JP4148559B2 - Lens positioning structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビーム発生装置に用いられる樹脂製レンズの位置決め構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
レーザビーム発生装置内に取り付けられたビーム発生器から発射されるレーザビームは、レーザビーム発生装置内に取り付けられたレンズによって適宜整形され、光偏光器や光学系を介して画像形成部の感光体上に結像され走査される。上記レンズは、レーザ発生装置のハウジング内のビーム発生器出射側に高精度に位置決めされて取り付けられている。以下、このレンズの位置決め構造について説明する。
【0003】
図3に示すように、符号10は、図示しないビーム発生器から発射されるレーザビームを整形するためのレンズを示している。このレンズ10は、外形が光軸方向に対し水平方向に直交するZ方向に伸びた立方体となっている。このレンズ10の下面の両端部10aは、光軸方向に直交し、かつ上記Z方向に直交するX方向(上下方向)の位置決め基準面となっていて、この基準面10aは、図示しないレーザビーム発生装置のハウジング内に一体形成された第1基準台11の上面の基準面11aと接面するようになっている。この基準面11aは、レンズ10の上記X方向の位置決めの基準面となっている。従って、基準面10aを基準面11aと接面させることにより、レンズ10の上記X方向の位置決めがされる。
【0004】
レンズ10の長手方向の両側面10bには、上記Z方向に突出した基準突起12がそれぞれ一体成形されている。この基準突起12の一面12aは、光軸方向に平行なY方向の基準面となっていて、この基準面12aは、上記ハウジング内に一体成形された第2基準台13の基準面13aとそれぞれ接面するようになっている。この基準面13aは、レンズ10の上記Y方向の位置決めの基準面となっている。従って、基準面12aを基準面13aと接面させることにより、レンズ10の上記Y方向、すなわち光軸方向の位置決めがされる。
【0005】
また、上記Z方向に伸びたレンズ10の四側面のうちの一側面(図3において背側面)には、上記Z方向に直交する方向、すなわち上記Y方向に突出した突出部14が一体成形されている。この突出部14は、上記ハウジング内に配設された基準板15の係合部15aに係合するようになっている。この基準板15の係合部15aは、レンズ10の上記Z方向の位置決めの基準となっている。従って、突出部14を係合部15aに係合させることにより、レンズ10の上記Z方向の位置決めがされる。
【0006】
このように、レンズ10は、光軸方向(Y方向)、および光軸方向と直交し、かつ互いに直交する2方向(X方向、Z方向)の3軸方向の位置決めがされて、レーザ発生装置のハウジング内に高精度に取り付けられている。
【0007】
上記ビーム発生器は、レーザビーム発生装置のハウジング内において、水平面に対して常に平行に取り付けられるのではなく、装置の種類などによって異なっている。従って、ビーム発生器から出射されるレーザビームの光軸方向は水平面に対して平行である場合もあれば、そうでない場合もあり、この光軸方向の水平面に対する傾きと同じ傾きになるように上記レンズ10は位置決めされ、ハウジング内に取り付けられる。
【0008】
光軸方向が水平面に対してプラス方向の角度α(>0)である場合、レンズ10は、この角度αに傾けて位置決めされ、ハウジング内に取り付けられる。具体的に述べると、図4に示すように、第1基準台11の基準面11aが角度αに傾けて形成され、この基準面11aにレンズ10の基準面10aが接面される。また、第2基準台13の基準面13aが、角度αに傾けて形成された基準面11aと直交するように形成され、この基準面13aにレンズ10に一体形成された基準突起12の一面12aが接面される。従って、レンズ10は、光軸方向の水平面に対する傾きと同じ傾きになるように位置決めされ、上向きの姿勢でハウジング内に取り付けられる。
【0009】
光軸方向が水平面に対してマイナス方向の角度β(<0)である場合、レンズ10は、この角度βに傾けて位置決めされ、ハウジング内に取り付けられる。具体的に述べると、図5に示すように、第1基準台11の基準面11aが角度βに傾けて形成され、この基準面11aにレンズ10の基準面10aが接面される。また、第2基準台13の基準面13aが、角度βに傾けて形成された基準面11aと直交するように形成され、この基準面13aにレンズ10に一体形成された基準突起12の一面12aが接面される。従って、レンズ10は、光軸方向の水平面に対する傾きと同じ傾きになるように位置決めされ、下向きの姿勢でハウジング内に取り付けられる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、上記第1基準台11および第2基準台13はハウジングに一体形成されていて、このハウジングは金型によってダイキャスト成形またはプラスチック成形することができる。図4に示すように、第1基準台11の基準面11aが角度α(>0)に傾けて形成されている場合には、基準面13aが成形された第2基準台13の頂部が成形用金型に引っかかることはないため、成形されたハウジングから金型を上方に抜き取ることができる。
