JP2989354B2 - 光源ユニット - Google Patents
光源ユニットInfo
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- Laser Beam Printer (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Description
タ,複写機,ファクシミリ,写真植字機,バーコードリ
ーダー,センサ等に用いられる光源ユニットに関するも
のである。
オード)等から成る光源ユニットは、上記のような様々
な装置の発光源として用いられている。例えば、レーザ
ービームプリンタ,複写機,ファクシミリ等の画像形成
装置においては、感光体ドラム上に文字等の画像を高速
で形成するためのレーザービーム放射用の装置として用
いられている。写真植字機においては、フィルム上に高
速印字するためのレーザービーム放射用の装置として用
いられている。バーコードリーダーや各種センサにおい
ては、バーコードや物体からの反射光により情報を得る
ためのレーザービーム放射用の装置として用いられてい
る。
しては、半導体レーザー1個とコリメータを構成する1
個のレンズとのペアで1本のレーザービームを形成し、
そのレーザービームをポリゴンスキャナーで反射して所
定の面上に画像を形成するものが知られている。このよ
うな1個の半導体レーザーを用いた構成では、スキャニ
ングの速度で処理速度が決まってしまうため、高速化に
は限界がある。
るために、1つのパッケージ内にモノリシックでレーザ
ーストライプを2本又は3本形成し、2個又は3個の発
光点を設ける構成が提案されている。これによって、ス
キャニングに用いるレーザービームを2本又は3本形成
することができるので、1個の半導体レーザーを用いた
場合の2倍又は3倍の処理速度の高速化を図ることが可
能となる。
ザーストライプを複数本形成する構成では、すべてのレ
ーザーストライプについて同等の強さにレーザー発光さ
せるのが困難であるといった問題がある。この問題を解
決するために、例えば各半導体レーザーの後端面からの
レーザー光をそれぞれに対応するフォトダイオードでモ
ニタすることによりレーザー発光の制御を行おうとして
も、モニタレーザー光に重なりが生じてしまうので、各
モニタレーザー光ごとのモニタの分離は困難である。
ストライプを複数本形成する構成では、それに応じてリ
ード数も多くしなければならない。従って、1パッケー
ジ内に入れられる発光点の数が制限され、前記高速化を
数倍程度にしか向上させることができないといった問題
もある。
における処理の高速化を図るための複数本のビームを放
射する構成として、図6に示すようなマルチビーム放射
用の光源ユニット40が考えられる。この光源ユニット
40は、主としてバーボディ42,光学系48及びレー
ザーダイオード49から成っている。バーボディ42に
は所定の間隔で複数の穴47が形成されている。レーザ
ーダイオード49は1本のビームを発するレーザーダイ
オードチップを備えている。光学系48はレーザーダイ
オード49から発せられたビームを平行光にするレンズ
43と鏡枠44とから成っている。穴47の一方の側か
らは前記レーザーダイオード49が一部挿通され、他方
の側からはレンズ43を内部に有する鏡枠44が一部挿
通されている。同図においては一部分についてのみ内部
構造を示すとともに、一部図示省略しているが、バーボ
ディ42における各々の光学系48及びレーザーダイオ
ード49の取付け構造はいずれについても同様である。
びレーザーダイオード49から成る発光手段がX軸に沿
って1列に配列されている。これを2列以上配列させる
ことによって、2次元に広がるX−Yマトリクス状の配
列とすれば、1列に配列させた場合に比べ、用途が広く
なり、光源としての性能が向上する。例えば、図6に示
す光源ユニット40を各発光手段がY方向に1列に並ぶ
ように積層し、その全体を各発光手段の列が被照射面の
スキャン方向に対して所定の角度傾斜した状態で、傾斜
に沿った列ごとに順に発光させるとともに電気的に発光
の時間のズレを補正すれば、各ビーム間のピッチを小さ
く変化させたり、被照射面に重ねてビームを照射したり
することが可能になる。また、図6に示す光源ユニット
40をY方向に積層する際に、各発光手段がX方向に所
定のピッチずつずれるように位置を変えた場合でも同様
の効果を得ることができる。
いられるバーボディ42の上下(Y方向)2つの当て付け
面に対する穴47の位置は、バーボディ42の製造に起
因する誤差によりバーボディ42単品ごとに異なる。従
って、光源ユニット40をY方向に直接積層し所望のピ
ッチで発光手段を位置させようとしても、積層される光
源ユニット40の数が多くなるほど上記誤差が無視でき
ない大きさにまで蓄積されてしまう。その結果、所定の
位置にビームを照射することができなくなるといった問
題が生じてしまう。
であって、所定の2次元配列を有する発光手段の位置が
適正に調整された光源ユニットを提供することを目的と
する。
本発明の光源ユニットは、複数の発光手段と,基準面を
有するとともに前記発光手段を前記基準面に対する所定
の位置で固定する複数の固定部材と,該固定部材をそれ
ぞれ前記基準面との接触により支持する支持部材が所定
の間隔をあけて並設された基板とから成ることを特徴と
している。
ない部分に設けられた凹部で形成されているのが好まし
い。
持部材がそれぞれ固定部材の基準面との接触により支持
されることで、発光手段の固定位置は基板に対して正確
になり、各固定部材の製造に起因する誤差が支持部材の
並設方向での発光手段間において蓄積されない。
する。図1は、本実施例の全体構成を概略的に示す斜視
図である。図2は、本実施例の要部を概略的に示す断面
図である。尚、図2では1つの発光手段の光軸に沿った
部分のY−Z断面(但し、基板24を除く)を示してい
る。
