(57)【要約】【課題】  光学部材の共振を容易に抑制することができる走査光学装置を提供すること。【解決手段】  光源からのレーザ光を偏向して走査対象面上を走査させる偏向走査手段と、偏向走査手段と走査対象面上の間のレーザ光の光路中に備えられ、レーザ光の主走査方向の両端部が該走査光学装置のハウジングに固定された光学部材と、両端部間における少なくとも１箇所をハウジングに対してする固定用部材と、を有し、固定用部材は、両端部間において、両端部間を複数等分する位置のうちの少なくとも１箇所を固定する走査光学装置を提供する。【選択図】  図３
2008242146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からのレーザ光を偏向して走査対象面上を走査させる偏向走査手段と、
前記偏向走査手段と走査対象面上の間のレーザ光の光路中に備えられ、レーザ光の主走査方向の両端部がこの走査光学装置のハウジングに固定された光学部材と、
前記両端部間における少なくとも１箇所を前記ハウジングに対してする固定用部材と、を有し、
前記固定用部材は、前記両端部間において、前記両端部間を複数等分する位置のうちの少なくとも１箇所を固定することを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記固定用部材が、前記両端部間において、前記両端部間を３等分以上に等分する位置の全箇所を固定することを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項３】
前記固定用部材は、前記光学部材において前記レーザ光が入射する表面又はその裏面を圧接することにより、該当する箇所を固定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の走査光学装置。
【請求項４】
前記光学部材が反射ミラーであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源からのレーザ光を偏向して走査対象面上に走査する偏向走査手段と、レーザ光の光路中に配置された各種光学部材とを備える走査光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法を利用した、レーザープリンタ等の画像形成装置では、走査光学装置を用いて、感光体ドラムをレーザ光により露光して描画データに対応した静電潜像を形成する。走査光学装置は、描画データに基づいて変調駆動された半導体レーザ光源からのレーザ光を、ポリゴンミラーにより所定の角速度で偏向した後、結像光学系を構成するｆθレンズや反射ミラー等の光学部材を用いて感光体ドラムの受光面等の走査対象面上に結像させる。ポリゴンミラーや各種光学部材は、走査光学装置のハウジング内の所定位置に収納されている。
【０００３】
走査光学装置内部に備えられているポリゴンモータは、モータにより回転駆動される。また、走査光学装置を備える画像形成装置は、用紙搬送機構、冷却・排気ファン等の様々な機構にモータ等の駆動手段を使用している。これらモータ等の駆動手段は振動の発生源（振動源）となる。その結果、走査光学装置は、そのハウジングの内部および外部から、それら振動源による振動の影響を受ける。走査光学装置のハウジングや光学部材が振動すると、装置から出力されるレーザ光はその射出方向が時間的に変動してしまうため、レーザ光の結像位置においてジッターが発生する。このジッターは、結果として、感光体ドラム上の静電潜像の質を低下させる。特に、振動源の周波数が、ハウジングや光学部材の固有振動数と一致していると、ハウジングや光学部材は共振する。ハウジングや光学部材に共振が起こると、それらは大きく振動するため、ジッターはさらに大きくなり、その結果、静電潜像の質は著しく低下する。そこで、ハウジングや光学部材の、共振による大きな振動を抑制するため、従来より、様々な技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、走査光学装置のハウジング（筐体）を基板上に固定する際に、その固定に使用されるネジの締結力を調整することでハウジングの固有振動数をシフトさせる構成が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、走査光学装置のハウジング（枠体）を基板上に固定した後に、その固定位置とは異なる位置において、ネジによりハウジングと基板との固定位置を選択的に増やすことにより、ハウジングの固有振動数を調節する構成が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、走査光学装置（画像記録装置の走査光学系）に使用する細長いミラーの支持位置を最適化することにより、該ミラーの振動（変位量）を軽減した装置を提供することができることが開示されている。具体的には、この装置は、該ミラーの固有振動数が高くなるような位置で該ミラーを保持することをその特徴としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２１５４３５号公報
