JP2004095994A - Light source equipment - Google Patents

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JP2004095994A
JP2004095994A JP2002257730A JP2002257730A JP2004095994A JP 2004095994 A JP2004095994 A JP 2004095994A JP 2002257730 A JP2002257730 A JP 2002257730A JP 2002257730 A JP2002257730 A JP 2002257730A JP 2004095994 A JP2004095994 A JP 2004095994A
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collimator
collimator lens
lens
collimator lenses
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JP2002257730A
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Inventor
Hisamichi Kobayashi
小林 久倫
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide light source equipment which enhances reliability for an optical performance by firmly fixing the collimator lenses. <P>SOLUTION: Cylindrical portions 22a, 22b are each provided with a plurality of first notches 23 which pass through the inner and outer peripheries thereof. Protrusions 25, which are formed between the first notches 23, for supporting the collimator lenses 3a, 3b are arranged at positions for providing even intervals therebetween with respect to the outer periphery of each of the collimator lenses 3a, 3b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子写真プロセスを有するレーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に好適な光源装置に関するものである。特に複数のレーザ光を被走査面上の感光体ドラム等に同時に走査して用いられるマルチビームレーザ光源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、高速又は高精細な画像を得る為に、感光体上で複数のビーム光を走査するマルチビーム走査光学装置が実用化されている。
【0003】
一方、インラインカラーなどで用いられる複数の感光体に対して、複数のビーム光を同時に走査するマルチビーム走査光学装置もある。
【0004】
これらは、光源である複数の半導体レーザから出射される各々のビーム光を近接させるように配置し、用途によっては合成もしくは分岐させて複数のビーム光を出射するマルチビーム走査光学装置である。
【0005】
例えば図6に示すマルチビーム走査光学装置Sがある。図6のマルチビーム走査光学装置Sでは、光源装置Rから出射された複数のビーム光Lは筐体に配置されたプリズムAからなるビーム合成手段によって、結像レンズの光軸とほぼ同軸上に合成され、シリンドリカルレンズBを経て、ポリゴンミラーDを備えたスキャナモータによって偏向走査され、結像レンズF,G、反射ミラーHを介して感光体I上に結像される。
【0006】
従来、上述したマルチビーム走査光学装置Sに用いられる光源装置Rの一例として、例えば、特許文献1に記載された光源である複数の半導体レーザと各々の前記半導体レーザから出射されたレーザ光を略平行光化する複数のコリメータレンズとから構成されるマルチビーム光源装置が提案されている。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−153737号公報
【0008】
前記マルチビーム光源装置は、図7に示すように、各々の半導体レーザ101及びコリメータレンズ103を保持するホルダ部材102が有するレンズ支持部123がコリメータレンズ103の外周に対してある特定の円弧領域でコリメータレンズ103を部分的に接着固定している片持ち支持の構成である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、半導体レーザが保持されるホルダ部材に対してコリメータレンズを高精度に調整し、半導体レーザとコリメータレンズとの相対位置関係を崩さずに固定保持する為、各部品精度や組立精度が十分に必要である。
【0010】
また、光源装置単体及び走査光学装置に組み付けられたそれぞれの状態において、如何なる環境下においてもこの関係を維持しなければならない。
【0011】
しかしながら、半導体レーザとコリメータレンズとの組を複数有し、これらを一体化した複数のレーザ光を出射するマルチビーム光源装置には以下のような問題があった。
【0012】
複数のビーム光が出射された後に、ビーム合成手段等を用いて同時にビームを走査する光学系においては、副走査方向のビームピッチ間隔が非常に高精度に要求される。
