JP3838090B2 - 光学素子固定機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学素子固定機構に関するものであり、例えばレーザ走査光学装置に用いられる光学素子の固定機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ走査光学装置に搭載される光学素子の固定には、バネやＵＶ(ultraviolet ray)硬化型接着剤が用いられることが多い。しかし、バネで光学素子を固定する方法では、部品点数が増えるとともに、そのためのスペースも確保しなければならなくなる。一方、ＵＶ硬化型接着剤で光学素子を固定する方法では、接着剤の硬化に時間がかかるため、組立コストが高くなってしまう。しかも、接着面にＵＶを照射するために、接着面に至る光路中の部品をＵＶ透過性のもので構成しなければならない。光学素子の固定に瞬間接着剤を用いれば、部品点数が削減されるため省スペース化を達成することができ、接着剤の硬化時間が短縮されるため組立コストを低くすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
瞬間接着剤の使用には上記のようなメリットがある反面、以下のような問題もある。第１に、瞬間接着剤は硬化速度が極めて速いため接着面全体に広がらず、十分な接着強度が得られないという問題がある。第２に、接着面からはみ出て光学面に付着した瞬間接着剤が、空気中の水分と反応して白化し、光学素子の性能を低下させるという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、光学素子の性能に影響を与えることなく十分な接着強度を得ることの可能な光学素子固定機構を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の光学素子固定機構は、光学素子を瞬間接着剤で保持部材に固定するための光学素子固定機構であって、前記光学素子が固定される際に接する前記保持部材の座面に、前記保持部材を貫通する複数の穴と、その各穴に座面の裏側から滴下された瞬間接着剤を座面に沿って広げる複数のガイド溝と、前記光学素子と座面との間に浸透した瞬間接着剤が所定の範囲以上に広がらないように瞬間接着剤の浸透を制限する包囲溝と、が設けられており、前記ガイド溝が前記穴から延びるように設けられており、前記包囲溝が前記穴とそこから延びたガイド溝を包囲するように独立した状態で設けられており、隣り合った穴のガイド溝同士がつながっていることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明の光学素子固定機構は、上記第１の発明の構成において、前記穴が、複数のガイド溝の交差位置又は座面の中央部に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明の光学素子固定機構は、上記第１又は第２の発明の構成において、前記瞬間接着剤の粘度が２００(mPa・s)以下であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した光学素子固定機構を、図面を参照しつつ説明する。図１に、光学素子固定機構の一実施の形態を斜視図で示す。また、図２にその中央部分の概略縦断面構造を示し、図３にその上方から見た座面構成を示す。この光学素子固定機構は、レーザ走査光学装置において光学素子(1)をその保持部材である筐体(2)に瞬間接着剤(10)で固定するためのものである。光学素子(1)としては、例えばレーザビームを一方向に収束させるために用いられるシリンドリカルレンズ(1a,1b：レーザビームが通る光学面)が挙げられ、瞬間接着剤(10)としては、例えばシアノアクリレート系接着剤が挙げられる。
【００１１】
図１及び図３において破線で囲まれた範囲(サイズ：約１０ｍｍ×約２０ｍｍ)は、光学素子(1)が固定される際に接する筐体(2)の座面(7)である。つまり、座面(7)が筐体(2)側の接着面であり、下面(1f)が光学素子(1)側の接着面である。筐体(2)の座面(7)は平面になっているので、それに接着される光学素子(1)の下面(1f)も同じ平面になっている。面同士が密着状態で接着されるように、２つの接着面(1f,7)の形状は同一(例えば曲面の場合には曲率が同一)であることが望ましい。
【００１２】
この光学素子固定機構は、座面(7)に設けられている穴(4)，ガイド溝(5)，包囲溝(6)等で構成されている。ただし、座面(7)に光学素子(1)を瞬間接着剤(10)で固定する前に、押圧部材(9)を用いた仮固定を行うのが望ましい。２つの凸部(3)の座面(7)側の面は、光学素子(1)の位置決め用の基準面(3s)になっている。したがって、光学素子(1)の光学面(1a)及び側面(1d)の各下部を各基準面(3s)に接触させながら、板バネから成る押圧部材(9)で光学素子(1)の上面(1e)を押圧すると、光学素子(1)は座面(7)に対して圧接された状態となり、適正位置に位置決めされた状態で仮固定される。
【００１３】
上記のように光学素子(1)の搭載位置を定める基準面(3s)を座面(7)の周りに設けたり、又は座面(7)に設けたりすることにより、光学素子(1)の位置決めを正確かつ容易に行うことが可能となる。また、バネ(板バネ等)やゴム等の弾性部材を用いて押圧部材(9)を構成し、その押圧力で光学素子(1)を座面(7)に対して垂直方向に圧接させることにより、光学素子(1)の仮固定を容易に行うことが可能となる。なお、必要に応じて光学素子(1)を各凸部(3)に向けて横方向から押圧する構成にしてもよい。
【００１４】
筐体(2)の厚さは約３ｍｍ以下になっており、座面(7)の中央部には筐体(2)を貫通する直径約０．５ｍｍ以上の穴(4)が形成されている。その穴(4)に座面(7)の裏側から瞬間接着剤(10)を滴下すると(図１，図２)、滴下された瞬間接着剤(10)は穴(4)を通って、光学素子(1)の下面(1f)との圧接状態にある座面(7)に至る。このように座面(7)の裏側から穴(4)に瞬間接着剤(10)を滴下する構成にすると、不必要な部分に瞬間接着剤(10)が付着することを防止することができる。なお、穴(4)は座面(7)に対して垂直かつ同一径に形成されているが、瞬間接着剤(10)の滴下を容易にするために、図２中の破線で示すように、座面(7)の裏側の方が径の大きいテーパ状の穴(4t)にしてもよい。
