(57)【要約】【課題】座面剛性が高くかつ折り返しミラーの曲げ振動周波数のバラツキの低減を図ることが可能な光学箱を有する光走査装置を提供する。【解決手段】光源ユニット１２から出射された光ビームを走査するポリゴンミラー１４aと、ポリゴンミラー１４aにより偏向走査された光ビームを被走査面に向けて反射する折り返しミラー１０１とが光学箱１１に載置されている。光学箱１１はアルミダイカスト製である。光学箱１１には折り返しミラー１０１の角度を決定して保持する座台１０２aが形成されている。この座台１０２aには折り返しミラー１０１の角度を決定する取付け面１０２a’が形成されている。取付け面１０２a’にはアルミダイカストの剛性よりも小さい剛性の座面部材１０４が取り付けられている。折り返しミラー１０１は座面部材１０４を介して座台１０２aに支持されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から出射された光ビームを走査する光偏向器と、該光偏向器により偏向走査された光ビームを被走査面に向けて反射する折り返しミラーを有し、前記光源と前記光偏向器と前記折り返しミラーとが光学箱に載置されている光走査装置であって、
前記光学箱はアルミダイカスト製であり、
該光学箱には前記折り返しミラーの角度を決定して保持する座台が形成され、該座台には前記折り返しミラーの角度を決定する取付け面が形成され、前記取付け面には前記アルミダイカストの剛性よりも小さい剛性の座面部材が取り付けられ、前記折り返しミラーは前記座面部材を介して前記座台に支持されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記座面部材は、樹脂製であ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】
前記折り返しミラーは、板バネにより前記座面部材に押圧されることにより前記座台に支持されてることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
請求項1から請求項３のいずれか１項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。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像形成装置には、レーザビームを感光体上に照射して画像を形成する光走査装置を有するものが知られている。この光走査装置には、光路折り曲げの為の反射ミラー（以下、折り返しミラーという）が用いられている場合が多い。
【０００３】
また、その折り返しミラー等の光学部品は、光学箱に載置される。その光学箱はアルミダイカスト等の金属製のものと、樹脂製のものとが知られている。特に、大型の高速の処理を行うことが可能な画像形成装置では、アルミダイカスト製の光学箱が用いられていることが多い。
【０００４】
その光学箱には、折り返しミラーの両端部を固定するための座面が加工形成されている。その折り返しミラーは、その両端部が板バネ等により座面に支持固定されることが多い。その場合、固定点を支持点とした折り返しミラーの曲げ振動が起こる。この曲げ振動は、折り返しミラーを支持する座面の剛性の影響を大きく受ける。
【０００５】
ところで、アルミダイカスト製の光学箱では、その折り返しミラーを支持する座面の剛性が高いため、折り返しミラーの曲げ振動周波数は板バネ等によって折り返しミラーを座面に押しつけたとしても、表面加工精度の影響を受けてばらつきが生じやすい。
【０００６】
この折り返しミラーの曲げ振動の周波数帯に加振力、例えば、ポリゴンミラーの回転に起因する加振力やギア噛み合い周波数に起因する加振力があった場合、出力された画像にその周波数においてバンディングと呼ばれる縞模様が現れることがある。
【０００７】
一般に、画像の可視感度と空間周波数の関係は、人間の視覚系の特性から、空間周波数0.2〜2.0（line/mm）の範囲の濃度変化が最も目に付きやすいと言われている。感光体の回転速度や用紙の搬送速度を考え合わせると、数Hzから数百Hz程度の周波数領域におけるレーザー光の振動を回避するか或いは抑制することが必要である。
【０００８】
そこで、折り返しミラーの両端部以外のミラー部分に折り返しミラーの長手方向に移動可能なミラー支持部を設け、加振力が発生する周波数に応じてミラー支持部を移動させることにより共振の発生を回避する構成の光走査装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００９】
