JPH0470619A - 走査用レンズ - 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、レーザプリンタ、ファクシミリ、複写機、レ
ーザ製版装置等の光走査装置に適用可能な走査用レンズ
に関する。

〔従来の技術〕

光偏向器によって光ビームを掃引しながら画像を再現す
る光走査装置がレーザプリンタ、ファクシミリ、複写機
、レーザ製版装置等に用いられている。

第１０図は従来一般に知られている光走査装置の例を示
しており、同図において、光源あるいは光源と集光装置
からなる光源装置１から出射した光束は、線像結像光学
系２により偏向器３の偏向反射面４上に線状に結像され
る。偏向器３は外周面に複数の反射面４を有する多面鏡
からなり、軸３Ａを中心にモータにより回転駆動される
。この偏向器３の回転によりその反射面４で反射された
光ビームが掃引され、結像面７上において走査される。

偏向器３と結像面７との間には、偏向器３によって掃引
された光ビームを結像面７上で等速走査させるための走
査用レンズ５，６が配置されている。

ここで、第１１図、第１２図は従来使用されている走査
用レンズ５，６の例を示す。第１１図、第１２図におい
て、符号５３．５２．６３．６２は光通過面であり、こ
のうち面５２．６３はシリンダ面であり、面６２はトー
リック面である。またＯは光軸を示す。符号５５゜５６
、６５．６６は光軸Ｏに平行で且つ光ビームの揺り軌跡
によって形成される平面と平行な面であり、符号５１．
５４及び６１．６４は夫々面５５．５６及び６５．６６
に対し直角な側面である。

上記のような走査用レンズを光学ガラス等の材料を用い
て製造する場合、従来は、先ずレンズ素材を研削により
加工して全面を形成し、次に一方の光通過面を研磨して
光学面に仕上げたのち、この光通過面にヤケを防止する
ための保護膜を付け、この保護膜を付けた光通過面を基
準にして他方の光通過面を研磨して光学面に仕上げてい
る。

このように、走査用レンズは、二つの光通過面と他の四
つの側面からなり、全体の形状が矩形に近いことから、
レンズの加工、組立時に上記二つの光通過面と四つの側
面のうちの少なくとも一つの面を基準として加工、組み
立てが行われる。しかし、これでは６面の研削時に各面
ごとに隣接面との直交性をチエツクしながら研削する必
要があり、研削工程がかなり面倒なものとなる。また、
二つの光通過面だけを基準として研削加工し、また二つ
の光通過面だけを基準に位置決めして組み立てようとす
ると、走査用レンズの光通過面はシリンダ面やトーリッ
ク面などの複雑な形状になっているため、加工及び組み
立て時の位置決め部品や治具等もかなり複雑な形状のも
のが必要になるという間厘がある。

また、第１２図に示すように、レンズの光通過面５２、
６３に光軸Ｏに対し垂直な平面５２１，５２２，６３１
，６３２を形成し、これらの面によってレンズの位置決
めを行うようにしたものが提案されている。例えば特開
昭５８−１５３９０８号公報や特開昭６１−２４３４２
１号公報記載のものがこれに該当する。しかし、上記平
面は、隣合う他の４面に対して加工時に直交性が必要と
なり、高い加工精度を出すのが難しく、加工に時間がか
かるという開運がある。また、レンズの屈折面に位置決
め用の平面を形成するため、光学性能が劣化し、且つ、
加工工程が長くなるという問題がある。

そこで、レンズの加工工程の簡略化や量産化のために、
第８図に示すように、走査用レンズ６を金型を用いた樹
脂成形で製造する方法がある。第８図において、図中り
は固定側の金型、Ｅは可動側の金型、Ｆは固定側オプチ
カルインサート、Ｇは可動側オプチカルインサートを夫
々示し、第１１図に示す形状のレンズ６を作製する場合
の例を示している。両オプチカルインサートＦ、Ｇの成
形面は、レンズの光通過面６２．６３の形状に合わせて
曲面に加工されており、成形されたレンズ６は、固定側
の金型りから可動側の金型Ｅを離間した後、可動側オプ
チカルインサートＧにより光軸○方向に突き出されて型
抜きされる。

