JP2006195139A - レンズ固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズの固定作業に対する負担を低減すると共に、レンズ鏡筒の大型化を防止し、コストの低減を図ることが可能なレンズ固定構造を提供すること。
【解決手段】 本発明に係るレンズ固定構造を備えたレンズユニット１は、レンズ２〜４と、レンズ２〜４を収納するレンズ鏡筒５とを有している。レンズ２〜４は、レンズ２〜４をレンズ鏡筒５に収納された後にレンズ鏡筒５の内側壁を変形して形成された固定部によって固定されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レンズをレンズ鏡筒に固定するためのレンズ固定構造に関する。

従来より、レンズをレンズ鏡筒に固定するための構造が数多く提案されている。

例えば、レンズ鏡筒に複数のレンズを重ねて挿入し、レンズの光軸調整を行った後に、レンズの周面とレンズ鏡筒の内側面との間に充填剤を注入し、充填剤を硬化させてレンズをレンズ鏡筒に固定する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、レンズホルダにレンズを落とし込みその上面にレンズ支持部材を被せ、かしめ治具で加熱することによってレンズホルダ及びレンズ支持部材を溶着させてレンズを上下方向から挟み込んで固定する構造が知られている（例えば、引用文献２参照）。

さらに、レンズ鏡筒の内部に形成されたレンズ支持小筒に、フランジが形成されたレンズを陥入嵌合させ、レンズ支持小筒の端部を内方へと熱かしめすることによってレンズを固定する構造が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開平７−１１３９３７号公報 特開２００１−５１１７６号公報 特開２００２−１８９１６０号公報

しかしながら、特許文献１に示されるレンズ固定構造では、レンズを接着剤等の充填剤によって固定する必要があるため、硬化前の接着剤がレンズに流れ出てレンズ面で硬化したり、硬化時に発生するアウトガスによってレンズ面が曇ってしまったりして、光学特性を劣化させ、製品品質の低減を招くおそれがあるという問題があった。

また、特許文献２に示されるレンズ固定構造では、レンズ支持部材とレンズホルダとを溶着させてレンズを固定させており、レンズホルダの軸芯方向と平行な方向から溶着を行う必要があるので、レンズの設置枚数の増加に応じて対応する数の溶着箇所をレンズ鏡筒に設ける必要があり、レンズ鏡筒の大型化を招いてしまうという問題があった。また、レンズ径がほぼ等しいレンズを複数用いる場合には、溶着箇所を設けることが困難でありレンズを容易に固定できないという問題があった。

さらに、引用文献３に示されるレンズ固定構造では、レンズをレンズ鏡筒に位置決めするために、レンズ鏡筒にネジをつくってレンズを押さえ付けたり、レンズ鏡筒にレンズを圧入したりする方法が一般的に用いられるが、レンズ鏡筒にネジをつくると製造時間が長くなってコストが上昇してしまうという問題があり、また、レンズをレンズ鏡筒に圧入する場合にはレンズ鏡筒の内径とレンズの外径との精度を高くする必要が生じるので、成型に高い技術が必要となり、製品の歩止まりが低下するという問題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、レンズの固定作業に対する負担を低減すると共に、レンズ鏡筒の大型化を防止し、コストの低減を図ることが可能なレンズ固定構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、レンズと、該レンズを収納するレンズ鏡筒とを有し、前記レンズを前記レンズ鏡筒に収納した後に前記レンズ鏡筒の内側壁を変形させて該内側壁に前記レンズを固定するための固定部を形成するレンズ固定構造でこと特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のレンズ固定構造において、前記レンズ鏡筒は熱可塑性を有する材料により形成されており、前記レンズ鏡筒の前記内側壁に熱又は超音波を施すことにより前記内側壁を変形させて前記固定部を形成することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のレンズ固定構造において、前記固定部が、前記レンズ鏡筒の軸芯と直交する方向に向けて立設されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のレンズ固定構造において、前記レンズ鏡筒には、前記レンズの一のレンズ面のレンズ面端部に当接する突き当て部が形成され、該突き当て部に当接されて位置決めされた前記レンズの他のレンズ面のレンズ面端部に、前記固定部を当接させることにより、前記レンズを前記レンズ鏡筒に固定することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のレンズ固定構造において、前記レンズ鏡筒内に収納された複数の前記レンズの間隔を一定に保持する保持部材を有し、該保持部材により一定の間隔が確保された一のレンズのレンズ面端部に一の固定部を当接させ、他のレンズのレンズ面端部に他の固定部を当接させることによって、複数の前記レンズ及び保持部材を、一対の前記固定部により挟持させて固定することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項４又は請求項５に記載のレンズ固定構造において、前記固定部に当接する前記レンズの前記レンズ面端部が、レンズ中心部に比べてレンズ面端部が低くなるように傾斜していることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のレンズ固定構造において、前記固定部の当接する前記レンズの上面及び下面のレンズ面端部が、前記レンズの光軸に対して垂直な平面によって形成されていることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のレンズ固定構造において、前記レンズが、前記レンズの光軸調整が行われた後に、前記固定部により前記レンズ鏡筒に固定されることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のレンズ固定構造において、前記固定部が、前記レンズ鏡筒の内側面の同一周円上に少なくとも２個以上形成されていることを特徴とする。なお、レンズ鏡筒の内側面の同一円周上とは、レンズ鏡筒の内側面とレンズ鏡筒の軸芯に垂直な平面とが交差するレンズ鏡筒の内側面の位置を示している。

