JPH06130262A - 線走査用結像レンズ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線走査用結像レンズ組立体に関し、ゲート痕
部を外観的に確認してプラスチックレンズの良像断面を
線走査方向が容易に合せることを目的とする。 【構成】 原稿をＸ方向に線走査しながらＹ方向に紙送
りして、該原稿を光学的に読み取る線走査用結像レンズ
組立体であって、長手方向に光軸４を具え、かつモール
ド成形されたプラスチック製の柱状であって、少なくと
も一端面にレンズ面1aと、他端部にフランジ部1bと、該
フランジ部1bの周縁部にゲート痕部1cを有するレンズ１
と、支持部材２に内嵌してレンズ１を押さえるものであ
って、一端面にねじ締め用の切欠孔3aと、外壁面に前記
雌ねじ2aに螺合する雄ねじ3bと、他端面に該フランジ部
1bの上壁に衝き当たる衝合部3cを有する押さえ部材３と
を有し、前記レンズ１は、ゲート痕部1cの位置が外観か
ら確認可能に支持部材２に挿着されるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は線走査用結像レンズ組立
体に係わり、モールド成形によって作られたプラスチッ
クレンズの光量むらが小さい良像断面に線走査方向が合
致できるように、ゲート痕部が外観的に確認できる線走
査用結像レンズ組立体に関する。

【０００２】近年、ＦＡＸや電子ファイリングなどのＯ
Ａの分野、ＣＡＤ／ＣＡＭといった設計・製造の分野な
どでは、絵図や文字を図形として入出力する技術の重要
性がますます増大している。その中で図形を入力する装
置は、方式的にタブレットとスキャナに大別される。

【０００３】タブレットはデジタイザとも呼ばれ、図形
を座標といろいろな線分に分解して入力していく方式
で、磁歪とか電磁誘導、電気抵抗、圧電などのいろいろ
な手段を用いて入力される。読み取り面積が小さく分解
能が低いものは例えば手書き入力装置としてＯＡ分野な
どで用いられており、大面積高分解能の装置はＣＡＤ／
ＣＡＭシステムの入力用として用いられている。

【０００４】一方、スキャナは、文字どおり図形を線状
に走査（スキャニング）して入力していく方式で、図形
からの反射光を読み取りセンサで電気信号に変換して入
力していく方式である。この走査の方式では、原稿やセ
ンサに効率よく光が到達するためにレンズなどからなる
光学系が用いられているが、この光学系の性能によって
読み取った図形の品質が左右される。

【０００５】

【従来の技術】スキャナには、機械走査式と電子走査式
の２形式がある。機械走査式のスキャナでは、原稿を円
筒に巻きつけて回したり、あるいは読み取りセンサをキ
ャリッジに乗せて移動させたり多角形のポリゴンミラー
を回転させてビーム状のレーザ光を移動させたりする方
式が採られており、新聞紙面電送のような大きな原稿の
読み取りの場合に用いられている。

【０００６】それに対して、電子走査式のスキャナは、
半導体装置の高性能化によって自己走査形のイメージセ
ンサを出現して可能となった方式である。そして、ＯＡ
などの分野では例えばＡ４判程度の大きさの原稿を読み
取って、例えばファクシミリ伝送に用いたり電子ファイ
ルに格納したりする場合が多く、この場合には電子走査
式のスキャナがよく用いられている。

【０００７】図４は電子走査式スキャナの一例の模式的
な構成図、図５はレンズ組立体の一例の一部切欠き斜視
図、図６はプラスチックレンズの一例の光量特性であ
る。図において、１はレンズ、1bはフランジ部、1cはゲ
ート痕部、２は支持部材、３は押さえ部材、５は遮光
膜、10はレンズ組立体、11は原稿、12は紙送り系、13は
光源、14はイメージセンサ、20はスキャナである。

【０００８】図４において、原稿11には絵図や文字が図
形として描かれており、紙送り系まによってＹ方向（紙
送り方向）に移動される。この紙送り系12は、例えば回
転駆動されるローラなどからなり、原稿11を挟んで連続
送りあるいは間欠送りで紙送りするようになっている。

【０００９】光源13は原稿11の表面のＸ方向（幅方向）
を一様に照射するもので、例えば白色光を発する蛍光灯
や赤い単色光を発光する発光ダイオードアレーなどが用
いられる。そして、原稿11の表面を反射した光がレンズ
１で絞られ、イメージセンサ14の受光素子に焦点が結ぶ
ようになっている。

