JP6601626B2 - Optical scanning device and image forming apparatus including the optical scanning device - Google Patents
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Description
本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus including the optical scanning device.
従来より、電子写真方式の画像形成装置に搭載され、画像データに対応する光ビームを感光体ドラムの表面に照射して主走査方向に走査させる光走査装置は知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an optical scanning device that is mounted on an electrophotographic image forming apparatus and irradiates the surface of a photosensitive drum with a light beam corresponding to image data to scan in the main scanning direction is known.
この光走査装置は、光源と、光源から出射された光ビームを反射して偏向走査させる光偏向部と、該光偏向部にて反射された光を被走査面に結像させる結像レンズとを備えている。光偏向部は、例えば回転多面鏡又は振動ミラー部により構成されている。 The optical scanning device includes a light source, a light deflecting unit that reflects and scans a light beam emitted from the light source, and an imaging lens that forms an image of light reflected by the light deflecting unit on a surface to be scanned. It has. The light deflection unit is configured by, for example, a rotating polygon mirror or a vibrating mirror unit.
この種の光走査装置では、光路レイアウトの自由度を高めるために、回転多面鏡から被走査面に至る光路に折返しミラーを設ける場合がある(例えば、特許文献1参照)。 In this type of optical scanning device, a folding mirror may be provided in the optical path from the rotary polygon mirror to the scanned surface in order to increase the degree of freedom of the optical path layout (see, for example, Patent Document 1).
折返しミラーは、主走査方向に長い矩形柱状をなしている。折返しミラーは四つの支持ピンにより表面側(反射面側)から支持されている。折返しミラー部は押さえバネによってこの四つの支持ピンに押付けられている。四つの支持ピンは、折返しミラーの表面の四隅に当接している。 The folding mirror has a rectangular column shape that is long in the main scanning direction. The folding mirror is supported from the surface side (reflection surface side) by four support pins. The folding mirror part is pressed against these four support pins by a pressing spring. The four support pins are in contact with the four corners of the surface of the folding mirror.
光走査装置の作動に伴い回転多面鏡が回転すると、折返しミラーには回転多面鏡からの振動が伝わる。この結果、折返しミラーには撓み振動や回転振動が生じる。 When the rotating polygon mirror is rotated in accordance with the operation of the optical scanning device, vibration from the rotating polygon mirror is transmitted to the folding mirror. As a result, bending vibration and rotational vibration occur in the folding mirror.
撓み振動は、折返しミラーの主走査方向の中央部が両端部に対してミラー厚さ方向に往復変位する振動である。撓み振動が発生すると印刷画像の主走査方向の中央部に濃度むらが顕著に発生する。 The bending vibration is a vibration in which the central portion of the folding mirror in the main scanning direction is reciprocally displaced in the mirror thickness direction with respect to both ends. When the flexural vibration is generated, the density unevenness is remarkably generated in the central portion of the printed image in the main scanning direction.
回転振動は、折返しミラーを主走査方向から見たときに当該ミラーが時計回り方向及び反時計回り方向に交互に変位する振動である。折返しミラーの回転軸線は、複数の支持ピンによる折返しミラーの支持位置によって決まる。折返しミラーの回転振動が発生すると、印刷画像の主走査方向の全域に亘って濃度むらが顕著に発生する。 The rotational vibration is vibration in which the mirror is alternately displaced in the clockwise direction and the counterclockwise direction when the folding mirror is viewed from the main scanning direction. The rotation axis of the folding mirror is determined by the support position of the folding mirror by a plurality of support pins. When rotational vibrations of the folding mirror occur, density unevenness significantly occurs over the entire area of the printed image in the main scanning direction.
ここで、撓み振動は折返しミラーの長手方向(主走査方向)の寸法が長いほど発生し易い。したがって、近年の光走査装置の小型化に伴い折返しミラーの主走査方向の長さが短くなるに連れて、上述の撓み振動は発生し難くなっている。一方、回転振動は、折返しミラーの主走査方向の寸法よりも支持ピンによる折返しミラーの支持位置に影響を受けるので、折返しミラーの主走査方向の寸法が減少しても抑制され難い。したがって、折返しミラーの回転振動を抑制することが、光走査装置の小型化を実現しつつ画像品質の向上を図る上で重要となる。 Here, the bending vibration is more likely to occur as the dimension of the folding mirror in the longitudinal direction (main scanning direction) is longer. Accordingly, as the length of the folding mirror in the main scanning direction becomes shorter with the recent miniaturization of the optical scanning device, the above-described bending vibration is less likely to occur. On the other hand, since the rotational vibration is affected by the support position of the folding mirror by the support pin rather than the dimension of the folding mirror in the main scanning direction, it is difficult to suppress even if the size of the folding mirror in the main scanning direction is reduced. Therefore, it is important to suppress the rotational vibration of the folding mirror in order to improve the image quality while realizing downsizing of the optical scanning device.
