JP2001036177A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型かつ安価な構成で半導体レーザー光源の
発光点の光軸を中心とする角度精度を向上する。 【解決手段】 レーザーホルダ６０の内周面４４は、そ
の端部４４ａだけが半導体レーザー光源４０のフランジ
部４０ａの外径よりも大きい内径に設定されている。ま
た、端部４４aに設けた突部４４ｂは半導体レーザー光
源４０の切欠部４０ｂに対して小さい形状とされてい
る。半導体レーザー光源４０はその切欠部４０ｂがレー
ザーホルダ６０の突部４４ｂと接触しない状態で、内周
面４４の端部４４ａの位置即ち内周面４４とフランジ部
４０ａが当接する位置まで運ばれる。この状態で、半導
体レーザー光源４０は切欠部４０ｂと 突部４４ｂが当
接するまでチャック機構により光軸周りに回転され、当
接した位置で角度決めが行われる。その後に、半導体レ
ーザー光源４０は接着、圧入又は固定部材を使用したね
じ締結などによって固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンタ、レーザーファクシミリ等の画像記録装置や、 半
導体レーザー光源を利用する光ディスクのピックアップ
ユニット等に使用する光源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は画像記録装置に使用する走査光
学装置の斜視図を示し、光学箱１の側壁にユニット化さ
れた光源装置２が取り付けられ、光学箱１の底面部には
シリンドリカルレンズ３、ポリゴンミラー４、結像レン
ズ５、折返しミラー６が所定位置に配列され、また走査
開始信号を検知するための検出ミラー７及び光検出器８
が配置されている。なお、 光源装置２、 シリンドリカル
レンズ３、ポリゴンミラー４、 結像レンズ５、 折り返し
ミラー６、検出ミラー７、 光検出器８は光学箱１の筐体
内に収容されており、光学箱１の上部の開口部は図示し
ない蓋によって閉塞される。

【０００３】光源装置２から発したレーザー光Ｌはシリ
ンドリカルレンズ３を経てポリゴンミラー４に照射さ
れ、 ポリゴンミラー４により走査偏向され、 結像レンズ
５を経て折返しミラー６で反射し、 図示しない感光ドラ
ムの表面に結像する。感光ドラムに結像したレーザー光
Ｌは、 ポリゴンミラー４の回転による主走査と感光ドラ
ムの回転による副走査によって静電潜像を形成する。ま
た、 ポリゴンミラー４によって偏向走査されたレーザー
Ｌ光の一部は、検出ミラー７によって光検出器８に導入
され、 光検出器８の出力信号によって、 光源装置２の書
込み変調を開始する。

【０００４】図１５は従来例の光源装置の断面図を示
し、光源装置２はレーザー光Ｌを発する半導体レーザー
光源９と、レーザー光Ｌを平行化して所定断面形状にす
るコリメータレンズ１０と、半導体レーザー光源９を駆
動するＩＣ等を搭載した回路基板１１とが一体的に結合
されてユニットが形成されている。

【０００５】半導体レーザー光源９はレーザーホルダ１
２の円筒部１３のフランジ１４側の内周面１５に圧入保
持されており、円筒部１３の他側にはレンズホルダ１６
がその円筒部１７の内周面１８とレーザーホルダ１２の
円筒部１３の外周面とを接して嵌合固定されている。レ
ンズホルダ１６の先端には、コリメータレンズ１０を収
納する取付孔部１９と、レーザー光Ｌを所定形状のスポ
ットビームに整形する光学絞り２０を有するレンズ保持
部２１とが一体的に形成されている。

【０００６】また、レーザーホルダ１２は円筒部１３と
フランジ１４との間に設けられた嵌合環部２２が、光学
箱１の嵌合孔２３に挿入されて、固定ねじ２４によりフ
ランジ１４の下側に設けられた取付部２５において光学
箱１に固定されている。更に、フランジ１４の上側の取
付部２６に設けられたねじ孔２７に、回路基板１１が固
定ねじ２８によって固定されており、回路基板１１には
半導体レーザー光源９のリードピン２９が貫通孔３０を
通して電気的に接続されている。

