(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービーム発生装置に用いられ、ビーム発生器から発射されるレーザービームを整形するための樹脂製レンズの位置決め構造であって、
上記樹脂製レンズは光軸方向に対し直交する方向に伸びており、
上記樹脂製レンズの長さ方向両側面からは光軸方向の基準となる円弧面を有する突起が上記樹脂製レンズの長さ方向に突出しており、
上記樹脂製レンズを取り付けるハウジング側には、樹脂製レンズの上記突起の円弧面が当接する基準面がハウジングの底面に対して垂直方向に形成され、かつ、上記樹脂製レンズの光軸に対し直交する方向の位置決め基準となる面がハウジングの底面に対して傾けて形成されていることを特徴とするレンズ位置決め構造。
【請求項２】
上記円弧面は、円柱状の円弧面であることを特徴とする請求項１記載のレンズ位置決め構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビーム発生装置に用いられる樹脂製レンズの位置決め構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビーム発生装置内に取り付けられたビーム発生器から発射されるレーザビームは、レーザビーム発生装置内に取り付けられたレンズによって適宜整形され、光偏光器や光学系を介して画像形成部の感光体上に結像され走査される。上記レンズは、レーザ発生装置のハウジング内のビーム発生器出射側に高精度に位置決めされて取り付けられている。以下、このレンズの位置決め構造について説明する。
【０００３】
図３に示すように、符号１０は、図示しないビーム発生器から発射されるレーザビームを整形するためのレンズを示している。このレンズ１０は、外形が光軸方向に対し水平方向に直交するＺ方向に伸びた立方体となっている。このレンズ１０の下面の両端部１０ａは、光軸方向に直交し、かつ上記Ｚ方向に直交するＸ方向（上下方向）の位置決め基準面となっていて、この基準面１０ａは、図示しないレーザビーム発生装置のハウジング内に一体形成された第１基準台１１の上面の基準面１１ａと接面するようになっている。この基準面１１ａは、レンズ１０の上記Ｘ方向の位置決めの基準面となっている。従って、基準面１０ａを基準面１１ａと接面させることにより、レンズ１０の上記Ｘ方向の位置決めがされる。
【０００４】
レンズ１０の長手方向の両側面１０ｂには、上記Ｚ方向に突出した基準突起１２がそれぞれ一体成形されている。この基準突起１２の一面１２ａは、光軸方向に平行なＹ方向の基準面となっていて、この基準面１２ａは、上記ハウジング内に一体成形された第２基準台１３の基準面１３ａとそれぞれ接面するようになっている。この基準面１３ａは、レンズ１０の上記Ｙ方向の位置決めの基準面となっている。従って、基準面１２ａを基準面１３ａと接面させることにより、レンズ１０の上記Ｙ方向、すなわち光軸方向の位置決めがされる。
【０００５】
また、上記Ｚ方向に伸びたレンズ１０の四側面のうちの一側面（図３において背側面）には、上記Ｚ方向に直交する方向、すなわち上記Ｙ方向に突出した突出部１４が一体成形されている。この突出部１４は、上記ハウジング内に配設された基準板１５の係合部１５ａに係合するようになっている。この基準板１５の係合部１５ａは、レンズ１０の上記Ｚ方向の位置決めの基準となっている。従って、突出部１４を係合部１５ａに係合させることにより、レンズ１０の上記Ｚ方向の位置決めがされる。
【０００６】
このように、レンズ１０は、光軸方向（Ｙ方向）、および光軸方向と直交し、かつ互いに直交する２方向（Ｘ方向、Ｚ方向）の３軸方向の位置決めがされて、レーザ発生装置のハウジング内に高精度に取り付けられている。
【０００７】
上記ビーム発生器は、レーザビーム発生装置のハウジング内において、水平面に対して常に平行に取り付けられるのではなく、装置の種類などによって異なっている。従って、ビーム発生器から出射されるレーザビームの光軸方向は水平面に対して平行である場合もあれば、そうでない場合もあり、この光軸方向の水平面に対する傾きと同じ傾きになるように上記レンズ１０は位置決めされ、ハウジング内に取り付けられる。
【０００８】
