JPH03182708A - レンズホルダユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばレーザービームプリンタの光学ユニッ
ト等に使用されるレンズホルダユニットに関するもので
ある。

［従来の技術］ 最近の各種光学機器に使用されているレンズ固定手段は
、接着剤の性能向上と生産機器の進歩等によって、接着
による固定が一般的になっている。特に、レーザービー
ムプリンタの走査用光学ユニットでは、第１６図に示す
ように接着面が偏平なレンズｌをレンズホルダ２に対し
て位置決め部３により位置決めして、ＵＶ接着剤（紫外
線硬化型接着剤）等の接着剤４によって接着することが
行われている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このようにレンズｌを接着により固定する場合
は、レンズｌとレンズホルダ２間の熱膨張率の差によっ
て種々の問題が生ずる。例えば、前述のレーザービーム
プリンタの光学ユニットでは、動作性能を維持できる温
度範囲として常温に対してほぼ±２０℃を保証し、また
輸送時及び倉庫等での保管環境としては常温に対してほ
ぼ±５０℃を保証する必要がある。

一方、光学ユニットの組み立ては通常の温度において行
われるので、温度変動範囲としては±５０℃を保証しな
ければならない。しかし、レーザービームプリンタの光
レンズのように比較的寸法の長いレンズでは、第１７図
（ａｔの低温状態、ｉｂ）の高温状態に示すように、レ
ンズ１とレンズホルダ２との熟読率の差によって、矢印
方向に収縮又は膨張が起きるためにホルダ２に反りを生
じ、接着剤４に引張力が作用して接着剤４の剥離が起こ
り、場合によって剪断力によりレンズ１が割れる虞れも
ある。

また、第１８図に示すように、レンズ１をレンズホルダ
２の突き当て基準部２ａに突き当てた状態で接着した場
合には、低温環境時においてホルダ２に収縮を生じて突
き当て基準部２ａとレンズ１との間に圧縮力が発生し、
もしこの圧縮力がレンズｌの許容応力を越えるとレンズ
Ｉが破壊されることになる。

このような問題を回避するため、従来においても種々の
対策が講じられている。先ず、レンズ１とレンズホルダ
２の熱膨張率の差を小さくすることが必要であるが、レ
ンズ１が大きい場合はどうしても膨張差が大きくなり、
必ずしも問題を十分に回避することができない。

例えば、レンズ１の長さ氾を１００ｍｍとし、温度差を
５０℃とすれば、レンズｌを構成するガラスの線膨張率
が８・１０−　レンズホルダ２を構成するアルミニウム
の線膨張率が２．４１０−　であるから、膨張差γは８
０μｍとなる。

また、ガラスのヤング率Ｅは８．０１・１０１ＯＮ　／
　ｍ　２であるから、応力σはＥ・γ／２＝７．０４８
　・１０’　Ｎ／ｍ”となる。

ここで、ガラスの破壊許容応力０゜は３〜９・１０’Ｎ
／ｍ”であるから、接着剤の破壊許容応力σ８が０゜よ
りも大きい場合には、ガラスが破壊される可能性があり
、逆に０８がσ。より小さい場合は接着剤４が破断する
可能性がある。

従って、接着剤４の特性としては破壊強度はレンズ１及
びレンズホルダ２よりも小さく、また熱膨張を吸収する
弾性を有し、更に衝撃荷重に耐える接着強度を所定の温
度環境全域で保証できるものが要求されるので、その選
定は極めて困難となる。

一方、レンズ１のレンズホルダ２に対する位置決めは、
前述した第１８図に示すようにレンズホルダ２に設けた
突き当て基準部２ａにレンズ１を突き当てて行う方法が
一般的であるが、この方法では熱変形によりレンズｌが
割れる危険性がある。このＰ！、随性を避けるため、従
来においては第１９図に示すように組立用治具５ａ、５
ｂを用いて位置決めする方法も採用されている。

