JPS60117871A - 半導体レ−ザ光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は半導体レーザ素子を組込んた記録用の光源装置
に関し、さらに詳しくは、半導体レーサ素子の温度り昇
に伴う出力変動を低減するようにした半導体レーザ素子
一体型の光源装置に関するものである。

従来技術 近年、半導体レーザ素子（以後ＬＤ素子と略記する）か
実用化され、画像信号等の出力装置における記録用光源
としての応用・実用化が進められている。

ＬＤ素子は一般に、小型、高出力であると共に、特別な
変調器を用いなくとも、パルス電源によって直接的な変
調か可能であるために、カスレーサの場合のように光学
素子を分散配置する必要がなく、従って、プリンタや各
種記録装置への組込みに際しては、レンズ系を含めて光
源部を一体的に構成し、光源装置として小型化を図るこ
とができる。

一方、ＬＤ素子は、周囲温度の変化や内８１≦温度の変
化に伴って出力か変動するため、特に出力レベルを制御
することによって階調性を持たせた記録を行う場合等に
おいては、このような温度変化に伴う出力変動を極力防
止するような対策が必要である。このため、ＬＤ素子に
対しては、電流にょって熱の吸収・放出を行うペルチェ
効果を利用した電子冷却素子（以後、単にペルチェ素子
と記す）を用いて、素子内で発生した熱を吸収して他へ
放出するような対策か講じられている。

然るに、■述したように、ＬＤ素子の特性を生かすため
には、コリメータレンズ等のレンズ系をＬＤ素子と一体
的に組込んで光源装置を構成することか好ましいか、Ｌ
Ｄ素子又はＬＤ素子が取付けられる部材を冷却して温度
制御を行う関係上、レンズの支持部材をＬＤ素子と共通
の部材に取付けると、レンズの支持部材は周囲温度と冷
却された温度の影響を受け、特に光源装置の起動時等に
おいて急激な冷却か行われたときに、レンズやその支持
部材に歪みを生じ、ＬＤ素子との関係において正確な光
学特性か維持できなくなるといった問題点かあった。

このため、従来は冷却部とレンズ系とをそれぞれ別の支
持部材に取付けてから共通の基台に取付けるようにして
、冷却又は冷却に伴う放熱による熱かレンズ系に影響を
与えないようになされていたか、これては　ＬＤ素子と
レンズ系との位置調整かきわめて困難であるばかりか、
ＬＤ素子とレンズ基との間に特別な防塵用の遮蔽を施し
て、ＬＤ素子の光射出部を保護する等の必要かあり、製
造りあるいはコスト七不利であり、ＬＤ素子を用いた光
源装置としては不十分なものであった。特にＬＤ素子を
用いた光源装置においては、ＬＤ素子の光射山部中心と
レンズの光軸とを正確に一致させることか要求され≠枦
るため、■、Ｄ素子とレンズ系の相対的な位置調整の困
難性は、実用上大きな問題となっていた。

目　的 本発明はこのような点に着目してなされたもので、上記
従来の欠点を解消し、小型でかつ安定した出力を得るこ
とかでき、しかもレンズとＬＤ素子間の位置調整か容易
な光源装置を提供することを目的とするものである。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明装置を用いた画像記録装置（１）の構成
を概略的に示す断面図てあり、まずこの図１こよって画
像記録装置（１）の構成及び動作を簡単に説明する。

画像記録装置（１）は、たとえは銀塩フィルム等の感光
性フィルム（Ｆ）に、画像信号に基いて変調されたレー
ザビームにより画像の書き込みを行うものであって、フ
ィルム（Ｆ）はサプライカセット（１０）内に積層保持
されており、ピックアップ機構（１］）によって最」二
の１枚か持ち七けられ、送り出しローラ（］２）によっ
てフィルム保持プレート（１３）七に送り出される。こ
のとき、ブツシュレバー（１４）はフィルムに当接しな
い位置まで持ち上けられている。保持プレート（１３）
はフィルム（Ｆ）よす長く設定されており、フィルム（
Ｆ）はストッパー（］５）に当接する手前で一旦停止さ
れる。

この状態で、ブツシュレバー（１４）か時計回動してフ
ィルムの後端を前方に押し、フィルム（Ｆ）前端カスト
ツバ（１５）に当接すると、プソノユレハー（１４）は
反時計回動してフィルム（Ｆ）かう離れテ停止する。次
いてストッパ（１５）か時計回動してフィルム（Ｆ）の
通路を開放し、ブツシュレバー（１４）カ再び時計回動
してフィルム（Ｆ）の後端を押して、常時反時計回転し
ているドラム（１６）と、それに転接する押えローラ（
１７）、（＋８）との間へフィルム（Ｆ）を送り込む。

