JP3852747B2

JP3852747B2 - 光学装置

Info

Publication number: JP3852747B2
Application number: JP2001099442A
Authority: JP
Inventors: 進門馬; 慶二片岡; 孝二土井; 英二作田
Original assignee: リコープリンティングシステムズ株式会社
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002299746A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを用いて紫色半導体レーザ光を感光材料上に走査し、光記録を行なう電子写真装置、光ディスク装置等の光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを用いてレーザ光を感光材料上に走査し、光記録を行なう光学装置は、例えば特開平５−９３８７８号広報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の光学装置においては、半導体レーザから出射する光を高い光利用効率で光ファイバに入射すること及びこの光利用効率を安定化させることが重要である。
【０００４】
波長４５０ｎｍ以下のレーザ光を発する紫色半導体レーザを用いたＬＤモジュールでは、ＬＤモジュールを組み立てる時に用いた接着剤から発生する揮発成分がＬＤモジュール内部に溜り、その成分が紫色半導体レーザ発光時に光ファイバ端面及び光軸上のガラス面上に付着し、紫色レーザ光の光ファイバへの結合効率を低下させてしまうことがある。これは赤色を発する半導体レーザでは生じないが、紫色を発する半導体レーザでは光化学反応が顕著になったため生じたものと考えられる。
【０００５】
本発明の目的は、接着剤から放出される揮発成分（ガス）が、光ファイバ端面、及び光軸上のガラス面上に付着し、光ファイバへの結合効率を低下させてしまうことを抑え、光学装置の光利用効率を安定化させるところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、紫色レーザ光を発生させる紫色半導体レーザと、該紫色半導体レーザから発せられたレーザ光を集光するレンズと、該レンズから射出されるレーザ光を導く光ファイバを保持するＬＤモジュールを有し、ＬＤモジュールにＬＤモジュール内部のガスを外部に抜く穴を設けることにより達成される。
【０００７】
更に具体的には光ファイバから出射した紫色半導体レーザ光を変調走査し、感光材料上に走査する光学装置において、紫色レーザ光を発生させる紫色半導体レーザと、該紫色半導体レーザから発せられたレーザ光を集光するレンズとを有するＬＤＭホルダと、ＬＤＭホルダに固定されたフェルールを支持するフェルールフォルダと、該フェルールと該フェルールフォルダを先端部に設けた光ファイバとを有するＬＤモジュールにおいて、該レンズと該フェルールホルダの間のＬＤモジュール内部のガスを外部に出すことを可能にする為の穴をＬＤモジュールに設けることによって達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光学装置に適用される光ファイバユニットの実施例を示す断面側面図である。光ファイバユニットは、紫色半導体レーザ１、レンズ２、平面ガラス５、光ファイバ８、ＬＤＭフォルダ（１）３、ＬＤＭフォルダ（２）４、フェルール７、フェルールホルダ６から構成されている。ＬＤＭホルダはＬＤＭホルダ（１）とＬＤＭホルダ（２）に分割されている場合を示しているが、必ずしも分割されていなくてもよい。ＬＤＭフォルダ（１）３、ＬＤＭフォルダ（２）４、フェルールホルダ６は、ステンレス鋼、あるいは熱膨張係数の低い材料、例えばインバーやコバ−ルにより形成されている。紫色半導体レーザ１は、パルス発振ＹＡＧレーザによるレーザ溶接によりＬＤＭフォルダ（１）３に固定されている。レーザ光を光ファイバに集光させるレンズ２は、エポキシ樹脂によりＬＤＭフォルダ（１）３に接着されている。光ファイバは取り扱いを容易にするために、光ファイバの先端部９をフェルール７に、また、フェルール７をフェルールホルダ６にそれぞれ嵌入させ、エポキシ樹脂で接着する。フェルールホルダ６は、平面ガラス５に接着した時に機械的強度が十分に保たれるように、接着面積を大きくする目的で設けられている。そして、光ファイバ端面９、フェルール７およびフェルールホルダ６が、同一平面になるように研磨する。フェルールホルダ６の研磨面にレーザ光を貫通する穴を設けた平面ガラス５をＵＶ樹脂１０を介して密着させ、他方の平面ガラス面からＵＶ光を照射することにより、ＵＶ樹脂１０を硬化させ、平面ガラス５をフェルールホルダ６の研磨面に固定する。
【０００９】
ＬＤＭフォルダ（１）３とＬＤモジュール内部のガスを外部に出すことを可能にする為の穴を設けたＬＤＭフォルダ（２）４は図１に示すように、レーザ光の光軸に対し平行な面で接しており、ＬＤＭフォルダ（２）４はレーザ光の光軸方向にスライド可能である。ＬＤＭフォルダ（２）４をＬＤＭフォルダ（１）３に取り付ける際には、ＬＤＭフォルダ（２）４のレーザ光の光軸に対して垂直な面に、フェルールホルダ６を接着した平面ガラス５を密着させ、紫色半導体レーザ１から発するレーザ光の焦点が、光ファイバの研磨面９と一致するようにＬＤＭフォルダ（２）４をスライドさせ、調整する。調整後はレーザ溶接でＬＤＭフォルダ（１）３にＬＤＭフォルダ（２）４を固定するか、または、ＬＤＭフォルダ（１）３とＬＤＭフォルダ（２）４の間にエポキシ樹脂を充填し、このエポキシ樹脂を硬化させてＬＤＭフォルダ（２）４を固定する。
