JP2002006248A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組付け工程の簡略化が容易で、製造コストの
低廉な光源装置を提供する。 【解決手段】 光源装置Ｅは、光源である半導体レーザ
Ｓを保持するレーザホルダ１０と、レーザ光をビーム形
状に成形するコリメータレンズＣを保持し半導体レーザ
Ｓと所定位置に配せられるレンズホルダ４０と、半導体
レーザＳを変調制御する回路基板Ｐと、前記回路基板に
貫通形成されて半導体レーザのリードピンＳ１０ａ〜ｄ
を取り付けるリードピン接続孔（取付孔）Ｐ１０とを備
えて構成される。取付孔Ｐ１０には、回路基板Ｐの半導
体レーザＳ側に開拡するすり鉢状の案内孔Ｐ１１が、取
付孔Ｐ１０内に向かってリードピンＳ１０ａ〜ｄの先端
を誘導（案内）する案内手段として形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタやレーザファクシミリ等の画像記録装置や、半導体
レーザを利用する光ディスクのピックアップユニット等
に用いられる光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームやレーザファクシミリ等の
画像記録装置や、半導体レーザを利用する光ディスクの
ピックアップユニット等に用いられる光源装置は、半導
体レンズ及びコリメータレンズを回路基板と結合させた
ユニットとして形成される。

【０００３】図９に、この種の光源装置を搭載する走査
光学装置の一般的な構成を示す。

【０００４】ユニット化された光源装置Ｅ０から発生さ
れたレーザ光ｒ０はシリンドリカルレンズＣ０を経てポ
リゴンミラーＲ０に照射され、これによって走査偏向さ
れ、結像レンズＦ０を経て折返しミラーＭ０によって反
射され、図示しない感光ドラムの表面に結像される。感
光ドラムに結像されるレーザ光は、ポリゴンミラーＲ０
の回転よる主走査および感光ドラムの回転による副走査
によって静電潜像を形成する。また、ポリゴンミラーＲ
０によって偏向走査されたレーザ光の一部分は検出ミラ
ーＢ０によって走査開始信号検出器Ｄ０へ導入され、走
査開始信号検出器Ｄ０の出力信号によって、光源装置Ｅ
０の半導体レーザが書き込み変調を開始する。なお、光
源装置Ｅ０、ポリゴンミラーＲ０、結像レンズＦ０、検
出ミラーＢ０、走査開始信号検出器Ｄ０、折り返しミラ
ーＭ０等は筐体Ｈ０に取付けられ、光学箱Ｈ０の上部開
口は図示しないふたによって閉塞される。

【０００５】図１０に光源装置Ｅ０の模式断面図を示
す。

【０００６】Ｈ０は、光源装置Ｅ０を取付ける嵌合穴Ｈ
１００を壁面に有する走査光学装置などの光学箱であ
る。Ｓ０は、光源であるところの半導体レーザである。
Ｓ１００はリードピンである。Ｐ０は、半導体レーザＳ
０を駆動するIＣ（不図示）を有する回路基板である。
１００はレーザホルダである。レーザホルダ１００は、
円筒部１１０の内周部１２０の一端に前記半導体レーザ
Ｓ０を圧入保持し、円筒部１１０の半導体レーザＳ０側
には、光学箱Ｈ０の嵌合穴Ｈ１００に験合する円筒部１
３０と、光学箱Ｈ０に光源装置Ｅ０をねじＫ１００にて
固定する取付け部１４０と、回路基板Ｐ０と半導体レー
ザＳ０を接続しねじＫ２００にて固定する取付け部１５
０等を設けることによって構成されている。

【０００７】Ｐ１００はねじＫ２００のねじ穴である。
Ｐ２００は半導体レーザＳ０のリードピンＳ１００の貫
通穴である。Ｃ０は、半導体レーザＳ０のレーザ光を所
定のビーム形状に成形するコリメータレンズである。２
００はレーザホルダである。このレーザホルダは、コリ
メータレンズＣ０を内蔵する取付穴２１０と半導体レー
ザＳ０のレーザ光を所定のスポット形状にする光学絞り
２２０を有するところのレンズ保持部２３０と、内周部
２５０をレーザホルダ１００の円筒部１１０の半導体レ
ーザ保持部と反対側部位と外嵌し接着部となる円筒部２
４０とが一体的に形成されることによって構成されてい
る。上記樽成において、半導体レーザＳ０は、レーザホ
ルダ１００の円筒部１１０の内周部１２０に庄入され固
定保持される。