【0011】
しかし、図5に示すように、第1基準台11の基準面11aが角度β(<0)に傾けて形成されている場合には、成形されたハウジングを金型から上方に抜き取ろうとすると、第2基準台13の基準面13aが形成された部分が庇状になっているため、第2基準台13の基準面13aが形成された庇状の部分が金型に引っかかってしまう。従って、この場合は、ハウジングの底面側を成形する金型に、上記第2基準台13の基準面13aが形成された庇状の部分に対応した形に部分的に突出させた突出部を形成しなければならないため、金型を製造するコストが高くなってしまう。図5において、ハウジングに形成されている孔9は、上記庇状の部分を成形するために金型に形成された突出部によって形成される。
【0012】
このような問題点は、光軸方向の位置決めの基準面となっているレンズ10の基準突起12の基準面12aが、光軸方向に直交するX方向の基準面10aに対して垂直な平面に形成されていて、この平面に形成された基準面12aに接面させることができるように、第2基準台13の基準面13aを形成していることに起因する。
【0013】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、レンズ側の光軸方向の位置決めの基準面を円弧面にすることにより、ハウジングを金型に対して簡単に抜き取ることができる形状にすることができると共に、金型を部分的に突出させた形状にすることなく、低コストで金型を製造することができるレンズ位置決め構造を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、レーザービーム発生装置に用いられ、ビーム発生器から発射されるレーザービームを整形するための樹脂製レンズの位置決め構造であって、上記樹脂製レンズは光軸方向に対し直交する方向に伸びており、上記樹脂製レンズの長さ方向両側面からは光軸方向の基準となる円弧面を有する突起が上記樹脂製レンズの長さ方向に突出しており、上記樹脂製レンズを取り付けるハウジング側には、樹脂製レンズの上記突起が当接する基準面がハウジングの底面に対して垂直方向に形成され、かつ、上記樹脂製レンズの光軸に対し直交する方向の位置決め基準となる面がハウジングの底面に対して傾けて形成されていることを特徴とする。
【0015】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、上記円弧面は、円柱状の円弧面であることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかるレンズ位置決め構造の実施の形態について説明する。図1において、符号1は、レーザ発生装置のハウジング内に取り付けられたビーム発生器(図示せず)から発射されるレーザビームを所定の横断面形状に整形するための樹脂製レンズを示している。上記ビーム発生器は水平面に対して傾斜させ、下向きの姿勢で上記ハウジング内に取り付けられている。従って、このビーム発生器から発射されるレーザビームの光軸方向は、図2に示すように水平面に対して角度β(<0)になっている。上記樹脂製レンズ1は、レーザ発生装置のハウジング内のビーム発生器出射側に高精度に位置決めされて取り付けられている。
【0017】
この樹脂製レンズ1の位置決め構造について具体的に説明する。図1および図2に示すように、樹脂製レンズ1は、外形が光軸方向に対し水平方向に直交するZ方向に伸びた立方体状に形成されている。樹脂製レンズ1の下面の両端部1aは、光軸方向に直交し、かつ上記Z方向に直交するX方向(図1において上下方向)の基準面となっていて、この基準面1aは、レーザビーム発生装置のハウジング内に一体成形された第1基準台21の基準面21aと接面するようになっている。
【0018】
上記第1基準台21の基準面21aは、レンズ1の上記X方向の位置決めの基準面となっていて、上記角度βに傾けて形成されている。従って、基準面1aを基準面21aと接面させることにより、樹脂製レンズ1の上記X方向の位置決めがされる。
【0019】
樹脂製レンズ1の長さ方向の両側面1bには、上記Z方向に突出した外形が円柱状の突起22がそれぞれ一体成形されている。この突起22の外周面である円弧面22aは、光軸方向、すなわちY方向の基準面となっていて、この円弧面22aは、上記ハウジング内に一体形成された第2基準台23の基準面23aとそれぞれ当接するようになっている。
【0020】
上記第2基準台23の基準面23aは、樹脂製レンズ1の光軸方向(Y方向)の位置決めの基準面となっている。従って、円弧面22aを基準面23aと当接させることにより、樹脂製レンズ1の光軸方向の位置決めがされる。図2に示すように、第2基準台23の基準面23aは、ハウジングの底面に対して垂直に形成されていて、従って、上記角度βに傾けて形成された第1基準台21の基準面21aとは直交していない。
【0021】
また、図1に示すように、上記Z方向に伸びた樹脂製レンズ1の四側面のうちの一側面(図1において背側面)には、上記Z方向に直交する方向、すなわち上記光軸方向に突出した突出部24が一体成形されている。この突出部24は、上記ハウジング内に配設された基準板25の係合部25aに係合するようになっている。この基準板25の係合部25aは、樹脂製レンズ1の上記Z方向の位置決めの基準となっている。従って、突出部24を係合部25aに点接触した形で当接させることにより、樹脂製レンズ1の上記Z方向の位置決めがされる。