このように、金型を用いて走査用レンズ６を樹脂成形す
れば、前述の研磨工程は不要となり、量産化が図れるこ
とになる。

しかしながら、第１１図や第１２図に示すような形状の
走査用レンズでは、組み付は時等に光軸０に直交する方
向（上下、左右方向）の位置決めをレンズ上下面６５．
６６や左右面６１．６４で行うため、レンズの上下、左
右の４側面のうち、少なくとも１面以上は基準面として
光軸○に平行な面を必要とする。このため、レンズ成形
時の金型からの抜き抵抗を低減させるためのテーパをそ
れらの基準面につけることができず、抜き抵抗により歪
が生じ、基準面や光学面の形状を悪化させてしまうとい
う問題が生じる。また、抜き抵抗をなくすために金型側
にスライド機構を設ける等の方法もあるが、この場合に
は金型の構造が複雑となり、金型の作製が困難となり且
つコストも増大する。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、従来の走査用レンズにおいては、組み立
てや加工時の位置決めの基準となる受け面を平面として
いるため、■受け面と光軸の寸法を出すために面全体の
加工と精度が必要とされ、加工精度が高くコスト高とな
る、■樹脂成形で製造する場合に、レンズは光軸方向に
型抜きされるが、組み付けや調整加工時に基準となる受
け面は光軸と平行な平面であるから、この平面部を金型
から離型する時の抜き抵抗が大きく、抜き抵抗によりレ
ンズ内に歪が生じ、レンズの光学面や基準面の形状を悪
化させる恐れがある、■金型離型時の抜き抵抗を小さく
するために金型側にスライド機構を設ける等の方法があ
るが、この場合には型構造が複雑となり、金型自体の製
造が困難となり且つコスト高となる、■レンズを位置決
め部材に接着により固定する場合に、基準となる面が平
面である場合には、接着剤によるレンズの浮き上がりを
防止するため、相手部材側の面に接着剤の溜り部を設け
なければならない、等の問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、上記
従来技術の種々の問題点を解消することができ、樹脂成
形による製造が容易に行い得る走査用レンズを提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明による走査用レンズは
、光軸と略平行な上下、左右方向のレンズ側面や、光軸
と直交するレンズ側面に１位置決め用の凸状の受け基準
部を有することを特徴とする。

また、上記走査用レンズは、＃ｌＩ脂成形成形って形成
されることを特徴とする。

〔作　　用〕

本発明による走査用レンズは、光軸を例えばＸ軸方向と
した場合に、ｘ、ｙ、ｚの３方向の位置決め用に、光軸
と略平行な上下、左右方向のレンズ側面や、光軸と直交
するレンズ側面に、凸状の受け基準部を設けたことを特
徴とするものであり、このように凸状の受け基準部を設
けたことにより、位置決めは上記受け基準部によって行
われるため、レンズ側面の面精度に対する要求が大幅に
緩和される。

すなねち、従来の走査用レンズでは、位置決め基準とし
て光軸に平行な平面を必要としたが、このため、光軸の
位置出しをするためには、受け面全体の高精度な平面加
工を必要とし、加工が大変であり、また、樹脂成形によ
って製造する場合には、成形加工時に上記平面部の金型
からの離型抵抗が大きく、レンズに歪が生じ、面形状が
悪化する等の問題があり、また、離型抵抗をなくすため
には、金型内にスライド機構を設けてレンズ側面に位置
する型部品が成形レンズ側面から離れるようにしなけれ
ばならないが、この場合には金型構造が複雑となるとい
う問題があったが、本発明による走査用レンズでは、上
述したように、凸状の受け基準部を設けたことにより、
受け基準部の精度が確保されていれば、レンズ側面の面
精度に対する要求が緩和され、且つ光軸に対する平行度
の要求も緩和される。従って、樹脂成形時にレンズ側面
に型抜き用のテーパを付けることができ、金型からの離
型性を良くする等の対策を施すことが可能となり、金型
構造を複雑にすることなく樹脂成形による製造が容易と
なる。