【００１０】イメージセンサ14は、例えばホトダイオー
ドアレーやＣＣＤ（電荷結合素子）などの光半導体装置
であるが、最近は自己走査機能に長けているＣＣＤが多
用されている。このイメージセンサ14には、数百〜数千
個の受光素子がＸ方向に直線状に並んでいる。そして、
一方の端から他方の端へ素子を順次電子的に走査して読
み取るようになっているので、自己走査形イメージセン
サと呼ばれる。

【００１１】ところで、このイメージセンサ14の中で行
われる走査は主走査と呼ばれる。この主走査は原稿11の
Ｘ方向を何分割するかで規定され、レンズ１の縮小倍率
とイメージセンサ14に配設されている受光素子の個数に
よって決められる。

【００１２】一方、主走査と主走査の間のピッチは副走
査と呼ばれる。この副走査は原稿11のＹ方向つまり行方
向を何分割するかで規定され、主走査の繰り返し時間と
原稿11の紙送り速度によって決められる。換言すれば主
走査の繰り返し時間の間に原稿11がどれだけ紙送りされ
たかによるものである。

【００１３】このように、電子走査式のスキャナ20にお
いては、原稿11をＸ方向つまり桁方向に線状に走査しな
がら読み取っていく。従って、レンズ１は中心を通るＸ
方向の直径の断面が使用されることになる。

【００１４】ところで、かつてはレンズ１はガラスを研
磨加工して作られていた。しかし、最近では金型の加工
技術やモールド成形技術の進展によって、アクリル系や
ポリカーボネート系などのプラスチックをモールド成形
して作られたいわゆるプラスチックレンズが用いられる
ようになっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このモールド成形され
たプラスチック製のレンズ１は、レンズ自体の保護や機
器に組み込み易いように、レンズ組立体10に構成され
る。すなわち、図５に示したようにレンズ１は柱状で、
一端部にフランジ部1bが設けられている。また、周壁に
は遮光膜５が塗着されている。そして、フランジ部1bが
支持部材２と押さえ部材３によって挟持されるように、
押さえ部材３を支持部材２の中にねじ込んで保持する構
成になっている。また、フランジ部1bには、成形の際に
樹脂を流し込む金型のゲートの残痕がゲート痕部1cとし
て残っている。

【００１６】ところで、一般にモールド成形品は、金型
のキャビティの中にゲートを介して樹脂を流し込んで成
形される。そして、キャビティの中を樹脂がどのような
軌跡を描いて流れ込んだかによって、成形品の機械的、
物理的な特性が異なったものになることが知られてい
る。

【００１７】いま、モールド成形したプラスチック製の
レンズ１を例にとり、横軸にゲート痕部と線走査方向の
なす角度( °）、縦軸にレンズ１の直径方向の断面を透
過する光量むら（％）を目盛ると、図６に示したような
プラスチックレンズの光量特性が得られる。

【００１８】つまり、ゲート痕部と平行に近い角度の直
径方向の断面を光が透過する場合には、レンズ１の中心
を通る原稿11の幅方向の光量むらが大きい。それに対し
て、ゲート痕部から遠ざかる角度になると光量むらが小
さくなり、ゲート痕部1cから90°の角度で最小となる。
従って、レンズ組立体10がスキャナ20に組み込まれる際
には、レンズ１のフランジ部1bに残っているゲート痕部
1cの法線が線走査方向と直交するように組み込めば光量
むらが最小となり、いわゆる線走査用結像レンズの良像
断面と線走査方向が合致して最適な配置となる。そし
て、実用的には光量むらが20％以内、ゲート痕部1cから
の角度では70°〜 110°の範囲に収まることが望まれて
いる。

【００１９】ところが、レンズ組立体10は、レンズ１が
支持部材２の中に嵌め込まれた状態では、外見からはゲ
ート痕部1cの位置が確認できない。そのため、従来のス
キャナ組立工程においては、レンズ組立体10をスキャナ
20に組み込んでから、レンズ組立体10を回転させて最適
な角度に設定する手間隙の掛かる煩瑣な作業を行う必要
があった。

