JPH0964482A - レーザビーム発生装置 - Google Patents

レーザビーム発生装置

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JPH0964482A
JPH0964482A JP7236075A JP23607595A JPH0964482A JP H0964482 A JPH0964482 A JP H0964482A JP 7236075 A JP7236075 A JP 7236075A JP 23607595 A JP23607595 A JP 23607595A JP H0964482 A JPH0964482 A JP H0964482A
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JP
Japan
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collimator lens
laser beam
circuit board
beam generator
laser
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JP7236075A
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Hirofumi Hori
浩文 堀
Yasuo Suzuki
康夫 鈴木
Kenichi Tomita
健一 冨田
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/47Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light
    • B41J2/471Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror

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  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザを搭載する回路基板にコリメー
タレンズを直接実装することで部品コストを低減する。 【解決手段】 半導体レーザ2を搭載する回路基板1に
コリメータレンズ取付孔1aを設け、これに、コリメー
タレンズ3と一体である足3aを挿入して接着剤4を充
填することで、コリメータレンズ3を回路基板1に直接
実装する。鏡筒等を省略することで組立部品点数を削減
し、鏡筒内の反射光等による外乱を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、レーザファクシミリ等に用いられる光偏向走査装
置や、半導体レーザを利用する光ディスクのピックアッ
プユニット等に用いられるレーザビーム発生装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】レーザビームプリンタ、レーザファクシ
ミリ等に用いられる光偏向走査装置のレーザビーム発生
装置や、半導体レーザを利用する光ディスクのピックア
ップユニット等の光源部は、半導体レーザから発生され
たレーザ光を平行化して所定の断面形状のレーザビーム
を得るためにコリメータレンズ等を必要とし、他方、半
導体レーザはその回路基板と結合され、ユニット化され
ている。
【0003】図4は、光偏向走査装置の一般的な構成を
説明するもので、光源ユニット100から発生されたレ
ーザ光L0 はシリンドリカルレンズ102を経て回転多
面鏡103に照射され、これによって走査偏向され、結
像レンズ系104を経て図示しない感光ドラムの表面に
結像される。感光ドラムに結像するレーザビームは、回
転多面鏡103の回転による主走査および感光ドラムの
回転による副走査によって静電潜像を形成する。シリン
ドリカルレンズ102は平行化されたレーザビームを回
転多面鏡103の反射面に線状に集光し、また、結像レ
ンズ系104は、球面レンズ104aとトーリックレン
ズ104bを有し、いわゆるfθ機能によって前記静電
潜像の歪を補正する。光源ユニット100、回転多面鏡
103、結像レンズ系104等は筐体105に取付けら
れ、筐体105の上部開口は図示しないふたによって閉
塞される。
【0004】図5は、光源ユニット100の内部を示す
もので、中心穴201aを有する板状の支持体201
と、支持体201の表面にビス止めされた回路基板20
2と、支持体201の中心穴201aに装着された半導
体レーザ203と、支持体201の回路基板202を装
着した表面と反対側の表面にビス止めされた鏡筒ホルダ
204と、鏡筒ホルダ204の筒状部分204aに嵌入
された鏡筒205と、その内側に保持されたコリメータ
レンズ206からなる。半導体レーザ203は円板状の
基部203aを有し、半導体レーザ203の組付けは、
基部203aを支持体201の中心穴201aに圧入す
ることで行なわれる。
【0005】半導体レーザ203は、回路基板202を
貫通するリードピン203bを有し、これらによって回
路基板202上の図示しないレーザ駆動回路等に接続さ
