JP6566212B2 - 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置に搭載され、画像データに対応する光ビームを感光体ドラムの表面に照射して主走査方向に走査させる光走査装置は知られている。

この光走査装置は、光源と、光源から出射された光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、回転多面鏡にて反射された光を被走査面に結像させる結像レンズとを備えている。

上記光走査装置では、光路レイアウトの自由度を高めるために、回転多面鏡から被走査面に至る光路に折返しミラーを設ける場合がある（例えば、特許文献１参照）。

折返しミラーは、主走査方向に長い矩形柱状をなしている。折返しミラーは四つの支持ピンにより表面側（反射面側）から支持されている。折返しミラーは押さえバネによってこの四つの支持ピンに押付けられている。四つの支持ピンは、折返しミラーの表面の四隅に当接している。

光走査装置の作動に伴い回転多面鏡が回転すると、折返しミラーには回転多面鏡からの振動が伝わる。この結果、折返しミラーには撓み振動や回転振動が生じる。

撓み振動は、折返しミラーの主走査方向の中央部が両端部に対してミラー厚さ方向に往復変位する振動である。撓み振動が発生すると画像の主走査方向の中央部における濃度むらが顕著に発生する。

一方、回転振動は、折返しミラーを主走査方向から見たときに当該ミラーが時計回り方向及び反時計回り方向に交互に変位する振動である。折返しミラーの回転中心は、複数の支持ピンによる折返しミラーの支持位置によって決まる。折返しミラーの回転振動が発生すると、印刷画像の主走査方向の全域に亘って濃度むらが顕著に発生する。

特開平０９−０１５５２３号公報

ところで、撓み振動は折返しミラーの長手方向（主走査方向）の寸法が長いほど発生し易い。したがって、近年の光走査装置の小型化に伴い折返しミラーの主走査方向の長さが短くなるに連れて、上述の撓み振動は発生し難くなっている。一方、回転振動は、折返しミラーの主走査方向の寸法よりも支持ピンによる折返しミラーの支持位置に影響を受けるので、折返しミラーの主走査方向の寸法が減少しても抑制され難い。したがって、折返しミラーの回転振動を抑制することが、光走査装置の小型化を実現しつつ画像品質を向上させる上で重要となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、折返しミラーの回転振動を抑制することにある。

本発明に係る光走査装置は、光源と、光源から出射された光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、主走査方向に延びるように設けられ、上記回転多面鏡にて反射された光ビームを反射して被走査面に導く折返しミラーと、該折返しミラーを厚さ方向から支持する複数の支持ピンとを有している。

そして、上記折返しミラーの重心位置は、上記複数の支持ピンによる上記折返しミラーの支持位置によって決まる該折返しミラーの回転振動時の回転軸線に対し副走査方向に離間している。

本発明によれば、折返しミラーの回転振動を抑制することができる。

図１は、実施形態１における光走査装置を備えた画像形成装置である。 図２は、光走査装置を示す斜視図である。 図３は、光走査装置内の走査光学系を示すポリゴンミラーの回転軸方向から見た概略図である。 図４は、複数の支持ピンによる折返しミラーの支持構造の概略を示す斜視図である。 図５は、図４の支持構造を折返しミラーの反射面側から見た平面図である。 図６は、図４の支持構造を主走査方向から見た側面図である。 図７は、変形例１を示す図５相当図である。 図８は、変形例２を示す図５相当図である。 図９は、実施形態２を示す図４相当図である。 図１０は、図９の支持構造を折返しミラーの反射面側から見た平面図である。 図１１は、図９の支持構造を主走査方向から見た側面図である。 図１２は、実施形態３を示す図４相当図である。 図１３は、図１２のXIII方向矢視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
《実施形態１》

図１は、本実施形態における画像形成装置としてのレーザープリンター１の概略構成を示す断面図である。

レーザープリンター１は、図１に示すように、箱状のプリンター本体２と、手差し給紙部６と、カセット給紙部７と、画像形成部８と、定着部９と、排紙部１０とを備えている。そうして、レーザープリンター１は、プリンター本体２内の搬送路Ｌに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。