【００２０】そこで本発明は、モールド成形によって作
られたプラスチックレンズのゲート痕部をレンズ組立体
の外観から確認できるようにし、レンズ組立体の組み込
みに際して角度設定が容易にできる線走査用結像レンズ
組立体を提供することを目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、原稿
をＸ方向に線走査しながらＹ方向に紙送りして、該原稿
を光学的に読み取る線走査用結像レンズ組立体であっ
て、レンズと、支持部材と、押さえ部材を有し、前記レ
ンズは、長手方向に光軸を具え、かつモールド成形され
たプラスチック製の柱状であって、少なくとも一端面に
レンズ面と、他端部にフランジ部と、該フランジ部の周
縁部にモールド成形の際に残ったゲート痕部を有するも
のであり、前記支持部材は、一端部からレンズが挿入さ
れる円筒状をなして、内壁面に雌ねじと、他端部に該レ
ンズのフランジ部が衝止する内側フランジ部を有するも
のであり、前記押さえ部材は、支持部材に内嵌してレン
ズを押さえるものであって、一端面にねじ締め用の切欠
孔と、外壁面に前記雌ねじに螺合する雄ねじと、他端面
に該フランジ部の上壁に衝き当たる衝合部を有するもの
であり、前記レンズは、ゲート痕部の位置が外観から確
認可能に支持部材に挿着されるように構成された線走査
用結像レンズ組立体によって解決される。

【００２２】

【作用】樹脂をモールド成形して作ったプラスチックレ
ンズは、形成用金型のゲートの位置からの角度によって
透過する光量にむらが生じる。そのために本発明におい
ては、スキャナなどの線走査用結像レンズとして用いる
際に、レンズ組立体に組み上がったあとでもゲート痕部
の位置が外観から確認できるようにしている。

【００２３】すなわち、支持部材の中に組み込まれたレ
ンズのゲート痕部の位置をレンズ組立体を構成している
支持部材や押さえ部材に移転し、外観からゲート痕部の
位置が分かるようにしている。

【００２４】その結果、線走査用結像レンズの良像断面
と線走査方向を一致させることが容易にでき、レンズ組
立体をスキャナなどに組み込む作業の効率化を図ること
ができる。

【００２５】

【実施例】図１は本発明の第一の実施例の分解斜視図、
図２に本発明の第二の実施例の一部切欠き分解斜視図、
図３は本発明の第三の実施例の一部切欠き分解斜視図で
ある。図において、１はレンズ、1aはレンズ面、1bはフ
ランジ部、1cはゲート痕部、1dは凸部、1eは突起、1fは
位置合わせ平面、２は支持部材、2aは雌ねじ、2bは内側
フランジ部、2cは案内溝、2dは平面部、３は押さえ部
材、3aは切欠孔、3bは雄ねじ、3cは衝合部、3dは切欠
溝、４は光軸、５は遮光膜、10はレンズ組立体である。

【００２６】レンズ１は透明性のよいアクリル系やポリ
カーボネート系などの樹脂をモールド成形して作られた
プラスチックレンズで、長手方向の光軸４を具えた柱状
の形状である。そして、少なくとも一端面が球面または
非球面のレンズ面1aになっており、レンズを形成してい
る。また、他端部はフランジ部1bになっている。そし
て、フランジ部1bの周縁部には、モールド成形した際
に、金型のキャビティにゲートが開口していた残痕がゲ
ート痕部1cとして残っている。

【００２７】支持部材２は円筒形状で、一端部からレン
ズ１がフランジ部1b側から挿入できるようになってい
る。そして、他端部にはフランジ部1bが衝止する内側フ
ランジ部2bが設けられている。支持部材２は、例えばＡ
ｌのダイキャストを黒染めして作られるが、例えば黒く
ドライカラリングしたポリエステル系の樹脂をモールド
成形して作ることもできる。

【００２８】押さえ部材３は支持部材２に内嵌する円筒
形状で、一端面には押さえ部材３を支持部材２にねじ込
む際に治具が掛合する一対の切欠孔3aが設けられてい
る。また、外壁面には、雌ねじ2aと嵌合する雄ねじ3bが
設けられている。さらに、他端面にはフランジ部1bの上
壁が衝き当たる衝合部3cになっている。この押さえ部材
３も、例えばＡｌのダイキャストを黒染めしたり、ポリ
エステル系の樹脂をモールド成形して作ることもでき
る。