【０００７】このような構成において、 半導体レーザー
光源９はレーザーホルダ１２の円筒部１３の内周面１５
に直接圧入されて固定保持される。回路基板１１は半導
体レーザー光源９のリードピン２９が回路基板１１に設
けられた貫通孔３０を貫通した状態で、 ねじ２８によっ
てレーザーホルダ１２に締結固定される。このリードピ
ン２９は回路基板１１に半田付けされ、コリメータレン
ズ１０はレンズ保持部２１の取付孔部１９に嵌合され
て、接着又は熱溶着などにより固定保持される。

【０００８】レンズホルダ１６はコリメータレンズ１０
を保持する円筒部１７の円周面１８と、半導体レーザー
光源９を保持するレーザーホルダ１２の円筒部１３の外
周面との径方向の隙間範囲で、半導体レーザー光源９の
レーザー光とコリメータレンズ１０との光軸を合わせ、
光軸方向に摺動してコリメータレンズ１０の焦点合わせ
を行う。その後に、レンズホルダ１６とレーザーホルダ
１２を接着固定して一体化した光源装置２を完成する。

【０００９】複数の発光点を有する半導体レーザー光源
９を用いる光源装置２は、図１６に示すように２つの発
光点Ｐ１、Ｐ２の副走査方向の間隔Δｄを所定の間隔に
調整する必要があり、この調整は光源装置２を光軸を中
心として回転することにより行う。このために、間隔Δ
ｄとなる発光点Ｐ１、Ｐ２の角度分だけ光源装置２を回
転することによって、回路基板１１の最も高い位置がΔ
ｈだけ高くなり、この部分を収容するための空間領域を
装置内に確保するようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例の複数の発光点を有する半導体レーザー光源９を
使用した光源装置２においては、光学箱１に対して半導
体レーザー光源９を物理的に回転して各発光点Ｐ１、Ｐ
２の間隔調整を行うために、回転角度に応じたスペース
を確保する必要があり、光源装置２が大型化するという
問題点が生ずる。また、レーザーホルダ１２や回路基板
１１に回転動作のための形状が必要となり、限られたス
ペースにこれら部材を配置構成するための制約が生じ、
この結果として設計の自由度が厳しくなり、光源装置２
を回転する治具構成が複雑化かつ大型化して長い調整時
間が必要となるという問題点がある。

【００１１】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
半導体レーザー光源の発光点の光軸を中心とする角度精
度を向上して小型かつ安価で高精度の光源装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る光源装置は、半導体レーザー光源を保持
するレーザーホルダと、 レーザー光を所定のビーム形状
に成形するコリメータレンズを保持し前記半導体レーザ
ー光源を所定位置に配したレンズホルダと、 前記半導体
レーザー光源を駆動制御する回路基板部とを備えたこと
を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図１３に図示の実
施例に基づいて詳細に説明する。図１は光源装置の断面
図を示し、構造体部分の電位が０Ｖとなるカソードコモ
ンタイプの半導体レーザー光源４０が、レーザーホルダ
４１の円筒部４２のフランジ４３側の内周面４４に圧入
保持されている。円筒部４２の他側には、レンズホルダ
４５がその円筒部４６の円周面４７とレーザーホルダ４
１の円筒部４２の外周面とを合して固定されている。そ
して、レンズホルダ４５の先端には、コリメータレンズ
４８を収納する取付孔部４９と、光学絞り５０とが一体
的に形成されている。

【００１４】レーザーホルダ４１の円筒部４２には、フ
ランジ４３との接合部に位置決め用の嵌合環部５１が設
けられており、図示しない光学箱に嵌合する際にはこの
嵌合環部５１が光学箱の嵌合孔に挿入されて嵌合固定さ
れ、フランジ４３の下側の取付部５２において、固定ね
じ５３を螺合することによってレーザーホルダ４１が光
学箱に固定される。また、フランジ４３の上側の取付部
５４にはねじ孔５５が設けられており、この取付部５４
においてねじ孔５５に固定ねじ５６を螺合して、回路基
板５７がレーザーホルダ４１に固定されている。そし
て、回路基板５７には半導体レーザー光源４０のリード
ピン５８が電気的に接続されている。

