JP2009276542A - Light source apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置に関し、より特定的には、光走査装置に用いられる光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device, and more particularly to a light source device used in an optical scanning device.
従来の光源装置として、例えば、特許文献1に記載のマルチビーム光源装置が知られている。該マルチビーム光源装置は、光学箱、半導体レーザ、レーザホルダ及び駆動基板を備えている。半導体レーザは、レーザホルダに固定されていると共に、駆動基板に接続されている。駆動基板は、レーザホルダに対してビス止めされており、レーザホルダは、光学箱に対してビス止めされている。これにより、光学箱、レーザホルダ、駆動基板の順に並んでいる。
As a conventional light source device, for example, a multi-beam light source device described in
前記マルチビーム光学装置では、以下に説明するように、光学箱に雌ねじが形成されているため、ビス止めの際に半導体レーザの位置がずれにくい。より詳細には、例えば、光学箱ではなく、レーザホルダに雌ねじが形成されている場合には、光学箱は、ビスによりレーザホルダに押さえつけられることにより、該レーザホルダに取り付けられていることになる。したがって、光学箱をレーザホルダに対してビス止めする際には、光学箱のビス孔を介して、レーザホルダの雌ねじにビスを螺合させる。この際、レーザホルダには、ビスの先端が衝突して衝撃が加わったり、ビスの回転時における力が加わったりするため、レーザホルダの位置がずれてしまうおそれがある。 In the multi-beam optical apparatus, as will be described below, since an internal thread is formed in the optical box, the position of the semiconductor laser is difficult to shift during screwing. More specifically, for example, when an internal thread is formed in the laser holder instead of the optical box, the optical box is attached to the laser holder by being pressed against the laser holder by a screw. . Therefore, when screwing the optical box to the laser holder, the screw is screwed into the female screw of the laser holder through the screw hole of the optical box. At this time, the tip of the screw collides with the laser holder and an impact is applied, or a force is applied during the rotation of the screw, so that the position of the laser holder may be shifted.
一方、前記マルチビーム光学装置では、レーザホルダがビスにより光学箱に押さえつけられることにより、該光学箱に取り付けられている。したがって、レーザホルダを光学箱に対してビス止めする際には、レーザホルダを光学箱に位置合わせした状態で該レーザホルダを保持し、レーザホルダのビス孔を介して、光学箱の雌ねじにビスを螺合させる。この際、光学箱には、ビスの先端が衝突して衝撃が加わったり、ビスの回転時における力が加わったりする。ところが、光学箱は、本体もしくは調整装置に対して固定されているため、衝撃や力が加わったとしても、ずれは発生しない。 On the other hand, in the multi-beam optical device, the laser holder is attached to the optical box by being pressed against the optical box with a screw. Therefore, when screwing the laser holder to the optical box, the laser holder is held in a state where the laser holder is aligned with the optical box, and the screw is attached to the female screw of the optical box through the screw hole of the laser holder. Screw together. At this time, the tip of the screw collides with the optical box and an impact is applied, or a force during rotation of the screw is applied. However, since the optical box is fixed with respect to the main body or the adjusting device, no shift occurs even if an impact or force is applied.
しかしながら、特許文献1に記載のマルチビーム光学装置では、以下に説明するように、駆動基板に逃げ孔を形成する必要があり、光源駆動用ICや配線の配置の自由度が低くなるという問題がある。より詳細には、半導体レーザは、ノイズ低減の観点から、配線などを介することなく、駆動基板に直接に接続されていることが好ましい。このように、駆動基板に直接に半導体レーザが取り付けられると、レーザホルダと駆動基板とが僅かな隙間を介して、平行に並んでしまう。そのため、レーザホルダと光学箱とをビス止めするスペースがなくなってしまう。そこで、特許文献1に記載のマルチビーム光学装置のように、駆動基板に逃げ孔を形成して、該逃げ孔を介して、レーザホルダと光学箱とをビス止めする必要がある。
However, in the multi-beam optical device described in
ところが、駆動基板に逃げ孔を形成した場合、該逃げ孔には光源駆動用ICや配線を設けることができないので、光源駆動用ICや配線の配置の自由度が低くなってしまう。
そこで、本発明の目的は、光源ホルダをベース台に取り付ける際にずれが発生しにくく、かつ、レーザダイオードの回路基板を高い自由度で設計できる光源装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light source device that is less likely to be displaced when a light source holder is attached to a base, and that can design a circuit board of a laser diode with a high degree of freedom.
