JPH05288972A - レンズの保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成でコストの低減と組立性の向上を
図るとともに熱によるレンズの変形を防止できるように
する。 【構成】 レンズ１２ａをベースとなるレンズ受台１５
に位置決めして保持するレンズの保持装置において、レ
ンズ受台１５と対向するレンズ１２ａの底面に突起１３
ａ，１４ａを突設し、突起１３ａ，１４ａと対向するレ
ンズ受台１５の部分に突起１３ａ，１４ａが挿入可能な
凹部、すなわち丸穴１６ａと長穴１７ａを設け、丸穴１
６ａと長穴１７ａの接着剤を注入し、突起１３ａ，１４
ａと丸穴１６ａと長穴１７ａとの間に接着剤を充填した
状態でレンズ１２ａをレンズ受台１５に固定し、保持さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズをベースに位置
決めして固定するレンズの保持装置に係り、特に、レー
ザビーム走査装置、画像読み取り装置、アナログ複写機
の光学系等のプラスチックレンズを使用した光学走査装
置に好適なレンズの保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レンズが装置に組み込まれる際には、レ
ンズは何らかの支持装置に固定された状態で保持され、
保持された状態で使用される。この保持については望遠
鏡、双眼鏡、あるいはカメラの光学系を構成するレン
ズ、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリなどに使
用される光学走査装置のレンズの如何にかかわらず、ベ
ースとなる部材に保持させた状態で光軸がずれないよう
に種々の方法がとられている。

【０００３】例えば、アナログ光学系に使用されるスル
ーレンズでは、図１５の斜視図に示すようにレンズ受台
２の上面に固定された合成樹脂からなる鏡筒１の内面に
図１６の断面図に示すような複数の、例えば４枚のプラ
スチックレンズ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが接着剤によっ
て固定されている。そして、変倍時にはガイドロッド３
に沿って鏡筒１が矢印方向に移動し、レンズの位置が変
わるようになっている。

【０００４】また、図１７に示すようなレーザビーム走
査装置では、プラスチックｆθレンズ５はポリゴンスキ
ャナ５０からの反射光を受けて走査させるが、ベースと
してのハウジング６の面に平行に設けられた一対の座７
ａ，７ｂと、垂直に設けられたボス８ａ，８ｂによって
支持される。すなわち、座７ａ，７ｂによってｚ方向の
位置が、また、ボス８ａ，８ｂに形成した２面によって
ｘ，ｙ方向の位置がそれぞれ決められ、位置決めされた
状態で、座７ａ，７ｂの表面とプラスチックｆθレンズ
５の間で接着剤によって固定される。

【０００５】さらに、他のレーザビーム走査装置の例と
して図１８に示すように、ハウジング６の面に平行に設
けられた一つの座１０と、ハウジング６の面に垂直に設
けられた一対のボス９ａ，９ｂと、一対の着脱自在な治
具ピン１１ａ，１１ｂとを利用して位置決めして固定す
るものがある。この例では、ｆθレンズ５はボス９ａ，
９ｂでｘ方向の位置が決められ、座１０によってｚ方向
の位置が決められ、治具ピン１１ａ，１１ｂによってｙ
方向の位置が決められる。すなわち、これらによって位
置決めされた後、座１０の表面の斜線で示す部分で接着
剤によってｆθレンズ５は固定され、接着剤が乾いて固
定が完了すると治具ピン１１ａ，１１ｂは取り外され、
ボス９ａ，９ｂに当接した状態で固定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の図１
５および図１６に示したスルーレンズの保持方法では、
鏡筒１およびレンズ受台２の二つの比較的大きな部材を
使用しており、コスト的に問題があった。また、図１７
に示したｆθレンズ５の保持方法では、鏡筒１を使用せ
ずに簡単な座７ａ，７ｂとボス８ａ，８ｂを使用してい
るので、機構的に簡単になりコストも低くなっている
が、温度変化によって生じる熱膨張率の違いによるプラ
スチックレンズとハウジングとの伸びの差を吸収するこ
とができず、プラスチックｆθレンズ５が変形するとい
う問題を生じる。

