JPS63155012A - 非球面レンズの取付方法 - Google Patents
非球面レンズの取付方法Info
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- JPS63155012A JPS63155012A JP61301347A JP30134786A JPS63155012A JP S63155012 A JPS63155012 A JP S63155012A JP 61301347 A JP61301347 A JP 61301347A JP 30134786 A JP30134786 A JP 30134786A JP S63155012 A JPS63155012 A JP S63155012A
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- JP
- Japan
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- lens
- temperature
- bimetals
- bimetal
- aspherical
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/022—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses lens and mount having complementary engagement means, e.g. screw/thread
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、レーザプリンタ等レーザビー１１により画像
形成を行なうものにおいて、レーザビームの集光を行な
う非球面レンズの取付方法の改良に関する。
形成を行なうものにおいて、レーザビームの集光を行な
う非球面レンズの取付方法の改良に関する。
（従来の技術）
複写機やプリンタ等画像形成装置にあっては像担持体で
ある感光体上に静電潜像を形成する手段として、近年レ
ーザビームを用いるものが多用されている。但しこのよ
うに画像形成装置にレーザビームを用いる場合、半導体
レーザ等レーザ発振装置から発振された光を一旦平行先
に集光する必要がある。このため一般にはいわゆるコリ
メータレンズと称される集光用のレンズが用いられてい
る。一方、通常の球面レンズにあってはレンズの中心付
近とレンズの周辺部とでは光の焦点がずれる球面収差を
生じ、１枚の球面レンズの場合にはレンズの部位により
光の屈折が異なり、焦点ボケを生じるので、これを補正
するため凹レンズあるいは凸レンズを何枚も組み合わせ
る事により球面収差を除去している。そしてレーザビー
ムを集光するためのコリメータレンズにあっても、その
球面収差を除去するため、従来は、少なくとも３枚以上
の凹凸球面レンズを組み合わせたものから構成されてい
る。
ある感光体上に静電潜像を形成する手段として、近年レ
ーザビームを用いるものが多用されている。但しこのよ
うに画像形成装置にレーザビームを用いる場合、半導体
レーザ等レーザ発振装置から発振された光を一旦平行先
に集光する必要がある。このため一般にはいわゆるコリ
メータレンズと称される集光用のレンズが用いられてい
る。一方、通常の球面レンズにあってはレンズの中心付
近とレンズの周辺部とでは光の焦点がずれる球面収差を
生じ、１枚の球面レンズの場合にはレンズの部位により
光の屈折が異なり、焦点ボケを生じるので、これを補正
するため凹レンズあるいは凸レンズを何枚も組み合わせ
る事により球面収差を除去している。そしてレーザビー
ムを集光するためのコリメータレンズにあっても、その
球面収差を除去するため、従来は、少なくとも３枚以上
の凹凸球面レンズを組み合わせたものから構成されてい
る。
しかしながらこのような装置にあっては多数のレンズを
必要とすると共に各レンズを一体的に成形する際高い組
立精度を要求され、ひいては製造コストが上昇されると
いう欠点を有している。このため近年球面収差の無い単
レンズとして、レンズ断面が放物線形状あるいは双曲線
形状の非球面レンズが開発されているが、この非球面レ
ンズにあっては、その形状が特殊である事から、材質が
ガラスである場合従来の自動研摩技術を適用出来ず、手
作業研摩による事から量産性、コスト的に実用性に欠け
る市から材質をプラスチックとし、プレス加工したもの