光軸方向が水平面に対してプラス方向の角度α（＞０）である場合、レンズ１０は、この角度αに傾けて位置決めされ、ハウジング内に取り付けられる。具体的に述べると、図４に示すように、第１基準台１１の基準面１１ａが角度αに傾けて形成され、この基準面１１ａにレンズ１０の基準面１０ａが接面される。また、第２基準台１３の基準面１３ａが、角度αに傾けて形成された基準面１１ａと直交するように形成され、この基準面１３ａにレンズ１０に一体形成された基準突起１２の一面１２ａが接面される。従って、レンズ１０は、光軸方向の水平面に対する傾きと同じ傾きになるように位置決めされ、上向きの姿勢でハウジング内に取り付けられる。
【０００９】
光軸方向が水平面に対してマイナス方向の角度β（＜０）である場合、レンズ１０は、この角度βに傾けて位置決めされ、ハウジング内に取り付けられる。具体的に述べると、図５に示すように、第１基準台１１の基準面１１ａが角度βに傾けて形成され、この基準面１１ａにレンズ１０の基準面１０ａが接面される。また、第２基準台１３の基準面１３ａが、角度βに傾けて形成された基準面１１ａと直交するように形成され、この基準面１３ａにレンズ１０に一体形成された基準突起１２の一面１２ａが接面される。従って、レンズ１０は、光軸方向の水平面に対する傾きと同じ傾きになるように位置決めされ、下向きの姿勢でハウジング内に取り付けられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、上記第１基準台１１および第２基準台１３はハウジングに一体形成されていて、このハウジングは金型によってダイキャスト成形またはプラスチック成形することができる。図４に示すように、第１基準台１１の基準面１１ａが角度α（＞０）に傾けて形成されている場合には、基準面１３ａが成形された第２基準台１３の頂部が成形用金型に引っかかることはないため、成形されたハウジングから金型を上方に抜き取ることができる。
【００１１】
しかし、図５に示すように、第１基準台１１の基準面１１ａが角度β（＜０）に傾けて形成されている場合には、成形されたハウジングを金型から上方に抜き取ろうとすると、第２基準台１３の基準面１３ａが形成された部分が庇状になっているため、第２基準台１３の基準面１３ａが形成された庇状の部分が金型に引っかかってしまう。従って、この場合は、ハウジングの底面側を成形する金型に、上記第２基準台１３の基準面１３ａが形成された庇状の部分に対応した形に部分的に突出させた突出部を形成しなければならないため、金型を製造するコストが高くなってしまう。図５において、ハウジングに形成されている孔９は、上記庇状の部分を成形するために金型に形成された突出部によって形成される。
【００１２】
このような問題点は、光軸方向の位置決めの基準面となっているレンズ１０の基準突起１２の基準面１２ａが、光軸方向に直交するＸ方向の基準面１０ａに対して垂直な平面に形成されていて、この平面に形成された基準面１２ａに接面させることができるように、第２基準台１３の基準面１３ａを形成していることに起因する。
【００１３】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、レンズ側の光軸方向の位置決めの基準面を円弧面にすることにより、ハウジングを金型に対して簡単に抜き取ることができる形状にすることができると共に、金型を部分的に突出させた形状にすることなく、低コストで金型を製造することができるレンズ位置決め構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、レーザービーム発生装置に用いられ、ビーム発生器から発射されるレーザービームを整形するための樹脂製レンズの位置決め構造であって、上記樹脂製レンズは光軸方向に対し直交する方向に伸びており、上記樹脂製レンズの長さ方向両側面からは光軸方向の基準となる円弧面を有する突起が上記樹脂製レンズの長さ方向に突出しており、上記樹脂製レンズを取り付けるハウジング側には、樹脂製レンズの上記突起が当接する基準面がハウジングの底面に対して垂直方向に形成され、かつ、上記樹脂製レンズの光軸に対し直交する方向の位置決め基準となる面がハウジングの底面に対して傾けて形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記円弧面は、円柱状の円弧面であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかるレンズ位置決め構造の実施の形態について説明する。