(57)【要約】【課題】フィラー入りの樹脂材料で成形した部品において、フィラーの表面への浮き上がりを防止し、表面平滑性を向上させる。【解決手段】樹脂部品の形成時の金型温度について、意図的に温度差を発生させて局部的な高温部を設け、該高温部に相当する部分の部品表面の平滑性を、他の部分より向上させる。金型内部に小型ヒーターを埋め込み、局部的に高温部を発生させる。【選択図】        図１
2004333626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発する光源としての発光手段と、光ビームを偏向走査する偏向走査手段と、光ビームの光路に配置した結像光学部品と、偏向走査する光ビームを検出する光ビーム検出手段と、これらを取り付け収容する枠体を有する走査光学装置であって、前記枠体が樹脂材料から成形され、成形時の金型において温度差を生じさせて局部的な高温部を設け、該高温部の表面平滑性を、他の部分よりも向上させていることを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
枠体の樹脂材料が、繊維状あるいは粒状の強化材を含有することを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項３】
請求項２記載の走査光学装置において、局部的な高温部分を設け表面平滑性を向上させたのが、枠体表面の、光学部品載置部であることを特徴とする走査光学装置。
【請求項４】
請求項２記載の走査光学装置において、局部的な高温部分を設け表面平滑性を向上させたのが、枠体の内部に組み込まれ、光ビームを選択的に遮断するようにスライド動作するレーザーシャッターを支持し、あるいは位置規制するところの摺動面であることを特徴とする走査光学装置。
【請求項５】
請求項２記載の走査光学装置において、局部的な高温部分を設け表面平滑性を向上させたのが、枠体に一体成形されていて、光ビーム検出手段の手前で、光ビームの走査方向に略垂直に設けられたスリット端面であることを特徴とする走査光学装置。
【請求項６】
発光手段が複数の発光点を有するマルチビーム光学系を搭載したことを特徴とする請求項５記載の走査光学装置。
【請求項７】
光ビームを発する光源としての発光手段と、光ビームを偏向走査する偏向走査手段と、光ビームの光路に配置した結像光学部品群と、偏向走査する光ビームを検出する光ビーム検出手段と、これらを取り付け収容する枠体を有する走査光学装置において、前記枠体を樹脂材料から成形する金型内部に小型加熱器を埋め込み、該小型加熱器の近傍で温度差を生じさせて、金型内で成形途中の枠体上に局部的な高温部分を生み出すことを特徴とする成形方法。
【請求項８】
枠体の樹脂材料が、繊維状あるいは粒状の強化材を含有することを特徴とする請求項７記載の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザービームプリンターやデジタル複写機等で画像形成装置に用いられる走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザービームプリンターやデジタル複写機等で画像形成装置に用いられる走査光学装置は、一般的には図５に示す模式平面図、図６に示す中央光路図のように、半導体レーザー２ａやコリメーターレンズ２ｂ等をホルダー２ｃに組み付けてユニット化した光源ユニット２、光源ユニットから発せられたレーザービームを副走査方向（偏向走査平面と垂直）について圧縮し、ポリゴンミラー上で結像させるシリンダレンズ３、光源ユニットから発せられたレーザービームを偏向走査するポリゴンミラー４ａおよびポリゴンミラーを回転駆動させるモーター４ｂをユニット化した偏向走査ユニット４、偏向走査されたレーザービームを感光体ドラムＤの表面に結像させ、また感光体ドラム表面でのレーザービームの走査速度を一定にするための走査レンズ５、折り返しミラー６、レーザービームを検出するための光検出センサー８、レーザービームを光検出センサー８に導くための集光レンズ７等を有し、シリンダレンズ３や偏向走査ユニット４や走査レンズ５や折り返しミラー６や集光レンズ７は枠体１の内部に組み付けされ、ビスあるいはそれ以外の部品固定手段によって係止される。
【０００３】
枠体１は樹脂成形品であり、射出成形機により金型を使って一体成形される。
【０００４】
枠体は、特開平９−０３３８４０号公報でも言及されているように、ガラス繊維等の強化材を含む樹脂材料をもって成形する。熱膨張を抑制して熱による変形を防止し、さらに強度を確保することができる。
【０００５】
レーザーホルダも同様に、ガラス繊維等の強化材を含む樹脂材料を使う。
