JP4867809B2 - Laser scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ走査装置、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おいて感光体上に静電潜像を形成するために搭載されるレーザ走査装置及び該レーザ走査装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a laser scanning device, particularly a laser scanning device mounted for forming an electrostatic latent image on a photosensitive member in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and an image provided with the laser scanning device. The present invention relates to a forming apparatus.
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装置において、その光源部は発光素子(レーザダイオード)とコリメータレンズとシリンドリカルレンズを備えている。 In a laser scanning device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, the light source portion includes a light emitting element (laser diode), a collimator lens, and a cylindrical lens.
特許文献1には、単一のホルダに発光素子を圧入固定するとともにコリメータレンズを接着固定した光源部が記載されている。コリメータレンズはホルダに対して調芯方向と光軸方向の調整を行った後に固定される。特許文献2には、発光素子を圧入固定したホルダの一部を光軸方向に延長し、該延長部分にコリメータレンズ、アパーチャ及びシンリドリカルレンズを同軸上に接着固定した光源部が記載されている。また、特許文献3,4には、発光素子を取り付けた放熱板とレンズホルダの間に中間ホルダを設け、放熱板と中間ホルダ、中間ホルダとレンズホルダをそれぞれ接着固定した光源部が記載されている。
しかしながら、特許文献1,2に記載の光源部においては、いずれも発光素子をホルダに圧入固定しているため、発光素子を光軸方向に位置調整することは難しく、コリメータレンズなどの光学素子にて光軸方向の調整領域を持たせることになる。特に、特許文献1に記載の光源部では、コリメータレンズとホルダとの間で調芯方向と光軸方向の3軸調整の自由度が設けられ、平行光を発生するユニットとして構成されている。しかし、放熱機能を持つことはなく、発光素子の温度が上昇して波長が変化してしまうため、放熱機構を別途付加する必要があり、部品点数やコストの増加が避けられない。また、特許文献2に記載の光源部では、光学素子(コリメータレンズやシリンドリカルレンズ)の下部を固定する構成であるため、光学素子の調整自由度は光軸方向のみであり、鉛直方向(副走査方向)に位置調整することは困難である。
However, in each of the light source units described in
特許文献3,4に記載の光源部においては、発光素子を取り付けた放熱板とレンズホルダとの間に中間ホルダを設けているために部品点数が増加するとともに、放熱板が中間ホルダに密着固定されているために放熱効果が十分でなく、かつ、照射光が届かないので光硬化型接着剤を使用することができず、製作には時間がかかり、その間の安定性が悪く精度を確保できないという問題点を有している。
そこで、本発明の目的は、部品点数が少なくて放熱効果が良好であり、かつ、調芯及び光軸方向の調整が可能なレーザ走査装置及びレーザ走査装置を備えた画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser scanning device having a small number of parts, a good heat dissipation effect, and capable of alignment and adjustment in the optical axis direction, and an image forming apparatus including the laser scanning device. It is in.
以上の目的を達成するため、本発明の請求項1に係るレーザ走査装置は、
発光素子と、該発光素子から放射されたビームを整形する光学素子と、前記発光素子を保持する放熱部材と、該放熱部材及び前記光学素子を固定したホルダと、前記光学素子を透過したビームを偏向する偏向器と、前記放熱部材、前記ホルダ、前記偏向器を固定するハウジングと、を備えたレーザ走査装置において、
前記放熱部材は、前記発光素子のフランジ部を延伸した状態の平板部と、該平板部に対して所定の角度で設けた少なくとも一つの曲げ部とを有し、
前記ホルダは前記放熱部材の曲げ部に対向する対向部を有し、
前記放熱部材の曲げ部と前記ホルダの対向部とは所定の間隔を保持して配置され、該間隔には柱状に形成された樹脂が配置され、前記発光素子を保持した前記放熱部材を前記ホルダに対して位置調整した後に前記柱状樹脂が硬化され、
前記ホルダは、前記柱状樹脂を硬化させた後に、前記ハウジングに位置調整して固定されていること、
を特徴とする。
In order to achieve the above object, a laser scanning device according to
A light emitting element, an optical element that shapes the beam emitted from the light emitting element, a heat radiating member that holds the light emitting element, a holder that fixes the heat radiating member and the optical element, and a beam that has passed through the optical element. In a laser scanning device comprising: a deflector that deflects; and the heat dissipation member, the holder, and a housing that fixes the deflector.
The heat dissipation member has a flat plate portion in a state where the flange portion of the light emitting element is extended, and at least one bent portion provided at a predetermined angle with respect to the flat plate portion,
The holder has a facing portion facing the bent portion of the heat dissipation member;
The bent portion of the heat radiating member and the opposing portion of the holder are arranged with a predetermined interval, resin formed in a column shape is arranged in the interval, and the heat radiating member holding the light emitting element is placed in the holder After the position adjustment with respect to the columnar resin is cured,
The holder is fixed by adjusting the position of the housing after curing the columnar resin;
It is characterized by.