そこで、特許文献1に示す光走査装置では、折返しミラーに回転防止部材を当接させることで、折返しミラーの回転振動を防止するようにしている。
Therefore, in the optical scanning device disclosed in
しかしながら、上記特許文献1に示す光走査装置では、折返しミラー(光学素子)に対する回転防止部材の位置が適切でない場合には折返しミラー(光学素子)の回転振動が却って増幅され、印刷画像中にジッター等の画像不良が顕著に発生してしまう。
However, in the optical scanning device shown in
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、光学素子の回転振動に起因するジッター等の画像不良を確実に抑制することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to reliably suppress image defects such as jitter caused by rotational vibration of an optical element.
本発明の一局面に係る光走査装置は、光源と、上記光源から出射された光ビームを反射して主走査方向に偏向走査させる回転多面鏡又は振動ミラーからなる光偏向部と、該光偏向部にて反射された光ビームと被走査面との間の光路に主走査方向に延びるように設けられて光ビームを反射する光学素子とを備えている。 An optical scanning device according to one aspect of the present invention includes a light source, a light deflection unit including a rotary polygon mirror or a vibrating mirror that reflects and scans the light beam emitted from the light source in the main scanning direction, and the light deflection. And an optical element that is provided so as to extend in the main scanning direction on the optical path between the light beam reflected by the unit and the surface to be scanned.
そして、上記光学素子は、光ビームを反射する第一折返しミラー部と、該第一折返しミラー部にて反射された光ビームを反射する第二折返しミラー部とを有し、上記第一折返しミラー部及び第二折返しミラー部は、互いの反射面が所定角度をなす状態で一体成形されているか又は直接連結され、上記第二折返しミラー部の反射面に固定された一対の保持板と、一方の上記保持板の厚さ方向の一側面に当接する第一支持ピンと、他方の上記保持板の厚さ方向の一側面に当接し且つ上記第二折返しミラー部の副走査方向に間隔を空けて並ぶ第二支持ピン及び第三支持ピンとを備え、上記第一支持ピンによる一方の上記保持板の支持位置と、上記第二支持ピン及び上記第三支持ピンによる他方の上記保持板の支持位置の中点とを通る直線が、主走査方向に延びて、上記第一折返しミラー部の反射面と上記第二折返しミラー部の反射面との交線に一致している。 The optical element includes a first folding mirror that reflects the light beam and a second folding mirror that reflects the light beam reflected by the first folding mirror, and the first folding mirror. And a pair of holding plates fixed to the reflection surface of the second folding mirror portion, and are integrally formed with the reflection surfaces forming a predetermined angle with each other and the second folding mirror portion. A first support pin that is in contact with one side surface in the thickness direction of the holding plate, and a first support pin that is in contact with one side surface in the thickness direction of the other holding plate and spaced in the sub-scanning direction of the second folding mirror portion. A second support pin and a third support pin arranged side by side, wherein a support position of one holding plate by the first support pin and a support position of the other holding plate by the second support pin and the third support pin A straight line passing through the midpoint is the main scan It extends toward coincides with the line of intersection between the reflecting surface and the reflecting surface of the second folding mirror portion of the first folding mirror unit.
本発明の他の局面に係る光走査装置は、光源と、上記光源から出射された光ビームを反射して主走査方向に偏向走査させる回転多面鏡又は振動ミラーからなる光偏向部と、該光偏向部にて反射された光ビームと被走査面との間の光路に主走査方向に延びるように設けられて光ビームを反射する光学素子とを備えている。 An optical scanning device according to another aspect of the present invention includes a light source, a light deflecting unit including a rotating polygon mirror or a vibrating mirror that reflects and scans the light beam emitted from the light source in the main scanning direction, and the light. And an optical element that is provided to extend in the main scanning direction on an optical path between the light beam reflected by the deflecting unit and the surface to be scanned, and reflects the light beam.
そして、上記光学素子は、光ビームを反射する第一折返しミラー部と、該第一折返しミラー部とは別体をなし、該第一折返しミラー部にて反射された光ビームを反射する第二折返しミラー部とを有し、上記第一折返しミラー部及び第二折返しミラー部を互いの反射面が所定角度をなす状態で連結する連結部材をさらに備え、上記第一折返しミラー部の副走査方向の端面と上記第二折返しミラー部の副走査方向の端面とが上記連結部材に固定され、上記第二折返しミラー部の反射面に固定された一対の保持板と、一方の上記保持板の厚さ方向の一側面に当接する第一支持ピンと、他方の上記保持板の厚さ方向の一側面に当接し且つ上記第二折返しミラー部の副走査方向に間隔を空けて並ぶ第二支持ピン及び第三支持ピンとを備え、上記第一支持ピンによる一方の上記保持板の支持位置と、上記第二支持ピン及び上記第三支持ピンによる他方の上記保持板の支持位置の中点とを通る直線が、主走査方向に延びて、上記第一折返しミラー部の反射面と上記第二折返しミラー部の反射面との交線に一致している。 The optical element includes a first folding mirror that reflects the light beam and a second folding mirror that is separate from the first folding mirror and reflects the light beam reflected by the first folding mirror. A connecting member for connecting the first folding mirror unit and the second folding mirror unit in a state where the reflecting surfaces form a predetermined angle, and a sub-scanning direction of the first folding mirror unit. And a pair of holding plates fixed to the reflection surface of the second folding mirror portion, and a thickness of one of the holding plates. A first support pin that is in contact with one side surface in the vertical direction, a second support pin that is in contact with one side surface in the thickness direction of the other holding plate and is arranged at intervals in the sub-scanning direction of the second folding mirror portion; A third support pin, and the first support A straight line passing through the supporting position of one holding plate by the sensor and the midpoint of the supporting position of the other holding plate by the second support pin and the third support pin extends in the main scanning direction, and This coincides with the line of intersection between the reflecting surface of the first folding mirror portion and the reflecting surface of the second folding mirror portion .
