(57)【要約】【課題】製造過程で樹脂製レンズに発生した反りやねじれを解消することができる樹脂製レンズの取り付け構造を提供する。【解決手段】ｆθレンズ１６の長手方向の両端部には、嵌合孔１７が光の透過方向にそれぞれ形成されていると共に、光走査装置のハウジング１８には、一対の嵌合部材２０が設けられており、ｆθレンズ１６の嵌合孔１７をハウジング１８の嵌合部材２０に嵌合させることで、反りが発生しているｆθレンズ１６が長手方向に引張力が掛かった状態でハウジング１８に取り付けられる。ハウジング１８に設けられている嵌合部材２０の断面形状は、ｆθレンズ１６に形成されている嵌合孔１７と断面形状と略同一形状であり、嵌合部材２０に嵌合孔１７を嵌合させる際に必要なクリアランス以上の逃げが形成されないように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学装置に樹脂製レンズを取り付ける樹脂製レンズの取り付け構造であって、
前記樹脂製レンズの長手方向の両端部には、嵌合孔が光の透過方向にそれぞれ形成されていると共に、前記光学装置には、一対の嵌合部材が設けられており、
前記樹脂製レンズの嵌合孔を前記光学装置の前記嵌合部材に嵌合させることで、反りが発生している前記樹脂製レンズが長手方向に引張力が掛かった状態で前記光学装置に取り付けられることを特微とする樹脂製レンズの取り付け構造。
【請求項２】
前記光学装置に設けられている前記嵌合部材の断面形状は、前記樹脂製レンズに形成されている前記嵌合孔と断面形状と略同一形状であり、前記嵌合部材に前記嵌合孔を嵌合させる際に必要なクリアランス以上の逃げが形成されていないことを特徴とする請求項１記載の樹脂製レンズの取り付け構造。
【請求項３】
前記光学装置に設けられている前記嵌合部材間のピッチは、反りが発生していない前記樹脂製レンズの両端部に形成されている前記嵌合孔間のピッチと同じ又は若干大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂製レンズの取り付け構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の樹脂製レンズの取り付け構造を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項４記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光学装置にｆθレンズ等の長尺の樹脂製レンズを取り付ける取り付け構造と像担持体を光走査するための光走査装置及び複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、複写機等の画像形成装置において、感光体ドラム等の像担持体を露光するために光走査装置が用いられている。光走査装置では、像担持体上に絞られたビームを照射するために、レンズ等の結像光学素子が使用される。これらの結像光学素子には、以前は主にガラス製レンズが用いられていたが、近年、低コスト化のために樹脂製レンズを用いることが多くなっている。結像光学素子は、一般的に主走査方向に長い形状となっており、長尺の樹脂製レンズでは、その製造過程で反りやねじれが発生することが避けられない。
【０００３】
そこで、樹脂製レンズを用いる場合には、硬質プラスチックや金属材等の変形に強い材質の反り防止体を用いて、樹脂製レンズの反りやねじれを防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１５２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、変形に強い材質で構成された反り防止体を、樹脂製レンズの形状に合わせて高精度に加工する必要があり、コスト高になってしまうという問題点があった。なお、樹脂製レンズの成形時の冷却時間を長く（数分又はそれ以上）取ることにより、反りやねじれの発生量をある程度抑えることはできるが、冷却時間を長く取るだけでは反りやねじれを完全に解消はできないと共に、成形時間が長くかかるためコストが割高となってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、従来技術の問題を解決し、製造過程で樹脂製レンズに発生した反りやねじれを解消することができる樹脂製レンズの取り付け構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の樹脂製レンズの取り付け構造は、光学装置に樹脂製レンズを取り付ける樹脂製レンズの取り付け構造であって、前記樹脂製レンズの長手方向の両端部には、嵌合孔が光の透過方向にそれぞれ形成されていると共に、前記光学装置には、一対の嵌合部材が設けられており、前記樹脂製レンズの嵌合孔を前記光学装置の前記嵌合部材に嵌合させることで、反りが発生している前記樹脂製レンズが長手方向に引張力が掛かった状態で前記光学装置に取り付けられることを特微とする。
