(57)【要約】【課題】  光走査装置において、曲面からなる反射面を備えた反射鏡を、振動の影響を抑制するように支持する。【解決手段】  反射鏡１０は、光束の走査方向に沿って長尺に形成されている。反射鏡１０は、一方の面が反射面２０となる薄板状の反射鏡本体と、反射鏡本体から裏側に延びる上下のリブ２１ａ，２１ｂとを備えている。反射面２０は、少なくとも前記走査方向に正のパワーを有する曲面からなり、且つ、いわゆる自由曲面からなっている。反射鏡１０は、突起３１〜３３によって、一方の端部近傍に位置する第１の支持点Ｓ１と、他方の端部近傍に位置する第２の支持点Ｓ２と、中央部近傍に位置する第３の支持点Ｓ３とにおいて、３点支持されている。平面視において反射鏡１０の重心Ｇは、第１〜第３の支持点Ｓ１〜Ｓ３を結んでなる仮想三角形Ｖ３の内側に位置する。【選択図】  図４
2005148261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査される光束を反射する反射鏡を備えた光走査装置において前記反射鏡を支持する方法であって、
前記反射鏡は、光束の走査方向に長尺且つ少なくとも前記走査方向に正のパワーを有する曲面からなる反射面を備え、
前記反射鏡を、平面視において前記反射鏡の重心を囲むように配置された第１、第２及び第３の支持点にて支持する反射鏡の支持方法。
【請求項２】
走査される光束を反射する反射鏡を備えた光走査装置において前記反射鏡を支持する方法であって、
前記反射鏡は、光束の走査方向に長尺且つ少なくとも前記走査方向に正のパワーを有する曲面からなる反射面を備え、
前記反射鏡を、平面視において前記反射鏡の長尺方向の中央部断面の剪断中心を囲むように配置された第１、第２及び第３の支持点にて支持する反射鏡の支持方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の一端近傍に位置し、
前記第３の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の他端近傍に位置する請求項１又は２に記載の反射鏡の支持方法。
【請求項４】
前記第１の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の一端近傍に位置し、
前記第２の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の他端近傍に位置し、
前記第３の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の中央近傍に位置する請求項１又は２に記載の反射鏡の支持方法。
【請求項５】
前記第３の支持点は、前記第１の支持点と前記第２の支持点とを結ぶ仮想直線よりも前記反射鏡の反射面の凹側に位置する請求項４に記載の反射鏡の支持方法。
【請求項６】
前記反射鏡の重心が前記反射鏡の長尺方向の中央部断面の剪断中心と一致している請求項１〜５のいずれか一つに記載の反射鏡の支持方法。
【請求項７】
前記反射鏡は、前記反射面が形成された前側部分と前記反射面の裏側にあたる後側部分とが、前記反射鏡の前後方向の中間において前記反射鏡の長尺方向と前記各支持点の支持方向とで形成される面に対して対称な形状に形成されている請求項１〜６のいずれか一つに記載の反射鏡の支持方法。
【請求項８】
光束を出力する光源と、
前記光源からの光束を走査する光偏向器と、
前記光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光源からの光束を前記光偏向器の偏向面に導くとともに前記偏向面上に線像を形成する第１結像光学系と、
前記光偏向器と被走査面との間に配置され、前記光偏向器からの光束を前記被走査面に導くとともに前記被走査面上に等速度で均一なスポットを結像する第２結像光学系とを備えた光走査装置であって、
前記第２結像光学系は、光束の走査方向に長尺且つ少なくとも前記走査方向に正のパワーを有する曲面からなる反射面を有する反射鏡を備え、
前記反射鏡を第１、第２及び第３の支持点においてそれぞれ支持する第１、第２及び第３の支持部材を更に備え、
平面視において前記反射鏡の重心が、前記第１、第２及び第３の支持点を結んでなる仮想三角形の内側に位置する光走査装置。
【請求項９】
光束を出力する光源と、
前記光源からの光束を走査する光偏向器と、
前記光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光源からの光束を前記光偏向器の偏向面に導くとともに前記偏向面上に線像を形成する第１結像光学系と、
前記光偏向器と被走査面との間に配置され、前記光偏向器からの光束を前記被走査面に導くとともに前記被走査面上に等速度で均一なスポットを結像する第２結像光学系とを備えた光走査装置であって、
前記第２結像光学系は、光束の走査方向に長尺且つ少なくとも前記走査方向に正のパワーを有する曲面からなる反射面を有する反射鏡を備え、
前記反射鏡を第１、第２及び第３の支持点においてそれぞれ支持する第１、第２及び第３の支持部材を更に備え、
平面視において前記反射鏡の長尺方向の中央部横断の剪断中心が、前記第１、第２及び第３の支持点を結んでなる仮想三角形の内側に位置する光走査装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の一端近傍に位置し、
