JP2005203663A

JP2005203663A - 光源装置

Info

Publication number: JP2005203663A
Application number: JP2004010131A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Yoneima; 義伸米今
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2005-07-28

Abstract

【課題】回路基板の取り付け孔に一度に挿入するリードピンが、複数個の半導体レーザーにわたらないようにした光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置１における複数の（各々の）半導体レーザー１１が、一平面上に位置するのではなく、回路基板２１の取り付け孔２２に対するリードピン１２の挿入方向において、互いにずれるように配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばコピー機、ＦＡＸ、プリンター等の画像形成装置や、光ディスクのピックアップ装置に用いられる半導体レーザーを備えた光源装置に関するものである。

従来、半導体レーザーが、画像形成装置等の機器に用いられる場合、レーザービームを制御する回路基板に取り付けられるようになっている。具体的には、図４（ａ）に示すように、半導体レーザー２１１に設けられた撓曲性のあるリードピン２１２（２１２ａ・２１２ｂ・２１２ｃ）を回路基板２２１の取り付け孔２２２に挿入し、ハンダ固着されるようになっている。

そして、例えば取り付け孔２２２の孔幅（間隔）Ｎ（図５参照）に撓曲性のあるリードピン２１２を取り付けるために０．１ｍｍのオーダーでリードピン２１２を配設する必要がある場合、一度に挿入されるリードピン２１２同士の間隔Ｌを例えば１ｍｍにしようとするならば、誤差１０％の範囲でリードピン２１２を半導体レーザー２１１に配設（ピン配設）する必要が生じる。

その上、図４（ｂ）および図５（図４（ｂ）の部分拡大図）に示すように、これらの半導体レーザー２１１が複数個（例えば３個）備えられた光源装置２０１では、一度に９本のリードピン２１２を取り付け孔２２２に挿入しなくてはならない。そのため、半導体レーザー２１１同士の配置、すなわち間隔Ｍについても所望の間隔にする必要が生じ、従来の光源装置２０１では、半導体レーザー２１１におけるリードピン２１２の配設（ピン配設）、および光源装置２０１における半導体レーザー２１１の配設（レーザー配設）を非常に高い精度で行う必要が生じる。その結果、光源装置２０１を完成させるために長時間を要するようになっていた。

そこで、光源装置と回路基板との取り付け作業（光源装置を回路基板に取り付ける作業）の効率を高めながら、容易に製造できる光源装置が種々提案されている。例えば、図６（ａ）に示すように、半導体レーザー１１１のリードピン１１２の長さに長短をつけたものが挙げられる。これによると、最初にもっとも長いリードピン１１２ａが回路基板１２１の取り付け孔１２２に差し込まれ、次にリードピン１１２ｂ、リードピン１１２ｃと順序をつけて取り付け孔１２２に差し込まれるようになっている。その結果、一度に３本のリードピン１１２ａ・１１２ｂ・１１２ｃを挿入することがなくなる。そのため、半導体レーザー１１１におけるピン配設の誤差が多少大きくなったとしても、その誤差に起因する半導体レーザーと回路基板との取り付け作業に与える影響を低減させることができる。つまり、従来ほどの高い精度のピン配設を要せずに、半導体レーザーと回路基板との取り付け作業の効率（作業効率）を高めている。
特開２００２−３４４０６０号公報（請求項１、請求項２、段落〔００３１〕参照）

しかしながら、特許文献１のような半導体レーザー１１１を複数個備える光源装置１０１の場合、図６（ｂ）および図７（図６（ｂ）の部分拡大図）に示すように、距離Ｍの間隔（間隔Ｍ）で同じ長さのリードピン１１２ａが位置するようになる。つまり、３個の半導体レーザー１１１（１１１ａ・１１１ｂ・１１１ｃ）にわたる同じ長さのリードピン１１２ａ・１１２ａ・１１２ａを一度に取り付け孔１２２に挿入しなくてはならないようになる。

このような光源装置１０１では、図４（ｂ）の光源装置２０１に比べて、一度に取り付け孔１２２に挿入するリードピン１１２の本数は削減されるので、光源装置１０１と回路基板１２１との取り付け作業の効率は向上する。しかしながら、複数個の半導体レーザー１１１（１１１ａ・１１１ｂ・１１１ｃ）にわたるリードピン１１２ａ・１１２ａ・１１２ａを一度に取り付け孔１２２に挿入しなくてはならないため、やはり精度よく半導体レーザー１１１を配設した光源装置１０１としなくてはならず（レーザー配設を精度よく行う必要があり）、結果的に、光源装置１０１の製造に長時間を要することになる。

