JP2004006592A

JP2004006592A - Semiconductor laser device and mounting structure thereof, and mounting structure of light source unit

Info

Publication number: JP2004006592A
Application number: JP2002274444A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Sakakibara; 榊原　崇晃; Takumi Shimizu; 清水　匠; Fumiya Hisa; 比佐　文哉
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: JP4363016B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily mount a semiconductor laser device which has a surface light emitting semiconductor laser chip as a laser light source on a support structure mounted with an imaging optical system and to make the inclination error sufficiently small for the laser light source to the imaging optical system. <P>SOLUTION: When the semiconductor laser 14 is mounted on a light source mounting part 93, a screw 100 inserted into an insertion hole 84 of a printed wiring board 80 is fastened in a screw hole 98 of a light source mounting part 93 and a 2nd reference surface 74 of a package member 68 is made to abut against a mounting reference surface 97 of a support base 96 across the printed wiring board 80. In this state, a position adjustment and a phase adjustment of a laser array 60 along an X-Y plane are made and then the screw 100 is clamped into the screw hole 98 until specified clamping torque is generated, thereby constraining the movement and rotation of the semiconductor laser 14 along the X-Y plane. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面発光型の半導体レーザーチップをレーザー光源として備えた半導体レーザー装置及び、その半導体レーザー装置を結像光学系が搭載される支持構造体に取り付けるための半導体レーザー装置の取付構造、並びに半導体レーザーチップ等を光源とする光源装置を光走査装置に取り付けるための光源装置の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成装置としては、レーザープリンター等のレーザー光を作像プロセスに用いるものが普及しており、この種の画像形成装置では、感光材料や感光体等の像担持体上をレーザー光により走査して、像担持体上に画像（潜像）を形成するために光走査装置が多く用いられている。また、このような画像形成装置では、画像形成の高速化に対する強い要求があり、これを実現するために手段として、例えば、複数本のレーザー光により像担持体を同時に走査して画像を形成する方法、所謂、マルチビーム化が採用されている。このマルチビーム化を達成する手段としては、特許文献１に開示されているものがあり、この公報には、１個の半導体レーザーチップ上に複数の発光部が容易に配列できる面発光型レーザー（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ−Ｄｉｏｄｅ）を光源とするレーザー走査装置が示されている。
【０００３】
上記のようなレーザー走査装置では、半導体レーザーチップが実装された半導体レーザー装置が結像光学系及び偏向器が搭載された支持構造体に取り付けられ、この半導体レーザー装置から出射されたレーザー光が結像光学系及び偏向器により像担持体上にビームスポットとして結像すると共に像担持体上を走査する。このレーザー走査装置では、半導体レーザーチップから出射される光束の方向（光軸方向）が結像光学系の光学特性に影響を与えるため、半導体レーザーチップの結像光学系に対する相対的な位置調整がミクロン単位の精度で行われる。
【０００４】
また、上記のようなレーザー走査装置に光源として用いられる従来の半導体レーザーとしては、例えば、特許文献２に開示されているものがある。この半導体レーザー１４０には、図１６に示されるように、円板状のステム１４２の表面側中央部にブロック状の支持台１４４が固着されており、この支持台１４４の一側面には、ヒートシンク１４６を介して端面発光型の半導体レーザーチップ（以下、「ＬＤ」とい。）１４８が取り付けられている。またステム１４２の表面部には、ＬＤ１４８に正対するように光量モニター用のフォトダイオード（以下、「ＭＰＤ」という。）１５０が固着されている。半導体レーザー１４０には、ステム１４２の表面部を覆うようにキャップ１５２が設けられ、このキャップ１５２の頂面中央部にはレーザー光Ｂが透過する窓部１５４が開口している。半導体レーザー１４０には、ステム１４２を貫通するように複数本の電極端子１５６が設けられており、これらの電極端子１５６には、ボンディングワイヤ１５８によりステム１４２上のＬＤ１４８、ＭＰＤ１５０等の電子部品が結線されている。これにより、ＬＤ１４８、ＭＰＤ１５０等の電子部品は、ボンディングワイヤ１５８及び電極端子１５６を介して駆動制御回路（図示省略）に接続される。
【０００５】
上記のように構成された半導体レーザー１４０をレーザー走査装置に取り付ける際には、先ず、半導体レーザー１４０をステム１４２の裏面部を基準面として回路基板（図示省略）上に固定した後、この半導体レーザー１４０をレーザー走査装置へ取り付けるためのホルダ部材（図示省略）内へ圧入固定する。このホルダ部材にはレーザー走査装置への取付時に基準なる突当面が設けられ、またレーザー走査装置における半導体レーザー１４０が取り付けられる光源取付部にも基準となる取付面が設けられている。半導体レーザー１４０を保持したホルダ部材は、その突当面を取付面へ当接させた状態でビス等により光源取付部へ固定される。
【０００６】
また、光走査装置の光源取付部に半導体レーザーを取り付けるための半導体レーザーの取付構造としては、例えば、特許文献３や特許文献４に開示されているものもある。この特許文献３及び特許文献４に開示されている半導体レーザーの取付構造では、半導体レーザーを保持したホルダ部材の基準面（光源側基準面）を光源取付部の基準面（取付基準面）に当接させた状態で、半導体レーザーから出射されるレーザーの光軸方向及び光軸直角方向に沿った光軸位置を調整した後、ホルダ部材の貫通穴に挿通された固定ネジを光源取付部に穿設されたネジ穴に捻じ込むことで、ホルダ部材を介して半導体レーザーを光源取付部へ固定している。ここで、ホルダ部材の光源側基準面と光源取付部の取付基準面とは、半導体レーザーから出射されるレーザー光の光軸に直交する平面となるように加工されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２９４００５号公報（第５頁、第１図）
【特許文献２】
特開平９−１０２６５０号公報（第２頁、第２３図）
【特許文献３】
特開平５−２９７３０３号公報（第４−５頁、第４図）
【特許文献４】
特開平７−１６８１０９号公報（第４頁、第２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
レーザー走査装置においては、レーザ光源によるレーザー光の出射位置が光軸方向（深度方向）に沿った所定の位置に対して前後すると、その誤差が感光体上では数百倍に拡大して感光体表面に対するレーザー光の焦点位置の誤差（以下、「フォーカス差」という）として現れ、すなわち、結像光学系の縦倍率に応じて拡大されたフォーカス差が生じる。具体的は、例えば、感光体上でのビーム径を５０μｍ、焦点深度を４ｍｍ、像面湾曲を２ｍｍとした場合、許容できる深度方向のフォーカス差は２ｍｍとなる。このとき、レーザー走査装置における縦倍率を２００倍とすると、許容できるレーザ光源における出射位置の光軸方向の差は１０μｍ以下となる。
【０００９】
上記の関係を２個の発光点間隔が１４μｍの２ビームレーザーアレイを光源とする半導体レーザー装置に当てはめると、２個の発光点の深度方向に沿った位置差に対応する光源の傾きは３５°まで許容される。これに対し、発光点の数が数個から数十個になるマルチビームアレイを光源とする半導体レーザー装置においては、例えば、レーザーアレイにおける両端の発光点の間隔が２００μｍであると、発光点間の深度方向に沿った誤差を１０μｍ以下とするためには、光源の傾きは２．５°以下にしなければならない。
【００１０】
しかしながら、図１６に示される半導体レーザー１４０では、ＬＤ１４８が支持台１４４の一側面（取付面）にヒートシンク１４６を介して固定されている構造であることから、前記取付面に直交する方向をＹ方向、結像光学系の光軸方向をＺ方向、これらのＹ及びＺ方向に直交する方向をＸ方向とした場合、ＬＤ１４８のＹ−Ｚ平面に沿った傾き誤差については、取付面を基準としてＬＤ１４８を支持台１４４へ取り付けることで、十分に小さくすることができるが、ＬＤ１４８のＺ−Ｘ平面に沿った傾き誤差については、基準となる面が存在しないことから、ＬＤ１４８を支持台１４４へ取り付ける際に大きくなり易い。このような問題は、図１６に示されるような半導体レーザー装置に、光源として面発光型のＬＤを用いた場合にも同様に生じ得る。
【００１１】
一方、特許文献３及び特許文献４に開示されているような半導体レーザーの取付構造（以下、単に「取付構造」という。）では、光源である半導体レーザーの位置決め調整後に固定を行うが、ホルダ部材の光源側基準面の平面度と光源取付部の取付基準面の平面度に差があるため、固定時に一方の基準面が他方の基準面にならってしまい、半導体レーザーを精度よく位置調整しても、固定時に半導体レーザーの位置等が変動してしまうという問題があった。
【００１２】
図１７に基づいて特許文献３及び特許文献４に開示されているような従来の取付構造における問題を詳細に説明する。
【００１３】
図１７は従来の取付構造による半導体レーザーの光源取付部への取付方法を説明するために側面断面図である。この取付構造３００には、半導体レーザー３０２を保持するプレート状のレーザー駆動基板３０４が設けられると共に、このレーザー駆動基板３０４を介して半導体レーザー３０２が取り付けられる光源取付部３０９が光走査装置の筐体に設けられている。ここで、レーザー駆動基板３０４は、その片側の面が光源側基準面３０８とされており、また光源取付部３０９には、レーザー駆動基板３０４の光源側基準面３０８と当接して半導体レーザー３０２を位置決めするための取付基準面３１０が平面状に形成されると共に、半導体レーザー３０２から出射されたレーザー光Ｂが通過する窓部３１２が貫通している。
【００１４】
上記のような取付構造３００では、理想的には、図１７（Ｄ）に示すように、レーザー駆動基板３０４の光源側基準面３０８及び光源取付部３０９の取付基準面３１０がそれぞれ平面に維持されたままで、レーザー駆動基板３０４を介して半導体レーザーが固定される。しかし、図１７（Ａ）に示すように部品の製造誤差により、レーザー駆動基板３０４の光源側基準面３０８及び光源取付部３０９の取付基準面３１０の双方はそれぞれ形状誤差を有する。この例では、取付基準面３１０における片側の端部に誤差（傾き）が生じている例で説明する。調整時には、図１７（Ｂ）に示されるように、レーザー駆動基板３０４の光源側基準面３０８は、取付基準面３１０の高点の部分に接している。この状態で、図示しない組み立て治具などにより、基準面３０８，３１０同士を押し当てつつ、半導体レーザー３０２の位置調整が行われる。
【００１５】
しかしながら、半導体レーザー３０２の位置調整完了後に、図１７（Ｃ）に示されるように示すように、締結部材であるネジ３１４によりレーザー駆動基板３０４を固定すると、締結力により光源側基準面３０８と取付基準面３１０が完全に一致するように締結され、レーザー駆動基板３０４及び光源取付部３０９の一方又は双方（ここでは、主としてレーザー駆動基板３０４）に変形が生じ、レーザー駆動基板３０４により保持された半導体レーザー３０２が調整時とは異なった姿勢になってしまう。特に、半導体レーザー３０２と光走査装置の筐体内に配置されたコリメーターレンズ（図示省略）の相対的な位置関係については、非常に厳しい精度が要求され、製造後の衝撃などによりズレが生じた場合には所望の性能が得られないことになり、レーザー駆動基板３０４を光源取付部３０９に強固に固定する必要がある。このよう取付構造３００では、組立時の調整の困難さ、調整精度の悪化や調整工数の増大という問題が生じ易い。
【００１６】
本発明による第１の目的は、上記事実を考慮して、結像光学系が搭載される支持構造体に簡単に取り付けることができ、かつ結像光学系に対する面発光型の半導体レーザーチップの傾き誤差を十分に小さくできる半導体レーザー装置を提供することにある。
【００１７】
また本発明による第２の目的は、上記事実を考慮して、面発光型の半導体レーザーチップをレーザー光源とする半導体レーザー装置を結像光学系が搭載される支持構造体に簡単に取り付けることができ、かつレーザー光源の傾き誤差を十分に小さくできる半導体レーザー装置の取付構造を提供することにある。
【００１８】
また本発明による第３の目的は、上記事実を考慮して、光源取付部に取り付けられた光源装置を精度良く位置調整することが容易で、かつ位置調整後に光源装置を光源取付部に固定する際に、光源装置に位置変化が生じない光源装置の取付構造を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る請求項１記載の半導体レーザー装置は、表面部にレーザー発光部が設けられた面発光型の半導体レーザーチップと、前記半導体レーザーチップを保持すると共に、支持構造体の光源取付部に取り付けられるパッケージ部材と、を有する半導体レーザー装置であって、前記パッケージ部材には、前記半導体レーザーチップが載置される平面状の第１基準面と、前記第１基準面と実質的に平行とされ、前記パッケージ部材を前記光源取付部へ取り付ける際に位置決め用の基準面とされる平面状の第２基準面と、が設けられたことを特徴とする。
【００２０】
上記請求項１記載の半導体レーザー装置によれば、パッケージ部材に第１基準面及び第２基準面が互いに平行となるように設けられ、このパッケージ部材の第１基準面上に半導体レーザーチップが載置されると共に、第２基準面がパッケージ部材を前記光源取付部へ取り付ける際に位置決め用の基準面とされることにより、半導体レーザーチップを、第１基準面に対して傾きが生じないようにパッケージ部材により保持できると共に、パッケージ部材及び半導体レーザーチップを光源取付部における所定位置へ傾き誤差が生じないように取り付けることができるので、例えば、支持構造体に搭載される結像光学系の光軸に対して半導体レーザーチップの傾き誤差が十分小さくなるように、半導体レーザーチップを簡単にパッケージ部材に組み付け、このパッケージ部材を簡単に支持構造体の光源取付部に取り付けることができる。
【００２１】
ここで、面発光型の半導体レーザーチップは、一般的には、その表面部に設けられたレーザー発光部からレーザー光が表面部に対して垂直に発光され、また端面発光型の半導体レーザーチップと異なり裏面部からはバックビームが出射されない。このような面発光型の半導体レーザーチップ（ＶＣＳＥＬ）の特性を前提として、上記のような半導体レーザー装置が実現可能になり、例えば、半導体レーザーチップの結像光学系に対する傾き誤差を十分に小さくできるという効果が得られる。
【００２２】
なお、半導体レーザーチップは、パッケージ部材における第１基準面上に直接載置されても、またプレート状のスペーサ等の何らかの部材が介在した状態で第１基準面上に載置されても良い。
【００２３】
また本発明に係る請求項２記載の半導体レーザー装置の取付構造は、請求項１記載の半導体レーザー装置を、そのレーザー発光部から出射されるレーザー光を結像するための結像光学系が搭載される支持構造体の光源取付部に取り付けるための半導体レーザー装置の取付構造であって、前記支持構造体に搭載される結像光学系の光軸を基準として光源取付部に設けられた平面状の取付基準面と、前記第２基準面を前記取付基準面に当接させつつ、前記パッケージ部材を前記光源取付部に固定する拘束手段と、を有することを特徴とするものである。
【００２４】
上記請求項２記載の半導体レーザー装置の取付構造によれば、光源取付部に支持構造体に搭載される結像光学系の光軸を基準として平面状の取付基準面が設けられ、拘束手段がパッケージ部材の第２基準面が支持構造体の光源取付部の取付基準面に当接させつつ、このパッケージ部材を光源取付部に固定することにより、半導体レーザーチップを保持したパッケージ部材を支持構造体に対して傾きが生じないように位置決めし、このように位置決めされたパッケージ部材を支持構造体の光源取付部に固定できる。
【００２５】
このとき、半導体レーザーチップの表面部が第１基準面と平行となるようにパッケージ部材により半導体レーザーチップが保持されていることから、拘束手段によりパッケージ部材が光源取付部に固定された状態で、支持構造体に対する半導体レーザーチップの傾き誤差を十分小さくできる。
【００２６】
また本発明に係る請求項７記載の光源装置の取付構造は、光源装置の光出射部から出射された光線により像坦持体を走査露光する光走査装置における光源取付部に、前記光源装置を取り付けるための光源装置の取付構造であって、前記光源装置に設けられた光源側基準面と、前記光源取付部に設けられ、前記光源側基準面に当接して該光源側基準面と共に前記光出射部から出射される光線の光軸方向を設定し、かつ光軸直角方向に沿った光軸位置を調整するための取付基準面と、前記光源装置及び前記光源取付部にそれぞれ連結されて前記光軸方向に沿って弾性的に変形すると共に、該光軸方向に沿った弾性的な復元力により前記光源側基準面を前記取付基準面上に圧接させる弾性連結部材と、を有することを特徴とする。
【００２７】
図１１に基づいて、上記請求項７に記載された光源装置の取付構造による作用を具体的に説明する。
【００２８】
図１１には、請求項７に記載された構成を具備した光源装置の取付構造の具体例が示されている。この光源装置の取付構造（以下、単に「取付構造」という。）１５０には、光源装置であるレーザーパッケージ１５２が実装されると共に、レーザー駆動回路（図示省略）が配設されたプレート状のレーザー駆動基板１５４が設けられている。レーザーパッケージ１５２は、レーザー光源として面発光型のレーザーアレイ１５６及び、このレーザーアレイ１５６を収納するセラミック製のパッケージ部材１５８を備えている。このパッケージ部材１５８は、レーザー駆動基板１５４とは反対側の表面部が光源側基準面１６０とされており、この光源側基準面１６０は高い平滑度を有する平面に加工されている。
【００２９】
取付構造１５０は、光走査装置の筐体１６２に一体的に設けられた光源取付部１６４を備えている。この光源取付部１６４は、筐体１６２の側板部を貫通する窓部１６６及び、この窓部１６６の外周側に筐体１６２の側板部から突出するように設けられた筒部１６８を備えている。ここで、筒部１６８の先端面は取付基準面１７０とされており、この取付基準面１７０も、光源側基準面１６０と同様に、高い平滑度を有する平面に加工されている。また光源取付部１６４には、筒部１６８の外周側に一対のネジ穴１７２が筐体１６２の側板部を貫通するように設けられている。
【００３０】
取付構造１５０には、レーザー駆動基板１５４と光源取付部１６４との間に弾性連結部材１７４が設けられている。この弾性連結部材１７４は、弾性を有する樹脂等を素材として、例えば、一方向へ細長いプレート状に形成されており、その長手方向に沿った両端部には、レーザー駆動基板１５４側へ突出するボス部１７６がそれぞれ一体的に形成されている。このボス部１７６には、板厚方向に沿って弾性連結部材１７４を貫通するネジ穴１７８が穿設されている。一方、レーザー駆動基板１５４には、弾性連結部材１７４の一対のネジ穴１７８に対応する一対の挿通穴１８２が穿設されている。また弾性連結部材１７４には、その長手方向に沿った中央部に光源取付部１６４の筒部１６８に対応する開口部１８０が穿設されると共に、この開口部１８０の上下にそれぞれ光源取付部１６４の一対のネジ穴１７２に対応する一対の挿通穴１８４が穿設されている。
【００３１】
取付構造１５０では、レーザーパッケージ１５２を光源取付部１６４に取り付ける際には、先ず、図１１（Ｂ）に示されるように、一対のネジ１８６を弾性連結部材１７４における一対の挿通穴１８４にそれぞれ挿通させ、これらのネジ１８６の先端部を光源取付部１６４における一対のネジ穴１７２にそれぞれ捻じ込むことにより、弾性連結部材１７４を光源取付部１６４に締結固定する。このとき、光源取付部１６４の筒部１６８は、弾性連結部材１７４の開口部１８０内を通ってレーザー駆動基板１５４側へ突出する。
【００３２】
次いで、位置調整治具（図示省略）によりレーザーパッケージ１５２の光源側基準面１６０が光源取付部１６４の取付基準面１７０に当接するように、レーザー駆動基板１５４を保持する。この状態で、レーザーパッケージ１５２が位置調整治具によりレーザー駆動基板１５４と共に、レーザーパッケージ１５２から出射されるレーザー光Ｂの光軸ＳＢと直交する方向（軸直角方向）へ位置調整される。この位置調整時には、弾性連結部材１７４のボス部１７６とレーザー駆動基板１５４との間には、光軸方向に沿って狭い隙間が形成される。
【００３３】
取付構造１５０では、レーザーパッケージ１５２の位置調整完了後に、一対のネジ１８８をレーザー駆動基板１５４における一対の挿通穴１８２内を挿通させ、これら一対のネジ１８８の先端部を弾性連結部材１７４における一対のネジ穴１７８内へ捻じ込むことで、レーザー駆動基板１５４を弾性連結部材１７４に連結する。このとき、一対のネジ１８８を一対のネジ穴１７８内へそれぞれ均等に捻じ込んで行くことにより、図１１（Ｃ）に示されるように、弾性連結部材１７４の両端部付近がそれぞれレーザー駆動基板１５４側へ弾性的に変形（撓み変形）し、一対のボス部１７６の先端面がそれぞれレーザー駆動基板１５４の表面部へ圧接する。更に、一対のネジ１８８を所定の締め付けトルクが生じるまで捻じ込むことにより、弾性連結部材１７４がレーザー駆動基板１５４の表面部にならうように密着固定されると共に、弾性連結部材１７４の弾性的な復元力に対応する圧力で光源側基準面１６０が取付基準面１７０へ圧接する。
【００３４】
すなわち、取付構造１５０では、ネジ１８８を所定の締め付けトルクが生じるまで捻じ込みレーザーパッケージ１５２を、弾性連結部材１７４を介して光源取付部１６４へ固定することにより、光源側基準面１６０及び取付基準面１７０に寸法誤差がある場合でも、この寸法誤差が、弾性連結部材１７４が弾性変形することで吸収されるので、光源側基準面１６０及び取付基準面１７０の寸法誤差の影響によりレーザーパッケージ１５２の位置調整後における姿勢変化の発生を防止できる。
【００３５】
なお、図１１に示される取付構造１５０では、光源側基準面１６０がパッケージ部材１５８に形成されているが、図１２（Ａ）に示されるように、一般によく使用される管状のパッケージ部材に収納されている端面発光型の半導体レーザーをレーザー光源とするレーザーパッケージ１９０をレーザー駆動基板１５４上に実装し、このレーザー駆動基板１５４における表面部を光源側基準面１９２にするようにしても良く、また図１２（Ｂ）に示されるようにレーザーパッケージ１９１をプレート状の保持部材１９４上に実装する共に、ＦＰＣ等の回路接続部材１９６により回路基板上に半導体レーザー１９０を接続し、保持部材１９４の光源取付部側の表面部を光源側基準面１９８にするようにしても良い。このようにレーザー駆動基板１５４の表面部を光源側基準面１９２にした場合でも、また保持部材１９４の表面部を光源側基準面１９８にした場合でも、パッケージ部材１５８の表面部を光源側基準面１６０にした場合と基本的に同一の作用及び効果が得られる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る半導体レーザー装置及び、その取付構造について図面を参照して説明する。
【００３７】
［第１び実施形態］
【００３８】
（レーザー走査装置の構成）
【００３９】
先ず、本発明の実施形態に係る半導体レーザー装置が光源装置として適用されたレーザー走査装置について説明する。図１には、本発明の実施形態に係る半導体レーザーが適用されたレーザー走査装置の光学系の構成が示されている。このレーザー走査装置１０は、ドラム状の感光体１２を画像信号により変調されたレーザー光Ｂにより走査し、感光体１２に静電潜像を形成するためのものであり、電子写真プロセスにより画像形成が行われるレーザープリンター、複写機等の画像形成装置へ適用される。
【００４０】
図１に示されるように、レーザー走査装置１０は、レーザー光Ｂの光源装置として半導体レーザー１４を備えており、この半導体レーザー１４は、マルチビーム光源として面発光型のレーザーアレイ６０（図３参照）を内蔵している。レーザーアレイ６０は、その駆動時に略ガウシアン分布を有する複数本のレーザー光Ｂ（但し、図１には１本のレーザー光Ｂのみが示されている。）を発光する。レーザーアレイ６０から出射されたレーザー光Ｂは、ファーフィールドパターン（ＦＦＰ）が主走査方向及び副走査方向にそれぞれ略均等な拡がり角を持つビーム光となる。レーザー走査装置１０には、半導体レーザー１４から出射されるレーザー光Ｂの光路に沿ってコリメータレンズ１８、光ビーム整形用のスリット部材２０、シリンドリカルレンズ２４、ハーフミラー２２が半導体レーザー１４側から順に配置されている。
【００４１】
ここで、コリメータレンズ１８は、レーザー光Ｂの光軸に沿ったレーザーアレイ６０との間隔がコリメータレンズ１８の焦点距離と一致するよう配置されており、これにより、コリメータレンズ１８を透過した光ビームは略平行光となる。このレーザー光Ｂは、スリット部材２０のスリットを通過することで所定の断面形状に整形され、副走査方向に沿って曲率を有するシリンドリカルレンズ２４に入射する。
【００４２】
ハーフミラー２２は、シリンドリカルレンズ２４を透過したレーザー光Ｂの全光量うち約３０％を透過させ、残りのレーザー光Ｂを回転多面鏡２６へ向って反射する。ハーフミラー２２の裏面側は主走査方向に沿って曲率を有するシリンドリカルレンズとして構成されており、シリンドリカルレンズ２４及びハーフミラー２２を透過したレーザー光Ｂは、副走査方向及び主走査方向ヘそれぞれ集光されて光量モニター用のフォトダイオード（以下、「ＭＰＤ」という。）２８の受光部に光スポットを形成する。
【００４３】
回転多面鏡２６は正多角柱形状に形成されており、その外周側の複数の平面がそれぞれ反射偏向面３０とされている。また回転多面鏡２６には、同軸的にステッピングモータ等からなる偏向駆動手段（図示省略）が連結されており、この偏向駆動手段からの伝達トルクにより、回転多面鏡２６は軸心を中心として一方向へ等各速度で回転する。ハーフミラー２２により反射されたレーザー光Ｂは、シリンドリカルレンズ２４のレンズパワーにより反射偏向面３０上で副走査方向に沿って収束される。回転多面鏡２６は反射偏向面３０によりレーザー光Ｂを反射し、レーザー光Ｂが主走査方向に沿って等角速度で移動するようにレーザー光Ｂを偏向する。
【００４４】
レーザー走査装置１０には、回転多面鏡２６によるレーザー光Ｂの偏向方向に沿って一対のＦθレンズ３２，３４が配置されている。これらのＦθレンズ３２，３４は、それぞれ主走査方向に沿って細長いロッド状に形成されており、回転多面鏡２６により反射されたレーザー光Ｂを主走査方向に沿って集光すると共に、レーザー光Ｂの主走査方向に沿った移動を等角速度から等線速度に変換する。Ｆθレンズ３２，３４を透過したレーザー光Ｂは、第１シリンドリカルミラー３６及び平面ミラー３８によって光路が略コの字状に屈曲され、さらに第２シリンドリカルミラー４０により感光体１２へ向って反射される。第２シリンドリカルミラー４０により反射されたレーザー光Ｂは、防塵用のウインドガラス４２を透過して感光体１２の外周面上に達する。
【００４５】
シリンドリカルミラー３６，４０は、副走査方向に沿ってレーザー光Ｂを収束させるための光学的なパワーを有する。レーザー走査装置１０では、回転多面鏡２６の反射偏向面３０と感光体１２の外周面とが略共役関係にされており、これにより、回転多面鏡２６の偏向方向のばらつき（面倒れ）により生じる感光体１２上での副走査方向に沿った光スポットの位置ずれが補正されることになる。また、コリメータレンズ１８、シリンドリカルレンズ２４、シリンドリカルミラー３６，４０の副走査方向の曲率は、感光体１２上での副走査方向に沿ったビーム間隔と感光体１２から数ミリ離れた位置でのビームの間隔とが互いに等しいテレセントリックな関係とするように設定されている。
【００４６】
感光体１２は軸方向に沿って細長い略円柱状に形成され、その外周面がレーザー光Ｂに感応する感光面１３とされている。また感光体１２は、その軸方向がレーザー走査装置１０による主走査方向と一致するように支持されている。すなわち、レーザー走査装置１０では、半導体レーザー１４から出射されたレーザー光Ｂが感光体１２上に光スポットとして収束し、この光スポットが主走査方向に沿って感光体１２上を移動して主走査線上に沿って潜像が記録される。また感光体１２には副走査駆動手段（図示省略）が連結されており、この副走査駆動手段は、感光体１２に対する１回の主走査完了に同期し、感光体１２を所定量だけ回転させる。これにより、感光体１２における副走査方向（周方向）に沿って画素密度に対応する距離だけ異なる部位が順次、レーザー光Ｂにより主走査され、感光体１２に２次元的な潜像が形成されて行く。
【００４７】
レーザー走査装置１０には、平面ミラー３８の一端部により感光体１２の外側へ反射されたレーザー光Ｂの光路上に平面ミラー４４が配置されており、この平面ミラー４４により反射されたレーザー光Ｂの光路上には、シリンドリカルレンズ４６及び同期センサ４８が平面ミラー４４側から順に配置されている。従って、平面ミラー３８の一端部により反射されたレーザー光Ｂは、さらに平面ミラー４４により反射されてシリンドリカルレンズ４６へ入射し、シリンドリカルレンズ４６により同期センサ４８の受光部上に結像する。このレーザー光Ｂの入射と同時に、同期センサ４８はＳＯＳ信号を後述するビデオコントローラ５２（図２参照）へ出力し、このＳＯＳ信号に基づいて、ビデオコントローラ５２は、感光体１２に対する主走査方向に沿った書出しタイミング及び感光体１２の副走査方向への移動（回転）タイミングをそれぞれ決定する。
【００４８】
図２には、本発明の実施形態に係る半導体レーザー装置が適用されたレーザー走査装置における駆動・制御回路の構成が示されている。この駆動・制御回路５０には、ビデオコントローラ５２、レーザーアレイ制御部５４及びレーザーアレイ駆動回路５８がが設けられている。ビデオコントローラ５２には同期センサ４８が接続され、レーザーアレイ制御部５４にはＭＰＤ２８が接続されている。またレーザーアレイ駆動回路５８はレーザーアレイ６０に駆動信号を出力し、レーザーアレイ６０によるレーザー光Ｂの発光を制御する。ここで、レーザーアレイ制御部５４及びレーザーアレイ駆動回路５８は、後述するプリント配線基板８０（図５参照）又はプリント配線基板１０８（図７参照）上に設けられる。
【００４９】
（半導体レーザの構成）
【００５０】
次に、本発明の実施形態に係る半導体レーザの構成について図面を参照して説明する。図３及び図４には本発明の実施形態に係る半導体レーザー１４が示されている。この半導体レーザー１４は、レーザー光Ｂを発光する半導体レーザーチップとして面発光型のレーザーアレイ６０、所謂、（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ−Ｄｉｏｄｅ）を用いている。レーザーアレイ６０はパッケージ部材６８上に固定されており、その表面部６２には、図３に示されるように３２個のレーザー発光部６４がマトリックス状に配置されている。これらのレーザー発光部６４からはそれぞれレーザー光Ｂが表面部６２に対して垂直に発光される。
【００５１】
図３に示されるように、レーザーアレイ６０では、３２個のレーザー発光部６４は、副走査方向（矢印Ｓ方向）に沿って所定ピッチだけ互いにずれるように配置されており、各レーザー発光部６４のピッチは、感光体１２（図１参照）上での走査線の間隔、すなわち副走査方向に沿った解像度に対応して設定されている。本実施形態では、レーザーアレイ６０におけるレーザー発光部６４間のピッチが７μｍとされ、感光体１２上での走査線間隔が１０．６μｍとなるように結像光学系の倍率を設定され、これにより、感光体１２には２４００ＤＰＩの画像が形成可能になっている。また、レーザー走査装置１０では、各レーザー発光部６４の主走査方向（矢印Ｍ方向）における位置に応じて画像信号の遅延時間を調整することで、感光体１２上での主走査方向に沿った書出しタイミングのずれを補正している。
【００５２】
図４に示されるように、半導体レーザー１４は、プレート状のレーザーアレイ６０及び、このレーザーアレイ６０を保持するパッケージ部材６８を備えている。レーザーアレイ６０は、その厚さ方向に沿った表面部６２及び裏面部６６がそれぞれ平面状に形成されている。このレーザーアレイ６０はＶＣＳＥＬとして構成されていることから、表面部６２と裏面部６６とが精度良く互いに平行となるように形成され、かつレーザー発光部６４から発光されるレーザー光Ｂの光軸が表面部６２に対して精度良く垂直に保たれるという特性を有している。
【００５３】
パッケージ部材６８は、レーザー光Ｂの光軸方向に沿って扁平なブロック状に形成されており、その表面中央部には凹状に窪んだ収納室７０が形成されている。収納室７０の底面部は、十分に平滑な平面となるように精度良く加工されており、レーザーアレイ６０が載置される第１基準面７２とされている。レーザーアレイ６０は、その裏面部６６を第１基準面７２に当接させた状態で第１基準面７２の中央部上に載置され、固着されている。なお、レーザーアレイ６０の裏面部６６と第１基準面７２との間に接着剤等からなる中間層が介在する場合でも、このような中間層の厚さは十分に薄く、かつ均一厚さになるように形成される。
【００５４】
パッケージ部材６８の表面部には、収納室７０の外周側に第２基準面７４が設けられており、この第２基準面７４は、第１基準面７２と同様に十分に平滑な平面とされ、かつ第１基準面７２と平行になるように精度良く加工されている。これにより、レーザーアレイ６０がパッケージ部材６８に固定された状態で、レーザーアレイ６０の表面部６２、パッケージ部材６８における第１基準面７２及び第２基準面７４は互いに精度良く平行になり、これらの基準面７２，７４に対してレーザー発光部６４から発光されるレーザー光Ｂの光軸は精度良く垂直に保たれる。
【００５５】
ここで、パッケージ部材６８は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等のセラミックを素材として、例えば、研削加工により成形されている。パッケージ部材６８をＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ^２、ＴｉＯ_２等のセラミックにより成形したことにより、レーザー走査装置１０の光源装置として使用された場合に、結露に強い、導電率が低く静電ノイズに強い等の良好な特性が得られ、また一般的にセラミックは、その材質の特性からサブミクロンのオーダーで精度を容易に出せるためパッケージ部材６８の素材として適している。
【００５６】
図４に示されるように、パッケージ部材６８に固定（実装）されたレーザーアレイ６０は、複数本のボンディングワイヤー７６によりパッケージ部材６８側に設けられたプリント配線（図示省略）等からなる接続回路に結線される。また収納室７０の頂面側の開口には透明材料からなる防塵ガラス７８が嵌め込まれ、これにより、収納室７０内には外部から密閉された空間が形成される。半導体レーザー１４は、図５に示されるようにプレート状に形成されたプリント配線基板８０における所定の実装部８２上に載置され、パッケージ部材６８の接続回路の端子部がプリント配線基板８０上に形成されたプリント配線の端子部にケーブル、半田等を介して接続される。また、このプリント配線基板８０にはレーザーアレイ駆動回路５８が実装されるか、或いはプリント配線基板８０はレーザーアレイ駆動回路５８が実装された回路基板等に接続されており、これにより、プリント配線基板８０を介して、半導体レーザー１４のレーザーアレイ６０とレーザーアレイ駆動回路５８とが互いに電気的に接続される。また半導体レーザー１４は、複数本のビス（図示省略）によりプリント配線基板８０に締結固定されており、これにより、半導体レーザー１４は、その裏面部が実装部８２に密着した状態でプリント配線基板８０に十分な強度で連結固定される。
【００５７】
（半導体レーザの取付構造）
【００５８】
次に、上記のように構成されたレーザー走査装置１０に本実施形態に係る半導体レーザー１４を取り付けるための取付構造について図面を参照して説明する。
【００５９】
図５及び図６には、本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザの取付構造が示されている。この取付構造９０は、光源装置としての半導体レーザー１４をレーザー走査装置１０における結像光学系が搭載される光学箱９２に取り付けるためのものである。ここで、レーザー走査装置１０における結像光学系とは、半導体レーザー１４から出射されたレーザー光Ｂを光スポットとして感光体１２上に結像するためのレンズ、ミラー等の光学部品の集合であり、本実施形態では、図１に示されるコリメータレンズ１８、スリット部材２０、ハーフミラー２２、シリンドリカルレンズ２４、Ｆθレンズ３２，３４等から構成されている。光学箱９２は結像光学系を構成する光学部品の収納し、支持すると共に、これらの光学部品への塵埃等の異物付着を防止するための防塵空間を構成している。また光学箱９２には、回転多面鏡２６、同期センサ４８、ＭＰＤ２８等が搭載される。
【００６０】
図５に示されるように、光学箱９２には、その外側面に半導体レーザー１４を取り付けるための光源取付部９３が設けられている。この光源取付部９３には、中央部に光学箱９２内へレーザー光Ｂを通過させるためのレーザー導入口９４が形成されると共に、レーザー導入口９４の周縁部に光学箱９２の側面から突出するように支持基台９６が設けられている。また光源取付部９３には、支持基台９６の外周側に複数のねじ穴９８が穿設され、これらのねじ穴９８は、プリント配線基板８０に穿設された複数の挿通穴８４にそれぞれ対応するように配置されている。一方、プリント配線基板８０における複数の挿通穴８４は、面方向に沿って半導体レーザー１４が実装される実装部８２の外側の部位にそれぞれ穿設され、実装部８２までの距離が互いに略等しくなるように配置されている。
