しかしながら、上記装置におけるレンズの中央部においては、レンズがフレームから遠ざかる方向へ移動してしまうのを規制するような構成が成されていなかった。即ち、レンズの中央部においては、単にレンズが球に載置される構成にされているため、熱変形等により、球とレンズとが離れる方向にレンズが変形した場合、球とレンズとが離れてしまい、レンズの中心位置がフレームから遠ざかる方向へずれてしまう。このため、このレンズを透過するレーザビームの光路もずれてしまうという問題点があった。
この問題を解決するためには、レンズ中央部をフレームの反対側から、該フレームに押圧する方法や、レンズ中央部を接着剤によりフレームに直接固定する方法等が考えられる。
ところが、レンズ中央部をフレームの反対側から押圧する方法では、レンズ中央部を押圧する押圧部材を、レンズを介して、フレームの反対側で支持する支持部材が別途必要とされる。この場合、支持部材は、レーザビームの光路を遮ることなく押圧部材を支持するために、レンズの主走査方向の両端部からレンズ中央部に延びて形成されなければならず、このような構成とすると装置全体が大型化してしまうという問題がある。また、このような部材を組立てる際に手間も掛かってしまう。
一方、レンズ中央部を接着剤によりフレームに直接固定する方法では、接着剤が固まるまでにレンズの位置がずれてしまったり、接着剤がレーザビームの光路上に付着してしまったりするという問題点が発生する。
そこで、本発明は、このような問題点を鑑み、組立て時の悪影響を排除しながら、良好にレーザビームを感光体表面に結像させるためのレンズをフレームに装着できるようにしたレンズ固定機構、光学走査装置、および画像形成装置を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために成された第1のレンズ固定機構(請求項1)において、回転多面鏡により偏向されたレーザビームを感光体表面に結像させるためのレンズは、レーザビームが入射する入射面とレーザビームが出射する出射面とを形成するレンズ部と、レンズ部の副走査方向の一端に位置し、光軸方向に沿って入射面または出射面から突出するリブと、を備えている。
また、回転多面鏡を支持するフレームは、リブと当接し、レンズを支持するレンズ支持面と、レンズ支持面から突出し、光軸方向に沿って延びる係合爪と、を備えている。
そして、フレームに備えられた係合爪は、レンズの主走査方向の中心部においてリブと係合することで、レンズがフレームに固定される。
このように構成されたレンズ固定機構によれば、フレームに備えられた係合爪が、レンズにおける主走査方向の中心部を固定するので、レンズにおける主走査方向の中心部が副走査方向に移動することを防止することができる。
なお、上述のレンズ支持面は、レンズを支持するための精度を向上させるために、副走査方向に突出する突起を有し、この突起によりリブを当接支持するように構成してもよい。この場合、前記突起は、少なくとも3つ用意し、3点でリブを当接支持することが望ましい。
次に、上記発明と同様の目的を達成するために成された第2のレンズ固定機構(請求項8)において、回転多面鏡により偏向されたレーザビームを感光体表面に結像させるためのレンズは、レーザビームが透過する透過領域と、透過領域から外れた領域であって、透過領域の副走査方向の一端に位置する非透過領域と、を備えている。さらに、このレンズの非透過領域は、レーザビームが入射する入射面またはレーザビームが出射する出射面における主走査方向の中央部に凹部を有している。
また、回転多面鏡を支持するフレームは、非透過領域と当接し、レンズを支持するレンズ支持面と、レンズ支持面から突出し、光軸方向に沿って延びる係合爪と、を備えている。
そして、フレームに備えられた係合爪は、レンズに形成された凹部と係合することで、レンズがフレームに固定される。
このように構成されたレンズ固定機構によれば、フレームに備えられた係合爪が、レンズの凹部と係合し、レンズにおける主走査方向の中心部を固定するので、レンズにおける主走査方向の中心部が副走査方向に移動することを防止することができる。
なお、第1のレンズ固定機構と同様に、レンズ支持面は、レンズを支持するための精度を向上させるために、副走査方向に突出する突起を有し、この突起によりリブを当接支持するように構成してもよい。この場合、前記突起は、少なくとも3つ用意し、3点でリブを当接支持することが望ましい。
また、第2のレンズ固定機構において、係合爪は、凹部と係合した際に、この係合爪と、凹部における主走査方向に間隔を置いて位置する2つの壁面と、の間に間隙が形成されるように構成されていてもよいが、より好ましくは、係合爪は、凹部における主走査方向に間隔を置いて位置する2つの壁面とに当接するように構成されていることが望ましい。
このように構成されたレンズ固定機構によれば、係合爪の主走査方向の端面と凹部とが当接し、主走査方向において係合爪と凹部との位置関係は変化することがないので、レンズ中央部を主走査方向に対して位置決めすることができる。
ところで、第1のレンズ固定機構および第2のレンズ固定機構において、レンズは、主走査方向の中心部のみで固定されていてもよいが、主走査方向の両端部でも固定されていることが望ましい。即ち、この構成としては、レンズにおける主走査方向の両端部をレンズ支持面に固定する固定手段を備えていればよい。