図１において、符号１は、レーザ発生装置のハウジング内に取り付けられたビーム発生器（図示せず）から発射されるレーザビームを所定の横断面形状に整形するための樹脂製レンズを示している。上記ビーム発生器は水平面に対して傾斜させ、下向きの姿勢で上記ハウジング内に取り付けられている。従って、このビーム発生器から発射されるレーザビームの光軸方向は、図２に示すように水平面に対して角度β（＜０）になっている。上記樹脂製レンズ１は、レーザ発生装置のハウジング内のビーム発生器出射側に高精度に位置決めされて取り付けられている。
【００１７】
この樹脂製レンズ１の位置決め構造について具体的に説明する。図１および図２に示すように、樹脂製レンズ１は、外形が光軸方向に対し水平方向に直交するＺ方向に伸びた立方体状に形成されている。樹脂製レンズ１の下面の両端部１ａは、光軸方向に直交し、かつ上記Ｚ方向に直交するＸ方向（図１において上下方向）の基準面となっていて、この基準面１ａは、レーザビーム発生装置のハウジング内に一体成形された第１基準台２１の基準面２１ａと接面するようになっている。
【００１８】
上記第１基準台２１の基準面２１ａは、レンズ１の上記Ｘ方向の位置決めの基準面となっていて、上記角度βに傾けて形成されている。従って、基準面１ａを基準面２１ａと接面させることにより、樹脂製レンズ１の上記Ｘ方向の位置決めがされる。
【００１９】
樹脂製レンズ１の長さ方向の両側面１ｂには、上記Ｚ方向に突出した外形が円柱状の突起２２がそれぞれ一体成形されている。この突起２２の外周面である円弧面２２ａは、光軸方向、すなわちＹ方向の基準面となっていて、この円弧面２２ａは、上記ハウジング内に一体形成された第２基準台２３の基準面２３ａとそれぞれ当接するようになっている。
【００２０】
上記第２基準台２３の基準面２３ａは、樹脂製レンズ１の光軸方向（Ｙ方向）の位置決めの基準面となっている。従って、円弧面２２ａを基準面２３ａと当接させることにより、樹脂製レンズ１の光軸方向の位置決めがされる。図２に示すように、第２基準台２３の基準面２３ａは、ハウジングの底面に対して垂直に形成されていて、従って、上記角度βに傾けて形成された第１基準台２１の基準面２１ａとは直交していない。
【００２１】
また、図１に示すように、上記Ｚ方向に伸びた樹脂製レンズ１の四側面のうちの一側面（図１において背側面）には、上記Ｚ方向に直交する方向、すなわち上記光軸方向に突出した突出部２４が一体成形されている。この突出部２４は、上記ハウジング内に配設された基準板２５の係合部２５ａに係合するようになっている。この基準板２５の係合部２５ａは、樹脂製レンズ１の上記Ｚ方向の位置決めの基準となっている。従って、突出部２４を係合部２５ａに点接触した形で当接させることにより、樹脂製レンズ１の上記Ｚ方向の位置決めがされる。
【００２２】
以上のように、樹脂製レンズ１は、光軸方向（Ｙ方向）、および光軸方向と直交し、かつ互いに直交する２方向（Ｘ方向、Ｚ方向）の３軸方向の位置決めがされて、レーザ発生装置のハウジング内のビーム発生器出射側に高精度に取り付けられている。
【００２３】
発明が解決しようとする課題の欄で述べたように、従来の位置決め構造においては、光軸方向の位置決めの基準面となっているレンズ１０の基準突起１２の基準面１２ａが、光軸方向に直交するＸ方向の基準面１０ａに対して垂直な平面に形成されていて、この平面に形成された基準面１２ａに接面させることができるように第２基準台１３の基準面１３ａを形成していたため、図５に示すように光軸方向が水平面に対して角度β（＜０）になっている場合には、第２基準台１３の基準面１３ａが形成された部分を、水平面に対して角度βになるように庇状に突出させなければならず、ハウジングを成形する金型の一方に、上記第２基準台１３の基準面１３ａが形成された庇状の部分に対応した部分的な突出部を形成しなければならないため、金型を製造するコストが高くなってしまうという問題があった。