本発明の他の局面に係る画像形成装置は上記光走査装置を備えている。 An image forming apparatus according to another aspect of the present invention includes the optical scanning device.
本発明によれば、光偏向部にて偏向走査された光ビームを反射する光学素子の回転振動に起因するジッター等の画像不良を確実に抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to reliably suppress image defects such as jitter caused by rotational vibration of an optical element that reflects a light beam deflected and scanned by an optical deflecting unit.
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。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiment.
《実施形態1》
図1は、本実施形態における画像形成装置としてのレーザープリンター1の概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
レーザープリンター1は、図1に示すように、箱状のプリンター本体2と、手差し給紙部6と、カセット給紙部7と、画像形成部8と、定着部9と、排紙部10とを備えている。そうして、レーザープリンター1は、プリンター本体2内の搬送路Hに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
手差し給紙部6は、プリンター本体2の1つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ4と、プリンター本体2の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラー5とを有している。
The manual
カセット給紙部7は、プリンター本体2の底部に設けられている。カセット給紙部7は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット11と、給紙カセット11内の用紙を1枚ずつ取り出すピックローラ12と、取り出された用紙を1枚ずつ分離して搬送路Hへと送り出すフィードローラ13及びリタードローラ14とを備えている。
The cassette
画像形成部8は、プリンター本体2内におけるカセット給紙部7の上方に設けられている。画像形成部8は、感光体ドラム16、帯電器17、現像部18、転写ローラー19、クリーニング部20、トナーホッパー21、及び光走査装置30を備えている。画像形成部8は、手差し給紙部6又はカセット給紙部7から供給された用紙にトナー画像を形成する。
The
尚、搬送路Hには、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部8に供給する一対のレジストローラ15が設けられている。
The transport path H is provided with a pair of
定着部9は、画像形成部8の側方に配置されている。定着部9は、互いに圧接されて回転する定着ローラー22及び加圧ローラー23を備えている。定着部9は、画像形成部8で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させる。
The fixing
排紙部10は、定着部9の上方に設けられている。排紙部10は、排紙トレイ3と、排紙トレイ3へ用紙を搬送するための排紙ローラー対24と、排紙ローラー対24へ用紙を案内する複数の搬送ガイドリブ25とを備えている。排紙トレイ3は、プリンター本体2の上部に凹状に形成されている。
The
レーザープリンター1が画像データを受信すると、画像形成部8において、感光体ドラム16が回転駆動されると共に、帯電器17が感光体ドラム16の表面を帯電させる。
When the
そして、画像データに基づいて、光ビームが光走査装置30から感光体ドラム16へ出射される。感光体ドラム16の表面には、光ビームが照射されることによって静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像部18にて帯電されたトナーにより現像されることでトナー像として可視化される。
Then, based on the image data, a light beam is emitted from the
その後、給紙カセット11から供給された用紙が、転写ローラー19と感光体ドラム16との間を通過する。その際、感光体ドラム16の表面に担持されたトナー像が、転写ローラー19からの静電引力を受けて用紙の印刷面に移動する。そのことにより、用紙に感光体ドラム16のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部9において定着ローラー22と加圧ローラー23とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。
Thereafter, the sheet supplied from the
次に図2及び図3を参照して光走査装置30の詳細について説明する。光走査装置30は、筐体(図示省略)と、該筐体の内部に収容されて光源32からの光ビームを偏向走査するポリゴンミラー35と、ポリゴンミラー35により偏向走査された光ビームを反射する光学素子50と、光学素子50にて反射された光ビームを結像させる結像レンズ36とを備えている。
Next, the details of the
ポリゴンミラー35は、ポリゴンモーター40を介して筐体に取付けられている。ポリゴンミラー35は、回転多面鏡であってポリゴンモーター40により回転駆動される。
The
光源32は、筐体の側壁部に配置されている。光源32は、例えばレーザダイオードを有するレーザー光源である。そして、光源32は、ポリゴンミラー35へ向けてレーザビーム(光ビーム)を出射するようになっている。光源32とポリゴンミラー35との間には、コリメータレンズ33(図2参照)及びシリンドリカルレンズ34が配置されている。
The