本発明の一形態に係る光源装置は、光走査装置に用いられる光源装置において、ビームを放射する光源と、前記光源を駆動する回路基板と、前記光源及び前記回路基板を保持する第1のホルダと、前記ビームを集光するコリメータレンズと、前記コリメータレンズを保持する第2のホルダと、前記第1のホルダを介して前記第2のホルダに取り付けられることにより、該第1のホルダと該第2のホルダとを固定している固定部材と、を備え、前記第2のホルダは、前記第1のホルダと該第2のホルダとが接合している部分において、該第1のホルダと前記回路基板との間に位置していること、を特徴とする。 A light source device according to an aspect of the present invention is a light source device used in an optical scanning device, a light source that emits a beam, a circuit board that drives the light source, and a first holder that holds the light source and the circuit board. A collimator lens for condensing the beam, a second holder for holding the collimator lens, and the first holder and the second holder by being attached to the second holder via the first holder. A fixing member that fixes the second holder, wherein the second holder is formed at a portion where the first holder and the second holder are joined to each other. It is located between the circuit boards.
前記光源装置では、第1のホルダを第2のホルダに取り付ける際にずれが発生しにくく、かつ、光源の回路基板を高い自由度で設計できる。 In the light source device, when the first holder is attached to the second holder, deviation hardly occurs, and the circuit board of the light source can be designed with a high degree of freedom.
以下、本発明に係る光源装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a light source device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(光走査装置の概要)
まず、本発明に係る光源装置が適用された光走査装置の概要について図面を参照しながら説明する。図1は、光走査装置の概要を示した構成図である。図1において、光走査装置は、概略、光源装置1と、シリンドリカルレンズ11とポリゴンミラー12と3枚のfθレンズ13,14,15及びシリンドリカルレンズ16と、平面ミラー17とで構成される。
(Outline of optical scanning device)
First, an outline of an optical scanning device to which a light source device according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of an optical scanning device. In FIG. 1, the optical scanning device generally includes a
光源装置1は、ビームBを放射する光源としてのレーザダイオード2と、ビームBの光路を折り曲げるミラー5と、集光手段としてのコリメータレンズ7とからなる。レーザダイオード2から放射されたビームBは、ミラー5で反射されて光路が90度折り曲げられ、更に、コリメータレンズ7によって平行光(又は収束光)に集光される。
The
コリメータレンズ7を通過したビームBは、シリンドリカルレンズ11を介してポリゴンミラー12に到達する。シリンドリカルレンズ11はビームBをポリゴンミラー12の反射面近傍に主走査方向に長い線状に集光する。ポリゴンミラー12は矢印a方向に一定角速度で回転駆動される。ビームBはポリゴンミラー12の回転に基づいて各反射面で等角速度に偏向走査され、fθレンズ13,14,15及びシリンドリカルレンズ16を透過し、平面ミラー17で下方に反射される。その後、ビームBは感光体ドラム25上で結像すると共に、矢印b方向に走査する。
The beam B that has passed through the
fθレンズ13,14,15はポリゴンミラー12で等角速度に偏向されたビームBを感光体ドラム25上での主走査速度を等速に補正(歪曲収差補正)する機能を有している。シリンドリカルレンズ16は前記シリンドリカルレンズ11と同様に副走査方向にのみパワーを有し、二つのシリンドリカルレンズ11,16が協働してポリゴンミラー12の面倒れ誤差を補正する。
The
