JP4419505B2 - シリンドリカルレンズ、光学走査装置および画像形成装置 - Google Patents

シリンドリカルレンズ、光学走査装置および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、レーザビームが透過する部分に歪みや反りを発生させることなく、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を小さく抑える技術に関する。
従来より、レーザプリンタ等には、画像形成のためのレーザビームを、ポリゴンミラー等によって一定方向（主走査方向）に偏向して感光体の上に照射する光学走査装置が備えられている。
この種の光学走査装置においては、次のようにレーザビームを走査にて感光体の上に照射する。すなわち、印刷される画像のデータに応じてレーザ発光部より発光されるレーザビームを、ポリゴンモータにて回転駆動されるポリゴンミラーによって主走査方向に偏向する。そして、このレーザビームを、ｆθレンズを透過させた後に、レーザビームの進行方向およびレーザビームの走査方向に対して直交する方向である副走査方向にシリンドリカルレンズによって収斂させる。さらに、収斂させたレーザビームを折り返しミラーなどの反射鏡によって反射して、回転駆動されるドラム状の感光体の上に照射し、感光体の表面に静電潜像を形成している。
また、上述のような光学走査装置に用いられるシリンドリカルレンズにおいては、熱可塑性樹脂成形材料などのプラスチック材料により成形されたものが使用されるようになってきている（例えば、特許文献１参照。）。このようなプラスチック製のシリンドリカルレンズ（以下、単にシリンドリカルレンズと称す。）は、所定形状の金型にプラスチック材料を供給して金型で圧縮成形し、その後、圧縮成形されたプラスチック材料を金型内で充分に冷却してから取り出すことにより成形される。
ところで、図６に例示するように、上述のようなシリンドリカルレンズの中には、シリンドリカルレンズ本体２０４ａにおける副走査方向の両端に、レーザビームが透過する可能性がある部分である「レンズ有効領域」よりも張り出したリブ２０４ｂ，２０４ｃを設けたものがある。
しかし、上述のように構成されたシリンドリカルレンズでは、圧縮成形されたプラスチック材料を冷却する際に、その内部と表面とで温度差が生じ、表面が先に固化する。その後、プラスチック材料の内部も徐々に固化するが、このとき、上述のリブがシリンドリカルレンズ本体よりも先に冷却してその内部に引っ張り応力が残留することがある。すると、この残留した引っ張り応力が原因となってリブが、まだ固化していないシリンドリカルレンズ本体を引っ張ってシリンドリカルレンズ本体に歪みや反りが発生し、この歪みや反りによってシリンドリカルレンズの光学特性が悪化してしまう。
このため、上述した従来機構のシリンドリカルレンズでは、「レンズ有効領域」に歪みや反りが発生しないようにするため、リブとレンズ有効領域との間にマージンを大きく設けていた。
特開２０００−３５２６７９号公報（第８頁、図１）
しかし、上述のようなシリンドリカルレンズにおいては、レンズ有効領域に歪みや反りが発生しないようにするために、リブとレンズ有効領域との間にマージンを大きく設けていたので、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法が大きくなってしまい、それに起因して光学走査装置や、更には光学走査装置を備えた画像形成装置における副走査方向の高さ方向の寸法が大きくなるという問題があった。
本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、レーザビームが透過する部分に歪みや反りを発生させることなく、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を小さく抑える技術を提供することにある。
上記課題を解決するためになされた請求項１に係るシリンドリカルレンズは、主走査方向に偏向されたレーザビームを副走査方向に収斂させる、面倒れ補正機能を有する樹脂製のシリンドリカルレンズであって、前記レーザビームが透過する可能性がある部分であるレンズ有効領域における、前記レーザビームが入射する入射面または前記レーザビームが出射する出射面の少なくとも一方は、凸状に湾曲しており、さらに、前記レンズ有効領域における副走査方向に位置する、前記レーザビームが透過する可能性がない部分である非レンズ有効領域の少なくとも一方は、前記主走査方向に対して直交する断面において、前記レンズ有効領域における凸状部分よりも突出しないよう構成されていることを特徴とする。
従来のシリンドリカルレンズ（２０４：この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄で用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。）では、副走査方向の両端にリブ（２０４ｂ，２０４ｃ）を設けたことによって発生する引っ張り応力が原因となってシリンドリカルレンズ本体（２０４ａ）に歪みや反りが発生することを防ぐため、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を大きく設定していた。
しかしながら、本発明のシリンドリカルレンズ（６４）は、次のように構成されているため上述のようなリブを有していない。すなわち、レーザビームが透過する可能性がある部分である「レンズ有効領域」（６４ｃ）における、レーザビームが入射する入射面（６４ａ）またはレーザビームが出射する出射面（６４ｂ）の少なくとも一方が、凸状に湾曲しており、さらに、レンズ有効領域における副走査方向に位置する、レーザビームが透過する可能性がない部分である「非レンズ有効領域」（６４ｄ，６４ｅ）の少なくとも一方が、主走査方向に対して直交する断面において、レンズ有効領域における凸状部分（６４ｆ）よりも突出しないよう構成されている。このことにより、レーザビームが透過する部分に歪みや反りを発生させることなく、従来のようにシリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を大きく設定する必要がない分、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を小さく抑えることができる。
この場合、請求項２のように、レンズ有効領域における副走査方向の両端それぞれに位置する、レーザビームが透過する可能性がない部分である「非レンズ有効領域」の両方が、上述のように、主走査方向に対して直交する断面において、レンズ有効領域における凸状部分よりも突出しないよう構成されていることがシリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を小さく抑えるためにはより好ましい。
また、上述の請求項１に係る発明では、レンズ有効領域における光軸方向の端面（入射面または出射面）が凸状に湾曲している場合を対象としているが、レンズ有効領域における光軸方向の端面（入射面または出射面）が凹状に湾曲している場合についても対象とすることができる。すなわち、請求項３に係る発明のシリンドリカルレンズ（１０４）は、次のように構成されているため上述のようなリブを有していない。具体的には、「レンズ有効領域」（１０４ｃ）における、レーザビームが入射する入射面（１０４ａ）またはレーザビームが出射する出射面（１０４ｂ）の少なくとも一方が凹状に湾曲し、且つ主走査方向に対して直交する断面において、上述の凹状部分が一つの関数を用いて表現可能である。さらに、レンズ有効領域における副走査方向に位置する「非レンズ有効領域」（１０４ｄ，１０４ｅ）の少なくとも一方が、レンズ有効領域の主走査方向に対して直交する断面において、レンズ有効領域における凹状の湾曲部分を一つの関数に従って延長した曲線から突出しないよう構成されている。なお、上述の「関数」とは、副走査方向をＸ軸とし、主走査方向をＹ軸とし、光軸方向をＺ軸とするＸＹＺ座標上における、主走査方向（Ｙ軸）に対して直交する断面（ＸＺ平面）における光軸方向の縁部の各点の位置を特定するものである。このことにより、レーザビームが透過する部分に歪みや反りを発生させることなく、従来のようにシリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を大きく設定する必要がない分、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を小さく抑えることができる。
