JPH0659103A

JPH0659103A - レンズ

Info

Publication number: JPH0659103A
Application number: JP20885192A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Kashihara; 昌和樫原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1994-03-04
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JP2656427B2

Abstract

(57)【要約】【目的】平面状部と球面状部とから構成されるレンズ
であっても、入射光の入射位置によらず出射光の性質が
安定しかつ、扱い易いレンズを得ることを目的とする。【構成】射出成形で成形され、平面状部Ａと球面状部
とからなるレンズ１０であって、上記平面状部Ａは、全
面に亘って凸形状となるように形成されているものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばレーザビーム
プリンタの光学装置に用いられる補正レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、曲面（球面状部）と平面（平面
状部）とからなるレンズとして、補正レンズ（「ｆθレ
ンズ」ともいう）がある。この補正レンズは、例えば、
光ビームの歪曲収差および像面湾曲を所望の数値に整え
るために用いられる。

【０００３】この補正レンズを使用する光学装置とし
て、例えばレーザビームプリンタがある。図６は、この
レーザビームプリンタに用いられる走査式光学装置の要
部を示す概略構成図である。

【０００４】図中１はこの光学装置のケーシングであ
る。このケーシング１内には、レーザビーム（光ビー
ム）を発生する半導体レーザ素子およびこのレーザ素子
からのレーザビームの断面形状を所望の形状にするレン
ズ群を一体に有する発光ユニット２と、この発光ユニッ
ト２から出射されたレーザビームＬを偏光するポリゴン
ミラー３と、このポリゴンミラー３を介して偏光された
レーザビームＬ´を反射ミラー４に導く第１、第２の補
正レンズ５、６とを具備する。上記反射ミラー４で反射
したレーザビームＬ´´はこのケーシング外に導かれ、
図示しない感光体（感光ドラム）の記録面に略直線状に
結像する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に５で
示す第１の補正レンズのように、曲面と平面とで構成さ
れるレンズは、一方の面を平面にすることで、曲面側の
成形、研磨等が容易になるため、このような光学装置に
広く用いられる。

【０００６】しかし、このレンズ５を射出成形で成形す
る場合、高精度の平面を得ることは困難である。すなわ
ち、高精度の平面を有する型を用いても、冷却固化時の
収縮により、歪み（凹凸）が生じることとなる。例え
ば、上述の補正レンズ５の場合（図７（ａ））、製品で
あるレンズ５の平面側Ａの光軸方向の縮尺を拡大してみ
ると、図７（ｂ）に示すように、収縮によって大きく湾
曲し凹部および凸部が生じている。

【０００７】このような凹凸部が生じる場合には、レー
ザビームＬ´の入射位置によって、その屈折方向が異な
ることになる。特に高精度が要求される光学装置におい
ては、レーザビームの入射位置により出射性能にばらつ
きが生じることは非常に不都合である。

【０００８】この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたもので、その目的とするところは、平面と球面とか
ら構成されるものであってかつ扱い易く性能にばらつき
のないレンズを供給することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、射出成形で
成形され、平面状部と球面状部からなるレンズであっ
て、上記平面状部は、全面に亘って凸あるいは凹となる
ように形成されていることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】このような構成によれば、全面に亘って凸ある
いは凹となるように形成された平面状部を有するレンズ
を得ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００１２】図１（ａ）に示すこの発明のレンズ１０
は、図６を引用して示す第１の補正レンズ５として用い
られる一面が曲面（球面状部）で他面が平面状部Ａのレ
ンズであって、例えば熱可塑性樹脂を射出成形用金型内
に射出することによって成形されるものである。

【００１３】上記射出成形用金型は、図２および図３に
示すように、レンズ１０の曲面側を成形する下型１１
（以下、「曲面側オプティカル入子１１」という）と平
面状部Ａを成形する上型１２（以下、「平面側オプティ
カル入子１２」という）とからなる。

【００１４】上記曲面側オプティカル入子１１は、図３
に示すように、ブロック状の本体１３と、この本体１３
の上面部を所定の幅Ｈで削ることで凹陥部として形成さ
れた、レンズ１０の曲面側を成形するための曲面部１４
と、レンズ１０の縁（図１に示す１０ａ）を形成するた
めの縁部１５と、後述する平面側オプティカル入子１２
の平面部１８の下面が嵌まり込み上記曲面側オプティカ
ル入子１１と、平面側オプティカル入子１２の位置合わ
せをする位置合せ部１６とからなる。

【００１５】一方、上記平面側オプティカル入子１２
は、ブロック状の本体１７と、この本体１７の下面に、
上記平面側オプティカル入子１２の曲面部１４等の幅Ｈ
よりも若干小さい幅ｈで形成され、上記レンズ１０の平
面状部Ａを形成するための平面部１８を有する。上記平
面部１８は、上記曲面側オプティカル入子１１の凹陥部
内に嵌挿され、上記位置合せ部１６と当接し、上記曲面
部１４および縁部１５と共に溶融樹脂が射出される空間
（キャビティ）を区画する。

【００１６】そして、上記曲面側オプティカル入子の位
置合せ部１６に設けられたゲート２１を介してこのキャ
ビティ内に溶融樹脂を射出し、この樹脂を冷却し固化さ
せることで上記レンズ１０を得ることができる。

