JPH06502936A

JPH06502936A - 独立した回転可能な特徴部を有する円柱レンズ用の調節可能なマウント

Info

Publication number: JPH06502936A
Application number: JP5506317A
Authority: JP
Inventors: ベッドヅィック，マーク・デーヴィッド
Original assignee: イーストマン・コダック・カンパニー
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1992-09-23
Publication date: 1994-03-31
Also published as: US5210648A; DE69215208T2; EP0558735B1; EP0558735A1; WO1993006515A1; DE69215208D1

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】独立した回転可能な特徴部を有する円柱レンズ用の調節可能なマウント技術分野本発明は一般に、光学要素を光学装置に調節可能に装着するための装置に関し、より詳細には、レーザプリンタの如き光学装置において、回転方向θ２、並びにＸ又ｍｙ及び２方向の並進方向において別個に且つ調節可能なように円柱レンズを装着するための改善された装置に関する。

背景技術レンズ、ミラー又は同様な光学要素（以下に「レンズ」と呼称する）の位置決めは、そのような要素を６つの自由度において空間的に位置決めすることを含む。

レンズは、Ｘ（スキャン）軸線、ｙ（クロス−スキャン）軸線、及び２（ビーム経路）軸線の方向として概ね指定される３つの直交する軸線の各々に対して相対的に並進的に配置される。レンズはまた、上記各々のＸ軸線、Ｘ軸線、２軸線の周囲のそれやれの角度方向の回転に対応するθＸ、θｙ及びθ２方向として概ね指定される３つの回転方向に対して相対的に回転するように配置される。

１つの湾曲面を有するモノリシックすなわち一体型の球形レンズは、２つの直交するＸ及びＸ方向において屈折倍率をもたらし、平行な光線をレンズの表面の曲率中心に対応する焦点に焦点合わせをする。そのようなレンズ番よ、例えｉｆ、ビームのスポットサイズ、収束及び焦点合わせを制御するために、レーザプリンタに使用される。そのような球形レンズをｘ１ｙ並進方向（ｔｒａｎｓｌａｔｉ。

ｎａｌ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）並びにθＸ、０１回転方向において正しく位置決めすることにより、２軸線に一致する光の入射ビームに対して相対的に、焦点及びレンズの中心を確実に整合させることができる。２軸線に沿ってレンズの位置を正確に設けることにより、イメージ化された対象物を適正に焦点合わせすることができる。共役的な且つ複合された球形レンズの要素の位置決めに関する考え方も同様である。

１つの湾曲面を有するモノリシック円柱レンズは、Ｘ方向又はＸ方向の一方においてのみ倍率をもたらし、他方のＸ方向又はＸ方向に平行な線すなわちレンズ円筒の軸線に平行な光線を焦点合わせする。そのようなレンズは、Ｘ方向又はＸ方向の楕円状のビームスポットの寸法を制御して例えばビームの成形を行うために、レーザプリンタにおいて使用される。円柱レンズは、ｘ−ｙ平面に概ね平行な湾曲面と対向する平坦面を有するように製造することができる。従って、そのようなレンズは、ｘ−ｙ平坦面を入射ビームの２軸線方向に直角に配列することにより、θＸ及びθｙの回転方向に設けることができる。非倍率方向における位置決めの変動（すなわち、Ｘ方向における倍率に関するＸ方向における変動、又はその反対）は重要ではない。従って、ｘ−ｙ平坦面の向きが正しく確立された後には、Ｘ又はｙの倍率の並進方向及びθ２の回転方向における位置の正確さが必要とされる。

光学要素を複数の自由度で位置決めするための従来のマウントは、複数の構造要素を互いに関して相対的に独立して運動可能なように入れ子式に収容し、必要とされる並進方向及び／又は回転方向の位置決めを行っている。例えば、米国特許第４，６５２，０９５号は、３つの入れ子式の台から成る構造を記載しており、上記各々の台は、対向するバネの力に抗して運動可能なネジ付きのロッドによってそれぞれＸ、ｙ又は２の並進方向にレールに沿って移動可能なテーブルを有している。上記台は、光学要素が第１の台のテーブルと共に運動するように装着され、第１の台が第２の台のテーブルと共に運動するように装着され、第２の台が第３の台のテーブルと共に運動するように装着されるように、入れ子式に収容される。米国特許第３，５９６，８６３号は、入れ子式の可撓性の枢動点を有する構成を示しており、上記各々の枢動点はそれぞれ、θＸ、θｙ又はθ２の回転方向の調節を行う。入れ子式の光学要素を装着する構成の他の例が、米国特許第３゜２０４．４７１号、４，０７７．７２２号、４，０９９，８５２号、及び４，６Ｆ）５，５４８号に記載されている。

入れ子式に収容することなく、レンズを複数の自由度で位置決めする取り付は構造が、米国特許第３，９８９，３５８号及び４，４０８，８３０号に示されている。米国特許第３，９８９，３５８号は、レンズ保持リングの周囲で円周方向に９０″変位されたナイフェツジに接するように移動する微調整スピンドルによって独立的なＸ及びｙ軸の並進方向の調節を行うことを開示している。米国特許第４，４０８，８３０号は、ネジ駆動されるクレードル要素の傾斜面を矩形のレンズ保持体の対応する角度を付された隅部に向けて動かすことにより、ｘ、ｙ及びｘ−ｙの並進方向の調節を行うことを開示している。

