JP2001125031A - 光源装置および光偏向走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザの圧入部からレーザホルダ内に
塵埃が侵入するのを防ぐ。 【解決手段】 半導体レーザ１０は、ステム１０ｂをチ
ャックによって把持し、レーザホルダ２０の取付穴２０
ａに圧入することで、レーザホルダ２０に組み付けられ
る。半導体レーザ１０のステム１０ｂは、チャックを係
合させるための切欠部１０ｃを有し、圧入後に切欠部１
０ｃが開放されたままであれば、ここから塵埃が侵入す
る。そこで、レーザホルダ２０の取付穴２０ａの近傍に
突出部２０ｇを設け、これを、圧入された半導体レーザ
１０のステム１０ｂのレーザ光出射側の表面（ステム
面）に当接することで、切欠部１０ｃを閉鎖する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、レーザファクシミリ等の画像記録装置や、半導体
レーザを利用する光ディスクのピックアップユニット等
に用いられる光源装置および光偏向走査装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタ、レーザファクシ
ミリ等の画像記録装置に搭載される光偏向走査装置や、
半導体レーザを利用する光ディスクのピックアップユニ
ット等に用いられる光源装置は、半導体レーザと、これ
から発生されたレーザ光を平行化して所定の断面形状の
レーザ光を得るためのコリメータレンズや、半導体レー
ザの駆動用ＩＣ等を搭載した回路基板等を結合し、ユニ
ット化したものである。

【０００３】光偏向走査装置においては、ユニット化さ
れた光源装置から発生されたレーザ光をシリンドリカル
レンズを経て回転多面鏡に照射し、得られた走査光を、
結像レンズや折り返しミラーを経て回転ドラム上の感光
体に結像させる。感光体に結像されるレーザ光は、回転
多面鏡の回転による主走査および回転ドラムの回転によ
る副走査に伴なって静電潜像を形成する。

【０００４】上記の光源装置、回転多面鏡、結像レン
ズ、折り返しミラー等は光学箱等の筐体に取り付けら
れ、筐体の上部開口はふたによって閉じられる。

【０００５】図７は一従来例による光源装置Ｅ₀ を示す
もので、レーザ光Ｌ₀ を発生させる光源である半導体レ
ーザ５１０と、その駆動用ＩＣ等を搭載する回路基板５
１１と、半導体レーザ５１０を取付穴５２０ａに保持す
るレーザホルダ５２０と、その鏡筒部５２１に嵌着され
たレンズホルダ５３０を有し、これらをユニット化した
うえで、後述する方法で光学箱５００に組み付ける。

【０００６】回路基板５１１は、半導体レーザ５１０の
リードピン５１０ａを貫通させる穴５１１ａを有し、レ
ーザホルダ５２０のビス穴５２２に締結されるビス５１
２によって、レーザホルダ５２０に固着される。

【０００７】レーザホルダ５２０は、回路基板５１１の
開口部から突出するボス部５２３を有し、該ボス部５２
３を貫通するビス５２４によって光学箱５００に締結さ
れる。

【０００８】レンズホルダ５３０は、コリメータレンズ
５３１と光学絞り５３２を保持するもので、これらによ
って、前記レーザ光Ｌ₀ を所定の断面形状の平行光束に
整える。

【０００９】光源装置Ｅ₀ は以下の工程で組み立てられ
る。

【００１０】まず、半導体レーザ５１０は、レーザホル
ダ５２０の取付穴５２０ａに直接圧入され、固定され
る。回路基板５１１は、半導体レーザ５１０のリードピ
ン５１０ａが回路基板５１１に設けられた穴５１１ａを
貫通した状態で、ビス５１２によってレーザホルダ５２
０に締結・固定される。