【０００６】
シリンダレンズ３は光源ユニットとポリゴンミラーの間において、高い面精度を持つ座面上でピント調整された後、固定される。走査レンズ５や折り返しミラー６は、やはり高い面精度を持つ座面上に載置され、走査角度範囲の外側において、走査レンズ長手方向の両端付近を固定金具によって係止される。
【０００７】
あるいは、走査線の曲がりや片倍率を抑制するために、図７に示すように、回折素子５ｂを走査レンズ５ａの後方に配置することもある。
【０００８】
このとき、回折素子５ｂを載置する形状は、図８に示す断面図（図７におけるＣ−Ｃ断面）のように、回折素子の下面が円筒形の凸形状、枠体の座面がＶ字形の凹形状であり、特開２００１−１９４６０９号公報に示されている。枠体のＶ字座面１ｄの上において、回折素子５ｂを長手方向にスライドさせて片倍率を調整し、長手方向を軸として回転させて走査線曲がりを調整する。回折素子が位置ずれすることなしに調整できる。
【０００９】
回折素子５ｂは、長手方向の位置と倒れの姿勢を調整された後、接着等の方法で枠体に固定される。
【００１０】
集光レンズ７を使ってビーム検出のための光路長を短縮し、走査光学装置を小型化する技術は、特許登録３２３６０１７号において示されている。
【００１１】
光検出センサー８は、特開平１０−１４２５４２号公報に示されている形態であり、光源ユニットの電気基板２ｄに一体化することで、センサーを保持するための部品を不要にし、部品点数削減によってコストを抑制している。
【００１２】
光検出センサーの手前において、ビーム検出タイミングを安定させるため、ビーム径の最も絞られる位置に配置するスリットエッジ１ａは、特許登録２９４１９５４号に示されるように、枠体に一体成形することで部品数を削減している。
【００１３】
図９（ａ）は図５におけるＡ部であるが、スリットエッジ１ａは、枠体の外周壁面において切り欠き形状に設けられ、ポリゴンミラーで反射して光検出センサーへ向かうビーム（Ｌ）の光路上に、端面が配置される。ビーム（Ｌ）はホルダー２ｃの開口穴を通過して光検出センサー８に達する。
【００１４】
図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＹ矢視である。スリットエッジ１ａは枠体の外周壁面に形成した切り欠きの垂直な壁であり、光検出センサーへ向かうビーム（Ｌ）は矢印Ｓの方向に走査されるとき、スリットエッジ１ａの端面を通過しようとするタイミングで光検出センサーに入射し検出されることになる。
【００１５】
一方、マルチビーム走査光学系においては、特開平９−０５４２６３号公報、および特開２００１−１７４７３２号公報等において示されているように、それぞれのビームは、スリットエッジにおいて異なる高さで走査される。また、走査方向についても離れていて、各ビームは時間差をもってセンサーに検出されることになる。
【００１６】
図１０に２ビームの場合を示すが、ビーム１（Ｌ１）が下側、ビーム２（Ｌ２）が上側を走査する。また、ビーム１（Ｌ１）はビーム２（Ｌ２）に対して、走査方向について後方に位置している。ビーム２（Ｌ２）がスリットエッジを通過し、センサーに検出された後に、ビーム１（Ｌ１）がスリットエッジに達し、センサーに検出されることになる。
【００１７】
ビーム検出から画像書き出しまでの時間は、各ビームで同一である。スリットエッジが傾いていると、画像書き出しタイミングのずれが発生し、出力画像上で主走査方向のジッターになるため、スリットエッジは特別の理由がない限りビームの走査方向に対して垂直である。
【００１８】
レーザービームを選択的に遮断するシャッター１０は、特開平９−２０３８７８号公報に示されるように、走査光学装置の走査平面方向の外側から、プロセスカートリッジあるいはドアカバーに設けた突起形状によって駆動され、スライド動作をする形態である。プロセスカートリッジの挿入動作あるいは外カバー扉の開閉動作で操作できることから、特別な追加部品が要らず、コストが有利である。また、ポリゴンミラーよりも手前位置でビーム開閉する方式のシャッターは、走査運動のない静止ビームを遮断することから、限定された部分の寸法精度を出せばよく、信頼性が高いと考えられる。
【００１９】
図１１は図５のＢ−Ｂ断面で、シャッター１０は枠体１の底面１ｂに載置され、高さ方向の位置が決まるとともに底面上をスライドする。またシャッターは、枠体表面に設けたガイド面１ｃによって規制され、スライド方向に直行する方向の余分なガタを抑制している。
【００２０】
シャッターは、矢印の位置で外側から駆動されるとスライドし、光源ユニットから発せられポリゴンミラーへ向かうレーザービームＲを通過させることができる。シャッターは、外側からの駆動が解除されると、コイルばねの力で復帰する。
