JPH0593881A - レーザー光源装置 - Google Patents
レーザー光源装置Info
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- JPH0593881A JPH0593881A JP3256649A JP25664991A JPH0593881A JP H0593881 A JPH0593881 A JP H0593881A JP 3256649 A JP3256649 A JP 3256649A JP 25664991 A JP25664991 A JP 25664991A JP H0593881 A JPH0593881 A JP H0593881A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱変化による結像状態の変化を抑制し、画質
が低下するのを防止する。 【構成】 レーザー発生部１１とこのレーザー発生部１
１からのレーザー５をコリメートするコリメーターレン
ズ１２とが所定の距離関係を保つように支持する支持部
材の熱変化による前記距離の変化量と、熱変化によるレ
ーザー５の波長の変化に伴うコリメーターレンズ１２の
焦点距離の変化量との差が、前記コリメーターレンズ１
２の許容焦点深度内にあるようにしたことを主たる特徴
とする。
が低下するのを防止する。 【構成】 レーザー発生部１１とこのレーザー発生部１
１からのレーザー５をコリメートするコリメーターレン
ズ１２とが所定の距離関係を保つように支持する支持部
材の熱変化による前記距離の変化量と、熱変化によるレ
ーザー５の波長の変化に伴うコリメーターレンズ１２の
焦点距離の変化量との差が、前記コリメーターレンズ１
２の許容焦点深度内にあるようにしたことを主たる特徴
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー発生部を有す
るレーザー光源装置に関し、例えば電子写真方式にて画
像を形成する複写機やファクシミリ、レーザー・ビーム
・プリンタ等に利用される光ビーム走査装置のレーザー
光源装置であって、特にレーザー発生部とこのレーザー
発生部からのレーザーをコリメートするコリメーターレ
ンズとを所定の距離関係を保つように支持したレーザー
光源装置に関するものである。
るレーザー光源装置に関し、例えば電子写真方式にて画
像を形成する複写機やファクシミリ、レーザー・ビーム
・プリンタ等に利用される光ビーム走査装置のレーザー
光源装置であって、特にレーザー発生部とこのレーザー
発生部からのレーザーをコリメートするコリメーターレ
ンズとを所定の距離関係を保つように支持したレーザー
光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザー発生部から出射されるレーザー
は画像信号により変調されており、コリメーターレンズ
等の光学系を経た後感光体等に結像されて、画像信号通
りの画像を形成する。
は画像信号により変調されており、コリメーターレンズ
等の光学系を経た後感光体等に結像されて、画像信号通
りの画像を形成する。
【０００３】この画像形成が高解像度で高精度に達成さ
れるためには、各光学系の位置関係が正確に定められな
ければならない。
れるためには、各光学系の位置関係が正確に定められな
ければならない。
【０００４】しかしレーザー光源装置は、レーザーの出
射による温度上昇と周辺部の温度上昇とによって、レー
ザー発生部とコリメーターレンズとを所定の距離関係に
支持する支持部材が大きく熱膨張し、この熱膨張のため
前記レーザー発生部とコリメーターレンズとの所定の距
離関係が変化してしまう。
射による温度上昇と周辺部の温度上昇とによって、レー
ザー発生部とコリメーターレンズとを所定の距離関係に
支持する支持部材が大きく熱膨張し、この熱膨張のため
前記レーザー発生部とコリメーターレンズとの所定の距
離関係が変化してしまう。
【０００５】一方レーザー光源装置では、レーザー発生
部からのレーザーをレーザー発生部に極く近い位置に設
けたコリメーターレンズによりコリメートすることによ
り小型化が図られている。
部からのレーザーをレーザー発生部に極く近い位置に設
けたコリメーターレンズによりコリメートすることによ
り小型化が図られている。
【０００６】このためにコリメーターレンズは、極く近
い位置にあるレーザー発生部のレーザー出射位置に焦点
位置を持つ極く短焦点であるレンズとされており、前記
距離関係の変化による結像状態への影響は特に大きい。
い位置にあるレーザー発生部のレーザー出射位置に焦点
位置を持つ極く短焦点であるレンズとされており、前記
距離関係の変化による結像状態への影響は特に大きい。
【０００７】特開昭５５−４３５７７号公報は、これに
対処したレーザー光源装置を開示している。
対処したレーザー光源装置を開示している。
【０００８】このものは、レーザー発生部とコリメータ
ーレンズとを所定の距離関係に支持している各支持部材
の総熱変形量が、コリメーターレンズの許容焦点深度内
にあるようにしている。
ーレンズとを所定の距離関係に支持している各支持部材
の総熱変形量が、コリメーターレンズの許容焦点深度内
にあるようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのものでも、
経時的な昇温とともにレーザーの結像状態が変化し、画
質低下の原因になっている。
経時的な昇温とともにレーザーの結像状態が変化し、画
質低下の原因になっている。
【００１０】この点につき本発明者が実験し考察したと
ころ、昇温に伴うレーザー自体の波長の変化によりコリ
メーターレンズの焦点距離が変化し、前記結像状態に影
響していることが判明した。
ころ、昇温に伴うレーザー自体の波長の変化によりコリ
メーターレンズの焦点距離が変化し、前記結像状態に影
響していることが判明した。
【００１１】本発明は、前記昇温によるコリメーターレ
ンズの焦点距離の変化が、焦点位置をレーザー発生部に
対し後方にずらせるように働き、前記支持部材の熱変化
が前記焦点位置をレーザー発生部に対し前方にずらせる
ように働くと云う、さらなる知見に基づき、それらの熱
変化がコリメーターレンズの許容焦点深度内に相殺され
るようにして、前記従来のような問題のないレーザー光
源装置を提供することを目的とするものである。
ンズの焦点距離の変化が、焦点位置をレーザー発生部に
対し後方にずらせるように働き、前記支持部材の熱変化
が前記焦点位置をレーザー発生部に対し前方にずらせる
ように働くと云う、さらなる知見に基づき、それらの熱
変化がコリメーターレンズの許容焦点深度内に相殺され
るようにして、前記従来のような問題のないレーザー光
源装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を達成
するため、レーザー発生部とこのレーザー発生部からの
レーザーをコリメートするコリメーターレンズとを所定
の距離関係を保つように支持したレーザー光源装置にお
いて、前記支持を行う支持部材の熱変化による前記距離
の変化量と、熱変化によるレーザーの波長の変化に伴う
コリメーターレンズの焦点距離の変化量との差が、前記
コリメーターレンズの許容焦点深度内にあるようにした
ことを主たる特徴とするものである。
するため、レーザー発生部とこのレーザー発生部からの
レーザーをコリメートするコリメーターレンズとを所定
の距離関係を保つように支持したレーザー光源装置にお
いて、前記支持を行う支持部材の熱変化による前記距離
の変化量と、熱変化によるレーザーの波長の変化に伴う
コリメーターレンズの焦点距離の変化量との差が、前記
コリメーターレンズの許容焦点深度内にあるようにした
ことを主たる特徴とするものである。
【００１３】支持部材のコリメーターレンズ鏡筒を固定
する支持面の隣接部に、コリメーターレンズ鏡筒から離
れる逃げ部を形成し、コリメーターレンズ鏡筒の光軸方
向一箇所を前記支持面に接着により固定するように構成
することができる。
する支持面の隣接部に、コリメーターレンズ鏡筒から離
れる逃げ部を形成し、コリメーターレンズ鏡筒の光軸方
向一箇所を前記支持面に接着により固定するように構成
することができる。
【００１４】
【作用】本発明の主たる上記構成によれば、レーザー発
生部周辺の温度上昇に伴い支持部材が熱膨張してレーザ
ー発生部とコリメーターレンズとの距離を大きくし、コ
リメーターレンズの焦点位置をレーザー発生部に対して
前方にずらせるように働くのに対し、レーザーは波長が
大きくなってコリメーターレンズの焦点距離を大きく
し、コリメーターレンズの焦点位置がレーザー発生部に
対して後方にずらせるように働く。そして前記支持部材
の熱変化量とコリメーターレンズの焦点距離の変化量と
の差が、前記コリメーターレンズの許容焦点深度内とな
るようにしてあるので、前記何れの熱変化によってもレ
ーザー発生部とコリメーターレンズの焦点位置との関係
がコリメーターレンズの許容焦点深度内となるように保
たれ、レーザーの結像状態を一定にすることができる。
生部周辺の温度上昇に伴い支持部材が熱膨張してレーザ
ー発生部とコリメーターレンズとの距離を大きくし、コ
リメーターレンズの焦点位置をレーザー発生部に対して
前方にずらせるように働くのに対し、レーザーは波長が
大きくなってコリメーターレンズの焦点距離を大きく
し、コリメーターレンズの焦点位置がレーザー発生部に
対して後方にずらせるように働く。そして前記支持部材
の熱変化量とコリメーターレンズの焦点距離の変化量と
の差が、前記コリメーターレンズの許容焦点深度内とな
るようにしてあるので、前記何れの熱変化によってもレ
ーザー発生部とコリメーターレンズの焦点位置との関係
がコリメーターレンズの許容焦点深度内となるように保
たれ、レーザーの結像状態を一定にすることができる。
【００１５】コリメーターレンズの鏡筒の一箇所を支持
部材の支持面に接着により固定するのに、支持部材の支
持面に隣接する部分にコリメーターレンズ鏡筒から離れ
る逃げ部が形成されていると、粘度の低い接着剤を相互
間に流し込んで接着するようにしても、支持面以外での
コリメーターレンズ鏡筒との接触部に接着剤が回ってコ
リメーターレンズ鏡筒の余分な部分をも支持部材に固定
してまうようなことを防止し、鏡筒の熱変化によるコリ
メーターレンズの位置変化の基点を確定しておくことが
