(57)【要約】【課題】金型からの離型時に生じるレンズの中央部における変形を防止し、適正に長尺の光学レンズを製造すること。【解決手段】長手方向における断面形状がメニスカス形状であるレンズ部１７Ａと、レンズ部１７Ａの外側に位置する鍔部１７Ｂと、を有し、長手方向における鍔部１７Ｂを含めた最大長さＡと、短手方向における鍔部１７Ｂを含めた最大長さＢが６≦Ａ／Ｂ≦３０の関係式を満たす光学レンズ１７を、レンズ部１７Ａの長手方向における断面形状が凹の側から、複数のエジェクターピン２０１で鍔部１７Ｂを押して金型から離型させる。【選択図】図４
2008221613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向における断面形状がメニスカス形状であり、短手方向における断面形状が凹形状であるレンズ部と、当該レンズ部の外側に位置する鍔部と、を有し、長手方向における前記鍔部を含めた最大長さＡと、短手方向における前記鍔部を含めた最大長さＢが６≦Ａ／Ｂ≦３０の関係式を満たす光学レンズを、成形によって製造するレンズ製造方法であって、
前記レンズ部の長手方向における断面形状が凹の側から、複数のエジェクターピンで前記鍔部を押し、成形した光学レンズを金型から離型させることを特徴とするレンズ製造方法。
【請求項２】
光学レンズの長手方向における端部に相当する箇所から前記金型の内部に溶融した樹脂材料を充填する請求項１項に記載のレンズ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の内部に溶融した樹脂材料を充填して光学レンズを製造するレンズ製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリ等で使用されている光走査装置において、樹脂材料により成形したプラスチックレンズ（光学レンズ）が使用されている。光走査装置によって照射されるレーザビームによって感光体ドラム等に画像が書き込まれるため、高精度な画像を感光体ドラム等に書き込むためには高精度で製造したプラスチックレンズを使用する必要がある。
【０００３】
一般的に光走査装置に使用されるプラスチックレンズは長尺のものが多く、高精度なプラスチックレンズを成形により製造しようとすると、金型からの離型時にプラスチックレンズが変形しないよう、複数のエジェクターピンにより金型からプラスチックレンズを離型させることが必要である。そこで複数のエジェクターピンによりプラスチックレンズが押される箇所を確保するため、特許文献１に記載されているようにプラスチックレンズの外周に鍔部を設けることが考えられる。その具体的な構成を図７に示す。
【０００４】
図７（ａ）はプラスチックレンズの平面図であり、図７（ｂ）はプラスチックレンズの一部分を示す斜視図である。
【０００５】
図７（ｂ）に示すようにプラスチックレンズ１０００の中央部に光学機能を有するレンズ部１００１が設けられており、レンズ部１００１の外周に鍔部１００２が設けられている。また、図７（ａ）で示すようにレンズ部１００１の長手方向における断面形状はメニスカス形状となっている。
【０００６】
図８はプラスチックレンズを成形する金型構造の一例を示した概略図である。
【０００７】
プラスチックレンズ１０００の外形は基本的に金型２０００と金型３０００により成形される。プラスチックレンズ１０００におけるレンズ部１００１の成形に関しては後述する。金型２０００と金型３０００が接触する位置で溶融した樹脂材料がキャビティに充填され、充填された樹脂材料がある程度冷却されると、金型２０００と金型３０００が離間する。そしてプラスチックレンズ１０００の鍔部１００２を複数のエジェクターピン３００１で押して、金型３０００からプラスチックレンズ１０００が離型される。
【０００８】
図９はプラスチックレンズ１０００のレンズ部１００１における金型の断面図である。
【０００９】
プラスチックレンズ１０００の外形は図８で説明したように金型２０００と金型３０００により成形されるが、プラスチックレンズ１０００のレンズ部１００１は金型４０００と金型５０００により成形される。図９で示すように、レンズ部１００１の一方の光学面１００１Ａは金型２０００の中に位置する金型４０００により成形され、レンズ部１０００の他方の光学面１００１Ｂは金型３０００の中に位置する金型５０００により成形される。
【００１０】
以上図８及び図９で説明したように、プラスチックレンズ１０００の鍔部１００２を複数のエジェクターピン３００１で押すことによって、高精度なレンズ部１００１を有するプラスチックレンズ１０００を製造することが出来る。
【特許文献１】特開２０００−１１１８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
レンズ部１００１の中央部１００１Ｃ（図７（ａ）参照）は、プラスチックレンズ１０００を光走査装置等に設置する際に光学機能を調整するための基準として使用されるため、レンズ部１００１の中でも特に高精度な製造が要求される箇所である。