【特許文献２】特開平５−２６４９１６号公報
【特許文献３】特開平５−２９７２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１および特許文献２の走査光学装置では、ハウジングの固有振動数を調整することが可能である。しかしながら、ハウジングの固有振動数を振動源の周波数から外したとしても、振動源の周波数が光学部材の固有振動数と一致している場合には、依然として、光学部材の共振を抑制することができない。
【０００９】
特許文献３の走査光学装置は、ミラーの変位が最も少なくなる固有振動数になるように該ミラーを支持するものであるが、共振を防止するものではない。また、最適なミラー支持位置は実験により求めているため、その支持位置は容易に変更できるものではない。すなわち、製品の種類ごとにミラー支持位置を決めることはできたとしても、生産ラインにおいて、製品の個体ごとにその支持位置を微調整することはできない。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、光学部材の共振を容易に抑制することができる走査光学装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、光源からのレーザ光を偏向して走査対象面上を走査させる偏向走査手段と、偏向走査手段と走査対象面上の間のレーザ光の光路中に備えられ、レーザ光の主走査方向の両端部が該走査光学装置のハウジングに固定された光学部材と、両端部間における少なくとも１箇所をハウジングに対してする固定用部材と、を有し、固定用部材は、両端部間において、両端部間を複数等分する位置のうちの少なくとも１箇所を固定する走査光学装置を提供する。
【００１２】
この構成によれば、走査光学装置の製造時に光学部材の固有振動数を調整により変更することができる。この調整は、光学部材の振動領域を整数比に分割することによりなされるので、固有振動数は当初とは異なる他の１つ或いは幾つかの値に変更される。よって、走査光学装置の組立時、画像形成装置への設置時に、光学部材の固有振動数を振動源の周波数から外すよう調整できるので、光学部材の共振を容易に抑制することができる。
【００１３】
また、固定用部材が、両端部間において、両端部間を３等分以上に等分する位置の全箇所を固定する。
【００１４】
また、固定用部材は、光学部材においてレーザ光が入射する表面又はその裏面を圧接することにより、該当する箇所を固定することを特徴とする。また、光学部材は反射ミラーである。
【発明の効果】
【００１５】
したがって、本発明によれば、光学部材の共振を容易に抑制することができる走査光学装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る走査光学装置の具体的な実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、走査光学装置１の上面図であり、上蓋部１１０（図２参照）を取り去った状態を示すものである。図２は、走査光学装置１のハウジング１００内部を説明するための側面図であり、図１中下方側から見た図である。走査光学装置１は、ハウジング１００と上蓋部１１０に囲まれた空間内において、ハウジング１００の側壁に光源１０を、底面にポリゴンミラー２０（モータ２１により軸支されている）、第１ｆθレンズ３１、第２ｆθレンズ３２、反射ミラー５０をそれぞれ備えている。走査光学装置１は、感光体ドラムＤを備える画像形成装置等に組み込まれる。
【００１８】
光源１０は、描画データに基づいて変調されたレーザ光を射出する。光源１０から射出されたレーザ光は、図示しないコリメートレンズで平行光とされた後、シリンドリカルレンズ１１を介すことにより、副走査方向に収束して、ポリゴンミラー２０の偏向面２０ａに入射する。なお、ポリゴンミラー２０はモータ２１により図１において反時計回りに回転駆動される。
