(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、前記軸に回転自在に軸支される回転体と、前記軸および前記回転体の一方または両方に配置され、前記回転体の回転時に前記軸の軸方向に沿う方向の力を発生させ、回転する前記回転体を前記軸方向における所期の位置に維持するための動圧溝と、前記回転体の回転半径に沿う外方に向けて前記回転体に配置された複数の鏡と、前記軸および前記回転体の少なくとも一方に配置され、前記回転体および前記軸の他方に接触する接触部と、を有する光偏向装置であって、
前記接触部は、ベース樹脂を含む樹脂組成物によって構成されており、
前記接触部が形成された前記軸または前記回転体の表面には、オーバーハング部を含む凹部が形成されており、
前記オーバーハング部の底部は、前記凹部の開口部に対して前記回転体の回転方向の前方にのみ配置されている、
光偏向装置。
【請求項２】
前記回転体の回転方向に沿う前記接触部の厚さ方向の断面において、
前記回転方向における前記オーバーハング部の合計長さは、前記接触部の厚さ方向に垂直な方向における前記接触部の長さの２％以上の長さである、
請求項１に記載の光偏向装置。
【請求項３】
前記樹脂組成物は、
ベース樹脂と、
潤滑剤として、ＰＴＦＥ、グラファイトまたはこれらの組み合わせとを含む、
請求項１または請求項２に記載の光偏向装置。
【請求項４】
感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するための露光装置とを有する画像形成装置であって、
前記露光装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光偏向装置を含む、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向装置および当該光偏向装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、感光体に静電潜像を形成するための露光装置として、回転多面鏡（ポリゴンミラー）を有する光偏向装置を有する。光偏向装置は、画像情報を含むレーザー光を、高速で回転する回転多面鏡によって感光体の表面に反射するとともに感光体の軸方向に沿って走査し、感光体の表面に静電潜像を形成させる。近年では、より高速で画像を形成することが要求されており、この要求を実現するための光偏向装置として、動圧軸受を有する光偏向装置が知られている。
【０００３】
一般的に、光偏向装置は、回転軸と、回転軸に回転可能に嵌合する軸受けと、軸受けに配置され、動圧溝を有し、回転軸を回転中心として回転する回転多面鏡と、回転多面鏡を回転させる永久磁石とを有する。このような光偏向装置では、永久磁石により回転多面鏡が回転するとともに、動圧溝に空気が導入することにより、回転多面鏡が僅かに浮上した状態で回転するようになっている。
【０００４】
近年、光偏向装置を有する画像形成装置は、待機電力の削減による省エネ性能の向上が要求されているため、画像を形成しない時には、回転多面鏡の回転数を少なくするか、または停止させている。このように、画像形成装置では、回転多面鏡の回転および停止が繰り返し行われている。このため、画像形成装置では、回転多面鏡が回転を開始した時および回転が停止する時に、回転軸および軸受けが接触して摩耗してしまうという問題がある。
【０００５】
特許文献１には、このような問題を解決するため、軸および軸受けの摩擦力を低減させたポリゴンスキャナモーター（光偏向装置）が開示されている。特許文献１に記載のポリゴンスキャナモーターは、軸部材と、軸部材に回転可能に嵌合する軸受け部材と、軸受け部材に配置され、動圧溝を有し、軸部材を回転軸として回転する多面鏡と、多面鏡を回転させる永久磁石とを有する。
【０００６】
また、軸受け材の内面（軸部材側の面）には、樹脂皮膜が形成されている。特許文献１に記載のポリゴンスキャナモーターでは、軸受け部材の最表面のスキン層を切削加工や研磨加工などで除去している。これにより、特許文献１に記載のポリゴンスキャナモーターでは、樹脂内に含まれる潤滑剤を露出させることで、摩擦力を低減させて、耐久性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６２８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のポリゴンスキャナモーターでは、切削加工や研磨加工などによりスキン層を除去しているため、樹脂皮膜が破壊されてしまう場合がある。