JP3275467B2 - 光源装置 - Google Patents
光源装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリン
タ、デジタル複写機等の画像形成装置に具備される光源
装置に関する。
タ、デジタル複写機等の画像形成装置に具備される光源
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザビームプリンタ、デジタル
複写機等の画像形成装置に組み込まれているプリントヘ
ッドは、低コスト化を図るため、構成部材をユニット化
したり、樹脂で構成するという工夫がなされている。こ
の一環として、光源装置も、光源としてのレーザダイオ
ード（以下、ＬＤと記す。）と、このＬＤからのレーザ
光を平行光にするコリメータレンズとをユニット化した
ものが提供されている。この光源装置の一例を図４に示
す。光源装置１００は、ＬＤ１０１と、ＬＤ１０１を保
持するレーザホルダ１０２（以下、ＬＤホルダ１０２と
記す。）と、コリメータレンズ１０３と、コリメータレ
ンズ１０３を保持する鏡筒１０４と、ＬＤホルダ１０２
及び鏡筒１０４を保持する保持部材１０５とを備えてお
り、各々の部材１０１〜１０５はネジｓまたは接着剤ｇ
によって光軸方向とは垂直な保持面Ａ〜Ｄにて結合さ
れ、ユニット化されている。
複写機等の画像形成装置に組み込まれているプリントヘ
ッドは、低コスト化を図るため、構成部材をユニット化
したり、樹脂で構成するという工夫がなされている。こ
の一環として、光源装置も、光源としてのレーザダイオ
ード（以下、ＬＤと記す。）と、このＬＤからのレーザ
光を平行光にするコリメータレンズとをユニット化した
ものが提供されている。この光源装置の一例を図４に示
す。光源装置１００は、ＬＤ１０１と、ＬＤ１０１を保
持するレーザホルダ１０２（以下、ＬＤホルダ１０２と
記す。）と、コリメータレンズ１０３と、コリメータレ
ンズ１０３を保持する鏡筒１０４と、ＬＤホルダ１０２
及び鏡筒１０４を保持する保持部材１０５とを備えてお
り、各々の部材１０１〜１０５はネジｓまたは接着剤ｇ
によって光軸方向とは垂直な保持面Ａ〜Ｄにて結合さ
れ、ユニット化されている。
【０００３】一般に、コリメータレンズ１０３の焦点深
度は数μｍと非常に小さいため、ＬＤ１０１とコリメー
タレンズ１０３との距離設定には極めて高い精度が要求
される。一方、ＬＤ１０１の発熱による光源装置１００
自体の温度上昇により、ＬＤホルダ１０２、鏡筒１０４
及び、保持部材１０５が熱膨張して前記距離が変化す
る。この距離が変化すると、レーザ光が良好に平行光に
されないという弊害がある。この弊害を解決するため
に、光源装置１００は、次式（１）の条件を満足するよ
うに設計されている。
度は数μｍと非常に小さいため、ＬＤ１０１とコリメー
タレンズ１０３との距離設定には極めて高い精度が要求
される。一方、ＬＤ１０１の発熱による光源装置１００
自体の温度上昇により、ＬＤホルダ１０２、鏡筒１０４
及び、保持部材１０５が熱膨張して前記距離が変化す
る。この距離が変化すると、レーザ光が良好に平行光に
されないという弊害がある。この弊害を解決するため
に、光源装置１００は、次式（１）の条件を満足するよ
うに設計されている。
【０００４】（L1×α1−L2×α2−L3×α3−ｋ）×t＜
コリメータレンズの焦点深度 （１） 但し、L1：保持
面Ａと保持面Ｄとの距離（mm） L2：保持面Ｃと保持面Ｄとの距離（mm） L3：保持面Ａと保持面Ｂとの距離（mm） α1：保持部材１０５の光軸方向の線膨張係数（１／de
g.） α2：鏡筒１０４の光軸方向の線膨張係数（１／deg.） α3：ＬＤホルダ１０２の光軸方向の線膨張係数（１／d
eg.） ｋ：レンズ１０３の焦点距離の熱変動係数（mm／deg.） ｔ：光源装置１００の温度変動量（deg.） である。ここで、ＬＤホルダ１０２、鏡筒１０４及び、
保持部材１０５の材料としては、加工精度が高く、線膨
