(57)【要約】【課題】光を反射するミラーを備える光学装置において、そのミラーを変形させて平面度を低下させることなく、ミラーの防振性を高める。【解決手段】光を反射するミラーを備える光学装置において、高脆性材料で形成された補強板４０を、防振用の粘弾性部材４２を介してミラー１９の裏面に貼り付ける。【選択図】　　　　図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射するミラーを備える光学装置において、高脆性材料で形成された補強板を、防振用の粘弾性部材を介して前記ミラーの裏面に貼り付けたことを特徴とする、光学装置。
【請求項２】
前記ミラーを、その長手方向中央部で保持して設置してなる、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記高脆性材料で形成された補強板をフロート板ガラスで形成してなる、請求項１に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
この発明は、たとえば複写機・プリンタ・ファクシミリなどに使用する光学装置に関する。詳しくは、そのような複写機等において、感光体上に画像情報を書き込んだり原稿上の画像情報を読み取ったりするために、光源からの光を反射するミラーを備えた光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光学装置、たとえば読取装置では、光源と第１ミラーとを第１キャリッジ上に搭載し、第２ミラーと第３ミラーとを第２キャリッジ上に搭載していた。そして、原稿上の読取面に沿って、第１キャリッジを速度Ｖで移動するとともに、第２キャリッジをその半分の速度Ｖ／２で移動していた。
【０００３】
ところが、そのような読取装置では、一定幅以上の読取を行うことができるように、光源のみならず複数のミラーもすべて、第１キャリッジおよび第２キャリッジの移動方向と直角な方向に細長に形成していた。
【０００４】
【特許文献１】特開平１ー１１６６６３号公報
このため、ミラーは、薄く細長であることから、振動を受けて撓みやすく、読取品質が低下する問題があった。よって、従来では、ミラーを、その長さ方向中央部で保持したり（特許文献１参照）、裏面に金属製補強板を貼り付けたりすることで、ミラーの剛性を強くして防振性を高め、読取品質の向上を図ることが行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ミラーの中央部を精度よく保持することは困難であり、ミラーを保持することにより、ミラーに数μｍ程度の変形を与え、その平面度を低下させることは避けられなかった。
【０００６】
また、ミラーの平面度は、１μｍ以下であるのに対して金属製補強板の平面度は５０〜１００μｍ程度が限界であり、金属製補強板を貼り付けることにより、ミラーに変形を与え、その平面度を低下させることも避けられなかった。
【０００７】
特に、どちらの場合も、ミラーが細長いために、該ミラーを短手方向にはあまり変形させず、長手方向で大きく変形させる問題があった。
【０００８】
故に、図１４左に示すように、ミラー１が単体で長手方向Ａの曲率半径が大きく、短手方向Ｂの曲率半径が小さく、そのミラー１の反射面１ａを干渉計を通して観察したとき、長手方向Ａに大きく短手方向Ｂに小さい横長の楕円形状イの干渉縞が見えたとする。すると、ミラー１の中央部を保持したり、ミラー１の裏面１ｂに補強板を貼り付けたりすると、ミラー１はその長手方向Ａで大きく変形し、図１４右に示すように長手方向Ａで曲率の符号が異なるまで変形し、その変形後のミラー１の反射面１ａを干渉計を通して観察すると、干渉縞は鞍形状ロに変化している。干渉縞がこのような鞍形状ロに変化すると、結像性能が著しく低下することが知られている。
【０００９】
また逆に、ミラー１単体で鞍形状ロであったものが、中央部を保持したり補強板を貼り付けたりすることによって横長の楕円形状イに変化しても、結像性能が著しく低下することが知られている。