また、折り返しミラーを両端以外でも支持するために複数個のミラー支持部を光学箱に設け、三点以上で支持することにより、この折り返しミラーの固有振動数をそのバンディングと呼ばれる縞模様が現れる周波数帯よりも高くする構成の光走査装置も提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献1ないし特許文献３に開示の技術では、折り返しミラーの両端部以外にもミラー支持部を設けなければならないので、そのミラー支持部の構造が複雑になり、特に、多色用の光学系を一つの光学箱内に収容するものでは、反射ミラーの両端部以外に複数のミラー支持部を設ける構造を採用するとして、光学箱の大きさをそのままにして、いずれか一色のレーザ光の光路を確保しようとすると、残りの色のレーザ光の光路が妨害され、これを回避するためには、光学箱を大きくしなければならないという不都合がある。
【００１１】
また、これらの構造では、アルミダイカスト製の光学箱の場合、折り返しミラーの振動周波数がばらつき易く、光学箱の同一部位に取り付けられる折り返しミラーに対して光走査装置の機体毎に固有振動数の調整が必要であるという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、座面剛性が高くかつ折り返しミラーの曲げ振動周波数のバラツキの低減を図ることが可能な光学箱を有する光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、光源から出射された光ビームを走査する光偏向器と、光偏向器により偏向走査された光ビームを被走査面に向けて反射する折り返しミラーとを有する。光源と光偏向器と折り返しミラーとが光学箱に載置されている。光学箱はアルミダイカスト製である。光学箱には折り返しミラーの角度を決定して保持する座台が形成されている。この座台には折り返しミラーの角度を決定する取付け面が形成されている。取付け面にはアルミダイカストの剛性よりも小さい剛性の座面部材が取り付けられている。折り返しミラーは座面部材を介して座台に支持されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、座面剛性が高くかつ折り返しミラーの曲げ振動周波数のバラツキの低減を図ることが可能な光学箱を有する光走査装置を提供できる。。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施例に係る光走査装置の構成を示す平面図である。
【図２】図２は図１に示す光走査装置の折り返しミラー支持部分を示した斜視図である。
【図３】図３は図２に示す座台と折り返しミラーの側面図である。
【図４】図４は図３に示す座台と樹脂製の座面部材との分解斜視図である。
【図５】図５は図４に示す座台の斜視図である。
【図６】図６は図２に示す折り返しミラーを直接取付け面に接触させて座台に支持させたときの折り返しミラーの一次曲げ振動の振動特性を示すグラフである。
【図７】図７は図２に示す折り返しミラーを樹脂製の座面部材を介して座台に支持させたときの折り返しミラー一次曲げ振動の振動特性を示すグラフである。
【図８】図８は光学箱を無理やりに加振した際にビームスポット位置変動が発生する    周波数応答関数を測定した図であり、図８（a）は折り返しミラーに励振力を加えな    かった場合を示し、図８（ｂ）は折り返しミラーに励振力を加えた場合を示している    。
【図９】図９は図１に示す光走査装置が組み込まれた画像形成装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
（実施例1）
以下、本発明の実施例１について図1から図８を参照しつつ説明する。
図1は実施例１係る光走査装置の構成を示す平面図である。
この図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は光源ユニット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る。その光学箱１１は例えばアルミダイカスト製である。
【００１７】
偏向走査ユニット１４は、レーザビームＬを反射する光偏光器としてのポリゴンミラー１４ａと、ポリゴンミラー１４ａを回転駆動する駆動モータ１４ｂとから大略構成されている。光源ユニット１２から出射されたレーザビームＬは、ポリゴンミラー１４ａのミラー面１４ｃで走査レンズ１５ａに向けて反射偏向され、走査レンズ１５ａ、１５ｂを通過して折り返しミラー１０１に導かれる。走査レンズ１５ａ、１５ｂは、fθレンズや面倒れ補正レンズ等により構成される。
【００１８】