【００１５】上述の構成において、半導体レーザー光源
４０はレーザーホルダ４１の円筒部４２の内周面４４に
直接圧入して固定保持される。回路基板５７とレーザー
ホルダ４１は、導電性を向上するために鋼材に例えば銅
メッキ処理を施したねじ５６によって固定されており、
半導体レーザー光源４０のリードピン５８は回路基板５
７に半田付けされている。

【００１６】コリメータレンズ４８はレンズホルダ４５
の取付孔部４９に嵌合されて、接着又は熱溶着などで固
定保持される。半導体レーザー光源４０を保持するレー
ザーホルダ４１と、コリメータレンズ４８を保持するレ
ンズホルダ４５は、レンズホルダ４５の円筒部４６の円
周面４７と、レーザーホルダ４１の円筒部４２の外周面
が径方向の隙間範囲で嵌合固定される。ここで、半導体
レーザー光源４０のレーザー光Ｌとコリメータレンズ４
８との光軸合わせを行い、レンズホルダ４５を光軸方向
に摺動することによって、コリメータレンズ４８の焦点
合わせを行う。その後に、レンズホルダ４５とレーザー
ホルダ４１を接着固定などにより一体化して光源装置を
完成する。

【００１７】図２〜図８は第１の実施例のレーザーホル
ダ４１への半導体レーザー光源４０の取付部を示し、図
２はレーザーホルダ４１の円筒部４２の部分断面図、図
３はフランジ４３側から見た正面図、図４は半導体レー
ザー光源４０の側面図、図５はリードピン５８側から見
た フランジ部４０ａの正面図である。レーザーホルダ
４１の内周面４４は、半導体レーザー光源４０のフラン
ジ部４０ａの外径よりも僅かに小さい内径とされ、その
端部４４ａだけが僅かに大きい内径に設定されている。
また、端部４４aに設けられた 突部４４ｂは半導体レ
ーザー光源４０に設けられた切欠部４０ｂに対して小さ
い形状とされている。

【００１８】図６は半導体レーザー光源４０をレーザー
ホルダ４１の内周面４４に取り付ける際の断面図を示
し、先ず半導体レーザー光源４０はその切欠部４０ｂが
レーザーホルダ４１の突部４４ｂと接触しない状態で、
内周面４４の端部４４ａの位置即ち内周面４４とフラン
ジ部４０ａが当接する位置まで挿入される。この状態
で、図７に示すように半導体レーザー光源４０は切欠部
４０ｂと突部４４ｂが当接するまで図示しないチャック
機構により光軸周りに回転され、当接した位置で角度決
めがなされる。その後の図８に示す位置において、半導
体レーザー光源４０は接着、圧入又は固定部材を使用し
たねじ締結などによって固定される。

【００１９】このように、 レーザーホルダ４１の内周面
４４の端部４４ａにおいて半導体レーザー光源４０を回
転して、 半導体レーザー光源４０の切欠部４０ｂを突部
４４ｂと係合して角度決めすることができるので、 簡単
な構成でレーザーホルダ４１に対する半導体レーザー光
源４０の角度決めが可能となり、これによって光源装置
における発光点の位置、角度精度が略規定されることに
なるので、 光学箱に対して僅かな回転角度で調整が可能
となり、 レーザーホルダ４１や回路基板５７の設計に対
する制約を軽減することができる。

【００２０】図９〜図１３は第２の実施例のレーザーホ
ルダ６０への半導体レーザー光源４０の取付部を示し、
図９はレーザーホルダ６０の円筒部６１の部分断面図、
図１０はフランジ部６２側から見た正面図である。レー
ザーホルダ６０の円筒部６１の内周面６３はテーパ状と
なっており、第１の内周面６４から第２の内周面６５に
向うにつれ僅かずつ内径が大きくなっている。そして、
テーパ状である第１の内周面６４の最小内径は、半導体
レーザー光源４０のフランジ部４０ａの外径よりも大き
く設定されている。また、 第２の内周面６５の一部には
突部６６が設けられており、この突部６６は半導体レー
ザー光源４０の切欠部４０ｂに対して小さな形状とされ
ている。テーパ状内面と一体成型で構成される第２の内
周面６５の最大内径は、半導体レーザー光源４０のフラ
ンジ部４０ａの外径よりも小さく設定されており、この
部分が半導体レーザー光源４０の圧入部位となる。