光学要素を６の自由度で位置決めするための通常の装置は、複雑過ぎ且つ経費が高過ぎる傾向がある。また、レーザプリンタ等の光学装置の円柱レンズを装着するために使用する場合には、厳密な方向に正しく位置決めするために用いられた機械加工は、方向の厳密さを必要としない用途においては無駄となる。一般的には、従来技術のマウントにおいては、レンズ自体にトルクを直接与えないようになされてきた。例又は、米国特許第４，９０９，５９９号を参照されたい。

１９９１年９月２４日に「円柱レンズ用の調節可能なマウント」と題して出願された本件出願人の米国特許出願シリアルＮｏ、０７／７６５，１６１は、レーザプリンタの如き光学装置の円柱レンズ又は同様な光学要素を位置決めするための廉価なレンズ・マウントを開示しており、このマウントにおいては、レンズの物理的な特性を利用し、また、Ｘ又はｙ軸の倍率方向における調節並びに０２の回転方向における調節が行われるレンズに偏倚トルクを与又るブツシュ・プル機構を用いることにより、位置決めの６つの自由度が最少限の入れ子式の構造で達成される。上記米国特許出願の開示は本明細書に組み込み、その一部を参照する。

米国特許出願シリアルＮｏ、０７／７６５，１６１に開示される装置の好ましい実施例においては、レンズのθＸ、θｙの位置決めは、レンズの円筒形の湾曲面と反対側の平坦面を、レンズ・キャリアの大きな寸法の空所の対応する平坦面に当接させることにより達成される。キャリアは、光学装置を支持する構造のレール付きのベース部材の対応する平坦面を押圧し、空所の平坦面を垂直方向のＸ− ｙ平面に確実に配列させる平坦なパッドを備える。ｙ又はＸ軸の非倍率方向における位置決めは厳密なものではなく、キャリアの空所の他の要素によって行われる。Ｘ又はｙ軸の倍率方向における位置決めは、レンズの平坦な端面をレンズ保持部材の空所の対応する平坦な端面に当接させ、また、ブツシュ・プル機構を用いて保持体をレンズ・キャリアと相対的に倍率方向に移動させることにより行われる。同じブツシュ・プル機構が、キャリアの空所の中に位置する枢動点の周囲の０２の回転方向において上記レンズを時計方向に偏倚させるように作用する。

０２方向における回転方向の位置決めは、θ２方向における回転方向の位置決めは、部材をキャリアの空所の中へ動かしてレンズに接触させ、偏倚トルクに抗してレンズを同じ枢動点の周囲で枢動させることにより行われる。上述の開示された実施例におけるレンズを２軸の焦点方向において調節する手段は、Ｚ軸方向に伸びるレールに沿う選択された位置にレンズ・キャリアを固定するための機構を備又る。保持体及びキャリアの整合された孔に螺合される固定具が、Ｘ又はｙ及びθ２の調節を行った後に、レンズを固定する役割を果たす。上述の孔は、保持体の中でＸ又はｙの倍率方向に細長く、その方向において保持体がキャリアと相対的に運動するのを許容する。

米国特許出願シリアルＮｏ、０７７７６５，１６１の装置は、その中に位置決めビンが伸びている一体の空所を有するキャリアと、レンズを保持する一体の空所を有する保持体とを用いており、上記レンズにはブツシュ・プル機構が作用して該レンズにトルクを与える。ブツシュ・プル機構はマウントと一体の部分であり、いずれのマウントもそのような独自の機構を有する。０２位置を位置決めするビンは、並進方向の運動の間にレンズを安定化させる役割を果たすので、並進方向のＸ又はｙの倍率方向の調節は、θ２の角度的な位置決めの調節を行った後に行われる。本発明は、米国特許出願シリアルＮｏ、０７／７６５，１６１に示される装置の構造を簡素化し、他のレンズ・マウントに使用するために取り外すことのできる固定具を用いてブツシュ・プル作用を与える。また、θ２の回転方向の調節を行うための手段は、Ｘ又はｙの並進方向の調節を行うための手段とは独立しており、従って、回転方向及び並進方向の調節はとのような順序でも行うことができる。

良唄の皿ヱ本発明の目的は、円柱レンズ又は同様の光学要素を６つの自由度で位置決めし、Ｘ又はｙ軸の倍率方向における並進方向の正確な調節、並びに、θ２の回転方向における正確な回転方向の調節をもたらす散着された廉価なレンズ・マウントを提供することである。

本発明の別の目的は、円柱レンズを６つの自由度で位置決めするための廉価なレンズ・マウントを提供することであり、該レンズ・マウントは、取り外し可能な固定具を用いてブツシュ・プル作用をもたらす本件出願人の米国特許出願シリアルＮｏ、０７７７６５，１６１のレンズ・マウントを採用している。

本発明の他の目的は、米国特許出願シリアルＮｏ、０７７７６５，１６１のレンズ・マウント同様な円柱レンズ用のレンズ・マウントを提供することであり、このレンズ・マウントは、θ２の回転方向の調節を行うための独立作動型の手段と、Ｘ又はｙの並進方向の調節を行うための手段とを備える。

本発明によれば、円柱レンズ又は同様な光学要素を、ｘ、　ｙ％２の直交する軸方向に関して並進的に、また、上記ｘ、ｙ、ｚの軸方向のそれぞれの周囲のθＸ、θｙ、θ２の回転方向に関して角度的に位置決めするための装置が提供される。