その光学箱１１には、光検出ミラー１６とこの光検出ミラー１６により反射されたレーザ光Ｌ２を検出する光検出ユニット１７が設けられている。この光検出ミラー１６はレーザビームＬ１が感光体ドラム（図示を略す）に照射される前にレーザビームＬ２を光検出ユニット１７に向けて反射する。光検出ユニット１７はそのレーザビームＬ２を検出して感光体ドラムへのレーザビームＬ１の書き込みタイミングを決定する。
【００１９】
折り返しミラー１０１は、主走査方向に平行に配設され、レーザビームＬ１を感光体ドラムに向けて反射する。これにより、レーザビームＬ１が感光体ドラムに照射される。折り返しミラー１０１は、その両端部１０１a、１０１aが図２に示すように座台１０２ａ、１０２aに支持されている。その座台１０２ａ、１０２aはその光学箱１１と一体に形成されている。座台１０２a、１０２aは折り返しミラー１０１の角度を決定してこれを保持する役割を果たす。
【００２０】
その座台１０２ａ、１０２aには、図１ないし図３に示すように、その上面に板バネ取付け面１０２ｃが形成されている。その板バネ取付け面１０２ｃには傾斜面が形成されている。その傾斜面は後述する樹脂製の座面部材が取り付けられる取付け面１０２ａ’、１０２ａ’とされている。その座台１０２ａ、１０２aは位置決め当接面１０２ａ”を有する。取付け面１０２ａ’、１０２ａ’には図４、図５に示すように直方体形状の凹処１０２ｄが形成されている。取付け面１０２ａ’、１０２ａ’は折り返しミラー１０１の角度を決定する役割を果たす。
【００２１】
その取付け面１０２ａ’、１０２ａ’には樹脂製の座面部材１０４が圧入固定される。この樹脂製の座面部材１０４には図４に示すように凸部１０４aが形成されている。この凸部１０４aは凹処１０２ｄと対応する形状を有する。
【００２２】
樹脂製の座面部材１０４はその凸部１０４aを凹処１０２ｄに嵌め合わせることにより、その取付け面１０２ａ’、１０２ａ’に圧入固定される。その樹脂製の座面部材１０４は折り返しミラー１０１に当接する座面１０４ｂを有する。
【００２３】
板バネ取付け面１０２ｃにはネジ穴１０２eが図４、図５に示すように形成されている。このネジ穴１０２eには、図１ないし図３に示すネジ１０２ｆが螺合される。そのネジ１０２ｆにより板バネ１０３ａ、１０３aは板バネ取付け面１０２ｃに押圧固定されている。
【００２４】
これにより、折り返しミラー１０１は、板バネ１０３ａ、１０３aにより樹脂製の座面部材１０４の座面１０４ｂ、１０４ｂに向けて押圧付勢され、これにより、折り返しミラー１０１は、基準面（水平面）に対する傾斜角度が決定される。
【００２５】
その樹脂製の座面部材１０４には、引っ張り強さ、伸び、衝撃強さ等の機械的特性をバランス良く保ち、非常に優れた耐疲労性を有するポリアセタール樹脂材料を用いるのが望ましい。その樹脂製の座面部材１０４は、アルミダイカストの剛性よりも小さい剛性を有する。しかし、樹脂製の座面部材１０４を含めた座面全体の剛性とアルミダイカスト自体の剛性との差異を小さくするため、座面部材１０４は図３に示す座面高さHの１０％程度の厚さｈとするのが望ましい。
【００２６】
以下に、取付け面１０２ａ’、１０２ａ’に樹脂製の座面部材１０４を設けずに折り返しミラー１０１を直接取付け面１０２ａ’、１０２ａ’に接触させて座台１０２aに支持させたときの折り返しミラー１０１の一次曲げ振動の振幅と、取付け面１０２ａ’、１０２ａ’に樹脂製の座面部材１０４を取付け、折り返しミラー１０１を樹脂製の座面部材１０４を介して座台１０２aに支持させたときの折り返しミラー１０１の一次曲げ振動の振幅とを図６、図７を参照しつつ説明する。
【００２７】
図６は折り返しミラー１０１を直接取付け面１０２ａ’、１０２ａ’に接触させて座台１０２aに支持させたときの折り返しミラー１０１の一次曲げ振動の振動特性Q１を示している。その図６において、横軸は周波数ｆを示し、縦軸は折り返しミラー１０１の振動伝達関数（振幅ｐ）を示している。また、符号Qｆ１〜Qf３はピーク周波数（固有振動周波数）を示している。
【００２８】
光学箱１１がアルミダイカスト製の場合、折り返しミラー１０１の剛性と光学箱１１の座台１０２aの剛性との差が小さい。このため、折り返しミラー１０１を直接取付け面１０２ａ’、１０２ａ’に接触させて押し付けても、取付け面１０２ａ’、１０２ａ’の表面変形が小さい。
【００２９】
このため、折り返しミラー１０１と取付け面１０２ａ’、１０２ａ’との接触状態は取付け面１０２ａ’、１０２ａ’の表面加工精度で決定され、折り返しミラー１０１の両端部１０１a、１０１aが取付け面１０２ａ’、１０２ａ’に接触する位置がばらつき、このため、固有振動周波数にバラツキが生じる。
【００３０】
画像形成装置に使用される長尺の折り返しミラー１０１の場合、一次曲げ振動の固有振動周波数Qｆ１〜Qf３は、２００Hz〜４００Hz程度の範囲内で生じることが多い。
