JP4400228B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置において樹脂製のレンズを固定するための技術に関するものである。

従来、例えばレーザプリンタ等の画像形成装置には、一定方向（主走査方向）に走査されるレーザビームを出射する光走査装置が設けられている。
一般に、こうした光走査装置では、レーザ発光部から出射されるレーザビームを、回転駆動されるポリゴンミラーで反射することにより主走査方向に偏向走査する。

また、ポリゴンミラーからのレーザビームが通過する位置には、レンズ（ｆθレンズ等）が固定される。具体的には、樹脂製のｆθレンズの主走査方向両端位置を板ばねを用いて挟持することにより、ｆθレンズを定位置に固定するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−２２３７８９号公報

ところで、樹脂製のレンズは、ガラス製のレンズに比べて変形（主として熱による変形）が生じやすいという性質がある。前述した特許文献１の構成では、レンズの主走査方向両端位置以外は固定されていないことから、レンズの変形によりその曲率等が変化してしまうことが考えられ、この場合、レンズを通過後のレーザビームの特性も変化してしまう。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、レンズの変形を防止することを目的としている。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の光走査装置は、レーザビームを出射する出射手段と、出射手段からのレーザビームを主走査方向に偏向走査する偏向手段と、偏向手段からのレーザビームが通過する位置に設けられる樹脂製のレンズと、レンズを定位置に固定する固定手段と、を備えている。

そして、本光走査装置において、レンズは、当該レンズの副走査方向の両端部に補強用のリブが形成されていない形状のものであり、副走査方向から見て、その入射面がレーザビームが進行する方向へ向けてその主走査方向中央が落ち込むように凹状に湾曲し、かつ、その出射面がレーザビームが進行する方向へ向けてその主走査方向中央が突出するように凸状に湾曲しており、固定手段は、レンズの底面を収容する凹部を有しており、凹部には、レンズの出射面における主走査方向中央部に当接する平面状の出射面側内壁と、その出射面側内壁と所定の幅を空けて対向し、レンズの入射面における主走査方向両端部に当接する平面状の入射面側内壁とが少なくとも形成され、出射面側内壁及び入射面側内壁が、レンズにおけるレーザビームの入射面側及び出射面側の両側からレンズに当接してレンズを挟持する挟持部として機能する。なお、ここでいう副走査方向とは、主走査方向及びレンズの光軸方向に対して直交する方向である。

このため、本光走査装置によれば、レンズを固定しつつレンズの変形を防止することができる。すなわち、樹脂製のレンズはガラス製のレンズに比べて変形しやすく、こうした変形によって光学特性が変化してしまうことが考えられるが、本光走査装置では、レンズを挟持する挟持部がレンズの主走査方向における両端部及び中央部に当接するため、レンズの変形を抑止することができるのである。

ここで、固定手段が、レンズの底面を収容する凹部を有しており、この凹部の内壁により挟持部が構成されているため、挟持部を容易に形成することができる。また、挟持部を例えば突起状に形成する場合に比べ、挟持部自体の強度を高くすることができる。
加えて、レンズが、当該レンズの副走査方向の両端部に補強用のリブが形成されていない形状のものであるため、光走査装置を小型化しつつ、レンズの変形も防止することができる。すなわち、この種のレンズには、副走査方向両端のレーザビームが通過しない領域に、当該レンズの変形防止のために補強用のリブが形成されており、このリブが形成されている分、副走査方向の厚みが大きくなってしまうという問題がある。かといって、補強用のリブがないと、レンズが変形しやすくなってしまう。これに対し、本光走査装置では、リブを有しないレンズであってもその変形を防止することができるため、補強用のリブが形成されていない形状のレンズを用いることにより副走査方向の寸法を小さくすることができる。
一方、例えば請求項２に記載の光走査装置では、上記請求項１の光走査装置において、凹部は、副走査方向から見て長方形状である。
また、例えば請求項３に記載の光走査装置では、上記請求項１の光走査装置において、凹部は、副走査方向から見て主走査方向中央部の光軸方向の幅が主走査方向両端部の光軸方向の幅よりも短い凹字形状であり、挟持部は、レンズをその主走査方向中央部において入射面側及び出射面側の両側から挟持する。

ところで、こうしたレンズは主走査方向に長い形状であることが一般的である。このため、温度変化等によりレンズが伸縮した場合における主走査方向の長さの変化量が大きく、この伸縮が妨げられると、レンズの歪みによる光学特性の変化や、レンズの破損等が生じやすくなってしまう。

そこで、請求項４に記載の光走査装置では、上記請求項１ないし３のいずれかの光走査装置において、固定手段が、レンズの両端部が主走査方向に伸縮することを許容する隙間を設けた状態で、レンズを固定するようにしている。このため、レンズが主走査方向へ伸縮しても、その伸縮を阻害しないようにすることができる。この結果、レンズの歪みによる光学特性の変化や、レンズの破損等を防止することができる。

