JP2005326691A - Method of manufacturing laser scanning optical apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ走査光学装置の製造方法、特に、感光体上に画像を形成するために変調されたレーザビームを放射するレーザ走査光学装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a laser scanning optical device, and more particularly, to a method for manufacturing a laser scanning optical device that emits a modulated laser beam to form an image on a photoreceptor.
一般に、電子写真方式による複写機やプリンタなどの画像形成装置においては、感光体上に静電潜像を形成するために、変調されたレーザビームを放射するレーザ走査光学装置が組み込まれている。 In general, an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer incorporates a laser scanning optical device that emits a modulated laser beam in order to form an electrostatic latent image on a photosensitive member.
この種のレーザ走査光学装置において、レーザダイオードの取付けに関して、図8に示すように、レーザダイオード1を取り付けた板金部材10は、その水平面部10aをベースプレート15上に密着させた状態でレーザ溶接(符号aは溶接箇所及び溶接方向を示す)されていた。
In the laser scanning optical apparatus of this type, as shown in FIG. 8, with respect to the mounting of the laser diode, the
一方、コリメータレンズの取付けに関しては、特許文献1に記載の如く、コリメータレンズを保持する鏡胴の外周面と該鏡胴を保持するV字溝を有する基台の平面とをレーザ溶接にて固定していた。 On the other hand, with respect to the mounting of the collimator lens, as described in Patent Document 1, the outer peripheral surface of the lens barrel holding the collimator lens and the plane of the base having the V-shaped groove holding the lens barrel are fixed by laser welding. Was.
しかし、図8に示したレーザ溶接方式では、ベースプレート15が溶接箇所aにて凹形状に変形して、光軸PがP’に変動してしまい、ビームの結像性能が安定しないという問題点を有していた。
However, in the laser welding method shown in FIG. 8, the
即ち、溶接時の熱エネルギーがベースプレート15に直接的に伝達するため、図9に示すように、ベースプレート15に逆円錐形状の溶融部分が生じ、該溶融部分が冷えて固まる際に厚さ方向の硬化収縮に差が生じてベースプレート15が変形する。この変形が板金部材10の垂直面部10bの傾きにつながるのである。なお、図9においては、金属の溶融部分を黒く塗りつぶして模式的に示している。
そこで、本発明の目的は、レーザ溶接に起因するベースプレートや板金部材の変形を抑えて光学素子の位置(姿勢)変化を防止し、走査用のレーザビームを高精度に結像させることのできるレーザ走査光学装置の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser capable of forming a scanning laser beam with high accuracy by suppressing deformation of the base plate and sheet metal member caused by laser welding to prevent a change in the position (posture) of the optical element. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a scanning optical device.
以上の目的を達成するため、本発明に係るレーザ走査光学装置の製造方法は、光学素子を保持する板金部材と該板金部材を固定するためのベースプレートとを溶接する際、前記板金部材と前記ベースプレートとの間に隙間を設け、該隙間を設けた領域にて少なくとも1箇所をレーザ溶接することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a laser scanning optical device according to the present invention includes: a sheet metal member that holds an optical element and a base plate that fixes the sheet metal member; A gap is provided between and at least one spot is laser-welded in the area where the gap is provided.
本発明に係るレーザ走査光学装置の製造方法にあっては、板金部材とベースプレートとの間に隙間が設けられているため、レーザ溶接時の熱エネルギーが直接的にベースプレートに伝達されることがなく、あるいは、伝達されることが少なく、ベースプレートの表面が硬化収縮によって変形するほど逆円錐形状に溶融することはなく、ひいては板金部材の変形が防止される。これにて、板金部材に保持されている光学素子の位置(姿勢)が変動することがなく、レーザビームを高精度に結像させることが可能になる。 In the manufacturing method of the laser scanning optical device according to the present invention, since the gap is provided between the sheet metal member and the base plate, the thermal energy at the time of laser welding is not directly transmitted to the base plate. Alternatively, it is hardly transmitted, and the surface of the base plate is not melted into an inverted conical shape so that the surface of the base plate is deformed by curing shrinkage, so that the deformation of the sheet metal member is prevented. Thus, the position (posture) of the optical element held by the sheet metal member does not fluctuate, and the laser beam can be imaged with high accuracy.
本発明に係るレーザ走査光学装置の製造方法において、板金部材とベースプレートとの間に隙間を形成する方法として、スペーサを介在させる、板金部材の板厚を部分的に薄くする、板金部材に突出部を設けるなどの手法を採用することができる。また、板金部材を保持治具によって保持することにより隙間を形成してもよい。 In the method for manufacturing a laser scanning optical device according to the present invention, as a method of forming a gap between the sheet metal member and the base plate, a spacer is interposed, the sheet thickness of the sheet metal member is partially reduced, and the protrusion on the sheet metal member It is possible to adopt a technique such as providing Further, the gap may be formed by holding the sheet metal member with a holding jig.
