JPH08146352A - 光源装置 - Google Patents

光源装置

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JPH08146352A
JPH08146352A JP30677094A JP30677094A JPH08146352A JP H08146352 A JPH08146352 A JP H08146352A JP 30677094 A JP30677094 A JP 30677094A JP 30677094 A JP30677094 A JP 30677094A JP H08146352 A JPH08146352 A JP H08146352A
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JP
Japan
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light source
lens
source device
insulating material
lens barrel
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Application number
JP30677094A
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English (en)
Inventor
Koji Toyoda
浩司 豊田
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コリメータレンズの熱歪によるピントずれを
装置内部で解消できる安価な光源装置。 【構成】 コリメータレンズ2とその集光力を補正する
第2のコリメータレンズ6はレンズ鏡筒3に保持され、
レンズ鏡筒3は、支持板1bを介して半導体レーザ1を
保持する光源ホルダ4に組み付けられる。レンズ鏡筒3
と光源ホルダ4はともに安価なアルミニウム製であり、
半導体レーザ1と支持板1bの間には線膨張係数の大き
いABS樹脂で作られた絶縁材5が設けられ、レンズ鏡
筒3と光源ホルダ4と絶縁材5の熱歪によって、コリメ
ータレンズ2,6の熱歪に起因するピントずれを解消す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタやレー
ザファクシミリあるいはデジタル複写機等の画像形成装
置の走査光学装置等に用いる光源装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】レーザプリンタやレーザファクシミリ等
の画像形成装置に用いられる光走査装置は、図4に示す
ように、光源ユニットE0 から発せられたレーザ光L0
をシリンダレンズCによって線状の光束に集光し、回転
多面鏡Rによって、その回転軸に沿った方向(以下、
「Z軸方向」という。)に垂直な所定の方向(以下、
「Y軸方向」という。)に偏向走査し、結像レンズFお
よび折り返しミラーMを経て図示しない回転ドラム上の
感光体に結像させる。感光体に結像する光束は、回転多
面鏡Rの回転によるY軸方向の主走査と、回転ドラムの
回転によるZ軸方向の副走査によって静電潜像を形成す
る。
【0003】光源ユニットE0 は、図3に示すように、
半導体レーザ101と、一対のコリメータレンズ102
a,102bからなるレンズユニット102を有し、こ
れらは光源ホルダ104によってユニット化され、例え
ば走査光学装置を運転中にモータの発熱等によって温度
が上昇したとき、コリメータレンズ102a,102b
の熱歪によるピントずれを、光源ホルダ104等の熱膨
張に伴うレンズユニット102と半導体レーザ101の
間の離間距離Dの変化によって相殺できるように構成さ
れている。
【0004】なお、コリメータレンズ102a,102
bは、これらをアルミニウム製のレンズ鏡筒103に固
着したうえでレンズ鏡筒103を光源ホルダ104に挿
入することで組み付けられているため、温度が上昇した
ときのレンズユニット102と半導体レーザ101の間
の離間距離Dの変化量は、光源ホルダ104の熱膨張量
からレンズ鏡筒103の熱膨張量を差し引いたものとな
る。そこで光源ホルダ104の材料にはレンズ鏡筒10
3の材料であるアルミニウムと線膨張係数が大きく異な
る材料を組み合わせたうえで、光源ホルダ104やレン
ズ鏡筒103の寸法を適切に選定し、コリメータレンズ
102a,102bの熱歪によるピントずれを光源ユニ
ットE0 の内部で解消するように工夫されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のようにレンズ鏡筒はアルミニウ
ム製であるために安価なアルミダイキャスト法によって
製作され、従って製造コストが低いが、光源ホルダはア
ルミニウム以外の材料で製作しなければならず、従っ
て、安価なアルミダイキャスト法を用いることができず
製造コストの上昇を避けることができない。この欠点を
排除するために光源ホルダをアルミニウム製にすると、
光源ホルダの寸法に対する制約が厳しくなり、その結
果、コリメータレンズの熱歪によるピントずれを光源装
置の内部で解消するのが極めて困難になる。
【0006】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであって、温度変化に伴うコリメ
