JPH10161017A - プラスチックレンズ - Google Patents

プラスチックレンズ

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JPH10161017A
JPH10161017A JP32165496A JP32165496A JPH10161017A JP H10161017 A JPH10161017 A JP H10161017A JP 32165496 A JP32165496 A JP 32165496A JP 32165496 A JP32165496 A JP 32165496A JP H10161017 A JPH10161017 A JP H10161017A
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JP
Japan
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lens
width
optical surface
thickness
plastic
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Pending
Application number
JP32165496A
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English (en)
Inventor
Shingo Aoki
真吾 青木
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚さの薄いレンズにおいてもレンズの端部の
厚さを確保し、光学面内に内部歪みの少ないプラスチッ
ク製f・θレンズを提供する。 【解決手段】 プラスチックレンズ6は入射面6b、出
射面6aのいずれもが凸形状を有すると共に、レーザー
入射側の主走査方向光学面幅S1とレーザー出射側の主
走査方向光学面幅S2が異なる、レーザー入射側の主走
査方向光学面幅S1<レーザー出射側の主走査方向光学
面幅S2とするとともに、入射側の主走査方向光学面幅
1と出射側の主走査方向光学面幅S2の関係を、1<S
2/S1<1+Tc/Lを満たすものとする。ただし、T
c:レンズ中心厚さ、L:ポリゴンミラー反射面からビ
ーム入射面レンズまでの距離とする。このレンズ6は略
凸形状であり、主走査方向において入射側光学面幅6b
を出射側光学面幅6aより小さく形成することによっ
て、その分レンズ端部6tの厚さtを厚くすることがで
き、薄型のプラスチックレンズであるが光学面内に歪み
のないプラスチック製レンズとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はLBP、デジタル複
写機等のレーザー光偏光光学系に用いられるプラスチッ
クレンズに係り、特に射出成形時における内部歪を防止
したプラスチックレンズに関する。
【0002】
【従来の技術】レーザープリンタやデジタル複写機にお
いては、帯電された円筒状の感光体の表面を、光ビーム
によって平行に走査しながら選択的に照射して除電し、
感光体表面に静電潜像を形成している。感光体表面の静
電潜像は現像装置によってトナー像に顕像化され、この
トナー像を記録用紙に転写することにより印刷が実行さ
れる。ここで、光ビームが感光体の表面を走査するため
の走査光学系は、半導体レーザ等の光ビーム発生手段に
よりビームを発光させ、これを線像に集光するシリンド
リカルレンズと、線像を偏光する偏光器と、偏光器によ
り偏光走査された光ビームを感光体の表面にスポットと
して結像すると共に、光ビームの感光体表面走査速度を
一定に保つ機能をもつf・θレンズなどから構成され
る。
【0003】感光体表面のスポットは、円筒状感光体表
面をその軸線にそって平行に移動して主走査が行われる
とともに、感光体が回転することによって副走査が行わ
れる。これによって、感光体表面に静電潜像が形成され
印刷が行われる。このような走査光学系のf・θレンズ
は、プラスチックレンズを用いることによりコスト低減
や小型化を図っている。
【0004】ここで、プラスチックレンズ成形において
は、成形時におけるレンズ内部歪みによる光学性能の悪
化が問題となっている。内部歪み対策として、たとえ
ば、レンズにリブを設けて長手方向断面積を均一化し、
冷却速度差をなくすことによって歪み発生を押さえる
(特開平5−188285号公報参照)方法、厚さ方向
にニガシ部を設けることによって光学有効面内での歪み
の発生を防止する(特開平5−93804号公報参照)
などが提案されている。しかし、これらの方法はいたず
