JP2859641B2 - 長尺ルーフミラーレンズアレイ - Google Patents

長尺ルーフミラーレンズアレイ

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JP2859641B2 JP1129839A JP12983989A JP2859641B2 JP 2859641 B2 JP2859641 B2 JP 2859641B2 JP 1129839 A JP1129839 A JP 1129839A JP 12983989 A JP12983989 A JP 12983989A JP 2859641 B2 JP2859641 B2 JP 2859641B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複写機、ファクシミリ、イメージスキャナ
等の等倍画像読取りに用いられる長尺ルーフミラーレン
ズアレイに関する。
従来の技術 まず、従来におけるルーフミラーレンズアレイの全体
構成について説明する。第5図において、物体面1から
の光は、光路分離ミラー2の上面ミラー2aにより反射さ
れた後、レンズアレイ3中のレンズ4を通過してルーフ
ミラーアレイ5のルーフミラー6により2回反射された
後、再び、レンズアレイ3を通過して今度は光路分離ミ
ラー2の下面ミラー2bにより反射されて下方の像面7上
に結像し、これにより物体面1の情報を読取ることがで
きる。第6図は、このようなルーフミラーレンズアレイ
を実際のハウジング8に組み込んだ状態における縦断側
面図を示したものである。
この場合、レンズアレイ3、絞り板9、ルーフミラー
アレイ5はそれぞれ熱可塑性樹脂を用いて射出成形法等
の方法により成形加工されてなるものであるが、この他
に、熱硬化性樹脂、さらには、樹脂以外のガラスや金属
等からなる材料を用いて加工することもできる。ただ
し、レンズアレイ3の材料としては、透明材料を用い
る。
上述したようなルーフミラーレンズアレイを構成する
レンズアレイ3、ルーフミラーアレイ5、絞り板9を各
々複数個連設してなる長尺サイズのルーフミラーアレ
イ、いわゆる、長尺ルーフミラーレンズアレイなるもの
がある。この長尺ルーフミラーレンズアレイとしては、
例えば、第7図に示すように、レンズアレイ3及び絞り
板9をそれぞれ4個連設し、ルーフミラーアレイ5を3
個連設して構成することができる。そして、この場合、
絞り板9の一方の面に一定間隔で形成された位置決め孔
9bに、レンズアレイ3に形成された位置決めピン3bを係
合させる一方で、その絞り板9の反対側の面に形成され
た位置決め孔9aに、ルーフミラーアレイ5に形成された
位置決めピン5aを係合させ、これによりそれぞれ直線状
に複数個連ねた状態にして一体化構成したものとなって
いる。
発明が解決しようとする課題 このような長尺ルーフミラーレンズアレイにおいて
は、特に、温度や湿度等の周囲環境の変化により全長が
変化しやすいという問題がある。すなわち、レンズアレ
イ3や絞り板9等は吸湿や温度変化に追従して全長が変
化する恐れがある。これにより、第8図に示すように、
絞り板9の接合部10で示した部分の光束絞り孔11の領域
が変化して合成光量分布が変化したり、また、そのよう
な絞り板9の接合部10が光束絞り孔11の間にあったとき
にはその光束絞り孔11間の距離が変動して合成光量分布
が変化するという問題が生じる。
課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、請求項
1記載の発明は、絞り板とルーフミラーアレイとをほぼ
同一の吸水膨張率を有する光学部材により形成し、絞り
板を配列ピッチの整数倍の長さに設定すると共にこの絞
り板の一定間隔をなした位置に位置決め部を形成し、レ
ンズアレイ及びルーフミラーアレイをそれぞれ前記絞り
板と同一の配列ピッチの整数倍の長さに設定すると共に
これらレンズアレイ及びルーフミラーアレイにそれぞれ
絞り板に形成された位置決め部に係合する位置決め部を
形成した。
請求項2記載の発明は、絞り板とルーフミラーアレイ
とをほぼ同一の吸水膨張率を有する光学部材により形成
し、絞り板を配列ピッチの整数倍の長さに設定すると共