【００２９】レンズ１をレンズ組立体10に組み立てるに
際しては、まず、レンズ１に対して、レンズ面1a以外か
らの迷光を遮るために、レンズ面1a以外の周壁に黒い遮
光膜５が塗着される。そして、レンズ面1aを支持部材２
に挿入する際には、フランジ部1bから挿入し、支持部材
２の雌ねじ2aに押さえ部材３の雄ねじ3bをねじ込んでフ
ランジ部1bが内側フランジ部2bと衝合部3cに挟まれて固
定されるようになっている。

【００３０】実施例：１ 図１において、レンズ１のフランジ部1bの上壁には凸部
1dが設けられており、押さえ部材３にはその凸部1dに嵌
合するように切欠溝3dが設けられている。そして、レン
ズ１を支持部材２に挿入する際には、切欠溝3dに凸部1d
を嵌合させてねじ込む。そうすると、レンズ１が押さえ
部材３のねじ込みに連動しながら挿着される。

【００３１】ところで、凸部1dの位置をゲート痕部1cに
対して光軸４を中心に90°回転した位置に設け、切欠溝
3dを切欠孔3aと背向する位置に設けば、組み上がったレ
ンズ組立体10は、切欠孔3aの位置がレンズ１のゲート痕
部1cの90°回転した位置に対応している。

【００３２】従って、このレンズ組立体10をスキャナな
どに組み込む際に、レンズ１の中心部と切欠孔3aを結ぶ
方向を線走査方向に一致させれば、図６から分かるよう
にレンズ１の光量むらが実用的に許容できる20％以下の
範囲に収めることが容易にでき、さらに光量むらが最小
になる最適な配置にすることができる。切欠孔3aは、押
さえ部材３をねじ込むために直径方向に対をなして設け
るので、この切欠孔3aを線走査方向に一致させればレン
ズ組立体10の位置合わせは更に容易である。

【００３３】実施例：２ 図２において、レンズ１のフランジ部1bの周縁部に突起
1eを設ける。また、この突起1eが嵌まって摺動しながら
案内されるように、支持部材２の内壁に案内溝2cを設け
る。そうすると、押さえ部材３をねじ込みながらレンズ
１を支持部材２に挿入する際、レンズ１は突起1eが案内
溝2cに沿って回転せずに押し込まれて固定される。こう
して、組み立てたレンズ組立体10は、支持部材２の端部
に案内溝2cが開口しているので、それによって位置確認
ができる。

【００３４】従って、突起1eを光軸４を中心にゲート痕
部1cから90°回転した位置に設ける。そして、レンズ組
立体10をスキャナなどに組み込む際に、外見から分かる
案内溝2cを通る直径方向に線走査方向を合わせれば、光
量むらが小さくなる最適な配置にすることができる。

【００３５】実施例：３ 図３において、レンズ１のフランジ部1bに位置合わせ平
面1fを設ける。この位置合わせ平面1fは、いわゆるオリ
エンテーションフラットである。そして、支持部材２の
内側フランジ部2bには、位置合わせ平面1fが回動できな
いように衝合する平面部2dを設ける。

【００３６】レンズ組立体10に組み立てる際には、レン
ズ１を支持部材２に挿入して位置合わせ平面1fを平面部
2dに突き当てて回らないようにし、それから押さえ部材
３をねじ込んでレンズ１を固定する。位置合わせ平面1f
の位置は、支持部材２の内側フランジ部2bに設けた平面
部2dの位置から外観的に確認することができる。

【００３７】いま、位置合わせ平面1fを光軸４を中心に
ゲート痕部1cから90°回転した位置に設ければ、この位
置合わせ平面1fの中心部とレンズ１の中心部を結ぶ直径
方向の断面が、最も光量むらの小さい方向となる。

【００３８】こゝでは、レンズ１に設けた凸部1dや突起
1e、位置合わせ平面1fのそれぞれを、光軸４を中心にゲ
ート痕部1cから90°回転させた位置に設けた。しかし、
これはゲート痕部1cから90°回転した断面が光量むらが
最小になる角度だからで、ゲート痕部1cの位置が外観的
に確認できれば、種々の変形が可能である。

【００３９】

【発明の効果】プラスチックレンズにはモールド成形の
際に残ったゲート痕部があり、このゲート痕部からの角
度によって異なった光量むらが現れるが、本発明におい
てはレンズ組立体に組み上げたあと、外観からゲート痕
部の位置を確認することができるようになっている。そ
の結果、ゲート痕部の位置から光量むらの小さい良像断
面を線走査方向が合致させることが容易にできる。