請求項１０に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のレンズ固定機構において、前記固定部が形成される前記レンズ鏡筒の筒壁の肉厚が、他の筒壁の肉厚よりも薄肉となっていることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のレンズ固定構造において、前記レンズが、ガラスによって形成されていることを特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のレンズ固定構造において、前記レンズが、レンズ鏡筒の熱変形温度よりも高い熱変形温度を有する樹脂により形成されていることを特徴とする。

請求項１３に係る発明は、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のレンズ固定機構において、前記固定部が形成された前記レンズ鏡筒の同一周円上に、前記レンズの周側面又はレンズ面端部を臨む開口が形成されることを特徴とする。

請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載のレンズ固定構造において、前記開口が、前記同一周円上に少なくとも２個以上形成されていることを特徴とする。

請求項１５に係る発明は、請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のレンズ固定構造において、前記レンズ鏡筒の端部開口に、該端部開口の開口径を前記レンズの直径よりも小径とする縁枠部が形成され、該縁枠部の内側面に前記レンズのレンズ面端部が当接することにより前記レンズが位置決めされることを特徴とする。

請求項１６に係る発明は、請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のレンズ固定機構を用いた画像読取ユニットであることを特徴とする。

請求項１７に係る発明は、請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のレンズ固定機構を用いた画像形成装置であることを特徴とする。

請求項１〜３に係る発明によれば、レンズ鏡筒の内側壁を変形させて固定部を形成するので、レンズ及びレンズ鏡筒の加工精度を高めなくても、レンズ鏡筒の筒壁を変形させることによってレンズをレンズ鏡筒に精度良く固定することが可能となり、コストの低廉化を図ることができる。

また、複数枚のレンズをレンズ鏡筒に固定する場合であっても、レンズ鏡筒の内径を大きくすることなくレンズを固定することができるので、レンズユニットの小型化を図ることが容易となる。

また、接着剤等の充填剤を使用することなくレンズをレンズ鏡筒に固定することができるので、レンズ表面を汚すおそれがなく、安定した光学特性を確保することができる。

特に請求項２に係るレンズ固定構造によれば、熱溶着又は超音波溶着により固定部を形成することができるので、レンズを固定する際にアウトガス等が発生することがなく、レンズの光学特性を確保したままレンズを固定することができる。また、従来に比べて素早くレンズを固定することが可能となる。

請求項４に係るレンズ固定構造によれば、突き当て部により位置決めされたレンズを固定部で固定するので、レンズの光軸方向の位置を性格かつ安定させた状態でレンズを固定することができ、レンズユニットの高い光学特性を確保することが可能となる。

請求項５に係るレンズ固定構造によれば、保持部材を用いることによって、レンズの間隔を一定に保つことができ、レンズの光軸方向の位置を安定させることが可能となる。

請求項６に係るレンズ固定構造によれば、固定部によりレンズを固定する際に、固定部がレンズをレンズの裏面方向に押しつけるので、レンズを安定した状態で固定することが可能となる。

請求項７に係るレンズ固定構造によれば、レンズの上面及び下面のレンズ面端部が、レンズの光軸に対して垂直な平面によって形成されているので、固定部によりレンズの側方より力が加わった場合に、軸芯方向に均等な力が加えられてレンズが動きにくくなり、レンズの固定位置を安定させることが容易となる。

請求項８に係るレンズ固定構造によれば、レンズの位置調整を行い光軸調整が完了した後にレンズを固定部で固定するので、レンズ毎のバラツキを考慮した調整を行うことができ、より安定した光学特性を得ることが可能となる。

請求項９に係るレンズ固定構造によれば、固定部を少なくとも２カ所以上形成することによってレンズを安定した状態で固定することが容易となる。

請求項１０に係るレンズ固定構造によれば、固定部を形成するレンズ鏡筒の筒壁が薄肉となっているので、固定部を形成する際に、薄肉部のみを変形させて他の筒壁を変形させることがないので、レンズ鏡筒本体を変形させることなくレンズを固定することができる。

請求項１１に係るレンズ固定構造によれば、レンズがガラスにより形成されているので、レンズ鏡筒に固定部を形成する際にレンズが熱等の影響を受けて変形することがなく、光学特性に優れたレンズユニットを安定して得ることができる。

また、請求項１２に係るレンズ固定構造によれば、レンズがレンズ鏡筒の熱変形温度よりも高い熱変形温度を有する樹脂により形成されているので、請求項１１に係るレンズ固定構造と同様に、レンズ鏡筒に固定部を形成する際にレンズが熱等の影響を受けて変形することがなく、光学特性に優れたレンズユニットを安定して得ることができる。

