JP2962923B2

JP2962923B2 - 光源装置

Info

Publication number: JP2962923B2
Application number: JP4067324A
Authority: JP
Inventors: 健一冨田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1999-10-12
Anticipated expiration: 2014-10-12
Also published as: JPH05273483A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号により変調さ
れたレーザビームを記録媒体上に走査して画像を記録す
る装置などに用いられるレーザビームコリメータユニッ
トや半導体レーザを光源として用いた光ディスクのピッ
クアップユニットなどの光源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザビームを走査して画像の記
録を行うレーザビームプリンタなどの記録装置が広く使
用されている。以下、従来の画像記録装置に用いられて
いるレーザ走査装置について図１６に沿って説明する。

【０００３】図１６の概略構成図において、４１は半導
体レーザ、４２はコリメータレンズ、４３は偏向器であ
るポリゴンミラー、４４は結像光学系、４５は記録媒体
である感光ドラムである。画像信号により変調された半
導体レーザ４１からのビームは、コリメータレンズ４２
により平行光とされ、偏向器４３により偏向されて結像
レンズ４４によって記録媒体４５上に結像されて走査さ
れる。このように、半導体レーザの射出光は発光点より
放射状に広がる性質を有することから、レーザビームプ
リンターなどのレーザユニット（光源装置）に用いる場
合には、コリメータレンズを用いて平行光束に変換して
用いるのが普通である。

【０００４】図１７、図１８に、従来の光源装置の一例
を示す。図１７はその側面図で、図１８はその正面図で
ある。５１は半導体レーザで、５８は縦断面略凸状に形
成された中空のホルダで、半導体レーザ５１はその中に
実装されている。

【０００５】以下、従来の光源装置の調整手段について
説明する。コリメータレンズ５２の光軸と半導体レーザ
５１の光軸とが一致するように、半導体レーザの基台５
４のＸ−Ｙ調整（光軸調整）を行う。この場合、基台５
４とホルダ５８の固定にはバネつきネジ５５、５６を用
いる。光源装置のホルダ５８を、調整治具の基準部に固
定する。Ｘ−Ｙ調整は、固定されたホルダ５８（コリメ
ータレンズ５２側）に対して、基台５４（半導体レーザ
５１側）をＸ−Ｙ方向に微少量移動させる。調整前に、
バネつきネジ５５、５６を緩めた状態（半固定状態）
で、基台５４とホルダ５８を固定する。所定の範囲内に
調整が完了した後、バネつきネジ５５、５６を増し締め
し強固に固定する。その後、コリメータレンズ鏡筒５３
を、光軸方向に微少量移動させ、所定の焦点範囲内に調
整が完了した後、鏡筒５３とホルダ５８を接着固定し、
光学調整が完了する。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
うした従来構成では、つぎのような問題点がある。（１）光軸調整後にネジを増し締め固定するときに、基
台がネジの回転方向につられて回り、調整規格範囲から
動く。（２）上記（１）の対策として、調整工具側では、ネジ
増し締め固定時には、基台をホルダに強固に押し付け、
ホルダと基台の接合固定面で生じる摩擦力でつられて回
るのを回避している。この場合、調整治具の構成が複雑
になる。また、押し付け力が大きくなるためホルダが変
形し、調整終了後に調整治具押し付け力を解除するとホ
ルダの変形がもどり調整値からずれる。（３）上記（２）の対策として、基台とホルダの接合面
の面精度を研磨加工などで仕上げる方法があるが、コス
トアップになる。

【０００７】本発明の目的は、ネジ増し締め固定時の調
整ズレを低減すると共に、コストダウンを図ることがで
き、組立強度において信頼性の高い光源装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光源装置によれば、半導体レーザと、前記
半導体レーザを保持する基台と、前記半導体レーザから
の発散光束を平行光束に変換するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズを保持する鏡筒と、前記鏡筒を内
部支持するホルダと、を有し、前記基台または前記ホル
ダのどちらか一方の側の接合面に穴を設け、前記穴に挿
入される軸を前記ホルダまたは前記基台のどちらか一方
の側に設け、前記軸と前記穴とを接着固定する。

