JP2001071553A - Laser beam light source - Google Patents
Laser beam light sourceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ、
デジタル複写機、ファクシミリ等の画像形成装置のレー
ザ書込み装置や、レーザビーム走査を利用する計測、デ
ィスプレイ分野等に利用されるレーザビーム光源装置に
関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser printer,
The present invention relates to a laser writing device of an image forming apparatus such as a digital copying machine and a facsimile, and a laser beam light source device used in measurement using laser beam scanning, a display field, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体レーザ（レーザダイオー
ド）を光源として用い、この半導体レーザからの出射光
束をコリメートレンズにより平行光束あるいは略平行光
束にした後、アパーチャを通して光束を射出するレーザ
ビーム光源装置が知られており、回転多面鏡等の偏向走
査手段及び結像光学系等と組み合わせてレーザビーム走
査光学装置を構成し、レーザプリンタ、デジタル複写
機、ファクシミリ等の画像形成装置のレーザ書込み装置
として利用されている。また、上記レーザビーム走査光
学装置は、レーザビーム走査を利用する計測、ディスプ
レイ分野等にも応用されている。さらにレーザビーム光
源装置としては、複数の半導体レーザを用いたものや、
同一のパッケージ内で複数の発光点を持つ半導体レーザ
アレイを用いたものがあり、同時に複数のレーザビーム
を射出することができるマルチレーザビーム走査光学装
置として応用されており、記録速度の高速化や高密度化
が要求される画像形成装置のレーザ書込み装置等に利用
されている。2. Description of the Related Art Heretofore, there has been a laser beam light source device that uses a semiconductor laser (laser diode) as a light source, converts a light beam emitted from the semiconductor laser into a parallel light beam or a substantially parallel light beam by a collimating lens, and then emits the light beam through an aperture. Known and configured as a laser beam scanning optical device in combination with a deflection scanning means such as a rotary polygon mirror and an imaging optical system, and used as a laser writing device for an image forming device such as a laser printer, a digital copying machine, and a facsimile. Have been. Further, the laser beam scanning optical device is also applied to measurement and display fields using laser beam scanning. Further, as a laser beam light source device, one using a plurality of semiconductor lasers,
Some packages use a semiconductor laser array with multiple light emitting points in the same package, and have been applied as a multi-laser beam scanning optical device that can emit multiple laser beams at the same time. It is used for a laser writing device of an image forming apparatus requiring high density.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】レーザプリンタやデジ
タル複写機などの画像形成装置においては、近年、記録
速度の高速化及び記録密度の高密度化が要求されてお
り、一つのレーザビームの場合では記録画素周波数を高
くして対応している。また、更なる高速化、高密度化が
要求される場合には、１つのレーザビームではなく、複
数のレーザビームで感光体等の被走査面上を同時に走査
するマルチレーザビーム走査光学装置を用いて更なる高
速・高密度化が行われている。In image forming apparatuses such as laser printers and digital copiers, higher recording speeds and higher recording densities have recently been demanded. In the case of one laser beam, This is supported by increasing the recording pixel frequency. In the case where higher speed and higher density are required, a multi-laser beam scanning optical device that simultaneously scans a surface to be scanned such as a photoconductor with a plurality of laser beams instead of one laser beam is used. Higher speeds and higher densities are being implemented.
【０００４】しかしながら、上記のように記録画素周波
数を高くする場合には、レーザビーム光源装置の半導体
レーザ（レーザダイオード）の制御回路及び駆動回路の
基準クロックが高速化し、回路を構成する電気素子の温
度上昇が高くなってしまう。また、複数の半導体レーザ
を同時に駆動する場合や、複数の発光点を有する半導体
レーザアレイを駆動する場合には、駆動電流が増大する
ため、やはり制御回路や駆動回路を構成する電気素子の
温度上昇が高くなってしまう。そして、通常の電気素子
は内部ジャンクション等の許容温度が定められているた
め、それを上回る場合は素子自体を冷却する必要があ
る。したがって一般的には小型のファン等を用いて電気
素子を空冷する方法が採られている。また、上記のよう
に記録画素周波数が高い場合には、電気素子より発生す
る電磁ノイズが大きくなるため、制御・駆動回路部は金
属製の筐体で包み込み、その筐体を接地する必要があ
る。しかしこの場合には、筐体内を空冷するため開放し
ている場合と比べて、制御・駆動回路部と走査光学装置
内部とでは圧力差を生じることになる。However, when the recording pixel frequency is increased as described above, the reference clock of the control circuit and the drive circuit of the semiconductor laser (laser diode) of the laser beam light source device is accelerated, and the electric elements of the circuit are constituted. The temperature rise will be high. In addition, when driving a plurality of semiconductor lasers at the same time, or when driving a semiconductor laser array having a plurality of light emitting points, the driving current increases, so that the temperature of the electric elements forming the control circuit and the driving circuit also increases. Will be higher. Further, since the allowable temperature of an internal junction or the like is determined for a normal electric element, if the temperature exceeds the allowable temperature, the element itself needs to be cooled. Therefore, in general, a method of air-cooling an electric element using a small fan or the like is adopted. Further, when the recording pixel frequency is high as described above, the electromagnetic noise generated from the electric element becomes large, and therefore, it is necessary to wrap the control / drive circuit unit in a metal housing and ground the housing. . However, in this case, a pressure difference occurs between the control / drive circuit unit and the inside of the scanning optical device as compared with a case where the inside of the housing is opened for air cooling.
