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JP2002344060A - 半導体レーザおよび光源装置 - Google Patents

半導体レーザおよび光源装置

Info

Publication number
JP2002344060A
JP2002344060A JP2001144999A JP2001144999A JP2002344060A JP 2002344060 A JP2002344060 A JP 2002344060A JP 2001144999 A JP2001144999 A JP 2001144999A JP 2001144999 A JP2001144999 A JP 2001144999A JP 2002344060 A JP2002344060 A JP 2002344060A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
semiconductor laser
circuit board
light
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001144999A
Other languages
English (en)
Inventor
Wataru Sato
亙 佐藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチビーム時のリードビン数を増した半導
体レーザ使用時の組立性向上を目的とする。 【解決手段】 リードピンが異なる長さで構成され、ま
た異なる内周上に配置される半導体レーザ。

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・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
に用いられる半導体レーザおよび光源装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザを光源としレーザ光を所定
のスポット形状にするとコリメータレンズとで構成され
る光源装置において、少ない構成部品・組立性の向上・
調整時間の短縮を目的として本出願人より特開平8−1
12940が提案されている。
【0003】本例の光源装置を含め半導体レーザを変調
制御する回路基板と半導体レーザの組付けは、半導体レ
ーザのリードピンを回路基板に設けられた取付孔に挿入
し半田固着されるのが一般的である。このリードピンの
取付穴への挿入は作業性が悪く、組立に時間を要したり
熟練を要する作業である。この改善案の一例として、リ
ードピンを取付穴に挿入し易い形状に矯正する矯正治具
を使用した組立工程について以下に説明する。
【0004】図10〜14に半導体レーザのリードピン
と回路基板および矯正治具による組立工程を示す。図1
0と図11において、S100は略円板状のステム部。
S110はリードピンで、本例ではGND用、レーザ駆
動電流用、受光素子(不図示)用の3本がステムS10
0に配置される。100は半導体レーザS0を圧入保持
するレーザホルダ。P0は回路基板。P100はリード
ピンを挿入する取付孔。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
一対のチャックで構成される矯正治具。各チャックT1
00はそれぞれ矢印Y方向に動作してリードピンS10
0の形状を矯正する。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
の取付孔P100の配置に合致する間隔および回路基板
0の取付孔P100への挿入方向に沿った形状になる
ように矯正される。ここでチャックT100を退避させ
ると、リードピンS100は元の形状に戻ろうとし取付
孔への挿入ができなくなる。チャックT100はリード
ピンS100を完全に変形させるのではなく、過大な力
を加え損傷しないようにチャックT100により位置を
規制させているのである。
【0005】チャックT100がリードピンS100を
矯正している状態で、回路基板P0が矢印Z方向に移動
し、リードピンS100が取付孔P100に挿入された
後チャックT100が退避し、リードピンS100の取
付孔P100への挿入が完了する。
【0006】この後、ねじK100による回路基板P0
とレーザホルダ100の固定とリードピンS100を回
路基板P0上のパターン(不図示)に半田固着して、回
路基板P0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。(図14参照)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例によれば、半導体レーザS0のリードピンS100の
形状を回路基板P0の取付孔P100への作業性は悪
く、組立の容易性や生産性向上のためには、リードピン
形状を矯正するための治具や工程が必要である。
【0008】また、近年の画像形成装置の高速化に対し
複数の発光点を有する光源装置が提案されている。そし
て、ひとつのパッケージに複数の発光点を有し、発光点
数に応じてリードピン数を増した半導体レーザを使用す
る光源装置も提案されている。
【0009】したがって、上記従来例では以下のような
欠点があった。・ リードピンが同一円周上に配置され
る半導体レーザでは、リードピン数が増えるに従い、リ
ードピン形状を矯正する矯正治具は複雑になる。・ リ
ードピン数が多いために、複数の矯正治具と工程が必要
となったり、あるいは治具による矯正が困難になる。
【0010】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであって、本出願に係る発
明の目的は、複数のリードピンを有する半導体レーザの
組立性を向上させ、低コストの光源装置を提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第1の発明は、レーザ光を出射するレ
ーザチップとレーザ光をモニタする受光素子を有し、該
レーザチップと該受光素子を支持するステムおよび電気
的に接続するリードピンを有する半導体レーザにおい
て、前記リードピンは少なくとも2種類以上の異なる長
さであることを特徴とする。
【0012】上記構成において、長寸法のリードピンを
矯正し他のリードピンを矯正しないことが可能となり、