〔実　施　例〕

以下１本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の走査用レンズの一実施例を示す斜視図
である。

第１図において、走査用レンズ６は二つの光通過面（光
学レンズ面）　６２．６３を有しており、光通過面６２
．６３を通過する光ビームは前記偏向器によって光軸○
を含む平面内において掃引される。ここで光＃Ｏの方向
をＸ方向とすると、光ビームの掃引方向はＸ方向に対し
て直交するＹ方向である。

上記光通過面６２．６３はＹ方向に長く伸びた形状とな
っており、一方の光通過面６３はシリンダ面となってお
り、他方の光通過面６２はトーリック面となっている。

この二つの光通過面６２．６３の図において上下の端は
、光ビームの掃引軌跡によって形成される平面と略平行
な面６５．６６に夫々つながっている。また、光通過面
６２．６３の図において左右の端は、光ビームの掃引に
よって形成される平面に対し略直角な面であって光軸Ｏ
と略平行な二つの側面６１．６４に夫々つながっている
。光ビームの掃引軌跡によって形成される平面と略平行
な上下の面６５．６６のうちの下面６６側には半円柱状
の突起部６６１、６６２が設けられており、この画架起
部６６１．６６２は光ビームの掃引軌跡によって形成さ
れる平面と平行に設けられ、上下方向の光軸高さ位置の
位置決め用の受け基準部として用いられる。

すなわち、第１図に示す構成の走査用レンズ６では、上
下方向（図中Ｚ方向）の光軸高さ位置を上記突起部６６
１．６６２を基準にして位置決めするため、光軸高さ調
整は突起部６ｆ５Ｌ、　６６２のみの調整加工で済むた
め、レンズ下面６６の面精度や光軸Ｏに対する平行度の
要求が緩和される。従って、レンズ下面６６側にテーパ
を付けることも任意に可能となり、樹脂成形によって製
造する場合の型抜き性の問題が改善され製造が容易とな
る。尚、樹脂成形によって製造する場合、突起部６６１
．６６２の形成は金型側に光軸と平行な溝を形成すれば
良く容易である。

次に、第２図は第１図に示したものと同様の走査用レン
ズ６の上面６５と下面６６の両面に、位置決め用の受け
基準部として用いられる半円柱状の突起部６５１．６５
２．６６１．６６２を設けた例である。このように、走
査用レンズ６の上面６５と下面６６の画面に位置決め用
の受け基準部を設ければ、レンズ６の上下に関係なく光
軸Ｏの上下方向の位置決めを行うことができる。また、
上面側の突起部６５１．６５２から光軸○までの寸法と
、下面側の突起部６６１゜６６２から光軸Ｏまでの寸法
とを変えることにより、１枚のレンズで２種類の光軸高
さ調整を行うことができる。また、上面６５と下面６６
の両面に位置決め用の受け基準部を設けた場合、上下両
面にテーパを付けることも任意に可能となり、樹脂成形
によって製造する場合の型抜き性の開運がより改善され
る。

次に第３図は、第２図の走査用レンズ６の左右方向の側
ｉ６１．６４にも半円柱状の突起部６１１．６４１を設
けた例である。このように、位置決め用の受け基準部と
しての突起部を走査用レンズ６の左右方向の側面６１．
６４に設ければ、光ビームの掃引方向に対する位置決め
も容易となる。

また、第４図は走査用レンズ６の光通過面の一方側の面
６３の両端に半円柱状の突起部６３１．６３２を設けた
例であり、この突起部６３１．５３２の調整加工のみで
光軸方向の位置決め調整が可能となる。

