JP3570285B2 - レンズユニット及びレンズユニットを備えた光走査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズユニット及びレンズユニットを備えた光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば画像形成装置などに用いるレーザスキャナ等の光走査装置において、その光学系に用いられるシリンドリカルレンズなどのレンズ及びこれを支持するためにレンズ支持手段からなるレンズユニットが備えられていた。レンズは、その光軸を所定位置に調整・固定するために、その光軸をＺ方向としたとき、Ｘ軸方向の位置と、Ｙ軸方向の位置を決めて固定され、且つＺ軸を中心とする傾きが一定に規制されながら、Ｚ軸方向にピント調整のために移動可能に支持されることが必要である。
【０００３】
図１４は、従来のレンズユニットの１例を示す図である。図１４において、右下手前方向をＸ方向、上手前方向をＹ方向、右上向こう向きをＺ方向とする。図１４に示すように、レンズユニット２０２は、支持部２０６と、レンズ部２０３とからなり、レンズ部２０３は、概ね光軸Ｚ方向から見て長方形のシリンドリカルレンズが用いられる。このレンズ部２０３は、上方から反Ｙ方向に付勢する板ばねから形成された上部付勢部２０９ａと、側面から反Ｘ方向に付勢する側部付勢部２０９ｂにより構成される付勢部により、支持部２０６のＹ軸方向に沿った垂直な当て面である側面部２０７に設けられた面２０６ａとＸ軸方向に沿った水平な当て面である底面部２０８の面２０６ｂとに当接されてその位置が固定される。そして、レンズ部２０３は支持部２０６に沿って摺動し、ピント合わせができるように構成される。
【０００４】
図１３は、従来のレンズユニットの他の一例を示す図である。図１３に示すように、レンズユニット１０２は、支持部１０６と、レンズ部１０３とからなり、レンズ部１０３は、概ね光軸方向から見て長方形のシリンドリカルレンズが用いられる。このレンズ部１０３は、上方から反Ｙ方向に付勢する板ばねから形成された上部付勢部１０９ａと、側面から反Ｘ方向に付勢する側部付勢部１０９ｂにより構成される付勢部が設けられ、レンズ部１０３は支持部１０６に沿って摺動し、ピント合わせができるように構成され、レンズユニット２０２と類似の構成であるが、支持部１０６のＹ方向に沿った垂直な当て面である側面部１０７に設けられた面１０６ａが、面２０６ａに比べＹ方向において短く形成されているのと、Ｘ方向に沿った水平な当て面である底面部１０８に下駄の歯状に２つの平面からなる面１０６ｂと面１０６ｃが突設されることで異なるものである。
【０００５】
上記のようなレンズユニットであれば、レンズの光軸を一定に保ったまま、Ｚ方向にピントを合わせるために摺動させることができる。なお、前記支持部２０６，１０６は、樹脂により支持フレーム２２１，１２１と一体に射出成形するためには、射出成形の型に適合するように型から抜きやすくする抜き勾配を設けたり、且つ高い精度が要求されるためアンダーカットなどスライドなどで精度を落とす形状は使用できず、又精度の追い込みのための微調整が容易な形状でなければならない。
【０００６】
ここで、図１４に示すように、レンズユニット２０２の支持部２０６の面２０６ａにおいては、比較的大きな面を形成して、Ｘ軸方向の位置の決定のみならず、Ｚ軸を中心とした傾きも規制している。この場合、型の抜き方向は、このレンズユニット２０２の支持部２０６と一体に形成するとすると垂直方向（Ｙ軸方向）に決定されるが、この場合面２０６ａは、型の引き抜き方向に当たるため、抜き勾配を設けるか、或いは垂直にする場合は無理抜きになるために極力短く形成しなければならない。抜き勾配を設ければ、Ｙ軸方向の位置によりＸ軸方向の位置が変位しＸ軸方向の位置を規制しにくいという問題があり、Ｙ軸方向に短く形成すれば、Ｚ軸を中心とした傾きの規制が正確にできなくなるという問題があった。
【０００７】
また、面２０６ａ全体により、Ｘ軸方向の位置及びＺ軸を中心とする傾きを規制しているので、この位置や傾きを調整するには、この比較的大きな面から形成される面２０６ａ全体を修正しなければならず、作業効率が悪くなるばかりか、精度を高くすることは困難な作業となるという問題がある。
【０００８】
そこで、レンズユニット１０２では、面１０６ａを垂直な平面にしてＸ方向の位置を正確に規制できるようにするとともに、面１０６ａの高さを低くして無理抜きに対する負担を小さくしている。Ｙ方向の位置を決定し、且つＺ軸を中心とした傾きの規制を容易にするために、またレンズ部１０３の底面を支えるようにＸ方向に一定間隔を開けて下駄の歯状に設けた面１０６ｂと面１０６ｃが形成される。底面部１０８をこのような下駄の歯状の小さな面積の面１０６ｂと面１０６ｃとを備えて構成したため、精度の追い込みのための射出成形の金型の微調整が容易になった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レンズユニット１０２では、底面部１０８の面積が大きく、側面部１０７の面積が小さく形成されるため、レンズ部１０３を安定して保持するためには、上方から下方（反Ｙ方向）に付勢する必要がある。そのような方向に付勢するために底面部１０８が大きく張り出しており、支持フレーム１２１と一体に付勢部材を成形することは困難で、別途付勢部材を設けなければならない。支持フレーム１２１と別体の付勢部材を設けると、組立が煩雑になるばかりか、生産コストも上昇するという問題があった。
【００１０】
この発明は上記課題を解決するものであり、安定してレンズを支持でき光軸調整も容易で、且つレンズの光軸をずらさないでピント合わせが可能で、光走査装置の支持フレームと一体に成形することが容易なレンズユニットを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明のレンズユニットでは、レンズ部と、当該レンズ部を支持する支持部と、前記レンズ部を前記支持部に押圧する押圧部材とを備えたレンズユニットにおいて、前記支持部は、第１の平面内にある第１の位置決め部と、前記第１の平面と直交し、且つ前記第１の位置決め部から所定距離離れた第２の平面内にあって、前記第１の位置決め部から前記第１の平面と垂直な第１の方向に所定距離離れた位置にある第２の位置決め部と、前記第２の平面と平行で、且つ前記第１の位置決め部から前記第２の平面と垂直な第２の方向の距離において、前記第２の平面より大きい距離にある第３の平面内にあって、前記第１の平面からの第１の方向における距離が前記第２の位置決め部までの距離より大きい距離離れた第３の位置決め部とを有し、前記レンズ部は、前記第１の位置決め部に対応する第１の基準部と、前記第２の位置決め部に対応する第２の基準部と、前記第３の位置決め部に対応する第３の基準部とを有し、光軸と垂直な断面が概ね矩形の角柱状に形成されたシリンドリカルレンズ又はシリンドリカルレンズを保持したセルであって、前記第２の位置決め部と対向する面に、前記第３の基準部を含む第３の基準面と前記第２の基準部を含む第２の基準面とが前記第２の方向において段差をつけて設けられ、前記支持部に沿って光軸方向に摺動可能に構成され、前記押圧部材は、前記レンズ部を前記第１の位置決め部、前記第２の位置決め部及び前記第３の位置決め部に向かって付勢して、前記レンズ部を前記支持部に押圧して位置決め固定することを特徴とする。
【００１２】
この構成に係るレンズユニットでは、支持部の所定位置に配設された３カ所の位置決め部より、これに対応するレンズ部の基準部を案内させて固定すれば、所望の２方向における位置と傾きを持った二次元的な位置に固定でき、さらに支持部の３カ所の位置決め部にこれに対応するレンズ部の基準部を案内させて摺動させれば、所定の二次元的な位置を変化させないで、三次元な方向に移動させることができる。このように構成された支持部とレンズ部により、レンズの位置や方向、傾きなどを決定してレンズを支持することができる。また、レンズ部が光軸と垂直な断面が概ね矩形の角柱状に形成されたシリンドリカルレンズ又はシリンドリカルレンズを保持するセルであるので、レンズの形状を生かし、レンズに直接基準部を設け、またはレンズを保持するセルに基準部を設けてレンズ部を支持部に支持させることができる。そして、第２の基準部に対して第３の基準部が側面部に対して突出するように段差が設けられるので、この第３の基準部を調整することで光軸を中心とする傾きを調整することが容易にできる。さらに、レンズ部を付勢して、レンズ部を支持部に押圧して固定するため、レンズ部の位置が安定して固定され、且つ、摺動が可能に固定される。
【００１３】