できる。
部材の支持面に接着により固定するのに、支持部材の支
持面に隣接する部分にコリメーターレンズ鏡筒から離れ
る逃げ部が形成されていると、粘度の低い接着剤を相互
間に流し込んで接着するようにしても、支持面以外での
コリメーターレンズ鏡筒との接触部に接着剤が回ってコ
リメーターレンズ鏡筒の余分な部分をも支持部材に固定
してまうようなことを防止し、鏡筒の熱変化によるコリ
メーターレンズの位置変化の基点を確定しておくことが
できる。
【００１６】
【実施例】図１〜図６に示す本発明の第１の実施例とし
てのレーザー光源装置について説明する。
てのレーザー光源装置について説明する。
【００１７】本実施例のレーザー光源装置は、図１〜図
４に示すように、半導体レーザー１１と、半導体レーザ
ー１１からのレーザー５をコリメートするコリメーター
レンズ１２と、平凸レンズ１３と、出射するレーザー５
の横断面形状を最終的に例えば長径：短径＝１０：１程
度に規制するアパーチャー１４とを有している。
４に示すように、半導体レーザー１１と、半導体レーザ
ー１１からのレーザー５をコリメートするコリメーター
レンズ１２と、平凸レンズ１３と、出射するレーザー５
の横断面形状を最終的に例えば長径：短径＝１０：１程
度に規制するアパーチャー１４とを有している。
【００１８】本実施例ではさらに半導体レーザー１１か
ら発せられる長径と短径との比が３：１程度である楕円
形横断面形状のレーザー５を、前記長径と短径との比が
前記１０：１に近い極く偏平な楕円形に偏平化する２つ
のプリズム１５、１６が途中に設けられている。
ら発せられる長径と短径との比が３：１程度である楕円
形横断面形状のレーザー５を、前記長径と短径との比が
前記１０：１に近い極く偏平な楕円形に偏平化する２つ
のプリズム１５、１６が途中に設けられている。
【００１９】この２つのプリズム１５、１６は半導体レ
ーザー１１から発せられるレーザー５を２段階に屈折さ
せ、光軸に傾きが生じないようにしている。
ーザー１１から発せられるレーザー５を２段階に屈折さ
せ、光軸に傾きが生じないようにしている。
【００２０】コリメーターレンズ１２、平凸レンズ１
３、アパーチャー１４およびプリズム１５、１６は溝型
材に近い形状の第１の支持体２１上に光軸方向に配設し
て取付けられている。
３、アパーチャー１４およびプリズム１５、１６は溝型
材に近い形状の第１の支持体２１上に光軸方向に配設し
て取付けられている。
【００２１】第１の支持体２１のコリメーターレンズ１
２が設けられている後端に、第２の支持体２２が当てが
われ、ねじ２３によって固定されている。
２が設けられている後端に、第２の支持体２２が当てが
われ、ねじ２３によって固定されている。
【００２２】第２の支持体２２の中央に透孔２４が設け
られ、この透孔２４にレーザ基台２５を後方から圧入さ
れて、透孔２４途中の後ろ向き段差面２６に当てがい、
レーザ基台２５から前方に突出したレーザー保持台２７
の先端部に半導体レーザー１１を保持し、前記コリメー
ターレンズ１２の光軸上に位置させている。
られ、この透孔２４にレーザ基台２５を後方から圧入さ
れて、透孔２４途中の後ろ向き段差面２６に当てがい、
レーザ基台２５から前方に突出したレーザー保持台２７
の先端部に半導体レーザー１１を保持し、前記コリメー
ターレンズ１２の光軸上に位置させている。
【００２３】第２の支持体２２の後面には半導体レーザ
ー駆動回路基板２８を当てがい取付けてある。
ー駆動回路基板２８を当てがい取付けてある。
【００２４】レーザー保持台２７から発せられるレーザ
ー５は、コリメーターレンズ１２によって平行光にされ
た後、プリズム１５、１６により適当な縦横比を持った
横断面楕円状の光に偏平化され、さらに平凸レンズ１
３、アパーチャー１４を経て必要な縦横比を持った帯状
光とされて出射される。
ー５は、コリメーターレンズ１２によって平行光にされ
た後、プリズム１５、１６により適当な縦横比を持った
横断面楕円状の光に偏平化され、さらに平凸レンズ１
３、アパーチャー１４を経て必要な縦横比を持った帯状
光とされて出射される。
【００２５】この出射されるレーザー５は、例えば図示
しない面倒れ補正用のシリンドリカルレンズを経た後ポ
リゴンミラーに向けられて、このポリゴンミラーにより
偏向され、感光体上に結像されてこれを主走査し、感光
体が副走査移動していることとで、前記レーザー５を変
調した画像信号通りの画像を感光体上に形成する。
しない面倒れ補正用のシリンドリカルレンズを経た後ポ
リゴンミラーに向けられて、このポリゴンミラーにより
偏向され、感光体上に結像されてこれを主走査し、感光
体が副走査移動していることとで、前記レーザー５を変
調した画像信号通りの画像を感光体上に形成する。
【００２６】ここで、コリメーターレンズ１２が半導体
レーザー１１からのレーザー５を平行光にするのには、
半導体レーザー１１のレーザー５出射位置に、コリメー
ターレンズ１２の焦点位置が一致していることが必要で
ある。そしてこれに狂いが生じると、前記平凸レンズ１
３を介して感光体上に結像する状態が変化してしまう。
レーザー１１からのレーザー５を平行光にするのには、