ータレンズ等の光学レンズのピントずれを装置内部で効
果的に解消できるうえに低価格化が容易である光源装置
を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光源装置は、光源と、該光源から発生され
る照明光の光路に配設された少なくとも1個の光学レン
ズと、該光学レンズと前記光源を所定の離間距離に支持
する支持手段を有し、前記光源が、線膨張係数の大きい
絶縁材を介して前記支持手段に支持されていることを特
徴とする。
【0008】絶縁材が合成樹脂で作られているとよい。
【0009】また、支持手段がアルミニウム製の光源ホ
ルダを有し、光学レンズがアルミニウム製のレンズ鏡筒
を介して前記光源ホルダに組み付けられているとよい。
【0010】
【作用】温度変化に伴う光学レンズのピントずれを、支
持手段の熱歪と絶縁材の熱歪を加えたものによって解消
する。
【0011】上記ピントずれを支持手段等のみによって
解消する場合に比べて、支持手段の材料や寸法に対する
制約が軽減される。そこで、支持手段を構成する部材を
すべて製造コストの低いアルミニウム製にすることで、
光源装置の製造コストを大幅に低減できる。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0013】図1は一実施例による光源装置を示すもの
で、これは、図示しない回転多面鏡に向かって照明光で
あるレーザ光を発生する光源である半導体レーザ1と、
前記レーザ光を平行化する光学レンズであるコリメータ
レンズ2を有し、コリメータレンズ2はレンズ鏡筒3に
保持され、レンズ鏡筒3は、半導体レーザ1を保持する
支持手段である光源ホルダ4の筒状部分4aの自由端に
挿入され、環状の接着面4bに接着されている。
【0014】半導体レーザ1は、レーザ鏡筒1aの内部
に配設された図示しないレーザチップを有し、レーザ鏡
筒1aの基部は絶縁材5を介して支持板1bに支持さ
れ、支持板1bは光源ホルダ4にビス止めされる。
【0015】なお、レンズ鏡筒3はコリメータレンズ2
の集光力を調節するための第2のコリメータレンズ6を
保持している。
【0016】レンズ鏡筒3と光源ホルダ4はともにアル
ミニウム製であり、ダイキャスト法によって製作され、
従って、製造コストの低い部品である。
【0017】また、絶縁材5は、半導体レーザ1のレー
ザチップを金属製の支持板1bから電気的に絶縁するた
めのものであり、かつ、後述するように、コリメータレ
ンズ2の熱歪によるピントずれを光源装置内部で解消す
るために、線膨張係数の大きい材料、例えばABS樹脂
等の合成樹脂によって製作される。
【0018】回転多面鏡を回転させるモータの発熱等に
よって光源装置の温度が変化したとき、コリメータレン
ズ2の熱歪によるピントずれを光源装置内部で解消する
ためには以下の条件が成立すればよい。
【0019】まず、コリメータレンズ2と半導体レーザ
1の離間距離Dの変化量ΔDは以下のように算出され
る。
【0020】 ΔD=ΔD1 −ΔD2 −ΔD3 −ΔD4 ・・・・・(1) ここで、 ΔD1 :光源ホルダ4の熱膨張によるコリメータレンズ
2の変位量 ΔD2 :レンズ鏡筒3の熱膨張によるコリメータレンズ
2の変位量 ΔD3 :レーザ鏡筒1aの熱膨張による半導体レーザ1
の発光点の変位量 ΔD4 :絶縁材5の熱膨張による半導体レーザ1の発光
点の変位量 なお、コリメータレンズ2と半導体レーザ1の離間距離
Dの変化量ΔDと前記変位量ΔD1 〜ΔD4 はいずれも
絶対値で表わしたものであり、光源ホルダ4の熱膨張に
よるコリメータレンズ2の変位量ΔD1 は残りの変位量
ΔD2 〜ΔD4と逆向きに発生する。
【0021】コリメータレンズ2の熱歪に起因するピン
トずれ量ΔPがコリメータレンズ2と半導体レーザ1の
離間距離Dの変化量ΔDと逆向きで絶対値が等しけれ
ば、コリメータレンズ2の熱歪によるピントずれを光源
装置内で解消することができる。
【0022】すなわち、 ΔP=ΔD ・・・・・(2) 式(1)、式(2)から、 ΔP=ΔD1 −ΔD2 −ΔD3 −ΔD4 ・・・・・(3) そこで、半導体レーザ1のレーザ鏡筒1aとレンズ鏡筒
3と光源ホルダ4と絶縁材5のそれぞれの材料と寸法を
適切に選定して式(3)の条件を満足する光源装置を製
作すれば、温度が変化してもピントずれを発生するおそ
れのない光学装置を得ることができる。
【0023】次に本実施例の具体例を説明する。 (第1具体例)図1の光源装置において、レーザ鏡筒1
aとレンズ鏡筒3と光源ホルダ4がすべてアルミニウム
製で、絶縁材5がABS樹脂で作られており、コリメー
タレンズ2の温度が30度上昇したときこれに伴うピン
トずれが、第2のコリメータレンズ6によって補正され
た結果+1μmである場合に、支持板1bをビス止めし
た光源ホルダ4の端面からレンズ鏡筒3に対する光源ホ
ルダ4の接着面4bの中央までの長さE1 、光源ホルダ
4の接着面4bの幅E2 、半導体レーザ1の発光点とコ
リメータレンズ2の離間距離E3 、レーザ鏡筒1aの長
さE4 、絶縁材5の厚さE5 が以下の値に選定されてい
れば、式(3)の条件が満足され、コリメータレンズの
屈折率の変化によるピントずれを光源装置の内部で解消
できる。