請求項１３に係るレンズ固定構造によれば、固定部が形成されたレンズ鏡筒の同一周円上に、レンズの周側面又はレンズ面端部を臨む開口が形成されており、この開口よりレンズの光軸調整を行った後に固定部でレンズを固定することができるので、レンズ個々のバラツキを考慮した光軸調整を行うことができ、より安定した光学特性を有するレンズユニットを提供することができる。

また、開口より細長い棒状部材を挿入してレンズ面を固定部が形成されている方向に押し動かすことにより、レンズをレンズ鏡筒から容易に分離することができるのでレンズ及びレンズ鏡筒のリユース、リサイクル性を向上させることが容易となる。

特に、請求項１４に係るレンズ固定構造によれば、上記開口が２個以上形成されているので、レンズの光軸調整をより精度良く行うことができるとともに、レンズの分解を安定して行うことが可能となる。

請求項１５に係るレンズ固定機構によれば、縁枠部の内側面に前記レンズの一のレンズ面端部が当接することによりレンズが位置決めされるので、レンズの位置決め・固定を簡単に行うことができ、レンズの組み付け工程数の削減を図ることが可能となる。

請求項１６に係る画像読み取りユニットによれば、レンズの位置決めを精度良く行うことができ、高精度の光学特性を有するレンズユニットを備えているので、画像の読み取りエラーを生じることなく、高い信頼性能を備えた画像読み取りユニットを提供することができる。

請求項１７に係る画像形成装置によれば、レンズの位置決めを精度良く行うことができ、高精度の光学特性を有するレンズユニットを備えているので、画像の読み取りエラーを生じることなく、高い信頼性能を備えた画像形成装置を提供することが可能となる。

以下、本発明に係るレンズ固定機構を利用したレンズユニットを、図面を用いて詳細に説明する。

図１、図２に示すように、実施例１に係るレンズ固定機構を備えたレンズユニット１は、３枚のレンズ２〜４と、レンズ２〜４を収納するレンズ鏡筒５とを有している。

レンズ鏡筒５は、熱可塑性を有する樹脂によって形成されており、例えば、帝人化成株式会社製ＭＵＬＴＩＬＯＮ ＲＮ−３１２０（ＰＣ＋ＡＢＳ）等により形成される。レンズ鏡筒５は、径の異なる２つの円筒部を連結した段付円筒形状を呈している。上段の第１円筒部５ａの径は、下段の第２円筒部５ｂの径に比べて拡径されており、第１円筒部５ａと第２円筒部５ｂとの連結部には、円筒内側に段状の突き当て部６が形成されている。また、第２円筒部５ｂの中間にも、レンズ鏡筒５の内壁より軸芯Ｌ方向に突出した突き当て部７が形成されている。

第１円筒部５ａには、レンズ２が収納され、第２円筒部５ｂには、レンズ３とレンズ４とが収納される。第１円筒部５ａには、突き当て部６近傍位置に、第１円筒部５ａに固定されたレンズ２の周側面及びレンズ面端部を臨むことが可能な開口８が形成されている。また、第２円筒部５ｂにも、突き当て部７の上面近傍と下面近傍との２カ所に、レンズ３及びレンズ４の周側面及びレンズ面端部を臨む開口９、１０が形成されている。これらの開口８〜１０は、図３に示すように、レンズ鏡筒５の軸芯Ｌを垂直に横切る平面（例えば、図２（ａ）のＢ−Ｂ平面）と、レンズ鏡筒５の筒壁とが交わるレンズ鏡筒５の周円上（同一周円上）に、等間隔を保って３カ所ずつ形成されている。開口８〜１０はレンズ鏡筒５の軸芯Ｌ方向に長い楕円形状又は長方形状に形成されており、開口８〜１０の端部は、後述するレンズ２〜４を固定するための固定部１８ａ〜１８ｃが形成される位置を越えた範囲まで達している。

また、第１円筒部５ａのレンズ２の上面端部近傍、第２円筒部５ｂのレンズ３の側面部近傍及びレンズ４の下面端部近傍には、他の筒壁に比べて壁厚が薄くなっている薄肉部１２〜１４が形成されている。具体的に、薄肉部１２〜１４の肉厚は、他の部分の肉厚が４ｍｍであるのに対して、２ｍｍの厚さとなっている。各薄肉部１２〜１４は、レンズ鏡筒５の同一円周上に均等に３カ所ずつ設けられている。なお、本実施例では、各薄肉部１２〜１４を３カ所ずつ設けることとしたが、３カ所に限定されるものではなく、２カ所であっても、４カ所以上であっても良い。２カ所以上、各薄肉部１２〜１４を設けることによって、複数箇所からレンズ２〜４を保持できるため、レンズ２〜４を安定した状態で固定することができる。

レンズ２〜４はガラスで形成されたガラスレンズであり、レンズ２は、凸メニスカスレンズ、レンズ３は両凹レンズ、レンズ４は凸メニスカスレンズである。レンズ２の外径はレンズ鏡筒５の第１円筒部５ａの内径と略同一又は極僅かに小径となるように形成されており、レンズ３、４の外径は、第２円筒部５ｂの内径と略同一又は極僅かに小径となるように形成されている。