また、請求項２に係る発明のレンズユニットでは、請求項１に記載のレンズユニットの構成に加え、前記支持部は、前記第１の平面と略平行に設けられた底面部と、当該底面部から前記レンズ部の支持方向に突設された前記第１の位置決め部である第１の支持面と、前記第１の支持面と略直交して連設された側面部と、当該側面部において前記底面部との接合部近傍に設けられた前記第２の位置決め部である第２の支持面と、前記側面部に設けられた前記第３の位置決め部である第３の支持面と、前記第２の支持面と前記第３の支持面との間の全部または一部に配置され、前記第２の支持面の端部と前記第３の支持面の端部との間を円滑に連続させるように前記第１の方向に対して所定の傾きを持った傾斜面とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成に係るレンズユニットでは、第２の支持面の端部と第３の支持面の端部との間を円滑に連続させるように第１の方向に対して所定の傾きを持った傾斜面を備えるため、樹脂による射出成形により支持部を形成する場合の抜き勾配を形成でき、且つ成形時の流動性を良くし、また精度の低下の原因となるスライドなどを使用しないで、且つ無理抜きの面を少なくして精度の高いレンズユニットとすることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明のレンズユニットでは、請求項２に記載のレンズユニットの構成に加え、前記底面部及び前記側面部が、前記レンズ部に保持されたレンズの光軸と略平行に配置されたことを特徴とする。
【００１６】
この構成に係るレンズユニットでは、底面部及び側面部をレンズの光軸と略平行に配置することで、レンズの光軸をずらさないで、光軸に沿ってレンズ部を移動させることができる。そのため、光軸の位置を一定に維持したまま、ピント調整をすることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明のレンズユニットでは、請求項１乃至３の何れかに記載のレンズユニットの構成に加え、前記レンズを保持する前記セル及び、当該セルに保持される前記レンズが、樹脂により一体に成形されて構成されたことを特徴とする。
【００１８】
この構成に係るレンズユニットでは、レンズの形状が如何なる形状であっても、セルと一体に形成されることでレンズとセルとの位置関係が正確に維持でき、このセルを介してレンズを支持することで支持しやすく、且つ正確に支持することができ、ピント合わせなどの摺動も容易にできる。また、レンズがセルで覆われるため、レンズを汚したり、傷を付けたりすることが少なくなる。
【００１９】
請求項５に係る発明のレンズユニットでは、請求項１乃至４の何れかに記載のレンズユニットの構成に加え、前記レンズ部を前記第２の位置決め部及び前記第３の位置決め部に向かって付勢して、前記レンズ部を前記支持部に押圧して固定する副付勢部材を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この構成に係るレンズユニットでは、副付勢部材が前記レンズ部を前記第２の位置決め部及び前記第３の位置決め部に向かって付勢して、前記レンズ部を前記支持部に押圧して固定することができる。
【００２１】
請求項６に係る発明のレンズユニットでは、請求項５に記載のレンズユニットの構成に加え、前記支持部、前記押圧部材及び前記副付勢部材は、これらを支持する支持フレームと一体に樹脂成形されていることを特徴とする。
【００２２】
この構成に係るレンズユニットでは、支持部、押圧部材及び副付勢部材は、これらを支持する支持フレームと一体に樹脂成形されているので、別途押圧部材を設けなくてもよく、効率的に生産をすることができる。
【００２３】
請求項７に係る発明のレンズユニットを備えた光走査装置では、光束を投射する光源と、モータに駆動されて回転し、前記光源から投射された光束を走査のために反射方向を変化させながら反射するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーに反射した光束を走査対象に結像させるための結像光学系と、前記光源と前記ポリゴンミラーと前記結像光学系を収納する支持フレームとを備え、前記支持部の前記第１の平面が、前記支持フレームにおいて、前記ポリゴンミラーによって走査される走査面と略平行になるように配置され、前記第２の平面が前記光源からの光軸に平行に配置された請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のレンズユニットを備えたことを特徴とする。
【００２４】
この構成に係るレンズユニットを備えた光走査装置では、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のレンズユニットを光走査装置に備えたことで、レンズを正確に安定して支持し且つ正確にポリゴンミラーにピントを合わせ、光束を収斂させることができ、もって正確な走査ができる光走査装置とすることができる。
【００２５】
請求項８に係る発明のレンズユニットを備えた光走査装置では、請求請７に記載のレンズユニットを備えた光走査装置の構成に加え、前記支持フレームと前記支持部が樹脂により一体形成されて構成されたことを特徴とする。
【００２６】
この構成に係るレンズユニットを備えた光走査装置では、支持部を光走査装置の支持フレームと一体に形成することで、支持フレームと支持部の位置関係を正確に維持し、且つ一体に成形することで生産の効率を著しく高めることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレンズユニット及びレンズユニットを備えた光走査装置を用いた好ましい１の実施の形態である画像形成装置１により、添付図面を参照して説明する。まず最初に、本発明の画像形成装置１の構成について図を参照しながらその概略を説明する。
【００２８】
図１は、画像形成装置１を用紙搬送方向に直交する方向から側面視した断面図である。画像形成装置１は、全体形状が本体フレーム１１により概ね直方体に形成されている。図１において、右方を前面、手前側を左面とする。本体フレーム１１の下部に用紙Ｐを収納して給紙する給紙カセットからなる給紙部１９が設けられ、給紙部１９に収納された用紙Ｐが装置前方部から搬送部１８により搬送される。搬送部１８の上部には、プロセスユニットとして一体に構成された現像部１７が配置され、さらに現像部１７の上方にレーザスキャナとして構成された本発明に係る光走査装置１２が配置される。現像部１７では、スコロトロンからなる帯電器７８によって一様に帯電された感光体ドラム７７上に、光走査装置１２により画像信号によって変調されたレーザビームＬＢが走査されて潜像が形成される。この潜像を現像ローラ７５によって搬送される現像剤Ｔにより現像して顕在化し画像を形成する。この顕在化された画像を転写ローラ８７により用紙Ｐに転写する。画像を転写された用紙Ｐは、搬送部１８により現像部１７の左方にある定着部１５に搬送される。定着ユニットとして一体に構成された定着部１５では、画像が形成された用紙Ｐを加熱しつつ加圧して現像剤を定着する。定着後、排紙方向が切り替え可能な排紙部１６により画像形成装置１の後方或いは装置上部の印刷済み用紙載置部６９に排紙する。画像形成装置１の概略の構成は以上の通りである。以下、各部の構成を詳説する。
【００２９】
給紙部１９は、図１に示すように、全体が概ね直方体で上部の開放した箱状のフレーム９１により構成され、前面に取っ手９７が配置された引き出し状の構成になっており、内部に用紙Ｐを多数積層して収納できる収納部９２を備える。収納部９２の底部の中央部近傍に、その基部を枢着された揺動可能な用紙押さえ９３が設けられ、用紙押さえ９３の下部には、図示しないコイルばねが配設されており、用紙押さえ９３を上方に付勢している。従って、用紙Ｐを多数積層して収納している場合でも、あるいは、用紙Ｐが少なくなって積層された厚みが薄くなった場合でも収納された用紙Ｐの一番上の用紙を常に給紙ローラ８１に適当な力の大きさで圧接することができる。用紙押さえ９３の前方（図１において右側）には、用紙Ｐに対して摩擦係数の大きい材質から形成された分離パッド９４が配設され、分離パッド９４は、給紙ローラ８１方向に用紙Ｐを圧接するようにその下方に配設されたコイルばねからなる分離パッドばね９５により付勢されている。分離パッド９４は給紙ローラ８１により搬送される用紙以外の用紙Ｐを、その摩擦力により引き留め、１枚だけを搬送部１８に給紙するものである。
【００３０】
なお、給紙部１９は、取っ手９７を前方に引くことにより、前方に引き出し可能に構成され、用紙Ｐの補充や紙詰まりの処理が容易にできる。その際は、給紙部１９の引き出しと共に、分離パッド９４や従動ローラ９６が給紙ローラ８１から分離し、用紙Ｐが挟まれたりすることがなく処理できる。
【００３１】
次に、搬送部１８について説明する。給紙ローラ８１と従動ローラ９６により給紙部１９から斜め前方（図１において右上）に向けて引き出された用紙Ｐは、ガイド８２により用紙先端を上方に案内され、さらにガイド８２に沿って後方に案内される。さらに給紙ローラ８１と従動ローラ９６により用紙Ｐが搬送されると、用紙Ｐ先端が第１の給紙センサ８３を押し倒して進入する。そして、レジストローラ８４とこれと連れ回る従動ローラ８５との当接部に用紙Ｐの先端が当接する。
【００３２】
