JPH08152548A - 光源装置及び光源装置の取付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザー光発光チップを保持する基台の構成
を簡単にする。 【構成】 基台を少なくとも一部が透明な樹脂基台とす
る。 【効果】 金属パッケージ型光源装置より低コストであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機やレーザビームプ
リンタなどに用いられ光源装置、特に、レーザー光発光
チップと、発光チップを保持する基台を有する光源装置
及びこの光源装置の取付方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームプリンタなどの光書
き込み装置に於ける光源ユニット３０は図６に示す如
く、金属パッケージ型の半導体レーザ３１を用いてその
内部のレーザチップ２内の発光点位置とコリメータレン
ズ１４の位置をその中間に介在する部品等、つまり鏡筒
３２、ホルダ３３、台座３４、回路基板３５を移動する
ことによって光軸方向とそれを垂直な方向で合致させた
後、ネジ３６等によって締結して調整組付していた。更
に言えば光軸の合致度は数μｍ以内で、またレーザ発光
点とコリメータレンズ１４間の距離も数μｍ以内で調整
することにより正確なコリメータ光（平行光）がとり出
せるようにしている。ユニット組付後は単に機械的な精
度嵌合で図７のような光学ユニット３７に取りつけられ
る。ここで光学ユニット３７は一般的には図７のように
箱形のものが多く、内部には光ビームを偏向走査するポ
リゴンミラー３８や走査レンズ３９などがとりつけられ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光源装
置として上記従来例では一般的な汎用金属パッケージ
型の半導体レーザを用いているため汎用性はあるものの
コスト高になっていること。光源ユニット単位で全て
の光学調整が成された形態であると共に用いる部品点数
が多いため光源装置として大型化し、コスト的にも低減
の限界がある。などの欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
る本発明はレーザー光発光チップと、この発光チップを
保持する基台と、を有する光源装置において、上記基台
は少なくとも一部が透明な樹脂から成ることを特徴とす
る。

【０００５】本出願に係る発明は光源ユニットとして、
半導体レーザチップを少なくとも一部が透明な樹脂基台
の内部または近傍に固定したものとし、かつそれらを光
源装置として光学ユニット等の設置匡体へ組みつける際
にはそれら樹脂基台と設置匡体の間に紫外線硬化接着剤
を塗布した後、それら樹脂基台の透明部を通過して紫外
線を照射し硬化接着することを特徴とする。また光源ユ
ニットの設置匡体への組み込みは光学調整を行ないなが
ら行なうことを特徴とする。

【０００６】上記構成において、部分的に透明な樹脂基
台にレーザチップをアッセンブリーすることにより、従
来の金属パッケージ型半導体レーザよりも部材費の低減
によるコストダウンが可能となる。更に透明で紫外線を
通過する樹脂基台自体を光源装置としての直接の組み付
け部材として使用し、それら光源ユニットは紫外線硬化
接着剤を介して３次元調整して固定するものであるた
め、構成、部品数が低減出来、コストダウンと小型化が
達成出来る。

【０００７】

【実施例】

（第１の実施例）図１及び図２は本発明の第１実施例を
表す図面であり、図１において１は樹脂基台、２は半導
体レーザのレーザチップ、３は金属端子、４はフォトダ
イオード、５はボンディングワイヤー、６はそれら全体
を組み上げた場合の光源ユニットである。また図２は光
書き込み装置として構成させた図であって同一番号は図
１と同じものであり、他の１０は設置匡体（ここではス
キャナユニットの枠体）、１１は紫外線硬化接着剤、１
４はコリメータレンズ、１５は絞りであり、１６で示す
点線はコリメータレンズの光軸である。