【0024】E1 =30(mm) E2 =6(mm) E3 =18.676(mm) E4 =3.95(mm) E5 =7.270(mm) (第2具体例)温度が30度上昇し、これに伴うピント
ずれが、第2のコリメータレンズ6によって補正された
結果−1μmであるときは、E1 〜E5 が以下の値に設
定されていればよい。
【0025】E1 =30(mm) E2 =6(mm) E3 =18.676(mm) E4 =3.95(mm) E5 =8.265(mm) (第3具体例)コリメータレンズ2の温度が30度上昇
し、これに伴うピントずれが、第2のコリメータレンズ
6によって補正された結果0であるときは、E1 〜E5
が以下の値に設定されていればよい。
【0026】E1 =30(mm) E2 =6(mm) E3 =18.676(mm) E4 =3.95(mm) E5 =7.767(mm) 第1〜第3具体例から解るように、コリメータレンズ2
の集光特性が異なる場合でも、レーザ鏡筒1a、レンズ
鏡筒3および光源ホルダ4等の寸法を変化させることな
く絶縁材5の厚さを変えるだけで、温度が変化してもピ
ントずれを発生するおそれのない光源装置を容易に製作
できる。
【0027】また、絶縁材6の材質を変えることで上記
と同様に対応できることはいうまでもない。
【0028】図2は一変形例を示し、これは、平板状の
支持板1bの替わりに、半導体レーザ1を支持する中央
部分を陥没させた支持板11bを用いたもので、絶縁材
15をより外側に配設することで絶縁材15の厚さを縮
小できるという利点を有する。 (第4具体例)図2の装置において、支持板11bの陥
没量E6 が4mmであり、温度が30度上昇したときの
ピントずれが+1μmである場合は、E1 〜E5 が以下
の値に設定されているとよい。
【0029】E1 =30(mm) E2 =6(mm) E3 =18.676(mm) E4 =3.95(mm) E5 =6.6129(mm)
【0030】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【0031】コリメータレンズ等の光学レンズの温度変
化に伴うピントずれを装置内部で効果的に解消できるう
えに低価格化が容易であり、従って、光学特性の安定し
た安価な光源装置を実現できる。このような光源装置を
用いることで、画像形成装置等の高性能化と低コスト化
を大きく促進できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例による光源装置を示す模式断面図であ
る。
【図2】一変形例による光源装置を示す模式断面図であ
る。
【図3】従来例による光源装置を示す模式断面図であ
る。
【図4】走査光学装置を説明する図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 1a レーザ鏡筒 1b,11b 支持板 2 コリメータレンズ 3 レンズ鏡筒 4 光源ホルダ 5,15 絶縁材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、該光源から発生される照明光の
    光路に配設された少なくとも1個の光学レンズと、該光
    学レンズと前記光源を所定の離間距離に支持する支持手
    段を有し、前記光源が、線膨張係数の大きい絶縁材を介
    して前記支持手段に支持されていることを特徴とする光
    源装置。
  2. 【請求項2】 絶縁材が合成樹脂で作られていることを
    特徴とする請求項1記載の光源装置。
  3. 【請求項3】 光源が半導体レーザであることを特徴と
    する請求項1または2記載の光源装置。
  4. 【請求項4】 光学レンズがコリメータレンズであるこ
    とを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載の光
    源装置。
  5. 【請求項5】 支持手段が、所定の部分を陥没させた支
    持板を備えており、光源が前記支持板の前記所定の部分
    に絶縁材を介して支持されていることを特徴とする請求
    項1ないし4いずれか1項記載の光源装置。
  6. 【請求項6】 支持手段がアルミニウム製の光源ホルダ
    を有し、光学レンズがアルミニウム製のレンズ鏡筒を介
    して前記光源ホルダに組み付けられていることを特徴と
    する請求項1ないし5いずれか1項記載の光源装置。
JP30677094A 1994-11-16 1994-11-16 光源装置 Pending JPH08146352A (ja)

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JP (1) JPH08146352A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7075117B2 (en) 2003-12-04 2006-07-11 Nec Electronics Corporation Optical semiconductor device
CN102928951A (zh) * 2012-11-09 2013-02-13 重庆理工大学 一种迈克尔逊干涉仪专用激光光源

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