(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源からの光束を調整するコリメータレンズとを備え、前記光源を鋼板製のホルダーに支持し、前記ホルダーに鋼板製の支持部材を前記コリメータレンズの光軸方向に摺動自在に支持し、前記支持部材に前記コリメータレンズを支持する構造の光源装置であって、
前記コリメータレンズを円筒状の鏡胴内に固定し、前記支持部材に前記光源の光軸方向に沿って、矩形状の切欠を形成し、前記鏡胴の外周面下部を前記切欠の両縁部に支持させて固定し、
前記支持部材および前記ホルダーの一方には前記コリメータレンズの光軸方向に延在する複数の第１長孔を設け、他方には前記複数の第１長孔のそれぞれに対応する複数のピンを設け、前記ピンのそれぞれを前記第１長孔に摺接可能に嵌合させ、
前記支持部材および前記ホルダーの一方には前記コリメータレンズの光軸方向と略直交する方向に延在する第２長孔を設け、他方には前記第２長孔に収まる孔を設け、この孔に、カムを有する調整具のカム軸を嵌合させるとともに前記カムを前記第２長孔に収容し、
前記調整具を回転させることで前記支持部材を前記光軸方向に押圧して、前記第１長孔の延在方向に沿って、前記コリメータレンズの光軸方向に前記コリメータレンズを移動させることを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザプリンタ等におけるレーザ走査光学系の光源装置に係り、特に、光源とコリメータレンズとの距離の調整を安価な構成で行うことを可能にする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザビームを走査して画像を形成するようにした複写機やプリンタ等が提供されている。図７は従来の複写機等に用いられているレーザ走査光学系の一例を示すものである。この図に示すレーザ走査光学系では、レーザダイオード等の光源１から出射されるレーザビーム２は、コリメータレンズ３を透過して平行光に修正され、シリンドリカルレンズ４によって線状のスポットに修正されて回転多面鏡５に入射する。回転多面鏡５で反射したレーザビーム２は、ｆ・θレンズ６を透過して走査面７上に結像する。
【０００３】
ここで、光源とコリメータレンズは出射光束を平行に保つため、その距離を厳密に位置決めされなければならない。そのため、光源とコリメータレンズは、ホルダーなどの保持部材により連結されて位置決めされ、保持されている。しかしながら、このような構造では、その近傍に配置される回転多面鏡を駆動するモータからの発熱、光源装置が組み込まれるプリンタや複写機等の装置内部の電気回路などによる発熱、外気温の変化、光源からの発熱などの周囲の温度変化により、光源とコリメータレンズを結合する保持部材が熱膨張して光源とコリメータレンズの距離が変化し、出射光束の平行が維持できず走査面上でピントがずれるという問題が生じる。したがって、特に倍率の高いレーザ走査光学系では、ピントのずれを防止するために光源およびコリメータレンズの保持部材を線膨張係数の小さな材料で構成し、かつ、両者の距離を調整できる構造とすることが望ましい。
【０００４】
特開平５−１２９７２９号公報には、コリメータレンズを筒状をなす鏡胴の内部に固定し、その鏡胴を筒状のホルダーに挿入するとともに、ホルダーの基部にレーザダイオードを取り付けた光源装置が開示されている。この光源装置では、鏡胴を軸線方向へ移動させてレーザダイオードとコリメータレンズとの距離を調整し、調整が終了したら鏡胴はホルダーに固定される。ここで、ホルダーは、一般には鉄系の焼結合金などのように線膨張係数の小さい材料で構成され、使用中のピントのずれを抑制するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホルダーや鏡胴を焼結合金のしかも筒状に構成するのでは、それらの材料費や加工費が増大し、製造コストが割高になるという問題があった。