JPH11340567A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザホルダとレンズホルダの固定に用いら
れる接着剤の塗布厚さを安定的に均一化して、組立性の
改善およびピント、照射位置性能を向上できる光学装置
を提供する。 【解決手段】光源である半導体レーザＳを保持するレー
ザホルダ１０と、レーザ光を平行光化するコリメータレ
ンズＣを保持するレンズホルダ２０からなる光源装置に
おいて、レーザホルダがその円筒状の外周面に段差１６
を有し、レンズホルダがその円筒状の内周面に段差２２
を有している。レンズホルダとレーザホルダを光軸方向
に互いに勘合すると、レンズホルダの内周面２３とレー
ザホルダの外周面１７との間に、各ホルダの段差により
光り軸方向を限定された、接着剤を受け入れる空間が形
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリン
タ、レーザファクシミリ等の画像記録装置や、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
用いられる光源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
ミリ等の画像記録装置や、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装置は、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
形状のレーザ光を得るためのコリメータレンズや、半導
体レーザを駆動用ＩＣ等を搭載した回路基板と結合さ
れ、ユニット化される。

【０００３】図６は、上記画像記録装置の一般的な構成
を説明するもので、ユニット化された光源装置ＥＯから
発生されたレーザ光ＪＯはシリンドリカルレンズＣＯを
経てポリゴンミラーＲＯに照射され、これによって走査
偏向され、結像レンズＦＯを経て折返しミラーＭＯによ
って反射され、図示しない感光ドラムの表面に結像され
る。感光ドラムに結像されるレーザ光は、ポリゴンミラ
ーＲＯ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。また、ポリゴン
ミラーＲＯによって偏向走査されたレーザ光の一部分は
検出ミラーＢＯによって走査開始信号検出器ＤＯへ導入
され、走査開始信号検出器ＤＯの出力信号によって、光
源装置ＥＯの半導体レーザが書き込み変調を開始する。
なお、光源装置ＥＯ、ポリゴンミラーＲＯ、結像レンズ
ＦＯ、検出ミラーＢＯ、走査開始信号検出器ＤＯ、折り
返しミラーＭＯ等は筐体ＨＯに取付けられ、筐体ＨＯの
上部開口は図示しないふたによって閉塞される。

【０００４】図７は、光源装置ＥＯを拡大して示すもの
である。Ｈ１は、光源装置ＥＯを取付ける嵌合穴Ｈ１０
を壁面に有する画像記録装置などの筐体。Ｓ１は、光源
であるところの半導体レーザ。Ｐ１は、半導体レーザＳ
１を駆動するＩＣ（不図示）を有する回路基板。参照番
号１００は、円筒部１１１の内部１１２の端部１２０の
反対側端部に前記半導体レーザＳ１を圧入保持し、円筒
部１１１の半導体レーザＳ１側には、筐体Ｈ１の嵌合穴
Ｈ１０に嵌合する円筒部１１３と、筐体Ｈ１に光源装置
ＥＯをネジＫ１０にて固定する取付け部１１４と、回路
基板Ｐ１と半導体レーザＳ１を接続しネジＫ２０にて固
定する取付け部１１５を有するレーザホルダである。

【０００５】Ｃ１は、半導体レーザＳ１のレーザ光を平
行光化するコリメータレンズ。２００は、コリメータレ
ンズＣ１を内蔵する取付け穴２１０と、半導体レーザＳ
１のレーザ光を所定のスポット形状にする光学絞り２２
０を有し、レーザ光を遮光する有色材料であるところの
レンズ保持部２３０と、内周部２５０をレーザホルダ１
００の円筒部１１１に外嵌し接着部となり、接着剤の硬
化光を透過する透明材料であるところの円筒部２４０と
が一体的に形成されるところのレンズホルダである。レ
ンズホルダ２００は、半導体レーザＳ１のレーザ光を平
行光化するコリメータレンズＣ１を保持し、半導体レー
ザＳ１を所定距離に保持する。