【００３１】
例えば、図１に示すように、座台１０２a、１０２aの取付け面１０２a’、１０２a’の長さ方向の幅W１を３ｍｍ、座台１０２a、１０２a間の距離W2を２００ｍｍとした場合、折り返しミラー１０１と取付け面１０２ａ’、１０２ａ’との接触位置により、２０Hz程度の範囲で固有振動周波数のバラツキが生じると考えられる。
【００３２】
画像形成装置においては、加振の原因となる加振源としてのモータが多数設けられているため、折り返しミラー１０１の固有振動周波数のバラツキは画像劣化の要因となり易い。
例えば、ギア噛み合い等により発生する加振力が存在すると、固有振動数に基づくレーザビームの振れに起因する描画像が感光体ドラムに形成されるため、出力画像にバンディングが目立つようになる。
【００３３】
図７は、折り返しミラー１０１を樹脂製の座面部材１０４を介して座台１０２aに支持させたときの折り返しミラー１０１の一次曲げ振動の振動特性を示している。
樹脂製の座面部材１０４を折り返しミラー１０１の剛性よりも小さくしたので、折り返しミラー１０１を板バネ１０３aにより座面部材１０４に押しつけると、取付け面１０２a’、１０２a’の表面に表面加工精度に起因する凹凸があったとしても、樹脂製の座面部材１０４の取付け面１０２a’、１０２a’に接触する接触面１０４ｃ（図４参照）が押しつぶされる。従って、表面加工精度の影響による折り返しミラー１０１の座面１０４ｂへの接触位置のバラツキが小さくなる。このため、固有振動周波数にバラツキが小さくなる。
【００３４】
図７に示すように、折り返しミラー１０１を樹脂製の座面部材１０４を介して座台１０２aに支持させたときの折り返しミラー１０１の一次曲げ振動の振動周波数特性Q１’の固有振動周波数Qｆ１〜Qｆ３のバラツキは、折り返しミラー１０１を直接取付け面１０２ａ’、１０２ａ’に接触させて座台１０２aに支持させたときの折り返しミラー１０１の一次曲げ振動の振動特性（振動周波数特性）Q１の固有振動周波数Qｆ１〜Qｆ３のバラツキよりも小さい。また、その振動特性（振動周波数特性）Q１’のピーク振幅も振動周波数特性Q１のピーク振幅よりも小さい。
【００３５】
図８は、光学箱１１を無理やりに加振してビームスポット位置変動が発生するまでの周波数応答関数を測定した図である。その図８において、横軸は時間軸であり、縦軸は振幅（ビームスポット変動）を示している。図８（a）は折り返しミラー１０１に励振力を加えなかった場合を示し、図８（ｂ）は折り返しミラー１０１に励振力を加えた場合を示している。
【００３６】
折り返しミラー１０１の固有振動周波数と略同一の振動周波数を有する励振力を加えると、その図８（ｂ）に示す丸枠Tで囲ったように、約１００倍程度の振幅差が発生する。従って、折り返しミラー１０１の固有振動周波数近くの励振力が加わると、画像にバンディング現象が生じ、その影響が非常に大きい。すなわち、折り返しミラー１０１の固有振動周波数のバラツキを抑制することが画像品質の維持にとって極めて重要である。
【００３７】
以上、この実施例１によれば、折り返しミラー１０１の一次曲げ振動周波数特性のバラツキが小さくなるので、レーザービームL1の位置ずれの機体差が少ない光走査装置を提供できる。また、これに加えて、樹脂製の座面部材１０４が折り返しミラー１０１の一次曲げ固有振動の減衰材として機能するため、折り返しミラー１０１の振動振幅の低減を図ることのできる光走査装置を提供できる。
【００３８】
（実施例2）
以下に、本発明の実施例２を図９を参照しつつ説明する。図９は本発明の実施例１に係る光走査装置を画像形成装置に適用した実施例を示している。
その図９において、２００は電子写真装置である画像形成装置を示している。この画像形成装置２００は、中間転写ベルト１５１の走行方向に各色の画像形成ユニット１１０、１２０、１３０、１４０が配列されている。
【００３９】
画像形成ユニット１１０、１２０、１３０、１４０は４式設けられ、それぞれ、黒色トナーを有するK現像ユニット、シアン色トナーを有するC現像ユニット、マゼンタ色トナーを有するM現像ユニット、イエロー色トナーを有するY現像ユニット１４０とされている。
【００４０】
画像形成ユニット１１０は、トナーを貯めるトナーホッパ、トナー層を形成して感光体ドラム１１１にトナーを供給する現像ローラを含む現像装置１１４、感光体ドラム１１１をクリーニングするドラムクリーナ１１５、感光体ドラム１１１を帯電させる帯電器１１２、感光体ドラム１１１に静電潜像を書き込む光走査装置１１３により構成されている。
【００４１】