この場合、請求項４のように、レンズ有効領域における副走査方向の両端それぞれに位置する、レーザビームが透過する可能性がない部分である「非レンズ有効領域」の両方が、上述のように、主走査方向に対して直交する断面において、レンズ有効領域における凹状の湾曲部分を一つの関数に従って延長した曲線から突出しないよう構成されていることがシリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を小さく抑えるためにはより好ましい。
さらに、シリンドリカルレンズを次のように構成しても、上述のような問題を解決することができる。すなわち、請求項５に係る発明のシリンドリカルレンズ（１１４，１２４）は、主走査方向に対して直交する断面における光軸方向の縁部（１１４ｂ，１２４ａ）が、直線または曲線であり、さらに、光軸方向と、縁部が直線である場合においては当該直線、あるいは、縁部が曲線である場合においては当該曲線上の任意点における接線とがなす鋭角が、８０度以上９０度以下の範囲内となるよう構成されている。このことにより、レーザビームが透過する部分に歪みや反りを発生させることなく、従来のようにシリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を大きく設定する必要がない分、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を小さく抑えることができる。
また、上述のようにリブを設けない場合、請求項６のように、光軸方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＤMAX（ｍｍ）と、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨMAX（ｍｍ）との間には、次の関係式（１）が成立するよう構成することがより好ましい。
関係式（１）：ＨMAX≦３ＤMAX
なお、上述のようにシリンドリカルレンズを構成してシリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を小さく抑えることにより、光学走査装置における副走査方向の寸法が小さく抑えられることが期待できる。さらに、光学走査装置における副走査方向の寸法が小さく抑えられた場合には、光学走査装置を備えた画像形成装置における高さ方向の寸法が小さく抑えられることが期待できる。
ところで、成形時において樹脂材料を金型に流し込む際には、ほぼ均等な速度で金型の内部空間に行き渡るようにすることが望ましい。そこで、請求項７のように、レンズ有効領域における主走査方向に対して直交する断面のうち最も面積が小さい断面の断面積値ＳMIN（ｍｍ2）と、最も面積が大きい断面の断面積値ＳMAX（ｍｍ2）との間には、次の関係式（２）が成立するよう構成することが考えられる。
関係式（２）：ＳMAX／ＳMIN≦１．６
このように、レンズ有効領域における主走査方向に対して直交する断面の断面積変化を小さくすれば、成形時において金型に流し込まれた樹脂材料がほぼ均等な速度で金型の内部空間に行き渡るので、成形品の品質を向上させることができる。
また、上述のように、成形時において樹脂材料を金型に流し込む際において、ほぼ均等な速度で金型の内部空間に行き渡るようにするには、主走査方向に対して直交する断面の断面積変化を小さくすることが有効である。具体的には、請求項１，３，５のように、主走査方向に対して直交する断面のうち、主走査方向の一方の端面からの距離が距離Ｙ（ｍｍ）である断面における光軸方向の寸法値ＤY（ｍｍ）、または当該断面における副走査方向の寸法値ＨY（ｍｍ）の何れか一方の値が当該主走査方向の一方の端面から遠ざかるに従い増加するときには、他方の値が減少するよう構成することが考えられる。このように、主走査方向に対して直交する断面の断面積変化を小さくすれば、成形時において金型に流し込まれた樹脂材料がほぼ均等な速度で金型の内部空間に行き渡り、成形品の品質を向上させることができる。
なお、上述のシリンドリカルレンズの樹脂材料としては、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、ＰＭＭＡ樹脂、アクリレートまた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また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―トまたは芳香族カーボネ―ト系化合物を含む共重合体、あるいは芳香族カーボネ―トまたは芳香族カーボネ―ト系化合物の重合体を含む混合物、芳香族カーボネ―トまたは芳香族カーボネ―ト系化合物とスチレンまた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―トまたは芳香族カーボネ―ト系化合物の重合体とスチレンまたはスチレン系化合物の重合体との混合物などが挙げられる。
ところで、シリンドリカルレンズが、上述の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以外の材料のような吸湿性が高い樹脂材料にて構成されている場合には、レンズ有効領域における光軸方向の端面やシリンドリカルレンズにおける副走査方向の端面から水分の浸透を受け、その内部における屈折率が変化する。特に、例えばレンズ有効領域における光軸方向の端面から水分が浸透し、且つシリンドリカルレンズにおける副走査方向の端面から水分が浸透するといった具合に、複数方向から水分が浸透することによってレンズ有効領域における屈折率の分布が複雑になると、レンズ有効領域を透過するレーザビームが一様には屈折せず、レーザビームが感光体に照射される精度が低下して画質が低下するおそれがある。そこで、請求項８のように、光軸方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＤMAX（ｍｍ）と、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨMAX（ｍｍ）と、レンズ有効領域における副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢMAX（ｍｍ）との間には、次の関係式（３）が成立するよう構成することが考えられる。
関係式（３）：ＨMAX―ＨＢMAX＞ＤMAX
このようにすれば、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の端面からレンズ有効領域までの距離（（ＨMAX―ＨＢMAX）／２）が、シリンドリカルレンズにおける光軸方向の端面からレンズ有効領域の中心までの距離（ＤMAX／２）よりも大きいので、副走査方向の端面からレンズ有効領域まで水分が浸透する時間が、レンズ面からレンズ有効領域に水分が浸透する時間よりも長くかかり、複数方向から水分が浸透することによってレンズ有効領域における屈折率の分布が複雑になることを防ぐことができる。
一方、シリンドリカルレンズは、次のように構成することが考えられる。すなわち、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨMAX（ｍｍ）と、レンズ有効領域における副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢMAX（ｍｍ）との間には、次の関係式（４）が成立するよう構成することが考えられる（請求項９）。
関係式（４）：ＨＢMAX＜ＨMAX≦３ＨＢMAX
また、請求項１０のように、レンズ有効領域における副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢMAX（ｍｍ）と、レンズ有効領域を透過するレーザビームの径φ（ｍｍ）との間には、次の関係式（５）が成立するよう構成することが考えられる。
関係式（５）：φ+１．５＜ＨＢMAX≦３（φ+１．５）
このようにシリンドリカルレンズを関係式（４）または関係式（５）のように構成することにより、非レンズ有効領域における副走査方向の寸法を必要以上に大きくすることを防ぐことができ、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を小さく抑えることができる。