【００１１】次いで、半導体レーザ５１０の各リードピ
ン５１０ａを回路基板５１１に半田付けする。

【００１２】コリメータレンズ５３１は、レンズホルダ
５３０の取付穴５３０ａに嵌合され、接着あるいは熱溶
着等の方法で固定される。

【００１３】半導体レーザ５１０を保持するレーザホル
ダ５２０と、コリメータレンズ５３１等を保持するレン
ズホルダ５３０は、該レンズホルダ５３０の内周部とレ
ーザホルダ５２０の鏡筒部５２１の外周部の隙間範囲内
で径方向に相対移動され、このようにして半導体レーザ
５１０とコリメータレンズ５３１との間の光軸合わせを
行ない、加えて、レンズホルダ５３０を光軸方向に摺動
させることで、コリメータレンズ５３１の焦点合わせを
行なう。

【００１４】光軸合わせと焦点合わせを完了したうえ
で、レンズホルダ５３０とレーザホルダ５２０を接着等
の公知の方法で固着し、一体化して光源装置Ｅ₀ とな
る。

【００１５】光源装置Ｅ₀ の光学箱５００に対する組み
付けは、レーザホルダ５２０の筒状部５２０ｂを光学箱
５００の側壁の嵌合穴５００ａに嵌合させ、レーザホル
ダ５２０の側面５２０ｃを光学箱５００の側面に当接し
て、光学箱５００内の回転多面鏡や結像レンズに対する
２次元的な光軸調整を行ない、ビス５２４を締結するこ
とによって行なわれる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、図８に示すように、半導体レーザ５１
０のステム５１０ｂには、半導体レーザ５１０をレーザ
ホルダ５２０の取付穴５２０ａに圧入する作業でステム
５１０ｂの把持などに用いる切欠部５１０ｃが形成され
ており、半導体レーザ５１０をレーザホルダ５２０に圧
入・固定したのちも前記切欠部５１０ｃが開口したまま
であるために、ここから塵埃等がレーザホルダ５２０の
内部に侵入し、半導体レーザ５１０のレーザ光出射側や
コリメータレンズ５３１のレンズ面が汚染されるという
未解決の課題がある。

【００１７】詳しく説明すると、半導体レーザ５１０を
レーザホルダ５２０に圧入する工程では、図９に示すよ
うに、一対のチャックＴの半円筒部Ｔ₁ を半導体レーザ
５１０のステム５１０ｂの切欠部５１０ｃに当接して、
矢印で示すように把持する。このように一対のチャック
Ｔによって把持した半導体レーザ５１０を、図１０に示
すようにレーザホルダ５２０の取付穴５２０ａに押し込
むことで、ステム５１０ｂの圧入・固定が行なわれる。

【００１８】このようにレーザホルダ５２０の取付穴５
２０ａに半導体レーザ５１０とともに挿入されるチャッ
クＴのために、レーザホルダ５２０の取付穴５２０ａに
は図１０および図１１に示す逃げ溝５２０ｄが設けられ
ており、圧入作業を終了してチャックＴを引き抜いたの
ちは、前述の半導体レーザ５１０のステム５１０ｂの切
欠部５１０ｃとレーザホルダ５２０の逃げ溝５２０ｄが
外気に向かって開放された開口部として残されることに
なり、ここからレーザホルダ５２０の内部に塵埃等が侵
入し、その結果、半導体レーザ５１０のレーザ光出射部
やコリメータレンズ５３１が汚染されて、必要なビーム
形状を得るのが難しくなる。

【００１９】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、レーザホルダ等の内
部空間に塵埃等が侵入するのを防ぎ、塵埃等によって光
学特性が劣化するおそれのない安定性にすぐれた光源装
置および光偏向走査装置を提供することを目的とするも
のである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光源装置は、レーザ光を出射する半導体レ
ーザと、該半導体レーザを保持する取付穴を有する光源
保持部材を備えており、該光源保持部材が、前記取付穴
の近傍で前記半導体レーザの前記レーザ光出射側のステ
ム面に当接される防塵部材を有し、該防塵部材によって
前記半導体レーザの前記レーザ光出射側を外部から遮断
するように構成されていることを特徴とする。

