JP2021139925A - 光学装置、及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】装置を構成する部材のズレを補正することができる光学装置を提供する。【解決手段】露光装置は、複数の透明な光学エレメントを主走査方向に一体につなげたレンズミラーアレイと、レンズミラーアレイを収容して固定するケースと、を有する。ケースは、レンズミラーアレイの主走査方向に沿った少なくとも3か所で主走査方向と交差する方向にレンズミラーアレイを付勢してレンズミラーアレイを変形させるための治具を通すための少なくとも3つの孔を有する。【選択図】 図14

Description

本発明の実施形態は、例えば、複写機や複合機、プリンタ、スキャナなどの原稿読取装置や露光装置などに組み込まれる光学装置、及びこの光学装置の製造方法に関する。
近年、主走査方向に並設した複数の半導体発光素子を光源に使用した露光光学系を有する固体走査方式のLED複写機が普及されつつある。LED複写機の感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置は、光源から入射する画像信号に基づく光を屈折、反射して感光体ドラムの表面に集光するレンズミラーアレイを有する。レンズミラーアレイは、例えば、主走査方向に並んだ複数のLED素子からの光を感光体ドラムの表面へ集光する複数の光学エレメントを有する。レンズミラーアレイは、例えば透明な樹脂により形成され、複数の光学エレメントを主走査方向に一体につなげた長尺な構造を有する。
特開2016−138947号公報
複数のLED素子を主走査方向に並べた光源は、複数のLED素子を基板の表面に一直線に整列して実装することが難しく素子間で位置ズレを生じる場合がある。また、レンズミラーアレイを製造するための金型には、高い寸法精度が要求され、所望する長さの長尺なレンズミラーアレイを高い寸法精度で製造することは難しい。このため、例えば、レンズミラーアレイを長手方向に複数に分割して製造し、所望する長さにつなげる方法が考えられる。しかし、この場合、つなぎ目にある光学エレメント間で位置ズレを生じる場合がある。
上記のように、光源に歪みを生じたり、レンズミラーアレイに歪みを生じたりすると、感光体ドラムの表面に形成される静電潜像にズレを生じ、画像が劣化してしまう。
よって、装置を構成する部材の歪みを補正することができる光学装置の開発が望まれている。
実施形態に係る光学装置は、複数の透明な光学エレメントを第1の方向に一体につなげたレンズミラーアレイと、レンズミラーアレイを収容して固定するケースと、を有する。ケースは、レンズミラーアレイの第1の方向に沿った少なくとも3か所で第1の方向と交差する方向にレンズミラーアレイを付勢してレンズミラーアレイを変形させるための治具を通すための少なくとも3つの治具挿通孔を有する。
また、実施形態に係る光学装置の製造方法によると、複数の透明な光学エレメントを第1の方向に一体につなげたレンズミラーアレイの歪みを補正するように、レンズミラーアレイの第1の方向に沿って離間した少なくとも3か所でレンズミラーアレイを第1の方向と交差する方向に付勢してレンズミラーアレイを変形させ、この変形させた状態を維持したまま、レンズミラーアレイをケースに固定する。
図1は、本発明の実施形態に係る複写機を示す概略図である。 図2は、図1の複写機に組み込まれた原稿読取装置を示す概略図である。 図3は、図2の原稿読取装置に組み込まれたレンズミラーアレイを示す外観斜視図である。 図4は、図1の複写機に組み込まれた画像形成部の露光装置を拡大して示す部分拡大概略図である。 図5は、本発明の実施形態に係るプリンタの要部を示す概略図である。 図6は、図3のレンズミラーアレイの一部を部分的に拡大して示す外観斜視図である。 図7は、図6のレンズミラーアレイのF7−F7に沿った断面図である。 図8は、従来の露光装置の歪み補正方法を説明するための図である。 図9は、図4の露光装置の歪み補正方法を説明するための図である。 図10は、図4の露光装置の歪み補正方法を説明するための図である。 図11は、図4の露光装置の製造方法の第1の実施形態を説明するための図であり、レンズミラーアレイを治具により保持した状態を示す図である。 図12は、図4の露光装置の製造方法の第1の実施形態を説明するための図であり、図11のレンズミラーアレイに押付部材を対向配置してケースを被せた状態を示す図である。 図13は、図4の露光装置の製造方法の第1の実施形態を説明するための図であり、図12のケースの孔を介して位置決めピンを挿入して、レンズミラーアレイを位置決め治具に押し付けて変形させた状態を示す図である。 図14は、図13の外観斜視図である。 図15は、図14のケースを除いた状態を示す外観斜視図である。 図16は、図4の露光装置の製造方法の第2の実施形態を説明するための図であり、レンズミラーアレイを複数の治具により保持した状態を示す図である。 図17は、図4の露光装置の製造方法の第2の実施形態を説明するための図であり、図16の組立体にケースを被せた状態を示す図である。 図18は、図4の露光装置の製造方法の第2の実施形態を説明するための図であり、ケースのスリットを介して押付部材を差し込んだ状態を示す図である。 図19は、図4の露光装置の製造方法の第2の実施形態を説明するための図であり、レンズミラーアレイを接着剤によりケースに固定した状態を示す図である。 図20は、図18の外観斜視図である。 図21は、図20のケースを除いた状態を示す外観斜視図である。 図22は、図4の露光装置の製造方法の第3の実施形態を説明するための図であり、レンズミラーアレイを治具により保持してケースを被せた状態を示す図である。 図23は、図4の露光装置の製造方法の第3の実施形態を説明するための図であり、ケースの孔に位置決めピンと押付部材を差し込んだ状態を示す図である。 図24は、図4の露光装置の製造方法の第3の実施形態を説明するための図であり、治具を取り除いて光源ユニットを取り付けた状態を示す図である。 図25は、図4の露光装置の製造方法の第3の実施形態を説明するための図であり、レンズミラーアレイを接着剤によりケースに固定した状態を示す図である。 図26は、図23の外観斜視図である。 図27は、図22のケースの外観斜視図である。 図28は、図22のケースの外観斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、画像形成装置の一実施形態である複写機100を示す概略図である。この複写機100は、例えば、LEDなどの半導体発光素子を光源に使用した露光光学系を有する固体走査方式のLED複写機である。
複写機100は、筐体2を有する。筐体2の上面には、原稿をセットする透明な原稿台ガラス3が設けられている。原稿台ガラス3の上には、自動原稿送り装置(ADF)4が設けられている。ADF4は、原稿台ガラス3上で開閉可能に設けられている。ADF4は、原稿台ガラス3上に載置した原稿を押える原稿押えとして機能するとともに、後述する原稿読取位置(読取ガラス5)を通して原稿を給送する機能を担う。
原稿台ガラス3の下方には、原稿読取装置10が設けられている。原稿読取装置10は、本発明の光学装置の一実施形態である。図2は、原稿読取装置10を示す概略図である。原稿読取装置10は、図示しない駆動機構によって原稿台ガラス3に沿って図示左右方向(副走査方向)へ移動可能に設けられ、原稿台ガラス3と面一に並設した透明な読取ガラス5の下(図1に示す位置)に固定可能に設けられている。
図2に示すように、原稿読取装置10は、矩形ブロック状の支持体11を有する。支持体11は、後述する感光体ドラムの回転軸と平行な紙面と直交する方向(主走査方向)に延設されている。支持体11は、基板12上に配置されている。基板12は、水平な姿勢で主走査方向に延設されている。基板12および支持体11は、原稿台ガラス3に沿って副走査方向に移動可能に設けられている。
支持体11の原稿台ガラス3側(読取ガラス5側)の上面には、2つの照明装置13、14が設けられている。照明装置13、14は、主走査方向に延設され、図2で左右方向(副走査方向)に互いに離間して設けられている。照明装置13、14は、支持体11とともに副走査方向に移動して原稿台ガラス3に載置された原稿を照明するとともに、読取ガラス5に沿って給送される原稿を読取ガラス5を介して照明する。照明装置13、14は、その照明光が原稿の読取領域に向かう傾斜した姿勢で支持体11に取り付けられている。
照明装置13、14は、例えば、図示しない複数個のLED素子を主走査方向に並べた光源を有し、主走査方向に延設した図示しない導光体を備えている。照明装置13、14として、これ以外に、蛍光管、キセノン管、冷陰極線管、有機ELなどを用いることができる。
支持体11は、その上面近くで且つ上述した2つの照明装置13、14の間に、レンズミラーアレイ20を支持している。図3は、レンズミラーアレイ20の外観斜視図を示す。レンズミラーアレイ20は、主走査方向(第1の方向)に延設され、原稿の正立像を基板12に実装したイメージセンサ15(光学部材)上で結像させるよう機能する。レンズミラーアレイ20については後に詳述する。