張係数の低いアルミニウム等の金属が使用されている。
尚、光源装置においても、更なる低コスト化のために、
構成部材を加工が容易な樹脂で構成することが望まれて
いる。
コリメータレンズの焦点深度 （１） 但し、L1：保持
面Ａと保持面Ｄとの距離（mm） L2：保持面Ｃと保持面Ｄとの距離（mm） L3：保持面Ａと保持面Ｂとの距離（mm） α1：保持部材１０５の光軸方向の線膨張係数（１／de
g.） α2：鏡筒１０４の光軸方向の線膨張係数（１／deg.） α3：ＬＤホルダ１０２の光軸方向の線膨張係数（１／d
eg.） ｋ：レンズ１０３の焦点距離の熱変動係数（mm／deg.） ｔ：光源装置１００の温度変動量（deg.） である。ここで、ＬＤホルダ１０２、鏡筒１０４及び、
保持部材１０５の材料としては、加工精度が高く、線膨
張係数の低いアルミニウム等の金属が使用されている。
尚、光源装置においても、更なる低コスト化のために、
構成部材を加工が容易な樹脂で構成することが望まれて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬＤホ
ルダ１０２、鏡筒１０４及び、保持部材１０５に使用す
る材料を樹脂として選定し、上記条件式（１）を満たす
ようにその寸法を設定しても、実際には上記条件式
（１）を満たさないことがある。これは、樹脂製の部材
は一般に射出成形によって加工されるが、この射出成形
時に加工歪みが生じて線膨張係数に異方性が発生してお
り、計算によって求めた膨張量と、実際の膨張量が異な
るからである。従って、光源装置１００の樹脂化は非常
に困難であり、そのため低コスト化が達成できないとい
う問題点があった。又、線膨張係数の比較的小さいガラ
ス繊維混入樹脂をその材料として用いる場合であって
も、繊維の方向（光軸方向に沿って繊維が向いているか
どうか）によって線膨張係数に異方性が生じたり、繊維
の混入量のムラによって膨張量が異なる等の問題があ
り、実用化はされていない。
ルダ１０２、鏡筒１０４及び、保持部材１０５に使用す
る材料を樹脂として選定し、上記条件式（１）を満たす
ようにその寸法を設定しても、実際には上記条件式
（１）を満たさないことがある。これは、樹脂製の部材
は一般に射出成形によって加工されるが、この射出成形
時に加工歪みが生じて線膨張係数に異方性が発生してお
り、計算によって求めた膨張量と、実際の膨張量が異な
るからである。従って、光源装置１００の樹脂化は非常
に困難であり、そのため低コスト化が達成できないとい
う問題点があった。又、線膨張係数の比較的小さいガラ
ス繊維混入樹脂をその材料として用いる場合であって
も、繊維の方向（光軸方向に沿って繊維が向いているか
どうか）によって線膨張係数に異方性が生じたり、繊維
の混入量のムラによって膨張量が異なる等の問題があ
り、実用化はされていない。
【０００６】又、ＬＤ１０１は、静電気に非常に弱いと
いう問題点を有しており、例えば、人に帯電した静電気
によっても容易に破壊される。この静電破壊の対策とし
ても、少なくともＬＤホルダ１０２を絶縁性を有する樹
脂で構成することが望まれている。
いう問題点を有しており、例えば、人に帯電した静電気
によっても容易に破壊される。この静電破壊の対策とし
ても、少なくともＬＤホルダ１０２を絶縁性を有する樹
脂で構成することが望まれている。
【０００７】
【目的】本発明は、上記の問題点を鑑み、光源装置の温
度変化に係わらず、レーザ光を良好に射出できる光源装
置を提供することを目的とする。又、製造コストが低い
光源装置を提供することを別の目的とする。更に、レー
ザダイオードの静電破壊を防止することのできる光源装
置を提供することを別の目的とする。
度変化に係わらず、レーザ光を良好に射出できる光源装
置を提供することを目的とする。又、製造コストが低い
光源装置を提供することを別の目的とする。更に、レー
ザダイオードの静電破壊を防止することのできる光源装