フィルム（Ｆ）はローラ（＋７）　、（１８）の間で搬
送されつつレーザビームにより画像露光され、排出カセ
ット（１９）内に落下して保持される。

レーザビームは、画像記録装置（］）のＬ部１こ設置さ
れた光学ホックス（５０）内の反射ミラー（５１）を介
して、ローラ（１７）　、（１８）間に照射されるもの
であって、光学ボックス（５０）は、装置本体に対して
ヒンノ（７１）にて矢印（ａ）方向に回動可能に支持さ
れている開閉ユニット（７０）内に設置されており、開
閉ユニット（７０）と一体的に装置本体から開放可能で
ある。

第２図は光学ボックス（５０）内における各光学要素の
配置関係を示す平面図である。

レーザビームは光源装置（＋００）から変調を受けつつ
照射され、高速回転するポリコンミラー（５２）。

トロイダルレンズ（５３）、　ｆｏレンス（５４）及び
、反射ミラー（５１）を介して、同期して搬送されるフ
ィルム（Ｆ）　ｈに画像情報の書き込みを行うものであ
る。

なお、ポリゴンミ′ラー（５２）から反射ミラー（５１
）に至る光学系の構成及びレーザビームの変調装置等に
ついては、本発明とは直接関係かないのでそ光源装置（
１００）の構成を第３図樹子第５図により説明する。

第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の光源
装置（１００）の構成を示す左側面図、断面図、右側面
図であり、第３図（ｂ）は第３図（ａ）、（Ｃ）の両側
面図に一点鎖線で示す位置における断面図である。

なお、第３図（ａ）に示す側面かレーザビームの射出面
、第３図（、ｂ）に示す側面かＬＤ素子の取付部側であ
って、光学ボックス（５０）の光源装置取付台板（５０
ａ）　（第２図参照）には、固定部材（１０１）の底面
（１０１ａ）か対向するようにしてネジ止め等によって
設置される。また第４図（ａ）は光源装置（１００）の
分解斜視図であり、光軸を一点鎖線で、その他の部材の
取付は位置の関係を二点鎖線で示し、第４図（ｂ）には
銅やアルミ等の熱伝導性の良い材料から成る取付部材（
４，０２）を被覆する断熱材の形状を示す。

図において、固定部材（１ｏ１）は銅やアルミ等の熱伝
導性材料からなり、その面（１０１＋））には、ペルチ
ェ素子（１０３）を挾んで上記取付部材（１０２）がネ
ジ（１０４）　（複数であるか図には簡略化のため１本
のみ示す。）で取付けられる。ペルチェ素子（＋０３）
は、固定部材（１０１）　ノ面（１０１ｂ）と対向する
面（＋０３１））か放熱面、取付部材（１０２）と対向
する面（１０３ａ）が吸熱面となるように供給電流の方
向が設定されており、通電されることにより、取付部材
（１０２）を冷却し、固定部材（１０１）を介して光学
ボックス（５ｏ）の合板（５０ａ）に放熱する。なお、
ペルチェ素子（１０３）と固定部材（１０１）、取イ」
部材（＋０２）との間は、補うようにする。また、ネジ
（＋０４）による取付部材（１０２）の固定部材（１０
１）への取付に際し、絶縁性かつ断熱性のスペーサ（＋
０５）やカラー（１０６）　等を介在させて、取付部材
（１０２）と固定部材（１０１）とを熱的あるいは電気
的に絶縁する。

ＬＤ素子（１０７）は、たとえば雲母のような、絶縁性
でかつ熱伝導性の良い材料から成るシール材（１０８）
を介して取伺部材（１０２）に密着保持されるものであ
るか、その取付けは、ＬＤ素子（１０７）のり〜ド線（
１０７ａ）のための貫通孔（１０８ａ）を有するホルタ
−（１０８）によってＬＤ素子（１０７）の背面を押え
、ネジ（１０９）　（左右一対）により取付部材（１０
２）に固定することにより行う。ホルダー（１０８）は
、取付部材（１０２）の凹部（１０２ａ）に若干の間隙
をもって嵌合するようになっており、その間隙には板バ
ネ（１１０）、（１１１）かはめ込まれて、第５図にそ
の要部を拡大して示すように、偏心カム（１０２ｅ）　
、（１０２ｆ）によって位置調整可能に構成されている
。

取付部材（１０２）にはまた、サーミスタ等の感温素子
（１１２）か取付けられており、取付部材（１０２）の
温度かＥ昇するとペルチェ素子（１０３）に電流を供給
するように、図示しない温調回路と関連付は取付部材（
１０２）の外周部（１０２ｂ）及び外＃ｌ：曲（１０２
ｃ）には、第４図（ｂ）に示すような断熱ソール（１］
３ａ）（１１３ｂ）かそれぞれ接着等により被覆されて
いる。

取付部材（１０２）の被覆面（］０２ｃ）と対向する而
（１０２ｄ）には、高分子系の樹脂から成る断熱材（１
１４）を介して、コリメータレンズ（＋１５）を納めた
レンズ鏡胴（１１６）か、団素子（１０７）＋７）光射
出ヘット部（１０７ｂ）を覆うように固定される。固定
の方法は、第３図（ｂ）に示すように、まず断熱材（１
１４）にヒス（ｌ　Ｉ　７）によって鏡胴（１１６）を
固定し、次いて断熱Ｕ’（］］４）をビス（１１８）に
よって取付部材（１０２）に固定する。