前記レーザ走査装置においては、発光素子を放熱部材に保持させ、該放熱部材を光学素子を保持するホルダに固定したため、部品点数が少なく、低コストでの製造が可能になる。また、放熱部材とホルダとは所定の間隔を保持して配置されているため、放熱部材の放熱効果を十分に発揮させることができる。さらに、放熱部材の曲げ部とホルダの対向部との間隔には、柱状に形成された樹脂が配置され、発光素子を保持した放熱部材をホルダに対して位置調整した後に柱状樹脂が硬化されているため、柱状樹脂が適度な弾性を有している状態で発光素子を3軸方向(調芯及び光軸方向)に調整することができる。特に、発熱部材の平板部(発光素子のフランジ部)に対して所定の角度で設けた曲げ部とホルダの対向部との間隔に柱状樹脂を配置したため、発光素子を光軸方向に位置調整した場合であっても、柱状樹脂の高さはほぼ一定であり、安定性を確保できる。また、放熱部材は曲げ部にてホルダと接合するため、単純な平板状の放熱部材に比較して、曲げ部の形状を任意に変更することができ、設計の自由度が大きくなる。 In the laser scanning device, the light emitting element is held by the heat radiating member, and the heat radiating member is fixed to the holder for holding the optical element. Therefore, the number of parts is small, and the manufacturing can be performed at low cost. Moreover, since the heat radiating member and the holder are arranged with a predetermined distance therebetween, the heat radiating effect of the heat radiating member can be sufficiently exhibited. Further, a resin formed in a columnar shape is arranged in the interval between the bent portion of the heat dissipation member and the opposing portion of the holder, and the columnar resin is cured after the position of the heat dissipation member holding the light emitting element with respect to the holder is adjusted. Therefore, the light emitting element can be adjusted in the triaxial direction (alignment and optical axis direction) in a state where the columnar resin has appropriate elasticity. In particular, since the columnar resin is arranged at the interval between the bent portion provided at a predetermined angle with respect to the flat plate portion (light emitting element flange portion) of the heat generating member and the opposed portion of the holder, the position of the light emitting element is adjusted in the optical axis direction. Even in this case, the height of the columnar resin is substantially constant, and stability can be ensured. Further, since the heat radiating member is joined to the holder at the bent portion, the shape of the bent portion can be arbitrarily changed as compared with a simple flat plate heat radiating member, and the degree of freedom in design is increased.
前記レーザ走査装置において、光学素子としては、ビームを主走査方向及び/又は副走査方向に集光する機能を有するものであってもよく、あるいは、コリメータレンズ機能とシリンドリカルレンズ機能を一体化したもので、特に回折面を含むものであってもよい。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。 In the laser scanning device, the optical element may have a function of condensing the beam in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction, or an integrated unit of a collimator lens function and a cylindrical lens function. In particular, it may include a diffractive surface. If an optical element having a plurality of functions is used, a compact light source unit can be configured.
また、放熱部材の平板部とホルダとの間隔にも柱状に形成された樹脂を配置すれば、放熱部材を光軸方向により強固に規制することができ、発光素子と光学素子の安定した位置関係を維持できる。 In addition, if a resin formed in a column shape is also arranged between the flat plate portion of the heat radiating member and the holder, the heat radiating member can be more firmly regulated in the optical axis direction, and the stable positional relationship between the light emitting element and the optical element. Can be maintained.
前記レーザ走査装置において、柱状樹脂としては光硬化型接着剤を好適に用いることができる。光硬化型接着剤は短時間での硬化が可能であり、調整ずれが防止される。そして、未硬化状態で柱状を維持し、剥離や垂れなどが生じないために、柱状樹脂はガラス転移点が110℃以下であること、未硬化常温状態(25℃)における粘度が6,000〜30,000ミリパスカル秒であり、高さ寸法が0.1〜1.0mmであることが好ましい。 In the laser scanning device, a photo-curing adhesive can be suitably used as the columnar resin. The photo-curable adhesive can be cured in a short time, and misalignment is prevented. The columnar resin has a glass transition point of 110 ° C. or lower and a viscosity in an uncured normal temperature state (25 ° C.) of 6,000 to 6,000, so that the columnar shape is maintained in an uncured state and peeling or dripping does not occur. It is preferably 30,000 millipascal seconds and the height dimension is 0.1 to 1.0 mm.
前記レーザ走査装置においては、ホルダに対して放熱部材を少なくとも光軸方向への調整自由度を持たせ、ホルダに対して光学素子を少なくとも光軸方向と直交する方向への調整自由度を持たせ、発光素子と光学素子とを少なくとも主走査方向にほぼ平行光になるように位置調整した後に柱状樹脂が硬化されていてもよい。 In the laser scanning device, the heat radiating member has at least freedom of adjustment in the optical axis direction with respect to the holder, and the optical element has at least freedom of adjustment in the direction orthogonal to the optical axis direction with respect to the holder. The columnar resin may be cured after adjusting the position of the light emitting element and the optical element so as to be substantially parallel light at least in the main scanning direction.