さらに、本発明の樹脂製レンズの取り付け構造において、前記光学装置に設けられている前記嵌合部材の断面形状は、前記樹脂製レンズに形成されている前記嵌合孔と断面形状と略同一形状であり、前記嵌合部材に前記嵌合孔を嵌合させる際に必要なクリアランス以上の逃げが形成されないようにしても良い。
さらに、本発明の樹脂製レンズの取り付け構造において、前記光学装置に設けられている前記嵌合部材間のピッチは、反りが発生していない前記樹脂製レンズの両端部に形成されている前記嵌合孔間のピッチと同じ又は若干大きいようにしても良い。
また、本発明の光走査装置は、上述の樹脂製レンズの取り付け構造を備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上述の光走査装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、樹脂製レンズの長手方向の両端部に、嵌合孔を光の透過方向にそれぞれ形成すると共に、光学装置に一対の嵌合部材を設け、樹脂製レンズの嵌合孔を光学装置の嵌合部材に嵌合することで、反りが発生している樹脂製レンズが長手方向に引張力が掛かった状態で光学装置に取り付けられるように構成することにより、製造過程で樹脂製レンズに発生した反りやねじれが引張力によって矯正され、製造過程で樹脂製レンズに発生した反りやねじれを解消することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施の形態の内部構成を示す概略模式断面図である。
【図２】図１に示す光走査装置の構成を示す概略模式図である。
【図３】図２に示すｆθレンズの構成を示す図である。
【図４】図２に示すｆθレンズがハウジングに取り付けられた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態の画像形成装置１は、電子写真方式を利用した複写機であり、図１を参照すると、原稿読取部２と、原稿給送部３と、本体部４とを備えている。原稿給送部３は、原稿読取部２の上部に配設されていると共に、原稿読取部２は、本体部４の上部に配設され、原稿読取部２と本体部４との間には、排紙空間６が形成されている。
【００１１】
原稿読取部２は、スキャナ２１と、プラテンガラス２２と、原稿読取スリット２３とを備える。スキャナ２１は、露光ランプ及びＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ等から構成され、原稿給送部３による原稿の搬送方向に移動可能に構成されている。プラテンガラス２２は、ガラス等の透明部材により構成された原稿台である。原稿読取スリット２３は、原稿給送部３による原稿の搬送方向と直交方向に形成されたスリットを有する。
【００１２】
プラテンガラス２２に載置された原稿を読み取る場合には、スキャナ２１は、プラテンガラス２２に対向する位置に移動され、プラテンガラス２２に載置された原稿を走査しながら原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部４に出力する。また、原稿給送部３により搬送された原稿を読み取る場合には、スキャナ２１は、原稿読取スリット２３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット２３を介し、原稿給送部３による原稿の搬送動作と同期して原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部４に出力する。
【００１３】
原稿給送部３は、原稿載置部３１と、原稿排出部３２と、原稿搬送機構３３とを備えている。原稿載置部３１に載置された原稿は、原稿搬送機構３３によって、１枚ずつ順に繰り出されて原稿読取スリット２３に対向する位置へ搬送され、その後、原稿排出部３２に排出される。なお、原稿給送部３は、可倒式に構成され、原稿給送部３を上方に持ち上げることで、プラテンガラス２２の上面を開放させることができる。
【００１４】
本体部４には、電子写真プロセス部材として、感光体ドラム４１、帯電器４２、光走査装置１０、現像装置４３、転写ローラー４４、クリーニング装置４５が配設されている。転写ローラー４４は、感光体ドラム４１の表面に接触するよう配置され、記録紙Ｐの搬送路４６が、感光体ドラム４１と転写ローラー４４とのニップ部を通って上下方向に延在するよう配設されている。
【００１５】
本体部４の下部には、記録紙Ｐを収納する給紙カセット４７と、給紙カセット４７から記録紙Ｐを１枚ずつ繰り出すピックアップローラー４８とが配設されている。搬送路４６は、ピックアップローラー４８の下流側に接続され、ピックアップローラー４８によって記録紙Ｐを１枚ずつ搬送路４６に繰り出される。搬送路４６の、ピックアップローラー４８よりも下流側には、レジストローラー対４９、転写ローラー４４、定着装置５０、搬送ローラー対５１、排出ローラー対５２の順に配設されている。
【００１６】