この装置は、レンズの両側部を対向する位置決めビンに押圧するブツシュ・プル機構を用いてレンズに又又はｙ軸の倍率方向の偏倚力を直接与える取り外し可能な手段と、上記与えられた偏倚力に抗して、Ｘ又はｙ軸の倍率方向の並進方向においてレンズを調節可能に位置決めする手段とを備える。本装置は更に、上記ブツシュ・プル機構の作用とは独立して、レンズをθ２の回転方向及び２の並進方向において調節可能に位置決めする手段を備える。

以下に詳述する好ましい実施例においては、米国特許出願シリアルＮｏ、０７／７６５，１６１に開示される実施例と同様に、θｘ１θｙの位置決めは、レンズの平坦面をレンズ・キャリアの対応する平坦面に当接させるレンズ保持体を用いて行われる。しかしながら、キャリアの平坦面がキャリアのレンズ収容空所に形成されている米国特許出願シリアルＮｏ、０７／７６５，１６１の構造とは異なり、本発明の好ましい実施例のキャリアの平坦面は、外側の面であり、レンズを収容する空所は同等必要とされない。レンズは、保持体によって上記面に対して押圧され、上記保持体はレンズを包囲し、適正な位置決めが行われた後に固定することができる。偏倚モーメントを保持体に与えるためのブツシュ・プル機構を用いるために取り外し可能な固定具が使用され、レンズをキャリアのガイドビンに押圧し、Ｘ又はｙ軸の倍率方向の偏倚力を与える。キャリアは、Ｚ軸方向において整合された細長いトラックの中に設けられる円筒形の部材の形態を取るのが効果的である。θＺ方向の回転方向の調節は、θＺの位置決めビンを基準面に対して相対的に動かし、キャリア及びレンズをトラックの中でＺ軸方向の周囲に枢動させることにより行われる。Ｘ又はｙ軸の倍率方向の並進方向の調節は、取り外し可能な固定具のＸ又はｙの位置決めビンを保持体に向けて移動させ、付与される偏倚力に抗してレンズをガイドビンに沿って移動させることにより行われる。保持体及びキャリアの整合された孔に螺合される固定具は、Ｘ又はｙの調節を行った後に、保持体及びレンズをキャリアに対して相対的に適所に固定する役割を果たす。θ２及びＺ軸方向の調節を行った後に、ポット付はヌは挟着を用いて、キャリアをトラックに固定する。

本発明のレンズ・マウントは、必要とされる箇所にだけ精密な機械加工を行い、取り外し可能な固定具によって与えられる偏倚機構及び並進方向の位置決め機構を用いることにより、円柱レンズを６つの自由度において廉価に位置決めする装置を提供する。θ２の回転方向の位置決めは、Ｚ軸方向に沿って移動可能なように且つＺ軸方向の周囲で回転可能なように壁部を有するトラックの中に設けられた円筒形のキャリアを用いて行われる。

盟血Ｑ負至主説皿本発明の実施例を例示及び説明のために選択し、添付の図面に示されるが、図面においては、図１は、本発明の円柱レンズのマウントの分解斜視図であり、図２は、取り付けられた取り外し可能なブツシュ・プル機構を示す図１のマウント前方斜視図であり、図３は、図１のマウントの後方斜視図であり、図４及び図５は、図１乃至図３のマウントの作用を理解する助けとなる概略図であり、図６及び図７は、本発明のレンズ・マウントの変更された形態を示すそれぞれ前方斜視図及び平面図である。

図面を通じて、同様な要素には同様な符号を付しである。

尺ユ１衷息１五豊逢本発明の原理は、例示的な装置１０を参照して説明するが、この装置は、円柱レンズ１１又は同様な光学要素を、本件出願人の米国特許出願シリアルＮ０００７／７６５，１６１に記載されるレーザプリンタの如き光学装置において、Ｘ、ｙ、　ｚの直交する軸線方向に関して並進的に、また、θＸ、θｙ１θ２方向に関して回転的に位置決めするのに適する。

本発明の用途が見い出されるタイプの代表的な光学装置は、２軸方向に一致するビームの光学路に沿ってレーザ光のビームを投射するための光学ヘッドを備える。ビームは、像信号発生回路から受信される情報に従って変調され、回転ポリゴンによってＸ軸線（スキャン）方向において線毎に走査され、感光性のフィルム又は他の同様な受け取り媒体上へ送られる。一方上記媒体は、回転ドラム等によってＸ軸線（クロス−スキャン）方向へ移動される。走査開始検知器が、光ビームの変調のタイミングを制御する。レンズ１１のような円柱レンズを含む光学要素が、光学ヘッドとポリゴンのミラー付きの複数のファセットとの間に設けられ、ビームの整形、焦点合わせ及び方向を制御する。ポリゴンとドラムとの間に設けられる他の光学要素が、ｆ−θ条件に起因するビームの焦点の差を補正し、像をクロス−スキャン方向において焦点合わせし、ファセットの平面外の揺動（ｗｏｂｂｌｅ）及びピラミッド（角Ｍ）角度の誤差に起因する好ましくない縞状のアーティファクト（画像欠陥）を防止する。レーザプリンタの機能及び作用に関しては、１９９１年１月１日出願の「レーザ印刷」と題する米国特許出願シリアルＮｏ、６３７，４２９、並びに、米国特許第４，３９７，５２１号、４゜９８２．２０６号及び４，９２１，３２０号に更に詳しく説明されている。