次ぎに、レンズ２〜４をレンズ鏡筒５に固定する手順を説明する。

まず、レンズ３を、第１円筒部５ａの端部開口１６より入れて、第２円筒部５ｂの突き当て部７にレンズ３の下面端部を当接させる。レンズ３が突き当て部７に当接すると、開口９によりレンズ３の周側面を臨むことができるので、開口９を介してレンズ３の光軸調整（位置調整）を行うことが可能となる。レンズ３の光軸調整を行った後、薄肉部１３に対してレンズ鏡筒５の外壁側より加熱ヒーター又は超音波ホーン等を用いて熱を加えることによって薄肉部１３を変形させ、レンズ鏡筒５の軸芯Ｌ方向に向かって立設する固定部１８ｂを形成する。固定部１８ｂを形成する場合、薄肉部１３には熱が加えられるが、レンズ３はガラスレンズであるため、レンズ自身が熱により変形してしまうことはない。固定部１８ｂを形成することによって、固定部１８ｂがレンズ３を側方から押圧してレンズ鏡筒５にレンズ３を固定させる。

また同様にして、第１円筒部壁５ａの端部開口１６より、レンズ２を第１円筒部５ａ内に嵌入させてレンズ２の下面端部を突き当て部６に当接させ、開口８を介して光軸調整を行った後に、薄肉部１２の内側壁を変形して固定部１８ａを形成し、レンズ２を固定する。このとき、レンズ２は凸メニスカスレンズであって固定部１８ａが当接するレンズ面が凸面形状を呈しており、レンズ面端部がレンズ中心部に比べて端部が低くなるように傾斜しているので、レンズ面端部に当接した固定部１８ａがレンズ２を突き当て部６側に押し下げ、レンズ２を遊びなく確実にレンズ鏡筒５内に固定させることが可能となる。

さらに同様に、第２円筒部５ｂの端部開口１９より、レンズ４を第２円筒部５ｂ内に嵌入させてレンズ４の上端部を突き当て部７に当接させ、開口１０を介して光軸調整を行った後に薄肉部１４の内側壁を変形して固定部１８ｃを形成し、レンズ４を固定する。このとき、レンズ４は凹メニスカスレンズであって固定部１８ｃが当接するレンズ面が下側に凸状の傾斜面となるので、レンズ面端部に当接した固定部１８ｃがレンズ４を突き当て部７側に押し上げ、レンズ４を遊びなく確実に固定位置に固定させることが可能となる。

このように、レンズ鏡筒５の外壁方向から熱を加えて固定部１８ａ〜１８ｃを形成することによりレンズ２〜４がレンズ鏡筒５に固定されるので、従来のようにレンズ鏡筒の端部開口より軸芯方向と平行な方向から加熱処理等を行う必要がなく、作業負担の軽減を図ることが可能となる。さらに、レンズ２〜４を固定するためにレンズ鏡筒５の加工精度を高めなくても、薄肉部１２〜１４を変形させて固定部１８ａ〜１８ｃを形成することにより、レンズ２〜４をレンズ鏡筒に精度良く固定することができるので、安価なレンズユニットを提供することが可能となる。

また、レンズ鏡筒５の薄肉部１２〜１４を加熱等して固定部１８ａ〜１８ｃを形成するので、レンズ２〜４の位置調整を行った後にレンズ２〜４毎にレンズ位置を固定することができ、レンズ２〜４の個々のバラツキを考慮した調整を行い、より安定した光学特性を得ることが可能となる。特に、レンズ鏡筒５に形成された開口８〜１０により、レンズを固定部１８ａ〜１８ｃで固定する前に、個々のレンズ２〜４を各レンズ毎に調整することができるので、精度の高い光学特性を得ることが可能となる。

また、複数のレンズ２〜４をレンズ鏡筒５に固定する場合であっても、レンズ鏡筒５を大型化させることなくレンズ２〜４をレンズ鏡筒５に固定することができるので、レンズユニット１の小型化を図ることが容易となる。

さらに、レンズ２〜４をレンズ鏡筒５に固定するために接着剤等を用いる必要がないため、接着剤がレンズ表面に付着したり、アウトガスが発生してレンズ面を汚してしまうおそれがなく、安定した光学特性を確保することが可能となる。

また、レンズ２〜４を突き当て部６、７に当接させてレンズ２〜４を固定することができるので、レンズ２〜４を安定させた状態でレンズ２〜４を固定させることができる。

さらに、薄肉部１２〜１４をだけ変形させて固定部１８ａ〜１８ｃを形成するので、レンズ鏡筒５の他の部分を変形させることなくレンズ２〜４を固定することができる。

レンズ２〜４をレンズ鏡筒５から取り外す場合には、開口８〜１０より細長い棒状部材を挿入して、レンズを固定部１８ａ〜１８ｃが形成されている方向に押し動かすことによって、レンズ２〜４をレンズ鏡筒５から分離することができる。このようにして、レンズ２〜４をレンズ鏡筒５から容易に分離することができるので、レンズユニット１のリユース、リサイクル性を向上させることが容易となる。