れている。また、鏡筒ホルダ204を支持体201にビ
ス止めするビスは、支持体201および回路基板202
にそれぞれ設けられた図示しない貫通孔を貫通して鏡筒
ホルダ204の図示しないねじ穴に螺着されるもので、
前記貫通孔は前記ビスの外径より大きな内径を有する。
【0006】鏡筒ホルダ204を支持体201に組付け
るに際しては、ビスを緩めた状態で鏡筒ホルダ204を
前記貫通孔の許す範囲で支持体201の表面に沿って移
動させ、鏡筒ホルダ204に保持されたコリメータレン
ズ206の光軸と支持体201に固着された半導体レー
ザ203の光軸を一致させる光軸合わせを行なったうえ
で、前記ビスを締付ける。続いて、鏡筒ホルダ204の
筒状部分204aに対して鏡筒205を軸方向へ摺動さ
せてコリメータレンズ206の焦点合わせを行なったの
ちに、鏡筒ホルダ204の筒状部分204aに設けられ
た図示しない孔から該筒状部分204aと鏡筒205の
間に接着剤を導入し、これを硬化させて鏡筒ホルダ20
4と鏡筒205を一体化する。
【0007】また、半導体レーザ203のレーザチップ
は、円板状の基部203aと一体であるステムの先端に
保持され、また、基部203aと前記ステムの間には、
レーザチップから発生されるレーザ光の光量をモニタす
るためのフォトダイオードが保持され、これらは金属キ
ャップ203cによって覆われている。なお、フォトダ
イオードは、レーザチップとともにリードピン203b
によって前述のレーザ駆動回路に接続され、フォトダイ
オードの出力は、レーザチップの発光量を自動的に所定
の値に維持する自動光量制御のために用いられる。
【0008】
【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、半導体レーザとコリメ
ータレンズをユニット化したうえで光偏向走査装置の筐
体に組付けるものであるため、半導体レーザとコリメー
タレンズをユニット化するために数多くの部品を必要と
し、これが部品コストの上昇と生産性の低下を招き光偏
向走査装置の製造コストを著しく上昇させる。加えて、
コリメータレンズを保持する鏡筒内でレーザ光が反射す
るのを回避できず、この反射光が半導体レーザのフォト
ダイオード(光量検出器)に外乱となって侵入し、前述
の自動光量制御の信頼性を低下させるという未解決の課
題がある。
【0009】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、レーザビーム発生装置
等の組立部品点数を大幅に削減できるうえに、半導体レ
ーザの光量を制御するためのフォトダイオード等に侵入
する外乱を低減して安定したレーザビームを得ることの
できるレーザビーム発生装置を提供することを目的とす
るものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のレーザビーム発生装置は、半導体レーザと
その駆動回路を搭載した回路基板と、前記半導体レーザ
から発生されるレーザ光を平行化して平行光束からなる
レーザビームを得るためのコリメータレンズを有し、該
コリメータレンズが、これと一体的に設けられた少なく
とも1本の足によって前記回路基板に直接実装されてい
ることを特徴とする。
【0011】回路基板に、コリメータレンズの足を所定
の範囲内で三次元方向に移動自在に係合させるコリメー
タレンズ取付孔が設けられているとよい。
【0012】コリメータレンズの足が、回路基板のコリ
メータレンズ取付孔に充填された接着剤によって前記回
路基板に接着されているとよい。
【0013】接着剤が、紫外線硬化型の接着剤であるの
が望ましい。
【0014】コリメータレンズの周辺部分と足が、線膨
張係数の異なる材料によって作られているとよい。
【0015】コリメータレンズの周辺部分の引込量D1
と足の長さD2 の間に以下の関係が成立するとよい。
【0016】E11 =E22 ここで、E1 :コリメータレンズの周辺部分の線膨張係
数 E2 :足の線膨張係数
【0017】
【作用】上記装置によれば、コリメータレンズがこれと
一体である足によって回路基板に直接立体的に実装され
ているため、半導体レーザにコリメータレンズを組付け
てユニット化する場合に比べて鏡筒や鏡筒ホルダ等の組
付け部品を全く必要とせず、従って、全体の組立部品点
数を大幅に削減できる。
【0018】鏡筒等が不要であるため、鏡筒内でレーザ
光が反射して半導体レーザのフォトダイオード等に外乱
となって侵入するおそれがない。これによって、半導体
レーザの光量制御の信頼性等を大きく改善できる。
【0019】その結果、極めて安価でしかも安定したレ
ーザビームを発生するレーザビーム発生装置を実現でき
る。このようなレーザービーム発生装置を用いること
で、光偏向走査装置等の高性能化と低価格化に大きく貢
献できる。
【0020】コリメータレンズの周辺部分と足が、線膨
張係数の異なる材料によって作られており、コリメータ
レンズの周辺部分の引込量D1 と足の長さD2 の間に前
述の関係が成立すれば、熱歪に起因するコリメータレン
ズの焦点ぼけをレーザビーム発生装置内で相殺し、温度
が変化しても光学特性が劣化するおそれのない極めて高
