図３（ｄ）は、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が、ミラーの反射面を基準に、同位相で面外方向（前後方向）に振動する場合のレーザ光の光路Ｌ’（細い破線）を示した図である。図３（ｄ）は反射ミラー２１３、２１４が同位相で振動する場合であり、反射ミラー２１３、２１４が逆位相で振動する図３（ｂ）の場合とは、振動の位相が異なる。図３（ｄ）に示すように、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４における振動の位相は１８０°逆の関係にあり、２つの反射ミラーの振動の振幅が同一の場合には、反射ミラー２１４に反射後のレーザ光の光路Ｌ’は、振動がない場合の光路Ｌと同一の光線軌跡となる。しかし、図３（ｄ）に示す振動形態は、振動位相と振動振幅が上述した条件に合致した場合のみに成立するものであり、その発生確率は非常に低い。

図３（ｅ）は、反射ミラー２１３の反射面と反射ミラー２１４の反射面との相対角度が変化せずに、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が一体となってねじれ振動を起こしている場合のレーザ光の光路Ｌ’（細い破線）を示した図である。この場合、２つの反射ミラーの反射面の相対角度が維持されているため、反射ミラー２１４に反射した後のレーザ光の角度変化は発生せず、その結果、感光ドラム２上における副走査方向の光線のぶれは原理的に発生しない。

上述したように、感光ドラム２上に形成される画像の画質低下への影響度合いが大きいのは、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の相対角度が変化する図３（ｃ）の場合である。なお、図３（ｅ）で示したように、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が一体となって振動しても、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の相対角度が不変であれば、感光ドラム２における副走査方向の照射位置ずれは原理的に発生しない。すなわち、画質低下の防止のためには、２つの反射ミラーの相対角度を維持することが極めて重要となる。そのため、画質低下を防ぐには、まず、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の反射面の相対角度の変化を抑制したうえで、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の振動方向を画質低下が起こりにくい方向となるように、同位相に変換することが重要である。

［本実施例の光走査装置の概要］
次に、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の反射面の相対角度を保持し、それぞれの反射ミラーの振動方向を画像不良が発生しにくい方向に変換する本実施例の光走査装置１について、図４を用いて説明する。

図４（ａ）は、光学箱２２０に収容された本実施例の光走査装置１の斜視図である。図４（ｂ）は、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が連結部材２３１により固定されている構成を示す断面図である。図４（ｃ）は、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が装着されていない状態の光走査装置１を示した斜視図である。

光走査装置１の光学箱２２０は、後述する図７（ｃ）に示すように、上部・下部の２階建ての構成になっており、図４（ａ）は２階部分（上部）を示す斜視図である。図４（ａ）において、光源２１９から出射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ２１７を通過して、回転多面鏡２１１に到達する。そして、回転多面鏡２１１によって偏向されたレーザ光Ｌは、トーリックレンズ２１２を通過して、反射ミラー２１３に反射して、光学箱２２０の不図示の１階部分（下部）に設けられた反射ミラー２１４へ入射する。光学箱２２０の不図示の１階部分（下部）には、反射ミラー２１４と結像レンズ２１５が設けられ、反射ミラー２１４により反射ミラー２１３からのレーザ光は光路を変更され、結像レンズ２１５を経由して、感光ドラム２を走査する。