結像レンズ36は、図2に示すように、ポリゴンミラー35の側方において主走査方向に延びている。光学素子50は、結像レンズ36のポリゴンミラー35側と反対側に設けられている。光学素子50は、主走査方向に延びる柱状部材からなり、ポリゴンミラー35からの光ビームを反射する。
As shown in FIG. 2, the
光学素子50は、図4に示すように、第一及び第二折返しミラー部51,52とを有している。両折返しミラー部51,52は、一体成形により断面L字状に結合されている。第一折返しミラー部51の反射面(以下、第一反射面という)51aと第二折返しミラー部52の反射面(以下、第二反射面という)52aとは主走査方向から見て90°の角度をなすように交差している。
The
光源32から出射されたレーザー光は、コリメータレンズ33(図2参照)によって平行光束とされた後にシリンドリカルレンズ34によってポリゴンミラー35の反射面に集光される。ポリゴンミラー35に集光された光は、ポリゴンミラー35の反射面により反射される。ポリゴンミラー35により反射された光ビームは、光学素子50により反射されてその光路を折り返す。そして、該光ビームは結像レンズ36を通過して感光体ドラム16の表面に結像される。感光体ドラム16の表面に結像された走査光は、ポリゴンミラー35の回転によって感光体ドラム16の表面を主走査方向に走査し、感光体ドラム16の回転によって副走査方向に走査して感光体ドラム16の表面に静電潜像を形成する。
The laser light emitted from the
ところで、従来の光走査装置30では、ポリゴンミラー35の回転振動が光学素子50に伝達されることにより、光学素子50が主走査方向から見て時計回り方向と反時計回り方向とに交互に振動(以下、回転振動という)する場合がある。この回転振動が発生すると、結像面(感光体ドラム16の表面)に入射する光ビームが副走査方向に振動して印刷画像中にジッター等の画像不良が発生する虞がある。
By the way, in the conventional
これに対して本実施形態では、光学素子50を第一折返しミラー部51と第二折返しミラー部52とで構成し、該第一折返しミラー部51及び第二折返しミラー部52を一体成形するようにした。これにより、仮に光学素子50に回転振動が生じたとしても、光ビームが結像面にて副走査方向に大きく振動するのを防止することができる。その理由を図4B及び図4Cを参照しながら説明する。
On the other hand, in the present embodiment, the
図4B及び図4Cは、第一反射面51a及び第二反射面52aのなす角度が90°である場合を示している。各図では、説明を簡略化するために第一反射面51a及び第二反射面52aと光学素子50の回転軸線Aとを模式的に示している。回転軸線Aは、本実施形態では、主走査方向(紙面垂直方向)から見て第一反射面51aと第二反射面52aとのなす角度を二等分する平面L1上に位置している。回転軸線Aと該両反射面51a,52aの交線L2とは所定距離だけ離間している。
4B and 4C show a case where the angle formed by the first reflecting
図4Bは、光学素子50に回転振動が生じてない基本状態を示している。ポリゴンミラー35により反射されて第一反射面51aに入射した光ビームの入射角θ1は45°となり、該光ビームは第一反射面51aにて直角に折り返される。折り返された光ビームは第二反射面52aに入射する。この光ビームの第二反射面52aに対する入射角θ2は45°となり、該光ビームは該第二反射面52aにて再び直角に折り返される。つまり、第一反射面51a及び第二反射面52aで反射された光ビームは180°(=2θ1+2θ2=90°+90°)折り返されるので、光学素子50に入射する光ビームと光学素子50にて反射された光ビームとは平行になる。
FIG. 4B shows a basic state in which no rotational vibration is generated in the
図4Cは、光学素子50が回転振動により図4Aの状態から図の時計回り方向にβ°回転した状態を示している。この状態では、第一反射面51aへの光ビームの入射角θ1’とするとθ1’=θ1−βとなり、該光ビームは第一反射面51aにて90°−2βの角度で折り返される。折り返された光ビームは第二反射面52aに入射する。この光ビームの第二反射面52aに対する入射角θ2’とするとθ2’=θ2+βとなり、該光ビームは第二反射面52aにて90°+2βの角度で折り返される。したがって、光ビームは二度の反射により180°(=2θ1’+2θ2’=90°−2β+90°+2β)折り返されるので、光学素子50による反射光ビームの方向を回転振動が生じる前後で同方向に維持することができる。
FIG. 4C shows a state in which the
したがって、光学素子50に回転振動が生じたとしても光ビームがその入射位置を支点として副走査方向に大きく振れるのを回避することができる。延いては、印刷画像中にジッター等の画像不良が生じるのを抑制することができる。
Therefore, even if rotational vibration occurs in the
ここ で、上記光学素子50の回転軸線Aの位置は、複数の支持ピンによる光学素子50の支持位置によって決まる。図4Dは、本実施形態における光学素子50の支持構造の一例を示している。光学素子50の主走査方向の両端部は保持部材70により保持され、保持部材70は、第一反射面51aと第二反射面52aとを二等分する平面L1上に位置する支持位置71と、該平面L1を挟んで対称に配置された支持位置72、73とのそれぞれにおいて不図示の支持ピンにより支持さている。そうして本実施形態では、回転軸線Aは、主走査方向から見て第一反射面51aと第二反射面52aとを二等分する平面L1上に位置している。したがって、図4Eに示すように回転軸線Aが平面L1から離間している場合に比べて、光学素子50にて反射された光ビームの副走査方向の位置ずれ量δを小さくすることができる。よって、光学素子50の回転振動に起因する画像不良をより一層確実に抑制することができる。
<変形例1>
図5Aは、実施形態1の変形例1における光学素子50を示している。変形例1では、第一反射面51aと第二反射面52aとのなす角度が鈍角である点が上記実施形態1とは異なる。この変形例1においても実施形態1と同様に、光ビームが結像面にて副走査方向に大きく振動するのを防止することができる。その理由を図5B及び図5Cを参照しながら説明する。