【００６１】
光源取付部９３の支持基台９６は、その先端面が十分に平滑な平面となるように加工されており、この支持基台９６の先端面は半導体レーザー１４から出射されるレーザー光Ｂの光軸ＳＢ（図６参照）の方向（半導体レーザー１４の光軸方向）を決めるための取付基準面９７とされている。この取付基準面９７は、その光学箱９２に搭載された結像光学系の光軸を基準として面方向が決められており、具体的には、結像光学系のレーザー光Ｂの入射部から延長された光軸ＳＯ（図６参照）に対して直交するように精度良く形成されている。ここで、支持基台９６は、その取付基準面９７の平面性を十分に高くでき、かつ面方向の傾き誤差を十分に小さくできるならば、樹脂等により光学箱９２と一体成形しても良いが、このような成形方法では十分な精度が得られない場合には、支持基台９６は、例えば、セラミック等の高い加工精度を得られる素材により成形し、光学箱９２の側面部に光軸ＳＯに対する傾きを調整しつつ固定することにより設けられる。
【００６２】
一方、本実施形態に係る取付構造９０では、プリント配線基板８０が撓み方向へ十分な弾性を有するＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されており、プリント配線基板８０は複数本のビス１００により光源取付部９３に締結固定される。このとき、ビス１００が挿通するプリント配線基板８０の挿通穴８４は、その内径がビス１００のねじ部外径よりも大径で、ビス１００の頭部外径よりも小径とされている。
【００６３】
次に、上記のように構成された取付構造９０を用いた半導体レーザー１４の光学箱９２への取付方法について説明する。図５に示される半導体レーザー１４を光源取付部９３に取り付ける際には、先ず、パッケージ部材６８の第２基準面７４を支持基台９６における取付基準面９７に当接させつつ、プリント配線基板８０の各挿通穴８４にそれぞれビス１００を挿通させ、これらのビス１００の先端部を光源取付部９３のねじ穴９８に捻じ込んで行く。複数本のビス１００はそれぞれ略均等量ずつねじ穴９８へ捻じ込まれ、これらのビス１００により光源取付部９３に拘束されたプリント配線基板８０は、パッケージ部材６８の第２基準面７４が支持基台９６の取付基準面９７に当接するように半導体レーザー１４を光源取付部９３に拘束する。このとき、図６の２点鎖線で示されるように、複数本のビス１００は、プリント配線基板８０における実装部８２の外側部分を僅かに光源取付部９３側へ撓み変形するまで、ねじ穴９８へそれぞれ均等に捻じ込まれる。これにより、パッケージ部材６８は第２基準面７４が取付基準面９７に当接する状態に保持され、第２基準面７４と取付基準面９７との間には弱い摩擦力が生じる。
【００６４】
前述したように、第２基準面７４はパッケージ部材６８に実装されたレーザーアレイ６０の光軸ＳＢに対して実質的に直交する平面であり、取付基準面９７は光学箱９２に搭載された結像光学系の光軸ＳＯに対して実質的に直交する平面である。このことから、第２基準面７４が取付基準面９７に当接すると、パッケージ部材６８に実装されたレーザーアレイ６０の光軸ＳＢは取付基準面９７にも実質的に直交することになる。すなわち、図６に示されるように、結像光学系を基準とする光軸方向をＺ軸、主走査方向をＸ軸、副走査方向をＹ軸としてそれぞれ表した場合、レーザーアレイ６０はＺ−Ｘ平面及びＸ−Ｙ平面に沿って傾きが無い状態に調整（傾き調整）される。
【００６５】
次いで、半導体レーザー１４のＸ軸方向及びＹ軸方向に沿った、Ｘ−Ｙ平面に沿った位置調整と、Ｚ軸を中心とする回転方向への調整（位相調整）とが同時に行われる。Ｘ−Ｙ平面に沿った位置調整は、第２基準面７４を取付基準面９７に当接させつつ、第２基準面７４と取付基準面９７との摩擦力に抗し、半導体レーザー１４をスライド（平行移動）させることにより行われる。これにより、半導体レーザー１４は、レーザーアレイ６０の光軸ＳＢを結像光学系の光軸ＳＯと一致するようにＸ−Ｙ平面に沿って位置決めされる。
【００６６】
またＺ軸を中心とする位相調整は、第２基準面７４を取付基準面９７に当接させつつ、Ｚ軸を中心として半導体レーザー１４を回転させることにより行われる。これにより、半導体レーザー１４は、レーザーアレイ６０における複数個のレーザー発光部６４がＸ軸及びＹ軸に対して所定の方向ヘ配列される。これらのＸ−Ｙ平面に沿った位置調整の許容量及びＺ軸を中心とする位相調整の許容量は、プリント配線基板８０における挿通穴８４の内径とビス１００の外径との差により定まる。このことから、挿通穴８４の内径をビス１００の外径に対してどの程度、拡大するかが決められる。
【００６７】
Ｘ−Ｙ平面に沿った位置調整及びＺ軸を中心とする位相調整が完了したならば、複数本のビス１００をそれぞれ所定の締結トルクが生じるまでねじ穴９８へ捻じ込み、プリント配線基板８０の実装部８２の外側を撓み量を十分に大きくする。この撓み量の増加に従って、第２基準面７４と取付基準面９７との間の摩擦力が増大し、この摩擦力を十分に大きくすることにより、半導体レーザー１４のＸ−Ｙ平面に沿った移動及び回転が拘束される。このとき、第２基準面７４と取付基準面９７との間の摩擦力は、ビス１００の締結トルクに対応する大きさになるので、ビス１００をねじ穴９８へ捻じ込む際の締結トルクを適宜設定することで、第２基準面７４と取付基準面９７との間の摩擦力を十分な大きさにできる。具体的には、ポリイミド系樹脂を基材として厚さが１．０ｍｍ〜２．０ｍｍのプリント配線基板８０を用いた場合、各ビス１００の締結トルクを０．１Ｎ・ｍ〜０．５Ｎ・ｍの範囲内で適宜設定することで、半導体レーザー１４を十分な拘束力で光源取付部９３へ固定できる。
【００６８】
以上説明したように、図５及び図６に示される取付構造９０によれば、半導体レーザー１４を結像光学系が搭載される光学箱９２における光源取付部９３に簡単に取り付けることができ、かつ半導体レーザー１４におけるレーザーアレイ６０の結像光学系の光軸ＳＯに対する傾き誤差、Ｘ−Ｙ平面に沿った位置決め誤差及び、Ｚ軸まわりの位相誤差をそれぞれ十分に小さくできる。また取付構造９０では、プリント配線基板８０としてＦＰＣを用いていることから、プリント配線基板８０が撓み方向へ十分な弾性を有し、かつ任意の方向へ一定の柔軟性を有しているので、何れかのビス１００における締結トルクが過剰になり、プリント配線基板８０の撓み変形が局部的に大きくなった場合や、複数本のビス１００のねじ穴９８への捻じ込み量が不均一になり、プリント配線基板８０に捻れ変形が生じた場合でも、プリント配線基板８０に亀裂、断線等の破損が生じたり、第２基準面７４と取付基準面９７との間の密着性が低下することを防止できる。
【００６９】
次に、本発明の第１の実施形態に係る取付構造の第１変形例について説明する。図７に示される取付構造１０４では、半導体レーザー１４が実装されるプリント配線基板１０６としてガラスエポキシ系樹脂を基材とする比較的、硬質のものを用いている。ガラスエポキシ系樹脂を基材するプリント配線基板１０６は、ＦＰＣと比較して殆ど柔軟性を有しておらず、かつ撓み方向へ許容される弾性変形量も小さいものになっている。このため、何れかのビス１００における締結トルクが過剰になった場合や、複数本のビス１００のねじ穴９８への捻じ込み量が不均一になった場合には、プリント配線基板１０６に亀裂、断線等の破損が生じ易く、また第２基準面７４と取付基準面９７との間の密着性が低下し易くなる。
【００７０】
上記のような問題が考慮されて、取付構造１０４には、光源取付部９３に円筒状のボス１０８がねじ穴９８に対応して設けられている。ボス１０８は光源取付部９３のねじ穴９８の外周側に同軸的に配置され、光源取付部９３からプリント配線基板８０側へ突出している。ボス１０８の内径はビス１００の外径よりも僅かに長くなっており、また複数本のボス１０８の光源取付部９３表面からの突出長Ｐは互いに等しくなっている。この突出長Ｐは、支持基台９６の光源取付部９３からの突出長とパッケージ部材６８の厚さとの和よりも所定長だけ短くなっており、このボス１０８の支持基台９６及びパッケージ部材６８に対する短縮量は、半導体レーザー１４が光源取付部９３に取り付けられた状態で、プリント配線基板１０６に付与すべき撓み変形量に応じて設定される。
【００７１】
取付構造１０４により半導体レーザー１４を光源取付部９３に取り付ける際には、半導体レーザー１４のＸ−Ｙ平面に沿った位置調整及び位相調整については、基本的に取付構造９０の場合と同一の方法により行われる。これら一連の半導体レーザー１４の位置調整及び位相調整が完了した後、取付構造１０４では、複数本のビス１００の頭部がそれぞれプリント配線基板１０６を介してボス１０８の先端面に当接し、それ以上の捻じ込みが制限されるまで、ねじ穴９８にそれぞれ捻じ込まれる。これにより、プリント配線基板１０６には、実装部８２外側の周辺部に撓み変形が均等に生じ、この撓み変形により生じる復元力により第２基準面７４が取付基準面９７に十分な圧接力で圧接し、半導体レーザー１４のＸ−Ｙ平面に沿った移動及び回転が拘束される。
【００７２】
以上説明したように、図７に示される取付構造１０４によっても、取付構造９０の場合と同様に、半導体レーザー１４を結像光学系が搭載される光学箱９２における光源取付部９３に簡単に取り付けることができ、かつ半導体レーザー１４におけるレーザーアレイ６０の結像光学系の光軸ＳＯに対する傾き誤差、Ｘ−Ｙ平面に沿った位置決め誤差及び、Ｚ軸まわりの位相誤差をそれぞれ十分に小さくできる。また取付構造１０４では、プリント配線基板１０６がガラスエポキシ系樹脂製により形成されていることから、ＦＰＣとして構成されたプリント配線基板８０と比較し、亀裂、断線等が生じない程度の僅かな撓み変形量を付与すれば、半導体レーザー１４に十分な復元力を作用させて半導体レーザー１４を確実に光源取付部９３の所定位置に拘束可能になる。
【００７３】
なお、プリント配線基板がＦＰＣとして構成されている場合でも、光源取付部９３に複数個のボス１０８を設け、これらのボス１０８によりビス１００の捻じ込み量を一定にすることで、プリント配線基板から半導体レーザー１４に作用する復元力を確実に一定の大きさにできるので、ビス１００の捻じ込み量の不足等に起因して半導体レーザー１４の光源取付部９３への取付状態が不安定になることを防止できる。
【００７４】
［第２の実施形態］
【００７５】
図８〜図１０には、それぞれ本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザの取付構造が示されている。なお、この第２の実施形態に係る半導体レーザの取付構造において、第１の実施形態に係る半導体レーザの取付構造と基本的に構成が共通な部材については同一符合を付して説明を省略する。
【００７６】
図８には、本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザの取付構造の一例が示されている。この取付構造１１０では、光源取付部９３とプリント配線基板１０６との間におけるビス１００の外周側に肉厚円筒状のスペーサ部材１１２が配置されている。このスペーサ部材１１２はゴム等の弾性材料により形成されており、その軸心部にはビス１００のねじ部が挿通可能な貫通穴１１４が形成されている。スペーサ部材１１２の軸方向に沿った自由長Ｌ（図８（Ｂ）参照）（は、支持基台９６の光源取付部９３からの突出長とパッケージ部材６８の厚さとの和よりも所定長だけ長くなっており、このスペーサ部材１１２の自由長Ｌは、スペーサ部材１１２の軸方向に沿った弾性係数と、半導体レーザー１４を光源取付部９３に固定するためにパッケージ部材６８に付与すべき付勢力の大きさ等に応じて設定される。
【００７７】
取付構造１１０により半導体レーザー１４を光源取付部９３に取り付ける際には、先ず、ビス１００をプリント配線基板１０６における複数個の挿通穴８４にそれぞれ挿通し、このビス１００のねじ部の外周側にスペーサ部材１１２を嵌挿する。この後、パッケージ部材６８における第２基準面７４が支持基台９６の取付基準面９７に軽く当接するまで、複数本のビス１００をそれぞれ均等にねじ穴９８に捻じ込み、この状態で半導体レーザー１４の位置調整及び位相調整を行う。この半導体レーザー１４のＸ−Ｙ平面に沿った位置調整及び位相調整の方法については、基本的に第１の実施形態に係る取付構造９０，１０４の場合と同一の方法により行われる。
【００７８】
取付構造１１０では、半導体レーザー１４の位置調整及び位相調整が完了した後、複数本のビス１００を更にねじ穴９８に捻じ込み、これらのビス１００からの加圧力によりスペーサ部材１１２を所定の圧縮長Ｐになるように軸方向に沿って弾性変形させる。このとき、プリント配線基板１０６には、その剛性に応じて実装部８２外側の周辺部に僅かな撓み変形が生じる。このとき、半導体レーザー１４には、複数個のスペーサ部材１１２の復元力とプリント配線基板１０６の復元力との和に対応する付勢力が作用し、この付勢力によりパッケージ部材６８における第２基準面７４が取付基準面９７に十分な圧接力で圧接し、半導体レーザー１４のＸ−Ｙ平面に沿った移動が拘束される。
【００７９】
以上説明したように、図８に示される取付構造１１０によっても、第１の実施形態に係る取付構造９０，１０４の場合と同様に、半導体レーザー１４を結像光学系が搭載される光学箱９２における光源取付部９３に簡単に取り付けることができ、かつ半導体レーザー１４におけるレーザーアレイ６０の結像光学系の光軸ＳＯに対する傾き誤差、Ｘ−Ｙ平面に沿った位置決め誤差及び、Ｚ軸まわりの位相誤差をそれぞれ十分に小さくできる。また取付構造１１０では、プリント配線基板１０６として高剛性のものを用いた場合でも、スペーサ部材１１２の弾性変形量を十分に大きくし、プリント配線基板１１６を介してスペーサ部材１１２から半導体レーザー１４へ十分な大きな付勢力を作用させることで、半導体レーザー１４を確実に光源取付部９３の所定位置に拘束可能になる。また取付構造１１０では、プリント配線基板１０６が複数個のスペーサ部材１１２を介して光源取付部９３に弾性的に連結されていることから、光学箱９２に外部からの衝撃が作用した場合でも、スペーサ部材１１２によりプリント配線基板１０６側へ伝達される衝撃力を緩和できるので、衝撃力によるプリント配線基板１０６及び半導体レーザー１４の損傷を抑制できる。
【００８０】
図９には、本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザの取付構造の第１変形例が示されている。この取付構造１２０では、光源取付部９３における支持基台９６の外側に複数個（例えば、４個）の板ばね部材１２２が片持ち状態で取り付けられている。複数個の板ばね部材１２２は、それぞれ金属を素材として細長い薄板状に形成されており、支持基台９６を中心として外側へ延出するように配置されている。板ばね部材１２２は、支持基台９６側に配置された基端部がビス１２４により光源取付部９３の外側面に固着され、基端部から先端側へ向って光源取付部９３の外側面から徐々に離間するように湾曲されている。これにより、板ばね部材１２２はＺ軸方向に沿って撓み変形可能となっている。また板ばね部材１２２の先端部には、プリント配線基板１０６の挿通穴８４に対応する連結用のねじ穴１２６が穿設されている。
【００８１】
ここで、図９（Ａ）に示されるように、板ばね部材１２２が変形していない自由状態では、光源取付部９３の外側面から板ばね部材１２２の先端部までのＺ軸方向に沿った間隔Ｔが支持基台９６の光源取付部９３からの突出長とパッケージ部材６８の厚さとの和よりも所定長だけ短くなっている。この板ばね部材１２２の光源取付部９３からの間隔Ｔは、板ばね部材１２２の撓み方向（Ｚ軸方向）に沿った弾性係数と、半導体レーザー１４を光源取付部９３に固定するためにパッケージ部材６８に付与すべき付勢力の大きさ等に応じて設定される。
【００８２】
取付構造１２０により半導体レーザー１４を光源取付部９３に取り付ける際には、先ず、ビス１００をプリント配線基板１０６の複数個の挿通穴８４にそれぞれ挿通し、これらのビス１００のねじ先端部をそれぞれ板ばね部材１２２のねじ穴１２６に捻じ込み、板ばね部材１２２をプリント配線基板１０６側へ撓み変形させる。このとき、パッケージ部材６８における第２基準面７４が支持基台９６の取付基準面９７に軽く当接するまで、複数本のビス１００をそれぞれ均等にねじ穴１２６に捻じ込み、この状態で、半導体レーザー１４の位置調整及び位相調整を行う。この半導体レーザー１４のＸ−Ｙ平面に沿った位置調整及び位相調整については、基本的に第１の実施形態に係る取付構造９０，１０４の場合と同一の方法により行われる。
【００８３】
取付構造１２０では、半導体レーザー１４の位置調整及び位相調整が完了した後、図９（Ｂ）に示されるように、複数本のビス１００を更に板ばね部材１２２のねじ穴１２６に捻じ込み、板ばね部材１２２の撓み変形を増大させることで、板ばね部材１２２の先端部をプリント配線基板８０に当接させる。これにより、板ばね部材１２２によりビス１００のねじ穴１２６への捻じ込みが制限され、プリント配線基板１０６には、その剛性に応じて実装部８２外側の周辺部に僅かな撓み変形が生じる。また半導体レーザー１４には、複数個の板ばね部材１２２の復元力とプリント配線基板１０６の復元力との和に対応する付勢力が作用し、この付勢力によりパッケージ部材６８における第２基準面７４が取付基準面９７に十分な圧接力で圧接し、半導体レーザー１４のＸ−Ｙ平面に沿った移動が拘束される。
【００８４】
図９に示される取付構造１２０によっても、図８に示される取付構造１１０の場合と同様の作用効果が得られると共に、半導体レーザー１４を光源取付部９３側へ付勢する弾性部材として金属製の板ばね部材１２２を用いているので、ゴム製のスペーサ部材１１２を用いた場合と比較して、化学変化等による機械的な特性変化が少なく、半導体レーザー１４に対する付勢力の経時的な変化を抑制できる。
【００８５】
図１０には、本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザの取付構造の第２変形例が示されている。この取付構造１３０で用いられるビス１３４には、頭部１３５と先端側のねじ部１３６との間に頭部１３５よりも小径で、かつねじ部１３６よりも大径とされた円柱状のスペーサ部１３７が設けられている。また取付構造１３０は、半導体レーザー１４を光源取付部９３側へ付勢する弾性部材として波形ワッシャ１３２を備えており、この波形ワッシャ１３２は、ビス１００の頭部１３５とプリント配線基板１０６との間であってビス１００のねじ部の外周側にリング状の波形ワッシャ１３２が介装されている。波形ワッシャ１３２は、図１０（Ｂ）に示されるように、周方向に沿って波形に湾曲した薄い金属板により形成されており、その厚さ方向に沿って弾性変形可能とされている。
【００８６】
取付構造１３０により半導体レーザー１４を光源取付部９３に取り付ける際には、先ず、ビス１３４のスペーサ部１３７の外周側に波形ワッシャ１３２を嵌めた後、ビス１３４をプリント配線基板１０６の複数個の挿通穴８４にそれぞれ挿通させ、これらのビス１３４のねじ部１３６をそれぞれ各波形ワッシャ１３２が僅かに弾性変形するまで、均等にねじ穴９８に捻じ込む。この状態で、半導体レーザー１４のＸ−Ｙ平面に沿った位置調整及び位相調整が行われる。この半導体レーザー１４の位置調整及び位相調整については、基本的に第１の実施形態に係る取付構造９０，１０４の場合と同一の方法により行われることから説明を省略する。
【００８７】
半導体レーザー１４の位置調整及び位相調整が完了した後、複数本のビス１００を更に光源取付部９３のねじ穴９８に捻じ込み、各ビス１３４におけるスペーサ部１３７の先端面をそれぞれ支持基台９６へ圧接させる。これにより、波形ワッシャ１３２の厚さ方向に沿った弾性変形量が十分に増大すると共に、プリント配線基板１０６には実装部８２外側の周辺部に僅かな撓み変形が生じる。このとき、半導体レーザー１４には、複数個の波形ワッシャ１３２の復元力とプリント配線基板１０６の復元力との和に対応する付勢力が作用し、この付勢力によりパッケージ部材６８における第２基準面７４が取付基準面９７に十分な圧接力で圧接し、半導体レーザー１４のＸ−Ｙ平面に沿った移動が拘束される。
【００８８】
図１０に示される取付構造１３０によっても、本実施形態に係る他の取付構造１１０，１２０の場合と同様の作用効果が得られると共に、半導体レーザー１４を光源取付部９３側へ付勢する弾性部材として市販品である波形ワッシャ１３２を用いているので、ゴム製のスペーサ部材１１２や板ばね部材１２２を用いた場合と比較して、弾性部材を設けたことによるコスト上昇を抑制できる。
【００８９】
［第３の実施形態］
【００９０】
図１３及び図１４には本発明の第３の実施形態に係る半導体レーザーの取付構造が示されている。この半導体レーザーの取付構造（以下、単に「取付構造」という。）２００には、図１４に示されるように、光源装置であるレーザーパッケージ２０２が実装されると共に、レーザー駆動回路（図示省略）が配設されたプレート状のレーザー駆動基板２０４が設けられている。レーザーパッケージ２０２は、レーザー光源として面発光型のレーザーアレイ２０６及び、このレーザーアレイ２０６を収納するセラミック製のパッケージ部材２０８を備えている。このパッケージ部材２０８は、レーザー駆動基板２０４とは反対側の表面部が光源側基準面２１０とされており、この光源側基準面２１０は高い平滑度を有する平面に加工されている。
【００９１】
取付構造２００は、光走査装置の筐体２１２に一体的に設けられた光源取付部２１４を備えている。この光源取付部２１４は、筐体２１２の側板部を貫通する窓部２１６及び、この窓部２１６の外周側に筐体２１２の側板部から外側へ突出するように設けられた略円筒状の筒部２１８を備えている。ここで、筒部２１８には、その外周部にリブ状とされた複数個（本実施形態では３個）の当接片２１９が一体的に形成されており、これら３個の当接片２１９は、筒部２１８の外周面に沿って互いに等間隔（１２０°間隔）となるように配置されている。当接片２１９のの先端面は取付基準面２２０とされており、この取付基準面２２０も、光源側基準面２１０と同様に、高い平滑度を有する平面に加工されている。また光源取付部２１４には、筒部２１８の外周側に一対のネジ穴２２２が筐体２１２の側板部を貫通するように設けられている。
【００９２】
取付構造２００には、レーザー駆動基板２０４と光源取付部２１４との間に弾性連結部材２２４が設けられている。この弾性連結部材２２４は、弾性を有する樹脂等を素材として、例えば、図中に示される座標軸のＸ方向を長手方向とするプレート状に形成されており、その長手方向に沿った両端部には、レーザー駆動基板２０４側へ突出する円柱状のボス部２２６がそれぞれ一体的に形成されている。このボス部２２６の中心部には、板厚方向に沿って弾性連結部材２２４を貫通するネジ穴２２８が穿設されている。レーザー駆動基板２０４には、弾性連結部材２２４の一対のネジ穴２２８に対応する一対の挿通穴２３２が穿設されている。これら一対の挿通穴２３２の内径は、レーザー駆動基板２０４を弾性連結部材２２４に連結し、締結固定するためのネジ２４０の外径よりも若干大きくされており、これらの径の差だけレーザー駆動基板２０４がＸ軸及びＹ軸方向に沿って位置調整可能になる。
【００９３】
また弾性連結部材２２４には、その長手方向に沿った中央部に光源取付部２１４の筒部２１８に対応する矩形の開口部２３０が穿設されると共に、この開口部２３０の上下にそれぞれ光源取付部２１４の一対のネジ穴２２２にそれぞれ対応する一対の挿通穴２３４が穿設されている。なお、本実施形態では、弾性連結部材２２４を樹脂により形成したが、弾性限度内で使用可能な素材であるならば金属材料等の他の素材により形成するようにしても良い。
【００９４】
次に、図１５に基づいて弾性連結部材２２４の構成を詳細に説明する。弾性連結部材２２４は、図１５（Ａ）に示されるように、光軸方向と一致するＺ軸方向へ薄いプレート状に形成されている。これにより、弾性連結部材２２４は光軸方向に沿った変形（撓み変形）が可能になっている。これに対し、弾性連結部材２２４は、Ｘ軸及びＹ軸方向へは十分な剛性を有する形状とされている。従って、弾性連結部材２２４は、光軸方向に沿った復元力を発生しやすい形状ではあるが、光源取付部２１４への固定後にＸ軸及びＹ軸方向に沿った外力が加わっても変形が生じ難くなっている。このため、弾性連結部材２２４によれば、光軸方向に沿ってレーザー駆動基板２０４を光源取付部２１４へ確実に押圧し、かつ光源取付部２１４への固定後にＸ軸及びＹ軸方向への位置ずれを生じ難くできる。
【００９５】
弾性連結部材２２４は、図１５（Ｂ）に示されるように、レーザーアレイ２０６から出射されたレーザー光Ｂの光軸ＳＢの通過点ＰＢを中心として、一対のネジ穴２２８がＸ軸方向に沿って互いに等距離となるように配置され、かつ一対の挿通穴２３２がＹ軸方向に沿って互いに等距離となるように配置されている。これにより、周辺環境の温度変化により弾性連結部材２２４に膨張又は収縮が発生した際にも、Ｘ軸方向に沿った熱応力及びＹ軸方向に沿った熱応力が互いに相殺されることから、熱応力の影響によるＸ軸方向及びＹ軸方向に沿った弾性連結部材２２４の位置変化が効果的に防止される。この結果、弾性連結部材２２４の周辺環境に温度変化があった場合でも、レーザー光Ｂの位置ずれを防止できる。
【００９６】
すなわち、例えば、固定点である一対のネジ穴２２８から通過点ＰＢまでの距離ＤＡがそれぞれ異なる場合には、周辺環境の温度変化により弾性連結部材２２４にＸ軸方向に沿って膨張又は収縮が発生した際に、弾性連結部材２２４における通過点ＰＢから一方のネジ穴２２８までの部分に生じる熱応力と通過点ＰＢから他方のネジ穴２２８までの部分に生じる熱応力とが不均一なものになり、この熱応力の差により弾性連結部材２２４がＸ軸方向に沿って位置変化する現象が生じ易くなる。また固定点である一対の挿通穴２３２から通過点ＰＢまでの距離ＤＢがそれぞれ異なる場合にも、周辺環境の温度変化により弾性連結部材２２４にＹ軸方向に沿って膨張又は収縮が発生した際に、弾性連結部材２２４における通過点ＰＢを中心として生じる熱応力がが不均一なものになり、この熱応力の差により弾性連結部材２２４がＹ軸方向に沿って位置変化する現象が生じ易くなる。
【００９７】
弾性連結部材２２４には、図１５（Ｃ）に示されるように、開口部２３０と一対のネジ穴２２８との中間部にそれぞれ弾性連結部材２２４の短手方向（Ｙ軸方向）へ直線的に延在するスリット溝２３６が形成されている。これら一対のスリット溝２３６も、通過点ＰＢからの距離が互いに等しくなるように配置されている。弾性連結部材２２４は、その撓み方向に沿った剛性がスリット溝２３６に沿った局部的に低下していることから、光軸方向に沿った外力が加えられた場合には、一対のスリット溝２３６に沿った部分が他の部分よりも優先的に撓み変形する。またスリット溝２３６の深さを適宜調整することにより、弾性連結部材２２４全体の形状や形成素材のヤング率にかかわらず、撓み方向に沿って所望の弾性力を得られるように弾性連結部材２２４の設計を行う事が可能となっている。またスリット溝２３６の幅を適宜調整することで、弾性連結部材２２４が撓み変形した状態でも、弾性連結部材２２４の一部分に過大な応力を生じさせることなく、光源側基準面２１０を光源取付部２１４の取付基準面２２０と平行にすることが可能になる。
【００９８】
本実施形態の取付構造２００では、レーザーパッケージ２０２を光源取付部２１４に取り付ける際には、先ず、図１４（Ｂ）に示されるように、一対のネジ２３８を弾性連結部材２２４における一対の挿通穴２３４にそれぞれ挿通させ、これらのネジ２３８の先端部を光源取付部２１４における一対のネジ穴２２２にそれぞれ捻じ込むことにより、弾性連結部材２２４を光源取付部２１４に締結固定する。このとき、光源取付部２１４の筒部２１８は、弾性連結部材２２４の開口部２３０内を通ってレーザー駆動基板２０４側へ突出する。
【００９９】
次いで、位置調整治具（図示省略）によりレーザーパッケージ２０２の光源側基準面２１０が光源取付部２１４の取付基準面２２０に当接するように、レーザー駆動基板２０４を保持する。この状態で、レーザーパッケージ２０２が位置調整治具によりレーザー駆動基板２０４と共に、レーザーパッケージ２０２から出射されるレーザー光Ｂの光軸ＳＢと直交する方向（Ｘ軸及びＹ軸方向）へ位置調整される。この位置調整時には、図１４（Ｂ）に示されるように、弾性連結部材２２４のボス部１７６とレーザー駆動基板２０４との間には、光軸方向に沿って狭い隙間Ｇが形成される。
【０１００】
取付構造２００では、レーザーパッケージ２０２のＸ軸及びＹ軸方向への位置調整完了後に、一対のネジ２４０をレーザー駆動基板２０４における一対の挿通穴２３２内をそれぞれ挿通させ、これら一対のネジ２４０の先端部を弾性連結部材２２４における一対のネジ穴２２８内へ捻じ込むことで、レーザー駆動基板２０４を弾性連結部材２２４に連結する。このとき、一対のネジ２４０を一対のネジ穴２２８内へそれぞれ均等に捻じ込んで行くことにより、図１４（Ｃ）に示されるように、弾性連結部材２２４における一対のスリット溝２３６に沿った部分がそれぞれ優先的にレーザー駆動基板２０４側へ撓み変形し、一対のボス部１７６の先端面がそれぞれレーザー駆動基板２０４の表面部へ圧接する。更に、一対のネジ２４０を所定の締め付けトルクが生じるまで捻じ込むことにより、弾性連結部材２２４がレーザー駆動基板２０４の表面部にならうように密着固定されると共に、弾性連結部材２２４の弾性的な復元力に対応する圧力で光源側基準面２１０が取付基準面２２０へ圧接する。
【０１０１】
すなわち、取付構造２００では、一対のネジ２４０を所定の締め付けトルクが生じるまで捻じ込みレーザーパッケージ２０２を、弾性連結部材２２４を介して光源取付部２１４へ固定することにより、光源側基準面２１０及び取付基準面２２０に寸法誤差や光軸ＳＢに対する部分的な傾きがある場合でも、この寸法誤差や傾きが、弾性連結部材２２４が弾性変形することで吸収されるので、光源側基準面２１０及び取付基準面２２０の寸法誤差の影響によりレーザーパッケージ２０２の位置調整後における姿勢変化の発生を防止できる。
【０１０２】
なお、本実施形態の取付構造２００では、コリメートレンズなどの光学部品を備えていない光源装置であるレーザーパッケージ２０２を筐体２１２に設けられた光源取付部２１４に取り付けていたが、レーザーパッケージ２０２と共にコリメートレンズなどの光学部品を備えて光源装置を、弾性連結部材２２４を介して筐体２１２に設けられた光源取付部２１４に取り付けるようにしても良い。このような場合にも、光学部品を備えた光源装置に光源側基準面２１０を設けることより、本実施形態の取付構造２００と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体レーザによれば、結像光学系が搭載される支持構造体に簡単に取り付けることができ、かつ結像光学系に対する面発光型の半導体レーザーチップの傾き誤差を十分に小さくできる。
【０１０４】
また本発明に係る半導体レーザの取付構造によれば、面発光型の半導体レーザーチップをレーザー光源とする半導体レーザー装置を結像光学系が搭載される支持構造体に簡単に取り付けることができ、かつ結像光学系に対するレーザー光源の傾き誤差を十分に小さくできる。
【０１０５】
また本発明に係る光源装置の取付構造によれば、光源取付部に取り付けられた光源装置を精度良く容易に位置調整でき、かつ位置調整後に光源装置を光源取付部に固定する際における光源装置に位置変化を効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体レーザが適用されたレーザー光走査装置における光学系の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示されるレーザー走査装置における駆動・制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る面発光型半導体レーザの構成を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る面発光型半導体レーザの構成を示す側面断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザの取付構造の構成を示す側面断面図であり、半導体レーザの光源取付部への取付前の状態を示している。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザの取付構造の構成を示す側面断面図であり、半導体レーザが光源取付部へ取り付けられた状態を示している。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る取付構造の第１変形例の構成を示す側面断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザーの取付構造及び、この取付構造におけるスペーサ部材の構成を示す側面断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る取付構造の第１変形例の構成を示す側面断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る取付構造の第２変形例及び、この取付構造における波形ワッシャの構成を示す側面断面図である。
【図１１】本発明の請求項７に係る光源装置の取付構造の具体的構成を示す側面断面図である。
【図１２】図１１に示される光源装置の取付構造における光源装置及び光源側基準面の変形例を示す側面断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る半導体レーザーの取付構造の構成を示す分解斜視図である。
【図１４】図１３に示される半導体レーザーの取付構造の構成を示す平面図である。
【図１５】図１３に示される半導体レーザーの取付構造における弾性連結部材を示す平面図、正面図及び斜視図である。
【図１６】特開平９−１０２６５０号広報に開示された従来の半導体レーザー装置の構成を示す分解斜視図である。
【図１７】特許文献３及び特許文献４に開示された従来の取付構造による半導体レーザーの光源取付部への取付方法を説明するために側面断面図である。
【符合の説明】
１０　　　レーザー走査装置
１４　　　半導体レーザー（半導体レーザー装置）
６０　　　レーザーアレイ（半導体レーザーチップ）
６２　　　表面部（半導体レーザーチップ）
６４　　　レーザー発光部
６４　　　各レーザー発光部
６６　　　裏面部（半導体レーザーチップ）
６８　　　パッケージ部材
７２　　　第１基準面
７４　　　第２基準面
８０　　　プリント配線基板（回路基板、フレキシブルプリント配線基板）
９０　　　取付構造
９２　　　光学箱（支持構造体）
９３　　　光源取付部
９６　　　支持基台
９７　　　取付基準面
１０４　　　取付構造
１０８　　　ボス
１１０　　　取付構造
１１２　　　スペーサ部材（弾性部材）
１１６　　　プリント配線基板（回路基板）
１２０　　　取付構造
１２２　　　板ばね部材（弾性部材）
１３０　　　取付構造
１３２　　　波形ワッシャ（弾性部材）
１５０　　　取付構造（光源装置の取付構造）
１５２　　　レーザーパッケージ（光源装置）
１５４　　　レーザーアレイ（光出射部）
１６０　　　光源側基準面
１６４　　　光源取付部
１７０　　　取付基準面
１７４　　　弾性連結部材
１９０　　　半導体レーザー（光源装置、光出射部）
１９８　　　光源側基準面
２００　　　取付構造（光源装置の取付構造）
２０２　　　レーザーパッケージ（光源装置）
２０４　　　レーザーアレイ（光出射部）
２１０　　　光源側基準面
２１４　　　光源取付部
２２０　　　取付基準面
２２４　　　弾性連結部材
２２８　　　ネジ穴（第２連結部）
２３２　　　挿通穴（第１連結部）
２３６　　　スリット溝（剛性低下部）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a semiconductor laser device having a surface emitting semiconductor laser chip as a laser light source, and a mounting structure of the semiconductor laser device for mounting the semiconductor laser device on a support structure on which an imaging optical system is mounted, and The present invention relates to a light source device mounting structure for mounting a light source device using a semiconductor laser chip or the like as a light source to an optical scanning device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, image forming apparatuses that use laser light for an image forming process, such as a laser printer, have become widespread. In this type of image forming apparatus, a laser beam is applied to an image carrier such as a photosensitive material or a photosensitive member. Optical scanning devices are often used to scan and form an image (latent image) on an image carrier. Further, in such an image forming apparatus, there is a strong demand for high-speed image formation, and as a means for realizing this, for example, an image carrier is simultaneously scanned by a plurality of laser beams to form an image. A method, so-called multi-beam, is adopted. As means for achieving this multi-beam formation, there is one disclosed in Patent Document 1, which discloses a surface emitting laser (hereinafter referred to as a surface emitting laser) in which a plurality of light emitting portions can be easily arranged on one semiconductor laser chip. A laser scanning apparatus using VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser-Diode as a light source is shown.
[0003]
