JPH03200115A - 光学装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、レーザプリンタ等の装置に組込まれる光学
ユニット、特に、光学ユニットに利用されるレンズ固定
方法の改良に関する。

（従来の技術） 一般に、画像顕像化手段として電子写真プロセスが利用
されるレーザプリンタなどの装置に組込まれる走査式光
学装置においては、光源からの光ビームを集束させる第
一結像光学系（レンズ群）、第一結像光学系からの光ビ
ームを第二結像光学系（【θレンズなど）に向かって等
角速度で反射させる光偏向装置及び光偏向装置で反射さ
れた光ビームを感光体などの走査対象物に対して結像さ
せる第二結像光学系を備えている。

光源からの光ビームは第一結像光学系によって集束され
、その集束された光ビームは光偏向装置によって等角速
度で反射され、第二結像光学系を介して感光体などの走
査対象物に結像される。非球面ガラスレンズ、プラスチ
ックレンズなどが組合わせられている前記第一結像光学
系は、発散性である光ビームを・＋２行光或いは集束光
に変換する。

所定のｈ′向に回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）
である前記光偏向装置は、前記集束された光ビームを等
角速度で反射し、第二結像光学系を介して走査対象物の
面上に走査する。ｆθレンズ等で構成され回転多面鏡と
走査対象物の間に配置された第二結像光学系は、回転多
面鏡によって反射された笠角速度で走査されている先ビ
ームを走査対象物の面上に結像させる。

上述した第−及び第二結像光学系では、従来からの光学
ガラスを用いたレンズに加えて、プラスチック祠本１を
用いて成型されたレンズが利用されている。このプラス
チックレンズには、突起部即ちパリがその外周部に周状
に或いは外周部の一部に凸状に形成される。このパリは
、成型時の型の分割線或いはプラスチック注入用ゲート
に起因するもので、成形加工後、研磨或いは切削等の２
次加工によって取除かれる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、プラスチックレンズは、成形加工後、
２次加工によってパリが除去される。

このパリを除去するに際しては、研磨装置或いは切削装
置へのレンズの装填及び加工のための時間が必要となる
。また、研磨装置或いは切削装置への６脱によるレンズ
の傷、汚れ、或いは、削り過ぎによるレンズの芯（中心
）ズレ等が生じる虞があり、歩留りが悪くなるという問
題がある。

この発明の目的は、プラスチック材料を用いて成型され
るレンズに対して２次加工が不要となる光学装置を提供
するものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、上述問題点に基づきなされたもので、突起
部をその外周に有するプラスチックレンズと、前記プラ
スチックレンズを保持する保持部材を備え、この保持部
材は前記レンズの外周部が当接される面と前記レンズの
突起部を受容する凹部を有し、この凹部は、ｇを凹部の
幅、ｔをブラスチンクレンズのフランジ部の最大厚さ、
ｄをプラスチックレンズの前記突起部に近い側のレンズ
面から突起部を含むその端部までの距離、及び、δを嵌
め込み隙間とするとき、 ｇ＝ｄ＋δ ０＜ｄ≦ｔ／２゜ ０＜δ の条件を満たすことを特徴とする光学装置が提供される
。

（作用） この発明によれば、レンズを保持する保持部材には、プ
ラスチック材料を用いて成型されるレンズの突起部即ち
パリを収容する溝或いは凹部が配置されることから、レ
ンズが精度良く配置される。即ち、成形時に生じるプラ
スチックレンズのパリを有するレンズがそのまま固定さ
れる場合であっても、レンズがパリによって傾いて配置
されることがなくなるとともに、レンズの芯出しがなさ
れた状態で装填される。従って、レンズの加工方法が簡
素化されるとともに組立及び調整が容易となりコストが
低減される。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図には、この発明の一実施例である光学装置の平面
図が示されている。この光学装置は、レーザ１４、レー
ザからの光ビームを集束光或いは・ト行先にし光偏向装
置３Ｂへ導くコリメートレンズ系４、光偏向装置からの
光ビームを感光体へ結像させる結像レンズ系６などの光
学部材を同一平面に支持するハウジング２を備えている
。また、このハウジング２は、成形時に生じる突起部即
ちパリＢを有する非円形レンズ４２が当接される平面、
及び、レンズのパリＢを収容する幅ｇを有する凹み或い
は穴若しくは溝Ｇを備えている。このａＧは、パリＢが
２次加工されずに残っているレンズ４２を収容する。即
ち、この光学装置では、レンズ４２をハウジング２へ固
定する際に成形時に生じるパリＢを有するレンズ４２が
そのままハウジング２に配置される。