マウント１０（図１乃至図３）は、Ｘ軸方向又はｙ軸方向における走査ビームの楕円形の形態を整形し、また、そのθ２の角度的な向きを制御するために使用される円柱レンズ１１を位置決めするのに適している。図示のレンズ１１は、その倍率（又は曲率）方向をＸ軸方向に置いた状態で装着されている（図１）。しかしながら、本発明が関係する技術の当業者は、同じ原理をｙ軸の倍率方向を有するレンズを装着するために応用できることを理解できよう。

マウント１０は、Ｚ軸方向に細長いベース１２と、光学的な中央開口１５を含むレンズ・キャリア１４と、対応する開口１７を有するレンズ保持体１６とを備える。開口１５は、２軸線に平行に同心円状に形成された円形の開口である。開口１７は同様の形態を有している。

ベース１８は、Ｖ字型のトラックＩ９と平坦なレール２４とから構成されている。ベース１８は、光学アセンブリの総ての成分を支持する静止型の構造と一体の部分とすることができる。トラック１９は、下方に向かって収束する対象的な長手方向の面２２．２３によって形成された上方に向かって開くＶ字型の溝２１を有している。溝２１は、Ｚ軸方向において長手方向に伸長している。レール２０は水平な頂面２４を有し、この頂面ば、溝２１から側方へ隔置されると共に、上記溝と同様に２軸方向において長手方向に伸長している。トラック１９及びレール２０は共に、その全長にわたって均一な横断面を有するように形成されている。

図示のキャリア１４は、Ｚ軸方向において並進的に、また、θ２方向において回転的に、トラック１９の溝２１の中に調節可能に取り付けることができるように形成されている。キャリア１４は、概ね円筒形の本体部材２５を備え、該本体部材の外径は、該本体２５がトラック１９の溝２１の壁部２２．２３中夫の対向する接触線２６．２７（図５）で接線方向に位置するように選定されている。本体２５及び溝２１は、開口１５の中心が光学装置のビームの中心に一致するような相対的な寸法並びに形状を有している。本体２５の前方端には、本体の円筒の軸線に直交するように形成された平坦面２Ｂが形成されており、これにより、部材２５が溝２１の中に設けられた時には、上記面２８は、光学要素のｘ−ｙ平面に平行となる。２軸線方向に伸びる２つのネジ付きの孔２９．３０（図１）が、開口１５の上方及び下方の直径方向に対向した位置において半径方向に隔置され、面２８で開口している。孔２９．３０の左側及び右側において且つ上記関口１５に対して直径方向に対向して該開口に接近して、Ｚ軸方向に伸びる固定ビン３１．３２がそれぞれ設けられており、これらビンの機能は後に説明する。

部材２５の後方部は、開口１５の上方の上方頚城において切除されて水平方向に伸長する装着面３４をもたらし、側方に伸長するブラケット３５が固定具３６．３７（図１）によって上記装着面に取り付けられる。ブラケット３５は、面３４に当接する内方部分３８と、該内方部分３８に接合された外方部分３９とを備え、該外方部分は、レール２０の面２４の上で概ね水平方向に開口１５に対して半径方向外方へ伸長している。部分３９は、垂直方向に伸長するネジ付きの孔４０を有し、該孔の中にはネジ付きのビン４１が収容される。ビン４１、ブラケット３５、本体部材２５、溝２１及びレール２０の相対的な寸法及び形状は、ビン４１の先端がレールの上面２４に接触し、また、ビン４１を孔４０に対して相対的に出し入れすることにより、ブラケット部分３９がレール２０と相対的に下降又は上昇し、これにより、部材２５を２回転方向において時計方向又は反時計方向（図１、図２及び図５で見て）に回転させるようになされている。

レンズ保持体１６（図１及び図２）は、薄く概ね矩形のプレート構造から構成され、上記プレート構造は、その間で開口１７が伸長している前方並びに後方の平坦な垂直面４３．４４と、２軸線に沿って伸長する上方、下方、左側及び右側の周縁ピース４５．４６．４７．４８とを備えている。縁部４５．４６は、Ｘ−２平面に平行で平坦な内側面を有し、縁部４７．４８は、ｙ−ｚ平面に平行で平坦な内側面を有している。上述の内側面は、後方の面４４と共に、後方を向いた矩形の凹所を形成し、該凹所の中にはレンズ１１をぴったりと収容することができる。タブすなわち耳状部４９．５０が、縁部ピース４５．４６の自由端から垂直にそれぞれ上方及び下方へ伸びている。孔５２．５３（図１）はタブ４９．５０を貫通している。孔５２．５３は円滑であり、また、水平なＸ軸方向に細長い。

孔５２．５３の間の垂直方向の間隔は、キャリア１４の開口１５の上方及び下方に位置する対応する孔２９．３０の垂直方向の間隔と一致する。ネジ５６．５６（図１及び図２）が孔５２．５３をそれぞれ貫通して孔２９．３０の中に螺合され、保持体１６のタブ４９．５０をキャリア１４の面２８に接近させる。保持体１６の寸法並びに形状は、レンズ１１の湾曲面５８が保持体の面４４に隣接している状態で、レンズ１１の平レンズ面５９がキャリアの平レンズ面２８と平らな関係で当接するようになされている。孔５２．５３がＸ軸方向において細長いことにより、保持体１６（及びその中に収容されたレンズ１１）がＸ軸方向の並進方向に移動し、ネジ５５．５６を孔５２．２９、及び５３．３ｏの中に余裕をもって入れることが可能となる。保持体１６の左側の縁部４７は、孔６９を有する左側に伸長するタブ６８を備えるがこのタブ設ける目的は後述する。