【0013】
従って、結像レンズの光軸に対して、各々ビーム光軸がずれることや、ビーム出射角度が異なると、ビームピッチ間隔が変化して画像劣化が懸念されていた。
【0014】
また、複数のビーム光が出射された後に、ビーム分離手段等を用いて複数の感光体にビームを走査する光学系においても同様なことが言える。例えば、インラインカラー等で用いられる際には、ビームの相対的な照射位置が変化して色ずれの原因にもなる。
【0015】
これらの要因として、例えば、前記従来技術においての後述するコリメータレンズの接着方法がある。
【0016】
図7でのコリメータレンズ103の接着方法としては、まずホルダ部材102のレンズ支持部123の円弧部に接着剤を塗布する。
【0017】
後に、レンズ支持部以外の開放された空間から挿入されたレンズクランプ工具によって保持されたコリメータレンズ103は、コリメータレンズの焦点距離(光軸方向)及び照射位置(光軸に直交する方向)を所定位置に調整する。
【0018】
調整後、接着部位に対して紫外線等を照射し接着剤を硬化させてホルダ部材102とコリメータレンズ103を固定する。
【0019】
ここでのコリメータレンズ103の接着領域は、コリメータレンズ103の外周面に対して一部の円弧部のみで接着される。この時、接着剤の硬化収縮によって、コリメータレンズ103は接着層が存在する一方向のみに照射位置を変動させてしまう為、結像レンズの光軸に対してずれを生じる。
【0020】
また、その後の雰囲気環境によってはコリメータレンズ103を保持する円弧形状の支持部123が片持ちであるが為に、熱膨張によってレンズ支持部123が変形し易く剛性が劣る。
【0021】
さらに、環境等の温度や湿度変化によっては、熱や吸湿による接着剤の膨張から生じる応力によって、コリメータレンズ103は接着部位を支点にして光軸方向の両側へ倒れることで、レンズ光軸の傾きが悪化し照射位置が変動すると共に焦点距離のずれを生じる。すなわち、副走査ビームピッチ間隔やビーム出射角度(平行度)が変化する等、光学性能の劣化が懸念されていた。
【0022】
また、コリメータレンズ103の固定部位が部分的であることや、光学設計や加工による制約を受け、一般的にレンズ厚みが薄くなる為に、接着領域が狭くなってコリメータレンズ103の接着強度が低下することによって剥離し易くなり、耐環境、振動、衝撃等による負荷荷重が加わり、レンズの位置ずれが生じることが懸念されていた。
【0023】
さらには、コリメータレンズ103が固定部分以外開放されている為、組立工程内の作業中やユニット組付け時の外部からの接触、衝撃等に十分注意が必要であった。
【0024】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、強固なコリメータレンズの固定を行って光学性能に対する信頼性を高めた光源装置を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
光源である複数の半導体レーザと、該半導体レーザから発光される各々のレーザ光を略平行光化するコリメータレンズと、前記半導体レーザ及び前記コリメータレンズの組を複数保持するホルダ部材と、を含む光源装置において、
前記ホルダ部材は各々の前記コリメータレンズを保持する円筒部を備え、
該円筒部には内外周を貫通する複数の第1切り欠き部を有し、
該第1切り欠き部の間に形成された前記コリメータレンズを保持する突起部を各々の前記コリメータレンズ外周に対して円周等分に配置したことを特徴とする。
【0026】
上記構成では、コリメータレンズを保持する複数の突起部が各々のコリメータレンズに対して円周等分に接着層を形成することにより、接着剤による硬化収縮、または、ホルダ部材の熱膨張等によるコリメータレンズの挙動を円周方向にバランスよく分散することで、コリメータレンズの位置ずれ方向を安定化し、変動量をも低減することができる。従って、固定精度が向上し、各々の光軸傾きの相対位置ずれを抑制することが可能である。
【0027】
さらには、コリメータレンズを接着固定する複数の突起部によって、コリメータレンズの保持のための保持部の剛性を上げ、接着面積を増加することにより接着強度を得ることができるので、コリメータレンズの位置ずれ方向を安定化し、変動量をも低減することができる。従って、上記同様に固定精度が向上し、各々の光軸傾きの相対位置ずれを抑制することが可能である。
【0028】
前記突起部上に接着剤の充填に用いる第2切り欠き部を有することが好適である。
【0029】
上記構成では、第2切り欠き部の溝部に充填する接着剤は、コリメータレンズとホルダ部材の係合部の隙間に廻り込みながら充填され、各接着部の塗布状態を安定に保つことにより、高精度な接着固定を可能にする。
【0030】
前記コリメータレンズを支持する複数の前記突起部のうち、少なくとも1つ以上の前記突起部が共有されることが好適である。
【0031】
上記構成では、各々のコリメータレンズをより隣接に配置できるので、光軸間距離を狭めることが可能になり、ユニットをコンパクト化できる。また、光軸間距離を狭めることでビーム合成の光学系では一般的に敏感度を低く抑えることが可能になる為、ビームの照射位置精度が緩めることができ、機械設計や光学設計による制約を緩和できるので有利になる。
【0032】
また、各々のコリメータレンズを調整するクランプ工具の可動領域の自由度が広がり効率的に作業が行えることで、組立性を向上することができる。
【0033】
前記突起部は前記第1切り欠き部の対向面側に配置されることが好適である。
【0034】
上記構成では、光硬化型の接着剤を使用する際の光照射方向は、コリメータレンズ上方以外に、コリメータレンズ接着部に対向した径方向から光を照射するスペースを確保できる。
【0035】
よって、光照射方向の自由度が増え、組立作業性を向上すると同時に、硬化時間を短縮可能にし、組立工程による低コスト化を実現できる。
【0036】