性能なレーザビーム発生装置を実現できる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【0022】図1は一実施例によるレーザビーム発生装
置E1 を示すもので、(a)はその一部分を断面で示す
一部断面立面図、(b)はコリメータレンズを回路基板
に組付ける前の状態で示す斜視図である。レーザビーム
発生装置E1 は、レーザ駆動回路を搭載した回路基板1
と、これに実装された半導体レーザ2と、半導体レーザ
2から発生されるレーザ光を平行光に整形して平行光束
からなるレーザビームを得るためのコリメータレンズ3
を有し、コリメータレンズ3は、これと一体的に設けら
れた3本の足3aを備えており、各足3aを回路基板1
のコリメータレンズ取付孔1aに挿入して接着剤4を充
填することで回路基板1に実装される。コリメータレン
ズ3がプラスチック製であれば、足3aはコリメータレ
ンズ3と一体成形される。
【0023】また、半導体レーザ2は3本のリードピン
2aを有し、これらは、回路基板1の半導体レーザ取付
穴を貫通して反対側に突出し、前述のレーザ駆動回路に
電気接続される。半導体レーザ2内には、図示しないフ
ォトダイオード(光量検出器)が内蔵されており、これ
によって半導体レーザ2の発光量をモニタし、レーザ駆
動回路の出力を制御するように構成されている。
【0024】回路基板1のコリメータレンズ取付孔1a
は、コリメータレンズ3の各足3aを三次元方向に移動
自在に遊合させる。すなわち、コリメータレンズ3の各
足3aをコリメータレンズ取付孔1aに差込んだ状態
で、回路基板1の表面(XY平面)に沿って所定の範囲
内で任意の位置に移動できるように設定される。コリメ
ータレンズ3の組付けに際しては、後述する光軸合わせ
(XY方向の位置決め)と焦点合わせ(Z方向の位置決
め)のうえで接着剤4を充填してコリメータレンズ3を
回路基板1に固定する。
【0025】図2はレーザビーム発生装置E1 を用いる
光偏向走査装置を示す斜視図であって、レーザビーム発
生装置E1 は光偏向走査装置の筐体10の側壁に装着さ
れる。筐体10内には、レーザビーム発生装置E1 から
発生されたレーザビームL1を回転多面鏡11に向かっ
て線状に集光するシリンドリカルレンズ12と、回転多
面鏡11によって偏向走査されたレーザビームを図示し
ない感光体の表面に結像させる結像レンズ系13等が配
設され、シリンドリカルレンズ12は、結像レンズ系1
3を介して前記感光体の表面と共役関係にあり、いわゆ
る倒れ補正機能を有するものである。また、結像レンズ
系13は、球面レンズ13aおよびトーリックレンズ1
3bからなり、感光体の表面に結像するレーザビームを
等速度走査光に変換する役目をする。
【0026】レーザビーム発生装置E1 から発生された
レーザビームL1 は回転多面鏡11の回転によってその
回転軸に垂直な平面内で偏向走査され、結像レンズ系1
3によって感光体の表面に結像し、従来例と同様に静電
潜像を形成する。
【0027】次に、レーザビーム発生装置E1 の組立工
程を説明する。まず、リードピン2aを回路基板1の部
品フットランドに半田付けすることで半導体レーザ2を
固定し、続いて、コリメータレンズ3の各足3aを回路
基板1のコリメータレンズ取付孔1aに差込み、この状
態で半導体レーザ2を発光させてコリメータレンズ3の
光軸が半導体レーザ2の発光軸と一致するようにコリメ
ータレンズ3をXY方向に移動させ、コリメータレンズ
3の光軸合わせを行なう。さらに、コリメータレンズ3
をZ方向(光軸方向)に移動させて、コリメータレンズ
3を通ったレーザビームが平行光になるように焦点合わ
せを行なう。
【0028】このようにして、コリメータレンズの光軸
合わせと焦点合わせを完了したら、コリメータレンズ取
付孔1aに紫外線硬化型の接着剤4を充填して紫外線を
照射し、接着剤4を硬化させる。
【0029】半導体レーザ2とコリメータレンズ3を組
付けた回路基板1を光偏向走査装置の筐体10に固定
し、半導体レーザ2を発光させながらシリンドリカルレ
ンズ12を光軸方向へ移動し、シリンドリカルレンズ1
2の焦点位置が回転多面鏡11の反射面に一致するよう
に調整したうえで、接着等の公知の方法でシリンドリカ
ルレンズ12を筐体10に固定する。
【0030】本実施例によれば、コリメータレンズがこ
れと一体である足を回路基板に直接固定することで半導
体レーザとユニット化されるものであるため、コリメー
タレンズと半導体レーザをユニット化するための部品を
全く必要としない。その結果、レーザビーム発生装置の
部品コストを大幅に低減し、光偏向走査装置等の低価格
化に大きく役立つ。また、コリメータレンズと半導体レ
ーザの間に鏡筒等がないため、これらの反射光によって
半導体レーザの光量検出器の信頼性が低下するおそれが
ない。従って半導体レーザの出力制御等を正確に行な
い、レーザビームの光量安定化等に大きく貢献できる。
【0031】このようなレーザビーム発生装置を用いる
ことで、光偏向走査装置等の高性能化と低価格化を促進
し、画像形成装置等を大幅に改良できる。
【0032】図3は一変形例を示すもので、これは、コ
リメータレンズ23およびその周辺部分23bと足23