【００２１】第１の実施例と同様に、先ず半導体レーザ
ー光源４０は切欠部４０ｂと突部６６と接触しない状態
で、図１１に示すようにチャック機構により第１の内周
面６４の位置まで挿入される。この状態で、図１２に示
すように半導体レーザー光源４０は切欠部４０ｂと 突
部６６が当接するまで光軸周りに回転し、当接した位置
で光軸周りの角度決めが行われる。その後に、半導体レ
ーザー光源４０は所定位置まで押圧され、図１３に示す
ように第２の内周面６５において圧入状態となる。この
ように、レーザーホルダ６０に設ける突部６６を一体成
型的に構成することにより、半導体レーザー光源４０を
圧入保持する場合に、テーパ部が案内部となって圧入性
を向上することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光源装
置は、半導体レーザー光源を保持するレーザーホルダに
対して、コリメータレンズを保持するレンズホルダを所
定位置に配置し、半導体レーザー光源を駆動制御する回
路基板を含めて一体化することにより、小型化及び小ス
ペース化が可能となり、光学走査に対する発光点位置調
整を短縮化・単純化することができる。これによって、
小型・安価で高精度な走査光学装置や画像記録装置を実
現することができる。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】光源装置の断面図である。

【図２】第１の実施例のレーザーホルダの部分断面図で
ある。

【図３】正面図である

【図４】半導体レーザー光源の側面図である。

【図５】正面図である。

【図６】半導体レーザー光源の取付時の断面図である。

【図７】正面図である。

【図８】半導体レーザー光源の取付後の断面図である。

【図９】第２の実施例のレーザーホルダの部分断面図で
ある。

【図１０】正面図である。

【図１１】半導体レーザー光源の取付時の断面図であ
る。

【図１２】正面図である。

【図１３】半導体レーザー光源の取付後の断面図であ
る。

【図１４】従来例の走査光学装置の斜視図である。

【図１５】光源装置の断面図である。

【図１６】発光点間隔調整の斜視図である。

【符号の説明】

４０ 半導体レーザー光源 ４０ａ フランジ部 ４０ｂ 切欠部 ４１ レーザーホルダ ４４、６０ 内周面 ４４ａ、６１、６２ 端部 ４４ｂ、６３ 突部 ４５ レンズホルダ ４８ コリメータレンズ ５０ 光学絞り ５２、５４ 取付部 ５３、５６ 固定ねじ ５５ ねじ孔 ５７ 回路基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザー光源を保持するレーザー
   ホルダと、 レーザー光を所定のビーム形状に成形するコ
   リメータレンズを保持し前記半導体レーザー光源を所定
   位置に配したレンズホルダと、 前記半導体レーザー光源
   を駆動制御する回路基板部とを備えたことを特徴とする
   光源装置。
2. 【請求項２】 前記半導体レーザー光源は少なくとも１
   個所以上の切欠部を持つフランジ部を有する請求項１に
   記載の光源装置。
3. 【請求項３】 前記レーザーホルダは略円筒状部を有
   し、該略円筒状部には内径の異なる部位と前記半導体レ
   ーザー光源の切欠部に係合する突部とから成る内周面を
   有する請求項２に記載の光源装置。
4. 【請求項４】 前記内周面の異なる内径の部位は、 その
   端部が前記フランジ部の外径よりも大きい内径とし、 前
   記部位と内周軸方向に続く部位は前記フランジ部の外径
   よりも小さい内径とした請求項３に記載の光源装置。
5. 【請求項５】 前記内周面はその端部からレーザー光の
   発光方向に縮小するテーパ状とした請求項３に記載の光
   源装置。