In the laser scanning device as described above, a semiconductor laser device on which a semiconductor laser chip is mounted is mounted on a support structure on which an imaging optical system and a deflector are mounted, and laser light emitted from the semiconductor laser device is formed. An image is formed as a beam spot on the image carrier by the image optical system and the deflector, and the image carrier is scanned. In this laser scanning device, the direction (optical axis direction) of the light beam emitted from the semiconductor laser chip affects the optical characteristics of the imaging optical system, so that the relative position adjustment of the semiconductor laser chip with respect to the imaging optical system can be performed. Performed with micron accuracy.
[0004]
Further, as a conventional semiconductor laser used as a light source in the laser scanning device as described above, for example, there is one disclosed in Patent Document 2. As shown in FIG. 16, a block-shaped support stand 144 is fixed to the semiconductor laser 140 at the center of the front surface of a disc-shaped stem 142. One side of the support stand 144 is provided with a heat sink. An edge-emitting type semiconductor laser chip (hereinafter, referred to as “LD”) 148 is attached via 146. A photodiode (hereinafter, referred to as “MPD”) 150 for monitoring the light amount is fixed to the surface of the stem 142 so as to face the LD 148. The semiconductor laser 140 is provided with a cap 152 so as to cover the surface of the stem 142, and a window 154 through which the laser light B passes is opened at the center of the top surface of the cap 152. The semiconductor laser 140 is provided with a plurality of electrode terminals 156 so as to penetrate the stem 142, and electronic components such as the LD 148 and the MPD 150 on the stem 142 are connected to these electrode terminals 156 by bonding wires 158. Have been. Thus, electronic components such as the LD 148 and the MPD 150 are connected to a drive control circuit (not shown) via the bonding wires 158 and the electrode terminals 156.
[0005]
When the semiconductor laser 140 configured as described above is mounted on a laser scanning device, first, the semiconductor laser 140 is fixed on a circuit board (not shown) using the back surface of the stem 142 as a reference surface. 140 is press-fitted and fixed into a holder member (not shown) for attaching to the laser scanning device. The holder member is provided with a reference abutment surface at the time of attachment to the laser scanning device, and a light source attachment portion of the laser scanning device to which the semiconductor laser 140 is attached is also provided with a reference attachment surface. The holder member holding the semiconductor laser 140 is fixed to the light source mounting portion with screws or the like with its abutting surface abutting against the mounting surface.
[0006]
Further, as a mounting structure of a semiconductor laser for mounting a semiconductor laser to a light source mounting portion of an optical scanning device, for example, there are structures disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4. In the mounting structure of the semiconductor laser disclosed in Patent Documents 3 and 4, the reference surface (light source side reference surface) of the holder member holding the semiconductor laser contacts the reference surface (mounting reference surface) of the light source mounting portion. After adjusting the optical axis position of the laser emitted from the semiconductor laser along the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis in the contact state, the fixing screw inserted through the through hole of the holder member is drilled in the light source mounting portion. The semiconductor laser is fixed to the light source mounting portion via the holder member by being screwed into the provided screw hole. Here, the light source side reference surface of the holder member and the mounting reference surface of the light source mounting portion are processed so as to be a plane orthogonal to the optical axis of laser light emitted from the semiconductor laser.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-5-294005 (page 5, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-9-102650 (page 2, FIG. 23)
[Patent Document 3]
JP-A-5-297303 (pages 4-5, FIG. 4)
[Patent Document 4]
JP-A-7-168109 (page 4, FIG. 2)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In a laser scanning device, when the emission position of a laser beam from a laser light source is before or after a predetermined position along an optical axis direction (depth direction), the error is enlarged several hundred times on the photoconductor and the photoconductor is enlarged. This appears as an error in the focal position of the laser beam with respect to the surface (hereinafter, referred to as “focus difference”), that is, a focus difference enlarged according to the vertical magnification of the imaging optical system occurs. Specifically, for example, when the beam diameter on the photoreceptor is 50 μm, the depth of focus is 4 mm, and the field curvature is 2 mm, the allowable depth direction focus difference is 2 mm. At this time, assuming that the longitudinal magnification in the laser scanning device is 200, the allowable difference in the optical axis direction of the emission position of the laser light source is 10 μm or less.
[0009]
When the above relationship is applied to a semiconductor laser device using a two-beam laser array having a light emitting point interval of 14 μm as a light source, the inclination of the light source corresponding to the position difference along the depth direction of the two light emitting points is 35 °. Is allowed up to. On the other hand, in a semiconductor laser device using a multi-beam array as a light source in which the number of light emitting points becomes several to several tens, for example, if the distance between the light emitting points at both ends of the laser array is 200 μm, In order to reduce the error along the depth direction of the light source to 10 μm or less, the inclination of the light source must be 2.5 ° or less.
[0010]
However, the semiconductor laser 140 shown in FIG. 16 has a structure in which the LD 148 is fixed to one side surface (mounting surface) of the support base 144 via the heat sink 146, so that the direction orthogonal to the mounting surface is set in the Y direction. When the optical axis direction of the imaging optical system is the Z direction and the direction orthogonal to these Y and Z directions is the X direction, the tilt error of the LD 148 along the YZ plane is determined by using the LD 148 with respect to the mounting surface. Can be sufficiently reduced by attaching the LD 148 to the support 144, since the reference error does not exist for the tilt error of the LD 148 along the ZX plane. Easy to grow. Such a problem can also occur when a surface-emitting type LD is used as a light source in a semiconductor laser device as shown in FIG.
[0011]
On the other hand, in the mounting structure of a semiconductor laser disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4 (hereinafter simply referred to as “mounting structure”), the semiconductor laser as a light source is fixed after positioning adjustment, but a holder member is used. Because there is a difference between the flatness of the light source side reference plane and the flatness of the mounting reference plane of the light source mounting part, one of the reference planes will be aligned with the other reference plane when fixed, and the semiconductor laser will be precisely positioned. However, there is also a problem that the position of the semiconductor laser fluctuates during fixing.
[0012]
With reference to FIG. 17, the problem in the conventional mounting structure as disclosed in Patent Literature 3 and Patent Literature 4 will be described in detail.
[0013]
FIG. 17 is a side sectional view for explaining a method of mounting a semiconductor laser to a light source mounting portion by a conventional mounting structure. The mounting structure 300 is provided with a plate-shaped laser driving substrate 304 for holding the semiconductor laser 302, and a light source mounting portion 309 to which the semiconductor laser 302 is mounted via the laser driving substrate 304 is provided as a housing of the optical scanning device. It is provided in. Here, one side of the laser driving substrate 304 is a light source side reference surface 308, and the semiconductor laser 302 is brought into contact with the light source side reference surface 308 of the laser driving substrate 304 on the light source mounting portion 309. An attachment reference surface 310 for positioning is formed in a planar shape, and a window 312 through which laser light B emitted from the semiconductor laser 302 passes is penetrated.
[0014]
In the mounting structure 300 as described above, ideally, the light source side reference surface 308 of the laser drive board 304 and the mounting reference surface 310 of the light source mounting portion 309 are maintained flat as shown in FIG. The semiconductor laser is fixed via the laser drive substrate 304 while keeping the state. However, as shown in FIG. 17A, both the light source side reference surface 308 of the laser drive board 304 and the mounting reference surface 310 of the light source mounting portion 309 have a shape error due to a manufacturing error of the component. In this example, an example in which an error (inclination) occurs at one end of the mounting reference plane 310 will be described. At the time of adjustment, as shown in FIG. 17B, the light source side reference surface 308 of the laser drive substrate 304 is in contact with a high point portion of the mounting reference surface 310. In this state, the position adjustment of the semiconductor laser 302 is performed while the reference surfaces 308 and 310 are pressed against each other by an assembling jig (not shown).
[0015]
However, after the position adjustment of the semiconductor laser 302 is completed, as shown in FIG. 17C, when the laser driving substrate 304 is fixed by the screw 314 as a fastening member, the fastening to the light source side reference surface 308 is performed by the fastening force. The reference surface 310 is fastened so as to completely match, and one or both of the laser driving substrate 304 and the light source mounting portion 309 (here, mainly the laser driving substrate 304) are deformed, and the semiconductor held by the laser driving substrate 304 is held. The posture of the laser 302 is different from that in the adjustment. In particular, the relative positional relationship between the semiconductor laser 302 and a collimator lens (not shown) disposed in the housing of the optical scanning device requires extremely strict accuracy, and a deviation occurs due to a shock after manufacturing or the like. In this case, desired performance cannot be obtained, and the laser drive substrate 304 needs to be firmly fixed to the light source mounting portion 309. In such a mounting structure 300, problems such as difficulty in adjustment at the time of assembling, deterioration of adjustment accuracy, and increase in adjustment man-hours are likely to occur.
[0016]
A first object of the present invention is to take the above facts into consideration and to easily attach the imaging optical system to a supporting structure, and to tilt the surface emitting semiconductor laser chip with respect to the imaging optical system. An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device capable of sufficiently reducing an error.
[0017]
Further, a second object of the present invention is to provide a semiconductor laser device using a surface-emitting type semiconductor laser chip as a laser light source, which can be easily attached to a support structure on which an imaging optical system is mounted, in consideration of the above fact. It is an object of the present invention to provide a mounting structure of a semiconductor laser device which is capable of sufficiently reducing a tilt error of a laser light source.
[0018]
Further, a third object according to the present invention is to easily adjust the position of the light source device attached to the light source attachment portion with high accuracy in consideration of the above fact, and to fix the light source device to the light source attachment portion after the position adjustment. In this case, it is an object of the present invention to provide a light source device mounting structure in which the position of the light source device does not change.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor laser device according to claim 1 of the present invention has a surface-emitting type semiconductor laser chip having a laser emitting portion provided on a surface portion, and holds and supports the semiconductor laser chip. A semiconductor laser device comprising: a package member attached to a light source attachment portion of a structure; wherein the package member has a first planar reference surface on which the semiconductor laser chip is mounted; A second reference surface, which is substantially parallel to the surface and is a reference surface for positioning when the package member is mounted on the light source mounting portion.
[0020]
According to the semiconductor laser device of the first aspect, the first reference surface and the second reference surface are provided on the package member so as to be parallel to each other, and the semiconductor laser chip is mounted on the first reference surface of the package member. And the second reference surface is used as a positioning reference surface when the package member is mounted on the light source mounting portion, so that the semiconductor laser chip is not tilted with respect to the first reference surface. Since the package member and the semiconductor laser chip can be mounted at a predetermined position in the light source mounting portion without causing a tilt error, for example, the optical axis of the imaging optical system mounted on the support structure can be held by the package member. The semiconductor laser chip is easily assembled on the package member so that the tilt error of the semiconductor laser chip is sufficiently small. Only, it can be attached to the package member to the light source attachment portion of the easily support structure.
[0021]
Here, a surface emitting semiconductor laser chip generally emits laser light perpendicular to the surface from a laser emitting portion provided on the surface thereof, and also has an edge emitting semiconductor laser chip. Differently, no back beam is emitted from the back surface. The semiconductor laser device as described above can be realized on the premise of the characteristics of such a surface-emitting type semiconductor laser chip (VCSEL). For example, a tilt error of the semiconductor laser chip with respect to the imaging optical system can be sufficiently reduced. The effect is obtained.
[0022]
The semiconductor laser chip may be directly mounted on the first reference surface of the package member, or may be mounted on the first reference surface with some member such as a plate-like spacer interposed.
[0023]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the semiconductor laser device mounting structure, wherein the semiconductor laser device according to the first aspect is provided with an imaging optical system for imaging a laser beam emitted from the laser light emitting portion. A mounting structure of a semiconductor laser device for mounting on a light source mounting portion of a supporting structure, wherein the planar structure provided on the light source mounting portion with respect to an optical axis of an imaging optical system mounted on the supporting structure. And a restraining means for fixing the package member to the light source mounting portion while bringing the second reference surface into contact with the mounting reference surface.
[0024]
According to the mounting structure of the semiconductor laser device according to the second aspect, the light source mounting portion is provided with a flat mounting reference surface based on the optical axis of the imaging optical system mounted on the support structure, and the restraining means is provided. The package member holding the semiconductor laser chip is fixed to the supporting structure by fixing the package member to the light source mounting portion while the second reference surface of the package member is in contact with the mounting reference surface of the light source mounting portion of the support structure. The package member positioned in this manner can be fixed to the light source mounting portion of the support structure.
[0025]
At this time, since the semiconductor laser chip is held by the package member so that the surface portion of the semiconductor laser chip is parallel to the first reference plane, the package member is fixed to the light source mounting portion by the restraining means. The inclination error of the semiconductor laser chip with respect to the support structure can be made sufficiently small.
[0026]
