DE4142108C2 - Montagestruktur für ein optisches Bauteil einer Optikeinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Montage eines optischen Bauteiles in einer Optikeinrichtung, insbe­ sondere eine Struktur zum Montieren eines optischen Bauteils, welches innerhalb eines Gehäuses einer Optik­ einrichtung angeordnet, jedoch mit einem außerhalb die­ ses Gehäuses angeordneten äußeren Teil verbunden sein soll.

Ein bekanntes optisches Bauteil gemäß dem Stand der Technik ist eine in einer Lichtscannereinrichtung ange­ ordnete Kollimatoreinheit beispielsweise für einen Laserdrucker.

Im allgemeinen umfaßt die Kollimatoreinheit eine Licht­ quelle, beispielsweise einen Halbleiter-Laser, eine Kollimatorlinse zur Formung des von der Lichtquelle ausgesandten Lichtes zu einem Parallelstrahl, ein Ge­ häuse zur Unterbringung der Lichtquelle und der Kollimatorlinse, und eine Schaltungsplatine zum Steuern der Lichtquelle. An der Schaltungsplatine ist ein Steckver­ binder angeordnet, über den Steuersignale von außen empfangen werden können.

Ein Beispiel einer herkömmlichen Montagestruktur für eine Kollimatoreinheit ist in der Fig. 1 dargestellt; der mit einem kleineren Durchmesser versehene vordere Abschnitt 107A eines Gehäuses 107 der Kollimatoreinheit 101 wird in ein Gehäuse 113 durch eine daran ausgebil­ dete Durchgangsöffnung 113A hindurchgesteckt und mit dem Gehäuse mittels zweier Schrauben 117 befestigt, die durch den hinteren Flansch 107B des Gehäuses 107 hin­ durch in die Gewindebohrungen 113B geschraubt werden, die am Gehäuse 113 ausgebildet sind. Ein Steckverbinder 111 ist auf einer an der Rückseite des Gehäuses 107 be­ festigten Schaltungsplatine 109 montiert, wobei die Schaltungsplatine zwei Löcher 109A aufweist, durch die hindurch die Schrauben 117 gesteckt werden können.

Bei dieser älteren Montagestruktur muß die Kollimator­ einheit 101 jedoch zuerst von außen an das Gehäuse 113 angelegt und dann an diesem durch Einschrauben der Schrauben 117 befestigt werden, wobei die optische Ach­ se der Kollimatoreinheit 101 zu denen anderer, eben­ falls innerhalb des Gehäuses 113 anzuordnender opti­ scher Bauteile ausgerichtet bleiben muß. Es ist demnach nicht einfach, die Montage einem automatischen Montage­ system zu übertragen und gleichzeitig sicherzustellen, daß die Kollimatoreinheit 101 mit einer hohen Posi­ tionsgenauigkeit montiert wird.

Ein anderes Beispiel einer herkömmlichen Montagestruk­ tur ist in Fig. 2 dargestellt; das Gehäuse 207 ebenso wie die Steuerungs-Schaltungsplatine 209 sind beide innerhalb des Gehäuses 213 angeordnet. Die Kollimatoreinheit 201 ist mit einer Bodenplatte 201A versehen, die sich in Richtung der optischen Achse der Kollimatoreinheit 201 erstreckt. Eine Aufnahmeausnehmung 213b ist am Boden des Gehäuses 213 ausgebildet; sie ist dazu bestimmt, die Bodenplatte 201A aufzunehmen, die mit dem Gehäuse durch zwei Schrauben 217 verbunden wird.

Bei dieser älteren Montagestruktur muß jedoch ein Kabelstrang 219 eines Steckverbinders 211 odgl. durch den Boden des Gehäuses 213 hindurchgeführt werden, damit er mit einem äußeren Teil verbunden werden kann, so daß an dieser Stelle eine Abdichtung 220 odgl. vorgesehen sein muß, was lästig ist und es außerdem erschwert, die Montage der Kollimatoreinheit 201 einem automatischen Montagesystem zu übertragen.

