DE19815620B4

DE19815620B4 - Lichtquellenvorrichtung

Info

Publication number: DE19815620B4
Application number: DE19815620A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Naoe; Hiroyuki Okuwaki; Osamu Kawazoe
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2018-04-08
Also published as: DE19815620A1; US6343092B1; US6097749A; KR100299649B1

Abstract

Lichtquellenvorrichtung, die folgendes aufweist: ein Unterteil (41), das mit einer Mehrzahl von Durchgangsbohrungen (41a) ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Halbleiterlasern (42), die an der Rückseite des Unterteils (41) angeordnet sind und jeweils in einer entsprechenden Durchgangsbohrung (41a) des Unterteils (41) aufgenommen sind, eine Mehrzahl von Kollimatorobjektiven oder Kollimatorlinsen (43), die jeweils an eine Mehrzahl von Trageabschnitten (41b) angeklebt sind, die an der Vorderseite des Unterteils (41) ausgebildet sind, wobei die Mehrzahl von Kollimatorobjektiven oder -linsen (43) jeweils koaxial zur optischen Achse eines entsprechenden Lasers (42) angeordnet sind, strahlenkombinierende Mittel (45) zum Kombinieren von Halbleiterlaserstrahlen, die jeweils einer Mehrzahl von Lasern entstammen, um hierdurch Ausgangslaserstrahlen zu erzeugen, die im Wesentlichen auf einer einzigen optischen Achse liegen, wobei die genannte Mehrzahl von Trageabschnitten (41b) jeweils eine Mittellinrichtung der Strahlen erstreckt, die der Mehrzahl von Kollimatorobjektiven oder -linsen (43) entstammen,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquellenvorrichtung zur Verwendung in einer ein Abbild herstellenden Vorrichtung und umfaßt einen Halbleiterlaser, insbesondere eine Mehrzahl von Halbleiterlasern.
Eine Lichtquellenvorrichtung mit einem Halbleiterlaser und einem Kollimatorobjektiv ist in weitem Umfang bei einem digitalen Kopierer, einem Faxgerät oder einer ähnlichen ein Abbild herstellenden Vorrichtung benutzt. Was die optischen Eigenschaften angeht, so muß die Lichtquellenvorrichtung eine Richtbarkeit (Eigenschaft der optischen Achse) und Parallelität (Kollimationseigenschaft) des Laserstrahls aufweisen, der von der Vorrichtung herkommen soll. Um solchen Eigenschaften zu genügen, ist es übliche Praxis, den Emissionspunkt des Lasers und des Kollimatorobjektivs relativ zu einander in der Richtung von drei Achsen x, y und z einzustellen. Die geforderte Lagegenauigkeit ist kleiner als in der Größenordnung eines Mikron. Deshalb sollte die Lichtquellenvorrichtung der beschriebenen Art in der Lage in den drei Richtungen x, y und z einstellbar sein und sollte in ihrer eingestellten Lage ortsfixierbar sein.
Ein Kleber, der verwendet wird, um das Kollimatorobjektiv festzulegen, zieht sich während des Aushärtens zusammen. Es ist deshalb notwendig, den nachteiligen Einfluß der Zusammenziehung auf die optischen Eigenschaften zu verringern. Insbesondere wird die Genauigkeit der Lichtquellenvorrichtung ernsthaft in der Richtung z (Richtung der optischen Achse) beschränkt, so daß die Vorrichtung so aufgebaut werden muß, daß Zusammenziehungen in der Richtung z umgangen werden. Es ist deswegen zu bevorzugen, daß die Kleberschicht im wesentlichen parallel zur optischen Achse oder z-Achse verläuft, und daß die Zusammenziehung auf eine Zusammenziehung in der x-Achsenrichtung und der y-Achsenrichtung beschränkt ist, um die Einstellung zu erleichtern.
Lichtquellenvorrichtungen, die einen Halbleiterlaser und ein Kollimatorobjektiv benutzen, sind beispielsweise in den offengelegten, japanischen Patentveröffentlichungen Nr. JP 05-88061 A , JP 05-136952 A und JP 05-273483 A gelehrt. Die herkömmlichen Lichtquellenvorrichtungen haben allerdings, wie folgt, einige Probleme ungelöst belassen.

(1) Die Vorrichtungen sind teuer, weil sie eine Anzahl von Teilen benötigen.
(2) Verlagerungen finden in den drei Richtungen x, y und z während der Montage statt, was die Genauigkeit der Ausrichtung des Lasers senkt.
(3) Um das Kollimatorobjektiv zu fixieren, kann kein Gebrauch von einem durch Licht aushärtbaren Kleber gemacht werden, der imstande ist, in einer gewünschten Ausbildung rasch auszuhärten und der eine hohe Zuverlässigkeit hat.

Andererseits ist eine Vielstrahl-Abtastvorrichtung, die imstande ist, ein lichtleitfähiges Element mit einer Vielzahl von Laserstrahlen abzutasten, zusammen mit einem digitalen Kopierer, einem Laserdrucker oder einer ähnlichen, ein Abbild herstellende Vorrichtung verfügbar. Diese Art einer Abtastvorrichtung umfaßt eine Mehrzahl von Halbleiterlasern, die in der Nebenabtastrichtung angeordnet sind. Laserstrahlen, die von den Lasern ausgehen, sind so kombiniert, daß sie auf optischen Achsen liegen, die aneinander angefügt sind, und gehen dann in einer einzigen Richtung aus. Eine Lichtquellenvorrichtung zur Verwendung in einer solchen Abtastvorrichtung muß jedoch eine genaue Strahlteilung haben, das heißt, einen genauen Abstand zwischen den Laserstrahlen in der Richtung y.
Lichtquellenvorrichtungen zum Emittieren einer Vielzahl von Laserstrahlen sind beispielsweise in den offengelegten japanischen Patentveröffentlichungen Nr. JP 07-181410 A und JP 07-181412 A offenbart. Die Vorrichtungen, die in diesen Dokumenten gelehrt werden, haben jedoch das folgenden Problem (4) zusätzlich zu den Problemen (1)–(3):

(4) Die Strahlteilung des Halbleiterlasers kann infolge der Temperaturänderung rund um die Lichtquellenvorrichtung nicht genau beibehalten werden.

Die herkömmlichen Lichtquellenvorrichtungen haben Probleme zusätzlich zu den Problemen (1)–(4), die noch später erörtert werden sollen.
JP 07-181410 A und JP 07-181412 A offenbaren jeweils einen mehrstrahligen Scanner mit Halbleiterlasern, deren Strahlen durch Kollimatoren geführt werden.
DE 3600781 C2 offenbart eine Halterung für eine Linse, in der die Linse mittels eines unter ultravioletter Bestrahlung aushärtenden Klebers befestigt wird.
DE 4235549 A1 offenbart eine Lichtquelleneinheit mit einer Laserdiode sowie einer Kollimatorlinse zur Wandlung des von der Laserdiode emittierten Strahls in einen Parallelstrahl.
DE 19621138 A1 offenbart eine Mehrfachstrahl-Abtastvorrichtung mit Laserdioden und Kollimatorlinsen, wobei die Lichtquelleneinheit um die optische Achse der Laserdiode drehbar ist.
JP 08-184735 A offenbart eine Lichtquelleneinheit, in der eine Kollimatorlinse mittels eines unter ultravioletter Bestrahlung aushärtenden Klebstoffs gehalten wird.
JP 07-072407 A offenbart eine Halbleiterlaserstrahlquelle, in der Kollimatorlinsen und Halbleiterlaser im Wesentlichen integral gefertigt sind.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kosteneffektive und genaue Lichtquellenvorrichtung vorzusehen, die eine Mindestzahl an Teilen benötigt, die Lageänderungen während der Montage umgeht und es gestattet, daß Kollimatorobjektive von einem lichtaushärtbarem Kleber festgelegt werden.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lichtquellenvorrichtung vorzusehen, die es gestattet, daß im Abstand zwischen den Halbleiterlasern in der Strahlteilungsrichtung nur eine minimale Änderung auftritt, selbst wenn sich die Temperatur rund um die Vorrichtung ändert.
Diese Ziele bzw. Aufgabelösungen werden durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 erreicht.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Lichtquellenvorrichtung ein Unterteil, das mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen ausgebildet ist. Eine Anzahl von Halbleiterlasern werden an der Rückseite des Unterteils angeordnet, und jeder wird in der jeweiligen Durchgangsbohrung des Unterteils aufgenommen. Eine Mehrzahl von Kollimatorobjektiven werden jeweils an der Mehrzahl von Objektiv-Trägerabschnitten angeheftet, die an der Vorderseite des Unterteils ausgebildet sind. Die Kollimatorobjektive werden jeweils koaxial zur optischen Achse des jeweiligen Halbleiterlasers angeordnet. Eine Mehrzahl von Blenden formt jeweils einen Laserstrahl, der aus dem jeweiligen Kollimatorobjektiv austreten soll. Ein strahlkombinierendes, optisches Element kombiniert die Laserstrahlen, die jeweils aus den Halbleiterlasern heraustreten sollen, um hierdurch Ausgangs-Laserstrahlen zu erzielen, die im wesentlichen auf einer einzigen optischen Achse liegen. Die Objektiv-Trägerabschnitte haben jeweils eine Mittellinie, die sich im wesentlichen senkrecht zu einer Strahlteilungsrichtung der Laserstrahlen erstreckt, die von den Kollimatorobjektiven ausgehen.
Es ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auch eine Lichtquellenvorrichtung aufgebaut aus einer Vielzahl von Halbleiterlasern, einem Unterteil, das mit Durchgangsbohrungen zur jeweiligen Aufnahme der Halbleiterlaser im Preßsitz ausgebildet ist, einer Vielzahl von Objektiv-Trägerabschnitten, die auf dem Unterteil ausgebildet sind, einer Vielzahl von Kollimatorobjektiven, die jeweils an die Objektiv-Trägerabschnitte über Klebstoffschichten angeklebt sind, einem optischen Element zum Kombinieren der Laserstrahlen, die aus den Kollimatorobjektiven austreten, um hierdurch Strahlen zu erzeugen, die aneinander angefügt sind, und einem Gehäuse, das am Unterteil angebracht ist, um die Kollimatorobjektive und das optische Element abzudecken. Jede Klebstoffschicht ist mit ihrer Mitte zur Außenseite der jeweiligen Bohrung in Strahlteilungsrichtung so versetzt, daß die Klebstoffschichten jeweils eine Wärmedehnung nach innen erfahren.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung ersichtlich, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird, in welchen:
1 ein Schnitt ist, der eine herkömmliche Lichtquellenvorrichtung zeigt;
2 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine andere herkömmliche Lichtquellenvorrichtung zeigt;
3 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Lichtquellenvorrichtung zeigt;
4 eine Frontansicht ist, die die Linsen-Trägerabschnitte zeigt, die in der ersten Ausführungsform enthalten sind, um die Kollimatorobjektive zu tragen;
5 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine Frontansicht ist, die die Objektiv-Trägerabschnitte zeigt, die in der zweiten Ausführungsform enthalten sind, um Kollimatorobjektive zu tragen;
7 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine Frontansicht ist, die ein Verfahren zum Befestigen von Kollimatorobjektiven an einem Unterteil zeigt, enthalten in der dritten Ausführungsform;
9A eine Perspektivansicht, die ein Unterteil zeigt, das eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
9B eine Frontansicht des Unterteils der 9A ist;
10 eine Frontansicht ist, die eine modifizierte Ausführung der vierten Ausführungsform zeigt;
11 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine Perspektivansicht der sechsten Ausführungsform ist;
14 eine Frontansicht der sechsten Ausführungsform ist;
15 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 eine Perspektivansicht ist, die ein Unterteil zeigt, das in der siebten Ausführungsform enthalten ist;
17 eine Frontansicht des Unterteils der 16 ist;
18 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 eine Perspektivansicht ist, die ein Unterteil zeigt, das in der achten Ausführungsform enthalten ist;
20 eine Frontansicht des Unterteils ist, das in 19 gezeigt ist;
21 ein Vertikalschnitt ist, der eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
22 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
23 eine Perspektivansicht eines Unterteils ist, das in der zehnten Ausführungsform umfaßt ist;
24 eine Frontansicht des Unterteils der zehnten Ausführungsform ist;
25 eine Ansicht des Unterteils von unten her mit Auslassungen ist, das in der zehnten Ausführungsform umfaßt ist;
26 eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, die eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
27 eine Perspektivansicht ist, die eine zwölfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
28A und 28B jeweils eine spezifische Anordnung von Kerben zeigt, die in einem Unterteil ausgebildet sind, das in der zwölften Ausführungsform enthalten ist;
29 eine Frontansicht ist, die eine dreizehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
30 ein Schnitt längs der Linie A-A der 29 ist;
31A eine vergrößerte Frontansicht ist, die eine Kleberschicht zeigt, die in der dreizehnten Ausführungsform umfaßt ist;
31B Richtungen zeigt, in denen die Kleberschicht der 31A sich aufweitet;
31C einen Zustand darstellt, in dem die Aufweitung des Unterteils und die der Klebstoffschicht einander aufheben und im Abstand zwischen Kollimatorobjektiven auftreten;
32 eine Perspektivansicht eines Gehäuses ist, dafür eine vierzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellend ist;
33 ein Horizontalschnitt ist, der ein Unterteil zeigt, das ebenfalls in der vierzehnten Ausführungsform enthalten ist;
34A ein Schnitt ist, der eine fünfzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
34B eine Fontansicht eines Unterteils ist, das in der fünfzehnten Ausführungsform umfaßt ist; und
35A und 35B Teilansichten sind, die eine sechzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Es folgt nun die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen; zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf eine herkömmliche Lichtquellenvorrichtung Bezug genommen, die einen Halbleiterlaser und ein Kollimatorobjektiv umfaßt und in 1 gezeigt ist. Die zu beschreibende Lichtquellenvorrichtung ist in der offengelegten, japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-88061 gelehrt, die schon früher erwähnt ist, und sendet einen einzigen Laserstrahl aus. Wie gezeigt, umfaßt die Vorrichtung ein Unterteil 101, das mit einer abgesetzten Bohrung 102 ausgebildet ist. Ein Halbleiterlaser 103 befindet sich in Preßsitz in der abgesetzten Bohrung 102. Ein Flansch 105 ist am Unterteil 101 mittels zweier Schrauben 104 befestigt und mit einer Durchgangsbohrung 106 ausgebildet, die auf die abgesetzte Bohrung 102 ausgerichtet ist. Das linke Ende der Bohrung 106, wie in 1 zu sehen, ist als ein Einlaßabschnitt 106a ausgebildet, der im Durchmesser um etwa 0,1 mm größer ist als der andere Abschnitt. Ein hohler, zylindrischer Linsenhalter 107 ist in der Bohrung 106 aufgenommen, aber zur Wand der Bohrung 106 um etwa 0,01 mm bis 0,03 mm beabstandet. Eine Kollimatorlinse 108 ist im Linsenhalter 107 gehalten, um einen Laserstrahl in einen parallelen Strahl umzuwandeln.
Eine gedruckte Schaltplatte 109 ist mit einer Positionierungsbohrung 110 ausgebildet. Ein Führungsstift 111 steht von der Endfläche des Unterteils 101 ab und ist in der Bohrung 110 aufgenommen. Die Spitze des Führungsstifts 111 ist durch Wärme zum Schmelzen gebracht und hierdurch breitgedrückt, wie durch eine strichpunktierte Linie 111' gezeigt, wodurch das Unterteil 101 und die gedruckte Schaltplatte 109 aneinander befestigt sind. Leitungen 112, die sich vom Laser 103 nach außen erstrecken, sind durch Durchgangsbohrungen geführt, die in der Schaltplatte 109 ausgebildet sind, und sind an ein Drahtmuster angelötet, das an der Rückseite der Schaltplatte 109 ausgebildet ist.
Der Flansch 105 ist in den Richtungen x und y so angeordnet, daß der Emissionspunkt des Lasers 103 auf die optische Achse der Kollimatorlinse 108 ausgerichtet ist. Nachfolgend ist der Flansch 105 am Unterteil 101 durch Schrauben 104 befestigt. Der Flansch 105 ist mit einer Kerbe 113 ausgebildet, die mit dem Einlaßabschnitt 106a in Verbindung steht. Nachdem der Linsenhalter 107 in der Richtung x eingestellt wurde, um die Lichtquellenlage des Lasers 103 in Ausrichtung auf die Brennachse der Kollimatorlinse 108 zu bringen, wird Kleber in die Bohrung 106 über die Kerbe 113 eingefüllt, um den Linsenhalter 107 am Flansch 105 zu fixieren.
Ein eine Blende bildendes Teil 114 ist eine Abdeckkappe, um nur den Mittelabschnitt des Strahlaustritts von der Kollimatorlinse 108 abzutrennen und zu formen. Das Teil 114 ist mit einer Blende 114a ausgebildet, um den obigen Abschnitt des Strahls auszuwählen, und einem Ansatz 114b, der zum Flansch 113 paßt. In diesem Zustand ist das Teil 114 am Flansch 105 fixiert.
Wenn die obige Lichtquellenvorrichtung beispielsweise am Gehäuse eines digitalen Kopierers oder dem eines Laserdruckers angebracht ist, wird eine ebene Oberfläche 105a, die im Flansch 105 enthalten ist und senkrecht zur optischen Achse steht, als Bezugsoberfläche verwendet. Zusätzlich dient die Oberfläche 105 als Bezugsoberfläche zur Einstellung der optischen Eigenschaften.
Der Laserstrahl, der aus dem Laser 103 austritt, wird durch die Kollimatorlinse 108 parallel gerichtet. Der Mittelabschnitt des resultierenden Parallelstrahls wird durch die Blende 114a des eine Blende bildenden Teils 114 hindurch geleitet. Der Strahlaustritt über die Blende 114a fällt auf ein lichtleitfähiges Element über einen polygonen Spiegel oder eine ähnliche Ablenkeinrichtung ein, und eine f-θ-Linse oder ein gleichartiges optisches Element, um ein Bild auf dem lichtleitfähigen Element zu bilden, obwohl dies nicht im Einzelnen gezeigt ist.
Die Lichtquellenvorrichtung mit der obigen Ausbildung leidet unter den folgenden Problemen (1)–(6):