【００１２】
ところで、一般的にエジェクターピンにより押される箇所の周辺はエジェクターピンにより押させることの影響で変形しやすい。
【００１３】
図８に示す金型構造の例を見ると、レンズ部１００１の長手方向における断面形状が凸の側（図８における右側）から複数のエジェクターピン３００１で鍔部１００２を押しているため、レンズ部１００１の中央部１００１Ｃが最もエジェクターピン３００１に近い。従って、このような金型構造であると、高精度の製造が要求されているレンズ部１００１の中央部１００１Ｃが変形してしまい、光学機能の調整に支障を生じさせてしまう。特に、短手方向のレンズ形状が凹であるレンズにおいては、レンズ部の厚みが少なく、離型時にプラスチックレンズが変形しやすいため、より高精度の製造が要求される。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、金型からの離型時に生じるレンズの中央部における変形を防止し、適正に長尺の光学レンズを製造するレンズ製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズ製造方法は、
長手方向における断面形状がメニスカス形状であり、短手方向における断面形状が凹形状であるレンズ部と、当該レンズ部の外側に位置する鍔部と、を有し、長手方向における前記鍔部を含めた最大長さＡと、短手方向における前記鍔部を含めた最大長さＢが６≦Ａ／Ｂ≦３０の関係式を満たす光学レンズを、成形によって製造するレンズ製造方法であって、
前記レンズ部の長手方向における断面形状が凹の側から、複数のエジェクターピンで前記鍔部を押し、成形した光学レンズを金型から離型させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るレンズ製造方法によれば、金型からの離型時に生じるレンズの中央部における変形を防止し、適正に長尺の光学レンズを製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、本発明に係るレンズ製造方法により製造したプラスチックレンズ（光学レンズ）を使用する光走査装置について説明する。
【００１８】
図１は光走査装置を示す斜視図である。
【００１９】
光走査装置１０は、ハウジング１１の中に、半導体レーザ１２、回転多面鏡１５、ｆθレンズ１６等が設置された構成となっており、光走査装置１０によりレーザビームＬが照射されることにより、感光体ドラム１には潜像画像が書き込まれる。
【００２０】
半導体レーザ１２から射出したレーザビームＬは、コリメートレンズ１３により平行光となり、第１結像光学系の第１シリンドリカルレンズ１４を透過して高速で回転する回転多面鏡１５に入射する。回転多面鏡１５で反射したレーザビームＬは、ｆθレンズ１６、第２シリンドリカルレンズ１７から成る第２結像光学系を透過して反射ミラー１８に入射し、感光体ドラム１に所定のスポット径で照射される。感光体ドラム１上への画像情報の書込は、レーザビームＬをインデックスセンサ１９で検知することにより、所定のタイミングで実行される。
【００２１】
第２シリンドリカルレンズ１７はトロイダル面や自由曲面を用いてもよいが、ここではこれらを総称して「シリンドリカルレンズ」と呼んでいる。
【００２２】
本発明に係るレンズ製造方法により製造したプラスチックレンズ（光学レンズ）を使用する光走査装置として、図１に示すような構成をとった場合、第２シリンドリカルレンズ１７は、短手方向に凹の形状であるため、短手方向すなわち副走査方向の集光力を得るために、少なくともｆθレンズ１６または反射ミラー１８のいずれかに、副走査方向に正の屈折力を付加する必要がある。
【００２３】
なお、本実施形態では感光体ドラム１にレーザビームＬを照射しているが、被照射体は感光体ドラムに限られず、感光体フィルム等の他の被照射体であってもよい。
【００２４】
図１における第２シリンドリカルレンズ１７は本発明に係るレンズ製造方法により製造したプラスチックレンズであり、金型の内部に溶融した樹脂材料を充填して成形される。
【００２５】
なお、本発明に係るレンズ製造方法により製造したプラスチックレンズを、図１に示す光走査装置１０では第２シリンドリカルレンズ１７に使用しているが、光走査装置に使用されるレンズであれば他のレンズに使用しても構わない。以下、第２シリンドリカルレンズ１７を単にプラスチックレンズ１７という。
【００２６】
図２はプラスチックレンズ１７の詳細図である。
【００２７】
図２（ａ）はプラスチックレンズ１７の斜視図、図２（ｂ）はプラスチックレンズ１７の正面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）におけるプラスチックレンズ１７のＣ−Ｃ断面図、図２（ｄ）はプラスチックレンズ１７の側面図である。図２（ｅ）は、図２（ａ）におけるＤ部分の断面図である。