半導体レーザー１１のレーザー５出射位置に、コリメー
ターレンズ１２の焦点位置が一致していることが必要で
ある。そしてこれに狂いが生じると、前記平凸レンズ１
３を介して感光体上に結像する状態が変化してしまう。
【００２７】したがって前記位置条件を保つために、半
導体レーザー１１とコリメーターレンズ１２とが所定の
距離関係に設定される。
導体レーザー１１とコリメーターレンズ１２とが所定の
距離関係に設定される。
【００２８】しかしレーザー５の出射によって各部が経
時的に昇温していくと、前記所定の距離関係を保つ部
材、すなわち第１の支持体２１、第２の支持体２２、レ
ーザー保持台２７およびコリメーターレンズ１２の鏡筒
２９が熱変化する。つまり熱膨張し、前記所定の距離関
係を変化させる。
時的に昇温していくと、前記所定の距離関係を保つ部
材、すなわち第１の支持体２１、第２の支持体２２、レ
ーザー保持台２７およびコリメーターレンズ１２の鏡筒
２９が熱変化する。つまり熱膨張し、前記所定の距離関
係を変化させる。
【００２９】また半導体レーザー１１から出射されるレ
ーザー５の波長λは、電子写真方式の画像形成に用いる
感光体の感光特性から例えばλ＝７８０ｎｍ付近のレー
ザー５を用いる場合を考えると、前記の昇温に対し図５
に示すような波長の変化を示す。
ーザー５の波長λは、電子写真方式の画像形成に用いる
感光体の感光特性から例えばλ＝７８０ｎｍ付近のレー
ザー５を用いる場合を考えると、前記の昇温に対し図５
に示すような波長の変化を示す。
【００３０】レーザー５の波長が変化すると、これに対
するコリメーターレンズ１２の焦点距離が、図６に示す
ように変化する。したがって例え前記所定の位置関係に
あっても、コリメーターレンズ１２の焦点距離の変化に
よって前記半導体レーザー１１のレーザー５出射位置と
コリメーターレンズ１２の焦点位置とにずれが生じる。
するコリメーターレンズ１２の焦点距離が、図６に示す
ように変化する。したがって例え前記所定の位置関係に
あっても、コリメーターレンズ１２の焦点距離の変化に
よって前記半導体レーザー１１のレーザー５出射位置と
コリメーターレンズ１２の焦点位置とにずれが生じる。
【００３１】したがって前記結像状態に影響し画質が低
下することになる。
下することになる。
【００３２】そこでこれらのことを解消するのに、本実
施例では、コリメーターレンズ１２を中間位置に保持し
ているいる鏡筒２９のコリメーターレンズ１２よりも後
方位置の一箇所を、第１の支持体２１の周壁内面の支持
面２１ｂに接着材３１によって接着し固定している。
施例では、コリメーターレンズ１２を中間位置に保持し
ているいる鏡筒２９のコリメーターレンズ１２よりも後
方位置の一箇所を、第１の支持体２１の周壁内面の支持
面２１ｂに接着材３１によって接着し固定している。
【００３３】鏡筒２９はまた前記接着による固定点の近
傍を板ばね３２によって前記第１の支持体２１上に押圧
され、前記接着による固定点を中心とした鏡筒２９の熱
変形に影響しないように安定化が図られている。３３は
板ばね３２の取付けねじである。
傍を板ばね３２によって前記第１の支持体２１上に押圧
され、前記接着による固定点を中心とした鏡筒２９の熱
変形に影響しないように安定化が図られている。３３は
板ばね３２の取付けねじである。
【００３４】以上のような支持構造上、熱変形時の半導
体レーザー１１とコリメーターレンズ１２との所定の距
離関係に変化を及ぼすのは、図２に示すように段差面２
６を半導体レーザー１１の取付け基準面として考えた場
合、第２の支持体２２の段差面２６から第１の支持体２
１との接合面までの寸法Ｌ1 と、第１の支持体２１と鏡
筒２９との固定点から鏡筒２９のコリメーターレンズ１
２保持位置までの鏡筒２９の寸法Ｌ2 と、前記第１の支
持体２１と第２の支持体２２との接合面から前記第１の
支持体２１の鏡筒２９固定点までの第１の支持体２１の
寸法Ｌ3 、前記段差面２６からレーザー保持台２７の半
導体レーザー１１を支持している支持点までのレーザー
保持台２７の寸法Ｌ4 との熱変化である。
体レーザー１１とコリメーターレンズ１２との所定の距
離関係に変化を及ぼすのは、図２に示すように段差面２
６を半導体レーザー１１の取付け基準面として考えた場
合、第２の支持体２２の段差面２６から第１の支持体２
１との接合面までの寸法Ｌ1 と、第１の支持体２１と鏡
筒２９との固定点から鏡筒２９のコリメーターレンズ１
２保持位置までの鏡筒２９の寸法Ｌ2 と、前記第１の支
持体２１と第２の支持体２２との接合面から前記第１の
支持体２１の鏡筒２９固定点までの第１の支持体２１の
寸法Ｌ3 、前記段差面２６からレーザー保持台２７の半
導体レーザー１１を支持している支持点までのレーザー
保持台２７の寸法Ｌ4 との熱変化である。
【００３５】これら寸法Ｌ1 〜Ｌ4 の熱変化量は前記各
部材の材質と、実際寸法とによって決定するし、寸法Ｌ
1 〜Ｌ3 の熱変化は半導体レーザー１１とコリメーター
レンズ１２との距離関係を大きくしてコリメーターレン
ズ１２の焦点位置を半導体レーザー１１の前方にずれる
ように働くのに対し、寸法Ｌ4 は半導体レーザー１１と
コリメーターレンズ１２との距離関係を小さくして、コ