らにレンズ形状を複雑にするため、現実的ではなかっ
た。
【0005】さらに、どうしても歪み発生を防止出来な
い場合におけるレンズの歪みの影響を少なくする方法と
して、2枚のプラスチックレンズのゲート部を逆向きに
配置して内部歪みの影響低減をはかる提案が、特開平6
−347713号公報に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本出願人の実験によれ
ば、レンズ内部の歪み対策として、レンズ端部の厚さを
厚くして、成形時に発生する内部歪みを端部内に押さえ
込むことにより、光学面内での歪みの発生を防止し、光
学性能の悪化を防止する手法がもっとも効果的であるこ
とがわかった。この方法はレンズ形状を複雑化すること
なく、歪みのないレンズを容易に得ることができる。し
かし、最近ではプラスチックレンズの高機能化、および
サイクルタイムの短縮化を図って、レンズの薄肉化が進
んでいる。そして、レンズの薄肉化に伴い、レンズ端部
の厚さも薄くなってきており、歪み発生位置をレンズ端
部に追い込むことが困難となっている。そこで、本発明
は厚さの薄いレンズにおいてもレンズの端部の厚さを確
保し、光学面内に内部歪みの少ないプラスチック製f・
θレンズを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のプラスチックレンズは入射面、出射面の
いずれもが凸形状を有すると共に、レーザー入射側の主
走査方向光学面幅S1とレーザー出射側の主走査方向光
学面幅S2が異なる構成を具備する。また、入射側の主
走査方向光学面幅S1と出射側の主走査方向光学面幅S2
の関係は以下の式を満たすものとする。 1<S2/S1<1+Tc/L ただし、 Tc:レンズ中心厚さ L:ポリゴンミラー反射面からビーム入射面レンズまで
の距離
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳述する。図1はLBP、デジタル複写機の走査光
学系の概要構成を示す平面図である。走査装置は光源
1、コリメータレンズ2、ポリゴン前結像光学系3、偏
向器4、f・θ光学系8(第1レンズ5、第2レンズ
6)、被走査体7で構成されている。光源1は、図面に
示す形態では半導体レーザーよりなっており、光源1か
らの光ビーム9は、発散光として出射される。コリメー
タレンズ2は、発散光として入射した光ビーム9をコリ
メートしてほぼ平行光束にするとともに、その光軸方向
の位置調整によって、主走査面で被走査体7の走査面上
に光ビーム9を収束させるためのピント調整を行なう。
ポリゴン前結像光学系3は、この実施の形態ではシリン
ドリカルレンズからなり、副走査面内でパワーを持ち、
光ビーム9を偏向器における反射鏡4a上に、一度収束
させる。
【0009】このとき、ポリゴン前結像光学系3のシリ
ンドリカルレンズは走査面内ではパワーを持たないの
で、反射鏡4a上で光ビーム9は主走査面内に沿った線
像となる。偏向器の多面反射鏡4aはスキャナモータに
よって回転し、反射面4aの角度が変わることによって
光ビーム9を偏向させる。光ビーム9は偏向器4の回転
軸に垂直な平面(主走査面)内で偏向走査され、光源1
からポリゴン前光学系3までは、その光軸が主走査面内
にあるように配置されている。
【0010】f・θ光学系8は最終的に光ビーム9を被
走査体7の被走査面上の一点に収束させる作用を持つと
ともに、副走査面において偏向器の反射鏡4aと被走査
体7の被走査面とが共役関係になるように調整すること
で、反射鏡4aの倒れ誤差を補正する機能を持ってい
る。被走査体7は、たとえば、レーザプリンタなどでは
感光ドラムがこれに担当し、光ビーム9で信号を露光さ
せる。
【0011】f・θ光学系8は、1枚あるいは複数枚の
プラスチックレンズ、またはガラスレンズとプラスチッ
クレンズの組み合わせで構成されている。f・θ光学系
8は偏向器4により偏向された光ビーム9を、被走査体
7の被走査面に一様なスポットを形成しつつ、主走査方
向に一定速度で走査する。さらに、f・θ光学系8は偏
向器4の各反射鏡4aの副走査方向の傾きを補正する機
能を持っている。したがって、光源1からでた光ビーム
はコリメータレンズ2、ポリゴン前結像光学系3を通
り、偏向器4の回転により反射鏡4aで偏向され、ポリ
ゴン後結像光学系(f・θ光学系)8によって集光され
被走査体7の表面(感光面)に照射される。
【0012】ここで、ポリゴン後結像光学系において用
いられるf・θレンズの従来例を図3により説明する。
図に示すf・θレンズ60はレンズ主走査方向のビーム
入射側光学面6bの幅S1と、出射面側光学面6aの幅