従来は、プラスチックレンズには、突起部即ちバリＢが
その外周部の一部に或いは（レンズが円形である場合に
は）外周部に周状に凸状に形成されることから、そのパ
リを研磨或いは切削等の２次加工によって除去すること
が必要とされている。

この研磨或いは切削等に際しては、削り過ぎによるレン
ズの芯（中心）ズレ或いは偏心等が生じ、レンズの倒れ
を除去し精度良く組立てることが困難となり、光軸を調
整するための装置を別に設けることが要請されている。

従って、レンズの研磨装置或いは切削装置への着脱の際
にレンズに傷或いは汚れが発生し易く、装置を製造する
際の歩留りも低くなる問題があることが指摘されている
。

第２図には、第１図に示したこの発明の一実施例である
光学装置のハウジングに非円形レンズを固定する方法が
示されている。第２図は、りウジング及び非円形レンズ
の固定方法の詳細をボす部分断面図である。

第１図及び第２図に示したように／％ウジング２は、突
起部即ちパリがその外周部の一部に凸状に形成され、ハ
ウジング２に当接されるフランジ部をＨするレンズ４２
の突起部Ｂを収容する凹み或いは穴もしくは溝Ｇを備え
ている。レンズ４２の突起部Ｂは、レンズの成型時の型
の分割線或いはプラスチック材料注入用ゲートに起因す
るもので、通常、所定の位置に概ね均一な大きさに形成
される。

プラスチック材料注入用ゲートの大きさは、材質、フラ
ンジ部の厚さ、成型時のプラスチックの温度、或いは、
離型時のプラスチックの冷却時間等、様々な因子によっ
て設定され、経験的にフランジ部の厚さｔに対して１／
４〜１／３である。従って、突起即ちバリＢの大きさは
フランジの厚さｔに対して最大１／３程度となる。とこ
ろで、レンズ２０が容品に芯出しされるｔ：めには、レ
ンズ自身が自立可能である必要がある。即ち、レンズ４
２は、そのフランジ部がハウジング２によって所定量保
持される必要がある。レンズ４２が安定して保持される
ためのフランジ部の最低保持量即ち噛込み量は、レンズ
４２の重心を考慮して一般に、フランジの厚さｔの概ね
１／２とされている。また、その高さ方向においても同
様に、材質、フランジ部の厚さ、成型時の温度、或いは
、離型時の冷却時間等、様々な因子によって設定される
。しかしながら、この高さ方向においては一般に、ハウ
ジング２の肉厚の範囲内のいづれかであればよく、この
場合Ｓで示される大きさが与えられる。

従って、ハウジング２に配置される凹みＧは、レンズ４
２のフランジ部の厚さをｔ１プラスチックレンズの前記
突起部に近いレンズ面から突起部を含むその端部までの
距離をｄ、嵌め込み隙間をδとするとき、 ｇ＝ｄ＋δ。

ｎ＜ｄ５ｔ／２ ０＜δ で与えられる。

上記幅ｇをＨする凹みＧにおける隙間δは、レンズ４２
を実装するに際して、レンズ４２がハウジング２に対し
て傾いて挿入されることを防止するもの設けられ、経験
的にフランジ部の厚さｔに対してｌｌ（３か即ち０以上
とされている。

第３Ａ図及び第３Ｂ図には、第１図に示した光学装置の
折返しミラー、鏡筒及びハウジングが省略された走査式
光学装置の展開図が小されている。

第３Ａ図は平面図、第３Ｂ図は、副走査方向における偏
向角Ｏ°の状態を示す断面図である。

この走査式光学装置は、光ビームを発生する半導体レー
ザ素子５２（以下ＬＤとする）、鏡筒及び押え部材への
取付用フランジをＨする光学ガラス（例えばＢＫ７）に
よって製造されたレンズ５４、ハウジングへの取付用フ
ランジがその周囲に形成され、位置決め用の突起又は凹
みが主走査方向のほぼ中心に形成されているプラスチッ
ク例えばＰＭＭＡ　（ポリメチルメタクリル）によって
製造されている第１プラスチツクレンズ５Ｇ及び第２プ
ラスチツクレンズ５８を有し、且つ、レンズ５４とレン
ズ５６が例えば高マンガン鋼によって製造される（図示
しない）ｖＬ筒によって一体的に形成されている第一結
像光学系、プラスチック例えばＰＭＭＡ　（ポリメチル
メタクリル）によって製造される第３プラスチツクレン
ズＢ２及び防塵ガラス６４をＨする第二結像光学系、前
記ａ眼レンズ５４と前記第１プラスチツクレンズ５６の
間に配置される絞り８０、第一結像光学系と第二結像光
学系の間に配置され、アキシャルギャップ型のスキャナ
モータ７２０ロータ上に配置され、止め輪２８及びばね
材４９によってロータ上の座面に押付けられることで固
定されて所定の方向に回転される偏向反射鏡６０及び水
・１′同期検出用反射ミラー６８を備えている。