【００１９】
ポリゴンミラー２０の偏向面２０ａにより偏向されたレーザ光は、第１ｆθレンズ３１に入射する。第１ｆθレンズ３１を通過したレーザ光は第２ｆθレンズ３２に入射する。第２ｆθレンズ３２を通過したレーザ光は、反射ミラー５０により図２中上方向に偏向され、上蓋部１１０の所定位置に形成された射出窓１１１から射出し、感光体ドラムＤに入射する。回転駆動されるポリゴンミラー２０により偏向されたレーザ光は、第１ｆθレンズ３１と第２ｆθレンズ３２を通過することにより、感光体ドラムＤ上に結像すると共に、主走査方向（感光体ドラムＤの回転軸に平行な方向）に等速移動するスポットを形成する。すなわち、第１ｆθレンズ３１と第２ｆθレンズ３２は、その２つのレンズによりｆθレンズとしての機能を果たす。なお、本明細書中では、ポリゴンミラー２０により偏向されたレーザ光の光路上の各位置においても、レーザ光が走査により移動する方向を主走査方向というものとする。また、例えば反射ミラーの反射面上において、主走査方向と垂直な方向を副走査方向というものとする。
【００２０】
反射ミラー５０は、主走査方向に長尺であり、ミラーホルダ５００によりハウジング１００に固定されている。ハウジング１００には、反射ミラー５０の主走査方向両端部付近に対応する位置に、それぞれ、反射ミラー５０の裏面と下部とを支持する支持部１５０ａ，１５０ｂ（図示していないが、１５０ａに相対するものとして説明の便宜上符号を設ける）が設けられている。ミラーホルダ５００は、反射ミラー５０に沿って延びる基部５０１と、ハウジング１００の支持部１５０ａ，１５０ｂに対応する位置に設けられた押さえ板バネ５０２，５０３と、ネジ部材５０４とからなる。基部５０１はハウジング１００にネジで固定されている。
【００２１】
ミラーホルダ５００の基部５０１は、金属等の高剛性部材であり、反射ミラー５０の表面（反射面）との間に所定の間隔をおいて対向面を形成するように起き上がった起立部５０１ａを有する。起立部５０１ａは、反射ミラー５０により反射されるレーザ光を遮らないように、反射ミラー５０の反射面において副走査方向の中央位置まで到達しないように形成されている。起立部５０１ａの主走査方向中央部付近には、ネジ部材５０４を螺合させるネジ孔５０１ｂが形成されている。このネジ孔５０１ｂは、ネジ部材５０４を図２中左上側から螺合したときに、ネジ部材５０４の先端を反射ミラー５０の表面の中央部（主走査方向の中央部、及び副走査方向端部近傍）に圧接させることができる位置に形成されている。また、起立部５０１ａには、図４において詳述する他のネジ孔５０１ｃ、５０１ｃが形成されている。
【００２２】
押さえ板バネ５０２，５０３は、略コの字形状を有しており、一端がハウジング１００の所定位置に固定され、中央部付近に設けられた突起で反射ミラー５０の上部（図中右上部）を押さえ、他端の先端付近で反射ミラー５０の表面を裏面側へ当接付勢する構成となっている。このような構成により、反射ミラー５０は、押さえ板バネ５０２，５０３により上部を、ネジ部材５０４により表面を、ハウジング１００の支持部１５０ａ，１５０ｂにより裏面と下部（図中左下部）をそれぞれ支持されることにより固定される。なお、押さえ板バネ５０２，５０３は、主走査方向の走査範囲より外側に配置されている。
【００２３】
図３は、図２中矢印Ａの方向から反射ミラー５０を見た図である。ネジ部材５０４の先端は反射ミラー５０の表面の中央部（主走査方向の中央部、及び副走査方向端部近傍）に対しわずかに圧力を加えた状態で接している（本明細書では、この状態を「圧接」と表現する）。この状態では、反射ミラー５０は、変形（湾曲）はしないが、応力がかかった状態となる。この構成により、反射ミラー５０の中央部は、振動に対する固定端（節）となる。すなわち、ネジ部材５０４による圧接がない場合の反射ミラー５０の固定端（すなわち、押さえ板バネ５０２，５０３付近）間の距離をＬとすると、ネジ部材５０４により圧接された場合の反射ミラー５０の固定端間の距離はＬ／２となる。よって、反射ミラー５０の固有振動数は、ネジ部材５０４を圧接させることで２倍となる。つまり、ネジ部材５０４の圧接により反射ミラー５０の固有振動数を変化させることができる。
【００２４】