イメージセンサ15は、光を電気信号(画像信号)に変換する撮像素子(受光素子)がライン状に複数個配列されたラインセンサである。イメージセンサ15は、1本または複数本のラインセンサである。イメージセンサ15の複数の撮像素子は主走査方向に並んで配列されている。イメージセンサ15は、例えばCharge Coupled Device(CCD)、Complimentary Metal Oxide Semiconductor(CMOS)、または他の撮像素子により構成される。
また、支持体11の上面には、遮光部材16が取り付けられている。遮光部材16は、主走査方向に延設され、原稿からの反射光を通過させてレンズミラーアレイ20へ導くスリット17を有する。遮光部材16は、長尺な矩形の板を長手方向に沿って折り曲げた構造を有し、その表面に遮光材が塗布されている。遮光部材16のスリット17は、原稿の所定の範囲からの反射光以外の光がレンズミラーアレイ20に入射することを防ぐよう機能する。
また、支持体11は、レンズミラーアレイ20のイメージセンサ15側に、主走査方向に延びたスリット18を有する。支持体11は、レンズミラーアレイ20を収容配置した部屋111とイメージセンサ15を収容配置した部屋112を有し、部屋111、112の間にスリット18が設けられている。スリット18は、レンズミラーアレイ20から出射された光のうち原稿からの反射光を通す幅を有し、ノイズ成分となる不要光(ノイズ光)をスリット18のエッジで遮光する。
例えば、読取ガラス5の下に原稿読取装置10が固定された状態(図1および図2に示す状態)でADF4によって原稿が給送されると、照明装置13、14によって読取ガラス5を介して原稿が照明される。原稿からの反射光は、遮光部材16のスリット17を介してレンズミラーアレイ20へ入射する。レンズミラーアレイ20は、原稿からの反射光を後述するように反射および集光して、スリット18を介してイメージセンサ15へ向けて出射する。イメージセンサ15は、原稿からの反射光をレンズミラーアレイ20を介してイメージセンサ15上に結像した光を受光して光電変換して画像信号を出力する。
このとき、ADF4の動作により読取ガラス5上を通過する原稿のレンズミラーアレイ20によりイメージセンサ15上に結像される正立像が主走査方向に沿った1ラインずつ読み取られる。そして、原稿が読取ガラス5を副走査方向に通過することで、原稿の全体(複数ライン分)の画像を取得することができる。或いは、原稿台ガラス3に原稿をセットして原稿読取装置10を原稿台ガラス3に沿って副走査方向に移動させる場合も、同様に、レンズミラーアレイ20によりイメージセンサ15上に結像される原稿の正立像を主走査方向に沿った1ラインずつ読み取って原稿の全体の画像を取得することができる。
図1に示すように、複写機100は、筐体2内の略中央に画像形成部30を有する。画像形成部30は、中間転写ベルト40の走行方向に沿って、イエロー画像形成部301、マゼンタ画像形成部302、シアン画像形成部303、およびブラック画像形成部304を有する。各色の画像形成部301、302、303、304は略同じ構造を有するため、ここではブラック画像形成部304について代表して説明し、他の色の画像形成部301、302、303についての詳細な説明を省略する。
図4は、ブラック画像形成部304とその周辺構造を拡大して示す概略図である。ブラック画像形成部304は、例えば、感光体ドラム314、帯電チャージャ324、露光装置504、現像器334、一次転写ローラ344、クリーナ354、およびブレード364を有する。露光装置504は、本発明の光学装置の一実施形態である。
感光体ドラム314は、主走査方向に延びた回転軸を有し、その外周面を中間転写ベルト40の表面に接触せしめて回転可能に配置されている。感光体ドラム314に対向した中間転写ベルト40の内側には、一次転写ローラ344が設けられている。感光体ドラム314は、図示しない駆動機構により中間転写ベルト40と同じ周速で図示矢印方向(時計回り方向)に回転される。
帯電チャージャ324は、感光体ドラム314の表面を一様に帯電させる。露光装置504は、色分解されたブラックの画像信号に基づく露光光を感光体ドラム314の表面に照射し、感光体ドラム314の表面にブラック用の画像信号に基づく静電潜像を形成する。現像器334は、感光体ドラム314の表面に形成した静電潜像にブラックトナーを供給し、感光体ドラム314の表面にブラックトナー像を形成する。
一次転写ローラ344は、感光体ドラム314の表面に形成したブラックトナー像を他の色のトナー像に重ねて中間転写ベルト40に転写する。クリーナ354およびブレード364は、感光体ドラム314の表面に残留したトナーを除去する。中間転写ベルト40の表面に重ねて転写された各色トナー像は、中間転写ベルト40の走行により、一対の二次転写ローラ371、372(以下の説明では総称して転写ローラ対37とする場合もある)の間へ送り込まれる。
図4に拡大して示すように、ブラック画像形成部304の露光装置504は、レンズミラーアレイ20、光源ユニット52、及びケース54を有する。これら露光装置504の構成要素20、52、54は、感光体ドラム314の回転軸と平行な紙面と直交する主走査方向に延びており、感光体ドラム314と略同じ主走査方向の長さを有する。露光装置504は、感光体ドラム314の図示下方に離間対向して設けられている。
ケース54は、上述した原稿読取装置10のレンズミラーアレイ20と同じ構造のレンズミラーアレイ20をその内部に収容配置している。レンズミラーアレイ20は、原稿読取装置10と天地を逆転した向きでケース54内に取り付けられている。また、ケース54内には、光源ユニット52が取り付けられている。ケース54は、光源ユニット52の後述する光源51(光学部材)とレンズミラーアレイ20を互いに位置合わせした状態で固定する固定手段として機能する。
ケース54は、主走査方向に延びたスリット5411を備えた天壁541及び2つの側壁542、542を一体に有する。ケース54は、例えば、1枚の矩形の板金を形状加工することにより形成可能である。天壁541は、長尺な矩形板状に形成されており、感光体ドラム314の表面に対向して配置される。各側壁542は、上壁部分5421、肩壁部分5422、及び下壁部分5423を有する断面略Z状に形成されている。2つの側壁542は、同じ構造を左右反転した形状を有する。ケース54は、この他に、主走査方向の両端に配置した2枚の端壁543(図14に一方のみ図示)を有する。
天壁541の副走査方向の両端縁には、各側壁542の上壁部分5421がそれぞれ一体につながっている。上壁部分5421は、天壁541の副走査方向の端縁から感光体ドラム314に向かう方向と反対の方向に延設され、天壁541と略直交する方向に設けられている。上壁部分5421の天壁541から離間した端縁には肩壁部分5422がそれぞれ一体につながっている。肩壁部分5422は、上壁部分5421の端縁から副走査方向の外側に互いに離間する方向に延設され、上壁部分5421と略直交する方向に設けられている。肩壁部分5422の上壁部分5421から離間した端縁には、下壁部分5423がそれぞれ一体につながっている。下壁部分5423は、肩壁部分5422の端縁から感光体ドラム314に向かう方向と反対の方向に延設され、肩壁部分5422と略直交する方向に設けられている。
ケース54の内部には、2つの上壁部分5421の間の副走査方向に沿った幅が比較的狭い収容空間5431と、2つの下壁部分5423の間の副走査方向に沿った幅が比較的広い収容空間5432が、設けられている。感光体ドラム314に近い比較的幅の狭い収容空間5431にレンズミラーアレイ20を収容配置し、感光体ドラム314から離れた比較的幅の広い収容空間5432に光源ユニット52を収容配置した。
ケース54の天壁541に設けたスリット5411は、露光に必要な光成分を通過させる副走査方向の幅を有し、露光に不必要なノイズ光をスリット5411のエッジで遮光する。天壁541の感光体ドラム314側の外面には、スリット5411の全長を覆う大きさの長尺な矩形板状の保護ガラス55が接着剤Sにより固定されている。保護ガラス55は、レンズミラーアレイ20にトナーや埃などが付着することを防ぐ。
レンズミラーアレイ20は、主走査方向に延設されて収容空間5431内に配置され、後述するように位置決めして必要に応じて変形させた後、ケース54の一方の上壁部分5421の内面に接着剤Sにより固定される。レンズミラーアレイ20の固定箇所は、主走査方向に沿って離間した複数個所である。レンズミラーアレイ20は、光源ユニット52の光源51から入射した光を後述するように反射および集光して、感光体ドラム314の表面に向けて出射する。レンズミラーアレイ20については後に詳述する。
光源ユニット52は、光源51及びホルダ53を有する。ホルダ53は、主走査方向に延びた断面U字状の構造を有する。ホルダ53は、光源51を取り付ける天壁531を有する。天壁531は、長尺な矩形板状に形成されている。ホルダ53は、天壁531の副走査方向の端縁に連続した2枚の側壁532を有する。側壁532は、それぞれ、長尺な矩形板状に形成されている。2枚の側壁532は、天壁531の端縁から光源51と反対側に略直交する方向に延びている。ホルダ53は、例えば、矩形板状の板金を形状加工することにより形成可能である。ホルダ53は、後述するように位置決めした後、ケース54の下壁部分5423の内面に側壁532の外面を接着剤Sにより接着することでケース54に固定される。