【００２１】
枠体１の上側開口は、枠体１内部に必要部品を全て組み込んだ後、図示しないフタによって閉じられる。
【００２２】
枠体１上には複数の固定用の穴１ｆが設けられていて、フタを取り付けて完成した走査光学装置は画像形成装置のフレームＦに対して、ビス固定される。一方、感光ドラムＤ等を組み込んだプロセスカートリッジＰは、走査光学装置の下側に配置されるようにして、フレームＦの内部に組み入れられる。
【００２３】
光源ユニット２から発せられたレーザービームはシリンダレンズ３を通り、回転するポリゴンミラー４ａで反射し、走査レンズ５、折り返しミラー６を経て、枠体下部に設けられた出射口９から感光体ドラムＤに向かって照射され、感光体表面に潜像を形成させる。一方、感光ドラムに照射される以前に、主走査方向上流においてレーザービームは集光レンズ７を通過し、光検出センサー８に導かれ、そこから取り出される電気信号によって画像書き出しのタイミングが決められる。画像形成装置はここで取り出された電気信号を受け取り、走査光学装置と連動して画像を形成し、出力する。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術によれば、ガラス繊維等の強化材を含有する樹脂材料を使った成形品は、ガラス繊維等の強化材が成形品の表面にも現れるため、表面の平滑性を観察すると、ガラス繊維等の強化材を含まない材料による成形品に比べて、粗くなる。
【００２５】
実際には１０μｍ程度の粗さが測定されている。
【００２６】
平滑性を要求させる摺動面において、表面の凹凸による引っかかりから動作不良を発生させるおそれがある。
【００２７】
例えば、光学部品の１つであるところの回折素子を、枠体表面に設けたＶ字形座面上で摺動させて傾き調整を行うとき、枠体の表面粗さが大きい場合は引っ掛かりによってスムーズな調整ができなくなる。調整の不良によって製品不良を発生させたり、調整不良に至らないまでも調整時間が余計にかかることになって製造コストを増大させる。
【００２８】
他の例としては、安全のために設けられるレーザーシャッターが、枠体の表面粗さが大きい場合は、スライド動作がスムーズでなくなり、開閉動作不良を引き起こすおそれがある。
【００２９】
また、繰り返し動作によって、相手部品すなわちレーザーシャッターの磨耗を引き起こすことにもなり、レーザーシャターの位置精度の低下をもたらす。これらの不具合は、製品の信頼性を低下させる。
【００３０】
また、マルチビームレーザー走査光学系を用いた走査光学装置においては、複数ビームのスリットエッジ通過高さが異なるため、スリットエッジ端面の表面粗さによって、ビーム検出タイミングのずれを引き起こす。すなわち、複数ビームがそれぞれ通過する高さにおいて、表面粗さによる凹凸が走査方向の端面位置の差となり、複数のビームがセンサーに入射するタイミングにずれを生じ、センサーの電気的なビーム検出タイミング、つまり画像書き出しタイミングのずれを発生させ、出力画像における書き出し位置がずれることになる。
【００３１】
図１２を使って説明すると、ビームの走査方向に対して垂直に設けられたスリットエッジ端面１ａの表面粗さが無い場合は（ａ）図のように、２つのビームＬ１、Ｌ２は、走査方向について同じ位置で光検出センサーへ向けて通過するので、ビーム検出タイミングにずれが生じない。一方、スリットエッジ端面１ａの表面が荒れていて、（ｂ）図のようにビームＬ２の通過高さで凸になっているとき、２つのビームＬ１とＬ２がそれぞれセンサーに検出される位置の走査方向距離Δχに相当する分だけ、Ｌ２の検出タイミングが遅れることになる。
【００３２】
従来例の走査光学装置は、前記の特許登録３２３６０１７号、あるいは前記の特開平１０−１４２５４２号公報に示されている形態であり、小型化するために、ポリゴンミラーからスリットエッジに至るビーム検出のための光路長が、ポリゴンミラーからドラムに到る画像形成のための光路長より短くなっている。
【００３３】
仮にドラムに到る光路長に対して、ビーム検出のための光路長が１／２であれば、ドラム表面とスリットエッジの走査速度の比が２：１となる。スリットエッジ端面の粗さ１０μｍがそのままビーム検出タイミングのずれになった場合、出力画像における書き出し位置のずれ寸法は２倍の２０μｍとなり、画像の解像度が６００ｄｐｉであれば、１ｄｏｔ＝４２．３μｍに対して４７％にも相当することになる。
【００３４】
出力画像において、ビーム１で書かれるドットと、ビーム２で書かれるドットとに上記のようなずれを生じさせ、ドットの整列性を乱して画像品質を低下させることになる。