以上、本発明に係るレンズユニットを、図面を用いて説明したが、本発明に係るレンズユニットは上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施例１ではレンズがガラスで形成された場合について説明を行ったが、レンズは必ずしもガラスにより形成されている必要はない。例えば、樹脂製のレンズを用いた場合であっても、レンズの熱変形温度がレンズ鏡筒の熱変形温度よりも高い温度であれば、固定部を形成するときに、レンズ鏡筒の熱変形温度以上かつレンズの熱変形温度以下の熱を薄肉部に加えることによって、レンズの光学特性を変形させることなく固定部を形成することができる。上述した実施例１では、例えとして、レンズ鏡筒に帝人化成株式会社製ＭＵＬＴＩＬＯＮ ＲＮ−３１２０を使用する場合を示したが、この素材の熱変形温度は８６℃であるため、この温度よりも熱変形温度の高い日本ゼオン株式会社製ゼオネックス Ｅ４８Ｒ（熱変形温度１１０℃）を用いてレンズを形成することにより、レンズを熱変形させることなく、固定部をレンズ鏡筒に形成することが可能となる。

また、上述した実施例１では、レンズの光軸調整及び固定処理をレンズ毎に１枚づつ行う構成であったが、レンズの固定処理は必ずしもレンズ毎に行う必要はなく、全てのレンズの光軸調整を行った後に、一度に複数枚のレンズの固定処理を行っても良く、更に、何枚かのレンズの光軸調整及び固定処理を行った後に、残りのレンズの光軸調整及び固定処理を行う構成としても良い。

次ぎに、上述した実施例１と異なる別の実施例２及び実施例３を用いて、本発明に係るレンズ固定構造についてのさらなる説明を行う。

実施例２において、本発明に係るレンズ固定機構を備えた他のレンズユニットを説明する。なお、実施例２に係るレンズユニットにおいて、実施例１で説明したレンズユニットと同一の部材には同一符号を付すものとし、その具体的な説明は既に実施例１において行っているので省略する。また、実施例２に示すレンズユニットも、実施例１において説明した構成と同一の構成を有することにより共通した効果を奏することとなるが、実施例１において既に説明した効果についても同様に説明を省略する。

図４に示すように実施例２に係るレンズユニット２０は、３枚のレンズ２〜４と、レンズ鏡筒２１と、保持部材２２、２３とを有している。３枚のレンズ２〜４は、実施例１と同様にガラスにより形成されており、凸メニスカスレンズと、両凹レンズと、凸メニスカスレンズとにより構成されている。

レンズ鏡筒２１は、熱可塑性を有する樹脂によって形成されており、例えば、帝人化成株式会社製ＭＵＬＴＩＬＯＮ ＲＮ−３１２０（ＰＣ＋ＡＢＳ）等により形成されている。レンズ鏡筒２１は、径の異なる２つの円筒部を連結した段付円筒形状を呈している。上段の第１円筒部２１ａの径は、下段の第２円筒部２１ｂの径に比べて拡径となっており、第１円筒部２１ａと第２円筒部２１ｂとの連結部には、円筒内側に段状の突き当て部６が形成されている。また、第２円筒部２１ｂの端部開口２４には、レンズ４のレンズ面周端部の鏡面形状に応じてレンズ鏡筒２１の軸芯Ｌ方向に屈曲して形成される縁枠部２５が形成されている。この縁枠部２５により、第２円筒部２１ｂの端部開口２４の開口径は、レンズ４の直径よりも小径の開口となっている。

第１円筒部２１ａには、突き当て部６近傍位置に、第１円筒部２１ａに固定されたレンズ２の周側面及びレンズ面端部を臨むことが可能な開口８が形成されている。開口８は、レンズ鏡筒２１の軸芯Ｌを垂直に横切る平面と、レンズ鏡筒２１の筒壁とが交わるレンズ鏡筒２１の周円上（同一周円上）に、等間隔を保って３カ所ずつ形成されている。開口８はレンズ鏡筒２１の軸芯Ｌ方向に長い楕円形状又は長方形状に形成されており、開口８の端部は、レンズ２を固定するための固定部２４が形成される位置を越えた範囲まで到達している。

また、第１円筒部２１ａにおいて、レンズ２の上側面のレンズ面端部近傍には、他の筒壁に比べて壁厚が薄くなっている薄肉部１２が形成されている。具体的に、薄肉部１２の肉厚は、他の部分の肉厚が４ｍｍであるのに対して、２ｍｍの厚さとなっている。この薄肉部１２は、レンズ鏡筒２１の同一円周上に均等に３カ所設けられている。なお、本実施例２では、薄肉部１２を３カ所設けることとしたが、３カ所に限定されるものではなく、実施例１と同様に、２カ所であっても、４カ所以上であっても良い。

保持部材２２、２３は、第２円筒部２１ｂの内径とほぼ同径の外径を有する円筒状部材又は骨格が組み合わされた柱組成円形部材であり、レンズ２とレンズ３との間に設置される第１保持部材２２と、レンズ３とレンズ４との間に設置される第２保持部材２３との２つの部材により構成されている。