光源51は、ホルダ53の天壁531のレンズミラーアレイ20側の面に接着剤Sにより固定されている。光源51は、例えば、図示しない複数個の発光素子を主走査方向に並べて図示しない基板の表面、或いは、ガラス板の表面にライン状に実装したものである。光源51は、複数個の発光素子を1本または複数本のライン状に並べて有する。
光源51は、原稿読取装置10で取得した画像データや図示しないパーソナルコンピュータなどの外部機器を介して取得した画像データを色分解したブラック用の画像データ(画像信号)に基づく光を出射する。光源51の複数の発光素子は、例えば、画像データに基づいて発光または消灯するLEDまたはOLEDなどである。
光源51から出射した光は、収容空間5431に配置したレンズミラーアレイ20に入射する。レンズミラーアレイ20は、光源51からの光を反射および集光して出射する。レンズミラーアレイ20から出射された光は、スリット5411及び保護ガラス55を介して、回転する感光体ドラム314の表面に集光される。
このとき、感光体ドラム314の回転により感光体ドラム314の表面に静電潜像が主走査方向に沿った1ラインずつ書き込まれる。そして、感光体ドラム314が一定量回転すると、原稿の全体画像に対応した色分解したブラック用の静電潜像が感光体ドラム314の表面に形成される。
図1に示すように、複写機100は、中間転写ベルト40の表面に重ねて転写した各色のトナー像を用紙Pに転写する転写ローラ対37を有する。図4に示すように、一方の転写ローラ371は中間転写ベルト40の内側に配置され、中間転写ベルト40が掛け回されている。もう一方の転写ローラ372は、中間転写ベルト40を間に挟んで一方の転写ローラ371に対向して設けられている。中間転写ベルト40の表面に重ねて転写した各色のトナー像は、中間転写ベルト40の走行により、転写ローラ対37のニップへ送り込まれる。
一方、複写機100の筐体2内の下端近くには、複数枚の所定サイズの用紙Pを重ねて収容した給紙カセット61が設けられている。給紙カセット61は、例えば、筐体2の前面から引き出しおよび収納可能に設けられている。給紙カセット61の図示右端上方には、給紙カセット61内に収容した用紙Pのうち重ね方向の最上端の用紙Pを取り出すピックアップローラ62が配置されている。ピックアップローラ62は、その周面を用紙Pに接触させて回転することで用紙Pを1枚ずつ取り出す。
筐体2内の上方には、排紙トレイ63が設けられている。排紙トレイ63は、原稿台ガラス3より下方に配置されており、画像形成した用紙Pを複写機100の胴内に排紙する。ピックアップローラ62と排紙トレイ63の間には、給紙カセット61から取り出した用紙Pを排紙トレイ63に向けて縦方向に搬送するための搬送路64が延設されている。搬送路64は、転写ローラ対37のニップを通って延びており、複数の搬送ローラ対641および図示しない搬送ガイドを備えている。搬送路64の終端には、排紙トレイ63へ用紙Pを排紙するための排紙ローラ対631が設けられている。排紙ローラ対631は、正逆両方向に回転することができる。
転写ローラ対37の下流側(図示上側)の搬送路64上には、定着ローラ対65が配設されている。定着ローラ対65は、搬送路64を介して搬送される用紙Pを加熱するとともに加圧し、用紙Pの表面に転写されたトナー像を用紙Pの表面に定着させる。
複写機100は、一方の面に画像形成した用紙Pを表裏反転させて転写ローラ対37のニップへ送り込むための反転搬送路66を有する。反転搬送路66は、用紙Pを挟持して回転することで搬送する複数の搬送ローラ対661及び図示しない搬送ガイドを有する。排紙ローラ対631の上流側には、用紙Pの搬送先を搬送路64と反転搬送路66の間で切り換えるゲート67が設けられている。
ピックアップローラ62が回転されて給紙カセット61から用紙Pが取り出されると、複数の搬送ローラ対641により当該用紙Pが搬送路64を介して排紙トレイ63に向けて搬送される。このとき、用紙Pの搬送タイミングに合わせて中間転写ベルト40の表面に転写形成された各色のトナー像が転写ローラ対37のニップへ送り込まれ、転写ローラ対37から付与される転写電圧によって用紙Pの表面に各色のトナー像が転写される。
トナー像が転写された用紙Pは、定着ローラ対65を通過することで加熱および加圧され、トナー像が溶融されて用紙Pの表面に押し付けられ、トナー像が用紙Pに定着される。このようにして画像形成された用紙Pは、排紙ローラ対631を介して排紙トレイ63へ排出される。
このとき、当該用紙Pの裏面にも画像形成する両面モードが選択されている場合、排紙トレイ63に向けて排出されている用紙Pの排出方向の後端が排紙ローラ対631のニップを抜ける直前のタイミングでゲート67が反転搬送路66に切り換えられて排紙ローラ対631が逆転され、用紙Pがスイッチバック搬送される。これにより、用紙Pの後端が反転搬送路66に指向され、表裏反転されて転写ローラ対37のニップへ送り込まれる。
そして、当該用紙Pの裏面に形成する画像データに基づくトナー像が中間転写ベルト40の表面に形成され、このように各色のトナー像を保持した中間転写ベルト40の走行により、各色のトナー像が転写ローラ対37のニップへ送り込まれる。そして、反転された用紙Pの裏面にトナー像が転写されて定着され、排紙ローラ対631を介して排紙トレイ63へ排出される。
複写機100は、上述した各機構を動作制御する制御部70を有する。制御部70は、CPU等のプロセッサ、及びメモリを備える。制御部70は、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、各種の処理機能を実現する。制御部70は、原稿読取装置10を制御することにより、原稿から画像を取得する。また、制御部70は、画像形成部30を制御することにより、用紙Pの表面に画像を形成する。例えば、制御部70は、原稿読取装置10で読み取った画像データを画像形成部30に入力する。制御部70は、複数の搬送ローラ対641、661を動作制御して、搬送路64及び反転搬送路66を通して用紙Pを搬送する。
図5は、画像形成装置の他の実施形態であるプリンタ200の要部を示す概略図である。このプリンタ200は、例えば、インスタントカメラに組み込まれたプリンタ、またはデジタルカメラなどで撮影した画像を現像するインスタント写真用のプリンタなどである。
プリンタ200は、例えば銀塩写真フィルムのような感光媒体201を図示矢印方向(図5で右方向)に搬送する図示しない搬送機構を有する。感光媒体201は、搬送機構によって水平な姿勢で搬送される。感光媒体201は、搬送方向の先端側に、現像剤を収容した収容部2011を備えている。感光媒体201を搬送する搬送路上には、感光媒体201を挟持押圧して収容部2011を破封する一対の押圧ローラ202、203が設けられている。一対の押圧ローラ202、203は、感光媒体201の搬送方向と直交する方向の幅を超える長さを有する。
感光媒体201は、一対の押圧ローラ202、203の間を通って搬送される。押圧ローラ202、203の少なくとも一方は、互いに近付く方向に付勢されている。このため、一対の押圧ローラ202、203の間を通って搬送される感光媒体201は、一対の押圧ローラ202、203によって押し潰されつつ搬送される。これにより、感光媒体201の収容部2011が一対の押圧ローラ202、203によって押し潰されて破封され、感光媒体201をさらに搬送することで、現像剤が感光媒体201の全面に行きわたる。
感光媒体201を搬送する搬送路の図示下方には、露光装置210が離間対向して配置されている。露光装置210は、搬送路を介して搬送される感光媒体201の感光面に、画像データを色分解した3色(RGB)の露光光を照射して、感光媒体201にカラー潜像を形成する。露光装置210は、搬送路に沿って、一対の押圧ローラ202、203の上流側に配置されている。露光装置210は、本発明の光学装置の一実施形態である。
露光装置210は、感光媒体201の搬送方向と直交する幅方向(紙面と直交する方向)に延設された支持体211を有する。支持体211は、上述したレンズミラーアレイ20と略同じ構造のレンズミラーアレイ220を支持している。レンズミラーアレイ220は、紙面と直交する幅方向に延設され、光源2121、2122、2123から入射した光を後述するように反射および集光して、感光媒体201の感光面に向けて出射する。
光源2121、2122、2123は、例えば、白色有機EL素子213に対して各色それぞれ2列に千鳥配置したフィルターとアパーチャが配置されたOLED(Organic Light Emitting Diode)である。白色有機EL素子213は、透明ガラス216に取り付けられている。また、OLEDは、透明ガラス216と封止板215と、封止板215の外周に塗られ、透明ガラス216と封止板215の間の空間を密閉する枠状に設けた接着剤218により、外気から遮断され、吸湿しないようにされている。白色有機EL素子213は、フレキシブル基板219につながれており、フレキシブル基板219上の回路から給電される。支持体211は、レンズミラーアレイ220と光源2121、2122、2123の間で、透明ガラス216を支持している。