In der WO 90-14607 A1 ist eine Montagestruktur für ein opti­ sches Bauteil einer Optikeinrichtung beschrieben, die mit ei­ nem Gehäuse versehen ist, in dem das Bauteil montiert wird. Das Bauteil ist dabei mit einer Verbindung nach außerhalb des Gehäuses ausgestattet. Das Bauteil ist mit einem Kragen versehen, an dem zwei einander diametral gegenüberstehende Anlageflächen sowie eine umlaufende Nut ausgebildet sind. Das Bauteil wird so in einen in einer Wand des Gehäuses ausgebildeten Ausschnitt eingesetzt, daß es mit einer seiner Anlageflächen sowie seiner umlaufenden Nut in Anlage mit dem Ausschnitt kommt und diesen dadurch verschließt. Damit sich die optische Achse des Bauteils und die optische Achse einer in das Bauteil steckbaren Lichtleiterhülse in Übereinstimmung bringen lassen, ist das Bauteil in dem Gehäuse schwimmend gelagert, was es schwierig macht, die Montage des Bauteils einem automatischen Montagesystem zu übertragen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes­ serte Montagestruktur für ein optisches Bauteil, beispiels­ weise eine Kollimatoreinheit, in einer Optikeinrichtung, bei­ spielsweise einer Laser-Scannereinrichtung, zu schaffen, durch die es ermöglicht wird, die Montage einem automatischen Montagesystem zu übertragen, wobei eine hohe Positionsgenau­ igkeit sichergestellt sein soll.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 be­ schriebenen Merkmale gelöst.

Wenn das genannte optische Bauteil eine Kollimatoreinheit mit einer Steuerungs-Schaltungsplatine ist, dann kann die Monta­ gestruktur so ausgestaltet sein, daß die Schaltungsplatine mit dem äußeren Teil der Kollimatoreinheit verbunden ist, so daß diese Schaltungsplatine sich außerhalb des Gehäuses befindet, wenn die Kollimatoreinheit an der Optikeinrichtung montiert ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen, der folgenden Beschrei­ bung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenba­ rung aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches im folgenden näher beschrieben wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdar­ stellung einer herkömmlichen Montage­ struktur für die Montage einer Kolli­ matoreinheit an einer Optikeinrich­ tung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung ei­ ner anderen Ausführung einer herkömm­ lichen Montagestruktur;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Laser-Scan­ nereinheit, bei welcher eine Kollima­ toreinheit in der erfindungsgemäßen Weise montiert ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Montagestruk­ tur für die Kollimatoreinheit gemäß der Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Montagestruk­ tur für die Kollimatoreinheit gemäß der Fig. 3;

Fig. 6 eine perspektive Explosionsdarstel­ lung der Montagestruktur für die Kol­ limatoreinheit gemäß der Fig. 3.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung im einzelnen mit Bezug auf die Zeich­ nung erläutert.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen wesentlichen Teil einer Laser-Scannereinrichtung, wie sie beispiels­ weise in einem Laserdrucker verwendet wird.

Die dargestellte Laser-Scannereinrichtung 1 umfaßt ein Gehäuse 2, welches durch eine Bodenplatte 21 und eine diese Bodenplatte 21 umgebende Gehäusewand (Wandplatte) 22 sowie durch verschiedene auf dieser montierte optische Bau­ teile gebildet wird. Die montierten optischen Bauteile sind eine Kollimatoreinheit (optisches Bauteil) 30, die eine Laserlicht­ quelle (nicht dargestellt) und eine Kollimatorlinse (nicht dargestellt) zum Aussenden eines optische Bild­ informationen tragenden Laserstrahles aufnimmt, ferner eine Ablenkeinrichtung 7 zum Ablenken des ausgestrahl­ ten Laserlichtes, eine fθ-Linsenanordnung 9, 11 zur Er­ zeugung einer gleichmäßigen Scanninggeschwindigkeit des Laserstrahles auf einer Bilderzeugungsfläche, eine zum Kompensieren einer Kippstellung der Ablenkeinrichtung 7 usw., dienende Kompensierlinse 13, ferner ein Reflexionsspie­ gel 15 zum Reflektieren des Laserstrahls und ein Horizontal- Synchrosignal-Generator 17 zum Erzeugen und Ausgeben eines Horizontal-Synchrosignals, welches die Zeitabstimmung der Strahlmodulation in der Laserlichtquelle regelt, wenn der vom Reflexionsspiegel 15 reflektierte Strahl einfällt.