【０００５】走査光学装置は通常、密閉構造を採ってい
るが、完全な密閉構造にすることはコスト的に不可能で
あり、従来の走査光学装置でも多少のトナーや塵芥等の
侵入は許容している。このため、半導体レーザとコリメ
ートレンズ及びアパーチャからなる光源装置を１つのユ
ニットに収めて、光源装置にトナー等が侵入することを
防止することが行われている。しかし前述のように小型
のファン等を用いて電気素子を空冷する方法を採ってい
る場合には、制御・駆動回路部に冷却風が発生している
ので、組立上の多少の隙間を通してアパーチャの開口部
からユニット内のコリメートレンズや半導体レーザに向
かって、風の流れが発生することがある。この時、風の
流れと共に周辺に漂っているトナー等をも引き込み、コ
リメートレンズ等に蓄積していくことがあり、経時的に
はトナー等の付着による汚れにより光源装置内のコリメ
ートレンズ等の透過率が下がり、射出光の発光強度が少
なくなってしまい、高品位の画像が得られなくなった
り、光源装置の寿命が短くなってしまうという問題があ
る。[0005] The scanning optical device usually employs a closed structure, but it is impossible to achieve a completely closed structure in terms of cost. Even a conventional scanning optical device allows some intrusion of toner and dust. ing. For this reason, a light source device including a semiconductor laser, a collimating lens, and an aperture is housed in one unit to prevent toner and the like from entering the light source device. However, as described above, when the method of air cooling the electric element using a small fan or the like is adopted, since cooling air is generated in the control / drive circuit section, the aperture of the aperture is passed through a small gap in assembly. A wind flow may be generated from the opening toward the collimator lens or the semiconductor laser in the unit. At this time, the toner and the like drifting around may be drawn in along with the flow of the wind, and may accumulate in the collimating lens and the like. There is a problem in that the rate decreases, the emission intensity of the emitted light decreases, a high-quality image cannot be obtained, and the life of the light source device is shortened.
【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、光源装置からの射出光の発光強度がトナー等の侵
入により経時的に低下するという問題を解決するための
ものであり、簡単な構成でトナー等の侵入を防止して、
発光強度が安定した長寿命のレーザビーム光源装置を提
供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to solve the problem that the emission intensity of light emitted from a light source device decreases with time due to intrusion of toner or the like. The structure prevents toner etc. from entering,
It is an object of the present invention to provide a long-life laser beam light source device with stable emission intensity.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明では、半導体レーザを光源とし
て有すると共に、該半導体レーザより発光されたレーザ
光を平行光束あるいは略平行光束にするコリメートレン
ズと、そのコリメートレンズを通過した光束を規制する
アパーチャと、前記半導体レーザの駆動回路及び制御回
路を少なくとも有し、それらが１つにユニット化された
レーザビーム光源装置において、前記アパーチャ通過後
のレーザビーム射出口に該レーザビームが透過可能な光
学部材を配置し、コリメートレンズ側とその光学部材の
レーザビーム射出側とが空間的に遮蔽されている構成と
したものである。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a semiconductor laser is used as a light source, and a laser beam emitted from the semiconductor laser is converted into a parallel light beam or a substantially parallel light beam. A laser beam light source device having at least a collimating lens, an aperture for regulating a light beam passing through the collimating lens, and a driving circuit and a control circuit for the semiconductor laser, wherein the laser beam light source device is integrated into one unit; An optical member through which the laser beam can pass is disposed at the laser beam emission port, and the collimating lens side and the laser beam emission side of the optical member are spatially shielded.
【０００８】請求項２に係る発明では、複数の半導体レ
ーザを光源として有すると共に、該複数の半導体レーザ
より発光されたレーザ光を平行光束あるいは略平行光束
にするコリメートレンズと、そのコリメートレンズを通
過した光束を規制するアパーチャと、前記複数の半導体
レーザの駆動回路及び制御回路を少なくとも有し、それ
らが１つにユニット化されたレーザビーム光源装置にお
いて、前記アパーチャ通過後のレーザビーム射出口に該
レーザビームが透過可能な光学部材を配置し、コリメー
トレンズ側とその光学部材のレーザビーム射出側とが空
間的に遮蔽されている構成としたものである。According to the second aspect of the present invention, a plurality of semiconductor lasers are used as light sources, and a laser beam emitted from the plurality of semiconductor lasers is converted into a parallel light beam or a substantially parallel light beam. And a control circuit for driving the plurality of semiconductor lasers, and a laser beam light source device in which these are unitized as one unit. An optical member capable of transmitting a laser beam is arranged, and the collimating lens side and the laser beam emission side of the optical member are spatially shielded.
【０００９】請求項３に係る発明では、同一のパッケー
ジ内で複数の発光点を持つ半導体レーザアレイを光源と
して有すると共に、該半導体レーザアレイより発光され
たレーザ光を平行光束あるいは略平行光束にするコリメ
ートレンズと、そのコリメートレンズを通過した光束を
規制するアパーチャと、前記半導体レーザアレイの駆動
回路及び制御回路を少なくとも有し、それらが１つにユ
ニット化されたレーザビーム光源装置において、前記ア
パーチャ通過後のレーザビーム射出口に該レーザビーム
が透過可能な光学部材を配置し、コリメートレンズ側と
その光学部材のレーザビーム射出側とが空間的に遮蔽さ
れている構成としたものである。According to a third aspect of the present invention, a semiconductor laser array having a plurality of light emitting points in the same package is used as a light source, and the laser light emitted from the semiconductor laser array is converted into a parallel light beam or a substantially parallel light beam. A laser beam light source device having at least a collimating lens, an aperture for regulating a light beam passing through the collimating lens, and a driving circuit and a control circuit for the semiconductor laser array, wherein the laser beam light source device is a single unit; An optical member through which the laser beam can pass is disposed at a later laser beam emission port, and the collimator lens side and the laser beam emission side of the optical member are spatially shielded.