また、放熱部材の曲げ部及びホルダの対向部は光軸方向に平行な平面を有し、放熱部材又はホルダを光軸方向に相対的に移動させてビームの整形状態を調整し、放熱部材又はホルダを光軸方向と直交する方向に相対的に移動させて調芯状態を調整し、その後に前記柱状樹脂が硬化されていてもよい。2次元的な調整の組合せで発光素子と光学素子の3次元的な調整が可能になる。 Further, the bent portion of the heat radiating member and the opposing portion of the holder have a plane parallel to the optical axis direction, and the heat radiating member or the holder is relatively moved in the optical axis direction to adjust the beam shaping state, The alignment may be adjusted by moving the holder in a direction perpendicular to the optical axis direction, and the columnar resin may be cured thereafter. A combination of two-dimensional adjustment enables three-dimensional adjustment of the light emitting element and the optical element.
また、放熱部材の端部から柱状樹脂の中心までの距離Dと該端部での放熱部材とホルダとの間隔Tとが、T≧0.2×Dの関係を満足することにより、即ち、距離Dが大きくなれば間隔Tを比例的に大きくすることにより、柱状樹脂に光を効果的に照射して安定した光硬化を実現できる。 Further, when the distance D from the end of the heat dissipation member to the center of the columnar resin and the distance T between the heat dissipation member and the holder at the end satisfy the relationship of T ≧ 0.2 × D, that is, By increasing the distance T proportionally as the distance D increases, stable light curing can be realized by effectively irradiating the columnar resin with light.
放熱部材の平板部と曲げ部とはL字形状をなしていてもよい。放熱部材とホルダとを光軸方向に直交する面で接合でき、光軸方向に柱状樹脂の高さを一定にすることができる。また、放熱部材は2以上の曲げ部を有していてもよい。一つの曲げ部では環境温度の変化などに対して影響を受けやすい点を改善できる。また、放熱部材の平板部と曲げ部とはコ字形状をなしていてもよく、コ字形状の曲げ部はホルダを挟み込む状態でホルダと柱状樹脂を介して接合されていることが好ましい。接合強度や安定性が大きく、調整後の位置関係の維持能力が高まる。 The flat plate portion and the bent portion of the heat radiating member may be L-shaped. The heat radiating member and the holder can be joined on a surface orthogonal to the optical axis direction, and the height of the columnar resin can be made constant in the optical axis direction. Moreover, the heat radiating member may have two or more bent parts. One bend can improve the point of being easily affected by changes in environmental temperature. Further, the flat plate portion and the bent portion of the heat radiating member may be U-shaped, and the U-shaped bent portion is preferably joined to the holder via a columnar resin in a state of sandwiching the holder. Bond strength and stability are large, and the ability to maintain the positional relationship after adjustment is enhanced.
放熱部材又はホルダの少なくとも一方には、柱状樹脂を配置するための窪み又は突起が形成されていてもよく、あるいは、柱状樹脂が配置される個所に該柱状樹脂の基部よりも小さい窪みが形成されていてもよい。窪みや突起は樹脂を塗布する際の目印になり、未硬化状態での垂れを防止できる。さらに、同じ投影面積でも柱状樹脂の接地面積が増加し、接合強度が高くなる。特に、窪みは硬化時の収縮に際して未硬化樹脂を供給する働きをするため、硬化時の剥離を防止できる。突起はその上に柱状樹脂が形成されることにより、実質的な間隔を大きくでき、硬化のための光の進路を広がる。 At least one of the heat dissipating member or the holder may be provided with a depression or protrusion for arranging the columnar resin, or a depression smaller than the base of the columnar resin is formed at a position where the columnar resin is arranged. It may be. The depressions and protrusions serve as marks when the resin is applied, and can prevent dripping in an uncured state. Furthermore, even if the projection area is the same, the contact area of the columnar resin increases, and the bonding strength increases. In particular, the depression serves to supply an uncured resin when shrinking during curing, so that peeling during curing can be prevented. By forming the columnar resin on the protrusions, the substantial interval can be increased, and the path of light for curing is widened.
