JPH05113546A - 光源ユニツト - Google Patents

光源ユニツト

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Publication number
JPH05113546A
JPH05113546A JP3302280A JP30228091A JPH05113546A JP H05113546 A JPH05113546 A JP H05113546A JP 3302280 A JP3302280 A JP 3302280A JP 30228091 A JP30228091 A JP 30228091A JP H05113546 A JPH05113546 A JP H05113546A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
light emitting
emitting means
source unit
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP3302280A
Other languages
English (en)
Inventor
Naotaro Nakada
直太郎 中田
Tadashi Aoki
直史 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP3302280A priority Critical patent/JPH05113546A/ja
Priority to US07/964,155 priority patent/US5617441A/en
Priority to DE4235549A priority patent/DE4235549C2/de
Publication of JPH05113546A publication Critical patent/JPH05113546A/ja
Priority to US08/592,524 priority patent/US5645739A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数本のビームを放射することにより、ビーム
を用いた装置における処理の高速化を図る。 【構成】複数の発光手段を所定の配列で一体に固定する
バーボディ2を設ける。発光手段は、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たレーザーダイオ
ード1とそれ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とで構成する。発せられる複数本のレーザ
ービームBが互いに所定の間隔で平行になるように、バ
ーボディ2で発光手段の位置を調整し固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザービームプリン
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。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザー(レーザーダイオード等)
のような光源ユニットは、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。
【0003】上記光源ユニットを用いた一般的な構成と
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。
【0004】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、高速化に限界があるといった問題がある。
【0005】このような点から、処理速度の高速化を図
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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
モノリシックでレー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ー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
生じてしまい、各モニタレーザー光ごとの分離は困難で
ある。
【0007】また、このようにモノリシックでレーザー
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。
【0008】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、複数本のビームを放射することにより、ビー
ムを用いた装置における処理の高速化を図りうる光源ユ
ニットを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の光源ユニットは、1本のビームを発する発光チ
ップを備えたパッケージ及び該パッケージから発せられ
たビームを平行光にする光学系から成る複数の発光手段
と,該複数の発光手段を所定の配列で一体に固定する固
定部材とを有することを特徴としている。
【0010】前記発光チップは、例えば半導体レーザー
である。前記複数の発光手段から発せられるビームが互
いに所定の間隔をあけて平行になるように、前記発光手
段の位置が調整され前記固定部材に固定される構成とす
るのが好ましい。
【0011】
【作用】このような構成によると、1つの発光手段から
は1本のビームが発せられるので、前記パッケージ及び
光学系の各々の位置決めが、各発光手段について同一条
件でなされ、均等なビームがどの位置の発光手段からも
得られるように各ビームの発光の強さを制御することが
可能である。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本実施例が適用されたレーザービームプリ
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。図2は本実施例の全体構成を概
略的に示す斜視図であり、発光手段各部の位置調整が行
われている状態を示している。図3は本実施例のレーザ
ーダイオード1及びその取付け部分19を概略的に示す
断面図、図4は本実施例の光学系8及びその取付け部分
20を概略的に示す断面図である。
【0013】本実施例の光源ユニット10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Bを平行光にする光学
系8から成る複数の発光手段と,当該複数の発光手段を
所定の配列で一体に固定する固定部材であるバーボディ
2とを有する構成となっている。尚、図2においてはレ
ーザーダイオード1及び光学系8から成る一対の発光手
段についてのみの構成を示し、アレイ状に配列される他
の発光手段については図示省略している。
【0014】前記レーザーダイオード1は、1本のレー
ザービームB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4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。
【0015】図2に示すように、バーボディ2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、後述する穴18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。
【0016】溝9を介して、一方の取付け部分19には
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(図3,図4)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Bの配
列の形に配置されている。尚、穴17,穴18の替わり
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。
【0017】光源ユニット10から出射される各レーザ
ービームBの発光の強さをフォトダイオードで制御する
だけでなく、レーザービームBの方向,焦点位置,間隔
(レーザービーム位置)等についても整列させるための調
整が必要である。これらの整列のための発光手段各部の
位置調整を次のようにして行う。
【0018】先ずレーザーダイオード1から出てきたラ
ッパ状のレーザービームの中央にレンズ3を位置させ、
レンズ3の焦点位置にLDチップを位置させることによ
り、ビームの中央部分を平行光にする。
【0019】次に、図2に示すように光源ユニット10
を構成する各発光手段から発せられたレーザービームB
をビームスプリッタ7で2本のレーザービームB1及び
B2に分離する。レーザービームB1のビーム焦点位置
をビーム焦点位置検知手段6で検知する。具体的には、
ビームB1が収束したり発散したりしていないか検知す
る。他方、レーザービームB2のビーム方向をビーム方
向検知手段5で検知する。具体的には、ビームB2の平
行度及び傾きを検知する。
【0020】レーザービームBの間隔はバーボディ2に
開けられた穴17及び穴18の位置で決定されるが、レ
ーザービームBの方向はレーザーダイオード1のX−Y
方向(図2)の調整で決まり、焦点位置はレンズ3のZ方
向(図2,図4)の調整で決まる。
【0021】従って、ビーム焦点位置検知手段6の検知
結果に基づいて、図4に示すように鏡枠4(内部にレン
ズ3が固定されている)を穴18内において光軸AX方
向(Z方向)に沿って移動させる。また、ビーム方向検知
手段5の検知結果に基づいて、図3に示すようにレーザ
ーダイオード1を光軸AXに対し垂直面内で移動させ
る。つまり、レーザーダイオード1を穴17に一部挿入
された状態で光軸AXに対し垂直に形成された面Sに当
てつけ、X−Y方向(図2)に調整、位置決めした後、そ
の位置で後述するように固定を行う。ビーム方向検知手
段5及びビーム焦点位置検知手段6は、上述した各調整
のために必要な装置であるから、当然のことながら図1
のような実使用においては用いられない。
【0022】尚、ビーム方向検知手段5の検知に伴うレ
ーザーダイオード1の位置調整及びビーム焦点位置検知
手段6の検知に伴う鏡枠4の位置調整は、これらのビー
ム方向検知手段5及びビーム焦点位置検知手段6の検知
結果をモニタしながら手動で行ってもよいし、ビーム方
向検知手段5及びビーム焦点位置検知手段6の出力によ
り駆動される治具手段を設けて自動的に行ってもよい。
【0023】このような調整方法によれば、1つのチッ
プを有するパッケージ(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。
【0024】バーボディ2へのレーザーダイオード1及
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。
【0025】上記のように、レーザーダイオード1,レ
ンズ3及び鏡枠4の位置を調整し、バーボディ2に固定
することによって組み立てられた光源ユニット10にお
いては、アレイ状に配列された複数の発光手段から発せ
られるレーザービームBは、互いに所定の間隔をあけて
平行に放射される。
【0026】図1に示すように、本実施例をレーザービ
ームプリンタに適用すると、平行光から成る5本のレー
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、5本のレーザービームBは感光体ドラム14上を
軸15方向にスキャンするため、スキャン速度は1本の
レーザービームBでスキャンする従来の方法によるスキ
ャン速度の約5倍になる。
【0027】このように本実施例では、1つのLDチッ
プを有するレーザーダイオード1及びそれと対応する光
学系8から成る発光手段がアレイ状に複数配列されてい
るので、複数本のレーザービームB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
なるのである。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。
【0028】レーザーダイオード1はパルス駆動を行う
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B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1)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。
【0029】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、1本
のビームを発する半導体レーザー等の発光チップを備え
たパッケージ及び該パッケージから発せられたビームを
平行光にする光学系から成る複数の発光手段と,該複数
の発光手段を所定の配列で一体に固定する固定部材とを
有しているので、複数本のビームを放射することによ
り、ビームを用いた装置における処理の高速化を図りう
る光源ユニットを実現することができる。しかも、1つ
の発光チップで複数本のビームを形成する光源ユニット
と比べて、要求される組立精度が緩く、ビームの本数も
制限されにくいので、装置の低コスト化を図りうるとい
った効果もある。
【0030】前記複数の発光手段から発せられるビーム
が互いに所定の間隔をあけて平行になるように、前記発
光手段の位置が調整され前記固定部材に固定される構成
となっているので、本発明の光源ユニットから発せられ
たマルチビームを用いた処理を1つの光学系で実現する
ことが可能となる。その結果、光源ユニットの低コスト
化,各部の位置調整や交換修理等の簡易化を図ることも
可能である。しかも、光源ユニットとしての互換性を持
たせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例がレーザービームプリンタに適
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。
【図2】本発明の実施例の構成を概略的に示す図。
【図3】本発明の実施例のレーザーダイオード及びその
取付け部分を示す断面図。
【図4】本発明の実施例の光学系及びその取付け部分を
示す断面図。
【符号の説明】
1 …レーザーダイオード 2 …バーボディ 3 …レンズ 4 …鏡枠 5 …ビーム方向検知手段 6 …ビーム焦点位置検知手段 7 …ビームスプリッタ 8 …光学系 9 …溝 10 …光源ユニット 11 …ポリゴンスキャナー 13 …レンズ 14 …感光体ドラム 15,16 …軸 17,18 …穴 19,20 …取付け部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 33/00 M 8934−4M H01S 3/18 9170−4M