レーザ溶接には、YAGレーザ溶接あるいは炭酸ガスレーザ溶接などを用いることができる。YAGレーザ溶接は低パワーでレーザを集光させて効率よく溶接できる点で好ましい。 For laser welding, YAG laser welding, carbon dioxide laser welding, or the like can be used. YAG laser welding is preferable in that it can be efficiently welded by condensing the laser with low power.
また板金部材に保持される光学素子は、例えば、レーザダイオード、コリメータレンズ又はシリンドリカルレンズ、あるいは、コリメータレンズとシリンドリカルレンズの複合レンズである。 The optical element held by the sheet metal member is, for example, a laser diode, a collimator lens or a cylindrical lens, or a compound lens of a collimator lens and a cylindrical lens.
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の製造方法の実施例について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a method for manufacturing a laser scanning optical device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1実施例、図1及び図2参照)
図1は、第1実施例として製造されたレーザ走査光学装置の要部、即ち、光源としてのレーザダイオード1を取り付けた板金部材10をベースプレート15上にレーザ溶接にて固定した光源ユニットを示す。
(Refer to the first embodiment, FIGS. 1 and 2)
FIG. 1 shows a main part of a laser scanning optical device manufactured as a first embodiment, that is, a light source unit in which a
なお、レーザ走査光学装置としては、レーザダイオード1以外に、コリメータレンズやシリンドリカルレンズ、偏向器、結像機能やfθ機能を有する走査レンズや走査ミラーなどを備えているが、それらの構成や作用は周知であって、その説明は省略する。 In addition to the laser diode 1, the laser scanning optical device includes a collimator lens, a cylindrical lens, a deflector, a scanning lens having an imaging function and an fθ function, a scanning mirror, and the like. This is well known and will not be described.
板金部材10及びベースプレート15は、共に、レーザ溶接が可能な厚さ0.5〜3mm程度のステンレス材を素材としている。板金部材10は、互いに直交する水平面部10aと垂直面部10bとからなり、レーザダイオード1は垂直面部10bにその光軸Pが水平面部10aと平行になるように取り付けられている。
Both the
板金部材10の水平面部10aとベースプレート15との間には小さな隙間11が設けられている。この隙間11は、本第1実施例においては、二つの矩形状のスペーサ12を水平面部10aとベースプレート15との間に介在させることにより形成されている。
A
そして、YAGレーザを用いてレーザビームを、隙間11を設けた領域に板金部材10側から照射することにより、板金部材10とベースプレート15とをレーザ溶接する。符号aは溶接箇所を示し、本第1実施例では隙間11を設けた領域の中央部分で1箇所溶接している。なお、隙間11を設けた領域内であれば、ほぼ均等な位置に複数箇所の溶接を行ってもよい。
Then, the
レーザビームの照射による熱エネルギーによって、図2に模式的に示すように、板金部材10が部分的に円柱状に溶融する。この溶融金属が隙間11に侵入し、板金部材10とベースプレート15とが接合される。隙間11の存在によって、溶接時の熱エネルギーがベースプレート15に直接伝達されることはなく、あるいは、伝達されることが少なく、ベースプレート15の表面が硬化収縮によって変形するほど逆円錐形状に溶融することはない。従って、板金部材10の変形が防止される。
As schematically shown in FIG. 2, the
このように、ベースプレート15の変形が抑制されると共に板金部材10の変形も防止され、板金部材10に保持されているレーザダイオード1の芯出し方向及びフォーカス方向に狂いが生じることがなく、該レーザダイオード1から放射されるレーザビームを高精度に結像させることができる。
In this way, the deformation of the
ところで、レーザ溶接にはYAGレーザ溶接あるいは炭酸ガスレーザ溶接などを用いることができる。YAGレーザ溶接は低パワーでレーザを集光させて効率よく溶接を行うことができる点で好ましい。 By the way, YAG laser welding, carbon dioxide laser welding, or the like can be used for laser welding. YAG laser welding is preferable in that the laser can be condensed with low power and welding can be performed efficiently.