ところで、例えば上述のようなシリンドリカルレンズを光学走査装置に取り付ける際には、シリンドリカルレンズを透過したレーザビームが感光体に精度よく照射するために、光学走査装置に対する主走査方向への移動を規制するとともに、光学走査装置に対する光軸方向への移動を規制する必要がある。そこで、請求項１１のように、設置される際に少なくとも主走査方向の位置決めに利用される位置決め用突起部（６４ｇ）を備えることが考えられる。このようにすれば、例えばシリンドリカルレンズを光学走査装置（５０）に取り付けた際に、位置決め用突起部を光学走査装置の筺体（５１）の所定部分に係合させて少なくとも主走査方向への移動を規制することにより、少なくとも主走査方向の位置を決めることができる。
この場合、位置決め用突起部（１４５）の厚みの寸法をシリンドリカルレンズ本体の厚みよりも小さくすることが考えられる。すなわち、図４（ｃ）および図４（ｄ）に例示するように、位置決め用突起部が副走査方向における端面から延出しており、さらに、位置決め用突起部の主走査方向に対して直交する断面における光軸方向の寸法値ＲＤ（ｍｍ）を、光軸方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＤMAX（ｍｍ）よりも小さく構成することが考えられる（請求項１２）。このようにすれば、成形時において、位置決め用突起部をシリンドリカルレンズにおける位置決め用突起部以外よりも早く冷却させることができ、シリンドリカルレンズのレンズ面に歪みや反りが発生することがない。
また、位置決め用突起部の幅方向の寸法を、シリンドリカルレンズ本体の幅方向の寸法よりも小さくすることが考えられる。すなわち、図４（ａ）および図４（ｂ）に例示するように、位置決め用突起部（１３５）が副走査方向における端面から延出しており、さらに、位置決め用突起部の副走査方向に対して直交する断面における主走査方向の寸法値ＲＬ（ｍｍ）を、レンズ有効領域における主走査方向の寸法値Ｌ（ｍｍ）よりも小さく構成することが考えられる（請求項１３）。このようにすれば、成形時において、位置決め用突起部をシリンドリカルレンズにおける位置決め用突起部以外よりも早く冷却させることができ、シリンドリカルレンズのレンズ面に歪みや反りが発生することがない。
ところで、上述のような位置決め用突起部を、副走査方向における端面以外、例えば主走査方向におけるレーザビームが照射される領域外に設けてもよい。具体的には、図４（ｅ）に例示するように、位置決め用突起部（１５５）が、主走査方向におけるレーザビームが透過する可能性がない部分の少なくとも一方に設けられていることが考えられる（請求項１４）。このように構成すれば、成形時において、位置決め用突起部が冷却することによる引っ張り応力の影響が、位置決め用突起部に及ぼされにくいので、シリンドリカルレンズ（１５４）のレンズ面に歪みや反りが発生することがない。
ところで、例えば、光学走査装置を組み立てる際に、上述のようなシリンドリカルレンズを作業台に置くときには、シリンドリカルレンズのレンズ有効領域の表面が作業台に触れてしまい、作業台に付着していた汚れがレンズ有効領域の表面に転移することがある。そこで、図４（ｅ）に例示するように、主走査方向における両端付近それぞれから延出し、且つその先端部がレンズ有効領域における光軸方向の最も外側よりもさらに外側に位置する延出部（１５５）を備えることが考えられる（請求項１５）。このようにすれば、上述のようなシリンドリカルレンズ（１５４）を作業台に置くときには、シリンドリカルレンズにおける主走査方向の両端に設けた延出部の先端が作業台に触れることにより、レンズ有効領域の表面が作業台に触れないので、作業台に付着していた汚れがレンズ有効領域の表面に転移することを防ぐことができる。
なお、上述のシリンドリカルレンズは、次のように構成された光学走査装置に用いられる。すなわち、請求項１６に係る光学走査装置（５０）は、所定の画像データに基づいてレーザビームを発光するレーザ発光部と、前記レーザ発光部から発光されたレーザビームを、ポリゴンモータ（６０）に回転駆動されながら反射するポリゴンミラー（６１）と、前記ポリゴンミラーに反射されたレーザビームを、走査速度変換機能を有するｆθレンズ（６２）、および請求項１〜請求項１５の何れかに記載のシリンドリカルレンズ（６４）の少なくとも各１枚ずつのレンズを経由して感光体に照射する光学レンズ系（６２，６４）と、を備えることを特徴とする。
この場合、光学レンズ系においては、ポリゴンミラーに反射されたレーザビームが進行する光路上に、ｆθレンズおよびシリンドリカルレンズの順に配置していることが考えられる（請求項１７）。
また、上述の光学走査装置は、次のように構成された画像形成装置に用いられる。すなわち、請求項１８に係る画像形成装置（１）は、請求項１６または請求項１７に記載の光学走査装置と、前記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（２３）と、前記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（２７）と、前記現像部によって形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写部（２５）と、前記転写部によって転写された現像剤像を前記記録媒体に定着させる定着手段（１９）と、を備えることを特徴とする。
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうることは言うまでもない。
図１は、本発明が適用された実施例のレーザプリンタ１を示す概略断面図である。
［レーザプリンタ１の構成の説明］
本実施例のレーザプリンタ１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、および定着手段としての定着装置１９等を備えている。また、レーザプリンタ１は、ＬＣＤやＬＥＤ等により構成され、レーザプリンタ１の作動状況等を表示する表示部２ａ、および各種設定入力用スイッチや電源スイッチ等によって構成され、レーザプリンタ１の動作設定等を行う操作部２ｂを本体ケース２の上部に備えている。また、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。なお、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。なお、以降、このレーザプリンタ１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を「後部」とする。
［フィーダ部４の構成の説明］
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１では、一つフィーダ部４を備えているが、これには限られず、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９ａと駆動ローラ９ｂ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の構成の説明］
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、感光体としての感光体ドラム２３、帯電手段としてのスコロトロン型帯電器３７、転写部としての転写ローラ２５等を有するドラムカートリッジと、そのドラムカートリッジに着脱自在な現像カートリッジ２４とから構成されている。現像カートリッジ２４は、トナー収容部２６、現像部としての現像ローラ２７、層厚規制ブレード２８、トナー供給ローラ２９等を備えている。なお、上述の感光体ドラム２３および現像ローラ２７は、略水平に配置されている。
トナー収容部２６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、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、ドラム本体が接地されると共に、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、正極性に帯電した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の回転に伴なって、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の構成の説明］
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り、プロセスユニット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の構成の説明］