【０００７】そこで、図１８で示したように、プラスチ
ックｆθレンズ５の長手方向の位置決めは治具ピン１１
ａ，１１ｂで行い、ｆθレンズ５の中央での接着固定後
は治具ピン１１ａ，１１ｂを取り外して長手方向の伸び
による応力変形を回避するようにしたものもある。しか
し、ｆθレンズ５の組み付け工程で治具ピン１１ａ，１
１ｂの取り付け、取り外しという作業が必要となる。ま
た、図１７および図１８の保持方法では、接着剤層の厚
みのばらつきにより、ｆθレンズ５のｚ方向の位置もば
らつくという結果になる。

【０００８】この発明は、このような従来技術の実情に
鑑みてなされたもので、その第１の目的はコストの低減
を図ることのできるレンズの保持装置を提供することに
ある。第２の目的は組立性に優れたレンズの保持装置を
提供することにある。さらに、第３の目的は熱によるレ
ンズの変形を防止できるレンズの保持装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の手段は、レンズをベースとなる部材に位置決
めして保持するレンズの保持装置において、レンズのベ
ースと対向する面に突起を突設し、突起と対向するベー
ス部分に突起が挿入可能な凹部を設け、突起と凹部の間
に接着剤を充填し、凹部内で突起を固定してレンズをベ
ースに保持させるように構成されている。

【００１０】また、第２の手段は、第１の手段における
凹部を、レンズを使用した光学系の光走査手段の副走査
方向に沿って形成してある。

【００１１】また、第３の手段は、第１の手段における
凹部を穴形状に形成し、凹部の光軸方向の長さをレンズ
の光軸方向の幅よりも大寸に形成してある。

【００１２】また、第４の手段は、第１の手段における
凹部を光軸方向に延長して設け、複数個のレンズの光軸
を一致させ、レンズに形成した突起を同一の凹部内に挿
入し、複数個並設して固定するように構成されている。

【００１３】さらに、第５の手段は、第１ないし第４の
手段におけるレンズをプラスチックによって一体に成形
した構成になっている。

【００１４】

【作用】上述の第１の手段では、ベース部分に凹部を設
け、レンズに形成した突起を凹部に挿入した状態で接着
剤を凹部に充填し、凹部と突起とを接着して固定する。
これにより、凹部によって規定されたベース上の位置に
簡単かつ確実に保持させることができる。

【００１５】第２の手段では、凹部が光走査手段の副走
査方向に沿って形成され、当該凹部で固定されるので、
レンズとベースとの間に熱膨張の差による寸法上のズレ
が生じても主走査方向は拘束されておらず自由に伸縮で
き、それ故、レンズに応力変形が生じることはない。

【００１６】第３の手段では、穴状の凹部の長さがレン
ズの光軸方向の長さよりも大寸に形成されているので、
突起を凹部に挿入に凹部に対する突起の位置決めを行っ
た後、レンズに覆われていない凹部の表面から接着剤を
注入して固定することが可能となり、これによって組立
精度の向上を図ることができる。

【００１７】第４の手段では、一つの凹部に複数のレン
ズを挿入して固定することができ、光軸が一致したレン
ズ群を簡単に構成できる。この場合、凹部と突起との間
で上述のように固定されるので、熱膨張による影響を受
けずに複数のレンズ群を保持することが可能になる。