【０００９】具体的には、前記穴に接着剤を充填するこ
とにより接着固定する。また、前記ホルダと前記基台を
透明部材とし、紫外線硬化型接着剤で接着固定する。ま
た、前記軸の端部を熱溶着することと接着を併用する。
また、前記ホルダと前記基台の端部にフランジを設け、
前記フランジを板バネで挟むことと接着を併用する。ま
た、前記ホルダと前記基台の軸および穴、またはどちら
か一方をローレット形状とする。また、前記ホルダと前
記基台の軸および穴、またはどちらか一方をスクリュー
形状とする。また、前記軸にプッシュナットを取付け、
前記基台を押さえる。また、前記ピンをネジ形状とし、
ナットで前記基台を押さえる。以上のような方法で前記
ホルダと前記基台を接着固定したことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】図１に、本発明の光源装置の第１実施例を示
す。この光源装置１００の概略構成図において、１は光
源である半導体レーザ、２は半導体レーザ１からの発散
光束を平行光束に変換するコリメータレンズ、３はコリ
メータレンズ２を保持する鏡筒である。４は鏡筒３を内
部支持し基台５に接合されるホルダである。４ａ，４ｂ
は、ホルダ４に形成された接着固定用の軸であるピンで
ある。４ｃは、鏡筒３とホルダ４を固定する溝である。
５は、半導体レーザ１を保持し半導体レーザ１の発熱を
放熱する基台である。５ａ，５ｂは、基台５に形成され
た接着固定用の穴である。接着穴５ａ，５ｂと接着ピン
４ａ，４ｂを組み合わせたときに、半導体レーザ１とコ
リメータレンズ２の光軸位置を調節できるように、接着
穴５ａ，５ｂと接着ピン４ａ，４ｂには隙間が設けられ
ている。６は半導体レーザ１を発光駆動する電気回路基
板であり、基台５に取り付けられている。

【００１１】光源装置の組立は、以下の手順にて行う。
すなわち、半導体レーザ１は基台５に圧入固定する。基
台５に接合された電気回路基板６に、半導体レーザ１を
実装する。次に、鏡筒３にコリメータレンズ２を組み込
み、ホルダ４に鏡筒３を組み込む。さらに半導体レーザ
１とコリメータレンズ２の光軸を、光軸方向に直交する
図中Ｘ−Ｙ方向に調整して所定の範囲に合わせ込む。こ
の状態で、調整治具のフィンガー部７ａ，７ｂにより基
台５を保持固定する。基台５の接合固定面はホルダ４の
接合固定面よりも面積を大きくし、基台５の端部を調整
治具のフィンガー部７ａ，７ｂが固定できるようにす
る。

【００１２】次に、鏡筒３をピント方向（図中Ｚ方向で
ある光軸方向）に、調整工具８によって、移動させ調整
を行って組立が完了する。ホルダ４と基台５の固定は、
接着剤によって行われ、同時に各々の接着ディスペンサ
ー９，１０，１１によって、基台の接着穴５ａ、５ｂ、
４ｃに流し込まれ固定される。電気回路基板６には、接
着剤充填の際干渉しないように逃げ６ａ，６ｂを設けて
ある。接着剤は、接着穴５ａ，５ｂを満たすように充填
する。これが固化すると接着固定ピン４ａ，４ｂと接着
固定穴５ａ，５ｂの隙間にリング状に固化し、Ｘ−Ｙ方
向の位置ずれを防ぎ、Ｚ方向の剥離強度もピン４ａ，４
ｂ側面と接着固定穴５ａ，５ｂ側面の接着力で維持す
る。このように組み立てられた光源装置１００は、基板
１３０に取り付け固定される。