手差し給紙部６は、プリンター本体２の１つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ４と、プリンター本体２の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラー５とを有している。

カセット給紙部７は、プリンター本体２の底部に設けられている。カセット給紙部７は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット１１と、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ１２と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送路Ｌへと送り出すフィードローラ１３及びリタードローラ１４とを備えている。

画像形成部８は、プリンター本体２内におけるカセット給紙部７の上方に設けられている。画像形成部８は、感光体ドラム１６、帯電器１７、現像部１８、転写ローラー１９、クリーニング部２０、トナーホッパー２１、及び光走査装置３０を備えている。画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から供給された用紙にトナー画像を形成する。

尚、搬送路Ｌには、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８に供給する一対のレジストローラ１５が設けられている。

定着部９は、画像形成部８の側方に配置されている。定着部９は、互いに圧接されて回転する定着ローラー２２及び加圧ローラー２３を備えている。定着部９は、画像形成部８で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させる。

排紙部１０は、定着部９の上方に設けられている。排紙部１０は、排紙トレイ３と、排紙トレイ３へ用紙を搬送するための排紙ローラー対２４と、排紙ローラー対２４へ用紙を案内する複数の搬送ガイドリブ２５とを備えている。排紙トレイ３は、プリンター本体２の上部に凹状に形成されている。

レーザープリンター１が画像データを受信すると、画像形成部８において、感光体ドラム１６が回転駆動されると共に、帯電器１７が感光体ドラム１６の表面を帯電させる。

そして、画像データに基づいて、光ビームが光走査装置３０から感光体ドラム１６へ出射される。感光体ドラム１６の表面には、光ビームが照射されることによって静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像部１８にて帯電されたトナーにより現像されることでトナー像として可視化される。

その後、給紙カセット１１から供給された用紙が、転写ローラー１９と感光体ドラム１６との間を通過する。その際、感光体ドラム１６の表面に担持されたトナー像が、転写ローラー１９からの静電引力を受けて用紙の印刷面に移動する。そのことにより、用紙に感光体ドラム１６のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部９において定着ローラー２２と加圧ローラー２３とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。

次に図２及び図３を参照して光走査装置３０の詳細について説明する。光走査装置３０は、筐体３１（図２にのみ示す）と、筐体３１の内部に収容されて光源３２からの光ビームを偏向走査するポリゴンミラー３５と、ポリゴンミラー３５により偏向走査されて光ビームを結像させる結像レンズ３６と、結像レンズ３６を通過した光ビームを反射して感光体ドラム１６の表面に導く折返しミラー３８と、筐体３１に装着された蓋部材（図示省略）とを備えている。

ポリゴンミラー３５は、ポリゴンモーター４０を介して筐体３１の底部に設けられている。ポリゴンミラー３５は、回転多面鏡であってポリゴンモーター４０により回転駆動される。

光源３２は、図２に示すように、筐体３１の側壁部に配置されている。光源３２は、例えばレーザダイオードを有するレーザー光源である。そして、光源３２は、ポリゴンミラー３５へ向けてレーザビーム（光ビーム）を出射するようになっている。光源３２とポリゴンミラー３５との間には、コリメータレンズ３３（図３参照）及びシリンドリカルレンズ３４が配置されている。

結像レンズ３６は、図２に示すように、ポリゴンミラー３５の側方において筐体３１の底部に設置されている。結像レンズ３６は、筐体３１の底に沿って主走査方向に延びている。

筐体３１の内部における、結像レンズ３６のポリゴンミラー３５側と反対側には折返しミラー３８が配置されている。折返しミラー３８は、主走査方向に長い矩形柱状をなしている。

筐体３１の側壁部における折返しミラー３８の主走査方向の一側端部に対向する箇所には同期検知センサー５０（図３参照）が配置されている。折返しミラー３８の主走査方向の他側端部の近傍には同期検知ミラー５３が設けられている。同期検知ミラー５３は、ポリゴンミラー３５により偏向されて有効走査範囲（実際に画像データの書き込みが行われる範囲）を外れた光路を進む光ビームを反射して同期検知センサー５０に入射させる。

同期検知センサー５０は、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣ等によって構成されている。同期検知センサー５０は、光ビームを検知したときに、そのことを示す検知信号を制御部１００に出力する。