また、支持体211は、レンズミラーアレイ220の感光媒体201側で、透明な保護ガラス214を支持している。保護ガラス214は、レンズミラーアレイ220を保護するとともに、レンズミラーアレイ220に埃が付着することを防ぐ。保護ガラス214は、レンズミラーアレイ220の一端を突き当てて位置決めする。支持体211は、保護ガラス214の光の出射側に幅方向に延びたスリット217を有する。スリット217は、露光に必要な光成分を通過させる幅を有し、露光に不必要なノイズ光をスリット217のエッジで遮光する。
搬送機構によって感光媒体201が搬送されて、レンズミラーアレイ220を介して光源2121、2122、2123からの光が感光媒体201に照射されると、感光媒体201にカラー潜像が形成される。感光媒体201がさらに搬送されると、感光媒体201が一対の押圧ローラ202、203によって押し潰されて、感光媒体201の収容部2011が破封され、現像剤が感光媒体201に供給される。これにより、感光媒体201のカラー潜像が現像されて感光媒体201にカラー画像が形成される。
以下、上述したレンズミラーアレイ20について、図3、図6、及び図7を参照して説明する。図3は、レンズミラーアレイ20の外観斜視図であり、図6は、レンズミラーアレイ20の部分拡大斜視図である。また、図7は、レンズミラーアレイ20の1つの光学エレメント21の主走査方向の中心を通り且つレンズミラーアレイ20の長手方向と直交する面でレンズミラーアレイ20を切断した断面図である。なお、上述した他の実施形態のレンズミラーアレイ220は、ここで説明するレンズミラーアレイ20と略同じ構造を有するため、ここではレンズミラーアレイ20について代表して説明し、レンズミラーアレイ220の説明を省略する。
レンズミラーアレイ20は、その長手方向が主走査方向に沿う姿勢で原稿読取装置10および露光装置501、502、503、504に組み込まれる。レンズミラーアレイ20は、複数(図6では4つのみ図示)の略同じ形状の透明な光学エレメント21を主走査方向に並べて一体にした構造を有する。また、レンズミラーアレイ20は、複数の光学エレメント21以外に、その長手方向の両端に、作業者が手指でレンズミラーアレイ20を把持する際に接触することが可能な延長部分2001を有する。本実施形態では、レンズミラーアレイ20は、透明な樹脂の一体成形により形成した。レンズミラーアレイ20は、透明なガラスにより形成してもよい。
レンズミラーアレイ20の各光学エレメント21は、物点Oからの拡散光を結像点Fに結像させるよう導光する。1つの光学エレメント21は、主走査方向に並んだ複数の物点Oからの光を像面で結像させる。例えば、1つの光学エレメント21は、光学エレメント21の主走査方向のピッチの2倍乃至3倍の幅の中に配置された物点Oからの光を像面に結像させる。レンズミラーアレイ20の各光学エレメント21は、それぞれ、入射した光を2回反射して出射して、結像点Fにて物点Oの正立像を形成する。
例えば、レンズミラーアレイ20を図2に示す原稿読取装置10に組み込んだ場合、複数の光学エレメント21は、原稿からの反射光をイメージセンサ15の受光面に結像する。また、レンズミラーアレイ20を図4に示す露光装置504に組み込んだ場合、複数の光学エレメント21は、光源51からの光を感光体ドラム314の表面に結像する。例えば、露光装置504のレンズミラーアレイ20は、主走査方向に複数の光学エレメント21を並べて有するため、感光体ドラム314の表面には、主走査方向に沿って細長い像が形成される。
以下、レンズミラーアレイ20を露光装置504に組み込んだ場合を例にとって、各光学エレメント21の構造および機能について説明する。
図6および図7に示すように、光学エレメント21は、その表面に、入射側レンズ面22、上流側反射面23、下流側反射面24、および出射側レンズ面25を有する。入射側レンズ面22、下流側反射面24、および出射側レンズ面25は、外側に凸となる湾曲面である。上流側反射面23は、平らな面である。入射側レンズ面22と上流側反射面23の間には略主走査方向に延びた稜部2002が設けられている。主走査方向に隣接する2つの光学エレメント21の間の架空の境界面は、主走査方向と直交する面であり、上述した各面22、23、24、25と概ね直交する面である。
光学エレメント21の各面22、23、24、25は、概ねレンズミラーアレイ20の長手方向に沿った面である。つまり、複数の光学エレメント21を主走査方向に一体につなげたレンズミラーアレイ20において、光学エレメント21の各面22、23、24、25は、それぞれ、主走査方向につながった連続した面となる。そして、レンズミラーアレイ20は、複数の光学エレメント21の入射側レンズ面22が光源51(図4)に対向する姿勢でケース54に固定して取り付けられる。
図7に示すように、1つの光学エレメント21に着目すると、入射側レンズ面22には、物点Oに置かれた光源51からの拡散光が入射する。この場合、物点Oは、紙面と直交する主走査方向に並んだ複数の点である。入射側レンズ面22は、入射した拡散光を収束させるとともに中間倒立像を形成する。稜部2002を介して入射側レンズ面22に連続した上流側反射面23は、入射側レンズ面22を介して入射した光を下流側反射面24に向けて全反射またはフレネル反射により反射する。
下流側反射面24は、上流側反射面23で反射した光を出射側レンズ面25に向けて全反射またはフレネル反射によりさらに反射する。下流側反射面24は、平らな面により形成してもよい。出射側レンズ面25は、下流側反射面24で反射した光を結像点Fに配置された感光体ドラム314の表面に向けて出射する。この場合、結像点Fも、紙面と直交する主走査方向に並んだ複数の点である。出射側レンズ面25は、下流側反射面24と協働して、入射側レンズ面22により形成された中間倒立像の倒立像である正立像を形成する。出射側レンズ面25から出射された光は、結像点Fに配置された感光体ドラム314の表面にて結像する。
光学エレメント21の表面には、遮光材26が塗布されている。遮光材26はディスペンサやインクジェットヘッド等により光学エレメント21の表面に塗布される。遮光材26を塗布した部位は、図6において網掛けして示す部位である。遮光材26は、例えば、レンズミラーアレイ20と略同じ屈折率を有するポリマーを基材とする遮光性の高いインク(例えばカーボンブラックや顔料や染料などの遮光材料を含有させたUVインク)である。遮光材26は、レンズミラーアレイ20内を伝わる光が反射されること及びレンズミラーアレイ20の外へ出射されることを防ぐ。
主走査方向に隣接する複数の光学エレメント21の各上流側反射面23は、図6に示すように、入射側レンズ面22に近い稜部2002側の端部同士が面一につながっている。言い換えると、複数の光学エレメント21の上流側反射面23の間には、反射面を分断する櫛歯状の溝27が設けられている。溝27は、複数の上流側反射面23の入射側レンズ面22から離間した端部を囲うように形成され、出射側レンズ面25の一端を規定している。溝27は、稜部2002を除く上流側反射面23の周囲に設けられている。
そして、この櫛歯状の溝27の全表面に遮光材26を塗布してある。遮光材26は、例えば、ディスペンサにより溝27内に注入され、溝27の毛細管現象や濡れ拡がり等によって溝27の内面に塗布される。このように、毛細管現象や濡れ拡がり等を利用して遮光材26を溝27の内面に塗布すると、適量の遮光材26を連続的に素早く塗布することができ、作業を簡単にできるとともに遮光材26を各光学エレメント21に均一に塗布することができる。言い換えると、本実施形態では、溝27以外のレンズミラーアレイ20の表面(特に、上流側反射面23)には遮光材26を塗布していない。
また、レンズミラーアレイ20は、その全長にわたって、2つのフランジ部28、29を有する。各フランジ部28、29の長手方向の両端は、上述した延長部分2001に含まれる。図7に示すように、複数の光学エレメント21の入射側レンズ面22と下流側反射面24の間に入射側のフランジ部28が設けられている。入射側のフランジ部28は、長手方向に連続した複数の入射側レンズ面22と長手方向に連続した複数の下流側反射面24との間から外方へ突設されている。
また、複数の光学エレメント21の下流側反射面24と出射側レンズ面25の間に出射側のフランジ部29が設けられている。出射側のフランジ部29は、長手方向に連続した複数の下流側反射面24と長手方向に連続した複数の出射側レンズ面25との間から外方へ突設されている。
入射側のフランジ部28は、その表面に、後述する位置決め治具74の位置決めピン742の基準面743に面で接触する当接面281、及び上記位置決めピン742の基準面744に面で接触する当接面282を有する。当接面281は、主走査方向と平行で且つ副走査方向と直交する面である。また、当接面282は、主走査方向と平行で且つ副走査方向と平行な面である。つまり、入射側のフランジ部28の当接面281、282は、互いに直交する面である。
出射側のフランジ部29と下流側反射面24の間には、後述する位置決め治具74の位置決めピン741の基準面743に面で接触する当接面291が設けられている。また、出射側のフランジ部29は、その表面に、上記位置決めピン741の基準面744に面で接触する当接面292を有する。当接面291は、入射側フランジ部28の当接面281と面一に配置された面であり、主走査方向と平行で且つ副走査方向と直交する面である。また、当接面292は、主走査方向と平行で且つ副走査方向と平行な面である。つまり、当接面291、292は、互いに直交する面である。