(1) Der Einstellabschnitt, der für die Richtungen x und y bestimmt ist (Eigenschaft der optischen Achse) und der Einstellabschnitt, der für die Richtung z bestimmt ist (Eigenschaft der Parallelrichtung oder Brennrichtung) hat jeweils einen unabhängigen Aufbau. Dies erhöht die Anzahl von Teilen und die Kosten der Vorrichtung.
(2) Der Laserstrahl, der aus dem Laser 103 austritt, hat eine gewisse Spreizung und fällt nicht stets gänzlich in die Kollimatorlinse 108 ein. Halbleiterlaser sind gesetzlich der Sicherheit halber genormt. Ein Strahl, der aus einem Halbleiterlaser austritt, sollte bevorzugt daran gehindert sein, in anderen Richtungen auszutreten als der Richtung der optischen Achse, und zwar nicht nur während des tatsächlichen Betriebes, sondern auch während der Einstellung. Das heißt, der Flansch 105 und das Unterteil 101 müssen aus Materialien gebildet sein, die imstande sind, den Laserstrahl abzuschirmen.
(3) Der Kleber, der verwendet wird, um den Linsenhalter 107 zu fixieren, sollte vorteilhafterweise als ein ultraviolet aushärtender (UV-aushärtender) Kleber ausgeführt sein. Ein UV-aushärtender Kleber härtet rasch aus, verringert die Herstellungsfolge und ist zuverlässig. Weil jedoch das Unterteil 101 und der Flansch 105 gegenüber UV-Strahlen opak sind, können UV-Strahlen, die über den Spielraum ausgestrahlt werden, der mit dem UV-aushärtenden Kleber gefüllt ist, nicht gleichmäßig in den gesamten Kleber einfallen, was zu einer unregelmäßigen Aushärtung oder örtlichen Aushärtung führt. Demzufolge wirkt eine Spannung, die der Zusammenziehung zuzuschreiben ist, ungleichmäßig auf die Anordnung ein, versetzt den Linsenhalter 107 und veranlaßt die Bauelemente, zu reißen. Ein für infrarote Strahlen, rotes Licht oder einen gleichartigen Laserstrahl opakes Material ist auch für UV-Strahlen opak, die in der Wellenlänge kurzer sind als der Laserstrahl. Um es einem solchen Material zu ermöglichen, nur UV-Strahlen zu übertragen, ist es notwendig, der Anordnung ein spezielles Filter hinzuzufügen oder den Flansch 105 selbst mit einer speziellen Beschichtung zu versehen. Dies erhöht merklich die Kosten der Anordnung. Daraus folgt, daß der Kleber zum Fixieren der Kollimatorlinse 108 nicht von einem UV-aushärtenden Kleber ausgeführt werden kann.
(4) Der Kleber liegt auf dem gesamten Umfang des Linsenhalters 107 vor, das heißt in den Richtung x, y und z. Deshalb ist die Zusammenziehung des Klebers während des Aushärtens nicht auf die Richtungen x oder y begrenzt, was zu einer Streuung in der Lagegenauigkeit in den Richtungen x und y führt. Um die Genauigkeit der Lage nach der Verklebung zu garantieren, ist es notwendig, die Ausgangslage mit irgendeiner Versetzung zu versehen, die der Zusammenziehung Rechnung trägt. Wenn jedoch die Richtungen der Zusammenziehungen nicht konstant sind, ist es schwierig, die Ausgangslage mit einer Versetzung zu versehen und zu verhindern, daß die Genauigkeit in der Ausrichtung des Lasers (Eigenschaft der optischen Achse) versagt.
(5) Nach der Einstellung in den Richtungen x und y wird der Flansch 105 am Unterteil 101 durch die Schrauben 104 befestigt. Dies ist unerwünscht, weil die Schraubensitze, die an der Endfläche des Unterteils 101 und am Flansch 105 ausgebildet sind, ineinander eingreifen, wenn die Schrauben 104 festgezogen werden. Als Ergebnis können Verlagerungen in den Richtungen x und y auftreten und die Genauigkeit der Ausrichtung des Lasers mindern.
(6) Weil der Kleber in den Spielraum über die Kerbe 113 eingeleitet wird, findet eine Spannung und deshalb eine Streuung in der Lagegenauigkeit infolge der partiellen Zusammenziehung des Klebers während des Einströmens des Klebers oder infolge des unregelmäßigen Flusses des Klebers statt.

2 zeigt eine Lichtquellenvorrichtung der Art, die eine Mehrzahl von Strahlen (zwei Strahlen) aussendet und in jeder der offengelegten japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 7-181410 und 7-181412 gelehrt sind, wie schon früher erwähnt. Wie gezeigt, umfaßt die Lichtquellenvorrichtung zwei Unterteile 201, die jeweils eine abgesetzte Bohrung wie das Unterteil 101 der 1 aufweisen. Zwei Halbleiterlaser 203 sind jeweils in die beiden abgesetzten Bohrungen eingepreßt. Die Unterteile 201 sind an einem Flansch 205 mittels vier Schrauben 204 befestigt. Durchgangsbohrungen 205a sind im Flansch 205a in Ausrichtung auf die Halbleiterlaser 203 ausgebildet. Hohle, zylindrische Linsenhalter 207 sind jeweils in der entsprechenden Bohrung 205a aufgenommen, aber zur Wand der Bohrung 205a um etwa 0,01 mm bis 0,03 mm beabstandet. Jeder Linsenhalter 207 weist in seinem Inneren eine Kollimatorlinse 208 auf, um den Laserstrahl in einen parallelen Strahl umzuwandeln. Die Unterteile 201 sind jeweils in den Richtungen x und y so eingestellt, daß der Emissionspunkt des entsprechenden Lasers 203 auf die optische Achse der zugeordneten Kollimatorlinse 208 ausgerichtet ist. Dann werden die Unterteile 201 am Flansch 205 durch die Schrauben 204 befestigt.
Die Bohrungen 205a des Flansches 205 sind jeweils mit Kerben 206a ausgebildet. Nachdem die Linsenhalter 207 jeweils so in der Richtung z eingestellt wurden, daß die Emissionspunkte der Laser 203 in Ausrichtung auf die Brennachsen der zugeordneten Kollimatorlinsen 208 gebracht sind, wird ein Kleber über die Kerben 206a eingeführt, um die Linsenhalter 207 am Flansch 205 zu befestigen.
Blenden bildende Teile 209 trennen und formen jeweils den Mittelteil des von der zugeordneten Kollimatorlinse 208 ausgehenden Strahls. Jedes eine Blende bildende Teil 209 ist mit einer Blende 209a ausgebildet, die auf die optische Achse des Parallelstrahls ausgerichtet ist, der aus der zugeordneten Kollimatorlinse 208 austritt. Die Parallelstrahlen, die aus den Blenden 209a austreten, werden durch ein strahlkombinierendes Prisma 210 so kombiniert, daß sie in Strahlen 211 umgewandelt werden, die auf der im wesentlichen selben optischen Achse vorliegen. Die Winkel der ausgehenden optischen Achsen sind so fein eingestellt, daß die zwei Strahlen 211 eine Teilung haben, die eine gewünschte Teilung in der Nebenabtastrichtung (subscanning direction) einer ein Bild formenden Ebene darstellen (d. h., die Teilung in Richtung der Linien im Fall eines simultanen Zwei-Linien-Abbildevorgangs). Dieses Verfahren entspricht der Einstellung der Unterteile 201 in der Richtung y.
Wie in 2 gezeigt, sind die eine Blende bildenden Teile 209 und das Prisma 210 in einem Gehäuse 212 aufgenommen. Das Gehäuse 212 ist durch Bohrungen 205a des Flansches 205 und durch nicht gezeigte Positionierungsabschnitte in der Lage angeordnet, die im Gehäuse 212 enthalten sind, und ist dann am Flansch 205 über Schraubenbohrungen befestigt, die in seinen vier Ecken ausgebildet sind. Der Flansch 205 ist aus Metall (insbesondere Aluminium) ausgebildet, um so weit wie möglich zu verhindern, daß die Wärmeabstrahlung der Laser 203 und die eingestellte Strahlteilung einer Beeinträchtigung unterliegen. Das Gehäuse 212 ist aufgrund der Kosten als ein Harz-Formkörper ausgebildet.
Die Lichtquellenvorrichtung, die in 2 gezeigt ist, hat die folgenden Probleme (1)–(3):

(1) Die Eigenschaft des Klebers nach dem Aushärten ist äquivalent zur Eigenschaft von Harzen im allgemeinen. Wie üblich, wird der lineare Ausdehnungskoeffizient des Harzes größer als der des Metalls, was das Harz veranlaßt, im Fall einer Temperaturänderung merklich zu kontrahieren. Selbst wenn die Unterteile 201 und der Flansch 205 aus Metall gebildet sind, das einen kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, veranlassen die Kleberschichten, die zwischen den Kollimatorlinsen 208 eingreifen, daß die Steigung oder der Abstand zwischen den Linsen 208 sich merklich ändert, wenn sich die Temperatur ändert. Dies ändert die Ausgangswinkel der Strahlen 211 aus dem Prisma 210 und den Abstand zwischen ihnen und deshalb auch die Teilung auf der ein Bild herstellenden Ebene in der Nebenabtastrichtung, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird.
(2) Die Klebstoffschichten liegen auf den gesamten Umfängen der Kollimatorlinsen 208 vor. Wenn deshalb jede Kollimatorlinse 208, die in der Richtung z (Eigenschaft der Parallelausrichtung) eingestellt ist, vom Kleber befestigt wird, wird sie infolge der Kontraktion in beiden Richtungen x und y versetzt. Als Ergebnis ändert sich die Lagegenauigkeit (Genauigkeit der optischen Achse) einer jeden Linse 208 in den Richtungen x und y, nachdem der Kleber ausgehärtet ist. Um den Abstand zwischen den beiden Strahlen 211 mit größerer Genauigkeit einzustellen, ist es notwendig, die Schrauben eines jeden Unterteiles 201 nach der Fixierung der Linsen 208 zu lösen, die Lage in den Richtungen x und y (insbesondere y) wiederum einzustellen und dann die Schrauben festzuziehen, um das Unterteil 201 am Flansch 205 zu befestigen. Während jedoch die erforderliche Genauigkeit in der Richtung z (Merkmal der Parallelausrichtung oder Brennrichtung) kleiner ist als die Größenordnung eines Mikron, tritt eine Spannung in der Richtung z im Fall der Befestigung auf und bringt eine Versetzung in der Größenordnung eines Mikrons in der Richtung z herbei. Demzufolge verschlechtert dieses Verfahren die Genauigkeit in Richtung z, obwohl man die genaue Einstellung des Abstands zwischen den Strahlen bewerkstelligt hat. Das heißt, wenn der Abstand zwischen den Strahlen auf einer Bildebene beispielsweise wegen Streuung anderer optischer Teile als der Lichtquellenvorrichtung verändert wird, und wenn er über die Lichtquelleneinrichtung eingestellt wird, dann wird die Genauigkeit in der Richtung z verschlechtert.
(3) Die Laser 203 sind jeweils am entsprechenden Unterteil 201 befestigt, das seinerseits am Flansch 205 durch die jeweiligen beiden Schrauben 204 befestigt ist. Dann wird der Flansch 205 durch Schrauben am Gehäuse 212 befestigt. Dies ist unerwünscht, weil jedes Teil geeignet ist, sich infolge der Befestigungskraft zu verformen oder zu bewegen, was die Strahlteilung veranlassen kann, sich zu ändern.