【００１０】
フェルールホルダ６に接着した平面ガラス５と、ＬＤＭフォルダ（２）４との間には、フェルールホルダ６の外径よりも外側にＵＶ樹脂１１を充填し、光ファイバ８の位置調整を行なう。レーザ光の焦点の位置は、フェルールホルダ６に接着した平面ガラス５と、ＬＤＭフォルダ（２）４を密接させた時に光ファイバ研磨面９に一致し、また、トレランス（位置ずれの許容誤差）が大きいので、レーザ光の光軸方向の位置調整はフェルールホルダ６に接着した平面ガラス５と、ＬＤキャップを近接すればよい。レーザ光の光軸に垂直方向の位置調整は、フェルールホルダを取り付けている微調治具により、レーザ光の焦点位置が光ファイバの光伝搬部に一致するように行なう。
【００１１】
また、平面ガラスのフェルールホルダが接着されている面の方向からＵＶ光を照射し、ＵＶ樹脂を硬化させる。ＵＶ樹脂は、非加熱の硬化であり、また、数秒間の短時間の光で硬化するので、硬化中の温度変化に対する治具やホルダ類の熱膨張の影響が少ない。また、本発明においては、面同士の接着であるためＵＶ樹脂の体積が小さく硬化時の樹脂の収縮が少ない。このようなことから本発明による光ファイバ８の固定では、硬化中の光ファイバ８の位置ずれはほとんど生じない。本実施例において平面ガラスに石英ガラス、ＵＶ樹脂としてアクリル系、またはエポキシ系の樹脂を用いた。
【００１２】
図２は、上述した光ファイバユニットを５個備えた電子写真装置の光学系の概略構成図である。それぞれの光ファイバの出射端をアレイ状に設けて光ファイバアレイ１７を構成することによって、光ファイバアレイから５本のレーザ光を出射させることが可能な複数ビーム発生装置を構成する。５本のレーザ光はコリメータレンズ１７でそれぞれ平行光にされた後、ポリゴンミラで偏向され、ｆθレンズ１９を通過後、感光ドラム２０上に走査させる。
【００１３】
図３に光ファイバアレイ１６の詳細な構成を示す。光ファイバ８はＳｉＯ₂を主成分としたクラット２３、コア２２及びそれらを保護するナイロン樹脂等の外被からなる。外被を除いたクラット２３の先端の直径は１２５μｍ程度の精度の良い円形状をしている。一方、光が導波されるコア２２の直径は、単一モードファイバの場合４μｍ程度であり、クラット２３の中心に精度良く配列されている。
【００１４】
従って、外被を除いた複数個の光ファイバを図３のように平坦な板２１で上下から挟み込み、押し当て板２４の両横からクラット部２３が密接するように押す。この後、接着剤で光ファイバアレイ１６を固定し端面を研磨すると一直線に並び、等ピッチで配列したコア列すなわちアレイ状の多ビームが得られる。
【００１５】
ところで、コア直径が４μｍであるのに対してコア配列ピッチは１２５μｍとなっているので、光記録材料上のスポット径ｐに対してスポットの間隔ｐ０は１２５倍になる。この問題を解消するために図４に示すように、多ビーム配列方向θを傾け、光スポット直径と走査線ピッチｐが概略等しくなるようにする。そのために光ファイバアレイ部１６を傾ける。
【００１６】
上記のように、光ファイバから出射した紫色半導体レーザ光を変調走査し、感光材料上に走査する光学装置において、紫色レーザ光を発生させる紫色半導体レーザと、該紫色半導体レーザから発せられたレーザ光を集光するレンズとを有するＬＤＭホルダと、ＬＤＭホルダに固定されたフェルールを支持するフェルールフォルダと、該フェルールと該フェルールフォルダを先端部に設けた光ファイバとを有するＬＤモジュールにおいて、組み立てには各種接着剤を用いており、ＬＤモジュール内部には接着剤から揮発したガスが発生している。このようなガスは紫色レーザ光の光化学反応により光ファイバ端面の光集光部に析出し、異物として付着し、光ファイバへの光の結合効率を低下させてしまうことが生じた。このような現象を防ぐために、該レンズと該フェルールホルダの間のＬＤモジュール内部のガスを外部に出すことを可能にする為の穴をＬＤモジュールに設けることによって、ＬＤモジュールを組み立てるときに使用した接着剤から放出される揮発成分が、光ファイバ端面、及び光軸上のガラス面上に付着し、光ファイバへの結合効率を低下させてしまうことを抑え、光学装置の光利用効率を安定化させることができた。なお、本発明は、電子写真装置に限らず、光ディスク装置など、光ファイバを用いてレーザ光を感光材料上に走査し、光記録を行なう光学装置全般に適用できる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、ＬＤモジュール内のガスが抜かれるので、光ファイバへの光の結合効率を低下させてしまうことが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るもので、光ファイバユニットを示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るもので、光学装置の光学系を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るもので、光ファイバアレイを示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るもので、複数ビーム走査方式を示す説明図である。
【符号の説明】
１…紫色半導体レーザ、２…レンズ、３…ＬＤＭホルダ（１）、４…ＬＤＭホルダ（２）、５…石英ガラス、６…フェルールホルダ、７…フェルール、８…光ファイバ、９…光ファイバ、１０…ＵＶ樹脂、１１…ＵＶ樹脂、１３…穴、１５…ＬＤモジュール、１６…光ファイバアレイ、１７…コリメータレンズ、１８…ポリゴンミラ、１９…Ｆθレンズ、２０…感光ドラム、２２…コア、２３…クラット。