【００３５】
本出願に係る発明の目的は、上記従来技術の有する未解決の課題に対処するため、ガラス繊維等の強化材を含む成形樹脂の成形において、ガラス繊維等の強化材が成形品表面に浮き上がるのを防止し、表面の平滑性を向上させることで、画像品質低下を防止し、製造コストを抑制し、製品の信頼性向上を達成できる走査光学装置を提供することである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本出願に係る第一の発明は、光ビームを発する光源としての発光手段と、光ビームを偏向走査する偏向走査手段と、光ビームの光路に配置した結像光学部品と、偏向走査する光ビームを検出する光ビーム検出手段と、これらを取り付け収容する枠体を有する走査光学装置であって、前記枠体が樹脂材料から成形され、成形時の金型において温度差を生じさせて局部的な高温部を設け、該高温部の表面平滑性を、他の部分よりも向上させていることを特徴とする。
【００３７】
前記枠体の樹脂材料は、繊維状あるいは粒状の強化材を含有する。
【００３８】
局部的な高温部分を設けて表面平滑性を向上させたのが、枠体表面の光学部品載置部、あるいはレーザーシャッター摺動部である。
【００３９】
または、局部的な高温部分を設けて表面平滑性を向上させたのが、枠体に一体成形したスリットエッジである。この場合、マルチビーム光学系を搭載している。
【００４０】
本出願に係る第二の発明は、光ビームを発する光源としての発光手段と、光ビームを偏向走査する偏向走査手段と、光ビームの光路に配置した結像光学部品群と、偏向走査する光ビームを検出する光ビーム検出手段と、これらを取り付け収容する枠体を有する走査光学装置において、前記枠体を樹脂材料から成形する金型内部に小型加熱器を埋め込み、該小型加熱器の近傍で温度差を生じさせて、金型内で成形途中の枠体上に局部的な高温部分を生み出すことを特徴とする成形方法である。
【００４１】
前記枠体の樹脂材料が、繊維状あるいは粒状の強化材を含有する場合に行う成形方法である。
【００４２】
上記構成において、摺動面において表面の粗さを低減し、動作が円滑になり、また磨耗を抑制できるので、製造コスト削減や製品の信頼性向上に効果がある。
【００４３】
ビーム検出のためのスリットエッジにおいて、エッジ端面の粗さを低減し、マルチビーム光学系におけるビーム検出タイミングのずれを低減できることから、画像の書き込み位置のずれを軽減して、画像品質を向上させる効果がある。
【００４４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
図１は本発明の第１の実施例を表す回折素子載置部分の断面図である。
【００４５】
図１において、１は枠体、５ｂは回折素子、１ｄは枠体に設けたＶ字形の座面で、回折素子を載置する。また、Ｌはポリゴンミラーから折り返しミラーへ向かうレーザービームである。
【００４６】
枠体成形時に、金型内の温度を、回折素子を載置するＶ字形状座面の近傍で局部的に上げ、ハッチング部分においてフィラーの浮き上がりを防止し、表面平滑性を良くしている。
【００４７】
Ｖ字形状座面の近傍で金型温度を局部的に上げるためには、図２に示すように、枠体を射出成形する金型において、回折素子を載置する枠体の座面１ｄに近い所に小型ヒーターを配置する。
【００４８】
図２において、２１は金型の可動側、２２は金型の固定側、２３は射出ゲート、２４は射出機ノズル、２５はイジェクトピンである。２６は金型の内部で、局部的な高温部分を発生させるための小型ヒーターである。金型の可動側と固定側との間の空間２７にフィラー入り樹脂材料が流し込まれて枠体が成形される。
【００４９】
金型内部において、回折素子を載置する枠体の座面１ｄに近い所に配置した小型ヒーター２６の周囲、つまり図の網掛けした部分で局部的に温度が上がり、座面１ｄにおいてフィラーの浮き上がりを防止して表面平滑性が良くなる。
【００５０】
Ｖ字座面上における回折素子の長手方向の位置調整、および長手方向を回転軸とした倒れ調整において、表面粗さが小さく摺動性が良いので、スムーズな調整が可能となり、調整作業の効率化がはかれる。
【００５１】
（第２の実施例）
図３は本発明の第２の実施例を表すシャッター配置部分の断面図である。
【００５２】
図３において、１は枠体、１０はシャッター、１ｅは枠体に設けたシャッターの座面である。
【００５３】
枠体成形時に、シャッターを載置する座面の近傍で金型内の温度を局部的に上げ、ハッチング部分においてフィラーの浮き上がりを防止し、表面平滑性を良くしている。
【００５４】