【０００８】次に、上記構成において順を追って説明す
ると、従来の技術で述べたように光書き込み装置では他
の光学装置と同様にそれらに用いる半導体レーザは一般
には汎用の金属パッケージタイプが主であって、それら
はレーザチップなどが内蔵されている構成である。これ
らに対し、本例においては樹脂基台１はレーザチップ２
を設置するものであるが材質は合成樹脂であってしかも
透明であり、根本的に従来の半導体レーザとは異なる。
更に詳しく述べると図１においてレーザチップ２は樹脂
基台１に設置するために、はじめ電極等を樹脂基台１上
に施された後、ハンダを介してとりつけられる。また金
属端子３は樹脂基台１にモールドインサート成形でつく
りこまれており、通電端子としての役目をするがレーザ
チップ２に対しては更にボンディングワイヤー５を張る
ことで通電を可能としている。またレーザチップ２より
出射されるレーザ光のうち裏面側に出射されるもの（バ
ックビーム）、つまり樹脂基台１側に放射されるものを
透明な樹脂基台１を通してフォトダイオード４で受光す
る構成として光量をモニタ検知する構成をとる。また、
それらフォトダイオード４へ通電する電極は樹脂基台１
の表面に部分的に施された電極より成され、それらは通
電端子３と接触するようにされている。

【０００９】次にそれらを光書き込み装置に組み込む場
合であるが、図２のように光書き込み装置の一部である
設置匡体１０に対し、紫外線硬化接着剤１１を介して図
２のように配置する。その時はやはり設置匡体内部に固
定して設置されたコリメータレンズ１４の光軸１６に対
してレーザチップ２の発光点位置が垂直方向（照射位置
方向）と水平方向（ピント位置方向）の両方で正規の位
置に来るように光源ユニット６全体を移動させて位置合
わせを行なう。この時レーザチップ２は金属端子３より
通電することでレーザ発光させながら行ない、コリメー
タレンズ１４よりとり出されたレーザビームは外部に設
置されたＣＣＤカメラ等によってモニタすることにより
レーザビームの照射位置と集光性を検知してレーザチッ
プ２を規定位置へと移動させる。そしてそれらが規定範
囲内に入った段階で紫外線硬化接着剤１１を硬化させ
る。その場合、硬化させるための紫外線は図２に示すよ
うにその多くが透明な樹脂基台１を通過して照射され
る。このようにして透明の樹脂基台１を用いることと紫
外線硬化接着剤１１を用いることでレーザチップ発光点
の三次元調整組付が成される。また他の言い方をすれば
光源ユニット６が調整組付けされ光源装置となることと
なる。またこれら断面形で示す樹脂基台１の形状として
は四角柱体などでも原理的に組付は不可能ではなく透明
体であればよいわけであるが紫外線硬化接着剤１１の均
一塗布なども考慮すると円筒状が良好であり、三次元移
動にても接着剤のつれ回りもよく、最も支障なく行なえ
る。

【００１０】上記実施例の特有の効果はレーザチップを
とりつけた樹脂基台１そのものを規定部に直接取りつけ
る構成であり、最も構成部品が少なく簡素であり、光源
ユニットとして小型であることである。また樹脂基台１
と金属端子３は樹脂基台１のモールド成形時に金属端子
３がインサート部材として同時に成形されることにより
部品コストが安いことである。

【００１１】（第２の実施例）図３及び図４は本発明の
第２の実施例を示す図面であり、図３及び図４で各番号
で示す部材は前実施例と同様であり省略する。また２０
は自動組立時に機械が基台１を保持するための保持部で
ある。また図３は断面図、図４はそれらを外から見た斜
視図である。

【００１２】次に上記構成において、第１の実施例では
樹脂基台１の表面近傍等にレーザチップ２やフォトダイ
オード４等を配置し、電極等も樹脂表面に施す例を述べ
たが、第２の実施例では図３のように、レーザチップ２
やフォトダイオード４を樹脂基台内部に封止（インサー
ト成形）する構成とする。それらにより外部からのゴ
ミ、湿気などの問題を回避することが出来る。更に図３
のように金属端子３の樹脂基台１の中で折り曲げた構造
とすることによりレーザチップ２やフォトダイオード４
を直接とりつけ易い構造としている。そのようにしてそ
れら全体で光源ユニット６となっている。また通電は内
部的にはボンディングワイヤー５もその時の各部品の配
置を具合を見ながら利用する。他方、図４はそれらを外
からみた斜視図であるが、図４でわかるとおり円筒状
（あるいは円板状とも言える）で透明な外観となってお
り、第１の実施例と同様に光書き込み装置の一部である
設置匡体に設置する場合は紫外線硬化接着剤を基台１の
側面１′（図４参照）に塗布後、樹脂基台１の透明部分
より紫外線を照射し固着する形態をとる。またそれら固
着の前の光学位置的調整は第１の実施例と同様でありＣ
ＣＤ等を用いて行なう。更に本例では樹脂基台１の一部
として保持部２０を一体成形にて設けてある。これはそ
れら光源ユニット６の三次元調整と固着時に外部の治工
具による保持が効果的に出来るようにするためのもので
ある。本例では板状の突起としたが他にも丸ピン形状や
中空の筒状突起など、あくまで樹脂基台１の外部に保持
を目的とした突起物として成っていることが特徴であ
る。

