JPH06160685A

JPH06160685A - レンズ組立体

Info

Publication number: JPH06160685A
Application number: JP31469692A
Authority: JP
Inventors: Koichi Taniguchi; 口功一谷
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】筒体内のレンズ保持部の異材質界面の数を減ら
し、かつレンズの筒体への固定を正確かつ容易に行うこ
とができ、使用環境温湿度の変化や振動などによっても
レンズと筒体の正確な位置関係を維持することができ、
複数のＬＤを光ビーム光源とする画像露光装置に適用さ
れても、半導体レーザ（ＬＤ）とコリメータレンズとの
相対位置および各光ビーム間の相対位置の変化を防止で
き、色ズレ等のない高画質な画像露光を行うことのでき
るレンズ組立体の提供。【構成】筒体内にコリメータレンズなどのレンズを保持
してなるレンズ組立体であって、前記筒体の一方の開口
端の端縁に薄肉部を形成し、該薄肉部に筒体外方からレ
ンズを圧入してなるレンズ組立体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鏡筒などの筒体内にレ
ンズを固着してなるレンズ組立体、特に画像露光装置の
光源部に用いられるコリメータレンズに適用されるレン
ズ組立体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光学装置には多くのレンズ、
ミラー、フィルタなどの光学部品が用いられている。こ
れらの光学部品は光学装置内に配置し、光学的に調整し
た後に装置内の定盤などに固定される。ところで、これ
らの光学部品はガラスやプラスチック（有機ガラス）製
であるため、直接装置内の定盤に取り付けることができ
ない場合や作業者が直に手を触れることができない場合
や、取り扱いが不便である場合がある。このため、これ
らの光学部品は、予め筒体や枠体に装着され、この筒体
や枠体を装置内の定盤等に取り付けている。

【０００３】例えば、半導体レーザを光ビームの光源と
し、ラスタスキャンなどによって被走査体を露光する画
像露光装置において、半導体レーザ、例えばレーザダイ
オード（以下、ＬＤという）から射出された光ビームを
平行光に整形するためにコリメータレンズが用いられる
が、このコリメータレンズは、鏡筒内にコリメータレン
ズを装着したレンズ組立体（レンズアセンブリィ）とし
て設置されている。

【０００４】図６（ａ）は、このような画像露光装置に
おけるＬＤを用いた光源ユニットの概略断面図である。
光源ユニット１００において、光源であるＬＤ１０２は
半導体レーザ保持板としての放熱板１０４に保持されて
いる。すなわち、ＬＤ１０２とほぼ同径のすきまばめ公
差の保持孔１０６に落し込まれて挿入され、板ばね１０
８によって背面側より押えられることによって保持され
ている。一方、コリメータレンズ１１０は筒状の鏡筒１
１２内の所定位置に接着剤１１１によって固定され、レ
ンズ組立体とされている。さらに、鏡筒１１２にはおね
じ１１４が形成され、一方放熱板１０４にはおねじ１１
４と螺合するめねじ溝１１６が形成されており、放熱板
１０４に鏡筒１１２を螺合することによりＬＤ１０２と
コリメータレンズ１１０との光軸が一致するように両者
が一体化され、光源ユニットが形成されている。

【０００５】この他、コリメータレンズや結像レンズな
どの円形レンズを鏡筒に固定する方法としては、図６
（ｂ）に示すように金属製鏡筒１２２の端部に中央の光
通過部分を開口させたゴムや樹脂などの弾力性のある材
料製パッキン１２３を両側に介在させた円形レンズ１２
４を取り付け、鏡筒１２２の外側から光が通過する中央
部を開口させた蓋体１２５を、鏡筒１２２の端部外周に
形成されたおねじ部１２６と蓋体１２５の端部内周に形
成されためねじ部１２７とを螺合することによって取り
付け、円形レンズ１２４を鏡筒１２２に固定してレンズ
組立体１２０を得る方法が多く用いられている。また、
円形レンズの中央の光通過部分を除く縁部の２ヶ所以上
または全外周部分をばねなどで押え、ばねを直接鏡筒に
ビス等で固定し、または上述の蓋体を用いて固定するこ
とにより、円形レンズの鏡筒への固定を行っている。

【０００６】ところでこのようなレンズ組立体を画像露
光装置のコリメータレンズに用いる場合、特に、カラー
画像露光装置では、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の３色の発色に対応する３
つのＬＤが用いられるので、各ＬＤより射出された光ビ
ームを平行光に整形するため、それぞれのＬＤに応じて
レンズ組立体を配置し、各ＬＤの光ビームの光軸と対応
するコリメータレンズの光軸と正確に一致させる必要が
ある。このようなカラー画像露光装置においては、各Ｌ
Ｄから射出され、対応するコリメータレンズによって整
形された各光ビームは、次いでポリゴンミラー等の光偏
向器に入射して主走査方向に一次元的に偏向され、ｆθ
レンズによって所定の位置に所定のビーム径で結像する
ように調整され、記録材料等の被走査体の所定の位置に
入射する。