このレジストローラ８４と従動ローラ８５は用紙Ｐの斜行補正を行う。即ち、このレジストローラ８４は、第１の給紙センサ８３が用紙Ｐの先端を検出後、所定時間停止状態とされる。用紙Ｐは引き続き給紙ローラ８１と従動ローラ９６により搬送され続けているため用紙Ｐの最先端は停止状態のレジストローラ８４と従動ローラ８５の当接部分に当接して噛み込まれることなくその進入を阻まれるが、さらに給紙ローラ８１と従動ローラ９６により用紙Ｐ全体が搬送されるため、既に先端をレジストローラ８４と従動ローラ８５に当接させている用紙Ｐの中間部分はガイド８２の空間で撓まされる。その間に給紙ローラ８１と従動ローラ８５により用紙Ｐは搬送されて用紙Ｐの先端がすべてレジストローラ８４と従動ローラ８５の当接部分に当接する。このように当接した時点では、レジストローラ８４の回転軸に対して用紙Ｐ先端が完全に平行になっている、つまり斜行が補正されていることになる。この段階で制御部２０により、レジストローラ８４が用紙搬送方向に回転されれば、用紙Ｐの斜行は修正されて正しい姿勢で搬送される。
【００３３】
レジストローラ８４により斜行補正が終了すると、用紙Ｐはさらに搬送され、先端部で第２の給紙センサ８６を押し倒してさらに先端が感光体ドラム７７と転写ローラ８７とに挟み込まれる。この第２のセンサにより用紙Ｐの先端部分の位置が制御部２０により認識され、制御部２０は、用紙Ｐの所定の印刷開始部分までのマージン分を含めて用紙Ｐを搬送するように制御する。所定の用紙Ｐの印刷開始部分から印刷が行われる。ここで、先に光走査装置１２の説明を簡単にする。
【００３４】
図４は、光走査装置１２を蓋体２２を外して上方（図１のＵ方向）から見た平面図である。図４に示すように、光走査装置１２の上面側（図２参照）は、レーザダイオード４１と、これを支持するレーザダイオードホルダ４２と、レーザダイオード４１のリード線が接続された基板４３とから構成される発光部４７と、発光部４７から発光されたレーザビームＬＢの拡散光を平行光にするコリメートレンズ４５と、この平行光を所定の幅に規制する図示しないスリットとを備えたレンズセル４４と（以下発光部４７とレンズセル４４をあわせて平行光ユニットという。）、この平行なレーザビームＬＢをポリゴンミラー２３の鏡面に収斂させる第１シリンドリカルレンズを構成するレンズユニット２と、この収斂された光を高速で回転する六角柱形状の側面に配置された６枚の平面鏡に順次反射させて光束を偏向させ走査するポリゴンミラー２３と、ポリゴンミラー２３により等速の角速度で偏向するレーザビームＬＢを走査対象である感光体ドラム７７（図３参照）表面に対して等速で走査させるｆθレンズ３１と、ｆθレンズ３１を透過した光束を下方に屈曲させる第１固定ミラー３２の光学要素が配設される。
【００３５】
図２は、図４のＡ−Ａ部分における断面図である。図２に示すように、光走査装置１２は、支持フレーム２１が隔壁となって上面側と下面側に隔離され、その両面に各光学要素が配置されている。ポリゴンミラー２３に反射され上下方向に拡散しながらｆθレンズ３１を透過して第１固定ミラー３２により下方に屈曲された光束は、さらに第２固定ミラー３３により偏向されて、上面側の光束と略平行で且つ逆方向に進む。下側面は、第２の固定ミラー３３と、第２固定ミラー３３により反射された拡散する光束を、走査対象である感光体ドラム７７に結像させるために光束を上下方向に収斂させる第２シリンドリカルレンズ３４と、この収束する光束を感光体ドラム７７に向かって偏向させて反射する第３固定ミラー３５の各光学要素が配設される。光走査装置１２はこのような構成で、現像部１７に配設された感光体ドラム７７に対して画像データに基づいて変調されたレーザビームＬＢにより走査して潜像を形成する。
【００３６】
図３は、図１に示す画像形成装置１の光走査装置１２、現像部１７と本体フレーム１１の一部を拡大した図である。図３に示すように、現像部１７は、全体をプロセスユニットとして収納・支持するフレーム７０に配置される。フレーム７０は、現像剤室７１と現像室７３に大きく分けられる。現像剤室７１は、非磁性一成分の現像剤Ｔが収容され、アジテータと呼ばれるブレード状の攪拌部材７２が、図示しないモータに駆動された回転軸に支持されている。そのため、攪拌部材７２が回転運動をすることで常に現像剤室７１から現像剤Ｔは現像室７３に補充される。
【００３７】
現像室７３には、感光体ドラム７７と、その前方（図３において右側）に配置され感光体ドラム７７に接触して感光体ドラムと逆方向に回転される現像ローラ７５と、さらにその前方に配置され現像ローラ７５と同方向に回転される供給ローラ７４と、感光体ドラム７７後方に配置された紙粉除去ユニット７９と、感光体ドラム７７上方に配置された帯電器７８等が設けられる。
【００３８】
供給ローラ７４は、回転しながらスポンジ面で微細な粒状の現像剤Ｔを現像ローラ７５に圧接して付着させるものである。層圧規制ブレード７６は、供給ローラ７４により現像ローラ７５に付着された現像剤Ｔの付着量を適正なレベルに均一化するため、所定の圧力で付勢されて接触し、過剰な現像剤Ｔを掻き落とすようにして現像剤Ｔの付着量を調整している。
【００３９】
感光体ドラム７７は、用紙搬送方向（図３において時計回り）に回転するように駆動され、転写ローラ８７と協動して用紙Ｐ（図１参照）を搬送することができる。まず、感光体ドラム７７は、紙粉除去ユニット７９により、感光体ドラム７７に付着した紙粉が除去される。本実施の形態の紙粉除去ユニット７９は、細部の図示を省略するがブラシや不織布等を用い、感光体ドラム７７表面の残留現像剤は通過させ、紙粉は捕捉するように構成されている。紙粉除去ユニット７９を通過した感光体ドラム７７の部分は、感光体ドラム７７の回転により帯電器７８に対向する位置に移動する。
【００４０】
帯電器７８は、コロナワイヤと呼ばれる直径５０〜１００μｍのタングステンワイヤから構成される帯電線７８ａが感光体ドラム７７から１０ｍｍ程度離して平行に配置され、周囲をアルミニウム製のシールド電極７８ｄにより覆われ、感光体ドラム７７に対向する部分にこれに沿った溝状の開口部を設けられて、この開口部にシールド電極７８ｄとは絶縁して数本のワイヤ又はメッシュからなるグリッド電極７８ｂを配置されてスコロトロンとして構成される。なお、シールド電極７８ｄの感光体ドラム７７に対向する面と反対側には、汚れた帯電線７８ａを挟持してスライドするクリーニング部材をスライド可能に案内するための孔であるクリーニング用孔７８ｃが感光ドラム７７の長手方向に沿って、光走査装置支持部１１ａに対向して溝状に開口されている。
【００４１】
帯電線７８ａは、図示しない電源装置のプラス極に接続され５〜１０ｋｖの高電圧が印加され、これによって発生したプラスイオンが、感光体ドラム７７の表面に移動して帯電する。また、グリッド電極７８ｂにバイアス電圧を印加することで帯電電位が規制され、又電圧を変化させることで帯電を制御をすることも可能である。この帯電器７８により感光体ドラム７７の表面がプラスに帯電する。尚、帯電器７８は、実施の形態に示すスコロトロンでなくグリッド電極７８ｂを有さないコロトロンでもよく、さらにブラシ帯電などコロナ放電を生じうるものであれば他の方式によるものであってもよい。
【００４２】
帯電器７８によりその表面がプラスに帯電された感光体ドラム７７の部分は、回転により移動し、前述の光走査装置により、レーザビームＬＢが照射される。感光体ドラム７７は、プロセスユニットとして現像剤Ｔの交換と一体で交換されるため、耐久性は比較的低いが、軽量で比較的安価な有機系のＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）感光体から構成されている。レーザビームＬＢが照射されるとレーザビームＬＢの当たった感光体ドラム７７の表面の導電性が高まるため帯電電位が下がり、電位の差による潜像が形成される。なお、感光体ドラム７７は、高速で感光でき長寿命な光導電性を有するａＳｉ（アモルフォスシリコン）、ＳｅやＳｅ系合金からなるセレン系感光体や、ＣｄＳ（硫化カドミウム）等により構成されてもよい。
【００４３】
このレーザビームＬＢにより潜像を形成された感光体ドラム７７の部分は、感光体ドラム７７の回転により、現像剤Ｔをその表面に付着させた現像ローラ７５と接触する。現像ローラ７５は、ステンレス等の金属製のローラ軸にシリコンゴムまたはウレタンゴムにカーボンブラックを分散させ導電性を付与した基材からなるゴムローラで、ローラ表面にはフッ素樹脂コーティングがされている。現像ローラ７５に付着した現像剤Ｔは、供給ローラ７４及び層圧規制ブレード７６により摩擦帯電されてプラスに帯電している。
【００４４】
現像ローラ７５が感光体ドラム７７に接触すると、レーザビームＬＢが照射されて帯電電位が下がっている部分に現像剤Ｔが付着する。そのため現像剤Ｔにより潜像が顕在化され可視化されて現像が終了する。このとき感光体ドラム７７上に残留していた現像剤Ｔは現像ローラ７５によって回収される。ここで現像された画像は、さらに感光体ドラム７７の回転により転写ローラ８７とのニップ部にある用紙Ｐ（図１参照）に対向する位置に搬送される。
【００４５】
転写ローラ８７は、表面がシリコンゴムまたはウレタンゴムにカーボンブラックを分散させ導電性を付与した基材に覆われた導電ローラとして構成され、図示しない電源部のマイナス極に接続され電圧を印加されているため、用紙Ｐに電圧を印加し、感光体ドラム７７方向に付勢された転写ローラ８７により用紙Ｐと感光体ドラム７７が接触されて、感光体ドラム７７上に形成された現像剤Ｔによる画像が用紙Ｐに転写されるように構成されている。