また、請求項５に記載の光走査装置は、上記請求項１ないし４のいずれかの光走査装置において、レンズの主走査方向の中央部を、その主走査方向において位置決めする位置決め手段を備えている。このため、レンズの中心位置が主走査方向に移動してしまうことを防止することができる。したがって、前述したようにレンズの両端部が主走査方向に移動することを許容する隙間を設けた状態でレンズを固定する構成であっても、レンズの中心位置の移動を防ぐことができる。

ここで、位置決め手段は、例えば請求項６に記載のように、レンズから突出した突出部と、固定手段に設けられ、突出部と嵌合する嵌合部とから構成されることが好ましい。すなわち、仮に、突出部に代えてレンズに凹部を形成したとすると、レンズにおける凹部の近傍部分に歪みが生じやすく、その部分ではレーザビームを良好に透過させることができなくなるため、その分レンズを大型化する必要が生じる。これに対し、レンズに突出部を形成した構成では、歪みが生じる部分を小さくすることができる。この結果、レンズの小型化を図りつつ、レーザビームを良好に透過させることができる。

そして特に、請求項７に記載のように、突出部と嵌合部とが、接着剤により接着されている構成であれば、レンズの中心位置が主走査方向へ移動してしまうことを確実に防止することができる。

次に、請求項８に記載の光走査装置では、上記請求項１ないし７のいずれかの光走査装置において、挟持部におけるレンズの主走査方向両端部に当接する部分が、レンズの主走査方向中央部に当接する部分に比べ、副走査方向の当接範囲が大きく形成されている。この構成によれば、レーザビームの透過を阻害することなく、レンズの固定性能を向上させることができる。

一方、レンズは、挟持部により挟持されることにより定位置に固定される。よって、挟持部は、高精度に設計される必要がある。この場合、挟持部を有する固定手段が、例えば請求項９に記載のようにセラミック製のものであれば、高精度での成型が可能となる。

次に、請求項１０に記載の画像形成装置は、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の光走査装置と、光走査装置から照射されるレーザビームにより静電潜像が形成される感光体と、感光体に形成された静電潜像を現像剤で現像して現像剤像（現像剤により形成される可視像）を形成する現像手段と、現像手段により感光体に形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、転写手段により記録媒体に転写された現像剤像を記録媒体（例えば用紙）に定着させる定着手段と、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、光走査装置として請求項１〜９のいずれかの光走査装置を用いているため、感光体に良好な静電潜像を形成することができ、ひいては良好な画像を形成することができる。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、実施形態の画像形成装置としてのレーザプリンタ１の概略側断面図である。なお、以下の説明では、同図における右側をレーザプリンタ１の前側、同図における左側をレーザプリンタ１の後側とする。また、同図における上側をレーザプリンタ１の上側、同図における下側をレーザプリンタ１の下側とする。

このレーザプリンタ１は、本体ケース２内に、フィーダ部１０、画像形成部２０、定着部８０等を備えている。また、レーザプリンタ１は、本体ケース２の上部に、当該レーザプリンタ１の作動状況等を表示する表示部９１、及び、当該レーザプリンタ１の動作設定等の入力操作を行うための操作部９２を備えている。なお、表示部９１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９２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。

本体ケース２には、その前側の上部位置に開口２ａが形成されており、この開口２ａは、開閉カバー２ｂによって覆われている。この開閉カバー２ｂは、回転軸２ｃを中心にして回転することにより、開口２ａを覆う位置（図１において実線とかくれ線である破線とで示す位置）と開口２ａを覆わない位置（図１において一点鎖線で示す位置）との間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、画像印刷後の用紙Ｐを排紙するための排紙トレイ２ｄが形成されている。

フィーダ部１０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１１、この給紙トレイ１１内に設けられた用紙押圧板（図示省略）、給紙トレイ１１の上方に設けられた給紙ローラ１２等を備えている。また、給紙ローラ１２から画像形成位置Ｎ（後述する感光ドラム４１と転写ローラ４３との接触部）までの間には、用紙Ｐを案内するように湾曲状に形成された一対のガイド板からなる搬送経路１３が配置されている。この搬送経路１３には、用紙Ｐの搬送方向上流側から順に、前述した給紙ローラ１２と、一対のレジストローラ１４とが配置されている。

以上のように構成されたフィーダ部１０においては、給紙トレイ１１内の図示しない用紙押圧板上に積層された用紙Ｐのうち最上位にある用紙Ｐが給紙ローラ１２に向かって押圧され、給紙ローラ１２の回転によって１枚ずつ給紙される。こうして給紙された用紙Ｐは、レジストローラ１４に送られ、レジスト処理が行われた後に画像形成位置Ｎへ送られる。

画像形成部２０は、プロセスユニット３０と、光走査装置としてのスキャナユニット６０とを備えている。
このうち、プロセスユニット３０は、本体ケース２内部における前部に配置されており、ドラムカートリッジ４０と、現像カートリッジ５０とから構成されている。

ドラムカートリッジ４０には、感光ドラム４１、スコロトロン型帯電器４２、転写ローラ４３等が設けられている。
感光ドラム４１は、金属素管（例えばアルミニウム）からなるドラム本体の表面が、ポリカーボネートを主成分とする有機感光体からなる感光層によって被覆されて形成されている。そして、感光ドラム４１は、画像形成位置Ｎにおいて用紙Ｐと同じ方向に移動するように（つまり、図１でいう時計回りに）回転駆動される。