【０００７】ここで、被走査体は前記主走査方向と略直
交する副走査方向に相対的に移動している。従って、主
走査方向に偏向された光ビームは、結果的に被走査体を
２次元的に走査し、これにより被走査体の全面を光ビー
ムによって画像露光することが可能となる。

【０００８】ところで、ラスタースキャンを適用する画
像露光装置において、高画質な画像露光を行うために
は、被走査体上の所定の位置に、所定ビーム径の光ビー
ムを正確に照射する必要がある。光ビームのビーム径や
感光材料などの被走査体上における照射位置が狂ってし
まうと、画像形成位置の狂いや、画像ボケ等の不都合が
生じ、高画質な画像を得ることができなくなってしま
う。特に、カラー画像を形成する画像露光装置におい
て、Ｃ、ＭおよびＹの露光に対応する光ビームの入射位
置の関係が狂ってしまうと、例えば被走査体の感光面上
で１０μm 以上の相対位置ずれがあると、いわゆる色ズ
レを生じてしまい、良好なカラー画像の形成を行うこと
ができない。

【０００９】このようなビーム径や被走査体上における
照射位置の狂いの原因としては、光学部材の精度誤差や
配置位置の狂い等、各種の要因が考えられるが、大きな
原因の一つにＬＤとコリメータレンズとの位置の相対的
な位置ずれおよびＣ、Ｍ、Ｙの各ＬＤの取付け位置並び
にそれに対応コリータレンズの相対的位置ずれがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなＬＤやレンズ組立体を用いる画像露光装置において
は、環境温湿度の変化や振動などによってコリメータレ
ンズと鏡筒との相対的位置や鏡筒に対するコリメータレ
ンズの傾きや相対的位置ずれを生じ、ＬＤとコリメータ
レンズとの相対的位置ずれや光軸のずれを生じ、さらに
カラー画像露光装置ではコリメータレンズを通過した複
数の光ビーム間で相対的位置ずれを生じてしまう。

【００１１】ＬＤとコリメータレンズとの相対位置が光
ビームの走査平面方向に変化した場合には、ＬＤより照
射された光ビームがコリメータレンズの光軸を外れて入
射することになり、この変化は被走査体上では大幅に拡
大されてしまう。例えば、通常用いられているレーザー
露光装置では、被走査体上では約１０〜１００倍ものズ
レとなってしまう。つまり、仮にＬＤとコリメータレン
ズとの相対位置が１μｍ変化すると、被走査体上におけ
る光ビームの走査位置の変化は約１０〜１００μｍとな
る。

【００１２】画像露光装置における１画素は、通常６０
μｍ程度である。従って、３つの光ビームを用いてカラ
ー画像を露光する装置において、少なくとも一つの光ビ
ームの照射位置が１０μｍ以上変化して、被走査体上に
おける各光ビームの位置関係が狂った際には、色ズレの
ある画像となってしまう。また、上記構成を有する光源
ユニット１００やレンズ組立体１２０においては、最高
１０μｍ程度の変動は十分に考えられ、さらに大きな狂
いが生じることもある。

【００１３】他方、ＬＤとコリメータレンズとの相対位
置が焦点深度方向、つまり光ビームの進行方向に変化し
た場合には焦点位置が変わり、被走査体上でのビーム径
が変化してしまい、画像ボケ等が生じ、高画質画像を得
ることができなくなってしまう。

【００１４】このように、コリメータレンズを鏡筒内に
固定したレンズ組立体を用いる場合、使用環境温湿度サ
イクルや振動などに対しても、ＬＤとコリメータレンズ
との光軸のずれを防止するためには、ＬＤと鏡筒との間
位置関係が正確に維持されるのみならず、コリメータレ
ンズと鏡筒との間の位置関係も正確に、例えば０．１μ
m オーダーで維持される必要がある。

【００１５】ところが、図６（ａ）に示す光源ユニット
では、鏡筒１１２内に接着剤１１１によってコリメータ
レンズ１１０の外縁部を固着するため、異材質界面が多
く、また接着剤１１１の塗布時から乾燥固着時までの間
コリメータレンズ１１０と鏡筒１１２との相対的位置を
正確に維持するのが困難で、位置精度がばらつき、また
作業が面倒であるという問題があった。ここで、位置精
度を上げるため接着作業の精密化や特殊な部品の使用を
行うことも考えられるが、可能な位置精度の向上にも限
界があり、またそのために部品コストや作業コストが上
昇してしまうという問題もあった。また、図６（ｂ）に
示すレンズ組立体１２０のようなねじ押えや図示しない
ばね押えによってコリメータレンズを鏡筒に固定して
も、位置精度のばらつき使用時の位置ずれや、高位置精
度を得るための部品コストや作業コストの上昇が避けら
れないという問題があった。

【００１６】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、筒体内のレンズ保持部の異材質界面の数を減ら
し、かつレンズの筒体への固定を正確かつ容易に行うこ
とができ、使用環境温湿度の変化や振動などによっても
レンズと筒体の正確な位置関係を維持することができ、
複数のＬＤを光ビーム光源とする画像露光装置に適用さ
れた場合であって、ＬＤとコリメータレンズとの相対位
置が変化することがなく、かつ所定ビーム径の各光ビー
ムを感光材料などの被走査体の所定の位置に正確に入射
し、カラー画像の露光を行った際にも、色ズレ等のない
高画質な画像露光を行うことができるレンズ組立体を提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、筒体内にレンズを保持してなるレンズ組
立体であって、前記筒体の一方の開口端の端縁に薄肉部
を形成し、該薄肉部に筒体外方からレンズを圧入してな
ることを特徴とするレンズ組立体を提供するものであ
る。