が実用化されている。
必要とすると共に各レンズを一体的に成形する際高い組
立精度を要求され、ひいては製造コストが上昇されると
いう欠点を有している。このため近年球面収差の無い単
レンズとして、レンズ断面が放物線形状あるいは双曲線
形状の非球面レンズが開発されているが、この非球面レ
ンズにあっては、その形状が特殊である事から、材質が
ガラスである場合従来の自動研摩技術を適用出来ず、手
作業研摩による事から量産性、コスト的に実用性に欠け
る市から材質をプラスチックとし、プレス加工したもの
が実用化されている。
しかしながらこのような非球面プラスチックレンズにあ
っては、３枚構成からなる球面ガラスレンズに比し、球
面レンズの球面収差に相当する波面収差が優れてはいる
ものの、その材質による特性として温度変化による熱膨
張を生じ、屈折率が変化する事から、その焦点位置が移
動しその集光率が劣下され、ひいては、形成された画像
の画質が劣下されるという問題を有している。
っては、３枚構成からなる球面ガラスレンズに比し、球
面レンズの球面収差に相当する波面収差が優れてはいる
ものの、その材質による特性として温度変化による熱膨
張を生じ、屈折率が変化する事から、その焦点位置が移
動しその集光率が劣下され、ひいては、形成された画像
の画質が劣下されるという問題を有している。
（発明が解決しようとする問題点）
従来は、非球面プラスチックレンズが熱膨張する事から
、温度変化によりその焦点位置が移動し、レーザビーム
の集光率が変動され、レーザビームを用いて形成された
画像にばらつきを生じ、画質の劣下を生じている。
、温度変化によりその焦点位置が移動し、レーザビーム
の集光率が変動され、レーザビームを用いて形成された
画像にばらつきを生じ、画質の劣下を生じている。
そこで本発明は上記欠点を除去するもので、周囲の温度
変化により熱膨張を生ずるにもかかわらず、その焦点位
置の移動による集光性の変動を防止し、画質の向上を図
る事が出来る非球面レンズの取付方法を提供する事を目
的とする。
変化により熱膨張を生ずるにもかかわらず、その焦点位
置の移動による集光性の変動を防止し、画質の向上を図
る事が出来る非球面レンズの取付方法を提供する事を目
的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記問題点を解決するために、温度変化により
非球面レンズを移動させるためのバイメタルを設けるも
のである。
非球面レンズを移動させるためのバイメタルを設けるも
のである。
（作用）
本発明は上記手段により、熱膨張による非球面レンズの
焦点位置の移動に応じ、バイメタルにより非球面レンズ
を移動する事により、非球面レンズの集光特性の変動を
防止し、画質の向上を図るものである。
焦点位置の移動に応じ、バイメタルにより非球面レンズ
を移動する事により、非球面レンズの集光特性の変動を
防止し、画質の向上を図るものである。
（実施例）
以下この発明の一実施例を第１図及び第２図を参照しな
がら説明する。レーザビームを発振するレーザダイオー
ド（ｌＯ）を収納するハウジング（１１）には、周囲が
ハウジング（１１）に固定される円板型の２枚のバイメ
タル（１２）、 （１３）の内径部分により両面を挟持
される非球面のアクリルレンズ（１４）が。
がら説明する。レーザビームを発振するレーザダイオー
ド（ｌＯ）を収納するハウジング（１１）には、周囲が
ハウジング（１１）に固定される円板型の２枚のバイメ
タル（１２）、 （１３）の内径部分により両面を挟持
される非球面のアクリルレンズ（１４）が。
移動可能に設けられている。ここで一般に第３図に示す
ような円板型バイメタル（１６）にあっては、その可動
部の変位りは〔第］式〕によって表わされ、温度差に比
例している。
ような円板型バイメタル（１６）にあっては、その可動
部の変位りは〔第］式〕によって表わされ、温度差に比
例している。
但し、［Ｋ）は定数、〔ΔＴ〕は温度差、（ｄ、）は円
板型バイメタル（１６）の外径、ｃｄ２〕は円板型バイ
メタル（１６）の内径、〔シ〕は円板型バイメタル（１
６）の厚さである。
板型バイメタル（１６）の外径、ｃｄ２〕は円板型バイ
メタル（１６）の内径、〔シ〕は円板型バイメタル（１
６）の厚さである。
一方、バイメタル（１２）、 （１３）はＮｉＣｒＦｅ
−３６ＮｉＦｅ にッケルクロム鋼−ニッケルｍ）から
なり、 その定数に＝１４．２Ｘ１０−’／℃、外径ｄ