【００１３】上記実施例に特有の効果は透明樹脂を介し
て紫外線を透過出来る機能はそのままに、レーザチップ
やフォトダイオードが樹脂内部に封止され防じん性等が
向上していること及び全体が樹脂で被われているため取
り扱い性が向上していることである。また工具等とのか
ねあいもあるが光源ユニット６の外部に突起状の保持部
を設けることにより、より安定した紫外線効果接着剤を
使用した固着が可能であることである。

【００１４】（第３の実施例）図５は本発明の第３の実
施例を示す図面であり、光源装置として組みつけた時の
斜視図である。この中で各番号は前記実施例と同様であ
るので説明は省略する。それら以外では２２は設置匡体
１０に固定してつくりこまれた接着ピン、２３は設置匡
体１０に開けられた出射窓であり、２４は樹脂基台１に
つくりこまれた接着穴である。

【００１５】次に上記構成において図５は第３の実施例
であり、光源装置として組みつけた図であるが、これら
は基本的には第１の実施例で述べたもの、あるいは第２
の実施例で述べたものと同様に透明の樹脂基台１に対
し、レーザチップやフォトダイオードを表面上あるいは
内部に封止して取りつけもののいずれかを光源ユニット
６としながら設置匡体にとりつけたものである。本例で
の特徴は樹脂基台１にあらかじめ成形時に接着穴２４が
つくりこまれていることであって、その穴を利用して設
置匡体１０に光源ユニットがとりつけられている点であ
る。更に詳しく述べると、一般的にはやはり樹脂でつく
られる設置匡体の一部として接着ピン２２を具備させて
おき、それらに対し接着穴２４が嵌合するようにし、穴
とピンのすきまを利用してそこに紫外線効果接着剤を塗
布し、その後、固着するという形態をとる。この場合接
着剤を固めるための紫外線はやはり樹脂基台１を通過し
て照射されることになり、穴とピンのすき間は光学的位
置合わせをする際の調整しろの役目も果たす。また当然
設置匡体１０の一部には出射窓２３が設けられ、レーザ
光が支障なく出射出来るようにしながら、コリメータレ
ンズ１４に対し光学的位置合わせがされ固定される。ま
たこれらピンと穴の嵌合形態は接着剤の硬化時に発生す
る接着剤の収縮の影響の防止、つまり穴に対して接着剤
が全周を被うことになるため光源ユニットが接着剤硬化
時に光軸に対し垂直面側にずれて移動しにくいという作
用を行なうし、当然、光軸方向にも移動しにくくなって
いる。一方、本図では設置匡体１０の壁面（垂直な面）
に対してとりつけたものを示しているが、設置匡体１０
は従来例で述べた光学ユニットを参考にすれば壁面に対
して床面（水平な面）、つまりコリメータレンズ１４を
設置する側の床面に対してそれら光源ユニット６が上向
きの接着穴を具備するように設置されても同様の作用は
行なえる。

【００１６】上記実施例に特有の効果は接着穴や接着ピ
ンの位置を比較的自由に選ぶことが出来、組みつけ性を
考慮した工程設定が可能であること。使用する接着剤の
量が比較的少量ですむことなどのメリットがある。

【００１７】尚、上述した各実施例では、少なくとも一
部が透明な樹脂基台をスキャナユニットの枠体（図７の
４０参照）に直接接着するものを示したが、コリメータ
レンズを保持する保持体（図６の３３参照）に接着する
構成でもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モールド成形により簡単につくられる少なくとも接着剤
を塗布する面の近傍が部分的に透明な樹脂基台にレーザ
チップをとりつけることにより従来の金属パッケージ型
半導体レーザよりも部材費の低減が可能となる。