【００２１】

【作用】光源保持部材の取付穴に圧入等の方法で半導体
レーザを固定し、コリメータレンズを保持するレンズ保
持部材を光源保持部材に組み付けることで、ユニット化
された光源装置を得る。半導体レーザのステムには切欠
部が設けられており、これを、光源保持部材の取付穴に
圧入するときに用いるチャック等に係合させて半導体レ
ーザの組み付けを行なうが、組み付け後に切欠部から塵
埃等が光源保持部材の内部に侵入するのを防ぐための防
塵部材を設けておき、圧入等によって組み付けられた半
導体レーザのレーザ光出射側のステム面が防塵部材に当
接して、半導体レーザのレーザ光出射側を外部から遮断
するように構成する。

【００２２】光源装置の内部が塵埃等によって汚染され
るおそれがなく、安定した光学特性を維持できる。

【００２３】このような光源装置を用いることで、安定
した高い光学性能を有する光偏向走査装置を実現でき
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２５】図１は一実施の形態による光源装置Ｅ₁ を
示すもので、これは、レーザ光Ｌ₁を出射する光源であ
る半導体レーザ１０と、その駆動用ＩＣ等を搭載する回
路基板１１と、半導体レーザ１０を取付穴２０ａに保持
する光源保持部材であるレーザホルダ２０と、その鏡筒
部２１に嵌着されたレンズ保持部材であるレンズホルダ
３０を有し、これらをユニット化したうえで、後述する
方法で筐体である光学箱１１０に組み付ける（図６参
照）。

【００２６】回路基板１１は、半導体レーザ１０のリー
ドピン１０ａを貫通させる穴１１ａを有し、ビス１２に
よってレーザホルダ２０の第１のボス部２２に締結され
る。

【００２７】レーザホルダ２０は、第２のボス部２３の
貫通孔を貫通するビス２４によって光学箱１１０に締結
される。

【００２８】レンズホルダ３０は、コリメータレンズ３
１と光学絞り３２を保持するもので、これらによって、
前記レーザ光Ｌ₁ を所定の断面形状の平行光束に整え
る。

【００２９】光源装置Ｅ₁ は以下のように組み立てられ
る。

【００３０】まず、半導体レーザ１０は、レーザホルダ
２０の取付穴２０ａに直接圧入され、固定される。回路
基板１１は、半導体レーザ１０のリードピン１０ａが回
路基板１１に設けられた穴１１ａを貫通した状態で、ビ
ス１２によってレーザホルダ２０に締結・固定される。

【００３１】次いで、半導体レーザ１０の各リードピン
１０ａを回路基板１１に半田付けする。

【００３２】コリメータレンズ３１は、レンズホルダ３
０の取付穴３０ａに嵌合され、接着あるいは熱溶着等の
方法で固定される。

【００３３】半導体レーザ１０を保持するレーザホルダ
２０と、コリメータレンズ３１等を保持するレンズホル
ダ３０は、該レンズホルダ３０の内周部とレーザホルダ
２０の鏡筒部２１の外周部の隙間範囲内で径方向に相対
移動され、このようにして半導体レーザ１０とコリメー
タレンズ３１との間の光軸合わせを行ない、また、レン
ズホルダ３０を光軸方向に摺動させることで、コリメー
タレンズ３１の焦点合わせを行なう。

【００３４】この後に、レンズホルダ３０とレーザホル
ダ２０を接着等の公知の方法で固定し、一体化して光源
装置Ｅ₁ となる。

【００３５】光源装置Ｅ₁ の光学箱１１０に対する組み
付けは、レーザホルダ２０の筒状部２０ｂを光学箱１１
０の側壁の嵌合穴に嵌合させ、ボス部２３等の裏面側２
０ｃを光学箱１１０の側壁に当接し、これに沿った平面
内で、光学箱１１０内の偏向走査手段である回転多面鏡
１０３や結像レンズ１０４に対する２次元的な光軸調整
を行なったうえで、ビス２４を締結することによって行
なわれる（図６参照）。