図１から図３においては、ネジ孔５０１ｂにネジ部材５０４を螺合させる構成を示した。図４は、ネジ孔５０１ｃ、５０１ｃを用いた構成を示す図である。図４は、図３と同様の位置から見た図である。ネジ孔５０１ｃ、５０１ｃは、反射ミラー５０の主走査方向に沿って、上述の距離Ｌを３等分する位置２箇所に（すなわち、固定端からそれぞれＬ／３の距離の位置に）それぞれ形成されている。ネジ部材５０４，５０４の先端は反射ミラー５０の表面２箇所を圧接している。この構成により、反射ミラー５０のそれぞれの位置は、振動に対する固定端となる。この場合、反射ミラー５０の各固定端間の距離はＬ／３となる。よって、反射ミラー５０の固有振動数は、ネジ部材５０４，５０４を圧接させることで３倍となる。つまり、ネジ部材５０４，５０４の圧接により、反射ミラー５０の固有振動数を、ネジ部材５０４を１つ用いた場合とはさらに異なる値に変化させることができる。
【００２５】
図１から図４の構成においては、ネジ部材５０４を１つ或いは２つ用いて、反射ミラー５０の固有振動数が２倍或いは３倍となる１つの値に変更可能であることを示した。それらの構成以外にも、例えば、ネジ孔５０１ｃを１つだけ用いてもよい。この場合、反射ミラー５０は当初の固有振動数の３倍の値と１．５倍の値という２つの値を持つことになる。このような構成においても、振動源の周波数から反射ミラー５０の固有振動数をずらすことは可能である。また、本発明は上述の構成に限定されるものではなく、ネジ孔をさらに増やすことによって、固有振動数を４倍以上とすることも可能である。
【００２６】
次に、本発明に係る走査光学装置の他の実施形態である走査光学装置２について説明する。
【００２７】
図５は、走査光学装置２のハウジング２００内部を説明するための側面図であり、図２と同方向から見た図である。なお、図１から図３に示した走査光学装置１に含まれる部材と同一部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
走査光学装置２は、ポリゴンミラー２０、第１ｆθレンズ３１、第２ｆθレンズ３２、第１反射ミラー４１、第２反射ミラー４２、反射ミラー５０をそれぞれ備えている。反射ミラー５０およびそのミラーホルダ（不図示）は、走査光学装置１におけるものと同様である。
【００２９】
第１ｆθレンズ３１を通過したレーザ光は第１反射ミラー４１に入射し、第１反射ミラー４１により偏向されたレーザ光は第２反射ミラー４２に入射し、第２反射ミラー４２により偏向されたレーザ光は第２ｆθレンズ３２に入射する。
【００３０】
光源の射出位置と、ポリゴンミラー２０の入射位置と、第１ｆθレンズ３１のレーザ光通過位置と、第１反射ミラー４１の入射位置とは、水平面ｈ１内に位置するように配置される。また、第２反射ミラー４２の入射位置と、第２ｆθレンズ３２のレーザ光通過位置と、反射ミラー５０とは、水平面ｈ２内に位置するように配置される。なお、水平面ｈ１と水平面ｈ２の間隔Ｈはなるべく小さいほうが好ましい。間隔Ｈが小さいほど装置をコンパクトにすることができる。なお、間隔Ｈは、第１反射ミラー４１の上部および第２反射ミラー４２の下部がレーザ光を遮らないような範囲に設定される。
【００３１】
第１反射ミラー４１は、ミラーホルダ４１０によりハウジング２００に固定されている。ハウジング２００には、第１反射ミラー４１の主走査方向両端部付近に対応する位置に、それぞれ、第１反射ミラー４１の表面（反射面）と下部とを支持する支持部１４１ａ，１４１ｂ（図示していないが、１４１ａに相対するものとして説明の便宜上符号を設ける）が設けられている。ミラーホルダ４１０は、第１反射ミラー４１に沿って延びる基部４１１と、基部４１１においてハウジング２００の支持部１４１ａ，１４１ｂに対応する位置に設けられた押さえ板バネ４１２，４１３（図６，７）と、ネジ部材４１４とからなる。ミラーホルダ４１０はハウジング２００にネジで固定されている。
【００３２】
ミラーホルダ４１０の基部４１１は、第１反射ミラー４１の裏面との間に所定の間隔をおいて対向面を形成するように起き上がった起立部４１１ａを有する。起立部４１１ａの主走査方向中央部付近には、ネジ部材４１４を螺合させるネジ孔が形成されている。このネジ孔は、ネジ部材４１４を図５中右側から螺合したときに、ネジ部材４１４の先端を第１反射ミラー４１の裏面の中央部（主走査方向、副走査方向それぞれの中央部）に圧接させることができる位置に形成されている。また、起立部４１１ａには、主走査方向に沿った他の２箇所にもネジ孔が形成されている（図１のミラーホルダ５００の起立部５０１ａ参照）。
【００３３】