【００４６】
図１に示すように、上記のように構成された現像部１７により用紙Ｐに画像が形成され、搬送部１８により用紙Ｐはさらに搬送され定着部１５に進入する。
【００４７】
定着部１５は、図１に示すようにフレーム５１にハロゲンヒータ５３を備えたヒートローラ５２と、用紙Ｐをヒートローラ５２に付勢する圧力ローラ５４と、その用紙搬送方向下流側に設けられた第１排紙ローラ５５と、これに従動する従動ローラ５６とが一体に配設された定着ユニットとして構成される。
【００４８】
ヒートローラ５２は、略用紙幅の長さで用紙搬送方向と直交するように配置されて、搬送される用紙Ｐに現像部１７で形成された画像に対して密着されるように構成される。ヒートローラ５２は、アルミ製の中空の円筒状に形成され、両端部を回転可能に支持され、図示しないギア列を介して動力が伝達されて回転する。表面は、加熱によっても現像剤Ｔ等が付着しないようにフッ素樹脂のコーティング処理がされている。
【００４９】
ハロゲンヒータ５３は、ヒートローラ５２の中心部に配置される。このハロゲンヒータ５３は、石英管にハロゲンガスを封入したものであり短時間に内部温度を７００℃〜８００℃の高温度に上昇可能なヒータである。このハロゲンヒータ５３を点灯して発熱させ、その表面温度をおよそ４００℃から４５０℃に上昇させると、ヒートローラ５２を内部から加温し、その表面温度をおよそ２００℃に上昇させる。
【００５０】
このヒートローラ５２に搬送される用紙Ｐを圧接するように、圧力ローラ５４が配置される。圧力ローラ５４は、表面がヒートローラ５２に密着可能に耐熱性のゴム素材で形成され、さらに現像剤Ｔ等の付着防止のためフッ素樹脂のコーティング処理がされている。圧力ローラ５４は、ヒートローラ５２の回転に連れ回るように構成され、このときヒートローラ５２に対し用紙Ｐを圧接させるように両端に配設された図示しない回転軸を図示しないコイルばねにより付勢するように構成されている。
【００５１】
このように構成された定着部１５に用紙Ｐが進入すると、用紙Ｐ上に形成された現像剤Ｔによる画像がヒートローラ５２の表面に圧力ローラ５４により圧接される。このときヒートローラ５２の表面は高温になっており、現像剤Ｔが融解すると共に、用紙Ｐの繊維内に浸透する。なお、この段階では、現像剤Ｔは、完全に凝固していないため、用紙Ｐが外気により冷却された段階で用紙Ｐ上に形成された画像が完全に定着される。
【００５２】
また、ヒートローラ５２の用紙搬送方向下流側に配置され、図示しない駆動手段により駆動される第１排紙ローラ５５とこれに従動する従動ローラ５６により用紙Ｐは、定着部１５から排紙される。
【００５３】
次に、定着部１５により画像が定着された用紙Ｐは、定着部１５に備えられた第１排紙ローラ５５と従動ローラ５６により排紙されるが、この用紙搬送方向下流側に排紙方向切り替え装置６２が配設される。排紙方向切り替え装置６２は、用紙Ｐを印刷済み用紙載置部６９に案内するように、用紙Ｐ先端部を装置後方向きから上向きに案内し、さらに前方に向きを変えるように湾曲した用紙Ｐの通路を形成した案内部６２ａを備え、案内部６２ａは、その上部を軸支部６２ｂにより軸支される。この軸支部６２ｂは、軸支部６２ｂを上下方向のみに移動可能に規制する規制部６２ｄにより規制され、軸支部６２ｂを下方に付勢する線ばねからなる付勢部６２ｅにより下方に付勢されている。また、軸支部６２ｂには付勢部６２ｅと一体的に形成されたねじり用コイルばねが配設されて、案内部６２ａを後上方に跳ね上げるように付勢している。そして、案内部６２ａを閉じた状態における案内部６２ａの下端近傍の本体フレーム１１には、案内部６２ａを掛止する掛止部６３が設けられて案内部６２ａの下端を掛止している。
【００５４】
このように構成された排紙方向切り替え装置６２によれば、案内部６２ａの下端を掛止部６３に掛止しておけば、付勢部６２ｅにより軸支部６２ｂを介し案内部６２ａが下方に付勢されているため掛止は解除されず、図示しないコイルばねによっては後上方に跳ね上げられることがない。そのため第１排出ローラ５５と従動ローラ５６により、定着部１５から排紙された用紙Ｐの先端が案内部６２ａに進入することにより印刷済み用紙載置部６９に案内され、案内された用紙Ｐは、第２排紙ローラ６５と従動ローラ６６によりさらに搬送されて印刷済み用紙載置部６９に排紙される。なお、印刷済み用紙載置部６９の前部には、排紙延長トレイ６８が前方に展開可能に枢着される。
【００５５】
一方、案内部６２ａの指掛部６２ｆに指を掛けて上方にずらすと、軸支部６２ｂが付勢部６２ｅの付勢に抗して規制部６２ｄに沿って上方にずれて、掛止部６３による掛止がはずれる。そのため、図示しないねじりコイルばねにより案内部６２ａは軸支部６２ｂを中心に後上方に跳ね上げられた状態に変位する。この状態では、第１排出ローラ５５と従動ローラ５６により、定着部１５から排紙された用紙Ｐは、案内部６２ａには進入せず、そのまま装置の後方に排紙される。なお、装置後方には図示しない排紙トレイを装着して排紙された用紙Ｐを積層して載置できる。
【００５６】
図１に示すように、本体フレーム１１の後部には、装置の制御を行う図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えた制御部２０が設けられている。制御部２０は、画像データの入力、処理、レーザダイオード４１の発振の変調の制御、ポリゴンミラー駆動モータ２４の制御、搬送部１８の制御、ハロゲンヒータ５３の制御の他、電源の制御等の装置全般の制御も行う。
【００５７】
さらに、ここで、本発明に係る光走査装置１２について図２、図４を参照して詳説する。
【００５８】
レーザダイオード４１は概ね円柱状に形成された本体に、レーザビームＬＢの射出方向（Ｚ方向）に円筒形のカバーに覆われた図示しないチップが備えられ、レーザビームＬＢの射出方向の反対方向（反Ｚ方向）には、図示しない３本のリード線が設けられる。レーザダイオード４１は、制御部２０（図１参照）のＣＰＵからの画像データに基づいた制御信号により、基板４３に備えられたレーザダイオード駆動回路から電圧が印加されて発振する。レーザ発振が起きるとこのチップが発光し、Ｚ方向に備えられた図示しないカバーガラスを透過してＺ方向にレーザビームＬＢが放出される。
【００５９】
レーザダイオードホルダ４２は、放熱効果の高いアルミニウムにより矩形の厚板上に形成されその略中央部にレーザダイオード４１を嵌入するレーザダイオード保持孔が穿設され、その両端に２つのねじ孔がそれぞれ穿設されている。レーザダイオード４１は、レーザダイオードホルダ４２に嵌入されカバーガラスをポリゴンミラー２３に向けた状態で支持される。レーザダイオードホルダ４２は、アルミニウム製で放熱効果が高いため、レーザダイオード４１が加熱しないようにその温度を下げる。
【００６０】
基板４３には、レーザダイオードホルダ４２のねじ孔に合わせて２つのねじ孔が穿設されている。レーザダイオード４１を左右に挟む位置で、レーザダイオード４１の光軸に略平行に、基板４３とレーザダイオードホルダ４２を外側から内側に（Ｚ方向に）貫通する２本のねじ３９が配置され、このねじ３９の先端が支持フレーム２１に螺入されることにより基板４３とレーザダイオードホルダ４２が支持フレーム２１に係止される。このときねじ３９と基板４３の間には、平ワッシャとスプリングワッシャが挟入されて、ねじ３９のヘッドが適当な圧力で基板４３を押圧する。
【００６１】
レーザダイオード４１のリード線は基板４３にハンダ付けされて接続され、基板４３に配設された図示しない駆動回路から駆動信号を受けて発振する。
【００６２】
発光部４７の発光側の光路上に、コリメートレンズ４５と図示しないスリットを備えたレンズセル４４が配設される。本実施の形態では、レンズセル４４は、高い寸法安定性を有するポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）により一体に成形されている。レーザダイオード４１が発振することにより射出されたレーザビームＬＢは点光源に近いチップから発振された拡散光であるが、この拡散するレーザビームＬＢを平行光にするのが凸レンズからなるコリメートレンズ４５である。このコリメートレンズ４５により平行な光束とされたレーザビームＬＢは光束の幅が大きいため、この光束を通過させる部分のみに孔を有し、光束の幅を規制するスリットが光路上に配置される。この発光部４７とレンズセル４４により平行光ユニットが構成されて、この平行光ユニットにより発光され、平行にされて、光束の幅が規制されたレーザビームＬＢは、ポリゴンミラー２３に向かう。
【００６３】