制御部１００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピューターからなり、同期検知信号を受信した時から所定時間が経過後に、光源３２により画像データに対応する光ビームの出射を開始する。

光源３２から出射されたレーザー光は、コリメータレンズ３３によって平行光束とされた後にシリンドリカルレンズ３４によってポリゴンミラー３５の反射面に集光される。ポリゴンミラー３５に集光された光は、ポリゴンミラー３５の反射面により反射され、走査光として結像レンズ３６に入射する。結像レンズ３６を通過した走査光は、折返しミラー３８により開口部３９を介して筐体３１の外部の感光体ドラム１６へ向けて反射される。こうして、走査光は、感光体ドラム１６の表面（被走査面に相当）に結像する。感光体ドラム１６の表面に結像された走査光は、ポリゴンミラー３５の回転によって感光体ドラム１６の表面を主走査方向に走査し、感光体ドラム１６の回転によって副走査方向に走査して感光体ドラム１６の表面に静電潜像を形成する。

図４に示すように、折返しミラー３８は、光ビームを反射する反射面３８ａと該反射面３８ａに対向する背面３８ｂとを有している。折返しミラー３８は、第一支持ピン４１、第二支持ピン４２及び第三支持ピン４３によって反射面３８ａ側から支持されている。

各支持ピン４１〜４３の先端部は球面状をなしていて折返しミラー３８の反射面３８ａの主走査方向の両端部に点接触している。折返しミラー３８の背面３８ｂにおける主走査方向の両端部にはそれぞれ板バネ４９が設けられている。そして、この一対の板バネ４９によって折返しミラー３８が各支持ピン４１〜４３の先端部に押し付けられている。

図５に示すように、第一支持ピン４１は、折返しミラー３８の反射面３８ａの主走査方向の一側端部を支持している。第二支持ピン４２及び第三支持ピン４３は、折返しミラー３８の反射面３８ａの主走査方向の他側端部を支持している。第二支持ピン４２及び第三支持ピン４３の主走査方向の位置は同じである。第二支持ピン４２及び第三支持ピン４３は副走査方向に間隔を空けて配置されている。各支持ピン４１〜４３による折返しミラー３８の支持位置は、折返しミラー３８の反射面３８ａにおける副走査方向の中央線Lmよりも他側に位置している。

ここで、光走査装置３０の作動時にはポリゴンミラー３５の回転振動が折返しミラー３８に伝達されることにより、折返しミラー３８が主走査方向にから見て時計回り方向及び反時計回り方向に交互に変位する回転振動が生じる場合がある。折返しミラー３８の回転振動時の回転軸線Ｌｒは、各支持ピン４１〜４３による折返しミラー３８の支持位置によって決まる。

すなわち、第二支持ピン４２に折返しミラー３８の支持位置と第三支持ピン４３による折返しミラー３８の支持位置との中点をＭとしたとき、この中点Ｍと第一支持ピン４１による折返しミラー３８の支持位置とを通る直線が折返しミラー３８の回転振動時の回転軸線Ｌｒとなる。回転軸線Ｌｒは、折返しミラー３８を厚さ方向から見たときに各支持ピン４１〜４３による折返しミラー３８の支持位置を結んで出来る三角形の図心を通り且つ主走査方向に延びる直線である。

折返しミラー３８の重心位置Ｇｍは、折返しミラー３８の主走査方向の中央で且つ副走査方向の中央に位置している。折返しミラー３８の重心位置は、主走査方向から見て折返しミラー３８の厚さ方向の中央に位置している（図６参照）。そして、折返しミラー３８の重心位置Ｇｍは、回転軸線Ｌｒよりも副走査方向の一側に離間している。

このように本実施形態では、折返しミラー３８の重心位置Ｇｍを、各支持ピン４１〜４３による折返しミラー３８の支持位置によって決まる回転軸線Ｌｒよりも副走査方向に離間させることで、折返しミラー３８の回転軸線Ｌｒ回りの慣性モーメントを増加させることができる。これにより、折返しミラー３８を回転軸線Ｌｒ回りに回転させるのに必要なエネルギーを増加させることができる。よって、折返しミラー３８が回転軸線Ｌｒ回りに回転し難くなるので、折返しミラー３８の回転振動を抑制してジッタ等の画像不良の発生を抑制することができる。