画像形成装置１による画像形成は、まず、帯電器４２により感光体ドラム４１の表面を一様に帯電させ、原稿読取部２で読み取った画像データに基づいて、光走査装置１０によって感光体ドラム４１の表面を走査することで静電潜像を形成させる。次に、感光体ドラム４１の表面に形成された静電潜像を現像装置４３によって現像することでトナー像を形成させる。感光体ドラム４１の表面に形成されたトナー像は、給紙カセット４７から繰り出された記録紙Ｐが、感光体ドラム４１と転写ローラー４４とのニップ部を通過する間に記録紙Ｐに転写される。該用紙Ｐに転写されたトナー像は、定着装置５０を通過する間に記録紙Ｐに熱定着される。トナー像が定着された記録紙Ｐは、搬送ローラー対５１及び排出ローラー対５２によって、排紙空間６の排出トレイ６１に排出される。
【００１７】
光走査装置１０は、図２を参照すると、レーザーダイオード１１と、レンズ部１２、１３と、ポリゴンミラー１４と、ｆθレンズ１５、１６とを備え、これらの光学部品を収納する合成樹脂製のハウジング１８を備えている。なお、図２に示す光走査装置１０は、遮光用の上部カバーが取り外した状態が示されている。
【００１８】
レーザーダイオード１１は、画像データーをレーザー光に変調して発射する。レンズ部１２、１３は、例えばコリメータレンズやプリズム等により構成されており、入射したレーザー光を平行光に変換する機能を有している。ポリゴンミラー１４は、平面視正六角形の平板状に形成されており、図示しないモーターにより所定方向に一定速度で回転しながらレンズ部１３からのレーザー光をｆθレンズ１５に向けて偏向する。ｆθレンズ１５、１６は、ハウジング１８内の適所に配設されており、ポリゴンミラー１４で偏向されたレーザー光を像担持体の表面上で等速走査させる機能を有している。なお、図２に矢印で示すように、レーザー光が射出される方向を前後方向と称し、ポリゴンミラー１４の回転軸方向を上下方向、前後方向及び上下方向と直交する方向を左右方向と称す。
【００１９】
長尺のｆθレンズ１６は、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、環状ポリオレフィン等の樹脂製であり、本発明に係る樹脂製レンズの取り付け構造によって、ハウジング１８に取り付けられている。図３（ａ）は、ハウジング１８に取り付け前のｆθレンズ１６をレーザー光の入射側（後側）から見た図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＸ−Ｘ’断面図である。
【００２０】
図３を参照すると、ｆθレンズ１６の長手方向の両端部には、断面形状が円形の嵌合孔１７が、レーザー光の透過方向（前後方向）にそれぞれ形成されている。嵌合孔１７は、ｆθレンズ１６の上下方向の中央に形成されており、ｆθレンズ１６の上下端には、上下方向の取り付け位置を規制するための顎部１６ａがそれぞれ形成されている。図３には、反りが発生しているｆθレンズ１６が示されており、反りのない状態のｆθレンズ１６における嵌合孔１７間のピッチを「Ｐ」とすると、図３に示すｆθレンズ１６における嵌合孔１７間のピッチは、「Ｐ」よりも短い「Ｐ−」になっている。
【００２１】
ハウジング１８には、ｆθレンズ１６の両端部にそれぞれ形成されている嵌合孔１７に対向する位置にそれぞれ取り付け片１９が設けられており、取り付け片１９には、円筒状の嵌合部材２０が前後方向に形成されている。嵌合部材２０の断面形状は、ｆθレンズ１６に形成された嵌合孔１７の断面形状と略同一形状であり、嵌合部材２０に嵌合孔１７を嵌合させる際に必要なクリアランス以上の逃げは持たせないように形成されている。取り付け片１９に形成された嵌合部材２０間のピッチは、「Ｐ」と同じ又は若干大きい「Ｐ＋」に設定されている。嵌合部材２０間のピッチ「Ｐ＋」を若干大きく設定する場合には、ｆθレンズ１６の引張伸び率に応じて設定すると良く、例えば、ｆθレンズ１６の引張伸び率が３％程度で、長手方向の長さが３００ｍｍである場合には、０．０５ｍｍ程度に設定すると良い。
【００２２】
取り付け片１９は、ｆθレンズ１６を支持するフレームとして機能し、取り付け片１９に形成された嵌合部材２０にｆθレンズ１６に形成された嵌合孔１７を嵌合させることで、ｆθレンズ１６がハウジング１８に位置決めされて取り付けられる。なお、取り付け片１９は、ハウジング１８と一体成型で形成しても良く、一対の取り付け片１９が形成されたフレームをハウジング１８に取り付けるようにしても良い。図４（ａ）は、ハウジング１８に取り付けられたｆθレンズ１６をレーザー光の入射側（後側）から見た図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＸ−Ｘ’断面図である。
【００２３】