樹脂皮膜の破壊は、多面鏡の回転精度の低下を引き起こして、ポリゴンスキャナモーターの耐久性の低下を引き起こしてしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、耐久性の高い光偏向装置およびその製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、当該光偏向装置を有する画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る光偏向装置は、軸と、前記軸に回転自在に軸支される回転体と、前記軸および前記回転体の一方または両方に配置され、前記回転体の回転時に前記軸の軸方向に沿う方向の力を発生させ、回転する前記回転体を前記軸方向における所期の位置に維持するための動圧溝と、前記回転体の回転半径に沿う外方に向けて前記回転体に配置された複数の鏡と、前記軸および前記回転体の少なくとも一方に配置され、前記回転体および前記軸の他方に接触する接触部と、を有する光偏向装置であって、前記接触部は、ベース樹脂を含む樹脂組成物によって構成されており、前記接触部が形成された前記軸または前記回転体の表面には、オーバーハング部を含む凹部が形成されている。
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る光偏向装置の製造方法は、軸と、前記軸に回転自在に軸支される回転体と、前記軸および前記回転体の一方または両方に配置され、前記回転体の回転時に前記軸の軸方向に沿う方向の力を発生させ、回転する前記回転体を前記軸方向における所期の位置に維持するための動圧溝と、前記回転体の回転半径に沿う外方に向けて前記回転体に配置された複数の鏡と、前記軸および前記回転体の少なくとも一方に配置され、前記回転体および前記軸の他方に接触する接触部と、を有する光偏向装置の製造方法であって、前記軸および前記回転体の少なくとも一方の表面であって、前記接触部を形成すべき領域に対して、前記表面の法線に対して前記回転体の回転方向の前方または後方に傾けてブラスト粉を吹き付けてブラスト処理と行う工程と、前記ブラスト処理を行った前記軸または前記回転体の表面に樹脂組成物による接触部を形成する工程と、を有する。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するための露光装置とを有する画像形成装置であって、前記露光装置は、本発明に係る光偏向装置を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、耐久性の高い光偏向装置を提供することができる。したがって、高画質の画像を高速で長期にわたり形成可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係る光偏向装置を有する光走査装置の一例の構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、光偏向装置の断面図である。
【図３】図３Ａは、固定軸の正面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示されるＢ−Ｂ線の断面図であり、図３Ｃは、固定軸の平面図である。
【図４】図４Ａは、図２に示されるＢ部の部分拡大断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示されるＡ部の部分拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施の形態に係る光偏向装置について説明する。
【００１６】
［光偏向装置の構成］
図１は、光偏向装置の一例を有する光走査装置の一例の構成を示す図である。図２は、光偏向装置４１１２の回転軸に沿う断面図である。なお、図１では、感光体ドラム４１３を破線で示している。
【００１７】
図１に示されるように、光走査装置４１１は、取り付け用の基台４１１１と、光偏向装置４１１２と、光偏向装置４１１２にレーザー光を照射するための照射機構４１１３と、光偏向装置４１１２で反射したレーザー光を感光体４１３の表面に導くための導光機構４１１４とを有する。
【００１８】
照射機構４１１３は、光ビームを発生する半導体レーザー発光体４１１５、コリメータレンズ４１１６および第１シリンドリカルレンズ４１１７を有する。また、導光機構４１１４は、ｆθレンズ４１１８、第２シリンドリカルレンズ４１１９、反射ミラー４１２０、タイミング検出用のミラー４１２１および同期検知器４１２２を有する。
【００１９】
図２に示されるように、光偏向装置４１１２は、ステータ部２０１およびローター部（回転体）２２１を有する。ステータ部２０１は、基板２０２と、基板２０２に固定された固定軸（軸）２０３と、固定軸２０３の周囲に配置され、基板２０２に固定された巻回コイル２０４とを含む。
【００２０】
図３Ａは、固定軸２０３の正面図であり、図３Ｂは、固定軸２０３の図３ＡにおけるＢ−Ｂ線の断面図であり、図３Ｃは、固定軸２０３の平面図である。なお、図３Ａ〜図３Ｃでは、ローター部２２１の回転移動方向を矢印Ｗ１で示している。
【００２１】