スコロトロン型帯電器４２は、感光ドラム４１の表面における後述する現像ローラ５１との接触位置よりも上流側（感光ドラム４１の回転方向上流側）において、感光ドラム４１の表面と接触しないように、所定の間隔を隔てて設けられている。そして、スコロトロン型帯電器４２は、タングステン等の帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させることにより、感光ドラム４１の表面を一様に正極性に帯電させる。

転写ローラ４３は、金属製のローラ軸に、導電性の弾性部材（例えばゴム）からなるローラが被覆されたものであり、感光ドラム４１の下方において、この感光ドラム４１と対向して接触する位置に設けられている。また、転写ローラ４３には、所定の転写バイアスが印加される。

一方、現像カートリッジ５０には、現像ローラ５１、層厚規制ブレード５２、トナー供給ローラ５３等が設けられている。また、現像カートリッジ５０には、トナー収容部５４が形成されている。

トナー収容部５４には、現像剤として、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、懸濁重合等の公知の重合方法によって球状に形成したスチレン−アクリル系樹脂に、着色剤、荷電制御剤、ワックス等を配合することによりトナー母粒子を形成し、更に外添剤を添加したものである。

現像ローラ５１は、金属製のローラ軸に、導電性の弾性部材（例えばゴム）からなるローラが被覆されたものであり、感光ドラム４１と対向して接触する位置に設けられている。そして、現像ローラ５１は、感光ドラム４１と対向接触するニップ部分において感光ドラム４１と同じ方向に移動するように（つまり、感光ドラム４１と逆方向に回転するように）回転駆動される。また、現像ローラ５１には、所定の現像バイアスが印加される。

層厚規制ブレード５２は、金属の板ばね部材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部を備えており、この押圧部が、ブレード本体の弾性力によって現像ローラ５１の表面に圧接されている。

トナー供給ローラ５３は、金属製のローラ軸に、導電性のスポンジ部材からなるローラが被覆されたものであり、現像ローラ５１と対向して接触する位置に設けられている。そして、トナー供給ローラ５３は、現像ローラ５１と対向接触するニップ部分においてこの現像ローラ５１と逆方向に移動するように（つまり、現像ローラ５１と同じ方向に回転するように）回転駆動される。

以上のように構成されたプロセスユニット３０は、本レーザプリンタ１に対して着脱可能に設けられている。具体的には、本体ケース２の開口２ａから取り出し、その後、開口２ａから本体ケース２内へ再び収納することができるようになっている。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３０は、ドラムカートリッジ４０と現像カートリッジ５０とに分離可能となっている。

スキャナユニット６０は、本体ケース２内の上部に設けられている。このスキャナユニット６０は、図２にも示すように、レーザ発光部６１、ポリゴンモータ６２、ポリゴンミラー６３、ｆθレンズ６４、折り返しミラー６５、シリンドリカルレンズ６６、反射ミラー６７等を備えており、これらは筐体７０に固定されている。そして、スキャナユニット６０は、レーザ発光部６１から発光される画像データに基づくレーザビームを、ポリゴンモータ６２により回転駆動されるポリゴンミラー６３、ｆθレンズ６４、折り返しミラー６５、シリンドリカルレンズ６６、反射ミラー６７の順に反射又は通過させて、感光ドラム４１の表面に高速走査にて照射する。なお、図１及び図２における二点鎖線は、レーザビームの経路を示している。

定着部８０は、プロセスユニット３０よりも用紙Ｐの搬送方向下流側に設けられ、加熱ローラ８１、この加熱ローラ８１を押圧するように配置された加圧ローラ８２、これら加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２よりも用紙Ｐの搬送方向下流側に設けられる一対の搬送ローラ８３等を備えている。

加熱ローラ８１は、アルミニウム等の金属によって円筒状に形成されたものであり、加圧ローラ８２との接触部において用紙Ｐと同じ方向に移動するように（つまり、図１でいう時計回りに）回転駆動される。また、加熱ローラ８１は、内部にヒータ（例えばハロゲンランプ）を備えており、このヒータによって加熱されるようになっている。

加圧ローラ８２は、金属製のローラ軸に、耐熱性の弾性部材（例えばゴム）からなるローラが被覆されたものであり、加熱ローラ８１の下方において、この加熱ローラ８１と対向するように圧接されている。また、加圧ローラ８２は、回転可能に支持されており、加熱ローラ８１に従動して回転する。

次に、本レーザプリンタ１における画像形成動作としての印刷動作について説明する。
印刷動作においては、感光ドラム４１が回転駆動される。そして、この回転に伴い、感光ドラム４１の表面が、スコロトロン型帯電器４２によって一様に正極性に帯電され、さらに、スキャナユニット６０によりレーザビームが高速走査により照射されて露光されることにより、画像データに基づく静電潜像が形成される。

