(57)【要約】      （修正有）【課題】光学系を構成するレンズ間の所定の位置関係を高精度に維持しつつ、ビーム形状の調整を容易に行う。【解決手段】レーザ光源と、前記レーザ光源からの光を整形する第１のレンズと、前記第１のレンズを保持する第１のレンズホルダと、前記第１のレンズにより整形された光を、所定の領域に導くように整形する第２のレンズと、前記第２のレンズを保持する第２のレンズホルダと、前記第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面を有する支持部材とを有し、前記第１および第２のレンズホルダの外周面の少なくとも一部は、略同一半径の円筒面状であり、前記第１および第２のレンズホルダは、前記第１および第２のレンズホルダの前記円筒面状の外周面の曲率中心軸が一致するように、前記円筒面状の外周面を付勢手段によって前記支持面に対して付勢されている。【選択図】図１
2005031335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源からの光を整形する第１のレンズと、
前記第１のレンズを保持する第１のレンズホルダと、
前記第１のレンズにより整形された光を所定の領域に導くように整形する第２のレンズと、
前記第２のレンズを保持する第２のレンズホルダと、
前記第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面を有する支持部材と、
前記第２のレンズにより所定領域に導くように整形された光を走査する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡により走査された光を、所定の照射対象に対して結像させるように導く結像光学系とを有し、
前記第１および第２のレンズホルダの外周面の少なくとも一部は、略同一半径の円筒面状であり、
前記第１および第２のレンズホルダは、前記第１および第２のレンズホルダの前記円筒面状の外周面の曲率中心軸が一致するように、前記円筒面状の外周面を付勢手段によって前記支持面に対して付勢されていることを特徴とするレーザ走査装置。
【請求項２】
前記第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面は少なくとも１つの同一平面であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ走査装置。
【請求項３】
前記第１および第２のレンズホルダのうち少なくとも一方は、外周面に係合部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ走査装置。
【請求項４】
前記第１および第２のレンズホルダは、同一材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のレーザ走査装置。
【請求項５】
レーザ光源と、
前記レーザ光源からの光を整形する第１のレンズと、
前記第１のレンズを保持する第１のレンズホルダと、
前記第１のレンズにより整形された光を所定の領域に導くように整形する第２のレンズと、
前記第２のレンズを保持する第２のレンズホルダと、
前記第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面を有する支持部材とを有し、
前記第１および第２のレンズホルダの外周面の少なくとも一部は、略同一半径の円筒面状であり、
前記第１および第２のレンズホルダは、前記第１および第２のレンズホルダの前記円筒面状の外周面の曲率中心軸が一致するように、前記円筒面状の外周面を付勢手段によって前記支持面に対して付勢されていることを特徴とする光源ユニット。
【請求項６】
前記第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面は少なくとも１つの同一平面であることを特徴とする請求項５に記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記第１および第２のレンズホルダのうち少なくとも一方は、外周面に係合部を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記第１および第２のレンズホルダは、同一材料により形成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７に記載の光源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ走査装置及び光源ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ光源から照射されるレーザ光から所望のビーム形状のレーザ光を得る光源ユニットにおいて、レーザ光源からの光を平行化するコリメータレンズを、このコリメータレンズによって平行化された光を所定の領域に集光させるアナモフィックレンズと一体成形されたレンズ保持手段によって保持する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３０６３４８号公報  （第３―４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】．
上記従来技術では、コリメータレンズおよびアナモフィックレンズ、すなわち、レーザ光源から照射されるレーザ光から所望のビーム形状を得るための光学系を構成する２つのレンズ間の位置関係は固定されており、その光学的な位置関係は維持することができるが、コリメータレンズ、アナモフィックレンズおよびレンズを保持するホルダの量産時における寸法ばらつきにともない、その位置関係を変更してビーム形状の調整を行うことはできない構成であった。
【０００５】
一方、上述のような光学系を構成する２つのレンズをそれぞれ別のレンズ保持手段により保持する構成とすれば、その位置関係を変更してビーム形状の調整を行うことは可能であるが、レンズ間の光学的な所定の位置関係を高精度に維持しつつビーム形状の調整を行うことは困難であった。