、＝１７〔ｍ〕、内径ｄ２＝１０１：ｎｖｎ）、厚さΔ
ｔ＝０．３（ｎｏ）とされ、例えば温度差〔ΔＴ〕が２
０（ｄｅｇ）とされると、その可動部である内径位置に
おける変位は〔第１式〕により とされる。更にアクリルレンズ（１４）は膨張係数５Ｘ
ＩＯ−’／℃のアクリルからなり、直径６〔ｍ〕で。
−３６ＮｉＦｅ にッケルクロム鋼−ニッケルｍ）から
なり、 その定数に＝１４．２Ｘ１０−’／℃、外径ｄ
、＝１７〔ｍ〕、内径ｄ２＝１０１：ｎｖｎ）、厚さΔ
ｔ＝０．３（ｎｏ）とされ、例えば温度差〔ΔＴ〕が２
０（ｄｅｇ）とされると、その可動部である内径位置に
おける変位は〔第１式〕により とされる。更にアクリルレンズ（１４）は膨張係数５Ｘ
ＩＯ−’／℃のアクリルからなり、直径６〔ｍ〕で。
断面が放物線状とされ、温度上昇により熱膨張し、レー
ザビームの屈折率が変化され、ひいては焦点位置が変位
されるが、この変位は温度差に比例し、実験によれば、
２０（ｄｅｇ］の温度上昇により、その焦点位置は約４
４〔μｍ〕変位される。又（１７）はハウジング（１０
）内で２枚のバイメタル（１２）、 （１３）の間を連
結する円筒状のスペーサ（１８）はレーザダイオ−Ｆ（
１０）をハウジング（１１）に取着するための円筒部材
、（２０）はスペーサ（１７）により連結される２枚の
バイメタル（１２）、 （１３）をハウジング（１１）
に固定する固定部材である。しかして通常の室温状態に
あっては、バイメタル（１２）、 （１３）は変形され
ず平板状に保持され本体（図示せず）のプリント開始に
よりアクリルレンズ（１４）の焦点位置に相当する位置
に設けられるレーザダイオード（１０）より発振された
レーザビームは、平板状のバイメタル（１２）。
ザビームの屈折率が変化され、ひいては焦点位置が変位
されるが、この変位は温度差に比例し、実験によれば、
２０（ｄｅｇ］の温度上昇により、その焦点位置は約４
４〔μｍ〕変位される。又（１７）はハウジング（１０
）内で２枚のバイメタル（１２）、 （１３）の間を連
結する円筒状のスペーサ（１８）はレーザダイオ−Ｆ（
１０）をハウジング（１１）に取着するための円筒部材
、（２０）はスペーサ（１７）により連結される２枚の
バイメタル（１２）、 （１３）をハウジング（１１）
に固定する固定部材である。しかして通常の室温状態に
あっては、バイメタル（１２）、 （１３）は変形され
ず平板状に保持され本体（図示せず）のプリント開始に
よりアクリルレンズ（１４）の焦点位置に相当する位置
に設けられるレーザダイオード（１０）より発振された
レーザビームは、平板状のバイメタル（１２）。
（１３）により挟持されるアクリルレンズ（１４）によ
り平行光に集光され、図示しないビームコンプレッサ等
を介しポリゴンミラーに反射され感光体（図示せず）に
照射され潜像を形成する）１（となる。次いでアクリル
レンズ（１４）周辺で温度上昇を生じると、その温度に
より、アクリルレンズ（１４）は次第に膨張されその焦
点位置が変位されるが、この時同時にバイメタル（１２
）、 （１３）もその温度により変形され、その最大可
動部である内径部分に挟持されるアクリルレンズ（１４
）はバイメタル（１２）、 （１３）の内径部分の変位
に従いハウジング（１１）内をスライドされる。即ち２
０（ｄｅｇ）の温度上昇を生じたとすると、アクリルレ
ンズ（１４）の焦点位置が約４４〔μｍ〕変位されるの
に対し、バイメタル（１２） 、 （１３）の内径部分
即ちアクリルレンズ（１４）が約４４．７（ｍ）スライ
ドされる。従って温度上昇によるアクリルレンズ（１４
）の焦点位置の変位は、ハウジング（１１）内でのアク
リルレンズ（１４）のスライドによりほぼ補償される事
となる。但しここでアクリルレンズ（１４）の焦点位置
の変位と、バイメタル（１２）、 （１３）の変化に多
少のズレが生じうるが、これはバイメタル（１２）、
（１３）の製造精度である±５％以外は微少に押えるこ
とが可能である。そしてレーザダイオード（ｌＯ）から
アクリルレンズ（１４）迄の距離は。
り平行光に集光され、図示しないビームコンプレッサ等
を介しポリゴンミラーに反射され感光体（図示せず）に
照射され潜像を形成する）１（となる。次いでアクリル
レンズ（１４）周辺で温度上昇を生じると、その温度に
より、アクリルレンズ（１４）は次第に膨張されその焦
点位置が変位されるが、この時同時にバイメタル（１２
）、 （１３）もその温度により変形され、その最大可
動部である内径部分に挟持されるアクリルレンズ（１４