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1本のビームを発する発光チップを備えた
    パッケージ及び該パッケージから発せられたビームを平
    行光にする光学系から成る複数の発光手段と,該複数の
    発光手段を所定の配列で一体に固定する固定部材とを有
    することを特徴とする光源ユニット。
  2. 【請求項2】前記発光チップが半導体レーザーであるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。
  3. 【請求項3】前記複数の発光手段から発せられるビーム
    が互いに所定の間隔をあけて平行になるように、前記発
    光手段の位置が調整され前記固定部材に固定されること
    を特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。
JP3302280A 1991-10-21 1991-10-21 光源ユニツト Pending JPH05113546A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3302280A JPH05113546A (ja) 1991-10-21 1991-10-21 光源ユニツト
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
JP3302280A JPH05113546A (ja) 1991-10-21 1991-10-21 光源ユニツト

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05113546A true JPH05113546A (ja) 1993-05-07

Family

ID=17907107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3302280A Pending JPH05113546A (ja) 1991-10-21 1991-10-21 光源ユニツト

Country Status (1)

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JP (1) JPH05113546A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09120036A (ja) * 1994-08-09 1997-05-06 Deutsche Forsch & Vers Luft Raumfahrt Ev 像発生装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09120036A (ja) * 1994-08-09 1997-05-06 Deutsche Forsch & Vers Luft Raumfahrt Ev 像発生装置

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