Here, the position of the rotation axis A of the
<
FIG. 5A shows an
図5Bは、光学素子50に回転振動が生じてない基本状態を示している。同図において、第一反射面51a及び第二反射面52aのなす角度は90°+ηで示されている。主走査方向(紙面垂直方向)から見て両反射面51a,52aのなす角度を二等分する平面L1と第一反射面51aに入射する光ビームとのなす角度を2η1とし、第二反射面52aにて反射された光ビームと該平面L1とのなす角度を2η2とすると、第一反射面51aに入射する光ビームの入射角θ1は45°+η1となり、該光ビームは第一反射面51aにて90°+2η1の角度で折り返される。第一反射面51aで折り返されて第二反射面52aに入射する光ビームの入射角θ2は45°+η2となり、該光ビームは第二反射面52aにて90°+2η2の角度で折り返される。つまり、この光学素子50に入射する光ビームは180°+2η(=2θ1+2θ2=90°+2η1+90°+2η2)で折り返されるので、光学素子50に入射する光ビームと反射された光ビームとのなす角度は2η=2η1+2η2となる。つまり、二つの反射面51a,52aのなす角度αが90°+ηである光学素子50に光ビームを入射した場合、入射光ビームと反射光微ビームのなす角度は常に2ηとなる。
FIG. 5B shows a basic state in which no rotational vibration is generated in the
図5Cは、光学素子50が回転振動により図5Aの状態から図の時計回り方向にβ°回転した状態を示している。この状態では、第一反射面51aへの光ビームの入射角をθ1’とするとはθ1’=θ1−βとなり、該光ビームは第一反射面51aにて90°+2η1−2βの角度で折り返される。第一反射面51aで折り返されて第二反射面52aに入射する光ビームの入射角θ2’とするとθ2’= θ2+βとなり、該光ビームは第二反射面52aにて90°+2η2+2βの角度で折り返される。したがって、光ビームは二度の反射により180°+2η(=2θ1’+2θ2’= 90°+2η1−2β+90°+2η2+2β)折り返される。よって、光学素子50からの光ビームの出射方向を、回転振動が生じる前後で同方向に維持することができる。
FIG. 5C shows a state in which the
また、光学素子50の回転軸線Aは、主走査方向から見て第一反射面51aと第二反射面52aとを二等する平面L1上に位置しているので、図5Dに示すように回転軸線Aが平面L1から離間している場合に比べて、光学素子50による反射光ビームの副走査方向の位置ずれ量δを低減することができる。
Further, since the rotation axis A of the
よって上記実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。 Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained.
<変形例2>
図6Aは、実施形態1の変形例2の光学素子50を示している。変形例2では、第一反射面51aと第二反射面52aとのなす角度が鋭角である点が上記実施形態1及び変形例1とは異なる。この変形例2においても上記実施形態1及び変形例1と同様に、光ビームが結像面にて副走査方向に大きく振動するのを防止することができる。その理由を図6B及び図6Cを参照しながら説明する。
<
FIG. 6A shows an
図6Bは、光学素子50に回転振動が生じてない基本状態を示している。同図において、第一反射面51a及び第二反射面52aのなす角度は90°−ηで示されている。主走査方向(紙面垂直方向)から見て、両反射面51a,52aのなす角度を二等分する平面L1と第一反射面51aに入射する光ビームとのなす角度を2η1、第二反射面52aにて反射された光ビームと該平面L1とのなす角度を2η2とすると、第一反射面51aに入射する光ビームの入射角θ1は45°−η1となり、該光ビームは第一反射面51aにて90°−2η1の角度で折り返される。第一反射面51aにて折り返されて第二反射面52aに入射する光ビームの入射角θ2は45°−η2となり、該光ビームは第二反射面52aにて90°−2η2の角度で折り返される。つまり、この光学素子50に入射する光ビームは180°−2η(=2θ1+2θ2=90°−2η1+90°−2η2)で折り返され、入射光ビームと反射光ビームのなす角度は2η=2η1+2η2となる。つまり、二つの反射面51a,52aの相対角度α=90°−ηである光学素子50に光ビームを入射した場合、入射光ビームと反射光ビームの相対角度は常に2ηとなる。
FIG. 6B shows a basic state in which no rotational vibration is generated in the
図6Cは、光学素子50が回転振動により図6Bの状態から時計回り方向にβ°回転した状態を示している。この状態では、第一反射面51aへの光ビームの入射角θ1’とするとθ1’=θ1−βとなり、該光ビームは第一反射面51aにて90°−2η1−2βの角度で折り返される。第一反射面51aにて折り返されて第二反射面52aに入射する光ビームの入射角θ2’とするとθ2’=θ2+βとなり、該光ビームは第二反射面52aにて90°−2η2+2βの角度で折り返される。したがって、光ビームは二度の反射により180°−2η(=2θ1’+2θ2’= 90°−2η1−2β+90°−2η2+2β)折り返される。よって、光学素子50にて反射された反射光ビームの方向を、回転振動が生じる前後で同方向に維持することができる。
FIG. 6C shows a state in which the
また、光学素子50の回転軸線Aは、主走査方向から見て第一反射面51aと第二反射面52aとを二等分する平面L1上に位置してるので、図6Dに示すように回転軸線Aが平面L1から離間している場合に比べて、光学素子50による反射光ビームの副走査方向の位置ずれ量δを小さくすることができる。
Further, since the rotation axis A of the
よって上記実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。 Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained.