本実施の形態におけるレンズユニット２は、第１シリンドリカルレンズとしての機能を果たすもので、平行光ユニットとポリゴンミラー２３との中間位置に配置される。レンズユニット２のレンズ体４は、円柱の一部を高さ方向に切り取った周知のシリンドリカルレンズで、平行光ユニットから射出された平行光を垂直方向に収斂させてポリゴンミラー２３の鏡面に焦点を合わせるものである。そのため、走査面方向には一定の厚みで、走査面と直交する方向には厚みが変化するように配置される。なお、レンズ体４はアクリル樹脂により、断面が略正方形の角筒上に形成されシリンドリカルレンズを支持する枠体であるセル５と一体に成形されている（図６参照）。なお、さらに詳細は後述する。
【００６４】
ポリゴンミラー２３は、扁平な正６角柱の形状で、側面部は６枚の平面鏡から構成される。図２に示すように、ポリゴンミラー駆動モータ２４がポリゴンミラー２３の下方に配設されて、回転軸２４ａによりポリゴンミラー２３を軸支して駆動する。ポリゴンミラー駆動モータ２４は、防振脚２５を介して支持フレーム２１に支持される。防振脚２５は、ポリゴンミラー駆動モータ２４の振動を吸収し、支持フレーム２１にポリゴンミラー駆動モータ２４の振動を伝えないようにするものである。このポリゴンミラー２３とポリゴンミラー駆動モータ２４と防振脚２５とからポリゴンミラーユニットが構成されている。
【００６５】
図４に示すように、発光部４７から照射されたレーザビームＬＢの光束が、回転するポリゴンミラー２３に当たるように配置され、図４において右回転（時計回り）するポリゴンミラー２３に当たったレーザビームＬＢは、ポリゴンミラー２３の回転する面と同一平面上に反射されＬＢＬの位置からＬＢＲの位置に連続的に偏向されて変位する。レーザビームＬＢがＬＢＲの位置にくると、発光部４７から射出されたレーザビームＬＢは、回転するポリゴンミラー２３の新たな平面に反射され、再び反射されたレーザビームＬＢはＬＢＬの位置に戻り再びＬＢＲの位置に連続的に偏向されて変位する。このようにして繰り返しレーザビームＬＢを変位させて走査を行う。なお、本願ではレーザビームＬＢが変位する面を走査面と呼ぶ。
【００６６】
この走査の範囲は、レーザビームＬＢの変調タイミングがポリゴンミラー２３の回転と同期しないと画像を形成する位置が走査面に沿ってずれるため所定のマージンを有し実際の画像を形成するための範囲より大きな範囲で走査が可能である。そこで、実際の印刷開始位置とレーザビームＬＢの変調開始位置を合わせるため、ＬＢＬ線上に開始ビームディテクタ４９ａが設けら、この開始ビームディテクタ４９ａにレーザビームＬＢの光が入射することにより、開始ビームディテクタ４９ａから制御部２０に信号が発信される。この信号を受けた制御部２０（図１参照）は、実際の画像を形成するべき位置から無変調のレーザビームＬＢを画像データに基づいて変調するようにレーザダイオード４１の発振のタイミングを制御する。このようにして、走査面に沿った位置のずれを調整する。
【００６７】
さらにまた、ＬＢＲ線上に終了ビームディテクタ４９ｂを設け、終了ビームディテクタ４９ｂからの信号で制御部２０では、実際の画像の形成を終了すべき位置でレーザビームＬＢの走査を終了するように、レーザダイオード４１の発振のタイミングを制御する。
【００６８】
ｆθレンズ３１は、ポリゴンミラー２３に反射されたレーザビームＬＢの光路上に設けられる。ポリゴンミラー２３により一定の角速度で回転移動されるレーザビームＬＢはそのままで走査すると、走査対象である感光体ドラム７７（図３参照）において中心部の走査速度より左右の端部の走査速度が高くなり、画像にひずみを生じてしまう。そのためポリゴンミラー２３により一定の角速度で回転移動されるレーザビームＬＢを感光体ドラム７７上で等速で走査するように補正するレンズである。
【００６９】
図２及び図４に示すように、第１固定ミラー３２は、ｆθレンズ３１を通過したレーザビームＬＢに対応して、長手方向が走査面に沿って設けられた細長直方体のガラス体の一面を反射面としてアルミコーティングを施したものである。ｆθレンズ３１により補正されたレーザビームＬＢを反射して上面側の光束を下面側に略垂直に偏向させる角度に配設されて構成される。
【００７０】
第２固定ミラー３３は、図２に示すように、第１固定ミラー３２と同様の構成で、第１固定ミラー３２により図２において下方に偏向された光束をさらに垂直に偏向して下面側に光束を導く角度に配設されて構成される。
【００７１】
第２シリンドリカルレンズ３４は、レーザビームＬＢが移動するため、この移動範囲に対応するように走査面に沿って幅広に形成される。第２シリンドリカルレンズ３４は、レンズユニット２の第１シリンドリカルレンズであるレンズ体４でポリゴンミラー２３上に収斂されたレーザビームＬＢが、ポリゴンミラー２３に反射された後は再び上下方向に拡散するため、この拡散光を感光体ドラム７７上に再び収斂するために用いられる。
【００７２】
第３固定ミラー３５は、第１固定ミラー３２と同様の構成で、レーザビームＬＢの走査幅に対応して構成され、レーザビームＬＢを感光体ドラム７７の方向に偏向させて反射するように配設されて構成される。
【００７３】
ここで、このような光学要素を備えた光学系により行われる、所謂「面倒れ補正」について、図２、図３及び図４を参照して説明する。もし、第１シリンドリカルレンズであるレンズ体４及び第２シリンドリカルレンズ３４なしで、レーザビームＬＢをそのままの光束で回転するポリゴンミラー２３に投射した場合、ポリゴンミラー２３に反射されたレーザビームＬＢがｆθレンズ３１を通り第１固定ミラー３２、第２固定ミラー３３、第３固定ミラー３５に反射されて感光体ドラム７７を走査する。このとき、ポリゴンミラー２３に備えられた６つの平面鏡は、正確に感光体ドラム７７の所定位置を走査しなければならないが、６つの平面鏡の上下方向の傾きの角度を完全に調整することは困難であり、この傾きの角度に誤差があればポリゴンミラー２３が回転して異なる平面鏡に反射される度に走査方向が変化してしまう。
【００７４】
そこで、まずレンズユニット２のレンズ体４によりレーザビームＬＢの光束を上下方向に収斂して、ポリゴンミラー２３に焦点を合わせる。そうすればレーザビームＬＢは上下方向に最も収斂した状態でポリゴンミラー２３に反射される。ポリゴンミラー２３に反射されたレーザビームＬＢは、ポリゴンミラー２３の角度に応じて上下方向に振れて様々な方向に拡散しながら反射する。このレーザビームＬＢを第２シリンドリカルレンズ３４により再び感光体ドラム７７の表面に焦点を合わせるように収斂させる。シリンドリカルレンズの性質の１つに、点光源から出た光はレンズのどの部分に当たっても必ず反対側の所定の点を通るという性質がある。特に焦点から出た光は反対側の焦点に収斂する。そのため第２シリンドリカルレンズ３４の一方の焦点をポリゴンミラー２３に合わせ、他の焦点を感光体ドラム７７の所定の走査位置に合わせておけば、ポリゴンミラー２３に収斂した光は、ポリゴンミラー２３の各平面鏡がそれぞれ傾いていても必ず所定の走査すべき位置に当たることになる。以上が面倒れ補正の原理である。この原理に沿って本実施の形態の光走査装置１２の光学要素が配置される。
【００７５】
支持フレーム２１は、以上述べたような平行光ユニット、レンズユニット２、ポリゴンミラーユニット２６、ｆθレンズ３１、第１固定ミラー３２、第２固定ミラー３３、第２シリンドリカルレンズ３４、第３固定ミラー３５等の光学要素を支持する部材である。支持フレーム２１は、変成ＰＰＥにグラスファイバを混入した非晶性のエンジニアリング・プラスチックから構成される。そのため、電気特性・難燃性・耐熱性・寸法安定性・成形性に優れ、高い強度を有するが、例えばポリカーボネイトにグラスファイバを混入したもの等、他の材料で構成することもできる。
【００７６】
支持フレーム２１は、図２及び図４に示すように、装置の水平方向を囲むように側壁部２２０が設けられ、その囲まれた空間を上下に仕切る隔壁が設けられ、この支持フレーム２１の隔壁１の上下に各構成要素が配置されている。
【００７７】
ここで、さらにレンズユニット２について説明する。図５は、本実施の形態におけるレンズユニット２の斜視図である。図５に示すように、第１シリンドリカルレンズとして構成されているレンズユニット２は、レンズ部３と、これを支持する支持部６と、レンズ部３を支持部６に押圧するように付勢する付勢部９とから構成される。レンズ部３は、Ｚ方向に光軸を有し、ピント調整のためＺ方向に支持部６上を摺動する。以下レンズユニット２を詳細に説明する。
【００７８】
図６は、本実施の形態におけるレンズ部３の斜視図である。図６に示すように、レンズ部３は、Ｚ軸に垂直な断面形状が概ね正方形の角筒上に形成されたセル５と、セル５の略中央に配置されたレンズ体４とから構成されている。
【００７９】
レンズ体４は、円柱形の一部を中心軸と平行な平面で切り取った周知のシリンドリカルレンズとして構成され、ポリゴンミラー２３に対向する面であるＺ方向側の面が平面に、平行光ユニットに対向する面である反Ｚ方向側の面が、Ｘ方向には厚みが均一で且つＹ方向には中央が最も厚く上下方向に向かって厚みが薄くなるように配置される。従って、このレンズ体４に当たったレーザビームＬＢは上下方向に収斂され、ポリゴンミラー２３の反射面で焦点が合い、上下方向の厚みが最も小さい光束となって反射される。但し、ポリゴンミラー２３の反射面で正確に焦点を合わすためには、平行光ユニットから正確な平行光が照射されることと、レンズ体４と、ポリゴンミラー２３との相対距離が所定の焦点距離に合致するように位置が設定されることが条件となる。従って、画像形成装置１を組み立てる段階で、この距離が正確に調整される必要がある。そのため、このレンズ体４を、ポリゴンミラー２３に対する相対距離が移動できるように支持されなければならない。また、その前提として、レンズ体４の中心が平行光ユニットのレーザダイオード４１のチップとポリゴンミラー２３の所定の反射位置とを結ぶ直線状にあって、且つレンズ体４の光軸が、この直線と一致しなければならない。