前記第３の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の他端近傍に位置する請求項８又は９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第１の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の一端近傍に位置し、
前記第２の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の他端近傍に位置し、
前記第３の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の中央近傍に位置する請求項８又は９に記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記第３の支持点は、前記第１の支持点と前記第２の支持点とを結ぶ仮想直線よりも前記反射鏡の反射面の凹側に位置する請求項１１に記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記反射鏡の重心が前記反射鏡の長尺方向の中央部断面の剪断中心と一致している請求項８〜１２のいずれか一つに記載の光走査装置。
【請求項１４】
前記反射鏡は、前記反射面が形成された前側部分と前記反射面の裏側にあたる後側部分とが、前記反射鏡の前後方向の中間において前記反射鏡の長尺方向と前記各支持点の支持方向とで形成される面に対して対称な形状に形成されている請求項８〜１３のいずれか一つに記載の光走査装置。
【請求項１５】
前記反射鏡は、曲面を有する合成樹脂製部材と、前記合成樹脂製部材の前記曲面上に形成された鏡面膜とにより構成されている請求項８〜１４のいずれか一つに記載の光走査装置。
【請求項１６】
前記第２結像光学系は、前記反射鏡のみから構成されている請求項８〜１５のいずれか一つに記載の光走査装置。
【請求項１７】
請求項８〜１６のいずれか一つに記載の光走査装置と、
外周面が前記被走査面をなし、前記光走査装置の光束の走査方向に延びる略円筒形状の感光体と、
前記感光体を回転させる駆動手段と、
前記感光体にトナーを供給する現像器と、
前記感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置における反射鏡の支持方法及び光走査装置並びにそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光走査装置は、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置などに利用されている。この種の光走査装置として、光源としての半導体レーザと、ポリゴンミラー（回転多面鏡）と、半導体レーザからの光束をポリゴンミラー上に線状に結像する第１結像光学系と、被走査面上に等速度で均一なスポットを結像する第２結像光学系と、ポリゴンミラーによって走査された光束を検出する走査開始信号検出器と、半導体レーザからの光束を走査開始信号検出器に集光する検出光学系とを備えた装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述のように第２結像光学系は被走査面上に等速度で均一なスポットを結像するという高度な機能を発揮するものであるため、第２結像光学系を１個の光学素子で構成しようとすると、その光学素子を複雑な形状に形成する必要がある。ところで、多くの場合、第２結像光学系には、光透過型の光学素子であるガラスレンズが用いられる。しかし、ガラスレンズを複雑な形状に加工することは困難である。そのため、第２結像光学系を１枚のガラスレンズで構成することは難しかった。したがって、第２結像光学系をガラスレンズで構成しようとすると、複数枚のガラスレンズを組み合わせる必要があった。なお、通常、これらのレンズの組み合わせは、ｆθレンズと呼ばれている。
【０００４】
ところが、ガラスレンズは高価な光学素子である。そのため、第２結像光学系をガラスレンズで構成しようとすると、高価なガラスレンズが複数枚必要となり、光走査装置の小型化や低コスト化が難しかった。
【０００５】
そこで、光走査装置の小型化及び低コスト化を図るため、第２結像光学系に曲面からなる反射面を備えた反射鏡を用いる装置が提案されている。すなわち、第２結像光学系として、光透過型の光学素子ではなく、光反射型の光学素子を用いることが提案されている。
【０００６】
また、本願出願人は、いわゆる自由曲面からなる反射面を備えた反射鏡を用いることにより、第２結像光学系を当該反射鏡のみで構成することを提案している（例えば、特許文献２参照）。図８に示すように、この種の反射鏡１００では、横断面は略Ｃ字型になっている一方、横断面の形状が軸方向に沿って一定ではなく、全体がねじれた形状になっている。このような形状を備えていることにより、反射鏡１００は被走査面上でスポットを直線状に走査することが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−１６６２３９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４８５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、光走査装置の小型化が進んでおり、光学素子に対する振動の影響は無視できないものとなりつつある。しかしながら、光学素子としての反射鏡は、光透過型の光学素子（レンズ等）に比べて振動の影響を受けやすい。そのため、反射鏡に対する振動の影響を抑制する方策が望まれている。