【００１３】図２に、本発明の光源装置を用いた画像記
録装置であるレーザビームプリンタの全体構成を示す。
同図において、１０１はプリンタ本体、１０２は転写紙
Ｓを収納するカセット、１０４は転写紙Ｓをカセット１
０２から１枚ずつ取り出す給紙ローラー、１０５は紙Ｓ
が１枚ずつ取り出されるようにする分離パット、１０６
は転写紙Ｓの搬送タイミングをコントロールするレジス
トローラ、１０８は転写紙帯電器である。

【００１４】１１０はプロセスカートリッジで、感光ド
ラム１１２、現像器（不図示）、帯電器（不図示）、感
光ドラム１１２のクリーニング装置（不図示）等が内蔵
されている。また、１１４は定着器で、１１６はＡｌパ
イプ製の定着ローラ、１１７はハロゲンヒータ、１１８
はゴム製の加圧ローラであり、転写紙Ｓ上の現像剤は定
着ローラ１１６と加圧ローラ１１８から加わる熱と圧力
によって溶解、定着する。更に、１２０は搬送ローラ、
１２２は排紙ローラ、１２４ａ、１２４ｂはカール取り
コロ、１２６は排紙トレイである。

【００１５】こうしたプリンタ本体１０１内に、レーザ
光Ｌを走査するレーザスキャナユニット１５０が設けら
れ、ここからのレーザ光Ｌはミラー１０３で折返されて
感光ドラム１１２上に導かれる。

【００１６】上記プリンタにおいて、不図示のホストコ
ンピュータよりプリント信号が入力されると、転写紙Ｓ
はカセット１０２より給紙ローラ１０４で取り出され、
レジストローラ１０６によって感光ドラム１１２上の現
像像とタイミングを合わせて搬送される。そして、転写
帯電器１０８により、レーザ光Ｌで感光ドラム１１２上
に書き込まれた画像が転写紙Ｓに転写される。この後、
転写像は定着器１１４により定着された後、搬送ローラ
１２０、排出ローラ１２２により転写紙Ｓは搬送、搬出
されて、排紙トレイ１２６上に積載される。

【００１７】図３は、上記レーザスキャナユニット１５
０内のレーザ走査光学系の構成を示す平面図である。光
源装置１００より出射された光束は、矢印ａ方向に等速
回転するポリゴンロータ１０９に支持されたポリゴンミ
ラー１１１の鏡面により反射され主走査方向（矢印ｂ方
向）に走査される。こうして走査された光束は結像レン
ズ１１３を通過し、反射ミラー１０３で反射されて感光
ドラム１１２上に導かれて結像する。この感光ドラム１
１２は副走査方向（主走査方向と光学系の光軸に直角な
方向）に１走査毎に所定量ずつ回転するので、感光ドラ
ム１１２上に走査光束Ｌにより２次元的に画像が形成さ
れることになる。

【００１８】一方、各走査において、走査開始側の走査
光束は反射ミラー１１５によって反射され、この反射光
は、光源の変調開始のタイミングを決定するための同期
信号の検出を行うＢＤ受光部に導かれる。また、１３０
は、光源装置１００、結像レンズ１１３、ポリゴンミラ
ー１１１などを有するスキャナモータ等がそれぞれ取り
付けられた基板である。

【００１９】図１に示した第１実施例の光源装置では、
接着固定穴５ａ、５ｂを基台５側に、接着固定ピン４
ａ、４ｂをホルダ４側に設けているが、図４のように基
台５側に接着固定ピンを設け、ホルダ４側に接着固定穴
を設ける構成でも同様の効果が得られる。

【００２０】図５に、本発明の第２実施例の光源装置を
示す。この図５では、ホルダ４と基台５の接合部分の断
面図を示す。この光源装置の概略構成図において、接着
固定穴５ａ、５ｂを、第１実施例では貫通穴であったも
のを段付穴とする。