この方法は、先ず組立用治具５ａによってレンズホルダ
２を位置決め固定し、その状態で組立用治具５ｂによっ
て同様にレンズｌを位置決め保持して、ホルダ２に組込
むようにしている。ところが、レーザービームプリンタ
等の光学ユニットの場合には、レンズＩの位置決め精度
をレンズホルダ２に対して数１０ｕｍ以内に規制する必
要があるので、これを実現するには極めて精度の高い組
立用治具が必要になるという問題がある。また、この隙
間をスペーサで設定し、接着後に取り外す方法も知られ
ているが、この場合は工具が複雑となり、量産性も良く
ないという欠点がある。

本発明の目的は、レンズをレンズホルダに接着固定する
構造において、レンズとレンズホルダの熱膨張率の差に
よるレンズの変形や割れや、接着剤の剥離等を、極めて
簡易な手段によって合理的に防止できるようにしたレン
ズホルダユニットを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するために、本発明に係るレンズホル
ダユニットにおいては、レンズと該レンズを接着したレ
ンズホルダとから成り、前記レンズ及びレンズホルダの
何れか一方に形成した弾性変形可能な部位又は両者間に
介在する弾性変形可能な部材を介して、前記レンズを前
記レンズホルダの所定位置に接着することを特徴とする
ものである。

［作用］ 上述の構成を有するレンズホルダユニットは、温度変化
時の熱膨張又は収縮を弾性変形可能な部位の弾性変形に
よって吸収し、レンズやレンズホルダに不当な変形応力
が加わることを防止する。

［実施例］ 本発明を第１図〜第１５図に図示の実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図において、１１はレンズ、１２はレンズホルダ、
１３はレンズホルダ１２と一体に形成された突き当て基
準部であり、１３ｘはＸ方向の突き当て基準部、１３ｙ
はＹ方向の突き当て基準部を示している。レンズ１１は
レンズホルダ１２に常温において例えばＵ■接着剤１４
により接着されている。

レンズホルダ１２の材質は一般にＰ、Ｃ等の合成樹脂が
用いられており、通常その膨張率はガラスのそれよりも
大きい。従って、第１図に示すような構成では、低温環
境時において突き当て基準部Ｌ３ｘｃｉＸ方向に収縮す
るから、レンズ１１及び接着剤１４にかなりの変形応力
を生ずることになる。

そこで、Ｘ方向の収縮による変形応力を吸収緩和するた
めに、本実施例においては突き当て基準部１３ｘの肉厚
を薄くすると共に、その根本の外側と内側にそれぞれス
リット１５ａ、１５ｂが設けられ、変形によってＸ方向
の収縮による変形応力を吸収緩和して、レンズ１１の割
れや接着剤１４の剥離を回避するようにしている。

第２図は更に突き当て基準部１３ｘ自体もスリットを形
成して分割することにより、熱変形応力をより一層緩和
できるようにした実施例を示している。また、この場合
はスリット１５ａの両端にＸ方向にスリット１５ｃが連
続され、レンズホルダ１２にＺ方向の反りが生じた場合
にも、レンズ１１や接着剤１４に生ずる変形応力を吸収
緩和できるようにしている。

また、第３図に示す実施例はスリット１５の形状を上方
から見てＨ型とし、その中央部を挟む両側に接着剤１４
を配した場合を示している。第４図１ａｌはその側面図
であり、（ｂｌ、　（ｃｌはその変形の様子を示してい
る。低温環境時において、レンズホルダ１２が収縮した
場合には第４図１ａｌの矢印ＡＩＸ方向変形を（ｂｌ　
に示すようにスリット１５によって吸収緩和することが
でき、また高温環境時においてレンズホルダ１２が矢印
Ａ２方向に膨張した場合もスリット１５によって変形を
吸収することが可能となる。更に、第４図（Ｃ）に示す
ようにレンズホルダ１２に２方向の反りが生じた場合も
、スリット１５によりレンズホルダ１２に弾性を持たせ
ることにより、変形応力を吸収緩和することができる。

第５図〜第８図は突き当て基準部１３ｘの変形例を示し
、第５図は矢印方向に揺動可能な弾片１６にレンズ１１
を突き当て、弾片１６が逃げ込めるような横孔１７を設
けた場合であり、第６図は山形の弾片１８を設けた場合
、第７図は突き当て基準部１３ｘの弾性変形を容易にす
るための縦孔１９を設けた場合、更に第８図はレンズ１
１を受ける突起２０を設けてレンズ１１との接触面積を
少なくし、更に突起２０自体の塑性変形により更に変形
応力を緩和させる場合を示している。

