JP2008211039A - 位置調整用保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ走査光学装置の製造工程において、レーザ発光素子を容易にかつ精度よく調整初期位置にセットできる位置調整用保持装置を得る。
【解決手段】レーザ走査光学装置の製造工程において、レーザ発光素子２を保持する保持部材３０をクランプ部材２５Ａ，２５Ｂで保持し、３次元的に位置調整を行うための保持装置。保持部材３０は両側面に互いに９０°位相の異なる方向の凹部３１Ａ，３１Ｂを有している。クランプ部材２５Ａ，２５Ｂは前記凹部３１Ａ，３１Ｂに係合する円弧状の凸部２６Ａ，２６Ｂを有している。凹部３１Ａは光軸方向Ｘに延在し、凹部３１Ｂは副走査方向Ｚに延在している。凸部２６Ａ，２６Ｂが凹部３１Ａ，３１Ｂに嵌合することにより、レーザ発光素子２は方向Ｘ，Ｙ，Ｚに対して所定の調整初期位置にセットされる。
【選択図】図４

Description

本発明は、位置調整用保持装置、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に搭載されるレーザ走査光学装置に組み込まれるレーザ発光素子の位置調整用保持装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に搭載されるレーザ走査光学装置において、その光源部はレーザ発光素子（レーザダイオード）とコリメータレンズなどの集光素子を備えている。このようなレーザ走査光学装置においては、レーザ発光素子の３次元的に位置調整するに際して、レーザ発光素子を容易かつ精度よく調整初期位置に設定することが重要となる。３次元とは、主走査方向Ｙ、副走査方向Ｚ、光軸方向Ｘである。

この種の位置調整は、レーザ発光素子を保持する保持部材（放熱部材をも兼ねている）を位置調整用保持装置に固定し、感光体仮想位置に設置したＣＣＤカメラにレーザ光を写し出し、レーザ光の重心位置やビーム径を計測しながら所定位置でビーム径が最も絞られるようにレーザ発光素子を３次元的に位置調整する。調整後は保持部材をハウジングに接着剤などで固定する。従来では、特許文献１に記載の位置調整装置が知られている。

ところで、ＣＣＤカメラに対しては小径のレーザ光を精度よく照射するため、レーザ光を対物レンズで拡大して写し出している。そのため、ＣＣＤカメラの画角の大きさは、対物レンズの倍率の逆数で狭くなってしまう。調整初期時には狭小な範囲にレーザ光を照射させなければ、ＣＣＤカメラにてレーザ光を直ちに認識することが困難である。レーザ光が光軸方向位置がずれていても、ピントずれが発生してたとえ狭小範囲に照射されていてもレーザ光の認識が困難である。

特許文献１では、レーザ発光素子の保持部材をチャックで確実に掴む機構が開示されているが、レーザ発光素子を容易にかつ精度よく調整初期位置にセットすることまでは考慮されていない。
特開２００４−３５５７５４号公報

そこで、本発明の目的は、レーザ発光素子を容易にかつ精度よく調整初期位置にセットできる位置調整用保持装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明に係る位置調整用保持装置は、
レーザ発光素子を保持する保持部材をクランプ手段で保持し、レーザ発光素子を３次元的に位置調整を行うための保持装置であって、
前記保持部材は両側面に互いに９０°位相の異なる方向の凹形状又は凸形状の位置決め部を有し、
前記クランプ手段は前記保持部材の前記位置決め部と係合する係合部を有していること、
を特徴とする。

本発明に係る位置調整用保持装置においては、レーザ発光素子を３次元的に位置調整するに際して、クランプ手段の係合部がレーザ発光素子を保持する保持部材の両側面に設けた位置決め部に係合することにより、保持部材を介してレーザ発光素子を３次元的に調整初期位置にセットする。保持部材の両側面に設けた凹形状又は凸形状の位置決め部は互いに９０°位相を異ならせているため、主走査方向Ｙ、副走査方向Ｚ、光軸方向Ｘに対して正確に初期位置が決まり、画角の狭いＣＣＤカメラに対して容易にかつ精度よく認識させることができる。

以下、本発明に係る位置調整用保持装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各実施例を示す図において、同一部材、部分には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

（レーザ走査光学装置、図１及び図２参照）
図１に、本発明に係る位置調整用保持装置を用いて製造されたレーザ走査光学装置１の一例を示す。図２に、光路の副走査方向Ｚの断面と、各光学素子でのレーザ光の光軸に垂直な断面形状を示す。このレーザ走査光学装置１は、概略、レーザ発光素子２と、ポリゴンミラー５と、走査レンズ６，７と、カバーガラス８と、これらの部材を保持するためのハウジング１０とで構成されている。