矯正治具の簡略化と矯正工程の短縮化を実現できる。
【0013】本出願に関わる第2の発明は、レーザ光を
出射するレーザチップとレーザ光をモニタする受光素子
を有し、該レーザチップと該受光素子を支持するステム
および電気的に接続するリードピンを有する半導体レー
ザと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
し半導体レーザと所定位置に配せられるレンズホルダで
構成される光源装置において、半導体レーザの前記リー
ドピンは少なくとも2種類以上の異なる長さであること
を特徴とする。
【0014】上記構成において、半導体レーザの組立を
容易化・短縮化できるので、低コストの光源装置が実現
できる。
【0015】本出願に関わる第3の発明は、第1と第2
の発明に加え、リードピンが異なる円周上に配置され、
各円周上に配置される前記リードピンは同じ長さである
ことを特徴とする。
【0016】上記構成において、リードピンを規則的に
配置することにより、回路基板のパターン配線や小型化
可能となる。
【0017】本出願に関する第4の発明は第1・2・3
の発明の半導体レーザが複数の発光点を有することを特
徴とする。
【0018】上記構成において、複数の発光点に伴って
リードピン数が多くなる半導体レーザにおいて、第1〜
3の発明と同様の作用が実現できる。
【0019】本出願に関する第5の発明は、第1〜4の
発明に加え、レーザチップと接続するリードピン長が全
て同じ長さであることを特徴とする。
【0020】上記構成において、各レーザチップから駆
動用ICまでのパターン長が同一になり、各レーザチッ
プの発光の応答性のばらつきを低減することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】(第1の実施例)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
面を示す。
【0022】Sは複数の発光点(不図示)を有する光源
であるところの半導体レーザ。S10a・bはリードピ
ン。S20は略円板形状のステム。S30はレーザチッ
プ部(不図示)を覆い封止固着するキャップ。Pは半導
体レーザSを駆動するIC(不図示)を有する回路基
板。P10はリードピンS10a・bの取付孔。10は
半導体レーザSを保持するレーザホルダ。11は内部が
レーザ光の光路となる円筒部。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。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
の嵌合穴H10に嵌合関係なる環部。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。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。1
6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。40はレンズホル
ダ。41コリメータレンズCを内蔵する取付け穴。42
半導体レーザSのレーザ光を所定のスポット形状にする
光学絞り。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し接
着部となる円筒部。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。図2〜5にリードピンS10a
・bと回路基板Pへの組立工程を示す。図2に回路基板
Pの取付孔P10の部分図、図3に半導体レーザSを示
す。取付孔P10の大きさはリードピンS10a・bの
挿入性を、また半田パターンP20の外径は半田固着の
信頼性を考慮し、なるべく省スペースとなるようなサイ
ズに設定される。
【0023】本実施例では、リードピンS10a・bの
直径を約0.45mm(図3参照)、回路基板P上の取
付孔P10は直径0.8mm、半田パターンP20の外
径を約2mmとする。
【0024】さらに各リードピンの配置は半田固着の作
業性や半田が隣接するリードピンやパターンと導通する
ことないよう考慮され、各取付孔P10の間隔が設定さ
れる。本実施例では、直径約5mmの円周上に取付孔P
10が等間隔に各6ヵ所に配置されている。
【0025】図3において、各レーザチップや受光素子
と接続されるリードピンS10a・bの配置はレーザチ
ップ部を封止固着するキャップS30の内側の範囲で、
各リードピンの取付組立性などを考慮され設定される。
【0026】本実施例では、ステムS20の外周径は約
9mm、キャップS30内周径は約6mm。リードピン
S10a・bは直径約3mmの円周上にリードピンS1
0aと約5mmの円周上リードピンS10bが円周等分
に各3本ずつ配置されている。そして、内側円周上のリ
ードピンS10aより外側円周上のリードピンS10b
の方が長い寸法に設定されている。
【0027】内側円周上のリードピンS10aは矯正治
具の動作および矯正して所定の取付孔への装着に最適な
寸法に、外側円周上のリードピンS10bは矯正するこ
となく取付孔への装着に最適な寸法に設定されている。
【0028】図4にリードピンS10a・bの取付孔P
10への取付けの状態を示す。前述のように、リードピ
ンS10aは取付孔P10Aと同一円周上に同位置に配
置されているので、矯正することなく直接挿入・取付け
られる。
【0029】直径約3mmの円周上のリードピンS10
bを直径約5mmの円周上の取付孔P10に挿入するべ
く矯正治具により矯正と位置決めが行われる。
【0030】矯正治具のチャックT10はリードピンS
10bの上方高さで動作しリードピンS10bを把持し
リードピンS10bを取付孔P10と同じ配置になるよ
うに矯正する。
【0031】この状態で回路基板Pが矢印Z方向に移動
し、リードピンS10bが取付孔P10に挿入される。
次に、チャックT10が退避して回路基板Pがさらに矢
印Z方向に移動することで、リードピンS10aが取付
孔P10に挿入され、リードピンS10a・bの取付孔
P10への挿入が完了する。(図5参照) この後、ねじK1による回路基板Pとレーザホルダ10
の固定とリードピンS10a・bを回路基板P上のパタ
ーンP20に半田固着して、回路基板Pと半導体レーザ
Sおよびレーザホルダ10とが一体化される。(図6参
照) コリメータレンズCは、レンズホルダ20の取付け穴4
1に嵌合され、接着或いは熱溶着などで固定保持され