Die Kollimatoreinheit 30 umfaßt ein zylindrisches Gehäuse (Hauptkörper) 31, welches durch eine im wesentlichen L-förmige Regulierplatte 32, die mit dem Gehäuse (Hauptkörper) 31 einstückig ausgebildet ist, in einen vorderen, inneren Abschnitt 31A und einen hinteren, äußeren Abschnitt 31B geteilt ist.

Der vordere, innere Abschnitt 31A des Gehäuses 31 ist auf dem horizontalen Plattenteil 32A der L-förmigen Regulier­ platte 32 angeordnet und mit diesem einstückig ausge­ bildet, während der hintere Abschnitt 31B des Gehäuses 31 nach hinten über den vertikalen Plattenteil 32B der L-förmigen Regulierplatte 32 übersteht.

Eine Schaltungsplatine 33 für die Lasersteuerung ist mit dem hinteren Abschnitt 31B des Gehäuses 31 verbun­ den, in welchem ein Halbleiter-Laser (nicht darge­ stellt) angeordnet ist; ein Steckverbinder 34 ist mit der Schaltungsplatine 33 verbunden.

In der Bodenplatte 21 des Gehäuses 2 ist eine Aufnahme­ ausnehmung 21A an der Stelle ausgebildet, an welcher die Kollimatoreinheit 30 angeordnet werden soll. Die Aufnahmeausnehmung 21A hat eine Rechteckform entspre­ chend der Form des horizontalen Plattenteils 32A der L- förmigen Regulierplatte 32. Die flache Bodenfläche der Aufnahmeausnehmung 21A ist als horizontale Referenzflä­ che ausgebildet und dient im Zusammenwirken mit der Un­ terseite des horizontalen Plattenteils 32A der L-förmi­ gen Regulierplatte 32 zum Regulieren der Vertikallage der Kollimatoreinheit 30.

Eine der inneren Seitenflächen der Aufnahmeausnehmung 21A (im vorliegenden Ausführungsbeispiel die in Fig. 5 rechte Seite) ist als seitliche Referenzfläche zum Ein­ stellen der Seitenlage der Kollimatoreinheit 30 in ho­ rizontaler, quer zur optischen Achse stehender Richtung im Zusammenwirken mit der entsprechenden Seitenfläche des horizontalen Plattenteils 32A der L-förmigen Regu­ lierplatte 32 ausgebildet.

An der Gehäusewand (Wandplatte) 22 ist ein U-förmiger Ausschnitt 22A für die Aufnahme des hinteren, äußeren Abschnitt 31B des Gehäuses (Hauptkörper) 31 vorgesehen. Die Innenfläche der Gehäusewand 22 ein­ schließlich des U-förmigen Abschnittes 22A dient im Zu­ sammenwirken mit der Hinterseite des vertikalen Plat­ tenteils 32B der L-förmigen Regulierplatte als vertika­ le Referenzfläche zum Einstellen der horizontalen Lage der Kollimatoreinheit 30 in axialer Richtung.