The mounting structure of the light source device according to claim 7 of the present invention includes the light source device in a light source mounting portion of an optical scanning device that scans and exposes an image carrier with a light beam emitted from a light emitting portion of the light source device. A light source device mounting structure for mounting, the light source side reference surface provided in the light source device, and the light source together with the light source side reference surface provided in the light source mounting portion and in contact with the light source side reference surface. The mounting reference plane for setting the optical axis direction of the light beam emitted from the emitting unit, and adjusting the optical axis position along the direction perpendicular to the optical axis, the light source device and the light source mounting unit being connected to the light source mounting unit, respectively. An elastic connecting member that elastically deforms along the optical axis direction and presses the light source side reference surface onto the mounting reference surface by elastic restoring force along the optical axis direction. And
[0027]
The operation of the light source device mounting structure according to claim 7 will be specifically described based on FIG.
[0028]
FIG. 11 shows a specific example of a mounting structure of a light source device having the configuration described in claim 7. The mounting structure (hereinafter simply referred to as “mounting structure”) 150 of the light source device is provided with a laser package 152 as a light source device and a plate-shaped laser provided with a laser driving circuit (not shown). A drive board 154 is provided. The laser package 152 includes a surface-emitting type laser array 156 as a laser light source, and a ceramic package member 158 that accommodates the laser array 156. The surface of the package member 158 opposite to the laser drive substrate 154 is a light source side reference surface 160, and the light source side reference surface 160 is processed into a flat surface having high smoothness.
[0029]
The mounting structure 150 includes a light source mounting portion 164 provided integrally with the housing 162 of the optical scanning device. The light source mounting portion 164 includes a window 166 penetrating the side plate of the housing 162, and a cylindrical portion 168 provided on the outer peripheral side of the window 166 so as to protrude from the side plate of the housing 162. . Here, the distal end surface of the cylindrical portion 168 is a mounting reference surface 170, and the mounting reference surface 170 is also processed into a flat surface having high smoothness, similarly to the light source side reference surface 160. The light source mounting portion 164 is provided with a pair of screw holes 172 on the outer peripheral side of the cylindrical portion 168 so as to penetrate the side plate portion of the housing 162.
[0030]
In the mounting structure 150, an elastic connecting member 174 is provided between the laser driving board 154 and the light source mounting portion 164. The elastic connecting member 174 is formed of, for example, a resin having elasticity and is formed in a plate shape elongated in one direction. Bosses projecting toward the laser drive substrate 154 are provided at both ends along the longitudinal direction. The portions 176 are integrally formed. The boss portion 176 is provided with a screw hole 178 penetrating the elastic connecting member 174 along the thickness direction. On the other hand, a pair of insertion holes 182 corresponding to a pair of screw holes 178 of the elastic connecting member 174 are formed in the laser drive board 154. In the elastic connecting member 174, an opening 180 corresponding to the cylindrical portion 168 of the light source mounting portion 164 is formed at a central portion along the longitudinal direction, and the light source mounting portions 164 are provided above and below the opening 180, respectively. A pair of insertion holes 184 corresponding to the pair of screw holes 172 are formed.
[0031]
In the mounting structure 150, when mounting the laser package 152 to the light source mounting portion 164, first, as shown in FIG. 11B, a pair of screws 186 are respectively inserted into a pair of insertion holes 184 of the elastic connecting member 174. Then, the distal ends of these screws 186 are screwed into a pair of screw holes 172 in the light source mounting portion 164, respectively, so that the elastic connecting member 174 is fastened and fixed to the light source mounting portion 164. At this time, the cylindrical portion 168 of the light source mounting portion 164 protrudes toward the laser drive board 154 through the opening 180 of the elastic connecting member 174.
[0032]
Next, the laser drive board 154 is held by a position adjusting jig (not shown) such that the light source side reference surface 160 of the laser package 152 comes into contact with the mounting reference surface 170 of the light source mounting portion 164. In this state, the position of the laser package 152 is adjusted together with the laser driving substrate 154 in the direction orthogonal to the optical axis SB of the laser light B emitted from the laser package 152 (the direction perpendicular to the axis) by the position adjusting jig. At the time of this position adjustment, a narrow gap is formed between the boss portion 176 of the elastic connecting member 174 and the laser drive board 154 along the optical axis direction.
[0033]
In the mounting structure 150, after the position adjustment of the laser package 152 is completed, a pair of screws 188 are inserted into a pair of insertion holes 182 in the laser drive board 154, and the tips of the pair of screws 188 are connected to the pair of elastic connection members 174. The laser drive board 154 is connected to the elastic connection member 174 by being screwed into the screw hole 178. At this time, by screwing the pair of screws 188 evenly into the pair of screw holes 178, as shown in FIG. The pair of bosses 176 are elastically deformed (bending deformed) toward the sides, and the tip surfaces of the pair of bosses 176 press against the surface of the laser drive substrate 154, respectively. Further, by screwing the pair of screws 188 until a predetermined tightening torque is generated, the elastic connecting member 174 is tightly fixed so as to conform to the surface portion of the laser driving board 154, and the elastic connecting member 174 has an elasticity. The light source-side reference surface 160 presses against the mounting reference surface 170 with a pressure corresponding to the restoring force.
[0034]
That is, in the mounting structure 150, the screw 188 is screwed in until a predetermined tightening torque is generated, and the laser package 152 is fixed to the light source mounting portion 164 via the elastic connecting member 174. Even if there is a dimensional error in 170, the dimensional error is absorbed by the elastic deformation of the elastic connecting member 174, and the position of the laser package 152 is affected by the dimensional error of the light source side reference surface 160 and the mounting reference surface 170. Posture change after the adjustment can be prevented.
[0035]
In the mounting structure 150 shown in FIG. 11, the light source side reference surface 160 is formed on the package member 158. However, as shown in FIG. 12A, the light source side reference surface 160 is housed in a generally used tubular package member. A laser package 190 using an edge emitting semiconductor laser as a laser light source may be mounted on a laser drive board 154, and a surface portion of the laser drive board 154 may be a light source side reference plane 192. As shown in FIG. 12B, the laser package 191 is mounted on a plate-shaped holding member 194, and the semiconductor laser 190 is connected on a circuit board by a circuit connecting member 196 such as an FPC. The surface portion on the mounting portion side may be used as the light source side reference surface 198. Even when the surface portion of the laser driving substrate 154 is the light source side reference surface 192 or the surface portion of the holding member 194 is the light source side reference surface 198, the surface portion of the package member 158 is formed on the light source side reference surface. Basically, the same operation and effect as in the case of 160 can be obtained.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention and a mounting structure thereof will be described with reference to the drawings.
[0037]
[First Embodiment]
[0038]
(Configuration of laser scanning device)
[0039]
First, a laser scanning device in which a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention is applied as a light source device will be described. FIG. 1 shows a configuration of an optical system of a laser scanning device to which a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention is applied. The laser scanning device 10 scans a drum-shaped photoconductor 12 with a laser beam B modulated by an image signal to form an electrostatic latent image on the photoconductor 12, and forms an image by an electrophotographic process. To an image forming apparatus such as a laser printer, a copying machine, etc.
[0040]
As shown in FIG. 1, the laser scanning device 10 includes a semiconductor laser 14 as a light source device for laser light B, and the semiconductor laser 14 is a surface-emitting type laser array 60 (see FIG. 3) as a multi-beam light source. ) Built-in. When driven, the laser array 60 emits a plurality of laser beams B having a substantially Gaussian distribution (only one laser beam B is shown in FIG. 1). The laser beam B emitted from the laser array 60 is a beam beam whose far field pattern (FFP) has a substantially uniform divergence angle in each of the main scanning direction and the sub scanning direction. In the laser scanning device 10, a collimator lens 18, a light beam shaping slit member 20, a cylindrical lens 24, and a half mirror 22 are arranged in this order from the semiconductor laser 14 side along the optical path of the laser light B emitted from the semiconductor laser 14. Have been.
[0041]
Here, the collimator lens 18 is arranged so that the distance between the collimator lens 18 and the laser array 60 along the optical axis of the laser beam B coincides with the focal length of the collimator lens 18. Becomes substantially parallel light. The laser beam B is shaped into a predetermined cross-sectional shape by passing through the slit of the slit member 20, and enters the cylindrical lens 24 having a curvature along the sub-scanning direction.
[0042]
The half mirror 22 transmits approximately 30% of the total light amount of the laser light B transmitted through the cylindrical lens 24, and reflects the remaining laser light B toward the rotary polygon mirror 26. The back side of the half mirror 22 is configured as a cylindrical lens having a curvature along the main scanning direction, and the laser beam B transmitted through the cylindrical lens 24 and the half mirror 22 is focused on the sub scanning direction and the main scanning direction, respectively. Then, a light spot is formed on a light receiving portion of a photodiode (hereinafter, referred to as “MPD”) 28 for monitoring the amount of light.
[0043]
The rotary polygon mirror 26 is formed in the shape of a regular polygonal prism, and a plurality of planes on the outer peripheral side are used as the reflection / deflection surfaces 30. Further, a deflection driving means (not shown) composed of a stepping motor or the like is connected coaxially to the rotary polygon mirror 26, and the rotary polygon mirror 26 is moved around the axis by the torque transmitted from the deflection drive means. It rotates at each speed in the direction. The laser beam B reflected by the half mirror 22 is converged along the sub-scanning direction on the reflection deflection surface 30 by the lens power of the cylindrical lens 24. The rotary polygon mirror 26 reflects the laser beam B by the reflection / deflection surface 30, and deflects the laser beam B so that the laser beam B moves at a constant angular velocity along the main scanning direction.
[0044]
The laser scanning device 10 is provided with a pair of Fθ lenses 32 and 34 along the direction in which the rotating polygon mirror 26 deflects the laser light B. Lenses 32 and 34 are each formed in an elongated rod shape along the main scanning direction, and converge the laser beam B reflected by the rotary polygon mirror 26 along the main scanning direction, The movement of B along the main scanning direction is converted from a constant angular velocity to a constant linear velocity. The laser beam B transmitted through the Fθ lenses 32 and 34 is bent in a substantially U-shape by a first cylindrical mirror 36 and a plane mirror 38, and is further reflected by the second cylindrical mirror 40 toward the photoconductor 12. . The laser beam B reflected by the second cylindrical mirror 40 passes through the dust-proof window glass 42 and reaches the outer peripheral surface of the photoconductor 12.
[0045]
The cylindrical mirrors 36 and 40 have an optical power for converging the laser beam B along the sub-scanning direction. In the laser scanning device 10, the reflection / deflection surface 30 of the rotary polygon mirror 26 and the outer peripheral surface of the photoreceptor 12 are substantially conjugate with each other. The displacement of the light spot on the photoconductor 12 along the sub-scanning direction is corrected. The curvature of the collimator lens 18, the cylindrical lens 24, and the cylindrical mirrors 36 and 40 in the sub-scanning direction is the beam interval along the sub-scanning direction on the photoconductor 12 and the beam at a position several millimeters away from the photoconductor 12. Are set so as to have the same telecentric relationship with each other.
[0046]
The photoreceptor 12 is formed in a substantially columnar shape elongated in the axial direction, and has an outer peripheral surface serving as a photosensitive surface 13 responsive to the laser beam B. The photoconductor 12 is supported so that its axial direction matches the main scanning direction of the laser scanning device 10. That is, in the laser scanning device 10, the laser light B emitted from the semiconductor laser 14 converges as a light spot on the photosensitive member 12, and this light spot moves on the photosensitive member 12 along the main scanning direction to perform the main scanning. A latent image is recorded along the line. Further, a sub-scanning driving unit (not shown) is connected to the photoconductor 12, and the sub-scanning driving unit rotates the photoconductor 12 by a predetermined amount in synchronization with completion of one main scan on the photoconductor 12. . As a result, portions of the photoconductor 12 that are different from each other by a distance corresponding to the pixel density along the sub-scanning direction (circumferential direction) are sequentially main-scanned by the laser beam B, and a two-dimensional latent image is formed on the photoconductor 12. Go.
[0047]
In the laser scanning device 10, a plane mirror 44 is disposed on the optical path of the laser beam B reflected by one end of the plane mirror 38 to the outside of the photoconductor 12, and the laser beam B reflected by the plane mirror 44 is disposed. On the optical path, a cylindrical lens 46 and a synchronization sensor 48 are arranged in order from the plane mirror 44 side. Therefore, the laser beam B reflected by one end of the plane mirror 38 is further reflected by the plane mirror 44 and enters the cylindrical lens 46, and forms an image on the light receiving section of the synchronous sensor 48 by the cylindrical lens 46. Simultaneously with the incidence of the laser beam B, the synchronization sensor 48 outputs an SOS signal to a video controller 52 (see FIG. 2) described later, and based on the SOS signal, the video controller 52 moves the photoconductor 12 in the main scanning direction. The writing start timing and the movement (rotation) timing of the photoconductor 12 in the sub-scanning direction are determined.
[0048]
FIG. 2 shows a configuration of a drive / control circuit in a laser scanning device to which the semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention is applied. The drive / control circuit 50 includes a video controller 52, a laser array control unit 54, and a laser array drive circuit 58. The video controller 52 is connected to the synchronization sensor 48, and the laser array controller 54 is connected to the MPD 28. The laser array drive circuit 58 outputs a drive signal to the laser array 60 and controls the emission of the laser beam B by the laser array 60. Here, the laser array control unit 54 and the laser array drive circuit 58 are provided on a printed wiring board 80 (see FIG. 5) or a printed wiring board 108 (see FIG. 7) described later.
[0049]
(Structure of semiconductor laser)
[0050]
Next, the configuration of a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 3 and 4 show a semiconductor laser 14 according to an embodiment of the present invention. The semiconductor laser 14 uses a surface-emitting type laser array 60, so-called (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser-Diode), as a semiconductor laser chip that emits laser light B. The laser array 60 is fixed on a package member 68, and 32 laser light emitting portions 64 are arranged in a matrix on the surface portion 62 as shown in FIG. Laser light B is emitted from these laser emitting portions 64 in a direction perpendicular to the surface portion 62.