【００８０】
従来の例では、図１３及び図１４に示すように、シリンドリカルレンズであるレンズ部１０３，１０４をそのまま支持することが通常の支持方法であった。しかしながら、シリンドリカルレンズをむき出しで支持すると、誤って指で触れたり、或いは埃などがつきやすいのでレンズが汚れやすく、又部品の運搬時等にレンズを傷つけやすかった。又、シリンドリカルレンズのＺ方向の長さが短いと、支持部１０６、２０６による支持において光軸がぶれやすくなるという問題もあった。
【００８１】
本実施の形態においては、図５乃至図７に示すように、レンズ体４セル５により周囲を囲んでレンズ部３として構成されている。セル５は、上面を覆う上板５ａと、Ｚ方向に見た場合に、左側に位置し、Ｙ軸及びＺ軸と平行な支持部６の側面部７に対する当て面となる第２当て面５ｆを備えた左側板５ｂと、右側に位置する右側板５ｄと、Ｘ軸及びＺ軸に平行な支持部６の底面部８に対する当て面となる第１当て面５ｇを備えた底板５ｃとから構成される。上板５ａは、側面部７側（Ｚ方向にみて左側）に突出して構成され、その先端はＹ軸及びＺ軸に平行な第３当て面５ｅが形成される。
【００８２】
このレンズ部３は、本実施の形態においては、アクリル樹脂により一体に形成される。もちろん、レンズ体４とセル５を別体にして、これらを接着等により固定してもよいが、このように一体に成形することで生産の効率化やハンドリングの容易化を図ることができる。さらに、材質はアクリル樹脂に限らず、特性に応じて種々選択できることはいうまでもない。このように構成されたレンズ部３は、以下に述べる支持部６により支持される。
【００８３】
図７は、本実施の形態における支持部６の斜視図である。図７に示すように、支持部６は、Ｙ軸及びＺ軸に略平行な平面に沿って形成された側面部７と、Ｘ軸及びＺ軸に略平行な平面に沿って形成された底面部８とから構成され、Ｚ方向から見て概ねＬ字状に構成される。
【００８４】
側面部７のＺ方向から見て右側（Ｘ方向側）の面の上部には、Ｙ軸及びＺ軸に平行な矩形の平面である第３支持面７ａが形成される。この第３支持面７ａは、レンズ部３の第３当て面５ｅに対応するもので、レンズ部３のＸ軸方向の位置を決定すると共に、第２支持面７ｄと共に、レンズ部３のＺ軸を中心とする傾きの決定をする基準面とされる。
【００８５】
第３支持面７ａの下側（反Ｙ方向）に連続した、矩形の平面からなる第１勾配面７ｂが、Ｚ方向から見て右下方向（反Ｙ方向のＸ方向寄り）に形成される。この第１勾配面７ｂは、垂直（Ｙ軸及びＺ軸に平行な平面）よりＺ方向にみて左回転（反時計回り）に数度回転させた角度であり、レンズユニット２を支持フレーム２１と一体に射出成形により成形する場合に、成形する金型をＺ軸方向に離型するときに、離型を容易にするいわゆる抜き勾配を形成する。
【００８６】
第１勾配面７ｂの下方に連続して、第１勾配面７ｂよりもさらに垂直（Ｙ軸及びＺ軸に平行な平面）よりＺ方向にみて左回転（反時計回り）の傾斜を強めた比較的Ｙ方向の距離が小さい矩形の平面からなる第２勾配面７ｃが形成される。そしてこの第２勾配面７ｃの下方に連続して、Ｙ軸及びＺ軸に平行な矩形の平面でからなる第２支持面７ｄが底面部８に至るまで形成される。第２勾配面７ｃは、射出成形時に、樹脂の流動をスムーズに行うための、いわゆるさそい込みとして第１勾配面７ｂと第２支持面７ｄとを円滑に結ぶ面を形成するものである。
【００８７】
第２支持面７ｄは、レンズ部３の第２当て面５ｆに対応するもので、図６に示すレンズ部３のＸ軸方向の位置を決定すると共に、第３支持面７ａと共に、レンズ部３のＺ軸を中心とする傾きの決定をする基準面とされる。
【００８８】
側面部７の上側面（Ｙ方向側の端面）は略Ｘ軸及びＺ軸の平行な矩形の平面からなる上面７ｅが形成される。また、Ｚ方向及び反Ｚ方向側の端面は、Ｙ軸及びＺ軸に平行な平面からなる前面７ｇ及び後面７ｆが形成される。そして、側面部７の反Ｘ方向側の端面の全体は、Ｙ軸及びＺ軸に略平行な矩形の平面からなる側面７ｅが形成される。
【００８９】
次に、底面部８について説明する。底面部８の基部に当たる側（反Ｘ方向側）の第２支持面７ｄの端部と連続するように垂直に（Ｘ方向に向かって）、Ｘ軸及びＺ軸に略平行な、Ｘ軸方向の幅の狭い矩形の平面からなる第１底面８ａが形成される。その第１底面８ａから垂直に（Ｙ方向に）段差が設けられ、Ｘ軸及びＺ軸に平行なＸ軸方向の幅の狭い矩形の平面からなる第１支持面８ｂがＹ方向に向かって突設される。この第１支持面８ｂは、図６に示すレンズ部３の第１当て面５ｇに対応して、レンズ部３のＹ軸方向の位置を決定する基準面となるものである。
【００９０】
そして、第１支持面８ｂから垂直下方に段差が設けられ、ここから右方（Ｘ方向）に向かってＸ軸及びＺ軸に略平行に、Ｘ軸方向の幅の比較的大きい矩形の平面である第２底面８ｃが形成される。
底面部８のＸ方向側端面は、Ｙ軸及びＸ軸に略平行な矩形の平面からなる側面８ａが形成され、また、Ｚ方向及び反Ｚ方向側の端面は、Ｙ軸及びＺ軸に平行な平面で、且つ前面７ｇ及び後面７ｆとそれぞれ連続する前面８ｆ及び後面８ｅが形成される。そして、底面部８の側の下側（反Ｙ方向側）の端面の全体は、Ｘ軸及びＺ軸に略平行な矩形の平面からなる底面８ｇが形成される。
【００９１】
本実施の形態においては、このように構成された支持部６が、支持フレーム２１と一体に形成される。この場合、支持フレーム２１とは、側面部７の前面７ｇ、後面７ｆ、側面７ｈ若しくは、底面部８の前面８ｆ、後面８ｅ、底面８ｇのいずれか１以上の部分とにおいて連続した構造で形成されうるが、本実施の形態では、側面部７の前面７ｇ、後面７ｆ、側面７ｈ及び底面部８の前面８ｆ、後面８ｅにおいて支持フレーム２１に連続した構造で構成される。
【００９２】
次に、支持部６によるレンズ部３の支持について説明する。まず、レンズ部３が直方体であるとして、図示しない３次元空間において、このレンズ部３の直方体の位置を決定するには、まず、直方体のいずれかの１表面（第１表面とする）が属する１平面を決定し、この第１表面と隣り合う他の表面（第２表面とする）が属する他の１平面を決定すればよい。そして、いずれにも隣り合う他の１表面は、第１表面及び第２表面のそれぞれが属する平面上を移動して位置を移動することができる。また、１平面の位置は３点の位置、または１点と１直線、さらに平行な２直線などによって決定される。
【００９３】
従って、レンズを支持する手段に第１の平面内にある第１の位置決め部と、第１の平面と直交し且つ第１の位置決め部から所定距離離れた第２の平面内にあって、第１の位置決め部から第１の平面と垂直な第１の方向に所定距離離れた位置にある第２の位置決め部があれば、これらの２つの位置決め部により１表面の位置が決定可能である。
【００９４】
また、第２の平面と平行で、且つ第１の位置決め部から第２の平面と垂直な第２の方向の距離において、第２の平面より大きい距離にある第３の平面内にあって、第１の平面からの第１の方向における距離が第２の位置決め部までの距離より大きい距離離れた第３の位置決め部により、前述の１表面と隣り合う連続する表面の位置が決定される。
【００９５】
そして、上記のような直方体の第１の位置決め部に対応する第１の基準部と、第２の位置決め部に対応する第２の基準部と、第３の位置決め部に対応する第３の基準部とを有したレンズ部３を支持する。この場合、第１の平面及び第２の平面に対する位置を維持しながら、第１の平面及び第２の平面のいずれにも平行な直線の方向に摺動移動が可能に支持されうる。
【００９６】
また、本実施の形態におけるシリンドリカルレンズのように光軸を有するレンズであれば、この移動方向を光軸と一致させることで、レンズのピント合わせが可能になる。
【００９７】
さらに、図７に示す本実施の形態の支持部６におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸により表される３次元空間において、Ｙ軸及びＺ軸のいずれにも平行な平面（ここでは便宜的に側面平面と呼ぶ。）を第１の平面と、Ｘ軸及びＺ軸のいずれにも平行な平面（ここでは便宜的に底面平面と呼ぶ。）を第２の平面としたとき、側面平面に対する位置決め部である第３支持面７ａと第２支持面７ｄにより、これに対応する第１の基準部である第３当て面５ｅと第２の基準部である第２当て面５ｆによりレンズ部３のＸ軸方向の位置を決定しているが、そのため、Ｚ軸を中心とした傾きを調整するに当たり、比較的面積が小さい第３当て面５ｅの樹脂成形用の型の調整をするだけで、比較的容易に調整が可能である。或いは、同様に第３支持面７ａ或いは第２支持面７ｄを調整してもよい。
【００９８】