【００２８】
図２（ｂ）で示すように、プラスチックレンズ１７の中央部には光学機能を有するレンズ部１７Ａが設けられている。また、レンズ部１７Ａの外側には箱状に鍔部１７Ｂが設けられている。レンズ部１７Ａの長手方向における断面形状は、図２（ｃ）で示すようにメニスカス形状となっており、図２（ｃ）における上方向に凸形状となっている。また、レンズ部１７Ａの短手方向における断面形状は図２（ｅ）で示すように凹形状となっている。
【００２９】
プラスチックレンズ１７を金型により成形する場合は、鍔部１７Ｂをエジェクターピンで押すことによりプラスチックレンズ１７が金型から離型される。プラスチックレンズ１７を製造するレンズ製造方法については後述する。
【００３０】
図２（ｄ）で示すように、プラスチックレンズ１７の外周面には同一面上にレンズ位置決め部１７Ｃ〜１７Ｅが形成されている。レンズ位置決め部１７Ｃは突起形状となっており、プラスチックレンズ１７を光走査装置１の設置台２０（図１参照）に設置する際の基準となる（つまり、位置決めの基準となる）。
【００３１】
また、レンズ位置決め部１７Ｄと１７Ｅもプラスチックレンズ１７を設置台２０に設置する際の基準となり、レンズ位置決め部１７Ｄと１７Ｅはプラスチックレンズ１７の走査（光学レンズの光軸）方向に略平行な面を有する。鍔部底面に略垂直な面を有するとも言える。プラスチックレンズ１７の設置台２０への設置を容易にするため、レンズ位置決め部１７Ｄ、１７Ｅの長さαとプラスチックレンズ１７の高さβとの関係は以下の関係式を満足することが好ましい。
１／３≦α／β≦２／３  ・・・（１）
より好ましくは、以下の関係式を満たすことである。
１／２≦α／β≦２／３  ・・・（１）’
プラスチックレンズ１７の外周面には、３つのレンズ位置決め部が設けられているが、少なくとも２つ以上あれば、良好にプラスチックレンズ１７を設置台２０に設置させることが出来る。尚、レンズ位置決め部は、光学レンズを短手方向から見た際に（図２（ｄ）の状態）、光学レンズの長手方向中心（１７Ｃの位置）と光学レンズ端部との中間の位置よりも、光学レンズ端部よりの位置に、シンメトリに設けられていることが好ましい。また、レンズ位置決め部の光学レンズ長手方向の長さγは、１ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
プラスチックレンズ１７は長尺のレンズであり、図２（ｂ）に示すようにプラスチックレンズ１７の長手方向における鍔部１７Ｂを含めた最大長さＡと、短手方向における鍔部１７Ｂを含めた最大長さＢとの関係が以下の（２）式を満たす形状である。
６≦Ａ／Ｂ≦３０  ・・・（２）
副走査方向の長さを小さくするためには、以下の（２）’式を満たす形状とする事が好ましく、更に好ましくは、以下の（２）”式を満たす形状である。
１０≦Ａ／Ｂ≦３０  ・・・（２）’
２０≦Ａ／Ｂ≦３０  ・・・（２）”
また、凹形状の曲率は大きくなり過ぎない事が好ましい。より具体的には、レンズ部短手方向中央における光軸方向の距離（図２（ｅ）におけるＹ）と、レンズ部短手方向端部における光軸方向の距離（図２（ｅ）におけるＹ’）とが以下の関係式を満たすことが好ましい。
０．９≦Ｙ／Ｙ’＜１  ・・・（３）
次にプラスチックレンズ１７を金型により製造する方法を詳しく説明する。
【００３３】
図３及び図４はプラスチックレンズ１７の長手方向における金型の断面図である。
【００３４】
プラスチックレンズ１７の外形は基本的に第１金型１００と第２金型２００により成形される。プラスチックレンズ１７におけるレンズ部１７Ａの成形に関しては後述する。
【００３５】
第１金型１００と第２金型２００が接触する位置で溶融した樹脂材料がゲート４０１よりキャビティ３００に射出され充填される。溶融した樹脂材料の充填はランナー４００及びゲート４０１を経路として実行される。図３で示すように、プラスチックレンズ１７の長手方向の端部に相当する箇所から金型の内部に溶融した樹脂材料を充填し、プラスチックレンズ１７のレンズ部から樹脂材料を充填するようにする。
【００３６】
充填された樹脂材料がある程度冷却されると、第１金型１００に対して第２金型２００がａ方向に移動し、図４に示すように第１金型１００と第２金型２００が離間する。５００はプラスチックレンズ１７のレンズ部１７Ａを成形するための第３金型であり、第１金型１００と第２金型２００が離間することにより図４のように見える状態となる。
【００３７】
第１金型１００と第２金型２００が離間した状態ではプラスチックレンズ１７は第２金型２００側に残っている。その後、図４に示すｂ方向に複数のエジェクターピン２０１がプラスチックレンズ１７の鍔部１７Ｂを押すことにより、プラスチックレンズ１７が第２金型２００から離型される。
【００３８】
プラスチックレンズ１７におけるレンズ部１７Ａの成形に関しては図５及び図６を用いて説明する。