次に、第５図及び第６図は、第３図に示した構成の走査
用レンズ６をレンズ保持基板９に位置決めし、接着剤で
固定した場合の例を示す正面図及び平面図である。

第５図及び第６図において、レンズ保持基板９に対する
走査用レンズ６の光軸高さ位置の調整はレンズ下面６６
の突起部６６１．６６２によって行い、また、左右方向
（図中Ｙ方向）の位置決めは、一方側のレンズ側面６１
に設けら九た突起部６１１と保持基板９側に固定された
位置決め用の突当て部９１とで行い、光軸○方向（Ｘ方
向）の位置決めは、−方側の光通過面６３と保持基板９
側に固定された位置決め用の突当て部９１．９２で行っ
た例である。

このようにして位置決めを行った場合、レンズ下面６３
とレンズ保持基板９との間には１位置決め用の突起部６
６１．６＆２により隙間ができるため、この隙間を液溜
りとして使用することができ、特別に接着剤用の液溜り
部を設ける必要がない。従って、本発明の走査用レンズ
では、レンズ保持基板９側に液溜り部を設けなくとも、
レンズ６を保持基板９に位置決めした状態で、接着剤８
を突起部６６１、６６２によって生じた隙間部分に充填
すれば、走査用レンズ６を保持基板９に容易に接着固定
することができる。

次に、第７図は本発明に係る走査用レンズを樹脂成形で
形成する場合の金型断面を示す。図中りは固定側の金型
、Ｅは可動側の金型、Ｆは固定側オプチカルインサート
、Ｇは可動側オプチカルインサートを夫々示し、第３図
に示す走査用レンズ６を作製する場合の例を示している
。両オプチカルインサートＦ、Ｇの成形面は、レンズの
光通過面６２．６３の形状（シリンダ面やトーリック面
等）に合わせて曲面に加工されており、また、レンズ側
面６５．６６を形成する可動側金型Ｅの面は離型時の抜
き抵抗を低減するため、テーパ面に形成されている。ま
た、このテーパ面にはレンズ側の位置決め用の突起部６
５１．６６１　（６５２，６６２）を形成するための半
円柱状の溝が形成され、この溝の底面は光ビームの掃引
軌跡によって形成される平面若しくは光軸Ｏに対して平
行になるように形成されている。この金型で成形された
レンズ６は、固定側の金型りから可動側の金型Ｅを離間
した後、可動側オプチカルインサートＧにより光軸Ｏ方
向に突き出されて型抜きされるが、レンズ側面６５．６
６はテーパ面となっているため、型抜き時の抵抗はほと
んど無く、容易に離型することができる。

以上のように、本発明に係る走査用レンズは、光軸０を
例えばＸ軸方向とした場合に、ｘ、ｙ。

２の３方向の位置決め用に、光軸と略平行な上下、左右
方向のレンズ側面や、光軸と直交するレンズ側面に、凸
状の受け基準部（突起部）を設けたことを特徴とするも
のであり、このように凸状の受け基準部を設けたことに
より、レンズの、保持部材等に対する位置決めは上記量
は基準部によって行われるため、レンズ側面の面精度や
光軸に対する平行度の要求が大幅に緩和され、上述した
ようなテーパ面等にすることができる。したがって、樹
脂成形時には、レンズ側面に型抜き用のテーパを設ける
ことができ、金型からの離型性を良くする等の対策を施
すことが可能となり、樹脂成形による製造が容易となる
。

尚、本発明の走査用レンズにおいて、位置決め用の凸状
の受け基準部の形状は、半円柱状に限らず、三角柱や四
角柱状、あるいは球体状等でもかまわない。

次に、第９図は本発明に係る走査用レンズを使用した光
走査装置の例を示す。図中符号１は光源装置、２は線状
結像光学系、３は偏向器、４は偏向器の外周の反射面、
５，６は走査用レンズ、７は結像面である。

走査用レンズ６は、結像面７上において符号７２から７
３までの範囲で示す印字範囲では光軸に対し対称な範囲
で使用されるが、上記印字範囲の外側に符号７１で示す
位置に同期検知装置が配置されており、この同期検知装
置の位ｆｉ７１まで光ビームを走査する必要があるため
、走査用レンズ６は光軸を中心として非対称形に形成さ
れる。