例えば、上述のように０．１ｍｍのオーダーで配設する必要がある場合、間隔Ｍを１０ｍｍにしようとするなら誤差１％の範囲で半導体レーザー１１１を光源装置１０１に配設（レーザー配設）する必要が生じる。また、間隔Ｍを５ｍｍにしようとするなら誤差２％の範囲にしなくてはならない。つまり、一度に挿入するリードピン１１２の間隔Ｍが長ければ長いほど、精度よく半導体レーザー１１１を光源装置１０１に配設しなくてはいけない。

したがって、特許文献１の光源装置１０１では、一度に挿入するリードピン１１２ａ（図７参照）同士の間隔が長くなる上、挿入されるリードピン１１２ａを備えた半導体レーザーが複数個にわたるため、図４（ａ）のリードピン２１２を半導体レーザー２１１に配設（ピン配設）する精度よりも、高い精度で半導体レーザー１１１を光源装置１０１に配設（精度よくレーザー配設）しなくてはならず、光源装置１０１の製造に却って長時間を要するという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、回路基板の取り付け孔に一度に挿入するリードピン同士の間隔を短くするとともに、その挿入されるリードピンが複数個の半導体レーザーにわたらないようにした光源装置を提供することにある。

本発明の光源装置は、回路基板の開孔部に挿入されるリードピンを備えた半導体レーザーが複数個配設された光源装置であって、上記の複数個の半導体レーザーにおける少なくとも２個以上半導体レーザーが、上記開孔部に対するリードピンの挿入方向において、互いにずれて配設されていることを特徴としている。

これによると、半導体レーザーが挿入方向において互いにずれながら光源装置に取り付けられて（レーザー配設されて）いることから、一度に複数個の半導体レーザーを回路基板に取り付ける必要はない。つまり、一つずつ半導体レーザーを回路基板に取り付けることができる。

そのため、一度に複数個の半導体レーザーのリードピンを回路基板に取り付ける場合に比べて、容易に取り付けができ、光源装置を回路基板に取り付ける作業の効率（作業効率）を高めることができる。

その上、一度に取り付け孔に挿入するリードピンは、一つの半導体レーザーのリードピンに限られることになる。そのため、光源装置に半導体レーザーを配設するときの誤差（レーザー配設の誤差）が多少大きくなったとしても、その誤差に起因する光源装置と回路基板との取り付け作業に与える影響を低減させることができる。つまり、従来ほどの高い精度のレーザー配設を要せずに、光源装置と回路基板との取り付け作業の効率を高めることができる。また、従来ほどレーザー配設の精度を高める必要がないことから、光源装置自体の製造時間を短縮することも（光源装置を容易に製造することも）できる。

本発明の光源装置によれば、回路基板の開孔部に、一度に挿入するリードピンを備えた半導体レーザーが複数にわたらないようにすることで、従来ほどの高い精度のレーザー配設を要せずに、光源装置と回路基板との取り付け作業の効率を高めることができる。また、従来ほどレーザー配設の精度を高める必要がないことから、光源装置自体の製造時間を短縮することも（光源装置を容易に製造することも）できる。

本発明の実施の一形態について、図面（図１〜図３）に基づいて説明すれば、以下の通りである。

図１（ａ）は、本発明の光源装置１およびその光源装置１が取り付けられる回路基板２１の概略構成図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢視Ａ−Ａ’からの光源装置１の概略平面図である。なお、図１・図２(後述)での回路基板２１は、便宜上、取り付け孔２２を開口として明示している。また、図１・図３(後述)では、半導体レーザー１１における各リードピン１２同士の配置間隔を間隔（距離）Ｌ、光源装置１における各半導体レーザー１１同士の配置間隔を間隔（距離）Ｍとする。