【0022】
以上のように、樹脂製レンズ1は、光軸方向(Y方向)、および光軸方向と直交し、かつ互いに直交する2方向(X方向、Z方向)の3軸方向の位置決めがされて、レーザ発生装置のハウジング内のビーム発生器出射側に高精度に取り付けられている。
【0023】
発明が解決しようとする課題の欄で述べたように、従来の位置決め構造においては、光軸方向の位置決めの基準面となっているレンズ10の基準突起12の基準面12aが、光軸方向に直交するX方向の基準面10aに対して垂直な平面に形成されていて、この平面に形成された基準面12aに接面させることができるように第2基準台13の基準面13aを形成していたため、図5に示すように光軸方向が水平面に対して角度β(<0)になっている場合には、第2基準台13の基準面13aが形成された部分を、水平面に対して角度βになるように庇状に突出させなければならず、ハウジングを成形する金型の一方に、上記第2基準台13の基準面13aが形成された庇状の部分に対応した部分的な突出部を形成しなければならないため、金型を製造するコストが高くなってしまうという問題があった。
【0024】
これに対し、上記実施の形態では、樹脂製レンズ1の光軸方向の位置決めをする基準面23aに当接する樹脂製レンズ1の基準面が円弧面22aに形成されているため、基準面23aを、上記角度βに傾けて形成された第1基準台21の基準面21aに対して垂直に形成しなくても、樹脂製レンズ1の光軸方向の位置決めをすることができる。
【0025】
従って、光軸方向が水平面に対して上記角度β(<0)である場合、第2基準台23の基準面23aが形成された部分を、水平面に対して角度βになるように庇状に突出させる必要がなく、ハウジングの型を金型に対して上方から簡単に抜き取ることができる。また、金型を部分的に突出させて形状にする必要がないため、低コストで金型を製造することができる。
【0026】
上記実施の形態では、円弧面22aは、円筒22の外周面であるが、これに限らず、断面が半月状の筒の半弧面や、半球状の外周面などであってもよい。要は、光軸方向の基準面23aと当接する部分が円弧面に形成されていればよい。また、上記実施の形態では、上記樹脂製レンズ1の外形は、光軸方向に直交するZ方向に伸びた立方体となっているが、これに限らず、レーザビームを適宜整形することができるものならどのような形状をしていてもよい。
【0027】
また、上記実施の形態では、レーザビームの光軸方向が水平面に対して角度β(<0)になっている場合について説明しているが、樹脂製レンズ1の光軸方向の位置決めをする基準面23aに当接する樹脂製レンズ1の基準面が円弧面22aに形成されているため、レーザビームの光軸方向が水平面に対してどのような角度になっていても、上記目的を達成することができる。また、上記基準面23aは、ハウジングの底面に対し必ずしも垂直である必要はなく、図4に示す例のように傾いて形成されていてもよい。
【0028】
【発明の効果】
請求項1記載の発明は、レーザービーム発生装置に用いられ、ビーム発生器から発射されるレーザービームを整形するための樹脂製レンズの位置決め構造であって、上記樹脂製レンズは光軸方向に対し直交する方向に伸びており、上記樹脂製レンズの長さ方向両側面からは光軸方向の基準となる円弧面を有する突起が上記樹脂製レンズの長さ方向に突出しており、上記樹脂製レンズを取り付けるハウジング側には、樹脂製レンズの上記突起が当接する基準面がハウジングの底面に対して垂直方向に形成され、かつ、上記樹脂製レンズの光軸に対し直交する方向の位置決め基準となる面がハウジングの底面に対して傾けて形成されているため、レンズの取付姿勢に拘わりなく、ハウジングの上記基準面の形状を、この基準面から金型を簡単に抜き取ることができる形状にすることができると共に、金型を部分的に突出させた形状にする必要がないため、低コストで金型を製造することができる。
【0029】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、上記円弧面は、円柱状の円弧面であるため、レンズの取付姿勢に拘わりなく、ハウジングの上記基準面の形状を、この基準面から金型を簡単に抜き取ることができる形状にすることができると共に、金型を部分的に突出させた形状にする必要がないため、低コストで金型を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるレンズ位置決め構造の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図2】上記実施の形態を示す側面図である。
【図3】従来のレンズ位置決め構造の例を示す分解斜視図である。
【図4】上記従来のレンズ位置決め構造を示す側面図である。
【図5】従来のレンズ位置決め構造の別の例を示す側面図である。
【符号の説明】
1 樹脂製レンズ
1a 基準面
21 第1基準台21
21a 基準面
22a 円弧面
23 第2基準台
23a 基準面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin lens positioning structure used in a laser beam generator.