リメーターレンズ１２の焦点距離が半導体レーザー１１
の後方へずれるように働く。
部材の材質と、実際寸法とによって決定するし、寸法Ｌ
1 〜Ｌ3 の熱変化は半導体レーザー１１とコリメーター
レンズ１２との距離関係を大きくしてコリメーターレン
ズ１２の焦点位置を半導体レーザー１１の前方にずれる
ように働くのに対し、寸法Ｌ4 は半導体レーザー１１と
コリメーターレンズ１２との距離関係を小さくして、コ
リメーターレンズ１２の焦点距離が半導体レーザー１１
の後方へずれるように働く。
【００３６】したがって前記各支持部材の材質と、寸法
Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 と、寸法Ｌ4 との設定によって、寸法
Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 の熱変化と、寸法Ｌ4 の熱変形との相
殺を図ることができ、前記半導体レーザー１１とコリメ
ーターレンズ１２との距離関係を所定の範囲内に収める
ことができる。
Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 と、寸法Ｌ4 との設定によって、寸法
Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 の熱変化と、寸法Ｌ4 の熱変形との相
殺を図ることができ、前記半導体レーザー１１とコリメ
ーターレンズ１２との距離関係を所定の範囲内に収める
ことができる。
【００３７】なお前記第１の支持体２１の支持面２１ｂ
に隣接する隣接部は、鏡筒２９から離れる逃げ部２１ａ
に形成されている。
に隣接する隣接部は、鏡筒２９から離れる逃げ部２１ａ
に形成されている。
【００３８】これによって接着剤３１に粘性の低いもの
を採用し、これを支持面２１ｂと鏡筒２９との間に流し
込んで接着を行う簡易な方法によっても、接着剤３１が
支持面２１ｂ以外の部分に回って、鏡筒２９を支持面２
１ａ以外の部分との間でも接着してしまうことが回避さ
れる。
を採用し、これを支持面２１ｂと鏡筒２９との間に流し
込んで接着を行う簡易な方法によっても、接着剤３１が
支持面２１ｂ以外の部分に回って、鏡筒２９を支持面２
１ａ以外の部分との間でも接着してしまうことが回避さ
れる。
【００３９】したがって鏡筒２９の熱変化が支持面２１
ｂへの接着による固定点を基準にして両側に伸び縮みす
るようになされ、鏡筒２９の熱変化によるコリメーター
レンズ１２の位置ずれの方向および位置ずれ量を一義的
に規定できる。
ｂへの接着による固定点を基準にして両側に伸び縮みす
るようになされ、鏡筒２９の熱変化によるコリメーター
レンズ１２の位置ずれの方向および位置ずれ量を一義的
に規定できる。
【００４０】一方半導体レーザー１１とコリメーターレ
ンズ１２とが所定の距離関係に保たれても、半導体レー
ザー１１から出射するレーザー５の、昇温による波長λ
の変化によってコリメーターレンズ１２の焦点距離が変
化してコリメーターレンズ１２の焦点位置が半導体レー
ザー１１の後方にずれるように働く。
ンズ１２とが所定の距離関係に保たれても、半導体レー
ザー１１から出射するレーザー５の、昇温による波長λ
の変化によってコリメーターレンズ１２の焦点距離が変
化してコリメーターレンズ１２の焦点位置が半導体レー
ザー１１の後方にずれるように働く。
【００４１】そこでこれをも相殺するように、前記支持
構造上の熱変化についてはコリメーターレンズ１２の焦
点位置が半導体レーザー１１から前方にずらせるように
設定し、前記レーザー５の波長λの変化によりコリメー
ターレンズ１２の焦点位置が波長λの後方にずれるよう
に働くことと相殺させる。
構造上の熱変化についてはコリメーターレンズ１２の焦
点位置が半導体レーザー１１から前方にずらせるように
設定し、前記レーザー５の波長λの変化によりコリメー
ターレンズ１２の焦点位置が波長λの後方にずれるよう
に働くことと相殺させる。
【００４２】したがって、寸法Ｌ1 ＋Ｌ2 ＋Ｌ3 の変化
量＞寸法Ｌ4 の変化量の関係とし、これらの差として支
持構造上生じるコリメーターレンズ１２の焦点位置の変
位量δ1 と、レーザー５の波長λの変化により生じるコ
リメーターレンズ１２の焦点位置の変位量δ2 との差
が、コリメーターレンズ１２の許容焦点深度の範囲内に
収まるようにする。
量＞寸法Ｌ4 の変化量の関係とし、これらの差として支
持構造上生じるコリメーターレンズ１２の焦点位置の変
位量δ1 と、レーザー５の波長λの変化により生じるコ
リメーターレンズ１２の焦点位置の変位量δ2 との差
が、コリメーターレンズ１２の許容焦点深度の範囲内に
収まるようにする。
【００４３】前記各寸法Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 およびＬ4 の
熱変化量は、それら寸法と第１の支持体２１、第２の支
持体２２、レーザー保持台２７および鏡筒２９の材質に
応じた線熱膨張係数とによって決定する。
熱変化量は、それら寸法と第１の支持体２１、第２の支
持体２２、レーザー保持台２７および鏡筒２９の材質に