Bevorzugte Ausführungsformen der Lichtquelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden nun nachfolgend beschrieben.
Erste Ausbildung
Es wird Bezug auf die 3 und 4 genommen; eine Lichtquellenvorrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, ist gezeigt und umfaßt ein Unterteil 41, das mit zwei Durchgangsbohrungen 41a ausgebildet ist. Zwei Halbleiterlaser 42 sind jeweils in die rückwärtigen Teile der Bohrungen 41a eingepreßt. In der darstellenden Ausführungsform sind zwei Kollimatorlinsen 43 unmittelbar am Unterteil 41 angeklebt. Im Einzelnen sind die Linsen-Trageabschnitte 41b einstückig mit der Forderseite des Unterteils 41 abgeformt, und jeder hat einen bogenförmigen Abschnitt, der im Durchmesser geringfügig größer ist als die Kollimatorlinsen 43. Der Durchmesser eines jeden Linsen-Trageabschnitts 41b kann etwa 0,2 mm betragen. Die Linsen-Trageabschnitte 41b haben jeweils eine Achse, die auf die Achse des zugeordneten Lasers 42 ausgerichtet ist. Falls gewünscht, kann jeder Linsen-Trageabschnitt 41 mit einem bogenförmigen Abschnitt versehen sein, der im Krümmungsradius geringfügig größer ist als die Kollimatorlinse 43, und zwar um die Dicke einer Kleberschicht.
Die Linsen-Trageabschnitte 41b haben jeweils eine Länge, gemessen in der Richtung der optischen Achse (Richtung z), die größer ist als die Dicke der Kollimatorlinse 43 (Richtung z), so daß übermäßiger Kleber daran gehindert ist, sich an unerwarteten Abschnitten niederzuschlagen. Die Abschnitte 41b haben jeweils einen bogenförmigen Querschnitt, der kleiner ist als ein Halbkreis, in der Frontansicht gesehen. Wie in 4 gezeigt, sollte der bogenförmige Abschnitt sich bevorzugt über etwa 60° erstrecken und in der Richtung nach rechts und links in Bezug auf eine Mittellinie C symmetrisch sein, um die Lageeinstellung und die Verklebung zu erleichtern. Die Mittellinien C der Linsen-Trageabschnitte 41b stehen im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Nebenabtastteilung (Richtung y) der beiden Strahlen, die aus den Kollomatorlinsen 43 austreten sollen.
Die Kollimatorlinsen 43 sind für UV-Strahlen durchlässig. Während Kunststoff und Glas beispielsweise für UV-Strahlen durchlässig sind, ist Glas, vom Standpunkt der optischen Eigenschaft her gesehen, wünschenswert. Wie in 4 gesehen, wird beim Zusammenbau jede Kollimatorlinse 43 von einem Spannfutter 47 gehalten, das in den drei Richtung x, y und z beweglich ist, und dann auf dem jeweiligen Linsen-Trageabschnitt 41b koaxial zum zugeordneten Laser 42 angeordnet.
Ein UV-aushärtender Kleber 46 wird in einen Spalt eingefüllt, der zwischen der Klebefläche 41c eines jeden Trageabschnitts 41b und dem Umfang der zugeordneten Kollimatorlinse 43 gebildet ist. Nachfolgend wird die Kollimatorlinse 43 in ihrer Lage feineingestellt, was eine erwartete optische Eigenschaft bewirkt, und dann wird das Spannfutter 47 in seiner Lage fixiert. Nachfolgend, wie in 4 gezeigt, werden UV-Strahlen L von einem UV-Strahler 48 zum Kleber 46 hin von oberhalb der Kollimatorlinse 43 her abgestrahlt. Die UV-Strahlen L fallen auf den Kleber 46 über die Kollimatorlinse 43 ein und veranlassen ihn, gleichmäßig auszuhärten.
Das Aushärten des Klebers wird bei jeder der beiden Kollimatorlinsen 43 bewirkt. Als Ergebnis ist eine Kleberschicht 46 zwischen der Klebefläche 41c eines jeden Linsen-Trageabschnittes 41b und der zugeordneten Kollimatorlinse 43 gebildet. Die Kleberschicht 46 ist deshalb etwa 0,2 mm dick und in der Richtung rechts und links symmetrisch und hat eine Dicke in der Richtung im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Nebenabtastteilung (Richtung y). Jede Kollimatorlinse 43 wird am jeweiligen Linsen-Trageabschnitt 41b von der Kleberschicht 46 befestigt, während ihre erwartete optische Eigenschaft bewahrt bleibt. Das heißt, die Linsen-Trageabschnitte 41b sind im Bezug auf eine Linie senkrecht zur Strahl-Teilungsrichtung symmetrisch.
Insbesondere hat jeder Linsen-Trageabschnitt 41b einen symmetrischen, bogenförmigen Querschnitt, der sich über etwa 60° erstreckt, wie in 4 gezeigt. Eine solche Ausbildung ermöglicht es dem Spannfutter 47, die Kollimatorlinse 43 zuverlässig und mühelos zu spannen. Zusätzlich können die UV-Strahlen L, die vom UV-Strahler 48 ausgehen, die gesamte Klebefläche 41c durch die Kollimatorlinse 43 hindurch beleuchten, wodurch die gleichmäßige und vollständige Aushärtung des Klebers sichergestellt ist. Die voll ausgehärtete, gleichförmige Kleberschicht umgeht die Verstellung der Kollimatorlinse 43, die dem unregelmäßigen Aushärten oder örtlichen Aushärten zuzuschreiben ist.
Wegen Spannungen, die der Konzentration von Kleber zuzuschreiben sind, in der Richtung rechts und links symmetrisch auftreten und einander aufheben, erfolgt eine Spannung nur in der Richtung x. Für die Spannung in Richtung x kann durch eine feine Versetzung gesorgt werden, die der Kontraktion des Klebers Rechnung trägt. Es folgt daraus, daß die ausgehenden Strahlen aus den beiden Kollimatorlinsen 43 die gewünschte Richtung (Eigenschaft der optischen Achse) in Richtung y aufweisen, und natürlich eine genaue Strahlteilung haben (Genauigkeit im Abstand in der Richtung y oder der Nebenabtastrichtung).
Zusätzlich wird, weil jede Kleberschicht in der rechten und linken Richtung oder der Richtung y symmetrisch ist, die Aufweitung und Zusammenziehung der Kleberschicht, die der Umgebungstemperatur zuzuschreiben ist, in der Richtung y aufgehoben, das heißt, auf die Richtung x begrenzt. Dies fördert noch weiter die Genauigkeit des Abstands zwischen den beiden Strahlen.
Wie in 3 gezeigt, wird ein eine Blende bildendes Teil 44 verwendet, um den Mittelabschnitt des Parallelstrahls auszuwählen, der von jeder Kollimatorlinse 43 ausgeht. Zu diesem Zweck wird das die Blende bildende Teil 44 mit zwei Blenden 44a ausgebildet, die jeweils auf die optischen Achsen der Kollimatorlinsen 43 ausgerichtet sind. Die parallelen Strahlen, die von den beiden Blenden 44a ausgehen, werden von einem Strahl-Kombinationsprismus oder von Strahl-Kombinationsmitteln 45 kombiniert, um sich in Strahlen umzuwandeln, die im wesentlichen auf derselben Achse vorliegen. Die kombinierten Strahlen fallen in nicht gezeigte Abtastoptiken zur Aufzeichnung eines Bildes ein. Die Winkel der ausgehenden, optischen Achsen werden so fein eingestellt, daß die beiden Strahlen eine Teilung haben, die eine gewünschte Teilung in der Nebenabtastrichtung auf einer ein Bild herstellenden Ebene bewirken (d. h., eine Teilung in Richtung der Linien im Fall des gleichzeitigen Zwei-Zeilen-Aufzeichnungsvorganges). Dieses Verfahren entspricht der Einstellung der Kollimatorlinse 43 in der Richtung y. Falls gewünscht, können die Strahl-Kombinationsmittel von einer Kombination aus einem Spiegel und einem Halbspiegel bewirkt werden.
Das eine Blende bildende Teil 44 und das Prisma 45 sind auf einem Unterteil 41 durch ein nicht gezeigtes Montageglied angebracht. In diesem Fall werden zwei ineinander übergehende, kreisförmige, abgesetzte Abschnitte 41d zur Positionierung verwendet, während vier Bohrungen 41e zur Anbringung verwendet werden.
Wie oben vermerkt, erreicht die darstellende Ausführungsform verschiedene, bisher nicht erreichte Vorzüge, wie sie unten aufgezählt sind.

(1) Die Mittellinie C eines jeden Linsen tragenden Abschnitts 41b steht im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Teilung der beiden Strahlen, die aus den Kollimatorlinsen 43 austreten (Richtung y). Deshalb wird der Einfluß der Zusammenziehung des Klebers 46 infolge der Aushärtung in der obigen Strahlteilungsrichtung nicht wirksam. Dies, gekoppelt mit der Tatsache, daß der Einfluß der Aufweitung und Zusammenziehung des Klebers 46, der der veränderlichen Temperatur zuzuschreiben ist, in der Strahlteilungsrichtung nicht wirksam wird, versorgt die Lichtquellenvorrichtung mit einer genauen Strahlteilung und ermöglicht es ihr, ihre Genauigkeit stabil zu bewahren.
(2) Die Kollimatorlinsen 43 sind jeweils unmittelbar am jeweiligen Linsen-Trageabschnitt 41b befestigt, der einstückig mit dem Unterteil 41 abgeformt ist. Deshalb wird die Anzahl von Teilen und deswegen auch der Kostenaufwand der Lichtquellenvorrichtung verringert. Ferner ist, weil die Halter oder gleichartige Teile nicht zwischen den Kollimatorlinsen 43 und den linken Trageabschnitten 41b eingreifen, die Vorrichtung frei vom Einfluß von Fehlern bei solchen Zwischengliedern. Zusätzlich umgeht die unmittelbare Befestigung der Linsen 43 an den Linsentragegliedern 41b das Erfordernis für Schrauben oder gleichartige Befestigungsmittel. Die Vorrichtung ist deshalb frei von Verlagerungen insbesondere an der Befestigung.
(3) Die Linsentrageabschnitte 41b sind in Bezug auf eine Linie senkrecht zur Strahlteilungsrichtung so symmetrisch, daß die Spannungen, die der Zusammenziehung in der Strahlteilungsrichtung zuzuschreiben sind, einander aufheben. Dies begrenzt die Zusammenziehung auf die Richtung senkrecht zur Strahlenteilungsrichtung und fördert deshalb noch weiter die Ausrichtbarkeit der Zusammenziehung und deshalb die genaue Lageeinstellung.
(4) Die Linsen-Trageabschnitte 41b haben jeweils einen bogenförmigen Abschnitt, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser der Kollimatorlinse 43. Wenn deshalb jeder Linsen-Trageabschnitt 41b und die zugeordnete Kollimatorlinse 43 koaxial zueinander angeordnet sind, dann hat die Kleberschicht zwischen diesen eine gleichförmige Dicke und kann deswegen gleichmäßig aushärten. Dies schützt die Kollimatorlinsen 43 vor Versetzung. Der Krümmungsradius eines jeden Linsentrageabschnitts 41b, der um die Dicke der Klebstoffschicht größer ist als der der Kollimatorlinse 43, fördert noch weiter die obige Wirkung.
(5) Weil jeder Linsen-Trageabschnitt 43b einen bogenförmigen Abschnitt aufweist, der kleiner ist als ein Halbkreis, deckt die Kleberschicht nur weniger als eine Hälfte des Umfangs der Kollimatorlinsen 43 ab und verleiht der Zusammenziehung des Klebers 46 eine Ausrichtbarkeit. Die Anfangslage der Kollimatorlinse 43 kann deshalb mit einer Versetzung versehen werden, die dem Umstand Rechnung trägt, daß eine Zusammenziehung des Klebers 46 stattfindet, was die Lagegenauigkeit nach der Aushärtung des Klebers 46 verbessert. Zusätzlich kann das Licht zum Aushärten des Klebers 46 unmittelbar zu den Seitenenden der Kollimatorlinsen 43 über die offenen Seiten der Linsen-Trageabschnitte 41b gelenkt werden, was die unregelmäßige Aushärtung noch wirksamer umgeht.
(6) Spalte, Nuten oder ähnliche, kleberfreie Abschnitte hindern den Kleber daran, die Kollimatorlinsen 43 und das Unterteil 41 in Richtung der optischen Achse zu überbrücken. Selbst wenn der Kleber 46 in übermäßigem Ausmaß eingebracht wird, ist er deshalb daran gehindert, sich unmittelbar auf den Wänden des Unterteils 41 abzulagern und seine zusammenziehende Kraft auf die Kollimatorlinsen 43 in der Richtung z auszuüben. Dies erhöht zusätzlich die Lagegenauigkeit in Richtung der optischen Achse oder in Richtung z.