）はバイメタル（１２）、 （１３）の内径部分の変位
に従いハウジング（１１）内をスライドされる。即ち２
０（ｄｅｇ）の温度上昇を生じたとすると、アクリルレ
ンズ（１４）の焦点位置が約４４〔μｍ〕変位されるの
に対し、バイメタル（１２） 、 （１３）の内径部分
即ちアクリルレンズ（１４）が約４４．７（ｍ）スライ
ドされる。従って温度上昇によるアクリルレンズ（１４
）の焦点位置の変位は、ハウジング（１１）内でのアク
リルレンズ（１４）のスライドによりほぼ補償される事
となる。但しここでアクリルレンズ（１４）の焦点位置
の変位と、バイメタル（１２）、 （１３）の変化に多
少のズレが生じうるが、これはバイメタル（１２）、
（１３）の製造精度である±５％以外は微少に押えるこ
とが可能である。そしてレーザダイオード（ｌＯ）から
アクリルレンズ（１４）迄の距離は。
変位されたアクリルレンズ（１４）の焦点距離に相当し
、レーザダイオード（１０）より発振されたレーザビー
ムは、アクリルレンズ（１４）により平行光に集光され
、図示しないビームコンプレッサやポリゴンミラー等を
介し感光体に照射されＰｆａ像を形成する巷となる。
、レーザダイオード（１０）より発振されたレーザビー
ムは、アクリルレンズ（１４）により平行光に集光され
、図示しないビームコンプレッサやポリゴンミラー等を
介し感光体に照射されＰｆａ像を形成する巷となる。
このように構成すれば、温度上昇によるアクリルレンズ
（１４）の屈折率の変化及び熱膨張により、アクリルレ
ンズ（１４）の焦点位置が変位されるにもかかわらず焦
点位置の変位に相当する距離だけ、アクリルレンズ（Ｉ
４）がハウジング（１１）内でスライドされる事から、
レーザダイオード（１０）によるレーザビームは、常に
アクリルレンズ（１４）の焦点に位置され、温度の変動
にかかわらず、レーザビームはアクリルレンズ（１４）
により確実に平行光に集光され、従来のように焦点位置
の変位により集光率が劣下され、ひいては画質の低下を
招くという事が無く、鮮明で良質の画像を得る事が出来
る。
（１４）の屈折率の変化及び熱膨張により、アクリルレ
ンズ（１４）の焦点位置が変位されるにもかかわらず焦
点位置の変位に相当する距離だけ、アクリルレンズ（Ｉ
４）がハウジング（１１）内でスライドされる事から、
レーザダイオード（１０）によるレーザビームは、常に
アクリルレンズ（１４）の焦点に位置され、温度の変動
にかかわらず、レーザビームはアクリルレンズ（１４）
により確実に平行光に集光され、従来のように焦点位置
の変位により集光率が劣下され、ひいては画質の低下を
招くという事が無く、鮮明で良質の画像を得る事が出来
る。
尚本発明は上記実施例に限定されず種々設計変更可能で
あり、例えば、非球面レンズの焦点位置の変位景に応じ
て、その変位を補償出来るものであれば、バイメタルの
材質や大きさ等任意であるし、非球面レンズを充分移動
可能であれば、実施例のようにバイメタルは２枚使用す
る事無く、１枚であっても良い。
あり、例えば、非球面レンズの焦点位置の変位景に応じ
て、その変位を補償出来るものであれば、バイメタルの
材質や大きさ等任意であるし、非球面レンズを充分移動
可能であれば、実施例のようにバイメタルは２枚使用す
る事無く、１枚であっても良い。
以上説明したように本発明によれば、レーザビームの集
光レンズとして、′！５造容易で、複数枚のレンズを組
合わせる球面ガラスレンズに比し高い組立精度を要求さ
れる事が無く、低価格化を図るｊＪｃが出来る単一の非
球面プラスチックレンズを使用する際、温度上昇により
非球面プラスチックレンズが熱膨張し、その焦点位置が
変位しても、バイメタルにより非球面プラスチックレン
ズ自身が移動され焦点位置の変位が補償されるので、温
度変化によってもレーザビームの集光率が低下される事
が無く、レーザビームを有効に集光出来ひいては良質で
鮮明な画像を得る事が出来る。
光レンズとして、′！５造容易で、複数枚のレンズを組
合わせる球面ガラスレンズに比し高い組立精度を要求さ
れる事が無く、低価格化を図るｊＪｃが出来る単一の非
球面プラスチックレンズを使用する際、温度上昇により
非球面プラスチックレンズが熱膨張し、その焦点位置が
変位しても、バイメタルにより非球面プラスチックレン
ズ自身が移動され焦点位置の変位が補償されるので、温
度変化によってもレーザビームの集光率が低下される事
が無く、レーザビームを有効に集光出来ひいては良質で