次ぎに、レンズ２〜４をレンズ鏡筒２１に収納する手順を説明する。

まず、レンズ４の凸面を下側にして第１円筒部２１ａの端部開口２６よりレンズ４を入れて、レンズ４を第２円筒部２１ｂの端部開口２４に形成された縁枠部２５の内壁面に当接させる。このとき、レンズ４は縁枠部２５により係止されて光学的な位置決めが行われる。

その次ぎに、第１円筒部２１ａの端部開口２６より第２保持部材２３を入れて、レンズ４の第１円筒部２１ａ側のレンズ面端部に、第２保持部材２３の下側端部を当接させる。さらに、その上にレンズ３を挿入することによって、第２保持部材２３がレンズ３とレンズ４との間隔を一定に保ち、レンズ３の正確な位置決めを行う。

さらに、第１円筒部２１ａの端部開口２６より第１保持部材２２を投入し、レンズ３の端部開口２６側レンズ面に第１保持部材２２を当接させ、その後に、レンズ２の凹面側が第１保持部材２２の上側端部に当接するようにレンズ２を端部開口２６より嵌入する。第１保持部材２２により、レンズ２とレンズ３との間隔を所定の間隔に保つことができ、さらに、第２保持部材２３によりレンズ３とレンズ４との間隔を所定の間隔に保つことが可能となる。このように、レンズ２〜４を一定間隔に保つことによってレンズ２〜４の光軸調整を簡易かつ精度良く行うことができ、高い光学特性を確保することが可能となる。

各レンズ２〜４のレンズ位置調整を行った後に薄肉部１２を熱変形させて固定部１８を形成することにより、レンズ２が固定部１８により固定される。特に固定部１８が当接するレンズ２のレンズ面端部が上側に凸状の傾斜面となるので、レンズ面端部に当接した固定部１８がレンズ２を第２円筒部２１ｂ側に押し下げる。より詳細には、固定部１８により、レンズ２だけでなく、レンズ３，４、第１保持部材２２、第２保持部材２３が縁枠部２５側に押し下げられるので、レンズ２〜４を遊びなく確実にレンズ鏡筒２１に固定させることが可能となる。

さらに、縁枠部２５により第２円筒部２１ｂの端部開口２４の開口径がレンズ４の直径よりも小径となっているので、レンズ４のレンズ面端部を縁枠部２５に当接させて固定することにより、簡単にレンズ２〜４の位置決めを行うことができ、レンズユニット２０の組立時の工数削減を図ることが容易となる。

実施例３において、本発明に係るレンズ固定機構を備えた他のレンズユニットを説明する。なお、実施例３に係るレンズユニットにおいて、実施例１及び実施例２で説明したレンズユニットと同一の部材には同一符号を付すものとし、その具体的な説明は既に行っているので省略する。また、実施例３に示すレンズユニットも、実施例１及び実施例２において説明した構成と同一の構成を有することにより共通した効果を奏することとなるが、実施例１及び実施例２において既に説明した効果については説明を省略する。

図５に示すように、実施例３に係るレンズ固定機構を備えたレンズユニット３０は、３枚のレンズ３２〜３４と、レンズ３２〜３４を収納するレンズ鏡筒３１とを有している。

レンズ鏡筒３１は、熱可塑性を有する樹脂によって形成されており、例えば、帝人化成株式会社製ＭＵＬＴＩＬＯＮ ＲＮ−３１２０（ＰＣ＋ＡＢＳ）等により形成されている。レンズ鏡筒３１は、径の異なる２つの円筒部を連結した段付円筒形状を呈している。上段の第１円筒部３１ａの径は、下段の第２円筒部３１ｂの径に比べて拡径となっており、第１円筒部３１ａと第２円筒部３１ｂとの連結部には、円筒内側に段状の突き当て部６が形成されている。

第１円筒部３１ａには、レンズ３２が収納され、第２円筒部３１ｂには、レンズ３３とレンズ３４とが収納される。第１円筒部３１ａには、突き当て部６近傍位置に、第１円筒部３１ａに固定されるレンズ３２の周側面及びレンズ面端部を臨むことが可能な開口３５が形成されている。また、第２円筒部３１ｂにも、筒上部にレンズ３３の周側面を臨む開口３６が形成され、筒下部にレンズ３４の周側面及びレンズ面端部を臨む開口３７が形成されている。これらの開口３５〜３７は、レンズ鏡筒３１の軸芯Ｌを垂直に横切る平面と、レンズ鏡筒３１の筒壁とが交わるレンズ鏡筒の周円上（同一周円上）に、等間隔に間を空けて３カ所ずつ形成されている。開口３５〜３７はレンズ鏡筒３１の軸芯Ｌ方向に長い楕円形状又は長方形状に形成されており、開口３５〜３７の端部は、後述するレンズ３２〜３４を固定するための固定部４０〜４２の上下端とほぼ同位置となっている。

