(57)【要約】【課題】反射部材の振動を低減するために反射部材に補強部材を固定する装置において、振動を効果的に低減する。【解決手段】光を反射する反射部材（ミラー）４０の長手方向に沿った側面４０ｂに、側面４０ｂの厚みｔの２倍以上の厚みｂを有する板金からなる補強部材４１を貼付けることにより、ミラー４０の剛性を増加させ、共振周波数を高め、振動共振点をずらしてミラー４０の振動を低減するとともに、反射面４０ａの平面度を高精度に維持する。【選択図】図１
2008203690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射する反射部材の長手方向に沿った側面に、該側面の厚みの２倍以上の厚みを有する補強部材を貼付けることを特徴とする光学装置。   
【請求項２】
請求項１の光学装置において、上記補強部材は、上記反射部材への貼付け面の平面度が０．２以上、幅が１．２[ｍｍ]以上の板金であることを特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項１または２の光学装置において、上記補強部材を、上記反射部材の反射面の反対側へ突出させる量が多くなるように貼付けることを特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の何れかの光学装置において、上記補強部材を基材を有する両面粘着テープにて貼付けることを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の何れかの光学装置において、上記両面粘着テープの基材はポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする光学装置。
【請求項６】
光源から出射された光ビームを、反射部材を備えた光学装置で反射させて、被走査体に走査露光する光走査装置において、
上記光学装置として請求項１、２、３、４または５の何れかの光学装置を採用することを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
光走査装置を用いて静電潜像を形成する画像形成装置において、
上記光走査装置として請求項６の光走査装置を採用する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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、または、これに採用される光走査装置、ならびに、光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記画像形成装置においては、原稿からの反射光を読み取って光学的な処理を行い電気信号や画像信号に変換する。そして、この画像情報を有する電気信号を、レーザダイオード（ＬＤ）等を用いて光学的な処理を行い、画像形成を行っている。この場合、原稿からの反射光やレーザダイオード（ＬＤ）からのビームは、一枚または複数枚の反射部材（ミラー）で反射された後、レンズで集光され、ＣＣＤ（チャージ・カップルド・デバイス）や潜像担持体上に結像される。
【０００３】
反射部材（ミラー）の精度は、形成される画像の品質に影響を及ぼす。詳しくは、モータ、移動体その他の振動源の振動によって反射部材（ミラー）が振動すると、形成される画像の品質が劣化する。このため、反射部材（ミラー）の振動を低減させることが極めて重要な課題となっている。反射部材（ミラー）の振動を低減させる方法として、反射部材（ミラー）に補強部材を固定する方法が知られている。
【０００４】
特許文献１では、反射部材の反射面とは反対側の裏面に、高脆性材料であるフロートガラスからなる補強部材を、粘弾性部材を介して貼付ける光学装置が開示されている。この光学装置では、反射部材の裏面に補強部材を貼付けることにより、反射部材の剛性を増加させ、共振周波数を高め、振動共振点をずらして反射部材の振動を低減している。しかし、補強部材に板金を用いた場合には長手方向に反りが生じやすく、補強部材に沿って反射部材が微妙に撓み、この結果、反射面の平面度までが悪くなってしまい、形成される画像の品質を劣化させてしまうという不具合が生じる。そこで、補強部材として高脆性材料であるフロートガラスを用いることで、板金を用いた場合に比べ、補強部材の反りを低減させて上記不具合を防止している。さらに、補強部材を粘弾性部材を介して貼付けることにより、反射面の平面度の低下を抑制している。
【０００５】
しかしながら、フロートガラスは高価であるため、装置自体の製造コストが上がってしまうといった課題が生じてしまう。また、粘弾性部材を介して貼付ける場合、作業性が非常に悪く、装置の組立効率が著しく低下してしまう。
【０００６】
そこで、特許文献２では、補強部材を反射部材の長手方向に沿った側面に貼付けるものを提案している。これは、補強部材を反射部材の反射面の裏面に貼付けるものに比べ、反射面の平面度を高精度に維持しやすく有効な方法といえる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−４８４４号公報
【特許文献２】特開２００６−３９５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、特許文献２の補強部材を反射部材の長手方向に沿った側面に貼付けるものについてさらに詳しく検討したところ、補強部材の形状、側面への貼付け方の条件によっては、振動の低減効果が大きく異なることを見出した。