【０００６】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、光学系を構成するレンズ間の所定の位置関係を高精度に維持しつつ、ビーム形状の調整を容易に行うことができる光源ユニット及びこれを備えたレーザ走査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るレーザ走査装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源からの光を整形する第１のレンズと、前記第１のレンズを保持する第１のレンズホルダと、前記第１のレンズにより整形された光を所定の領域に導くように整形する第２のレンズと、前記第２のレンズを保持する第２のレンズホルダと、前記第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面を有する支持部材と、前記第２のレンズにより所定領域に導くように整形された光を走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡により走査された光を、所定の照射対象に対して結像させるように導く結像光学系とを有し、前記第１および第２のレンズホルダの外周面の少なくとも一部は、略同一半径の円筒面状であり、前記第１および第２のレンズホルダは、前記第１および第２のレンズホルダの前記円筒面状の外周面の曲率中心軸が一致するように、前記円筒面状の外周面を付勢手段によって前記支持面に対して付勢されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る光源ユニットは、レーザ光源と、前記レーザ光源からの光を整形する第１のレンズと、前記第１のレンズを保持する第１のレンズホルダと、前記第１のレンズにより整形された光を所定の領域に導くように整形する第２のレンズと、前記第２のレンズを保持する第２のレンズホルダと、前記第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面を有する支持部材とを有し、前記第１および第２のレンズホルダの外周面の少なくとも一部は、略同一半径の円筒面状であり、前記第１および第２のレンズホルダは、前記第１および第２のレンズホルダの前記円筒面状の外周面の曲率中心軸が一致するように、前記円筒面状の外周面を付勢手段によって前記支持面に対して付勢されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態による光源ユニットの全体構成図、図２は同光源ユニットにおけるレンズの配置について詳細に説明するための図、図３は同光源ユニットを備えたレーザ走査装置の全体構成図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）に示す構成をＡ方向から見た図である。なお、図１から図３において、同一の構成部分には同一の符号を付している。
【００１１】
本発明の実施の形態による光源ユニットＫは、レーザ光源Ｄと、レーザ光源Ｄから照射された光を整形する第１のレンズＲ１と、第１のレンズＲ１を保持する第１のレンズホルダ１と、第１のレンズＲ１により整形された光を所定の領域に導くように整形する第２のレンズＲ２と、第２のレンズＲ２を保持する第２のレンズホルダ２と、第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面３１および３２を有する支持部材３とを有している。
【００１２】
図２において、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２は、ともに略円筒形となっており、第１のレンズホルダ１の外周面の半径ｒ１と第２のレンズホルダ２の外周面の半径ｒ２とは略同一となっている。なお、本実施の形態においては、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２が、略円筒形である構成としているが、これに限られるものではなく、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２の外周面の少なくとも一部（特に支持面３１および３２に当接する部分）が円筒面状になっており、これら円筒面状の外周面の曲率半径が同一であればよい。
【００１３】
また、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２の円筒面状の外周面は、支持部材３に形成された同一の支持面３１および３２に対して、付勢手段３３および３４によって付勢されている。
【００１４】
このように、略同一直径の円筒面の外周をもつ第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２を同一の支持面（ここでは同一の支持平面）によって支持することにより、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２の円筒面状の外周面の曲率中心軸（すなわち、ここでは略円筒形であるレンズホルダの中心軸）を一致させている。
【００１５】
なお、ここでは支持面３１および３２として、レーザ光源Ｄからの光の光軸Ｌと略平行な略直交する２平面から構成されている（すなわち、第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面は少なくとも１つの同一平面である）例を挙げているが、これに限られるものではなく、例えば、これらの支持面が光軸Ｌ方向において複数に分割されており、別々の支持面によって第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２を支持する構成であってもよい。ただし、この場合、光軸Ｌ方向において２つに分かれた支持面は、共に仮想的な同一平面上にあるものとする。
【００１６】
また、支持面３１および３２は必ずしも、略直交する面であることに限らず、互いに任意の角度で開角された平面であって、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２の円筒面状の外周面の曲率中心軸（すなわち、ここでは略円筒形であるレンズホルダの中心軸）を一致させるべく、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２の円筒面状の外周面を支持する平面であればよいことはもちろんである。同様に、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２を支持する支持面は、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２の円筒面状の外周面の曲率中心軸（すなわち、ここでは略円筒形であるレンズホルダの中心軸）を一致させるべく、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２の円筒面状の外周面に接する曲面であってもよいことはもちろんである。
【００１７】
このような構成によれば、第１および第２のレンズホルダを支持面に対して移動（矢印Ｘ１およびＸ２の方向）・回動（矢印Ｙの方向）させることができるうえ、第１および第２のレンズホルダ間の位置関係を高精度に維持することができる。
【００１８】
以上のような構成とすることにより、光学系を構成するレンズ間（ここでは第１および第２のレンズ）の所定の位置関係（第１のレンズホルダの中心軸と第２のレンズホルダの中心軸とが略一致していること）を高精度に維持しつつ、ビーム形状の調整を容易に行うことが可能な光源ユニットを実現することができる。