にこの絞り板の一定間隔をなした位置に位置決め部を形
成し、レンズアレイ及びルーフミラーアレイをそれぞれ
絞り板と同一の配列ピッチの整数倍長さに設定すると共
にこれらレンズアレイ及びルーフミラーアレイにそれぞ
れ絞り板に形成された位置決め部に係合する位置決め部
を形成し、 絞り板及びルーフミラーアレイの吸水膨張率とは異な
る吸水膨張率を有する材料により形成されたレンズアレ
イの組付け分割数Nを、長尺ルーフミラーアレイの全長
をL、レンズアレイの吸水膨張率をWa、絞り板の吸水膨
張率をWs、必要とされる相対湿度変化量をH、レンズア
レイと絞り板との組付け誤差量をΔl、レンズアレイと
絞り板との位置ズレ許容量をXとしたとき、 の関係を満たすように設定した。
作用 請求項1記載の発明により、絞り板とルーフミラーア
レイとをほぼ同一の光学部材で形成し、絞り板を配列ピ
ッチの整数倍で連設して長尺化し、その絞り板と同一の
配列ピッチをもったレンズアレイ及びルーフミラーアレ
イをそれぞれ連設して長尺化し、これらそれぞれ長尺化
された絞り板とルーフミラーアレイとレンズアレイとを
位置決め部にて一体化構成することによって、周囲環境
の変化により絞り板やルーフミラーアレイさらにはレン
ズアレイに全長の変化が生じた場合における、レンズ配
列ピッチに依存して周期的に発生する合成光量ピッチム
ラの変動を抑制することができる。
請求項2記載の発明により、レンズアレイの組付け分
割数Nを前述したような関係式を満たすように設定する
ことにより、仕様、用途に応じて合理的な設定を行うこ
とができる。
実施例 本発明の一実施例を第1図ないし第4図に基づいて説
明する。まず最初に、本発明のような構成にした理由に
ついて説明する。第3図(a)は、周囲環境の変化によ
り、絞り板9に対しレンズアレイ3が光軸からΔXだけ
移動した際のレンズアレイ3の単一レンズの光量分布L
の変化の様子を、ルーフミラーアレイ5を中心にして展
開して示したものであり、この移動により光量分布Lは
実線部から破線部に移動したものとなる。また、この
時、合成光量分布TL(ハッチング部分は接合部)は第3
図(b)に示したようになる。一方、第4図(a)は、
周囲環境の変化により、絞り板9に対しルーフミラーア
レイ5が光軸からΔXだけ移動した際のレンズアレイ3
の単一レンズの光量分布Lの変化の様子を示したもので
ある。また、第4図(b)はこの時の合成光量分布TL
(ハッチング部分は接合部)を表わしたものである。
従って、これら第4図(a)(b)から、レンズアレ
イ3の移動よりもルーフミラーアレイ5の移動による方
が、レンズアレイ3の接合部における合成光量分布TLの
変化量が大きいことがわかる。このようなことから本発
明では、合成光量分布TLの変化量に大きく左右するルー
フミラーアレイ5を絞り板9とほぼ同一の吸湿特性を示
す材料により形成し、レンズアレイ3をこれらとは異な
る材料により形成することによって、吸湿の形状変化に
よる性質の低下を防止するようにした。
次に、本発明に係る構成について説明する。なお、長
尺ルーフミラーレンズアレイの全体構成については従来
技術(第5図ないし第8図参照)で述べたのでここでの
説明は省略し、同一部分については同一符号を用いる。
絞り板9とルーフミラーアレイ5とはほぼ同一の吸水
膨張率を有する図示しない光学部材(例えば、樹脂等)
により形成されている。単一の絞り板9は一定の配列ピ
ッチを有する光束絞り孔11を有している。その絞り板11
の全長は配列ピッチの整数倍の長さに設定されており、
また、その絞り板9の一定間隔をなした表裏両面の位置
には位置決め部としての凹部12が形成されている。そし
て、前記絞り板9は、その長手方向に3個連設されるこ
とにより長尺絞り板13を形成している。
また、レンズアレイ3及びルーフミラーアレイ5は、
それぞれ前記絞り板9と同一の配列ピッチの整数倍の長
さに設定されている。これらレンズアレイ3及びルーフ
ミラーアレイ5には、それぞれ前記絞り板9に形成され
た凹部12に係合する位置決め部としての凸部14,15が形
成されている。そして、これらレンズアレイ3及びルー
フミラーアレイ5は、それぞれ長手方向に3個連設され
ることにより、長尺レンズアレイ16、長尺ルーフミラー
アレイ17を形成している。