応じた線熱膨張係数とによって決定する。
【００４４】ちなみに第１の支持体２１および第２の支
持体２２はアルミニウム製、レーザー保持台２７は銅製
と、それぞれ材質が同じであったり、異なったりする
が、第１の支持体２１、第２の支持体２２、レーザー保
持台２７および鏡筒２９のそれぞれの線熱膨張係数を便
宜上α1 、α2 、α3 、α4 として支持構造上の半導体
レーザー１１とコリメーターレンズ１２との距離の熱変
化量δ1 の計算式を示せば、以下の通りである。
持体２２はアルミニウム製、レーザー保持台２７は銅製
と、それぞれ材質が同じであったり、異なったりする
が、第１の支持体２１、第２の支持体２２、レーザー保
持台２７および鏡筒２９のそれぞれの線熱膨張係数を便
宜上α1 、α2 、α3 、α4 として支持構造上の半導体
レーザー１１とコリメーターレンズ１２との距離の熱変
化量δ1 の計算式を示せば、以下の通りである。
【００４５】 δ1 ＝（Ｌ1 ・α1 ＋Ｌ2 ・α2 ＋Ｌ3 ・α3 ）−（Ｌ4 ・α4 ）………１ 次にレーザー５の波長変動γ0 は、温度ＴC に対し、γ
0 ＝λ／℃であり、波長変動に伴うコリメーターレンズ
１２の焦点距離ｆ0 の変動量γ1 は、波長λに対してγ
1 ＝ｆ0 ／λである。
0 ＝λ／℃であり、波長変動に伴うコリメーターレンズ
１２の焦点距離ｆ0 の変動量γ1 は、波長λに対してγ
1 ＝ｆ0 ／λである。
【００４６】これによりレーザー５の波長λの変化によ
るコリメーターレンズ１２の焦点距離の変動量、つまり
焦点位置の変位量δ2 は、 δ2 ＝γ0 ・γ1 ＝ｆ0 ／ＴC …………………………………………………２ で与えられる。
るコリメーターレンズ１２の焦点距離の変動量、つまり
焦点位置の変位量δ2 は、 δ2 ＝γ0 ・γ1 ＝ｆ0 ／ＴC …………………………………………………２ で与えられる。
【００４７】したがって、コリメーターレンズ１２の許
容焦点深度Ｃとした場合、前記半導体レーザー１１とコ
リメーターレンズ１２との距離の熱変化量δ1 とレーザ
ー５の波長λの変化によるコリメーターレンズ１２の焦
点位置の熱変化量δ2 との差δ0 （＝δ1 −δ2）は δ0 ＜Ｃ……………………………………………………………………３ に設定される。
容焦点深度Ｃとした場合、前記半導体レーザー１１とコ
リメーターレンズ１２との距離の熱変化量δ1 とレーザ
ー５の波長λの変化によるコリメーターレンズ１２の焦
点位置の熱変化量δ2 との差δ0 （＝δ1 −δ2）は δ0 ＜Ｃ……………………………………………………………………３ に設定される。
【００４８】なお平凸レンズ１３の焦点距離をｆ2 とし
た場合、コリメーターレンズ１２の焦点距離ｆ1 との関
係から、縦倍率βは β＝（ｆ2 ／ｆ1 ）2 ……………………………………………………………４ である。
た場合、コリメーターレンズ１２の焦点距離ｆ1 との関
係から、縦倍率βは β＝（ｆ2 ／ｆ1 ）2 ……………………………………………………………４ である。
【００４９】したがってｆ2 ＞＞ｆ1 の光学系とするこ
とにより、コリメーターレンズ１２の焦点距離ｆ1 の変
動量は結像点においてβ倍変動するのに対し、平凸レン
ズ１３の焦点距離ｆ2 の変動量は結像点において影響し
ない。
とにより、コリメーターレンズ１２の焦点距離ｆ1 の変
動量は結像点においてβ倍変動するのに対し、平凸レン
ズ１３の焦点距離ｆ2 の変動量は結像点において影響し
ない。
【００５０】本実施例においては Ｌ1 ＝２．５×１０-3ｍ Ｌ2 ＝６．５×１０-3ｍ Ｌ3 ＝６×１０-3ｍ Ｌ4 ＝１．３×１０-3ｍ α1 ＝２１．５×１０-6 １／℃ α2 ＝１１．５×１０-6 １／℃ α3 ＝２１．５×１０-6 １／℃ α4 ＝１６．５×１０-6 １／℃ δ1 ＝２．４×１０-7 ｍ／℃＝０．２４ μｍ／℃ γ0 ＝０．２ ｎｍ／℃ γ1 ＝１ μｍ／ｎｍ δ2 ＝０．２ μｍ／℃ δ＝０．０４ μｍ／℃ β＝１０2 ＝１００ Ｃ＝０．０５ μｍ／℃ なお本実施例においては波長変動に伴うコリメータレン
ズの焦点距離の変動量γ1 にあわせてコリメータレンズ
は高屈折率低分散型の材質を用いている。
ズの焦点距離の変動量γ1 にあわせてコリメータレンズ
は高屈折率低分散型の材質を用いている。
【００５１】図７、図８に示す本発明の第２の実施例
は、第１の実施例におけるコリメーターレンズ１２と平
凸レンズ１３と、プリズム１５、１６とを一体に形成し
たブロックレンズ４１を採用した点と、これを鏡筒なし
にそのまま第１の支持体２１上に固定した点を特徴とし
ている。
は、第１の実施例におけるコリメーターレンズ１２と平
凸レンズ１３と、プリズム１５、１６とを一体に形成し
たブロックレンズ４１を採用した点と、これを鏡筒なし
にそのまま第１の支持体２１上に固定した点を特徴とし
ている。
【００５２】本実施例においては Ｌ1 ＝２．５×１０-3ｍ Ｌ2 ＝５×１０-3ｍ Ｌ3 ＝６．９×１０-3ｍ Ｌ4 ＝１．３×１０-3ｍ α1 ＝２１．５×１０-6 １／℃ α2 ＝７．５×１０-6 １／℃ α3 ＝２１．５×１０-6 １／℃ α4 ＝１６．５×１０-6 １／℃ δ1 ＝２．２×１０-7 ｍ／℃＝０．２２ μｍ／℃ γ0 ＝０．２ ｎｍ／℃ γ1 ＝１ μｍ／ｎｍ δ2 ＝０．２ μｍ／℃ δ＝０．０２ μｍ／℃ このような構造上、第１の実施例の場合に比し格段に簡