置を提供することを別の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明は、光源としてのレーザダイオードと、該
レーザダイオードからのレーザ光を収束させるコリメー
タレンズと、前記コリメータレンズを含むレンズユニッ
トを保持する保持部材と、前記レーザダイオードを保持
し、前記レーザダイオードの前記コリメータレンズに対
する位置決めを行うレーザホルダと、を備えた光源装置
において、前記レーザホルダは、前記レーザダイオード
のフランジのレーザー射出側の面を保持する保持面と、
前記保持部材のレーザー射出側と反対側の面に結合され
て、前記コリメータレンズに対する位置決めを行う位置
決め面とを有し、前記保持面と前記位置決め面とがレー
ザ光の光軸方向に対して垂直な同一の平面内に形成され
ていることを特徴とする。
めに、本発明は、光源としてのレーザダイオードと、該
レーザダイオードからのレーザ光を収束させるコリメー
タレンズと、前記コリメータレンズを含むレンズユニッ
トを保持する保持部材と、前記レーザダイオードを保持
し、前記レーザダイオードの前記コリメータレンズに対
する位置決めを行うレーザホルダと、を備えた光源装置
において、前記レーザホルダは、前記レーザダイオード
のフランジのレーザー射出側の面を保持する保持面と、
前記保持部材のレーザー射出側と反対側の面に結合され
て、前記コリメータレンズに対する位置決めを行う位置
決め面とを有し、前記保持面と前記位置決め面とがレー
ザ光の光軸方向に対して垂直な同一の平面内に形成され
ていることを特徴とする。
【０００９】使用する材料としては、ポリカーボネイト
等の樹脂、ガラス繊維混入樹脂等を選択可能である。こ
れらの材料は、アルミニウム等の金属に比べ、線膨張係
数が高いが、絶縁性を有する。
等の樹脂、ガラス繊維混入樹脂等を選択可能である。こ
れらの材料は、アルミニウム等の金属に比べ、線膨張係
数が高いが、絶縁性を有する。
【００１０】
【作用】本発明に係る光源装置によると、前記保持面と
前記位置決め面とがレーザ光の光軸方向に対して垂直な
同一の平面内に形成されており、これらの面を有するレ
ーザホルダが熱によって膨張しても前記両保持面は同一
平面内にある。
前記位置決め面とがレーザ光の光軸方向に対して垂直な
同一の平面内に形成されており、これらの面を有するレ
ーザホルダが熱によって膨張しても前記両保持面は同一
平面内にある。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１、図２及び図３は、本発明の一実施例の構成
を示す図である。光源装置１０は、概略、レーザユニッ
トａと、レンズユニットｂと、両ユニットａ，ｂを保持
する保持部材４とから構成されている（図２参照）。
する。図１、図２及び図３は、本発明の一実施例の構成
を示す図である。光源装置１０は、概略、レーザユニッ
トａと、レンズユニットｂと、両ユニットａ，ｂを保持
する保持部材４とから構成されている（図２参照）。
【００１２】まず、レーザユニットａは、光源としての
ＬＤ１と、絶縁性を有する樹脂（例えば、ポリカーボネ
イト、線膨張係数 2.0×10-4(１／deg.)）を射出成形す
ることによって成形されたＬＤホルダ２とから構成され
ている。ＬＤ１は、そのフランジのレーザー射出側の面
がＬＤホルダ２に形成された保持面２−１に保持された
状態で、接着剤ｇ１によって固定されている。また、Ｌ
Ｄホルダ２は、保持部材４のレーザー射出側と反対側の
面でネジｓ２によって位置決め面２−２にて結合されて
いると共に、ネジｓ１によって回路基板３と結合されて
いる。ここで、保持面２−１と位置決め面２−２とは、
レーザ光の光軸方向に関して垂直な同一平面Ａ内に形成
されている。
ＬＤ１と、絶縁性を有する樹脂（例えば、ポリカーボネ
イト、線膨張係数 2.0×10-4(１／deg.)）を射出成形す
ることによって成形されたＬＤホルダ２とから構成され
ている。ＬＤ１は、そのフランジのレーザー射出側の面