感光体ドラム25は矢印c方向に一定速度で回転駆動され、ポリゴンミラー12及びfθレンズ13,14,15による矢印b方向への主走査と、感光体ドラム25の矢印c方向への副走査によって感光体ドラム25上に画像(静電潜像)が書き込まれる。
The
(光源装置の構成)
次に、光源装置1の構造について図面を参照しながら説明する。図2ないし図4は、光源装置1の構成図である。より詳細には、図2(a)は、光源装置1の正面図であり、図2(b)は、光源装置1の側面図である。図3は、光源装置1の上面図であり、図4は、光源装置1の下面図である。なお、以下の説明でx軸方向とはコリメータレンズ7を通過したビームBの光軸に対して平行な方向、y軸方向とはx軸方向に対して水平面上で直交する方向、z軸方向とは、レーザダイオード2が放射したビームBの光軸に対して平行な方向をいう。
(Configuration of light source device)
Next, the structure of the
光源装置1は、レーザダイオード2、ミラー5、コリメータレンズ7、ベース台30、回路基板32、光源ホルダ34、雄ねじ36a,36b、鏡胴38及び板ばね40を備えている。レーザダイオード2、ミラー5及びコリメータレンズ7については、既に説明を行ったので、これ以上の説明を省略する。
The
回路基板32は、レーザダイオード2が電気的に接続されており、レーザダイオード2を駆動させるための回路である。該回路基板32は、レーザダイオード2が放射するビームBの光軸と垂直(すなわち、x軸方向及びy軸方向に平行)となるように配置されている。また、該回路基板32には、光源ホルダ34を取り付けるための孔hc,hd,heが形成されている。
The
光源ホルダ34は、レーザダイオード2及び回路基板32を保持するためのホルダであり、金属板を折り曲げて作製される。光源ホルダ34は、回路基板32と平行となるように、該回路基板32に取り付けられている。より具体的には、光源ホルダ34は、xy平面に対して垂直に折り曲げられて形成された取り付け部34c,34d,34eを有している。光源ホルダ34は、該取り付け部34c,34d,34eが、回路基板32に形成された孔hc,hd,heに挿入されることにより、回路基板32に対して平行となるように該回路基板32に取り付けられている。その結果、レーザダイオード2が放射したビームBの光軸は、光源ホルダ34に対して垂直となっている。
The
また、光源ホルダ34は、図2ないし図4に示すように、y軸方向の正方向及び負方向の両方に張り出した取り付け部34a,34bを有している。該取り付け部34a,34bには、雄ねじ36a,36bを通すための孔が形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
鏡胴38は、コリメータレンズ7を保持するホルダであり、円筒形状を有している。
The
ベース台30は、ミラー5、光源ホルダ34及び鏡胴38を保持するホルダであり、例えば、鋳造法により作製された台である。ベース台30は、図2(b)に示すように、z軸方向に延在し、かつ、その先端においてx軸方向に折れ曲がって延在している取り付け腕部30a,30bを有している。雄ねじ36a,36bは、取り付け部34a,34bを介して取り付け腕部30a,30bに取り付けられることにより、取り付け部34a,34bと取り付け腕部30a,30bとを固定している。
The base table 30 is a holder that holds the
より詳細には、図2(b)において、取り付け腕部30a,30bのz軸方向の下側には、z軸方向に延在する雌ねじ(図2には図示せず)が形成されている。光源ホルダ34の取り付け部34a,34bが取り付け腕部30a,30bのz軸方向の下側に配置され、雄ねじ36a,36bが、取り付け部34a,34bを挟んでz軸方向の下側から雌ねじに螺合する。これにより、光源ホルダ34が、ベース台30上に固定されると共に、レーザダイオード2及び回路基板32も、ベース台30上に固定される。更に、ベース台30の取り付け腕部30a,30bはそれぞれ、取り付け部34a,34bとの取り付け腕部30a,30bとが接合している部分において、取り付け部34a,34bと回路基板32との間に位置するようになる。
More specifically, in FIG. 2B, a female screw (not shown in FIG. 2) extending in the z-axis direction is formed on the lower side of the mounting
また、ベース台30において、レーザダイオード2のz軸方向の下側には、ミラー5が取り付けられている。ミラー5は、図2(b)において、z軸方向の上側から入射してきたビームBをx軸方向に反射する必要があるので、y軸を中心としてxy平面から45度回転させた状態でベース台30に取り付けられている。
Further, in the base table 30, a
鏡胴38は、図2(b)に示すように、ミラー5に対してx軸方向の左側においてベース台30に取り付けられている。より詳細には、ベース台30には、図4に示すように、x軸方向に延在し、かつ、z軸方向の負方向側を向いている取り付け溝30cが形成されている。鏡胴38は、図2(a)に示すように、回路基板32側(すなわち、z軸方向の上側)が取り付け溝30cに接触するようにベース台30に取り付けられている。そして、板ばね40は、一端がベース台30に取り付けられ、他端が鏡胴38に接触することにより、該鏡胴38を取り付け溝30cに押さえつけている。