【００１０】請求項４に係る発明では、請求項１〜３の
何れか一つに記載のレーザビーム光源装置において、光
束を規制するアパーチャと前述のレーザビームが透過可
能な光学部材とを一体化あるいは兼用して設けた構成と
したものである。また、請求項５に係る発明では、請求
項１〜４の何れか一つに記載のレーザビーム光源装置に
おいて、前記光学部材は光学ガラスよりなる構成とした
ものである。さらに、請求項６に係る発明では、請求項
１〜４の何れか一つに記載のレーザビーム光源装置にお
いて、前記光学部材は合成樹脂よりなる構成としたもの
である。According to a fourth aspect of the present invention, in the laser beam source device according to any one of the first to third aspects, the aperture for regulating a light beam and the optical member capable of transmitting the laser beam are integrated. Alternatively, it is configured to be also used as an alternative. According to a fifth aspect of the present invention, in the laser beam light source device according to any one of the first to fourth aspects, the optical member is made of optical glass. Further, in the invention according to claim 6, in the laser beam light source device according to any one of claims 1 to 4, the optical member is made of a synthetic resin.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して詳細に説明する。図３は本発明に係るレーザ
ビーム光源装置が搭載されるレーザビーム走査光学装置
の一構成例を示す概略構成図である。図３において、１
つ又は複数のレーザビームを出射する光源１から発光し
た１つ又は複数のレーザビームは、コリメートレンズ５
によって平行光束あるいは略平行光束になり、アパーチ
ャ６にて光束が規制されて、シリンダレンズ１１を介し
て回転多面鏡２よりなる偏向走査手段に入射される。そ
してこの回転多面鏡１２を等速回転させることにより、
レーザビームは主走査方向に繰り返し偏向走査される。
回転多面鏡１２で反射されたレーザビームは、例えばｆ
θレンズ１３とトロイダルレンズ１４等からなる結像光
学系により収束光となり、反射鏡１５により反射され
て、ビームウェスト位置である結像位置に配置された感
光体１６等の被走査面２２上に光スポットとして投影さ
れる。また、有効走査幅の領域外には同期検知用の光検
知器１７を設けており、一走査毎の走査方向にレーザビ
ームを検知し、同期を取っている。An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of a configuration of a laser beam scanning optical device on which the laser beam light source device according to the present invention is mounted. In FIG. 3, 1
One or more laser beams emitted from the light source 1 that emits one or more laser beams are
As a result, the light beam is converted into a parallel light beam or a substantially parallel light beam, the light beam is regulated by the aperture 6, and is incident on the deflection scanning means including the rotary polygon mirror 2 via the cylinder lens 11. By rotating the rotating polygon mirror 12 at a constant speed,
The laser beam is repeatedly deflected and scanned in the main scanning direction.
The laser beam reflected by the rotating polygon mirror 12 is, for example, f
The light is converged by the imaging optical system including the θ lens 13 and the toroidal lens 14 and the like, is reflected by the reflecting mirror 15, and is converged on the scanning surface 22 such as the photoconductor 16 disposed at the imaging position that is the beam waist position. Projected as a light spot. Further, a photodetector 17 for synchronization detection is provided outside the area of the effective scanning width, and the laser beam is detected in the scanning direction for each scanning to achieve synchronization.
【００１２】尚、光源１としては、１つの半導体レーザ
（レーザダイオード）、または複数の半導体レーザとビ
ーム合成プリズム等を組み合わせたもの、あるいは同一
のパッケージ内で複数の発光点を持つ半導体レーザアレ
イ等を用いることができ、図３は、２つのレーザビーム
を出射する半導体レーザアレイを光源１として用いた例
である。この場合、光源１から出射された２つのレーザ
ビームは感光体１６等の被走査面２２上で副走査方向
（レーザビームの主走査方向に直交する方向（図３の場
合は感光体の回転方向））に所定のピッチＰ隔てて走査
される。The light source 1 is a single semiconductor laser (laser diode), a combination of a plurality of semiconductor lasers and a beam combining prism, or a semiconductor laser array having a plurality of light emitting points in the same package. FIG. 3 shows an example in which a semiconductor laser array that emits two laser beams is used as the light source 1. In this case, the two laser beams emitted from the light source 1 are scanned in a sub-scanning direction (a direction orthogonal to the main scanning direction of the laser beam (in the case of FIG. )) Is scanned at a predetermined pitch P.
【００１３】次に図４は上記レーザビーム走査光学装置
を筐体（光学ハウジング）内に収めた状態を示す図であ
り、レーザビーム走査光学装置の構成を主走査方向の平
面上に展開して示す平面図である。また、図５は図４に
示す走査光学装置のレーザビーム光源装置部分の構成を
示す断面図である。図４において、走査光学装置を構成
するシリンダレンズ１１、回転多面鏡１２、ｆθレンズ
１３、トロイダルレンズ１４等は筐体１０内の主走査平
面上の光学的に決められた位置に配設されている。ま
た、図４、図５に示すように、レーザビーム光源装置
は、１つ又は複数のレーザビームを出射する光源１と、
その光源を保持するホルダ２と、光源の制御回路及び駆
動回路が基板上に実装された制御・駆動回路部３と、光
源からのレーザ光束を平行光束あるいは略平行光束にす
るコリメートレンズ５と、コリメートレンズ通過後の光
束を規制して射出するアパーチャ６より構成され、それ
らが１つにユニット化されている。尚、光源１はホルダ
２の穴部に嵌入されて保持され、コリメートレンズ５は
ホルダ２から延びる支持部に固定されている。また、ア
パーチャ６は上面に開口部を有するキャップ状に形成さ
れ、筒状の裾部分がホルダ２に嵌合され光源１及びコリ
メートレンズ５を覆うカバーを兼ねる構成となってお
り、コリメートレンズ５通過後の光束は上記開口部より
射出される。FIG. 4 is a view showing a state in which the laser beam scanning optical device is housed in a housing (optical housing). The configuration of the laser beam scanning optical device is developed on a plane in the main scanning direction. FIG. FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of a laser beam light source device portion of the scanning optical device shown in FIG. In FIG. 4, a cylinder lens 11, a rotary polygon mirror 12, an fθ lens 13, a toroidal lens 14, and the like, which constitute a scanning optical device, are arranged at optically determined positions on a main scanning plane in a housing 10. I have. As shown in FIGS. 4 and 5, the laser beam light source device includes: a light source 1 that emits one or a plurality of laser beams;
A holder 2 for holding the light source, a control / drive circuit unit 3 in which a control circuit and a drive circuit for the light source are mounted on a substrate, a collimator lens 5 for converting a laser beam from the light source into a parallel beam or a substantially parallel beam, It is composed of an aperture 6 that regulates and emits a light beam after passing through the collimating lens, and these are unitized into one. The light source 1 is fitted and held in a hole of the holder 2, and the collimating lens 5 is fixed to a support extending from the holder 2. The aperture 6 is formed in a cap shape having an opening on the upper surface, and a tubular skirt is fitted to the holder 2 to serve as a cover for covering the light source 1 and the collimating lens 5. The latter light beam is emitted from the opening.