【０００６】上記構成のレーザホルダ１００とレンズホ
ルダ２００は、レンズホルダ２００の内周部２５０とレ
ーザホルダ１００の円筒部１１１の外周部の隙間が許す
範囲で移動させて、半導体レーザＳ１のレーザ光とコリ
メータレンズＣ１の光軸合わせを行い、レンズホルダ２
００を光軸方向へ摺動させて、コリメータレンズＣ１の
焦点合わせを行う。この後に、レーザホルダ１００の円
筒部１１１とレンズホルダ２００の内周部２５０の隙間
に充填された接着剤Ｑを硬化させて、レンズホルダ２０
０とレーザホルダ１００を一体化して光源装置となる。

【０００７】次に図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に接着工
程を示す。接着剤Ｑは、図８（ａ）に示すような塗布装
置３００のニードル３１０の細孔部より吐出され、レー
ザホルダ１００の円筒部１１１の外周に沿って全円周に
塗布される。レーザホルダ１００とレンズホルダ２００
との間の所定の接着強度を確保する接着範囲と、この範
囲に安定的に充填される所定量を塗布する。接着剤Ｑ
は、ニードル３１０の細孔部より所定量を塗布するた
め、レーザホルダ１００に塗布された接着剤Ｑは、円筒
部１１１の径方向にある厚みδを有する状態となる。

【０００８】次に、図８（ｂ）に示すように、コリメー
タレンズＣ１を保持するレンズホルダ２００は、矢印Ｙ
方向に、レンズホルダ２００の端部が、レーザホルダ１
００の径方向に厚みδを有する接着剤Ｑを押し出しなが
ら移動する。半導体レーザＳ１のレーザ光とコリメータ
レンズＣ１の光軸と焦点合せのための組立治具上での仮
位置まで移動する。図８（ｃ）は、レーザホルダ１００
とレンズホルダ２００が所定の仮位置まで移動完了した
状態であり、レーザホルダ１００とレンズホルダ２００
の所定の接着強度を確保する接着剤量と接着範囲にな
る。この後、上述した光軸合せと焦点合せを行い、接着
固定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば、接着剤が塗布されたレーザホルダにレン
ズホルダが仮位置まで移動したとき、接着剤の厚みは均
一でなく、図８（ｃ）のようにレンズホルダの端部に押
し出された接着剤は盛り上がった状態となり、接着剤の
径方向厚みが不均一となる。このため、接着剤の硬化速
度が一定でなく、光源装置としての、ピント・照射位置
にバラツキが生じる恐れがある。特に、光硬化型接着剤
による接着固定方式では、接着剤効果のために必要とさ
れる光源の光量は、接着剤が最も厚い個所が硬化するの
に要する光量以上となる。したがって、接着剤厚さが薄
い個所では、過剰の光量となる。また、接着剤の厚さの
変化は、光軸方向の接着範囲で生ずるため、これに応じ
た光源照射位置、照射光量分布などの設定や照射装置が
複雑になる。

【００１０】また、光照射の光量が大きくなれば、接着
反応熱も高くなる。この反応熱により、特に線膨張係数
の大きい樹脂などを材質とするレーザホルダとレンズホ
ルダで構成されるとき、半導体レーザとコリメータレン
ズの相対位置が変化する。この結果、光照射後のピント
・照射位置が不安定になり、ピント・照射位置確認のた
めの安定時間が必要となり工数アップになる。そして、
各光源装置間のピント・照射位置性能にバラツキが生じ
易くなる。また、円筒部上側の接着剤は、円筒部の先端
に沿って垂れる可能性があり、接着剤が未硬化となった
り、レーザ光の光路内に侵入するおそれもある。