[0051]
As shown in FIG. 3, in the laser array 60, the 32 laser light emitting units 64 are arranged so as to be shifted from each other by a predetermined pitch along the sub-scanning direction (the direction of arrow S). Is set in accordance with the interval between scanning lines on the photoconductor 12 (see FIG. 1), that is, the resolution along the sub-scanning direction. In the present embodiment, the pitch between the laser emitting units 64 in the laser array 60 is set to 7 μm, and the magnification of the imaging optical system is set so that the scanning line interval on the photoconductor 12 becomes 10.6 μm. On the photosensitive member 12, an image of 2400 DPI can be formed. Further, in the laser scanning device 10, the delay time of the image signal is adjusted according to the position of each laser light emitting unit 64 in the main scanning direction (the direction of the arrow M), so that the laser light is emitted along the main scanning direction on the photoconductor 12. The deviation of the writing timing is corrected.
[0052]
As shown in FIG. 4, the semiconductor laser 14 includes a plate-shaped laser array 60 and a package member 68 that holds the laser array 60. In the laser array 60, a front surface portion 62 and a rear surface portion 66 along the thickness direction are each formed in a planar shape. Since the laser array 60 is configured as a VCSEL, the front surface portion 62 and the back surface portion 66 are formed so as to be accurately parallel to each other, and the optical axis of the laser light B emitted from the laser light emitting portion 64 is It has a characteristic that it is accurately maintained perpendicular to the surface portion 62.
[0053]
The package member 68 is formed in a flat block shape along the optical axis direction of the laser beam B, and has a storage chamber 70 that is concavely recessed at the center of the surface. The bottom surface of the storage chamber 70 is accurately processed so as to have a sufficiently smooth flat surface, and serves as a first reference surface 72 on which the laser array 60 is mounted. The laser array 60 is placed and fixed on the central portion of the first reference surface 72 with its back surface portion 66 abutting on the first reference surface 72. Even when an intermediate layer made of an adhesive or the like is interposed between the back surface portion 66 of the laser array 60 and the first reference surface 72, the thickness of such an intermediate layer is sufficiently small and uniform. It is formed so that it becomes.
[0054]
On the surface of the package member 68, a second reference surface 74 is provided on the outer peripheral side of the storage chamber 70, and the second reference surface 74 is a sufficiently smooth plane like the first reference surface 72. And is processed with high precision so as to be parallel to the first reference plane 72. Accordingly, in a state where the laser array 60 is fixed to the package member 68, the surface portion 62 of the laser array 60, the first reference surface 72, and the second reference surface 74 of the package member 68 become parallel to each other with high precision. The optical axis of the laser beam B emitted from the laser emitting section 64 with respect to the reference surfaces 72 and 74 is accurately maintained perpendicular to the optical axis.
[0055]
Here, the package member 68 is made of Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , TiO ₂ Is formed by, for example, grinding using a ceramic such as Package member 68 is Al ₂ O ₃ , SiO ² , TiO ₂ When used as a light source device of the laser scanning device 10, good characteristics such as strong dew condensation, low conductivity and strong electrostatic noise can be obtained by molding with a ceramic such as Is suitable as a material for the package member 68 because the accuracy of the submicron order can be easily obtained from the characteristics of the material.
[0056]
As shown in FIG. 4, the laser array 60 fixed (mounted) on the package member 68 is connected to a connection circuit including printed wiring (not shown) provided on the package member 68 side by a plurality of bonding wires 76. Connected. Further, a dustproof glass 78 made of a transparent material is fitted into the opening on the top surface side of the storage room 70, thereby forming a space sealed from the outside in the storage room 70. As shown in FIG. 5, the semiconductor laser 14 is mounted on a predetermined mounting portion 82 of a printed wiring board 80 formed in a plate shape, and a terminal portion of a connection circuit of the package member 68 is placed on the printed wiring board 80. The terminal of the formed printed wiring is connected via a cable, solder or the like. Further, a laser array driving circuit 58 is mounted on the printed wiring board 80, or the printed wiring board 80 is connected to a circuit board or the like on which the laser array driving circuit 58 is mounted, thereby The laser array 60 of the semiconductor laser 14 and the laser array driving circuit 58 are electrically connected to each other via 80. Further, the semiconductor laser 14 is fastened and fixed to the printed wiring board 80 by a plurality of screws (not shown), so that the semiconductor laser 14 is And fixed with sufficient strength.
[0057]
(Semiconductor laser mounting structure)
[0058]
Next, an attachment structure for attaching the semiconductor laser 14 according to the present embodiment to the laser scanning device 10 configured as described above will be described with reference to the drawings.
[0059]
FIGS. 5 and 6 show the mounting structure of the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention. The mounting structure 90 is for mounting the semiconductor laser 14 as a light source device to an optical box 92 on which the imaging optical system in the laser scanning device 10 is mounted. Here, the image forming optical system in the laser scanning device 10 is a set of optical components such as a lens and a mirror for forming an image on the photoreceptor 12 using the laser beam B emitted from the semiconductor laser 14 as a light spot. In the present embodiment, it is composed of the collimator lens 18, the slit member 20, the half mirror 22, the cylindrical lens 24, the Fθ lenses 32 and 34 shown in FIG. The optical box 92 accommodates and supports optical components constituting the imaging optical system, and constitutes a dustproof space for preventing foreign substances such as dust from adhering to these optical components. The optical box 92 is equipped with the rotary polygon mirror 26, the synchronization sensor 48, the MPD 28, and the like.
[0060]
As shown in FIG. 5, the optical box 92 is provided with a light source mounting portion 93 for mounting the semiconductor laser 14 on the outer surface thereof. In the light source mounting portion 93, a laser inlet 94 for passing the laser light B into the optical box 92 is formed at the center, and protrudes from the side surface of the optical box 92 at the peripheral edge of the laser inlet 94. Support base 96 is provided as described above. In the light source mounting portion 93, a plurality of screw holes 98 are formed on the outer peripheral side of the support base 96. These screw holes 98 correspond to the plurality of insertion holes 84 formed in the printed wiring board 80, respectively. It is arranged to be. On the other hand, the plurality of insertion holes 84 in the printed wiring board 80 are respectively formed in portions outside the mounting portion 82 where the semiconductor laser 14 is mounted along the surface direction, and the distances to the mounting portion 82 are substantially equal to each other. Are arranged as follows.
[0061]
The support base 96 of the light source mounting portion 93 is processed so that the distal end surface thereof is a sufficiently smooth flat surface, and the distal end surface of the support base 96 is the light of the laser beam B emitted from the semiconductor laser 14. The mounting reference surface 97 is used to determine the direction of the axis SB (see FIG. 6) (the optical axis direction of the semiconductor laser 14). The surface direction of the mounting reference surface 97 is determined with reference to the optical axis of the imaging optical system mounted on the optical box 92, and specifically, from the incident portion of the laser beam B of the imaging optical system. It is formed with high precision so as to be orthogonal to the extended optical axis SO (see FIG. 6). Here, the support base 96 may be integrally formed with the optical box 92 with resin or the like as long as the flatness of the mounting reference surface 97 can be sufficiently increased and the inclination error in the surface direction can be sufficiently reduced. However, when sufficient accuracy cannot be obtained by such a molding method, the support base 96 is formed of a material capable of obtaining high processing accuracy such as, for example, a ceramic, and an optical axis is formed on a side surface of the optical box 92. It is provided by fixing while adjusting the inclination with respect to SO.
[0062]
On the other hand, in the mounting structure 90 according to the present embodiment, the printed wiring board 80 is configured by an FPC (Flexible Printed Circuit) having sufficient elasticity in a bending direction, and the printed wiring board 80 is mounted on a light source by a plurality of screws 100. The part 93 is fastened and fixed. At this time, the inner diameter of the insertion hole 84 of the printed wiring board 80 through which the screw 100 is inserted is larger than the outer diameter of the screw portion of the screw 100 and smaller than the outer diameter of the head of the screw 100.
[0063]
Next, a method of attaching the semiconductor laser 14 to the optical box 92 using the attachment structure 90 configured as described above will be described. When the semiconductor laser 14 shown in FIG. 5 is mounted on the light source mounting portion 93, first, the printed wiring board 80 is mounted while the second reference surface 74 of the package member 68 is in contact with the mounting reference surface 97 of the support base 96. Screws 100 are inserted through the respective insertion holes 84, and the tips of these screws 100 are screwed into the screw holes 98 of the light source mounting portion 93. Each of the plurality of screws 100 is screwed into the screw hole 98 by a substantially equal amount, and the printed wiring board 80 restrained by the light source mounting portion 93 by these screws 100 supports the second reference surface 74 of the package member 68 on the support base. The semiconductor laser 14 is restrained by the light source mounting portion 93 so as to contact the mounting reference surface 97 of the base 96. At this time, as shown by the two-dot chain line in FIG. 6, the plurality of screws 100 are screwed into the screw holes 98 until the outer portion of the mounting portion 82 of the printed wiring board 80 is slightly bent toward the light source mounting portion 93. Into each other evenly. As a result, the package member 68 is held in a state where the second reference surface 74 is in contact with the mounting reference surface 97, and a weak frictional force is generated between the second reference surface 74 and the mounting reference surface 97.
[0064]
As described above, the second reference surface 74 is a plane substantially orthogonal to the optical axis SB of the laser array 60 mounted on the package member 68, and the mounting reference surface 97 is a connection surface mounted on the optical box 92. The plane is substantially orthogonal to the optical axis SO of the image optical system. Therefore, when the second reference surface 74 comes into contact with the mounting reference surface 97, the optical axis SB of the laser array 60 mounted on the package member 68 is substantially orthogonal to the mounting reference surface 97. That is, as shown in FIG. 6, when the optical axis direction based on the imaging optical system is represented by the Z axis, the main scanning direction is represented by the X axis, and the sub scanning direction is represented by the Y axis, the laser array Adjustment (tilt adjustment) is performed so that there is no inclination along the X plane and the XY plane.
[0065]
Next, the position adjustment along the XY plane of the semiconductor laser 14 along the X-axis direction and the Y-axis direction and the adjustment (phase adjustment) in the rotation direction about the Z-axis are performed simultaneously. To adjust the position along the XY plane, the semiconductor laser 14 slides against the frictional force between the second reference surface 74 and the mounting reference surface 97 while the second reference surface 74 is in contact with the mounting reference surface 97. (Parallel movement). Thereby, the semiconductor laser 14 is positioned along the XY plane such that the optical axis SB of the laser array 60 coincides with the optical axis SO of the imaging optical system.
[0066]
The phase adjustment about the Z axis is performed by rotating the semiconductor laser 14 about the Z axis while the second reference surface 74 is in contact with the mounting reference surface 97. As a result, in the semiconductor laser 14, the plurality of laser light emitting portions 64 in the laser array 60 are arranged in a predetermined direction with respect to the X axis and the Y axis. The permissible amount of the position adjustment along the XY plane and the permissible amount of the phase adjustment around the Z axis are determined by the difference between the inner diameter of the insertion hole 84 in the printed wiring board 80 and the outer diameter of the screw 100. From this, it is determined how much the inner diameter of the insertion hole 84 is enlarged with respect to the outer diameter of the screw 100.
[0067]
When the position adjustment along the XY plane and the phase adjustment about the Z axis are completed, a plurality of screws 100 are screwed into the screw holes 98 until a predetermined fastening torque is generated, and the printed wiring board 80 is The amount of bending outside the mounting portion 82 is made sufficiently large. As the amount of flexure increases, the frictional force between the second reference surface 74 and the mounting reference surface 97 increases, and by sufficiently increasing the frictional force, the semiconductor laser 14 moves along the XY plane. And rotation is restricted. At this time, since the frictional force between the second reference surface 74 and the mounting reference surface 97 has a magnitude corresponding to the fastening torque of the screw 100, the fastening torque when screwing the screw 100 into the screw hole 98 is appropriately adjusted. By setting, the frictional force between the second reference surface 74 and the mounting reference surface 97 can be made sufficiently large. Specifically, when a printed wiring board 80 having a thickness of 1.0 mm to 2.0 mm using a polyimide resin as a base material, the fastening torque of each screw 100 is set to 0.1 N · m to 0.5 N · m. The semiconductor laser 14 can be fixed to the light source mounting portion 93 with a sufficient restraining force by appropriately setting the range within the range.
[0068]
As described above, according to the mounting structure 90 shown in FIGS. 5 and 6, the semiconductor laser 14 can be easily mounted on the light source mounting portion 93 of the optical box 92 on which the imaging optical system is mounted, and The inclination error of the imaging optical system of the laser array 60 of the semiconductor laser 14 with respect to the optical axis SO, the positioning error along the XY plane, and the phase error around the Z axis can be sufficiently reduced. Further, in the mounting structure 90, since the FPC is used as the printed wiring board 80, the printed wiring board 80 has sufficient elasticity in a bending direction and has a certain flexibility in an arbitrary direction. If the fastening torque of any of the screws 100 becomes excessive and the bending deformation of the printed wiring board 80 locally increases, or the amount of screwing of the plurality of screws 100 into the screw holes 98 becomes uneven, Even when the printed wiring board 80 is twisted and deformed, it is possible to prevent the printed wiring board 80 from being damaged such as a crack or disconnection, and to prevent the adhesion between the second reference surface 74 and the mounting reference surface 97 from being lowered. it can.
[0069]
Next, a first modification of the mounting structure according to the first embodiment of the present invention will be described. In the mounting structure 104 shown in FIG. 7, a relatively hard printed wiring board 106 on which the semiconductor laser 14 is mounted is made of a glass epoxy resin as a base material. The printed wiring board 106 based on glass epoxy resin has little flexibility compared to FPC, and the amount of elastic deformation allowed in the bending direction is small. For this reason, when the fastening torque of any of the screws 100 becomes excessive, or when the screws 100 are screwed into the screw holes 98 unevenly, the printed wiring board 106 may be cracked, Breakage such as disconnection is likely to occur, and the adhesion between the second reference surface 74 and the mounting reference surface 97 tends to decrease.
[0070]