シャッターを載置する座面の近傍で金型温度を局部的に上げるためには、第１の実施例と同様に、枠体を射出成形する金型において、シャッターを載置する座面１ｅに近い所に小型ヒーターを配置することで実現できる。
【００５５】
ガタを規制するガイド面１ｃに対しても、同様に行ってもよい。
【００５６】
座面上におけるシャッターのスライド動作において、座面およびガイド面の表面粗さが小さく摺動性が良いので、スムーズなスライド動作が可能となる。
【００５７】
また、座面に硬質のフィラーが表面に露出していないため、相手部品であるシャッターの当接面が磨耗することを抑制できる。
【００５８】
これらのことから、シャッター機能の信頼性向上がはかられる。
【００５９】
（第３の実施例）
図４は本発明の第３の実施例を表す枠体のスリットエッジ部分の平面図である。
【００６０】
図４において、１は枠体、２ｃはレーザーホルダ、２ｄは電気基板、８は光検出センサー、１ａは枠体に形成したスリットエッジである。また、Ｌは光検出センサーへ向かうレーザービーム、Ｓはビームの走査方向である。
【００６１】
スリットエッジ端面において、その近傍で成形時に金型内の温度を局部的に上げ、ハッチング部分においてフィラーの浮き上がりを防止し、表面平滑性を良くしている。
【００６２】
先の実施例と同様に、枠体を射出成形する金型において、スリットエッジ１ａに近い所（Ｈ）に小型ヒーターを配置することで実現できる。
【００６３】
マルチビームレーザー走査光学系のビーム検出において、検出タイミングずれを低減できることから、複数ビームによって書かれるドットの整列性が向上し、画像品質の向上がはかれる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、摺動面において表面の粗さを低減し、動作が円滑になり、また磨耗を抑制できるので、製造コスト削減や製品の信頼性向上に効果がある。
【００６５】
ビーム検出のためのスリットエッジにおいて、エッジ端面の粗さを低減し、マルチビーム光学系におけるビーム検出タイミングのずれを低減できることから、画像の書き込み位置のずれを軽減して、画像品質を向上させる効果がある。
【００６６】
このような走査光学装置を用いることで、画像形成装置の高性能化、高品質化、低価格化に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例を示す、回折素子載置部分の模式断面図。
【図２】第１の実施例における、金型の構成を説明する模式図。
【図３】第２の実施例を示す、シャッター配置部分の模式断面図。
【図４】第３の実施例を示す、スリットエッジ部分の模式平面図。
【図５】従来例を説明する、走査光学装置の模式平面図。
【図６】従来例を説明する、走査光学装置の中央断面図。
【図７】従来例を説明する、回折素子の配置図。
【図８】従来例を説明する、回折素子載置部分の中央断面図。
【図９】従来例を説明する、スリットエッジ部分の模式図。
【図１０】マルチビームを説明する、スリットエッジ部分の模式図。
【図１１】従来例を説明する、シャッター配置部分の模式断面図。
【図１２】スリットエッジ部分の粗さを説明する図。
【符号の説明】
１  枠体
１ａ  スリットエッジ
１ｂ  枠体の底面
１ｃ  ガイド面
１ｄ  回折素子載置座面
１ｅ  シャッター座面
１ｆ  枠体の取付穴
２  光源ユニット
３  シリンダレンズ
４  偏向走査ユニット
５  走査レンズ
５ｂ  回折素子
６  折り返しミラー
７  集光レンズ
８  光検出センサー
９  出射口
１０  シャッター
Ｄ  感光ドラム
Ｆ  フレーム
Ｐ  プロセスカートリッジ
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２  レーザービーム
Ｒ  レーザービーム
Ｓ  走査方向
２１  金型コア部
２２  金型キャビ部
２６  小型ヒーター
【図１】
2004333626.tif 000003
【図２】
2004333626.tif 000004
【図３】
2004333626.tif 000005
【図４】
2004333626.tif 000006
【図５】
2004333626.tif 000007
【図６】
2004333626.tif 000008
【図７】
2004333626.tif 000009
【図８】
2004333626.tif 000010
【図９】
2004333626.tif 000011
【図１０】
2004333626.tif 000012
【図１１】
2004333626.tif 000013
【図１２】
2004333626.tif 000014