ビス（１］７）の頭は取付部材（１０２）には接触しな
いように、断熱材（１１４）のビス孔には凹部が形成さ
れ、取付部材（１０２）と鏡胴には熱的に遮断される。

コリメータレンズ（１１５）は、バネ部材（１１９）を
介して鏡胴（＋１６）内に挿入され、バネ部材（１１９
）カ鏡ＩＩＦＩ　（１１６）内部の段部（１］６ａ）と
コリメータレンズ（１１５）外周の段部（］１５ａ）と
の間に介在することにより、鏡胴前端部に押χ部材（１
２０）かねじ賃金されるときに、その弾力に抗してコリ
メータレンズ（１１５）か押し込まれ、コリメータレン
ズ（１１５）のカタつきか防止されるようになっている
。

さらに、ンリンドリカルレンズ（１２１）はホルダ（１
２２）に保持されており、ホルダ（１２２）に設けられ
た円弧状の長穴（１２２ａ）を介してネジ（１２３）で
支持部材（１２４）に固定されるようになっている。支
持部材（１２４）は固定部材（１０１）の前方端面（］
０４Ｃ）にネジ固定されるものであるか、ホルダ（１２
２）の円形凸部（１２２ｂ）と嵌合する開孔（１２４ａ
）を有しており、ホルダ（１２２）はこの開孔（１２４
ａ）に嵌合し、上記円弧状の長穴（１−２２１）の範囲
内で回転方向に位置調整可能なように設定されており、
ビーム径か角度によって異なるＬＤ素子によるレーザビ
ームの方向か調整できるよう１こなっている。

リドのように構成される光源装置（１００）において、
コリメータレンズ（１１５）の鏡胴（１１６）は、ＬＤ
素子（１０７）の光射出部を覆うようにＬＤ素子（１０
７）と共通の取付部材（１０２）に取付けられるため、
ＬＤ素子（１０７）との間の相対的な位置精度をきわめ
て高くすることができ、しかもＬＤ素子（１０７）の光
射出端面を保護する機能を兼ねており、構成を簡略化す
ることかできる。これは鏡胴（１，１６）を、断熱材（
１１４）を介して取付部材（＋０２）に取付け、ＬＤ素
子（１０７）又はペルチェ素子（１０３）による熱的な
影響か鏡胴（１］６）にまで及はないようにしたことに
よって達成されたものである。

さらに、本発明の光源装置（１００）においては、横 固定部材（１０１）に対して溝方向に取付部材（＋０２
）を突出させ、その突出部側にＬＤ素子（＋０７）やレ
ンズ系を配設しであるので、レンス系がペルチェ素子（
１０３）の放熱による温度の影響を受けにくい。

なお、以」二の説明における各部材の材質や形状あるい
は取付けの手段等は、本発明の技術思想の範囲において
適宜に選択あるいは変更されて良く、実施例の如く限定
されるものではない。

す、上説明したように本発明は、半導体レー妻素子を用
いて光記録用のレーザビームを発射する光源装置であっ
て、半導体レーザ素子が取付けられ、熱伝導性の良い材
料から成る取付は部材と、該取付部材を冷却する冷却素
子とを備えたものにおいて、ト記半導体レーザ素子の光
射出ヘッド部を覆うように断熱材を介してレンズ鏡胴を
１記取付部材に固定した半導体レーザが光源装置である
から、半導体レーザ素子とレンズ要素とを共通の支持体
に取付けることによって両者の相対的な位置精度を高く
することができ、しかもレンズ要素に対するレーザ素子
の熱や冷却による温度変化の影響を最小限におさえるこ
とができ、半導体レーザ素子を用いた光源装置としての
利点を最大限に発揮できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザビーム記録装置の構成を概略的に示す断
面図、第２図はその光学ボックス内の光学要素の配置関
係を示す平面図、第３図（ａ）、（ｂ）。 （Ｃ）はそれぞれ光源装置の構成を示す左側面、断面、
右側面図、第４図（ａ）は光源装置の分解斜視図、第４
図（ｂ）はその断熱シールの形状を示す斜視図及び第５
図は半導体レーザ素子の位置調整機構を示す要部拡大図
である。 ５０・・光学ボックス　１００・・・光源装置１０１　
・固定部材、　］＋０２　取付部材１０３・・・ペルチ
ェ素子、 １０７　・半導体レーザ素子、１１４　断熱部材１１５
・・・コリメータレンズ、１１６・・鏡胴出願人　ミノ
ルタカメラ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザ素子を用いて光記録用のレーザビーム
   を発射する光源装置であって、半導体レーザ素子か取付
   けられ、熱伝導性の良い材料から成る取付は部材と、該
   取付部材を冷却する冷却素子とを備えたものにおいて、 上記半導体レーザ素子の光射出ヘッド部を覆うように断
   熱材を介してレンズ鏡胴を上記取付部材ｌこ固定したこ
   とを特徴とする半導体レーザ光源装置。