【０００９】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、反射部材の振動を低減するために反射部材に補強部材を固定する装置において、振動を効果的に低減できる光学装置、光走査装置、および、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、光を反射する反射部材の長手方向に沿った側面に、該側面の厚みの２倍以上の厚みを有する補強部材を貼付けることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の光学装置において、上記補強部材は、上記反射部材への貼付け面の平面度が０．２以上、幅が１．２［ｍｍ］以上の板金であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の光学装置において、上記補強部材を、上記反射部材の反射面の反対側へ突出させる量が多くなるように貼付けることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の何れかの光学装置において、上記補強部材を基材を有する両面粘着テープにて貼付けることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の何れかの光学装置において、上記両面粘着テープの基材はポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、光源から出射された光ビームを、反射部材を備えた光学装置で反射させて、被走査体に走査露光する光走査装置において、上記光学装置として請求項１、２、３、４または５の何れかの光学装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、光走査装置を用いて静電潜像を形成する画像形成装置において、上記光走査装置として請求項６の光走査装置を採用することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、後述するシュミレーション解析に示すように、反射部材の長手方向に沿った側面に、側面の厚みの２倍以上の厚みを有する補強部材を貼り付けることで、図２に示すように、効果的に振動を低減できることがわかった。側面の厚みの２倍より薄い厚みを有する補強部材を貼付けた場合、振動は低減できるもののその効果は小さかった。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、反射部材の振動を低減するために反射部材に補強部材を固定する装置において、振動を効果的に低減できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる反射部材（ミラー）の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る反射部材（ミラー）の概略構成図である。図１において、ミラー４０の長手方向に沿った側面４０ｂに、厚みｂがミラーの側面４０ｂの厚みｔの２倍以上である板金製の補強部材４１を貼付け固定する。これにより、ミラー４０の剛性を高め、ミラー４０の固有振動周波数を高くすることができ、ミラー４０の固有振動による振動の発生を防止することができる。また、これは、補強部材４１をミラー４０の反射面４０ａの反対側の裏面４０ｃに貼付ける場合に比較して、ミラー４０の反射面４０ａの平面度を精密に維持することができる。
【００１４】
ここで、発明者がおこなった、補強部材４１の形状とミラー４０の振動低減効果に関するシミュレーション解析について説明する。ミラー４０の振動低減は、ミラー４０の一次固有振動数により判定することができる。そこで、補強部材４１の幅ａと、厚みｂとを変化させ、ミラー４０の一次固有振動数の変化をシミュレーションした。なお、ミラー４０の厚みｔは５［ｍｍ］とした。図２は、シュミレーション結果のグラフである。図２に示すように、補強部材４１を貼付けない場合は、一次固有振動数は２００［Ｈｚ］以下となる。補強部材４１を設けることにより、一次固有振動数を引き上げることができ、特に、補強部材４１の厚みｂを１０［ｍｍ］以上としたものでは、一次固有振動数を３００［Ｈｚ］以上まで飛躍的に引き上げることができる。また、補強部材４１の厚みｂを１５［ｍｍ］としても、一次固有振動数はあまり変わらなかった。この結果、補強部材４１の厚みｂを、ミラー４０の厚みｔの２倍以上とすることで、効果的に一次固有振動数を引き上げることができるといえる。
【００１５】
また、補強部材４１の幅ａに関しては、幅ａが１［ｍｍ］より大きいものでは、補強部材４１の厚みｂがミラー４０の厚みｔの３倍以内の範囲で、一次固有振動数の安定性が得られることが判った。一方、幅ａを０．６［ｍｍ］としたものでは、補強部材４１の厚みｂをミラー４０の厚みｔの３倍とすると、一次固有振動数の下降傾向が見られた。実用上、補強部材４１の厚みｂを、ミラー４０の厚みｔの２〜３倍の範囲と考えると、幅ａを１．２［ｍｍ］以上とすることが好ましい。
【００１６】
また、補強部材４１はミラー４０に対して、できるだけ密着して、かつ、強固に貼付け固定されている事が望ましい。このため、補強部材４１の貼付け面の平面度を０．２以上とすることが好ましい。これにより、補強部材４１とミラー４０との密着性を高めることができ、より高い振動低減効果を得ることができる。
【００１７】
次に、振動低減効果確認のため、以下の３条件でのミラー４０の振動レベルを比較する実験をおこなった。
条件Ａ：補強部材なし
条件Ｂ：ミラー４０の裏面４０ｃにフロートガラスの補強部材を貼付ける
条件Ｃ：ミラー４０の長手方向側面４０ｂに板金の補強部材を貼付ける
この結果を、それぞれ図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す。この結果によると、条件Ａの補強部材なしの場合に比べ、条件Ｂ、Ｃはいずれも同等の振動レベルの低減がみられる。また、条件Ｂ、Ｃは一次固有振動数についても大きな差は見られなかった。これは、条件Ｃにおいても、条件Ｂと同等の振動低減効果があるといえる。これより、長手方向側面４０ｂに補強部材４１を貼付ける場合は、補強部材４１として板金を用いることが可能であり、フロートガラスを用いた場合に比べ、製造コストを大幅に下げることができる。
【００１８】