図４（ｃ）に示すように、反射ミラー２１３の長手方向の端部を支持する支持部が、それぞれ光学箱２２０の２階部分に設けられている。第１の保持部である反射ミラー２１３を支持する支持部は、ミラー支持機構２３０及びミラー支持機構２３２から構成されている。一方の支持部であるミラー支持機構２３０（図４（ａ）、（ｃ）の破線枠部）は、板バネ２３０ａ、ミラー支持部である座面２３０ｂ、２３０ｃを有する。もう一方の支持部であるミラー支持機構２３２（図４（ａ）、（ｃ）の破線枠部）は、板バネ２３２ａ、ミラー支持部である座面２３２ｂを有している。回転多面鏡２１１からのレーザ光に対する反射ミラー２１３の反射面の角度は、光学箱２２０のミラー支持機構２３０，２３２に設けられた３つの座面２３０ｂ、２３０ｃ、２３２ｂに、反射ミラー２１３の反射面が接触することにより決められる。また、図４（ａ）に示すように、反射ミラー２１３の反射面の裏面側は、一方の端部が光学箱２２０に当接、挟持している板バネ２３０ａ、２３２ａのもう一方（反対側）の端部によって、座面２３０ｂ、２３０ｃ、２３２ｂに対して付勢される。なお、反射ミラー２１３と同様に、反射ミラー２１４の長手方向の端部を支持する、第２の保持部であるミラー支持機構（不図示）が光学箱２２０の１階部分に設けられ、ミラー支持機構の形態は、反射ミラー２１３のミラー支持機構２３０、２３２と同様である。そして、不図示であるが、反射ミラー２１４は、反射ミラー２１３と同様に、ミラー支持機構が有する座面により反射面の角度が決められ、板バネにより座面に対して付勢される。ところで、反射ミラーを支持する座面を増やすと、反射ミラーに当接する箇所が増えることにより、反射ミラーの反射面に凹凸が発生し、反射面の面精度（ミラー表面の平面度）を下げてしまうことがある。そのため、例えば本実施例では、座面は、反射ミラー２１３の長手方向の一方の端部であるミラー支持機構２３０側に２つの座面２３０ｂ、２３０ｃ、他方の端部であるミラー支持機構２３２側に１つの座面２３２ｂだけ設けている。反射ミラー２１４についても、ミラー支持機構の形態は反射ミラー２１３と同様である。

連結部材２３１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４のそれぞれの反射面の裏面側に取り付けられ、２つの反射ミラーの相対角度が変化しないように、接着剤等によって固定される。そして、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４が連結部材２３１を介して連結・固定された状態となったユニットを、以下では「ミラーユニット」と呼ぶ。図４（ｂ）に示すように、連結部材２３１には、反射ミラー２１３及び反射ミラー２１４が当接する４箇所の当接部２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄが設けられている。また、連結部材２３１は、アルミなどの金属部材を用いて製造される。金属部材を用いることにより、部材自体の大きさを抑え、強度を上げることができると共に、連結部材２３１自体の固有振動数も高くすることができる。

近年の画像形成装置において、光走査装置１内の部品の固有振動数（固有周波数）が数十〜６００Ｈｚ程度の場合、感光ドラム上（像担持体上）に形成される画像の画質低下の原因となる可能性がある。画像形成装置においては、装置内に備えられたモータ等の駆動装置の駆動周波数が数十〜６００Ｈｚ程度であることが多い。そのため、駆動周波数が光走査装置１内の部品、例えば反射ミラーの固有振動数と近い場合には、駆動装置の振動により光走査装置１内の部品が振動し、その振動の方向によっては、その振動が副走査方向のレーザ光のぶれにつながり画像品質を低下させる原因となる。

本実施例では、前述した座面にミラーの反射面を当接させることにより、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の長手方向の両端部における反射面の相対角度を精度よく実現することができる。更に、連結部材２３１を介して２つの反射ミラーを連結・固定することにより、反射ミラーの長手方向中央部においても、２つのミラーの反射面の相対角度を保持することができる。なお、本実施例では、連結部材２３１は、図４（ａ）に示すように反射ミラーの長手方向の略中央に１箇所取り付けているが、長手方向に複数個所取り付けてもよい。

［ミラーユニットの振動方向と光線副走査方向位置変動］
次に、本実施例のミラーユニットに振動を加えた場合における、感光ドラム２上に形成される画像の副走査方向の位置変動について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、回転多面鏡２１１によって偏向されたレーザ光が、ミラーユニットの反射ミラー２１３と反射ミラー２１４に反射して、感光ドラム２上に画像を形成する光路Ｌを示した図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）においてミラーユニットを角度θ方向に振動させて、ミラーユニットが１μｍ（マイクロメートル）移動した場合の、レーザ光の感光ドラム２上における位置変動と、レーザ光の光路長の変動を示したグラフである。「レーザ光の感光ドラム２上における位置変動」は、図５（ｂ）において「副走査方向におけるレーザ光の位置変動」のグラフとして表示している。同様に、「レーザ光の光路長の変動」は、「光路長の変化」のグラフとして表示している。ここで、「光路長」とは、レーザ光が回転多面鏡２１１から感光ドラム２まで進む距離を指す。図５（ｂ）の横軸はミラーユニットの振動角度θ（単位：度（°））を示し、縦軸はミラーユニットの変動量（単位：μｍ）を示す。縦軸の＋（プラス）側は、レーザ光による画像が図５（ａ）の光路Ｌよりも副走査方向上側に形成されること、又は光路長が長くなることを示す。逆に、縦軸の−（マイナス）側は、レーザ光による画像が図５（ａ）の光路Ｌよりも副走査方向下側に形成されること、又は光路長が短くなることを示す。