[0002]
[Prior art]
A laser beam emitted from a beam generator attached in the laser beam generator is appropriately shaped by a lens attached in the laser beam generator, and is a photoconductor of an image forming unit via an optical polarizer or an optical system. Imaged above and scanned. The lens is positioned and attached with high accuracy to the beam generator emission side in the housing of the laser generator. The lens positioning structure will be described below.
[0003]
As shown in FIG. 3,
[0004]
[0005]
In addition, on one side surface (the back side surface in FIG. 3) of the four side surfaces of the
[0006]
In this way, the
[0007]
The beam generator is not always mounted parallel to the horizontal plane in the housing of the laser beam generator, but differs depending on the type of the apparatus. Accordingly, the optical axis direction of the laser beam emitted from the beam generator may or may not be parallel to the horizontal plane, and the above-mentioned inclination is the same as the inclination of the optical axis direction with respect to the horizontal plane. The
[0008]
When the optical axis direction is an angle α (> 0) in the plus direction with respect to the horizontal plane, the
[0009]
When the optical axis direction is an angle β (<0) in the minus direction with respect to the horizontal plane, the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the first reference base 11 and the
[0011]
However, as shown in FIG. 5, when the reference surface 11a of the first reference base 11 is formed to be inclined at an angle β (<0), the molded housing is to be extracted upward from the mold. Since the portion where the reference surface 13a of the
[0012]
Such a problem is that the reference surface 12a of the
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and by making the reference surface for positioning in the optical axis direction on the lens side an arc surface, the housing can be easily mounted on the mold. It is an object of the present invention to provide a lens positioning structure that can be formed into a shape that can be extracted and that can be manufactured at low cost without forming the mold in a partially protruding shape.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a resin lens positioning structure used for a laser beam generator for shaping a laser beam emitted from a beam generator, wherein the resin lens is in the optical axis direction. Protrusions that extend in a direction perpendicular to each other and have arc surfaces that serve as a reference in the optical axis direction project from both side surfaces in the length direction of the resin lens in the length direction of the resin lens. A reference surface with which the projection of the resin lens abuts is formed in a direction perpendicular to the bottom surface of the housing and serves as a positioning reference in a direction perpendicular to the optical axis of the resin lens. The surface is formed to be inclined with respect to the bottom surface of the housing .
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the arc surface is a cylindrical arc surface.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a lens positioning structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a resin lens for shaping a laser beam emitted from a beam generator (not shown) mounted in a housing of the laser generator into a predetermined cross-sectional shape. . The beam generator is inclined with respect to a horizontal plane and mounted in the housing in a downward posture. Therefore, the optical axis direction of the laser beam emitted from this beam generator is at an angle β (<0) with respect to the horizontal plane as shown in FIG. The resin lens 1 is positioned and attached with high accuracy to the beam generator emission side in the housing of the laser generator.
[0017]
The positioning structure of the resin lens 1 will be specifically described. As shown in FIGS. 1 and 2, the resin lens 1 is formed in a cubic shape whose outer shape extends in the Z direction perpendicular to the horizontal direction with respect to the optical axis direction. Both ends 1a of the lower surface of the resin lens 1 are orthogonal to the optical axis direction and serve as reference surfaces in the X direction (vertical direction in FIG. 1) perpendicular to the Z direction. It comes into contact with the reference surface 21a of the first reference table 21 formed integrally in the housing of the beam generator.
[0018]
The reference surface 21a of the first reference table 21 is a reference surface for positioning the lens 1 in the X direction, and is formed to be inclined at the angle β. Therefore, the resin lens 1 is positioned in the X direction by bringing the reference surface 1a into contact with the reference surface 21a.
[0019]
On both side surfaces 1b in the length direction of the resin lens 1,
[0020]
The reference surface 23 a of the second reference table 23 is a reference surface for positioning the resin lens 1 in the optical axis direction (Y direction). Accordingly, the resin lens 1 is positioned in the optical axis direction by bringing the arc surface 22a into contact with the reference surface 23a. As shown in FIG. 2, the reference surface 23a of the second reference table 23 is formed perpendicular to the bottom surface of the housing. Therefore, the reference surface of the first reference table 21 formed at an angle β is formed. It is not orthogonal to 21a.