板金部材10及びベースプレート15として厚さ1mmのステンレス材を用い、隙間11を0.1mmに設定し、YAG溶接エネルギーを40Jに設定して溶接実験を行ったところ、ベースプレート15及び板金部材10に変形を生じることなく溶接されていることが確認された。
A stainless steel material having a thickness of 1 mm was used as the
(第2実施例、図3参照)
本第2実施例は、板金部材10とベースプレート15との間に隙間11を設けるために、矩形状の開口部13aを有するスペーサ13を介在させる。そして、開口部13aによって隙間11が設けられた領域に、例えば、符号aで示すように3箇所のレーザ溶接を行う。勿論、レーザ溶接は1箇所でも2箇所でもよい。
(Refer to the second embodiment, FIG. 3)
In the second embodiment, in order to provide a
本第2実施例における作用効果は前記第1実施例と同様であり、隙間11を設ける構成以外の他の構成も第1実施例と同様であり、図3には図1と同じ部材、部分に同じ符号を付し、その説明は省略する。
The operation and effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, and other configurations than the configuration of providing the
(第3実施例、図4参照)
本第3実施例は、板金部材10とベースプレート15との間に隙間11を設けるために、円形状の開口部14aを有する円板状のスペーサ14を介在させる。そして、開口部14aによって隙間11が設けられた領域に、例えば、符号aで示すように1箇所のレーザ溶接を行う。勿論、レーザ溶接は複数箇所であってもよい。
(Refer to the third embodiment, FIG. 4)
In the third embodiment, in order to provide a
本第3実施例における作用効果は前記第1実施例と同様であり、隙間11を設ける構成以外の他の構成も第1実施例と同様であり、図4には図1と同じ部材、部分に同じ符号を付し、その説明は省略する。
The operation and effect of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and the configuration other than the configuration of providing the
(第4実施例、図5参照)
本第4実施例は、板金部材10とベースプレート15との間に隙間11を設けるために、板金部材10の水平面部10aの裏面に円形状の凹所10cを形成してその板厚を部分的に薄くする。凹所10cはパンチングなどによって形成することができる。そして、凹所10cによって隙間11が設けられた領域に、例えば、符号aで示すように1箇所のレーザ溶接を行う。勿論、レーザ溶接は複数箇所であってもよい。
(Refer to the fourth embodiment, FIG. 5)
In the fourth embodiment, in order to provide a
本第4実施例における作用効果は前記第1実施例と同様であり、隙間11を設ける構成以外の他の構成は第1実施例と同様であり、図5には図1と同じ部材、部分に同じ符号を付し、その説明は省略する。
The operational effects of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the configuration other than the configuration of providing the
(第5実施例、図6参照)
本第5実施例は、板金部材10とベースプレート15との間に隙間11を設けるために、レーザ溶接時に板金部材10の水平面部10aを保持治具20によって保持する。垂直面部10bを保持してもよい。そして、保持治具20によって隙間11が設けられた領域に、符号aで示すように1箇所ないし複数箇所のレーザ溶接を行う。溶接後、保持治具20による板金部材10の保持は解除される。
(Refer to the fifth embodiment, FIG. 6)
In the fifth embodiment, since the
本第5実施例における作用効果は前記第1実施例と同様であり、隙間11を設ける構成以外の他の構成は第1実施例と同様であり、図6には図1と同じ部材、部分に同じ符号を付し、その説明は省略する。
The functions and effects of the fifth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the configuration other than the configuration in which the
(第6実施例、図7参照)
本第6実施例は、板金部材10とベースプレート15との間に隙間11を設けるために、板金部材10の水平面部10aの裏面に三つの突出部10dを同心円上にかつ等間隔に形成する。そして、突出部10dによって隙間11が設けられた領域に、例えば、符号aで示すように1箇所のレーザ溶接を行う。勿論、レーザ溶接は複数箇所であってもよい。
(See the sixth embodiment, FIG. 7)
In the sixth embodiment, in order to provide the
本第6実施例における作用効果は前記第1実施例と同様であり、隙間11を設ける構成以外の他の構成は第1実施例と同様であり、図7には図1と同じ部材、部分に同じ符号を付し、その説明は省略する。
The operational effects of the sixth embodiment are the same as those of the first embodiment, and the configuration other than the configuration in which the
(他の実施例)
なお、本発明に係るレーザ走査光学装置の製造方法は前記各実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
(Other examples)
The manufacturing method of the laser scanning optical device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
1…レーザダイオード
10…板金部材
10c…凹所
10d…突出部
11…隙間
12,13,14…スペーサ
15…ベースプレート
20…保持治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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JP2004145590A JP2005326691A (en) | 2004-05-14 | 2004-05-14 | Method of manufacturing laser scanning optical apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009063925A (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Brother Ind Ltd | Light source apparatus, exposure apparatus using the same and image forming apparatus |
JP2011203394A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Brother Industries Ltd | Optical scanner and method for manufacturing the optical scanner |
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2004
- 2004-05-14 JP JP2004145590A patent/JP2005326691A/en active Pending
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