さらに、前記レンズアレイ3は、前記絞り板9及び前
記ルーフミラーアレイ5の吸水膨張率とは異なる吸水膨
張率を有する材料により形成されている。この場合、レ
ンズアレイ3の組付け分割数をNとすると、 の関係を満たすようにした。
ただし、L:ルーフミラーアレイ Wa:レンズアレイの吸水膨張率 Ws:絞り板の吸水膨張率 H:必要とされる相対湿度変化量 Δl:レンズアレイと絞り板との組付け誤差量 X:レンズアレイと絞り板との位置ズレ許容量 とする。
このような構成において、絞り板9を3個連設して長
尺絞り板13を形成する場合、それらの接合は光束絞り孔
11間に位置するサン部分で行い、また、それらの接合部
Aの形状は、光束絞り孔11の厚み方向で2分し重複させ
るようにする。このように絞り板9が接合一体化された
長尺絞り板13を基準とし、ルーフミラーアレイ5に形成
された凸部14をその長尺絞り板13の凹部12で係合する。
この場合、ルーフミラーアレイ5の接合部での精度は、
機械的組付けにより精度を確保でき安定保持できる場合
には特に問題とはならないが、高精度、高信頼性を要求
される場合にはその接合部に隣接するルーフミラー6の
稜線部の相対的な倒れ(レンズの偏心に相当する)を補
正する必要がある。この時用いる接着剤としては、シア
ノアクリレート系瞬間接着剤、加熱硬化型接着剤(2液
混合型エポキシ等)、UV硬化型接着剤等を用いる。
また、このように絞り板9にルーフミラーアレイ5を
係合し長尺一体化したものに、(1)式に示したような
組付け分割数Nの条件を満足するレンズアレイ3の中央
付近に設けられた凸部15を絞り板9の円形の凹部12に係
合させると共に、その端部付近に設けられた凸部12を絞
り板9の横長な凹部12に係合させる。
このようにして絞り板9とレンズアレイ3を係合させ
ることにより、その接合面における回転を規制すること
ができ、これにより、レンズアレイ3のそれぞれの隣接
するレンズ4間の光軸倒れ(偏心)を防止することがで
きる。この場合、隣接するレンズアレイ3間に隙間を設
けてあるが、これはレンズアレイ3の吸湿により変動す
る伸びにより、絞り板9、ルーフミラーアレイ5の長さ
を超えない条件としてこのように設定したものである。
また、レンズアレイ3の材料としては、光の透過性、色
分散等の理由により一般にPMMAが用いられており、この
PMMAは他の樹脂材料に比べ吸湿性が高く全長の変化が大
きい性質がある。もし、絞り板9、ルーフミラーアレイ
5をレンズアレイ3とほぼ同一の吸湿特性を有する材料
で構成した場合にはルーフミラーアレイ5の反射面の吸
湿による変化が大きく性能劣化が生じることになる。そ
こで、本発明では、上述したように、絞り板9、ルーフ
ミラーアレイ5は低吸湿材料により形成し、レンズアレ
イ3のみを環境変化により変動する材料により形成した
のである。
発明の効果 本発明は、ルーフミラーアレイを絞り板とほぼ同一の
吸湿特性を有する材料により形成し同一の長さで係合し
長尺化した後、これに複数個のレンズアレイを係合し長
尺化したので、周囲環境変化によりこれらの全長に変化
が生じてレンズアレイの個々のレンズの配列ピッチに依
存して周期的に発生する光量ムラの変動を抑制すること
ができるものである。
また、レンズアレイの組付け分割数Nを、長尺ルーフ
ミラーアレイの全長をL、レンズアレイの吸水膨張率を
Wa、絞り板の吸水膨張率をWs、必要とされる相対湿度変
化量をH、レンズアレイと絞り板との組付け誤差量をΔ
l、レンズアレイと絞り板との位置ズレ許容量をXとし
たとき、 の関係を満たすように設定したので、仕様や用途に応じ
てその組付け分割数を合理的に設定することが可能であ
り、これにより任意の材料の組合せにも容易に適用させ
ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す分解斜視図、第2図は
それを一体化して構成した場合の縦断側面図、第3図
(a)はレンズアレイが光軸から位置ズレした場合にお
ける単一レンズの光量分布を示す説明図、第3図(b)
はその合成光量分布を示す波形図、第4図(a)はルー
フミラーアレイが光軸から位置ズレした場合における単
一レンズの光量分布を示す説明図、第4図(b)はその