【００１５】
座面(7)には、瞬間接着剤(10)を座面(7)に沿って広げるために、４本のガイド溝(5)が穴(4)から延びるように形成されている。ガイド溝(5)の深さは０．５ｍｍ以下になっており、その縦断面形状は三角形になっている。ガイド溝(5)の縦断面形状は三角に限らず方形，台形，半円等でもよいが、筐体(2)の製造を射出成型で行う場合にはその都合上、方形，台形，半円，三角が望ましい。
【００１６】
座面(7)に到達した瞬間接着剤(10)は、各ガイド溝(5)に流れ込む。そして、ガイド溝(5)を速やかに流れて、光学素子(1)と座面(7)とのわずかな隙間に浸透しながら座面(7)の全体に広がる。このようにガイド溝(5)が瞬間接着剤(10)を速やかに流しながら接着面(1f,7)全体に浸透させるため、接着面積を最大限に広くして十分な接着強度を得ることが可能になる。瞬間接着剤(10)の硬化により光学素子(1)と筐体(2)との接着が完了したら、仮固定用の押圧部材(9)を必要に応じて取り外す。なお、瞬間接着剤(10)の速やかな流動及び浸透を実現するには、瞬間接着剤(10)の粘度が２００(mPa・s)以下であることが望ましい。粘度が２００(mPa・s)よりも大きいと、瞬間接着剤(10)がガイド溝(5)を流れにくくなるとともに、光学素子(1)と座面(7)との間への浸透も困難になる。
【００１７】
座面(7)の周縁部分には、穴(4)とそこから延びたガイド溝(5)を包囲するように、輪状に閉じた包囲溝(6)が設けられている。この包囲溝(6)は穴(4)やガイド溝(5)とは独立した(つながっていない)状態になっており、光学素子(1)と座面(7)との間に浸透した瞬間接着剤(10)が所定の範囲以上に広がらないように瞬間接着剤(10)の浸透を制限する。つまり、座面(7)の全体に浸透した瞬間接着剤(10)は、座面(7)の外側に漏れ出す前に包囲溝(6)に流れ込むため、座面(7)からはみ出ることがないのである。瞬間接着剤(10)が座面(7)からはみ出ないため、瞬間接着剤(10)が空気中の水分と反応して白化することもなく、光学面(1a,1b)に付着することもない。したがって、白化した瞬間接着剤(10)が光学素子(1)の性能に影響を与えることもない。また、瞬間接着剤(10)の滴下量は包囲溝(6)の容量以下であることが望ましい。そのようにすれば、滴下した瞬間接着剤(10)がすべて包囲溝(6)に流れ込んだとしても座面(7)の外側に溢れることはない。
【００１８】
図４に、穴(4)の数やガイド溝(5)のパターンが上記光学素子固定機構とは異なる他の座面(7)の構成例を示す。図４(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、瞬間接着剤(10)が滴下される穴(4)を単一の座面(7)に複数設けたり、ガイド溝(5)を密に形成したりすることによって、瞬間接着剤(10)を速く均一に広げることが可能となる。したがって、接着強度をより効果的に向上させることができる。穴(4)は複数のガイド溝(5)の交差位置に設けられていることが、より速く均一に瞬間接着剤(10)を広げる上で望ましい。また、穴(4)が包囲溝(6)に近いと、瞬間接着剤(10)が座面(7)の全体に浸透する前に包囲溝(6)に流れ込みやすくなるため、その点で穴(4)は座面(7)の中央部又は中央部寄りに設けられていることが望ましい。なお、包囲溝(6)にガイド溝(5)がつながっていなければガイド溝(5)同士は合流していてもよいので、瞬間接着剤(10)の特性(粘度等)に応じたパターン(網状，ストライプ状等)のガイド溝(5)を構成することが望ましい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガイド溝が瞬間接着剤を座面に沿って広げるため、接着面積が広くなり十分な接着強度が得られる。また、光学素子と座面との間に浸透した瞬間接着剤が所定の範囲以上に広がらないように、包囲溝が瞬間接着剤の浸透を制限するため、瞬間接着剤が座面からはみ出て光学面に付着することがない。したがって、瞬間接着剤が空気中の水分と反応して白化することもなく、光学素子の性能に影響を与えることもない。また、座面の裏側から穴に瞬間接着剤を滴下する構成になっているため、不必要な部分に瞬間接着剤が付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学素子固定機構の一実施の形態を示す斜視図。
【図２】図１の光学素子固定機構の要部概略構造を示す断面図。
【図３】図１の光学素子固定機構の座面構成を示す平面図。
【図４】光学素子固定機構の他の座面構成例を示す平面図。
【符号の説明】
1 …光学素子
2 …筐体(保持部材)
4,4t …穴
5 …ガイド溝
6 …包囲溝
7 …座面
10 …瞬間接着剤

Claims (3)

1. 光学素子を瞬間接着剤で保持部材に固定するための光学素子固定機構であって、
   前記光学素子が固定される際に接する前記保持部材の座面に、前記保持部材を貫通する複数の穴と、その各穴に座面の裏側から滴下された瞬間接着剤を座面に沿って広げる複数のガイド溝と、前記光学素子と座面との間に浸透した瞬間接着剤が所定の範囲以上に広がらないように瞬間接着剤の浸透を制限する包囲溝と、が設けられており、前記ガイド溝が前記穴から延びるように設けられており、前記包囲溝が前記穴とそこから延びたガイド溝を包囲するように独立した状態で設けられており、隣り合った穴のガイド溝同士がつながっていることを特徴とする光学素子固定機構。
2. 前記穴が、複数のガイド溝の交差位置又は座面の中央部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学素子固定機構。
3. 前記瞬間接着剤の粘度が２００(mPa・s)以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子固定機構。

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