【００１１】本発明は、上記従来の有する問題点に鑑み
てなされたものであり、レーザホルダとレンズホルダの
固定に用いられる接着剤の塗布厚さを安定的に均一化し
て、組立性の改善およびピント・照射位置性能を向上す
る光源装置を提供する事を目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る発明は、レーザホルダが外周に少なく
とも１個所以上の段差部を持ち、段差部で外径が異なる
円筒部を有し、レンズホルダが略円筒形状の内周に少な
くとも１個所以上の段差部を有し、段差部で内径が異な
る形状になっている。上記構成において、レーザホルダ
とレンズホルダの固定のための接着剤は、レーザホルダ
外周部の段差部とレンズホルダ内周部の段差部で作られ
る空間内に充填される。したがって、接着剤厚みは、著
しく厚みが盛り上がることなく略均一となり、また、光
軸方向の接着範囲は、２つの段差部間の限定される範囲
となる。この結果、接着剤塗布装置や接着剤硬化のため
の光照射装置が簡便化され、接着剤硬化のための最小限
の光源光量に設定でき、接着時間の短縮と接着反応熱の
抑制により硬化後のピント・照射位置安定時間の短縮、
各光源装置間のピント・照射位置性能のバラツキを抑え
る事ができる。更に、レーザホルダのコリメータレンズ
側の端部外周に突條形の円筒部を設けることにより、接
着剤の円筒部先端における回り込みを防止することがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の光源装置の一実施の形態
について図面を参照して説明する。図１・２は本発明の
特徴を最もよく表わす図面であり光源装置ＥＯの模式断
面を示すもので、筐体Ｈは、光源装置ＥＯを取付ける嵌
合穴Ｈ１０をその壁面に有する画像記録装置などの筐体
である。光源である半導体レーザＳは円筒部１１の内周
部１２の一端に圧入されている。回路基板Ｐは、半導体
レーザＳを駆動するＩＣ（不図示）を有する。レーザホ
ルダ１０は、内周部１２の一端に前記半導体レーザＳを
圧入保持し、円筒部１１の半導体レーザＳ側には、筐体
Ｈの嵌合穴Ｈ１０に嵌合する円筒部１３と、筐体Ｈに光
源装置ＥＯをネジＫ１にて固定する取付け部１４と、回
路基板Ｐと半導体レーザＳを接続しネジＫ２にて固定す
る取付け部１５を有する。

【００１４】レーザホルダ１０の円筒部１１の外周部に
は段差部１６を形成し、この外周部の光軸方向で、この
段差部１６より半導体レーザＳ側に円筒部１８が、そし
て段差部１６よりコリメータレンズＣ側には円筒部１７
が形成されている。円筒部１７の外径Ｄ２と円筒部１８
の外径Ｄ１には、Ｄ１＞Ｄ２の寸法関係になっている。
コリメータレンズＣは、半導体レーザＳのレーザ光を平
行光化するためのものであって、レンズホルダ２０内に
保持されている。

【００１５】レンズホルダ２０には、コリメータレンズ
Ｃを内蔵する取付け穴２６と半導体レーザＳのレーザ光
を所定のスポット形状にする光学絞り２７が設けられ、
レーザ光を遮光する有色材料からなるレンズ保持部２８
と、内周部をレーザホルダ１０の円筒部１１に外嵌し接
着部となり、接着剤の硬化光を透過する透明材料からな
る円筒部２１とが一体的に形成されている。レンズホル
ダ２０の円筒部２１の内周部には段差部２２が設けら
れ、この内周部には光軸方向で、この段差部２２よりレ
ーザホルダ１０の円筒部１１との接着固定部なる範囲の
内周部２３と、段差部２２よりコリメータレンズＣ側の
内周部２４が形成されている。内周部２３の内径ｄ１と
内周部２４の内内径ｄ２がｄ１＞ｄ２なる寸法関係にな
っており、レンズホルダ２０は、半導体レーザＳのレー
ザ光を平行光化するコリメータレンズＣを保持し、レン
ズホルダ２０と半導体レーザＳを所定距離に保持してい
る。上記構成において、半導体レーザＳを圧入保持する
レーザホルダ１０とコリメータレンズＣを保持するレン
ズホルダ２０とを、レンズホルダ２０の内周部２３とレ
ーザホルダ１０の円筒部１７の外周部の隙間が許す範囲
内で移動させて、半導体レーザＳのレーザ光とコリメー
タレンズＣの光軸合わせを行い、そしてレンズホルダ２
０を光軸方向へ摺動させて、コリメータレンズＣの焦点
合わせを行う。この後に、レーザホルダ１０の円筒部１
７とレンズホルダ２０の内周部２３の隙間に充填された
光硬化型接着剤を硬化させて、レンズホルダ２０とレー
ザホルダ１０を一体化して光源装置ＥＯを構成する。