The
光源装置1によれば、以下に説明するように、光源ホルダ34をベース台30に取り付ける際にずれが発生しにくく、かつ、レーザダイオード2の回路基板32を高い自由度で設計できる。
According to the
より詳細には、特許文献1に記載のマルチビーム光学装置では、光学箱に雌ねじが形成されているので、ビス止めの際に半導体レーザの位置がずれにくい。しかしながら、特許文献1に記載のマルチビーム光学装置では、駆動基板に逃げ孔を形成する必要があり、光源駆動用ICや配線の配置の自由度が低くなるという問題がある。半導体レーザは、ノイズ低減の観点から、配線などを介することなく、駆動基板に直接に接続されていることが好ましい。このように、駆動基板に直接に半導体レーザが取り付けられると、レーザホルダと駆動基板とが僅かな隙間を介して、平行に並んでしまう。そのため、レーザホルダと光学箱とをビス止めするスペースがなくなってしまう。そこで、特許文献1に記載のマルチビーム光学装置のように、駆動基板に逃げ孔を形成して、該逃げ孔を介して、レーザホルダと光学箱とをビス止めする必要がある。このような逃げ孔は、駆動基板の設計の自由度が低くなる原因となっていた。
More specifically, in the multi-beam optical apparatus described in
一方、光源装置1では、ベース台30の取り付け腕部30a,30bはそれぞれ、光源ホルダ34の取り付け部34a,34bと回路基板32との間に位置するようになる。すなわち、取り付け腕部30a,30bと取り付け部34a,34bとの接合部において、光源ホルダ34、ベース台30、回路基板32の順に並ぶようになる。その結果、回路基板32に孔を空けることなく、ベース台30に雌ねじを形成して、光源ホルダ34を介して雄ねじ36a,36bをベース台30の雌ねじに螺合させることができる。したがって、光源装置1では、光源ホルダ34をベース台30に取り付ける際にずれが発生しにくく、かつ、レーザダイオード2の回路基板32を高い自由度で設計できる。これにより、例えば、ノイズ低減のために、レーザダイオード2の駆動用ICをレーザダイオード2の近傍に配置することができるようになる。
On the other hand, in the
また、光源装置1では、以下に説明するように、雄ねじ36a,36bが取り付けられる雌ねじの形成が容易である。より詳細には、光源装置1では、ベース台30に雌ねじが形成されている。該ベース台30は、光源ホルダ34やミラー5等が取り付けられると共に、光走査装置に固定される部材であるので、光源ホルダ34に比べて大きくかつ丈夫に形成されている。したがって、金属板が折り曲げて形成される光源ホルダ34よりも、光源装置1の方が、雌ねじを形成することが容易である。
Moreover, in the
次に、光源ホルダ34のベース台30への取り付け動作について図面を参照しながら説明する。図5は、光源ホルダ34がベース台30に取り付けられる前の状態の光源装置1の構成図である。図5(a)は、側面図であり、図5(b)は、下面図である。
Next, the operation of attaching the
図5(a)に示すように、x軸方向の負方向から正方向へと光源ホルダ34を平行移動させて、取り付け部34a,34bと回路基板32との間に、取り付け腕部30a,30bを挿入する。これにより、取り付け部34a,34bはそれぞれ、取り付け腕部30a,30bに接触するようになる。この後、図5(a)のz軸方向の下側から雄ねじ36a,36bを取り付けて、ベース台30に対して光源ホルダ34を固定する。これにより、光源ホルダ34がベース台30に取り付けられる。
As shown in FIG. 5A, the
ところで、光源ホルダ34のベース台30への取り付け時には、図5(a)に示すように、取り付け腕部30a,30bが、回路基板32に近接した状態で、回路基板32の主面上を相対移動する。したがって、図5(b)に示すように、光源ホルダ34のベース台30への取り付け時に、回路基板32において、取り付け腕部30a,30bが通過する領域αに実装されている電子部品の平均高さは、その他の領域に実装されている電子部品の平均高さよりも低いことが好ましい。以下に詳しく説明する。
By the way, when the
レーザダイオード2は、ノイズによる影響を低減するために、回路基板32に対して直接に実装されることが好ましい。故に、レーザダイオード2と回路基板32との距離は、レーザダイオード2の端子の長さに依存しており、比較的小さいものとなる。そのため、図5(b)に示すレーザダイオード2を保持する光源ホルダ34と回路基板32との距離も、比較的小さくなる。
The
ここで、取り付け腕部30a,30bは、回路基板32上を平行移動しながら、回路基板32と取り付け部34a,34bとの間に挿入される。この際、回路基板32と取り付け部34a,34bとの距離は比較的小さいので、取り付け腕部30a,30bは、回路基板32の比較的近くを相対移動することになる。そのため、回路基板32の領域αに比較的高い電子部品が実装されていると、回路基板32に電子部品が衝突してしまう。
Here, the
そこで、光源装置1では、図5(b)に示すように、z軸方向から平面視したときに、取り付け部34a,34bからx軸方向の正方向側の回路基板32上の領域αに実装されている電子部品の平均高さを、その他の領域に実装されている電子部品の平均高さよりも低くしている。これにより、光源ホルダ34のベース台30への取り付け時に、取り付け腕部30a,30bが回路基板32上の電子部品と衝突することが防止される。