以下、本発明に係るレーザ走査装置及び画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a laser scanning apparatus and an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(全体構成、図1及び図20参照)
図1及び図20に、本発明に係るレーザ走査装置及び画像形成装置の一実施例を示す。このレーザ走査装置1は、概略、光源ユニット2と、ポリゴンミラー3と、走査レンズ4a,4bと、カバーガラス5と、これらの部材を保持するためのハウジング10とで構成されており、画像形成装置100に搭載されている。
(Overall configuration, see FIGS. 1 and 20)
1 and 20 show an embodiment of a laser scanning device and an image forming apparatus according to the present invention. This
画像形成装置100は、いわゆる4サイクル方式のカラープリンタであり、感光体ドラム40の周囲に、帯電器102、レーザ走査装置1、YMCKの4色のトナーを内蔵したロータリ式の現像器103、中間転写ベルト104などを配置した周知のものである。レーザ走査装置1によって感光体ドラム40上にYMCKの静電潜像が順次形成され、該静電潜像は現像器103で所定の色に現像され、中間転写ベルト104に順次1次転写されて合成される。合成されたトナー像は、給紙部105から1枚ずつ給紙される用紙上に、2次転写ローラ106から付与される電界によって2次転写される。続いて、この用紙は、定着器107でトナー像の加熱定着を施され、プリンタ本体の上面に排出される。
The
光源ユニット2から放射されたビームは、主走査方向Yにほぼ平行な光に整形されており、ポリゴンミラー3に入射する。ポリゴンミラー3に入射したビームは主走査方向Yに等角速度に偏向され、走査レンズ4a,4bを透過することで収差を補正され、カバーガラス5を透過して感光体ドラム40上で結像する。感光体ドラム40は所定速度で回転駆動され、ビームによる主走査とドラム40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。
The beam emitted from the
(光源ユニットとその調整、図2及び図3参照)
ここで、光源ユニット2について説明する。光源ユニット2は、図2に示すように、概略、レーザダイオード20とホルダ25に保持されたコリメータレンズ21とシリンドリカルレンズ22とで構成されている。これらの素子は従来から周知のものである。
(Light source unit and its adjustment, see FIGS. 2 and 3)
Here, the
ここで、本発明との比較のために、コリメータレンズ21とシリンドリカルレンズ22とが個別に取り付けられている場合の調整について図3を参照して説明する。なお、この調整は従来行われていた方法である。
Here, for comparison with the present invention, adjustment when the
まず、レーザダイオード20の中心とコリメータレンズ21の光軸を位置合わせする調芯作業が行われる。これは副走査方向Z及び主走査方向Yの調整であり、図3(A)において点線から実線へのコリメータレンズ21を移動させた状態を示している。さらに、レーザダイオード20とコリメータレンズ21との間隔を調整し、コリメータレンズ21からのビームが主走査方向Y及び副走査方向Zで光軸方向Xに沿った平行光となるように調整する。平行光であるため、コリメータレンズ21から光軸方向Xには、ビームの状態はほとんど変化しない。そのため、ここまでの調整は後段のシリンドリカルレンズ22などには影響されない。
First, an alignment operation for aligning the center of the
このような平行光発生部では、通常、レーザダイオード20の位置を基準にしてコリメータレンズ21の位置を調整するため、レーザダイオード20の位置調整は不要で、従来では、少なくともレーザダイオード20に対して光軸方向Xに自由度を持たせた調整を行っていない。
In such a parallel light generation unit, the position of the
一方、図3(B)に示すように、シリンドリカルレンズ22の位置調整は、ポリゴンミラー3の反射面から所定の距離だけ離れた位置に、機械的精度で傾きや芯ズレがないように行われる。シリンドリカルレンズ22は、主走査方向Yには光学的なパワーを持たず、副走査方向Zの光学的なパワーもコリメータレンズ21よりも光軸方向Xのズレの感度が小さいため、機械的精度でも十分配置できる。この調整もコリメータレンズ21に左右されることなく調整される。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the position adjustment of the
その後、先に調整したコリメータレンズ21の軸とシリンドリカルレンズ22の軸を調芯して集光部分の調整が完了する。このとき、コリメータレンズ21とシリンドリカルレンズ22の距離に精度は不要であるため、基本的にコリメータレンズ21の光軸方向Xの調整は不要である。
Thereafter, the axis of the
ところで、図2に示す光源ユニット2では、コリメータレンズ21とシリンドリカルレンズ22を単一のホルダ25に固定した構成を備えている。それゆえ、従来のように、シリンドリカルレンズ22をポリゴンミラー3の反射面に対して機械的精度で位置決めすると、コリメータレンズ21の機能の影響で位置決め精度が低下し、十分な調整ができない。このような光源ユニット2では、レンズ21,22の調芯作業やレーザダイオード20とコリメータレンズ21との位置関係の調整が必要である。しかも、レンズ21,22の光軸方向Xの位置はポリゴンミラー3を基準に決まるため、レーザダイオード20の位置調整も必要になる。即ち、コリメータレンズ機能とシリンドリカルレンズ機能を一体化すると、レーザダイオード20に光軸方向Xの調整の自由度を与えることが不可欠である。
Incidentally, the