一方、トナー供給ローラ５３の回転により現像ローラ５１にトナーが供給され、その際、トナー供給ローラ５３と現像ローラ５１との間で摩擦によってトナーが正極性に帯電する。さらに、現像ローラ５１上のトナーは、現像ローラ５１の回転に伴って、層厚規制ブレード５２の押圧部と現像ローラ５１との間に進入し、ここで更に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ５１上に担持される。

そして、現像ローラ５１上のトナーは、感光ドラム４１の表面に形成された静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム４１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る。こうして、感光ドラム４１表面の静電潜像がトナーで現像されてトナー像が形成される。

一方、フィーダ部１０から搬送される用紙Ｐは、画像形成位置Ｎで感光ドラム４１の表面に接触する。その際、転写バイアスが印加された転写ローラ４３によって、感光ドラム４１上のトナー像が用紙Ｐへ転写される。こうして用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着部８０において、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過する際に用紙Ｐに熱定着され、画像が用紙Ｐに印刷される。そして、画像が印刷された用紙Ｐは、搬送ローラ８３等を介して排紙トレイ２ｄに排紙される。

次に、前述したスキャナユニット６０の具体的構造について説明する。
レーザ発光部６１は、レーザビームを一定方向に出射する。
ポリゴンミラー６３は、ポリゴンモータ６２の回転軸６２ａに取り付けられている。このポリゴンミラー６３は、正多角形（本実施形態では正六角形）の各辺に鏡面が設けられたものであり、ポリゴンモータ６２によって回転駆動されることにより、照射されたレーザビームを主走査方向に偏向走査する。

ｆθレンズ６４は、ポリゴンミラー６３によって等角速度で走査される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。
折り返しミラー６５は、ｆθレンズ６４を通過したレーザビームをプロセスユニット３０の上方へ向けて折り返し反射する。

シリンドリカルレンズ６６は、ポリゴンモータ６２及びポリゴンミラー６３の上方に配置されており、ポリゴンミラー６３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偏向する、面倒れ補正機能を有している。

反射ミラー６７は、感光ドラム４１の上方に配置されており、シリンドリカルレンズ６６を通過したレーザビームを、感光ドラム４１の表面へ向けて反射する。
また、筐体７０は、セラミック製のものであり、上述のレーザ発光部６１、ポリゴンモータ６２、ポリゴンミラー６３、ｆθレンズ６４、折り返しミラー６５、シリンドリカルレンズ６６、反射ミラー６７を内包した状態で固定する。

以上のように構成されたスキャナユニット６０では、印刷処理の際に、画像データに基づくレーザビームを感光ドラム４１に照射する。具体的には、レーザ発光部６１が、画像データに基づくレーザビームをポリゴンミラー６３の鏡面へ向けて照射する。すると、ポリゴンミラー６３の鏡面に照射されたレーザビームは、ポリゴンモータ６２により回転駆動されるポリゴンミラー６３によって主走査方向に走査しながらｆθレンズ６４へ向けて反射される。そして、このレーザビームは、ｆθレンズ６４によって等速度走査に変換された後に、折り返しミラー６５に照射され、折り返しミラー６５によってシリンドリカルレンズ６６へ向けて反射される。さらに、このレーザビームは、シリンドリカルレンズ６６によって副走査方向に収斂された後に、反射ミラー６７によってプロセスユニット３０の感光ドラム４１の表面に高速走査にて照射される。

次に、本実施形態のスキャナユニット６０に用いられるシリンドリカルレンズ６６の形状について説明する。なお、以下の説明において、主走査方向とは、レーザビームがポリゴンミラー６３によって偏向走査される方向であり、副走査方向とは、主走査方向及びシリンドリカルレンズ６６の光軸方向（折り返しミラー６５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６６へ向けて進行する方向）に対して直交する方向である。

図３は、シリンドリカルレンズ６６の形状を説明するための説明図であり、（ａ）は、副走査方向から見た上面図、（ｂ）は、光軸方向から見た正面図、（ｃ）は、（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

同図に示すように、このシリンドリカルレンズ６６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で構成された角柱材を、主走査方向に対して直交する断面のうち両端面からの距離が等しい断面（図３（ｂ）のＡ−Ａ断面）に関して対称に湾曲させた形状を有している。具体的には、図３（ａ）に示すように、折り返しミラー６５（図１参照）によって反射されたレーザビームが入射する側の面である入射面６６ａと、入射面６６ａから入射したレーザビームが出射する側の面である出射面６６ｂとを有している。このうち入射面６６ａは、レーザビームが進行する方向へ向けてその中央が落ち込むよう凹状に湾曲しており、また、出射面６６ｂは、レーザビームが進行する方向へ向けてその中央が突出するよう凸状に湾曲している。

一方、図４は、Ａ−Ａ断面図（図３（ｃ））の拡大図である。
同図に示すように、シリンドリカルレンズ６６は、レンズ有効領域６６ｃと第１の非レンズ有効領域６６ｄと第２の非レンズ有効領域６６ｅとに区分される。ここで、レンズ有効領域６６ｃとは、折り返しミラー６５によって反射されたレーザビームが透過する部分である。また、第１の非レンズ有効領域６６ｄ及び第２の非レンズ有効領域６６ｅとは、折り返しミラー６５によって反射されたレーザビームが透過しない部分であり、レンズ有効領域６６ｃを挟んで副走査方向両側に位置している。