Therefore, in the
(その他の実施形態)
なお、本発明の実施形態に係る光源装置は、前記光源装置1に限られない。したがって、該光源装置1は、その要旨の範囲内において適宜変更可能である。図6は、その他の実施形態に係る光源装置1aの構成図である。図6(a)は、光源装置1aの正面図であり、図6(b)は、光源装置1aの側面図である。
(Other embodiments)
The light source device according to the embodiment of the present invention is not limited to the
図2に示した光源装置1では、回路基板32は、ベース台30の上側に設けられているが、回路基板32の取り付け位置はこれに限らない。例えば、図5に示すように、x軸方向の負方向側に回路基板32が設けられていてもよい。この場合、ビームBの光路を折り曲げる必要がないので、ミラー5は不要である。
In the
1,1a 光源装置
2 レーザダイオード
5 ミラー
7 コリメータレンズ
11 シリンドリカルレンズ
30 ベース台
30a,30b 取り付け腕部
30c 取り付け溝
32 回路基板
34 光源ホルダ
34a〜34e 取り付け部
36a,36b 雄ねじ
38 鏡胴
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ビームを放射する光源と、
前記光源を駆動する回路基板と、
前記光源及び前記回路基板を保持する第1のホルダと、
前記ビームを集光するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズを保持する第2のホルダと、
前記第1のホルダを介して前記第2のホルダに取り付けられることにより、該第1のホルダと該第2のホルダとを固定している固定部材と、
を備え、
前記第2のホルダは、前記第1のホルダと該第2のホルダとが接合している部分において、該第1のホルダと前記回路基板との間に位置していること、
を特徴とする光源装置。 In the light source device used in the optical scanning device,
A light source that emits a beam;
A circuit board for driving the light source;
A first holder for holding the light source and the circuit board;
A collimator lens for condensing the beam;
A second holder for holding the collimator lens;
A fixing member that fixes the first holder and the second holder by being attached to the second holder via the first holder;
With
The second holder is located between the first holder and the circuit board at a portion where the first holder and the second holder are joined;
A light source device characterized by the above.
前記固定部材は、雄ねじであって、かつ、前記第1のホルダを挟んで前記雌ねじに螺合していること、
を特徴とする請求項1に記載の光源装置。 The second holder is formed with a female screw,
The fixing member is a male screw and is screwed into the female screw with the first holder interposed therebetween;
The light source device according to claim 1.
を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の光源装置。 In the portion where the first holder and the second holder are joined, the second holder is inserted between the first holder and the circuit board from a direction parallel to the circuit board. thing,
The light source device according to claim 1, wherein:
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の光源装置。 The circuit board is disposed parallel to the beam that has passed through the collimator lens;
The light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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