この時、コリメータレンズの円弧部に入射した光は、入射部に対向した接着部を照射するような集光効果を得ることも有効であり、接着剤硬化の信頼性がより向上する。
【0037】
前記突起部は複数のレンズ光軸の中心を通り前記コリメータレンズの配列方向と垂直な線に対して対称に配置されることが好適である。
【0038】
上記構成では、コリメータレンズを保持する保持部の変形によるそれぞれのビーム照射位置の変動方向及び変動量を共に同等にすることができ、それぞれの光軸ずれの相対差を低減できる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0040】
図1〜図6を参照して、実施の形態について説明する。本実施の形態では、図6のようなマルチビーム走査光学装置Sに用いられるマルチビーム光源装置R1について説明する。マルチビーム走査光学装置Sについては、従来技術で説明したものと同様であるのでその説明は省略する。
【0041】
図1は本発明を最も良く表す本実施の形態に係るマルチビーム光源装置R1の構成を示す概略図である。図2は本発明を最も良く表す本実施の形態に係るマルチビーム光源装置R1の構成を示す概略断面図である。
【0042】
第1半導体レーザ1aは、光源としての半導体レーザである。また、第2半導体レーザ1bは、第1半導体レーザ1aと同様な半導体レーザである。
【0043】
ホルダ部材2は、半導体レーザ1a,1bと後述するコリメータレンズ3a,3bを保持する。
【0044】
第1コリメータレンズ3aは、レーザ光を略平行光に形成するものである。また、第2コリメータレンズ3bは、第1コリメータレンズ3aと同様なものである。
【0045】
レーザ駆動回路基板4は、半導体レーザ1a,1bを発光させる為のものである。
【0046】
ホルダ部材2においては、半導体レーザ1a,1bをそれぞれ保持する圧入孔21a,21bと、コリメータレンズ3a,3bを保持する円筒部22a,22bと、コリメータレンズ3a,3bを保持するクランプ工具5(図3に示す)の可動領域とする第1切り欠き部23と、コリメータレンズ3a,3bの接着部位となる突起部25と、紫外線硬化型接着剤8を充填しコリメータレンズ3a,3bと突起部25との係合部隙間に接着剤を流し込むのに用いる第2切り欠き部24と、レーザ光を所定の形状にする光学絞り26a,26bと、レーザ駆動回路基板4をねじ固定する取付部27と、一体化したマルチビーム光源装置R1を走査光学装置(不図示)の筐体にねじ固定する取付部28と、を有する。
【0047】
突起部25は、各コリメータレンズ3a,3bの外周に3等分して配置され、かつコリメータレンズ3a,3bの配列方向の間に共有する突起を持っている。
【0048】
コリメータレンズ3a,3bは、ホルダ部材2と直接接着される外周面31a,31bを備える。
【0049】
上記構成において、半導体レーザ1a,1bは、圧入によってホルダ部材2の圧入孔21a,21bに固定保持される。
【0050】
また、半導体レーザ1a,1bのリードピン11a,11bは、レーザ駆動回路基板4と半田付けして固着される。
【0051】
一方、レーザ駆動回路基板4は、ねじ7が取付部27にねじ込まれることによってホルダ部材2に締結される。
【0052】
コリメータレンズ3a,3bは、ホルダ部材2のコリメータレンズ3a,3bの接着部が鉛直方向とする姿勢で、第1切り欠き部23から挿入されるクランプ工具5(図3に示す)により保持され、半導体レーザ1a,1bから発光されるレーザ光に対して、焦点距離及び照射位置を3軸(X、Y、Z)方向の所定位置にそれぞれ調整される。
【0053】
この時、図2におけるコリメータレンズ3a,3bの調整位置に対して、第2切り欠き部24の光軸方向の深さは、コリメータレンズ3a,3bの外周面31a,31bの中心部付近に位置し、かつ突起部25の先端はコリメータレンズ3a,3bの出射面よりも突出している。
【0054】
第2切り欠き部24には、紫外線硬化型接着剤8が充填され、ホルダ部材2とコリメータレンズ3a、3bの係合部隙間に自重によって流れ込み、廻り込む。
【0055】
第2切り欠き部24及び係合部との間に接着剤が充填され、紫外線が照射された状態でコリメータレンズ3a,3bは接着固定される。
【0056】
そして、クランプ工具5は、コリメータレンズ3a,3bが接着固定された後に、退避する。
【0057】
以上により、各部材が一体化されてマルチビーム光源装置R1となる。
【0058】
図1、2に示されるように、第2切り欠き部24は、本実施の形態ではコリメータレンズ3a,3bの1つにつき突起部25は3箇所設けてあるが、数量は限定されずに、各々のコリメータレンズ3a,3b外周に対して、円周等分、または第1切り欠き部23の対向面側に配置されているものであればよい。また、ホルダ部材2の中心線O−Oを境に対称に配置されていてもよい。
【0059】
コリメータレンズ3a,3bのそれぞれを保持する3箇所の突起部25は、接着剤による硬化収縮、またはホルダ部材2の熱膨張等によるコリメータレンズ3a,3bの挙動を円周方向にバランスよく分散することで、コリメータレンズ3a,3bの位置ずれ方向を安定化し、変動量をも低減することができる。従って、固定精度が向上し、各々のレンズ光軸の相対的な位置ずれを抑制することができる。
【0060】
その際、コリメータレンズ3a,3bを保持する突起部25が少なくとも一つ以上共有されていることで、光軸間隔をより狭く設計することができるので、光学的に像面上での敏感度を低減できると同時にコンパクト化を可能にする。
【0061】
次に、図4に示すように、接着剤を硬化させる為の紫外線Pの照射方向は、ホルダ部材2の鉛直方向と、コリメータレンズ3a,3bが接着される円筒部22a,22bが備える第2切り欠き部24の対向面側から照射できるので、接着部の個数や照射方向の部位が任意に設定でき、なおかつ短時間での接着を可能にできることから、工程の自由度が向上し、低コスト化も可能になる。
【0062】
