JPH0429201A - 樹脂モールドレンズ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばレーザービームプリンタに使用される
コリメータレンズや光デイスク用のピックアップレンズ
等に用いられる樹脂モールドレンズに関するものである
。

「従来の技術」 例えば、レーザービームを走査して画像を記録するレー
ザービームプリンタ等においては、レーザービームを平
行光とするためのコリメータレンズが用いられている。

第８図は従来のレーザビームプリンタのレーザー走査装
置を概略的に示したものであり、画像信号により変調さ
れた半導体レーザー光源１から出射されるレーザービー
ムをコリメータレンズ２によって平行光とした後に、ポ
リゴンミラー３により偏向走査し、更に結像レンズ４に
より記録媒体５上に結像して主走査を行っている。

このようなレーザー走査装置に用いられているコリメー
タレンズ２は、例えば第９図に示すように複数のガラス
レンズ６ａ、６ｂ、６ｃ、精烹スペーサ７、抑え環ねじ
８及び鏡筒９等によって構成されユニット化されている
。

しかし、このように複数のガラスレンズ６８〜６ｃを組
合わせて構成したコリメータレンズユニットは、その組
立てに当って抑え環ねじ８のねじ締めトルクの厳格な管
理が必要であり、また玉押し加工などによる精密仕上加
工を要するため、大量生産には不向きである。そこで、
複数のレンズを用いる代りに屈折率分布型レンズを用い
ることによりレンズを単体化し、組立て工数を削減して
量産性を改善することも行われているが、この場合は組
立ては容易であるが、屈折率分布型レンズがガラスレン
ズよりも高価であるという欠点を有している。

一方、最近ではコリメータピックアップの小形軽量化及
びコストダウンの必要から、コリメータレンズをアクリ
ル又はポリカーボネイト系の合成樹脂で成型した樹脂モ
ールドレンズを使用することが試みられている。しかし
、コリメータレンズは光軸方向の位置変化つまりピント
ずれを厳格に抑える必要があるため、その鏡筒９はでき
る限り熱膨張率の低い材質を用いることが要求され、射
的には金属材料で造られている。

従って、アクリル又はポリカーボネイト系の樹脂で成型
した樹脂モールドレンズを用いた場合は、鏡筒９との間
に大きな熱膨張差を生ずることになる。例えば、アクリ
ルの熱膨張率は５〜９×１０−’ｃｍ／ｃｍ／’Ｃであ
るから、外径が１０ｍｍのアクリルレンズを用いた場合
、±４０℃の温度変化によってレンズの外径は２８μｍ
の寸法変化を生ずる。一方、これに鋼製の鏡筒を組合わ
せた場合に、鋼の熱膨張率は１．５ＸｌＯ−５ｃｍ／　
ｃ　ｍ　／　’Ｃであるから、鏡筒９の寸法は約６μｍ
変化する。従って、高温時にはアクリルレンズは約２２
μｍ圧縮され、逆に低温時には鏡筒９との間に約２２μ
ｍの隙間を生ずることになる。

［発明が解決しようとする課題］ このように、例えばコリメータレンズをアクリル又はポ
リカーボネイトなどの樹脂で成型した場合に、レンズと
鏡筒９との熱膨張率の差により、高温時にはレンズの変
形又は破壊を生じ、逆に低温時にはレンズと鏡筒９との
間に収縮差による隙間を生じて、レンズが軸方向に移動
しピント位置が狂ってしまうという問題がある。更に、
樹脂製レンズを接着固定する場合に、接着剤の有機溶剤
成分によってレンズが変質するとか、接着剤の不足によ
って剥離するとか、或いは接着剤が適量を超えた場合に
は、接着剤がレンズ面へ廻り込むなどの問題点がある。

本発明の目的は、樹脂モールドレンズと鏡筒との熱膨張
率の差によって生ずる圧縮やがたを吸収してレンズの光
学性機能を安定化し、かつ接着剤による弊害をも除去で
きるようにした樹脂モールドレンズを提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するために、本発明に係る樹脂モール
ドレンズにおいては、レンズ部の外周にレンズ固定部を
設け、該レンズ固定部を鏡筒へ取り付けるための弾性変
形可能なフック部を前記レンズ固定部の外方に延在した
ことを特徴とするものである。