本発明では、走査用レンズの光軸と略平行な上下、左右
方向のレンズ側面や、光軸と直交するレンズ側面に、位
置決め用の凸状の受け基準部を設け、この受け基準部に
よって位置決めを行うため。

上述のような非対称形状の走査用レンズとすることもで
き、しかも、樹脂成形により作製することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る走査用レンズにおい
ては、レンズの側面に凸状の受け基準部を設けたことに
より、レンズ側面の面精度に対する要求が緩和され、且
つ光軸に対する平行度の要求も緩和される。従って、樹
脂成形時にレンズ側面に型抜き用のテーパを付けること
ができ、金型からの離型性を良くする等の対策を施すこ
とが可能となり、型抜き時においてレンズ面形状を損な
うことがなくなり、金型構造を複雑とすることなく、樹
脂成形による製造が容易となる。

また、光軸の高さ寸法等を調整する時には、突起部のみ
の追加工で済み、成形後の調整加工が容易になる。

また、位置決め用の突起部の精度だけ確保すれば側面の
精度は必要とせず、また側面の光軸に対する平行度も必
要ではなく、非対称形の走査用レンズの製造も可能とな
る。

また、レンズ側面に位置決め用の突起部を設けた場合、
突起部により、保持用基板等の相手部材の受け面とレン
ズ側面との間に隙間ができるため、この隙間を接着時の
接着液溜りとして利用でき、相手部材側に、特別な接着
液溜りを設ける必要がなくなり、組み付は時のコスト等
も低減される。

面の簡単な説明 第１図は本発明に係る走査用レンズの一実施例を示す斜
視図、第２図乃至第４図は本発明に係る走査用レンズの
夫々別の実施例を示す斜視図、第５図及び第６図は第３
図に示した構成の走査用レンズをレンズ保持部材に位置
決めし接着剤で固定した場合の例を示す正面図及び平面
図、第７図は本発明に係る走査用レンズを樹脂成形で形
成する場合の金型断面を示す図、第８図は従来の走査用
レンズを樹脂成形で形成する場合の金型断面を示す図、
第９図は本発明に係る走査用レンズを使用した光走査装
置の例を示す平面図、第１０図は従来の光走査装置の例
を示す斜視図、第１１図は従来の走査用レンズの一例を
示す斜視図、第１２図は従来の走査用レンズの別の例を
示す斜視図である６３・・・・偏向器、６・・・・走査
用レンズ、７・・・・結像面、 ６１゜ ６４、６５゜ ６６・・・・光軸と略平行なレンズ 側面、 ６２、６３・・・・光通過面、 ６１１．６３３，６３４，６４１゜ ６５１、６５２．６６１．６６２・・・・凸状の受け基
準部、○・・・ 光軸。

代 理 人 樺 山 亨（他１名） ’７′Ｉ５．） 園 惠ｌ θ ち 叉 図 る４４叉 るＪ２目 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 平成２年特許願第１７９３１４号 ２、発明の名称 走査用レンズ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　リコー光学株式会社 ４、代理人 （１）代理権を証明する書面を別紙のとおり添付する。

（２）明細書の第１８頁第５行目の「面の簡単な説明」
を「図面の簡単な説明」に訂正する。

５゜ ６゜ 氏名　（６７８７）挿出　亨、ｙ＋：、７−・補正命令
の日付 発送日：平成２年９月２５日 補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、偏向器によって掃引された光ビームを結像面上で等
   速走査させるための走査用レンズにおいて、光軸と略平
   行な上下、左右方向のレンズ側面や、光軸と直交するレ
   ンズ側面に、位置決め用の凸状の受け基準部を有するこ
   とを特徴とする走査用レンズ。 ２、請求項１記載の走査用レンズであって、樹脂成形に
   よって形成されたことを特徴とする走査用レンズ。