このように補強部材４１の厚みｂをミラー４０の厚みｔの２倍以上とするので、補強部材４１はミラー４０の厚み方向に対し、片側もしくは両側に突出して貼付け固定されることになる。このとき、図１に示すように、ミラー４０の反射面４０ａの反対側への突出量を多くなるように貼付けることが好ましい。これにより、ミラー４０への入射光または反射光の光路を遮る虞が少なくなり、光学素子配置に対する自由度が向上する。
【００１９】
また、補強部材４１のミラー４０への貼付け固定は、両面テープや接着剤等を用いることができる。なかでも、基材を有する両面粘着テープにて貼付け固定されていることが好ましい。一般的に基材を有さない両面粘着テープ（いわゆる、粘弾性部材）を用いると、貼付け時の作業性が悪く、生産効率が落ちてしまう。基材を有する両面粘着テープを用いることにより、貼付け作業の高効率化を図る。
【００２０】
また、両面粘着テープの基材を構成する材質として、通常、不織布、発泡フォーム、ポリエチレンテレフテレート（以下、ＰＥＴという）フィルム等が用いられる。この中でも、ＰＥＴフィルムが好ましい。例えば、基材が不織布であると、不織布を組成している繊維質が切断部からほつれてきてしまい、ミラー４０の有効範囲にかかってしまうことにより異常画像を生じてしまう虞がある。また、基材が発泡フォームであると、ミラー４０と補強部材４１との間に弾性体が介在することになり、結果として補強部材４１による十分な振動低減効果が得られない場合がある。
【００２１】
次に、上記補強部材４１を貼付けたミラー４０を用いる光走査装置、及び、光走査装置を採用する画像形成装置の一実施形態について説明する。
図４は、上記光学装置を採用する画像形成装置であるプリンタの概略構成図である。同図において、このプリンタの中央部には、ベルト部材たる中間転写ベルト２０が配設されている。中間転写ベルト２０の下方には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスユニット３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。４つのプロセスユニット３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、それぞれ４つの静電潜像を担持するドラム状の感光体１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。また、プロセスユニット３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの下方には、光走査装置４が配設されており、画像情報に基づいて発したレーザ光を、それぞれの感光体１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに向けて発射して感光体表面を露光走査する。これにより、感光体１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成され、４つのプロセスユニット３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによりそれぞれの色のトナー像に現像される。
【００２２】
４つのプロセスユニット３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）のトナーを用いるが、それ以外は同一の構成になっている。このため、以下添字を省略して構成・動作を説明する。感光体１０の周りには、帯電装置１１、現像装置１２、ドラムクリーニング装置１３、除電装置（図示せず）等が配設されている。回転駆動される感光体１０は、帯電装置１１により表面を一様帯電せしめられ、光走査装置４から照射されるレーザ光によって露光走査されて静電潜像を担持する。この静電潜像は、現像装置１２によってトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト２０上に中間転写される。ドラムクリーニング装置１３は、中間転写工程を経た後の感光体１０表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置（図示せず）は、クリーニング後の感光体１０の残留電荷を除電する。この除電により、感光体１０の表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００２３】
トナー像形成のタイミングの合わせて、紙収容カセット２より、記録媒体としての記録紙Ｐが給紙され、レジストローラ対２８が記録紙Ｐを挟み込む位置で停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
【００２４】
中間転写ベルト２０は、ローラ２１，２２，２３に張架されながら、図示しない駆動源による何れかのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。転写手段たる転写ユニット５は、この中間転写ベルト２０のほか、４つの１次転写バイアスローラ２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、２次転写ローラ２５、ベルトクリーニング装置２６などを備えている。１次転写バイアスローラ２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋには、中間転写ベルト２０の裏面にトナーとは逆極性の転写バイアスを印加しており、中間転写ベルト２０はその無端移動に伴って感光体１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト２０上に４色重ね合わせ像（以下、４色トナー像という）が形成される。また、２次転写ローラ２５は、中間転写ベルト２０上に形成された可視像たる４色トナー像を、レジストローラ対２８により送り出された記録紙Ｐに２次転写する。４色トナー像が一括２次転写された記録紙Ｐは、転写後搬送路を経由して定着装置６に送られる。定着装置６内では、送り込まれた記録紙Ｐ上に未定着トナー像を定着して、フルカラー画像を得る。一方、２次転写後の中間転写ベルト２０には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニング装置２６によってクリーニングされる。