図３Ａ〜Ｃに示されるように、固定軸２０３は、基端側で基板２０２に固定されるとともに、ローター部２２１を回転可能に軸支する。固定軸２０３は、固定軸本体２０６およびフランジ部２０５を有する。固定軸本体２０６は、略円柱体である。フランジ部２０５は、固定軸本体２０６の軸方向における中央部から外側に向かって配置されている。固定軸２０３の材料は、特に限定されない。固定軸２０３の材料の例には、アルミニウム、真鍮などの銅合金、ステンレス鋼などの鉄合金が含まれる。なお、本実施の形態では、固定軸２０３の材料は、アルミニウムである。また、固定軸２０３の表面には、摺動性を高める観点から、ニッケルめっきやクロムめっきが施されていてもよい。本実施の形態では、固定軸２０３の表面には、ニッケルめっきが施されている。
【００２２】
固定軸本体２０６のフランジ部２０５よりも先端側の周壁面には、第１動圧溝２４１および第２動圧溝２４２が形成されている。また、フランジ部２０５の上面には、第３動圧溝２４３が形成されている。
【００２３】
第１動圧溝２４１は、先端側の固定軸本体２０６の中央部から先端面まで形成された溝である。第１動圧溝２４１は、正面視したときに、固定軸２０３の先端面からローター部２２１の回転移動方向に傾くように形成されている。
【００２４】
第２動圧溝２４２は、先端側の固定軸２０３の中央部からフランジ部２０５まで形成された溝である。第２動圧溝２４２は、正面視したときに、フランジ部２０５からローター部２２１の回転移動方向に傾くように形成されている。
【００２５】
第３動圧溝２４３は、平面視したときに、固定軸本体２０６の周辺からフランジ部２０５の縁に向けて延出する、湾曲した溝である。第３動圧溝２４３は、平面視したときに、固定軸本体２０６からフランジ部２０５の縁に向けて凸の、そしてその中央部で最も膨らむ、湾曲した形状に形成されていてもよいし、先端から中央部まで一定の幅で形成されていてもよい。第３動圧溝２４３は、例えば、ダイヤモンドを材料した切削バイトを使用する切削加工により形成される。
【００２６】
図２に示されるように、ローター部２２１は、固定軸２０３の先端部が内嵌する筒部２２２と、筒部２２２の外周面から外側に広がる第１フランジ部２２３と、筒部２２２の外周面から外側に広がる円環板状の第２フランジ部２２４とを有する。第２フランジ部２２４の外周縁の平面視形状は、例えば正八角形であり、第２フランジ部２２４の当該正八角形の各辺に対応する壁面は、鏡となっている。第２フランジ部２２４は、筒部２２２に対して固定されるとともに、支持部２２５を介して第１フランジ部２２３上に支持されている。なお、筒部２２２の内周面と固定軸２０３の外周面との間には、５μｍ程度の隙間が設定されている。
【００２７】
第１フランジ部２２３の基板２２０側の下面には、磁石２２６が配置されている。また、筒部２２２の先端は、蓋２２７によって塞がれている。
【００２８】
ローター部２２１は、筒部２２２が固定軸２０３の先端部に外嵌することによって、固定軸２０３に着座している。ローター部２２１における固定軸２０３と接触する部分、すなわち、固定軸本体２０６の外周面に対向する筒部２２２の内周面の少なくとも一部、およびフランジ部２０５の上面に対向する第１フランジ部２２３の内面の少なくとも一部には、接触部２２８が形成されている（図４Ａ参照）。磁石２２６は、ローター部２２１が固定軸２０３に着座したときに、巻回コイル２０４に対応する位置であって、巻回コイル２０４に接触しない位置に配置されている。
【００２９】
ローター部２２１は、金属もしくは樹脂製である。ローター部２２１は、熱硬化性樹脂製であってもよいし、熱可塑性樹脂製であってもよい。また、ローター部２２１が樹脂製の場合、金属部材との複合化した、例えばインサート成形品であってもよい。
【００３０】
図４は、図２に示されるＢ部の部分拡大断面図である。図４Ｂは、ローター部２２１の接触部２２８を形成すべき領域（たとえば、図４Ａに示されるＡ部）の部分拡大断面図である。なお、図４Ｂでは、説明を簡略化するため、接触部２２８を形成すべき領域（筒部２２２の内周面および第１フランジ部２２３の内面）を上側に向けて図示している。
【００３１】
図４Ａに示されるように、ローター部２２１の接触部２２８を形成すべき領域には、接触部２２８との密着性を向上させる観点から、オーバーハング部２２９を含む凹部２３０が形成されている。前述したように、接触部２２８は、固定軸本体２０６の外周面に対向する筒部２２２の内周面の少なくとも一部、およびフランジ部２０５の上面に対向する第１フランジ部２２３の内面の少なくとも一部に形成される。すなわち、凹部２３０を含む凹凸形状は、固定軸本体２０６の外周面に対向する筒部２２２の内周面の少なくとも一部、およびフランジ部２０５に対向する第１フランジ部２２３の内面の少なくとも一部に形成されている。
【００３２】