【０００８】
前記特許文献１の走査光学装置では、振動の影響を抑制するために、図９に示すように、反射鏡１０１の長手方向の両端部と中央部との下方にそれぞれ支持部材１０２，１０３，１０４を設け、反射鏡１０１を長手方向の両端部と中央部とで３点支持していた。更に、両端部では、図示しない弾性部材により、反射面１０５と直交する方向に反射鏡１０１を押圧していた。一方、中央部では、弾性部材１０６によって、反射面１０５と平行な方向に反射鏡１０１を押圧していた。この装置では、反射鏡１０１を支持する３つの支持部材１０２，１０３，１０４は、反射鏡１０１の長手方向に沿って略直線状に並んでいた。
【０００９】
しかし、図９（ｂ）に示すように、反射鏡１０１の前後方向（図９（ｂ）の左右方向）に関して反射鏡１０１の重心Ｇと支持点Ｓとの位置がずれていると、外部から力が加わった際に、反射鏡１０１は支持点Ｓを中心として振動しやすかった。
【００１０】
また、前記走査光学装置では、反射鏡１０１の反射面１０５は、曲面ではなく平坦面であった。また、当該反射鏡１０１は、断面が矩形状であり、支持しやすい形状に形成されていた。そのため、支持点Ｓが略直線状に並ぶ上記の支持方法によって、反射鏡１０１の振動抑制を試みることができた。また、上記反射鏡１０１では、断面形状は長手方向に沿って一定であった。そのため、反射鏡１０１の形状は比較的単純であり、もともと支持しやすい形状になっていた。
【００１１】
ところが、曲面からなる反射面を備えた反射鏡は、形状が複雑である。したがって、上記の支持方法をそのまま利用することはできず、新たな支持方法が待ち望まれていた。
【００１２】
また、前記特許文献１の反射鏡は、いわゆる折り返しミラーに過ぎず、それ自体で第２結像光学系を構成するものではなかった。しかし、特に反射面がいわゆる自由曲面からなる反射鏡では、全体がねじれた形状に形成されているので、従来の支持方法では振動を十分に抑制することは困難であった。
【００１３】
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、光走査装置において、曲面からなる反射面を備えた反射鏡を、振動の影響を抑制するように支持することにある。また、そのような支持方法を実現した光走査装置及びそれを備えた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】
【００１４】
本発明に係る反射鏡の支持方法は、走査される光束を反射する反射鏡を備えた光走査装置において前記反射鏡を支持する方法であって、前記反射鏡は、光束の走査方向に長尺且つ少なくとも前記走査方向に正のパワーを有する曲面からなる反射面を備え、前記反射鏡を、平面視において前記反射鏡の重心を囲むように配置された第１、第２及び第３の支持点にて支持する方法である。
【００１５】
上記支持方法によれば、反射鏡の重心が第１〜第３の支持点を結んでなる仮想三角形の内側に位置するので、外部から力が加わった場合であっても、反射鏡はいずれか一つの支持点において、振動する方向と逆方向の力を受けることになる。そのため、反射鏡の振動は抑制される。
【００１６】
本発明に係る他の反射鏡の支持方法は、走査される光束を反射する反射鏡を備えた光走査装置において前記反射鏡を支持する方法であって、前記反射鏡は、光束の走査方向に長尺且つ少なくとも前記走査方向に正のパワーを有する曲面からなる反射面を備え、前記反射鏡を、平面視において前記反射鏡の長尺方向の中央部断面の剪断中心を囲むように配置された第１、第２及び第３の支持点にて支持する方法である。
【００１７】
上記支持方法によれば、反射鏡の中央部断面の剪断中心は、第１〜第３の支持点を結んでなる仮想三角形の内側に位置することになる。したがって、外部から力が加わった場合であっても、少なくとも反射鏡の中央部付近はねじれにくくなる。そのため、反射面の面倒れは起こりにくくなり、振動の影響は抑制される。
【００１８】
前記第１及び第２の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の一端近傍に位置し、前記第３の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の他端近傍に位置することが好ましい。
【００１９】
上記支持方法によれば、第１〜第３の支持点はいずれも反射鏡の端部に位置するので、反射鏡の端部以外において、支持されることに起因する歪みの発生は防止される。したがって、反射面の端部以外において、面倒れは効果的に抑制される。
【００２０】