【００１４】このレーザビーム光源装置は、走査光学装
置の筐体１０に光学的に決められた位置を保持するよう
に精度良く取り付けられている。また、符号４は制御・
駆動回路部３を被う金属製のシールドカバーであり、接
地することにより制御・駆動回路部３より発生する電磁
ノイズを低減することができる。さらに、制御・駆動回
路部３の冷却のために、シールドカバー４の両側部には
開口部４ａ，４ｂが設けられており、その開口部４ａ，
４ｂを通して風が流れるように、一方側の開口部４ａに
は冷却用ファン７が配置されている。この冷却用ファン
７によりシールドカバー４内を風が流れることにより制
御・駆動回路部３は冷却されるが、シールドカバー４内
は負圧になる。このため、制御・駆動回路部３と走査光
学装置の筐体１０内部とでは圧力差を生じることにな
る。This laser beam light source device is mounted on the housing 10 of the scanning optical device with high precision so as to maintain an optically determined position. Reference numeral 4 denotes a control
It is a metal shield cover that covers the drive circuit unit 3, and grounding can reduce electromagnetic noise generated by the control / drive circuit unit 3. Further, openings 4a and 4b are provided on both sides of the shield cover 4 for cooling the control / drive circuit unit 3, and the openings 4a and 4b are provided.
A cooling fan 7 is disposed in the opening 4a on one side so that the wind flows through the opening 4b. The control / drive circuit unit 3 is cooled by the flow of the air inside the shield cover 4 by the cooling fan 7, but the inside of the shield cover 4 has a negative pressure. Therefore, a pressure difference occurs between the control / drive circuit unit 3 and the inside of the housing 10 of the scanning optical device.
【００１５】ところで、走査光学装置は通常、密閉構造
を採っているが、完全な密閉構造にすることはコスト的
に不可能であり、従来の走査光学装置でも多少のトナー
や塵芥等の侵入は許容している。このため、図４、図５
に示す構成では、光束の射出部（アパーチャの開口部）
を除いて、光源１とコリメートレンズ５をカバーを兼ね
たアパーチャ６により覆い、光源装置にトナー等が侵入
することを防止している。しかし、レーザビーム光源装
置には多少なりとも隙間が存在するため、上記のように
冷却用ファン７を用いて電気素子を空冷する方法を採っ
ている場合には、制御・駆動回路部３には冷却風による
負圧が発生しているので、組立上の多少の隙間を通して
アパーチャ６の開口部から光源装置内のコリメートレン
ズ５や光源１に向かって、風の流れが発生することがあ
る。特に画素周波数が高い半導体レーザや複数の半導体
レーザ、あるいは半導体レーザアレイを光源１として用
いた場合は、制御・駆動回路部３を構成する電気素子の
温度上昇が激しく上記冷却用ファン７による風量や風速
を多く必要とするため、シールドカバー４内の負圧は更
に増大し、図５中に矢印Ａで示すように筐体１０の内部
で光源装置に向かう空気の流れが生じてしまう。したが
って、筐体１０の内部または外部に浮遊しているトナー
等も矢印Ａで示す空気の流れに乗り、アパーチャ６の開
口部から光源装置内に引き込まれ、コリメートレンズ５
等に付着してしまう。そして、経時にはこのトナー等が
蓄積されて汚れとなり、コリメートレンズ５の透過率を
低減させ、レーザビーム光源装置の射出光の発光強度を
低下させてしまい、高品位の画像が得られなくなった
り、光源装置の使用できる寿命も短くなってしまうとい
う問題が発生する。Incidentally, the scanning optical device usually employs a closed structure, but it is impossible to make a completely closed structure from the viewpoint of cost. Even with a conventional scanning optical device, some intrusion of toner, dust and the like does not occur. Accept. Therefore, FIGS. 4 and 5
In the configuration shown in (1), the light emission part (opening of the aperture)
Except for the above, the light source 1 and the collimating lens 5 are covered by an aperture 6 which also serves as a cover to prevent toner and the like from entering the light source device. However, since there is some gap in the laser beam light source device, when the method of cooling the electric element by using the cooling fan 7 as described above is adopted, the control / drive circuit unit 3 has Since a negative pressure is generated by the cooling air, a flow of air may be generated from the opening of the aperture 6 toward the collimator lens 5 and the light source 1 in the light source device through a slight gap in assembly. In particular, when a semiconductor laser having a high pixel frequency, a plurality of semiconductor lasers, or a semiconductor laser array is used as the light source 1, the temperature of the electric elements constituting the control / drive circuit unit 3 rises sharply, and the air volume generated by the cooling fan 7 is reduced. Since a large wind speed is required, the negative pressure in the shield cover 4 further increases, and an air flow toward the light source device occurs inside the housing 10 as shown by an arrow A in FIG. Therefore, toner and the like floating inside or outside the housing 10 also ride on the flow of air shown by the arrow A, are drawn into the light source device from the opening of the aperture 6, and
Etc. Over time, the toner and the like are accumulated and become contaminated, reducing the transmittance of the collimating lens 5, reducing the emission intensity of the emitted light of the laser beam light source device, and making it impossible to obtain a high-quality image. There is a problem that the usable life of the light source device is shortened.