ＬＤ５２から発生された先ビームは、レンズ５４によっ
て集束光或いは・１１行光に変換され、絞り８０によっ
て所定のビームスポットに制限されて、主走査方向へは
負のパワーをＨし副走査方向へは僅かに負のパワーを何
する第１プラスチツクレンズ５６へ導かれる。レンズ５
Ｇを通過した光ビームは、主走査ｈ゛向においては平行
光に、また、副走査ｈ°向では集束光に変換され、主走
査方向に関しては市のパワーをＨし、副走査方向に対し
ては負のパワーを有する第２プラスチツクレンズ５８へ
導かれる。

レンズ５８を通過した光ビームは、主走査方向及び副走
査方向ともに集束光に変換され、主走査方向の断面が凸
で内接円半径Ｒの円筒面の一部を反射面として有する４
面の回転多面鏡である偏向反射＃？！６０へ導かれる。

回転多面ｔ！ｔ６０へ導かれた光ビームは、第２結像光
学系の面倒れを補正する一種のｆθレンズである第３プ
ラスチツクレンズ６２へ向かって反射される。このレン
ズ６２は、主走査方向へは反射面の回転角θに対して像
高を比例させたｈ−ｆθを満たす形状で、副走査方向へ
は主走査方向への偏向角が大きくなるに連れてパワーが
小さくなる曲率が与えられた一種のｆθレンズであって
、主走査方向においては前記光ビームの像面湾曲の影響
を低減し、且つ、歪曲収差を適切な値にするとともに、
−１走査方向では前記光ビームが感光体１６に照射され
る際の感光体のすべての面上における而倒れ補正面を一
致させる。

レンズ６２を通過した光ビームは、光学系ハウジング（
図示しない）内のレンズなどを密閉するための防塵ガラ
ス６４を介して、情報記録媒体即ち感光体６６へ導かれ
る。感光体６Ｂは図示しない他の駆動源によって駆動さ
れ所定の方向に回転し、その外周面に画像が露光される
。この感光体６Ｇに露光された画像は、図示しない顕像
手段によフて現像され転写用材料に転写される。

また、一種のｆθレンズ６２を通過した先ビームの一部
は、主走査ｈ゛向におけるスキャン毎に水平同期検出用
反射ミラー６８へ導かれ、同期信号検出器７０へ向かっ
て反射されて水平同期が検出される。

第４図には、この発明の別の実施例が示されている。第
４図は、第１図及び第２図に示したレンズの固定方法を
この光学装置に組込まれるコリメートレンズ系４に応用
した例を示している。突起部即ちバリＢがその外周部に
周状に或いは外周部の一部に凸状に形成されるとともに
、保持部材に当接されるフランジ部を有するプラスチッ
クレンズ２０は、ウェーブワッシヤＳν等の弾性体を介
して押え部材３４によって鏡筒１４へ固定されている。

二〇Ｗｉｎｘ４は、レンズ２０のバリＢを吸収する幅ｇ
を有する凹み或いは穴若しくは満Ｇを備え、バリＢが２
次加工されずに残っているレンズ２０を収容している。

このレンズ２０は、自身のフランジ部が鏡ｔ１５１４の
内側に接するとともに、押え部材３４が回転されること
で矢印Ｂの方向の所定の位置に配置される。押え部材３
４は、専用工具のための穴３６を有し、この穴３６に工
具が挿入され、押え部月３４が回転されることでレンズ
２０の位置を調整する。この押え部材３４は、その長さ
方向に円筒部とねじ部を有し、円筒部によって光軸に対
して押え部材自身が傾くことを防１１−する子とにより
、レンズ２０が傾くことを防止している。また、この押
え部材のねじ部は、ウェーブワッシャＳｖによって常に
レンズと反対の方向へ力を受けることから、押え部材３
４及び鏡筒１４のねじ部のねじ山の隙間によって生じる
ガタを防止できる。