略化するし、半導体レーザー１１とブロックレンズ４１
のコリメーターレンズ部１２ａとの距離の熱変化の要素
を、鏡筒がない分だけ単純化している。したがって設計
が容易となる。
略化するし、半導体レーザー１１とブロックレンズ４１
のコリメーターレンズ部１２ａとの距離の熱変化の要素
を、鏡筒がない分だけ単純化している。したがって設計
が容易となる。
【００５３】
【発明の効果】本発明の主たる特徴によれば、レーザー
発生部からレーザーが出射されて昇温していくと、支持
部材が熱膨張してレーザー発生部とコリメーターレンズ
との距離を大きくし、コリメーターレンズの焦点位置を
レーザー発生部に対して前方にずらせるように働くのに
対し、レーザーは波長が大きくなってコリメーターレン
ズの焦点距離を大きくし、コリメーターレンズの焦点位
置がレーザー発生部に対して後方にずらせるように働
き、そして前記支持部材の熱変化量とコリメーターレン
ズの焦点距離の変化量との差が、前記コリメーターレン
ズの許容焦点深度内となるようにしてあるので、前記何
れの熱変化によってもレーザー発生部とコリメーターレ
ンズの焦点位置との関係がコリメーターレンズの許容焦
点深度内となるように保たれ、レーザーの結像状態を一
定にすることができ、昇温により画質が低下するような
ことが回避される。
発生部からレーザーが出射されて昇温していくと、支持
部材が熱膨張してレーザー発生部とコリメーターレンズ
との距離を大きくし、コリメーターレンズの焦点位置を
レーザー発生部に対して前方にずらせるように働くのに
対し、レーザーは波長が大きくなってコリメーターレン
ズの焦点距離を大きくし、コリメーターレンズの焦点位
置がレーザー発生部に対して後方にずらせるように働
き、そして前記支持部材の熱変化量とコリメーターレン
ズの焦点距離の変化量との差が、前記コリメーターレン
ズの許容焦点深度内となるようにしてあるので、前記何
れの熱変化によってもレーザー発生部とコリメーターレ
ンズの焦点位置との関係がコリメーターレンズの許容焦
点深度内となるように保たれ、レーザーの結像状態を一
定にすることができ、昇温により画質が低下するような
ことが回避される。
【００５４】コリメーターレンズの鏡筒の一箇所を支持
部材の支持面に接着により固定するのに、支持部材の支
持面に隣接する部分にコリメーターレンズ鏡筒から離れ
る逃げ部が形成されており、粘度の低い接着剤を用いて
接着するときでも、支持面以外でのコリメーターレンズ
鏡筒との接触部に接着剤が回ってコリメーターレンズ鏡
筒の余分な部分をも支持部材に固定してまうようなこと
を防止し、鏡筒の熱変化によるコリメーターレンズの位
置変化の基点を一定にすることができるので、容易な組
立作業にて高精度を達成することができる。
部材の支持面に接着により固定するのに、支持部材の支
持面に隣接する部分にコリメーターレンズ鏡筒から離れ
る逃げ部が形成されており、粘度の低い接着剤を用いて
接着するときでも、支持面以外でのコリメーターレンズ
鏡筒との接触部に接着剤が回ってコリメーターレンズ鏡
筒の余分な部分をも支持部材に固定してまうようなこと
を防止し、鏡筒の熱変化によるコリメーターレンズの位
置変化の基点を一定にすることができるので、容易な組
立作業にて高精度を達成することができる。
【図１】本発明が適用された第１の実施例としてのレー
ザー光源装置の全体の構造を示す斜視図である。
ザー光源装置の全体の構造を示す斜視図である。
【図２】図１の装置の水平面上での断面図である。
【図３】図１の装置の垂直面上での断面図である。
【図４】図１の装置のコリメーターレンズの取付け状態
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】光ビームの温度変化に対する波長の変化の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図６】光ビームの波長の変化に対するコリメーターレ
ンズの焦点距離の変化の関係を示すグラフである。
ンズの焦点距離の変化の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施例としてのレーザー光源装
置を示す垂直面上での断面図である。
置を示す垂直面上での断面図である。
【図８】図７の装置の平面図である。 ５ 光ビーム １１ 半導体レーザー １２ コリメーターレンズ １２ａ コリメーターレンズ部 １３ 平凸レンズ ２１ 第１の支持体 ２１ａ 逃げ部 ２１ｂ 支持面 ２２ 第２の支持体 ２４ 透孔 ２５ レーザ基台 ２６ 段差面 ２７ レーザー保持台 ２９ 鏡筒 ３１ 接着剤 ４１ ブロックレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４ Ｚ 7251−5Ｃ (72)発明者 西谷 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザー発生部とこのレーザー発生部か