なお、Ａ−Ａ断面と、Ａ−Ａ断面以外の主走査方向に対して直交する断面とは、副走査方向の寸法値Ｈ［ｍｍ］、レンズ有効領域６６ｃの副走査方向の寸法値ＨＢ［ｍｍ］、入射面６６ａの湾曲具合、及び、出射面６６ｂの湾曲具合が同じであり、かつ、光軸方向の寸法値Ｄ［ｍｍ］が異なるように構成されている。

そして、本実施形態のシリンドリカルレンズ６６において、入射面６６ａは、Ａ−Ａ断面において直線状に形成されている。このため、第１の非レンズ有効領域６６ｄの入射面６６ａ側及び第２の非レンズ有効領域６６ｅの入射面６６ａ側は、Ａ−Ａ断面において、レンズ有効領域６６ｃの入射面６６ａ側よりも突出しない。また、出射面６６ｂは、Ａ−Ａ断面において凸状に湾曲している。このため、第１の非レンズ有効領域６６ｄの出射面６６ｂ側及び第２の非レンズ有効領域６６ｅの出射面６６ｂ側は、Ａ−Ａ断面において、レンズ有効領域６６ｃの出射面６６ｂ側よりも突出しない。なお、入射面６６ａの形状及び出射面６６ｂの形状は、シリンドリカルレンズ６６が上述の面倒れ補正機能を奏するよう設定されている。

このように、本実施形態のシリンドリカルレンズ６６は、副走査方向の両端部に補強用のリブが形成されていない形状となっている。このため、補強用のリブが形成されている従来のシリンドリカルレンズ（図１１参照）に比べ、副走査方向の長さを短く形成することが可能となる。

一方、図３にも示すように、シリンドリカルレンズ６６における主走査方向中央部分であって副走査方向における片側の面には、位置決め用突出部６６ｈが形成されている。
次に、スキャナユニット６０におけるシリンドリカルレンズ６６の固定機構について説明する。

図５は、シリンドリカルレンズ６６の固定機構を説明するための説明図であり、（ａ）は、スキャナユニット６０の筐体７０に形成されたレンズ固定用凹部７１を副走査方向から見た上面図、（ｂ）は、レンズ固定用凹部７１に固定された状態のシリンドリカルレンズ６６を副走査方向から見た上面図、（ｃ）は、（ｂ）を光軸方向から見た正面図、（ｄ）は、（ｃ）のＢ−Ｂ断面図の拡大図である。

図５（ａ）に示すように、レンズ固定用凹部７１は、シリンドリカルレンズ６６における副走査方向に対して直交する断面とほぼ同一形状のものである。また、レンズ固定用凹部７１の底面には、シリンドリカルレンズ６６における前述した位置決め用突出部６６ｈと嵌合する形状の嵌合凹部７２が形成されている。

そして、図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、シリンドリカルレンズ６６は、その底面（位置決め用突出部６６ｈが形成された面）がレンズ固定用凹部７１に収容された状態で固定される。具体的には、レンズ固定用凹部７１の光軸方向の幅が、シリンドリカルレンズ６６における対応部分の光軸方向の幅よりもやや小さく形成されており、シリンドリカルレンズ６６をレンズ固定用凹部７１に収容した状態では、シリンドリカルレンズ６６が、その入射面６６ａ及び出射面６６ｂから、対向するレンズ固定用凹部７１の内壁７１ａ，７１ｂにより挟持された状態となる。ここで、内壁７１ａ，７１ｂは、シリンドリカルレンズ６６の入射面６６ａ、出射面６６ｂのそれぞれに対応した形状となっており、主走査方向に沿う全域にわたって、シリンドリカルレンズ６６の入射面６６ａ、出射面６６ｂのそれぞれに当接する。

一方、レンズ固定用凹部７１の主走査方向の両端は、シリンドリカルレンズ６６の主走査方向の両端よりも長く形成されている。このため、シリンドリカルレンズ６６の主走査方向両端部には、当該シリンドリカルレンズ６６の主走査方向への伸縮を許容する隙間が形成される。このように隙間を形成することで、シリンドリカルレンズ６６が温度変化等により主走査方向に伸縮した場合にも、その伸縮が妨げられないようになっている。

また、位置決め用突出部６６ｈは、嵌合凹部７２と嵌合した状態で、接着剤により接着されている。これにより、シリンドリカルレンズ６６の主走査方向の中央部が、主走査方向において確実に位置決めされる。