Der UV-aushärtende Kleber, der in der obigen Ausführungsform verwendet wurde, kann auch durch einen anderen, durch Licht aushärtenden Kleber ersetzt werden. Es kann auch die Lichtquellenvorrichtung so aufgebaut werden, daß sie notwendigenfalls drei oder mehr Strahlen emittiert.
Zweite Ausführungsform
Es wird auf die 5 und 6 Bezug genommen; eine zweite Ausführungsform der Lichtquellenvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist gezeigt und umfaßt ein erstes Unterteil 51 und ein zweites Unterteil 54. Das erste Unterteil 51 ist mit Durchgangsbohrungen 51a und 51b ausgebildet. Ein Halbleiterlaser 52a ist in den rückwärtigen Teil der Bohrung 51a eingepreßt. Eine Kollimatorlinse 53a ist unmittelbar auf dem ersten Unterteil 51 angeheftet. Im Einzelnen ist ein Linsentrageabschnitt 51c einstückig mit der Vorderseite des ersten Unterteils 51 abgeformt und hat einen bogenförmigen Querschnitt, der geringfügig größer ist im Durchmesser als die Kollimatorlinse 53a. Der Durchmesser des Linsentrageabschnitts 51c kann etwa 0,2 mm betragen. Der Linsentrageabschnitt 51c hat eine Achse, die auf die optische Achse des Laser 52a ausgerichtet ist. Der Linsentrageabschnitt 51c hat eine Länge, gemessen in Richtung der optischen Achse (Richtung z), die größer ist als die Dicke der Kollimatorlinse 53a (Richtung z), so daß überschüssiger Kleber daran gehindert ist, sich an unerwarteten Abschnitten abzulagern.
Der Abschnitt 51c hat einen bogenförmigen Querschnitt, der kleiner ist als ein Halbkreis, in der Frontansicht gesehen. Das zweite Unterteil 54 ist mit einer Durchgangsbohrung 54a und einem kreisförmigen, abgesetzten Abschnitt 54b ausgebildet. Ein Halbleiterlaser 52b ist in den rückwärtigen Teil der Bohrung 54a eingepreßt. Eine Kollimatorlinse 53b ist unmittelbar an dem zweiten Unterteil 54 angeheftet. Im Einzelnen ist eine Linsen-Trageabschnitt 54c einstückig mit der Vorderseite des Unterteils 54 abgeformt und hat einen bogenförmigen Abschnitt, der geringfügig größer ist im Durchmesser als die Kollimatorlinse 53b. Der Durchmesser des Linsen-Trageabschnitts 54c kann etwa 0,2 mm betragen. Der Linsen-Ttrageabschnitt 54c hat eine Achse, die auf die optische Achse des Lasers 52b ausgerichtet ist. Der Linsen-Trageabschnitt 54c hat eine Länge, gemessen in Richtung der optischen Achse (Richtung z), die größer ist als die Dicke der Kollimatorlinse 53b (Richtung z), so daß übermäßiger Kleber daran gehindert ist, sich an unerwarteten Abschnitten anzulagern. Das Unterteil 54 ist durch die Bohrung 51b des Unterteils 51 und den abgesetzten Abschnitt 54b des Unterteils 54 zeitweise angeordnet und dann am Unterteil 51 durch zwei Schrauben 55, Bohrungen 54d und Gewindebohrungen 51d befestigt.
Wie in 6 gezeigt, sollte sich der bogenförmige Abschnitt eines jeden linsentragenden Abschnitts 51c und 54c bevorzugt über etwa 60° erstrecken und in der Richtung rechts und links symmetrisch sein, um die Einstellung der Lage und das Ankleben zu erleichtern. Die Mittellinien C1 und C2 der bogenförmigen Linsen-Trageabschnitte 51c bzw 54c sind im wesentlichen senkrecht zur Nebenabtastteilungsrichtung (Richtung y) zweier Strahlen, die aus den Kollimatorlinsen 53a und 53b austreten sollen.
Die Kollimatorlinsen 53a und 53b sind für UV-Strahlen transparent. Während Kunststoff und Glas beispielsweise für UV-Strahlen transparent sind, ist, vom Gesichtspunkt der optischen Eigenschaften aus gesehen, Glas wünschenswert. Wie in 6 gezeigt, wird während der Montage jede Kollimatorlinse 53a oder 53b von einem Spannfutter 57 gehalten, das in den drei Richtungen x, y und z beweglich ist, und das auf dem entsprechenden Linsen-Trageabschnitt 51c oder 54c koaxial zum zugeordneten Laser 52a oder 52b angeordnet ist.
Ein UV-härtender Kleber 56a wird in einen Spalt eingefüllt, der zwischen der Klebefläche 51e des Trageabschnitts 51c und dem Umfang der Kollimatorlinse 53a gebildet ist. Nachfolgend wird die Kollimatorlinse 53a in ihrer Lage feineingestellt, was die erwarteten optischen Eigenschaften bewirkt, und dann wird das Spannfutter 57 in seiner Lage fixiert. Nachfolgend, wie in 6 gezeigt, werden UV-Strahlen L1 von einem UV-Strahler 58a zum Kleber 56a hin von oberhalb der Kollimatorlinse 53a her abgestrahlt. Die UV-Strahlen L1 fallen in den Kleber 56a über die Kollimatorlinse 53a ein und veranlassen ihn, gleichmäßig auszuhärten.
Ein Kleber 56b, der zwischen der anderen Klebefläche 54e und der Kollimatorlinse 53b angeordnet ist, wird auch durch UV-Strahlen veranlaßt, auszuhärten, die von einem UV-Strahler 58b ausgehen.
Als Ergebnis wird eine Kleberschicht 56a zwischen einer Klebefläche 51c des Linsen-Trageabschnitts 51c und der Kollimatorlinse 53a ausgebildet. Die Kleberschicht 56a ist deshalb etwa 0,2 mm dick und in der Richtung nach rechts und links symmetrisch und weist ihre Dicke in der Richtung im wesentlichen senkrecht zur Nebenabtastteilungsrichtung (Richtung y) auf. In gleichartiger Weise wird eine Kleberschicht 56b zwischen der Klebeschicht 54e des Linsen-Trageabschnitts 54c und der Kollimatorlinse 53b gebildet. Die Kleberschicht 56b ist in der Ausbildung identisch mit der Klebeschicht 56a. Die Kollimatorlinsen 53a und 53b werden jeweils an den entsprechenden Linsen-Trageabschnitten 51c oder 54c durch die Kleberschicht angeheftet, während ihre erwartete, optische Eigenschaft bewahrt wird. Das heißt, die Linsen-Trageabschnitte 51c und 54c sind in Bezug auf die Linie senkrecht zur Strahlenteilungsrichtung symmetrisch.
Insbesondere hat jeder Linsen-Trageabschnitt 51c oder 54c einen symmetrischen, bogenförmigen Abschnitt, der sich über etwa 60° erstreckt, wie in 6 gezeigt. Eine solche Ausbildung ermöglicht es dem Spannfutter 57, jede Kollimatorlinse 53a oder 53b zuverlässig und mühelos zu spannen. Zusätzlich können die UV-Strahlen L1 und L2, die von den UV-Strahlen 58a bzw 58b ausgehen, jeweils die gesamte Klebefläche 51e oder 54e über die Kollimatorlinse 53a oder 53b beleuchten, was die gleichmäßige und vollständige Aushärtung des Klebers sicherstellt. Die voll ausgehärtete, gleichmäßige Kleberschicht vermeidet die Verlagerung der Kollimatorlinse, die einer unregelmäßigen oder örtlichen Aushärtung zuzuschreiben ist.
Weil Spannungen auftreten, die der Zusammenziehung des Klebers zuzuschreiben sind, und zwar symmetrisch in der Richtung nach rechts und links, und einander aufheben, erfolgt eine Spannung nur in der Richtung x. Für die Spannung in der Richtung x kann eine feine Versetzung vorgesehen werden, die der Zusammenziehung des Klebers Rechnung trägt. Es folgt daraus, daß die Strahlen, die aus den beiden Kollimatorlinsen austreten, eine gewünschte Richtung (Merkmal der optischen Achse) in der Richtung y aufweisen, und natürlich eine genaue Strahlteilung (Genauigkeit im Abstand in Richtung y oder in der Nebenabtastrichtung) aufweisen. Zusätzlich, weil jede Kleberschicht in der Richtung nach rechts und links oder der Richtung y symmetrisch ist, wird die Ausweitung und Zusammenziehung der Kleberschicht, die der Umgebungstemperatur zuzuschreiben ist, in der Richtung y aufgehoben, das heißt, auf die Richtung x begrenzt. Dies fördert noch weiter die Genauigkeit des Abstands zwischen den beiden Strahlen.
Nachdem die Kollimatorlinse 53b an das zweite Unterteil 54 angeklebt wurde, kann das Unterteil 54 in der Lage in den Richtungen x und y (insbesondere y) durch Lösen der Schrauben 55 eingestellt werden. Wenn deshalb die Strahlteilung oder der Abstand auf einer Bildoberfläche sich von der erwarteten infolge einer äußeren Streuung ändert, ist es möglich, das Unterteil 54 wieder einzustellen, das heißt, den Strahlabstand in jeder der Richtungen x und y.
In der obigen Ausführungsform wird das zweite Unterteil 54 zuerst am ersten Unterteil 51 befestigt. Nachdem die Kollimatorlinse 53b am zweiten Unterteil 54 angeklebt wurde, kann aber auch das zweite Unterteil 54 am ersten Unterteil 51 befestigt werden, an dem bereits die Kollimatorlinse 53a angebracht ist. Diesem wird von der Einstellung des Abstands zwischen den beiden Strahlen gefolgt.
Wie in 5 gezeigt, wird ein eine Blende bildendes Teil 59 verwendet, um den Mittelabschnitt des parallelen Strahls auszuwählen, der aus jeder Kollimatorlinse 53a oder 53b austritt. Zu diesem Zweck ist das eine Blende bildende Teil 59 mit zwei Blenden 59a und 59b ausgebildet, die jeweils auf die optischen Achsen der Kollimatorlinsen 53a und 53b ausgerichtet sind. Die parallelen Strahlen, die aus den beiden Blenden 59a und 59b austreten, werden von einem Strahlkombinationsprisma oder einer Strahlkombinationseinrichtung 60 kombiniert, um in austretende Strahlen umgewandelt zu werden, die im wesentlichen auf derselben Achse vorliegen. Die kombinierten Strahlen fallen in eine nicht gezeigte Abtastoptik ein, um ein Bild aufzuzeichnen. Die Winkel der ausgehenden optischen Achsen werden so fein eingestellt, daß die beiden Strahlen eine Teilung haben, die eine gewünschte Teilung in der Nebenabtastrichtung auf einer ein Abbild herstellenden Oberfläche herstellt (d. h. eine Teilung in Richtung der Linien im Fall des gleichzeitigen zweilinigen Schreibens). Dieses Verfahren entspricht der Einstellung der Kollimatorlinse in der Richtung y.
Das eine Blende bildende Teil 59 und das Prisma 60 werden am ersten Unterteil 51 durch ein Montageteil (nicht gezeigt) angebracht. In diesem Fall wird der kreisförmige, abgesetzte Abschnitt 51f des ersten Unterteils 51 zur Positionierung verwendet, während vier Bohrungen 51g zur Anbringung verwendet werden.
Die darstellende Ausführungsform erzielt so, wie sie oben beschrieben wurde, die folgenden, verschiedenartigen Vorzüge:

(1) Das erste Unterteil 51 ist mit der Bohrung 51a versehen, die die optische Achse mindestens eines Strahls definiert, der Halbleiterlaser 52a wird in der Bohrung 51a aufgenommen, die Kollimatorlinse 53a ist koaxial zum Laser 52a, und der Linsentrageabschnitt 51c ist ebenfalls koaxial zum Laser 52a. Das zweite Unterteil 54 ist mit der Durchgangsbohrung 54a versehen, die die optische Achse eines anderen Strahls definiert, der Halbleiterlaser 52b ist in der Bohrung 54a aufgenommen, die Kollimatorlinse 53b steht koaxial zum Laser 52b und der Linsentrageabschnitt 54c steht ebenfalls koaxial zum Laser 52b. Wenn deshalb ein gewünschter Abstand zwischen den Strahlen nicht auf einer Bildaufzeichnungsfläche beispielsweise infolge der Streuung irgendeines anderen optischen Teils als der Lichtquellenvorrichtung hergestellt wird, kann der Abstand eingestellt werden, ohne daß man die Eigenschaft der Vorrichtung in Richtung z (Parallelitätseigenschaft) ändert, wodurch die erwünschte Bildqualität gesichert bleibt.
(2) Die Kollimatorlinsen 53a und 53b werden jeweils unmittelbar an den Linsentrageabschnitten 51c und 54c befestigt, die einstückig mit den Unterteilen 51 und 54 abgeformt sind. Deshalb werden die Anzahl von Teilen und die Kosten der Lichtquellenvorrichtung verringert. Weil ferner Halter oder ähnliche Teile nicht zwischen den Kollimatorlinsen 53a und 53b und den Linsentrageabschnitten 51c und 54c auftreten, ist die Vorrichtung frei von einer Beeinflussung durch Fehler solcher Zwischenteile. Zusätzlich vermeidet die unmittelbare Befestigung der Linsen 53a und 53b an den Linsentrageteilen 51c und 54c das Erfordernis für Schrauben oder ähnliche Befestigungsmittel. Die Vorrichtung ist deshalb frei von Verlagerungen, die der Befestigung zuzuschreiben sind.
(3) Die Linsen-Trageabschnitte 51c und 54c sind im Bezug auf eine Linie senkrecht zur Strahlteilungsrichtung symmetrisch, so daß Spannungen, die der Zusammenziehung in der Strahlteilungsrichtung zuzuschreiben sind, einander aufheben. Dies begrenzt die Zusammenziehung auf die Richtung senkrecht zur Strahlenteilungsrichtung und fördert hierdurch noch weiter die Ausrichtbarkeit der Zusammenziehung und deshalb die genaue Lageeinstellung.
(4) Die Linsen-Trageabschnitte 51c und 54c haben jeweils einen bogenförmigen Querschnitt, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser der Kollimatorlinse 53a oder 53b. Wenn deshalb jeder Linsentrageabschnitt 51c oder 54c und die zugeordnete Kollimatorlinse 53a oder 53b koaxial zueinander angeordnet werden, dann hat die Kleberschicht zwischen ihnen eine gleichförmige Dicke und kann deshalb gleichmäßig aushärten. Dies schützt die Kollimatorlinsen 53a und 53b vor der Verlagerung. Der Krümmungsradius eines jeden Linsen-Trageabschnitts 51c oder 54c, der um die Dicke der Klebstoffschicht größer ist als der der Kollimatorlinse 43, fördert noch weiter die obige Wirkung.
(5) Weil jeder Linsen-Trageabschnitt 51c oder 54c einen bogenförmigen Abschnitt hat, der kleiner ist als ein Halbkreis, überdeckt die Kleberschicht nur weniger als eine Hälfte des Umfangs der Kollimatorlinse 53a oder 53b und verleiht der Zusammenziehung des Klebers eine Richtung. Die Anfangslage einer jeden Kollimatorlinse 53a oder 53b kann deshalb mit einer Versetzung versehen werden, die der Zusammenziehung des Klebers, die erfolgen soll, Rechnung trägt, was die Genauigkeit nach dem Aushärten des Klebers fördert. Zusätzlich kann Licht zum Aushärten des Klebers zu den seitlichen Enden der Kollimatorlinsen 53a und 53b über die offenen Seiten der Linsentrageabschnitte 51c und 54c gerichtet werden, was eine unregelmäßige Aushärtung wirksamer vermeidet.
(6) Spalte, Nuten oder ähnliche, nicht der Klebung dienende Abschnitte hindern den Kleber daran, die Kollimatorlinsen 53a und 53b sowie die Unterteile 51 und 54 in Richtung der optischen Achse zu überbrücken. Selbst wenn deshalb in übermäßiger Menge Kleber eingebracht wird, ist er daran gehindert, sich unmittelbar auf den Wänden der Unterteile 51 und 54 niederzuschlagen und seine zusammenziehende Kraft auf die Kollimatorlinsen 53a und 53b in der Richtung z auszuüben. Dies erhöht zusätzlich die Lagegenauigkeit in der Richtung der optischen Achse oder der Richtung z.