る。
【0032】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。
【0033】この後にレンズホルダ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。
【0034】(上記構成の第1の実施例特有の効果)回
路基板の取付孔挿入用に半導体レーザのリードピン形状
を矯正する治具の使用と矯正工程の容易化が可能なリー
ドピンの寸法および配置に構成されているので、低価格
の光源装置が実現できる。
【0035】(第2の実施例)図7〜9に第2の実施例
であるところの半導体レーザSと光源装置Eを示す。半
導体レーザSは4個のレーザチップを有する4ビームレ
ーザである。(図7参照)リードピンS10aはCOM
用。リードピンS10bは受光素子用。リードピンS1
0c〜fは4個のレーザチップ用(不図示)。
【0036】ステムS20上の直径約3mmの内側円周
上にリードピン10a・10bが、直径約5mmの外側
円周上にはリードピンS10c〜fが配置される。ま
た、リードピンS10c〜fは全て同じ長さであり、リ
ードピンS10a・bの長さより短い寸法である。
【0037】図8は上記半導体レーザSを駆動・制御す
る回路基板Pの半導体レーザSの取付け部周辺を示すも
のである。
【0038】P20は半導体レーザSの2つのレーザチ
ップ用の駆動用ICであり、4個のレーザチップ用にI
Cは2個構成される。その他の構成は第1の実施例と同
様である。
【0039】上記構成において、第1の実施例と同様
に、半導体レーザSと回路基板Pの組立および光源装置
としての調整・組立がされる。
【0040】図9に光源装置Eの半導体レーザSのリー
ドピンS10a〜fと回路基板Pの接続部を示す。
【0041】レーザチップ用のリードピンS10cとS
10dが一つの駆動用ICに接続され、他のレーザチッ
プ用リードピンS10eとS10fがもうひとつの駆動
用ICに接続される。回路基板P上のレーザチップ用の
リードピンの取付孔P10から駆動用ICまでのパター
ン長は同一に構成されている。したがって、リードピン
S10c〜fの長さも同じなので、各レーザチップから
駆動用ICまでの電気的長さはほぼ同一となる。
【0042】(上記構成の第2の実施例特有の効果)各
レーザチップから駆動ICまでの電気的距離が同一なの
で、各レーザチップの応答性のばらつきを低減でき、高
性能な光源装置が実現できる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第1
〜5の発明によれば、回路基板との組立が容易で短時間
でかつ信頼性の高い半導体レーザの提供と特に複数の発
光点のマルチビーム光源装置の高性能化と低コスト化が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施例による光源装置の模式断面図。
【図2】 第1の実施例の半導体レーザと回路基板の説
明図。
【図3】 第1の実施例の半導体レーザと回路基板の説
明図。
【図4】 第1の実施例の半導体レーザSの回路基板P
への組立工程図。
【図5】 第1の実施例の半導体レーザSの回路基板P
への組立工程図。
【図6】 第1の実施例の半導体レーザSの回路基板P
への組立工程図。
【図7】 従来例の半導体レーザSの回路基板Pへの組
立工程図。
【図8】 従来例の半導体レーザSの回路基板Pへの組
立工程図。
【図9】 従来例の半導体レーザSの回路基板Pへの組
立工程図。
【図10】 従来例の半導体レーザSの回路基板Pへの
組立工程図。
【図11】 従来例の半導体レーザSの回路基板Pへの
組立工程図。
【図12】 従来例の半導体レーザSの回路基板Pへの
組立工程図。
【図13】 従来例の半導体レーザSの回路基板Pへの
組立工程図。
【図14】 従来例の半導体レーザSの回路基板Pへの
組立工程図。
【符号の説明】
E 光源装置 H、H0 筐体 H10、H100 嵌合穴 S 半導体レーザ P 回路基板 C コリメータレンズ 10 レーザホルダ 20 レンズ水ルダ T10 チャック S10a、b リードピン P 回路基板 P10 取付孔 P20 駆動用IC
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C362 AA03 AA10 AA13 AA14 AA15 AA42 AA43 AA45 AA53 BA84 2H045 CB41 DA02 5D119 AA38 AA40 BA01 FA05 FA33 5F073 AB27 BA06 FA02 FA08 FA28 FA29

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を出射するレーザチップとレー
    ザ光をモニタする受光素子を有し、該レーザチップと該
    受光素子を支持するステムおよび電気的に接続するリー
    ドピンを有する半導体レーザにおいて、前記リードピン
    は少なくとも2種類以上の異なる長さであることを特徴
    とする半導体レーザ。
  2. 【請求項2】 レーザ光を出射するレーザチップとレー
    ザ光をモニタする受光素子を有し、該レーザチップと該
    受光素子を支持するステムおよび電気的に接続するリー
    ドピンを有する半導体レーザと前記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
    定位置に配せられるレンズホルダで構成される光源装置
    において、前記半導体レーザの前記リードピンは少なく
    とも2種類以上の異なる長さであることを特徴とする光
    源装置。
  3. 【請求項3】 前記リードピンが異なる円周上に配置さ
    れ、各同一円周上に配置される前記リードピンは同じ長
    さであることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導
    体レーザおよび光源装置。
  4. 【請求項4】 複数の発光点を有することを特徴とする
    請求項1〜3に記載の半導体レーザおよび光源装置。
  5. 【請求項5】 前記レーザチップと接続する前記リード
    ピンが全て同じ長さであることを特徴とする請求項4記
    載の半導体レーザおよび光源装置。
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