光源装置１は、半導体レーザー１１（１１ａ・１１ｂ・１１ｃ）、レーザーホルダー３２、コリメータレンズ１５、レンズホルダー１６、ハウジング３１を含む構成である。

半導体レーザー１１は、例えば、電子写真方式の画像形成装置（コピー機等）の感光体に対して光（レーザービーム）を発するものであり、半導体レーザーチップ（不図示）、受光素子（不図示）、台座部１３、リードピン１２（１２ａ・１２ｂ・１２ｃ）、キャップ１４を含む構成である。なお、以下では、この半導体レーザー１１を光源装置１に配設することをレーザー配設と表現する。

半導体レーザーチップは、半導体の結晶であり、レーザービームを発する部材である。受光素子（フォトダイオード）は、半導体レーザーチップからのレーザービームを検出してモニタリングし、レーザービームの光強度を一定にするための信号を作り出すものである。台座部１３は、半導体レーザーチップ・受光素子を保持するものであり、ほぼ円板状になっている。

リードピン１２は、撓曲性を有する金属材である。そして、このリードピン１２は、半導体レーザー１１に設けられている（配設されている）。例えばリードピン１２が３本の場合、一つは半導体レーザーチップに電流を流すものであり、またある一つは受光素子から出力を得るためのもの、さらに一つは台座部１３に接続されアースとなっている。なお、上記では３本のリードピン１２の一例について説明しているが、これに限定されるものではなく、他の用途のためのリードピンがあってもよいし、さらに１・２本でも、また４本以上のリードピンが設けられていても構わない。また、キャップ１４は、半導体レーザーチップ・受光素子を覆い隠す（封止する）ものである。なお、以下では、これらのリードピン１２を半導体レーザー１１に配設することをピン配設と表現する。

レーザーホルダー３２は、半導体レーザー１１を保持するものであり、その半導体レーザー１１の光軸方向に延びた、例えば筒状体のものである。そして、その筒状体の内部に半導体レーザー１１は取り付けられる（例えば圧入保持される）ようになっている。

コリメータレンズ１５は、半導体レーザー１１のレーザービームをほぼ平行光に変換するレンズである。レンズホルダー１６は、コリメータレンズ１５を保持するものである。なお、コリメータレンズ１５を保持するレンズホルダー１６は、例えばレーザーホルダー３２の内部に取り付けられるようになっており、半導体レーザー１１の光軸方向に移動（摺動）するようにしても構わない。

ハウジング３１は、上記のレンズホルダー１６を保持しているレーザーホルダー３２を収容するものである。

なお、図１の回路基板２１は、半導体レーザー１１、ひいては光源装置１に電流を供給するための駆動回路を備えた基板である。そして、この回路基板２１には、半導体レーザー１１のリードピン１２の取り付けられる取り付け孔（開孔部）２２が設けられている。そして、この取り付け孔２２にリードピン１２が挿入され、さらにハンダ固着されることで、半導体レーザー１１（光源装置１）と回路基板２１とが取り付けられるように（接続されるように）なっている。なお、図１では、開孔の方向（開孔方向）は、回路基板２１の板厚方向と同方向になっている。

次に、本発明の光源装置１の最も特徴的な構成について説明する。本発明の光源装置１では、複数の（各々の）半導体レーザー１１が一平面上の位置に配設されるのではなく、回路基板２１の取り付け孔２２に対するリードピン１２の挿入方向において、互いにずれて配設（レーザー配設）されるようになっている。要は、複数の半導体レーザー１１における少なくとも２個以上半導体レーザー１１が、挿入方向において、互いにずれて配設されている。

例えば、板状の回路基板２１の板厚方向（垂直方向）に取り付け孔２２を設けた場合、半導体レーザー１１のリードピン１２の挿入方向は、図１に示すように、板厚方向と同方向（Ｘ方向）となる。そして、この挿入方向Ｘにおいて、半導体レーザー１１（１１ａ・１１ｂ・１１ｃ）がずれて光源装置１に配設されるため、半導体レーザー１１ａのリードピン１２の先端と半導体レーザー１１ｂのリードピン１２の先端とでは挿入方向において間隔（距離）Ｐが生じるようになる。また、半導体レーザー１１ｂのリードピン１２と半導体レーザー１１ｃのリードピン１２とでは間隔Ｑ、半導体レーザー１１ａのリードピン１２と半導体レーザー１１ｃのリードピン１２とでは間隔Ｒ（間隔Ｐ＋間隔Ｑ）が生じるようになる。