がＬＤホルダ２に形成された保持面２−１に保持された
状態で、接着剤ｇ１によって固定されている。また、Ｌ
Ｄホルダ２は、保持部材４のレーザー射出側と反対側の
面でネジｓ２によって位置決め面２−２にて結合されて
いると共に、ネジｓ１によって回路基板３と結合されて
いる。ここで、保持面２−１と位置決め面２−２とは、
レーザ光の光軸方向に関して垂直な同一平面Ａ内に形成
されている。
【００１３】一方、レンズユニットｂは、コリメータレ
ンズ５及びスリット６を内蔵した鏡筒７から構成されて
おり、鏡筒７は保持部材４の内筒面に嵌合されている。
コリメータレンズ５は、鏡筒７に対して位置決め面７−
１に位置決めされた後、接着剤ｇ２にて固定されてい
る。又、鏡筒７は、ＬＤ１の発光面とコリメータレンズ
５との距離がコリメータレンズ５の焦点距離となるよう
に位置調整された後、接着剤ｇ３によって保持部材４の
端部４−１にて固定されている。
ンズ５及びスリット６を内蔵した鏡筒７から構成されて
おり、鏡筒７は保持部材４の内筒面に嵌合されている。
コリメータレンズ５は、鏡筒７に対して位置決め面７−
１に位置決めされた後、接着剤ｇ２にて固定されてい
る。又、鏡筒７は、ＬＤ１の発光面とコリメータレンズ
５との距離がコリメータレンズ５の焦点距離となるよう
に位置調整された後、接着剤ｇ３によって保持部材４の
端部４−１にて固定されている。
【００１４】また、保持部材４は、光学ハウジング８に
形成された嵌合穴８１に嵌合され、ネジｓ３によって光
学ハウジング８に接合されている。尚、図中Ｂは保持部
材の端部４−１を含む平面、Ｃは鏡筒の位置決め面７−
１を含む平面であり、平面Ａ−Ｂ間の距離はL1（mm）で
あり、平面Ｂ−Ｃ間の距離はL2（mm）である。
形成された嵌合穴８１に嵌合され、ネジｓ３によって光
学ハウジング８に接合されている。尚、図中Ｂは保持部
材の端部４−１を含む平面、Ｃは鏡筒の位置決め面７−
１を含む平面であり、平面Ａ−Ｂ間の距離はL1（mm）で
あり、平面Ｂ−Ｃ間の距離はL2（mm）である。
【００１５】上記の如く構成された光源装置１０の温度
変化による光軸方向の膨張について平面Ａを基準として
説明する。まず、ＬＤホルダ２のうち、平面Ａより光軸
方向上流側（図中右側）の部分２０は、図３中右方向へ
膨張し、一方、下流側の部分２１は左方向に膨張する。
しかし、ＬＤホルダ２に形成された保持面２−１及び位
置決め面２−２は、部分２０，２１が熱膨張しても平面
Ａから全く移動することはない。即ち、ＬＤホルダ２の
熱膨張は、樹脂のような線膨張係数が高い材料を用いた
場合であっても、ＬＤ１とコリメータレンズ５との距離
変動に全く影響しない。従って、保持部材４及び鏡筒７
の熱膨張のみがＬＤ１とコリメータレンズ５との距離を
変化させる要因となるが、保持部材４及び鏡筒７の膨張
量をコリメータレンズの焦点深度内に押さえればよい。
即ち、上記距離L1，L2を次式を満足するように設定すれ
ばよい。
変化による光軸方向の膨張について平面Ａを基準として
説明する。まず、ＬＤホルダ２のうち、平面Ａより光軸
方向上流側（図中右側）の部分２０は、図３中右方向へ
膨張し、一方、下流側の部分２１は左方向に膨張する。
しかし、ＬＤホルダ２に形成された保持面２−１及び位
置決め面２−２は、部分２０，２１が熱膨張しても平面
Ａから全く移動することはない。即ち、ＬＤホルダ２の
熱膨張は、樹脂のような線膨張係数が高い材料を用いた
場合であっても、ＬＤ１とコリメータレンズ５との距離
変動に全く影響しない。従って、保持部材４及び鏡筒７
の熱膨張のみがＬＤ１とコリメータレンズ５との距離を
変化させる要因となるが、保持部材４及び鏡筒７の膨張
量をコリメータレンズの焦点深度内に押さえればよい。
即ち、上記距離L1，L2を次式を満足するように設定すれ
ばよい。
【００１６】（L1×α1−L2×α2−k）ｔ＜コリメータ
レンズの焦点深度（mm） 但し、α1：保持部材４の線膨張率（１／mm・deg.） α2：鏡筒７の線膨張率（１／mm・deg.） ｋ：コリメータレンズ５の焦点距離の熱変動係数（mm／