図４Ｂに示されるように、凹部（凹凸形状）２３０は、オーバーハング部２２９を有する。ここで、「オーバーハング部」とは、接触部２２８を形成すべき領域（筒部２２２の内周面および第１フランジ部２２３の内面）を平面視した場合に、凹部２３０の開口部の一部を覆うように張り出している部分をいう。接触部２２８を形成すべき領域および接触部２２８の密着性を向上させる観点から、オーバーハング部２２９の数は、複数であることが好ましい。また、オーバーハング部２２９は、開口部および開口部に対してローター部２２１の回転方向の前方または後方に配置された底部を有する。凹部２３０の底部は、開口部よりローター部２２１の回転方向の前方に配置されていることが好ましい。底部がローター部２２１の回転方向の前方に配置されていることで、接触部２２８を形成すべき領域から接触部２２８が剥離しにくくなるため、光偏向装置４１１２の耐久性が向上する。なお、凹部２３０を含む凹凸形状のＲａは、０．２〜５．０程度であることが好ましい。
【００３３】
次に、オーバーハング部２２９の大きさについて説明する。図４Ｂに示されるように、接触部２２８の厚さ方向に垂直な方向において、接触部２２８を形成すべき領域の距離（たとえば、筒部２２２の内周面に形成されたオーバーハング部２２９の大きさを測定する場合には、筒部２２２の内周面の距離）をＬ１とした場合、接触部２２８の厚さ方向に垂直な方向におけるオーバーハング部２２９の合計長さＬ２は、接触部２２８の長さの２％以上の長さであることが好ましい。以下の説明では、Ｌ１に対するＬ２の割合を「断面係数」ともいう。なお、断面係数は、機材の強度が不足することおよび加工面での困難さの観点から、１５％以下であることが好ましい。
【００３４】
断面係数の測定方法は、特に限定されない。断面係数は、接触部２２８を形成すべき領域の厚さ方向にクロスセクションポリッシャー、ファインカッター、ＦＩＢなどで切断する。次いで、ＳＥＭや光学顕微鏡で接触部２２８を形成すべき領域の断面プロファイルを撮影する。撮影後、Ｌ１およびＬ２を測定して断面係数を求める。
【００３５】
接触部２２８は、樹脂組成物によって構成されており、固定軸本体２０６の外周面の一部に対応する筒部２２２の内周面と、フランジ部２０５の上面に対応する第１フランジ部２２３の内面とに形成されている。接触部２２８の厚さＴは、１０〜１０００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３６】
樹脂組成物は、例えば、ベース樹脂および摺動補助剤を有する。なお、樹脂組成物は、無機フィラーを含んでいてもよい。ベース樹脂の種類は、特に限定されず、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂の例には、ポリスチレン・アクリル共重合体、ポリアセタール、ＰＥＥＫ、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂またはその変性品、フッ素樹脂、ポリカーボネートなどが含まれる。また、熱硬化性樹脂の例には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステルなどが含まれる。なお、ベース樹脂は、耐熱性および寸法安定性の観点から、フェノール樹脂であることが好ましい。フェノール樹脂の数平均分子量は、特に限定されないが、２０万以上であることが好ましい。
【００３７】
摺動補助剤は、固定軸本体２０６の外周面および筒部２２２の内面と、フランジ部２０５の上面および第１フランジ部２２３の下面と、のそれぞれの間での摩擦力を低くする。摺動補助剤の含有量は、樹脂組成物におけるフェノール樹脂１００質量部に対して、例えば１〜１０質量部の範囲内であることが好ましく、２〜７質量部であることがさらに好ましい。摺動補助剤の種類は特に限定されない。摺動補助剤には、環状化合物およびワックスなどが含まれる。摺動補助剤の例には、ＰＴＦＥ・グラファイト・ポリエチレン・２硫化モリブデン、２硫化タングステン窒化ホウ素、フッ化グラファイト、雲母、セリサイト、フッ化カルシウム、カーボンナノチューブ、Ｃ６０、ジンクステアレート、マグネシウムステアレートなど脂肪酸金属石鹸類、カーボンブラックなどが含まれる。
【００３８】
無機フィラーは、摺動補助剤とともに、使用する樹脂の特性を改善させる。無機フィラーは、無機酸化物で構成され、接触部の曲げ強度および硬度を向上させる。無機フィラーの例には、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化モリブデン、酸化鉄およびこれらの複合酸化物が含まれる。
【００３９】
光偏向装置４１１２は、ローター部２２１が磁力によって高速で回転し、照射機構４１１３からのレーザー光を上記鏡によって導光機構４１１４に向けて反射する。こうして、レーザー光は線状に展開（偏向）され、感光体ドラム４１３の軸方向に沿って感光体ドラム４１３の周面に照射される。
【００４０】