前記第１の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の一端近傍に位置し、前記第２の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の他端近傍に位置し、前記第３の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の中央近傍に位置してもよい。
【００２１】
上記支持方法によれば、支持点間の距離が比較的均等になり、反射鏡はより安定して支持される。
【００２２】
前記第３の支持点は、前記第１の支持点と前記第２の支持点とを結ぶ仮想直線よりも前記反射鏡の反射面の凹側に位置することが好ましい。
【００２３】
このことにより、反射面が長尺方向に湾曲していることに対応するように、第１〜第３の支持点はその湾曲方向に沿って並ぶことになる。そのため、反射面の形状に応じた支持が実現され、反射鏡はより安定して支持される。
【００２４】
前記反射鏡の重心が前記反射鏡の長尺方向の中央部断面の剪断中心と一致していることが好ましい。
【００２５】
このことにより、反射鏡の振動及びねじれが抑制され、反射面の面倒れはより一層抑制される。
【００２６】
前記反射鏡は、前記反射面が形成された前側部分と前記反射面の裏側にあたる後側部分とが、前記反射鏡の前後方向の中間において前記反射鏡の長尺方向と前記各支持点の支持方向とで形成される面に対して対称な形状に形成されていることが好ましい。
【００２７】
このことにより、反射鏡は、安定して支持しやすい形状に形成されているので、より安定して支持されることになる。
【００２８】
本発明に係る光走査装置は、光束を出力する光源と、前記光源からの光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光源からの光束を前記光偏向器の偏向面に導くとともに前記偏向面上に線像を形成する第１結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に配置され、前記光偏向器からの光束を前記被走査面に導くとともに前記被走査面上に等速度で均一なスポットを結像する第２結像光学系とを備えた光走査装置であって、前記第２結像光学系は、光束の走査方向に長尺且つ少なくとも前記走査方向に正のパワーを有する曲面からなる反射面を有する反射鏡を備え、前記反射鏡を第１、第２及び第３の支持点においてそれぞれ支持する第１、第２及び第３の支持部材を更に備え、平面視において前記反射鏡の重心が、前記第１、第２及び第３の支持点を結んでなる仮想三角形の内側に位置するものである。
【００２９】
本発明に係る他の光走査装置は、光束を出力する光源と、前記光源からの光束を走査する光偏向器と、前記光源と前記光偏向器との間に配置され、前記光源からの光束を前記光偏向器の偏向面に導くとともに前記偏向面上に線像を形成する第１結像光学系と、前記光偏向器と被走査面との間に配置され、前記光偏向器からの光束を前記被走査面に導くとともに前記被走査面上に等速度で均一なスポットを結像する第２結像光学系とを備えた光走査装置であって、前記第２結像光学系は、光束の走査方向に長尺且つ少なくとも前記走査方向に正のパワーを有する曲面からなる反射面を有する反射鏡を備え、前記反射鏡を第１、第２及び第３の支持点においてそれぞれ支持する第１、第２及び第３の支持部材を更に備え、平面視において前記反射鏡の長尺方向の中央部横断の剪断中心が、前記第１、第２及び第３の支持点を結んでなる仮想三角形の内側に位置するものである。
【００３０】
前記第１及び第２の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の一端近傍に位置し、前記第３の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の他端近傍に位置することが好ましい。
【００３１】
前記第１の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の一端近傍に位置し、前記第２の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の他端近傍に位置し、前記第３の支持点は、前記反射鏡の長尺方向の中央近傍に位置してもよい。
【００３２】
前記第３の支持点は、前記第１の支持点と前記第２の支持点とを結ぶ仮想直線よりも前記反射鏡の反射面の凹側に位置することが好ましい。
【００３３】
前記反射鏡の重心が前記反射鏡の長尺方向の中央部断面の剪断中心と一致していることが好ましい。
【００３４】
前記反射鏡は、前記反射面が形成された前側部分と前記反射面の裏側にあたる後側部分とが、前記反射鏡の前後方向の中間において前記反射鏡の長尺方向と前記各支持点の支持方向とで形成される面に対して対称な形状に形成されていることが好ましい。
【００３５】
前記反射鏡は、曲面を有する合成樹脂製部材と、前記合成樹脂製部材の前記曲面上に形成された鏡面膜とにより構成されていることが好ましい。
【００３６】
このことにより、合成樹脂製部材は容易に加工することができるので、複雑な曲面形状であっても、比較的容易に形成することができる。また、ガラス製部材と比べて、安価に構成することができる。
【００３７】
前記第２結像光学系は、前記反射鏡のみから構成されていることが好ましい。