紫外線照射によるコリメータレンズ3a,3bの固定においては、接着部位近傍は開放されている為、通気性に優れる。接着剤、ホルダ部材2による熱篭りを防止することに加え、コリメータレンズ3a,3bの接着部が熱膨張による変形を円周等分に分散するので、各々のコリメータレンズ3a,3bの相対的な位置ずれを抑制する。
【0063】
従って、第1、2切り欠き部23、24が外気接触することにより、接着剤の硬化反応熱やホルダ部材2の熱膨張によるコリメータレンズ3a,3bの挙動は最低限に抑制でき、かつ短時間で光学性能を安定化することができる為、高精度な接着固定が可能になる。
【0064】
図2に示すコリメータレンズ3a,3bの保持については、第2切り欠き部24及びホルダ部材2とコリメータレンズ3a,3bの外周面31a,31bとの係合部とで構成されることで接着面積が増加し、さらに複数の突起部25によりコリメータレンズ3a,3bを保持させていることから、接着強度が向上する。なお、各接着面が粗面化されているとよりよく効果を得る。
【0065】
また、複数の突起部25はコリメータレンズ3a,3bを外周方向から均一に保持しており、十分な剛性を得ているので、環境変化によるホルダ部材2の変形や熱膨張等による光学特性の劣化を抑えると同時に安定化できる。
【0066】
図1、図2では、コリメータレンズ3a,3bの接着部は、コリメータレンズ3a,3bの外周面31a,31bと円筒部22a,22bの内周との係合部で形成されるが、図5に示されるように、コリメータレンズ3a,3bを一旦ホルダ部材2に接着固定した後に、有効径外(破線部)の出射面側に接着剤を塗布し、再び接着部とすれば、コリメータレンズ3a,3bの接着位置を維持したまま接着強度を強化することができ、各コリメータレンズ3a,3bの位置ずれを抑制することでより信頼性を高めることも可能である。
【0067】
ユニット化されたマルチビーム光源装置R1は、図2に示されるように、コリメータレンズ3a,3bを保持する突起部25が、接着固定されたコリメータレンズ3a,3bの出射面側よりも突出しており、なおかつ、コリメータレンズ3a,3bを開放することなく保護することにより、作業者等が誤って触れてレンズ面を汚すことや組立工程内の作業中やユニット組付け時の外部からの衝撃等による光学特性の劣化を防止している。
【0068】
なお、本実施の形態においては、紫外線硬化型の接着剤を用いたが、他の光硬化型の接着剤を用いることもできる。また、半導体レーザから出射するビーム光は1つ又は複数の発光点を有していても良く、任意とする。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、各々のコリメータレンズを複数部位で保持することで固定精度を安定化し、かつ相対的なコリメータレンズの位置ずれを低減することができる。また、コリメータレンズの接着強度と接着部の剛性を高めることに加え、外部からの接触や衝撃から保護しているので、より信頼性の高いマルチビームレーザ光源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係るマルチビーム光源装置を示す概略図である。
【図2】実施の形態に係るマルチビーム光源装置を示す概略断面図である。
【図3】実施の形態のコリメータレンズ調整を示す概略図である。
【図4】実施の形態のコリメータレンズ接着工程を示す概略図である。
【図5】実施の形態のコリメータレンズ接着部の他の例を示す概略図である。
【図6】マルチビーム走査光学装置を示す概略図である。
【図7】従来のマルチビーム光源装置を示す概略図である。
【符号の説明】
1a 第1半導体レーザ
1b 第2半導体レーザ
2 ホルダ部材
3a 第1コリメータレンズ
3b 第2コリメータレンズ
4 レーザ駆動回路基板
5 クランプ工具
7 ねじ
8 紫外線硬化型接着剤
11a,11b リードピン
21a,21b 圧入孔
22a,22b 円筒部
23 第1切り欠き部
24 第2切り欠き部
25 突起部
26a,26b 光学絞り
27 取付部
28 取付部
31a,31b 外周面
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source device suitable for an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine having an electrophotographic process. More particularly, the present invention relates to a multi-beam laser light source device which is used by simultaneously scanning a plurality of laser beams on a photosensitive drum or the like on a surface to be scanned.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to obtain a high-speed or high-definition image, a multi-beam scanning optical device that scans a plurality of light beams on a photoconductor has been put to practical use.
[0003]
On the other hand, there is also a multi-beam scanning optical device which simultaneously scans a plurality of photoconductors used for in-line color with a plurality of light beams.