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の内部に、レーザ発光部（図示せず）、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、ｆθレンズ６２、折り返しミラー６３、シリンドリカルレンズ６４、反射ミラー６５などを備えている。そして、このスキャナユニット５０は、レーザ発光部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進行する光路上に、ｆθレンズ６２、折り返しミラー６３、シリンドリカルレンズ６４、反射ミラー６５の順に透過または反射するよう設置した構成を有している。なお、ｆθレンズ６２およびシリンドリカルレンズ６４は、特許請求の範囲における「光学レンズ系」に該当する。
［ポリゴンモータ６０およびポリゴンミラー６１の構成の説明］
このうち、ポリゴンモータ６０は、その一部が、プロセスユニット１８の感光体ドラム２３の最上部と定着装置１９の加熱ローラ３１の最上部との間を結ぶ線分（図１における「ポリゴンモータの位置の基準線」を参照。）よりも下方に位置するよう配置されている。なお、この場合、画像形成位置Ｐにてトナー像を転写された用紙が感光体ドラム２３および転写ローラ２５の回転によってプロセスユニット１８から定着装置１９へ搬送されるのを妨げないように、ポリゴンモータ６０（またはトレイ５２）の最下部が、レーザプリンタ１の水平方向において、プロセスユニット１８の感光体ドラム２３の最下部と定着装置１９の加熱ローラ３１の最下部との間を結ぶ線分（図１の「用紙の通過ライン」を参照。）よりも上方に位置するよう配置する必要がある。そして、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、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。
［ｆθレンズ６２および折り返しミラー６３の構成の説明］
また、ｆθレンズ６２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おり、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、折り返しミラー６３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おり、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。
［シリンドリカルレンズ６４の構成の説明］
また、シリンドリカルレンズ６４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おり、折り返しミラー６３によって反射されたレーザビームを副走査方向に収斂させる、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６４について図２を参照して説明する。なお、図２は実施例のシリンドリカルレンズを示す概略断面図であり、(ａ)は平面図であり、（ｂ）はＡ1Ａ1断面図であり、（ｃ）はＢ1部（断面部）の拡大図である。また、以降、このシリンドリカルレンズ６４において、折り返しミラー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６４へ向けて進行する方向を光軸方向とし、折り返しミラー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６４を通過する際に左右に走査す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６４は、図２(ａ)および図２（ｂ）に示すように、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２（ａ）のＡ1Ａ1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、シリンドリカルレンズ６４は、図２(ａ)に示すように、折り返しミラー６３（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である入射面６４ａと、入射面６４ａから入射したレーザビームが出射する側である出射面６４ｂを有している。このうち入射面６４ａ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６４ｂ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。
また、シリンドリカルレンズ６４は、レンズ有効領域６４ｃと第一の非レンズ有効領域６４ｄと第二の非レンズ有効領域６４ｅとに区分される。このうちレンズ有効領域６４ｃは、折り返しミラー６３によって反射されたレーザビームが透過する可能性がある部分である。また、第一の非レンズ有効領域６４ｄおよび第二の非レンズ有効領域６４ｅは、折り返しミラー６３によって反射されたレーザビームが透過する可能性がない部分であり、レンズ有効領域６４ｃを挟んで副走査方向側にそれぞれ位置している。
次に、シリンドリカルレンズ６４の主走査方向に対して直交する断面について図２（ｃ）を参照しながら説明する。なお、Ａ1Ａ1断面と、Ａ1Ａ1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６４ｃにおける副走査方向の寸法値ＨＢ（ｍｍ）、入射面６４ａの湾曲具合、および出射面６４ｂの湾曲具合が同じであり、且つ光軸方向の寸法値Ｄ（ｍｍ）が異なるよう構成されているので、ここでは主走査方向に対して直交する断面を代表してＡ1Ａ1断面について説明し、その他の断面についての説明は省略する。
まず、上述の入射面６４ａは、Ａ1Ａ1断面において直線状に形成されている。このことにより、第一の非レンズ有効領域６４ｄの入射面６４ａ側および第二の非レンズ有効領域６４ｅの入射面６４ａ側は、Ａ1Ａ1断面において、レンズ有効領域６４ｃの入射面６４ａ側よりも突出しないよう構成されている。一方、出射面６４ｂは、Ａ1Ａ1断面において凸状に湾曲している。このことにより、第一の非レンズ有効領域６４ｄの出射面６４ｂ側および第二の非レンズ有効領域６４ｅの出射面６４ｂ側は、Ａ1Ａ1断面において、レンズ有効領域６４ｃの出射面６４ｂ側（図２（ｃ）の凸状部分６４ｆ）よりも突出しないよう構成されている。
また、シリンドリカルレンズ６４における主走査方向の両端には、位置決め用突起部６４ｇが設けられている。この位置決め用突起部６４ｇは、シリンドリカルレンズ６４がスキャナユニット５０内に設置される際に光軸方向の位置決めに利用される。
なお、入射面６４ａの形状および出射面６４ｂの形状は、シリンドリカルレンズ６４が上述の面倒れ補正機能を奏するよう設定されている。
ところで、本出願人は、シリンドリカルレンズ６４における副走査方向の寸法を小さくする観点から様々な試験を行った。その結果、本出願人は、シリンドリカルレンズ６４について、次に挙げる(イ)〜（ホ）のような構成とすることが望ましいとの結論を得た。
すなわち、(イ)シリンドリカルレンズ６４においては、光軸方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＤMAX（ｍｍ）と、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨMAX（ｍｍ）との間に次の関係式（１）が成立することが望ましい(図２(ｃ)を参照。)。
関係式（１）：ＨMAX≦３ＤMAX
また、(ロ)シリンドリカルレンズ６４においては、主走査方向に対して直交する断面のうち最も面積が小さい断面の断面積値ＳMIN（ｍｍ2）と、同じく最も面積が大きい断面の断面積値ＳMAX（ｍｍ2）との間には、次の関係式（２）が成立することが望ましい(図２(ｃ)を参照。)。
関係式（２）：ＳMAX／ＳMIN≦１．６
さらに、(ハ)シリンドリカルレンズ６４においては、主走査方向に対して直交する断面のうち最も面積が小さい断面の断面積値ＳMIN（ｍｍ2）と、レンズ有効領域６４ｃにおける主走査方向の寸法値Ｌ（ｍｍ）との間には、次の関係式（Ａ）が成立することが望ましい(図２(ａ)および図２(ｃ)を参照。)。
関係式（Ａ）：Ｌ／ＳMIN≧４