このように構成されたレンズ固定機構によれば、レンズにおける主走査方向の両端部が、副走査方向に移動することを防止することができることは勿論のこと、両端部が振動等によりぐらつくことを防止することができる。
加えて、固定手段は、レンズを主走査方向において伸縮可能に固定することが望ましい。
つまり、レンズの主走査方向における伸縮歪みが発生した場合に、レンズの両端部が主走査方向に移動不能に固定されていると、レンズの内部に応力が発生し、このレンズを透過するレーザビームの特性に影響を及ぼす虞があるため、レンズの内部に応力が発生しないように、レンズの両端部が主走査方向において移動可能に固定するのである。
従って、このように構成されたレンズ固定機構によれば、レンズの主走査方向における伸縮歪みが生じても、レンズ両端部を自然に移動させることができるので、レンズ内部に応力を発生させることなく、レーザビームを良好に透過させることができる。
また、レンズの光軸方向における位置決めは、レンズの両端部をレンズ位置の基準となる部材に当接されて成されていることが望ましい。
そして、このためには、固定手段は、フレームの一部として構成される基準部材を有し、基準部材は、光軸方向においてレンズを位置決めするために、レンズの両端部に当接する当接部を備えていればよい。
このように構成されたレンズ固定機構によれば、レンズは、レンズ両端部の2箇所で当接部と当接して位置決めが成されるので、レンズを確実に基準位置に固定することができる。
さらに、第1のレンズ固定機構においては、レンズの両端部と当接部とが当接することにより、レンズの光軸方向における位置決めを行う場合には、係合爪は、リブと係合した際にレンズ部との間に間隙を有するように設定することが望ましい。この間隙は、レンズの両端部の2箇所にて、レンズと当接部とが確実に当接するために十分な寸法を有する必要がある。
また、第2のレンズ固定機構においては、レンズの両端部と当接部とが当接することにより、レンズの光軸方向における位置決めを行う場合には、係合爪は、凹部と係合した際に、凹部における光軸方向に位置する壁面との間に間隙を有するよう設定することが好ましい。この間隙は、レンズの両端部の2箇所にて、レンズと当接部とが確実に当接するために十分な寸法を有する必要がある。
このように構成されたレンズ固定機構によれば、係合爪とレンズ部、あるいは係合爪と凹部とは、光軸方向において当接しないため、レンズ両端部が基準部材の当接部と当接して位置決めがなされる際、係合爪が邪魔になることはない。
加えて、第1のレンズ固定機構および第2のレンズ固定機構において、固定手段には、基準部材に対してレンズを付勢する付勢手段を有することが好ましい。
このように構成されたレンズ固定機構によれば、付勢手段によりレンズを基準部材の方向に適切な押圧力にて密着することができるので、レンズが基準位置からずれてしまうことを確実に防止することができる。
なお、上述のレンズ固定機構は、例えば、静電写真方式の画像形成装置や、半導体の製造する際に使用するフォトマスクのパターンを描画する描画装置等、に使用されるレンズを固定する機構として使用することができる。
次に、上記目的を達成するために成された第1の光学走査装置(請求項16)においては、レーザビームを発光するレーザ発光部と、レーザ発光部により発光されたレーザビームを偏向する回転多面鏡と、回転多面鏡により偏向されたレーザビームを感光体表面に結像させるレンズと、回転多面鏡およびレンズを支持するフレームと、を備えている。
レンズは、レーザビームが入射する入射面とレーザビームが出射する出射面とを形成するレンズ部と、レンズ部の副走査方向の一端に位置し、光軸方向に沿って入射面または出射面から突出するリブと、を備えている。
また、フレームは、リブと当接し、レンズを支持するレンズ支持面と、レンズ支持面から突出し、光軸方向に沿って延びる係合爪と、を備えている。
そして、フレームに備えられた係合爪は、レンズの主走査方向の中心部においてリブと係合することで、レンズがフレームに固定される。
このように構成された光学走査装置によれば、フレームに備えられた係合爪が、レンズにおける主走査方向の中心部を固定するので、レンズにおける主走査方向の中心部が副走査方向に移動することを防止することができる。
また、上記目的を達成するために成された第2の光学走査装置(請求項17)においては、レーザビームを発光するレーザ発光部と、レーザ発光部により発光されたレーザビームを偏向する回転多面鏡と、回転多面鏡により偏向されたレーザビームを感光体表面に結像させるレンズと、回転多面鏡およびレンズを支持するフレームと、を備えている。
レンズは、レーザビームが透過する透過領域と、透過領域から外れた領域であって、透過領域の副走査方向の一端に位置する非透過領域と、を備えている。さらに、このレンズの非透過領域は、レーザビームが入射する入射面またはレーザビームが出射する出射面における主走査方向の中央部に凹部を有している。
また、フレームは、非透過領域と当接し、レンズを支持するレンズ支持面と、レンズ支持面から突出し、光軸方向に沿って延びる係合爪と、を備えている。