＜変形例１＞
図７は、実施形態１の変形例１を示している。この変形例１では、各支持ピン４１〜４３による折返しミラー３８の支持位置が上記実施形態とは異なる。

すなわち、第二支持ピン４２及び第三支持ピン４３は、折返しミラー３８の厚さ方向から見て、折返しミラー３８の副走査方向の中央線Lmに対して対称に配置されているのに対し、第一支持ピン４１は、該中央線Lmよりも副走査方向の一側に位置している。これにより、折返しミラー３８の回転軸線Ｌｒが中央線Lmに対して傾く結果、折返しミラー３８の重心位置Ｇｍが回転軸線Ｌｒよりも副走査方向の他側に離間することとなる。したがって、上記実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

＜変形例２＞
図８は、実施形態１の変形例２を示している。この変形例２では、折返しミラー３８を支持する支持ピンの数が異なっている。

すなわち、折返しミラー３８、第一乃〜四支持ピン４１〜４４によって支持されている。第一支持ピン４１及び第四支持ピン４４は折返しミラー３８の主走査方向の一側端部を支持し、第二支持ピン４２及び第三支持ピン４３が折返しミラー３８の主走査方向の他側端部を支持している。第一支持ピン４１及び第四支持ピン４４は副走査方向に間隔を空けて配置されている。第二支持ピン４２及び第三支持ピン４３も同様に副走査方向に間隔を空けて配置されている。折返しミラー３８の厚さ方向から見て、各支持ピン４１〜４４による折返しミラー３８の支持位置を結んで出来る図形は、主走査方向に延びる長方形状をなしている。各支持ピン４１〜４４による折返しミラー３８の支持位置は、折返しミラー３８の副走査方向の中央線Lmよりも副走査方向の他側に位置している。

折返しミラー３８の回転軸線Ｌｒは、第一支持ピン４１による折返しミラー３８の支持位置と第四支持ピン４４による折返しミラー３８の支持位置との中点Ｍ１、及び、第二支持ピン４２よる折返しミラー３８の支持位置と第三支持ピン４３による折返しミラー３８の支持位置との中点Ｍ２を通る直線である。

このように、本変形例２では、折返しミラー３８の重心位置Ｇｍは、折返しミラー３８の回転軸線Ｌｒよりも副走査方向の他側に離間している。したがって、上記実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

《実施形態２》
図９〜図１１は実施形態２を示している。この実施形態では、折返しミラー３８に重り４５を取付けることで折返しミラー３８の回転振動を抑制している点が上記実施形態１とは異なる。

本実施形態では、折返しミラー３８の厚さ方向から見て、第一支持ピン４１は折返しミラー３８の中央線Lm（図１０参照）上に配置され、第二支持ピン４２及び第三支持ピン４３は該中央線Lmを挟んで線対称に配置されている。回転軸線Ｌｒは、折返しミラー３８の厚さ方向から見て折返しミラー３８の副走査方向の中央線Lmと一致している。

折返しミラー３８の背面３８ｂには重り４５取付けられている。重り４５は本実施形態では矩形板状をなしていて、該背面３８ｂの主走査方向の両端部を除く中間部に固定されている。重り４５は、折返しミラー３８の副走査方向の中央線Lmよりも一側に位置している。したがって、重り４５と折返しミラー３８とを合わせた構成体の重心位置Ｇｍｗは副走査方向の中央線Lｍよりも一側、換言すると折返しミラー３８の回転軸線Ｌｒよりも一側に離間することとなる。

したがって、本実施形態では、折返しミラー３８及び重り４５を合わせた構成体の回転軸線Ｌｒ回りの慣性モーメントを増加させることができ、延いては、この構成体を回転軸線Ｌｒ回りに回転させるのに必要なエネルギーを増加させることができる。よって、折返しミラー３８を含む構成体が回転軸線Ｌｒ回りに回転し難くなるので、折返しミラー３８の回転振動を抑制してジッタ等の画像不良の発生を抑制することができる。
《実施形態３》