なお、図１４中符号ｒは干渉計の測定径であり、ｂはミラー１の幅である。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、上述のような光反射用のミラーを備える光学装置において、そのミラーを変形させて平面度を低下させることなく、ミラーの防振性を高めることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載のものは、たとえば以下の実施例に示すとおり、光を反射する、たとえばミラー１７・１８・１９のようなミラーを備える光学装置において、高脆性材料で形成された補強板４０を、防振用の粘弾性部材４２を介して前記ミラーの裏面に貼り付けた、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載のものは、たとえば以下の実施例に示すとおり、請求項１に記載の光学装置において、前記ミラーを、その長手方向中央部で保持して設置してなる、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載のものは、たとえば以下の実施例に示すとおり、請求項１に記載の光学装置において、前記高脆性材料で形成された補強板４０をフロート板ガラスで形成してなる、ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施例につき説明する。
図５には、複写機に用いる読取装置を示す。図中１０は、ケース１１の上面に嵌め付けたコンタクトガラスである。その上には、読取面を下にして原稿１２をセットする。
【００１５】
そのセット原稿１２に沿って移動可能に、ケース１１内には第１キャリッジ１３および第２キャリッジ１４を設置する。そして、第１キャリッジ１３には、光源としてハロゲンランプ１５、その光を読取面に向けて反射する反射板１６ａ・１６ｂ、原稿１２の読取面からの反射光を図中左方向に反射する第１ミラー１７などを搭載する。
【００１６】
一方、第２キャリッジ１４には、その第１ミラー１７からの光を図中下方に向け反射する第２ミラー１８、その第２ミラー１８からの光を図中右方向に反射する第３ミラー１９などを搭載する。
【００１７】
また、ケース１１内には、第３ミラー１９で反射した光を通して結像するレンズ２０、そのレンズ２０で結像した光を電気信号に変換する光電変換素子としてのカラーセンサ２１を備える。図５中符号２２は、そのカラーセンサ２１を取り付ける読取基板である。
【００１８】
そして、所望原稿上の画像情報の読取を行うときは、図示するとおり、読取面を下にしてコンタクトガラス１０上に原稿１２をセットし、図示しないスタートスイッチを押す。すると、コンタクトガラス１０に沿って、第１キャリッジ１３が速度Ｖで移動するとともに、第２キャリッジ１４が速度Ｖ／２で移動する。そして、ハロゲンランプ１５からの光を反射板１６ａ・１６ｂで反射して原稿１２の読取面に当て、その反射光を第１ミラー１７で反射して第２ミラー１８に入れ、その第２ミラー１８および第３ミラー１９で反射してレンズ２０を通してカラーセンサ２１に入れる。しかして、そのカラーセンサ２１で光信号を電気信号に変換し、原稿上の画像情報を読み取る。図示例は、複写機に用いる読取装置であるから、読取内容は図示省略する記録部で適宜用紙に記録を行い、その用紙を図示しない排出口から排出する構成としてなる。
【００１９】
ところで、上述した読取装置に用いるミラー１７・１８・１９には、図４に示すように、金属製の補強板２３を貼り付けてそれらミラーの剛性を高めてなる。補強板２３は、断面Ｌ字型で、その一外面をミラー１７・１８・１９の裏面に貼り付けてなる。または、たとえば図３に示すように、その短手方向の端面の長手方向中央部にそれぞれ板ばね２４の先端を押し当て、それら板ばね２４でミラー１７・１８・１９を挾持して剛性を高める構成とすることもできる。なお、その場合、板ばね２４は、第１キャリッジ１３や第２キャリッジ１４に設けるフレーム２５でそれぞれ支持する。
【００２０】