そして、フレームに備えられた係合爪は、レンズに形成された凹部と係合することで、レンズがフレームに固定されるよう構成されている。
このように構成された光学走査装置によれば、フレームに備えられた係合爪が、レンズの凹部と係合し、レンズにおける主走査方向の中心部を固定するので、レンズにおける主走査方向の中心部が副走査方向に移動することを防止することができる。
なお、上述の光学走査装置は、例えば、静電写真方式の画像形成装置や、半導体の製造する際に使用するフォトマスクのパターンを描画する描画装置等、に使用される光学走査装置として使用することができる。
次に、上記目的を達成するために成された画像形成装置(請求項18)においては、第1または第2の光学走査装置と、第1または第2の光学走査装置から照射されたレーザビームにより静電潜像が形成される感光体と、静電潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像部と、現像部により形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写部と、転写部により転写された現像剤像を記録媒体に定着させる定着部と、を備えている。
このように構成された画像形成装置によれば、光学走査装置に第1または第2に記載の光学走査装置を使用しているので、感光体上に良好な静電潜像を形成することができ、延いては良好な画像を形成することができる。
本発明が適用された実施例1のレーザプリンタ1a(本発明でいう画像形成装置)の概略について、図1および図2を用いて説明する。図1はレーザプリンタ1aを示す概略断面図、図2はレーザプリンタ1aを構成するスキャナユニット50(本発明でいう光学走査装置)の一部を示す模式図である。
なお、図1に関しては、このレーザプリンタ1aにおいて、表示部2aおよび操作部2bが本体ケース2に取り付けられている側(図1で右側)を「前部」とし、排紙トレイ36が本体ケース2に形成されている側(図1で左側)を「後部」として説明する。
本実施例のレーザプリンタ1aは、図1に示すように、本体ケース2内に、用紙を給紙するためのフィーダ部4、給紙された用紙に所定の画像を形成するためのプロセスユニット18、および用紙に形成された画像を定着させるための定着装置19(本発明でいう定着部)等を備えている。
また、本体ケース2の上部には、レーザプリンタ1aの作動状況等を表示する表示部2a、およびレーザプリンタ1aの動作設定等を行う操作部2bを備えている。
なお、表示部2aは、LCD(液晶カラーディスプレイ)やLED(発光ダイオード)等により構成されており、操作部2bは、各種設定入力用スイッチや電源スイッチ等により構成されている。
そして、本体ケース2の前部および上部には開口部2cが設けられており、この開口部2cは、蓋部2dによって覆われている。この蓋部2dは、回転軸2eを中心にして回転することにより、開口部2cを覆う位置と開口部2cを覆わない位置とで移動可能に構成されている。また、本体ケース2の上部には、画像形成後の用紙を排紙するための排紙トレイ36が形成されている。
フィーダ部4は、本体ケース2内の底部に、着脱可能に装着された給紙トレイ6と、給紙トレイ6内に設けられた用紙押圧板(図示省略)と、給紙トレイ6の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ12および分離パット(図示省略)とを備えている。なお、給紙ローラ12は、用紙の搬送方向に直交する方向の幅寸法が用紙の幅寸法より短く形成され、給紙時において、用紙の幅方向の略中央部のみと接触するように配置されている。また、給紙ローラ12から画像形成位置P(感光体ドラム23と転写ローラ25との接触部、つまり感光体ドラム23上のトナー像が用紙に転写される転写位置)までの間には、湾曲状に形成された搬送経路7が配置されている。なお、本実施例のレーザプリンタ1aでは、1つのフィーダ部4を備えているが、この構成に限らず、2つ以上のフィーダ部4を備えるようにしてもよい。
一方、搬送経路7は、用紙の広幅面を案内する一対のガイド板が配置されることにより湾曲状に形成されている。また、この搬送経路7には、用紙搬送の上流側から順に、給紙ローラ12および一対のレジストローラ9が配置されている。このうちレジストローラ9は、画像形成位置Pの手前に配置され、従動ローラ9bと駆動ローラ9aとから構成されている。
以上のように構成されたフィーダ部4においては、図示しない用紙押圧板上に積層された用紙のうち最上位にある用紙が、給紙ローラ12に向かって押圧され、その給紙ローラ12の回転によって給紙ローラ12と図示しない分離パットとで挟まれた後、1枚毎に給紙される。給紙された用紙は、レジストローラ9に送られ、レジスト処理が行われたのちにレジストローラ9によって画像形成位置Pに送られる。
プロセスユニット18は、本体ケース2内部のうち前部側に配置されている。このプロセスユニット18は、ドラムカートリッジ30と、現像カートリッジ24(本発明でいう現像部)とから構成されている。このうちドラムカートリッジ30には、感光体ドラム23(本発明でいう感光体)、スコロトロン型帯電器37、および転写ローラ25(本発明でいう転写部)等が備えられている。また、現像カートリッジ24には、トナー収容部26、現像ローラ27、層厚規制ブレード28、およびトナー供給ローラ29等が備えられている。なお、上述の感光体ドラム23および現像ローラ27は、レーザプリンタ1aの底面に対して略水平に配置されている。
