JPH0572457A - 光ビーム走査レンズ - Google Patents
光ビーム走査レンズInfo
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- JPH0572457A JPH0572457A JP13045391A JP13045391A JPH0572457A JP H0572457 A JPH0572457 A JP H0572457A JP 13045391 A JP13045391 A JP 13045391A JP 13045391 A JP13045391 A JP 13045391A JP H0572457 A JPH0572457 A JP H0572457A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱膨張が生じても基準面からの光軸の高さが
変化せず、結像時に結像位置の変化しないようにする。 【構成】 合成樹脂レンズ７を上部からレンズ保持部材
８により、合成樹脂レンズ７の接着面９が光軸Ｏの上部
に至るようにして吊り下げ、熱膨張によるレンズ保持部
材８の上方の膨張量と合成樹脂レンズ７の下方への膨張
量同志が打ち消されるようにする。
変化せず、結像時に結像位置の変化しないようにする。 【構成】 合成樹脂レンズ７を上部からレンズ保持部材
８により、合成樹脂レンズ７の接着面９が光軸Ｏの上部
に至るようにして吊り下げ、熱膨張によるレンズ保持部
材８の上方の膨張量と合成樹脂レンズ７の下方への膨張
量同志が打ち消されるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームプリン
タ等のレーザー走査光学系に用いられる光ビーム走査レ
ンズに関するものである。
タ等のレーザー走査光学系に用いられる光ビーム走査レ
ンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来例の斜視図であり、レーザー
ユニット１から出射したレーザー光は回転するポリゴン
ミラー２に達し、ポリゴンミラー２により走査光が形成
される。走査光は合成樹脂製のｆθレンズ３に入射し、
等速光となって感光体上で結像する。ｆθレンズ３はレ
ーザーユニット１やポリゴンミラー２を配置した同一の
基板４の光学基準面５に、規定の位置関係で接着剤を介
して直接接着されるか、或いはばね等で押圧され固定さ
れている。
ユニット１から出射したレーザー光は回転するポリゴン
ミラー２に達し、ポリゴンミラー２により走査光が形成
される。走査光は合成樹脂製のｆθレンズ３に入射し、
等速光となって感光体上で結像する。ｆθレンズ３はレ
ーザーユニット１やポリゴンミラー２を配置した同一の
基板４の光学基準面５に、規定の位置関係で接着剤を介
して直接接着されるか、或いはばね等で押圧され固定さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例では、合成樹脂製のｆθレンズ３が光学基準面５上
に単に置かれて固定されているため、図８に示すように
レンズ３の光軸Ｏの鉛直方向の高さＬが、レンズ３の熱
膨張によって変位し、結像位置のずれを引き起こすとい
う問題がある。
来例では、合成樹脂製のｆθレンズ３が光学基準面５上
に単に置かれて固定されているため、図８に示すように
レンズ３の光軸Ｏの鉛直方向の高さＬが、レンズ３の熱
膨張によって変位し、結像位置のずれを引き起こすとい
う問題がある。
【０００４】本発明の目的は、レンズに熱膨張が生じて
も、光学基準面から光軸までの距離が変化しない光ビー
ム走査レンズを提供することにある。
も、光学基準面から光軸までの距離が変化しない光ビー
ム走査レンズを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る光ビーム走査レンズは、走査光学系に
用いるレンズにおいて、該レンズと線膨張係数が異なる
保持部材により該レンズを固着保持し、周囲温度の変化
によって該保持部材と前記レンズの固着保持面から光学
基準面までの該保持部材が膨張する膨張量と、該固着保
持面から前記レンズの光軸までの前記レンズが膨張する
膨張量の大きさを等しくし、かつ膨張の方向を反対とし
たことを特徴とするものである。
めの本発明に係る光ビーム走査レンズは、走査光学系に
用いるレンズにおいて、該レンズと線膨張係数が異なる
保持部材により該レンズを固着保持し、周囲温度の変化
によって該保持部材と前記レンズの固着保持面から光学
基準面までの該保持部材が膨張する膨張量と、該固着保
持面から前記レンズの光軸までの前記レンズが膨張する
膨張量の大きさを等しくし、かつ膨張の方向を反対とし
たことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上述の構成を有する光ビーム走査レンズは、熱
膨張に際して、保持部材の膨張量とレンズの膨張量が打
ち消しあって、光学基準面からレンズ光軸までの距離が
変化することはない。
膨張に際して、保持部材の膨張量とレンズの膨張量が打
ち消しあって、光学基準面からレンズ光軸までの距離が
変化することはない。
【０００７】
【実施例】本発明を図１〜図６に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は第１の実施例の斜視図であ
る。光学系の基準面で走査光学系の部品群を支持する基
板６の上には、合成樹脂レンズ７を支持する断面コ字状
で下面を開放した合成樹脂製のレンズ保持部材８が取り
付けられている。なお、このレンズ保持部材８の熱膨張
率は合成樹脂レンズ７のそれと異なっている。図２に示