【００２１】第１実施例においては、基台５の接着強度
はＸ−Ｙ方向には強いが、基台５がＺ方向に垂直な面を
持たないため、Ｚ方向の接着強度が弱い。この第２実施
例の場合、Ｚ方向に垂直な面を基台５に持たせることに
よって、ホルダ４と基台５のＺ方向の剥離強度の強化に
寄与する。

【００２２】図６に、本発明の第３実施例の光源装置を
示す。ここで、第１実施例と同一の機能を有する部材は
同一番号で示し、説明を省略する。この光源装置の概略
構成図において、第１、２の実施例ではＺ方向に突き出
ていた接着固定ピン４ａ、４ｂの向きをＹ方向に変更
し、基台５の形状を逆Ｌ字形状とし、接着固定ピン４
ａ、４ｂと組合わさる位置に段付の接着固定穴５ａ、５
ｂを設ける。

【００２３】接着剤はＹ方向から注入されホルダ４と基
台５は固定される。この場合、ホルダ４と基台５には隙
間８ａ、８ｂ、８ｃが生じるので、隙間に流れ込むのを
小さく押さえるため、接着剤は１０００００〜２０００
０ｃｐｓ程度の粘度のものを選定することが望ましい。

【００２４】この場合、接着剤注入方向がＹ方向のみに
なるため、接着剤充填、ＵＶ照射などの作業性の向上お
よび接着剤の流れ込みの向上に寄与する。

【００２５】図７に、本発明の第４実施例の光源装置を
示す。ここで、第１実施例と同一の機能を有する部材は
同一番号で示し、説明を省略する。この光源装置の概略
構成図において、ホルダ４および基台５を透明部材と
し、接着固定穴５ａ、５ｂに紫外線硬化型接着剤を充填
し紫外線照射により接着固定する。

【００２６】図８、図９に、透明部材のホルダ４および
基台５と、透明部材でない場合のホルダ４及び基台５の
紫外線照射時における接着剤が受ける紫外光の比較の様
子を示す。

【００２７】透明部材のホルダ４および基台５の場合の
図８では、Ａ方向から紫外線を照射したときの紫外線の
光路は矢印Ｂのようになるので、接着剤がより多くの紫
外線を受け、接着強度の上昇に寄与する。また接着剤の
固化時間の短縮にも寄与する。またこの場合、紫外線の
照射方向が限定されないので作業性の向上にも寄与す
る。

【００２８】対して、透明部材でないホルダ４および基
台５の場合の図９では、Ａ方向から紫外線を照射したと
きの紫外線の光路は矢印Ｃのようになるので、同一時間
における接着剤の受ける光量には限界がある。そのため
接着強度はホルダ４および基台５が透明部材であるとき
よりも弱くなり、接着時間も多くかかる。

【００２９】図１０に、本発明の第５実施例の光源装置
を示す。ここで、第１実施例と同一の機能を有する部材
は同一番号で示し、説明を省略する。この光源装置の概
略構成図において、ホルダ４を樹脂成形品とし、ホルダ
４側に設けられたピン４ａ、４ｂの端部を熱溶着によっ
てホルダ４と基台５を固定する。なお、この場合、接着
固定穴５ａ、５ｂに接着剤を流し込み、熱溶着を併用し
て固定すれば、信頼性は向上する。また、熱溶着による
固定構造を用いることで、接着剤が完全に硬化するまで
治具で押え込んでいる時間が不要となるので、組立時間
が短縮され、組立性が向上する。

【００３０】図１０に示した第５実施例の光源装置で
は、接着固定穴５ａ、５ｂを基台５側に、接着固定ピン
４ａ、４ｂをホルダ４側に設けているが、基台５を樹脂
成形し、この基台５側に接着固定ピンを設け、ホルダ４
側に接着固定穴を設ける構成でも同様の効果が得られ
る。

