(57)【要約】【課題】画像形成のためにレーザビームを感光体ドラム上に照射する光走査装置において、折り返しミラーの曲げ振動起因のビームスポット位置変動を抑制する。【解決手段】折り返しミラー１０１の両端部が、光走査装置の光学箱の底面に設けられた２つの座面部材１０２ａ，１０２ｂで該折り返しミラー１０１の反射面を傾斜させて支持した状態で固定されており、折り返しミラー１０１の２つの座面部材１０２ａ，１０２ｂ間の長手方向所定箇所で該折り返しミラー１０１を前記光学箱の底面方向に押える振動抑制治具１０４を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射された光ビームを走査するための光偏向器と、前記光偏向器により偏向走査された光ビームを被走査面に露光・走査するための単一若しくは複数の長尺の折り返しミラーを有し、前記光源、前記光偏向器および前記折り返しミラーを光学箱内に載置した光走査装置であって、
前記折り返しミラーの両端部が、前記光学箱の底面に設けられた２つの支持部材で該折り返しミラーの反射面を傾斜させて支持した状態で固定されており、
前記折り返しミラーの前記２つの支持部材間の長手方向所定箇所で該折り返しミラーを前記光学箱の底面方向に押える振動抑制治具を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記振動抑制治具は、前記光学箱内に取り外し可能に載置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。
【請求項３】
前記振動抑制治具は、前記折り返しミラーとの接触部分に弾性部材を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記振動抑制治具の折り返しミラーを押える力は可変であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置において、レーザビームを感光体ドラム上に照射して画像を形成する光走査装置において、光路折り曲げの為に反射ミラー（折り返しミラー）を用いるものが多い。この折り返しミラーは角度精度を十分高くしておかないと、感光体ドラムに照射するビームスポットが副走査方向にばらつき、用紙に対する画像位置のばらつきとなる。このばらつきを補正するためには機械ごとに調整が必要となり、量産効率の低下となる。また、感光体ドラムに照射する位置が変化することによって、光路長が変化してビームスポット径が変化して画質低下にも影響する。
【０００３】
従来から、光学箱内においてミラー保持座面が非常に高い位置精度で形成されてきたが、該ミラー保持座面による折り返しミラーの保持が十分でないと折り返しミラーを取り付けた際にミラー角度がずれる場合があった。
【０００４】
そういった問題に対し、特許文献１では、折り返しミラー保持部分でのミラー角度ばらつきを抑えるため、折り返しミラー支持位置や方向、押圧力を工夫し、折り返しミラーの回転モーメントも抑える技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、折り返しミラーの振動を抑制するための折り返しミラー支持部の押圧力と折り返しミラーの質量との関係式が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、折り返しミラーが撓むように振動する曲げ振動に起因する副走査方向ビームスポット位置変動を抑制することはできなかった。また、特許文献２に記載の発明では、折り返しミラー支持部の押圧力が十分でない場合の振動を抑制することは可能であるが、折り返しミラーが支持部で十分な押圧力で支持された場合の折り返しミラーの曲げ振動を抑制するものではなかった。
【０００７】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、折り返しミラーの曲げ振動を抑制してビームスポット位置の変化量を小さくし、画質を向上させる光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕  光源（光源ユニット１２）と、前記光源から出射された光ビームを走査するための光偏向器（偏向走査ユニット１４）と、前記光偏向器により偏向走査された光ビームを被走査面に露光・走査するための単一若しくは複数の長尺の折り返しミラー（折り返しミラー１０１）を有し、前記光源、前記光偏向器および前記折り返しミラーを光学箱（光学箱１１）内に載置した光走査装置であって、前記折り返しミラーの両端部が、前記光学箱の底面に設けられた２つの支持部材（座面部材１０２ａ，１０２ｂ）で該折り返しミラーの反射面を傾斜させて支持した状態で（板ばね１０３ａ，１０３ｂにより）固定されており、前記折り返しミラーの前記２つの支持部材間の長手方向所定箇所で該折り返しミラーを前記光学箱の底面方向に押える振動抑制治具（振動抑制治具１０４）を有することを特徴とする光走査装置（図１）。