さて、それらミラー１７・１８・１９は、単体では、図１左に示すように、長手方向Ａの曲率半径を小さく短手方向Ｂの曲率半径を大きくし、そのミラー１７・１８・１９の反射面１７ａ・１８ａ・１９ａを干渉計を通して観察するとき、長手方向Ａに小さく短手方向Ｂに大きい縦長の楕円形状ハの干渉縞が見えるようにする。干渉計の光源としてＨｅ−Ｎｅレーザを使用すると、波長λは６３２．８ｎｍであるから、干渉縞１本でλ／２の約０．３μｍの測定ができる。
【００２１】
そして、そのミラー１７・１８・１９に金属製補強板２３を貼り付けると、ミラー１７・１８・１９は、その長手方向Ａで大きく変形する。しかし、長手方向の曲率半径が小さいから、曲率の符号が異なるまでには到らず、その変形後のミラー１７・１８・１９の反射面１７ａ・１８ａ・１９ａを干渉計を通して観察すると、たとえば図１右に示すように、干渉縞はほぼ真円形状ニに変形する。
【００２２】
仮に、ミラー１７・１８・１９が、単体で、図２左に示すように、長手方向Ａの曲率半径と短手方向Ｂの曲率半径が等しく、そのミラーの反射面１７ａ・１８ａ・１９ａを干渉計を通して観察したとき、逆にほぼ真円形状ニに近い干渉縞が見えたとする。このとき、それに金属製補強板２３を貼り付けると、ミラー１７・１８・１９の長手方向Ａで大きく変形するが、それでも曲率の符号が異なるまでに到らず、その変形後のミラー１７・１８・１９の反射面１７ａ・１８ａ・１９ａを干渉計を通して観察すると、たとえば図２右に示すように、干渉縞は円弧形状ホに変形する。
【００２３】
このように、この例によれば、ミラー１７・１８・１９の長手方向の曲率半径を小さくつくるから、上述した例のように裏面に補強板２３を貼り付たり、中央部を保持したりしてその剛性を高めたとしても、ミラー１７・１８・１９の長手方向で曲率の符号が変わるまで変形することがなく、そのために平面度が低下することがない。したがって、結像性能を著しく低下することなく、読取品質を向上することができる。
【００２４】
ところで、長手方向の長さがＬで短手方向の長さがＷのミラー１７・１８・１９を製作する場合には、たとえば図６に示すように、一辺の長さがＬで、他片の長さがＷのｎ（整数）倍のＬ´である、正方形に近い大判のミラー素材２６を用い、それを研磨して干渉計を通して観察したとき、真円形状ニに近い干渉縞が見えるようにする。そして、それを幅Ｗごとにカットすると、図７で示すようなｎ枚（図では５枚）のミラーを得ることができる。
【００２５】
これらのカットされたミラー素材を同様に干渉計で観察すると、補強板２３の貼り付け等で変形しても、鞍形状になりにくい、長手方向の曲率半径が小さく短手方向の曲率半径が大きい形状とすることができる。
なお、図中ｒは、干渉計の測定径である。
【００２６】
なお、幅Ｗへのカットは、大判のミラー素材２６にアルミニュウムを蒸着する前に行ってもよいし、蒸着して後に行ってもよい。
【００２７】
ところで、上述した読取装置は、原稿１２上の画像情報をカラーセンサ２１に結像して読み取った。しかし、この発明は、たとえば図８に示す以下の例のように、原稿上の画像情報を感光体上に結像して読み取る読取装置に適用することもできる。
【００２８】
この読取装置は、図５に示したものと同様に複写機に用いるもので、対応する部分には同一の符号を付して示す。
【００２９】
図８中符号３０は、その複写機に備えるドラム状の感光体である。その感光体３０の上側に、この読取装置を設置する。その読取装置は、光反射用ミラーとして、第１ミラー１７・第２ミラー１８・第３ミラー１９に加えて、レンズ２０を通る光を図中下方に反射する第４ミラー３２と、その第４ミラー３２からの光を図中左方向に反射する第５ミラー３３と、その第５ミラー３３からの光を図中下方の感光体３０に向けて反射する第６ミラー３４とを備える。そして、第４ミラー３２および第５ミラー３３は、図中右側でケース１１に移動可能に設置する第３のキャリッジ３５に搭載する。また、第６ミラー３４は、その下側の防塵ガラス３６とともに感光体３０の上側にケース１１で支持してなる。なお、図中符号３７は、帯電装置である。
【００３０】