このような間隔Ｐ・Ｑ・Ｒが生じることで、回路基板２１からリードピン１２の先端までの距離（間隔）にも差異が生じてくる。すなわち、半導体レーザー１１ｃのリードピン１２の先端と回路基板２１との距離は、半導体レーザー１１ｂのリードピン１２の先端と回路基板２１との距離に比べて間隔Ｑだけ離れることになり、また半導体レーザー１１ａのリードピン１２の先端と回路基板２１との距離に比べて間隔Ｒだけ離れることになる。つまり、回路基板２１と光源装置１における各半導体レーザー１１（１１ａ・１１ｂ・１１ｃ）のリードピン１２の先端との距離が各々異なったものになる。

そのため、回路基板２１に対する光源装置１の取り付け（光源装置１と回路基板２１との接続）が容易になる。具体的には、図２に示すように、光源装置１を挿入方向Ｘに沿って、回路基板２１側に移動させると（または、回路基板２１を挿入方向Ｘに沿って、光源装置１側に移動させると）、最初に半導体レーザー１１ａのリードピン１２が取り付け孔２２に到達する（図２（ａ）参照）。続いて同様に、光源装置１を挿入方向Ｘに沿って、回路基板２１側に移動させると、半導体レーザー１１ｂのリードピン１２が取り付け孔２２に到達する（図２（ｂ）参照）。さらに続いて、移動させると、最後に半導体レーザー１１ｃのリードピン１２が取り付け孔２２に到達する（図２（ｃ）参照）。

以上のように、本発明の光源装置１では、光源装置１に取り付けられた（レーザー配設された）複数個の半導体レーザー１１（１１ａ・１１ｂ・１１ｃ）が一個ずつ回路基板２１に近づくようになる。つまり、一度に複数個の半導体レーザー１１を回路基板２１に取り付けることなく、一個ずつ半導体レーザー１１を回路基板２１に取り付けることができる。そのため、例えば、図４（ｂ）に示すような、一度に複数個の半導体レーザー２１１のリードピン２１２（計９本）を回路基板２２１に取り付ける場合に比べて、容易に取り付けができる。その結果、光源装置１を回路基板２１に取り付ける作業の効率（作業効率）を高めることができる。

その上、複数個の半導体レーザー１１（１１ａ・１１ｂ・１１ｃ）にわたるリードピン１２を一度に取り付け孔２２に挿入する必要がない。例えば、図６（ｂ）に示すような半導体レーザー１１１（１１１ａ・１１１ｂ・１１１ｃ）におけるリードピン１１２ａ・１１２ａ・１１２ａを一度に挿入するというような事態は生じ得ない。また、回路基板２１の取り付け孔２２に一度に挿入するリードピン１２同士の間隔は、間隔Ｌとなるので、図６（ｂ）に示すように、取り付け孔１２２に一度に挿入するリードピン１１２ａ同士の間隔Ｍに比べて短くすることができる。

つまり、一度に取り付け孔２２に挿入するリードピン１２は、１個の半導体レーザー１１（例えば１１ａ）のリードピン１２（１２ａ・１２ｂ・１２ｃ）に限られることになる。そのため、光源装置１に半導体レーザー１１を配設するときの誤差（レーザー配設の誤差；間隔Ｍを所望の距離にすべく、半導体レーザーを配設するときの誤差）が多少大きくなったとしても、その誤差に起因する光源装置１と回路基板２１との取り付け作業に与える影響を低減させることができる。したがって、従来ほどの高い精度のレーザー配設を要せずに、光源装置１と回路基板２１との取り付け作業の効率を高めることができる。また、従来ほどレーザー配設の精度を高める必要がないことから、光源装置１自体の製造時間を短縮することも（光源装置を容易に製造することも）できる。

また、本発明の光源装置１では、図３に示すように、配設される半導体レーザー１１のリードピン１２の長さに長短をつけても構わない。要は、半導体レーザー１１に複数本のリードピン１２が備えられている場合、それらの複数のリードピン１２が少なくとも２種類以上の異なる長さであっても構わない。

このように、光源装置１における半導体レーザー１１を挿入方向Ｘにおいてずれるように配設するとともに、半導体レーザー１１のリードピン１２に長短をつけると、回路基板２１の取り付け孔２２には、１本ずつリードピン１２が挿入されることになる。例えば,
図３のような光源装置１であれば、以下の順番で取り付け孔２２にリードピン１２が挿入されることになる。