なお、本実施形態のレーザプリンタ１では、レーザ発光部６１が、本発明の出射手段に相当し、ポリゴンミラー６３が、本発明の偏向手段に相当する。また、シリンドリカルレンズ６６が、本発明のレンズに相当し、筐体７０が、本発明の固定手段に相当し、レンズ固定用凹部７１が、本発明の凹部に相当し、内壁７１ａ，７１ｂが、本発明の挟持部に相当する。また、位置決め用突出部６６ｈと、嵌合凹部７２とが、本発明の位置決め手段に相当し、特に、位置決め用突出部６６ｈが、本発明の突出部に相当し、嵌合凹部７２が、本発明の嵌合部に相当する。また、感光ドラム４１が、本発明の感光体に相当し、現像ローラ５１が、本発明の現像手段に相当し、転写ローラ４３が、本発明の転写手段に相当し、定着部８０が、本発明の定着手段に相当する。

以上説明したように、本実施形態のレーザプリンタ１に用いられるスキャナユニット６０では、レンズ固定用凹部７１の内壁７１ａ，７１ｂが、主走査方向に沿う全域にわたって、シリンドリカルレンズ６６の入射面６６ａ、出射面６６ｂのそれぞれに当接した状態でシリンドリカルレンズ６６を固定する。このため、シリンドリカルレンズ６６を固定しつつ、その変形を防止することができる。この結果、感光ドラム４１の表面に良好な静電潜像を形成することができ、ひいては良好な画像を印刷することができる。

また、このような構成により、補強用のリブが形成されていない形状のシリンドリカルレンズ６６を用いても、その変形を防止することができる。したがって、スキャナユニット６０を小型化することができ、ひいてはレーザプリンタ１を小型化することができる。

一方、本実施形態のスキャナユニット６０では、シリンドリカルレンズ６６をレンズ固定用凹部７１の内壁７１ａ，７１ｂで挟持するようにしているため、突起等によって固定する構成に比べ、筐体７０の強度を高くして破損等を防止することができる。

また、レンズ固定用凹部７１の主走査方向両端には、シリンドリカルレンズ６６の主走査方向の伸縮を妨げないように隙間を設けているため、シリンドリカルレンズ６６の伸縮による歪みや破損を防止することができる。特に、シリンドリカルレンズ６６の主走査方向の位置決めを、主走査方向中央部に形成された位置決め用突出部６６ｈと嵌合凹部７２とにより行っているため、シリンドリカルレンズ６６の中心位置が主走査方向に移動してしまうことを防ぐことができる。

ここで、位置決め用突出部６６ｈと嵌合凹部７２とは、接着剤により接着されているため、確実に固定することができる。また、他の部分については接着しないため、シリンドリカルレンズ６６の伸縮が妨げられてしまうことを防ぐことができる。

さらに、位置決め用突出部６６ｈと嵌合凹部７２とを、シリンドリカルレンズ６６側に形成される前者が凸形状となるようにしているため、シリンドリカルレンズ６６を小型化することができる。すなわち、仮に、シリンドリカルレンズ６６側を凹形状とすると、その凹形状の近傍に生じる歪みを避けるためにレーザビームを透過させない領域を大きくする必要がある。これに対し、凸形状の場合には、歪みが生じる部分を小さくすることができるため、シリンドリカルレンズ６６を小型化することができるのである。

加えて、スキャナユニット６０の筐体７０がセラミック製のものであるため、高精度での成型が可能となり、内壁７１ａと内壁７１ｂとによるシリンドリカルレンズ６６の挟持等を正確に行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
例えば、スキャナユニット６０におけるシリンドリカルレンズ６６の固定機構は、上記実施形態で説明したものに限らず、例えば図６〜図１０のようにしてもよい。

すなわち、図６に示すシリンドリカルレンズ６６の固定機構は、上記実施形態のシリンドリカルレンズ６６の固定機構（図５）と比較すると、筐体７０におけるレンズ固定用凹部７１の主走査方向両端部に、副走査方向に延びる壁部７３が形成されている点が異なる。ここで、この壁部７３の内壁は、レンズ固定用凹部７１の内壁を延長したものである。つまり、レーザビームが透過する可能性のないシリンドリカルレンズ６６の主走査方向両端部に設けられた壁部７３により、シリンドリカルレンズ６６の主走査方向両端部を挟持する部分が、主走査方向中央部を挟持する部分に比べ、副走査方向におけるシリンドリカルレンズ６６との当接範囲が大きく形成されている。したがって、この構成によれば、レーザビームの透過を阻害することなく、シリンドリカルレンズ６６をより確実に固定することができる。

また、図７に示すシリンドリカルレンズ６６の固定機構は、図６に示すシリンドリカルレンズ６６の固定機構と比較すると、レンズ固定用凹部７１が、筐体７０に形成された凸部７４の中央部分に形成されている点が異なる。つまり、レンズ固定用凹部７１の周囲が盛り上がった形状となっている。この構成によっても、図６に示すシリンドリカルレンズ６６の固定機構と同様の効果を得ることができる。