レンズ１１（図１、図４及び図５参照）は、Ｘ−Ｚ平面にある水平で平坦な上方及び下方の切断縁部６０．６１と、ｙ−ｚ平面にある垂直で平坦な左側及び右側の切断縁部６３．６４とを備えている。説明のために図示した上記レンズ１１は、凸型の前方面５８及びｘ−ｙ平面にある平坦な後方面５９を有する６平構造を有している。面５８は円筒形の輪郭を有し、Ｘ軸方向において曲率（すなわち倍率）をもたらすが、ｙ軸方向においては均一（すなわち倍率をもたない）である。凸面５８の輪郭は、図２に示すレンズの円筒軸線６７の周囲に中心を有する円筒形の曲率を有する。レンズ１１は、Ｘ軸方向においてのみ倍率を与えるように作用し、従って、２軸線に沿ってレンズ１１へ導かれる楕円形のレーザ走査ビームのスポットサイズのＸ軸方向の範囲を制御するために使用することができる。

レンズ１１は、面５８の円筒の軸線６７が縁部６ｏ、６１のＸ軸線の範囲の中点に一致し、縁部６３．６４のｙ−ｚ平面に平行になるような形状にされるのが理想的である。しかしながら、大部分のレンズは理想的ではない。従って、マウント１０は、円筒形の面５８のレンズの軸線６７がｙ−ｚ平面にある光学的な入射ビームに正確に整合されることを確実にする目的を有する。Ｘ軸線（非倍率）方向におけるレンズ１１の並進方向の整合を若モ変えることは殉と効果がなく、その理由は、倍率はＸ軸方向においてのみ生ずるからである。Ｘ軸方向における整合は焦点合わせにのみ影響を与え、キャリア１４の円筒体２５の位置をトラック１９の溝２１の中で長手方向に移動させることにより適正に吸収される。従って、最も重要なことは、Ｘ軸線（倍率）の並進方向及びθ２の回転方向における調節である。θｙ及びθＸの回転に関する位置決めは、平レンズ面５９（縁部６０．６１、並びに６３．６４に対して相対的に直交して切断された）を光学装置のｘ−ｙ平面に正確に整合させることにより達成される。これは、キャリア１４の前方の端面２８を、上述のようにｘ−ｙ平面において垂直方向に平坦となるように成形することにより行われる。

米国特許出願シリアルＮｏ、０７７７６５，１６１の構造におけるキャリアとは異なり、キャリア１４は、これと一体で、レンズを保持する保持体１６に偏倚トルクを与えて該保持体を並進方向に移動させるブツシュ・プル機構を備えていない。本発明においてはいＬ記―能は、図２に示す取り外し可能な別個の固定具７０によって行われる。固定具７ｏは、右側の凹面７２を有する主本体部分７１を備えており、上記凹面は、キャリアの本体部材２５の円筒形の面の左側に対して補完的な形状を有すると共に上記面の左側に取り外し可能に当接することができる。部分７１の左側は、上方の孔７５及び下方のスロット７６を有する矩形の前方延長部を備又、上記孔及びスロットは共にＸ軸方向において水平に伸長すると共に、それやれネジ７７及び細長いフック部材７８が螺合されている。孔７５は、ネジ７７のシャンクの外ネジに一致するようにネジ切りされ且つ寸法法めされている。ネジ７７の先端は、摩耗を生じないように形成され、また、保持体１６の縁部４７に接触するように位置決めされている。スロット７６は円滑で、前方の開口に向かってＺ軸方向に細長く、これにより、フック部材７８はスロット７６に入ることができる。スロット７６は、ｙ軸方向及びＺ軸方向において共に大きな寸法になされ、部材７８のシャンクのＸ軸方向における自由な軸方向の運動、並びに、スロット７６の拘束範囲内におけるシャンクのθ２方向の垂直方向斜方の傾斜運動を許容している。部材７８の右側端部は、後方へ伸長する自由端を有するフック７９の形状に形成され、該フックは孔６９の中に挿通ずることによりス持体１６に取り外し可能に固定することができる。部材７８のシャンクの周囲には、延長部７４と上記部材の頭部８１の拡大部との間に位置する圧縮バネ８０が設けられ、フックの端部７９に対して従ってタブ６８に対して、左側へ向かう力を与えている。

図１及び図２に示すように、円柱レンズ１１の平レンズ面５９は、レンズ・キャリア１４の円筒形の本体部材２５のｘ−ｙ平坦面２８に向けてＺ軸方向の圧力を受けている。この圧力は、レンズ１１をθＸ及びθｙの回転方向における位置決めを行い、従って、同等調節する必要なく、レーザプリンタのビーム整形の用途に用いることができる。上記圧力は、孔５２．５３を貫通して孔２９．３０へ入り、レンズ１１を保持する保持体１６を面２８に向けて押圧するネジ５５．５６によって与えられる。