第５Ａ図及び第５Ｂ図には、第４図に示した鏡筒の凹み
Ｇ例えば溝或いは穴によってレンズのバリＢが吸収され
る詳細が示されている。第５Ａ図に示すように、突起部
即ちバリＢがその外周部に周状に或いは外周部の一部に
凸状に形成され、鏡筒の内側に当接されるフランジ部を
有するレンズ２０の突起部Ｂは、後述する鏡筒の凹みＧ
に収容される。鏡筒１４に配置される凹みＧは、第１図
及び第２図に示した非円形レンズが利用される場合と同
様に、レンズ２０のフランジ部の厚さをｔ、プラスチッ
クレンズの前記突起部に近いレンズ面から突起部を含む
その端部までの距離をｄ、嵌め込み隙間をδとするとき
、 ｇ＝ｄ＋δ。

０＜ｄ≦ｔ／２゜ Ｏ〈δ で与えられる。

また、鏡筒１４には、レンズ２０のフランジの厚さ方向
に幅ｇで規定される凹みＧと直交する溝Ｍが配置されて
いる。この溝Ｍは、鏡筒１４にレンズ２０を挿入する際
に、バリＢを逃げるための肉ヌスミである。溝Ｍの幅ｇ
は、上記バリＢよりも僅かに大きく形成される。子の溝
Ｍは、好ましくは、鏡筒４の内周を均等割りして複数配
置される。即ち、溝Ｍの本数が多ければ、レンズ２０を
挿入するに際してバリＢと整合させる必要が少なくなる
ことから組立て効率が向上する。この実施例では、第５
Ｂ図から明らかなように鏡筒への加工時間及び鏡筒の強
度を考慮して２本配置されている。

以上説明したように、突起部即ちバリがその外周部に周
状に或いは外周部の一部に凸状に形成されたプラスチッ
ク材料によって成型加工されたレンズが用いられる場合
であっても、鏡筒或いは保持部材に凹み及び溝を配置す
ることによって、そのまま組立て可能となる。

（発明の効果） この発明によれば、レンズ保持部材にレンズの突起部を
収容する溝が配置されることから、成型による突起部を
有するプラスチックレンズが用いられる場合であっても
、２次加工することなく、そのまま光学装置の組立てが
なされる。従って、走査式光学装置の組立て及び調整が
簡素化され、コストが低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例である光学装置を示す平
面図、第２図は、第１図に示した光学装置のハウジング
及び非円形レンズの固定方法の詳細を示す部分断面図、
第３Ａ図は、この発明の折返しミラー、鏡筒及びハウジ
ングを省略したレーザプリンタなどに用いられる光学装
置の・ト面図、第３Ｂ図は、第３Ａ図に示した光学装置
の副走査ｈ°向における偏向角Ｏ＠の状態を示す断面図
、第４図は、ＬＤ、レンズ及び絞りを固定する構造を示
す側面図、第５Ａ図及び第５Ｂ図は、第４図に示されて
いる鏡筒部分の詳細図である。 ２・・・ハウジング、４・・・コリメートレンズ系、６
・・・結像レンズ系、１４・・・鏡筒、２０・・円形レ
ンズ、３４・・・押え部材、４２・・・非円形レンズ、
５２・・・半導体レーザ素子、５４・・・ガラスレンズ
、５Ｇ・・・第１プラスチツクレンズ、５８・・・第２
プラスチツクレンズ、６０・・・回転多面鏡、６２・・
・第３プラスチツクレンズ、Ｇ４・・・防塵ガラス、６
６・・・感光体、８０・・・絞り、Ｓｖ・・・ウェーブ
ワッシャ １ｇ２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 突起部をその外周に有するプラスチックレンズと、前記
   プラスチックレンズを保持する保持部材を備え、この保
   持部材は前記レンズの外周部が当接される面と前記レン
   ズの突起部を受容する凹部を有し、この凹部は、 ｇを凹部の幅、 ｔをプラスチックレンズのフランジ部の最大厚さ、 ｄをプラスチックレンズの前記突起部に近い側のレンズ
   面から突起部を含むその端部までの距離、及び、 δを嵌め込み隙間とするとき、 ｇ＝ｄ＋δ ０＜ｄ≦ｔ／２、 ０＜δ の条件を満たすことを特徴とする光学装置。