トナー収容部26には、正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが充填されている。このトナーは、トナー供給ローラ29によって現像ローラ27に供給される。この際、トナー供給ローラ29と現像ローラ27との間で摩擦によって正極性に帯電する。さらに、現像ローラ27上に供給されたトナーは、現像ローラ27の回転に伴って、層厚規制ブレード28の摺擦により一定厚さの薄層として現像ローラ27上に担持される。一方、回転する感光体ドラム23は現像ローラ27と対向して配置され、ドラム本体が設置されると共に、その表面が有機系感光体材料、例えば、ポリカーボネートなどから構成される、正極性に帯電する感光層により形成されている。
スコロトロン型帯電器37は、感光体ドラム23の上方に、感光体ドラム23に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。スコロトロン型帯電器37は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光体ドラム23の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
そして、感光体ドラム23の表面は、その感光体ドラム23の回転に伴って、まず、スコロトロン型帯電器37により一様に正極性に帯電された後、スキャナユニット50からのレーザビームの高速走査により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。
次いで、現像ローラ27の回転により、現像ローラ27上に担持され、且つ正極性に帯電されているトナーが、感光体ドラム23に対向して接触する時に、感光体ドラム23の表面に形成される静電潜像(一様に正極性に帯電されている感光体ドラム23の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分)に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによってトナー像(現像剤像)が形成される。
転写ローラ25は、感光体ドラム23の下方において、この感光体ドラム23に対向するように配置され、図1において反時計方向に回転可能なように前記ドラムカートリッジによって支持されている。この転写ローラ25は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアス印加電源から転写バイアス(転写順バイアス)が印加されるように構成されている。そのため、感光体ドラム23の表面に担持されたトナー像は、用紙が感光体ドラム23と転写ローラ25との間を通る間に、画像形成位置Pにて用紙に転写される。そしてトナー像が転写された用紙は、感光体ドラム23および転写ローラ25の回転により定着装置19に搬送される。
以上のように構成されたプロセスユニット18は、本体ケース2の開口部2cから取り出し、その後開口部2cから本体ケース2内へ再び収納することができる。なお、本体ケース2内から取り出されたプロセスユニット18は、ドラムカートリッジと現像カートリッジ24とに分離させることもできる。
定着装置19は、プロセスユニット18より後方の搬送方向下流側に配設され、1つの加熱ローラ31と、この加熱ローラ31を押圧するように配置された加圧ローラ32と、これらの下流側に設けられる一対の搬送ローラ33を備えている。加熱ローラ31は、アルミ等の金属製で加熱のためのハロゲンランプ等のヒータを備えておリブロセスユニット18において用紙上に転写されたトナーを、用紙が加熱ローラ31と加圧ローラ32との間を通過する間に熱定着させる。その後、用紙は搬送ローラ33によって、本体ケース2内の一側の排紙パスにおける搬送ローラ(図示省略)および排紙ローラ(図示省略)により搬送され、その後排紙トレイ36上に排紙される。
スキャナユニット50は、本体ケース2内の上部に配置されている。このスキャナユニット50は、筐体51(本発明でいうフレーム)の内部に、レーザ発光部66(図2参照)、ポリゴンモータ60、ポリゴンモータ60によって回転駆動されるポリゴンミラー61(本発明でいう回転多面鏡)、fθレンズ62、反射ミラー63、シリンドリカルレンズ64a(本発明でいうレンズ)、および反射ミラー65等を備えている。
そして、このスキャナユニット50を構成する各部は、図1および図2に示すように、レーザ発光部66によって発光されたのちにポリゴンミラー61によって反射されたレーザビームが、fθレンズ62、反射ミラー63、シリンドリカルレンズ64a、反射ミラー65の順に透過または反射するよう配置されている。なお、図1および図2における2点鎖線は、レーザビームの光路を示すものである。