Der UV-aushärtbare Kleber, der in der obigen Ausführungsform verwendet wird, kann durch einen anderen, durch Licht aushärtenden Kleber ersetzt werden. Es kann auch die Lichtquellenvorrichtung so aufgebaut werden, daß sie drei oder mehr Strahlen emitiert.
Dritte Ausführungsform
Es wird auf die 7 und 8 Bezug genommen; eine dritte Ausführungsform der Lichtquellenvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist gezeigt und umfaßt ein im wesentlichen rechteckiges, flaches Unterteil 1. Zwei Durchgangsbohrungen 1a sind im wesentlichen an der Mitte des Unterteils 1 ausgebildet und in Richtung y nebeneinanderliegend angeordnet. Zwei Halbleiterlaser 2 sind jeweils in die rückwärtigen Teile der Bohrungen 1a eingepreßt. Zwei Kollimatorlinsen 3 sind unmittelbar an das Unterteil 1 angeheftet. Insbesondere sind die Linsen-Trageabschnitte 1b einstückig mit der Vorderseite des Unterteils 1 abgeformt, und jeder hat einen bogenförmigen Querschnitt, der geringfügig größer im Durchmesser ist als die Kollimatorlinsen 3. Der Durchmesser eines jeden Linsen-Trageabschnitt 1b kann etwa 0,2 mm betragen. Die Linsen-Trageabschnitte 1b haben jeweils eine Achse, die auf die optische Achse des zugeordneten Lasers 2 ausgerichtet ist. Die Linsen-Trageabschnitte 1b haben jeweils eine Länge, gemessen in Richtung der optischen Achse (Richtung z), die größer ist als die Dicke der Kollimatorlinse 3 (Richtung z), so daß übermäßiger Kleber daran gehindert ist, sich an unerwarteten Abschnitten niederzuschlagen. Die Abschnitte 1b haben jeweils einen bogenförmigen Querschnitt, der kleiner ist als ein Halbkreis, in der Frontansicht gesehen.
Wie in 8 gesehen, sollte sich der bogenförmige Abschnitt bevorzugt über etwa 60° erstrecken und in der Richtung nach rechts und links symmetrisch sein, um die Lageeinstellung und die Anklebung zu erleichtern. Die Mittellinie C der Linsentrageabschnitte 1b stehen im wesentlichen senkrecht zur Nebenabtastteilungsrichtung (Richtung y) der beiden Strahlen, die von den Kollimatorlinsen 3 abgegeben werden sollen.
Ein eine Blende bildendes Teil 4 ist mit Blenden 4a ausgebildet, um jeweils einen Lichtstrahl auszuwählen, und ist in ein Gehäuse 9 aufgenommen. Ein strahlkombinierendes, optisches Teil 4 ist als ein Prisma ausgebildet, das imstande ist, zwei Strahlen 10 zu kombinieren, die über die Blenden 4a gesendet wurden, und zwar zu Strahlen, die im wesentlichen auf derselben Achse vorliegen. Das optische Teil 4 ist ebenfalls im Gehäuse 9 aufgenommen. Falls gewünscht, kann das optische Teil 4 als eine Kombination aus einem Spiegel und aus einem Halbspiegel ausgebildet sein.
Wie in 8 gezeigt, ist im Fall des Zusammenbaus jede Kollimatorlinse 3 von einem Spannfutter 7 gehalten, das in drei Richtungen x, y und z beweglich ist. Das Spannfutter 7 ordnet die Linse 3 auf dem zugeordneten Linsen-Trageabschnitt 1b koaxial zur optischen Achse des zugeordneten Lasers 2 an. Nachfolgend wird ein UV-aushärtenden Kleber in einen Spalt eingefüllt, der zwischen der Klebefläche des Linsen-Trageabschnitts 1b und dem Umfang der Kollimatorlinse 3 ausgebildet ist, wobei er eine Kleberschicht 6 bildet. Dann wird die Kollimatorlinse 3 durch Feineinstellung bis in ihre Lage verbracht, die eine erwartete optische Eigenschaft bewirkt, und dann das Spannfutter 7 in seiner Lage fixiert. Nachfolgend werden, wie in 8 gezeigt, UV-Strahlen von einem UV-Strahler 8 zur Kleberschicht 6 von oberhalb der Kollimatorlinse 3 her abgestrahlt. Die UV-Strahlen fallen in die Kleberschicht 6 über die Kollimatorlinse 3 ein und veranlassen sie, gleichmäßig auszuhärten. Die Aushärtung des Klebers wird bei jeder der beiden Kollimatorlinsen 3 bewirkt. Als Ergebnis ist die Kleberschicht 46 zwischen jedem Linsen-Trageabschnitt 1b und der zugeordneten Kollimatorlinse 3 ausgebildet. Die Kleberschicht 6 ist deshalb etwa 0,2 mm dick und in der Richtung nach rechts und links symmetrisch, und sie hat eine Dicke in der Richtung im wesentlichen senkrecht zur Nebenabtastteilungsrichtung (Richtung y). Jede Kollimatorlinse 3 ist am entsprechenden Linsentrageabschnitt 1b durch die Kleberschicht 6 befestigt, während sie ihre erwartete, optische Eigenschaft bewahrt.
Die Kleberschicht 6 hat jeweils eine Länge, gemessen in Richtung der optischen Achse, die kleiner ist als die Länge des zugeordneten Linsen-Trageabschnitt 1b, so daß ein Spalt zwischen der Kleberschicht 6 und dem Unterteil 1 gebildet ist. Während die Lichtquellenvorrichtung sich in Betrieb befindet, weiten sich die Kleberschichten 6 infolge der Temperaturerhöhung höher aus. Würden zu diesem Zeitpunkt die Kleberschichten 6 und das Unterteil 1 in enger Berührung miteinander gehalten, dann würden die Kollimatorlinsen 3 sich in Richtung der optischen Achse infolge der Ausweitung der Kleberschichten 6 bewegen. Der Spalt zwischen jeder Kleberschicht 6 und dem Unterteil 1 gestattet es jedoch der Schicht 6, sich nach beiden Seiten der zugeordneten Linse 3 frei zu bewegen, und er hindert sie daran, die Linse 3 zu bewegen.
Das Gehäuse 9 ist durch Positionierungslöcher 1c angeordnet, die im Unterteil 1 ausgebildet sind, sowie durch Positionierungsaussparungen (nicht gezeigt), die im Gehäuse 9 ausgebildet sind. Nachdem vier Gewindebohrungen 9a im Gehäuse 9 ausgebildet und vier Bohrungen 1d im Unterteil 1 ausgebildet sind, die ausgerichtet wurden, wird das Gehäuse 9 am Unterteil 1 durch vier Schrauben 11 befestigt.
Vierte Ausführungsform
Die 9A und 9B zeigen das Unterteil 21, das für ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung repräsentativ ist und einen einzigen Linsen-Trageabschnitt 21b aufweist. Was den Rest des Aufbaus angeht, so ist diese Ausführungsform identisch mit der dritten Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist.
Es wird davon ausgegangen, daß die herkömmliche Lichtquellenvorrichtung, die in 2 gezeigt ist, an einen digitalen Kopierer oder Laserdrucker angebracht ist. Selbst wenn die Vorrichtung anfangs die erwarteten optischen Merkmale hat, verformt sich dann der Flansch 205 beispielsweise in Form einer Spannung, die dem Zusammenbau oder der Ausweitung und Zusammenziehung zuzuschreiben ist, die der Temperaturänderung in der Maschine zuzuschreiben ist. Diese Ausführungsform gehört zu einer Lichtquellenvorrichtung, die im allgemeinen als optische Einrichtung der Vergrößerungsart ausgeführt ist. Deshalb würde selbst die kleinste Verlagerung irgendeines Teils, die der Verformung zuzuschreiben ist, vergrößert, wenn sie eine Aufzeichnungslage erreicht, die einem lichtleitfähigen Element zugeordnet ist, und würde sich als merkbare Verlagerung herausstellen, die kritisch die optischen Merkmale beeinträchtigt. Insbesondere verschlechtert eine Verformung in der Richtung y die Parallelität des einzelnen Laserstrahls.
Die vierte Ausführungsform löst das obige Problem, indem sie nur den Auftritt eines Minimums an Verformung in der Lichtquellenvorrichtung zuläßt. Sollte der Maschinenkörper zur Aufnahme der Lichtquellenvorrichtung erneut eingerichtet werden, würden andere, verschiedenartige Abschnitte betroffen und würden zusätzliche Kosten mit sich bringen. In diesem Sinn ist ein kaum verformbarer Aufbau wünschenswert.
Wie in 9A und 9B gezeigt, wird das Unterteil 21 wie auch das Unterteil 1 in der 7 Durchgangsbohrungen 21a, um die Halbleiterlaser 2 aufzunehmen. Das Unterteil 21 ist dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger, durchgehender Linsen-Trageabschnitt 21b die beiden Linsen-Trageabschnitte 1b ersetzt. Im Einzelnen hat der Linsen-Trageabschnitt 21b zwei Linsen-Trageabschnitte 21b1, die miteinander durch einen geraden Verbindungsabschnitt 21b2 verbunden sind. Der Verbindungsaschnitt 21b2 ist im wesentlichen parallel zur Strahlteilungsrichtung oder zur Richtung y und in der Dicke in derselben Richtung gleichförmig. Kerben 21b3 sind jeweils zwischen den Linsen-Trageabschnitten 21b1 und dem Verbindungsabschnitt 21b2 ausgebildet, und jede erstreckt sich in Richtung der optischen Achse. Die Kerben 21b3 hindern Kleber daran, den Verbindungsabschnitt 21b2 zu erreichen, wenn er zum Befestigen der Kollimatorlinsen 3 eingefüllt wird. Die Linsen-Trageabschnitte 21b1 sind zueinander symmetrisch in Bezug auf den Verbindungsabschnitt 21b2.
Weil der Verbindungsabschnitt 21b2 sich in der Richtung y erstreckt, hindert er das Unterteil 21 daran, sich in der Richtung y zu verformen, und vermeidet hierdurch wirksam Fehler im Abstand zwischen den beiden Strahlen 10 und im Winkel des einzelnen Strahls.
10 zeigt ein Unterteil 22, das eine modifizierte Ausführung der vierten Ausführungsform darstellt. Wie gezeigt, ist eine Linie, die die optischen Achsen der beiden Kollimatorlinsen 3 verbindet, in Bezug auf die y-Achse geneigt. Die Differenz zwischen dem Unterteil 21 (9A und 9B), bei dem die Linsen 3 parallel zur Akte y angeordnet sind, und dem Unterteil 22 wurzelt im Unterschied im Aufbau der Aufzeichnungsoptiken, obwohl dies nicht im einzelnen beschrieben ist. Das Unterteil 22 umfaßt einen Linsen-Trageabschnitt 22b, der ebenfalls geneigt ist. Der Linsen-Trageabschnitt 22b ist aus zwei Linsen-Trageabschnitten 22b1 und einem geraden Verbindungsabschnitt 22b2 gebildet, der sie miteinander verbindet. Der Verbindungsabschnitt 22b2 ist ein wenig dünner als der Verbindunsabschnitt 21b2 (9A und 9B) und, wie dargestellt, abgesetzt. Der Verbindungsabschnitt 22b2 kann leicht geneigt sein, wie gezeigt und beschrieben, obwohl er am wirksamsten ist, wenn er sich parallel zur y-Achse erstreckt.
Fünfte Ausführungsform
11 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist im wesentlichen gleichartig zur Ausführungsform der 7; identische Bauelemente sind mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht beschrieben, um Weitläufigkeit zu vermeiden. Im herkömmlichen Aufbau, der in 2 gezeigt ist, ist der Flansch 205 am Gehäuse 212 durch Schrauben befestigt, die in die vier Bohrungen 205b eingeführt sind, die in den Ecken des Flansches 205 ausgebildet sind. Dies gibt Anlaß zu einem Problem, daß, wenn der Flansch 205 und das Gehäuse 212 im linearen Ausdehnungskoeffizient unterschiedlich sind, dann die Temperaturerhöhung der Lichtquellenvorrichtung den Flansch 205 verzerrt und deshalb den Abstand zwischen den beiden Strahlen 211 und die Parallelität desselben stört (Strahlteilungsgenauigkeit).
In dem erläuternden Ausführungsbeispiel ist eine einzige Bohrung 1d im Unterteil 1 in der Nähe der Mitte des Unterteils 1 ausgebildet. Eine Muttergewindebohrung 9a ist im Gehäuse 9 ausgebildet. Eine Schraube 11 ist in die Gewindebohrung des Gehäuses 9 über die Bohrung 1d des Unterteils 1 so eingedreht, daß das Unterteil an einem einzigen Punkt am Gehäuse 9 befestigt ist.
In der obigen Ausbildung werden sich, selbst wenn das Unterteil 1 und das Gehäuse 9 sich im linearen Ausdehnungsbeiwert unterscheiden, jedes von ihnen unabhängig von anderen ausweiten und zusammenziehen. Dies befreit das Unterteil 1 von der Verzerrung und stellt die genaue Strahlteilung zwischen den beiden Strahlen 10 sicher. Ein Unterteil 1 und das Gehäuse 9 können jeweils aus irgendeinem gewünschten Material gebildet sein und können deshalb sogar als billiger Kunststofformkörper ausgeführt sein. Wenn außerdem die Bohrung 1d für die Schraube 11 auf einer Mittellinie C' angeordnet ist, die zwischen den Mittellinien C der Laser 2 liegen und die sich in der Richtung y erstreckt, ist es möglich, das Unterteil 1 vor Verformung zu schützen und die Stabilität der Relativlage des Unterteils 1 und des Gehäuses 9 während der Montage zu fördern, das heißt, die genaue Strahlteilung.
Sechste Ausführungsform
Die 12 bis 14 zeigen eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auch eine Verbesserung gegenüber der herkömmlichen Lichtquellenvorrichtung der 2 bildet. In der Vorrichtung, die in 2 gezeigt ist, wird das Gehäuse 212 an einem Flansch 205 angebracht, nachdem das optische Element 210 am Gehäuse 212 angebracht wurde. Dies ist unerwünscht, weil jeder Lagefehler des optischen Elements 210 die Teilungsgenauigkeit der Strahlen 211 beeinträchtigt. Außerdem ist, während das Gehäuse 212 bevorzugt als ein billiges Kunststofformteil ausgeführt sein sollte, ein Kunststofformteil merklich der Temperatur unterworfen. Insbesondere hat die Versetzung eines Kunststofformteils (besonders in der Strahlteilrichtung), die der Aufweitung oder Kontraktion zuzuschreiben ist, einen kritischen Einfluß auf die Genauigkeit. Die sechste Ausführungsform ist eine Lösung für solche Probleme.
Wie in 12 gezeigt, umfaßt das Unterteil 1 zusätzlich einen Trageabschnitt 23 für ein optisches Element, der sich von den gegenüberliegenden Linsentrageabschnitten 1b aus erstreckt. Ein eine Blende bildendes Teil 14 ist in Richtung der Strahlausbreitung hinter dem optischen Element 5 angeordnet und ist deshalb mit einer einzigen Blende 14a ausgebildet.
Der Trageabschnitt 23 für das optische Element umfaßt eine Bezugsfläche 23a und eine Bezugsfläche 23, wie dargestellt. Das optische Element 5 ist durch die Bezugsfläche 23a angeordnet und an der Bezugsfläche 23b durch eine Kleberschicht 24 befestigt (siehe 14). In dieser Ausbildung geschieht, selbst wenn die Klebeschicht 24 sich infolge einer Temperaturänderung aufweitet oder zusammenzieht, keine Änderung in der Richtung y (Strahlteilungsrichtung). Der Kleber sollte bevorzugt ein zuverlässiger, lichtaushärtender Kleber sein und sollte bevorzugt identisch mit dem Kleber sein, der zum Befestigen der Kollimatorlinsen 3 verwendet wird, und zwar wegen der mühelosen Herstellung. Nachfolgend werden die Kollimatorlinsen 3 angeordnet und dann angeklebt, wie unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Alle Halbleiterlaser 2, Kollimatorlinsen 3 und das optische Element 5, die eine hohe Lagegenauigkeit erfordern, werden vom Unterteil 1 getragen, wie oben vermerkt. Bei dieser Ausbildung ist es leicht, die geforderte Montagegenauigkeit zu bewirken und sie beizubehalten. Zusätzlich erstreckt sich der Trageabschnitt 23 für das optische Element in der Richtung y und vermeidet wirksam die Verzerrung in der Richtung y.
Während der Trageabschnitt 23 für das optische Element der Darstellung und Beschreibung nach einstückig mit den Linsentrageabschnitten 1b abgeformt ist, kann er auch als ein unabhängiges Teil ausgeführt sein und am Unterteil 1 angebracht sein.
Siebte Ausführungsform
Es wird auf die 15 bis 17 Bezug genommen; eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Bei der herkömmlichen Lichtquellenvorrichtung, die in 2 gezeigt ist, ist ein eine Blende bildendes Teil 209 am Gehäuse 212 angebracht und dann am Flansch 205 zusammen mit dem Gehäuse 212 angebracht. Die bringt das Problem mit sich, daß irgendein Fehler in der Positionierung der Blende 209a sich in einen Fehler in der Positionierung für die Emission auswirkt. Ferner sind die Halbleiterlaser 203 am Unterteil 201 angebracht, während die Linsenhalter 207 und die Kollimatorlinsen 3 am Flansch 205 angebracht sind. Nach der Einstellung der optischen Eigenschaften wird das eine Blende bildende Teil 209 angebracht. Dies bringt ein anderes Problem mit sich, daß eine Streuung in der Teilung der beiden Blenden 209a zu einem Fehler in der optischen Eigenschaft nach der Montage des die Blenden bildenden Teile 209 führt und deshalb die Genauigkeit der Strahlteilung senkt.
Im Licht des obigen umfaßt die siebte Ausführungsform ein elastisches, eine Blende bildendes Teil 25, das beispielsweise als ein Kunststofformteil aufgeführt ist, das einen insgesamt U-förmigen Querschnitt aufweist. Das eine Blende bildende Teil 25 ist am Unterteil 1 auf eine solche Weise angebracht, daß es das optische Element 5 umgreift, das am Trageabschnitt 23 für das optische Element angeordnet ist. Eine einzige Blende 25a ist in dem eine Blende bildenden Teil 25 ausgebildet, weil das Teil 25 hinter dem optischen Element 5, in Richtung der Strahlausbreitung gesehen, angeordnet ist. Das eine Blende bildende Teil 25 umfaßt gegenüberliegende Wände zum Halten des optischen Elements 5, wie dargestellt. Die Wände sind mit rippenartigen Vorsprüngen 25b ausgebildet, die zueinander konvex sind. Der Trageabschnitt 23 für das optische Element ist mit einer Nut 23c ausgebildet, die imstande ist, zu einem der Vorsprünge 25b zu passen. Diese Ausbildung hindert das Teil 25 daran, ohne weiteres vom Unterteil 1 abzurutschen, und erhöht die Haltekraft des Teils 25.
In der darstellenden Ausführungsform wird das die Blende bildende Teil 25 am Unterteil 1 nach der Einstellung der optischen Eigenschaften des Unterteils 1 angebracht. Dies erhält erfolgreich die Anfangs eingestellten Emissionspunkte mit Genauigkeit und hindert das Teil 25 daran, die Strahlteilung zu beeinträchtigen. Außerdem kann das Teil 25 mühelos positioniert werden, ohne daß man auf ein gesondertes Teil zurückgreift. Zusätzlich ist die Teilung der Blende und deshalb die Strahlteilungsgenauigkeit frei vom Einfluß der Verformung des Gehäuses 9, so daß das Gehäuse 9 durch ein billiges Kunststofformteil ausgeführt werden kann, um die Kosten der Lichtquellenvorrichtung zu verringern.
Achte Ausführungsform
Die 18 bis 20 zeigen eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, ist das eine Blende bildende Teil 26 einstückig mit dem Trageabschnitt 23 des Unterteils 1 für ein optisches Teil abgeformt. Zwei Blenden 26a sind in dem eine Blende bildenden Teil 26 so ausgebildet, daß sie jeweils auf den Mitten der Kollimatorlinsen 3 ausgerichtet sind. Falls gewünscht, kann das eine Blende bildende Teil 26 als ein unabhängiges Teil ausgeführt und an dem optischen Trageabschnitt 23 befestigt werden, beispielsweise durch einen Kleber.
Das eine Blende bildende Teil 26 ist einstückig mit dem Unterteil 1 aufgebaut und ermöglicht es, daß die optischen Eigenschaften auf der Grundlage der Strahlen eingestellt werden, die durch die Blenden 26a hindurchtreten und von diesen geformt werden. Dies garantiert die optischen Eigenschaften, während Fehler in der Genauigkeit und in der Lage der Blenden 26a vermieden werden, wodurch man eine Lichtquellenvorrichtung mit hoher Genauigkeit bereitstellt. Ferner verringert das eine Blende bildende Teil 26, das einstückig mit dem Unterteil 1 ausgebildet ist, die Anzahl von Teilen, und zusätzlich kann das Gehäuse 9 durch einen billigen Kunststofformkörper ausgeführt werden. Die resultierende Lichtquellenvorrichtung hat niedrige Kosten.
Neunte Ausführungsform
21 zeigt eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Was die optischen Eigenschaften angeht, so ist eine Lichtquellenvorrichtung gefordert, die eine Ausrichtung (Merkmal der optischen Achse) und Parallelität (Kollimationsmerkmal) eines Laserstrahls aufweist, der hiervon austreten soll, wie schon früher vermerkt. In der Praxis wird jedoch, wenn eine Kollimatorlinse in eine gewünschte Lage verbracht wird, sie infolge beispielsweise der Zusammenziehung des Klebers versetzt, die der Aushärtung zuzuschreiben ist, sowie durch eine Verformung, die der Befestiung zuzuschreiben ist. Als Ergebnis wird die optische Eigenschaft nach der Verklebung äußerst unstabil. Diese Ausführungsform löst dieses Problem.
Wie in 21 gezeigt, ist das Unterteil 1 im rechten Ende des Gehäuses 9 eingebaut. Die Halbleiterlaser 2 und die Kollimatorlinsen 3 sind am Unterteil 1 befestigt. Ein eine Blende bildendes Teil 27 ist mit zwei Blenden 27a ausgebildet und als dünne Kunststoffplatte ausgeführt. Ein Ansatz 27b ist in der Mitte des eine Blende bildenden Teils 27 ausgebildet. Ein Sitz 9a ist einstückig mit dem Gehäuse 9 ausgebildet und trägt die untere linke Kante des optischen Elements oder Prismas 5, wie in 21 zu sehen. Der Ansatz 27b des eine Blende bildenden Teils 27 stützt elastisch den mittleren Abschnitt des rechten Endes des Elements 5. Eine Schraube oder Einstellungsmittel 28 erstrecken sich durch die Wand des Gehäuses 9 und stützen den obenliegenden Abschnitt des Elements 5 ab. Der Sitz 9a ist ein ortsfester Schwenkpunkt, der die Drehungsmitte definiert. Die Einstellmittel 28 sollten nur imstande sein, die Winkellage des Elements 5 fein einzustellen, und sind deshalb nicht auf eine Schraube begrenzt.