【０００８】次に半導体レーザＳ０及び回路基板Ｐ０の
組付けについて説明する。

【０００９】図１０に示すように、回路基板Ｐ０上のリ
ードピン用孔Ｐ２００は半田付けの作業性やパターン配
線など考慮され配置される。一般的に半導体レーザＳ０
のリードピンＳ１００の配置より大きい円周上にリード
ピン用孔Ｐ３００は形成される。

【００１０】したがって、半導体レーザＳ０のリードピ
ンＳ１００を回路基板Ｐ０のリードピン用孔Ｐ３００に
貫通するには、まずリードピンＳ１００の形状を矯正す
る必要がある。

【００１１】図１１〜１４に、リードピンＳ１００の形
状の矯正工程を示す。

【００１２】先ず図１１には、リードピンＳ１００の形
状を矯正する治具を示す。Ｔ１００は先端に各リードピ
ンＳ１００を所定間隔で係止する爪状部Ｔ１１０を有す
る一対のチャックであり、各チャックＴ１００はそれぞ
れ矢印方向に動作してリードピンＳ１００の形状を矯正
する。

【００１３】また図１２，１３に示すように、チャック
Ｔ１００によりリードピンＳ１００が回路基板Ｐ０のリ
ードピン用孔Ｐ２００の配置に合致する間隔および回路
基板Ｐ０のリードピン用孔Ｐ２００への挿入方向に沿っ
た形状になるように矯正される。なお、図中の斜線部Ｍ
１０はチャックＴ１００の動作領域を示し、この範囲で
はレーザホルダ１００に部位を構成することができない
領域である。この状態で、回路基板Ｐ０が矢印Ｙ２方向
に移動し、リードピンＳ１００がリードピン用孔Ｐ３０
０に挿入され、この後爪状部材が待避し、図１４に示す
ように、ねじＫ２００による回路基板Ｐ０とレーザホル
ダ１００の固定、リードピンＳ１００を回路基板Ｐ０上
のパターン（不図示）に半田Ｎにて固着し、回路基板Ｐ
０と半導体レーザＳ０およびレーザホルダ１００との組
付けが完了する。

【００１４】コリメータレンズＣ０は、レンズホルダ２
００の取付穴２１０に嵌合され、接着或いは熱溶着等に
よって固定保持される。

【００１５】半導体レーザＳ０を保持するレーザホルダ
１００と、コリメータレンズＣ０を保持するレンズホル
ダ２００とは、レンズホルダ２００の内周部とレーザホ
ルダ１００の円筒部１１０の外周部の径方向の隙間範囲
で、半導体レーザＳ０のレーザ光とコリメータレンズＣ
０の光軸合わせを行い、レンズホルダ２００の光軸方向
の摺動で、コリメータレンズＣ０の焦点合わせを行う。

【００１６】この後に、レンズホルダ２００とレーザホ
ルダ１００を接着固定等を行うことによって一体化し、
光源装置Ｅ０の組立が完了する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の装置には、その製造過程において、半導体レーザＳ０
のリードピンＳ１００の形状を回路基板Ｐ０のリードピ
ン用孔Ｐ３００の配置に対応させ矯正するための治具や
組立工程が必要となる。

【００１８】また、回路基板Ｐ０とレーザホルダ１００
との範囲ではリードピンＳ１００が外部に露出された状
態となる。

【００１９】このため、以下のような問題があった。 ・矯正用治具の矯正動作領域を確保するのために半導体
レーザＳ０の圧入位置やレーザホルダ１００の形状に制
約を与える。

【００２０】・リードピンＳ１００の数が多くなるに従
い、矯正治具が複雑になり、矯正工程の煩雑性を増す。

【００２１】・リードピンＳ１００の露出部で電気的ノ
イズの影響を受け易くなる。 本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、半導体レーザと回路基板との組付け工
程を簡略化して低組立コストの光源装置を提供すること
にある。

【００２２】また、本発明の他の目的は、半導体レーザ
の耐ノイズ性を向上させ、電気的安定性・信頼性の高い
光源装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光源である半導体レーザを保持するレー
ザホルダと、レーザ光を所定のビーム形状に成形するコ
リメータレンズを保持し前記半導体レーザと所定位置関
係に配せられるレンズホルダと、前記半導体レーザを変
調制御する回路基板と、前記回路基板に貫通形成されて
半導体レーザのリードピンを取り付ける取付孔とを有し
てなる光源装置において、前記半導体レーザのリードピ
ンの形状を矯正しつつ、該リードピンを前記回路基板上
の前記取付孔に導入せしめる案内手段を備えることを要
旨とする。