ローター部２２１が高速で回転すると、ローター部２２１には、第２動圧溝２４２への空気の導入により、フランジ部２０５から浮き上がる力と、第１動圧溝２４１への空気の導入により、フランジ部２０５に向けて抑えられる力とが作用する。また、ローター部２２１が高速で回転すると、第２動圧溝２４２に導入されるべき空気の一部が、第３動圧溝２４３を介して外部に排出され、ローター部２２１が浮き上がる力が低減される。ローター部２２１に作用するこれらの力により、ローター部２２１は、フランジ部２０５から浮き上がるが、フランジ部２０５から特定の位置で、安定して高速で回転する。
【００４１】
［光偏向装置の製造方法］
本発明に係る光偏向装置の製造方法は、ローター部２２１の接触部２２８を形成すべき領域に対して、ブラスト処理する工程と、ブラスト処理した後、接触部２２８を形成する工程とを有する。
【００４２】
ブラスト処理する工程では、接触部２２８を形成すべき領域（筒部２２２の内周面および第１フランジ部２２３の内面）に凹凸形状を形成する。ブラスト処理に使用するブラスト粉の種類は、特に限定されない。ブラスト粉の種類には、アルミナやガラスビーズなどが含まれる。なお、断面係数を向上させる観点から、ブラスト粉は、不定形の形状を有するものであって、最長径が６〜７０μｍの範囲内であるものが好ましい。このようなブラスト粉の例には、アルミナ＃２００、フジランダムＷＡ（不二製作所）などが含まれる。また、ブラスト処理は、ローター部２２１の回転方向の前方または後方にノズルを傾けた状態でブラスト粉を吹き付けて行う。ブラスト粉は、接触部２２８を形成すべき領域の法線に対して、５〜８５°傾斜して入射させることが好ましく、１５〜８０°であることがより好ましい。ブラスト処理は、例えば、ブロワブラスト手動機（ＬＤＱ−２；不二製作所）などを用いて行うことができる。これにより、前述したオーバーハング部２２９が適切に形成される。
【００４３】
接触部２２８を形成する工程では、接触部２２８を形成すべき領域に所定の接触部２２８を形成する。具体的には、前述した樹脂組成物を凹凸形状が形成された接触部２２８を形成すべき領域に塗布して、樹脂組成物を硬化させればよい。樹脂組成物の硬化条件は、使用する樹脂組成物によって、適宜調整される。
【００４４】
なお、本実施の形態では、ローター部２２１に接触部２２８を配置した例について説明したが、接触部２２８は、固定軸２０３に配置されていてもよいし、ローター部２２１および固定軸２０３に配置してもよい。これらの場合であっても、凹部２３０は、ローター部２２１の回転方向に沿って、かつ、所定の角度で形成されたオーバーハング部２２９を有するため、アンカー効果により接触部２２８が剥離することがなく耐久性を向上させることができる。
【００４５】
［画像形成装置の構成］
本発明の一実施の形態に係る画像形成装置は、感光体に静電潜像を形成するための露光装置に上記光偏向装置を含む。上記画像形成装置は、上記露光装置が上記光偏向装置を含む以外は、電子写真方式の公知の画像形成装置と同様に構成されうる。
【００４６】
本発明に係る画像形成装置は、例えば、感光体、感光体を帯電させる帯電装置、帯電した感光体に光を照射して静電潜像を形成する露光装置、静電潜像が形成された感光体にトナーを供給して静電潜像に応じたトナー画像を形成する現像装置、静電潜像に形成されたトナー画像を記録媒体に転写するための中間転写体を含む転写装置、および、トナー画像を記録媒体に定着させる定着装置、を有する。「トナー画像」とは、トナーが画像状に集合した状態を言う。
【００４７】
図５は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。図５に示されるように、画像形成装置１は、画像読取部１１０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０および定着装置６０を有する。
【００４８】
画像形成部４０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナーによる画像を形成する画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃおよび４１Ｋを有する。これらは、収容されるトナー以外はいずれも同じ構成を有するので、以後、色を表す記号を省略することがある。画像形成部４０は、さらに、中間転写ユニット４２および二次転写ユニット４３を有する。これらは、転写装置に相当する。
【００４９】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５を有する。感光体ドラム４１３は、例えば負帯電型の有機感光体である。感光体ドラム４１３の表面は、光導電性を有する。感光体ドラム４１３は、感光体に相当する。帯電装置４１４は、例えばコロナ帯電器である。帯電装置４１４は、帯電ローラーや帯電ブラシ、帯電ブレードなどの接触帯電部材を感光体ドラム４１３に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置４１１は、例えば、前述した光走査装置であり、光源としての半導体レーザーと、形成すべき画像に応じたレーザー光を感光体ドラム４１３に向けて照射する上記の光偏向装置とを含む。現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置である。