レンズミラーアレイ20は、この他に、図7では図示しない複数の矩形板状の突片283(図11、15)を一体に有する。複数の突片283は、入射側のフランジ部28の突出方向の先端からさらに同じ方向に一体に突設されている。複数の突片283は、主走査方向に互いに離間して並んでフランジ部28の略全長にわたって設けられている。これら複数の突片283は、後述する治具71と板ばね72により挟持される部分である。
上述した露光装置504のレンズミラーアレイ20は、感光体ドラム314の表面に形成する静電潜像にズレや歪みを生じることがないように、光源51から出射された光を感光体ドラム314の表面にズレ無く結像させる必要がある。また、レンズミラーアレイ20を原稿読取装置10に組み込んだ場合、原稿画像をズレ無く読み取るため、レンズミラーアレイ20は、原稿からの反射光をイメージセンサ15の受光面にズレ無く結像させる必要がある。つまり、本実施形態の複写機100において品質の高い良質な画像を形成するためには、ズレや歪みの無い極めて寸法精度の高いレンズミラーアレイ20が必要とされる。
このため、例えば、金型を用いてレンズミラーアレイ20を成形する場合、金型の寸法精度を極めて高くする必要がある。しかし、寸法精度の高い長尺な金型を製作することは難しく、1組の金型の製作に長い時間を必要とする。このため、金型を長手方向に分割して製作し、成形した複数の短いレンズミラーアレイをつなげる方法が考えられる。しかし、この方法でレンズミラーアレイ20を製造した場合、短いレンズミラーアレイのつなぎ目にある光学エレメント21間で位置ズレを生じる可能性が考えられる。
また、露光装置504において、静電潜像にズレや歪みを生じる原因として、光源51の複数の発光素子間における位置ズレが考えられる。さらに、原稿読取装置10において、読取画像にズレや歪みを生じる原因として、イメージセンサ15の受光素子間における位置ズレが考えられる。このような発光素子の位置ズレや受光素子の位置ズレは、光源51やイメージセンサ15を製造する装置により、ある特定の傾向を示す場合が多い。つまり、同じ製造装置で製造した光源51やイメージセンサ15は、発光素子や受光素子の間に位置ズレを生じた場合、その製造装置に特有のズレの傾向を示すことが多い。
このことは、レンズミラーアレイ20にも同じことが言える。例えば、複数の短いレンズミラーアレイをつなげる製造方法の場合、短いレンズミラーアレイをつなげる装置の特性により、つなぎ目にある光学エレメント21の間に位置ズレを生じた場合、その装置に特有のズレの傾向を示すことが多い。
本願発明者等は、光源51やイメージセンサ15などの光学部材における複数の発光素子や複数の受光素子間における位置ズレ(以下、このようなズレを光学部材の“歪み”と称する場合もある)を補正し、及び/或いは、レンズミラーアレイ20の複数の光学エレメント21間の位置ズレ(以下、このようなズレをレンズミラーアレイ20の“歪み”と称する場合もある)を補正する方法を発明した。
ここで、上述した露光装置504を例にとって、本願発明の概念について、図8〜図10を参照して説明する。図8〜図10において、光源51を点線で示し、レンズミラーアレイ20(20’)を実線で示し、感光体ドラム314の表面に結像する像70を一点鎖線で示す。また、図8〜図10において、主走査方向を矢印Xで示し、副走査方向を矢印Yで示し、X方向とY方向に直交する方向を矢印Zで示す。なお、ここでは、露光装置504について代表して説明するが、上述した原稿読取装置10や上述したプリンタ200の露光装置210などの他の光学装置に本願発明を適用できることは言うまでもない。
従来、レンズミラーアレイ20を露光装置504のケース54に取り付ける場合、図8に示すように、光源51と像70の間でレンズミラーアレイ20の傾きを調整し、レンズミラーアレイ20をケース54に固定していた。この場合、レンズミラーアレイ20自体を変形させることはなく、その直線性を保った状態で傾きだけを調整していた。このような従来の調整方法によると、光学装置やレンズミラーアレイ20の歪みを補正するのには限界があった。
これに対し、本願発明では、例えば、光源51に歪みがある場合、図9に示すように、光源51の歪みに合わせて、レンズミラーアレイ20を主走査方向の少なくとも3か所で主走査方向と交差する方向に付勢してレンズミラーアレイ20を少なくとも一か所で変形させ、感光体ドラム314の表面に結像される像70のズレを補正するようにした。
或いは、図10に示すように、レンズミラーアレイ20のつなぎ目にある光学エレメント21間に位置ズレを生じている場合、すなわちレンズミラーアレイ20自体に歪みを生じている場合、歪みを生じている箇所でこの歪みを補正するようにレンズミラーアレイ20を主走査方向と交差する方向に変形させ(実線20’として示す状態)、感光体ドラム314の表面に結像される像70のズレを補正するようにした。
このように、レンズミラーアレイ20を変形させる補正方法を採用すると、光源51に歪みを生じているとともにレンズミラーアレイ20にも歪みを生じているような場合であっても、両者を同時に補正することができる。また、この方法によると、歪みの補正可能性を従来より高くすることができ、よりズレの無い品質の高い画像形成が可能となる。
具体的には、本実施形態では、露光装置504の製造時に、光源51の歪みやレンズミラーアレイ20の歪みに起因した静電潜像の歪みや焦点ずれを無くすように、レンズミラーアレイ20を主走査方と交差する方向(Y方向、及び、Z方向)に変形させ、変形させた状態のレンズミラーアレイ20をケース54に固定するようにした。なお、レンズミラーアレイ20を変形させる方法及び装置は、以下に説明する実施形態に限定されるものではなく、いかなる方法を採用してもよい。
光源51の歪みやレンズミラーアレイ20の歪みは、実際に露光装置504に組み込んだレンズミラーアレイ20を通った光を検出することで測定することができる。しかし、光源51やレンズミラーアレイ20の歪みは、上述したように、例えばその製造装置に特有の傾向を示す場合がある。このような場合、製造装置に特有の歪みの傾向に合わせて、この歪みを無くす形状にレンズミラーアレイ20を予め変形させて、ケース54に固定するようにしてもよい。以下、このような歪み補正を踏まえた露光装置504の製造方法について、いくつかの実施形態を挙げて説明する。
(第1の実施形態)
本実施形態では、例えば、露光装置504の光源51の複数の発光素子の間に位置ズレがあって、その位置ズレに起因して光源51に歪みを生じている場合を想定する。また、この光源51の歪みは、光源51を製造する製造装置に特有の傾向を持つものとする。つまり、この製造装置で製造した全ての光源51は、略同じ位置で略同じ方向の歪みを生じているものと仮定(以下、このような歪みを“同じ傾向の歪み”と称する)する。
このため、本実施形態では、同じ傾向の歪みを生じている光源51と組み合わせてケース54に固定するレンズミラーアレイ20を、当該光源51の同じ傾向の歪みを相殺する形状に変形させて、この形状を維持したまま、光源51とともにケース54に固定するようにした。つまり、本実施形態では、光源51が同じ傾向の歪みを持つため、レンズミラーアレイ20も予め決めた略同じ形状に変形させるようにした。
以下、本実施形態における露光装置504の製造方法について説明する。
まず、図11に示すように、レンズミラーアレイ20をその長手方向(紙面と垂直な主走査方向)に沿った複数個所で複数の治具71により保持する。このとき、レンズミラーアレイ20の入射側のフランジ部28から一体に突設した突片283を板ばね72により治具71に押し付ける。つまり、複数の治具71と複数の板ばね72によって、レンズミラーアレイ20の突片283を主走査方向の複数位置で挟持する。レンズミラーアレイ20の保持方法は、このような複数の治具71と複数の板ばね72を用いた方法に限らず、いかなる方法を用いてもよい。
本実施形態では、図15に示すように、レンズミラーアレイ20の長手方向に離間した3か所に配置した3組の治具71と板ばね72によりレンズミラーアレイ20を保持するようにした。しかし、レンズミラーアレイ20の保持位置は、2か所以上であればよく、本実施形態に限るものではない。また、複数の治具71は、図15に示すように独立したものであってもよいが、一体に形成したものであってもよい。
なお、複数の治具71と板ばね72によってレンズミラーアレイ20を保持した状態で、レンズミラーアレイ20を変形させるような力が治具71から加わることはない。言い換えると、治具71と板ばね72による保持力は、レンズミラーアレイ20を変形させるほどの保持力ではなく、むしろ、レンズミラーアレイ20の後述する変形を妨げることのない弱い保持力であることが望ましい。或いは、治具71と板ばね72は、レンズミラーアレイ20を後述するように変形させたときに、わずかに移動可能な構造を有してもよい。