以上の各実施例は、弾性変形が可能な部位をレンズホル
ダ１２側に形成した場合であるが、レンズ１１を合成樹
脂のモールド成型により形成した場合には、第９図〜第
１２図に例示するように弾性変形が可能な部位をレンズ
１１側に形成することができる。第９図はレンズ１１に
溝状のスリット２１を設けて突き当て部２１ａの弾性変
形を容易にした場合、第１０図は空洞状のスリット２２
を設けて突き当て部２２ａの弾性変形を容易にした場合
、第１１図は更に突き当て部２２ａの先端に突起２３を
設け、この突起２３の塑性変形と突き当て部２２ａの弾
性変形により変形応力を緩和する場合を示している。

また、第１２図はスリット２２をレンズ１１の上方方面
に向けて設けて、突き当て部２２ａの弾性変形を容易に
した例である。

更に、第１３図はレンズ１１とレンズホルダ１２との間
に弾性体のスペーサ２４を介在させた例であり、この場
合にはレンズ１１はガラス製でも合成樹脂製でもよい。

この実施例では、スペーサ２４の位置決め用凹部２５を
レンズホルダ１２測のみに設けた場合を示したが、これ
をレンズｌｌ側に設けることができる。

また、第１４図、第１５図に示す実施例は、レンズ１１
を合成樹脂材料で成型し、このレンズ１１の接着剤１４
に対応する側に、弾性変形可能な部位を形成した場合を
示している。第１４図においては、レンズ１１の下部の
接着剤１４の周囲に空所２６を設け、この空所２６の中
央に突出する接着支持部２７の肉厚を薄くしてレンズホ
ルダ１２に対し、レンズ１１全体が揺動できるように構
成されており、この接着支持部２７の弾性変形によって
変形応力を吸収緩和することができる。

また、第１５図においては、レンズ１１の下方部に適当
数の空洞部２８を設けることによって、弾性変形可能な
部位を形成した例であり、第１４図と同様な機能を有し
ている。

上述の各実施例に示したように、弾性変形可能な部位は
レンズホルダの接着部やレンズの突き当て基準部等、レ
ンズとレンズホルダとの接着部周辺に種々の形状で構成
することができ、またレンズとレンズホルダとの間に介
在される第３の部材によっても構成することが可能であ
り、温度変化に起因する変形応力を吸収緩和する構成で
あればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るレンズホルダユニット
は、低温環境時又は高温環境時におけるレンズとレンズ
ホルダとの熱膨張率の差によって発生する変形応力を、
弾性変形可能な部位の弾性変形によって無理なく吸収緩
和することができ、その結果として接着剤の剥離、レン
ズの変形や破壊を防止することが可能である。また、落
下、振動等による衝撃が加わった場合でも、レンズホル
ダの弾性変形によって衝撃荷重を緩和することができ、
この場合も接着剤の剥離やレンズの破損等を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るレンズホルダユニットの実施例を示
し、第１図は第１の実施例の斜視図、第２図は他の実施
例の斜視図、第３図は更に他の実施例の平面図、第４図
はその正面図、第５図〜第１５図は弾性変形可能な部位
の構成図、第１６図は従来例の斜視図、第１７図、第１
８図は説明図、第１９図は従来例の側面図である。 符号１１はレンズ、１２はレンズホルダ、１３ｘ、１．
３　ｙは突き当て基準部、１４は接着剤、１５はスリッ
ト、１６．１８は弾片、１７は横孔、１９は縦孔、２０
．２３は突起、２１．２２はスリット、２１ａ、２２ａ
は突き当て部、２４はスペーサ、２６は空所、２７は接
着支持部、２８は空洞部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、レンズと該レンズを接着したレンズホルダとから成
   り、前記レンズ及びレンズホルダの何れか一方に形成し
   た弾性変形可能な部位又は両者間に介在する弾性変形可
   能な部材を介して、前記レンズを前記レンズホルダの所
   定位置に接着することを特徴とするレンズホルダユニッ
   ト。