【００５０】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、中間転写ベルト４２１を感光体ドラム４１３に圧接させる一次転写ローラー４２２、バックアップローラー４２３Ａを含む複数の支持ローラー４２３、およびベルトクリーニング装置４２６を有する。中間転写ベルト４２１は、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つの駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。
【００５１】
二次転写ユニット４３は、無端状の二次転写ベルト４３２、および二次転写ローラー４３１Ａを含む複数の支持ローラー４３１を有する。二次転写ベルト４３２は、二次転写ローラー４３１Ａおよび支持ローラー４３１によってループ状に張架される。
【００５２】
定着装置６０は、定着ローラー６２と、定着ローラー６２の外周面を覆い、用紙Ｓ上のトナー画像を構成するトナーを加熱、融解するための無端状の発熱ベルト６３と、用紙Ｓを定着ローラー６２および発熱ベルト６３に向けて押圧する加圧ローラー６４と、を有する。用紙Ｓは、記録媒体に相当する。
【００５３】
画像形成装置１は、さらに、画像読取部１１０、画像処理部３０および用紙搬送部５０を有する。画像読取部１１０は、給紙装置１１１およびスキャナー１１２を有する。用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３を有する。給紙部５１を構成する三つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａなどの複数の搬送ローラー対を有する。
【００５４】
画像形成装置１による画像の形成を説明する。
スキャナー１１２は、コンタクトガラス上の原稿Ｄを光学的に走査して読み取る。原稿Ｄからの反射光がＣＣＤセンサー１１２ａにより読み取られ、入力画像データとなる。入力画像データは、画像処理部３０において所定の画像処理が施され、露光装置４１１に送られる。
【００５５】
感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。帯電装置４１４は、感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、上記ポリゴンミラーが高速で回転し、各色成分の入力画像データに対応するレーザー光を感光体ドラム４１３の軸方向に沿って展開し、当該軸方向に沿って感光体ドラム４１３の外周面に照射する。こうして感光体ドラム４１３の表面には、静電潜像が形成される。
【００５６】
現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面にトナーを付着させることにより静電潜像が可視化される。こうして感光体ドラム４１３の表面に、静電潜像に応じたトナー画像が形成される。
【００５７】
感光体ドラム４１３の表面のトナー画像は、中間転写ユニット４２によって中間転写ベルト４２１に転写される。転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有するドラムクリーニング装置４１５によって除去される。
【００５８】
一次転写ローラー４２２によって中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接することにより、感光体ドラム４１３と中間転写ベルト４２１とによって、一次転写ニップが感光体ドラムごとに形成される。当該一次転写ニップにおいて、各色のトナー画像が中間転写ベルト４２１に順次重なって転写される。
【００５９】
一方、二次転写ローラー４３１Ａは、中間転写ベルト４２１および二次転写ベルト４３２を介して、バックアップローラー４２３Ａに圧接される。それにより、中間転写ベルト４２１と二次転写ベルト４３２とによって、二次転写ニップが形成される。当該二次転写ニップを用紙Ｓが通過する。用紙Ｓは、用紙搬送部５０によって二次転写ニップへ搬送される。用紙Ｓの傾きの補正および搬送のタイミングの調整は、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により行われる。
【００６０】
上記二次転写ニップに用紙Ｓが搬送されると、二次転写ローラー４３１Ａへ転写バイアスが印加される。この転写バイアスの印加によって、中間転写ベルト４２１に担持されているトナー画像が用紙Ｓに転写される。トナー画像が転写された用紙Ｓは、二次転写ベルト４３２によって、定着装置６０に向けて搬送される。