光源ユニット2には、図2に示したレンズ21,22を一体的に組み立てたもの以外に、図4に示すDOE(Diffractive Optical Element)23を用いることができる。このDOE23は、レーザダイオード20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3のミラー面近傍で集光させる機能を有している。DOE23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S2,S3と、回折面であってもよい二つの透過面S1,S4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。このようなDOE23の具体的な構成は、特開2002−287062号公報に詳しく記載されている。
For the
以下に、光源ユニット2の様々な構成について説明する。なお、第1例〜第10例を示す各図において同じ部材、部分には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
Hereinafter, various configurations of the
(光源ユニットの第1例、図5及び図6参照)
光源ユニット2の第1例は、図5及び図6に示すように、前述したDOE23をホルダ26の傾斜面26a上に接着固定したもので、レーザダイオード20は放熱部材30を介してホルダ26に固定されている。
(Refer to the first example of the light source unit, FIG. 5 and FIG. 6)
As shown in FIGS. 5 and 6, the first example of the
放熱部材30は、例えばステンレスからなり、レーザダイオード20のフランジ部20aを延伸した状態の平板部30aと、該平板部30aに対して直交する角度で設けた曲げ部30bとを有し、L字形状をなしている。レーザダイオード20は平板部30aに形成した図示しない穴にフランジ部20aを圧入することで放熱部材30に固定されている。ホルダ26は樹脂成形品であり、ビーム透過口26bを有している。レーザダイオード20から放射されたビームは透過口26bを通じて傾斜面26aに接着されているDOE23に入射し、副走査方向Zに集光され、かつ、主走査方向Yにほぼ平行光になるように整形される。
The
ホルダ26は放熱部材30の曲げ部30bに対向する対向部26cを有し、曲げ部30bと対向部26cとの間隔Tには柱状に形成された樹脂24が配置されている。柱状樹脂24は、例えば、紫外線硬化タイプの光硬化型接着剤である。所定の位置に塗布された柱状樹脂24が未硬化常温状態(25℃)にあるとき、樹脂材料の張力を利用して、予めホルダ26に固定されているDOE23に対するレーザダイオード20の調芯や光軸方向の位置を3軸方向(主走査方向Y、副走査方向Z、光軸方向X)に調整した後、光を照射して柱状樹脂24を硬化させる。これにて、光源ユニット2が精度よく製作されることになる。その後、光源ユニット2は、ホルダ26をハウジング10に位置調整して固定される。
The
より詳しくは、放熱部材30の曲げ部30bとホルダ26の対向部26cは光軸方向Xに平行に位置し、柱状樹脂24が未硬化状態で介在した状態で、放熱部材30とホルダ26を光軸方向Xに相対的に移動させることによりビームの整形状態を調整し、さらに両者を光軸方向Xに直交する方向に相対的に移動させることにより調芯状態を調整する。副走査方向Zに関しては、柱状樹脂24の高さを変化させることで調整する。その後、柱状樹脂24に光を照射して硬化させる。
More specifically, the
レーザダイオード20とDOE23の位置調整に放熱部材30と柱状樹脂24を介在させることにより、描画の高速化によるレーザダイオード20の高出力化に伴う温度上昇の影響を抑えるのに、ホルダ26のみの部品構成で3次元的な調整が可能となる。また、光軸方向Xに平行な面(曲げ部30bと対向部26c)で接合するため、レーザダイオード20を光軸方向Xに調整する際、柱状樹脂24の高さはほぼ一定であり、安定性を確保できる。また、放熱部材30を単純な平板状にしてホルダ26と接合させることと比較すると、曲げ部30bの角度や配置など設計上の自由度が増す。
By interposing the
なお、レーザダイオード20を放熱部材30に固定するには、圧入以外に接着などフランジ部20aと放熱部材30とが密着して放熱性を確保できる種々の固定方法を採用できる。また、DOE23はホルダ26に対して必ずしも事前に固定されている必要はなく、図示しない着脱可能な部材で仮固定しておき、レーザダイオード20との位置関係を調整する際に、調芯調整を実施してからホルダ26に対して固定することで、主走査方向Y及び副走査方向Zに高精度な位置調整が可能になる。
In addition, in order to fix the
ところで、前記構造において、放熱部材30とホルダ26との間に間隔Tを設けているのは次の理由による。(1)発光素子と集光光学素子との間では、非常に精密な位置決めが必要である。その一方で部品点数を低減して低コスト化を進めていく必要もある。部品単品での精度、公差を求めることは十分に可能であるが限界を有している。それゆえ、組立体としては部品間に間隔調整機能を付与して微小な誤差を吸収する必要がある。本発明では、放熱部材30とホルダ26との間に間隔調整機能を付与し、該間隔に柱状樹脂24を配置して調整後に硬化させることで、部品点数の増加を回避して調整機能を保持させている。
By the way, in the said structure, the space | interval T is provided between the
(2)放熱部材30とホルダ26とを接着層を薄くして固定した場合、放熱性が低下し、熱のこもりが生じ、ホルダ26に温度分布が発生する。また、両者の線膨張の差によって両者間に生じる応力で接着層が剥離するおそれがある。(3)光硬化型接着剤を用いる場合、光を照射する必要があり、光が進入する隙間が必要となる。
(2) When the
一方、間隔Tとしては、放熱部材30及びホルダ26の加工誤差を少なくとも0.1mmと想定すると、それ以上の寸法に設定する必要がある。この間隔Tに未硬化状態の樹脂を柱状に形成する場合、樹脂にはある程度の粘度が求められる。間隔Tの寸法や組立て工程に応じて求められる粘度は異なってくる。間隔Tを0.1〜1.0mmに想定すると、常温環境下(25℃)で、6,000〜30,000ミリパスカル秒は必要である。また、柱状樹脂24が硬化時に発生する応力を緩和することを考慮すると、樹脂のガラス転移点は低いことが望ましい。一方、常温使用環境を想定すると、ガラス転移点は60℃程度あるいはそれ以上が望ましい。さらに、過酷環境をも想定すると、ガラス転移点があまりにも高いと、剥がれの原因になる。これらのことから、柱状樹脂24の材料に求められるガラス転移点は110℃以下であることが望ましい。