【００１８】ここで、前記筒体が軟質の金属にて形成さ
れ、前記薄肉部がレンズ圧入時に弾性変形するのが好ま
しい。また、前記レンズがガラス製モールドレンズであ
るのが好ましい。さらに、前記レンズがコリメータレン
ズであるのが好ましい。

【００１９】

【作用】本発明のレンズ組立体によれば、レンズは、筒
体の開口端の端縁に形成された薄肉部に直接圧入される
ので、筒体に正確かつ堅固に固定されるだけではなく、
他の部材を介在させることなく筒体に取り付けられるの
で、異材質界面は従来に比べて減少し、筒体との界面の
みとなる。従って、使用環境温湿度変化や振動などによ
るレンズの固着位置の位置ずれは、圧入による強固な固
定および異材質界面の減少の相乗効果により有効に防止
される。

【００２０】従って、本発明のレンズ組立体をコリメー
タレンズに適用する光源部を持つ画像露光装置におい
て、半導体レーザとコリメータレンズとの相対的な位置
ずれや光軸のずれを極めて良好に防止することができ
る。すなわち、温湿度環境の変動や、外部からの衝撃や
振動による半導体レーザに対するコリメータレンズの設
置位置変化がほとんど生じない。これにより、感光材料
などの被走査体上での光ビームの位置やビーム径の変化
が極めて小さく、正確な光ビーム走査による高画質かつ
色ずれなどのない画像露光が可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明のレンズ組立体について、添付
の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明のレンズ組立体の一実施例の
断面図であり、図２は、図１に示すレンズ組立体の製造
工程を示す断面模式図である。ここで、レンズとしてコ
リメータレンズ１４を代表例として説明するが本発明は
これに限定されるわけではない。

【００２３】これらの図に示すように、レンズ組立体１
５は、コリメータレンズ１４と両端が開口し、その一方
の開口端に薄肉部４２ａを有する鏡筒４２からなり、コ
リメータレンズ１４は鏡筒４２の一方の開口端の端縁に
形成された薄肉部４２ａに圧入されている。ここで、コ
リメータレンズ１４は、ガラス製レンズ（無機ガラスレ
ンズ）であってもプラスチックレンズ（有機ガラスレン
ズ）であってもよい。また、コリメータレンズ１４は、
みがきレンズであっても、モールドレンズ（成型レン
ズ）であってもよい。

【００２４】鏡筒４２は、本発明の筒体であって、その
材質については基本的にはいかなる材質のものでも良い
が、ガラス製のレンズを使用する場合には、圧入時にお
けるレンズの変形が期待できないことから、また、プラ
スチックレンズの場合には、圧入によるレンズの変形が
期待できるが、変形が大きいとレンズ性能の変化が無視
できなくなるため、高寸法精度を維持できれば比較的軟
質の変形可能な材質あるいは弾性変形が容易な材質を用
いることが好ましい。例えば、鏡筒４２の材質として
は、アルミニウム、アルミニウム合金、金、銀、白金、
銅、銅合金などを代表的に挙げることができるが、コス
トの点からはアルミニウムまたはアルミニウム合金が好
ましい。なお、薄肉部４２ａを形成することが可能であ
れば、特に、圧入レンズがプラスチックレンズの場合に
は、鏡筒４２をプラスチック製とするのがよい。

【００２５】本発明においては、図２に示すように、コ
リメータレンズ１４は、鏡筒４２の薄肉部４２ａに圧入
治具４３によって圧入され、薄肉部４２ａによって堅固
に保持される。このため、コリメータレンズ１４の外径
Ｄと鏡筒薄肉部４２ａの肉径ｄとの寸法公差、すなわ
ち、はめあい公差は、圧入はめあいを行うしまりばめを
行う寸法でなければならないが、レンズの破壊や変形に
よる性能劣化を招かず、鏡筒４２の薄肉部４２ａに歪み
や亀裂などの破壊を生じさせないはめあい公差とする必
要がある。従って、レンズ１４の材質および鏡筒４２の
材質にもよるが、レンズ１４の外径Ｄと鏡筒薄肉部４２
ａの内径ｄとの寸法公差Ｄ−ｄは、例えば、ガラス製レ
ンズ１４とアルミニウム製鏡筒４２との組み合わせの場
合、＋５μm 〜５０μm 、好ましくは＋１０μm 〜＋２
０μm であるのが好ましい。

【００２６】このため、鏡筒４２をアルミニウムなどの
金属製とすることにより、高い寸法精度で仕上げること
が可能であるので、コリメータレンズは１４は、ガラス
製レンズであっても、外径のばらつきの小さいモールド
レンズを用いるのが好ましい。みがきレンズを本発明の
圧入レンズとして用いる場合には、外径のばらつきがあ
るので、必要な寸法精度を持つレンズを選別する必要が
ある。