【００１６】本発明は、上記のような光源装置からの射
出光の発光強度がトナー等の侵入により経時的に低下す
るという問題を解決するためのものであり、簡単な構成
でトナー等の侵入を防止して、発光強度が安定した長寿
命のレーザビーム光源装置を提供するものである。以
下、本発明の具体的な実施例について説明する。An object of the present invention is to solve the problem that the emission intensity of the light emitted from the light source device decreases with time due to the intrusion of toner or the like. And a long-life laser beam light source device with stable emission intensity is provided. Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
【００１７】[0017]
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図であって、
走査光学装置の筐体に取り付けられたレーザビーム光源
装置の断面図である。このレーザビーム光源装置の基本
的な構成は図５と同様であり、１つ又は複数の半導体レ
ーザからなるか、あるいは複数の発光点を持つ半導体レ
ーザアレイからなる光源１と、光源を保持するホルダ２
と、制御・駆動回路部３と、コリメートレンズ５、及び
アパーチャ６より構成されており、それらが１つにユニ
ット化されている。光源１はホルダ２の穴部に嵌入され
て保持され、コリメートレンズ５はホルダ２から延びる
支持部に固定されている。また、アパーチャ６は上面に
開口部を有するキャップ状に形成され、筒状の裾部分が
ホルダ２に嵌合され光源１及びコリメートレンズ５を覆
うカバーを兼ねる構成となっており、コリメートレンズ
５通過後の光束は上記開口部より射出される。このレー
ザビーム光源装置は、走査光学装置の筐体１０に光学的
に決められた位置を保持するように制度良く取り付けら
れる。また、符号４は金属製のシールドカバーであり、
接地することにより制御・駆動回路部３より発生する電
磁ノイズを低減することができる。また、図示していな
いが、制御・駆動回路部３の冷却のために、シールドカ
バー４には図４と同様に冷却用ファンが設けられてい
る。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a laser beam light source device attached to a housing of the scanning optical device. The basic configuration of this laser beam light source device is the same as that of FIG. 5, and a light source 1 composed of one or more semiconductor lasers or a semiconductor laser array having a plurality of light emitting points, and a holder for holding the light source 2
, A control / drive circuit unit 3, a collimating lens 5, and an aperture 6, which are unitized into one. The light source 1 is fitted and held in a hole of the holder 2, and the collimating lens 5 is fixed to a support extending from the holder 2. The aperture 6 is formed in a cap shape having an opening on the upper surface, and a tubular skirt is fitted to the holder 2 to serve as a cover for covering the light source 1 and the collimating lens 5. The latter light beam is emitted from the opening. This laser beam light source device is mounted on the housing 10 of the scanning optical device with high accuracy so as to maintain an optically determined position. Reference numeral 4 denotes a metal shield cover,
By grounding, the electromagnetic noise generated by the control / drive circuit unit 3 can be reduced. Although not shown, a cooling fan is provided on the shield cover 4 for cooling the control / drive circuit unit 3 as in FIG.
【００１８】本実施例では上記の構成に加えて、アパー
チャ６の開口部からのトナー等の侵入を防止するため、
アパーチャ６通過後のレーザビーム射出口（開口部の外
側）に該レーザビームが透過可能な透明な光学部材２３
を配置し、コリメートレンズ５側とその光学部材２３の
レーザビーム射出側とが空間的に遮蔽されている構成と
したものである。より具体的には、本実施例ではレーザ
ビームを透過する光学部材２３をアパーチャ６の開口部
上にシール部材２４にて一体的に取り付けたものであ
り、このようにアパーチャ６の開口部を透明な光学部材
２３で塞ぐことにより、走査光学装置の筐体１０内に矢
印Ａで示すような空気の流れが発生したとしても、上記
光学部材２３でアパーチャ６の開口部が塞がれているの
で、光源装置内に気流が入り込むことがなく、コリメー
トレンズ５等に気流が当たることが無い。その結果とし
て、光源装置内にトナー等が侵入することを防止でき、
コリメートレンズ５にトナー等が付着することが無くな
るので、汚れが発生せず、経時にわたり安定した寿命の
長い発光強度を保つことができる。In this embodiment, in addition to the above configuration, in order to prevent toner and the like from entering through the opening of the aperture 6,
A transparent optical member 23 through which the laser beam can pass is provided at the laser beam exit (outside the opening) after passing through the aperture 6.
Are arranged, and the collimating lens 5 side and the laser beam emission side of the optical member 23 are spatially shielded. More specifically, in this embodiment, the optical member 23 that transmits the laser beam is integrally attached to the opening of the aperture 6 by the seal member 24, and thus the opening of the aperture 6 is transparent. Even if an air flow as shown by an arrow A occurs in the housing 10 of the scanning optical device by closing the optical member 23, the opening of the aperture 6 is closed by the optical member 23. In addition, no airflow enters the light source device, and no airflow hits the collimating lens 5 and the like. As a result, toner and the like can be prevented from entering the light source device,
Since the toner and the like do not adhere to the collimating lens 5, no dirt is generated, and a long-lasting light emission intensity that is stable over time can be maintained.