そして、この例では、読取時、セット原稿に当てて反射したハロゲンランプ１５からの光を、順次第１ミラー１７・第２ミラー１８・第３ミラー１９で反射し、さらにレンズ２０を通して順次第４ミラー３２・第５ミラー３３・第６ミラー３４で反射し、防塵ガラス３６を通して感光体３０に向けて照射する。しかして、帯電装置３７で一様に帯電した感光体３０の表面上に、原稿上の画像を投影してその画像情報を読み取ると同時に、その読取内容の光書込みを行って静電潜像を形成する。
【００３１】
そうして、この読取装置では、ミラー１７〜１９だけではなく、ミラー３２〜３４についても、その長手方向の曲率半径を小さく短手方向の曲率半径をそれに等しいかそれより大きくつくる。しかして、仮に、それらミラーの長手方向中央部を保持したり裏面に補強板を貼り付けたりしても、長手方向で曲率の符号が変わるまで変形して平面度が低下しないようにする。
【００３２】
ところで、上述した例では、補強板２３として金属製のものを用いた。しかし、金属製のものは、補強板を厚くすると、それだけ剛性が強くなり防振性が高まる反面、自身の変形に応じてミラーにもそれだけ変形を与えやすく、その平面度を低下させやすい。一方、薄くすると、ミラーの変形の程度が少なくて済む反面、剛性が落ちるため防振性が低下するおそれがある。また、金属製補強板は、通常、ミラーの形状に対応して比較的細長いことから、組付けなどの際に取扱いを誤って変形させやすい。
【００３３】
そこで、この発明では、たとえば以下の図示実施例のように、補強板自体を、ほとんど変形しない高脆性材料でつくり、その補強板の変形が原因でミラーに変形を与えて平面度を低下させることがないように構成する。
【００３４】
つまり、この実施例では、補強板として、高脆性材料からなる、たとえばフロート板ガラスを用い、図９に示すように、この補強板４０を、たとえば図５に示した第３ミラー１９の裏面に防振用の粘弾性部材４２を介して貼り付ける。
【００３５】
さて、図１０に示すように、仮に、同じミラー１９に粘弾性部材４２を介して金属製補強板４３を貼り付けた場合には、図中鎖線で示すように金属製補強板４３に反りを生じたとすると、それに倣ってミラー１９も変形する。しかし、図９に示すように、フロート板ガラス製補強板４０を貼り付けた場合には、それ自体変形しないために、ミラー１９にも何らの変形を与えず、高精度の平面度をそのまま保持することができる。
【００３６】
次に、このフロート板ガラス製補強板４０を用いた場合のミラー１９の防振効果につき、図１１に示す振動特性を参考にして説明する。
【００３７】
図１１では、フロート板ガラス製補強板付ミラー１９の振動特性ａを、金属製補強板付ミラー１９の振動特性ｇと補強板なしのミラー１９の振動特性ｃと比較して示す。なお、同図では、横軸を振動の周波数Ｈｚ、縦軸を振幅ｄＢとする。
【００３８】
しかして、図１１に示すとおり、フロート板ガラス製補強板４０を用いた場合ａには、一次振動での周波数Ｈｚが高くなり、その振幅ｄＢのピークも下がり、金属製補強板４３を用いた場合ｇと、ほぼ同程度の高い防振効果が得られることが判る。
【００３９】
なお、上記した補強板４０として、フロート板ガラスを使用したが、他の板ガラスを用いてもよいし、高脆性材料からなるものであれば、陶器製のものや極めて剛性の高い金属製のもの等を用いることもできる。
【００４０】
さて、以上の実施例は、複写機に備える読取装置を用いて説明したが、この発明は、図１２に示す以下の実施例のように、たとえばレーザプリンタに備える光書込み装置にも適用することができる。
【００４１】
この光書込み装置には、図１２中符号４７で示すポリゴンミラーを備える。そして、符号４８はｆθレンズであり、４９は光反射用の折返しミラーである。
【００４２】
しかして、書込み時に、図示しないレーザダイオードから出射するレーザ光４６を、ポリゴンモータ５１により回転駆動するポリゴンミラー４７で偏向し、さらにｆθレンズ４８を通して折返しミラー４９で反射して感光体５０に向け照射する。そして、帯電装置（図示省略）で一様に帯電した感光体５０の表面上に書込みを行って適宜静電潜像を形成する。図示実施例は、レーザプリンタに用いる光書込み装置であるから、図示しないが、その静電潜像を、現像装置で可視像化して転写装置で適宜用紙に転写し、その転写画像を定着装置で定着して後に、その記録済用紙を排出口から排出する構成としてなる。