【００２７】また、レンズ１４がガラス製レンズである
場合には、レンズの変形がほとんど期待できないため、
また、圧入時の応力によるレンズ１４および鏡筒薄肉部
４２ａの破壊がなく、レンズ１４が鏡筒４２の薄肉部４
２ａに正確な位置に圧入されるためには薄肉部４２ａの
肉厚ｔは、その材質にもよるが、アルミニウムを用いる
場合、１００μm 〜５００μm 、好ましくは、１００μ
m 〜２００μm であるのがよい。一方、レンズ１４がプ
ラスチックレンズの場合には、圧入はめあい公差による
レンズの変形に伴うレンズ性能の変化、例えば、焦点距
離の変化や収差の発生など性能劣化を招かなければ、鏡
筒４２の薄肉部４２ａの肉厚ｔには特に制限はない。

【００２８】図２に示す圧入治具４３の少なくともレン
ズ接触部分の材質は、ガラス製レンズやプラスチックレ
ンズを傷付けることがなく、押圧し、鏡筒４２の薄肉部
４２ａに圧入できればどのようなものでもよく、例え
ば、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）等のアセタール樹脂
などの柔らかい樹脂が望ましい。圧入治具４３のレンズ
接触部分は、レンズ１４の表面と同形であるのがよい。

【００２９】本発明においては、コリメータレンズ１４
を鏡筒４２の薄肉部４２ａに圧入治具４３によって圧入
してレンズ組立体１５を製造しているので、従来の鏡筒
内へのレンズの固定法、例えば接着剤を用いて、レンズ
の鏡筒への組み込み、接着剤の流入、固着、乾燥などを
行う接着法やねじやばねによる固定法などの多数の工程
を要する従来の固定法に比べ、異材質の介在を減らすこ
とができ、鏡筒に対するレンズの保持精度を高精度、例
えば０．１μm オーダーとすることができ、また、組み
立て工数を減らし、作業コストを低減することができ
る。

【００３０】上記の説明では、本発明のレンズ組立体に
適用される圧入レンズとしてコリメータレンズを用いて
説明したが、本発明はこれに限定されず、鏡筒内に固
定、特に高精度に保持・固定されるレンズであれば、ど
のようなレンズであってもよく、形状的には、凸レン
ズ、凹レンズ、シリンドリカルレンズ、組レンズあるい
は平板レンズであってもよく、作用的には、結像レン
ズ、波面整形レンズなどであってもよい。

【００３１】本発明のレンズ組立体をコリメータレンズ
に適用する画像露光装置の一実施例の模式的斜視図を図
３に示す。図３に示される画像露光装置１０は、それぞ
れＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）を発
色させるための波長および光出力を有する光を射出する
半導体レーザ（以下、ＬＤという）１２Ｃ，１２Ｍ，１
２Ｙと本発明のレンズ組立体１５が適用され、これらの
ＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙから射出された光をそれぞ
れ平行光に整形するコリメータレンズ１４Ｃ，１４Ｍ，
１４Ｙと、ＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙから射出され、
コリメータレンズ１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙによって整形
された光ビーム１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙの進行方向に沿
って、シリンドリカル組レンズ１７Ｃと１８Ｃ，１７Ｍ
と１８Ｍ，１７Ｙと１８Ｙと、反射ミラー２０と、ポリ
ゴンミラー２２と、ｆθレンズ２４と、シリンドリカル
ミラー２６、立下げミラー２８とを有する３ＬＤ光異角
入射光学系、およびこの３ＬＤ光異角入射光学系を構成
する上述の各構成光学素子や光学部品を固定・支持する
定盤となる一体成型フレーム３０ならびに図示しない
が、感光材料Ａを副走査搬送する副走査搬送手段より、
基本的に構成される。この他、各光ビーム１６Ｃ，１６
Ｍ，１６Ｙの光路には図示例のように光量調整用ＮＤフ
ィルタ１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｙを有していてもよい。な
お、図示例の各光路において、シリンドリカル凹レンズ
１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙおよびシリンドリカル凸レンズ
１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙはそれぞれシリンドリカルミラ
ー２６およびｆθレンズ２４と面倒れ補正光学系を形成
する。ここで、このようなシリンドリカル組レンズの代
わりに１枚のシリンドリカルレンズを用いてもよい。

【００３２】このような画像露光装置１０は、副走査搬
送手段によって、感光材料Ａを図中矢印ｂで示される副
走査方向に搬送しつつ、矢印ａで示される主走査方向に
偏向した光ビーム１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙによって走査
することにより、結果的に感光材料Ａを各光ビームで２
次元的に走査し、画像露光を行う。

【００３３】画像露光装置１０は、３ＬＤ光異角入射光
学系を有するものであり、所定の狭帯域波長の光ビーム
を射出する光源として、少しずつ異なる角度でポリゴン
ミラー２２の反射面２２ａに向けて光ビームを射出す
る、３つのＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有している。
例えば、感光材料Ａのシアン（Ｃ）の色素を発色させる
ためのＬＤ１２Ｃは波長８１０ｎｍの光ビーム１６Ｃ
を、感光材料Ａのイエロー（Ｙ）の色素を発色させるた
めのＬＤ１２Ｙは波長７５０ｎｍの光ビーム１６Ｙを、
感光材料Ａのマゼンタ（Ｍ）の色素を発色させるための
ＬＤ１２Ｍは波長６７０ｎｍの光ビーム１６Ｍをそれぞ
れ射出する。これらのＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、
後述する電気制御系によって制御される。