らのレーザーをコリメートするコリメーターレンズとを
所定の距離関係を保つように支持したレーザー光源装置
において、 前記支持を行う支持部材の熱変化による前記距離の変化
量と、熱変化によるレーザーの波長の変化に伴うコリメ
ーターレンズの焦点距離の変化量との差が、前記コリメ
ーターレンズの許容焦点深度内にあるようにしたことを
特徴とするレーザー光源装置。 - 【請求項２】 支持部材のコリメーターレンズ鏡筒を固
定する支持面の隣接部に、コリメーターレンズ鏡筒から
離れる逃げ部が形成され、コリメーターレンズ鏡筒の光
軸方向一箇所を前記支持面に接着により固定している請
求項１に記載のレーザー光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256649A JPH0593881A (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | レーザー光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256649A JPH0593881A (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | レーザー光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593881A true JPH0593881A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17295548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3256649A Pending JPH0593881A (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | レーザー光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0593881A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003820A3 (ja) * | 2003-07-08 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | ビーム整形光学装置、光ヘッド及び光情報媒体駆動装置 |
| JP2006133458A (ja) * | 2004-11-05 | 2006-05-25 | Ricoh Co Ltd | 鏡筒の固定構造、レンズブロック、画像読み取りユニット及び画像形成装置 |
| JP2011013345A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Kyocera Mita Corp | 画像形成装置における走査光学系 |
| CN102305968A (zh) * | 2011-09-14 | 2012-01-04 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种激光扩束镜换位机构 |
-
1991
- 1991-10-03 JP JP3256649A patent/JPH0593881A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003820A3 (ja) * | 2003-07-08 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | ビーム整形光学装置、光ヘッド及び光情報媒体駆動装置 |
| US7529043B2 (en) | 2003-07-08 | 2009-05-05 | Panasonic Corporation | Beam shaping optical device, optical head, and optical information medium drive unit |
| JP2006133458A (ja) * | 2004-11-05 | 2006-05-25 | Ricoh Co Ltd | 鏡筒の固定構造、レンズブロック、画像読み取りユニット及び画像形成装置 |
| JP2011013345A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Kyocera Mita Corp | 画像形成装置における走査光学系 |
| CN102305968A (zh) * | 2011-09-14 | 2012-01-04 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种激光扩束镜换位机构 |
| CN102305968B (zh) | 2011-09-14 | 2012-11-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种激光扩束镜换位机构 |
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