そして、レンズ部３に保持されたシリンドリカルレンズであるレンズ体４の光軸をＺ軸と一致させることで、ポリゴンミラー２３の反射面にピントを合わせるピント調整ができる
【００９９】
ここで、図９は、本実施の形態における主付勢部９１の斜視図である。また、図１０は、図９のＣ−Ｃ部分からＺ方向に見た断面図である。なお、説明の便宜上副付勢部９２，９３は省略している。図９に示すように、主付勢部９１は、全体の形状がＺ方向に見て上部が開放したＵ字形に形成された板状の形状で、支持フレーム２１と一体に成形されたばね弾性を有する変成ＰＰＥ樹脂からなる部材である。この主付勢部９１のＵ字形の本体部９１ａのＸ方向側の端部は支持フレーム２１に連続して固定されている。本体部９１ａの反Ｘ方向側の端部には、押圧部９１ｂが設けられる。
【０１００】
図１０に示すように、レンズ部３を支持部６の所定位置に載置するが、そのままでは、主付勢部９１が邪魔をするので、主付勢部９１の押圧部９１ｂを図において右上（Ｙ方向の４５度Ｘ方向向き）に弾性変形させながら、レンズ部３を反Ｙ方向に挿入する。そして、主付勢部９１の弾性により反Ｘ方向に変位してレンズ部３に当接する。押圧部９１ｂは、図１０に示す２点鎖線の位置から実線で表す位置に変形するので弾性力によりレンズ部３の上板５ａと右側板５ｄとの接合部の角からレンズ部３の対角線方向（反Ｙ方向から４５度反Ｘ方向よりの方向）向きの押圧面を有し、レンズ部３を、この対角線方向に押圧する。このため、レンズ部３は、力Ｆ１の向きに加えられる付勢力により、第２当て面５ｆが第２支持面７ｄに、また第１当て面５ｇが第１支持面８ｂにそれぞれ当接され、その位置が固定される。なお第３当て面５ｅは第３支持面７ａに当接するが、他の２カ所に比べれば小さな力で付勢されている。従って、主付勢部９１のみでもレンズ部３を支持部６の所定位置に付勢し、その位置を固定できるが、第３支持面７ａを付勢する力が比較的小さいため、やや安定度が小さいといえる。
【０１０１】
次に、図１１は、本実施の形態における副付勢部９２，９３の斜視図である。また、図１２は、図１１のＤ−Ｄ部分からＺ方向に見た断面図である。なお、説明の便宜上主付勢部９１は省略している。図１１に示すように、副付勢部９２，９３は、全体の形状がＺ方向に見て下部が開放し、反Ｘ方向側が短い上下逆のＪ字形に形成された板状の形状で、支持フレーム２１と一体に成形されたばね弾性を有する変成ＰＰＥ樹脂からなる部材である。この副付勢部９２，９３の逆Ｊ字形の本体部９２ａ，９３ａのＸ方向側の端部は支持フレーム２１に連続して固定されている。本体部９２ａ，９３ａの反Ｘ方向側の端部には、押圧部９２ｂ，９３ｂが設けられる。
【０１０２】
さらに、本体部９２ａ，９３ａのＸ方向には、副付勢部９２，９３がＸ方向に変形しすぎて破損しないように、その動きを規制する規制板９２ｃ，９３ｃがそれぞれ配置されている。規制板９２ｃ，９３ｃは、副付勢部９２，９３より若干Ｘ方向に長いＺ軸に垂直な矩形の板状部材で、Ｘ方向側端部は支持フレーム２１に連続して形成される。
【０１０３】
図１２に示すように、レンズ部３を支持部６の所定位置に載置するが、そのままでは、副付勢部９２，９３が邪魔をするので、副付勢部９２，９３の押圧部９２ｂ，９３ｂを図において右（Ｘ方向）に弾性変形させながら、レンズ部３を反Ｙ方向に挿入する。そして、副付勢部９２，９３が弾性変形してレンズ部３に当接する。押圧部９２ｂ，９３ｂは、図１２に示す２点鎖線の位置から実線で表す位置に変形するので弾性力によりレンズ部３の右側板５ｄの当接部分を反Ｘ方向に押圧する。このため、レンズ部３は、力Ｆ２の向きに加えられる付勢力により、第３当て面５ｅが第３支持面７ａに、第２当て面５ｆが第２支持面７ｄにそれぞれ当接され、その位置が固定される。なお第１当て面５ｇは第１支持面８ｂに当接するが、他の２カ所に比べれば小さな力で付勢されている。従って、副付勢部９２，９３のみではレンズ部３を支持部６の所定位置に付勢し、その位置を固定することができないので、主付勢部９１による付勢により固定されたレンズ部３の安定性を高める役割を有する。
【０１０４】
ここで図８は図５のＢ−Ｂ部分からＺ方向に見た断面図である。図８に示すように、レンズ部３は、主付勢部９１によるＦ１方向の力で主にその位置が固定され、副付勢部９２，９３によりＦ２方向の力でその安定度が高められている。
【０１０５】
以上のようにレンズユニット２は構成され、レンズ部３は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置が移動しないように固定され、第３支持面７ａに第３当て面５ｅが、第２支持面７ｄに第２当て面５ｆが、第１支持面８ｂに第１当て面５ｇがそれぞれ当接しながら、Ｚ方向に移動可能に支持される。そのため、Ｚ方向に移動させることにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置を変えず、且つＺ軸を中心に傾かせることなく、レンズ部３に支持されたシリンドリカルレンズであるレンズ体４のピントをポリゴンミラー２３の反射面に合わせることができる。
【０１０６】
さらに、図１０及び図１２に示すように、支持部６及び、レンズ部３を支持する前の２点鎖線で示された主付勢部９１、副付勢部９２，９３は、アンダーカットなどを生じないで一体成形が可能な形状になっており、成形の精度を下げるスライドなどを使用しないで、支持フレーム２１と支持部６と付勢部９を一体成形で形成することができる。その上、図７に示すように、第３支持面７ａ及び第２支持面７ｄをＸ軸方向にずらして配置することで、第１勾配面７ｂや第２勾配面７ｃ等の垂直ではない勾配面を備えることで、射出成形時の樹脂の流動をスムーズにしたり、形を外すときのいわゆる抜き勾配を設けることができる。
【０１０７】
本実施の形態の画像形成装置１では、以上のようなレンズユニット２及び光走査装置１２を備えて構成され、作用を有するため、以下のような効果がある。
【０１０８】
即ち、レンズユニット２を構成する支持部６とレンズ部３の組み合わせによれば、側面部７での支持が、大きな連続した１面ではなく、比較的面積の小さい２つの面で支持するため、Ｘ軸方向の位置の調整が容易になるばかりか、Ｙ軸方向も比較的小さな面積で支持するためＹ軸方向の調整も容易になる。さらに、Ｚ軸を中心とした傾きも同様に容易になる。
【０１０９】
また、レンズ体４を付勢部９により付勢するため、安定して支持部６によりレンズ部３を支持することができ、且つその光軸をずらさないでピント合わせが可能になる。
【０１１０】
さらに、光走査装置１２の支持フレーム２１と一体に成形することができるため、支持フレーム２１との位置関係が正確なものとなり、その製造も容易になる。
【０１１１】
また、レンズ体４をセル５と一体に形成するため、レンズ単体で支持するより正確且つ安定した支持が可能になる。
【０１１２】
以上、１の実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良をし、変更することが可能であることは容易に推察できるものである。
【０１１３】
例えば、本実施の形態のレンズ部３では、レンズ体４をセル５で支持したが、図１５に示すように、レンズ部３をレンズ自体に第２当て面５ｆと第３当て面５ｅを設けて支持することも可能である。また、支持されるレンズは、シリンドリカルレンズに限らず、円形の凸レンズ等でもセル５に支持させることで、容易に支持させることができる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明のレンズユニットでは、支持部の所定位置に配設された３カ所の位置決め部より、これに対応するレンズ部の基準部を案内させて固定すれば、所望の２方向における位置と傾きを持った二次元的な位置に固定でき、さらに支持部の３カ所の位置決め部にこれに対応するレンズ部の基準部を案内させて摺動させれば、所定の二次元的な位置を変化させないで、三次元的な方向に移動させることができるという効果がある。そのため、このように構成された支持部とレンズ部により、レンズの位置や方向、傾きなどを決定してレンズを支持することができるという効果を奏する。また、レンズ部が光軸と垂直な断面が概ね矩形の角柱状に形成されたシリンドリカルレンズ又はシリンドリカルレンズを保持するセルであるので、レンズの形状を生かし、レンズに直接基準部を設け、またはレンズを保持するセルに基準部を設けてレンズ部を支持部に支持させることができる。そして、第２の基準部に対して第３の基準部が側面部に対して突出するように段差が設けられるので、この第３の基準部を調整することで光軸を中心とする傾きを調整することが容易にできる。さらに、レンズ部を付勢して、レンズ部を支持部に押圧して固定するため、レンズ部の位置が安定して固定され、且つ、摺動が可能に固定できる。
【０１１５】
また、請求項２に係る発明のレンズユニットでは、請求項１に記載のレンズユニットの効果に加え、第２の支持面の端部と第３の支持面の端部との間を円滑に連続させるように第１の方向に対して所定の傾きを持った傾斜面を備えるため、樹脂による射出成形により支持部を形成する場合の抜き勾配を形成でき、且つ成形時の流動性を良くし、また精度の低下の原因となるスライドなどを使用しないで、且つ無理抜きの面を少なくして精度の高いレンズユニットとすることができるという効果がある。