【００１６】次に図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、レー
ザホルダ１０とレンズホルダ２０の接着工程を示す。図
３（ａ）に示すように、レーザホルダ１０には、半導体
レーザＳが圧入保持され、回路基板Ｐが半導体レーザＳ
と半田接続されたネジＫ２に固定されており、コリメー
タレンズＣがレンズホルダ２０に保持されており、そし
て、半導体レーザＳとコリメータレンズＣの光軸焦点合
せの測定・調整のための組立治具（不図示）にそれぞれ
装着される。レンズホルダ２０とレーザホルダ１０の接
着に用いられる接着剤の量と接着範囲は、接着工程ある
いは接着後のレンズホルダ２０の位置や傾きなどが変化
しないことやレーザホルダ１０とレンズホルダ２０の所
定の接着強度が得られるように規定される。この規定の
接着範囲に安定的に接着剤Ｑを充填するために、接着剤
塗布位置はレーザホルダ１０の円筒部１７の接着範囲の
レンズホルダ２０側端とし、塗布装置３０のニードル３
１の細孔部より所定量が吐出され、レーザホルダ１０の
円筒部１７の外周に沿って全円周にリング状に塗布され
る。レーザホルダ１０への接着剤塗布終了時で、接着剤
は円筒部１７の径方向に一様な厚みδになるよう塗布さ
れる。

【００１７】つぎに、図３（ｂ）に示すように、コリメ
ータレンズＣを内蔵するレンズホルダ２０の内周部２３
と、レーザホルダ１０の円筒部１７の外周が嵌合する状
態でレンズホルダ２０の端部２５より矢印Ｙ方向に沿っ
てレンズホルダ２０の端部２５が接着剤を押し出しなが
ら、所定位置まで移動挿入される。図３（ｃ）に、所定
位置におけるレーザホルダ１０とレンズホルダ２０そし
て、塗布された接着剤Ｑの状態を示す。レンズホルダ２
０の移動挿入時にレーザホルダ１０に塗布された接着剤
は、レンズホルダ２０の端部２５で、挿入方向に押し出
しされ、順次レーザホルダ１０の円筒部１７とレンズホ
ルダ２０の内周部２３にできる空間に充填されながら塗
布されていく。

【００１８】レンズホルダ２０が所定位置に移動終了し
た状態では、レンズホルダ２０端部２５に押し出された
接着剤は、レーザホルダ１０の円筒部１１の段差部１６
に位置を規制される。また、レンズホルダ２０の段差部
２２により、接着剤のコリメータレンズＣ側の塗布位置
も規制され、接着剤塗布範囲と径方向の塗布厚さも一様
となる。この状態にて、半導体レーザＳとコリメータレ
ンズＣの光軸合せと焦点合せを行い、光硬化型接着剤を
硬化させるための光を照射させ、硬化固定が行われ光源
装置となる。

【００１９】上記構成においては、光軸方向の接着範囲
が安定的に限定される。また、接着範囲での接着剤厚の
著しい変化もなく均一な厚みとなる。したがって、接着
剤硬化のための光量は、接着範囲で均一であり必要最小
限に設定することができ、接着時間の短縮が可能とな
る。また、接着のための光量を相対的に小さくできるの
で、接着反応熱を抑制することができ、接着硬化後のピ
ント・照射位置確認のための時間を短縮できる。接着剤
塗布状態が安定的になるので、各光源装置でのピント・
照射位置性能のバラツキを抑えることができる。