【００４３】
そして、この光書込み装置では、折返しミラー４９の裏面に、上述したと同様に、フロート板ガラス製補強板を粘弾性部材を介して貼り付けてなる。しかして、折返しミラー４９に補強板による変形を与えず、高精度の平面度をそのまま保持するようにする。
【００４４】
次に、フロート板ガラス製補強板を用いた場合の折返しミラー４９の防振効果につき、図１３に示す振動特性を参考にして説明する。
【００４５】
図１３では、フロート板ガラス製補強板付きの折返しミラー４９の振動特性ｄを、防振ゴム付折返しミラー４９の振動特性ｅと補強板なしの折返しミラー４９の振動特性ｆと比較して示す。
【００４６】
しかして、図１３に示すように、防振ゴム付きの場合ｅには、一次振動での振幅ｄＢのピークが下がるものの周波数Ｈｚが低くなるのに対し、フロート板ガラス製補強板付きの場合ｄには、一次振動での周波数Ｈｚが高くなり、その振幅ｄＢのピークも下がり、防振ゴム付きの場合よりも折返しミラー４９の防振効果が高いことが判る。
【００４７】
【発明の効果】
したがって、請求項１に記載のものによれば、高脆性材料からなる補強板をミラーの裏面に貼り付けることから、補強板自体変形しないために、ミラーにも何らの変形を与えず、高精度の平面度を確保することができ、防振用の粘弾性部材を介して貼り付けることから、その防振用の粘弾性部材により一層高い防振効果を得ることができる。
【００４８】
請求項２に記載のものによれば、そのミラーの長手方向中央部を保持することにより、ミラーの平面度を低下させることなく、その剛性を強くして防振性を高めることができる。
【００４９】
請求項３に記載のものによれば、その補強板をフロート板ガラスで形成するから、そのガラスの貼付側表面を研磨仕上げするなどの二次加工を必要とせず、簡単かつ安価に、しかも、より高精度にミラーの平面度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】読取装置で用いるミラーで、金属製補強板の貼り付け前後の形状変化を説明する説明図である。
【図２】同様な他のミラーで、同じく金属製補強板の貼り付け前後の形状変化を説明する説明図である。
【図３】それらのミラーの保持構造の一例を示す概略構成図である。
【図４】それらのミラーの裏面に金属製補強板を貼り付けた状態の斜視図である。
【図５】それらのミラーを用いる読取装置の概略構成図である。
【図６】それらのミラーをつくるときのミラー素材の平面図である。
【図７】それらのミラー素材をカットした状態図である。
【図８】光書込み機能を備えた別の読取装置の概略構成図である。
【図９】裏面にフロート板ガラスを粘弾性部材を介して貼り付けたミラーの側面図である。
【図１０】その同じミラーの裏面に金属製補強板を粘弾性部材を介して貼り付けた場合の変形状態を説明する側面図である。
【図１１】フロート板ガラス付ミラーの振動特性を、金属製補強板付ミラーの振動特性と補強板なしのミラーの振動特性と比較するグラフである。
【図１２】レーザプリンタに備える光書込み装置による光書込み状態を説明する説明図である。
【図１３】フロート板ガラス付ミラーの振動特性を、防振ゴム付ミラーの振動特性と補強板なしのミラーの振動特性と比較するグラフである。
【図１４】従来の読取装置で用いるミラーで、金属製補強板の貼り付け前後の形状変化を説明する説明図である。
【符号の説明】
１７　第１ミラー
１８　第２ミラー
１９　第３ミラー
２３　金属製補強板
３２　第４ミラー
３３　第５ミラー
３４　第６ミラー
４０　フロート板ガラス（補強板）
４２　防振用の粘弾性部材
４９　折返しミラー
Ａ　　ミラー長手方向
Ｂ　　ミラー短手方向
【図１】
2004004844.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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