すように、合成樹脂レンズ７はレンズ保持部材８の内面
上部に周囲よりも僅かに下方に突設された接着面９に接
着固定され、下方に落下しないように、レンズ保持部材
８の側面にねじ止めされた加圧ばね１０によって補助的
に支持されている。合成樹脂レンズ７の光軸Ｏは、温度
t0のとき基板６から高さL0の位置にあり、光軸Ｏから接
着面９までの高さはL1であって、レンズ保持部材８の下
面から接着面９までの高さL2はL2＝L0＋L1となってい
る。
て詳細に説明する。図１は第１の実施例の斜視図であ
る。光学系の基準面で走査光学系の部品群を支持する基
板６の上には、合成樹脂レンズ７を支持する断面コ字状
で下面を開放した合成樹脂製のレンズ保持部材８が取り
付けられている。なお、このレンズ保持部材８の熱膨張
率は合成樹脂レンズ７のそれと異なっている。図２に示
すように、合成樹脂レンズ７はレンズ保持部材８の内面
上部に周囲よりも僅かに下方に突設された接着面９に接
着固定され、下方に落下しないように、レンズ保持部材
８の側面にねじ止めされた加圧ばね１０によって補助的
に支持されている。合成樹脂レンズ７の光軸Ｏは、温度
t0のとき基板６から高さL0の位置にあり、光軸Ｏから接
着面９までの高さはL1であって、レンズ保持部材８の下
面から接着面９までの高さL2はL2＝L0＋L1となってい
る。
【０００８】合成樹脂レンズ７、レンズ保持部材８の線
膨張係数をα1 、α2 とし、上記の構成でα1 ＞α2 で
あれば、高さL2を適宜に選択すると、熱膨張に依存せず
光軸Ｏの高さL0が一定になることは自明である。即ち、
温度t0からΔｔだけ温度が変化したとすると、この時の
接着面９の変位ΔL2は、次式で表される。 ΔL2＝α2 ・L2・Δｔ
膨張係数をα1 、α2 とし、上記の構成でα1 ＞α2 で
あれば、高さL2を適宜に選択すると、熱膨張に依存せず
光軸Ｏの高さL0が一定になることは自明である。即ち、
温度t0からΔｔだけ温度が変化したとすると、この時の
接着面９の変位ΔL2は、次式で表される。 ΔL2＝α2 ・L2・Δｔ
【０００９】また、接着面９と光軸Ｏの距離の変位ΔL1
は、 ΔL1＝−α1 ・L1・Δｔ 基板６からの光軸Ｏの高さL0が変化しないためには、 ΔL1＋ΔL2＝０ である必要があるので、条件式α1・ L1 ＝α2・ L2 を得
る。
は、 ΔL1＝−α1 ・L1・Δｔ 基板６からの光軸Ｏの高さL0が変化しないためには、 ΔL1＋ΔL2＝０ である必要があるので、条件式α1・ L1 ＝α2・ L2 を得
る。
【００１０】一般的な光学モールド材料であるポリカー
ボネート樹脂を用いた合成樹脂レンズ７や、一般的なハ
ウジング材料であるガラス繊維入りエンジニアリング樹
脂を用いたレンズ保持部材８により、この実施例を構成
した場合に、 α1 ＝２×１０-5／℃ α2 ＝８×１０-5／℃ であるから、L1＝５ｍｍとすると、L2＝２０ｍｍとな
る。
ボネート樹脂を用いた合成樹脂レンズ７や、一般的なハ
ウジング材料であるガラス繊維入りエンジニアリング樹
脂を用いたレンズ保持部材８により、この実施例を構成
した場合に、 α1 ＝２×１０-5／℃ α2 ＝８×１０-5／℃ であるから、L1＝５ｍｍとすると、L2＝２０ｍｍとな
る。
【００１１】このような構成は実現可能であり、特殊な
材料を用いずに熱膨張に対して光軸の位置変化のない光
学系を得ることができるコスト面でのメリットは極めて
大きい。
材料を用いずに熱膨張に対して光軸の位置変化のない光
学系を得ることができるコスト面でのメリットは極めて
大きい。
【００１２】図３は第２の実施例であり、レンズ保持部
材８は基板６と一体となって同一の材料で製作されてお
り、合成樹脂レンズ７にはその両側端に薄肉部１２が設
けられ、この薄肉部１２の下面をレンズ保持部材８の上
面に接着することにより、合成樹脂レンズ７は支持され
ている。このとき、薄肉部１２の接着面９は光軸Ｏに対
して高さL1だけ上部に位置し、熱膨張により光軸Ｏは鉛
直下方に移動するようにされている。
材８は基板６と一体となって同一の材料で製作されてお
り、合成樹脂レンズ７にはその両側端に薄肉部１２が設
けられ、この薄肉部１２の下面をレンズ保持部材８の上
面に接着することにより、合成樹脂レンズ７は支持され
ている。このとき、薄肉部１２の接着面９は光軸Ｏに対
して高さL1だけ上部に位置し、熱膨張により光軸Ｏは鉛
直下方に移動するようにされている。
【００１３】第１の実施例と同様に、レンズ保持部材８
の高さL2を選択すれば、温度変化による光軸Ｏの位置変
化を零に、つまり光軸Ｏの高さL0を一定に保持すること
ができる。光軸Ｏと接着面９の距離L1を２ｍｍとし、先
の実施例と同じ材質を用いれば、接着面９の基板６から
の高さL2は８ｍｍ程度となり、レンズ７の高さに制約が
ある場合には有利である。
の高さL2を選択すれば、温度変化による光軸Ｏの位置変
化を零に、つまり光軸Ｏの高さL0を一定に保持すること
ができる。光軸Ｏと接着面９の距離L1を２ｍｍとし、先
の実施例と同じ材質を用いれば、接着面９の基板６から
の高さL2は８ｍｍ程度となり、レンズ７の高さに制約が
ある場合には有利である。
【００１４】また、図４に示す第３の実施例では、合成
樹脂レンズ７は両上側に切欠部１３を有する断面凸字状
とされ、レンズ保持部材８は基板６と一体とされ、かつ
合成樹脂レンズ７の切欠部１３に合致するように上端部
が内側に折曲されている。切欠部１３の接着面９は光軸
ＯよりもL1だけ高い位置に設けられ、同様にしてレンズ
保持部材８の基板４から接着面９までの高さL2は前述の
実施例と同様に計算によって求められる。この第３の実