次に、図12に示すように、複数の治具71と板ばね72により保持したレンズミラーアレイ20の図示左側(光学エレメント21の上流側反射面23に対向する側)に押付部材73を配置し、レンズミラーアレイ20と押付部材73を外側から覆うようにケース54を被せる。このとき、ケース54の天壁541に設けたスリット5411に各光学エレメント21の出射側レンズ面25が対向する向きでケース54を取り付ける。ケース54を被せる図示しない機構は、ケース54を所定位置に位置決め配置する。
押付部材73は、レンズミラーアレイ20に接触してレンズミラーアレイ20の当接面281、291を後述する位置決め治具74の基準面743に押し付けるための弾性部材731を有する。つまり、押付部材73は、レンズミラーアレイ20に対して、後述する位置決め治具74と反対側に配置される。弾性部材731は、レンズミラーアレイ20と略同じ長さの主走査方向に長尺な板状体である。また、押付部材73は、弾性部材731を保持する板状部材732を有する。弾性部材731は、板状部材732の先端の一面側(レンズミラーアレイ20側)に取り付けられている。
図12に示すようにレンズミラーアレイ20と押付部材73にケース54を被せた後、図13及び図14に示すように、ケース54の外側からケース54の複数の孔751、752(治具挿通孔)を介して複数の位置決め治具74の位置決めピン741、742を差し込むとともに、ケース54のスリット5411を介して別の押付部材76を差し込む。
位置決め治具74は、図14及び図15に示すように、レンズミラーアレイ20の長手方向の両端近くと両端からそれぞれ中央よりに離間した2位置に配置されている。位置決め治具74は、レンズミラーアレイ20の両端近くに必ずしも設ける必要はなく、主走査方向の任意の位置に配置することができる。本実施形態では、4つの位置決め治具74を主走査方向に略等間隔で離間させて配置した。位置決め治具74の数は、3つ以上であればよく、レンズミラーアレイ20を変形させたい個所に合わせて配置すればよい。
本実施形態では、4つの位置決め治具74を棒状の支持部材745に一体に設け、各位置決め治具74の後述する基準面743、744を予め所定の相対位置に位置合わせしたものを用いた。すなわち、本実施形態では、上述したように、レンズミラーアレイ20を予め決めた略同じ形状に変形させるため、4つの位置決め治具74の主走査方向の配置位置、及び各位置決め治具74の基準面743、744の配置位置を、レンズミラーアレイ20の変形後の目標形状に合わせて予め調整し、支持部材745により一体に形成した。なお、位置決め治具74は、本実施形態のように支持部材745を用いて一体に形成する必要はなく、互いに独立した複数の位置決め治具74をそれぞれ所定位置に位置決め配置するようにしてもよい。
各位置決め治具74の位置決めピン741、742を差し込むケース54の孔751、752は、ケース54の一方(図12で右側)の側壁542の上壁部分5421を貫通して設けられている。孔751、752の数、及び配置位置は、位置決め治具74の数、及び各位置決め治具74の位置決めピン741、742の本数や配置位置に応じて決められている。
図13に示すように、各位置決め治具74の一方(図示上方)の位置決めピン741の先端には、上述した基準面743が設けられている。また、位置決めピン741は、基準面743と直交する基準面744を有する。基準面744は、主走査方向及び副走査方向のそれぞれに平行な面である。各位置決め治具74のもう一方(図示下方)の位置決めピン742は、上述した位置決めピン741の基準面743と面一に配置した基準面743を有するとともに、この基準面743と直交する基準面744を有する。基準面744は、主走査方向及び副走査方向のそれぞれと平行な面である。レンズミラーアレイ20と2つの基準面744は、両方が接触する必要はなく、どちらか片方のみ接触するようにしてもよい。なお、基準面743は、主走査方向と平行で且つ副走査方向と直交する面に沿って配置されている。
押付部材76は、レンズミラーアレイ20の各光学エレメント21の出射側レンズ面25に接触してレンズミラーアレイ20を位置決め治具74の基準面744に押し付ける弾性部材761を有する。弾性部材761は、レンズミラーアレイ20と略同じ長さの長尺な板状体である。また、押付部材76は、弾性部材761を保持する板状部材762を有する。板状部材762は、ケース54のスリット5411に挿通可能な厚さ及び主走査方向の長さを有する。弾性部材761は、板状部材762の先端に取り付けられている。
位置決め治具74の位置決めピン741、742をケース54の孔751、752に差し込んで、ケース54のスリット5411を介して押付部材76を差し込んだ後、押付部材73の弾性部材731をレンズミラーアレイ20に押し付けるとともに、押付部材76の弾性部材761をレンズミラーアレイ20に押し付ける。この状態を図13に示す。図5に示す実施形態のように、保護ガラス214が支持体211とレンズミラーアレイ220の間にある場合には、押付部材76の弾性部材761を保護ガラス214に押し付けて、保護ガラス214を通してレンズミラーアレイ220を位置決めピン741、742のどちらか、または、両方に押し付ける。
押付部材73の弾性部材731をレンズミラーアレイ20に押し付ける方向は副走査方向に沿った方向であり、位置決め治具74の基準面743に向かう方向である。また、押付部材76の弾性部材761をレンズミラーアレイ20に押し付ける方向は、主走査方向と直交し且つ副走査方向と直交する方向である。このように、レンズミラーアレイ20の長手方向に沿った任意の位置で、レンズミラーアレイ20をその長手方向と直交する2方向から押圧可能にすることで、レンズミラーアレイ20を所望する形状に変形させることができる。
押付部材73によりレンズミラーアレイ20を上記の方向に押圧すると、レンズミラーアレイ20の入射側のフランジ部28の当接面281が位置決めピン742の基準面743に押し付けられ、下流側反射面24と出射側フランジ部29の間に設けた当接面291が位置決めピン741の基準面743に押し付けられる。また、押付部材76によりレンズミラーアレイ20を上記の方向に押圧すると、レンズミラーアレイ20の入射側のフランジ部28の当接面282が位置決めピン742の基準面744に押し付けられ、出射側のフランジ部29の当接面292が位置決めピン741の基準面744に押し付けられる。
つまり、この状態で、レンズミラーアレイ20が、4つの位置決め治具74の位置で、各位置決め治具74の基準面743、744に押し付けられてそれぞれ位置決めされる。4つの位置決め治具74は、上述したように、それぞれの基準面743、744の相対的な位置を予め調整してあるため、全ての基準面743、744に押し付けられたレンズミラーアレイ20は、調整済の基準面743、744の配置位置に応じた形状に変形されることになる。つまり、レンズミラーアレイ20は剛体ではなく、わずかに折り曲げ可能な可撓性を有する。
そして、レンズミラーアレイ20を変形させた状態、すなわち図13に示す状態のまま、レンズミラーアレイ20をケース54に接着固定する。この際、位置決め治具74の位置決めピン741、742を挿通するケース54の孔751、752とは別の位置に設けた複数の孔753、754を介して接着剤Sをレンズミラーアレイ20とケース54の間に塗布し、レンズミラーアレイ20をケース54に接着固定する。なお、レンズミラーアレイ20を接着固定する前に、レンズミラーアレイ20を保持していた複数の治具71と板ばね72を取り外してもよい。
複数の孔753は、レンズミラーアレイ20の略全長にわたって、出射側のフランジ部29に対向する位置で、主走査方向に互いに離間してケース54の上壁部分5421を貫通して設けられている。そして、これら複数の孔753の全て或いはいくつかを介して接着剤Sを塗布し、レンズミラーアレイ20のフランジ部29を主走査方向の複数個所でケース54に接着固定する。このとき、治具71と板ばね72を取り外していない場合には、治具71と板ばね72に対向しない孔753を選んで接着剤Sを塗布する必要がある。
複数の孔754は、レンズミラーアレイ20の略全長にわたって、入射側のフランジ部28の突片283に対向する位置で、主走査方向に互いに離間してケース54の上壁部分5421を貫通して設けられている。そして、これら複数の孔754の全て或いはいくつかを介して接着剤Sを塗布し、レンズミラーアレイ20のフランジ部28の突片283を主走査方向の複数個所でケース54に接着固定する。このとき、治具71と板ばね72を取り外していない場合には、治具71と板ばね72に対向しない孔754を選んで接着剤Sを塗布する必要がある。
そして、接着剤Sが硬化した後、すなわち変形させた状態のレンズミラーアレイ20をケース54に固定した後、押付部材73による押圧を解除して押付部材73をケース54内から取り除き、押付部材76による押圧を解除して押付部材76をスリット5411から抜き取る。さらに、ケース54の孔751、752から各位置決め治具74の位置決めピン741、742を抜き取る。なお、この時点で治具71及び板ばね72を取り外していない場合には、これら治具71及び板ばね72も取り外す。
この後、図4に示すように、ケース54の比較的幅広の収容空間5432内に光源ユニット52を収容配置し、レンズミラーアレイ20に対して位置決めして、ケース54に接着固定する。この際、光源ユニット52は、ケース54に対して位置決めするのではなく、レンズミラーアレイ20に対して位置決めする。接着剤Sは、光源ユニット52のホルダ53の各側壁532の外面とケース54の下壁部分5423の内面との間に塗布する。光源ユニット52をケース54に固定する際には、実際に光源51から光を出射させてレンズミラーアレイ20で集光し、像に歪みが生じない姿勢に光源ユニット52を配置するようにしてもよい。