【００１９】尚、アパーチャ６の開口部上に光学部材２
３を取り付けるシール部材２４としては、接着剤や両面
接着テープ、コーキング材などが適宜使用できる。ま
た、上記の光学部材２３としては、光学性能の面から光
学ガラス、例えばＢＫ７等が適当であるが、長尺成形レ
ンズ等の製造に用いられるポリカーボネート材やアクリ
ル樹脂などの透明な合成樹脂を用いて形成しても構わな
い。The optical member 2 is placed on the opening of the aperture 6.
An adhesive, a double-sided adhesive tape, a caulking material, or the like can be appropriately used as the seal member 24 to which the third member 3 is attached. As the optical member 23, an optical glass such as BK7 is suitable from the viewpoint of optical performance, but a transparent synthetic resin such as a polycarbonate material or an acrylic resin used for manufacturing a long molded lens or the like is used. It may be formed by forming.
【００２０】次に図２は本発明の別の実施例を示す図で
あって、走査光学装置の筐体に取り付けられたレーザビ
ーム光源装置の断面図である。本実施例は、図１のアパ
ーチャと光学部材を同一の部材で兼用した例であり、こ
のレーザビーム光源装置の基本的な構成は図１と同じで
あり、図中の符号６’が図１のアパーチャ６と光学部材
２３とを兼用したものである。図２（ａ）のＢ方向より
見た場合、アパーチャ兼光学部材６’は同図（ｂ）に示
すように、レーザビーム透過部６ａ’とレーザビーム遮
光部６ｂ’よりなっており、レーザビーム透過部６ａ’
にて光束を規制して射出することができる。また、この
構成の場合、コリメートレンズ５側とアパーチャ兼光学
部材６’のレーザビーム射出側とは空間的に遮蔽されて
いるので、光源装置内に気流が入り込むことがなく、コ
リメートレンズ５等に気流が当たることが無い。その結
果として、コリメートレンズ５にトナー等が付着するこ
とが無くなるので、汚れが発生せず、経時にわたり安定
した寿命の長い発光強度を保つことができる。さらに図
２の構成の場合には、アパーチャと光学部材を同一の部
材で兼用しているので、部品点数を増やすことなく本発
明を実施することができる。Next, FIG. 2 is a view showing another embodiment of the present invention, and is a sectional view of a laser beam light source device attached to a housing of a scanning optical device. The present embodiment is an example in which the same member is used for the aperture and the optical member of FIG. 1. The basic configuration of this laser beam light source device is the same as that of FIG. 1, and reference numeral 6 'in FIG. The aperture 6 and the optical member 23 are also used. When viewed from the direction B in FIG. 2A, the aperture / optical member 6 'includes a laser beam transmitting portion 6a' and a laser beam shielding portion 6b 'as shown in FIG. Transmission part 6a '
The light can be regulated and emitted. Further, in this configuration, since the collimating lens 5 side and the laser beam emitting side of the aperture / optical member 6 'are spatially shielded, no airflow enters the light source device, and the collimating lens 5 There is no airflow. As a result, the toner and the like do not adhere to the collimating lens 5, so that no stain is generated, and it is possible to maintain a long-lasting light emission intensity that is stable over time. Further, in the case of the configuration shown in FIG. 2, since the same member is used for the aperture and the optical member, the present invention can be implemented without increasing the number of components.
【００２１】尚、アパーチャ兼光学部材６’としては、
透明なポリカーボネート材やアクリル樹脂などの合成樹
脂を用いて部品を成形することが容易に可能であり、部
品の成形後に、印刷や塗布、蒸着、スパッタリング等の
手法によりレーザビーム遮光部６ｂ’を形成すれば、容
易に低コストに作成することができる。また、アパーチ
ャ兼光学部材６’を透明なポリカーボネート材やアクリ
ル樹脂などの合成樹脂を用いて成形した後、アパーチャ
兼光学部材６’の上面に遮光性のシール部材を貼り付け
てレーザビーム遮光部６ｂ’を形成することもできる。As the aperture / optical member 6 ',
It is possible to easily mold a part using a synthetic resin such as a transparent polycarbonate material or an acrylic resin. After molding the part, a laser beam shielding portion 6b 'is formed by printing, coating, vapor deposition, sputtering, or the like. Then, it can be easily produced at low cost. Further, after the aperture / optical member 6 'is molded using a synthetic resin such as a transparent polycarbonate material or an acrylic resin, a light-shielding sealing member is attached to the upper surface of the aperture / optical member 6' to form a laser beam shielding portion 6b. 'Can also be formed.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明では、半導体レーザを光源として有すると共に、該半
導体レーザより発光されたレーザ光を平行光束あるいは
略平行光束にするコリメートレンズと、そのコリメート
レンズを通過した光束を規制するアパーチャと、前記半
導体レーザの駆動回路及び制御回路を少なくとも有し、
それらが１つにユニット化されたレーザビーム光源装置
において、前記アパーチャ通過後のレーザビーム射出口
に該レーザビームが透過可能な光学部材を配置し、コリ
メートレンズ側とその光学部材のレーザビーム射出側と
が空間的に遮蔽されている構成としたので、発光強度の
安定した長寿命のレーザビーム光源装置を得ることがで
きる。As described above, according to the first aspect of the present invention, a collimator lens having a semiconductor laser as a light source and converting a laser beam emitted from the semiconductor laser into a parallel light beam or a substantially parallel light beam is provided. An aperture that regulates a light beam that has passed through a collimating lens, and at least a drive circuit and a control circuit for the semiconductor laser,
In a laser beam light source device in which they are unitized, an optical member through which the laser beam can pass is disposed at a laser beam emission port after passing through the aperture, and a collimating lens side and a laser beam emission side of the optical member are arranged. Is spatially shielded, so that a long-life laser beam light source device with stable emission intensity can be obtained.