〔２〕  前記振動抑制治具は、前記光学箱内に取り外し可能に載置されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の光走査装置。
〔３〕  前記振動抑制治具は、前記折り返しミラーとの接触部分に弾性部材（弾性層１０５ｂ）を有することを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の光走査装置（図４）。
〔４〕  前記振動抑制治具の折り返しミラーを押える力は可変であることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の光走査装置。
〔５〕  前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置（画像形成装置２００、図５）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光走査装置によれば、振動抑制治具が両端部で支持固定された折り返しミラーの長手方向の所定位置を押えて、該折り返しミラーの短手方向と厚み方向の見かけ上の剛性を向上させることにより、折り返しミラーの曲げ振動に関する固有振動数が高くなり、ミラー曲げ振動によるビームスポット位置の変化量が小さくなるため、出力される画質を向上させることが可能となる。
また、本発明の画像形成装置によれば、本発明の光走査装置を用いることにより、折り返しミラーの曲げ振動によるビームスポット位置変動を低減することができ、従来より高画質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る光走査装置の構成を示す上面図である。
【図２】図１の光走査装置における折り返しミラーの設置に関する部材構成を示す斜視図である。
【図３】本発明で用いる振動抑制治具と折り返しミラーの構成例を示す断面図である。
【図４】本発明で用いる押え部材及びねじの構成例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る光走査装置について、図１〜図４を用いて説明する。
図１は、本発明に係る光走査装置の構成を示す上面図である。
図１において、１１は光学箱、１２はレーザビームを出射する光源ユニット、１３は光源１２からのレーザビームを副走査方向に集光するシリンダレンズ、１４はレーザビームを偏向走査する偏向走査ユニットであり、１４ａはレーザビームを反射するポリゴンミラー、１４ｂはポリゴンミラー１４ａを回転駆動する駆動モータ、１５ａ，１５ｂはfθレンズや面倒れ補正レンズなどからなる走査レンズ、１６は感光体ドラムに照射する前のレーザビームＬ２を反射する光検出ミラー、１７は光検出ミラー１６からのレーザビームＬ２を検出する光検出ユニット、１０１はポリゴンミラー１４ａからのレーザビームＬ１を反射して感光体ドラムに照射する折り返しミラー、１０４は折り返しミラー１０１の長手方向所定箇所（例えば、長手方向中央部）を押えて折り返しミラー１０１の見かけ上の剛性を向上させ曲げ振動を抑制する振動抑制治具（ダンパーともいう）である。
【００１２】
図２は、本発明の光走査装置の折り返しミラーの設置に関する部材構成を示した斜視図、図３は、図２における振動抑制治具と折り返しミラーの構成例を示す断面図である。
１０２ａ，１０２ｂは光学箱１１と一体に設けられ、その上に戴置される折り返しミラー１０１の両端部を支持するとともに傾斜した座面１０２ｃに折り返しミラー１０１の反射面を当接させて折り返しミラー１０１の傾斜角度を決定する座面部材、１０３ａ，１０３ｂは座面部材１０２ａ，１０２ｂにねじで取り付けられ折り返しミラー１０１が座面部材１０２ａ，１０２ｂに固定されるように押し付け力を与える板ばね、１０５は折り返しミラー１０１を直接押し付ける押え部材、１０６は押え部材１０５に押し付け力を与えるねじ、１０７は光学箱１１の底面に取り外し可能に固定されるとともに押え部材１０５がねじ１０６を介して取り付けられる取り付け部材である。
【００１３】
なお、振動抑制治具１０４は、押え部材１０５，ねじ１０６，取り付け部材１０７から構成されている。取り付け部材１０７は、光学箱１１と同じ材質の板材を板金加工したＹ字型の部品であり、Ｙ字の３箇所の端部のうち２箇所が光学箱１１の底面にねじで固定され、残り１箇所にねじ１０６を介して押え部材１０５が取り付けられている。取り付け部材１０７は、振動抑制治具１０４の構成部材として取り付けたときに、板ばねのように弾性変形して押え部材１０５を折り返しミラー１０１に押し付けるようにしてもよいし、弾性変形することのない高剛性の部材としてもよい。
【００１４】
図４は、図３における押え部材１０５及びねじ１０６のより詳細な構成を示した断面図である。押え部材１０５は、折り返しミラー１０１よりも剛性が高い直方体であって、折り返しミラー１０１と当接する側の面にＶ字溝部を設けた金属部材１０５ａと、該金属部材のＶ字溝表面に剛性が無視できる程度に弾性体が薄く層状に設けられた弾性層１０５ｂと、からなっている。振動抑制治具１０４として光学箱１１の底面に取り付けられたとき、押え部材１０５のＶ字溝が折り返しミラー１０１の角に当接するようになるが、弾性層１０５ｂが折り返しミラー１０１に接触するため、該折り返しミラー１０１が損傷することを防ぐことができる。