以上のように、本実施形態によると、露光装置504の光源51に歪みを生じている場合であっても、レンズミラーアレイ20を変形させることで、複数の光学エレメント21を通る光のズレを補正することができ、露光装置504の光学系の歪みを補正することができる。また、同様に、本実施形態によると、レンズミラーアレイ20に歪みを生じている場合であっても、この歪みを相殺する方向にレンズミラーアレイ20を変形させればよく、当該歪みを補正することができる。また、光源51及びレンズミラーアレイ20の双方に歪みを生じている場合であっても、レンズミラーアレイ20を変形させることで当該歪みを補正することができる。さらに、本実施形態によると、複数の位置決め治具74の主走査方向に沿った配置位置や、各位置決めピン741、742の基準面743、744の相対位置を調整することにより、レンズミラーアレイ20を所望する形状に変形させることができるため、歪み補正の可能性を高くすることができる。
なお、上述した実施形態では、光源51の歪みに製造装置に特有の傾向があることを前提に説明したが、光源51の歪みを別の装置で個別に測定しておき、その測定結果に基づいて、当該光源51の歪みを相殺することのできる形状にレンズミラーアレイ20を変形させ、この変形させた状態のレンズミラーアレイ20と当該光源51を組み合わせてケース54に位置決め固定するようにしてもよい。このことは、以下に説明する実施形態でも同じことが言える。
(第2の実施形態)
以下、露光装置504の製造方法の第2の実施形態について、図16乃至図21を参照して説明する。なお、ここでは、上述した第1の実施形態と同様の構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
まず、レンズミラーアレイ20の長手方向に離間した複数個所(本実施形態では4か所)に、複数の位置決め治具81を配置する。図21に示すように、本実施形態では、レンズミラーアレイ20の長手方向の両端近くに2つの位置決め治具81を配置し、両端の間の互いに離間した2か所に2つの位置決め治具81を配置した。すなわち、本実施形態では、4つの位置決め治具81をレンズミラーアレイ20の長手方向に沿って略等間隔で配置した。各位置決め治具81は、主走査方向と直交し且つ副走査方向と直交する方向に延設され、その図示上端にレンズミラーアレイ20を支持する。
図16に示すように、位置決め治具81は、レンズミラーアレイ20の各光学エレメント21の出射側のフランジ部29の表面に設けた当接面292に面で接触する平らな基準面812を有する。この基準面812は、各位置決め治具81の図示上端面に設けられている。また、位置決め治具81は、レンズミラーアレイ20の各光学エレメント21の下流側反射面24と出射側のフランジ部29の間に設けた当接面291に面で接触する平らな基準面811を有する。この基準面811は、レンズミラーアレイ20の各光学エレメント21の入射側のフランジ部28の表面に設けた当接面281に面で接触する面でもある。なお、位置決め治具81の基準面811は、主走査方向と平行で且つ副走査方向と直交する面である。また、位置決め治具81の基準面812は、主走査方向と平行で且つ副走査方向と平行な面であり、基準面811と直交する面である。
本実施形態の4つの位置決め治具81は、それぞれの基準面811、812を相対的に位置合わせした状態で、図示しない支持部材によって一体にされている。例えば、光源51にその製造装置に特有の同じ傾向の歪みを生じている場合、この歪みを補正する形状にレンズミラーアレイ20を変形可能な位置に各位置決め治具81の基準面811、812を配置する。或いは、4つの位置決め治具81は、図示しない駆動機構により主走査方向と直交する方向に独立して移動可能に設けてもよい。
次に、各位置決め治具81の基準面811にレンズミラーアレイ20の各光学エレメント21の当接面281、291を対向させ、且つ位置決め治具81の基準面812にレンズミラーアレイ20の各光学エレメント21の当接面292を対向させる。そして、押付部材73をレンズミラーアレイ20の位置決め治具81と反対側に配置して、押付部材73の弾性部材731をレンズミラーアレイ20に押し付ける。このとき、弾性部材731の押付方向は副走査方向である。これにより、レンズミラーアレイ20が位置決め治具81を配置した4か所で副走査方向に付勢されて変形され、レンズミラーアレイ20の当接面281、291が位置決め治具81の基準面811に接触して位置決めされる。この状態を図16に示す。
さらに、図17に示すように、レンズミラーアレイ20と押付部材73を覆うケース54を取り付け、図18に示すように、もう一つの押付部材76をケース54のスリット5411に差し込む。そして、押付部材6の弾性部材761をレンズミラーアレイ20に押し付けて、レンズミラーアレイ20を各位置決め治具81の位置で主走査方向と副走査方向のそれぞれに直交する方向に付勢する。これにより、各位置決め治具81の位置でレンズミラーアレイ20が付勢されて変形され、レンズミラーアレイ20の当接面292が位置決め治具81の基準面812に接触して位置決めされる。この状態を図18及び図20に示す。図5に示す実施形態のように、保護ガラス214が支持体211とレンズミラーアレイ220の間にある場合には、押付部材76の弾性部材761を保護ガラス214に押し付けて、保護ガラス214を通してレンズミラーアレイ220を各位置決め治具81に押し付ける。
次に、図18に示すようにレンズミラーアレイ20を各位置決め治具81の位置で主走査方向と直交する所定の方向に変位させた状態で、ケース54の孔753、754(図20)を介して接着剤Sを塗布する。つまり、孔753を介してレンズミラーアレイ20の出射側のフランジ部29とケース54の間に接着剤Sを塗布する。また、孔754を介してレンズミラーアレイ20の入射側のフランジ部28の突片283とケース54の間に接着剤Sを塗布する。
この後、接着剤が硬化して変形された状態のレンズミラーアレイ20がケース54に固定されると、押付部材73、76による押圧が解除されて押付部材73、76が除去され、上述した第1の実施形態と同様に、光源ユニット52がケース54内の所定位置に位置決め配置されて接着固定される。
以上のように、本実施形態によると、上述した第1の実施形態と同様に、光源51の歪み及び/或いはレンズミラーアレイ20の歪みを補正することができる。また、本実施形態によると、上述した第1の実施形態と比較して、位置決め治具74の位置決めピン741、742を差し込むための孔751、752が不要となる。このため、孔751、752を設けない分、ケース54の機械強度を高くすることができる。
(第3の実施形態)
以下、露光装置504の製造方法の第3の実施形態について、図22乃至図28を参照して説明する。なお、ここでは、上述した第1及び第2の実施形態と同様の構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
まず、図22に示すように、複数の治具71と複数の板ばね72により主走査方向の複数個所でレンズミラーアレイ20の突片283を挟持し、この組立体にケース54を被せる。このとき、レンズミラーアレイ20及びケース54の向きは、上述した第1及び第2の実施形態と同じ向きである。
ケース54は、図27に示すように、複数の位置決め治具74の位置決めピン741、742を差し込むための複数の孔751、752、接着剤Sを塗布するための複数の孔753、754、及びスリット5411を有する。この他に、ケース54は、図28に示すように、後述する複数の押付部材91(図23)を差し込むための複数の孔755を有する。この孔755は、位置決めピン741、742を差し込むための孔751、752に対して副走査方向に対向する位置に設けられている。図28では、4つの孔755のみを図示したが、孔755は、主走査方向に沿って5つ以上設けてもよい。いずれにしても、孔755は、少なくとも位置決め治具74に対向する位置に設ける必要がある。
次に、図23に示すように、ケース54の孔751、752を介して複数の位置決め治具74の位置決めピン741、742を差し込み、ケース54のスリット5411を介して複数の押付部材76’を差し込み、ケース54の孔755を介して複数の押付部材91を差し込む。押付部材76’は、第1及び第2の実施形態の押付部材76と同様に機能する。本実施形態では、後述するようにレンズミラーアレイ20を通った光を検出する必要があるため、スリット5411に沿って複数の押付部材76’を配置した。
そして、複数の押付部材91の弾性部材911により、レンズミラーアレイ20を押圧して、レンズミラーアレイ20の当接面281、291を位置決めピン741、742の基準面743に押し付ける。また、複数の押付部材76’により、レンズミラーアレイ20を押圧して、レンズミラーアレイ20の当接面282、292を位置決めピン741、742の基準面744に押し付ける。この状態を図23及び図26に示す。図5に示す実施形態のように、保護ガラス214が支持体211とレンズミラーアレイ220の間にある場合には、押付部材76’の弾性部材761を保護ガラス214に押し付けて、保護ガラス214を通してレンズミラーアレイ220を各位置決め治具74に押し付ける。