【００２３】請求項２に係る発明では、複数の半導体レ
ーザを光源として有すると共に、該複数の半導体レーザ
より発光されたレーザ光を平行光束あるいは略平行光束
にするコリメートレンズと、そのコリメートレンズを通
過した光束を規制するアパーチャと、前記複数の半導体
レーザの駆動回路及び制御回路を少なくとも有し、それ
らが１つにユニット化されたレーザビーム光源装置にお
いて、前記アパーチャ通過後のレーザビーム射出口に該
レーザビームが透過可能な光学部材を配置し、コリメー
トレンズ側とその光学部材のレーザビーム射出側とが空
間的に遮蔽されている構成としたので、マルチビームで
発光強度の安定した長寿命のレーザビーム光源装置を得
ることができる。According to a second aspect of the present invention, a plurality of semiconductor lasers are used as light sources, and a laser beam emitted from the plurality of semiconductor lasers is converted into a parallel light beam or a substantially parallel light beam. And a control circuit for driving the plurality of semiconductor lasers, and a laser beam light source device in which these are unitized as one unit. An optical member that can transmit the laser beam is arranged, and the collimating lens side and the laser beam emission side of the optical member are spatially shielded. A beam light source device can be obtained.
【００２４】請求項３に係る発明では、同一のパッケー
ジ内で複数の発光点を持つ半導体レーザアレイを光源と
して有すると共に、該半導体レーザアレイより発光され
たレーザ光を平行光束あるいは略平行光束にするコリメ
ートレンズと、そのコリメートレンズを通過した光束を
規制するアパーチャと、前記半導体レーザアレイの駆動
回路及び制御回路を少なくとも有し、それらが１つにユ
ニット化されたレーザビーム光源装置において、前記ア
パーチャ通過後のレーザビーム射出口に該レーザビーム
が透過可能な光学部材を配置し、コリメートレンズ側と
その光学部材のレーザビーム射出側とが空間的に遮蔽さ
れている構成としたので、マルチビームで発光強度の安
定した長寿命のレーザビーム光源装置を得ることができ
る。According to a third aspect of the present invention, a semiconductor laser array having a plurality of light emitting points in the same package is used as a light source, and the laser light emitted from the semiconductor laser array is converted into a parallel light beam or a substantially parallel light beam. A laser beam light source device having at least a collimating lens, an aperture for regulating a light beam passing through the collimating lens, and a driving circuit and a control circuit for the semiconductor laser array, wherein the laser beam light source device is a single unit; An optical member through which the laser beam can pass is arranged at the laser beam exit port, and the collimating lens side and the laser beam emitting side of the optical member are spatially shielded, so that light is emitted by a multi-beam. A long-life laser beam light source device with stable intensity can be obtained.
【００２５】請求項４に係る発明では、請求項１〜３の
何れか一つに記載のレーザビーム光源装置において、光
束を規制するアパーチャと前述のレーザビームが透過可
能な光学部材とを一体化あるいは兼用して設けた構成と
したので、部品数を増やすことなく、低コストで発光強
度の安定した長寿命のレーザビーム光源装置を得ること
ができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the laser beam source device according to any one of the first to third aspects, the aperture for regulating a light beam and the optical member capable of transmitting the laser beam are integrated. Alternatively, since the configuration is also used, a long-life laser beam light source device with stable light emission intensity and low cost can be obtained without increasing the number of components.
【００２６】請求項５に係る発明では、請求項１〜４の
何れか一つに記載のレーザビーム光源装置において、前
記光学部材は光学ガラスよりなる構成としたので、射出
光束に悪影響を与えることがなく、発光強度の安定した
長寿命のレーザビーム光源装置を得ることができる。According to a fifth aspect of the present invention, in the laser beam source device according to any one of the first to fourth aspects, the optical member is made of optical glass, so that the emitted light beam is not adversely affected. And a long-life laser beam light source device with stable emission intensity can be obtained.
【００２７】請求項６に係る発明では、請求項１〜４の
何れか一つに記載のレーザビーム光源装置において、前
記光学部材は合成樹脂よりなる構成としたので、低コス
トで発光強度の安定した長寿命のレーザビーム光源装置
を得ることができる。According to a sixth aspect of the present invention, in the laser beam light source device according to any one of the first to fourth aspects, the optical member is made of a synthetic resin, so that the emission intensity is stable at low cost. A long-life laser beam light source device can be obtained.
【図１】本発明の一実施例を示す図であって、走査光学
装置の筐体に取り付けられたレーザビーム光源装置の断
面図である。FIG. 1 is a view showing one embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a laser beam light source device attached to a housing of a scanning optical device.
【図２】本発明の別の実施例を示す図であって、走査光
学装置の筐体に取り付けられたレーザビーム光源装置の
断面図である。FIG. 2 is a view showing another embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a laser beam light source device attached to a housing of a scanning optical device.
【図３】本発明に係るレーザビーム光源装置が搭載され
るレーザビーム走査光学装置の一構成例を示す概略構成
図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing one configuration example of a laser beam scanning optical device on which the laser beam light source device according to the present invention is mounted.
【図４】図３に示すレーザビーム走査光学装置を筐体
（光学ハウジング）内に収めた状態を示す図であり、レ
ーザビーム走査光学装置の構成を主走査方向の平面上に
展開して示す平面図である。4 is a diagram showing a state in which the laser beam scanning optical device shown in FIG. 3 is housed in a housing (optical housing), and shows a configuration of the laser beam scanning optical device developed on a plane in the main scanning direction. It is a top view.