【００２４】前記案内手段は、前記半導体レーザのリー
ドピンの形状を矯正しつつ、該リードピンを前記取付孔
へ導入するのがよい。

【００２５】また、前記案内手段は、取り付け孔の一部
をなし、回路基板から半導体レーザ側に向かって開口す
るすり鉢状の案内孔を有してなるのが好ましい。

【００２６】上記構成によれば、半導体レーザと回路基
板の接続部に設けられた案内手段は、半導体レーザのリ
ードピン形状の高精度な矯正を必要することなく、リー
ドピンの回路基板の取付孔への挿入・組付けができるよ
うになる。

【００２７】また、前記案内手段の少なくとも外周部
は、接地された導電性材料によって形成されるのが好ま
しい。

【００２８】上記構成によれば、案内手段のシールド材
がリードピン部で外部ノイズによる誤作動などの影響が
軽減されるようになる。

【００２９】また、前記半導体レーザは、複数の発光点
を有していてもよい。

【００３０】一般に、半導体レーザの発光点数によって
リードピンの本数も増加する。上記構成によれば、リー
ドピン本数が多い場合であれ、上記案内手段がリードピ
ン形状の矯正を容易ならしめ、リードピンの回路基板の
取付孔への挿入・組付けが迅速且つ確実に行われる。さ
らに、上記シールド材が、各発光点の変調信号用リード
ピンに対して外部ノイズによる誤動作などの影響を軽減
する。

【００３１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の特
徴を最もよく表わす図画として、図１に光源装置Ｅの模
式断面、図２に半導体レーザと回路基板の半導体レーザ
接続部を示す。

【００３２】Ｓは２つの発光点を有する光源であるとこ
ろの半導体レーザであり、J１０及びJ２０は、夫々発光
点ＬＤ１及びＬＤ２のレーザ光である（図２参照）。

【００３３】Ｓ１０ａ〜ｄはリードピンである。本実施
の形態においてＳ１０ａ及びＳ１０ｂは、各発光点ＬＤ
１及びＬＤ２の変調信号用であり、その数は一般的に発
光点の数に対応する。Ｓ２０はステムである。

【００３４】Ｐは半導体レーザＳを駆動するためのIＣ
（不図示）を備えた回路基板である。Ｐ１０はリードピ
ンＳ１０ａ〜ｄを回路基板Ｐに半田接続すべく、同回路
基板に貫通形成されたリードピン接続孔（取付孔）であ
る。リードピン接続孔（取付孔）Ｐ１０には、回路基板
Ｐの半導体レーザＳ側に開拡するすり鉢状の案内孔Ｐ１
１が、同孔Ｐ１０内に向かってリードピンＳ１０ａ〜ｄ
の先端を誘導（案内）する案内手段として形成されてい
る。Ｐ１２は回路基板Ｐをレーザホルダ１０（後述）に
固定する取付け用ねじＫ１のねじ穴である。なお、回路
基板Ｐは上述の取付孔Ｐ１０を形成するのに充分な厚さ
で構成される。１０は半導体レーザＳを保持するレーザ
ホルダである。１１は内部がレーザ光の光路となる円筒
部である。１２は円筒部１１の内周部の一端に前記半導
体レーザＳを保持する圧入穴である。１３は円筒部１１
の半導体レーザＳ側に設けられる光学箱Ｈ（不図示）の
嵌合穴Ｈ１０（不図示）に嵌合する環部である。１４は
円筒部１１の半導体レーザＳ側に設けられるフランジで
ある。１５は、光源装置Ｅと光学箱ＨをねじＫ２にて固
定する取付け部である。１６は、回路基板Ｐと半導体レ
ーザＳを接続しねじＫ２にて固定する取付け部。Ｃは、
半導体レーザＳのレーザ光を略平行光化するコリメータ
レンズである。４０はレンズホルダである。４１は、コ
リメータレンズＣを内蔵する取付穴である。４２は、半
導体レーザＳのレーザ光Ｊ１０（Ｊ２０）を所定のスポ
ット形状にする光学絞りである。４３は、内周部４４を
レーザホルダ１０の円筒部１１の半導体レーザ保持部と
反対側部位とで外嵌することによって形成され、接着部
をなす円筒部である。