On the other hand, the distance T needs to be set to a dimension larger than that assuming that the processing error of the
ところで、接着剤は、通常、二つの物品を平面的に密着させて固定するために使用されるのであるが、本構成において前記柱状樹脂24には、空中接着機能、即ち、物品(放熱部材30とホルダ26)を所定の間隔Tに保持するスペーサとしての機能あるいは構造体としての機能を持たせている。本発明者は、本願発明に至る各種実験の結果、この機能を持たせるためには、以下のような各種条件が存在する旨の知見を有するに至った。
By the way, the adhesive is usually used to fix two articles in close contact with each other in a plane, but in this configuration, the
まず、(1)放熱部材30とホルダ26のいずれに対しても親和力(接着力)があること、(2)放熱部材30とホルダ26との線膨張差に耐えられること、つまり、必要な弾性を有し、放熱部材30とホルダ26の中間的な線膨張にすること、あるいは、弾性の比較的小さい放熱部材30と同等以上の硬さで比較的弾性の大きいホルダ26の変形を規制できること、(3)未硬化状態である程度の形状を保持する粘度を有すること、(4)不可逆変形(クリープ)が小さいこと、を満たす必要がある。
First, (1) there is an affinity (adhesive force) for both the
通常の接着剤を部材に未硬化状態で肉盛り塗布すると、例えば、初期に直径3mm、高さ1mmであっても、数分で直径7mm以上、高さ0.5mm程度まで拡がり柱状に形成することは困難である。より粘度の高い樹脂を使用して高さを維持する方法が考えられるが、粘度が高いことが原因となり、塗布量の制御が困難になる。そこで、以下の塗布方法を用いることにより、柱状樹脂24の高さを維持できる。
When a normal adhesive is applied to the member in an uncured state, for example, even if it is initially 3 mm in diameter and 1 mm in height, it expands to a diameter of 7 mm or more and a height of about 0.5 mm in a few minutes to form a columnar shape. It is difficult. Although a method of maintaining the height by using a resin having a higher viscosity is conceivable, it is difficult to control the coating amount due to the high viscosity. Therefore, the height of the
(1)一方の部材に樹脂を肉盛り塗布し、他方の部材を直ちに該樹脂に接触させて所望の間隔Tになるようにゆっくりと間隔を広げて張力を発生させ、樹脂の連結(柱状)を維持する。(2)それぞれの部材に樹脂を肉盛り塗布し、互いの樹脂を接触させて張力を発生させ、樹脂の連結(柱状)を維持する。(3)両部材間に隙間を設けた状態で一方の部材から他方の部材に伝わるように端部において樹脂を塗布し、連結させる。この場合、柱状樹脂の形成位置は部材の端部である。 (1) Resin is applied to one member, and the other member is immediately brought into contact with the resin, and the gap is slowly widened to a desired interval T to generate tension, and the resin is connected (columnar). To maintain. (2) Resin is applied to each member, and the resin is brought into contact with each other to generate a tension to maintain the resin connection (columnar shape). (3) Resin is applied and connected at the end so as to be transmitted from one member to the other member with a gap provided between both members. In this case, the columnar resin is formed at the end of the member.
本発明者らの実験の結果、前記(1),(2),(3)のいずれの方法でも樹脂の粘度に頼って高さを維持させる方法に比べて、広い間隔を持たせて柱状を維持できた。特に前記(2),(3)の方法が好ましく、常温環境下(25℃)で、6,000〜30,000ミリパスカル秒の粘度において、間隔1.0mm程度まで柱状に形成できた。 As a result of the experiments by the present inventors, in any of the methods (1), (2), and (3), the columnar shape is provided with a wider interval than the method of maintaining the height by relying on the viscosity of the resin. I was able to maintain it. In particular, the above methods (2) and (3) are preferable, and in a room temperature environment (25 ° C.), a viscosity of 6,000 to 30,000 millipascal seconds can be formed in a columnar shape with an interval of about 1.0 mm.