【図５】図４に示す走査光学装置のレーザビーム光源装
置部分の構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a laser beam light source device portion of the scanning optical device shown in FIG.
１ 光源 ２ ホルダ ３ 制御・駆動回路部 ４ シールドカバー ５ コリメートレンズ ６ アパーチャ ６’ アパーチャ兼光学部材 ６ａ’ レーザビーム透過部 ６ｂ’ レーザビーム遮光部 ７ 冷却用ファン １０ 筐体（光学ハウジング） １１ シリンダレンズ １２ 回転多面鏡 １３ ｆθレンズ １４ トロイダルレンズ １５ 反射鏡 １６ 感光体 １７ 光検知器 ２２ 被走査面 ２３ 光学部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Holder 3 Control / drive circuit part 4 Shield cover 5 Collimating lens 6 Aperture 6 'Aperture and optical member 6a' Laser beam transmission part 6b 'Laser beam shielding part 7 Cooling fan 10 Housing (optical housing) 11 Cylinder lens DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Rotating polygon mirror 13 fθ lens 14 Toroidal lens 15 Reflector 16 Photoconductor 17 Photodetector 22 Scanned surface 23 Optical member
Claims (6)
該半導体レーザより発光されたレーザ光を平行光束ある
いは略平行光束にするコリメートレンズと、そのコリメ
ートレンズを通過した光束を規制するアパーチャと、前
記半導体レーザの駆動回路及び制御回路を少なくとも有
し、それらが１つにユニット化されたレーザビーム光源
装置において、 前記アパーチャ通過後のレーザビーム射出口に該レーザ
ビームが透過可能な光学部材を配置し、コリメートレン
ズ側とその光学部材のレーザビーム射出側とが空間的に
遮蔽されていることを特徴とするレーザビーム光源装
置。A semiconductor laser as a light source;
A collimating lens that converts a laser beam emitted from the semiconductor laser into a parallel light beam or a substantially parallel light beam, an aperture that regulates a light beam that has passed through the collimating lens, and a driving circuit and a control circuit for the semiconductor laser, and In a laser beam light source device unitized into one, an optical member through which the laser beam can pass is disposed at the laser beam exit port after passing through the aperture, and the collimating lens side and the laser beam exit side of the optical member A laser beam light source device, wherein the laser beam light source is spatially shielded.
共に、該複数の半導体レーザより発光されたレーザ光を
平行光束あるいは略平行光束にするコリメートレンズ
と、そのコリメートレンズを通過した光束を規制するア
パーチャと、前記複数の半導体レーザの駆動回路及び制
御回路を少なくとも有し、それらが１つにユニット化さ
れたレーザビーム光源装置において、 前記アパーチャ通過後のレーザビーム射出口に該レーザ
ビームが透過可能な光学部材を配置し、コリメートレン
ズ側とその光学部材のレーザビーム射出側とが空間的に
遮蔽されていることを特徴とするレーザビーム光源装
置。2. A collimating lens having a plurality of semiconductor lasers as light sources and converting a laser beam emitted from the plurality of semiconductor lasers into a parallel light beam or a substantially parallel light beam, and an aperture for regulating a light beam passing through the collimating lens. And at least a drive circuit and a control circuit for the plurality of semiconductor lasers, which are unitized into one unit, wherein the laser beam can pass through a laser beam exit after passing through the aperture. An optical member is provided, and a collimator lens side and a laser beam emitting side of the optical member are spatially shielded from each other.
半導体レーザアレイを光源として有すると共に、該半導
体レーザアレイより発光されたレーザ光を平行光束ある
いは略平行光束にするコリメートレンズと、そのコリメ
ートレンズを通過した光束を規制するアパーチャと、前
記半導体レーザアレイの駆動回路及び制御回路を少なく
とも有し、それらが１つにユニット化されたレーザビー
ム光源装置において、 前記アパーチャ通過後のレーザビーム射出口に該レーザ
ビームが透過可能な光学部材を配置し、コリメートレン
ズ側とその光学部材のレーザビーム射出側とが空間的に
遮蔽されていることを特徴とするレーザビーム光源装
置。3. A collimating lens having, as a light source, a semiconductor laser array having a plurality of light emitting points in the same package, and a collimating lens for converting a laser beam emitted from the semiconductor laser array into a parallel light beam or a substantially parallel light beam. In a laser beam light source device having at least an aperture for regulating a light beam passing through a lens and a driving circuit and a control circuit for the semiconductor laser array, which are unitized into one, a laser beam emission port after passing through the aperture An optical member through which the laser beam can pass, and a collimating lens side and a laser beam emitting side of the optical member are spatially shielded.
ビーム光源装置において、光束を規制するアパーチャと
前述のレーザビームが透過可能な光学部材とを一体化あ
るいは兼用して設けたことを特徴とするレーザビーム光
源装置。4. The laser beam source device according to claim 1, wherein an aperture for regulating a light beam and the optical member capable of transmitting the laser beam are provided integrally or in combination. A laser beam light source device characterized by the above-mentioned.
ビーム光源装置において、前記光学部材は光学ガラスよ
りなることを特徴とするレーザビーム光源装置。5. The laser beam light source device according to claim 1, wherein said optical member is made of optical glass.
ビーム光源装置において、前記光学部材は合成樹脂より
なることを特徴とするレーザビーム光源装置。6. The laser beam light source device according to claim 1, wherein said optical member is made of synthetic resin.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24753599A JP2001071553A (en) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | Laser beam light source |
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| JP24753599A JP2001071553A (en) | 1999-09-01 | 1999-09-01 | Laser beam light source |
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|---|---|
| JP2001071553A true JP2001071553A (en) | 2001-03-21 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080902 |