【００３５】上記構成において、半導体レーザＳはレー
ザホルダ１０の円筒部１１の圧入穴１２に直接圧入され
固定保持される。

【００３６】図３〜図５に半導体レーザＳの回路基板Ｐ
への組立工程を示す。

【００３７】図３に示すように、回路基板Ｐの取付孔Ｐ
１０とレーザホルダ１０に圧入保持された半導体レーザ
ＳのリードピンＳ１０ａ〜ｄの位置を合致するように治
具（不図示）などで保持され、回路基板Ｐを矢印Ｙ方向
に移動させる。

【００３８】図４のように回路基板Ｐの移動に伴い、リ
ードピンＳ１０ａ〜ｄは取付孔Ｐ１０の一部をなす案内
孔Ｐ１１のすり鉢状面に沿って導かれ、図５に示すよう
にリードピンＳ１０ａ〜ｄは案内孔Ｐ１１のすり鉢状面
などで形状を矯正されながら挿入され、リードピンＳ１
０ａ〜ｄを半田接続する為に回路基板Ｐの表面から少し
突出した状態で、同回路基板Ｐへの取付けが完了する。

【００３９】そして、ねじＫ１にて回路基板Ｐとレーザ
ホルダ１０との固定、リードピンＳ１０ａ〜ｄの回路基
板Ｐへの半田付けＮにより、半導体レーザＳとレーザホ
ルダ１０と回路基板Ｐとが一体化される。

【００４０】コリメータレンズＣは、レンズホルダ４０
の取付穴４１に嵌合され、接着或いは熱溶着などで固定
保持される。

【００４１】半導体レーザＳを保持するレーザホルダ１
０と、コリメータレンズＣを保持するレンズホルダ４０
は、レンズホルダ４０の内周部とレーザホルダ１０の円
筒部１１の外周部との径方向の隙間範囲で、半導体レー
ザＳのレーザ光とコリメータレンズＣの光軸合わせを行
い、レンズホルダ４０の光軸方向の摺動で、コリメータ
レンズＣの焦点合わせを行う。

【００４２】この後、レンズホルダ４０とレーザホルダ
１０を接着固定などで一体化して、光源装置Ｅとなる。
なお、半導体レーザＳの各リードピンＳ１０ａ〜１０ｄ
の配置・間隔に対して、各リードピン導入孔５１の配置
・間隔が著しく異なる場合には、予めリードピンＳ１０
ａ〜ｄを矯正治具や矯正補助部品（不図示）によって予
備的矯正した後、上述の回路基板Ｐとの組立を行なう。

【００４３】［第１の実施の形態による特有の効果］案
内孔が、半導体レーザのリードピンを回路基板の取付孔
（貫通孔）へ導くための案内手段を構成することとな
る。よって、リードピン形状矯正の為の治具・組立工程
が不要となり組立コストを低減でき、矯正治具の動作領
域などに起因するレーザホルダ形状の制約を懸念するこ
となく、設計自由度向上や部品の小型化、ひいては製品
の低コスト化が容易に実現されるようになる。

【００４４】回路基板の取付孔（貫通孔）へ導くための
案内手段が回路基板内に構成されるため、製品のさらな
る低コスト化が可能となる。

【００４５】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態にかかる光源装置について、第１の実施の
形態と異なる点を中心に図を参照して説明する。

【００４６】図６には、本発明の第２の実施の形態にか
かる光源装置Ｅ１についてその模式断面を示し、図７及
び図８には、同光源装置に組み込まれる半導体レーザの
リードピン案内手段及び回路基板のリードピン接続部を
併せ示す。

【００４７】５０は半導体レーザＳのリードピンＳ１０
ａ〜ｄを回路基板Ｐに形成されたリードピン接続孔（取
付孔）Ｐ２０に導くためのリードピン案内手段である。
リードピン案内手段５０は、略円板状の絶縁体によって
形成される。５１はリードピン導入孔であり、半導体レ
ーザＳ側に開拡するすり鉢状の案内孔５２が形成されて
いるリードピンＳ１０ａ〜ｄを回路基板Ｐに半田接続す
る。６０は導電材で形成される円筒状のシールド部あ
り、リードピン案内手段５０の円板状外周部に外嵌固定
される。Ｐ２１はＧＮＤパターンである。上述のリード
ピン案内手段５０および回路基板Ｐは、リードピン導入
孔５１と回路基板上のリードピン接続孔（取付孔）Ｐ２
０との位置を合致させた状態で、シールド部６０と回路
基板Ｐ上のＧＮＤパターンＰ２１が半田Ｐ２２で接続固
定され一体化される（図８参照）。

【００４８】上記回路基板以外の光源装置の構成及び調
整・組立方法は、前述した第１の実施の形態と同様であ
り、リードピン導入孔５１及び案内孔５２は、夫々第１
の実施の形態のリードピン接続孔Ｐ１０及び案内孔Ｐ１
１に対応する。