[0004]
These are multi-beam scanning optical devices that arrange the respective light beams emitted from a plurality of semiconductor lasers, which are light sources, close to each other, and combine or split the light beams depending on the application to emit the plurality of light beams.
[0005]
For example, there is a multi-beam scanning optical device S shown in FIG. In the multi-beam scanning optical device S of FIG. 6, the plurality of light beams L emitted from the light source device R are substantially coaxial with the optical axis of the imaging lens by the beam combining means including the prism A disposed in the housing. The images are synthesized, deflected and scanned by a scanner motor provided with a polygon mirror D via a cylindrical lens B, and imaged on a photoreceptor I via imaging lenses F and G and a reflection mirror H.
[0006]
Conventionally, as an example of the light source device R used in the above-described multi-beam scanning optical device S, for example, a plurality of semiconductor lasers as a light source described in Patent Document 1 and laser light emitted from each of the semiconductor lasers are substantially described. A multi-beam light source device including a plurality of collimator lenses that collimate light has been proposed.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-11-153737
As shown in FIG. 7, in the multi-beam light source device, the lens supporting portion 123 of the holder member 102 holding each of the semiconductor laser 101 and the collimator lens 103 has a specific arc region with respect to the outer periphery of the collimator lens 103. This is a cantilever support configuration in which the collimator lens 103 is partially adhered and fixed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, the collimator lens is adjusted with high precision with respect to the holder member holding the semiconductor laser, and fixed and held without destroying the relative positional relationship between the semiconductor laser and the collimator lens. Accuracy is required.
[0010]
In addition, this relationship must be maintained under any environment in each state where the light source device and the scanning optical device are assembled.
[0011]
However, a multi-beam light source device that has a plurality of pairs of a semiconductor laser and a collimator lens and emits a plurality of laser beams in which these are integrated has the following problems.
[0012]
In an optical system that simultaneously scans a beam using a beam combining unit after a plurality of light beams are emitted, a beam pitch interval in the sub-scanning direction is required with very high accuracy.
[0013]
Therefore, if the beam optical axis is deviated from the optical axis of the imaging lens, or if the beam emission angle is different, the beam pitch interval changes and image deterioration is a concern.
[0014]
The same applies to an optical system that scans beams on a plurality of photoconductors using a beam separation unit or the like after a plurality of light beams are emitted. For example, when used in in-line color or the like, the relative irradiation position of the beam changes, causing color shift.
[0015]
These factors include, for example, a method of bonding a collimator lens described later in the related art.
[0016]
As a method for bonding the collimator lens 103 in FIG. 7, first, an adhesive is applied to an arc portion of the lens support portion 123 of the holder member 102.
[0017]
Later, the collimator lens 103 held by a lens clamp tool inserted from an open space other than the lens support portion determines the focal length (optical axis direction) and the irradiation position (the direction orthogonal to the optical axis) of the collimator lens. Adjust to position.
[0018]
After the adjustment, the holder is fixed to the collimator lens 103 by irradiating ultraviolet rays or the like to the bonding site to cure the adhesive.
[0019]
Here, the bonding area of the collimator lens 103 is bonded to the outer peripheral surface of the collimator lens 103 only at a part of the arc portion. At this time, the irradiation position of the collimator lens 103 is changed only in one direction where the adhesive layer exists due to the curing shrinkage of the adhesive, so that the collimator lens 103 is shifted with respect to the optical axis of the imaging lens.
[0020]
Further, since the arc-shaped support portion 123 holding the collimator lens 103 is cantilevered depending on the subsequent atmospheric environment, the lens support portion 123 is easily deformed due to thermal expansion, and the rigidity is inferior.
[0021]
Further, depending on changes in temperature or humidity of the environment, etc., the collimator lens 103 is tilted to both sides in the optical axis direction with the adhesion portion as a fulcrum due to stress generated from expansion of the adhesive due to heat or moisture absorption, thereby causing the inclination of the lens optical axis. Deteriorates, the irradiation position fluctuates, and the focal length shifts. In other words, there has been a concern about deterioration of optical performance such as a change in the sub-scanning beam pitch interval and the beam emission angle (parallelism).
[0022]
In addition, since the fixing portion of the collimator lens 103 is limited, and the design is limited by optical design and processing, the thickness of the lens is generally reduced, so that the bonding area is narrowed and the bonding strength of the collimator lens 103 is reduced. There is a concern that the lens may be easily peeled off, a load may be applied due to environmental resistance, vibration, impact, or the like, and the lens may be displaced.
[0023]
Furthermore, since the collimator lens 103 is open except for the fixed portion, it is necessary to pay sufficient attention to external contact, impact, and the like during the operation in the assembly process and when assembling the unit.
[0024]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a light source device in which a robust collimator lens is fixed to enhance the reliability of optical performance.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention,
A light source comprising: a plurality of semiconductor lasers serving as a light source; a collimator lens that converts each laser beam emitted from the semiconductor laser into substantially parallel light; and a holder member that holds a plurality of sets of the semiconductor laser and the collimator lens. In the device,
The holder member includes a cylindrical portion that holds each of the collimator lenses,
The cylindrical portion has a plurality of first notches penetrating the inner and outer circumferences,
The projections formed between the first cutouts and holding the collimator lens are arranged at equal circumferential intervals with respect to the outer periphery of each of the collimator lenses.