レーザ発光素子２から放射されたレーザ光は、コリメータレンズ３及びシリンドリカルレンズ４にて主走査方向Ｙにほぼ平行な光に整形され、ポリゴンミラー５に入射する。ポリゴンミラー５に入射したレーザ光は主走査方向Ｙに等角速度に偏向され、走査レンズ６，７を透過することで収差を補正され、カバーガラス８を透過して感光体ドラム１５上で結像する。感光体ドラム１５は所定速度で回転駆動され、レーザ光による主走査とドラム１５の回転による副走査にて２次元の画像（静電潜像）が形成される。

なお、レーザ発光素子２から放射されたレーザ光を集光する光学素子は、コリメータレンズ３やシリンドリカルレンズ４に限定するものではなく、ＤＯＥ（Diffractive Optical Element）を用いることができる。ＤＯＥは、レーザ発光素子２から放射された光を、主走査方向Ｙについてはほぼ平行光にし、副走査方向Ｚについてはポリゴンミラー５のミラー面近傍で集光させる機能を有している。ＤＯＥは樹脂で一体成形されており、回転対称軸を持たない二つの反射面と、回折面であってもよい二つの透過面とを有している。複数機能を有する光学素子を用いればコンパクトな光源ユニットを構成できる。

（第１実施例、図３〜図５参照）
ここで、前記レーザ発光素子２の位置を調整するための保持装置の第１実施例について説明する。

レーザ発光素子２は、図３に示すように、管体２１とフランジ２２とで保持され、フランジ２２からは端子２３が突出している。このレーザ発光素子２は、図４に示す保持部材３０の中央孔に管体２１を嵌合することで保持されている。保持部材３０は、熱伝導率のよい金属材料からなり放熱部材を兼ねており、管体２１の外径を基準としてフランジ２２が保持部材３０に当接するまで中央孔に精度よく嵌合される。さらに、保持部材３０とフランジ２２をＹＡＧ溶接、接着、ねじなどで接合してもよく、レーザ発光素子２は保持部材３０に対して精度よく取り付けられている。

保持部材３０には、一側面に光軸方向Ｘに直線状に延在する断面三角形状の凹部３１Ａが形成され、他側面に副走査方向Ｚに直線状に延在する断面三角形状の凹部３１Ｂが形成されている。即ち、凹部３１Ａ，３１Ｂは保持部材３０の両側面に互いに９０°位相の異なる方向に形成されている。

位置調整用保持装置は、図４及び図５に示すように、クランプ部材２５Ａ，２５Ｂを備え、クランプ部材２５Ａは一側面の凹部３１Ａに係合可能な円弧状の凸部２６Ａを有し、矢印方向Ｙａに移動することで凹部３１Ａに係合する。クランプ部材２５Ｂは他側面の凹部３１Ｂに係合可能な円弧状の凸部２６Ｂを有し、矢印方向Ｙｂに移動することで凹部３１Ｂに係合する。クランプ部材２５Ａの凸部２６Ａが凹部３１Ａに２箇所で線接触することで（図５（Ｂ）参照）、レーザ発光素子２を主走査方向Ｙと副走査方向Ｚに位置規制する。クランプ部材２５Ｂの凸部２６Ｂが凹部３１Ｂに２箇所で線接触することで（図５（Ａ）参照）、レーザ発光素子２を光軸方向Ｘに位置規制する。

前記クランプ部材２５Ａ，２５Ｂの凸部２６Ａ，２６Ｂがそれぞれ矢印方向Ｙａ，Ｙｂから保持部材３０の両側面の凹部３１Ａ，３１Ｂに係合することにより、保持部材３０を介してレーザ発光素子２を３次元的に位置規制する。保持部材３０には互いに９０°位相の異なる方向に凹部３１Ａ，３１Ｂが形成されているため、クランプ部材２５Ａ，２５Ｂの凸部２６Ａ，２６Ｂが一定の速度で、かつ、一定の軌跡で凹部３１Ａ，３１Ｂにそれぞれ２箇所で線接触することにより、容易にレーザ発光素子２を３次元的に精度よく位置決めすることができる。