Weil der Sitz 9a des Gehäuses 9 flach ist, ist er in Linienberührung mit dem optischen Element 5 gehalten. Das Element 5 ist deshalb um den Sitz 9a in einer y-z-Ebene (oder um die x-Achse) winkelbeweglich.
Wenn die Schraube 28 gedreht wird, dann ändert sich ihre Länge innerhalb des Gehäuses 9 und veranlaßt das optische Element 5, das den Sitz 9a berührt, sich über einen kleinen Winkel in der y-z-Ebene zu schwenken. Als Ergebnis wird der Abstand zwischen einer ersten Reflektionsfläche 5a und einer zweiten Reflektionsfläche 5b, die im Element 5 in Richtung y umfaßt sind, verändert, um seinerseits den Abstand zwischen den beiden Strahlen 10 (Teilung in der Nebenabtastrichtung) in der Richtung y zu ändern.
Die Winkelbewegung des optischen Elements 5 ändert nur den Abstand zwischen den Strahlen 10 in Richtung y, das heißt, sie beeinträchtigt nicht die Genauigkeit in der Richtung x oder die Parallelität eines jeden Strahles 10. Das heißt, der Schwenkmechanismus ist imstande, nur die Strahlteilung einzustellen, ohne irgendwelche anderen optischen Faktoren zu beeinflussen. Die gilt auch für drei oder mehr Strahlen.
Die Schraube, die die Einstellmittel 28 bildet, kann durch eine Schraube ersetzt werden, die sich durch den Ansatz 27b erstreckt; in diesem Fall wird das eine Blende bildende Teil 27 aus einem Material gebildet, das nur wenig verformbar ist. Zum Drehen der Schraube, die am Ansatz 27b angeordnet ist, kann das Unterteil 1 mit einer Bohrung ausgebildet sein, um es einem Schraubenzieher zu ermöglichen, hierdurch zur Schraube hin eingeführt zu werden.
Zehnte Ausführungsform
Die 22 bis 25 zeigen eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der herkömmlichen Lichtquellenvorrichtung, die unter Bezugnahme auf 2 erörtert wurde, sind der Flansch 205 und das Gehäuse 211, die aus Metall bzw. Harz ausgebildet sind, mittels vierer Schrauben 204 aneinander befestigt. Als Ergebnis wird, wenn die Temperatur der Vorrichtung ansteigt, der Flansch 205 veranlaßt, sich infolge einer Differenz im linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den beiden Materialien zu biegen. Insbesondere stört eine Biegung in der Strahlteilrichtung oder Richtung y die Parallelität des einzelnen Strahls; selbst der geringste Fehler in der Parallelität wird kritisch wegen der vergrößernden Optiken.
Ferner sind Spannungen in den Richtungen x und y, die ursächlich sind für die obige Verformung, in der Größe merklich unterschiedlich und veranlassen den Flansch 205, sich in Kombination zu verformen. Als Ergebnis verformt der Flansch 205 sich auf eine kompliziertere Weise. Dies, gekoppelt mit der Tatsache, daß die Verformung des Flansches 205 von dessen Steifigkeit abhängt, veranlaßt die Strahlteilung, sich auf eine komplizierte Weise zu ändern, und führt zu fehlerhaften Abbildungen. Diese Ausführungsform löst dieses Problem.
Wie in den 22 bis 25 gezeigt, ist ein Unterteil 30 aus gegenüberliegenden Montageabständen 30a, einem dazwischenliegenden Lichtquellenabschnitt 30 und schmalen Brückenabschnitten 30c aufgebaut, die jeweils eine Überbrückung zwischen den Montageabschnitten 30a und dem Lichtquellenabschnitt 30b bilden. Die Halbleiterlaser 2 und die Kollimatorlinsen 3 sind am Lichtquellenabschnitt 30 befestigt. Das Unterteil 30 ist deshalb mit dem Unterteil 1 der 7 identisch, mit der Ausnahme der schmalen Brückenabschnitte 30c. Was den übrigen Aufbau angeht, so ist diese Ausführungsform ebenfalls identisch mit der Ausführungsform der 7.
Jeder Brückenabschnitt 30c ist zwischen einer oberen und einer unteren Schraubenbohrung 30 angeordnet, die im angrenzenden Montageabschnitt 30a ausgebildet ist, und fällt mit der x-Achsenrichtung zusammen. Die Brückenabschnitte 30c sind der Darstellung nach ebenso dick wie die Montageabschnitte 30a und der Lichtquellenabschnitt 30b, aber sie können, falls gewünscht, auch dünner sein als diese. In dem erläuternden Ausführungsbeispiel ist jeder Montageabschnitt 30a in der Richtung nach oben und unten symmetrisch. Selbst wenn der Montageabschnitt 30a in der oberen Richtung nicht symmetrisch ist, sollten die Brückenabschnitte 30c bevorzugt in der Mitte zwischen der oberen und unteren Schraubenbohrung 30d angeordnet sein.
Es wird davon ausgegangen, daß das Gehäuse 9 einen größeren linearen Ausdehnungskoeffizienten hat als das Unterteil 30. Dann veranlaßt, wie in 24 gezeigt, eine Zunahme in der Umgebungstemperatur Kräfte f1 und f2, auf die Vorderseite des Unterteils 30 auf eine solche Weise einzuwirken, daß sie sich in den Richtungen x bzw y erstrecken. Es wirken jedoch nur Zugkräfte f3 auf dem Lichtquellenabschnitt 30b über die Brückenabschnitte 30c ein. Deshalb ist das Unterteil 30 frei von der komplizierten Verbiegung, die früher vermerkt wurde, obwohl sich seine Brückenabschnitte 30c verformen. Demzufolge tritt die Verbiegung des Lichtquellenabschnitts 30b nicht oder nur wenig in den Richtungen x und y auf. Insbesondere ist die Verformung in der Richtung y, die einen merklichen Einfluß auf die Strahlteilung hat, im wesentlichen umgangen, so daß eine genaue Strahlteilung beibehalten wird.
Während das darstellende Ausführungsbeispiel zwei Brückenabschnitte 30c umfaßt, kann es aber auch nur lediglich einen von diesen oder drei oder mehr Brückenabschnitte umfassen, wobei Beschränkungen an der Vorrichtung oder in der Paßzuordnung in Zuordnung zu einer Anwendungsform in Betracht gezogen werden müssen.
Elfte Ausführungsform
Eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 26 beschrieben. Das Unterteil 1 und das Gehäuse 9, die aus Aluminium bzw. Harz gebildet sind, sind in ihren linearen Ausdehnungskoeffizienten unterschiedlich, wie schon vorher vermerkt. Dies, gekoppelt mit der Tatsache, daß das Unterteil 1 und das Gehäuse 9 von Schrauben 11 an ihren vier Ecken befestigt sind, veranlaßt das Unterteil 1, sich zu biegen, wenn die Umgebungstemperatur zunimmt. Als Ergebnis wird die Strahlteilung gestört und zieht fehlerhafte Abbildungen nach sich.
Im Licht des obigen umfaßt diese Ausführungsform eine Rückplatte 31, die an der Seite, die dem Gehäuse 9 in Bezug auf das Unterteil 1 entgegengesetzt ist, angeordnet ist. Die Rückplatte 1 ist aus einem Material gebildet, das im wesentlichen dieselben linearen Ausdehnungskoeffizienten wie das Material des Gehäuses 9 aufweist, und ist beispielsweise aus demselben Material wie das Gehäuse 9 gebildet. Die Rückplatte 1 ist eine rechteckige Platte mit derselben Größe wie das Unterteil 1. Bohrungen 31a für Schrauben 11 sind in den vier Ecken der Rückplatte 1 ausgebildet, während zwei Bohrungen 31b für die Halbleiterlaser 2 in der Mitte der Rückplatte 1 ausgebildet sind.
Das Unterteil 1 ist sandwichartig zwischen dem Gehäuse 9 und der Rückplatte 31 eingeschlossen, die in der Größe in den Richtungen x und y im wesentlichen identisch sind, und ist an diesen durch die Schrauben 11 befestigt. Wenn die Temperatur rund um die Lichtquellenvorrichtung zunimmt, dann expandieren das Gehäuse 9 und die Rückplatte 31, die denselben linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, in einer zueinander genau gleichen Weise. Die Verformungen, die auf beiden Seiten des Unterteils 1 stattfinden, heben einander auf und heben die Verformung des Unterteils 1 auf und hindern das Unterteil 1 am Biegen. Dies schützt die Strahlteilung vor Störung.
Wenn das Gehäuse 9 und die Rückplatte 31 in der Biegesteifigkeit merklich unterschiedlich sind, dann kann das Unterteil 1 veranlaßt werden, sich zu biegen. Im Fall dieser Art von Biegung sollte die Biegesteifigkeit der Rückplatte 31 bevorzugt im wesentlichen dieselbe sein wie die Biegesteifigkeit des Gehäuses 9.
Zwölfte Ausführungsform
Es wird Bezug auf die 27, 28A und 28B genommen, um eine zwölfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu beschreiben. 27 zeigt die Ausbildung der Rückseite des Unterteils 1. Wie gezeigt, sind die beiden Durchgangsbohrungen 1a in der Mitte des Unterteils 1 ausgebildet. Ringförmige Rippen 1e umgeben jeweils die entsprechende Bohrung 1a auf der Rückseite des Unterteils 1, um den Metallflansch des Halbleiterlasers 2 aufzunehmen. In 28 sind zwei Kerben 1f in jeder Rippe 1e auf einer Linie Y ausgebildet, die sich in der Strahlteilrichtung (Richtung y) durch die Mitten der Rippen 1e erstreckt.
Die ringförmigen Rippen 1e haben denselben Innenurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser der Laser 2. Jeder Laser 2 ist in die entsprechende Bohrung 1a eingepreßt, wobei die Kerben 1f veranlaßt werden, sich zu spreizen. Deshalb neigen die Kerben 1f dazu, ihre ursprünglichen Lagen wieder einzunehmen und hierdurch die Haltekraft zu erhöhen, die auf den Laser 2 einwirkt. Dies stellt die genaue Lage des Lasers 2 sicher.
Die obige Ausbildung ist so lange befriedigend, wie jede Kerbe 1f sich gleichmäßig in der Richtung nach rechts und links infolge der Einführung des Lasers 2 spreizt. Die Spreizung der Kerbe 1f erfolgt jedoch nicht immer gleichmäßig in der Richtung nach rechts und links. Wenn die Spreizung in der obigen Richtung nicht gleichmäßig ist, dann verlagert sich die Mitte der Kerbe 1f in Breitenrichtung und versetzt den Laser 2. Zusätzlich ist die Versetzung nicht konstant und kann nicht abgeschätzt werden. Die Verlagerung in der Richtung y würde zu einem Fehler in der Strahlteilung führen und deshalb zu fehlerhaften Abbildungen. Andererseits bringt die Versetzung in der Richtung x nur dann kein fehlerhaftes Bild hervor, wenn die Ablesung zeitlich korrigiert ist. Es ist deshalb erwünscht, die Verlagerungen auf die Richtung x zu beschränken.
In der darstellenden Ausführungsform, wie sie in 27 gezeigt ist, sind die beiden Kerben 1f, die in jeder Rippe 1e ausgebildet sind, einander auf der Linie Y zugewandt, die sich in der Strahlteilrichtung erstreckt (Richtung y), und zwar durch die Mitte der Rippe 1e. Diese Ausbildung begrenzt erfolgreich die Verlagerung auf der Richtung x und umgeht deshalb den Einfluß auf die Strahlteilung, der der Verlagerung in der Richtung y zuzuschreiben ist.
Die 28A und 28B zeigen jeweils einen alternativen Fall, in dem eine einzige Kerbe 1f in jeder Rippe 1e ausgebildet ist. In diesem Fall veranlaßt die Spreizung der Kerbe 1f die Rippe 1e, sich hauptsächlich in der Richtung entgegengesetzt zur Kerbe 1f und senkrecht zur Breitenrichtung der Kerbe 1f zu verformen, wie durch einen Pfeil angezeigt ist. Angesichts dessen sollten, wie in 28A gezeigt, die Kerben 1f bevorzugt nur auf der einen Seite (Oberseite) der Rippen 1e auf der Linie Y angeordnet sein, die sich durch die Mitten der Rippen 1e erstrecken. Natürlich können die Kerben 1f auch nur auf der anderen Seite (Unterseite) der Rippen 1e auf der Linie Y angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform finden Verlagerungen in der Richtung y in derselben Richtung in der oberen und unteren Rippe 1e statt und heben einander auf, was die Verlagerung in der Richtung y verhindert.
Alternativ und wie in 28B gezeigt, kann eine Kerbe 1f auch an der Unterseite der oberen Rippe 1e angeordnet sein, während die andere Kerbe 1f an der Oberseite der unteren Rippe 1e angeordnet sein kann. Dies verursacht es jedoch, daß Versetzungen in der y-Richtung in entgegengesetzten Richtungen erfolgen. Solche Versetzungen würden sich summieren und die Strahlteilung beeinträchtigen.
Die Kerben 1f der Rippen 1e sind imstande, sich ohne Einfluß auf die Strahlteilungsrichtung zu spreizen. Deshalb kann die Genauigkeit der Laser 2 in der Strahlteilungsrichtung aufgetragen werden.
Dreizehnte Ausführungsform
29, 30 und 31A–31C zeigen eine dreizehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auch Linsen-Trageabschnitte 1b umfassen, die jeweils eine bogenförmige Berührungsfläche haben. Die Kollimatorlinsen 3 sind jeweils an der bogenförmigen Klebefläche des zugeordneten Linsen-Trageabschnitts 1b durch eine Schicht 6 aus UV-härtendem Kleber befestigt, wie in Bezugnahme auf 8 beschrieben. Das Problem ist jedoch dieses, daß der lineare Ausdehnungkoeffizient der Kleberschicht 6 viel größer ist als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Unterteils 1 nach Aushärten der Schicht 6.
Andererseits, wie in der 30 und 31A–31C gezeigt, weitet sich, wenn die Temperatur des Unterteils 1 ansteigt, das Unterteil 1 aus und erhöht den Abstand L zwischen den Kollimatorlinsen 3 um ΔL/2 vom Unterteil 1 aus nach außen. Die Kleberschicht 6 weitet sich ebenfalls aus, wie durch eine strichpunktierte Linie 6' in 31A gezeigt. Weil jedoch die auswärts gerichtete Aufweitung der Kleberschicht 6 vom Linsen-Trageabschnitt 1b begrenzt ist, weitet sich die Schicht 6 zur Mitte der Kollimatorlinse 3 hin auf. Auf andere Weise gesagt, die Dicke der Kleberschicht 6 nimmt nach innen um ΔS zu. Wenn in diesem Fall die Mitte der Kleberschicht 6 von der Mitte der Kollimatorlinse 3 um δ abweicht, wie in 31A gezeigt, dann umfaßt der Zunahmeschritt ΔS der Dicke der Schicht 6 infolge der Aufweitung eine Komponente ΔS', die zur Mitte des Unterteils 1 gerichtet ist, wie in 31B gezeigt. Das heißt, die Kleberschicht 6 weitet sich in Strahlteilungsrichtung nach innen auf.
In 31C sind die Richtung, in welcher der Abstand L zwischen den Kollimatorlinsen 3 um ΔL (ΔL auf jeder Seite) zunimmt, und die Richtung, in der jede Linse 3 um ΔS' in der Richtung y versetzt wird, einander entgegengesetzt oder sie heben einander auf. Wenn im einzelnen die Mitte einer jeden Kleberschicht 6 zur Außenseite des Unterteils 1 um ein geeignetes Maß (beispielsweise 6) versetzt wird, dann ist der Abstand L zwischen den Kollimatorlinsen 3 gleich einem Wert, der dadurch erzeugt wird, daß man die Aufweitungskomponente ΔS' der Kleberschicht 6 in Richtung y von der ursprünglichen Aufweitung (ΔL/2) abzieht. Es ist deshalb möglich, eine Kompensation für die Aufweitung herzustellen, die der Temperaturerhöhung zuzuschreiben ist, und deshalb die Strahlteilungsgenauigkeit in einen geförderten Bereich einzuschließen oder vollständig ihre Änderung zu verhindern.
Vierzehnte Ausführungsform
Die 32 und 33 zeigen eine vierzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird davon ausgegangen, daß das Unterteil 1 und daß das Gehäuse 9 aus Aluminium bzw. aus Harz gebildet sind, wie unter Bezugnahme auf 2 vermerkt. Wenn die Lichtquelle einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, dann weitet sich das Gehäuse 9 merklich infolge einer Differenz im linearen Aufweitungskoeffizienten auf und veranlaßt das Unterteil 1, sich zu verformen. Dies stört die Strahlteilung und macht deshalb Abbildungen fehlerhaft.
In der erläuternden Ausführungsform ist ein Gehäuse 33 mit Schlitzen 33a auf seinen beiden Seiten ausgebildet. Die Schlitze 33a verringern die Biegesteifigkeit des Gehäuses 33. Als Ergebnis, wie in 33 gezeigt, veranlaßt, selbst wenn sich das Gehäuse 33 infolge der Aufweitung verformt, die Verformung das Unterteil 1 nicht, sich zu verformen. Insbesondere dann, wenn die Schlitze 33a in beiden Seiten des Gehäuses 33 ausgebildet sind, die sich in Strahlteilungsrichtung erstrecken, kann eine Biegung in der Richtung y wirksam umgangen werden. Die Ausführungsform schützt deshalb die Strahlteilung vor Störung und umgeht deshalb fehlerhafte Abbildungen.
Fünf zehnte Ausführungsform
34A und 34B zeigen eine fünfzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Flansch 205 und das Gehäuse 212 sind aneinander durch die vier Schrauben befestigt, wie unter Bezugnahme auf 2 vermerkt. Dies bringt das Poblem mit sich, daß die Wärmespannung des Gehäuses 212 auf den Flansch 205 übertragen wird und den Flansch 205 zur Biegung veranlaßt. Diese Ausführungsform ist eine Lösung für dieses Problem.
Wie in 34A gezeigt, sind in der darstellenden Ausführungsform drei der vier Bohrungen 1d Schrauben 11 zugeordnet und als längliche Schlitze 1f ausgebildet. Ein elastisches Teil 32, das beispielsweise aus Gummi ausgebildet ist, ist zwischen jedem Abschnitt des unteren Teils 1, der einen Schlitz 1f umgibt, und der Schraube 11 gehalten, die in den Schlitz 1f eingeführt ist, um ein Wackeln zu vermeiden.
In der obigen Ausbildung sind das Gehäuse 9 und das Unterteil 1 aneinander an einem einzigen Punkt befestigt und in der x-y-Ebene innerhalb des Bereichs von Spielräumen zwischen den äußeren Schrauben 11 und den Schlitzen 1f beweglich. Daraus folgt, daß selbst dann, wenn sich dieses Gehäuse 9 infolge der Temperaturerhöhung aufweitet, das Unterteil 1 an der Biegung gehindert ist, solange die Spielräume zwischen den Schrauben 11 und den Schlitzen 1f vorliegen. Falls gewünscht, können die Schlitze 1f durch kreisförmige Bohrungen ersetzt werden, die im Durchmesser größer sind als die Bohrungen 1d.
Die geforderte Genauigkeit der Strahlteilung ist in der Richtung y äußerst hoch, aber in der Richtung x nicht so hoch. Angesichts dessen können, wie in 34B gezeigt, nur die beiden unteren Bohrungen 1d, die in der Richtung x nebeneinanderliegend angeordnet sind, als längliche Schlitze 1f ausgebildet sein.
Sechzehnte Ausführungsform
Die 35A und 35B zeigen eine sechzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit einem elastischen Ansatz 34, der aus einem Kunststoff anstelle der Schraube 11 ausgebildet ist. Der Ansatz 34 ist einstückig mit dem Gehäuse 9 an der Stelle abgeformt, wo das Muttergewinde ausgebildet ist. Der Ansatz 34 ist aus einer Vielzahl von Stielen 34a (in der Ausführungsform vier) aufgebaut, die in einer ringförmigen Ausbildung angeordnet sind, Sperrstücken 34b, die an den Enden der Stiele 34a ausgebildet sind, und Führungsabschrägungen 34c, die an den Enden der Sperrstücke 34b ausgebildet sind. Das Unterteil 1 ist mit dem länglichen Schlitz 1f ausgebildet. Während der Schaftabschnitt des Ansatzes 34, der von den Stielen 34a gebildet ist, einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der längere Durchmesser des Schlitzes 1f, hat der Kopfabschnitt des Absatzes 34, der von den Sperrstücken 34b gebildet ist, einen Durchmesser, der größer ist als der kürzere Durchmesser des Schlitzes 1f.
Das Unterteil 1 wird am Gehäuse 9 durch das folgende Verfahren angebracht. Nachdem das Unterteil 1 auf das Gehäuse 9 ausgerichtet wurde, wird jeder Ansatz 34 des Gehäuses 9 in den zugeordneten Schlitz 1f des Unterteils 1 eingeführt. Wenn das Unterteil 1 gegen das Gehäuse 9 angedrückt wird, biegen sich die Stiele 34a des Ansatzes 34 elastisch und gleichzeitig infolge der Führungsabschrägungen 34c nach innen. Als Ergebnis wird der Ansatz 34 durch den Schlitz 1f hindurchgeführt, bis die Sperrabschnitte 34b auf der anderen Seite des Unterteils 1 nach außen dringen. Als Ergebnis nehmen die Stiele 34a wieder elastisch ihre geraden Lagen ein. In diesem Zustand ist das Unterteil 1 daran gehindert, sich vom Gehäuse 9 abzutrennen, weil die Sperrabschnitte 34b einen größeren Durchmesser als die Schlitze 1f aufweisen. Zusätzlich wird das Unterteil 1 gegen das Gehäuse 9 infolge der Elastizität der Sperrstücke 34a angedrückt. Das Unterteil 1 und das Gehäuse 9 können vom Ansatz 34 an allen vier Ecken oder an zwei oder drei von diesen verriegelt werden; im letztgenannten Fall wird der Ansatz 34 mit der Schraube 11 kombiniert.
Wie oben beschrieben, erzielen das dritte bis sechzehnte Ausführungsbeispiel den folgenden Vorzug: Wenn der Abstand zwischen den Kollimatorlinsen in der Strahlteilungsrichtung infolge der Wärmeausdehnung des Unterteils zunimmt, weitet sich die Kleberschicht, deren Mitte nach außen versetzt wird, auf eine solche Weise auf, daß die Aufweitung des Unterteils aufgehoben wird. Dies verringert erfolgreich die Versetzung der Linsen in der Strahlteilungsrichtung und verringert hierdurch die Änderung im Abstand zwischen den Halbleiterlasern in der Strahlteilungsrichtung.
Die Erfindung liegt bevorzugt in einer kosteneffektiven und genauen Lichtquellenvorrichtung zur Verwendung bei einer ein Abbild herstellenden Vorrichtung und umfaßt Halbleiterlaser. Die Vorrichtung braucht nur eine Mindestanzahl von Teilen, umgeht Verlagerungen wärend des Zusammenbaus und ermöglicht es den Kollimatorlinsen, durch einen durch Licht aushärtenden Kleber angeklebt zu werden. Selbst wenn sich die Temperatur rund um die Vorrichtung ändert, ändert sich der Abstand zwischen den Halbleiterlasern in der Strahlteilungsrichtung nur wenig.