は、主として、発光手段,固定部材,支持部材22及び
基板24から成っている。前記発光手段は、図2に示す
ようにレーザーダイオード1及びレーザーダイオード1
から発せられたレーザービームを平行光にする光学系8
から成る。前記固定部材としては、図1に示すように基
準面R1を有するとともに複数の前記発光手段を基準面
R1に対する所定の位置で固定する複数のバーボディ2
が用いられている。前記支持部材22は、バーボディ2
をそれぞれ基準面R1との接触により支持している。ま
た、この支持部材22は、前記基板24に所定の間隔を
あけて並設されている。
ザービームを発する1つのレーザーダイオードチップ
(LDチップ)及びモニタ用フォトダイオードを備えたパ
ッケージであり、フォトダイオードによってモニタする
ことにより各レーザーダイオード1のレーザー発光の強
さが制御されている。また、前記光学系8は、図2に示
すように鏡枠4とコリメータを構成するレンズ3とから
成っている。
には中央に溝9が形成されている。このように溝9を設
けているのは、穴18(図2)に光学系8を挿通した状態
で溝9側又は取付け部分20の外側から光学系8の鏡枠
4を押したり引いたりすることにより、レンズ3のZ方
向の調整を行うためである。
レーザーダイオード1を挿入するための穴17が複数個
アレイ状に形成されており、他方の取付け部分20には
光学系8を挿入するための穴18が複数個アレイ状に形
成されている。穴17と穴18とは、レーザーダイオー
ド1と光学系8とがそれぞれ挿入されたときに、光軸A
Xが調整されうるように対向する位置にあり、また、そ
れぞれ必要とされるレーザービームの配列の形に配置さ
れている。尚、穴17,穴18の代わりに溝を形成した
り、また1列だけでなく面状に広がるように多数列、ア
レイ状に形成してもよい。
に1列に固定されたバーボディ2を、図1に示すように
支持部材22に固定することによってY方向に積み重
ね、発光手段の各列が等間隔で並ぶように2次元アレイ
にする。
部材22とバーボディ2との固定は、接着剤,ネジ等の
一般的な固定方法により行うことが可能である。また、
本実施例では直方体の支持部材22を用いているが、バ
ーボディ2を基準面R1で支持しうるものであれば、か
かる形状に限らず円柱状のピン等を支持部材として用い
ることもできる。
R1は、発光手段の位置に対して精度よく作られている
(光軸から基準面までの間隔:5.0±0.020m
m)。従って、基準面R1と接する面が基板24上に精
度よく所定の間隔を開けて位置決めされた支持部材22
が、バーボディ2と固定されることによって、発光手段
は図1に示すように精度よく所定の間隔を開けた2次元
配列をとることになる。
ある。同図に示すように、上記固定によってバーボディ
2間に生じた隙間d1が、バーボディ2単品の誤差を吸
収する。その結果、先に述べたY方向の積載による誤差
の蓄積がなくなり、バーボディ2を載せる支持部材22
のピッチの誤差だけでY方向の発光手段の位置のバラツ
キが納まることになる。
見た図である。この場合も上記固定によってバーボディ
12間に生じた隙間d2が、バーボディ12単品の誤差
を吸収する。図4の実施例と同様に、Y方向の積載によ
る誤差の蓄積がなくなり、バーボディ2を載せる支持部
材22のピッチの誤差だけでY方向の発光手段の位置の
バラツキが納まることになる。
手段のY方向の間隔d2が大きいと、レンズ3の口径を
大きくしなければビームのピッチ間隔が広がってしま
い、きめ細かな処理を行いにくくなる。そこで、レンズ
3の口径を大きくすると、光源ユニット10全体が大型
化し、コストも高くなってしまう。一方、ビームのピッ
チ間隔を狭くするためにバーボディを細くし、それに伴
って鏡枠4及びその内部のレンズ3の口径を小さくする
と、ラッパ状に広がったレーザービームの光軸AX(図
2)の近傍の部分しか用いられないため、レーザービー
ムの利用効率が悪くなってしまう。
はコンパクト化,低コスト化等を図るため、基準面R1
を発光手段が固定されていない部分に設けられた凹部2
6(図4)で形成している。凹部26は、バーボディ2両
端を下面側で細くして段差を設けることによって形成さ
れている。支持部材22は、バーボディ2が固定される
と図4に示すように凹部26内に納まるようになる。よ
って、支持部材22にバーボディ2を載せてマトリクス
状に積層していくと、積層方向、即ちY方向に発光手段
が詰まっていき、Y方向にコンパクトになる。その結
果、各ビームの利用効率を高く維持しつつ、狭い領域に
大口径のビームを数多く集中させることができるのであ
る。
いる実施例(図1〜図4)に対し、図5に示す実施例では
基準面R2をバーボディ12の下面全面で形成しうるの
で、バーボディ12製造時の加工は容易である。
有するパッケージ(本実施例ではレーザーダイオード1)
内のレーザーチップの組立精度は、±数10μmのオー
ダーとすることが可能となる。しかし、1つのチップで
複数本のレーザービームを放射させる場合の組立精度
は、±数μmオーダーである。つまり、ICのパターン
を描くのと同様にレーザーストライプを形成する前述し
た従来の方法では、レーザービームの本数は3本程度が
限界となるとともに厳しい組立精度が要求されるのであ
る。それに対して本実施例では、1つのLDチップで複
数本のレーザービームを形成する方法と比べ、緩い組立
精度で構成することができる。
び光学系8の固定は、YAGレーザーによる溶接で行う
ことができる。本実施例では、YAGレーザー(1.0
6μm)によりレーザーダイオード1(5.6φ)の当て
付いた面の2箇所で溶接し、固定している。このYAG
レーザーによる溶接においては、バーボディ2,鏡枠
4,レーザーダイオード1が同じ材料(例えば、鉄)で構
成されていると容易、かつ、安定に溶接を行うことがで
きるので好ましい。
ビームプリンタの要部構成を概略的に示す図であり、本
実施例から発せられたレーザービームによって画像形成