図４を参照すると、取り付け片１９に形成された嵌合部材２０にｆθレンズ１６に形成された嵌合孔１７を嵌合されていると共に、取り付け片１９がｆθレンズ１６の上下端に形成されている顎部１６ａ間に嵌合され、ｆθレンズ１６がハウジング１８に位置決めされて取り付けられている。取り付け片１９に形成された嵌合部材２０間のピッチ「Ｐ＋」は、前述のように、反りのない状態のｆθレンズ１６における嵌合孔１７間のピッチ「Ｐ」と同じ又は若干大きく設定されている。従って、図３に示すように、反りが発生しているｆθレンズ１６は、図４（ｂ）に矢印Ａで示すように、長手方向（左右方向）に引張力が掛かった状態で取り付けられることになり、ｆθレンズ１６の反りが矯正される。
【００２４】
一般に樹脂製レンズに用いられるＰＭＭＡ、ＰＣ、環状ポリオレフィン等の材料の引張伸び率は、小さいものでも３％程度はあり、ｆθレンズ１６は、長手方向（左右方向）に引張力が掛かった状態で取り付けられることで、反りが矯正される。取り付け片１９に形成された嵌合部材２０間のピッチ「Ｐ＋」を「Ｐ」よりも０．０５ｍｍ程度に大きく設定した場合には、ｆθレンズ１６の長さを３００ｍｍとすると、引張伸び率は樹脂製レンズに引張伸び率（少なくとも３％）に比べて十分に小さい０．０１７％程度となり、ｆθレンズ１６が破断することはない。
【００２５】
なお、引張力を掛け続けると応力緩和が起こり、最終的には引張力が掛からなくなるが、反りが矯正された状態での応力緩和であるため、引張力がなくなっても反りが発生することはない。また、ｆθレンズ１６において反りが発生している部分では、樹脂材料の密度が高い状態であり、それに伴って屈折率分布も偏ることになるが、引張力によって矯正することにより、屈折率分布が改善される効果も期待できる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、嵌合孔１７及び嵌合部材２０の断面形状を円形としたが、嵌合孔１７及び嵌合部材２０の断面形状は任意であり、例えば矩形状に形成するようにしても良い。また、本実施の形態では、本発明に係る樹脂製レンズの取り付け構造によってｆθレンズ１６をハウジング１８に取り付ける例について説明したが、取り付ける樹脂製レンズには、制限がなく、例えば、シリンドリカルレンズの取り付けに適用するようにしても良い。断面形状が主走査方向に一定であるシリンドリカルレンズの取り付けに本発明に係る樹脂製レンズの取り付け構造を適用した場合には、引張力を掛けたときに、反り発生箇所がより効果的に矯正されることが期待できる。
【００２７】
以上説明したように本実施の形態においては、ｆθレンズ１６の長手方向の両端部には、嵌合孔１７が光の透過方向にそれぞれ形成されていると共に、光走査装置１０のハウジング１８には、一対の嵌合部材２０が設けられており、ｆθレンズ１６の嵌合孔１７をハウジング１８の嵌合部材２０に嵌合させることで、反りが発生しているｆθレンズ１６が長手方向に引張力が掛かった状態でハウジング１８に取り付けられるように構成されている。これにより、製造過程でｆθレンズ１６に発生した反りやねじれが引張力によって矯正され、製造過程でｆθレンズ１６に発生した反りやねじれを解消することができるという効果を奏する。従って、ｆθレンズ１６の成形サイクルを短縮することができ、低コスト化することができる。
【００２８】
さらに、本実施の形態において、ハウジング１８に設けられている嵌合部材２０の断面形状は、ｆθレンズ１６に形成されている嵌合孔１７と断面形状と略同一形状であり、嵌合部材２０に嵌合孔１７を嵌合させる際に必要なクリアランス以上の逃げが形成されないように構成されている。また、ハウジング１８に設けられている嵌合部材２０間のピッチ「Ａ＋」は、反りが発生していないｆθレンズ１６の両端部に形成されている嵌合孔１７間のピッチ「Ａ」と同じ又は若干大きいように構成されている。これにより、反りが発生しているｆθレンズ１６を取り付けた際に、ｆθレンズ１６に対して程良い引張力を与えることができる。
【００２９】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成 部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要 素には同一符号を付している。
【符号の説明】
【００３０】
１  画像形成装置
２  原稿読取部
３  原稿給送部
４  本体部
６  排紙空間
１０  光走査装置
１１  レーザーダイオード
１２、１３  レンズ部
１４  ポリゴンミラー
１５、１６  ｆθレンズ
１６ａ  顎部
１７  嵌合孔
１８  ハウジング
１９  取り付け片
２０  嵌合部材
２１  スキャナ
２２  プラテンガラス
２３  原稿読取スリット
３１  原稿載置部
３２  原稿排出部
３３  原稿搬送機構
４１  感光体ドラム
４２  帯電器
４３  現像装置
４４  転写ローラー
４５  クリーニング装置
４６  搬送路
４７  給紙カセット
４８  ピックアップローラー
４９  レジストローラー対
５０  定着装置
５１  搬送ローラー対
５２  排出ローラー対
６１  排出トレイ
【図１】
2013148761.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013148761.tif 000006