【００３４】図３および図４に示すように、ＬＤ１２
Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、それぞれ温度調節金属板（以
下、放熱板ともいう）３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙに圧入さ
れ、フレーム３０を介してコリメータレンズ１４Ｃ，１
４Ｍ，１４Ｙと組み合わされ、それぞれ光源部３２Ｃ，
３２Ｍ，３２Ｙとしてユニット化される。図４に示すよ
うにＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが圧入された放熱板３
４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙはフレーム３０の外側の側端３６
にそれぞれ各２本のねじ３８によって取り付けられる。
フレーム３０の外側端３６には、これに取り付けられた
放熱板３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙに圧入されたＬＤ１２
Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応して貫通孔４０Ｃ，４０Ｍ，
４０Ｙが穿孔される。この貫通孔４０Ｃ，４０Ｍ，４０
Ｙに対応してコリメータレンズ１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ
をそれぞれ鏡筒４２に圧入した本発明のレンズ組立体１
５を光軸方向に移動可能に弾性的に保持・固定するＵ字
溝４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｙがフレーム３０には設けられ
る。

【００３５】図５に、光ビーム１６Ｃを射出する光源部
３２Ｃの概略正面図（ａ）、およびそのｂ−ｂ線概略断
面図（ｂ）が示される。なお、光源部３２Ｃ，３２Ｍお
よび３２Ｙは、適用するＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ
（具体的には、その発振波長）が異なる以外はいずれも
同様の構成を有するので、以下の説明は光源部３２Ｃを
代表例として行い、他の詳細な説明は省略する。

【００３６】光源部３２（３２Ｃ）は、光ビーム１６
（１６Ｃ）の光源である８１０ｎｍのレーザ光を射出す
るＬＤ１２（１２Ｃ）と、ＬＤ１２の保持部材を兼ねる
温度調節金属板である放熱板３４（３４Ｃ）と、放熱板
３４の温度保持機構４６と、圧入コリメータレンズ１４
（１４Ｃ）および、コリメータレンズ１４を固定する鏡
筒４２からなるレンズ組立体１５と、放熱板３４を取り
付けるフレーム３０の外側端３６と、外側端３６に取り
付けられたＬＤ１２のレーザビーム射出口に対応してフ
レーム３０に設けられた貫通孔４０（４０Ｃ）と、貫通
孔４０に連続してフレーム３０に設けられたＵ字溝４４
（４４Ｃ）とから構成される。

【００３７】ここで、レンズ組立体１５の鏡筒４２は、
その外径と同じまたはわずかに大きい内径のＵ字溝４４
に載置され、このＵ字溝４４の両側のフレーム３０の上
側端部４８に２本のビス５０によって固定される板バネ
５２でＵ字溝４４に押圧されて固定される。

【００３８】また、図示例の光源部１２には、放熱板３
４を加熱して一定温度に保つための温度保持機構４６が
配備される。温度保持機構４６は、測温手段であるサー
ミスタ５４、加熱手段であるパワートランジスタ５６、
比較器５８、Ａ／Ｄ変換器６０、マイクロプロセッサ
（以下、μＰとする）６２、およびドライバ６４より構
成されるものであり、サーミスタ５４による測温結果に
応じてパワートランジスタ５６によって放熱板３４を加
熱し、一定温度、例えば４０℃に保持する。

【００３９】図示例の光源部３２では、ＬＤ１２は、自
らが発生する熱の放熱部材であり、かつ温度保持機構４
６によって一定温度に保持される温度調節金属板、すな
わち放熱板３４に形成されたＬＤ圧入保持孔６６に圧入
され、放熱板３４の所定位置に保持される。なお、図５
（ｂ）に示すように、ＬＤ１２は、リード線引出側（レ
ーザビーム射出側の反対側）に外径の大きい外縁部（フ
ランジ）１３ａを有する円筒状のケースを有し、外縁部
１３ａは薄肉（小肉厚）となっている。このため、放熱
板３４に形成されるＬＤ圧入保持孔６６の内径は、ＬＤ
１２の外縁部１３ａの外径よりも若干小さく、しまりば
め公差に正確に仕上げられる。

【００４０】このため、図５（ｂ）に示すように、ＬＤ
１２を放熱板３４の保持孔６６に圧入することで、ＬＤ
１２の外縁部１３ａはわずかに変形し、保持孔６６はわ
ずかに押し拡げられる。こうしてＬＤ１２は放熱板３４
の保持孔６６に堅固かつ確実かつ正確に位置決めされて
圧入・保持される。すなわち、ＬＤ１２は、放熱板３４
に高い位置精度、例えばサブミクロン（０．１μm ）の
オーダーで保持される。