次に、ポリゴンモータ60の回転軸60aにはポリゴンミラー61が取り付けられている。このポリゴンミラー61は、多面形形状で、その各辺部に六つの鏡面が設けられた構成を有しており、ポリゴンモータ60によって回転駆動されると、照射されたレーザビームを主走査方向に走査する機能を有する。また、本実施形態においては、ポリゴンミラー61は、ポリゴンモータ60の回転軸60aに取り付けられることによりプロセスユニット18の感光体ドラム23と定着装置19の加熱ローラ31との間に配置されている。
また、fθレンズ62は、本実施形態においては、定着装置19内の前部に位置する加熱ローラ31の上方に配置されている。fθレンズ62は、ポリゴンミラー61によって反射され、等角速度に走査されたレーザビームを等速度走査に変換する、走査速度変換機能を有している。
さらに、反射ミラー63は、本実施形態においては、定着装置19内の後部に位置する搬送ローラ33の上方に配置されている。反射ミラー63は、fθレンズ62を通過したレーザビームをプロセスユニット18の上方へ向けて折り返し反射する。
また、シリンドリカルレンズ64aは、本実施形態においては、ポリゴンモータ60およびポリゴンミラー61の上方に配置されている。シリンドリカルレンズ64aは、ポリゴンミラー61により規定された方向とは異なる方向に反射されたレーザビームを副走査方向に補正する、面倒れ補正機能を有している。
以下、上述のシリンドリカルレンズ64aについて図3を参照して説明する。なお、図3はシリンドリカルレンズ64aを示す概略図であり、図3(A)は図1の矢印X方向から見た側面図であり、図3(B)は図1の矢印Y方向から見た上面図(図3(A)においてシリンドリカルレンズ64aを上方から見た図)である。また、以降、このシリンドリカルレンズ64aにおいて、反射ミラー63によって反射されたレーザビームがシリンドリカルレンズ64aへ向けて進行する方向(即ち、レーザビームが進行する方向)を光軸方向とし、反射ミラー63によって反射されたレーザビームがシリンドリカルレンズ64aを通過する際に左右に走査する方向(即ち、ポリゴンミラー61によりレーザビームが偏向走査される方向)を主走査方向とし、光軸方向および主走査方向に対して直交する方向を副走査方向とする。
このシリンドリカルレンズ64aは、例えば、非晶質のオレフィン系樹脂や結晶質のオレフィン系樹脂などの吸湿性が低い樹脂材料を射出整形することにより一体構成されており、図3に示すように、レンズ部71aと、リブ72aとを備えている。
レンズ部71aは、レーザビームが通過(透過)する領域95a(透過領域:図3においては一点鎖線に囲まれる領域)を有し、主走査方向両端部から中心部に向かって湾曲し、主走査方向中心部を通過する断面を基準に対象となるように構成されている。レーザビームは、湾曲しているレンズ部71aの内側の面171a(入射面)から外側の面271a(出射面)に向かって通過する。
リブ72aは、レンズ部71aを支持する部材であって、レンズ部71aの周囲を取り囲むように位置している。このリブ72aは、シリンドリカルレンズ64aを固定するときに、主走査方向中央部において筐体51側の係合爪74a(図4参照)と係合し、副走査方向にシリンドリカルレンズ64aが移動するのを規制するために使用される。
このシリンドリカルレンズ64aを固定するときの様子について、図4を用いて詳述する。図4はシリンドリカルレンズ64aの固定状態を示し、図4(A)は、図3(B)においてシリンドリカルレンズ64aを固定した状態における上面図、図4(B)は、主走査方向中心部A−Aにおける断面図、図4(C)は、主走査方向端部近傍B−Bにおける断面図である。
シリンドリカルレンズ64aの主走査方向中央部は、前述のリブ72aと、スキャナユニット50に形成されている係合爪74aとが係合することにより固定される。
係合爪74aは、図4(B)に示すように、シリンドリカルレンズ64aを支持する筐体51の一部である支持面80a(本発明でいうレンズ支持面)から略リブ72aの厚み分だけ突出し、その位置で折り曲げられた形状を有し、係合爪74aと支持面80aとがシリンドリカルレンズ64aを挟持するよう構成されている。
この構成により、シリンドリカルレンズ64aは、副走査方向に移動することを規制されている。
なお、支持面80aには、突起81aが主走査方向に中心部および両端部に3つ形成されている。これらの突起81aは、シリンドリカルレンズ64aを支持する際の精度を向上させるために設けられている。
また、係合爪74aは、シリンドリカルレンズ64aを通過するレーザビームの透過領域95a(図4(B)において1点鎖線にて表示)に重ならないように設定されている。
次に、シリンドリカルレンズ64aの主走査方向両端部は、図4(A)に示すように、入射面側の主走査方向両端部がスキャナユニット50の筐体51の一部である基準部材73aに接触した状態で、係止部材75(本発明でいう付勢手段)により基準部材73aと係止されている。つまり、シリンドリカルレンズ64aの主走査方向両端部は、基準部材73aのシリンドリカル64a側の面90a(本発明でいう当接部)と係止部材75とにより、筐体51の支持面80a上に固定されている。面90aは、シリンドリカルレンズ64aの光軸方向における基準面となっている。本実施形態において、固定手段は、基準部材73aと係止部材75とから構成されている。