また、放熱部材30(曲げ部30b)の端部から柱状樹脂24の中心までの距離Dと該端部での放熱部材30(曲げ部30b)とホルダ26の間隔Tとは、T≧0.2×Dの関係を満足することが好ましい。柱状樹脂24として光硬化型接着剤を用いる場合、距離Dが大きくなれば間隔Tを比例的に大きくして、柱状樹脂24に光を有効に照射して硬化させることが必要となる。光源ユニット2の組立ての都合上、例えば、矢印A方向から傾斜して光を照射する場合、距離Dが大きくて柱状樹脂24が奥側に隠れてしまうと、光が柱状樹脂24に届かなくなることを回避するためである。例えば、間隔Tを0.1mm、寸法Dを0.5mmとする。
Further, the distance D from the end of the heat radiating member 30 (bending
柱状樹脂24としては、紫外線硬化タイプの光硬化型接着剤を用いることが好ましい。この種の樹脂は位置調整後短時間で接合状態を形成でき、硬化するまでの調整ズレを防止することができるうえ、短い時間での生産が容易になる。また、紫外線硬化用の単色のLED型照射器が容易に入手でき、発熱などを抑えて硬化させることが可能である。
As the
(光源ユニットの第2例、図7及び図8参照)
次に、光源ユニット2の第2例について図7及び図8を参照して説明する。基本的には前記第1例と同様であり、異なるのは、放熱部材30の平板部30aの上下部にそれぞれ曲げ部30bを形成し、コ字形状の放熱部材30とした点である。それぞれの曲げ部30bとホルダ26の対向部26cとの間隔Tに柱状樹脂24が形成される。
(Refer to the second example of the light source unit, FIG. 7 and FIG. 8)
Next, a second example of the
本第2例の作用効果は前記第1例と同様であり、加えて、放熱部材30は二つの曲げ部30bにてホルダ26を光軸を中心として対称に挟み込む状態で接合するため、調整後の位置関係の維持能力が高く、接合強度も高くなる。即ち、放熱部材30による挟み込みの方向が副走査方向Zであると、温度上昇などの環境変化による放熱部材30の変形態様が様々であっても、位置関係の維持能力が高い。
The effect of the second example is the same as that of the first example. In addition, since the
(光源ユニットの第3例、図9及び図10参照)
光源ユニット2の第3例について図9及び図10を参照して説明する。基本的には前記第1例と同様であり、異なるのは、放熱部材30の平板部30aの左右端部にそれぞれ曲げ部30bを形成し、コ字形状の放熱部材30とした点である。それぞれの曲げ部30bとホルダ26の対向部26cとの間隔Tに柱状樹脂24が形成される。
(Refer to the third example of the light source unit, FIG. 9 and FIG. 10)
A third example of the
本第3例の作用効果は前記第2例と同様である。第3例では、曲げ部30bによってホルダ26を主走査方向Yに挟み込む点で前記第2例と異なっている。光学系の誤差感度を重視する方向に応じて第2例を用いるか第3例を用いるかを選択すればよい。本第3例では柱状樹脂24に副走査方向Zの剪断力が作用するため、副走査方向Zには圧縮力が作用する第2例に比べて位置を維持する機能が若干劣る。但し、光源ユニット2が狭い場所に配置されることを考慮すると、第3例は上方からアクセスできるので組立て性が良好である。
The effect of the third example is the same as that of the second example. The third example is different from the second example in that the
(光源ユニットの第4例、図11及び図12参照)
光源ユニット2の第4例について図11及び図12を参照して説明する。本第4例は前記第2例と第3例を組み合わせたもので、放熱部材30の平板部30aの上下部及び左右端部にそれぞれ曲げ部30bを形成して柱状樹脂24を配置したものである。
(Refer to the fourth example of the light source unit, FIG. 11 and FIG. 12)
A fourth example of the
(光源ユニットの第5例、図13及び図14参照)
光源ユニット2の第5例について図13及び図14を参照して説明する。放熱部材30とホルダ26との接合関係は前記第1例と同様である。異なるのは、第1例では光学素子としてDOE23を用いているが、本第5例ではコリメータレンズのみを用いている点であり、ホルダ26は円筒状をなし、放熱部材30との接合部分のみ外周面を平坦に形成している。なお、前記第2例、第3例及び第4例に示した複数の曲げ部30bを備えた放熱部材30を用いてもよい。
(Refer to the fifth example of the light source unit, FIG. 13 and FIG. 14)
A fifth example of the
(光源ユニットの第6例、図15参照)
第6例である光源ユニット2は、図15に示すように、放熱部材30の平板部30aとホルダとの間隔T’にも柱状樹脂24’を補助的に配置したものである。これにて、柱状樹脂24’にて光軸方向Xにも規制することができ、より安定した位置関係を維持できる。
(See sixth example of light source unit, FIG. 15)
As shown in FIG. 15, the
(光源ユニットの第7例、図16参照)
第7例である光源ユニット2は、図16に示すように、前記第2例と第6例とを組み合わせたものである。前記第3例、第4例と第6例とを組み合わせてもよい。
(Refer to the seventh example of the light source unit, FIG. 16)
As shown in FIG. 16, the
(光源ユニットの第8例、図17参照)
第8例である光源ユニット2は、図17に示すように、ホルダ26に設けた二股形状の対向部26c’にて放熱部材30の曲げ部30bを挟み込み、柱状樹脂24を形成したものである。本第8例は整合強度が高く、位置関係の維持や安定性が良好である。
(Refer to the eighth example of the light source unit, FIG. 17)
In the
(光源ユニットの第9例、図18参照)