また、(ニ)シリンドリカルレンズ６４においては、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨMAX（ｍｍ）と、レンズ有効領域６４ｃにおける副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢMAX（ｍｍ）との間には、次の関係式（４）が成立することが望ましい(図２(ｃ)を参照。)。
関係式（４）：ＨＢMAX＜ＨMAX≦３ＨＢMAX
また、（ホ）レンズ有効領域６４ｃにおける副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢMAX（ｍｍ）と、レンズ有効領域６４ｃを透過するレーザビームの径φ（ｍｍ）との間には、次の関係式（５）が成立することが望ましい(図２(ｃ)を参照。)。
関係式（５）：φ+１．５＜ＨＢMAX≦３（φ+１．５）
［スキャナユニット５０のその他の構成の説明］
また、図１に示すように、反射ミラー６５は、プロセスユニット１８の現像ローラ２７の上方に配置されており、シリンドリカルレンズ６４を通過したレーザビームを、感光体ドラム２３の表面へ向けて反射する。
また、筐体５１は、本体ケース２にねじなどによって固定されたトレイ５２と、トレイ５２の上方を覆い塞ぐ上蓋部材５３とから構成されており、上述のレーザ発光部（図示せず）、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、ｆθレンズ６２、シリンドリカルレンズ６４、折り返しミラー６３、反射ミラー６５などを内包するような形状に形成されている。
以上のように構成されたスキャナユニット５０では、印刷処理の際に、所定の画像データに基づくレーザビームを感光体ドラム２３に照射する。具体的には、レーザ発光部が、所定の画像データに基づくレーザビームをポリゴンミラー６１の鏡面へ向けて照射する。すると、ポリゴンミラー６１の鏡面に照射されたレーザビームは、ポリゴンモータ６０により回転駆動されたポリゴンミラー６１によって主走査方向に走査しながら折り返しミラー６３へ向けて反射される。さらに、このレーザビームは、ｆθレンズ６２によって等速度走査に変換されたのちに、折り返しミラー６３に照射され、折り返しミラー６３によって反射ミラー６５へ向けて反射される。そして、このレーザビームは、シリンドリカルレンズ６４によって副走査方向に収斂されたのちに、反射ミラー６５によってプロセスユニット１８の感光体ドラム２３の表面に高速走査にて反射される。
なお、本実施例のレーザプリンタ１のその他の構成は、公知技術に従っているので、ここでは詳細な説明は省略する。
［効果］
このように本実施例のレーザプリンタ１によれば、次のような効果を奏する。
（１）すなわち、従来のシリンドリカルレンズでは、副走査方向の両端にリブを設けたことによって発生する引っ張り応力が原因となってシリンドリカルレンズ本体に歪みや反りが発生することを防ぐため、シリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を大きく設定していた。本実施例のシリンドリカルレンズ６４では、主走査方向に対して直交する断面において、各非レンズ有効領域の入射面６４ａ側が、入射面６４ａが直線状に形成されることにより、レンズ有効領域６４ｃの入射面６４ａ側よりも突出しないよう構成され、各非レンズ有効領域の出射面６４ｂ側が、出射面６４ｂが凸状に湾曲することにより、レンズ有効領域６４ｃの出射面６４ｂ側よりも突出しないよう構成されている。このことにより、従来のようにシリンドリカルレンズにおける副走査方向の寸法を大きく設定する必要がない分、レンズ有効領域６４ｃに歪みや反りを発生させることなくシリンドリカルレンズ６４における副走査方向の寸法を小さく抑えることができる。そして、上述のようにシリンドリカルレンズ６４を構成してシリンドリカルレンズ６４における副走査方向の寸法を小さく抑えたことにより、スキャナユニット５０における副走査方向の寸法が小さく抑えられることが期待できる。さらに、スキャナユニット５０における副走査方向の寸法が小さく抑えられた場合には、スキャナユニット５０を備えたレーザプリンタ１における高さ方向の寸法が小さく抑えられることが期待できる。
（２）また、本実施例のシリンドリカルレンズ６４においては、レンズ有効領域６４ｃにおける主走査方向に対して直交する断面のうち最も面積が小さい断面の断面積値ＳMIN（ｍｍ2）と、同じく最も面積が大きい断面の断面積値ＳMAX（ｍｍ2）との間には、上述の関係式（２）が成立するよう構成したので、レンズ有効領域６４ｃにおける主走査方向に対して直交する断面の断面積変化を小さくすれば、成形時において金型に流し込まれた樹脂材料がほぼ均等な速度で金型の内部空間に行き渡り、成形品の品質を向上させることができる。
（３）さらに、シリンドリカルレンズ６４においては、レンズ有効領域６４ｃにおける主走査方向に対して直交する断面のうち最も面積が小さい断面の断面積値ＳMIN（ｍｍ2）と、レンズ有効領域６４ｃにおける主走査方向の寸法値Ｌ（ｍｍ）との間には、上述の関係式（Ａ）が成立するよう構成したので、シリンドリカルレンズ６４における副走査方向の寸法をより小さく抑えることができる。
（４）また、シリンドリカルレンズ６４においては、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨMAX（ｍｍ）と、レンズ有効領域６４ｃにおける副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢMAX（ｍｍ）との間には、上述の関係式（４）が成立するよう構成したので、各非レンズ有効領域における副走査方向の寸法を最大でもレンズ有効領域６４ｃにおける副走査方向の寸法と同じとすることにより、各非レンズ有効領域における副走査方向の寸法を必要以上に大きくすることを防ぐことができ、シリンドリカルレンズ６４における副走査方向の寸法を小さく抑えることができる。
（５）また、レンズ有効領域６４ｃにおける副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢMAX（ｍｍ）と、レンズ有効領域６４ｃを透過するレーザビームの径φ（ｍｍ）との間には、上述の関係式（５）が成立するよう構成したので、レンズ有効領域６４ｃにおける副走査方向の寸法値を画質が低下しない程度に小さくすることにより、シリンドリカルレンズ６４における副走査方向の寸法を小さく抑えることができる。
（６）また、本実施例のシリンドリカルレンズ６４においては、レンズにおける主走査方向の両端に、位置決め用突起部６４ｇが設けられているので、このように構成すれば、成形時において、位置決め用突起部６４ｇが冷却することによる引っ張り応力の影響が、レンズ有効領域６４ｃには及びにくいので、シリンドリカルレンズのレンズ面に歪みや反りが発生することがない。
［別実施例］
（Ａ）上記実施例のシリンドリカルレンズ６４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、アクリレートまた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また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―トまたは芳香族カーボネ―ト系化合物を含む共重合体、あるいは芳香族カーボネ―トまたは芳香族カーボネ―ト系化合物の重合体を含む混合物、芳香族カーボネ―トまたは芳香族カーボネ―ト系化合物とスチレンまた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―トまたは芳香族カーボネ―ト系化合物の重合体とスチレンまたはスチレン系化合物の重合体との混合物などである。
（Ｂ）光軸方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＤMAX（ｍｍ）と、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨMAX（ｍｍ）と、レンズ有効領域６４ｃにおける副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢMAX（ｍｍ）との間には、次の関係式（３）が成立するよう構成することが望ましい。
関係式（３）：ＨMAX―ＨＢMAX＞ＤMAX