［作用］ 上述の構成を有する樹脂モールドレンズは、鏡筒に収納
された状態では、フック部の弾性変形により、高温時に
鏡筒との熱膨張率の差によってレンズに加わる圧縮力を
吸収し、逆に低温時には鏡筒との間に生ずるがたを吸収
する。

［実施例］ 本発明を第１図〜第７図に図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本発明を適用したコリメータレンズのユニット
を示し、第２図はコリメータレンズ単体の正面図、第３
図は側面図である。アクリル又はポリカーボネイトなど
の合成樹脂で成形されたコノメータレンズ１１は、中央
部のレンズ部１２とその周りを囲む周辺部１３、及び周
辺部１３から実施例では四方向に放射状に延長されると
共に前方に稍々曲けられた弾性変形可能なフック部１４
とが一体に構成されている。このコリメータレンズ１１
を収納する鏡筒１５の内面には環状の凹溝１６が設けら
れ、この凹溝１６にコリメータレンズ１１のフック部１
４の各先端部が嵌合されている。なお、鏡筒１５の前端
部には適当な径を有する光学絞り１７が設けられており
、鏡筒１５の後方には半導体レーザー光源１８が配置さ
れている。

コリメータレンズ１１を鏡筒１５内に取り付ける際は、
コリメータレンズ１１のフック部１４をすぼめた状態で
鏡筒１５内に挿入して前方のＡ方向に押し込めば、フッ
ク部１４の先端部が凹溝１６に嵌合し、この嵌合後でも
フック部１４は弾性変形された状態にあるので、その弾
力によってコリメータレンズ１１は鏡筒１５内に固定さ
れる。ここで、鏡筒１５の内径をφＤ、コリメータレン
ズ１１の外径つまりフック部１４の先端部間をφｄ、コ
リメータレンズ１１の熱収縮量を△ｄｃ、鏡筒１５の熱
１５Ｉ縮量を△Ｄｃとして、φｄ〉φＤ−ΔＤｃ＋Δｄ
ｃ　　　　　＝ｉｌ）という条件にすれば、低温時にコ
リメータレンズ１１と鏡筒１５との間に隙間を生ずるこ
とがなく、コリメータレンズ１１の移動を回避すること
ができる。また、高温時にはコリメータレンズ１１が鏡
筒１５よりも熱膨張するため、鏡筒１５との間に圧縮応
力が発生してフック部１４に曲げモーメントＭが作用す
るが、これが材料の許容応力Ｏａを超えないようにフッ
ク部１４の長さ２、厚さｈ、幅すを選定すればよい。

材料力学の板ばねの理論式から、フック部１４の許容変
形量δａは、次の（２）式で表される。ただし、Ｅはヤ
ング率である。

δａ　　＝２１２”　　ｏａ　　／３ｈＥ　　　　　　
　−（２）そこで、高温時におけるコリメータレンズ１
１の外径φｄの熱膨張量をΔｄＨ，鏡筒１５の熱膨張量
を八〇〇とすると、 φｄ＋ΔｄＨ−（φＤ＋八〇へ）　＞δａ　−（３１と
なる。

これらの（１）〜（３）式の条件を満足するように、コ
リメータレンズ１１の外径φｄ及びフック部１４の形状
を選定すれば、低温時に生ずるコリメータレンズ１１と
鏡筒１５との隙間を無（すことができ、また高温時にコ
リメータレンズ１１に加わる圧縮力を回避することがで
きる。

第４図は第２の実施例を示し、この場合のコリメータレ
ンズ１１はレンズ部１２の周りにスカート状のフック部
１４’が一体に成形され、このフック部１４°には弾性
変形を容易にするためのスリット１９と、鏡筒１５への
挿入を案内するためのテーパ部２０が設けられ、またレ
ンズ部１２の周りには位置決め用の突き当て部２１が設
けられている。一方、鏡筒１５の内面にはコリメータレ
ンズ１１を収納するための凹溝２２が設けられ、この凹
溝２２の前側の溝壁面２３に前述の突き当て部２１が当
接し、かつ凹溝２２の後側の溝壁面２４にフック部１４
°の後端縁が係止されている。