【００４０】従って、線走査用結像レンズ組立体をスキ
ャナなどに組み込む際の煩瑣な角度設定が必要なくな
り、組立作業の効率化に対して本発明は寄与するところ
が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施例の分解斜視図である。

【図２】 本発明の第二の実施例の一部切欠き分解斜視
図である。

【図３】 本発明の第三の実施例の一部切欠き分解斜視
図である。

【図４】 電子走査式スキャナの一例の模式的な構成図
である。

【図５】 レンズ組立体の一例の一部切欠き斜視図であ
る。

【図６】 プラスチックレンズの一例の光量特性であ
る。

【符号の説明】

１ レンズ 1a レンズ面 1b
フランジ部 1c ゲート痕部 1d 凸部 1e
突起 1f 位置合わせ平面 ２ 支持部材 2a 雌ねじ 2b
内側フランジ部 2c 案内溝 2d 平面部 ３ 押さえ部材 3a 切欠孔 3b
雄ねじ 3c 衝合部 3d 切欠溝 ４ 光軸 ５ 遮光膜 10 レンズ組立体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿をＸ方向に線走査しながらＹ方向に
   紙送りして、該原稿を光学的に読み取る線走査用結像レ
   ンズ組立体であって、レンズ(1) と、支持部材(2) と、
   押さえ部材(3) を有し、 前記レンズ(1) は、長手方向に光軸(4) を具え、かつモ
   ールド成形されたプラスチック製の柱状であって、少な
   くとも一端面にレンズ面(1a)と、他端部にフランジ部(1
   b)と、該フランジ部(1b)の周縁部にモールド成形の際に
   残ったゲート痕部(1c)を有するものであり、 前記支持部材(2) は、一端部から前記レンズ(1) が挿入
   される円筒状をなして、内壁面に雌ねじ(2a)と、他端部
   に該レンズ(1) のフランジ部(1b)が衝止する内側フラン
   ジ部(2b)を有するものであり、 前記押さえ部材(3) は、前記支持部材(2) に内嵌して前
   記レンズ(1) を押さえるものであって、一端面にねじ締
   め用の切欠孔(3a)と、外壁面に前記雌ねじ(2a)に螺合す
   る雄ねじ(3b)と、他端面に該フランジ部(1b)の上壁に衝
   き当たる衝合部(3c)を有するものであり、 前記レンズ(1) は、ゲート痕部(1c)の位置が外観から確
   認可能に前記支持部材(2) に挿着されることを特徴とす
   る線走査用結像レンズ組立体。
2. 【請求項２】 前記レンズ(1) が、フランジ部(1b)の上
   壁に凸部(1d)を有し、 前記押さえ部材(3) が、前記凸部(1d)に嵌合する切欠溝
   (3d)を有する請求項１記載の線走査用結像レンズ組立
   体。
3. 【請求項３】 前記凸部(1d)が、光軸(4) を中心にして
   ゲート痕部(1c)から90°回転した位置に在る請求項２記
   載の線走査用結像レンズ組立体。
4. 【請求項４】 前記切欠溝(3d)が、前記切欠孔(3a)に背
   向している請求項３記載の線走査用結像レンズ組立体。
5. 【請求項５】 前記レンズ(1) が、フランジ部(1b)の周
   壁に突起(1e)を有し、 前記支持部材(2) が、内壁面に前記突起(1e)が摺動する
   案内溝(2c)を有する請求項１記載の線走査用結像レンズ
   組立体。
6. 【請求項６】 前記突起(1e)が、光軸(4) を中心にして
   ゲート痕部(1c)から90°回転した位置に在る請求項５記
   載の線走査用結像レンズ組立体。
7. 【請求項７】 前記レンズ(1) が、フランジ部(1b)の周
   壁に位置合わせ平面(1f)を有し、 前記支持部材(2) が、内側フランジ部(2b)に前記位置合
   わせ平面(1f)が回動不能に嵌合する凹部(2d)を有する請
   求項１記載の線走査用結像レンズ組立体。
8. 【請求項８】 前記位置合わせ平面(1f)が、光軸(4) を
   中心にしてゲート痕部(1c)から90°回転した位置に在る
   請求項７記載の線走査用結像レンズ組立体。