図５（ｂ）より、レーザ光の副走査方向における位置変動と光路長変動は、正弦曲線上に分布しており、それぞれの正弦曲線の位相が９０°ずれていることが分かる。そして、図５（ｂ）のグラフより、振動角度θが０°又は１８０°で、ミラーユニットが振動する場合には、光路長は変動するものの、感光ドラム２上に形成される画像については、副走査方向における位置変動は生じないことが分かる。

本実施例におけるミラーユニットの振動の振幅は数μｍレベルなので、光路長変動、及びレーザ光の副走査方向における位置変動もそれぞれ数μｍレベルである。ここで、光路長は、感光ドラム２上に形成される画像のスポット径に影響し、光路長が変化することによりスポット径が肥大し、その結果、感光ドラム２上に形成される画像の画質の劣化を引き起こす場合がある。しかし、光走査装置１における焦点深度（スポット径が絞れる幅）は、数ｍｍ（ミリメートル）程度確保されているため、光路長の数μｍ（マイクロメートル）レベルの変化が画像に対して与える影響は極めて少ない。一方、レーザ光の副走査方向における位置変動は、数μｍでも画質の劣化に直結し、その影響は大きい。そのため、光路長が変動する方向へのミラーユニットの振動は許容されるが、高画質化のためには、レーザ光の副走査方向における位置変動は厳しく制限することが必須となる。

［本実施例におけるミラーユニットの振動方向］
本実施例におけるミラーユニットの振動方向について、図６を用いて説明する。前述したように、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４を連結部材２３１により連結・固定することにより、ミラーユニット全体が１本の梁のようになる。ミラーユニットの上下方向、左右方向の厚さ（長さ）を比較すると、図６に示すように、左右方向（水平方向）の厚さ（長さ）の方が上下方向に比べて薄い（短い）ことが分かる。そのため、ミラーユニットとしては、厚さの薄い方向（図６中の水平方向（Ｘ軸方向））の断面２次モーメントが低下し、ミラーユニットの振動方向としては、水平方向（Ｘ軸方向）の振動が支配的となる。その結果、反射ミラーが振動する方向は図６における水平方向（Ｘ軸方向）が支配的となる。従って、図６におけるミラーユニットの振動方向は、図５（ｂ）のグラフにおいて、ミラーユニットの振動角度θが０°（この場合のレーザ光の光路はＬ’１）、又は１８０°（この場合のレーザ光の光路はＬ’２）に相当する方向になる。その結果、感光ドラム２上に形成される画像については、副走査方向における位置変動が生じない。

以上説明したように、本実施例によれば、反射ミラーの振動を抑え、画像品質の低下を防ぐことができる。反射ミラー２１３と反射ミラー２１４を連結部材２３１によって連結することにより、反射ミラーの振動が抑えられると共に、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の振動方向を同位相の水平方向への振動に変換することができる。その結果、感光ドラム上に形成される画像の画質の劣化を低減することができる。

なお、本実施例では、連結部材２３１を反射ミラー長手方向略中央の１箇所に取り付けている。連結部材２３１の長手方向の取り付け位置によっては、ミラーユニットの固有振動数が変化する場合がある。この固有振動数により、前述したような画質の劣化が引き起こされる場合には、連結部材２３１の長手方向の取り付け位置や取り付け個数を変更することにより、固有振動数を調整することができる。

実施例１では、２つの反射ミラーと連結部材により構成されるミラーユニットは、光学箱に設けられたミラー支持機構のミラー支持部である座面に当接された状態で固定されている。実施例２では、２つの反射ミラーを支持するミラー支持機構を移動可能なミラーブロック上に設けることにより、ミラーユニットの位置を調整できるようにした例について説明する。

［本実施例の光走査装置の概要］
図７（ａ）は、光学箱２２０に収容された本実施例の光走査装置１の斜視図である。図７（ｂ）には、本実施例のミラーユニットの斜視図を、図７（ｃ）には、本実施例の光走査装置１の断面図をそれぞれ示す。図７において、実施例１の図４に示す同一部品については、同じ符号を付し、実施例１での説明を援用することにより、本実施例での説明を省略する。