が行われている状態を示している。
ームプリンタに適用すると、平行光から成る複数のレー
ザービームBが光学用の光源ユニット10から放射され
る。レーザービームBは、軸16を中心に回転するポリ
ゴンスキャナー11で反射され、レンズ13を通った
後、軸15を中心に回転する感光体ドラム14上の帯電
部に潜像を形成する。ポリゴンスキャナー11の回転に
より、レーザービームBは感光体ドラム14上を軸15
方向にスキャンする。このような複数本のレーザービー
ムを用いたマルチビームスキャニングにより、処理を高
速化することが可能となる。また、光源ユニット10の
規模を必要に応じて拡大すれば、必要な高速化率を達成
することもできる。尚、ビームのピッチ間隔も細かくし
うるので、よりきめ細かな画像表現を行うことができ
る。
ためON/OFFの動作をそれぞれ独立に繰り返す。従
って、ONするレーザーダイオード1の発光の強さを積
極的に変化させることによって、階調性を変化させるこ
とも可能である。また、前述した各調整により整列した
レーザービームの特性が揃っているので、1つの光学系
を共用することができ、かつ、ユニットとして互換性を
もたせることができる。例えば、光源ユニット10の下
流側に設けられるレンズ13(図3)を共用することがで
きるので、コストが安くなり、位置調整や交換修理等も
簡単になるのである。
の発光手段と,基準面を有するとともに前記発光手段を
前記基準面に対する所定の位置で固定する複数の固定部
材と,該固定部材をそれぞれ前記基準面との接触により
支持する支持部材が所定の間隔をあけて並設された基板
とから成っているので、所定の2次元配列を有する発光
手段の位置が適正に調整された光源ユニットを実現する
ことができる。それにより、よりきめ細かな画像処理等
を行うことが可能となる。
ない部分に設けられた凹部で形成されているので、光源
ユニット全体を前記支持部材の並設方向にコンパクト化
することができる。それにより、光源ユニットの低コス
ト化も図られる。
用され、画像形成を行っている状態を概略的に示す外観
斜視図。
Claims (2)
- 【請求項1】複数の発光手段と,基準面を有するととも
に前記発光手段を前記基準面に対する所定の位置で固定
する複数の固定部材と,該固定部材をそれぞれ前記基準
面との接触により支持する支持部材が所定の間隔をあけ
て並設された基板とから成ることを特徴とする光源ユニ
ット。 - 【請求項2】前記基準面は前記発光手段が固定されてい
ない部分に設けられた凹部で形成されていることを特徴
とする請求項1に記載の光源ユニット。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3318493A JP2989354B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 光源ユニット |
US07/964,155 US5617441A (en) | 1991-10-21 | 1992-10-21 | Light source unit and its manufacturing method, adjusting method and adjusting apparatus |
DE4235549A DE4235549C2 (de) | 1991-10-21 | 1992-10-21 | Gerät zum Justieren einer Lichtquelleneinheit |
US08/592,524 US5645739A (en) | 1991-10-21 | 1996-01-26 | Method of manufacturing a light source unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3318493A JP2989354B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 光源ユニット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05129663A JPH05129663A (ja) | 1993-05-25 |
JP2989354B2 true JP2989354B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=18099737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3318493A Expired - Lifetime JP2989354B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-11-05 | 光源ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2989354B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3687290B2 (ja) * | 1997-08-05 | 2005-08-24 | 富士ゼロックス株式会社 | マルチスポット画像形成装置 |
JPH1152262A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-02-26 | Hitachi Koki Co Ltd | 光走査装置 |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP3318493A patent/JP2989354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05129663A (ja) | 1993-05-25 |
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