複数の位置決め治具74は、図26に示すように、独立した複数の移動機構92によって支持されている。つまり、各位置決め治具74は、上述した第1の実施形態と異なり、それぞれ独立して移動可能となっている。各位置決め治具74の移動方向は、主走査方向(図示矢印X方向)と直交する方向であり、副走査方向(図示矢印Y方向)及び主走査方向及び副走査方向とそれぞれ直交する方向(図示矢印Z方向)である。
図23及び図26に示す状態では、単に、複数の位置決め治具74と、複数の押付部材91と、複数の位置決め治具74と、によって、レンズミラーアレイ20を主走査方向の複数位置で挟持拘束しているだけである。つまり、この状態では、レンズミラーアレイ20を変形させる必要がない。このため、例えば、各位置決め治具74の基準面743を同じ面に配置し、各位置決め治具74の基準面744を同じ面に配置しておけばよい。
次に、レンズミラーアレイ20の複数の突片283を挟持拘束していた複数の治具71と複数の板ばね72による拘束を解除し、ケース54の内部から複数の治具71と複数の板ばね72を取り除く。この状態で、レンズミラーアレイ20は、上述したように、複数の位置決め治具74、複数の押付部材76’、及び複数の押付部材91により保持されている。そして、このようにしてケース54内にできた収容空間5432内に光源ユニット52を収容配置する。
この状態(図24に示す状態)で、光源ユニット52の光源51から実際に光を出射させて、レンズミラーアレイ20を介して集光させ、その像面において光を検出して像のズレを測定する。そして、像のズレを無くすように光源ユニット52を図示しない移動機構によって主走査方向と直交する方向に移動させるとともに、複数の位置決め治具74を主走査方向と直交する方向に独立して移動させ、レンズミラーアレイ20を適切な形状に変形させる。
このとき、複数の押付部材76’と複数の押付部材91は、それぞれ、位置決め治具74の移動に追従して移動するように、レンズミラーアレイ20を押し付ける方向に常に付勢されている。言い換えると、複数の押付部材76’と複数の押付部材91は、複数の位置決め治具74の移動を妨げることが無く且つレンズミラーアレイ20を常に位置決め治具74の基準面743、744押し付けるように移動される。
そして、この後、図25に示すように、ケース54の複数の孔753、754(図26)を介して接着剤Sを塗布するとともに、ケース54の複数の孔756(図27、図28)を介して接着剤Sを塗布する。つまり、複数の孔753を介してレンズミラーアレイ20の出射側のフランジ部29とケース54の間に接着剤Sを塗布する。また、複数の孔754を介してレンズミラーアレイ20の入射側のフランジ部28の突片283とケース54の間に接着剤Sを塗布する。さらに、複数の孔756を介して光源ユニット52のホルダ53とケース54の間に接着剤Sを塗布する。
この後、接着剤Sが硬化して、変形された状態のレンズミラーアレイ20がケース54に固定されるとともに、光源ユニット52がケース54に固定されると、複数の押付部材76、91による押圧が解除されて複数の押付部材76、91が取り除かれて、複数の位置決め治具74の位置決めピン741、742が取り除かれる。
以上のように、本実施形態によると、上述した第1及び第2の実施形態と同様に、光源51の歪み及び/或いはレンズミラーアレイ20の歪みを補正することができる。また、本実施形態によると、レンズミラーアレイ20と光源ユニット52をケース54に組み込んだ状態で、実際にレンズミラーアレイ20によって集光した光を検出し、像のズレを測定して、このズレを補正するように、レンズミラーアレイ20を変形させることができる。このため、光源51の歪みやレンズミラーアレイ20の歪みを個体ごとに個別に補正することができ、上述した第1及び第2の実施形態と比較して、ズレ補正の精度を高めることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、上述した実施形態では、レンズミラーアレイ20の長手方向の互いに離間した4か所で長手方向と直交する方向に付勢して、レンズミラーアレイ20を変形させる場合について説明したが、これに限らず、レンズミラーアレイ20を付勢する長手方向の位置は、少なくとも3か所あればよく任意に設定することができる。つまり、レンズミラーアレイ20を主走査方向と直交する方向に変形させたい位置の主走査方向の両側でレンズミラーアレイ20を支えて、変形させたい位置でレンズミラーアレイ20を主走査方向と直交する方向に押圧すればよい。
また、上述した実施形態では、位置決め治具74の位置決めピン741、742を差し込むための孔751、752を、接着剤Sを塗布するための複数の孔753、754と別に設けた場合について説明したが、これに限らず、接着剤Sを塗布するための複数の孔753、754のうちいずれかを位置決めピン741、742を差し込むための孔751、752と兼用にしてもよい。
さらに、上述した実施形態では、レンズミラーアレイ20を変形させる手段として、主走査方向に離間して配置した複数の位置決め治具74や押付部材73、76、91を用いた場合について説明したが、これに限らず、レンズミラーアレイ20を保持して折り曲げるような他のアクチュエータなどを用いてもよい。
10…原稿読取装置、15…イメージセンサ、20…レンズミラーアレイ、21…光学エレメント、22…入射側レンズ面、23…上流側反射面、24…下流側反射面、25…出射側レンズ面、28、29…フランジ部、50…露光装置、51…光源、52…光源ユニット、53…ホルダ、54…ケース、71…治具、72…板ばね、73、76、91…押付部材、74…位置決め治具、100…複写機、200…プリンタ、283…突片、281、282、291、292…当接面、731、761、911…弾性部材、741、742…位置決めピン、743、744…基準面、751、752…位置決めピンを差し込む孔、753、754…接着剤を塗布する孔、5411…スリット、F…結像点、O…物点。

Claims (5)

  1. 複数の透明な光学エレメントを第1の方向に一体につなげたレンズミラーアレイと、
    前記レンズミラーアレイを収容して固定するケースと、を有し、
    前記ケースは、前記レンズミラーアレイの前記第1の方向に沿った少なくとも3か所で前記第1の方向と交差する方向に当該レンズミラーアレイを付勢して当該レンズミラーアレイを変形させるための治具を通すための少なくとも3つの治具挿通孔を有する、
    光学装置。
  2. 複数の透明な光学エレメントを第1の方向に一体につなげたレンズミラーアレイと、
    複数の発光素子又は複数の受光素子を前記第1の方向に並べて有する光学部材と、
    前記レンズミラーアレイ及び前記光学部材を収容して互いに位置決めして対向配置した状態で固定するケースと、を有し、
    前記ケースは、前記レンズミラーアレイの歪み及び/或いは前記光学部材の歪みに起因した前記複数の光学エレメントを通る光のズレを補正するように、前記レンズミラーアレイの前記第1の方向に沿った少なくとも3か所で前記第1の方向と交差する方向に当該レンズミラーアレイを付勢して当該レンズミラーアレイを変形させるための治具を通すための少なくとも3つの治具挿通孔を有する、
    光学装置。
  3. 複数の透明な光学エレメントを第1の方向に一体につなげたレンズミラーアレイの歪みを補正するように、当該レンズミラーアレイの前記第1の方向に沿って離間した少なくとも3か所で当該レンズミラーアレイを前記第1の方向と交差する方向に付勢して当該レンズミラーアレイを変形させ、
    この変形させた状態を維持したまま、当該レンズミラーアレイをケースに固定する、
    光学装置の製造方法。
  4. 複数の透明な光学エレメントを第1の方向に一体につなげたレンズミラーアレイと、複数の発光素子又は複数の受光素子を前記第1の方向に並べて有する光学部材と、を対向配置し、
    前記レンズミラーアレイの歪み及び/或いは前記光学部材の歪みを補正するように、前記レンズミラーアレイの前記第1の方向に沿って離間した少なくとも3か所で当該レンズミラーアレイを前記第1の方向と交差する方向に付勢して当該レンズミラーアレイを変形させ、
    この変形させた状態を維持したまま、当該レンズミラーアレイと前記光学部材をケースに固定する、
    光学装置の製造方法。
  5. 複数の透明な光学エレメントを第1の方向に一体につなげたレンズミラーアレイの前記第1の方向に沿って離間した少なくとも3か所で当該レンズミラーアレイを前記第1の方向と交差する方向に付勢して当該レンズミラーアレイを変形させ、
    複数の発光素子又は複数の受光素子を前記第1の方向に並べて有する光学部材を前記レンズミラーアレイに対向配置し、
    前記レンズミラーアレイを変形させた状態を維持したまま、当該レンズミラーアレイと前記光学部材をケースに固定する、
    光学装置の製造方法。
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