【００３６】図２に示すように、半導体レーザ１０のス
テム１０ｂの外周部には、半導体レーザ１０をレーザホ
ルダ２０の取付穴２０ａに圧入する作業でステム１０ｂ
の把持などに用いる開口である切欠部１０ｃが形成され
ている。

【００３７】半導体レーザ１０をレーザホルダ２０に圧
入する工程では、図４に示すように、一対の治具である
チャックＴの半円筒部Ｔ₁ を半導体レーザ１０のステム
１０ｂの切欠部１０ｃに当接して、矢印で示すように把
持する。このように一対のチャックＴによって把持した
半導体レーザ１０を、図５に示すようにレーザホルダ２
０の取付穴２０ａに押し込むことで、ステム１０ｂの圧
入・固定が行なわれる。

【００３８】このようにレーザホルダ２０の取付穴２０
ａに半導体レーザ１０とともに挿入されるチャックＴの
ために、レーザホルダ２０の取付穴２０ａには逃げ溝２
０ｄが設けられており、圧入作業を終了してチャックＴ
を引き抜いたのちに、前述の半導体レーザ１０のステム
１０ｂの切欠部１０ｃとレーザホルダ２０の逃げ溝２０
ｄが外気に向かって開放されたままであると、ここか
ら、レーザホルダ２０の内部に塵埃等が侵入し、その結
果、半導体レーザ１０のレーザ光出射部やコリメータレ
ンズ３１が汚染されて、必要なビーム形状を得るのが難
しくなる。

【００３９】そこで、図３に示すように、まず、レーザ
ホルダ２０の内周部に環状溝２０ｅを設けて、その内側
に形成される環状リブ２０ｆの内周面をレーザホルダ２
０の取付穴２０ａとし、その径方向内方へ突出する防塵
部材である一対の突出部２０ｇを逃げ溝２０ｄの周囲に
それぞれ設けて、各突出部２０ｇの端面を、取付穴２０
ａに圧入後の半導体レーザ１０のステム１０ｂのレーザ
光出射側の表面（ステム面）に当接し、密着させる。

【００４０】このように半導体レーザ１０のレーザ光出
射側のステム面に密着する突出部２０ｇは、ステム１０
ｂの切欠部１０ｃおよびレーザホルダ２０の逃げ溝２０
ｄをレーザホルダ２０の内側から閉鎖することで半導体
レーザ１０のレーザ光出射側を外部から遮断し、外気中
の塵埃等が侵入するのを効果的に防ぐものである。

【００４１】なお、半導体レーザ１０をレーザホルダ２
０の取付穴２０ａに圧入する工程では、図５に斜線で示
すように、レーザホルダ２０の逃げ溝２０ｄとその外側
の環状溝２０ｅの一部分からなる領域Ｃにおいてチャッ
クＴの動作が可能である。

【００４２】本実施の形態によれば、半導体レーザを圧
入後にレーザホルダに残される開口から塵埃等が侵入す
ることなく、レーザホルダ内の汚染によって光学特性が
劣化するおそれのない安定性にすぐれた光源装置を実現
できる。

【００４３】このような光源装置を用いることで、光偏
向走査装置の光学性能を向上させ、かつ安定化させるこ
とができる。

【００４４】図６は光偏向走査装置全体を示すもので、
これは、光源装置Ｅ₁ の半導体レーザ１０から発生され
た光ビーム（レーザ光）を回転多面鏡１０３の反射面に
線状に集光させるシリンドリカルレンズ１０２を有し、
前記光ビームを回転多面鏡１０３の回転によって偏向走
査し、結像レンズ１０４と折り返しミラー１０５を経て
回転ドラム上の感光体に結像させる。結像レンズ１０４
は球面レンズ部、トーリックレンズ部等を有し、感光体
に結像する点像の走査速度等を補正するいわゆるｆθ機
能を有する。