【００３１】図１１に、本発明の第６実施例の光源装置
を示す。ここで、第１実施例と同一の機能を有する部材
は同一番号で示し、説明を省略する。この光源装置の概
略構成図において、ホルダ４及び基台５の端部にフラン
ジ４ｃおよび５ｃを設け、フランジ４ｃおよび５ｃを、
板バネ１２によって挟み込むことによりホルダ４と基台
５を固定する。この場合、基台５を調整治具で押え込む
必要は無く、調整工具の小型化に寄与する。そして、接
着固定穴５ａ、５ｂに接着剤を流し込み、板バネを併用
して固定すれば、信頼性は向上する。このように、板バ
ネによる固定構造を用いることで、接着剤が完全に硬化
するまで治具で押え込んでいる時間が不要となるので、
組立時間が短縮され、組立性が向上する。

【００３２】図１２に、本発明の第７実施例の光源装置
を示す。ここで、第１実施例と同一の機能を有する部材
は同一番号で示し、説明を省略する。この図１２は、半
導体レーザ１の出射側と反対側より基台５を見た図であ
る。この光源装置の概略構成図において、接着固定ピン
４ａ、４ｂおよび接着固定穴５ａ、５ｂの周部を、ロー
レット状に成形する。この場合、接着固定ピン４ａ、４
ｂと接着固定穴５ａ、５ｂの接着面積を増やすことによ
ってホルダ４と基台５の剥離強度の強化に寄与する。本
実施例では、接着固定ピン４ａ、４ｂ、接着固定穴５
ａ、５ｂ両側にローレットを形成しているが、どちらか
一方にローレットを形成しても、ローレットが無い場合
と比較して接着強度は向上する。

【００３３】図１３に、本発明の第８実施例の光源装置
を示す。ここで、第１実施例と同一の機能を有する部材
は同一番号で示し、説明を省略する。この光源装置の概
略構成図において、接着固定ピン４ａ、４ｂの周部をス
クリュー状に成形する。この場合、接着剤固化後のＺ方
向（光軸方向）の荷重に対しては、スクリューの山部の
引っかかりがあるため、ホルダ４と基台５の剥離強度の
強化に寄与する。本実施例では、接着固定ピン４ａ、４
ｂ側にスクリューを形成しているが、接着固定穴５ａ、
５ｂ側に、あるいは、接着固定ピン４ａ、４ｂ、接着固
定穴５ａ、５ｂの両側にスクリューを形成しても、スク
リューが無い場合と比較して接着強度は向上する。

【００３４】図１４に、本発明の第９実施例の光源装置
を示す。ここで、第１実施例と同一の機能を有する部材
は同一番号で示し、説明を省略する。この図１４は、半
導体レーザ１の出射側と反対側より基台５を見た図であ
る。この光源装置の概略構成図において、接着固定ピン
４ａ、４ｂに、プッシュナット１３を取り付けることに
よってホルダ４と基台５を固定する。この場合、基台５
を調整治具で押え込む必要は無く、調整工具の小型化に
寄与する。そして、接着固定穴５ａ、５ｂに接着剤を流
し込み、プッシュナットを併用して固定すれば、信頼性
は向上する。このように、プッシュナットによる固定構
造を用いることで、接着剤が完全に硬化するまで治具で
押え込んでいる時間が不要となるので、組立時間が短縮
され、組立性が向上する。

【００３５】図１５に、本発明の第１０実施例の光源装
置を示す。ここで、第１実施例と同一の機能を有する部
材は同一番号で示し、説明を省略する。この光源装置の
概略構成図において、接着固定ピン４ａ、４ｂの周部を
ネジ形状（雄ネジ）に成形し、接着固定穴５ａ、５ｂに
接着剤を注入し、接着剤固化後ピン４ａ、４ｂにナット
（雌ネジ）１４を取り付ける。この場合、接着固定穴５
ａ、５ｂに接着剤を流し込み、ネジを併用して固定する
ことで、ホルダ４と基台５の固定の信頼性の向上に寄与
する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光源装置
によれば、半導体レーザを保持する基台と、コリメータ
レンズを保持する鏡筒を支持するホルダとを、接着固定
ピンと接着固定穴を介して接着剤で固定することによ
り、以下の効果がある。（１）ネジ固定から接着固定とすることにより、ネジの
増し締め固定時の調整ズレが低減できる。（２）ネジを削減できるので、部品上コストダウンとな
る。（３）基台およびホルダにＸ，Ｙ，Ｚ方向から荷重がか
かったときに、どの方向にも剥離強度が強く得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の光源装置を示す要部斜視
図である。