なお、係止部材75は、例えば金属製の板バネからなり、図4(C)に示すように、基準部材73aに形成された小孔76や鍵状部77を用いてシリンドリカルレンズ64aを固定するよう構成されており、簡単に着脱ができるよう設定されている。
以上のように構成されたレーザプリンタ1aにおいて、ポリゴンミラー61により偏向されたレーザビームを感光ドラム23表面に結像させるためのシリンドリカルレンズ64aは、レーザビームが入射する入射面171aとレーザビームが出射する出射面271aとを形成するレンズ部71aと、レンズ部71aの副走査方向の一端に位置し、光軸方向に沿って入射面171aまたは出射面271aから突出するリブ72aと、を備えている。
また、ポリゴンミラー61を支持する筐体51は、リブ72aと当接し、シリンドリカルレンズ64aを支持する支持面80aと、支持面80aから突出し、光軸方向に沿って延びる係合爪74aと、を備えている。
そして、筐体51に備えられた係合爪74aは、シリンドリカルレンズ64aの主走査方向の中心部においてリブ72aと係合することで、シリンドリカルレンズ64aが筐体51に固定されるように構成されている。
従って、筐体51に備えられた係合爪74aが、シリンドリカルレンズ64aにおける主走査方向の中心部を固定するので、シリンドリカルレンズ64aにおける主走査方向の中心部が副走査方向に移動することを防止することができる。
また、シリンドリカルレンズ64aは、シリンドリカルレンズ64aにおける主走査方向の両端部を支持面80aに固定するよう構成されているので、シリンドリカルレンズ64aにおける主走査方向の両端部が、副走査方向に移動してしまうのを防止できるのは勿論、振動等により位置ずれを起こすことも防止することができる。
さらに、シリンドリカルレンズ64aを主走査方向において伸縮可能に固定しているので、シリンドリカルレンズ64aの主走査方向における伸縮歪みが生じても、シリンドリカルレンズ64a両端部を自然に移動させることができ、シリンドリカルレンズ64a内部に応力を発生させることなく、レーザビームを良好に透過させることができる。
また、シリンドリカルレンズ64aの両端部が、基準部材73aと係止部材75との協働によって固定されており、シリンドリカルレンズ64aの両端部はシリンドリカルレンズ64a位置の基準となる面90aに当接されて位置決めが成されているので、シリンドリカルレンズ64aは、シリンドリカルレンズ64a両端部の2箇所で基準部材73aの面90aと当接して位置決めが成され、シリンドリカルレンズ64aを確実に基準位置に固定することができる。
なお、係合爪74aは、リブ72aにおいてレンズ部71aと当接する位置にまで挿通されることはなく、係合爪74aの先端面とレンズ部71aとは、隙間が形成されるよう設定されている。この構成により、シリンドリカルレンズ64aの両端部が基準部材73aの面90aと当接して位置決めがなされる際、係合爪74aが邪魔をすることなく、確実にシリンドリカルレンズ64aが両端部で、面90aに当接する。
また、シリンドリカルレンズ64aは上記のように良好に固定されるので、レーザプリンタ1aにおいては、感光体ドラム23上に良好な静電潜像を形成することができ、良好な画像を形成することができる。
なお、上述のシリンドリカルレンズ64aを固定する機構の用途としては、レーザプリンタ1aに限定されるものではなく、例えば、ファクシミリ装置等の静電写真方式を採用したその他の画像形成装置や、半導体を製造する際に使用するフォトマスクのパターンを描画する描画装置等に使用することが考えられる。
また、fθレンズ62、反射ミラー63、およびシリンドリカルレンズ64aは、レーザ発光部66から照射されるレーザビームが、fθレンズ62、反射ミラー63、シリンドリカルレンズ64aの順に透過または反射されるよう配置したが、fθレンズ62、反射ミラー63、およびシリンドリカルレンズ64aの配置は、特にこの構成に限定されるものではない。
さらに、シリンドリカルレンズ64aは、主走査方向の中心部、および両端部にて固定されるよう構成したが、主走査方向の中心部のみで固定されていてもよい。
次に、別形態のレーザプリンタ1bについて説明する。本実施例(実施例2)にて説明するレーザプリンタ1bは、シリンドリカルレンズ64b、およびシリンドリカルレンズ64bを固定する機構が実施例1と異なるのみであって、その他の構成は実施例1のレーザプリンタ1aと同様の構成である。従って、本実施例(実施例2)では、実施例1のレーザプリンタ1aと異なる箇所のみを詳述し、実施例1のレーザプリンタ1aと同様の箇所については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施例2のシリンドリカルレンズ64b(本発明でいうレンズ)について、図5を用いて説明する。図5(A)はシリンドリカルレンズ64bを図1の矢印X方向から見た側面図、図5(B)はシリンドリカルレンズ64bを図1の矢印Y方向から見た上面図(図5(A)においてシリンドリカルレンズ64bを上方から見た図)である。