[0026]
In the above configuration, the plurality of protrusions holding the collimator lens form an adhesive layer on the circumference of each collimator lens so as to be evenly divided, whereby the collimator cures or shrinks due to the adhesive, or the thermal expansion of the holder member or the like. By dispersing the behavior of the lens in the circumferential direction with a good balance, the direction of displacement of the collimator lens can be stabilized, and the amount of fluctuation can be reduced. Therefore, the fixing accuracy is improved, and it is possible to suppress the relative positional deviation of each optical axis inclination.
[0027]
Further, the plurality of protrusions for bonding and fixing the collimator lens can increase the rigidity of the holding portion for holding the collimator lens, and increase the bonding area, thereby obtaining the bonding strength. The direction can be stabilized, and the amount of fluctuation can be reduced. Therefore, similarly to the above, the fixing accuracy is improved, and it is possible to suppress the relative positional deviation of each optical axis inclination.
[0028]
It is preferable that a second cutout portion used for filling the adhesive is provided on the protrusion.
[0029]
In the above configuration, the adhesive filling the groove of the second cutout is filled while sneaking into the gap between the engaging portion of the collimator lens and the holder member. Enables accurate bonding and fixing.
[0030]
It is preferable that at least one of the plurality of protrusions supporting the collimator lens is shared.
[0031]
In the above configuration, since each collimator lens can be arranged closer to each other, the distance between optical axes can be reduced, and the unit can be made compact. In addition, by reducing the distance between the optical axes, it is generally possible to suppress the sensitivity of a beam combining optical system to a low level, so that the beam irradiation position accuracy can be relaxed and restrictions due to mechanical design and optical design are reduced. This is advantageous because it can be alleviated.
[0032]
Further, the degree of freedom of the movable region of the clamp tool for adjusting each collimator lens is increased, and the work can be performed efficiently, so that the assemblability can be improved.
[0033]
It is preferable that the protruding portion is disposed on a side facing the first notch.
[0034]
In the above configuration, the light irradiation direction when the photocurable adhesive is used can secure a space for irradiating light from the radial direction opposite to the collimator lens bonding portion, other than above the collimator lens.
[0035]
Therefore, the degree of freedom in the light irradiation direction is increased, and the assembling workability is improved, and at the same time, the curing time can be shortened, and the cost can be reduced by the assembling process.
[0036]
At this time, it is also effective to obtain a light collecting effect such that light incident on the arc portion of the collimator lens irradiates the adhesive portion facing the incident portion, and the reliability of curing the adhesive is further improved.
[0037]
It is preferable that the protrusions are arranged symmetrically with respect to a line passing through the center of a plurality of lens optical axes and perpendicular to the arrangement direction of the collimator lenses.
[0038]
In the above configuration, the direction and amount of change of each beam irradiation position due to the deformation of the holding unit that holds the collimator lens can be made equal, and the relative difference between the optical axis shifts can be reduced.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto unless otherwise specified. Absent.
[0040]
An embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a multi-beam light source device R1 used in a multi-beam scanning optical device S as shown in FIG. 6 will be described. Since the multi-beam scanning optical device S is the same as that described in the related art, the description is omitted.
[0041]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a multi-beam light source device R1 according to the present embodiment that best represents the present invention. FIG. 2 is a schematic sectional view showing the configuration of the multi-beam light source device R1 according to the present embodiment that best represents the present invention.
[0042]
The first semiconductor laser 1a is a semiconductor laser as a light source. The second semiconductor laser 1b is a semiconductor laser similar to the first semiconductor laser 1a.
[0043]
The holder member 2 holds the semiconductor lasers 1a and 1b and collimator lenses 3a and 3b described later.
[0044]
The first collimator lens 3a forms the laser light into substantially parallel light. The second collimator lens 3b is similar to the first collimator lens 3a.
[0045]
The laser drive circuit board 4 is for emitting the semiconductor lasers 1a and 1b.
[0046]
In the holder member 2, press-fit holes 21a and 21b for holding the semiconductor lasers 1a and 1b, cylindrical portions 22a and 22b for holding the collimator lenses 3a and 3b, and a clamp tool 5 for holding the collimator lenses 3a and 3b (FIG. 3), a first cutout portion 23 serving as a movable region, a projection portion 25 serving as an adhesion portion of the collimator lenses 3a and 3b, and an ultraviolet curing adhesive 8 filled with the collimator lenses 3a and 3b and the projection portion 25. A second notch 24 used to pour the adhesive into the gap between the engaging portions, optical apertures 26a and 26b for forming the laser beam into a predetermined shape, and a mounting portion 27 for fixing the laser drive circuit board 4 by screws. And a mounting portion 28 for screw-fixing the integrated multi-beam light source device R1 to a housing of a scanning optical device (not shown).