図１２及び図１３は実施形態３を示している。この実施形態では、各支持ピン４１〜４３により折返しミラー３８を直接支持するのではなく一対の保持板４６を介して間接的に支持するようにしている点が上記実施形態１とは異なる。

一対の保持板４６は副走査方向に延びる矩形板状をなしていて主走査方向に間隔を空けて配置されている。各保持板４６は、折返しミラー３８の反射面３８ａの主走査方向の両端部に設けられている。折返しミラー３８は、保持板４６と該保持板４６に対向する対向板４７との間に挟持されて固定ボルト４８で固定されている。固定ボルト４８は保持板４６及び折返しミラー３８を貫通して対向板４７の螺子孔に螺合している。

一方の保持板４６の基端部は、第一支持ピン４１により支持されている。他方の保持板４６の基端部は、第二支持ピン４２及び第三支持ピン４３により支持されている。各保持板４６は、板バネ４９によって各支持ピン４１〜４３に押し付けられている。

折返しミラー３８の厚さ方向から見て、第二支持ピン４２による折返しミラー３８の支持位置と第三支持ピン４３による折返しミラー３８の支持位置との中点Ｍとしたとき、該中点Ｍと第一支持ピン４１による折返しミラー３８の支持位置とを通る直線が折返しミラー３８の回転軸線Ｌｒとなる。

この構成によれば、保持板４６を用いることで折返しミラー３８の重心位置Ｇｍと折返しミラー３８の回転軸線Ｌｒとを十分に離間させることができる。よって、実施形態と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、画像形成装置がレーザープリンター１である例について説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置は複写機、複合機、又はＭＦＰ等であってもよい。
また、本発明には上記各実施形態の任意の組み合わせが含まれる。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。

Ｃ 中央線
Ｇｍ 重心位置
Ｇｍｗ 重心位置
Ｌｒ 回転軸線
１ レーザープリンター（画像形成装置）
３０ 光走査装置
３２ 光源
３５ ポリゴンミラー（回転多面鏡）
３６ 結像レンズ
３８ 折返しミラー
３８ａ 反射面
４１ 第一支持ピン
４２ 第二支持ピン
４３ 第三支持ピン
４４ 第四支持ピン
４５ 重り
４６ 保持板

Claims (5)

1. 光源と、該光源から出射された光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、主走査方向に延びるように設けられ、上記回転多面鏡にて反射された光ビームを反射して被走査面に導く折返しミラーと、該折返しミラーを厚さ方向の一側面から支持する複数の支持ピンとを有する光走査装置を備えた光走査装置であって、
   上記折返しミラーに取付けられる重りをさらに備え、
   上記複数の支持ピンは、上記折返しミラーの回転振動時の回転軸線が、該折返しミラーの厚さ方向から見て、該厚さ方向及び上記主走査方向の双方に直交する副走査方向の中央線に一致するように配置されており、
   上記重りは、上記折返しミラーの厚さ方向から見て、上記中央線よりも副走査方向の一側にのみ配置されており、それにより、上記折返しミラーと上記重りとを合わせた構成体の重心位置が、該折返しミラーの回転振動時の回転軸線に対し副走査方向に離間している、光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記重りは、上記折返しミラーの厚さ方向から見て、上記折返しミラーの副走査方向の中央線と副走査方向の一側端面との間に収まるように配置されている、光走査装置。
3. 請求項１又は２記載の光走査装置において、
   上記複数の支持ピンは３つ設けられていて、上記折返しミラーの主走査方向の一側端部を支持する第一支持ピンと、該折返しミラーの主走査方向の他側端部を支持する第二及び第三支持ピンとからなり、
   上記第二及び第三支持ピンによる上記折返しミラーの支持位置は、上記折返しミラーの厚さ方向から見て、副走査方向の中央線を挟んで線対称な関係にあり、上記第一支持ピンによる上記折返しミラーの支持位置は、上記折返しミラーの厚さ方向から見て、上記中央線上に位置している、光走査装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置において、
   上記折返しミラーを上記複数の支持ピンに押し付ける板バネをさらに備えている、光走査装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
   

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