作用の際には、図４及び図５に示すように、Ｘ軸倍率方向における並進方向並びに０２方向における回転方向の調節が任意の手順で別個に行われる。Ｘ軸方向の並進方向の調節を行うために、取り外し可能なブツシュ・プル機構の固定具７０をキャリアの本体部材２５（図４）の側方に沿って置き、ネジ付きのビン７７の先端を本体部材の頂部の左側の隅部に隣接する保持体１６の縁部４７に接触させ、更に、部材７８のフックの端部７９を本体部材の底部の左側の隅部に隣接する保持体１６の縁部４７のタブ６８に接続させる。保持体に対するこのブツシュ・プル作用により、ビン７７の先端により与えられる枢動点に作用するバネ８０の力Ｆｓによって、時計方向のモーメントθｚＭがレンズ１１に与えられる。その結果生じたトルクは、レンズ１１の対辺方向において対向する隅部に隣接すると共にレンズの縁部６０．６１の垂直方向の間隔に等しい隙間を残すように垂直方向に隔置された固定されたビン３１．３２に対してレンズ１１を押し付ける。図示の実施例に関しては、保持体の縁部４５．４６のＸ軸方向の長さは、ビン３１．３２がレンズ１１に直接接触できるような開口を残すように選択されている。

縁部６０がビン３１に向けて上方へ押圧され、また、縁部６１がビン３２に向けて下方へ押圧され、これにより、キャリア１４に対するレンズ１１の相対的な０２方向の回転を防止する。バネ８０の偏倚作用もレンズ１１をネジ７７の先端に向けてＸ軸方向に押圧し、これによっても、Ｘ軸方向の偏倚力がもたらされる。

従って、Ｘ軸（倍率）方向の並進方向におけるレンズ１１の位置の調節は、孔７５に対してネジ７７を出し入れすることにより、バネ８０の偏倚力に抗して行われる。ネジ７７をＸ軸方向に前進させることにより、保持体１６（従ってレンズ１１）をＸ方向に移動させ、レンズ１１のＸ軸方向の位置を設定する。例えば、延長部７４と保持体の縁部４７との間におけるネジ７７の長さを増大させることにより、保持体は位置１１（図４に実線で示す）から位置１１″　（鎖線で示す）へ移動する。この作用の間には、レンズ１１はガイドビン３１．３２に押圧されたままである。Ｘ軸方向の位置が設定された後に、ネジ５５．５６を十分にねじ込み、保持体１６及びレンズ１１がキャリア１４と相対的にそれ以上動かないように固定する。時計方向のモーメントは、レンズ１１をビン３１．３２に押圧し、これにより、標準的な右側のネジ付きのロックネジ５５．５６がレンズ１１をロック操作の間に調節された位置から外れないようにする。ネジ５５．５６を締め付けた後に、固定具７０を取り除き、他のレンズ・マウントに対するＸ又はｙの倍率方向の並進方向の調節を行うために使用することができる。ブツシュ・プル機構が取り外し可能な要素に設けられているので、キャリア１４は、米国特許出願シリアルＮｏ、０７／７８５，１６１に示されるものよりも大幅に簡単にすることができる。

０２回転方向の調節は、図５に示すように、ブラケット３５の孔４０の中のネジ４１（図１）を調節し、半径方向の部分３９、従って、キャリアの円筒本体２５を、トラックの溝２１の範囲内で２軸線の周囲で回転させることにより行われる。この回転方向の調節は、保持体により保持されたレンズ１１とキャリア１４との間に行われたＸ拡大方向の並進方向における相対的な調節とは独立して且つ該調節を阻害することなく行われる。図５に示すように、例えば、ブラケットの部分３９とレールの面２４との間のネジ４１の長さを増大させることにより、レンズ１１はベース１２と相対的にθ２方向において、位置１１（図５に実線で示す）から位置１１’（１ｇ線で示す）へ時計方向に移動する。本体部材２５をトラック１９の中で長芋方向に動かすことにより、レンズ１１を２軸方向に移動させて焦点合わせを行うことができる。２軸方向の並進方向並びにθ２の回転方向の調節を行った後に、通常の手段によってキャリア１４をトラック１９にポット付は又は挟着させることができる。

図６及び図７はマウント１０の変更された形態１０′を示している。マウント１０′は、マウント１０の２及びθ２の調節特徴部を利用しているが、上述のブツシュ・プル型の保持機構を備又ていない。マウント１０′のキャリア１４′は、その前方面２８′に形成された空所１００を有している。空所１００は、レンズ１１よりも若干大きく、該レンズと同様の概ね矩形の断面形状を有している。空所１００には、ｙ−ｚ平面にある対向する左側及び右側の平坦な側部１０１．１０２と、Ｘ−Ｚ平面にある対向する上方及び下方の平坦な側部１０３．１０４とが形成されている。空所１００は、この空所１００の少なくとも１つの隅部（図７において下方且つ右側の隅部）がレンズ１１の対応する隅部と確実に整合されるように機械加工されている。図示の実施例に関しては、空所１００は、互いに直角に配列されたレンズ１１の隣接する側部６１．６４の面が、空所１００の対応する側部１０２．１０４と一致し、また同時に、レンズの平レンズ面５９の面が空所１００の内側面１０５と一致するように機械加工されている。従って、空所を適正に機械加工し、またレンズの縁部を適正に切削することにより、ＸＳ３ ’％θＸ、θｙに関するレンズの位置決めを正確に行うことができる。次に、キャリア１４′の円筒形の本体部材２５′をベース１２の溝２１に沿って字方向に調節可能に位置決めして所望の２方向のレンズの位置を固定し、また、上述のようにビン４１をベース１２のレールの頂面２４に向けであるいはこれから離れるように動かして所望の０２方向のレンズ位置を固定することができる。次に、空所１００の中のレンズ１１の位置、並びに部材２５′及びビン４１の位置を周知のポット付は又は同様の手段によって固定することができる。