Die Kollimatoreinheit 30 wird am Gehäuse 2 wie folgt montiert: Zuerst wird der horizontale Plattenteil 32A der L-förmigen Regulierplatte 32 der Kollimatoreinheit 30 auf die horizontale Referenzfläche des Gehäuses 2, d. h. die flache Bodenfläche der Aufnahmeausnehmung 21A aufgesetzt, wobei der hintere Abschnitt 31B des Gehäu­ ses (Hauptkörper) 31 in den U-förmigen Ausschnitt 22A so eingelegt wird, daß die Schaltungsplatine 33 und der Steckverbin­ der 34 außerhalb des Gehäuses 2 liegen.

Dann wird die Hinterseite des vertikalen Plattenteils 32B der L-förmigen Regulierplatte 32 an die vertikale Referenzfläche des Gehäuses 2, d. h. die Innenfläche der Gehäusewand 22B angelegt. In diesem Zustand werden zwei Befestigungsschrauben 41 durch Schraublöcher 32C in dem horizontalen Plattenteil 32A der L-förmigen Regulier­ platte 32 hindurch in in der Bodenplatte der Aufnahme­ ausnehmung 21A ausgebildete Gewindebohrungen 21C einge­ schraubt, um die Kollimatoreinheit 30 auf dem Gehäuse 2 zu befestigen.

Mit der oben beschriebenen Montagestruktur umfaßt die Montage nur drei Schritte, nämlich:

• 1. Einsetzen der Kollimatoreinheit 30 in die Aufnahme­ ausnehmung 21A.
• 2. Anlegen der Hinterseite des vertikalen Plattenteils 32B der L-förmigen Regulierplatte 32 der Kollimator­ einheit 30 an die Innenfläche 22B der Gehäusewand, und
• 3. Befestigen der Kollimatoreinheit 30 am Gehäuse 2 durch Einschrauben der Schrauben 41.

Die Montage kann einem automatischen Montagesystem übertragen werden, wobei eine hohe Positionsgenauigkeit gewährleistet ist.

Durch Anlegen einer der Seitenflächen des horizontalen Plattenteils 32A der L-förmigen Regulierplatte 32 an eine der inneren Seitenflächen der Aufnahmeausnehmung 21A gleichzeitig mit dem oben beschriebenen Schritt 2 wird eine noch genauere Positionierung der Kollimator­ einheit 30 erreicht.

Da die Steuerungs-Schaltungsplatine 33 sich außerhalb des Gehäuses 2 befindet, kann die elektrische Installa­ tion, beispielsweise die Verbindung des Kabelstranges odgl. mit dem Steckverbinder 34 in einfacher Weise durchgeführt werden.

Da außerdem der vertikale Plattenteil 32B der L-förmi­ gen Regulierplatte 32 an die Gehäusewand 22 angelegt und dadurch der Spalt zwischen dem U-förmigen Aus­ schnitt 22A und der äußeren. Umfangsfläche des hinteren Abschnittes 318 des Gehäuses (Hauptkörper) 31 der Kollimatoreinheit 30 geschlossen wird, kann ein Eintreten von Staub udgl. verhindert werden, ohne daß Dichtungsmaterial usw. in diesen Spalt eingelegt werden muß.

Claims (8)

1. Montagestruktur für ein optisches Bauteil (30) einer Optikein­ richtung, die mit einem Gehäuse versehen ist, auf welches das optische Bauteil (30) montiert werden soll, wobei

• - das optische Bauteil mit einer Verbindung nach außerhalb des Gehäuses ausgestattet ist,
• - das optische Bauteil (30) mit einem parallel zur opti­ schen Achse des optischen Bauteils ausgerichteten hori­ zontalen Referenzabschnitt und einem quer zu der optischen Achse ausgerichteten vertikalen Referenzab­ schnitt ausgestattet und durch diesen vertikalen Referenzabschnitt in einen inneren Abschnitt (31A) und einen äußeren Abschnitt (31B) geteilt ist;
• - das Gehäuse (2) mit einer ersten Referenzfläche an seiner Bodenplatte (21) und mit einer zweiten Refe­ renzfläche an seiner Wandplatte (22) versehen ist, wobei der horizontale Referenzabschnitt derart zur Anlage an der ersten Referenzfläche und der vertikale Referenzabschnitt derart zur Anlage an der zweiten Referenzfläche bestimmt ist, daß das optische Bauteil (30) in seiner vorgesehenen Position justiert festgelegt ist; und
• - die Wandplatte (22) des Gehäuses (2) mit der zweiten Re­ ferenzfläche teilweise ausgeschnitten ist, wobei der Ausschnitt (22A) nach oben offen und so geformt ist, daß der äußere Abschnitt (31B) des optischen Bauteils (30) durch diesen Ausschnitt (22A) nach außen ragt, der Spalt zwischen diesem Ausschnitt (22A) und der äußeren Um­ fangsfläche des äußeren Abschnittes (31B) des optischen Bauteils (30) durch den vertikalen Referenzabschnitt des optischen Bauteils jedoch geschlossen wird, wenn der vertikale Referenzabschnitt an die zweite Referenzfläche angelegt wird.

2. Montagestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil (30) eine Kollimatoreinheit mit einer Steuerungs-Schaltungsplatine (33) umfaßt, wobei die Schaltungsplatine (33) mit dem äußeren Abschnitt (31B) der Kollimatoreinheit so verbunden ist, daß die Schaltungsplatine (33) sich außerhalb des Gehäuses (2) be­ findet, wenn die Kollimatoreinheit zur optischen Achse ausgerichtet ist.

3. Montagestruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das optische Bauteil (30) einen Hauptkörper (31) und eine mit dem Hauptkörper einstückig ausgebildete, im wesentlichen L-förmige Regulierplatte (32) umfaßt, wo­ bei der horizontale Plattenteil (32A) der L-förmigen Regu­ lierplatte (32) den horizontalen Referenzabschnitt und der vertikale Plattenteil (32B) der L-förmigen Regulierplatte (32) den vertikalen Referenzabschnitt bildet.

4. Montagestruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) mit einer an seiner Bodenplatte (21) ausgebildeten Aufnahmeausnehmung (21A) versehen ist, deren Form der Form des horizontalen Plattenteils (32A) der L- förmigen Regulierplatte (32) entspricht und die letztere aufnehmen kann, wobei die flache Bodenfläche der Aufnah­ meausnehmung (21A) die erste Referenzfläche bildet.

5. Montagestruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltungsplatine (33) ein Steckverbinder (34) für eine Verbindung mit einem externen Bauteil angeordnet ist.

6. Montagestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil (30) ferner mit einem seitlichen Referenzabschnitt versehen ist, der quer zum horizontalen und zum vertikalen Referenz­ abschnitt ausgerichtet ist, und daß das Gehäuse (2) an seiner Bodenplatte (21) mit einer dritten Referenzfläche ausgestattet ist, an die der seitliche Referenzabschnitt anlegbar ist, um die Position des auf das Gehäuse (2) der Optikeinrichtung aufgesetzten optischen Bauteils (30) auszurichten.

7. Montagestruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil (30) einen Hauptkörper (31) und eine im wesentlichen L-förmige, mit dem Hauptkörper (31) einstückig ausgebildete Regulierplatte (32) hat, wobei der horizontale Plattenteil (32A) der L-förmigen Regu­ lierplatte (32) den horizontalen Referenzabschnitt und den seitlichen Referenzabschnitt bildet, während der vertikale Plattenteil (32B) der L-förmigen Regulierplatte (32) den vertikalen Referenzabschnitt bildet.

8. Montagestruktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) mit einer an seiner Bodenplatte (21) ausgebildeten Aufnahmeausnehmung (21A) versehen ist, die entsprechend der Form des horizontalen Plattenteils (32A) der L-förmigen Regulierplatte (32) geformt ist und letz­ tere aufnehmen kann, wobei die flache Bodenfläche der Auf­ nahmeausnehmung (21A) die erste Referenzfläche bildet, während eine der inneren Seitenflächen der Aufnahmeausneh­ mung (21A) die dritte Referenzfläche bildet.