【００３８】
前記反射鏡の反射面がいわゆる自由曲面からなっていることにより、前記反射鏡のみで第２結像光学系を構成することができる。
【００３９】
本発明に係る画像形成装置は、前記光走査装置と、外周面が前記被走査面をなし、前記光走査装置の光束の走査方向に延びる略円筒形状の感光体と、前記感光体を回転させる駆動手段と、前記感光体にトナーを供給する現像器と、前記感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備えたものである。
【００４０】
このことにより、振動の影響を受けにくい画像形成装置が実現される。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、平面視において反射鏡の重心が第１〜第３の支持点を結んでなる仮想三角形の内側に位置するように反射鏡を３点支持することとしたので、振動の影響を抑制することができる。
【００４２】
また、平面視において反射鏡の中央部断面の剪断中心が第１〜第３の支持点を結んでなる仮想三角形の内側に位置するように反射鏡を３点支持することにより、振動によるねじれの発生を抑制することができ、振動の影響を抑制することができる。
【００４３】
第１及び第２の支持点が反射鏡の一端近傍に位置し、第３の支持点がその他端近傍に位置することとすれば、反射鏡の端部以外における面倒れを効果的に抑制することができる。
【００４４】
第１の支持点が反射鏡の一端近傍に位置し、第２の支持点がその他端近傍に位置し、第３の支持点がその中央近傍に位置することとすれば、支持点間の距離を比較的均等にすることができ、反射鏡を安定して支持することができる。
【００４５】
第３の支持点が、第１の支持点と第２の支持点とを結ぶ仮想直線よりも反射鏡の反射面の凹側に位置することとすれば、反射面の湾曲形状に応じた態様で反射鏡を支持することができる。
【００４６】
反射鏡の重心と中央部断面の剪断中心とを一致させることにより、反射鏡の面倒れをより一層抑制することができる。
【００４７】
反射鏡を前後に対称な形状に形成することにより、反射鏡をより安定して支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
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。
【００４９】
図１及び図２に示すように、実施形態に係る光走査装置１は、光源ユニット２と、ポリゴンミラー９と、反射鏡１０と、同期センサ１３とを備えており、それらは筐体１５の内部に設けられている。なお、便宜上、以下の説明においては、図１の右側を後側と呼び、図１の左側を前側と呼ぶこととする。
【００５０】
光源ユニット２は、半導体レーザ回路が設けられたレーザ駆動基板（以下、半導体レーザという）３と、コリメータレンズ４と、主凹シリンダレンズ５と、副凸シリンダレンズ６とが組み立てられて構成されている。光源ユニット２のレーザ光の照射方向、すなわち光源ユニット２の前方には、折り返しミラー７が配置されている。折り返しミラー７とポリゴンミラー９との間には、主凸シリンダレンズ８が設けられている。
【００５１】
コリメータレンズ４、主凹シリンダレンズ５、副凸シリンダレンズ６、及び主凸シリンダレンズ８は、半導体レーザ３からのビーム（光束）をポリゴンミラー９の偏向面に導くとともに、当該偏向面上に線像を形成する第１結像光学系を構成している。なお、本明細書では、折り返しミラー７のように、平坦な反射面によって単に光を反射するだけの要素は、結像光学系には含まれないものとする。
【００５２】
ポリゴンミラー９は、複数の反射面（偏向面）を有する回転多面鏡であり、図示しないモータによって回転駆動される。ポリゴンミラー９の回転により、ポリゴンミラー９に反射された光は、ビーム６０ａ〜６０ｃの順に走査される。なお、説明の便宜上、図中では３本のビーム６０ａ〜６０ｃを同時に図示しているが、実際には１本のビームが反射鏡１０の長尺方向に走査される。ポリゴンミラー９からのビームを反射する反射鏡１０は、折り返しミラー７の前方に設けられている。なお、反射鏡１０の詳細については、後述する。
【００５３】
図２に示すように、反射鏡１０の後方には、折り返しミラー１１，１２が設けられている。折り返しミラー１１，１２も、反射鏡１０と同様に長尺に形成されている。折り返しミラー１２は、折り返しミラー１１の下方に配置されている。そして、反射鏡１０によって反射されたビームは、折り返しミラー１１及び折り返しミラー１２の順に反射され、前方に向かって照射される。
【００５４】
反射鏡１０における走査方向の開始位置（図２の左側端部の位置）の後方には、ビームが当該位置にあるときにのみ光を反射する折り返しミラー１４が配置されている。折り返しミラー１４によって反射された光は、同期センサ１３に入射される。すなわち、走査開始時には同期センサ１３に光が入射され、走査の開始が検出される。
【００５５】