一方、図８に示すシリンドリカルレンズ６６の固定機構は、上記実施形態のシリンドリカルレンズ６６の固定機構（図５）と比較すると、シリンドリカルレンズ６６とほぼ同一形状のレンズ固定用凹部７１に代えて、長方形状のレンズ固定用凹部７５が形成されている点が異なる。具体的には、レンズ固定用凹部７５の光軸方向の幅が、シリンドリカルレンズ６６の光軸方向の全長よりもやや小さく形成されており、シリンドリカルレンズ６６をレンズ固定用凹部７５に収容した状態では、シリンドリカルレンズ６６が、その入射面６６ａにおける主走査方向両端部と、その出射面６６ｂにおける主走査方向中央部とから、対向するレンズ固定用凹部７５の内壁７５ａ，７５ｂにより挟持された状態となる。このように、内壁７５ａが、シリンドリカルレンズ６６の入射面６６ａにおける主走査方向両端部に当接し、内壁７５ｂが、シリンドリカルレンズ６６の出射面６６ｂにおける主走査方向中央部に当接することで、シリンドリカルレンズ６６がより湾曲する方向に変形することを防ぐことができる。特に、この構成によれば、レンズ固定用凹部７５の形状をシリンドリカルレンズ６６の形状に合わせる必要がないため、レンズ固定用凹部７５の形成を容易に行うことができるという利点がある。なお、この構成では、レンズ固定用凹部７５が、本発明の凹部に相当し、内壁７５ａ，７５ｂが、本発明の挟持部に相当する。

また、図９に示すシリンドリカルレンズ６６の固定機構は、上記実施形態のシリンドリカルレンズ６６の固定機構（図５）と比較すると、シリンドリカルレンズ６６とほぼ同一形状のレンズ固定用凹部７１に代えて、平面視で凹字形状のレンズ固定用凹部７６が形成されている点が異なる。具体的には、レンズ固定用凹部７６における主走査方向両端部分の光軸方向の幅Ｗ１が、シリンドリカルレンズ６６の光軸方向の全長よりもやや小さく形成されており、また、レンズ固定用凹部７６における主走査方向中央部分の光軸方向の幅Ｗ２が、シリンドリカルレンズ６６における対応部分の光軸方向の幅よりもやや小さく形成されている。このため、シリンドリカルレンズ６６をレンズ固定用凹部７６に収容した状態では、シリンドリカルレンズ６６が、その入射面６６ａにおける主走査方向両端部及び中央部と、出射面６６ｂにおける主走査方向中央部とから、対向するレンズ固定用凹部７６の内壁７６ａ，７６ｂに挟持された状態となる。このように、シリンドリカルレンズ６６の主走査方向中央部を入射面６６ａ側及び出射面６６ｂ側の両側から挟持するため、図８に示した構成に比べ、シリンドリカルレンズ６６の変形をより確実に防止することができる。また、この構成によっても、レンズ固定用凹部７６の形成を容易に行うことができる。なお、この構成では、レンズ固定用凹部７６が、本発明の凹部に相当し、内壁７６ａ，７６ｂが、本発明の挟持部に相当する。

一方、図１０に示すシリンドリカルレンズ６６の固定機構は、上記実施形態のシリンドリカルレンズ６６の固定機構（図５）と比較すると、シリンドリカルレンズ６６とほぼ同一形状のレンズ固定用凹部７１に代えて、シリンドリカルレンズ６６の出射面６６ｂに対応した形状の内壁７７ｂを有するレンズ固定用凹部７７が形成されている点、及び、３つのばね７８を用いている点が異なる。具体的には、レンズ固定用凹部７７の光軸方向の幅が、シリンドリカルレンズ６６の光軸方向の全長よりも長く形成されている。そして、シリンドリカルレンズ６６は、レンズ固定用凹部７７に収容された状態で、入射面６６ａと、入射面６６ａに対向するレンズ固定用凹部７７の内壁７７ａとの間であって、主走査方向両端部及び中央部に配置されたばね７８により、出射面６６ｂを対向するレンズ固定用凹部７７の内壁７７ｂに押し当てる向きに付勢されている。こうして、レンズ固定用凹部７７の内壁７７ｂと、ばね７８とにより、シリンドリカルレンズ６６が挟持されている。したがって、この構成によっても、シリンドリカルレンズ６６の変形を防止することができる。特に、ばね７８を用いているため、シリンドリカルレンズ６６を適度な押圧力で挟持することができる。なお、この構成では、レンズ固定用凹部７７が、本発明の凹部に相当し、ばね７８が、本発明の弾性体に相当する。

一方、上記実施形態のシリンドリカルレンズ６６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で構成されているが、これには限られず、次のような吸湿性が高い樹脂材料で構成してもよい。例えば、ＰＭＭＡ樹脂や、アクリレート又はアクリレート系化合物を含む共重合体、あるいはアクリレート又はアクリレート系化合物の重合体を含む混合物、ＭＳ樹脂、芳香族カーボネート又は芳香族カーボネート系化合物を含む共重合体、あるいは芳香族カーボネート又は芳香族カーボネート系化合物の重合体を含む混合物、芳香族カーボネート又は芳香族カーボネート系化合物とスチレン又はスチレン系化合物との共重合体、あるいは芳香族カーボネート又は芳香族カーボネート系化合物の重合体とスチレン又はスチレン系化合物の重合体との混合物などである。