実施例2のシリンドリカルレンズ64bは、図5に示すように、実施例1のシリンドリカルレンズ64aのリブ72aを除いた構成にされている。つまり、シリンドリカルレンズ64bは、レンズ部71bと、レンズ部71bの主走査方向両端側に位置する支持部72bとにより構成されている。この構成により、実施例1のシリンドリカルレンズ64aに比べて、シリンドリカルレンズ64bの大きさを副走査方向に小さくすることができるので、スキャナユニット50、延いては、レーザプリンタ1bを小型化することが可能である。
レンズ部71bは、レーザビームが通過(透過)する透過領域95b(図5においては一点鎖線に囲まれる領域)と、その外側に位置する非透過領域96bとを有している。レーザビームは、湾曲しているレンズ部71bの内側の面171b(入射面)から外側の面271b(出射面)に向かって通過する。
レンズ部71bの非透過領域96bにおいては、主走査方向中心部、出射面271b側であって、副走査方向の片側に、凹部78bが形成されている。この凹部78bは、シリンドリカルレンズ64bを固定するときに、スキャナユニット50側の後述する係合爪74bと係合し、副走査方向および主走査方向にシリンドリカルレンズ64bが移動するのを規制するために形成されたものである。
ここで、実施例1のシリンドリカルレンズ64aにおいては、リブ72aに係合爪74aを係合させるよう構成したが、本実施例(実施例2)のシリンドリカルレンズ64bにおいては、リブ72aを備えないため、スキャナユニット50側の係合爪74bと係合させるための凹部78bをレンズ部71bに形成しているのである。
次に、シリンドリカルレンズ64bを固定するときの様子について、図6および図7を用いて詳述する。図6はシリンドリカルレンズ64bの固定状態を示し、図6(A)は、図5(B)においてシリンドリカルレンズ64bを固定した状態における上面図、図6(B)は、主走査方向中心部C−Cにおける断面図である。また、図7(A)は、図6(A)におけるシリンドリカルレンズ64bの主走査方向中心部を示す拡大図、図7(B)は、図6(A)における主走査方向両端部を示す拡大図である。
シリンドリカルレンズ64aの主走査方向中央部は、レンズ部71bに形成された凹部78bと、スキャナユニット50に固定された係合爪74bとが係合することにより固定される。
係合爪74bは、図6に示すように、ネジ79によりスキャナユニット50の筐体51に固定されるよう構成されている。このため、シリンドリカルレンズ64bの主走査方向中央部を固定する手順としては、先にシリンドリカルレンズ64bの位置を決めておき、後から係合爪74bを凹部78bに挿通し、この状態で係合爪74bをネジ79により固定することにより、主走査方向中央部を固定することが考えられる。またあるいは、先にネジ79により係合爪74bをスキャナユニット50に固定しておき、後から係合爪74bと凹部78bとが係合する位置にシリンドリカルレンズ64bを位置決めすることにより、主走査方向中央部を固定することが考えられる。つまり、凹部78bと係合させる係合爪74bをネジ79により固定する構成にすることにより、シリンドリカルレンズ64bの固定手順を選択することができる。
また、係合爪74bと凹部78bとが係合した状態においては、図7(A)に示すように、係合爪74bと主走査方向における凹部78bの内壁面とは接触(当接)するよう設定されている。この構成により、シリンドリカルレンズ64bが主走査方向に移動することを防止している。
さらに、この状態において、係合爪74bは、図6(B)に示すように、副走査方向における凹部78bの内壁面とも接触するよう設定されており、この構成により、シリンドリカルレンズ64bが副走査方向に移動することを防止している。
また、シリンドリカルレンズ64bに形成された凹部78b、支持面80b(本発明でいうレンズ支持面)に固定された係合爪74b、およびネジ79は、シリンドリカルレンズ64bを通過するレーザビームの透過領域95b(図6(B)において1点鎖線にて表示)に重ならないように配置されている。即ち、シリンドリカルレンズ64bのレーザビームの透過領域95bよりも支持面80b側の非透過領域96bに凹部78bは形成されており、凹部78bから近い位置で係合爪74bを支持面80bに固定することにより良好にシリンドリカルレンズ64bを固定している。
なお、支持面80bには、突起81bが主走査方向の中心部および両端部に3つ形成されている。これらの突起81bは、シリンドリカルレンズ64bを支持する際の精度を向上させるために設けられている。
次に、シリンドリカルレンズ64bの主走査方向両端部は、図6(A)および図7(B)に示すように、出射面側の主走査方向両端部がスキャナユニット50の筐体51の一部である基準部材73bに接触した状態で、付勢部材82(本発明でいう付勢手段)により基準部材73b側に付勢されている。なお、付勢部材82は、金属性の板バネ83と筐体51の一部として形成され、板バネ83を支持する支持柱84とから構成されている。このとき、基準部材73bのシリンドリカルレンズ64b側の面90b(本発明でいう当接部)は、シリンドリカルレンズ64bの光軸方向における基準面となっており、付勢部材82による付勢力により、シリンドリカルレンズ64bと基準部材73bとが離れないよう構成されている。本実施形態において、固定手段は、基準部材73aと付勢部材82とから構成されている。