合成光量分布を示す波形図、第5図は従来におけるルー
フミラーレンズアレイの構成を示す斜視図、第6図はそ
れをハウジングに組み込んだ状態を示す縦断側面図、第
7図は従来における長尺ルーフミラーレンズアレイの縦
断側面図、第8図はその絞り板の接合部の様子を示す斜
視図である。 2……光路分離ミラー、3……レンズアレイ、4……レ
ンズ、5……ルーフミラーアレイ、6……ルーフミラ
ー、8……ハウジング、9……絞り板、11……光束絞り
孔、12,14,15……位置決め部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 27/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光路分離ミラーと、この光路分離ミラーの
    長手方向に沿ってルーフミラーが一定の配列ピッチをも
    って直線状に多数個連続して形成されたルーフミラーア
    レイと、このルーフミラーアレイと前記光路分離ミラー
    との間に位置し前記ルーフミラーの配列ピッチに対応し
    て形成されたレンズを有するレンズアレイと、このレン
    ズアレイと前記ルーフミラーアレイとの間に位置し前記
    配列ピッチに対応して光束絞り孔を有する絞り板と、こ
    れら各部材を一体化形成するハウジングとよりなり、前
    記ルーフミラーアレイと前記レンズアレイと前記絞り板
    とが前記長手方向に複数個連設されてなる長尺ルーフミ
    ラーレンズアレイにおいて、前記絞り板と前記ルーフミ
    ラーアレイとをほぼ同一の吸水膨張率を有する光学部材
    により形成し、前記絞り板を前記配列ピッチの整数倍の
    長さに設定すると共にこの絞り板の一定間隔をなした位
    置に位置決め部を形成し、前記レンズアレイ及び前記ル
    ーフミラーアレイをそれぞれ前記絞り板と同一の配列ピ
    ッチの整数倍の長さに設定すると共にこれらレンズアレ
    イ及びルーフミラーアレイにそれぞれ前記絞り板に形成
    された前記位置決め部に係合する位置決め部を形成した
    ことを特徴とする長尺ルーフミラーレンズアレイ。
  2. 【請求項2】光路分離ミラーと、この光路分離ミラーの
    長手方向に沿ってルーフミラーが一定の配列ピッチをも
    って直線状に多数個連続して形成されたルーフミラーア
    レイと、このルーフミラーアレイと前記光路分離ミラー
    との間に位置し前記ルーフミラーの配列ピッチに対応し
    て形成されたレンズを有するレンズアレイと、このレン
    ズアレイと前記ルーフミラーアレイとの間に位置し前記
    配列ピッチに対応して光束絞り孔を有する絞り板と、こ
    れら各部材を一体化形成するハウジングとよりなり、前
    記ルーフミラーアレイと前記レンズアレイと前記絞り板
    とが前記長手方向に複数個連設されてなる長尺ルーフミ
    ラーレンズアレイにおいて、前記絞り板と前記ルーフミ
    ラーアレイとをほぼ同一の吸水膨張率を有する光学部材
    により形成し、前記絞り板を前記配列ピッチの整数倍の
    長さに設定すると共にこの絞り板の一定間隔をなした位
    置に位置決め部を形成し、前記レンズアレイ及び前記ル
    ーフミラーアレイをそれぞれ前記絞り板と同一の配列ピ
    ッチの整数倍の長さに設定すると共にこれらレンズアレ
    イ及びルーフミラーアレイにそれぞれ前記絞り板に形成
    された前記位置決め部に嵌合する位置決め部を形成し、 前記絞り板及び前記ルーフミラーアレイの吸水膨張率と
    は異なる吸水膨張率を有する材料により形成された前記
    レンズアレイの組付け分割数Nを、長尺ルーフミラーア
    レイの全長をL、レンズアレイの吸水膨張率をWa、絞り
    板の吸水膨張率をWs、必要とされる相対湿度変化量を
    H、レンズアレイと絞り板との組付け誤差量をΔl、レ
    ンズアレイと絞り板との位置ズレ許容量をXとしたと
    き、 の関係を満たすように設定したことを特徴とする長尺ル
    ーフミラーレンズアレイ。
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