Claims

Lichtquellenvorrichtung, die folgendes aufweist: ein Unterteil (41), das mit einer Mehrzahl von Durchgangsbohrungen (41a) ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Halbleiterlasern (42), die an der Rückseite des Unterteils (41) angeordnet sind und jeweils in einer entsprechenden Durchgangsbohrung (41a) des Unterteils (41) aufgenommen sind, eine Mehrzahl von Kollimatorobjektiven oder Kollimatorlinsen (43), die jeweils an eine Mehrzahl von Trageabschnitten (41b) angeklebt sind, die an der Vorderseite des Unterteils (41) ausgebildet sind, wobei die Mehrzahl von Kollimatorobjektiven oder -linsen (43) jeweils koaxial zur optischen Achse eines entsprechenden Lasers (42) angeordnet sind, strahlenkombinierende Mittel (45) zum Kombinieren von Halbleiterlaserstrahlen, die jeweils einer Mehrzahl von Lasern entstammen, um hierdurch Ausgangslaserstrahlen zu erzeugen, die im Wesentlichen auf einer einzigen optischen Achse liegen, wobei die genannte Mehrzahl von Trageabschnitten (41b) jeweils eine Mittellinie aufweist, die sich senkrecht zur Strahlteilungsrichtung der Strahlen erstreckt, die der Mehrzahl von Kollimatorobjektiven oder -linsen (43) entstammen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageabschnitte jeweils eine als Teil einer Zylinderoberfläche ausgebildete Tragfläche aufweisen, auf der die Kollimatorlinse jeweils festgeklebt wird und die im Schnitt senkrecht zur optischen Achse einen Kreisbogen kleiner als ein Halbkreis darstellt, und dadurch, dass der Kreisbogen eines jeden Trageabschnitts (41b) symmetrisch in Bezug auf eine Kreismittellinie ist, die senkrecht zu der Strahlteilungsrichtung ist, wobei Klebeschichten, mit der die Kollimatorlinsen an die Trageflächen angeklebt sind, ebenfalls kreisbogenförmig sind, wobei die Mitte der kreisbogenförmigen Klebeschichten gegenüber einer dem Kreisbogen entsprechenden Kreismittellinie, die senkrecht zur Strahlteilungsrichtung ist, in Strahlteilungsrichtung zur Außenseite des Unterteils so versetzt sind, dass die Kleberschichten sich jeweils durch Wärme nach innen so ausdehnen, dass eine Kompensation einer durch die Wärme bedingten Ausdehnung des Unterteils ermöglicht wird.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Blenden (44a), die jeweils einen Strahl formen, der von einem entsprechenden Kollimatorobjektiv oder einer entsprechenden Kollimatorlinse (43) austritt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsen-Trageabschnitte (41b) einstückig mit dem Unterteil (41) abgeformt sind und die Kollimatorlinsen (42) jeweils unmittelbar durch einen durch Licht aushärtbaren Kleber an den Linsen-Trageabschnitten (41b) befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreisbogen einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser der Kollimatorlinse (43).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein kleberfreier Abschnitt zwischen den Kollimatorlinsen (43) und dem Unterteil (41) in Richtung der optischen Achse angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der Tragefläche um die Dicke der Kleberschicht größer ist als der Krümmungsradius der Kollimatorlinse (43).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (41) ein erstes Unterteil (51) und ein zweites Unterteil (54) aufweist, das vom ersten Unterteil (51) getrennt ist, dass das erste Unterteil (51) mindestens eine erste Durchgangsbohrung (51a) aufweist, die mindestens eine optische Strahlachse definiert, ein erster der Halbleiterlaser (52a) in die erste Durchgangsbohrung (51a) eingesetzt ist, eine erste der Kollimatorlinsen (53a) koaxial zur optischen Achse des ersten Halbleiterlasers (52a) ist und ein erster der Trageabschnitte (51c) mit seiner Tragefläche, die im Querschnitt als Kreisbogen geformt ist, koaxial zum ersten Halbleiterlaser (52a) ist, und dass das zweite Unterteil (54) eine zweite Durchgangsbohrung (54a) aufweist, die eine andere optische Strahlachse definiert, ein zweiter der Halbleiterlaser (52b) in die zweite Durchgangsbohrung (54a) eingesetzt ist, eine zweite der Kollimatorlinsen (53a) koaxial zur optischen Achse des zweiten Halbleiterlasers (52b) ist, und ein zweiter der Trageabschnitte (54c) mit seiner Tragefläche, die im Querschnitt als Kreisbogen geformt ist, koaxial zum zweiten Halbleiterlaser (52b) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageabschnitte (51c, 54c) jeweils einstückig mit dem ersten Unterteil (51) und dem zweiten Unterteil (54) abgeformt sind, und dass die Kollimatorlinsen (53a, 53b) jeweils unmittelbar an den Trageabschnitten (51c, 54c) durch einen durch Licht aushärtbaren Kleber befestigt sind.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht zwischen den Tragflächen und der Kollimatorlinse jeweils weniger als die Hälfte des Umfangs der Kollimatorlinse abdeckt, wobei jede Kollimatorlinse dem Parallelisieren der Lichtstrahlen von entsprechenden Lichtstrahlquellen dient.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Trageabschnitt eine offene Seite der Gestalt aufweist, so dass Licht durch die offene Seite und die Kollimatorlinse hindurch die Klebeschicht zum Aushärten beleuchtet.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht symmetrisch zu einer Linie senkrecht zur Strahlteilungsrichtung ausgebildet ist.