[0047]
The protrusion 25 is divided into three equal parts on the outer periphery of each of the collimator lenses 3a and 3b, and has a protrusion shared between the arrangement directions of the collimator lenses 3a and 3b.
[0048]
The collimator lenses 3a and 3b include outer peripheral surfaces 31a and 31b that are directly bonded to the holder member 2.
[0049]
In the above configuration, the semiconductor lasers 1a and 1b are fixedly held in the press-fit holes 21a and 21b of the holder member 2 by press-fitting.
[0050]
The lead pins 11a and 11b of the semiconductor lasers 1a and 1b are fixed to the laser drive circuit board 4 by soldering.
[0051]
On the other hand, the laser drive circuit board 4 is fastened to the holder member 2 by screwing the screw 7 into the mounting portion 27.
[0052]
The collimator lenses 3a and 3b are held by a clamp tool 5 (shown in FIG. 3) inserted from the first cutout portion 23 in such a manner that the bonding portions of the collimator lenses 3a and 3b of the holder member 2 are oriented vertically. The focal length and the irradiation position of the laser light emitted from the semiconductor lasers 1a and 1b are adjusted to predetermined positions in three axes (X, Y, Z) directions.
[0053]
At this time, the depth of the second notch 24 in the optical axis direction is closer to the center of the outer peripheral surfaces 31a, 31b of the collimator lenses 3a, 3b than the adjustment positions of the collimator lenses 3a, 3b in FIG. In addition, the tip of the projection 25 protrudes from the exit surfaces of the collimator lenses 3a and 3b.
[0054]
The second cutout portion 24 is filled with the ultraviolet curable adhesive 8, and flows into the gap between the holder member 2 and the collimator lenses 3a, 3b by its own weight and flows around.
[0055]
An adhesive is filled between the second cutout portion 24 and the engaging portion, and the collimator lenses 3a and 3b are bonded and fixed in a state of being irradiated with ultraviolet rays.
[0056]
Then, the clamp tool 5 retreats after the collimator lenses 3a and 3b are fixed by bonding.
[0057]
As described above, the components are integrated to form the multi-beam light source device R1.
[0058]
As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the second cutout portion 24 is provided with three projections 25 for each of the collimator lenses 3a and 3b, but the number thereof is not limited. What is necessary is just to arrange | position to the circumference of each collimator lens 3a, 3b, a circumference equally, or the opposing surface side of the 1st notch part 23. Further, they may be arranged symmetrically about the center line OO of the holder member 2.
[0059]
The three projections 25 holding the collimator lenses 3a and 3b, respectively, disperse the behavior of the collimator lenses 3a and 3b in the circumferential direction in a well-balanced manner due to curing contraction by an adhesive or thermal expansion of the holder member 2. Thus, the direction of the displacement of the collimator lenses 3a and 3b can be stabilized, and the amount of fluctuation can be reduced. Therefore, the fixing accuracy is improved, and the relative displacement of each lens optical axis can be suppressed.
[0060]
At this time, since at least one projection 25 holding the collimator lenses 3a and 3b is shared, the distance between the optical axes can be designed to be narrower, so that the sensitivity on the optical image plane is reduced. It is possible to reduce and at the same time to make it compact.
[0061]
Next, as shown in FIG. 4, the irradiation direction of the ultraviolet light P for curing the adhesive is the vertical direction of the holder member 2 and the second direction provided by the cylindrical portions 22a and 22b to which the collimator lenses 3a and 3b are bonded. Irradiation can be performed from the side opposite to the notch 24, so that the number of bonding parts and the part in the irradiation direction can be set arbitrarily, and bonding can be performed in a short time. Is also possible.
[0062]
In fixing the collimator lenses 3a and 3b by irradiating ultraviolet rays, since the vicinity of the bonding portion is open, the air permeability is excellent. In addition to preventing the heat from being stuck by the adhesive and the holder member 2, the bonded portions of the collimator lenses 3a and 3b disperse the deformation due to thermal expansion equally around the circumference, so that the relative positions of the respective collimator lenses 3a and 3b are relatively large. Suppress misalignment.
[0063]
Therefore, when the first and second cutouts 23 and 24 come into contact with the outside air, the behavior of the collimator lenses 3a and 3b due to the heat of the curing reaction of the adhesive and the thermal expansion of the holder member 2 can be suppressed to a minimum, and the time is short. As a result, the optical performance can be stabilized, so that high-precision bonding can be achieved.
[0064]
The holding of the collimator lenses 3a and 3b shown in FIG. 2 is made up of the second cutout portion 24 and the holder member 2 and the engaging portions of the outer peripheral surfaces 31a and 31b of the collimator lenses 3a and 3b. And the plurality of projections 25 hold the collimator lenses 3a and 3b, so that the adhesive strength is improved. In addition, the effect is better obtained when each bonding surface is roughened.