図３に示すように、光走査装置１から出射されたビームは、円筒状の感光ドラム１６上に導かれる。感光ドラム１６の外周面は、光走査装置１からのビームが走査される被走査面をなし、光が照射されると電荷が変化する感光体によって覆われている。光走査装置１からのビームは走査されるので、感光ドラム１６上において、ビームスポットは感光ドラム１６の軸方向と平行な方向（主走査方向）に走査される。感光ドラム１６は、図示を省略するモータ（回転手段）によって回転駆動される。このようにビームの走査と感光ドラム１６の回転とが組み合わされることにより、感光ドラム１６の表面に２次元の潜像が形成される。
【００５６】
次に、反射鏡１０及びその支持方法について説明する。
【００５７】
反射鏡１０は、ポリゴンミラー９からのビームを感光ドラム１６の被走査面に導くとともに当該被走査面上に等速度で均一なスポットを結像する第２結像光学系を構成している。前述したように、反射鏡１０は、光の走査方向に沿って長尺に形成されている。反射鏡１０は、反射面２０を有する薄板状の反射鏡本体２３（図１参照）と、反射鏡本体２３の上下両端から裏側方向（図１の左側方向。言い換えると、光走査装置１の前方）に延びる上下のリブ２１ａ，２１ｂ（図４（ｂ）参照）と、反射鏡本体２３の左右両端から裏側方向に延びる各端部リブ２２とから構成され、合成樹脂（プラスチック）によって一体的に成形されている。なお、リブ２１ａ，２１ｂは、反射鏡本体２３と同様に走査方向に長尺に形成されている。
【００５８】
反射鏡本体２３の一方の面（表側の面）には金属層が形成され、当該金属層は鏡面となって反射面２０を構成している。反射面２０は、光束の走査方向に長尺且つ少なくとも走査方向に正のパワーを有する曲面である。加えて、反射面２０は、横断面が略Ｃ字型になっているとともに縦断面も略Ｃ字型になっている３次元曲面である。しかも、反射面２０は、横断面形状が長尺方向に一定でないいわゆる自由曲面によって形成されている。これは、当該反射鏡１０のみで第２結像光学系を構成するためである。反射面２０の具体的形状は、光走査装置１と感光ドラム１６との間の距離や、各光学系の仕様等に基づいて適宜に設定することができる。
【００５９】
図４に示すように、反射鏡１０は、筐体１５に設けられた第１〜第３の突起３１〜３３によって、その両端部と中央部とにおいて３点支持されている。すなわち、反射鏡１０は、長尺方向の一端の近傍に位置する第１の支持点Ｓ１と、他端の近傍に位置する第２の支持点Ｓ２と、中央近傍に位置する第３の支持点Ｓ３とにおいて支持されている。図４（ａ）に示すように、第３の支持点Ｓ３は、第１の支持点Ｓ１と第２の支持点Ｓ２とを結ぶ仮想直線Ｖ１よりも、反射面２０の凹側（裏側）に位置している。したがって、第１の支持点Ｓ１と第３の支持点Ｓ３と第２の支持点Ｓ２とは、同一直線上に並ぶのではなく、反射鏡本体２３の湾曲形状に沿って配列されている。
【００６０】
さらに、第１〜第３の支持点Ｓ１〜Ｓ３は、平面視において反射鏡１０の重心Ｇがこれら支持点Ｓ１〜Ｓ３を結ぶ仮想三角形Ｖ３の内側に位置するように配置されている。また、図示は省略するが、反射鏡１０の長尺方向の中央部断面における剪断中心も、前記仮想三角形Ｖ３の内側に位置している。
【００６１】
反射鏡１０を安定に支持するためには、第３の支持点Ｓ３と前記仮想直線Ｖ１との間の距離Ｌ１は、できるだけ長い方が好ましい。ここでは、第３の支持点Ｓ３と前記仮想直線Ｖ１との間の距離Ｌ１は、反射鏡本体２３の走査方向におけるサグ量Ｌ２よりも大きくなっている。
【００６２】
反射鏡１０の上側における第１〜第３の支持点Ｓ１〜Ｓ３に対応する位置には、第１〜第３の押圧ばね４１〜４３がそれぞれ設けられている。なお、対応する位置とは、各支持点の真上の位置であってもよく、真上位置の近傍の位置であってもよい。各押圧ばね４１〜４３は、反射鏡１０をそれぞれ下向きに押圧する。したがって、反射鏡１０は、第１〜第３の押圧ばね４１〜４３と第１〜第３の突起３１〜３３とによって挟み込まれている。
【００６３】
第１〜第３の支持点Ｓ１〜Ｓ３において、突起３１〜３３は下側のリブ２１ｂに当接している。また、第１〜第３の押圧ばね４１〜４３は、上側のリブ２１ａを押圧している。しかし、第１及び第２の支持点Ｓ１，Ｓ２では、突起３１，３２は反射鏡本体２３に当接していてもよい。また、第１及び第２の押圧ばね４１，４２は、反射鏡本体２３を押圧していてもよい。反射鏡本体２３の両端部を押圧又は支持すると、反射鏡本体２３の押圧部又は支持部の近傍にひずみを生じるおそれがあるが、本実施形態では反射鏡１０の両端部は反射面として使用されない（両端部では光を反射しない）ので、実際上の問題はほとんど生じないからである。両端部において反射鏡本体２３を押圧又は支持することにより、第１〜第３の支持点Ｓ１〜Ｓ３を結んで形成される仮想三角形Ｖ３の面積を大きくすることができ、反射鏡１０をより安定して支持することができる。
【００６４】
以上のように本光走査装置１によれば、反射鏡１０は、その重心Ｇが支持点Ｓ１〜Ｓ３を結んでなる仮想三角形Ｖ３の内側に位置するように支持される。したがって、外部から力（例えば、ポリゴンミラー９のモータの振動や外部からの衝撃等）が加わった場合等であっても、反射鏡１０はいずれか一つの支持点において、振動する方向と逆方向の力を受けることになる。例えば、外部から力を受けることによって、反射鏡１０が第１支持点Ｓ１と第２支持点Ｓ２とを結ぶ仮想直線Ｖ１回りに後ろ向きに回転しそうになった場合であっても、反射鏡１０は第３の支持点Ｓ３において、回転しようとする方向と逆方向の力を突起３３から受けることになる。そのため、反射鏡１０の回転は防止される。したがって、本光走査装置１によれば、反射鏡１０に対して外部から力が加わった場合であっても、反射鏡１０は振動しにくく、反射面２０の面倒れを効果的に抑制することができる。