【００２４】
これに対し、上記実施の形態では、樹脂製レンズ１の光軸方向の位置決めをする基準面２３ａに当接する樹脂製レンズ１の基準面が円弧面２２ａに形成されているため、基準面２３ａを、上記角度βに傾けて形成された第１基準台２１の基準面２１ａに対して垂直に形成しなくても、樹脂製レンズ１の光軸方向の位置決めをすることができる。
【００２５】
従って、光軸方向が水平面に対して上記角度β（＜０）である場合、第２基準台２３の基準面２３ａが形成された部分を、水平面に対して角度βになるように庇状に突出させる必要がなく、ハウジングの型を金型に対して上方から簡単に抜き取ることができる。また、金型を部分的に突出させて形状にする必要がないため、低コストで金型を製造することができる。
【００２６】
上記実施の形態では、円弧面２２ａは、円筒２２の外周面であるが、これに限らず、断面が半月状の筒の半弧面や、半球状の外周面などであってもよい。要は、光軸方向の基準面２３ａと当接する部分が円弧面に形成されていればよい。また、上記実施の形態では、上記樹脂製レンズ１の外形は、光軸方向に直交するＺ方向に伸びた立方体となっているが、これに限らず、レーザビームを適宜整形することができるものならどのような形状をしていてもよい。
【００２７】
また、上記実施の形態では、レーザビームの光軸方向が水平面に対して角度β（＜０）になっている場合について説明しているが、樹脂製レンズ１の光軸方向の位置決めをする基準面２３ａに当接する樹脂製レンズ１の基準面が円弧面２２ａに形成されているため、レーザビームの光軸方向が水平面に対してどのような角度になっていても、上記目的を達成することができる。また、上記基準面２３ａは、ハウジングの底面に対し必ずしも垂直である必要はなく、図４に示す例のように傾いて形成されていてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、レーザービーム発生装置に用いられ、ビーム発生器から発射されるレーザービームを整形するための樹脂製レンズの位置決め構造であって、上記樹脂製レンズは光軸方向に対し直交する方向に伸びており、上記樹脂製レンズの長さ方向両側面からは光軸方向の基準となる円弧面を有する突起が上記樹脂製レンズの長さ方向に突出しており、上記樹脂製レンズを取り付けるハウジング側には、樹脂製レンズの上記突起が当接する基準面がハウジングの底面に対して垂直方向に形成され、かつ、上記樹脂製レンズの光軸に対し直交する方向の位置決め基準となる面がハウジングの底面に対して傾けて形成されているため、レンズの取付姿勢に拘わりなく、ハウジングの上記基準面の形状を、この基準面から金型を簡単に抜き取ることができる形状にすることができると共に、金型を部分的に突出させた形状にする必要がないため、低コストで金型を製造することができる。
【００２９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記円弧面は、円柱状の円弧面であるため、レンズの取付姿勢に拘わりなく、ハウジングの上記基準面の形状を、この基準面から金型を簡単に抜き取ることができる形状にすることができると共に、金型を部分的に突出させた形状にする必要がないため、低コストで金型を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるレンズ位置決め構造の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】上記実施の形態を示す側面図である。
【図３】従来のレンズ位置決め構造の例を示す分解斜視図である。
【図４】上記従来のレンズ位置決め構造を示す側面図である。
【図５】従来のレンズ位置決め構造の別の例を示す側面図である。
【符号の説明】
１    樹脂製レンズ
１ａ  基準面
２１    第１基準台２１
２１ａ  基準面
２２ａ  円弧面
２３    第２基準台
２３ａ  基準面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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