【００３９】
図５はプラスチックレンズ１７のレンズ部１７Ａにおける金型の断面図である。
【００４０】
プラスチックレンズ１７の外形は図３及び図４で説明したように第１金型１００と第２金型２００により成形されるが、プラスチックレンズ１７のレンズ部１７Ａは第３金型５００と第４金型６００により成形される。図５で示すように、レンズ部１７Ａの一方の光学面１７１Ａは第１金型１００の中に位置する第３金型５００により成形され、レンズ部１７Ａの他方の光学面１７２Ａは第２金型２００の中に位置する第４金型６００により成形される。
【００４１】
図６はプラスチックレンズ１７の短手方向における金型の断面図である。
【００４２】
プラスチックレンズ１７は、レンズ部１７Ａの短手方向（図２（ｂ）で示すＢの方向）における断面形状が負の屈折力を有する形状となっている。
【００４３】
図６でも分かるようにプラスチックレンズ１７の鍔部１７Ｂは第１金型１００と第２金型２００により成形され、プラスチックレンズ１７のレンズ部１７Ａは第３金型５００と第４金型６００により成形される。またプラスチックレンズ１７の鍔部１７Ｂを複数のエジェクターピン２０１が押す構造になっている。エジェクターピン２０１により押される鍔部１７Ｂの厚さｔは１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
【００４４】
複数のエジェクターピン２０１によるプラスチックレンズ１７の突き出しが行われるため、第２金型２００にはプラスチックレンズ１７に接触する箇所に抜きテーパＴが設置されている。抜きテーパＴは第２金型２００からの離型性、レンズ部１７Ａのウエルド等の観点から、３°以上１０°以下であることが好ましく、特に５°以上９°以下であることが好ましい。
【００４５】
図４に戻り、レンズ部１７Ａの中央部１７３Ａとエジェクターピン２０１との位置関係について説明する。
【００４６】
レンズ部１７Ａの中央部１７３Ａは、プラスチックレンズ１７を光走査装置１０等に設置する際に光学機能を調整するための基準として使用されるため、レンズ部１７Ａの中でも特に高精度な製造が要求される箇所である。特に短手方向のレンズ形状が凹形状のときはレンズ部の厚みが少なく、離型時にプラスチックレンズが変形しやすいため、更に高精度を要求される。また、複数のエジェクターピン２０１により押される箇所の周辺は複数のエジェクターピン２０１により押させることの影響で変形しやすい。
【００４７】
そこで、レンズ部１７Ａの長手方向における断面形状が凹の側（図４における右側）から複数のエジェクターピン２０１で鍔部１７Ｂを押し、成形したプラスチックレンズ１７を第２金型２００等から離型させる。このようにレンズ部１７Ａの凹の側から複数のエジェクターピン２０１で鍔部１７Ｂを押せば、中央部１７３Ａがエジェクターピン２０１から離れた位置にある状態でプラスチックレンズ１７が離型するので、高精度の製造が要求される中央部１７３Ａの変形を防止し、適正に長尺のプラスチックレンズ１７を製造することが出来る。
【００４８】
本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】光走査装置を示す斜視図である。
【図２】プラスチックレンズの詳細図である。
【図３】プラスチックレンズの長手方向における金型の断面図である。
【図４】プラスチックレンズの長手方向における金型の断面図である。
【図５】プラスチックレンズのレンズ部における金型の断面図である。
【図６】プラスチックレンズの短手方向における金型の断面図である。
【図７】外周に鍔部を設けたプラスチックレンズの説明図である。
【図８】プラスチックレンズを成形する金型の構造を示した概略図である。
【図９】プラスチックレンズのレンズ部における金型の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１７  プラスチックレンズ
１７Ａ  レンズ部
１７Ｂ  鍔部
１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅ  位置決め部
１００  第１金型
２００  第２金型
２０１  エジェクターピン
５００  第３金型
６００  第４金型
【図１】
2008221613.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008221613.tif 000006
【図５】
2008221613.tif 000007
【図６】
2008221613.tif 000008
【図７】
2008221613.tif 000009
【図８】
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【図９】
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