In consideration of the above problems, the mounting structure 104 is provided with a cylindrical boss 108 in the light source mounting portion 93 corresponding to the screw hole 98. The boss 108 is arranged coaxially on the outer peripheral side of the screw hole 98 of the light source mounting portion 93 and protrudes from the light source mounting portion 93 toward the printed wiring board 80. The inner diameter of the boss 108 is slightly longer than the outer diameter of the screw 100, and the protruding lengths P of the plurality of bosses 108 from the surface of the light source mounting portion 93 are equal to each other. The protruding length P is shorter than the sum of the protruding length of the support base 96 from the light source mounting portion 93 and the thickness of the package member 68 by a predetermined length. Is set according to the amount of bending deformation to be applied to the printed wiring board 106 in a state where the semiconductor laser 14 is attached to the light source attachment portion 93.
[0071]
When the semiconductor laser 14 is mounted on the light source mounting portion 93 by the mounting structure 104, the position adjustment and the phase adjustment of the semiconductor laser 14 along the XY plane are basically performed in the same manner as the mounting structure 90. Done. After the position adjustment and the phase adjustment of the series of semiconductor lasers 14 are completed, in the mounting structure 104, the heads of the plurality of screws 100 abut on the leading end surfaces of the bosses 108 via the printed wiring board 106, respectively. Are screwed into the screw holes 98, respectively, until the screwing is restricted. As a result, the printed wiring board 106 is uniformly deformed in the peripheral portion outside the mounting portion 82, and the second reference surface 74 is pressed against the mounting reference surface 97 by a sufficient pressing force due to the restoring force generated by the bending deformation. Then, movement and rotation of the semiconductor laser 14 along the XY plane are restricted.
[0072]
As described above, also with the mounting structure 104 shown in FIG. 7, the semiconductor laser 14 is easily mounted on the light source mounting portion 93 of the optical box 92 on which the imaging optical system is mounted, similarly to the case of the mounting structure 90. In addition, the inclination error of the imaging optical system of the laser array 60 of the semiconductor laser 14 with respect to the optical axis SO, the positioning error along the XY plane, and the phase error around the Z axis can be sufficiently reduced. Further, in the mounting structure 104, since the printed wiring board 106 is formed of a glass epoxy resin, the bending deformation is slightly smaller than that of the printed wiring board 80 configured as an FPC so as not to cause cracks, disconnections, and the like. When the amount is given, a sufficient restoring force is applied to the semiconductor laser 14 so that the semiconductor laser 14 can be reliably restrained at a predetermined position of the light source mounting portion 93.
[0073]
Note that even when the printed wiring board is configured as an FPC, a plurality of bosses 108 are provided in the light source mounting portion 93, and the screw 100 is screwed in a fixed amount by these bosses 108 so that the printed wiring board can be removed from the printed wiring board. Since the restoring force acting on the semiconductor laser 14 can be reliably made constant, the mounting state of the semiconductor laser 14 to the light source mounting portion 93 becomes unstable due to an insufficient amount of screw 100 or the like. Can be prevented.
[0074]
[Second embodiment]
[0075]
8 to 10 show the mounting structure of the semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention. In the mounting structure of the semiconductor laser according to the second embodiment, members having basically the same configuration as the mounting structure of the semiconductor laser according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. .
[0076]
FIG. 8 shows an example of a semiconductor laser mounting structure according to the second embodiment of the present invention. In this mounting structure 110, a thick cylindrical spacer member 112 is arranged on the outer peripheral side of the screw 100 between the light source mounting portion 93 and the printed wiring board 106. The spacer member 112 is formed of an elastic material such as rubber, and a through hole 114 through which a screw portion of the screw 100 can be inserted is formed in an axial portion thereof. The free length L of the spacer member 112 along the axial direction (see FIG. 8B) is a predetermined length greater than the sum of the length of the support base 96 protruding from the light source mounting portion 93 and the thickness of the package member 68. The free length L of the spacer member 112 is determined by the elastic modulus of the spacer member 112 along the axial direction and the urging force to be applied to the package member 68 in order to fix the semiconductor laser 14 to the light source mounting portion 93. Is set in accordance with the size of the image.
[0077]
When the semiconductor laser 14 is mounted on the light source mounting portion 93 by the mounting structure 110, first, the screws 100 are respectively inserted into the plurality of insertion holes 84 in the printed wiring board 106, and a spacer is formed on the outer peripheral side of the screw portion of the screw 100. The member 112 is inserted. Thereafter, the plurality of screws 100 are screwed evenly into the screw holes 98 until the second reference surface 74 of the package member 68 lightly contacts the mounting reference surface 97 of the support base 96. Position and phase adjustments. The method for adjusting the position and the phase of the semiconductor laser 14 along the XY plane is basically the same as that of the mounting structures 90 and 104 according to the first embodiment.
[0078]
In the mounting structure 110, after the position adjustment and the phase adjustment of the semiconductor laser 14 are completed, a plurality of screws 100 are further screwed into the screw holes 98, and the pressing force from these screws 100 causes the spacer member 112 to have a predetermined compression length. It is elastically deformed along the axial direction so as to become P. At this time, in the printed wiring board 106, a slight bending deformation occurs in a peripheral portion outside the mounting portion 82 according to its rigidity. At this time, an urging force corresponding to the sum of the restoring force of the plurality of spacer members 112 and the restoring force of the printed wiring board 106 acts on the semiconductor laser 14, and the urging force causes the second reference surface of the package member 68 to move. 74 is pressed against the mounting reference surface 97 with a sufficient pressing force, and the movement of the semiconductor laser 14 along the XY plane is restricted.
[0079]
As described above, also with the mounting structure 110 shown in FIG. 8, similarly to the mounting structures 90 and 104 according to the first embodiment, the semiconductor laser 14 is mounted on the optical box 92 on which the imaging optical system is mounted. And the inclination error of the laser array 60 in the semiconductor laser 14 with respect to the optical axis SO of the imaging optical system, the positioning error along the XY plane, and the phase around the Z axis. Each error can be made sufficiently small. In addition, in the mounting structure 110, even when a high-rigidity printed wiring board 106 is used, the elastic deformation of the spacer member 112 is sufficiently increased, and the spacer member 112 is sufficiently connected to the semiconductor laser 14 via the printed wiring board 116. By applying a large urging force, the semiconductor laser 14 can be reliably restrained at a predetermined position of the light source mounting portion 93. In addition, in the mounting structure 110, since the printed wiring board 106 is elastically connected to the light source mounting portion 93 via the plurality of spacer members 112, even when an external impact acts on the optical box 92, the spacers are provided. Since the impact force transmitted to the printed wiring board 106 side by the member 112 can be reduced, damage to the printed wiring board 106 and the semiconductor laser 14 due to the impact force can be suppressed.
[0080]
FIG. 9 shows a first modification of the mounting structure of the semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention. In this mounting structure 120, a plurality (for example, four) of leaf spring members 122 are mounted in a cantilever state outside the support base 96 in the light source mounting portion 93. The plurality of leaf spring members 122 are each formed in a thin and long plate shape using metal as a material, and are arranged so as to extend outward with the support base 96 as a center. The leaf spring member 122 has a proximal end disposed on the support base 96 side fixed to an outer surface of the light source mounting portion 93 by a screw 124, and extends from the proximal end toward the distal end from the outer surface of the light source mounting portion 93. It is curved so as to gradually separate. Thereby, the leaf spring member 122 can be bent and deformed along the Z-axis direction. In addition, a screw hole 126 for connection corresponding to the insertion hole 84 of the printed wiring board 106 is formed at the tip of the leaf spring member 122.
[0081]
Here, as shown in FIG. 9A, in a free state in which the leaf spring member 122 is not deformed, it extends along the Z-axis direction from the outer surface of the light source mounting portion 93 to the tip end of the leaf spring member 122. The interval T is shorter than the sum of the projecting length of the support base 96 from the light source mounting portion 93 and the thickness of the package member 68 by a predetermined length. The distance T between the leaf spring member 122 and the light source mounting portion 93 is determined by the elastic coefficient of the leaf spring member 122 in the bending direction (Z-axis direction) and the package member for fixing the semiconductor laser 14 to the light source mounting portion 93. 68 is set according to the magnitude of the urging force to be applied.
[0082]
When mounting the semiconductor laser 14 to the light source mounting portion 93 by the mounting structure 120, first, the screws 100 are respectively inserted into the plurality of insertion holes 84 of the printed wiring board 106, and the screw tips of these screws 100 are respectively attached to the plate. The leaf spring member 122 is bent into the screw hole 126 of the spring member 122 to bend and deform toward the printed wiring board 106. At this time, the plurality of screws 100 are screwed into the screw holes 126 evenly until the second reference surface 74 of the package member 68 lightly comes into contact with the mounting reference surface 97 of the support base 96. 14 for position adjustment and phase adjustment. The position adjustment and the phase adjustment of the semiconductor laser 14 along the XY plane are basically performed by the same method as that of the mounting structures 90 and 104 according to the first embodiment.
[0083]
In the mounting structure 120, after the position adjustment and the phase adjustment of the semiconductor laser 14 are completed, a plurality of screws 100 are further screwed into the screw holes 126 of the leaf spring member 122 as shown in FIG. By increasing the bending deformation of the spring member 122, the tip of the leaf spring member 122 is brought into contact with the printed wiring board 80. As a result, the screw 100 is prevented from being screwed into the screw hole 126 by the leaf spring member 122, and the printed wiring board 106 is slightly bent and deformed in a peripheral portion outside the mounting portion 82 according to its rigidity. An urging force corresponding to the sum of the restoring force of the plurality of leaf spring members 122 and the restoring force of the printed wiring board 106 acts on the semiconductor laser 14, and the urging force causes the second reference surface 74 of the package member 68 to move. Presses against the mounting reference surface 97 with a sufficient pressing force, and the movement of the semiconductor laser 14 along the XY plane is restricted.
[0084]
The same operation and effect as those of the mounting structure 110 shown in FIG. 8 can be obtained also by the mounting structure 120 shown in FIG. 9, and a metal elastic member for urging the semiconductor laser 14 toward the light source mounting portion 93. Since the plate spring member 122 is used, there is less change in mechanical characteristics due to chemical change and the like, and the change over time of the urging force on the semiconductor laser 14 is suppressed as compared with the case where the rubber spacer member 112 is used. it can.
[0085]
FIG. 10 shows a second modification of the semiconductor laser mounting structure according to the second embodiment of the present invention. The screw 134 used in the mounting structure 130 has a columnar spacer portion having a smaller diameter than the head 135 and a larger diameter than the screw portion 136 between the head 135 and the screw portion 136 on the distal end side. 137 are provided. Further, the mounting structure 130 includes a wavy washer 132 as an elastic member for urging the semiconductor laser 14 toward the light source mounting portion 93. The wavy washer 132 is provided between the head 135 of the screw 100 and the printed wiring board 106. A ring-shaped corrugated washer 132 is interposed on the outer peripheral side of the screw portion of the screw 100. As shown in FIG. 10 (B), the corrugated washer 132 is formed of a thin metal plate curved in a corrugation along the circumferential direction, and is elastically deformable along the thickness direction.
[0086]
When the semiconductor laser 14 is attached to the light source attachment portion 93 by the attachment structure 130, first, the corrugated washer 132 is fitted on the outer peripheral side of the spacer portion 137 of the screw 134, and then the screw 134 is inserted through the printed wiring board 106. The screw portions 136 of the screws 134 are evenly screwed into the screw holes 98 until the corrugated washers 132 are slightly elastically deformed. In this state, the position adjustment and the phase adjustment of the semiconductor laser 14 along the XY plane are performed. The position adjustment and the phase adjustment of the semiconductor laser 14 are basically performed by the same method as in the case of the mounting structures 90 and 104 according to the first embodiment, and thus the description is omitted.
[0087]
After the position adjustment and the phase adjustment of the semiconductor laser 14 are completed, a plurality of screws 100 are further screwed into the screw holes 98 of the light source mounting portion 93, and the distal end surfaces of the spacer portions 137 of the screws 134 are respectively attached to the support base 96. Press. As a result, the amount of elastic deformation of the wave washer 132 along the thickness direction is sufficiently increased, and a slight bending deformation is generated in the printed wiring board 106 at a peripheral portion outside the mounting portion 82. At this time, an urging force corresponding to the sum of the restoring force of the plurality of waveform washers 132 and the restoring force of the printed wiring board 106 acts on the semiconductor laser 14, and the urging force causes the second reference surface of the package member 68 to move. 74 is pressed against the mounting reference surface 97 with a sufficient pressing force, and the movement of the semiconductor laser 14 along the XY plane is restricted.
[0088]
With the mounting structure 130 shown in FIG. 10, the same operation and effects as those of the other mounting structures 110 and 120 according to the present embodiment can be obtained, and an elastic member that urges the semiconductor laser 14 toward the light source mounting portion 93. Since the commercially available corrugated washer 132 is used, the cost increase due to the provision of the elastic member can be suppressed as compared with the case where the rubber spacer member 112 and the leaf spring member 122 are used.
[0089]
[Third Embodiment]
[0090]
FIGS. 13 and 14 show a mounting structure of a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, a laser package 202 as a light source device is mounted on a semiconductor laser mounting structure (hereinafter, simply referred to as “mounting structure”) 200, and a laser driving circuit (not shown) is provided. The provided plate-shaped laser drive substrate 204 is provided. The laser package 202 includes a surface-emitting type laser array 206 as a laser light source, and a ceramic package member 208 that houses the laser array 206. The surface of the package member 208 opposite to the laser drive substrate 204 is a light source side reference surface 210, and the light source side reference surface 210 is processed into a flat surface having high smoothness.
[0091]