【００６５】
また、反射鏡１０の長尺方向の中央部断面における剪断中心も、支持点Ｓ１〜Ｓ３を結んでなる仮想三角形Ｖ３の内側に位置している。したがって、反射鏡１０に力が加わったとしても、ねじれの発生を抑制することができる。
【００６６】
特に、本実施形態では、反射鏡１０の両端部近傍と中央部近傍とを３点支持することとしたので、支持点間の距離を均等にすることができる。したがって、反射鏡１０をより安定して支持することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、反射鏡１０を第１〜第３の支持点Ｓ１〜Ｓ３に対応する位置で押圧することとしたので、反射鏡１０をしっかりと保持することができる。
【００６８】
また、反射鏡１０を合成樹脂で成形することとしたので、反射面２０が複雑な形状であるにも拘わらず、反射面２０を安価に実現することができる。また、反射鏡本体２３から裏側に延びるリブ２１ａ，２１ｂ，２２を設けることとしたので、反射鏡本体２３を薄く形成したとしても、反射鏡１０の全体の強度を高く保つことができる。反射鏡本体２３を薄く形成することによって、加工時の材料のひけの発生を抑えることができ、反射面２０の加工精度を向上させることが可能となる。
【００６９】
第３の支持点Ｓ３及びそれに対応する押圧点においては、リブ２１ａ，２１ｂを支持及び押圧することとしたので、反射鏡本体２３に支持力及び押圧力が直接作用することはない。したがって、反射鏡１０の中央部を支持及び押圧することに伴う反射面２０のひずみを抑制することができる。
【００７０】
以上のように、本光走査装置１によれば、自由曲面からなる反射面２０を備えた反射鏡１０を、安定して支持することができる。本光走査装置１は、第２結像光学系を反射型の光学素子のみで構成しているので、透過型の光学素子を用いた装置に比べて、本来的には振動の影響を受けやすい。しかし、本光走査装置１では、反射鏡１０を安定して支持することができるので、反射鏡１０の振動を高度に抑制することができる。したがって、光走査装置１の性能向上を図ることができる。また、装置の小型化を促進することが可能となる。
【００７１】
反射鏡１０の形状及び支持方法は、前述の形状及び支持方法に限定されるものではない。次に、反射鏡１０の形状及び支持方法の変形例について説明する。
【００７２】
図５に示す変形例は、支持点の位置と押圧ばねの位置及び個数とを変更したものである。すなわち、本例では、第１の支持点Ｓ１及び第２の支持点Ｓ２は、ともに反射鏡１０の一端近傍に位置する一方、第３の支持点Ｓ３は、反射鏡１０の他端近傍に位置している。第１支持点Ｓ１と第２支持点Ｓ２とは、前後方向（図５（ａ）の上下方向）に並んでいる。本例においても、反射鏡１０の重心Ｇ及び長尺方向の中央部断面における剪断中心（図示せず）は、支持点Ｓ１〜Ｓ３を結んでなる仮想三角形Ｖ３の内側に位置している。
【００７３】
したがって、本例においても、反射鏡１０に対して外部から力が加わった場合であっても、反射鏡１０は振動しにくく、また、少なくとも中央部においてねじれは生じにくい。したがって、反射面２０の面倒れを効果的に抑制することができる。
【００７４】
加えて、本例では、第１〜第３の支持点Ｓ１〜Ｓ３は、いずれも反射鏡１０の端部近傍に位置している。そのため、反射鏡１０の両端部近傍以外の部分にあっては、支持力によって発生する局所的な微小歪みの発生を防止することができる。なお、本例では、反射面２０のうち実際に光の反射に用いられる部分は、両端部を除いた部分である。したがって、たとえ両端部において支持力に起因する微小歪みが生じたとしても、実際上は特に問題は発生しない。
【００７５】
図６に示す変形例は、さらに反射鏡１０の形状に変更を加えたものである。本例の反射鏡１０は、前後に対称な形状に形成されている。すなわち、反射面２０が形成された前側部分と、反射面２０の裏側にあたる後側部分とは、反射鏡１０の前後方向の中間において長尺方向（図６（ｂ）の左右方向）と各支持点Ｓ１〜Ｓ３の支持方向（図６（ｂ）の上下方向）とで形成される仮想面Ｌ３に対して、対称な形状に形成されている。なお、本例では、反射鏡１０は中実の棒状体で形成されている。
【００７６】
本例においても、反射鏡１０の重心Ｇは、第１〜第３の支持点Ｓ１〜Ｓ３を結んでなる仮想三角形Ｖ３の内側に位置している。また、本反射鏡１０では、重心Ｇは、反射鏡１０の長尺方向の中央断面の剪断中心と一致する。したがって、当該剪断中心も前記仮想三角形Ｖ３の内側に位置することになる。
【００７７】
本例によれば、前述の効果に加えて、反射鏡１０自体が安定して支持しやすい形状に形成されているので、反射鏡１０をより安定して支持することができ、振動の影響をさらに抑制することができる。また、重心Ｇと中央断面の剪断中心とが一致しているので、反射鏡１０の振動及びねじれを効果的に抑制することができる。
【００７８】