【図２】本発明の第１実施例の光源装置を用いたレーザ
ビームプリンタの全体構成図である。

【図３】本発明の第１実施例の光源装置を用いたレーザ
走査光学系の構成を示す平面図である。

【図４】本発明の第１実施例の光源装置の変形例を示す
要部斜視図である。

【図５】本発明の第２実施例の光源装置を示す要部断面
図である。

【図６】本発明の第３実施例の光源装置を示す要部斜視
図である。

【図７】本発明の第４実施例の光源装置を示す要部斜視
図である。

【図８】本発明の第４実施例のメカニズムを説明する図
である。

【図９】本発明の第４実施例と比較するための図であ
る。

【図１０】本発明の第５実施例の光源装置を示す要部斜
視図である。

【図１１】本発明の第６実施例の光源装置を示す要部斜
視図である。

【図１２】本発明の第７実施例の光源装置を示す正面図
である。

【図１３】本発明の第８実施例の光源装置を示す要部斜
視図である。

【図１４】本発明の第９実施例の光源装置を示す正面図
である。

【図１５】本発明の第１０実施例の光源装置を示す要部
斜視図である。

【図１６】従来例を示した走査光学装置を示す要部斜視
図である。

【図１７】従来例の光源装置を示す側面図である。

【図１８】従来例の光源装置を示す正面図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２コリメータレンズ３鏡筒４ホルダ５基台

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザと、前記半導体レーザを保
持する基台と、前記半導体レーザからの発散光束を平行
光束に変換するコリメータレンズと、前記コリメータレ
ンズを保持する鏡筒と、前記鏡筒を内部支持し前記基台
に接合されるホルダーと、を有する光源装置において、
前記基台または前記ホルダのどちらか一方の側の接合面
に穴を設け、前記穴に挿入される軸を前記ホルダまたは
前記基台のどちらか一方の側に設け、前記軸と前記穴と
を接着固定したことを特徴とする光源装置。
【請求項２】前記基台および前記ホルダを透明部材で
構成し、紫外線硬化型の接着剤で前記基台および前記ホ
ルダを接着固定した請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】前記接着固定用の軸を有する前記基台ま
たは前記ホルダを樹脂成形し、前記接着固定用の軸の端
部を熱溶着することと接着とを併用することにより、前
記基台と前記ホルダを固定した請求項１に記載の光源装
置。
【請求項４】前記基台および前記ホルダの端部にフラ
ンジ部を設け、前記フランジ部を板バネで挟むことと接
着とを併用することにより、前記基台と前記ホルダを固
定した請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】前記基台または前記ホルダにおける接着
固定用の軸および穴、または、どちらか一方の周部をロ
ーレット状に成形し、接着により前記基台と前記ホルダ
を固定した請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】前記基台または前記ホルダにおける接着
固定用の軸および穴、またはどちらか一方の周部をスク
リュー状に成形し、接着により前記基台と前記ホルダを
固定した請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】前記基台または前記ホルダにおける接着
固定用の軸にプッシュナットを取付け、接着とプッシュ
ナットとを併用することにより、前記基台と前記ホルダ
を固定した請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】前記基台または前記ホルダにおける接着
固定用の軸の周部に雄ネジを成形し、接着で前記基台と
前記ホルダを固定した後、雌ネジで前記基台または前記
ホルダを挟み込んで固定した請求項１に記載の光源装
置。