【００４９】［第２の実施の形態に特有の効果］半導体
レーザのリードピンを覆う案内手段に形成されるグラン
ドパターンと接続された導電性材料は電気ノイズによる
影響を受け難くするシールド効果を有するので、半導体
レーザの電気的安定性を向上することができるようにな
る。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、回路基板に形成されたリードピン案内手段が、半導
体レーザのリードピン形状を装着する回路基板の接続部
の形状・位置に矯正するので、半導体レーザと回路基板
の組立を容易・低コストで実現できるようになる。

【００５１】また第２の発明によれば、リードピン案内
手段が有するシールド部材が、リードピン部での電気ノ
イズによる誤動作などを防止するので、低コストな棉成
で電気的安定性を向上させることができるようになる。

【００５２】また第３の発明によれば、変調信号用リー
ドピンの本数が多くなる複数の発光点を有する半導体レ
ーザの場合、上述した第１・第２の発明による効果がさ
らに向上し、組立容易・低コストで電気的安定性の高い
光源装置を実現することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる光源装置の
模式断面図。

【図２】同実施の形態にかかる半導体レーザと回路基板
の半導体レーザ接続部の説明図。

【図３】同実施の形態にかかる半導体レーザＳの回路基
板Ｐへの組立工程を示す略図。

【図４】同実施の形態にかかる半導体レーザＳの回路基
板Ｐへの組立工程を示す略図。

【図５】同実施の形態にかかる半導体レーザＳの回路基
板Ｐへの組立工程を示す略図。

【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる光源装置の
模式断面図。

【図７】同実施の形態にかかる半導体レーザのリードピ
ン案内手段と回路基板のリードピン接続部とを併せ示す
斜視図。

【図８】同実施の形態にかかる半導体レーザのリードピ
ン案内手段と回路基板のリードピン接続部とを併せ示す
斜視図。

【図９】従来の画像記録装置の全体を説明する斜視図。

【図１０】従来の光源装置を示す模式断面図。

【図１１】従来の光源装置の製造過程に関し、半導体レ
ーザＳの回路基板Ｐへの組立工程を示す略図。

【図１２】従来の光源装置の製造過程に関し、半導体レ
ーザＳの回路基板Ｐへの組立工程を示す略図。

【図１３】従来の光源装置の製造過程に関し、半導体レ
ーザＳの回路基板Ｐへの組立工程を示す略図。

【図１４】従来の光源装置の製造過程に関し、半導体レ
ーザＳの回路基板Ｐへの組立工程を示す略図。

【符号の説明】

Ｅ，Ｅ１，Ｅ０ 光源装置 Ｈ，Ｈ０ 筐体 Ｈ１０，Ｈ１００ 嵌合穴 Ｓ，Ｓ１ 半導体レーザ Ｐ，Ｐ０ 回路基板 Ｃ，Ｃ１ コリメータレンズ １０，１００ レーザホルダ ４０，２００ レンズホルダ Ｔ１００ チャック Ｓ１０ａ〜ｄ リードピン ５０ リードピン案内手段 ５１ リードピン導入孔 Ｐ１０，Ｐ２０ リードピン接続孔（取付孔） ５２，Ｐ１１ 案内孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源である半導体レーザを保持するレーザ
   ホルダと、レーザ光を所定のビーム形状に成形するコリ
   メータレンズを保持し前記半導体レーザと所定位置関係
   に配せられるレンズホルダと、前記半導体レーザを変調
   制御する回路基板と、前記回路基板に貫通形成されて半
   導体レーザのリードピンを取り付ける取付孔とを有して
   なる光源装置において、 前記半導体レーザのリードピンを前記回路基板上の前記
   取付孔に導入せしめる案内手段を備えることを特徴とす
   る光源装置。
2. 【請求項２】前記案内手段は、前記半導体レーザのリー
   ドピンの形状を矯正しつつ、該リードピンを前記取付孔
   へ導入することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 【請求項３】前記案内手段は、取り付け孔の一部をな
   し、回路基板から半導体レーザ側に向かって開口するす
   り鉢状の案内孔を有してなることを特徴とする請求項１
   又は２記載の光源装置。
4. 【請求項４】前記案内手段の少なくとも外周部は、接地
   された導電性材料によって形成されることを特徴とする
   請求項３記載の光源装置。
5. 【請求項５】前記半導体レーザは、複数の発光点を有す
   ることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記
   載の光源装置。