【００１９】透明で紫外線を透過する樹脂基台を光源装
置としての直接の組み付け部材として使用し、それら光
源ユニットは紫外線硬化接着剤を介して３次元調整して
固定するものであるため構成部品数が低減出来、コスト
ダウンと小型化が達成出来る。また、基台の透明部に紫
外線を通して、基台と、スキャナユニットの枠体やコリ
メータレンズを保持する保持部材と、を接着するので、
紫外線を接着面に均一に照射することができ、効率的に
接着を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る光源ユニットの横
断面図。

【図２】本発明の第１の実施例に係る光源装置として組
みつけた時の横断面図。

【図３】本発明の第２の実施例に係る光源ユニットの横
断面図。

【図４】本発明の第２の実施例に係る光源ユニットの斜
視図。

【図５】本発明の第３の実施例に係る光源装置の斜視
図。

【図６】従来例に係る光源ユニットの断面図。

【図７】従来例に係る光学ユニットの斜視図。

【符号の説明】

１ 樹脂基台 ２ レーザチップ ３ 金属端子 ４ フォトダイオード ５ ボンディングワイヤー １０ 設置匡体 １１ 紫外線硬化接着剤 １４ コリメータレンズ １５ 絞り １６ ２０ 保持部 ２２ 接着ピン ２３ 出射窓 ２４ 接着穴 ３０ 従来の光源ユニット ３１ 金型パッケージ型半導体レーザ ３２ 鏡筒 ３３ ホルダ ３４ 台座 ３５ 回路基板 ３６ ネジ ３７ 光学ユニット ３８ ポリゴンミラー ３９ 走査レンズ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー光発光チップと、この発光チッ
   プを保持する基台と、を有する光源装置において、 上記基台は少なくとも一部が透明な樹脂から成ることを
   特徴とする光源装置。
2. 【請求項２】 上記基台全体が透明な樹脂であることを
   特徴とする請求項１の光源装置。
3. 【請求項３】 上記光源装置は画像信号に応じて変調さ
   れたレーザー光を出射するスキャナユニットに用いら
   れ、上記基台が紫外線硬化接着剤によってスキャナユニ
   ットに取付けられていることを特徴とする請求項１の光
   源装置。
4. 【請求項４】 上記光源装置はコリメータレンズを保持
   する保持部材と一体に用いられ、上記基台が紫外線硬化
   接着剤によって保持部材に取付けられていることを特徴
   とする請求項１の光源装置。
5. 【請求項５】 上記光源装置は更に、上記発光チップか
   らのバックビームを受光するフォトダイオードを有し、
   このフォトダイオードと上記発光チップは上記基台の透
   明部を間に挟んで配置されていることを特徴とする請求
   項１の光源装置。
6. 【請求項６】 上記発光チップは上記基台内部に埋め込
   まれていることを特徴とする請求項１の光源装置。
7. 【請求項７】 レーザー光発光チップとこの発光チップ
   を保持する少なくとも一部が透明な樹脂基台を有する光
   源装置を他部材に取付ける光源装置の取付方法であっ
   て、光源装置と他部材の間に紫外線硬化接着剤を介在さ
   せる工程と、樹脂基台の透明部に紫外線を通して紫外線
   硬化接着剤を硬化させる工程と、を有することを特徴と
   する光源装置の取付方法。
8. 【請求項８】 上記発光チップをとりつけた上記樹脂基
   台は上記接着剤によって上記他部材に固定される前に光
   学的に三次元位置調整されることを特徴とする請求項７
   の光源装置の取付方法。
9. 【請求項９】 上記樹脂基台は、その一部に穴部を有
   し、この穴部と上記他部材から出たピンとを嵌合させる
   工程と、紫外線硬化接着剤を穴部とピンの間に介在させ
   る工程と、基台と他部材を光学的に三次元位置調整する
   工程と、接着剤を硬化させる工程と、を有することを特
   徴とする請求項７の光源装置の取付方法。