また、上記実施形態では、セラミック製の筐体７０を用いたが、これに限ったものではなく、例えば樹脂製の筐体７０を用いてもよい。
また、上記実施形態においては、本発明に係るレンズを固定するための機構をシリンドリカルレンズ６６の固定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６４）を固定するための機構に採用してもよい。

実施形態のレーザプリンタ１の概略側断面図である。 スキャナユニットを図１の上方から見た場合の各部の位置関係を示す模式図である。 シリンドリカルレンズの形状を説明するための説明図である。 図３（ｃ）の拡大図である。 実施形態のスキャナユニットにおけるシリンドリカルレンズの固定機構を説明するための説明図である。 第１変形例のスキャナユニットにおけるシリンドリカルレンズの固定機構を説明するための説明図である。 第２変形例のスキャナユニットにおけるシリンドリカルレンズの固定機構を説明するための説明図である。 第３変形例のスキャナユニットにおけるシリンドリカルレンズの固定機構を説明するための説明図である。 第４変形例のスキャナユニットにおけるシリンドリカルレンズの固定機構を説明するための説明図である。 第５変形例のスキャナユニットにおけるシリンドリカルレンズの固定機構を説明するための説明図である。 補強用のリブが形成されているシリンドリカルレンズの形状を説明するための説明図である。

１…レーザプリンタ、４１…感光ドラム、４２…スコロトロン型帯電器、４３…転写ローラ、５１…現像ローラ、６０…スキャナユニット、６１…レーザ発光部、６２…ポリゴンモータ、６３…ポリゴンミラー、６４…ｆθレンズ、６５…折り返しミラー、６６…シリンドリカルレンズ、６６ａ…入射面、６６ｂ…出射面、６６ｈ…位置決め用突出部、６７…反射ミラー、７０…筐体、７１，７５，７６，７７…レンズ固定用凹部、７１ａ，７１ｂ，７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ…内壁、７２…嵌合凹部、７３…壁部、８０…定着部、Ｐ…用紙

Claims (10)

1. レーザビームを出射する出射手段と、
   該出射手段からのレーザビームを主走査方向に偏向走査する偏向手段と、
   該偏向手段からのレーザビームが通過する位置に設けられる樹脂製のレンズと、
   該レンズを定位置に固定する固定手段と、
   を備えた光走査装置において、
   前記レンズは、当該レンズの副走査方向の両端部に補強用のリブが形成されていない形状のものであり、副走査方向から見て、その入射面がレーザビームが進行する方向へ向けてその主走査方向中央が落ち込むように凹状に湾曲し、かつ、その出射面がレーザビームが進行する方向へ向けてその主走査方向中央が突出するように凸状に湾曲しており、
   前記固定手段は、前記レンズの底面を収容する凹部を有しており、前記凹部には、前記レンズの出射面における主走査方向中央部に当接する平面状の出射面側内壁と、該出射面側内壁と所定の幅を空けて対向し、前記レンズの入射面における主走査方向両端部に当接する平面状の入射面側内壁とが少なくとも形成され、
   前記出射面側内壁及び前記入射面側内壁が、前記レンズにおけるレーザビームの入射面側及び出射面側の両側から該レンズに当接して該レンズを挟持する挟持部として機能すること、
   を特徴とする光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置において、
   前記凹部は、副走査方向から見て長方形状であること
   を特徴とする光走査装置。
3. 請求項１に記載の光走査装置において、
   前記凹部は、副走査方向から見て主走査方向中央部の光軸方向の幅が主走査方向両端部の光軸方向の幅よりも短い凹字形状であり、
   前記挟持部は、前記レンズをその主走査方向中央部において入射面側及び出射面側の両側から挟持すること
   を特徴とする光走査装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置において、
   前記固定手段は、前記レンズの両端部が主走査方向に伸縮することを許容する隙間を設けた状態で、該レンズを固定すること、
   を特徴とする光走査装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光走査装置において、
   前記レンズの主走査方向の中央部を、該主走査方向において位置決めする位置決め手段を備えていること、
   を特徴とする光走査装置。
6. 請求項５に記載の光走査装置において、
   前記位置決め手段は、前記レンズから突出した突出部と、前記固定手段に設けられ、前記突出部と嵌合する嵌合部とから構成されること、
   を特徴とする光走査装置。
7. 請求項６に記載の光走査装置において、
   前記突出部と前記嵌合部とは、接着剤により接着されていること、
   を特徴とする光走査装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光走査装置において、
   前記挟持部は、前記レンズの主走査方向における両端部に当接する部分が、該レンズの主走査方向における中央部に当接する部分に比べ、副走査方向の当接範囲が大きく形成されていること、
   を特徴とする光走査装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の光走査装置において、
   前記固定手段は、セラミック製であること、
   を特徴とする光走査装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の光走査装置と、
    該光走査装置から照射されるレーザビームにより静電潜像が形成される感光体と、
    該感光体に形成された静電潜像を現像剤で現像して現像剤像を形成する現像手段と、
    該現像手段により前記感光体に形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、
    該転写手段により記録媒体に転写された現像剤像を該記録媒体に定着させる定着手段と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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