【００１８】第５の手段では、レンズをプラスチックで
成形しても、伸縮方向は拘束されていないので、応力変
形が生じることがないレンズの保持装置をコスト安く提
供できる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照し、この発明の実施例につ
いて説明する。図１は第１の実施例に係るスルーレンズ
の保持装置の斜視図である。同図において、スルーレン
ズ１２ａは底面に一対の突起１３ａ，１４ａが突設され
た状態でレンズ部とともにプラスチックによって一体に
成形される。このスルーレンズ１２ａは図１６における
プラスチックレンズに相当するものである。図１５にお
けるレンズ受台２に相当するベースとしてのレンズ受台
１５には、４個のレンズに対応して光走査装置による光
走査の副走査方向に沿って四対の凹部が形成されてい
る。このうち、一方の凹部は丸穴１６ａに、他方の凹部
は長穴１７ａに形成され、前述の突起１３ａが丸穴１６
ａに、また、突起１４ａが長穴１７ａに対応している。
すなわち、丸穴１６ａ，１７ａに接着剤を注入してお
き、突起１３ａを丸穴１６ａに、突起１４ａを長穴１７
ａにそれぞれ嵌め込んで接着剤によって固定する。な
お、これらの位置決め精度は突起１３ａ，１４ａと丸穴
１６ａおよび長穴１７ａとの嵌め合い公差によって規定
される。また、残りの三対の凹部１６，１７（以下、概
括的には添字を省略した符号で示す）にも図２の凹部と
突起との関係を示す平面図、および図３の正面図に示す
ように前述のプラスチックレンズ４ｂ，４ｃ，４ｄに相
当するスルーレンズ１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが同様の突
起１３，１４を介して固定され、４枚のレンズからなる
レンズ群が構成される。この場合、副走査方向のズレ
は、丸穴１６を基準として長穴１７内で突起１４の移動
を接着剤が弾性的に変形することによって吸収する。し
たがって、このような場合には、固定時にある程度の弾
性を保持している接着剤が使用される。

【００２０】図４は第２の実施例に係るｆθレンズの保
持装置の斜視図である。この実施例は図１７および図１
８に示したレーザビーム走査装置におけるｆθレンズの
改良に係るものである。この実施例におけるｆθレンズ
１９の保持装置は、ｆθレンズ１９本体の底面と、ｆθ
レンズ１９本体から光軸方向（図示ｘ方向）に突設した
突片２５の底面にそれぞれ突起２０，２１を突設し、ベ
ースとしてのハウジング２２の上面に光軸方向に沿って
設けた突条２２ａの前記突起２０，２１と対応する位置
に凹部として丸穴２３と長穴２４をそれぞれ穿設したも
のである。この実施例では、第１の実施例と同様に丸穴
２３と長穴２４に接着剤を注入して突起２０，２１を嵌
め込んで固定するようになっている。

【００２１】このようにして固定すると、光軸方向（ｘ
方向）のズレは、長穴２４内で突起２１の移動を接着剤
が弾性的に変形することによって吸収される。また、副
走査方向（ｙ方向）は、突起２０を中心として両端部が
フリーなので、自由に熱膨張することが可能となり、ｆ
θレンズ１９に応力変形が生じることはない。また、上
下方向（ｚ方向）の位置決めは、突条２３ａの上面とｆ
θレンズ１９本体の底面の面精度によって規定される。

【００２２】図５は第３の実施例に係るｆθレンズの保
持装置の斜視図である。この実施例では、ｆθレンズ２
８の底面の中央部に突起２９を設け、ハウジング２６の
光軸方向（ｘ方向）に一対の突条２６ａを設け、当該突
条２６ａに挟まれて形成される溝部２７を前記突起２９
に対応させ、さらに、ｆθレンズ２８の副走査方向の両
端に水平方向と垂直方向の面精度を出した座３０ａ，３
０ｂを設けたものである。このような構成では、溝部２
７に接着剤３１を注入しておき、その溝部２７に突起２
９を嵌め込み、ｆθレンズ２８を座３０ａ，３０ｂに押
し付けた状態で固定する。このようにして固定すると、
固定時の溝部２７と突起２９、および座３０ａ，３０ｂ
の関係を示す平面図である図６、および溝部２７で切断
した正面図である図７からも分かるように、主走査方向
（ｙ方向）の位置決めは溝部２７と突起２９の嵌め合い
公差によって決まり、光軸方向（ｘ方向）の位置は座３
０ａ，３０ｂの斜線で示した水平面３０ａｈ，３０ｂｈ
によって、上下方向（ｚ方向）の位置は座３０ａ，３０
ｂの斜線で示した垂直面３０ａｖ，３０ｂｖによってそ
れぞれ決まる。