第9例である光源ユニット2は、図18に示すように、ホルダ26の対向部26cに柱状樹脂24を配置するための窪み26dを形成したものである。この窪み26dは柱状樹脂24の直径よりも小さく形成されているが、同じ直径であってもあるいは大きい直径であってもよい。窪み26dは樹脂を塗布する際の目印になり、かつ、未硬化状態での垂れを防止できる。さらに、同じ投影面積でも柱状樹脂24の接地面積が増加し、接合強度が高くなる。また、窪み26dは樹脂に硬化収縮が生じても未硬化樹脂を供給する作用をするため、硬化時の剥離が防止される。なお、窪みを放熱部材30に形成しても同様の効果が得られる。
(See ninth example of light source unit, FIG. 18)
As shown in FIG. 18, the
(光源ユニットの第10例、図19参照)
第10例である光源ユニット2は、図19に示すように、ホルダ26の対向部26cに柱状樹脂24を配置するための突起26eを形成したものである。この突起26eは柱状樹脂24の直径よりも小さく形成されているが、同じ直径であってもあるいは大きい直径であってもよい。突起26eは前記窪み26dと同じく目印になるとともに、硬化のために光を進入させる隙間を大きく形成することができる。隙間が大きくなれば、硬化用光照射器の位置決めを高精度にすることなく、安定した光硬化を実現できる。なお、突起を放熱部材に形成しても同様の効果が得られる。
(10th example of light source unit, see FIG. 19)
As shown in FIG. 19, the
(他の実施例)
なお、本発明に係るレーザ走査装置及び画像形成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。
(Other examples)
The laser scanning device and the image forming apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist.
特に、柱状樹脂の配置や形状は任意である。また、光源ユニット以外の構成は任意であることは勿論であり、複数の光源ユニットを備えたマルチビーム方式のレーザ走査装置であってもよい。 In particular, the arrangement and shape of the columnar resin are arbitrary. The configuration other than the light source unit is of course arbitrary, and may be a multi-beam laser scanning device including a plurality of light source units.
1…レーザ走査装置
2…光源ユニット
4a,4b…走査レンズ
10…ハウジング
20…レーザダイオード
20a…フランジ部
21…コリメータレンズ
22…シリンドリカルレンズ
23…DOE
24,24’…柱状樹脂
26…ホルダ
26c…対向部
26d…窪み
26e…突起
30…放熱部材
30a…平板部
30b…曲げ部
T,T’…間隔
DESCRIPTION OF
24, 24 '...
Claims (19)
前記放熱部材は、前記発光素子のフランジ部を延伸した状態の平板部と、該平板部に対して所定の角度で設けた少なくとも一つの曲げ部とを有し、
前記ホルダは前記放熱部材の曲げ部に対向する対向部を有し、
前記放熱部材の曲げ部と前記ホルダの対向部とは所定の間隔を保持して配置され、該間隔には柱状に形成された樹脂が配置され、前記発光素子を保持した前記放熱部材を前記ホルダに対して位置調整した後に前記柱状樹脂が硬化され、
前記ホルダは、前記柱状樹脂を硬化させた後に、前記ハウジングに位置調整して固定されていること、
を特徴とするレーザ走査装置。 A light emitting element, an optical element that shapes the beam emitted from the light emitting element, a heat radiating member that holds the light emitting element, a holder that fixes the heat radiating member and the optical element, and a beam that has passed through the optical element. In a laser scanning device comprising: a deflector that deflects; and the heat dissipation member, the holder, and a housing that fixes the deflector.
The heat dissipation member has a flat plate portion in a state where the flange portion of the light emitting element is extended, and at least one bent portion provided at a predetermined angle with respect to the flat plate portion,
The holder has a facing portion facing the bent portion of the heat dissipation member;
The bent portion of the heat radiating member and the opposing portion of the holder are arranged with a predetermined interval, resin formed in a column shape is arranged in the interval, and the heat radiating member holding the light emitting element is placed in the holder After the position adjustment with respect to the columnar resin is cured,
The holder is fixed by adjusting the position of the housing after curing the columnar resin;
A laser scanning device.
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