《実施形態2》
図7Aは、実施形態2の光学素子50による光ビームの折返し光路を示す概略図である。実施形態2は、回転軸線Aの位置が実施形態1とは異なる。
<<
FIG. 7A is a schematic diagram illustrating a folded optical path of a light beam by the
すなわち、本実施形態では、回転軸線Aの位置が、主走査方向から見て第一反射面51aと第二反射面52aとの交線L2に一致している。
That is, in the present embodiment, the position of the rotation axis A coincides with the intersection line L2 between the first reflecting
ここで、上述したように回転軸線Aの位置は、複数の支持ピン61〜63による光学素子50の支持位置によって決まる。図7B及び図7Cを参照して、複数の支持ピン61〜63による光学素子50の支持構造について説明する。
Here, as described above, the position of the rotation axis A is determined by the support position of the
光学素子50は、第二反射面52aの主走査方向の両端部に固定された一対の保持板60に固定用ボルト65を用いて固定されている。該保持板60は第一〜第三支持ピン61〜63により支持されている。すなわち、光学素子50は、第一〜第三支持ピン61〜63により保持板60を介して間接的に支持されている。
The
図7Cに示すように、第一支持ピン61は一方の保持板60の基端部を支持し、第二及び第三支持ピン62,63は他方の保持板60の基端部を支持している。各支持ピン61〜63による保持板60の支持位置を結んでできる図形は二等辺三角形状をなしている。第一支持ピン61による保持板60の支持位置と、第二及び第三支持ピン62,63による保持板60の支持位置の中点とを通る直線が光学素子50の回転軸線Aとなる。そして、この回転軸線Aは主走査方向に平行に延びており、本実施形態ではこの回転軸線Aが第一反射面51aと第二反射面52aとの交線L2に一致するように、保持板60の長さ、保持板60に対する光学素子50の固定位置、及び各支持ピン61〜63による光学素子50の支持位置等が決定されている。
As shown in FIG. 7C, the
このように本実施形態の光走査装置30によれば、光学素子50の回転振動時の回転軸線Aが、主走査方向から見て第一反射面51aと第二反射面52aとの交線L2に一致している。したがって、実施形態1の光学素子50と比較して、光学素子50の回転振動に起因する反射光ビームの副走査方向の位置ずれ量δ(図7A参照)が低減される。よって、実施形態1と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。
As described above, according to the
<変形例1>
図8は実施形態2の変形例1を示している。本変形例1では、第一反射面51aと第二反射面52aとのなす角度が鈍角である点が上記実施形態2とは異なる。図8に示すように、両反射面51a,52aのなす角度が鈍角である場合にも、光学素子50による反射光ビームの副走査方向の位置ずれ量δが低減されていることがわかる。
<
FIG. 8 shows a first modification of the second embodiment. The first modification is different from the second embodiment in that the angle formed between the first reflecting
<変形例2>
図9は実施形態2の変形例2を示している。本変形例2では、第一反射面51aと第二反射面52aとのなす角度が鋭角である点が上記実施形態2とは異なる。図9によれば、両反射面51a,52aのなす角度が鋭角である場合にも、光学素子50による反射光ビームの副走査方向の位置ずれ量δが低減されていることがわかる。
<
FIG. 9 shows a second modification of the second embodiment. The second modification is different from the second embodiment in that the angle formed by the first reflecting
《実施形態3》
図10は、実施形態3の光学素子50を主走査方向から見た図である。この実施形態では、光学素子50を構成する第一折返しミラー部51と第二折返しミラー部52とが別体で構成されている点が上記各実施形態及び各変形例とは異なる。
<<
FIG. 10 is a diagram of the
第一折返しミラー部51及び第二折返しミラー部52は共に主走査方向に延びる矩形板柱状をなしている。第一反射面51aと第二反射面52aとのなす角度は90°とされている。第一折返しミラー部51の副走査方向の一端面は第二折返しミラー部52の反射面の副走査方向の一端部に当接している。
Both the first
第一折返しミラー部51の主走査方向の両端部には、副走査方向に貫通する一対の貫通孔51bが形成されている。該貫通孔51bの第二折返しミラー部52側とは反対側の端部には、貫通孔よりも大径のザグリ孔51cが形成されている。第二折返しミラー部52における貫通孔51bに対応する箇所には、該貫通孔と同軸をなし該第二折返しミラー部52の厚さ方向に貫通する貫通孔52bが形成されている。
A pair of through
第一折返しミラー部51と第二折返しミラー部52とは、各貫通孔51b,52bを貫通するボルト53によって連結されている。ボルト53の頭部は、第一折返しミラー部51のザグリ孔51c内に位置している。ボルト53の先端部は第二折返しミラー部52から突出しており、この突出部には締結用のナット54が螺合している。
The first
本実施形態によれば、第一折返しミラー部51と第二折返しミラー部52とが連結されて一体で回転するので上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
According to this embodiment, since the 1st