【００１５】
また、１０８はねじ１０６の先端に取り付けられた皿状の円盤である。ねじ１０６は取り付け部材１０７のねじ溝が設けられた貫通穴を該ねじ溝と螺合した状態で貫通して下方（光学箱１１の底面側）に突き出ており、その先端が金属部材１０５ａのＶ字溝とは反対側の面に差し込まれ、さらにねじ１０６のその先端に金属部材１０５ａ内で回転可能に円盤１０８が設けられている。これにより、取り付け部材１０７からの円盤１０８の突出量は、ねじ１０６を回転させて調整することができ、引いては円盤１０８を介して押え部材１０５が折り返しミラー１０１を光学箱１１の底面方向に押える力を調整することが可能となっている。
【００１６】
ここで、折り返しミラー１０１は、座面部材１０２ａ，１０２ｂに傾斜角度を決定され、板ばね１０３ａ，１０３ｂによって座面部材１０２ａ，１０２ｂで固定されているが、それだけの構成では、折り返しミラー１０１の曲げ振動を抑制するための支持力は与えていないため、前述したように折り返しミラー１０１で反射されたレーザビームＬ１は図示していない感光体ドラムに照射される際に曲げ振動の影響を大いに受けてしまう。
【００１７】
そこで、本発明では、振動抑制治具１０４を用いて、折り返しミラー１０１の２つの座面部材１０２ａ，１０２ｂ間の長手方向所定箇所で該折り返しミラー１０１を光学箱１１の底面方向に押えるようにする。
【００１８】
折り返しミラー１０１及び振動抑制治具１０４の詳しい取り付け手順は次の通りである（図２，図３参照）。すなわち、まず折り返しミラー１０１の両端部それぞれにおいて、光学箱１１の底面に設けられた２つの座面部材１０２ａ，１０２ｂの傾斜した座面１０２ｃに該折り返しミラー１０１の反射面を当接させて支持して、折り返しミラー１０１の反射面の傾斜角度を決定し、ついでその状態で座面部材１０２ａ，１０２ｂとの間で折り返しミラー１０１の両端部を挟むように板ばね１０３ａ，１０３ｂを配置してねじ止めし、該板ばね１０３ａ，１０３ｂのバネ弾性力が折り返しミラー１０１を座面部材１０２ａ，１０２ｂ側へ押圧するように作用させて折り返しミラー１０１を固定する。つぎに、押え部材１０５，ねじ１０６，取り付け部材１０７からなる振動抑制治具１０４を折り返しミラー１０１の２つの座面部材１０２ａ，１０２ｂ間の長手方向所定箇所に配置し、押え部材１０５のＶ字溝を折り返しミラー１０１の角に当接させながら、取り付け部材１０７を光学箱１１の底面にねじ止めして固定する。ついで、ねじ１０６を回転させることにより、取り付け部材１０７からの円盤１０８の突出量を調整して、押え部材１０５が折り返しミラー１０１を光学箱１１の底面方向に所定の力で押えるようにする。
【００１９】
これにより、折り返しミラー１０１は、その両端部で座面部材１０２ａ，１０２ｂで支持されつつ、その長手方向所定箇所で光学箱１１の底面方向に所定の力で押えられる状態となり、その結果、折り返しミラー１０１の短手方向と厚み方向の見かけ上の剛性が向上し、折り返しミラー１０１の曲げ振動に関する固有振動数が高くなり（曲げ振動の振幅が小さくなり）、光走査装置において感光体ドラムに照射するレーザビームのミラー曲げ振動による副走査方向ビームスポット位置変動を抑制することができる。よって、後述する画像形成装置において、出力される画質を向上させることが可能となる。また、振動抑制治具１０４は、折り返しミラー１０１に対し、座面部材１０２ａ，１０２ｂと対角方向から押し付け力を付加するため、折り返しミラー１０１の回転モーメントを抑制する作用も有する。
【００２０】
なお、折り返しミラー１０１に対する振動抑制治具１０４の配置位置は、２つの座面部材１０２ａ，１０２ｂ間の長手方向中央部が好ましいが、折り返しミラー１０１が共振しないように、座面部材１０２ａ，１０２ｂ間の長手方向の任意の位置として該折り返しミラー１０１の固有振動数（共振周波数）を調整するようにしてもよい。
【００２１】
つぎに、本発明に係る画像形成装置の構成について説明する。
図５は、本発明に係る画像形成装置の構成を示すものであり、本発明の光走査装置を用いた画像形成装置の全体側面図である。
図５において、電子写真装置である画像形成装置２００は、各色の画像形成ユニット１１０，１２０，１３０，１４０を中間転写ベルト１５１上に配置し、中間転写ベルト１５１上にトナーによるカラー像を形成し、そのカラー像を給紙装置１７０から搬送される記録媒体である用紙１７１に転写し、定着装置１６０で熱と圧力でトナーを溶融定着してカラー画像を形成する。
【００２２】