このようにすれば、シリンドリカルレンズ６４における副走査方向の端面からレンズ有効領域６４ｃまでの距離（（ＨMAX―ＨＢMAX）／２）が、シリンドリカルレンズ６４における光軸方向の端面からレンズ有効領域６４ｃの中心までの距離（ＤMAX／２）よりも大きいので、副走査方向の端面からレンズ有効領域６４ｃまで水分が浸透する時間が、シリンドリカルレンズ６４の入射面６４ａおよび出射面６４ｂからレンズ有効領域６４ｃに水分が浸透する時間よりも長くかかり、複数方向から水分が浸透することによってレンズ有効領域６４ｃにおける屈折率の分布が複雑になることを防ぐことができる。
（Ｃ）上記実施例のシリンドリカルレンズ６４では、レンズ有効領域６４ｃにおける主走査方向に対して直交する断面のうち最も面積が小さい断面の断面積値ＳMIN（ｍｍ2）と、同じく最も面積が大きい断面の断面積値ＳMAX（ｍｍ2）との間には、上述の関係式（２）が成立するよう構成しているが、これには限られず、主走査方向に対して直交する断面の断面積変化が小さければ他の構成でもよい。具体的には、図５（ａ）および図５（ｂ）に例示するように、シリンドリカルレンズ１６４において、主走査方向に対して直交する断面のうち、主走査方向の一方の端面１６４ｅからの距離が距離Ｙ（ｍｍ）である断面における光軸方向の寸法値ＤY（ｍｍ）、または当該断面における副走査方向の寸法値ＨY（ｍｍ）の何れか一方の値が当該主走査方向の端面から遠ざかるに従い増加するときには、他方の値が減少するよう構成してもよい。
この場合、（Ｃ−１）シリンドリカルレンズ１６４における副走査方向の両端面１６４ｃ，１６４ｄの双方または何れか一方を曲面に構成することにより、両端面１６４ｃ，１６４ｄ間の距離が、当該主走査方向の端面から遠ざかるに従って滑らかに増減するよう構成してもよい（図５（ｂ）を参照。）。また、（Ｃ−２）シリンドリカルレンズ１６４における両端面１６４ｃ，１６４ｄの双方または何れか一方を階段状に構成することにより、両端面１６４ｃ，１６４ｄ間の距離が、当該主走査方向の端面から遠ざかるに従って段階的に増減するよう構成してもよい。また、（Ｃ−３）シリンドリカルレンズ１６４における両端面１６４ｃ，１６４ｄの双方または何れか一方を複数の平面を組み合わせた形状に構成してもよい。
このように、主走査方向に対して直交する断面の断面積変化を小さくすれば、成形時において金型に流し込まれた樹脂材料がほぼ均等な速度で金型の内部空間に行き渡り、成形品の品質を向上させることができる。
また、主走査方向に対して直交する断面のうち、主走査方向の端面からの距離が距離Ｙ（ｍｍ）である断面の断面積値ＳY（ｍｍ2）の変化率が、次の関係式を満たすよう構成してもよい。
関係式（Ｂ）：−０．２≦（ｄＳY／ｄｙ）≦０．２
このように、主走査方向に対して直交する断面の断面積変化を小さくすれば、成形時において金型に流し込まれた樹脂材料がほぼ均等な速度で金型の内部空間に行き渡り、成形品の品質を向上させることができる。
（Ｄ）上記実施例のシリンドリカルレンズ６４では、主走査方向に対して直交する断面において、各非レンズ有効領域の入射面６４ａ側が、レンズ有効領域６４ｃの入射面６４ａ側よりも突出しないよう構成され、各非レンズ有効領域の出射面６４ｂ側が、レンズ有効領域６４ｃの出射面６４ｂ側よりも突出しないよう構成されているが、これには限られず、第一の非レンズ有効領域６４ｄまたは第二の非レンズ有効領域６４ｅの一方について、その入射面６４ａ側および出射面６４ｂ側が、レンズ有効領域６４ｃの入射面６４ａ側および出射面６４ｂ側よりもそれぞれ突出しないよう構成してもよい。ただしこの場合、レンズ有効領域６４ｃの入射面６４ａ側または出射面６４ｂ側から突出するよう構成した非レンズ有効領域については、レンズ有効領域６４ｃに歪みや反りが発生しないように、その副走査方向の寸法を大きく設定する必要がある。このように構成しても、一方の非レンズ有効領域について、その入射面６４ａ側および出射面６４ｂ側がレンズ有効領域６４ｃの入射面６４ａ側および出射面６４ｂ側よりもそれぞれ突出しないよう構成した分シリンドリカルレンズ６４における副走査方向の寸法を小さく抑えることができる。
（Ｅ）上記実施例では、入射面６４ａが主走査方向に対して直交する断面において直線状に形成されており、且つ出射面６４ｂが主走査方向に対して直交する断面において凸状に湾曲しているシリンドリカルレンズ６４について本発明を適用しているが、これには限られず、例えば図３（ａ）のように、入射面１０４ａが主走査方向に対して直交する断面において凹状に湾曲しており、且つ出射面１０４ｂが主走査方向に対して直交する断面において直線状に形成されているシリンドリカルレンズ１０４について本発明を適用してもよい。なお、図３（ａ）中に用いられている寸法値Ｈ（ｍｍ）、寸法値ＨＢ（ｍｍ）および寸法値Ｄ（ｍｍ）の定義は、図２（ｃ）中に用いられている寸法値Ｈ（ｍｍ）、寸法値ＨＢ（ｍｍ）および寸法値Ｄ（ｍｍ）の定義と同一である。また、図示しないが、入射面および出射面が主走査方向に対して直交する断面において凸状に湾曲しているシリンドリカルレンズについて本発明を適用してもよい。また、図示しないが、入射面および出射面が主走査方向に対して直交する断面において凹状に湾曲しているシリンドリカルレンズについて本発明を適用してもよい。
このうち、図３（ａ）に例示するように、シリンドリカルレンズ１０４の入射面１０４ａが凹状に湾曲するよう形成されている場合には、次のようにシリンドリカルレンズ１０４を構成することが考えられる。すなわち、シリンドリカルレンズ１０４においては、レンズ有効領域１０４ｃの主走査方向に対して直交する断面において、その凹状部分を一つの関数を用いて表現可能に構成し、さらに、各非レンズ有効領域１０４ｄの入射面１０４ａ側が、上述の断面において、レンズ有効領域１０４ｃの凹状部分を上述の一つの関数に従って延長した曲線から突出しないよう構成することが考えられる。なお、上述の「関数」とは、副走査方向をＸ軸とし、主走査方向をＹ軸とし、光軸方向をＺ軸とするＸＹＺ座標上における、主走査方向（Ｙ軸）に対して直交する断面（ＸＺ平面）における光軸方向の縁部の各点の位置を特定するものである。このように構成しても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
また、各非レンズ有効領域ではなく非レンズ有効領域１０４ｄのうちの一方が、上述の断面において、レンズ有効領域１０４ｃの凹状部分を上述の一つの関数に従って延長した曲線から突出しないよう構成してもよい。ただしこの場合、上述の延長曲線から突出するよう構成した非レンズ有効領域については、レンズ有効領域１０４ｃに歪みや反りが発生しないように、その副走査方向の寸法を大きく設定する必要がある。このように構成しても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
（Ｆ）また、図３（ｂ）に例示するように、シリンドリカルレンズ１１４の出射面１１４ｂが凸状に湾曲するよう形成されている場合には、次のようにシリンドリカルレンズ１１４を構成することが考えられる。すなわち、シリンドリカルレンズ１１４においては、主走査方向に対して直交する断面において、出射面１１４ｂが直線または曲線であり、さらに、光軸方向と、出射面１１４ｂ上の任意点が直線上にある場合においてはその直線、あるいは、同任意点が曲線上にある場合においてはその任意点での接線とがなす鋭角が、８０度以上９０度以下の範囲内となるよう構成してもよい。このように構成しても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
また、シリンドリカルレンズ１１４において、入射面１１４ａが凸状に湾曲して形成されている場合にも、上述のように出射面１１４ｂが凸状に湾曲して形成されている場合と同様である。このように構成しても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
（Ｇ）また、図３（ｃ）に例示するように、シリンドリカルレンズ１２４の入射面１２４ａが凹状に湾曲するよう形成されている場合には、次のようにシリンドリカルレンズ１２４を構成することが考えられる。すなわち、シリンドリカルレンズ１２４においては、主走査方向に対して直交する断面において、入射面１２４ａが直線または曲線であり、さらに、光軸方向と、入射面１２４ａｂ上の任意点が直線上にある場合においてはその直線、あるいは、同任意点が曲線上にある場合においてはその任意点での接線とがなす鋭角が、８０度以上９０度以下の範囲内となるよう構成してもよい。このように構成しても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