【００４１】なお、ここでは、ＬＤ１２の放熱板３４の
保持孔６６への圧入は、図示しない圧入治具を用いて行
われる。ここで、圧入治具は、ＬＤ１２の外縁部１３ａ
の外径よりもこの外縁部１３ａのわずかな変形を許容す
る分だけ小さい外径を持つのが好ましい。こうすること
により、外縁部１３ａなどの周辺部の変形量を大きくし
て、接合部および中心部の変形をより確実に防止してＬ
Ｄ１２を圧入できる。なお、圧入時、圧入治具によって
ＬＤ１２に加える力は、上述の例では７０〜１２０ｋｇ
が好ましく、ＬＤ押圧力が、この範囲であれば、アルミ
ニウム製放熱板３４への真鍮ケーシングのＬＤ１２の圧
入が不都合なく行うことができる。

【００４２】ここで、放熱板３４（３４Ｃ，３４Ｍ，３
４Ｙ）の材質には特に制限はないが、放熱および温度調
節のために用いるものであるので、熱伝導が良好で、Ｌ
Ｄ１２（１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ）の圧入保持のために
比較的柔らかな金属であればよく、例えば、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、銅、黄銅などの銅合金、金、
銀、白金およびこれらの合金などを挙げることができ
る。また、ＬＤ１２（１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ）も、そ
のケースの材質も特に制限的ではなく、公知のＬＤを用
いればよい。本発明においては、用いるＬＤ１２のケー
スの材質に応じて放熱板３４の材質を選択すればよい。

【００４３】ここで、ＬＤ１２の外縁部１３ａの外径お
よび放熱板３４の保持孔６６の内径との寸法公差、すな
わち、はめあいの寸法公差は、圧入はめあいを行うしま
りばめであれば特に制限はない。

【００４４】各々異なる波長の光ビーム１６Ｃ，１６
Ｍ，１６Ｙを射出するそれぞれのＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，
１２Ｙのケース電位（接地電位）がそれぞれ、異なるた
め、ＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙがそれぞれ圧入される
放熱板３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙの電位もそれぞれ異なる
ことになる。従って、各放熱板３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙ
が固定される外側端３６を持つフレーム３０は絶縁性を
有し、応力歪や熱変形等の小さい樹脂によって一体成形
されたものである。ここでフレーム３０を一体成形する
樹脂は、絶縁性および十分な強度を有し、線膨張係数が
できるだけ放熱板３４を構成する金属に近く、経時変形
などの小さいものであれば、特に制限はないが、例え
ば、塊状成形コンパウンド（バルクモールドコンパウン
ド：ＢＭＣ）などのガラス繊維強化熱硬化性樹脂が好ま
しい。

【００４５】なお、コリメータレンズ１４は、本発明の
レンズ組立体１５の鏡筒４２に圧入され、このレンズ組
立体１５が一体成形フレーム３０に形成されるＵ字形溝
４４に載置されることにより、所定の位置に保持され
る。従って、ＬＤ１２とコリメータレンズ１４との相対
位置をより正確に保持できると共に、レンズ組立体１５
の位置を調整するのみでコリメータレンズ１４の位置調
整が可能となる。

【００４６】このようにしてコリメータレンズ１４のレ
ンズ組立体１５は、前述したように一体成形フレーム３
０に形成されるＵ字形溝４４に載置され、ビス５０によ
って一体成型フレーム３０の上側端部４８に固定される
板バネ５２によって固定されている。従って、図示例の
光源部３２においては、コリメータレンズ１４（レンズ
組立体１５）の感光材料Ａ上における主走査および副走
査方向の位置決めはＵ字形溝４４によって行われること
になるが、本発明において一体成型フレーム３０はその
成形時にＵ字形溝４４の寸法精度を高精度に保つことが
できるので、組立体１５を一体成型フレーム３０に組み
込む際に、組立体１５の感光材料Ａ上における主・副走
査方向の位置調整を行う必要がなく、また、光源部３２
の構成および組み立てを極めて容易にすることができ
る。

【００４７】Ｕ字形溝４４の内径や深さ等はＬＤ１２の
寸法やフレーム３０の外側端３６への固定位置等に応じ
て、コリメータレンズ１４とＬＤ１２との光軸が一致す
るように適宜決定すればよい。また、Ｕ字形状以外に
も、Ｖ字形、逆台形、楕円形等、２つの傾斜面にレンズ
組立体１５の鏡筒４２を当接させることにより、鏡筒４
２を位置決めして載置可能な各種の形状が適用可能であ
る。

【００４８】他方、コリメータレンズ１４の焦点深度
（光軸）方向の位置調整は、レンズ組立体１５をＵ字形
溝４４に沿って移動させることによって行っても良く、
あるいは、組立体１５の一方の端面を放熱板３４に当接
することにより行ってもよい。また、コリメータレンズ
１４の位置を調節した後に、板バネ５２によって組立体
１５をＵ字形溝４４に固定してもよいし、組立体１５を
Ｕ字形溝４４に板バネ５０によって固定した後に組立体
１５を移動してコリメータレンズ１４の位置を調整して
もよいし、これらを併用してもよい。