押さえ板バネ４１２，４１３は、略コの字形状を有しており、一端は基部４１１の起立部４１１ａから一体的に延びており、その中央部付近に設けられた突起で第１反射ミラー４１の上部を押さえ、さらにその他端はハウジング２００の所定位置に掛止される構成となっている。このような構成により、第１反射ミラー４１は、押さえ板バネ４１２，４１３により上部を、ネジ部材４１４によりその裏面を、ハウジング２００の支持部１４１ａ，１４１ｂによりその表面と下部を、それぞれ支持されることにより固定される。なお、支持部１４１ａ，１４１ｂや押さえ板バネ４１２，４１３は、主走査方向の走査範囲外側に配置されている。
【００３４】
図６は、図５中上方向から第１反射ミラー４１を見た図である。ネジ部材４１４の先端は第１反射ミラー４１の裏面の中央部（主走査方向および副走査方向の中央部）を圧接している。この状態では、図３に示した反射ミラー５０と同様の効果が生じる。すなわち、第１反射ミラー４１の固有振動数は、ネジ部材４１４を圧接させることで２倍となる。なお、ネジ部材４１４は、第１反射ミラー４１の裏面を圧接するため、副走査方向に対して中央部を圧接してもレーザ光を遮ることがない。すなわち、反射ミラーの表面を圧接する場合よりも、圧接位置の選択の自由度が高まる。
【００３５】
図７は、反射ミラー５０の図４の構成に対応するものであり、２つのネジ部材４１４，４１４を用いて、第１反射ミラー４１の裏面２箇所を圧接した状態を示す図である。この状態では、第１反射ミラー４１の固有振動数は３倍となる。また、反射ミラー５０の場合と同様、２つのネジ部材を用いるところを１つとして、３倍と１．５倍という固有振動数を持たせるようにしてもよい。さらに、ネジ孔を増やして固有振動数を４倍以上とすることも可能である。
【００３６】
第２反射ミラー４２は、ミラーホルダ４２０によりハウジング２００に固定されている。このミラーホルダ４２０と第２反射ミラー４２との関係は、ミラーホルダ５００と反射ミラー５０との関係（図１から図４）とほぼ同様である。すなわち、ネジ部材４２４により圧接する面がレーザ光の反射面である。第２反射ミラー４２における固有振動数の調整は反射ミラー５０におけるものと同様であるため、その説明は省略する。
【００３７】
したがって、本発明の走査光学装置によれば、その製造時に、ネジ部材を用いるか否か、或いはいくつ用いるかで、反射ミラーの固有振動数を変化させることができる。例えば、ネジ部材を１つ用いると固有振動数が２倍になる。またはネジ部材を２つ用いると固有振動数が３倍になる。これらは、反射ミラーの固定端の間の距離を等分するようにネジ部材で固定することによりなされる。また、当該距離を整数比にする構成でもよい。このように固定することにより、反射ミラーの固有振動数は当初とは異なる他の一つ或いは幾つかに変更される。よって、走査光学装置の組立時、画像形成装置への設置時に、反射ミラーの固有振動数を振動源の周波数から外すよう調整できるので、反射ミラーの共振を容易に抑制することができる。なお、本発明は、固有振動数を変化させる部材を反射ミラーに限定するものではない。例えば、ｆθレンズやその他の光学部材に対しても、それらに適合したホルダを作製することによって、本発明の効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】走査光学装置の上面図である。
【図２】走査光学装置のハウジング内部を説明するための側面図である。
【図３】反射ミラーの固定位置を示す図である。
【図４】反射ミラーの固定位置を示す図である。
【図５】他の実施形態の走査光学装置の側面図である。
【図６】第１反射ミラーの固定位置を示す図である。
【図７】第１反射ミラーの固定位置を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，２  走査光学装置
１０  光源
２０  ポリゴンミラー
３１  第１ｆθレンズ
３２  第２ｆθレンズ
４１  第１反射ミラー
４２  第２反射ミラー
５０  反射ミラー
１００，２００  ハウジング
４１０，４２０，５００  レンズホルダ
４１４，４２４，５０４  ネジ部材
【図１】
2008242146.tif 000003
【図２】
2008242146.tif 000004
【図３】
2008242146.tif 000005
【図４】
2008242146.tif 000006
【図５】
2008242146.tif 000007
【図６】
2008242146.tif 000008
【図７】
2008242146.tif 000009