【００２３】したがって、ｆθレンズ２８とハウジング
２６との間で熱膨張率の差によって寸法上のズレが生じ
たとしても、ｆθレンズ２８とハウジング２６との光軸
方向（ｘ方向）の応力変形は前記垂直面３０ａｖ，３０
ｂｖを基準とする伸縮を溝部２７内の接着剤３１が吸収
し、主走査方向（ｙ方向）は第２の実施例と同様に端部
が自由になっているので応力変形は発生せず、上下方向
（ｚ方向）は前記水平面３０ａｈ，３０ｂｈを基準とし
て上方向が自由になっているので応力変形は生じない。
図８は第４の実施例に係るｆθレンズの保持装置の斜視
図である。この実施例では、図５に示した第３の実施例
における突条２６ａを突部２６ｂとし、その中央部に溝
部２７に代えて長穴３２を形成し、突起２９を一方の側
面（ｚｘ平面）３４のみ面精度良く形成した突起３３に
代え、さらに前記長穴３２の当該側面に対向する側面
（ｚｘ平面）３５を面精度良く形成したものである。な
お、この実施例の場合、長穴３２の長手方向の寸法はｆ
θレンズ３６の光軸方向の幅よりも小さく設定されてい
る。

【００２４】このように構成した保持装置にあっては、
まず、予め設定された量の接着剤３７を長穴３２内に注
入し、次いで、ｆθレンズ３６の突起３３を長穴３２内
に挿入し、ｆθレンズ３６をｘ，ｙ，ｚの各方向にそれ
ぞれ強く押圧して接着剤３７によって固定する。これに
より、ｘ方向は前記垂直面３０ａｖ，３０ｂｖによっ
て、ｙ方向は突起３３と長穴の３２のそれぞれの側面３
４，３５によって、さらにｚ方向は前記水平面３０ａ
ｈ，３０ｂｈによってそれぞれ規定される。なお、図９
は固定時の突起３３と長穴３２、および座３０ａ，３０
ｂとｆθレンズ３６との関係を示す平面図、図１０は長
穴部分で光軸方向に断面した正面図である。

【００２５】この第４の実施例によれば、第３の実施例
のように嵌め合い精度で位置決めした場合よりも、予め
設定された面精度で基準となる側面３４，３５を仕上げ
ることにより、さらに良い精度でｙ方向の位置決めを図
ることができる。

【００２６】図１１および図１２はそれぞれ第５の実施
例に係るｆθレンズの保持装置の平面図および溝部を光
軸方向で断面した正面図である。この実施例は図８ない
し図１０で示した第４の実施例における長穴３２の長手
方向の長さをｆθレンズ３６の光軸方向の幅寸法よりも
大寸に形成したもので、その他の各部は全て第４の実施
例と同様に構成してある。

【００２７】この実施例によれば、前記側面３４，３５
を対向させ、押圧した後、接着剤３８を長穴３２に注入
することが可能になり、この注入により、第４の実施例
では避け得なかった側面３４と側面３５の間の接着剤３
７の厚みがなくなり、精度をより向上させることができ
る。

【００２８】図１３および図１４はそれぞれ第６の実施
例に係るレンズの保持装置の平面図および溝部を光軸方
向で断面した正面図である。この実施例は、図１１に示
した第５の実施例における長穴３２を長手方向にさらに
延ばした長穴４３に代え、座３０ａ，３０ｂに加えて、
同様の一対の座４６ａ，４６ｂを設け、一つの長穴４３
に二つのレンズ３９，４０を固定したもので、これらの
レンズ３９，４０には前述の突起３３と同様の突起４
１，４２がそれぞれ突設され、両者の一方の側面（ｚｘ
面）は前述の側面３４と同様に面精度良く仕上げられ、
この側面が当接する長穴４２の側面も前述の側面３５と
同様に面精度良く仕上げてある。これにより、両レンズ
３９，４０とも第５の実施例と同様に後から長穴４３に
両レンズ３９，４０の間４５から接着剤３８を注入する
ことにより、精度良く固定することができる。

【００２９】

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように請求項
１記載の発明によれば、レンズのベースと対向する面に
突起を突設し、突起と対向するベース部分に突起が挿入
可能な凹部を設け、突起と凹部の間に接着剤を充填し、
レンズをベースに固定して保持させたので、簡単な構成
でコストの低減と組立性の向上を図ることができる。