また、シリンドリカルレンズ１２４において、出射面１２４ｂが凹状に湾曲して形成されている場合にも、上述のように入射面１２４ａが凹状に湾曲して形成されている場合と同様である。このように構成しても上記実施例と同様の作用効果を奏する。
（Ｈ）上記実施例のシリンドリカルレンズ６４における主走査方向の両端には、位置決め用突起部６４ｇが設けられているが、これには限られず、図４(ａ)に示すように、シリンドリカルレンズ１３４の副走査方向における端面のほぼ中央に、位置決め用突起部１３５を設けてもよい。このようにすれば、例えばシリンドリカルレンズ１３４をスキャナユニット５０に取り付けた際に、位置決め用突起部１３５をスキャナユニット５０の筐体５１の所定部分に係合させて少なくとも主走査方向への移動を規制することにより、少なくとも主走査方向の位置を決めることができる。
（Ｈ−１）ここで、図４(ｂ)に例示するように、位置決め用突起部１３５の光軸方向の寸法値ＲＤ（ｍｍ）は、光軸方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＤMAX（ｍｍ）よりも小さく構成することが好ましい。このようにすれば、成形時において、位置決め用突起部１３５をシリンドリカルレンズ１３４における位置決め用突起部１３５以外の部分よりも早く冷却させることができ、シリンドリカルレンズ１３４の入射面１３４ａおよび出射面１３４ｂに歪みや反りが発生することがない。
この場合、上述の寸法値ＲＬ（ｍｍ）を、０．５ｍｍから１．５ｍｍの間の値となるよう構成するとよい。このようにすれば、成形時において、位置決め用突起部１３５の冷却をさらに早めることができる。
（Ｈ−２）また、図４（ｄ）に例示するように、寸法値ＲＬ（ｍｍ）は、次のように構成するとよい。
すなわち、(ヘ)寸法値ＲＤ（ｍｍ）を、０．５ｍｍから１．５ｍｍの間の値となるよう構成するとよい。
また、（ト）寸法値ＲＤ（ｍｍ）と、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨMAX（ｍｍ）との間には、次の関係式（Ｃ）が成立するよう構成してもよい。
関係式（Ｃ）：ＲＤ≦ＨMAX／３
また、（チ）寸法値ＲＤ（ｍｍ）と寸法値ＨMAX（ｍｍ）と寸法値ＨＢMAX（ｍｍ）との間には、次の関係式（Ｄ）が成立するよう構成することが考えられる。
関係式（Ｄ）：ＲＤ≦（ＨMAX―ＨＢMAX）／２
また、（リ）図４（ｃ）のように、上述の寸法値ＲＬ（ｍｍ）を、レンズ有効領域６４ｃの主走査方向の寸法値Ｌ（ｍｍ）よりも小さく構成することが考えられる。
上述の（へ）〜（リ）のようにすれば、成形時において、位置決め用突起部１４５をシリンドリカルレンズ１４４における位置決め用突起部１４５以外の部分よりも早く冷却させることができ、シリンドリカルレンズ１３４の入射面１３４ａおよび出射面１３４ｂに歪みや反りが発生することがない。
（Ｉ）また、図４（ｅ）に例示するように、シリンドリカルレンズ１５４において、その先端部がレンズ有効領域６４ｃにおける光軸方向の最も外側よりもさらに外側に位置する延出部１５５をそれぞれに備えるようにしてもよい。このようにすれば、シリンドリカルレンズ１５４を作業台に置くときには、延出部１５５の先端部が作業台に触れることにより、レンズ有効領域６４ｃの表面が作業台に触れないので、作業台に付着していた汚れがレンズ有効領域６４ｃの表面に転移することを防ぐことができる。
実施例のレーザプリンタの概略断面図である。 (ａ)は実施例のシリンドリカルレンズの平面図であり、（ｂ）は実施例のシリンドリカルレンズのＡ1Ａ1断面図であり、（ｃ）はＢ1部（断面部）の拡大図である。 (ａ)は別実施例のシリンドリカルレンズにおける断面拡大図（１）であり、（ｂ）は別実施例のシリンドリカルレンズにおける断面拡大図（２）であり、（ｃ）は別実施例のシリンドリカルレンズにおける断面拡大図（３）である。 (ａ)は別実施例のシリンドリカルレンズの平面図（１）およびＡ2Ａ2断面図であり、（ｂ）はＢ2部（断面部）の拡大図であり、(ｃ)は別実施例のシリンドリカルレンズの平面図（２）およびＡ3Ａ3断面図であり、（ｄ）はＢ3部（断面部）の拡大図であり、(ｅ)は別実施例のシリンドリカルレンズの平面図（３）およびＡ4Ａ4断面図である。 (ａ)は別実施例のシリンドリカルレンズの平面図（４）であり、（ｂ）はその正面図である。 従来のシリンドリカルレンズの平面図およびＡ5Ａ5断面図である。
符号の説明
１…レーザプリンタ、２…本体ケース、２ａ…表示部、２ｂ…操作部、２ｃ…開口部、２ｄ…蓋部、２ｅ…回転軸、４…フィーダ部、６…給紙トレイ、７…搬送経路、９…レジストローラ、９ａ…従動ローラ、９ｂ…駆動ローラ、１２…給紙ローラ、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、２８…層厚規制ブレード、２９…トナー供給ローラ、３１…加熱ローラ、３２…加圧ローラ、３３…搬送ローラ、３６…排紙トレイ、３７…スコロトロン型帯電器、５０…スキャナユニット、５１…筐体、５２…トレイ、５３…上蓋部材、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…折り返しミラー、６４，１０４，１１４，１２４，１３４，１４４，１５４，１６４，２０４…シリンドリカルレンズ、６４ａ，１０４ａ，１１４ａ，１２４ａ，１３４ａ，１６４ａ…入射面、６４ｂ，１０４ｂ，１１４ｂ，１２４ｂ，１３４ｂ，１６４ｂ…出射面、６４ｃ，１０４ｃ，１１４ｃ，１２４ｃ，１３４ｃ…レンズ有効領域、６４ｄ，１０４ｄ…第一の非レンズ有効領域、６４ｅ，１０４ｅ…第二の非レンズ有効領域、６４ｆ，１０４ｆ…凸状部分、６４ｇ，１３５，１４５…位置決め用突起部、６５…反射ミラー、１５５…延出部、１６４ｃ，１６４ｄ…副走査方向の端面、１６４ｅ…主走査方向の一方の端面、２０４ａ…シリンドリカルレンズ本体、２０４ｂ，２０４ｃ…リブ、Ｐ…画像形成位置

Claims (18)

  1. 主走査方向に偏向されたレーザビームを副走査方向に収斂させる、面倒れ補正機能を有する樹脂製のシリンドリカルレンズであって、
    前記レーザビームが透過する可能性がある部分であるレンズ有効領域における、前記レーザビームが入射する入射面または前記レーザビームが出射する出射面の少なくとも一方は、凸状に湾曲しており、
    さらに、前記レンズ有効領域における副走査方向に位置する、前記レーザビームが透過する可能性がない部分である非レンズ有効領域の少なくとも一方は、前記主走査方向に対して直交する断面において、前記レンズ有効領域における凸状部分よりも突出しないよう構成され、
    主走査方向に対して直交する断面のうち、主走査方向の一方の端面からの距離が距離Ｙ（ｍｍ）である断面における光軸方向の寸法値Ｄ Y （ｍｍ）、または当該断面における副走査方向の寸法値Ｈ Y （ｍｍ）の何れか一方の値が当該主走査方向の一方の端面から遠ざかるに従い増加するときには、他方の値が減少するよう構成すること
    を特徴とするシリンドリカルレンズ。
  2. 請求項１に記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    前記レンズ有効領域における副走査方向の両端それぞれに位置する、前記レーザビームが透過する可能性がない部分である非レンズ有効領域は、前記主走査方向に対して直交する断面において、前記レンズ有効領域における凸状部分よりも突出しないよう構成されていることを特徴とするシリンドリカルレンズ。
  3. 主走査方向に偏向されたレーザビームを副走査方向に収斂させる、面倒れ補正機能を有する樹脂製のシリンドリカルレンズであって、
    前記レーザビームが透過する可能性がある部分であるレンズ有効領域における、前記レーザビームが入射する入射面または前記レーザビームが出射する出射面の少なくとも一方は、凹状に湾曲し、且つ前記主走査方向に対して直交する断面において、前記凹状部分が一つの関数を用いて表現可能であり、
    さらに、前記レンズ有効領域における副走査方向に位置する、前記レーザビームが透過する可能性がない部分である非レンズ有効領域の少なくとも一方は、前記主走査方向に対して直交する断面において、前記レンズ有効領域における凹状の湾曲部分を前記一つの関数に従って延長した曲線から突出しないよう構成され、