【００６１】
定着装置６０は、発熱ベルト６３と加圧ローラー６４とによって、定着ニップを形成し、搬送されてきた用紙Ｓを当該定着ニップ部で加熱、加圧する。こうしてトナー画像が用紙Ｓに定着する。トナー像が定着された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００６２】
なお、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置４２６によって除去される。
【００６３】
以上より明らかなように、画像形成装置１は、上記光偏向装置を含む露光装置４１１を有する。このため、上記光偏向装置の軸と回転体との接触部では、回転体の高速回転に伴う熱による変形が十分に抑制される。よって、光偏向装置の軸または回転体を樹脂で構成できるので、安価に製造することが可能であり、かつ、上記接触部における摩耗や変形などによる上記レーザー光の揺らぎ（ジッター）が防止される。このため、高画質の画像を高速で長期にわたり形成することが可能となる。
【００６４】
以上のように、本実施の形態に係る光偏向装置４１１２では、ローター部２２１または回転軸２０３の少なくとも一方に、オーバーハング部２２９を有する凹部２３０が形成されているため、接触部２２８が接触部２２８を形成すべき領域から剥離しにくく耐久性を向上させることができる。
【実施例】
【００６５】
１．回転体の作製
熱硬化性樹脂用射出成形機（７５Ｆ−３６Ｋ；株式会社松田製作所）を用いて、回転体を前述したフェノール樹脂で成形した。射出成形の条件は、金型温度：１８０℃、シリンダ温度：９０℃、射出出力：２６０ｋｇ／ｃｍ２（２５．５ＭＰａ）とした。
２．凹凸形状の形成
ブラスト処理は、フジランダムＡ＃２２０をブラスト粉として、ブロワブラスト手動機（ＬＤＱ−２；不二製作所）を用いて行った。ブラスト処理は、筒部の内面および第１フランジ部の上面に対して、回転体の回転方向に沿い、かつ所定の角度傾けた状態で行った（Ｎｏ．１〜７）。その他のブラスト処理の条件は、吐出圧；０．０６ＭＰa／ｃｍ２、処理時間；６０秒、試料との距離１０ｃｍとした。また、比較例として、ブラスト処理を行わなかった回転体（Ｎｏ．８〜１０）と、ブラスト処理の角度が９０°（ブラスト処理する面に対して垂直）の回転体も作製した（Ｎｏ．１１）。
【００６６】
３．断面係数の測定
まず、ブラスト処理後の回転体を厚さ方向にクロスセクションポリッシャーで切断したあと、その断面を２００倍の倍率の電子光学顕微鏡（ＪＳＭ−７４０１Ｆ；日本電子株式会社）で撮像した（本実施例では、回転体の回転方向に１００μｍ）。そして、接触部を形成すべき領域の厚さ方向の仮想直線と、接触すべき領域の表面とが２回以上交差するポイントを抽出した。最後に、接触部２２８を形成すべき領域（１００μｍ）に対する当該ポイント間距離を求めた。
【００６７】
４．樹脂組成物の調製
１００質量部のフェノール樹脂またはフッ素樹脂と、１０質量部の摺動補助剤とをヘンシェルミキサー（日本コークス工業株式会社）を用いて混合して、樹脂組成物を得た。当該混合は、回転翼の周速を３５ｍ／秒、処理温度を３２℃、混合時間を２０分間として行った。なお、摺動補助剤としてグラファイトおよびＰＴＦＥを使用した場合には、それぞれ５質量部とした。フェノール樹脂には、ＤＩＣ社製「ＰＲ-５１７９４」（軟化点：９８℃）を用いた。フッ素樹脂には、ダイキン工業社製「Ｆ−２０１」（個数平均粒径：５００μｍ）を用いた。また、ＰＴＦＥには、喜多村社製「ＫＴＬ−２Ｎ」（個数平均粒径：２μｍ）を用いた。グラファイトには、日立化成製「ＧＰ−６０Ｓ」（個数平均粒径：２μｍ）を用いた。
【００６８】
５．接触部の作製
得られた回転体の凹凸が形成された領域に調製した樹脂組成物を塗布して乾燥させることで、乾燥膜厚４００μｍの接触部を得た。Ｎｏ．１〜６、８〜１１の光偏向装置では、ベース樹脂として、フェノール樹脂を使用した。また、Ｎｏ．７の光偏向装置では、ベース樹脂としてフッ素樹脂を使用した。
【００６９】
６．光偏向装置の作製
回転体に、図２に示されるように、回転軸に対して外方に向けて等間隔に８枚の鏡を有するポリゴンミラーを配置し、回転体の軸受け穴に軸を嵌合して、光偏向装置を作製した。回転体の軸受け穴の周面と、それに対向する軸の表面とのクリアランスは、いずれも５μｍである。当該軸は、アルミニウム製である。
【００７０】
７．評価
耐久性の評価