The mounting structure 200 includes a light source mounting portion 214 provided integrally with a housing 212 of the optical scanning device. The light source mounting portion 214 has a window portion 216 penetrating through the side plate portion of the housing 212, and a substantially cylindrical tube provided on the outer peripheral side of the window portion 216 so as to protrude outward from the side plate portion of the housing 212. A part 218 is provided. Here, a plurality of (three in this embodiment) contact pieces 219 in the form of a rib are integrally formed on the outer periphery of the cylindrical part 218, and these three contact pieces 219 are formed. Are arranged at regular intervals (120 ° intervals) along the outer peripheral surface of the cylindrical portion 218. The distal end surface of the contact piece 219 is an attachment reference surface 220, and the attachment reference surface 220 is also processed into a flat surface having high smoothness, similarly to the light source-side reference surface 210. In the light source mounting portion 214, a pair of screw holes 222 are provided on the outer peripheral side of the cylindrical portion 218 so as to penetrate the side plate portion of the housing 212.
[0092]
In the mounting structure 200, an elastic connecting member 224 is provided between the laser driving board 204 and the light source mounting portion 214. The elastic connecting member 224 is formed of a material having elasticity such as a resin, for example, in the form of a plate whose longitudinal direction is the X direction of the coordinate axis shown in the figure, and has two ends along the longitudinal direction. And a columnar boss portion 226 protruding toward the laser drive substrate 204 is integrally formed. At the center of the boss 226, a screw hole 228 is formed to penetrate the elastic connecting member 224 along the thickness direction. A pair of insertion holes 232 corresponding to a pair of screw holes 228 of the elastic connection member 224 are formed in the laser drive board 204. The inner diameter of the pair of insertion holes 232 is slightly larger than the outer diameter of the screw 240 for connecting the laser driving substrate 204 to the elastic connecting member 224 and fastening and fixing the laser driving substrate 204, and the difference between these diameters is the laser driving substrate. 204 can be adjusted in position along the X-axis and Y-axis directions.
[0093]
In the elastic connecting member 224, a rectangular opening 230 corresponding to the cylindrical portion 218 of the light source mounting portion 214 is formed at a central portion along a longitudinal direction thereof. A pair of insertion holes 234 respectively corresponding to the pair of screw holes 222 of the portion 214 are formed. In the present embodiment, the elastic connecting member 224 is formed of a resin, but may be formed of another material such as a metal material as long as the material can be used within the elastic limit.
[0094]
Next, the configuration of the elastic connecting member 224 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 15A, the elastic connecting member 224 is formed in a thin plate shape in the Z-axis direction coinciding with the optical axis direction. Thereby, the elastic connecting member 224 can be deformed (bent) along the optical axis direction. On the other hand, the elastic connecting member 224 has a shape having sufficient rigidity in the X-axis and Y-axis directions. Therefore, although the elastic connecting member 224 has a shape that easily generates a restoring force along the optical axis direction, the elastic connecting member 224 is deformed even when an external force along the X-axis and Y-axis directions is applied after being fixed to the light source mounting portion 214. It is difficult. For this reason, according to the elastic connecting member 224, the laser drive board 204 is reliably pressed against the light source mounting portion 214 along the optical axis direction, and after being fixed to the light source mounting portion 214, the position in the X-axis and Y-axis directions. Displacement can be hardly caused.
[0095]
As shown in FIG. 15B, the elastic connecting member 224 has a pair of screw holes 228 along the X-axis direction centering on the passing point PB of the optical axis SB of the laser beam B emitted from the laser array 206. And a pair of insertion holes 232 are arranged so as to be equidistant from each other along the Y-axis direction. Thereby, even when expansion or contraction occurs in the elastic connecting member 224 due to a temperature change in the surrounding environment, the thermal stress along the X-axis direction and the thermal stress along the Y-axis direction cancel each other, so that thermal The position change of the elastic connecting member 224 along the X-axis direction and the Y-axis direction due to the influence of the stress is effectively prevented. As a result, even if there is a temperature change in the surrounding environment of the elastic connecting member 224, the displacement of the laser beam B can be prevented.
[0096]
That is, for example, when the distances DA from the pair of screw holes 228, which are fixed points, to the passing points PB are different from each other, expansion or contraction occurs in the elastic connecting member 224 along the X-axis direction due to a temperature change of the surrounding environment. In this case, the thermal stress generated in the portion from the passing point PB to the one screw hole 228 in the elastic connecting member 224 and the thermal stress generated in the portion from the passing point PB to the other screw hole 228 become uneven. Due to this difference in thermal stress, a phenomenon in which the position of the elastic connecting member 224 changes along the X-axis direction is likely to occur. Further, even when the distances DB from the pair of insertion holes 232, which are fixed points, to the passing point PB are different from each other, when expansion or contraction occurs in the elastic connecting member 224 along the Y-axis direction due to a temperature change of the surrounding environment. In addition, the thermal stress generated around the passing point PB in the elastic connecting member 224 becomes non-uniform, and a phenomenon that the position of the elastic connecting member 224 changes along the Y-axis direction easily occurs due to the difference in the thermal stress.
[0097]
As shown in FIG. 15 (C), the elastic connecting member 224 linearly extends in the short direction (Y-axis direction) of the elastic connecting member 224 at an intermediate portion between the opening 230 and the pair of screw holes 228, respectively. An extended slit groove 236 is formed. These paired slit grooves 236 are also arranged so that the distances from the passing point PB are equal to each other. Since the rigidity of the elastic connecting member 224 along the bending direction is locally reduced along the slit groove 236, when an external force along the optical axis direction is applied, the pair of slit grooves 236 are formed. Are bent and deformed preferentially over other portions. In addition, by appropriately adjusting the depth of the slit groove 236, regardless of the shape of the entire elastic connecting member 224 and the Young's modulus of the forming material, the elastic connecting member 224 can have a desired elastic force along the bending direction. It is possible to design. In addition, by appropriately adjusting the width of the slit groove 236, even when the elastic connecting member 224 is flexed and deformed, the light source side reference surface 210 can be attached to the light source mounting portion 214 without causing excessive stress on a part of the elastic connecting member 224. Can be made parallel to the mounting reference plane 220.
[0098]
In the mounting structure 200 of the present embodiment, when mounting the laser package 202 to the light source mounting portion 214, first, as shown in FIG. 14B, a pair of screws 238 are inserted into a pair of insertion holes in the elastic connecting member 224. The elastic connecting member 224 is fastened and fixed to the light source mounting portion 214 by inserting the distal ends of the screws 238 into the pair of screw holes 222 of the light source mounting portion 214 respectively. At this time, the cylindrical portion 218 of the light source mounting portion 214 protrudes toward the laser drive board 204 through the inside of the opening 230 of the elastic connecting member 224.
[0099]
Next, the laser drive substrate 204 is held by a position adjusting jig (not shown) such that the light source side reference surface 210 of the laser package 202 comes into contact with the mounting reference surface 220 of the light source mounting portion 214. In this state, the position of the laser package 202 is adjusted together with the laser drive substrate 204 in the direction (X-axis and Y-axis directions) orthogonal to the optical axis SB of the laser light B emitted from the laser package 202 by the position adjustment jig. . At the time of this position adjustment, as shown in FIG. 14B, a narrow gap G is formed between the boss portion 176 of the elastic connecting member 224 and the laser driving board 204 along the optical axis direction.
[0100]
In the mounting structure 200, after the position adjustment of the laser package 202 in the X-axis and Y-axis directions is completed, a pair of screws 240 are inserted through a pair of insertion holes 232 in the laser driving board 204, respectively, and the tips of the pair of screws 240 The laser drive board 204 is connected to the elastic connecting member 224 by screwing the portion into the pair of screw holes 228 of the elastic connecting member 224. At this time, by screwing the pair of screws 240 evenly into the pair of screw holes 228, as shown in FIG. 14C, a portion of the elastic connecting member 224 along the pair of slit grooves 236 is formed. Are preferentially bent and deformed toward the laser drive substrate 204 side, and the tip end surfaces of the pair of bosses 176 press against the surface of the laser drive substrate 204, respectively. Further, by screwing the pair of screws 240 until a predetermined tightening torque is generated, the elastic connecting member 224 is tightly fixed so as to conform to the surface of the laser drive board 204, and the elastic connecting member 224 is elastically fixed. The light source side reference surface 210 presses against the mounting reference surface 220 at a pressure corresponding to the restoring force.
[0101]
That is, in the mounting structure 200, the pair of screws 240 are screwed until a predetermined tightening torque is generated, and the laser package 202 is fixed to the light source mounting portion 214 via the elastic connecting member 224, so that the light source side reference surface 210 and the mounting surface are fixed. Even when the reference plane 220 has a dimensional error or a partial inclination with respect to the optical axis SB, the dimensional error and the inclination are absorbed by the elastic deformation of the elastic connecting member 224. Due to the influence of the dimensional error of the surface 220, it is possible to prevent a change in the posture of the laser package 202 after the position adjustment.
[0102]
In the mounting structure 200 of the present embodiment, the laser package 202, which is a light source device without optical components such as a collimator lens, is mounted on the light source mounting portion 214 provided on the housing 212. The light source device having an optical component such as a collimator lens may be attached to the light source attachment portion 214 provided on the housing 212 via the elastic connecting member 224. Also in such a case, by providing the light source side reference surface 210 in the light source device provided with the optical components, the same effect as the mounting structure 200 of the present embodiment can be obtained.
[0103]
【The invention's effect】
As described above, according to the semiconductor laser according to the present invention, the semiconductor laser can be easily attached to the support structure on which the imaging optical system is mounted, and the inclination of the surface emitting semiconductor laser chip with respect to the imaging optical system. The error can be made sufficiently small.
[0104]
Further, according to the mounting structure of the semiconductor laser according to the present invention, a semiconductor laser device using a surface emitting semiconductor laser chip as a laser light source can be easily mounted on a support structure on which an imaging optical system is mounted, and The inclination error of the laser light source with respect to the imaging optical system can be sufficiently reduced.
[0105]
Further, according to the mounting structure of the light source device according to the present invention, the position of the light source device mounted on the light source mounting portion can be easily and accurately adjusted, and the light source device is fixed to the light source mounting portion after the position adjustment. Position change can be effectively prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical system in a laser light scanning device to which a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a drive / control circuit in the laser scanning device shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration of a surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view showing a configuration of a surface emitting semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side sectional view showing a configuration of a semiconductor laser mounting structure according to the first embodiment of the present invention, showing a state before the semiconductor laser is mounted on a light source mounting portion.
FIG. 6 is a side sectional view showing a configuration of a mounting structure of the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention, showing a state where the semiconductor laser is mounted on a light source mounting portion.
FIG. 7 is a side sectional view showing a configuration of a first modified example of the mounting structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side sectional view showing a mounting structure of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention and a configuration of a spacer member in the mounting structure.
FIG. 9 is a side sectional view showing a configuration of a first modification of the mounting structure according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side sectional view showing a second modification of the mounting structure according to the second embodiment of the present invention, and a configuration of a wave washer in the mounting structure.
FIG. 11 is a side sectional view showing a specific configuration of a light source device mounting structure according to claim 7 of the present invention.
12 is a side sectional view showing a modified example of the light source device and the light source side reference surface in the light source device mounting structure shown in FIG.
FIG. 13 is an exploded perspective view showing a configuration of a semiconductor laser mounting structure according to a third embodiment of the present invention.
14 is a plan view showing the configuration of the mounting structure of the semiconductor laser shown in FIG.
15 is a plan view, a front view, and a perspective view showing an elastic connecting member in the semiconductor laser mounting structure shown in FIG.
FIG. 16 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional semiconductor laser device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-102650.
FIG. 17 is a side sectional view for explaining a method of mounting a semiconductor laser to a light source mounting portion by a conventional mounting structure disclosed in Patent Literature 3 and Patent Literature 4.
[Description of sign]
10 Laser scanning device
14 Semiconductor laser (semiconductor laser device)
60 laser array (semiconductor laser chip)
62 Surface (semiconductor laser chip)
64 laser emitting section
64 each laser emitting part
66 Back (semiconductor laser chip)
68 Package material
72 First reference plane
74 Second reference plane
80 Printed wiring board (circuit board, flexible printed wiring board)
90 Mounting structure
92 Optical box (support structure)
93 Light source mounting part
96 Support base
97 Mounting reference plane
104 Mounting structure
108 Boss
110 Mounting structure
112 Spacer member (elastic member)
116 Printed wiring board (circuit board)
120 Mounting structure
122 leaf spring member (elastic member)
130 Mounting structure
132 Wave washer (elastic member)
150 Mounting structure (Light source device mounting structure)
152 laser package (light source device)
154 Laser array (light emitting part)
160 Light source side reference plane
164 light source mounting part
170 Mounting reference plane
174 elastic connecting member
190 Semiconductor laser (light source device, light emitting part)
198 Light source side reference plane
200 mounting structure (light source device mounting structure)
202 Laser package (light source device)
204 laser array (light emitting part)
210 Light source side reference plane
214 Light source mounting part
220 Mounting reference plane
224 elastic connecting member
228 screw hole (second connection part)
232 insertion hole (1st connection part)
236 slit groove (stiffness reduced part)