１番目：半導体レーザー１１ａのリードピン１２ａ、２番目：半導体レーザー１１ｂのリードピン１２ａ、３番目：半導体レーザー１１ｃのリードピン１２ａ、４番目：半導体レーザー１１ａのリードピン１２ｂ、５番目：半導体レーザー１１ｂのリードピン１２ｂ、６番目：半導体レーザー１１ｃのリードピン１２ｂ、７番目：半導体レーザー１１ａのリードピン１２ｃ、８番目：半導体レーザー１１ｂのリードピン１２ｃ、９番目：半導体レーザー１１ｃのリードピン１２ｃ。

このような光源装置１であれば、一度に一つの半導体レーザー１１における３本のリードピン１２ａ・１２ｂ・１２ｃを取り付け孔２２に挿入する必要がない。その上、複数個の半導体レーザー１１（１１ａ・１１ｂ・１１ｃ）にわたるリードピン１２を一度に取り付け孔２２に挿入する必要もない。

したがって、半導体レーザー１１におけるリードピン１２の配設の誤差（ピン配設の誤差；間隔Ｌを所望の距離にすべく配設するときの誤差）、および、光源装置１に半導体レーザー１１を配設するときの誤差（レーザー配設の誤差）が多少大きくなったとしても、それらの誤差に起因する光源装置１と回路基板２１との取り付け作業に与える影響を低減させることができる。つまり、従来ほどの高い精度のピン配設・レーザー配設を要せずに、光源装置１と回路基板２１との取り付け作業の効率を高めることができる。また、従来ほどピン配設・レーザー配設の精度を高める必要がないことから、光源装置１自体の製造時間を短縮することも（光源装置を容易に製造することも）できる。

なお、本発明の光源装置は、上記の実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、上述の説明では、リードピン１２は半導体レーザー１１の光軸方向と同方向となっているため、光軸方向にずれて半導体レーザー１１が配設されるようになっているが、リードピンが光軸方向に対して例えばほぼ直角に折れ曲がっていても構わない。つまり、光軸方向にずれて配設はされていないが、挿入方向にずれて配設されているものであればよい。

本発明は、例えばコピー機、ＦＡＸ、プリンター等の画像形成装置や、光ディスクのピックアップ装置に用いられる半導体レーザーを備えた光源装置に有用である。

（ａ）は本発明の光源装置、およびその光源装置が取り付けられる回路基板の概略構成図であり、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ’からの光源装置の概略平面図である。（ａ）は回路基板に最も近接した半導体レーザーのリードピンがその回路基板に取り付けられるときの説明図であり、（ｂ）は回路基板に２番目に近接した半導体レーザーのリードピンがその回路基板に取り付けるときの説明図であり、（ｃ）は回路基板に最も離隔した半導体レーザーのリードピンがその回路基板に取り付けられるときの説明図である。図１（ａ）の他の一例を示す概略構成図である。（ａ）は従来の半導体レーザーとその半導体レーザーが取り付けられる回路基板との概略構成図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体レーザーを複数備えた光源装置と回路基板との概略構成図である。図４（ｂ）における半導体レーザーのリードピンと回路基板とを拡大した概略構成図である。（ａ）は図４（ａ）の半導体レーザーの他の一例と回路基板とを示す概略構成図であり、（ｂ）は（ａ）の半導体レーザーを複数備えた光源装置と回路基板との概略構成図である。図６（ｂ）における半導体レーザーのリードピンと回路基板とを拡大した概略構成図である。

符号の説明

１光源装置
１１半導体レーザー
１２リードピン
１３台座部
１４キャップ
２１回路基板
２２取り付け孔（開孔部）
Ｌ半導体レーザーにおける各リードピン同士の配置間隔（距離）
Ｍ光源装置における各半導体レーザー同士の配置間隔（距離）
Ｘ挿入方向

Claims

回路基板の開孔部に挿入されるリードピンを備えた半導体レーザーが複数個配設された光源装置において、
上記の複数個の半導体レーザーにおける少なくとも２個以上半導体レーザーが、上記開孔部に対するリードピンの挿入方向において、互いにずれて配設されていることを特徴とする光源装置。