また、第１円筒部３１ａ及び第２円筒部３１ｂには、レンズ３２〜３４が固定される位置に、レンズ３２〜３４のレンズの厚さより軸芯Ｌ方向に長い範囲に延びる薄肉部４３〜４５が形成されている。具体的に、薄肉部４３〜４５の肉厚は、他の筒壁の肉厚が４ｍｍであるのに対して、２ｍｍの厚さとなっている。各薄肉部４３〜４５は、レンズ鏡筒３１の同一円周上に均等に３カ所ずつ設けられている。なお、本実施例３では、各薄肉部４３〜４５を３カ所ずつ設けることとしたが、３カ所に限定されるものではなく、２カ所であっても、４カ所以上であっても良い。２カ所以上薄肉部を設けることによって、複数箇所からレンズ３２〜３４を保持できるため、レンズ３２〜３４を安定した状態で固定することができる。

レンズ３２〜３４はガラスで形成されたガラスレンズである。レンズ３２は凸メニスカスレンズであり、レンズ３２の外径は第１円筒部３１ａの内径と略同一又はごく僅かに小径となっている。レンズ３２の外周縁部には帯状部４７が形成されており、この帯状部４７の上面４７ａ及び下面４７ｂは、光軸に垂直に交わる平面により構成されている。また、レンズ３３は両凹レンズ、レンズ３４は凸メニスカスレンズであり、レンズ３３、３４も同様に、外周縁部に上面と下面とが光軸に垂直に交わる平面によって構成されている帯状部４８、４９が形成され、レンズ外径は、第２円筒部３１ｂの内径と略同一又は僅かに小径に形成されている。

次ぎにレンズ３２〜３４を、レンズ鏡筒３１に固定する方法を説明する。

まず、レンズ鏡筒３１の第２鏡筒３１ｂにレンズ３３を挿入し、レンズ３３を第２鏡筒３１ｂの第１鏡筒３１ａ側に形成される薄肉部４４近傍に配置する。このとき、第２鏡筒３１ｂの開口３６よりチャックのアーム部分を挿入してレンズ３３を側方から挟持し、レンズ３３の固定位置調整を行う。レンズ３３の位置調整は、予め定められた位置にチャックを操作して調整を行う方法でも良く、また、レンズ位置調整用の画像を取り込み、取り込まれた画像を用いて計算された結果を照らし合わせて位置調整を行う方法でも良い。位置調整が完了した後に、実施例１、実施例２と同様に薄肉部４４に熱を加えて固定部４０（４０ａ、４０ｂ）を形成し、レンズ３３を固定する。このとき、レンズ３３の外周縁部には、上面及び下面が光軸に垂直に交わる平面により構成される帯状部４８が形成され、レンズ３３のレンズの厚さ、つまり帯状部４８の厚さよりも軸芯Ｌ方向に広い薄肉部４４が形成されているので、薄肉部４４に熱を与えて固定部４０（４０ａ、４０ｂ）を形成することによって、レンズ３３のレンズ両面のレンズ面端部に固定部４０ａ、４０ｂが形成され、レンズ３３が両面に形成された固定部４０ａ、４０ｂにより挟持されて固定される構造となる。このようにして、レンズ３３がレンズ面の両面より挟持されて固定される構造となるので、レンズ３３が強固かつ精度良く固定され、安定した光学特性を確保することが可能となる。

特に、帯状部４８の上面及び下面が光軸に垂直に交わる平面により構成されており、レンズ３３の光軸調整がなされると、光軸とレンズ鏡筒３１の軸芯Ｌとが一致して、帯状部４８の上面及び下面がレンズ鏡筒３１の内側面と垂直となるので、固定部４０がレンズ３３に対して横方向から軸芯Ｌ方向へ均等に力を加えることができてレンズが動きにくくなり、レンズの固定位置を安定させることが容易となる。

レンズ３２及びレンズ３４も同様に、チャックにより位置調整が行われた状態で薄肉部４３、４５を加熱して固定部４１、４２を形成することによって、レンズ３２、３４をレンズ鏡筒３１に強固かつ精度良く固定することができる。

以上、実施例３に係るレンズユニット３０を説明したが、本発明に係るレンズ固定構造を用いたレンズユニットは実施例３において説明したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施例３では、開口３５〜３７を介してレンズ３２〜３４をチャックで保持してレンズ位置の調整を行っているが、必ずしもチャック用の開口３５〜３７を設ける必要はなく、レンズの前面又は後面をエアーチャック等でクランプして調整、位置決めをする構成としても良い。また、帯状部４７〜４９の上面及び下面は、光軸に対して垂直な平面により形成された平行面となっているが、この２面は必ずしも平行である必要はなく、光軸に対して一定角度を有する傾斜面となっていても良い。