[0065]
Further, the plurality of projections 25 uniformly hold the collimator lenses 3a and 3b from the outer peripheral direction and have sufficient rigidity, so that the optical characteristics are deteriorated due to deformation of the holder member 2 due to an environmental change or thermal expansion. And can be stabilized at the same time.
[0066]
In FIGS. 1 and 2, the bonding portion of the collimator lenses 3a and 3b is formed by an engagement portion between the outer peripheral surfaces 31a and 31b of the collimator lenses 3a and 3b and the inner circumference of the cylindrical portions 22a and 22b. As shown in (1), after the collimator lenses 3a and 3b are once adhered and fixed to the holder member 2, an adhesive is applied to the outgoing surface side outside the effective diameter (broken line portion), and the collimator lens 3a is formed again. , 3b can be strengthened while maintaining the bonding position, and the reliability can be further improved by suppressing the displacement of the collimator lenses 3a, 3b.
[0067]
In the unitized multi-beam light source device R1, as shown in FIG. 2, the projection 25 holding the collimator lenses 3a, 3b protrudes from the exit surface side of the adhesively fixed collimator lenses 3a, 3b. Further, since the collimator lenses 3a and 3b are protected without being opened, an operator or the like may erroneously touch the lens surface to make the lens surface dirty, or may be subjected to an external impact during work in an assembling process or during assembly of the unit. The deterioration of optical characteristics is prevented.
[0068]
In the present embodiment, an ultraviolet-curable adhesive is used, but another light-curable adhesive may be used. The light beam emitted from the semiconductor laser may have one or a plurality of light emitting points, and is arbitrary.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can stabilize the fixing accuracy and reduce the relative displacement of the collimator lens by holding each collimator lens at a plurality of portions. Further, in addition to increasing the bonding strength of the collimator lens and the rigidity of the bonding portion, since it is protected from external contact and impact, a more reliable multi-beam laser light source device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a multi-beam light source device according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a multi-beam light source device according to an embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a collimator lens adjustment of the embodiment.
FIG. 4 is a schematic view showing a collimator lens bonding step of the embodiment.
FIG. 5 is a schematic view showing another example of the collimator lens bonding portion of the embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a multi-beam scanning optical device.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a conventional multi-beam light source device.
[Explanation of symbols]
1a First semiconductor laser 1b Second semiconductor laser 2 Holder member 3a First collimator lens 3b Second collimator lens 4 Laser drive circuit board 5 Clamp tool 7 Screw 8 Ultraviolet curing adhesive 11a, 11b Lead pins 21a, 21b Press-fit holes 22a, 22b Cylindrical portion 23 First cutout portion 24 Second cutout portion 25 Projection portions 26a, 26b Optical aperture 27 Mounting portion 28 Mounting portions 31a, 31b Outer peripheral surface

Claims (5)

光源である複数の半導体レーザと、該半導体レーザから発光される各々のレーザ光を略平行光化するコリメータレンズと、前記半導体レーザ及び前記コリメータレンズの組を複数保持するホルダ部材と、を含む光源装置において、
前記ホルダ部材は各々の前記コリメータレンズを保持する円筒部を備え、
該円筒部には内外周を貫通する複数の第1切り欠き部を有し、
該第1切り欠き部の間に形成された前記コリメータレンズを保持する突起部を各々の前記コリメータレンズ外周に対して円周等分に配置したことを特徴とする光源装置。
A light source including: a plurality of semiconductor lasers serving as a light source; a collimator lens that converts each laser beam emitted from the semiconductor laser into substantially parallel light; and a holder member that holds a plurality of sets of the semiconductor laser and the collimator lens. In the device,
The holder member includes a cylindrical portion that holds each of the collimator lenses,
The cylindrical portion has a plurality of first notches penetrating the inner and outer circumferences,
A light source device, wherein projections formed between the first cutouts and holding the collimator lens are arranged at equal circumferential intervals with respect to the outer periphery of each of the collimator lenses.
前記突起部上に接着剤の充填に用いる第2切り欠き部を有することを特徴とする請求項1に記載の光源装置。The light source device according to claim 1, further comprising a second cutout portion used for filling the adhesive on the protrusion. 前記コリメータレンズを支持する複数の前記突起部のうち、少なくとも1つ以上の前記突起部が共有されることを特徴とする請求項1又は2に記載の光源装置。The light source device according to claim 1, wherein at least one of the plurality of protrusions supporting the collimator lens is shared. 前記突起部は前記第1切り欠き部の対向面側に配置されることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の光源装置。4. The light source device according to claim 1, wherein the protrusion is disposed on a side facing the first cutout. 5. 前記突起部は複数のレンズ光軸の中心を通り前記コリメータレンズの配列方向と垂直な線に対して対称に配置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光源装置。The light source according to any one of claims 1 to 4, wherein the protrusions are arranged symmetrically with respect to a line passing through a center of a plurality of lens optical axes and perpendicular to an arrangement direction of the collimator lenses. apparatus.
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