Claims

変調走査されるレーザ光を光ファイバで導く光学装置において、
紫色レーザ光を発生させる紫色半導体レーザと、該紫色半導体レーザから発せられたレーザ光を集光するレンズと、該レンズから射出されるレーザ光を導く光ファイバを保持するＬＤモジュールを有し、ＬＤモジュールにＬＤモジュール内部のガスを外部に抜く穴を設けたことを特徴とする光学装置。
請求項１記載の光学装置において、
前記ＬＤモジュールは、半導体レーザ側のＬＤＭホルダとファイバ側のＬＤＭホルダを有し、
前記紫色半導体レーザと前記レンズを前記半導体レーザ側のＬＤＭホルダに保持し、
前記光ファイバを前記ファイバ側のＬＤＭホルダに保持し、該ファイバ側のＬＤＭホルダに前記穴を設けたことを特徴とする光学装置。
請求項２記載の光学装置において、
前記ファイバ側のＬＤＭホルダは、内側に前記光ファイバを保持するフェルールおよびフェルールホルダと光ファイバの先端が当接される平面ガラスを有することを特徴とする光学装置。
請求項３記載の光学装置において、
前記レンズと前記フェルールホルダの間から発生した前記ガスを前記穴より抜くことを特徴とする請求項１記載の光学装置。