【００４９】このように図３に示される画像露光装置１
０においては、光ビーム１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙを射出
するＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙそれぞれ個々に放熱板
３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙに圧入、保持し、放熱板３４
Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙをそれぞれ直接放熱板３４Ｃ，３４
Ｍ，３４Ｙに線膨張係数が同じまたは近い絶縁性材料、
例えばＢＭＣ製の一体成型フレーム３０の外側端部３６
の各々の所定取付位置に各々２本のビス３８８によって
取り付けている。また一体成型フレーム３０を絶縁性材
料で成形しているので、各ＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ
間の異ケース電位の問題も容易に解消できる。一方、本
発明のレンズ組立体１５は、一体成型フレーム３０のＵ
字溝４４に挿入され、各ＬＤ１２と位置合わせされた後
に板ばね５０によって固定されるが、コリメータレンズ
１４はレンズ組立体１５の鏡筒４２にサブミクロンのオ
ーダーで位置合わせされて圧入されている。

【００５０】従って、複数のＬＤを用いる、例えば、図
示例のように３つの光ビーム（ＬＤ）を適用する画像露
光装置においては、各ＬＤ間の相対位置はもちろん、各
ＬＤと各コリメータレンズの相対位置も変化しないの
で、各光源部より射出される光ビームの相対位置が変化
しない。従って、各光ビームの照射位置を互いに変化す
ることのない一定の関係に保つことができるので、色ズ
レのない高画質なカラー画像の露光が可能である。

【００５１】ここで、図示例のように温度保持機構４６
によって、放熱板３４を一定温度に保持するのがさらに
好ましい。しかし、本発明はこれに限定されるわけでは
ない。温度保持機構４６において、サーミスタ５４によ
る放熱板３４の計測結果信号は比較器５８に転送され
る。比較器５８においては、前記計測結果信号と基準値
（図示例においてはグランド）との差分が検出され、次
いで、検出結果がＡ／Ｄ変換器６０によってデジタル信
号に変換され、μＰ６２に転送される。μＰ６２は、前
記信号を受けてパワートランジスタ５６による加熱量を
設定（選択）し、この信号をドライバ６４に転送する。
加熱量の信号を受けたドライバ６４は、この信号に応じ
てパワートランジスタ５６を駆動して放熱板３６を加熱
し、放熱板３４を一定温度に保持する。

【００５２】このような温度保持機構４６によって放熱
板３４を一定温度にすることにより、放熱板３４の熱膨
張の変化によるＬＤ１２の移動がなく、しかも、温度変
化によるＬＤ１２の波長変動もなく、安定した画像露光
が可能となる。またＬＤの温度が一定に保持されること
により、ＬＤの電気的特性が安定化される効果もある。
さらに圧入によるＬＤ外縁の微小変形部分はＬＤケーシ
ングと放熱板が極めて密に接触しているため、熱伝導率
が高く、ＬＤの温度調節精度が高いという効果もある。

【００５３】温度保持機構４６に適用される測温手段お
よび加温手段はサーミスタ５４およびパワートランジス
タ５６には限定されず、公知の各種の測温および加温手
段がいずれも適用可能である。また、温度保持機構４６
は、光源部３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｙの個々に配備され、
それぞれに放熱板３４の測温・温度保持を行うのがより
好ましいが、代表的に１つの光源部３２の放熱板３４の
測温を行い、これを基に３つの光源部３２の放熱板３４
の温度保持を行う構成であってもよい。

【００５４】ここで、ＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙから
射出され、各々のレンズ組立体１５のコリメータレンズ
１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙで整形され、シリンドリカル組
レンズ１７Ｃと１８Ｃ，１７Ｍと１８Ｍ，１７Ｙと１８
Ｙを通過した光ビーム１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙは、ミラ
ー２０によって所定の方向に反射されてポリゴンミラー
２２の反射面２２ａに少しずつ異なる角度で入射し、こ
の反射面２２ａで反射されて感光材料Ａ上の同一の主走
査線ＳＬ上に異なる角度で結像し、時間的に間隔をあけ
て同一主走査線ＳＬ上を走査する。従って、ＬＤ１２
Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙおよび各々のレンズ組立体１５のコ
リメータレンズ１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙは所定の角度で
配置され、また、反射ミラー２０は光ビーム１６Ｃ，１
６Ｍ，１６Ｙの光路を変えて、これらをいずれもポリゴ
ンミラー２２の反射面２２ａの略同一線上の近接した位
置に若しくは略同一点上に入射させる。

【００５５】ｆθレンズ２４は、各光ビーム１６Ｃ，１
６Ｍ，１６Ｙを主走査線ＳＬのいずれの位置においても
正しく結像させるためのものである。なお、ｆθレンズ
２４は、波長が８１０，６８０，７５０ｎｍの光に対し
て色収差が許容範囲内に収まるように補正されている。
シリンドリカルミラー２６は、シリンドリカル組レンズ
１７Ｃと１８Ｃ，１７Ｍと１８Ｍ，１７Ｙと１８Ｙとｆ
θレンズ２４ともに面倒れ補正光学系を構成する他、各
光ビーム１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙをいずれも立下げて、
副走査搬送される感光材料Ａ上の副走査方向と略直交す
る主走査線ＳＬに向け、感光材料Ａに入射させる。