deg.） ｔ：光源装置１０の温度変動量（deg.） である。
レンズの焦点深度（mm） 但し、α1：保持部材４の線膨張率（１／mm・deg.） α2：鏡筒７の線膨張率（１／mm・deg.） ｋ：コリメータレンズ５の焦点距離の熱変動係数（mm／
deg.） ｔ：光源装置１０の温度変動量（deg.） である。
【００１７】上式で規定される条件を満足すように設定
すれば、ＬＤ１とコリメータレンズ５との距離の変化を
コリメータレンズの焦点深度内に収めることができ、光
源装置１０の温度変化に係わらず、レーザ光を良好にコ
リメートすることができる。
すれば、ＬＤ１とコリメータレンズ５との距離の変化を
コリメータレンズの焦点深度内に収めることができ、光
源装置１０の温度変化に係わらず、レーザ光を良好にコ
リメートすることができる。
【００１８】以上、ＬＤホルダ２に形成された保持面２
−１及び位置決め面２−２を同一平面となるように構成
すればよい旨を説明したが、ＬＤホルダ２の成形時の誤
差によって、前記両面に光軸方向に関してズレが生じる
恐れがある。しかし、そのような場合であっても、ＬＤ
ホルダ２の材料として線膨張係数が 2.0×10~4（１／de
g.）のポリカーボネイトを選定した例をとって説明する
と、そのズレ量が 0.2（mm）程度であれば、20（deg.）
の温度変化があった場合でも、ＬＤホルダ２の熱膨張に
よるＬＤ１のズレ量は１（μm）以下であり、無視でき
るほど小さい。
−１及び位置決め面２−２を同一平面となるように構成
すればよい旨を説明したが、ＬＤホルダ２の成形時の誤
差によって、前記両面に光軸方向に関してズレが生じる
恐れがある。しかし、そのような場合であっても、ＬＤ
ホルダ２の材料として線膨張係数が 2.0×10~4（１／de
g.）のポリカーボネイトを選定した例をとって説明する
と、そのズレ量が 0.2（mm）程度であれば、20（deg.）
の温度変化があった場合でも、ＬＤホルダ２の熱膨張に
よるＬＤ１のズレ量は１（μm）以下であり、無視でき
るほど小さい。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【効果】以上の説明で明らかなように、本発明に係る光
源装置によれば、前記保持面と前記位置決め面とがレー
ザ光の光軸方向に対して垂直な同一の平面内に形成され
ており、これらの面が形成されたレーザホルダが熱によ
って膨張しても前記両保持面は同一平面内にあるため、
レーザホルダの熱膨張はレーザダイオードとコリメータ
レンズとの距離変動に影響しない。従って、光源装置の
温度変化に係わらず、レーザ光を良好に平行光にできる
光源装置を提供することができる。更に、レーザホルダ
の熱膨張はレーザダイオードとコリメータレンズとの距
離変動に影響しないため、レーザホルダに使用する材料
として線膨張係数の高い樹脂を使用できるようになる。
樹脂は加工が容易であるため光源装置の低コスト化が図
れ、又、絶縁性を有するためレーザダイオードの静電破
壊を防止することができる。
源装置によれば、前記保持面と前記位置決め面とがレー
ザ光の光軸方向に対して垂直な同一の平面内に形成され
ており、これらの面が形成されたレーザホルダが熱によ
って膨張しても前記両保持面は同一平面内にあるため、
レーザホルダの熱膨張はレーザダイオードとコリメータ
レンズとの距離変動に影響しない。従って、光源装置の
温度変化に係わらず、レーザ光を良好に平行光にできる
光源装置を提供することができる。更に、レーザホルダ
の熱膨張はレーザダイオードとコリメータレンズとの距
離変動に影響しないため、レーザホルダに使用する材料
として線膨張係数の高い樹脂を使用できるようになる。
樹脂は加工が容易であるため光源装置の低コスト化が図
れ、又、絶縁性を有するためレーザダイオードの静電破
壊を防止することができる。