また、本発明に係るレンズユニットは、上述した実施例１〜３に記載したものに限定されるものではなく、他の構成によるものであってもよい。例えば、実施例１〜３に示すレンズユニットは、配設された凸レンズ、凹レンズ、凸レンズの３枚のレンズにより構成されているが（トリプルレットタイプ）、３枚のレンズ構成に限定されるものではなく、１枚の球面レンズ又は非球面レンズによって構成されていてもよく、さらに２枚又は４枚以上のレンズによって構成されるものであっても、１つの群になったレンズによって構成されるものであってもよい。また、使用される凸レンズは、平凸レンズであっても、凸メカニカスレンズであってもよく、使用される凹レンズも同様に、平凸レンズであっても、両凹レンズであっても、凹メカニカスレンズであってもよい。

さらに実施例３に示したレンズ鏡筒３１のように、レンズの挿入方向が１方向に限定されない構造からなるレンズ項筒の場合には、レンズを１方向から挿入して光軸調整及び固定処理を行ってもよく、また、両側からレンズを挿入して光軸調整及び固定処理をしてもよい。

また、本発明に係るレンズ固定機構は、必ずしもレンズユニットだけに使用されるものではなく、レンズ固定機構を用いた画像読取ユニットや画像形成装置であっても良い。

実施例１に係るレンズユニットを示した斜視図である。 図１に示すＡ−Ａ断面を示した側方断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は破線Ｂ１を示した拡大図、（ｃ）は破線Ｂ２を示した拡大図、（ｄ）は破線Ｂ３を示した拡大図である。 図２に示したＢ−Ｂ断面を示した平面断面図である。 実施例２に係るレンズユニットを示した断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は破線Ｃ１を示した拡大図である。 実施例３に係るレンズユニットを示した断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は破線Ｄ１を示した拡大図、（ｃ）は破線Ｄ２を示した拡大図、（ｄ）は破線Ｄ３を示した拡大図である。

符号の説明

１、２０、３０ レンズユニット
２、３、４、３２、３３、３４ レンズ
５、２１、３１ レンズ鏡筒
８，９，１０、３５，３６、３７ 開口
１２、１３、１４、４３、４４、４５ 薄肉部
１８、１８ａ〜１８ｃ、４０、４０ａ、４０ｂ，４１、４２ 固定部
６、７ 突き当て部

Claims (17)

1. レンズと、該レンズを収納するレンズ鏡筒とを有し、
   前記レンズを前記レンズ鏡筒に収納した後に前記レンズ鏡筒の内側壁を変形させて該内側壁に前記レンズを固定するための固定部を形成すること特徴とするレンズ固定構造。
2. 前記レンズ鏡筒は熱可塑性を有する材料により形成されており、前記レンズ鏡筒の前記内側壁に熱又は超音波を施すことにより前記内側壁を変形させて前記固定部を形成することを特徴とする請求項１に記載のレンズ固定構造。
3. 前記固定部は、前記レンズ鏡筒の軸芯と直交する方向に向けて立設されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ固定構造。
4. 前記レンズ鏡筒には、前記レンズの一のレンズ面のレンズ面端部に当接する突き当て部が形成され、該突き当て部に当接されて位置決めされた前記レンズの他のレンズ面のレンズ面端部に、前記固定部を当接させることにより、前記レンズを前記レンズ鏡筒に固定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のレンズ固定構造。
5. 前記レンズ鏡筒内に収納された複数の前記レンズの間隔を一定に保持する保持部材を有し、
   該保持部材により一定の間隔が確保された一のレンズのレンズ面端部に一の固定部を当接させ、他のレンズのレンズ面端部に他の固定部を当接させることによって、複数の前記レンズ及び保持部材を、一対の前記固定部により挟持させて固定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のレンズ固定構造。
6. 前記固定部に当接する前記レンズの前記レンズ面端部が、レンズ中心部に比べてレンズ面端部が低くなるように傾斜していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のレンズ固定構造。
7. 前記固定部の当接する前記レンズの上面及び下面のレンズ面端部が、前記レンズの光軸に対して垂直な平面によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のレンズ固定構造。
8. 前記レンズは、前記レンズの光軸調整が行われた後に、前記固定部により前記レンズ鏡筒に固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のレンズ固定構造。
9. 前記固定部は、前記レンズ鏡筒の内側面の同一周円上に少なくとも２個以上形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のレンズ固定構造。
10. 前記固定部が形成される前記レンズ鏡筒の筒壁の肉厚が、他の筒壁の肉厚よりも薄肉となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のレンズ固定機構。
11. 前記レンズが、ガラスによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のレンズ固定構造。
12. 前記レンズが、レンズ鏡筒の熱変形温度よりも高い熱変形温度を有する樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のレンズ固定構造。
13. 前記固定部が形成された前記レンズ鏡筒の同一周円上に、前記レンズの周側面又はレンズ面端部を臨む開口が形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のレンズ固定機構。
14. 前記開口が、前記同一周円上に少なくとも２個以上形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のレンズ固定構造。
15. 前記レンズ鏡筒の端部開口に、該端部開口の開口径を前記レンズの直径よりも小径とする縁枠部が形成され、該縁枠部の内側面に前記レンズのレンズ面端部が当接することにより前記レンズが位置決めされることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のレンズ固定構造。
16. 請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のレンズ固定機構を用いたことを特徴とする画像読取ユニット。
17. 請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載のレンズ固定機構を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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