また、本実施形態では、互いに別体をなす第一折返しミラー部51と第二折返しミラー部52とを連結するようにしたので、実施形態1及び2のように複雑な形状の光学素子50を一体成形する必要がなくなる。したがって、光学素子50の加工コストを低減することができる。
In the present embodiment, since the
尚、本実施形態では、第一反射面51aと第二反射面52aとが90°である場合について説明したが、これに限ったものではなく、両反射面51a,52aのなす角度が鈍角又は鋭角であってもよい。図11は両反射面51a,52aのなす角度が鈍角である例を示している。この例では、第一折返しミラー部51と第二折返しミラー部52との連結面は、主走査方向から見て第一反射面51a及び第二反射面52aのなす角度を二等分する平面L1上に位置している。そして、貫通孔51b,52bはこの連結面に対して垂直に形成され、各貫通孔51b,52bの該連結面側とは反対側にそれぞれざぐり孔51c,52cが形成されている。ザグリ孔51cにはボルト53の頭部が収容され、ザグリ孔52cにはナット54が収容されている。
In the present embodiment, the case where the first reflecting
《実施形態4》
図12は、実施形態4の光学素子50を主走査方向から見た図である。この実施形態では、第一折返しミラー部51と第二折返しミラー部52とが連結部材55を介して連結されている点が上記各実施形態及び各変形例とは異なる。
<< Embodiment 4 >>
FIG. 12 is a diagram of the
第一折返しミラー部51及び第二折返しミラー部52は、主走査方向に延びる矩形板状をなしている。連結部材55は、主走査方向に延びる断面正方形状の柱状体からなる。第一折返しミラー部51の副走査方向の一端面及び第二折返しミラー部52の副走査方向の一端面が連結部材55に固定されている。第一反射面51aと第二反射面52aとのなす角度を二等分する平面L1は、主走査方向から見て連結部材55の対角線に一致している。
The first
各折返しミラー部51,52と連結部材55とは実施形態3のようにボルトで連結してもよいし、接着剤等を用いて連結するようにしてもよい。
Each
本実施形態によれば、第一折返しミラー部51と第二折返しミラー部52とが連結部材55を介して連結されて一体で回転するので、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
According to the present embodiment, the first
また、本実施形態では、第一折返しミラー部51の副走査方向の端面及び第二折返しミラー部52の副走査方向の端面を連結部材55により連結するようにしたので、第一折返しミラー部51及び第二折返しミラー部52の背面同士を連結部材55により連結するようにした場合に比べて、連結部材55の形状を単純化して高い連結剛性を得ることができる。よって、光学素子50の回転振動時に第一折返しミラー部51及び第二折返しミラー部52を位相ずれなく確実に一体回転させることができる。よって上記各実施形態と同様の作用効果を確実に得ることができる。
In the present embodiment, the end surface in the sub-scanning direction of the first
また、本実施形態では、互いに別体をなす第一折返しミラー部51と第二折返しミラー部52とを連結するようにしたので、実施形態1及び2のように複雑な形状の光学素子50を一体成形する必要がなくなる。したがって、光学素子50の加工コストを低減することができる。
In the present embodiment, since the
尚、本実施形態では、第一反射面51aと第二反射面52aとが90°である場合について説明したが、これに限ったものではなく、両反射面51a,52aのなす角度が鈍角又は鋭角であってもよい。図13は両反射面51a,52aのなす角度が鈍角である例を示している。この例では連結部材55は、主走査方向に延びる二等辺三角柱状をなしている。第一折返しミラー部51及び第二折返しミラー部52は、主走査方向から見て連結部材55の一の頂点を挟んで隣接する側面にそれぞれ固定されている。
In the present embodiment, the case where the first reflecting
《他の実施形態》
上記各実施形態及び変形例では、光ビームを偏向走査させる光偏向部の一例としてポリゴンミラー35を挙げて説明したが、光偏向部は、例えば圧電素子等により駆動される共振型の振動ミラーであってもよい。
<< Other embodiments >>
In each of the above embodiments and modifications, the
上記実施形態2では、光学素子50を複数の支持ピン61〜63により保持板60を介して間接的に支持するようにしているが、これに限ったものではなく、複数の支持ピン61〜63により直接支持するようにしてもよい。また、光学素子50を支持する支持ピンの数は3つに限ったものではなく、2つ以下であってもよいし、4つ以上であってもよいことは言うまでもない。例えば、支持ピンが4つである場合には、光学素子50の主走査方向の両端部をそれぞれ2つの支持ピンで支持するようにすればよい。この場合、光学素子50の主走査方向の一端部に設けられた2つの支持ピンによる支持位置の中点と、主走査方向の他端部に設けられた2つの支持ピンによる支持位置の中点とを結ぶ直線が回転軸線Aとなる。
In the second embodiment, the
上記各実施形態及び変形例では、光走査装置30が搭載される画像形成装置の一例としてレーザープリンターを挙げて説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置は、例えば複合機(MFP)、複写機、又はファクシミリ等であってもよい。
In each of the above-described embodiments and modifications, a laser printer has been described as an example of an image forming apparatus on which the
以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for an optical scanning device and an image forming apparatus including the optical scanning device.