【００２５】
図５は、光走査装置４の断面図である。また、図６に光走査装置の各部材の拡大図を示す。光走査装置４の各色光書き込み用の各部材の配置は異なるが、構成は図６に示されるものである。光走査装置４は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色に対応するレーザーダイオードからなる光源（図６中４９）、正六面体のポリゴンミラー４６、これを回転駆動するためのポリゴンモータ（図示せず）、ｆθレンズ４７、レンズ４８、反射ミラー４０，４２，４４等を有している。レーザーダイオードから射出されたレーザー光１４は、ポリゴンミラー４６ａ，ｂの何れか１つの面で反射してポリゴンミラー４６ａ，ｂの回転に伴って偏向せしめられながら、４つの感光体１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうちの何れかに到達する。４つのレーザーダイオードからそれぞれ射出されるレーザー光１４により、４つの感光体の表面がそれぞれ光走査される。
【００２６】
図６に示すように、このような光走査装置４に用いられるミラー４０，４２，４４には、それぞれ上述のように補強部材４１，４３，４５が貼付けられている。これにより、レーザ光によって、感光体１０上に潜像を形成する光走査装置４において、ミラー４０，４２，４４の振動を低減し、常に良好に露光走査が可能になるとともに、低価格で優れた光走査装置４を得ることができる。また、上記プリンタにおいては、常に良好な画像を得るととともに、製造コストを大幅に下げることが可能である。
【００２７】
以上、本実施形態の光学装置では、光を反射するミラー４０の長手方向に沿った側面４０ｂに、側面の厚みｔの２倍以上の厚みｂを有する補強部材４１を貼付ける。これにより、上述のシュミレーション解析に示すように、効果的に振動を低減できることがわかった。側面の厚みの２倍より薄い厚みを有する補強部材を貼付けた場合、振動は低減できるもののその効果は小さかった。
また、補強部材４１のミラー４０への貼付け面の平面度が０．２以上、幅が１．２［ｍｍ］以上の板金とする。補強部材４１はミラー４０に対して、できるだけ密着して、かつ、強固に貼付け固定されている事が望ましい。このため、補強部材４１の貼付け面の平面度を０．２以上とすることが好ましい。これにより、補強部材４１とミラー４０との密着性を高めることができ、より高い振動低減効果を得ることができる。また、上述のシュミレーション解析に示すように、補強部材４１の幅ａに関しては、補強部材４１の厚みｂをミラー４０の厚みｔの２倍以上としたときでも、１．２［ｍｍ］以上とすることで、一次固有振動数の安定して振動低減効果が得られることが判った。また、補強部材４１として板金を用いることが可能であり、フロートガラスを用いた場合に比べ、製造コストを大幅に下げることができる。
また、補強部材４１の厚みｂをミラー４０の厚みｔの２倍以上とするので、補強部材４１はミラー４０の厚み方向に対し、片側もしくは両側に突出して貼付け固定されることになる。このとき、ミラー４０の反射面４０ａの反対側への突出量を多くなるように貼付けることで、ミラー４０への入射光または反射光の光路を遮る虞が少なくなり、光学素子配置に対する自由度が向上する。
また、補強部材４１のミラー４０への貼付け固定は基材を有する両面粘着テープにて貼付け固定することで、貼付け作業の高効率化を図る。
また、両面粘着テープの基材を構成する材質として、ＰＥＴフィルムを用いる。基材のが不織布であると、不織布を組成している繊維質が切断部からほつれてきてしまい、ミラー４０の有効範囲にかかってしまうことにより、異常画像を生じてしまう虞がある。また、基材が発泡フォームであると、ミラー４０と補強部材４１との間に、弾性体が介在することになり、結果として、補強部材４１による十分な振動低減効果が得られない場合がある。
また、光源から出射された光ビームを、ミラー４０，４２，４４を備えた光学装置で反射させて、被走査体に走査露光する光走査装置において、採用することで、常に良好に露光走査が可能になるとともに、低価格で優れた光走査装置４を得ることができる。
また、プリンタに上記光走査装置４を採用することで、常に良好な画像を得るととともに、製造コストを大幅に下げることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態の反射部材（ミラー）の概略構成図。
【図２】補強部材の形状と、ミラーの振動低減効果に関するシミュレーション解析結果をしめすグラフ。
【図３】補強部材の条件と振動低減効果の確認結果をしめすグラフ。
【図４】本実施形態のミラーを用いる光走査装置を採用するプリンタの概略構成図。
【図５】本実施形態のミラーを用いる光走査装置の断面図。
【図６】光走査装置の各部材の拡大図。
【符号の説明】
【００２９】
２      中間転写ベルト
３      プロセスユニット
４      光書込装置
４０    反射部材（ミラー）
４０ａ  ミラーの反射面      
４０ｂ  ミラーの長手方向側面
４０ｃ  ミラーの裏面
４１    補強部材
ｔ      ミラーの厚み
ａ      補強部材の幅
ｂ      補強部材の厚み
【図１】
2008203690.tif 000003
【図２】
2008203690.tif 000004
【図３】
2008203690.tif 000005
【図４】
2008203690.tif 000006
【図５】
2008203690.tif 000007
【図６】
2008203690.tif 000008