画像形成ユニット１１０に含まれるトナーホッパ、現像ローラ、ドラムクリーナ１１５、帯電器１１２等はフレーム（図示を略す）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。光走査装置１１３の光学箱に形成された座台１０２aの取付け面１０２a’には実施例1に示す樹脂製の座面部材１０４が用いられている。残余の画像形成ユニット１２０、１３０、１４０の構成も大略同一である。
【００４２】
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を経由する。ベルトクリーナ１５２は中間転写ベルト１５１の残留トナーを除去する。一次転写ローラ１５０’は、感光体ドラム１１１等に対向して中間転写ベルト１５１の内側に感光体ドラム１１１等に対向して配置される。
【００４３】
用紙１７１は、給紙装置１７０からピックアップローラーにより引き出され、分離ローラを経て、二次転写ローラ１５０とその対向ローラ１５０”により挟持されながら中間転写ベルト１５１に接触されて画像が転写され、搬送ベルト１５１’を介して定着装置１６０へ向けて給送される。
【００４４】
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１６２’、定着ベルト１６１等を有する。定着ベルト１６１は、弾性ローラ１６２と加熱ローラ１６２’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。用紙１７１はバックアップローラ１６３により弾性ローラ１６２側に押し付けられる。
【００４５】
加熱ローラ１６２’は、金属製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の表面は、シリコンゴム等の弾性材で形成され、バックアップローラ１６３の押し付け力により、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。
【００４６】
画像を形成する場合、感光体ドラム１１１を帯電器１１２で帯電させ、光走査装置１１３により画像に応じたレーザビームにより感光体ドラム１１１を露光し、感光体ドラム１１１上の電位を低下させる。その露光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の帯電トナーが画像を形成すべき位置に付着し、トナー画像が感光体ドラム１１１に形成される。
【００４７】
感光体ドラム１１１に形成されたトナー画像は、一次転写ローラ１５０’が中間転写ベルト１５１を感光体ドラム１１１に押し付ける際に、中間転写ベルト１５１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のトナー画像も、同様に中間転写ベルト１５１に転写され、これにより、カラーのトナー画像が形成される。
【００４８】
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にトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙１７１は、搬送ベルト１５１’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。
【００４９】
以上述べたように、この実施例による画像形成装置では、光走査装置１１３による折り返しミラー１０１の曲げ固有振動周波数の機体ごとのバラツキを小さくできるため、バンディングや色ずれの少ない画像を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の光走査装置では、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、従来よりも高画質な画像を得る画像形成装置を提供できる。
【符号の説明】
【００５１】
１１…光学箱
１０１…折り返しミラー
１０２a、１０２a…座台
１０４…樹脂製の座面部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開２００６−１８４５４８号公報
【特許文献２】特開平１０−２２１６２７号公報
【特許文献３】特許第３６４９９３４号
【図１】
2013057773.tif 000003
【図２】
2013057773.tif 000004
【図３】
2013057773.tif 000005
【図４】
2013057773.tif 000006
【図５】
2013057773.tif 000007
【図６】
2013057773.tif 000008
【図７】
2013057773.tif 000009
【図８】
2013057773.tif 000010
【図９】
2013057773.tif 000011