【００５６】ここで、感光材料Ａは、図示しない副走査
搬送手段によって副走査方向に搬送されているので、主
走査方向に偏向した光ビーム１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ
は、結果的に２次元的に感光材料Ａを走査し、画像露光
を行う。

【００５７】光ビーム１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙによるこ
のような画像露光の制御、つまり、ＬＤ１２Ｃ，１２
Ｍ，１２Ｙによる光ビームの射出は、図示しない各ＬＤ
の駆動回路および画像信号源によって制御される。

【００５８】駆動回路は、ＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ
を駆動するための駆動回路であって、パルス幅変調の場
合、各画素に対して設定された時間だけ、各ＬＤ毎に予
め設定された光出力に対する駆動電流をＬＤ１２Ｃ，１
２Ｍ，１２Ｙに流す。この結果、ＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，
１２Ｙは、それぞれ各ＬＤ毎に予め設定された光出力で
各ＬＤについて１画素に応じて決定された時間だけ発光
する。これが１ラインに渡って行われて、ＬＤ１２Ｃ，
１２Ｍ，１２Ｙは１ラインの露光を行う。

【００５９】この駆動回路は画像信号源に接続される。
画像信号源は、各駆動回路への１ライン分の画像情報信
号の入力タイミング、各ＬＤ１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの
発光タイミング（画素クロックタイミング）等々を制御
し、あるいは様々な信号を受けて、画像露光装置に必要
な種々の制御を行うものである。

【００６０】図示例の画像露光装置１０の露光光学系
は、３本の光ビーム１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙがポリゴン
ミラー２２の反射面２２ａ上の１点にそれぞれ異なる角
度で入射する非合波の異角入射光学系をなすが、本発明
はこれに限定されず、３本の光ビーム１６Ｃ，１６Ｍ，
１６Ｙを１本の光ビームに合波する合波光学系に適用す
るものであってもよい。むしろ、本発明は、合波系のよ
うに光ビームの位置決めに高い精度が要求される光学系
に適用するのが非常に有効である。

【００６１】以上、本発明のレンズ組立体について詳細
に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良およ
び変更を行ってもよいのはもちろんである。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るレン
ズ組立体によれば、筒体に対してレンズを強固に固定す
ることができ、またレンズ保持部分の異材質界面を極め
て少ないものとすることができるので、使用環境温湿度
の変化などによるレンズの固定位置の位置ずれを防止す
ることができる。これにより、画像露光装置、特に光源
部のコリメータレンズなどのわずかな位置ずれをも許容
できないカラー画像露光装置に適用する場合において
も、コリメータレンズの位置ずれを防止でき、色ずれな
どのない、より鮮明かつ高画質のカラー画像を形成する
ことができる。さらに、筒体に直接レンズを圧入させる
ことから、大幅な工程数削減を行うことができコストの
低減をも達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズ組立体の一実施例の断面
図である。

【図２】図１に示すレンズ組立体の製造方法を示す分
解断面図である。

【図３】本発明に係るレンズ組立体を適用する画像露
光装置の一実施例を示す概略斜視図である。

【図４】図３に示す画像露光装置の半導体レーザ圧入
温度調節金属板の取付を示す一部分解された光源部分の
内側斜視図である。

【図５】（ａ）は図３に示される画像露光装置に適用
される光源部の概略正面図であり、（ｂ）はそのｂ−ｂ
線概略断面図である。

【図６】（ａ）は従来のレンズ組立体に適用される画
像露光装置の光源部の概略断面図であり、（ｂ）は従来
のレンズ組立体の別の概略断面図である。

【符号の説明】

１０画像露光装置１２，１２Ｃ，１２Ｍ，１２ＹＬＤ１４，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙコリメータレンズ１５レンズ組立体１６，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ光ビーム１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙシリンドリカル凹レンズ１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙシリンドリカル凸レンズ２０反射ミラー２２ポリゴンミラー２４ｆθレンズ２６シリンドリカルミラー２８立下げミラー３０一体成型フレーム３２，３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｙ光源部３４，３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙ温度調整用金属板
（放熱板）３６外側端部３８，５０ねじ（ビス）４０，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ貫通孔４２鏡筒４２ａ薄肉部４３圧入治具４４，４４Ｃ，４４Ｍ，４４ＹＵ字溝４６温度保持機構４８上側端部５２板バネ５４サーミスタ５６パワートランジスタ５０板バネ５８比較器６０Ａ／Ｄ変換器６２マイクロプロセッサ（μＰ）６４ドライバ６６保持孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒体内にレンズを保持してなるレンズ組立
体であって、前記筒体の一方の開口端の端縁に薄肉部を形成し、該薄
肉部に筒体外方からレンズを圧入してなることを特徴と
するレンズ組立体。
【請求項２】前記筒体が軟質の金属にて形成され、前記
薄肉部がレンズ圧入時に弾性変形する請求項１に記載の
レンズ組立体。
【請求項３】前記レンズがガラス製モールドレンズであ
る請求項１または２に記載のレンズ組立体。
【請求項４】前記レンズがコリメータレンズである請求
項１ないし３のいずれかに記載のレンズ組立体。