【０１１６】
請求項３に係る発明のレンズユニットでは、請求項２に記載のレンズユニットの効果に加え、底面部及び側面部をレンズの光軸と略平行に配置することで、レンズの光軸をずらさないで、光軸に沿ってレンズ部を移動させることができるという効果がある。そのため、光軸の位置を一定に維持したまま、ピント調整をすることができるという効果を奏する。
【０１１７】
請求項４に係る発明のレンズユニットでは、請求項１乃至３の何れかに記載のレンズユニットの効果に加え、レンズの形状が如何なる形状であっても、セルと一体に形成されることでレンズとセルとの位置関係が正確に維持でき、このセルを介してレンズを支持することで支持しやすく、且つ正確に支持することができ、ピント合わせなどの摺動も容易にできるという効果がある。また、レンズがセルで覆われるため、レンズを汚したり、傷を付けたりすることが少なくなるという効果もある。
【０１１８】
請求項５に係る発明のレンズユニットでは、請求項１乃至４の何れかに記載のレンズユニットの効果に加え、副付勢部材が前記レンズ部を前記第２の位置決め部及び前記第３の位置決め部に向かって付勢して、前記レンズ部を前記支持部に押圧して固定することができる。
【０１１９】
請求項６に係る発明のレンズユニットでは、請求項５に記載のレンズユニットの効果に加え、支持部、押圧部材及び副付勢部材は、これらを支持する支持フレームと一体に樹脂成形されているので、別途押圧部材を設けなくてもよく、効率的に生産をすることができるという効果もある。
【０１２０】
請求項７に係る発明のレンズユニットを備えた光走査装置では、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のレンズユニットを光走査装置に備えたことで、レンズを正確に安定して支持し且つ正確にポリゴンミラーにピントを合わせ、光束を収斂させることができ、もって正確な走査ができる光走査装置とすることができるという効果がある。
【０１２１】
請求項８に係る発明のレンズユニットを備えた光走査装置では、請求請７に記載のレンズユニットを備えた光走査装置の効果に加え、支持部を光走査装置の支持フレームと一体に形成することで、支持フレームと支持部の位置関係を正確に維持し、且つ一体に成形することで生産の効率を著しく高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置１を用紙搬送方向に直交する方向から側面視した断面図である。
【図２】図４のＡ−Ａ部分における断面図である。
【図３】図１に示す画像形成装置１の光走査装置１２、現像部１７と本体フレーム１１の一部を拡大した図である。
【図４】光走査装置１２を蓋体２２を外して上方（図１のＵ方向）から見た平面図である。
【図５】本実施の形態におけるレンズユニット２の斜視図である。
【図６】本実施の形態におけるレンズ部３の斜視図である。
【図７】本実施の形態における支持部６の斜視図である。
【図８】図５のＢ−Ｂ部分からＺ方向に見た断面図である。
【図９】本実施の形態における主付勢部９１の斜視図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ部分からＺ方向に見た断面図である。
【図１１】従来のレンズユニットの１例を示す図である。
【図１２】従来のレンズユニットの他の１例を示す図である。
【図１３】従来のレンズユニットの１例を示す図である。
【図１４】従来のレンズユニットの他の１例を示す図である。
【図１５】レンズ部３の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ レンズユニット（第１シリンドリカルレンズ）
３ レンズ部
４ レンズ体
５ セル
５ａ 上板
５ｂ 左側板
５ｃ 底板
５ｄ 右側板
５ｅ 第３当て面
５ｆ 第２当て面
５ｇ 第１当て面
６ 支持部
７ 側面部
７ａ 第３支持面
７ｂ 第１勾配面
７ｃ 第２勾配面
７ｄ 第２支持面
７ｅ 上面
７ｆ 後面
７ｇ 前面
７ｈ 側面
８ 底面部
８ａ 第１底面
８ｂ 第１支持面
８ｃ 第２底面
８ｄ 側面
８ｅ 後面
８ｆ 前面
８ｇ 底面
９ 付勢部
９１ 主付勢部
９１ａ 本体部
９１ｂ 押圧部
９２、９３ 副付勢部
９２ａ，９３ａ 本体部
９２ｂ，９３ｂ 押圧部
９２ｃ，９３ｃ 規制板
１１ 本体フレーム
１２ 光走査装置
２１ 支持フレーム

Claims (8)

1. レンズ部と、当該レンズ部を支持する支持部と、前記レンズ部を前記支持部に押圧する押圧部材とを備えたレンズユニットにおいて、
   前記支持部は、
   第１の平面内にある第１の位置決め部と、
   前記第１の平面と直交し、且つ前記第１の位置決め部から所定距離離れた第２の平面内にあって、前記第１の位置決め部から前記第１の平面と垂直な第１の方向に所定距離離れた位置にある第２の位置決め部と、
   前記第２の平面と平行で、且つ前記第１の位置決め部から前記第２の平面と垂直な第２の方向の距離において、前記第２の平面より大きい距離にある第３の平面内にあって、前記第１の平面からの第１の方向における距離が前記第２の位置決め部までの距離より大きい距離離れた第３の位置決め部とを有し、
   前記レンズ部は、
   前記第１の位置決め部に対応する第１の基準部と、
   前記第２の位置決め部に対応する第２の基準部と、
   前記第３の位置決め部に対応する第３の基準部とを有し、
   光軸と垂直な断面が概ね矩形の角柱状に形成されたシリンドリカルレンズ又はシリンドリカルレンズを保持したセルであって、
   前記第２の位置決め部と対向する面に、前記第３の基準部を含む第３の基準面と前記第２の基準部を含む第２の基準面とが前記第２の方向において段差をつけて設けられ、
   前記支持部に沿って光軸方向に摺動可能に構成され、
   前記押圧部材は、前記レンズ部を前記第１の位置決め部、前記第２の位置決め部及び前記第３の位置決め部に向かって付勢して、前記レンズ部を前記支持部に押圧して位置決め固定することを特徴とするレンズユニット。
2. 前記支持部は、
   前記第１の平面と略平行に設けられた底面部と、
   当該底面部から前記レンズ部の支持方向に突設された前記第１の位置決め部である第１の支持面と、
   前記第１の支持面と略直交して連設された側面部と、
   当該側面部において前記底面部との接合部近傍に設けられた前記第２の位置決め部である第２の支持面と、
   前記側面部に設けられた前記第３の位置決め部である第３の支持面と、
   前記第２の支持面と前記第３の支持面との間の全部または一部に配置され、前記第２の支持面の端部と前記第３の支持面の端部との間を円滑に連続させるように前記第１の方向に対して所定の傾きを持った傾斜面とを備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 前記底面部及び前記側面部が、前記レンズ部に保持されたレンズの光軸と略平行に配置されたこと
   を特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
4. 前記レンズ部は、
   前記レンズを保持する前記セル及び、当該セルに保持される前記レンズが、樹脂により一体に成形されて構成されたこと
   を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のレンズユニット。
5. 前記レンズ部を前記第２の位置決め部及び前記第３の位置決め部に向かって付勢して、前記レンズ部を前記支持部に押圧して固定する副付勢部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のレンズユニット。
6. 前記支持部、前記押圧部材及び前記副付勢部材は、これらを支持する支持フレームと一体に樹脂成形されていることを特徴とする請求項５に記載のレンズユニット。
7. 光束を投射する光源と、
   モータに駆動されて回転し、前記光源から投射された光束を走査のために反射方向を変化させながら反射するポリゴンミラーと、
   前記ポリゴンミラーに反射した光束を走査対象に結像させるための結像光学系と、
   前記光源と前記ポリゴンミラーと前記結像光学系を収納する支持フレームとを備え、
   前記支持部の前記第１の平面が、前記支持フレームにおいて前記ポリゴンミラーによって走査される走査面と略平行になるように配置され、前記第２の平面が前記光源からの光軸に平行に配置された請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のレンズユニットを備えたこと
   を特徴とするレンズユニットを備えた光走査装置。
8. 前記支持フレームと前記支持部が樹脂により一体形成されて構成されたことを特徴とする請求請７に記載のレンズユニットを備えた光走査装置。

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