【００１７】ところで、図２に示すように、上記平面側
オプティカル入子１２の平面部１８の上記レンズ１０の
平面状部Ａに対応する長さｌの部分は、正確にいえば平
面ではなく、例えば上記平面部１８の長さｌ＝７５ミリ
とすると、曲率半径ｒ＝約１００００ミリ以上の凹面と
して形成される。以下、この曲率半径ｒの決定の方法に
ついて、図１（ｂ）を参照して詳しく説明する。

【００１８】この曲率半径ｒの決定は、シュミレーショ
ンで行う。例えば、上記平面側オプティカル入子１２の
平面部１８を比較的精度の良い平面にした場合（曲率を
無限大にした場合）、成形されるレンズ１０の平面状部
Ａは、従来例で説明したように収縮によって図１（ｂ）
に一点鎖線で示すように凹部および凸部が生じたものと
なる。

【００１９】シュミレーションにより、この状態から平
面側オプティカル入子１２の平面部１８の曲率半径ｒを
段々と小さくして行くと、上記凹凸部の凹部の部分の占
める部分が小さくなり、最終的には、図に実線で示すよ
うに、凹部がなくなり凸部だけになる。この臨界の曲率
半径ｒを、この発明では、平面側オプティカル入子１２
の平面部１８の曲率半径ｒとして用いる。

【００２０】このようにして決定された曲率半径ｒは、
ｒ＝１００００ミリ以上と非常に大きなものとなる。こ
の平面側オプティカル入子１２で成形されるレンズ１０
（図１（ａ））の平面状部Ａは、正確にいえば平面では
ないが、曲率半径ｒが非常に大きいために、性能的には
光学設計で得られる平面と同じ特性が得られる。

【００２１】このような構成によれば、このレンズ１０
の平面状部Ａは一方の側にのみ湾曲し、従来例のように
部位により凹部または凸部となるということがないの
で、得られる性能はレーザビームの入射部位によらず略
均一化する。したがって、このレンズ１０に合わせるた
めの他の光学装置の調整も容易になる。したがって、非
常に扱いやすいレンズ１０となる。

【００２２】さらに、上記上型と下型（曲面側、平面側
オプティカル入子１１、１２）は、入り子式にし、かつ
位置合せ部を設けたので、このレンズ１０の曲面側と平
面状部Ａの光学軸とがずれてしまうということが有効に
防止される。

【００２３】なお、図４に示すように、補正レンズ１０
の縁部１０ａの平面状部Ａの角部に、図に示すような傾
斜部２０を設けても良い。この傾斜部２０があること
で、図６を引用して示す光学装置の小型化が図れる。

【００２４】すなわち、上記光学装置において、小形化
を図るには、図５（ａ）に示すように、上記ポリゴンミ
ラー３と第１の補正レンズ５の距離ｕを小さくすること
が必要である。しかし、この場合距離を短くしていく
と、上記補正レンズ５の縁部５ａが上記発光ユニット２
からのレーザビームＬの光路を妨げるということが考え
れる。

【００２５】しかし、図５（ａ）に示すように、傾斜部
２０を有するこの実施例のレンズ１０を用いれば、この
傾斜部２０の部分を通って上記レーザビームＬが上記ポ
リンゴンミラー３に達することができる。したがって、
従来例に比べて上記レンズ１０をポリゴンミラー３によ
り接近させることができる（ｕ´＜ｕ）からこの光学装
置の小形化をはかることができる効果がある。なお、こ
の発明は、上記一実施例に限定されるものではなく、発
明の要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。

【００２６】例えば、上記一実施例では、レーザビーム
プリンタに用いられるレンズ１０をこの発明のレンズ装
置の例として挙げたが、少なくとも一面側が平面状部で
構成されるレンズであれば、他の用途、例えば光学的測
定機等に用いられるものであっても良い。

【００２７】また、上記一実施例では、上記平面状部Ａ
を凸形状に形成したが、凹形状であっても同様の効果を
得ることができる。要は、上記平面状部Ａが全面に渡っ
て凹あるいは凸となるような形状であれば良い。さら
に、上記一実施例では、球面状部は曲面であったが、球
面でもよく、また非球面であっても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上のべたように、この発明のレンズ
は、射出成形で成形され、平面状部と球面状部からなる
レンズであって、上記平面状部は、全面に亘って凸ある
いは凹となるように形成されているものである。

【００２９】このような構成によれば、平面状部と球面
状部とから構成されるレンズであっても、平面状部に凹
凸が生じることがないので、入射光の入射位置によらず
出射光の性質が安定しかつ、扱い易いレンズを得ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はこの発明の一実施例を示す縦断面図、
（ｂ）は、平面状部の形状を拡大して示すグラフ。

【図２】同じく、射出成形用金型を示す縦断面図。

【図３】同じく、射出成形用金型を示す斜視図。

【図４】同じく、縁部の形状を示す斜視図。

【図５】（ａ）、（ｂ）は、同じく、レンズの配置を示
す概略構成図。

【図６】レーザビームプリンタに用いられる走査式光学
装置の内部構造を示す斜視図。

【図７】（ａ）は、従来例のレンズを示す縦断面図、
（ｂ）は、平面状部の形状を拡大して示すグラフ。

【符号の説明】

１０…レンズ、Ａ…平面状部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】射出成形で成形され、平面状部と球面状
部からなるレンズであって、上記平面状部は、全面に亘
って凸あるいは凹となるように形成されていることを特
徴とするレンズ。