1 レーザープリンター(画像形成装置)
30 光走査装置
32 光源
35 ポリゴンミラー(光偏向部)
50 光学素子
51 第一折返しミラー部
51a 第一反射面
52 第二折返しミラー部
52a 第二反射面
55 連結部材
60 保持板
61 第一支持ピン
62 第二支持ピン
62 第三支持ピン
63 第三支持ピン
A 回転軸線
L1 平面
L2 交線
1 Laser printer (image forming device)
30
50
Claims (3)
上記光学素子は、光ビームを反射する第一折返しミラー部と、該第一折返しミラー部にて反射された光ビームを反射する第二折返しミラー部とを有し、
上記第一折返しミラー部及び第二折返しミラー部は、互いの反射面が所定角度をなす状態で一体成形されているか又は直接連結され、
上記第二折返しミラー部の反射面に固定された一対の保持板と、
一方の上記保持板の厚さ方向の一側面に当接する第一支持ピンと、
他方の上記保持板の厚さ方向の一側面に当接し且つ上記第二折返しミラー部の副走査方向に間隔を空けて並ぶ第二支持ピン及び第三支持ピンとを備え、
上記第一支持ピンによる一方の上記保持板の支持位置と、上記第二支持ピン及び上記第三支持ピンによる他方の上記保持板の支持位置の中点とを通る直線が、主走査方向に延びて、上記第一折返しミラー部の反射面と上記第二折返しミラー部の反射面との交線に一致している、光走査装置。 A light source, a light deflector comprising a rotating polygon mirror or a vibrating mirror that reflects and scans the light beam emitted from the light source in the main scanning direction, and the light beam reflected by the light deflector and the surface to be scanned An optical scanning device provided with an optical element provided to extend in the main scanning direction in the optical path between and an optical element that reflects a light beam,
The optical element includes a first folding mirror unit that reflects a light beam, and a second folding mirror unit that reflects a light beam reflected by the first folding mirror unit.
The first folding mirror part and the second folding mirror part are integrally formed or directly connected with each other's reflecting surfaces forming a predetermined angle ,
A pair of holding plates fixed to the reflecting surface of the second folding mirror part;
A first support pin that contacts one side surface of the holding plate in the thickness direction;
A second support pin and a third support pin that are in contact with one side surface in the thickness direction of the other holding plate and are arranged at intervals in the sub-scanning direction of the second folding mirror portion;
A straight line passing through the support position of the one holding plate by the first support pin and the midpoint of the support position of the other holding plate by the second support pin and the third support pin extends in the main scanning direction. An optical scanning device that coincides with a line of intersection between the reflection surface of the first folding mirror portion and the reflection surface of the second folding mirror portion .
上記光学素子は、光ビームを反射する第一折返しミラー部と、該第一折返しミラー部とは別体をなし、該第一折返しミラー部にて反射された光ビームを反射する第二折返しミラー部とを有し、
上記第一折返しミラー部及び第二折返しミラー部を互いの反射面が所定角度をなす状態で連結する連結部材をさらに備え、
上記第一折返しミラー部の副走査方向の端面と上記第二折返しミラー部の副走査方向の端面とが上記連結部材に固定され、
上記第二折返しミラー部の反射面に固定された一対の保持板と、
一方の上記保持板の厚さ方向の一側面に当接する第一支持ピンと、
他方の上記保持板の厚さ方向の一側面に当接し且つ上記第二折返しミラー部の副走査方向に間隔を空けて並ぶ第二支持ピン及び第三支持ピンとを備え、
上記第一支持ピンによる一方の上記保持板の支持位置と、上記第二支持ピン及び上記第三支持ピンによる他方の上記保持板の支持位置の中点とを通る直線が、主走査方向に延びて、上記第一折返しミラー部の反射面と上記第二折返しミラー部の反射面との交線に一致している、光走査装置。 A light source, a light deflector comprising a rotating polygon mirror or a vibrating mirror that reflects and scans the light beam emitted from the light source in the main scanning direction, and the light beam reflected by the light deflector and the surface to be scanned An optical scanning device provided with an optical element provided to extend in the main scanning direction in the optical path between and an optical element that reflects a light beam,
The optical element includes a first folding mirror unit that reflects a light beam and a second folding mirror that is separate from the first folding mirror unit and reflects the light beam reflected by the first folding mirror unit. And
A connecting member that connects the first folding mirror part and the second folding mirror part in a state in which the reflecting surfaces form a predetermined angle;
An end face in the sub-scanning direction of the first folding mirror part and an end face in the sub-scanning direction of the second folding mirror part are fixed to the connecting member ,
A pair of holding plates fixed to the reflecting surface of the second folding mirror part;
A first support pin that contacts one side surface of the holding plate in the thickness direction;
A second support pin and a third support pin that are in contact with one side surface in the thickness direction of the other holding plate and are arranged at intervals in the sub-scanning direction of the second folding mirror portion;
A straight line passing through the support position of the one holding plate by the first support pin and the midpoint of the support position of the other holding plate by the second support pin and the third support pin extends in the main scanning direction. An optical scanning device that coincides with a line of intersection between the reflection surface of the first folding mirror portion and the reflection surface of the second folding mirror portion .
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