施例は、第２の実施例よりも高さL2の制約が厳しい場合
に有利である。
樹脂レンズ７は両上側に切欠部１３を有する断面凸字状
とされ、レンズ保持部材８は基板６と一体とされ、かつ
合成樹脂レンズ７の切欠部１３に合致するように上端部
が内側に折曲されている。切欠部１３の接着面９は光軸
ＯよりもL1だけ高い位置に設けられ、同様にしてレンズ
保持部材８の基板４から接着面９までの高さL2は前述の
実施例と同様に計算によって求められる。この第３の実
施例は、第２の実施例よりも高さL2の制約が厳しい場合
に有利である。
【００１５】図５は第４の実施例の斜視図である。光学
箱１４内には、レーザーユニット１、ポリゴンミラー２
が取り付けられ、合成樹脂レンズ７の方向に走査光を形
成している。図６に示すように合成樹脂レンズ７の両上
側端部には薄肉部１２が設けられ、これと合致するよう
に光学箱１４の外壁部上に固定されている蓋部１５から
はレンズ保持部材８が下方に突出されている。合成樹脂
レンズ７の接着面９である薄肉部１２の下面は、光軸Ｏ
よりも高さL1だけ上部に設けられ、光学箱１４の基準面
からの接着面９の高さはL2、接着面９と蓋部１５の下面
との距離はL3となっている。
箱１４内には、レーザーユニット１、ポリゴンミラー２
が取り付けられ、合成樹脂レンズ７の方向に走査光を形
成している。図６に示すように合成樹脂レンズ７の両上
側端部には薄肉部１２が設けられ、これと合致するよう
に光学箱１４の外壁部上に固定されている蓋部１５から
はレンズ保持部材８が下方に突出されている。合成樹脂
レンズ７の接着面９である薄肉部１２の下面は、光軸Ｏ
よりも高さL1だけ上部に設けられ、光学箱１４の基準面
からの接着面９の高さはL2、接着面９と蓋部１５の下面
との距離はL3となっている。
【００１６】この構成においても、光軸Ｏが変化しない
ように、L1、L2、L3を決めることができる。即ち、合成
樹脂レンズ７の線膨張係数をα1 、蓋部１５の線膨張係
数をα2 、光学箱１４の膨張係数をα3 とすると、次式
が成立する。 （α1 ・L1＋α2 ・L3）Δｔ＝α3 ・（L2＋L3）Δｔ
ように、L1、L2、L3を決めることができる。即ち、合成
樹脂レンズ７の線膨張係数をα1 、蓋部１５の線膨張係
数をα2 、光学箱１４の膨張係数をα3 とすると、次式
が成立する。 （α1 ・L1＋α2 ・L3）Δｔ＝α3 ・（L2＋L3）Δｔ
【００１７】従って、この式を満足するように各高さL
1、L2、L3を定めればよい。このように、レンズ固定の
構成方法に多くの自由度を与えても、光軸Ｏの温度変化
による移動を零に押さえることが可能となる。
1、L2、L3を定めればよい。このように、レンズ固定の
構成方法に多くの自由度を与えても、光軸Ｏの温度変化
による移動を零に押さえることが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光ビー
ム走査レンズは、熱膨張による光軸の移動方向が逆向き
の組合わせとなるようにレンズを固定することにより、
温度に拘らず光軸の高さが一定となって、結像位置が一
定に保たれる。
ム走査レンズは、熱膨張による光軸の移動方向が逆向き
の組合わせとなるようにレンズを固定することにより、
温度に拘らず光軸の高さが一定となって、結像位置が一
定に保たれる。
【図１】第１の実施例の斜視図である。
【図２】レンズの正面図である。
【図３】第２の実施例のレンズの正面図である。
【図４】第３の実施例のレンズの正面図である。
【図５】第４の実施例の斜視図である。
【図６】レンズの正面図である。
【図７】従来例の走査光学系の斜視図である。
【図８】レンズの正面図である。
７ 合成樹脂レンズ ８ レンズ保持部材 ９ 接着面 １０ 加圧ばね １２ 薄肉部 １３ 切欠部 １４ 光学箱 １５ 蓋部
Claims (3)
- 【請求項１】 走査光学系に用いるレンズにおいて、該
レンズと線膨張係数が異なる保持部材により該レンズを
固着保持し、周囲温度の変化によって該保持部材と前記
レンズの固着保持面から光学基準面までの該保持部材が
膨張する膨張量と、該固着保持面から前記レンズの光軸
までの前記レンズが膨張する膨張量の大きさを等しく
し、かつ膨張の方向を反対としたことを特徴とする光ビ
ーム走査レンズ。 - 【請求項２】 前記レンズの固着保持面を、前記レンズ
の両端部に設けた薄肉突起部又は切欠部の上面又は下面
とした請求項１に記載の光ビーム走査レンズ。 - 【請求項３】 前記レンズを収納する光学箱の一部に前
記保持部材を形成した請求項１に記載の光ビーム走査レ
ンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13045391A JPH0572457A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 光ビーム走査レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13045391A JPH0572457A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 光ビーム走査レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0572457A true JPH0572457A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=15034600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13045391A