鮮明な画像を得る事が出来る。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示し第１図は
そのアクリルレンズの断面図、第２図はその断面図、第
３図は一般の円板型バイメタルを示す説明図である。 １０・・・レーザダイオード １１・・ハウジング１
２、１３・・・バイメタル １４出アクリルレンズ１
６°゛°円板型バイメタル １７・・・スペーサ代理
人 弁理士 井 上 −男 ｆＯｔ／１７ 第２図 第 ３ 図
そのアクリルレンズの断面図、第２図はその断面図、第
３図は一般の円板型バイメタルを示す説明図である。 １０・・・レーザダイオード １１・・ハウジング１
２、１３・・・バイメタル １４出アクリルレンズ１
６°゛°円板型バイメタル １７・・・スペーサ代理
人 弁理士 井 上 −男 ｆＯｔ／１７ 第２図 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザビームを用い画像形成を行なうものにおいて
、前記レーザビームを集光する非球面レンズをバイメタ
ルの可動部と連動するようにした事を特徴とする非球面
レンズの取付方法。 ２、バイメタルの可動部の移動範囲が、温度変化による
非球面レンズの焦点位置の移動範囲に相当する事を特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の非球面レンズの取付
方法。 ３、バイメタルが円板型である事を特徴とする特許請求
の範囲第１項又は第２項のいづれかに記載の非球面レン
ズの取付方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301347A JPS63155012A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 非球面レンズの取付方法 |
| US07/134,973 US4861137A (en) | 1986-12-19 | 1987-12-14 | Mounting device for a resin lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61301347A JPS63155012A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 非球面レンズの取付方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63155012A true JPS63155012A (ja) | 1988-06-28 |
Family
ID=17895774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61301347A Pending JPS63155012A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 非球面レンズの取付方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4861137A (ja) |
| JP (1) | JPS63155012A (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0610917U (ja) * | 1992-07-17 | 1994-02-10 | 旭光学工業株式会社 | レーザ光学系ユニット |
| JP2003536029A (ja) * | 2000-06-07 | 2003-12-02 | エスケイエフ フランス | 計測機能付ころがり軸受装置 |
| JP2016521864A (ja) * | 2013-05-27 | 2016-07-25 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デル・アンゲヴァンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン | 橋渡し部材を備える光学構造およびその製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4861137A (en) | 1989-08-29 |
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