前述した回転体と接触部との密着の耐久性の評価を画像形成装置における画像濃度の安定性により調べた。各光偏向装置を、５０，０００ｒｅｖ／ｍｉｎの回転速度まで１分間かけて加速させ、５０，０００ｒｅｖ／ｍｉｎで３０秒間維持した後、１分間かけて回転を停止させる操作を、５，０００回繰り返して行った。そして、光偏向装置のそれぞれを、コニカミノルタ株式会社製の画像形成装置「ｂｉｚｈｕｂＣ７５４」（「ｂｉｚｈｕｂ」は同社の登録商標）の改造機に、当該装置のポリゴンミラーに代えて搭載した。当該改造機でハーフトーン画像出力し、Ａ４紙面内の任意の１０点の画像濃度を、反射濃度計（ＲＤ−９１８；エックスライト社）で測定し、１０点の平均値のばらつきを評価の基準とした。画像濃度のばらつきが１％超の場合を「Ｃ」と評価し、画像濃度のばらつきが０．５％超であって１．０％以下の場合を「Ｂ」と評価し、画像濃度のばらつきが０．５％以下の場合を「Ａ」と評価した。なお、繰り返し工程中に破壊され回転しなくなるものについては評価を中断した。また、切削途中で接触部が破損し、回転体が回転しなくなったものについても評価を中断した。結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
0006520000.tif 000002
【００７２】
表１から明らかなように、Ｎｏ．１〜７の光偏向装置は、十分な耐久性を有していた。これは、回転体の回転方向に沿う方向において、所定の角度傾斜したオーバーハング部を有するため、アンカー効果により接触部が回転体の表面からの剥離が抑制され、接触部と軸との低摩擦を長期間維持することができるためと考えられる。
【００７３】
さらに、Ｎｏ．１、５の光偏向装置は、Ｎｏ．２〜４、６、７の５光偏向装置に比べて、耐久性に一層優れていた。これは、Ｎｏ．１、５の光偏向装置のいずれもが、ベース樹脂として、フェノール樹脂を使用しており、かつ所定の角度傾斜したオーバーハング部を有するためと考えられる。
【００７４】
一方、Ｎｏ．８〜１１の光偏向装置は、耐久性が不十分であった。Ｎｏ．８〜１０の光偏向装置については、ブラスト処理を行っていないためと考えられた。Ｎｏ．１１の光偏向装置は、耐久性の評価を２００サイクル行った時点で樹脂層が破損してしまった。これは、ブラスト処理を回転体の表面に対して垂直に行ったためと考えられた。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、接触部に所定の角度でオーバーハング部が配置されているため、アンカー効果により回転体または回転軸から接触部を剥離することを抑制することができる。よって、光偏向装置の耐久性を向上させることができる。よって、本発明は、画像形成装置に好適な光偏向装置を安価に提供できることに留まらず、高速かつ高画質の画像を長期にわたって安定して形成する画像形成装置をも安価に提供することが可能となり、当該画像形成装置のさらなる発展およびさらなる普及に寄与することが期待される。
【符号の説明】
【００７６】
１  画像形成装置
３０  画像処理部
４０  画像形成部
４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ  画像形成ユニット
４２  中間転写ユニット
４３  二次転写ユニット
５０  用紙搬送部
５１  給紙部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ  給紙トレイユニット
５２  排紙部
５２ａ  排紙ローラー
５３  搬送経路部
５３ａ  レジストローラー対
６０  定着装置
６２  定着ローラー
６３  発熱ベルト
６４  加圧ローラー
１１０  画像読取部
１１１  給紙装置
１１２  スキャナー
１１２ａ  ＣＣＤセンサー
１４１  ハロゲン化処理部
２０１  ステータ部
２０２  基板
２０３  固定軸
２０４  巻回コイル
２０５  フランジ部
２０６  固定軸本体
２２１  ローター部
２２２  筒部
２２３  第１フランジ部
２２４  第２フランジ部
２２５  支持部
２２６  磁石
２２７  蓋
２２８  接触部
２２９  オーバーハング部
２３０  凹部
２４１  第１動圧溝
２４２  第２動圧溝
２４３  第３動圧溝
４１１  光走査装置（露光装置）
４１２  現像装置
４１３  感光体ドラム
４１４  帯電装置
４１５  ドラムクリーニング装置
４２１  中間転写ベルト
４２２  一次転写ローラー
４２３、４３１  支持ローラー
４２３Ａ  バックアップローラー
４２６  ベルトクリーニング装置
４３１Ａ  二次転写ローラー
４３２  二次転写ベルト
４１１１  基台
４１１２  光偏向装置
４１１３  照射機構
４１１４  導光機構
４１１５  半導体レーザー発光体
４１１６  コリメータレンズ
４１１７  第１シリンドリカルレンズ
４１１８  ｆθレンズ
４１１９  第２シリンドリカルレンズ
４１２０  反射ミラー
４１２１  ミラー
４１２２  同期検知器
Ｄ  原稿
Ｓ  用紙
【図１】
0006520000.tif 000003
【図２】
0006520000.tif 000004
【図３】
0006520000.tif 000005
【図４】
0006520000.tif 000006
【図５】
0006520000.tif 000007