2が等しく設計されている。このレンズ60の場合、
入射面と出射面との極率を変更しないでレンズ中央部の
肉厚Tcを小さくすると、レンズ端部の肉厚tも小さく
なってしまい、レンズ端部に歪みを集中させることが難
しかった。
【0013】図2は本発明のプラスチックレンズの斜視
図である。このプラスチックレンズ6は主走査方向にお
ける入射側光学面3bの幅S1を、出射側光学面3aの
幅S2よりも小さく構成している。この構成により、レ
ンズ端部の肉厚tをより厚くとることができる。ここ
で、レンズ6の入射側光学面3bの幅S1と,出射側光
学面3aの幅S2との関係を図4により説明する。ここ
では便宜上レンズ6の走査方向に垂直な方向の上部にお
いて説明する。ポリゴンミラー4から入射側光学面3b
の距離をLとし、偏光角度をθとする。入射側光学面3
bの幅S1は S1=L×tanθ 式1 となる。出射側光学面3aの幅S2は S2<(L+t)×tanθ 式2 となる。
【0014】そこで、式2より、 S2<L・tanθ+t・tanθ S1に式1をあてはめると、 S2<S1+t・tanθ よって、 S2/S1<1+t・tanθ/S1 式3 S2/S1<1+t/L ここで、凸形状レンズにおいては、t<Tcの関係とな
っているので、式3は S2/S1<1+t/L<1+Tc/L 式4 となる。
【0015】さらに、このプラスチックレンズの走査光
学系において、 S2>S1 となっていることから、
2/S1>1の関係が成り立つ。よって、このときのレ
ンズ6の入射側光学面3bの幅S1と,出射側光学面3
aの幅S2との関係は、 1<S2/S1<1+Tc/L 式5 となる。
【0016】(作用)上記のように、従来のプラスチッ
クレンズ60は主走査方向において入射側光学面幅6b
と出射側光学面幅6aが等しく設計されているが、本発
明によるプラスチックレンズ6では、主走査方向におい
て入射側光学面幅3bを出射側光学面幅3aより小さく
形成されている。さらにこのレンズ6は略凸形状である
から、光学面幅3bを短くとることによって、その分レ
ンズ端部6tの厚さtを厚くすることができる。このよ
うに、レンズ中央部での肉厚Tcが薄くなってもレンズ
端部6tの厚さtを十分確保することができ、成形時に
おけるレンズ内部歪みをレンズ端部に追い込むことが可
能となる。従って、このプラスチックレンズ6は薄型の
プラスチックレンズであるが光学面内に歪みのないプラ
スチック製レンズとなる。
【0017】
【実施例】本発明の実施例を図5,図6に示すプラスチ
ックレンズにより説明する。 実施例1(図5参照) 図5(a),(b)に示すプラスチックレンズ600
a、600bは入射面20b,30bの曲率半径を42
3mm、出射面20a,30aの曲率半径を440.1
17mmとし、中央部肉厚Tcを20mmとした球面レ
ンズである。このレンズは光学設計上ポリゴンミラー反
射面からの距離Lを115mmとする。上記の条件にお
いて、(a)に示すプラスチックレンズ600aは、レ
ンズ光学面幅S1,S2が168mmに対し、端部肉厚t
は3.538mmとなる。同条件において、(b)に示
すプラスチックレンズ600bの端部肉厚tをみる。プ
ラスチックレンズ600bは、1<S2/S1<1+Tc
/Lを満足させ、入射光面幅S1<出射光面幅S2
し、出射光面幅S2=168mmに対し、レンズの入射
光面幅S1=162mmとした。 S2/S1=168/162=1.037 Tc=20、L=115 より、1+Tc=1.174
となり、このレンズは、 1<S2/S1<1+Tc/
L の関係を満足している。
【0018】そして、このプラスチックレンズ600b
のレンズ端部肉厚tはt=4.135mm となった。
すなわち、本発明のプラスチックレンズ600bの端部
の厚さtと、従来のプラスチックレンズ600aの端部
の厚さtとの変化量△tは 変化量△t=4.135ー3.538=0.597mm となり、端部の厚さtを0.597mm厚くすることが出
来る。このように、プラスチックレンズ600bは従来
のレンズに対して中央部厚さTcは変えることなく端部
肉厚tを0.597mm厚くすることができた。
【0019】実施例2(図6参照) 図6(a),(b)に示すプラスチックレンズ650
a、650bは入射面25b,35bの曲率半径を57
8.820mm、出射面25a,35aの曲率半径を4
31.773mmとし、中央部肉厚Tcを20mmとし
た球面レンズである。このレンズは光学設計上ポリゴン
ミラー反射面からの距離Lを135mmとする。
【0020】上記の条件において、(a)に示すプラス
チックレンズ650aは、レンズ光学面幅S1,S2が1