【００４５】モータ１０３ａによって回転多面鏡１０３
が回転すると、その反射面は、回転多面鏡１０３の軸線
まわりに矢印で示すように等速で回転する。前述のよう
にシリンドリカルレンズ１０２によって集光される光ビ
ームの光路と回転多面鏡１０３の反射面の法線とがなす
角、すなわち該反射面に対する光ビームの入射角は、回
転多面鏡１０３の回転とともに経時的に変化し、同様に
反射角も変化するため、感光体上で光ビームが集光され
てできる点像は主走査方向に移動する。

【００４６】結像レンズ１０４は、回転多面鏡１０３に
おいて反射された光ビーム（走査光）を感光体上で所定
のスポット形状の点像に集光するとともに、該点像の主
走査方向への走査速度を等速に保つように設計された複
合レンズである。

【００４７】感光体に結像する点像は、回転多面鏡１０
３の回転による主走査と、感光体を有する回転ドラムが
その軸線まわりに回転することによる副走査に伴なっ
て、静電潜像を形成する。

【００４８】感光体の周辺には、感光体の表面を一様に
帯電するための帯電装置、感光体の表面に形成される静
電潜像をトナー像に顕像化するための現像装置、前記ト
ナー像を記録紙等に転写する転写装置等が配置されてお
り、光源装置Ｅ₁ の半導体レーザ１０から発生する光ビ
ームによる記録情報が記録紙等にプリントされる。回転
多面鏡１０３や結像レンズ１０４は、光学箱１１０の底
部に固定され、光源装置Ｅ₁ は、光学箱１１０の側壁１
１０ａ等に組み付けられる。光学箱１１０の上部の開口
は、これらの光学部品を組み付けたのち、図示しないふ
たによって閉じられる。

【００４９】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。

【００５０】光源装置内部のレーザ光出射部やコリメー
タレンズの汚染を防ぎ、安定した光学特性を維持する光
偏向走査装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による光源装置を示す模式断面図
である。

【図２】半導体レーザのみを示す立面図である。

【図３】レーザホルダの主要部を示す部分断面図であ
る。

【図４】半導体レーザをチャックによって把持した状態
を示すもので、（ａ）は立面図、（ｂ）は一部断面側面
図である。

【図５】半導体レーザをレーザホルダ内に圧入した状態
を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は立面図であ
る。

【図６】光偏向走査装置全体を示す斜視図である。

【図７】一従来例を示す模式断面図である。

【図８】図７の装置の半導体レーザのみを示す立面図で
ある。

【図９】図８の半導体レーザをチャックによって把持し
た状態を示すもので、（ａ）は立面図、（ｂ）は一部断
面側面図である。

【図１０】図８の半導体レーザをレーザホルダ内に圧入
する工程を説明する図である。

【図１１】図８の半導体レーザをレーザホルダ内に圧入
した状態を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は立面
図である。

【符号の説明】

１０ 半導体レーザ １０ａ リードピン １０ｂ ステム １０ｃ 切欠部 １１ 回路基板 ２０ レーザホルダ ２０ａ，３０ａ 取付穴 ２０ｄ 逃げ溝 ２０ｅ 環状溝 ２０ｆ 環状リブ ２０ｇ 突出部 ３０ レンズホルダ ３１ コリメータレンズ １１０ 光学箱

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を出射する半導体レーザと、該
   半導体レーザを保持する取付穴を有する光源保持部材を
   備えており、該光源保持部材が、前記取付穴の近傍で前
   記半導体レーザの前記レーザ光出射側のステム面に当接
   される防塵部材を有し、該防塵部材によって前記半導体
   レーザの前記レーザ光出射側を外部から遮断するように
   構成されていることを特徴とする光源装置。
2. 【請求項２】 半導体レーザのステムに、前記半導体レ
   ーザを組み付けるときの治具を係合させる切欠部が設け
   られていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 【請求項３】 光源保持部材が、コリメータレンズを保
   持するレンズ保持部材と一体的に係合されていることを
   特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか１項記載の光
   源装置と、該光源装置から発生されたレーザ光を偏向走
   査する偏向走査手段を有する光偏向走査装置。