画像形成ユニット１１０，１２０，１３０，１４０は４式あり、それぞれ黒色トナーを有するＫ現像ユニット１１０、シアン色トナーを有するＣ現像ユニット１２０、マゼンタ色トナーを有するＭ現像ユニット１３０、イエロー色トナーを有するＹ現像ユニット１４０である。そして、例えば画像形成ユニット１１０は、トナーを貯めるトナーホッパ、トナー層を形成し感光体ドラム１１１にトナーを接触させる現像ローラを含む現像装置１１４、感光体ドラム１１１上をクリーニングするドラムクリーナ１１５、感光体ドラム１１１上を帯電させる帯電器１１２、感光体ドラム１１１上に静電潜像を書き込む光走査装置１１３で構成されている。画像形成ユニット１１０に含まれる上記のトナーホッパ、現像ローラ、ドラムクリーナ１１５、帯電器１１２などはフレーム（図５には示されていない）に取り付けられ、画像形成装置２００本体から引き出し可能に構成されている。なお、光走査装置１１３には、前述した振動抑制治具１０４を有する本発明の光走査装置（図１）が用いられている。
【００２３】
中間転写ベルト１５１は、複数のローラに張架され、二次転写ローラ１５０で搬送される。ベルトクリーナ１５２は中間転写ベルト１５１上の残留トナーを除去する。一次転写ローラは、感光体ドラム１１１などに対向して中間転写ベルト１５１内側に感光体ドラム１１１等に対向して配置される。
【００２４】
用紙１７１は、用紙を堆積した給紙装置１７０からピックローラで１枚ずつ引き出され、分離ローラを経て、二次転写ローラ１５０とその対向ローラにより押し付けられながら中間転写ベルト１５１と接触して画像が転写され、搬送ベルトを介して定着装置１６０へ至る。
【００２５】
定着装置１６０は、バックアップローラ１６３、弾性ローラ１６２、加熱ローラ、定着ベルト１６１などを有する。定着ベルト１６１は、弾性ローラ１６２と加熱ローラに掛け渡され、加熱ローラあるいは他のローラの回転により搬送される。また、加熱ローラは、金属の中空シャフト内にハロゲンヒータ等の加熱手段を有し、定着ベルト１６１を加熱する。弾性ローラ１６２表面は、シリコンゴムなどの弾性材で形成され、バックアップローラ１６３の押し付けにより、ニップ部を弾性ローラ１６２側に凸とし、用紙１７１が定着ベルト１６１に巻きつくのを防止する。用紙１７１は、定着装置１６０を通過する際、ニップ部でバックアップローラ１６３により弾性ローラ１６２側に所定の圧力で押し付けられながら加熱されるようになる。
【００２６】
画像を形成する場合、感光体ドラム１１１上を帯電装置１１２で帯電させ、光走査装置１１３で画像に応じた光をあてて、感光体ドラム１１１上の電位を落とす。その部位が感光体ドラム１１１の回転により、現像装置１１４に達し、現像装置１１４上のトナー層と接すると帯電しているトナーが画像位置に付着する。
【００２７】
感光体ドラム１１１上のトナー画像は、一次転写ローラが中間転写ベルト１５１を感光体ドラム１１１に向かって押し付ける部位で、中間転写ベルト１５１上に転写される。各画像形成ユニット１１０、１２０、１３０、１４０の感光体ドラム１１１上のトナー画像は、中間転写ベルト１５１上に転写され、カラーのトナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト１５１の搬送により、二次転写ローラ１５０の部位で搬送されてきた用紙１７１上にトナー画像は転写される。トナー画像が転写された用紙１７１は、搬送ベルトにより定着装置１６０に搬送され、熱と圧力により、トナーが溶融定着されカラー画像が形成される。
【００２８】
本発明の画像形成装置２００では、本発明の光走査装置１１３において折り返しミラー１０１の曲げ振動によるビームスポット位置変動を低減することができるため、色ずれの少ない高画質な画像を得ることができる。
【００２９】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１１    光学箱
１２    光源ユニット
１３    シリンダレンズ
１４    偏向走査ユニット
１４ａ    ポリゴンミラー
１４ｂ    駆動モータ
１５ａ，１５ｂ    走査レンズ
１６    光検出ミラー
１７    光検出ユニット
１０１    折り返しミラー
１０２ａ，１０２ｂ    座面部材
１０２ｃ    座面
１０３ａ，１０３ｂ    板ばね
１０４    振動抑制治具
１０５    押え部材
１０６    ねじ
１０７    取り付け部材
１０８    円盤
１１０，１２０，１３０，１４０    画像形成ユニット
１１１    感光体ドラム
１１２    帯電器
１１３    光走査装置（潜像形成装置）
１１４    現像装置
１１５    像担持体クリーナ
１５０    二次転写ローラ
１５１    中間転写ベルト
１５２    ベルトクリーナ
１６０    定着装置
１６１    定着ベルト
１６２    弾性ローラ
１６３    バックアップローラ
１７０    給紙装置
１７１    用紙（記録媒体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特開２００２−１８２１４４号公報
【特許文献２】特開２０００−２２７５６９号公報
【図１】
2011107388.tif 000003
【図２】
2011107388.tif 000004
【図３】
2011107388.tif 000005
【図４】
2011107388.tif 000006
【図５】
2011107388.tif 000007