本発明の原理並びに以下の請求の範囲に記載する本発明の範囲から逸脱することなく、上に説明した実施例に置換及び変更を行文ることは当業者には理解されよう。

ｌｘ四−Ｂ国際調査報告　ｏｒ〒川Ｃ用＠２／ｎ＊ｌ’１７’ｔフロントページの続き

Claims

【特許請求の範囲】

１．光学装置の直交するｘ、ｙ、ｚの軸方向に関して並進的に、また、前記ｘ、ｙ、ｚの軸方向の周囲の角度方向にそれぞれ関するθｘ、θｙ、θｚ方向に関して回転的に、円柱レンズ等を位置決めするための装置であって、前記光学装置は、光ビームを前記ｚ軸方向の経路に沿って当該装置によって位置決めされる前記レンズ並びに受け取り媒体へ投射するための光源を備え、前記レンズは、前記ｘ及びｙの軸方向の一方において倍率をもたらす円筒形の湾曲面を有し、当該装置は、ベースと、該ベースに装着されたレンズ・キャリアと、前記レンズを前記θ ｘ及びθｙの方向に関して角度的に位置決めする手段と、前記レンズを前記ｘ及びｙの軸方向の他方に関して並進方向に位置決めする手段と、前記レンズを前記ｚ軸方向に関して調節可能に且つ並進方向に位置決めする手段と、前記レンズを前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向に関して調節可能に且つ並進方向に位置決めする手段と、前記レンズを前記θｚ方向に関して調節可能に且つ角度的に位置決めする手段とを備え、当該装置は更に、前記レンズ・キャリアを前記θｚ方向において選択的に回転可能に取り付ける手段と、前記レンズを前記キャリア上に保持するためのレンズ保持体と、前記ｘ及びｙ方向の前記一方の方向の分力を有する偏倚トルクを前記レンズに与えるブッシュ・プル機構を前記保持体に付与すると共に、前記偏倚分力に抗して前記レンズを前記ｘ及びｙの方向の一方の方向において前記キャリアに関し相対的に調節可能に且つ並進方向に位置決めする固定具と、前記固定具を前記ベース及びキャリアの一方に取り外し可能に装着する手段とを備える装置。
２．請求項１の装置において、前記ベースは、前記ｚ軸方向に伸長するＶ字型の溝を有するトラックを備え、前記キャリアは、前記溝の中で軸方向に整合された円筒形の本体部材を備えることを特徴とする装置。
３．請求項２の装置において、前記キャリアを前記θｚ回転方向において選択的に回転可能に取り付ける手段は、前記ベース及び前記キャリアを含み、前記ベースは更に、前記トラックに沿って伸長する頂面を有するレールを備え、前記キャリアは更に、前記本体部材から半径方向に伸長するブラケットと、前記ブラケットを前記レールの頂面からある距離だけ隔置させる部材と、前記隔置された距離の寸法を選択的に調節する手段とを備え、これにより、前記本体部材は前記溝の中で選択的に回転されることを特徴とする装置。
４．請求項１の装置において、前記レンズ保持体は、前記レンズを収容する凹所を有し、前記固定具は、主本体部分と、前記主本体部分に取り付けられ、選択的に運動して前記保持体の第１の点を押圧するように接触する手段と、前記主本体部分と、前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向を横断する方向において前記第１の点から取り除かれた前記保持体の第２の点とに取り付けられる手段とを備え、前記第２の点に作用する前記取り付けられる手段は、前記保持体に引っ張り力を与えて該保持体にθｚ方向のトルクを与える手段を備えることを特徴とする装置。
５．請求項４の装置において、前記キャリアは、前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向並びに前記ｘ及びｙの方向の前記他方の方向の両方において隔置された第１及び第２のガイド部材を備え、前記保持体は、前記レンズを前記両ガイド部材の間に位置させて前記与えられたトルクが前記レンズを前記ガイド部材に圧接させ、これにより、前記ｘ及びｙの方面の前記他方の方向における前記レンズ及び前記キャリアの相対的な運動に抵抗するように位置決めされることを特徴とする装置。
６．請求項５の装置において、前記与えられたトルクは、前記レンズを前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向に偏倚させ、前記第１の点に対して押圧的に接触するように運動可能な前記手段は、前記第１の点に押圧的に接触し、前記レンズを前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向において前記キャリアと相対的に且つ調節可能に並進的に位置決めするように運動可能な手段を備えることを特徴とする装置。
７．光学装置の直交するｘ、ｙ、ｚの軸方向に関して並進的に、また、前記ｘ、ｙ、ｚの軸方向の周囲の角度方向にそれそれ関するθｘ、θｙ、θｚ方向に関して回転的に、円柱レンズ等を位置決めするための装置であって、前記光学装置は、光ビームを前記ｚ軸方向の経路に沿って当該装置によって位置決めされる前記レンズ並びに受け取り媒体へ投射するための光源を備え、前記レンズは、前記ｘ及びｙの軸方向の一方において倍率をもたらす円筒形の湾曲面を有し、当該装置は、ベースと、該ベースに装着されたレンズ・キャリアと、前記レンズを前記θ ｘ及びθｙの方向に関して角度的に位置決めする手段と、前記レンズを前記ｘ及びｙの軸方向の他方に関して並進方向に位置決めする手段と、前記レンズを前記ｚ軸方向に関して調節可能に且つ並進方向に位置決めする手段と、前記レンズを前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向に関して調節可能に且つ並進方向に位置決めする手段と、前記レンズを前記θｚ方向に関して調節可能に且つ角度的に位置決めする手段とを備え、当該装置は更に、前記レンズ・キャリアを前記θｚ方向において選択的に回転可能に取り付ける手段と、前記レンズを前記キャリア上に保持するためのレンズ保持体と、前記ｘ及びｙ方向の前記一方の方向の分力を有する偏倚トルクを前記レンズに与えるブッシュ・ブル機構を前記保持体に付与すると共に、前記偏倚分力に抗して前記レンズを前記ｘ及びｙの方向の一方の方向において前記キャリアと相対的に調節可能に且つ並進方向に位置決めする固定具と、前記固定具を前記ベース及びキャリアの一方に取り外し可能に装着する手段とを備え、前記ベースは、前記ｚ軸方向に伸長するＶ字型の溝を有するトラックを備え、前記キャリアは、前記溝の中で軸方向に整合された円筒形の本体部材を備え、前記キャリアを前記θｚ回転方向において選択的に回転可能に取り付ける手段は、前記ベース及び前記キャリアを含み、前記ベースは更に、前記トラックに沿って伸長する頂面を有するレールを備え、前記キャリアは更に、前記本体部材から半径方向に伸長するブラケットと、前記ブラケットを前記レールの頂面からある距離だけ隔置させる部材と、前記隔置された距離の寸法を選択的に調節する手段とを備え、これにより、前記本体部材は前記溝の中で選択的に回転され、前記レンズ保持体は、前記レンズを収容する凹所を有し、前記固定具は、主本体部分と、前記主本体部分に取り付けられ且つ選択的に運動して前記保持体の第１の点を押圧するように接触する手段と、前記主本体部分と、前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向を横断する方向において前記第１の点から取り除かれた前記保持体の第２の点とに取り付けられる手段とを備え、前記第２の点に作用する前記取り付けられる手段は、前記保持体に引っ張り力を与え、該保持体にθｚ方向のトルクを与える手段を備えることを特徴とする装置。
８．請求項７の装置において、前記キャリアは、前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向並びに前記ｘ及びｙの方向の前記他方の方向の両方において隔置された第１及び第２のガイド部材を備え、前記保持体は、前記レンズを前記両ガイド部材の間に位置させて前記与えられたトルクが前記レンズを前記ガイド部材に圧接させ、これにより、前記ｘ及びｙの方向の前記他方の方向における前記レンズ及び前記キャリアの相対的な運動に抵抗するように位置決めされることを特徴とする装置。
９．請求項８の装置において、前記与えられたトルクは、前記レンズを前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向に偏倚させ、前記第１の点に対して押圧的に接触するように運動可能な前記手段は、前記第１の点に押圧的に接触し、前記レンズを前記ｘ及びｙの方向の前記一方の方向において前記キャリアと相対的に且つ調節可能に並進方向において位置決めするように運動可能な手段を備えることを特徴とする装置。
１０．光学装置の直交するｘ、ｙ、ｚの触方向に関して並進的に、また、前記ｘ、ｙ、ｚの軸方向の周囲の角度方向にそれぞれ関するθｘ、θｙ、θｚ方向に関して回転的に、円柱レンズ等を位置決めするための装置であって、前記光学装置は、光ビームを前記ｚ軸方向の経路に沿って当該装置によって位置決めされる前記レンズ並びに受け取り媒体へ投射するための光源を備え、前記レンズは、前記ｘ及びｙの軸方向の一方において倍率をもたらす円筒形の湾曲面を有し、当該装置は、ベースと、該ベースに装着されたレンズ・キャリアと、前記レンズを前記 θｘ及びθｙの方向に関して角度的に位置決めする手段と、前記レンズを前記ｘ及びｙの軸方向に関して並進方向に位置決めする手段と、前記レンズを前記ｚ軸方向に関して調節可能に且つ並進方向に位置決めする手段と、前記レンズを前記 θｚ方向に関して調節可能に且つ角度的に位置決めする手段とを備え、当該装置は更に、前記レンズ・キャリアを前記θｚ方向において選択的に回転可能に取り付ける手段と、前記レンズを前記キャリア上に保持する手段とを備え、前記ベースは、前記ｚ軸方向に伸長するＶ字型の溝を有するトラックを備え、前記キャリアは、前記溝の中で軸方向に整合された円筒形の本体部材を備えることを特徴とする装置。
１１．請求項１０の装置において、前記キャリアを前記θｚ回転方向において選択的に回転可能に取り付ける手段は、前記ベース及び前記キャリアを含み、前記ベースは更に、前記トラックに沿って伸長する頂面を有するレールを備え、前記キャリアは更に、前記本体部材から半径方向に伸長するブラケットと、前記ブラケットを前記レールの頂面からある距離だけ隔置させる部材と、前記隔置された距離の寸法を選択的に調節する手段とを備え、これにより、前記本体部材は前記溝の中で選択的に回転されることを特徴とする装置。
１２．隅部で直角に接合された矩形断面の隣接する側部を有する円柱レンズを位置決めするための請求項１１の装置において、前記レンズを前記キャリア上に保持するための前記手段は、前記キャリアに形成された空所を備え、前記空所は、前記レンズよりも大きな断面を有すると共に、前記ｘ及びｙ方向に対してそれぞれ平行に配列された隣接する側部が形成され、これら隣接する側部に接した状態で前記レンズの隅部を整合させることができることを特徴とする装置。