レーザ発光素子２はハウジング１０に組み込まれる際に、このようにクランプ部材２５Ａ，２５Ｂに保持されて調整初期位置にセットされ、感光体仮想位置に設置したＣＣＤカメラにてレーザ光を写し出し、レーザ光の重心位置やビーム径を計測しながらクランプ部材２５Ａ，２５Ｂを駆動し、レーザ発光素子２を所定位置でビーム径が最も絞られるように微調整する。調整後は保持部材３０をハウジング１０に接着剤などで固定する。

（第２実施例、図６参照）
保持装置の第２実施例は、図６に示すように、保持部材３０の両側面に形成した凹部３１Ａ，３１Ｂを断面台形状としたもので、クランプ部材２５Ａ，２５Ｂは第１実施例と同じ形状のものが使用される。

（第３実施例、図７参照）
保持装置の第３実施例は、図７に示すように、保持部材３０の両側面に形成した凹部３１Ａ，３１Ｂを断面円弧状としたもので、クランプ部材２５Ａ，２５Ｂは第１実施例と同じ形状のものが使用される。なお、凹部３１Ａ，３１Ｂの円弧はクランプ部材２５Ａ，２５Ｂの凸部２６Ａ，２６Ｂの円弧よりも大きく設定されている。

（第４実施例、図８参照）
保持装置の第４実施例は、図８に示すように、クランプ部材による保持部材３０の挟み込みを副走査方向Ｚとしたものである。保持部材３０には、上面に光軸方向Ｘに延在する断面三角形状の凹部３２Ａが形成され、下側面に主走査方向Ｙに延在する断面三角形状の凹部３２Ｂが形成されている。これに対して、第１実施例に示したクランプ部材２５Ａ，２５Ｂが上下方向から凹部３２Ａ，３２Ｂに係合し、レーザ発光素子２を調整初期位置にセットする。

（第５実施例、図９参照）
保持装置の第５実施例は、図９に示すように、保持部材３０の両側面に断面円弧状の凸部３３Ａ，３３Ｂをそれぞれ光軸方向Ｘ及び副走査方向Ｚに延在するように形成し、クランプ部材２５Ａ，２５Ｂには該凸部３３Ａ，３３Ｂに係合する断面三角形状の凹部２７Ａ，２７Ｂを形成したものである。クランプ部材２５Ａ，２５Ｂがそれぞれ矢印方向Ｙａ，Ｙｂに移動することで凹部２７Ａ，２７Ｂが凸部３３Ａ，３３Ｂに係合する。保持部材３０の凸部３３Ａ，３３Ｂが凹部２７Ａ，２７Ｂに２箇所で線接触することは前記第１実施例などと同様であり、レーザ発光素子２を容易にかつ精度よく調整初期位置に設定できる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る位置調整用保持装置は前記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することができる。

特に、保持部材３０やクランプ部材２５Ａ，２５Ｂの細部の構成、形状は任意である。また、クランプ部材２５Ａ，２５Ｂは図示しない可動台上に取り付けられており、従来と同様の駆動手段によって３次元的に駆動され、ＣＣＤカメラでモニタしつつレーザ発光素子２の位置が微調整される。

本発明に係る位置調整用保持装置を使用して製造されたレーザ走査光学装置の一例を示す概略斜視図である。 前記レーザ走査光学装置の光路及びレーザ光のビーム形状を示す説明図である。 レーザ発光素子を示す斜視図である。 位置調整用保持装置の第１実施例を示す斜視図である。 前記第１実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 位置調整用保持装置の第２実施例に使用される保持部材を示す斜視図である。 位置調整用保持装置の第３実施例に使用される保持部材を示す斜視図である。 位置調整用保持装置の第４実施例に使用される保持部材を示す斜視図である。 位置調整用保持装置の第５実施例を示す斜視図である。

符号の説明

１…レーザ走査光学装置
２…レーザ発光素子
２５Ａ，２５Ｂ…クランプ部材
２６Ａ，２６Ｂ…凸部
２７Ａ，２７Ｂ…凹部
３０…保持部材
３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ…凹部
３３Ａ，３３Ｂ…凸部

Claims (2)

1. レーザ発光素子を保持する保持部材をクランプ手段で保持し、レーザ発光素子を３次元的に位置調整を行うための保持装置であって、
   前記保持部材は両側面に互いに９０°位相の異なる方向の凹形状又は凸形状の位置決め部を有し、
   前記クランプ手段は前記保持部材の前記位置決め部と係合する係合部を有していること、
   を特徴とする位置調整用保持装置。
2. 前記位置決め部は互いに９０°位相の異なる方向に直線状に延在する凹部であり、前記係合部は円弧状の凸部であること、を特徴とする請求項１に記載の位置調整用保持装置。

Images