鏡筒１５にコリメータレンズ１１を嵌め込むには、円筒
状の治具Ｐをフック部１４”の内部に挿入してコリメー
タレンズ１１を鏡筒１５内に矢印六方向に押し込めば、
突き当て部２１が溝壁面２３に当接し、かつフック部１
４°の後端縁を溝壁面２４に強制的に係止することがで
きる。この数台状態では、フック部１４′は直径方向に
も光軸方向にも弾力を保有しているから、コリメータレ
ンズ１１と鏡筒１５との間の熱膨張率の差による変形を
吸収することができる。また、構造的にコリメータレン
ズ１１の表側と裏側を明瞭に区別できるので、組立時に
コリメータレンズ１１の挿入方向を誤まることもない。

第５図は本発明の第３の実施例を示し、この場合に鏡筒
１５に収容されたコリメータレンズ１１は抑え環ねじ２
５により固定されている。ここで、鏡筒１５と抑え環ね
じ２５とを熱膨張率の低い材質で造ると、熱変形による
鏡筒１５と抑え環ねじ２５との隙間ΔＣ１の変化は極め
で小さくなり、またコリメータレンズ１１のフック部１
４の弾性変形によってコリメータレンズ１１自体の熱変
形を吸収することができ、径方向の変化を抑えることが
可能である。一方、軸方向の変化はコリメータレンズ１
１を鏡筒１５に突き当て、更に抑え瓜ねじ２５をコリメ
ータレンズ１１に突き当たるまでねじ込んで固定するこ
とにより規制することができる。

第６図、第７図は第４の実施例を示し、第６図はコリメ
ータレンズ１１を鏡筒１５に収納した状態を示し、第７
図はコリメータレンズ１１の原形を示す側面図である。

この実施例では、コリメータレンズ１１を射出成形する
ときに材料のゲート跡が残るという問題を回避するため
、各フック部１４の先端部に段差２６が設けられている
。

この場合に、コリメータレンズ１１を鏡筒１５内面の凹
溝２７に嵌合して取り付けているが、この状態では各フ
ック部１４の先端部と鏡筒１５内面との間に隙間ΔＣ２
が生ずるので、この隙間を利用してフック部１４を矢印
Ｈ方向に撓ませ、かつＪ方向に押し出すことによって鏡
筒１５からコリメータレンズ１１を取り出すことも可能
である。

更に、鏡筒１５の外周に各フック部１４を対向する位置
に通し孔２８を設け、ここから各フック部１４を撓ませ
ることによって、コリメータレンズ１１を取り外すこと
もできる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る樹脂モールドレンズは
、レンズ部の周りに一体に成形した弾性変形可能なフッ
ク部により、熱変形によるレンズの破壊やピントずれ等
を回避することができる。

また、レンズの鏡筒への組込みが極めて容易であり、部
品点数を減少できること等と相まって大幅にコストダウ
ンができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図〜第７図は本発明に係る樹脂モールドレンズ
の実施例を示し、第１図は第１の実施例の断面図、第２
図はレンズの原形の正面図、第３図はその側面図、第４
図は第２の実施例の断面図、第５区は第３の実施例の断
面図、第６図は第４の実施例の断面図、第７図はレンズ
の原形の側面図であり、第８図は従来のレーザービーム
プリンタのレーザー走査装置の斜視図、第９図は従来の
コリメータレンズユニットの断面図である。 符号ｌはコリメータレンズ、１２はレンズ部、１４はフ
ック部、１５は鏡筒、１６は凹溝、１７は光学絞り、１
９はスリット、２０はテーパ部、２１は突き当て部、２
２は凹溝、２３．２４は溝壁面、２５は抑え環ねじであ
る。 特許出願人　　キャノン株式会社 第１図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、レンズ部の外周にレンズ固定部を設け、該レンズ固
   定部を鏡筒へ取り付けるための弾性変形可能なフック部
   を前記レンズ固定部の外方に延在したことを特徴とする
   樹脂モールドレンズ。