    主走査方向に対して直交する断面のうち、主走査方向の一方の端面からの距離が距離Ｙ（ｍｍ）である断面における光軸方向の寸法値Ｄ Y （ｍｍ）、または当該断面における副走査方向の寸法値Ｈ Y （ｍｍ）の何れか一方の値が当該主走査方向の一方の端面から遠ざかるに従い増加するときには、他方の値が減少するよう構成すること
    を特徴とするシリンドリカルレンズ。
  4. 請求項３に記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    前記レンズ有効領域における副走査方向の両端それぞれに位置する、前記レーザビームが透過する可能性がない部分である非レンズ有効領域は、前記主走査方向に対して直交する断面において、前記レンズ有効領域における凹状の湾曲部分を前記一つの関数に従って延長した曲線から突出しないよう構成されていることを特徴とするシリンドリカルレンズ。
  5. 主走査方向に偏向されたレーザビームを副走査方向に収斂させる、面倒れ補正機能を有する樹脂製のシリンドリカルレンズであって、
    主走査方向に対して直交する断面における光軸方向の縁部は、直線または曲線であり、
    さらに、前記光軸方向と、前記縁部が直線である場合においては当該直線、あるいは、前記縁部が曲線である場合においては当該曲線上の任意点における接線とがなす鋭角が、８０度以上９０度以下の範囲内となるよう構成され、
    主走査方向に対して直交する断面のうち、主走査方向の一方の端面からの距離が距離Ｙ（ｍｍ）である断面における光軸方向の寸法値Ｄ Y （ｍｍ）、または当該断面における副走査方向の寸法値Ｈ Y （ｍｍ）の何れか一方の値が当該主走査方向の一方の端面から遠ざかるに従い増加するときには、他方の値が減少するよう構成すること
    を特徴とするシリンドリカルレンズ。
  6. 請求項１〜請求項５の何れかに記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    光軸方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＤMAX（ｍｍ）と、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨMAX（ｍｍ）との間には、次の関係式（１）が成立するよう構成したことを特徴とするシリンドリカルレンズ。
    関係式（１）：ＨMAX≦３ＤMAX
  7. 請求項１〜請求項６の何れかに記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    前記レンズ有効領域における主走査方向に対して直交する断面のうち最も面積が小さい断面の断面積値ＳMIN（ｍｍ2）と、最も面積が大きい断面の断面積値ＳMAX（ｍｍ2）との間には、次の関係式（２）が成立するよう構成したことを特徴とするシリンドリカルレンズ。
    関係式（２）：ＳMAX／ＳMIN≦１．６
  8. 請求項１〜請求項７の何れかに記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    光軸方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値Ｄ MAX （ｍｍ）と、副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値Ｈ MAX （ｍｍ）と、前記レンズ有効領域における副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢ MAX （ｍｍ）との間には、次の関係式（３）が成立するよう構成したことを特徴とするシリンドリカルレンズ。
    関係式(３)：Ｈ MAX ―ＨＢ MAX ＞Ｄ MAX
  9. 請求項１〜請求項７の何れかに記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値Ｈ MAX （ｍｍ）と、前記レンズ有効領域における副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢ MAX （ｍｍ）との間には、次の関係式（４）が成立するよう構成したことを特徴とするシリンドリカルレンズ。
    関係式（４）：ＨＢ MAX ＜Ｈ MAX ≦３ＨＢ MAX
  10. 請求項１〜請求項７の何れかに記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    前記レンズ有効領域における副走査方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値ＨＢ MAX （ｍｍ）と、前記レンズ有効領域を透過する前記レーザビームの径φ（ｍｍ）との間には、次の関係式（５）が成立するよう構成したことを特徴とするシリンドリカルレンズ。
    関係式（５）：φ+１．５＜ＨＢ MAX ≦３（φ+１．５）
  11. 請求項１〜請求項１０の何れかに記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    設置される際に少なくとも主走査方向の位置決めに利用される位置決め用突起部を備えることを特徴とするシリンドリカルレンズ。
  12. 請求項１１に記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    前記位置決め用突起部は、副走査方向における端面から延出しており、
    さらに、前記位置決め用突起部の主走査方向に対して直交する断面における光軸方向の寸法値ＲＤ（ｍｍ）は、光軸方向の寸法値が最も大きい箇所の寸法値Ｄ MAX （ｍｍ）よりも小さいことを特徴とするシリンドリカルレンズ。
  13. 請求項１１または請求項１２に記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    前記位置決め用突起部は、副走査方向における端面から延出しており、
    さらに、前記位置決め用突起部の副走査方向に対して直交する断面における主走査方向の寸法値ＲＬ（ｍｍ）は、前記レンズ有効領域における主走査方向の寸法値Ｌ（ｍｍ）よりも小さいことを特徴とするシリンドリカルレンズ。
  14. 請求項１１に記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    前記位置決め用突起部は、主走査方向における前記レーザビームが透過する可能性がない部分の少なくとも一方に設けられていることを特徴とするシリンドリカルレンズ。
  15. 請求項１〜請求項１４の何れかに記載のシリンドリカルレンズにおいて、
    主走査方向における両端付近それぞれから延出し、且つその先端部が前記レンズ有効領域における光軸方向の最も外側よりもさらに外側に位置する延出部を備えたことを特徴とするシリンドリカルレンズ。
  16. 所定の画像データに基づいてレーザビームを発光するレーザ発光部と、
    前記レーザ発光部から発光されたレーザビームを、ポリゴンモータに回転駆動され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されたレーザビームを、走査速度変換機能を有するｆθレンズ、および請求項１〜請求項１５の何れかに記載のシリンドリカルレンズの少なくとも各１枚ずつのレンズを経由して感光体に照射する光学レンズ系と、
    を備えることを特徴とする光学走査装置。
  17. 請求項１６に記載の光学走査装置において、
    前記光学レンズ系においては、前記ポリゴンミラーに反射されたレーザビームが進行する光路上に、前記ｆθレンズおよび前記シリンドリカルレンズの順に配置していること
    を備えることを特徴とする光学走査装置。
  18. 請求項１６または請求項１７に記載の光学走査装置と、
    前記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、
    前記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、
    前記現像部によって形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写部と、
    前記転写部によって転写された現像剤像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
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