【図１】本発明の光源装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の光源装置１の構成を示す斜視分解図で
ある。
ある。
【図３】ＬＤホルダ２の構成を示す断面図である。
【図４】従来技術の構成を示す断面図である。
１：レーザダイオード（ＬＤ） ２：ＬＤホルダ４：保持部材 ５：コリメータレンズ ７：鏡筒 １０：光源装置
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (1)
- 【請求項１】 光源としてのレーザダイオードと、該レ
ーザダイオードからのレーザ光を収束させるコリメータ
レンズと、前記コリメータレンズを含むレンズユニット
を保持する保持部材と、前記レーザダイオードを保持
し、前記レーザダイオードの前記コリメータレンズに対
する位置決めを行うレーザホルダと、を備えた光源装置
において、 前記レーザホルダは、前記レーザダイオードのフランジ
のレーザー射出側の面を保持する保持面と、前記保持部
材のレーザー射出側と反対側の面に結合されて、前記コ
リメータレンズに対する位置決めを行う位置決め面とを
有し、前記保持面と前記位置決め面とがレーザ光の光軸
方向に対して垂直な同一の平面内に形成されていること
を特徴とする光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20337993A JP3275467B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20337993A JP3275467B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0756059A JPH0756059A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3275467B2 true JP3275467B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=16473066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20337993A Expired - Fee Related JP3275467B2 (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3275467B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5870133A (en) * | 1995-04-28 | 1999-02-09 | Minolta Co., Ltd. | Laser scanning device and light source thereof having temperature correction capability |
| KR100385166B1 (ko) * | 2000-10-09 | 2003-05-22 | 삼성테크윈 주식회사 | 레이저 다이오드를 채용한 광학계 |
| JP4559058B2 (ja) * | 2003-11-07 | 2010-10-06 | リコー光学株式会社 | 光源ユニットの光軸設定方法および光源ユニット、光走査装置、画像読取装置および画像形成装置 |
| JP4860227B2 (ja) * | 2005-10-04 | 2012-01-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体レーザ装置 |
-
1993
- 1993-08-17 JP JP20337993A patent/JP3275467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0756059A (ja) | 1995-03-03 |
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