光走査装置１の光学箱２２０は、図７（ｃ）に示すように、実施例１と同様に、上部・下部の２階建ての構成になっており、図７（ａ）は２階部分（上部）を示す斜視図である。図７（ａ）において、光源２１９から出射されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ２１７を通過して、回転多面鏡２１１に到達する。そして、回転多面鏡２１１によって偏向されたレーザ光Ｌは、トーリックレンズ２１２を通過して、反射ミラー２１３に反射して、光学箱２２０の不図示の１階部分（下部）に設けられた反射ミラー２１４へ入射する。図７（ｃ）に示すように、光学箱２２０の１階部分（下部）には、反射ミラー２１４と結像レンズ２１５が設けられ、反射ミラー２１４により反射ミラー２１３からのレーザ光は光路を変更され、結像レンズ２１５を経由して、感光ドラム２を走査する。

図７（ｂ）に示すように、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４は、実施例１と同様に、連結部材２３１により連結されている。そして、反射ミラー２１３、２１４、連結部材２３１、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の一方の端部を支持する第１のミラーブロックＡ ２３３と、もう一方の端部を支持する第２のミラーブロックＢ ２３４と、を合わせて、「ミラーユニット」と呼ぶ。実施例１では、反射ミラー２１３の長手方向の各端部を支持するミラー支持機構２３０，２３２が設けられ、反射ミラー２１４についても、同様の不図示のミラー支持機構が設けられていた。本実施例では、図７（ｂ）に示すように、反射ミラー２１３，２１４の長手方向の同一端部に設けられたミラー支持機構を一体化させて、ミラーブロックとしている。また、反射ミラー２１３のミラー支持機構２３０，２３２の板バネ２３０ａ，２３２ａの一方の端部は、実施例１では、光学箱２２０に当接、挟持している。ところが、本実施例では、図７に示すように、ミラー支持機構２３０，２３２の板バネ２３０ａ，２３２ａの一方の端部は、それぞれ第１のミラーブロックＡ ２３３、第２のミラーブロックＢ ２３４に当接、挟持している。更に、反射ミラー２１４のミラー支持機構の板バネについても、同様に、第１のミラーブロックＡ ２３３、第２のミラーブロックＢ ２３４に当接、挟持している。なお、連結部材２３１は、実施例１と同様に、反射ミラーの長手方向に複数取り付けてもよい。

反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の端部を支持するミラーブロックＡ ２３３とミラーブロックＢ ２３４は、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、各々、水平方向（Ｘ軸方向）に移動させることができる。そのため、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の反射面と、回転多面鏡２１１や感光ドラム２との距離を調整可能な点が、実施例１と異なる。図７（ｃ）に示すように、ミラーブロックＡ ２３３、ミラーブロックＢ ２３４の矢印方向の移動は、図５（ｂ）に示すミラーユニットの振動角度θが０°（この場合の光路はＬ’１）方向、又は１８０°（この場合の光路はＬ’２）方向の移動に該当する。

光走査装置１においては、結像レンズ２１５が、回転多面鏡２１１の反射面の倒れ（「お辞儀」ともいう）に起因して発生する感光ドラム２の副走査方向の光線振れである「面倒れ」の補正を行う。そして、感光ドラム２上に形成される画像の画像品質をより向上させるため、レーザ光の光路長の調整を行うことにより、面倒れの補正精度を上げることがある。そして、上述したように、ミラーブロックを移動調整できることにより、レーザ光の光路長の調整を簡単に行うことができ、その結果、「面倒れ」による画像品質の劣化を防止し、面倒れ補正の精度を向上することができる。更に、図７（ｂ）に示すように、ミラーブロックＡ ２３３とミラーブロックＢ ２３４は、それぞれ独立に移動調整することができる。そのため、面倒れの出方が感光ドラム２の主走査方向で異なる場合には、左右のミラーブロックの移動調整による合わせこみにより面倒れを調整することができ、この調整は光走査装置１の初期組立時に実施される。

本実施例においても、実施例１と同様に、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の位置関係は不変であり、連結部材２３１は、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の相対角度が変化しないように、２つの反射ミラーを連結・固定する。その結果、実施例１と同様に、本実施例においても、画像の品質劣化を防ぐことができる。