[0021]
Further, as shown in FIG. 1, one of the four side surfaces (the back side surface in FIG. 1) of the resin lens 1 extending in the Z direction has a direction orthogonal to the Z direction, that is, the optical axis direction. A projecting
[0022]
As described above, the resin lens 1 is positioned in the triaxial direction of the optical axis direction (Y direction) and two directions (X direction and Z direction) orthogonal to the optical axis direction and orthogonal to each other. It is attached with high accuracy to the beam generator emission side in the housing of the laser generator.
[0023]
As described in the section of the problem to be solved by the invention, in the conventional positioning structure, the reference surface 12a of the
[0024]
On the other hand, in the above embodiment, since the reference surface of the resin lens 1 that contacts the reference surface 23a for positioning the resin lens 1 in the optical axis direction is formed on the arc surface 22a, the reference surface 23a is The resin lens 1 can be positioned in the optical axis direction without being formed perpendicular to the reference surface 21a of the first reference table 21 formed to be inclined at the angle β.
[0025]
Therefore, when the optical axis direction is the angle β (<0) with respect to the horizontal plane, the portion of the
[0026]
In the above-described embodiment, the arc surface 22a is the outer peripheral surface of the
[0027]
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the optical axis direction of a laser beam was an angle (beta) (<0) with respect to a horizontal surface, the reference | standard which positions the resin-made lens 1 in the optical axis direction Since the reference surface of the resin lens 1 in contact with the surface 23a is formed on the circular arc surface 22a, the above object can be achieved regardless of the angle of the optical axis direction of the laser beam with respect to the horizontal plane. Can do. Further, the reference surface 23a is not necessarily perpendicular to the bottom surface of the housing, and may be formed to be inclined as in the example shown in FIG.
[0028]
【The invention's effect】
The invention according to claim 1 is a resin lens positioning structure used for a laser beam generator for shaping a laser beam emitted from a beam generator, wherein the resin lens is in the optical axis direction. Protrusions that extend in a direction perpendicular to each other and have arc surfaces that serve as a reference in the optical axis direction project from both side surfaces in the length direction of the resin lens in the length direction of the resin lens. A reference surface with which the projection of the resin lens abuts is formed in a direction perpendicular to the bottom surface of the housing and serves as a positioning reference in a direction perpendicular to the optical axis of the resin lens. since the surface is formed to be inclined with respect to the bottom surface of the housing, regardless of the mounting orientation of the lens, the shape of the reference surface of the housing, easy to disconnect the mold from the reference plane It is possible to shape can take, it is not necessary to the shape of the mold was partially protrude, it is possible to manufacture a mold at a low cost.
[0029]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the arc surface is a cylindrical arc surface, so that the shape of the reference surface of the housing is the same regardless of the lens mounting orientation. Thus, the mold can be easily extracted, and it is not necessary to make the mold partially protruded. Therefore, the mold can be manufactured at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a lens positioning structure according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the embodiment.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing an example of a conventional lens positioning structure.
FIG. 4 is a side view showing the conventional lens positioning structure.
FIG. 5 is a side view showing another example of a conventional lens positioning structure.
[Explanation of symbols]
1 Resin Lens
21a Reference surface
Claims (2)
上記樹脂製レンズは光軸方向に対し直交する方向に伸びており、
上記樹脂製レンズの長さ方向両側面からは光軸方向の基準となる円弧面を有する突起が上記樹脂製レンズの長さ方向に突出しており、
上記樹脂製レンズを取り付けるハウジング側には、樹脂製レンズの上記突起の円弧面が当接する基準面がハウジングの底面に対して垂直方向に形成され、かつ、上記樹脂製レンズの光軸に対し直交する方向の位置決め基準となる面がハウジングの底面に対して傾けて形成されていることを特徴とするレンズ位置決め構造。A resin lens positioning structure for shaping a laser beam emitted from a beam generator used in a laser beam generator,
The resin lens extends in a direction perpendicular to the optical axis direction,
Protrusions having an arc surface serving as a reference in the optical axis direction protrude in the length direction of the resin lens from both side surfaces in the length direction of the resin lens,
On the housing side to which the resin lens is attached, a reference surface with which the arc surface of the protrusion of the resin lens abuts is formed in a direction perpendicular to the bottom surface of the housing and orthogonal to the optical axis of the resin lens. A lens positioning structure characterized in that a surface serving as a positioning reference in a direction to be inclined is formed with respect to the bottom surface of the housing .
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