【００３０】また、請求項２記載の発明によれば、レン
ズとベース側との間に熱膨張によって寸法上のズレが生
じたとしても、副走査方向は凹部内の接着剤によって応
力変形を吸収し、主走査方向はレンズの伸縮を阻害しな
いので、レンズの熱膨張による変形を防止することがで
きる。

【００３１】また、請求項３記載の発明によれば、レン
ズと凹部での相対的な位置決めを行った後、接着剤によ
って固定できるので、レンズと凹部の相対する固定面の
間に接着剤層を介在させることなく固定することが可能
となり、固定精度の向上を図ることができる。

【００３２】また、請求項４記載の発明によれば、複数
のレンズを取り付ける場合、同じ凹部にレンズに設けら
れた突起部を挿入して接着することができるので、複数
のレンズを光軸を合わせて精度良く位置決めして取り付
けることが可能になる。

【００３３】さらに、請求項５記載の発明によれば、レ
ンズはプラスチックの一体成形でよいので、コストが安
く、精度の高いレンズの保持が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係るレンズ保持装置を説明する
ための斜視図である。

【図２】第１の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ固
定機構を示す平面図である。

【図３】第１の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ固
定機構を示す断面図である。

【図４】第２の実施例に係るレンズ保持装置を説明する
ための斜視図である。

【図５】第３の実施例に係るレンズ保持装置を説明する
ための斜視図である。

【図６】第３の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ固
定機構を示す平面図である。

【図７】第３の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ固
定機構を示す断面図である。

【図８】第４の実施例に係るレンズ保持装置を説明する
ための斜視図である。

【図９】第４の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ固
定機構を示す平面図である。

【図１０】第４の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ
固定機構を示す断面図である。

【図１１】第５の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ
固定機構を示す平面図である。

【図１２】第５の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ
固定機構を示す断面図である。

【図１３】第６の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ
固定機構を示す平面図である。

【図１４】第６の実施例に係るレンズ保持装置のレンズ
固定機構を示す断面図である。

【図１５】従来例に係るレンズ保持装置を説明するため
の斜視図である。

【図１６】図１５におけるレンズ保持装置のレンズ固定
機構を説明するための断面図である。

【図１７】他の従来例に係るレンズ保持装置を示す斜視
図である。

【図１８】さらに他の従来例に係るレンズ保持装置を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ スルーレンズ １３，１３ａ，１４，１４ａ 突起 １５ レンズ受台 １６，１６ａ 丸穴 １７，１７ａ 長穴 １９ ｆθレンズ ２０，２１ 突起 ２２ ハウジング ２３ 丸穴 ２４ 長穴 ２５ 突片 ２６ ハウジング ２７ 溝部 ２８ ｆθレンズ ２９ 突起 ３０ａ，３０ｂ 座 ３１ 接着剤 ３２ 長穴 ３３ 突起 ３４，３５ 側面 ３６ ｆθレンズ ３７，３８ 接着剤 ３９，４０ レンズ ４１，４２ 突起 ４３ 長穴

フロントページの続き (72)発明者 大沢 孝之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 一宮 孝司 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズをベースとなる部材に位置決めし
   て保持するレンズの保持装置において、レンズのベース
   と対向する面に突起を突設し、突起と対向するベース部
   分に突起が挿入可能な凹部を設け、突起と凹部の間に接
   着剤を充填し、凹部内で突起を固定してレンズをベース
   に保持させることを特徴とするレンズの保持装置。
2. 【請求項２】 凹部がレンズを使用した光学系の光走査
   手段の副走査方向に沿って形成されていることを特徴と
   する請求項１記載のレンズの保持装置。
3. 【請求項３】 凹部が穴形状に形成され、凹部の光軸方
   向の長さがレンズの光軸方向の幅よりも大寸に形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のレンズの保持装
   置。
4. 【請求項４】 凹部が光軸方向に延長して設けられ、複
   数個のレンズが光軸を一致させて当該レンズの突起を同
   一の凹部内に固定して保持させることを特徴とする請求
   項１記載のレンズの保持装置。
5. 【請求項５】 レンズがプラスチックレンズからなるこ
   とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のレ
   ンズの保持装置。