Claims

A surface-emitting type semiconductor laser chip having a laser emitting portion on the surface,
A semiconductor laser device that holds the semiconductor laser chip and has a package member attached to a light source attachment portion of a support structure.
The package member has a planar first reference surface on which the semiconductor laser chip is mounted, and is substantially parallel to the first reference surface, and is positioned when the package member is mounted on the light source mounting portion. And a planar second reference surface serving as a reference surface for use in the semiconductor laser device.

A mounting structure of a semiconductor laser device for mounting the semiconductor laser device according to claim 1 to a light source mounting portion of a support structure,
A planar mounting reference surface provided in the light source mounting portion,
Restraining means for fixing the package member to the light source mounting portion while causing the second reference surface to contact the mounting reference surface;
A mounting structure for a semiconductor laser device, comprising:

3. The mounting structure for a semiconductor laser device according to claim 2, wherein the package member can be adjusted in position while being in contact with the mounting reference surface before being fixed to the light source mounting portion by the restraining means.

The restraining means has a plate-shaped circuit board electrically connected to the semiconductor laser chip to drive the semiconductor laser chip, and connected to the light source mounting portion so as to be bent.
4. The mounting structure for a semiconductor laser device according to claim 2, wherein the circuit board applies an elastic restoring force to the package member to press the second reference surface against the mounting reference surface.

5. The mounting structure according to claim 4, wherein said circuit board is a flexible printed circuit board.

The restraining means is a plate-shaped circuit board electrically connected to the semiconductor laser chip to drive the semiconductor laser chip and connected to the light source mounting section, and the circuit board and the light source mounting section. Or between the circuit board and a connecting member that connects the circuit board to the light source mounting portion so as to be elastically deformed, and the package member is moved to the light source mounting portion side via the circuit board. 4. The mounting structure for a semiconductor laser device according to claim 2, further comprising: an elastic member that urges and presses the second reference surface against the mounting reference surface.

A light source mounting portion for mounting the light source device to a light source mounting portion in an optical scanning device that scans and exposes the image carrier with a light beam emitted from a light emitting portion of the light source device,
A light source side reference plane provided in the light source device,
The light source mounting portion is provided to set an optical axis direction of a light beam emitted from the light emitting portion together with the light source side reference surface in contact with the light source side reference surface, and an optical axis along a direction perpendicular to the optical axis. A mounting reference plane for adjusting the position,
The light source device and the light source mounting portion are connected to each other and elastically deform along the optical axis direction, and the light source side reference surface is attached to the mounting reference surface by an elastic restoring force along the optical axis direction. An elastic connecting member to be pressed against the top,
A mounting structure for a light source device, comprising:

The mounting structure of a light source device according to claim 7, wherein the light source side reference surface is formed as a flat surface on a package member holding the semiconductor laser element having the light emitting portion.

The light source device and the light source mounting part are formed such that the elastic connecting member is formed in a plate shape and that a surface direction of the elastic connecting member is substantially orthogonal to the optical axis direction. 9. The mounting structure of the light source device according to 7 or 8.

The elastic connection member is provided with a pair of first connection portions connected and fixed to the light source device, respectively, and provided with a pair of second connection portions connected and fixed to the light source attachment portion, respectively.
The pair of first connecting portions are arranged on a straight line perpendicular to the optical axis of the light beam emitted from the light emitting portion, so that the distances from the optical axis are equal to each other, and The second connecting portion is arranged on another straight line orthogonal to both the optical axis of the light beam emitted from the light emitting portion and the one straight line so that the distances from the optical axis are equal to each other. The mounting structure of the light source device according to claim 7, 8, or 9.

11. The elastic connecting member is provided with a stiffness reducing portion in which elastic deformation occurs preferentially when connected to the light source device and the light source mounting portion. The mounting structure of the light source device described in the above.