aを線膨張係数の異なる材料によって構成したものであ
る。コリメータレンズ23とその周辺部分23bおよび
足23aがプラスチック製である場合には、公知の2色
成形によってこれらすべてが一体成形される。
【0033】コリメータレンズ23の周辺部分23bを
半導体レーザ2の発光方向と逆向きに突出させ、その引
込量D1 と足23aの長さD2 との間に以下の関係が成
立するように構成すれば、熱膨張によって発生するコリ
メータレンズ23の焦点ぼけを内部で相殺し、温度変化
によって光学特性が劣化するおそれのないレーザビーム
発生装置を得ることができる。
【0034】E11 =E22 ここで、E1 :コリメータレンズ23の周辺部分23b
の線膨張係数 E2 :足23aの線膨張係数 本変形例によるレーザビーム発生装置は、光偏向走査装
置の光学性能を安定化するのに極めて大きく役立つもの
である。
【0035】
【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。
【0036】光偏向走査装置等の組立部品点数を大幅に
削減できるうえに、半導体レーザの光量制御等の信頼性
を向上させることができる。これによって、レーザビー
ム発生装置の製造コストを低減し、かつ、その光学特性
を大きく改善できる。このようなレーザビーム発生装置
を用いることで光偏向走査装置等の高性能化と低価格化
に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例によるレーザビーム発生装置を示すも
ので、(a)はその一部分を断面で示す一部断面立面
図、(b)はコリメータレンズを回路基板に組付ける前
の状態で示す斜視図である。
【図2】図1のレーザビーム発生装置を用いた光偏向走
査装置を示す斜視図である。
【図3】一変形例を示す図1と同様の一部断面立面図で
ある。
【図4】従来例によるレーザビーム発生装置を用いた光
偏向走査装置を示す斜視図である。
【図5】従来例によるレーザビーム発生装置を示す斜視
図である。
【符号の説明】
1 回路基板 1a, コリメータレンズ取付孔 2 半導体レーザ 3,23 コリメータレンズ 3a,23a 足

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザとその駆動回路を搭載した
    回路基板と、前記半導体レーザから発生されるレーザ光
    を平行化して平行光束からなるレーザビームを得るため
    のコリメータレンズを有し、該コリメータレンズが、こ
    れと一体的に設けられた少なくとも1本の足によって前
    記回路基板に直接実装されていることを特徴とするレー
    ザビーム発生装置。
  2. 【請求項2】 回路基板に、コリメータレンズの足を所
    定の範囲内で三次元方向に移動自在に係合させるコリメ
    ータレンズ取付孔が設けられていることを特徴とする請
    求項1記載のレーザビーム発生装置。
  3. 【請求項3】 コリメータレンズの足が、回路基板のコ
    リメータレンズ取付孔に充填された接着剤によって前記
    回路基板に接着されていることを特徴とする請求項2記
    載のレーザビーム発生装置。
  4. 【請求項4】 接着剤が、紫外線硬化型の接着剤である
    ことを特徴とする請求項3記載のレーザビーム発生装
    置。
  5. 【請求項5】 コリメータレンズの周辺部分と足が、線
    膨張係数の異なる材料によって作ら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項記載のレーザビー
    ム発生装置。
  6. 【請求項6】 コリメータレンズの周辺部分と足が、線
    膨張係数の異なる材料によって2色成形されていること
    を特徴とする請求項1ないし5いずれか1項記載のレー
    ザビーム発生装置。
  7. 【請求項7】 コリメータレンズの周辺部分の引込量D
    1 と足の長さD2 の間に以下の関係が成立することを特
    徴とする請求項5または6記載のレーザビーム発生装
    置。 E11 =E22 ここで、E1 :コリメータレンズの周辺部分の線膨張係
    数 E2 :足の線膨張係数
JP7236075A 1995-08-22 1995-08-22 レーザビーム発生装置 Pending JPH0964482A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100313361B1 (ko) * 1999-12-24 2001-11-07 이형도 광 주사장치의 레이저 다이오드 모듈
JP2002166598A (ja) * 2000-04-13 2002-06-11 Ricoh Co Ltd マルチビーム光源装置及び光走査装置
CN100443948C (zh) * 2005-06-23 2008-12-17 三星电子株式会社 光扫描单元及具有该光扫描单元的成像装置
JP2015227936A (ja) * 2014-05-30 2015-12-17 株式会社東芝 画像形成装置

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