なお、係合爪74bは、凹部78bに完全に挿通されることはなく、係合爪74bの先端面と凹部78bの光軸方向における壁面とは間隙が形成されるよう設定されている。この構成により、シリンドリカルレンズ64bの両端部が基準部材73bの面90bと当接して位置決めがなされる際、係合爪74bが邪魔をすることなく、確実にシリンドリカルレンズ64bが両端部で面90bに当接する。
このように構成された実施例2のレーザプリンタ1bにおいて、ポリゴンミラー61により偏向されたレーザビームを感光ドラム23表面に結像させるためのシリンドリカルレンズ64bは、レーザビームが透過する透過領域95bと、透過領域から外れた領域であって、透過領域95bの副走査方向の一端に位置する非透過領域96bと、を備えている。さらに、このレンズの非透過領域96bは、レーザビームが入射する入射面171bまたはレーザビームが射出する出射面271bにおける主走査方向の中央部に凹部78bを有している。
また、ポリゴンミラー61を支持する筐体51は、非透過領域96bと当接し、シリンドリカルレンズ64bを支持する支持面80bと、支持面80bから突出し、光軸方向に沿って延びる係合爪74bと、を備えている。
そして、筐体51に備えられた係合爪74bは、シリンドリカルレンズ64bに形成された凹部78bと係合することで、シリンドリカルレンズ64bが筐体51に固定されるように構成されている。
従って、筐体51に備えられた係合爪74bが、シリンドリカルレンズ64bの凹部78bと係合し、シリンドリカルレンズ64bにおける主走査方向の中心部を固定するので、シリンドリカルレンズ64bにおける主走査方向の中心部が副走査方向に移動することを防止することができる。
また、係合爪74bは、凹部78bにおける主走査方向に間隔をあけて位置する2つの壁面との間に当接するように構成されているので、係合爪74bの主走査方向の端面と凹部78bとが当接し、主走査方向において係合爪74bと凹部78bとの位置関係は変化することがなく、シリンドリカルレンズ64b中央部を主走査方向に対して位置決めすることができる。
さらに、シリンドリカルレンズ64bは、シリンドリカルレンズ64bの両端部と基準部材73bとが当接することにより、光軸方向における位置決めが成されるよう構成されている。そして、凹部78bは光軸方向に位置する壁面を有するよう構成されており、係合爪74bは、凹部78bと係合した際に、凹部78bにおける光軸方向に位置する壁面との間に間隙を有するよう設定されている。従って、係合爪74bと凹部78bにおける光軸方向に位置する壁面との間に設けられた間隙の距離分だけ、シリンドリカルレンズ64bの中心部は移動することができる。
加えて、基準部材73bに対してシリンドリカルレンズ64bを付勢する付勢部材82を有するので、付勢部材82によりシリンドリカルレンズ64bを基準部材73bの方向に適切な押圧力にて密着することができ、シリンドリカルレンズ64bが基準位置からずれてしまうことを確実に防止することができる。また、シリンドリカルレンズ64bの両端部は、付勢部材82により、基準部材73bに対して押圧する構成のみで固定されている。よって、シリンドリカルレンズ64bの主走査方向における伸縮歪みが生じたとしても、シリンドリカルレンズ64b両端部を自然に移動させることができ、シリンドリカルレンズ64b内部に応力を発生させることなく、レーザビームを良好に透過させることができる。
また、上記効果に加えて実施例1に記載した効果も同様に得られる。
なお、本実施例においては、レンズを固定するための機構をシリンドリカルレンズ64aを固定する機構として採用したが、特にこの構成に限らず、その他のレンズ(例えば、fθレンズ62)を固定するための機構に採用してもよい。
さらに、シリンドリカルレンズ64bは、図8に示すシリンドリカルレンズ64cのように、実施例1のシリンドリカルレンズ64aにおけるリブ72aに、実施例2のシリンドリカルレンズ64bと同様の凹部78cを形成するよう構成されていてもよい。この場合には、図9に示すように、実施例2のシリンドリカルレンズ64bを固定する際に用いた係合爪74bおよびネジ79を使用して、シリンドリカルレンズ64cを固定するよう構成すればよい。
1a、1b…レーザプリンタ、18…プロセスユニット、19…定着装置、23…感光体ドラム、24…現像カートリッジ、25…転写ローラ、26…トナー収容部、27…現像ローラ、29…トナー供給ローラ、30…ドラムカートリッジ、31…加熱ローラ、32…加圧ローラ、37…スコロトロン型帯電器、50…スキャナユニット、51…筐体、60…ポリゴンモータ、60a…回転軸、61…ポリゴンミラー、62…fθレンズ、63…反射ミラー、64a、64b、64c…シリンドリカルレンズ、65…反射ミラー、66…レーザ発光部、71a、71b…レンズ部、72a…リブ、72b…支持部、73a、73b…基準部材、74a、74b…係合爪、75…係止部材、76…小孔、77…鍵状部、78b、78c…凹部、79…ネジ、80a、80b…支持面、82…付勢部材