Pending JPH0572457A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 光ビーム走査レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0572457A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5956072A (en) * | 1996-12-18 | 1999-09-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical scanner, image forming apparatus and image forming apparatus assembling method |
| JP2005338573A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置 |
| US8610753B2 (en) | 2010-09-14 | 2013-12-17 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanner and image forming apparatus including same |
| US8711195B2 (en) | 2011-05-26 | 2014-04-29 | Ricoh Company, Ltd. | Optical writer and image forming apparatus including same |
| US8823764B2 (en) | 2011-05-25 | 2014-09-02 | Ricoh Company, Ltd. | Optical writer and image forming apparatus including same |
| US8928709B2 (en) | 2011-02-07 | 2015-01-06 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanner and image forming apparatus including same |
| JP2015521734A (ja) * | 2012-06-13 | 2015-07-30 | ハイジトロン, インク.Hysitron, Inc. | ミクロンまたはナノスケールでの機械的試験用環境コンディショニングアセンブリ |
| US9316569B2 (en) | 2009-11-27 | 2016-04-19 | Hysitron, Inc. | Micro electro-mechanical heater |
| US9804072B2 (en) | 2011-11-28 | 2017-10-31 | Hysitron, Inc. | High temperature heating system |
-
1991
- 1991-05-01 JP JP13045391A patent/JPH0572457A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5956072A (en) * | 1996-12-18 | 1999-09-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical scanner, image forming apparatus and image forming apparatus assembling method |
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| US9759641B2 (en) | 2009-11-27 | 2017-09-12 | Hysitron, Inc. | Micro electro-mechanical heater |
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| US9804072B2 (en) | 2011-11-28 | 2017-10-31 | Hysitron, Inc. | High temperature heating system |
| US10241017B2 (en) | 2011-11-28 | 2019-03-26 | Bruker Nano, Inc. | High temperature heating system |
| JP2016148674A (ja) * | 2012-06-13 | 2016-08-18 | ハイジトロン, インク.Hysitron, Inc. | ミクロンまたはナノスケールでの機械的試験用の環境コンディショニングアセンブリ |
| JP2015521734A (ja) * | 2012-06-13 | 2015-07-30 | ハイジトロン, インク.Hysitron, Inc. | ミクロンまたはナノスケールでの機械的試験用環境コンディショニングアセンブリ |
| US9829417B2 (en) | 2012-06-13 | 2017-11-28 | Hysitron, Inc. | Environmental conditioning assembly for use in mechanical testing at micron or nano-scales |
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