【００１９】
ここでは、第１のレンズＲ１としては、有限レンズを用いているが、これに限られるものではなく、例えばコリメータレンズ等を用いることも可能である。
【００２０】
また、第２のレンズＲ２としては、シリンドリカルレンズを用いており、シリンドリカルレンズの光軸と、略円筒形である第２のレンズホルダ２の中心軸とが略一致するように保持されている。具体的には、第２のレンズＲ２は板バネ等からなる付勢手段２２および２３により、Ｆ１方向およびＦ２方向への押圧力を加えられ、第２のレンズホルダ２に設けられている切り欠き部分２４に付勢されている。なお、ここでは第２のレンズを付勢手段によって第２のレンズホルダに保持する例を挙げたが、これに限られるものではなく、ネジ又は接着剤等によって第２のレンズホルダに対して固定することも可能である。
【００２１】
本実施の形態による光源ユニットＫでは、第１のレンズホルダ１の光軸Ｌと平行な支持面に沿ったＸ１方向への移動および中心軸周りの回動方向Ｙへの回動、第２のレンズホルダ２の光軸Ｌと平行な支持面に沿ったＸ２方向への移動および中心軸周りの回動方向への回動を行うことにより、ビーム形状の調整を行うことができる。
【００２２】
第２のレンズホルダ２の外周面には、上述のビーム形状の調整を行う際に、レンズホルダを周方向へ回動させたり、Ｘ２方向へ移動させたりするのに用いる回動調整用工具と係合するための穴状の係合部Ｎが形成されている。
【００２３】
このように、第２のレンズホルダの外周面に係合部を形成したことにより、ビーム形状の調整時における回動調整等が容易となる。
【００２４】
本実施の形態では、係合部Ｎを第２のレンズホルダ２の外周面の一部を切り欠いた切り欠き部としてるが、これに限られるものではなく、穴部、あるいは第２のレンズホルダ２の外周面から突出した突起部（図示しない）としてもよい。
また、この突起部は回動調整用工具と係合するために限らず、調整作業者が直接、工具を使わずに操作して調整してもよいことはもちろんである。なお、このような係合部を第１のレンズホルダの外周面に設けても良いし、第１および第２のレンズホルダ両方の外周面に設けても良い。すなわち、第１および第２のレンズホルダのうち少なくとも一方の外周面に係合部を設けていることが望ましい。
【００２５】
また、本実施の形態においては、第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２は、同一材料により形成されている。これにより、第１のレンズホルダ１の線膨張係数と第２のレンズホルダ２の線膨張係数が同一となるため、例えば第１のレンズホルダ１および第２のレンズホルダ２がともに熱膨張しても、この熱膨張の影響により両レンズの光軸同士が大きくずれることはなく、ビーム径の変化（光源ユニットとしての光学特性の変動）の抑制にも効果を奏する。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態によるレーザ走査装置について説明する。
【００２７】
本実施の形態によるレーザ走査装置は、上述のような光源ユニットＫを備え、第２のレンズＲ２により所定領域に導くように整形された光を反射する反射ミラーＭと、反射ミラーＭにより反射された整形後の光を走査する回転多面鏡Ｐと、回転多面鏡Ｐにより走査された光を、所定の照射対象に対して結像させるように導く結像光学系（ここでは、レンズＣ１、レンズＣ２およびミラーＣ３）とを有する構成となっている。ここでは、第２のレンズＲ２が光を導く所定領域は、反射ミラーＭの反射面上にある。
【００２８】
反射ミラーＭの反射面上の所定の領域に導くように整形された光は、この反射面により反射されて回転多面鏡Ｐへと向かい、回転多面鏡Ｐによって走査された光は、レンズＣ１およびレンズＣ２によって所望の照射対象に結像させようとする像に整形された後、ミラーＣ３により所望の照射対象に向けて導かれる。また、ここではミラーＣ３により所望の照射対象に向けて導くようにしているが、これに限らず、レンズＣ１およびレンズＣ２によって所望の照射対象に結像させようとする像に整形したものを、直接照射対象に対して結像させるようにしてもよい。なお、レンズＣ１およびレンズＣ２としては、例えばｆθレンズなどを使用することができる。
【００２９】
本実施の形態によるレーザ走査装置に備えられた光源ユニットＫの構成は、上述した本実施の形態による光源ユニットと同一であるため、同一な構成部分には同一符号を付し、同一な部分についての説明は割愛する。
【００３０】
以上のように、本発明の実施の形態によるレーザ走査装置は、レーザ光源Ｄと、レーザ光源Ｄからの光を整形する第１のレンズＲ１と、第１のレンズＲ１を保持する第１のレンズホルダ１と、第１のレンズＲ１により整形された光を所定の領域に導くように整形する第２のレンズＲ２と、第２のレンズＲ２を保持する第２のレンズホルダ２と、第１および第２のレンズホルダの外周面を支持する支持面（３１および３２）を有する支持部材３と、第２のレンズＲ２により所定領域に導くように整形された光を走査する回転多面鏡Ｐと、回転多面鏡Ｐにより走査された光を、所定の照射対象に対して結像させるように導く結像光学系とを有し、第１および第２のレンズホルダの外周面の少なくとも一部は、略同一半径の円筒面状であり、第１および第２のレンズホルダは、第１および第２のレンズホルダの円筒面状の外周面の曲率中心軸が一致するように、円筒面状の外周面を付勢手段１２および１３によって支持面３１および３２に対して付勢されている構成となっている。
【００３１】
このような構成とすることで、上述のような光源ユニットを構成することによる効果と同様な効果を奏するレーザ走査装置を提供することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上に詳述したように本発明によれば、光学系を構成するレンズ間の所定の位置関係を高精度に維持しつつ、ビーム形状の調整を容易に行うことができる光源ユニット及びこれを備えたレーザ走査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による光源ユニットの全体構成図である。
【図２】同光源ユニットにおけるレンズの配置について詳細に説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態によるレーザ走査装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１  第１のレンズホルダ、２  第２のレンズホルダ、３  支持部材、３１，３２
支持面、Ｄ  レーザ光源、Ｎ  係合部。
【図１】
2005031335.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005031335.tif 000005