【００２０】次に本発明の他の実施の形態について述べ
る。図４、５に、その光源装置の模式断面図を示す。レ
ンズホルダ２０の構成は前述した実施の形態と同様であ
る。レーザホルダ１０の円筒部１１の外周部には光軸方
向に段差部１６と４０を配し、円筒部１１は、段差部１
６から半導体レーザＳ側の円筒部１８と、段差部１６と
段差部４０間の円筒部１７と段差部４０からコリメータ
レンズＣ側の円筒部４１で構成される。円筒部１８の外
径Ｄ２と円筒部１７の外径Ｄ１と円筒部４１の外径Ｄ３
間には、Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ２なる寸法関係になっている。
図５に、上記構成で組立てられる光源位置を示す。

【００２１】接着剤Ｑは、レーザホルダ１０の円筒部１
７に塗布される。レンズホルダ２０のレーザホルダ１０
への挿入完了した状態では、接着剤Ｑは、レーザホルダ
１０の円筒部１７と段差部１６とレンズホルダ２０の内
周部２３およびレーザホルダ１０の段差部４０とレンズ
ホルダ２０の段差部２２で作られる空間に充填される。

【００２２】上記構成においては、前述の実施の形態に
述べた効果に加え、レーザホルダのコリメータレンズＣ
側に設けた円筒部４１により、レーザホルダに塗布され
た接着剤の円筒部先端の回り込みをより防止することが
でき、接着剤硬化のための光が確実に照射され、接着剤
未硬化を防止することができる。

【００２３】

【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。光源装置にお
ける、半導体レーザとコリメータレンズの光軸合せと焦
点合せ後の接着固定を安定的に短時間に行う事ができ、
接着工程を簡便化できる。また、接着後の半導体レーザ
とコリメータレンズの光軸と焦点の変化を抑制すること
ができる。この結果、安価で高性能の光源装置を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光源装置の一実施の形態を示す模式断
面図。

【図２】図１の光源装置のレンズホルダとレーザホルダ
を示す模式断面図。

【図３】レーザホルダとレンズホルダの接着工程の説明
図。

【図４】本発明の他の実施の形態による光源装置を示す
模式断面図。

【図５】図４の光源装置のレンズホルダとレーザホルダ
を示す模式断面図。

【図６】画像記録装置全体の説明図。

【図７】従来例の光源装置を示す模式断面図。

【図８】従来の光源装置の接着工程の説明図。

【符号の説明】

ＪＯ レーザ光 ＥＯ 光源装置 Ｈ，ＨＯ 筐体 Ｈ１０ 嵌合穴 Ｓ，Ｓ１ 半導体レーザ Ｐ，Ｐ１ 回路基板 Ｃ，Ｃ１ コリメータレンズ １０，１００ レーザホルダ ２０，２００ レンズホルダ ２８，２２０ レンズ保持部 １１，２１ 円筒部 １６，２２，４０ 段差部 Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 円筒部外径 ２３ 内周部 ｄ１，ｄ２ 内周部内径

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源である半導体レーザを保持するレー
   ザホルダと、レーザ光を略平行光化するコリメータレン
   ズを保持するレンズホルダを備え、前記レーザホルダと
   レンズホルダが光硬化型接着剤により光軸方向に所定距
   離離隔して固定される光源装置であって、 前記レーザホルダがその外周面に少なくとも１個の段差
   部を持ち、この段差部を介して外径の異なる円筒部が形
   成されており、前記レンズホルダがその円筒形状の内周
   面に少なくとも１個の段差部を持ち、この段差部を介し
   て内径の異なる内周面が形成されており、 前記レンズホルダとレーザホルダを光軸方向に互いに嵌
   合したとき、前記レンズホルダの内周面と前記レーザホ
   ルダの外周面との間に、前記各ホルダの段差部により、
   その光軸方向の範囲を限定された、前記接着剤を受け入
   れるための空間が形成されることを特徴とする光源装
   置。
2. 【請求項２】 レーザホルダの、レンズホルダのコリメ
   ータレンズ側の円筒部の端部の外周面に、突條形の円筒
   部が形成されている請求項１記載の光源装置。