また、図７（ｃ）に示す矢印方向にミラーユニットを移動させた場合には、感光ドラム２の主走査方向における画像倍率が変化する。そのため、ミラーユニットの初期調整が行われた後には、主走査方向における画像倍率の変動量に応じて、光源２１９の発光タイミングを調整することにより、画像倍率の変化を補正する。即ち、主走査方向における画像倍率が小さくなった場合には、光源２１９の発光タイミングを早くすることにより、逆に、主走査方向における画像倍率が大きくなった場合には、発光タイミングを遅らせることにより、画像倍率の変化を補正することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、反射ミラーの振動を抑え、画像品質の低下を防ぐことができる。反射ミラー２１３と反射ミラー２１４を連結部材２３１によって連結することにより、反射ミラーの振動が抑えられると共に、反射ミラー２１３と反射ミラー２１４の振動方向を同位相の水平方向への振動に変換することができる。その結果、感光ドラム上に形成される画像の画質の劣化を低減することができる。更に、２つの反射ミラーを支持するミラー支持機構を移動可能なミラーブロック上に設けることにより、反射ミラーの位置を調整することができ、面倒れによる画像品質の劣化を防止することができる。

２１１ 回転多面鏡
２１３、２１４ 反射ミラー
２１９ 光源
２２０ 光学箱
２３０、２３２ ミラー支持機構
２３１ 連結部材

Claims (8)

1. 感光体を備える画像形成装置に取り付けられる光走査装置であって、
   レーザ光を出射する光源と、
   前記光源から出射されるレーザ光が前記感光体を走査するように前記レーザ光を偏向する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡によって偏向された前記レーザ光を反射する反射面を備える第１のミラーと、
   前記第１のミラーの長手方向の前記第１のミラーの両端において前記第１のミラーに接触することによって前記第１のミラーを保持する第１の保持部と、
   前記第１のミラーが備える前記反射面によって反射されたレーザ光を反射する反射面を備える第２のミラーと、
   前記第２のミラーの長手方向の前記第２のミラーの両端において前記第２のミラーに接触することによって前記第２のミラーを保持する第２の保持部と、
   前記第１のミラーの長手方向における前記第１の保持部と前記第１のミラーの接触部の間の前記第１のミラーの反射面以外の部分及び前記第２のミラーの長手方向における前記第２の保持部と前記第２のミラーの接触部との間の前記第２のミラーの反射面以外の部分に接着剤によって固定され、前記第１のミラーと前記第２のミラーとを連結する連結部材と、
   前記第１の保持部及び前記第２の保持部が設けられ、前記光源、前記回転多面鏡、並びに前記連結部材によって連結された前記第１のミラー及び前記第２のミラーが配置される光学箱と、
   を備えることを特徴とする光走査装置。
2. 前記連結部材は、前記第１のミラー及び前記第２のミラーの前記反射面の裏面に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記第１のミラーの長手方向における前記第１のミラーの両端に設けられた前記保持部は、前記第１のミラーに接触する座面であり、板バネによって前記第１のミラーは当該座面に付勢されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記第２のミラーの長手方向における前記第２のミラーの両端に設けられた前記保持部は、前記第２のミラーに接触する座面であり、板バネによって前記第２のミラーは当該座面に付勢されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記回転多面鏡との距離を調整可能な第１のミラーブロック及び第２のミラーブロックを有し、
   前記第１のミラーブロックは、前記第１のミラーの長手方向における前記第１のミラーの両端の前記保持部及び前記第２のミラーの長手方向における前記第２のミラーの両端の前記保持部のうち、各々のミラーの前記反射面の一方の同一端部に設けられた前記保持部を有し、
   前記第２のミラーブロックは、前記第１のミラーブロックが有する前記保持部とは反対側の端部に設けられた前記保持部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
6. 前記第１のミラーの長手方向における前記第１のミラーの両端に設けられた前記保持部は、前記第１のミラーに接触する座面であり、板バネによって前記第１のミラーは当該座面に付勢されていることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
7. 前記第２のミラーの長手方向における前記第２のミラーの両端に設けられた前記保持部は、前記第２のミラーに接触する座面であり、板バネによって前記第２のミラーは当該座面に付勢されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の光走査装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置により前記感光体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する画像形成手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images