次に、光走査装置１を搭載した画像形成装置の実施形態を説明する。光走査装置１を搭載した画像形成装置は、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリ、デジタル複写機等の各種の画像形成装置として利用できるものであり、光走査装置１には前記実施形態及び前記変形例に係る反射鏡１０のいずれをも使用することができる。
【００７９】
図７に示すように、画像形成装置５０のケーシング５１の内部には、光源ユニット２とポリゴンミラー９と反射鏡１０とを有する光走査装置１（筐体１５及び他の要素の図示は省略する）が収納されている。また、ケーシング５１には、感光ドラム１６と、感光ドラム１６の外周面に静電気イオンを付着して帯電させる一次帯電器５２と、印字部に帯電トナーを付着させる現像器５３と、付着したトナーを用紙に転写する転写帯電器５４と、残ったトナーを除去するクリーナー５５と、転写されたトナーを用紙に定着する定着装置５６と、給紙カセット５７とが設けられている。
【００８０】
本画像形成装置５０によれば、前述の光走査装置１を用いているので、装置の小型化、低コスト化及び性能の向上等を図ることができる。
【００８１】
なお、前記光走査装置１では、反射鏡１０は筐体１５に形成された突起３１〜３３によって支持されていた。しかし、突起３１〜３３は筐体１５と一体化されていなくてもよく、筐体１５と別個の部材によって形成されていてもよい。また、突起３１〜３３を反射鏡１０に設けることも可能である。
【００８２】
図４に示した実施形態において、第３支持点Ｓ３は反射鏡１０の長尺方向の中間位置になくてもよく、中間位置からずれた位置にあってもよい。すなわち、第３支持点Ｓ３は、実質的に中央部近傍に位置していればよい。
【００８３】
押圧ばね４１〜４３は、支持点Ｓ１〜Ｓ３に対応する位置に設けられていたが、それらと異なる位置に設けられていてもよい。また、押圧ばねの個数は、必ずしも支持点の個数と一致している必要はない。さらに、押圧ばね４１〜４３は反射鏡１０を堅固に支持するために有用ではあるが、必ずしも必要な要素ではない。
【００８４】
反射鏡１０の材料は合成樹脂に限定されず、他の材料を用いることも可能である。第２結像光学系を反射鏡１０のみで構成しない場合には、反射鏡１０の反射面２０は自由曲面でなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上説明したように、本発明は、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置並びにそれに用いられる光走査装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施形態に係る光走査装置の平面図である。
【図２】実施形態に係る光走査装置の要部の斜視図である。
【図３】光走査装置及び感光ドラムの斜視図である。
【図４】実施形態に係る反射鏡の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図５】変形例に係る反射鏡の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図６】変形例に係る反射鏡の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図７】実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図８】自由曲面からなる反射面を有する反射鏡の説明図である。
【図９】従来の光走査装置における反射鏡の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１                光走査装置
２                光源ユニット
３                レーザ駆動基板（光源）
９                ポリゴンミラー（光偏向器）
１０              反射鏡
１３              同期センサ
１６              感光ドラム
２０              反射面
２１ａ，２１ｂ    リブ
２３              反射鏡本体
３１，３２，３３  突起
４１，４２，４３  押圧ばね
Ｇ                重心
Ｓ１              第１の支持点
Ｓ２              第２の支持点
Ｓ３              第３の支持点
Ｖ１              第１の支持点と第２の支持点とを結ぶ仮想直線
Ｖ３              第１〜第３の支持点を結んでなる仮想三角形
【図１】
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【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】
2005148261.tif 000008
【図７】
2005148261.tif 000009
【図８】
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【図９】
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