68mmに対し、端部肉厚tは5.622mmとなる。
同条件において、(b)に示すプラスチックレンズ65
0bの端部肉厚tをみる。プラスチックレンズ650b
は、入射光面幅S1<出射光面幅S2とし、出射光面幅S
2=168mmに対し、レンズの入射光面幅S1=162
mmとした。 S2/S1=168/162=1.037 Tc=20、L=135 より、1+Tc=1.148
となり、このレンズは、 1<S2/S1<1+Tc/
L の関係を満足している。そして、このプラスチック
レンズ650bのレンズ端部肉厚はt=6.054mm
となる。すなわち、本発明のプラスチックレンズ65
0bの端部の厚さtと、従来のプラスチックレンズ65
0aの端部の厚さtとの変化量△tは 変化量△t=6,054ー5.622=0.432mmm となり、端部の厚さtを0.432mm厚くすることが出
来る。
【0021】このように、プラスチックレンズ650b
は従来のレンズに対して中央部厚さTcは変えることな
く端部肉厚tを0.432mm厚くすることができた。
なお、上記実施例は球面レンズの例を示しているが、球
面レンズの他にもトーリック面、軸対称非球面、非軸対
称非球面あるいはこれらの面の組み合わせレンズに関し
ても本発明は適用可能である。
【0022】
【発明の効果】上記具体例に示すように、本発明のプラ
スチックレンズは、レンズ形状を複雑化させることな
く、容易にレンズ端部厚を確保している。これによっ
て、レンズ内部歪みをレンズ端部に追い込むことがで
き、レンズ中心厚さが薄くなってもレンズ光学面内での
歪み発生を押さえることが可能となり、歪みの影響のな
いプラスチックレンズを容易かつ安価に提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 走査光学系概略図。
【図2】 本発明によるプラスチックf・θレンズ概略
図。
【図3】 従来のプラスチックf・θレンズ概略図。
【図4】 走査光学系におけるS1、S2、L、Tcの関
係の説明図。
【図5】 実施例1によるプラスチックレンズの説明
図。
【図6】 実施例2によるプラスチックレンズの説明
図。
【符号の説明】
1 光源、 2 コリメータレンズ、 3 シリンダレ
ンズ、 4 ポリゴンミラー、 5 f・θレンズ1、
6 f・θレンズ2、 6a 出射側光学面、 6b
入射側光学面、 6t 端部、 9 光ビーム。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LBP、デジタル複写機等のレーザー光
    偏光走査光学系に用いられるプラスチックレンズにおい
    て、 プラスチックレンズは入射面、出射面のいずれも凸形状
    を有すると共に、レーザー光走査方向において、レーザ
    ー光入射側光学面幅とレーザー光出射側光学面幅が異な
    ることを特徴とするプラスチックレンズ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のプラスチックレンズにお
    いて、入射側光学面幅と出射側光学面幅は以下の関係を
    満たすよう構成されてなるプラスチックレンズ。 1<S2/S1<1+Tc/L ただし、 S1:入射側光学面幅 S2:出射側光学面幅 Tc:レンズ中心厚さ L:ポリゴンミラー反射面からレンズのレーザー光入射
    側光学面までの距離
JP32165496A 1996-12-02 1996-12-02 プラスチックレンズ Pending JPH10161017A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32165496A JPH10161017A (ja) 1996-12-02 1996-12-02 プラスチックレンズ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020062426A (ko) * 2001-01-20 2002-07-26 삼성전자 주식회사 광주사 광학 장치
JP2007047749A (ja) * 2005-08-05 2007-02-22 Toshiba Corp 光走査装置、画像形成装置及びレンズ
KR20170000087A (ko) * 2015-06-23 2017-01-02 엘지이노텍 주식회사 광학 렌즈 및 이를 구비한 발광 모듈

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20040427

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02