したがって、本発明は、光源とコリメータレンズとの距離の調整を安価な構成で行うことができる光源装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光源装置は、光源と、この光源からの光束を調整するコリメータレンズとを備え、光源を鋼板製のホルダーに支持し、ホルダーに鋼板製の支持部材をコリメータレンズの光軸方向に摺動自在に支持し、支持部材にコリメータレンズを支持する構造の光源装置であって、コリメータレンズを円筒状の鏡胴内に固定し、支持部材に光源の光軸方向に沿って、矩形状の切欠を形成し、鏡胴の外周面下部を前記切欠の両縁部に支持させて固定し、支持部材およびホルダーの一方にはコリメータレンズの光軸方向に延在する複数の第１長孔を設け、他方には第１長孔のそれぞれに対応する複数のピンを設け、複数のピンのそれぞれを複数の第１長孔に摺接可能に嵌合させ、支持部材およびホルダーの一方にはコリメータレンズの光軸方向と略直交する方向に延在する第２長孔を設け、他方には前記第２長孔に収まる孔を設け、この孔に、カムを有する調整具のカム軸を嵌合させるとともにカムを第２長孔に収容し、調整具を回転させることで支持部材を光軸方向に押圧して、第１長孔の延在方向に沿って、コリメータレンズの光軸方向に前記コリメータレンズを移動させることを特徴としている。
【０００７】
上記構成の光源装置にあっては、ホルダーに対して光軸方向に摺動自在な支持部材がコリメータレンズを支持しているから、支持部材を光軸方向へ摺動させることで光源とコリメータレンズとの距離を調整することができる。また、ホルダーおよび支持部材を線膨張係数が小さくしかも安価な鋼板で構成しているので、温度変化によるピントのずれを抑制することができるとともに、製造コストを低減することができる。また、鏡胴をホルダーに直接支持すると、鏡胴を平行な姿勢を保ったまま摺動させるためには、その長さをある程度確保する必要が生じ、保持されるコリメータレンズの光軸方向の全長に比して冗長な鏡胴を用意する必要があったが、本発明では、コリメータレンズを支持する支持部材をホルダーに対して摺動させるから、鏡胴の長さを短くしても何ら支障を来さない。
【０００８】
ここで、支持部材を光軸方向へ摺動させる手段については、カムとカム軸および回転操作部を有する調整具を用いるように構成することができる。この場合には、支持部材に、光軸とほぼ直交する方向に延在してカムが収容される長孔を設けるとともに、ホルダーに長孔の内側においてカム軸が嵌合する穴を設ければ良い。この構成では、調整具を回転させるとカムが長孔の内周壁を押圧して支持部材を光軸方向へ移動させる。あるいは、ホルダーまたは支持部材にネジを回転自在に支持し、ネジの端部を他方に螺合させ、ネジの頭部のもう一方の部材に当接する部分にカムを設けた構成を用いることもできる。
【０００９】
コリメータレンズは、支持部材に直接支持することもできるが、コリメータレンズを筒状の鏡胴に固定し、鏡胴を支持部材に支持する構成の方が安定する。この場合、支持部材に矩形状の切欠を形成し、切欠の両縁部で鏡胴の外周面を支持すると構成が簡略化される。鏡胴またはコリメータレンズは、支持部材に弾性的に締め付けるように支持することが望まく、これにより振動による鏡胴等の位置ずれが抑制される。たとえば、板バネを門型に形成してその両端部を支持部材にネジ止めし、板バネの中央部を弾性変形させて鏡胴等を支持部材側へ締め付けるようにすると好適である。
【００１０】
ホルダーと支持部材は板金加工により形成することができ、その材料としては冷間圧延材（普通鋼板）やそれにメッキを施した処理鋼板を用いることができる。ホルダーを板金加工の際に直角に折り曲げ、折り曲げた部分を光源の支持部とすと構成が簡略化される。また、支持部材をホルダーに対してガイドする構成も板金加工によって容易に形成することができる。たとえば、支持部材に光軸方向に延びる長孔を複数形成し、ホルダーに、長孔と摺接するピンを設ければ良い。この場合、ホルダーに形成した孔にピンを圧入しても良く、また、ファインブランキングによってホルダーにピンを一体形成しても良い。あるいは、ホルダーおよび支持部材のいずれか一方に、光軸方向に延在する凹部を形成し、他方に凹部と摺接する凸部を形成することもできる。このような加工もファインブランキングにより容易に行うことができる。
【００１１】
支持部材を光軸と直交する方向（横方向）へ移動させるように構成することもできる。その場合には、ホルダーに、光軸方向に延在してカムが収容される長孔を設け、本発明の光源装置が取り付けられる例えば複写機のフレームに、カム軸が嵌合する穴を設ければ良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
Ａ．実施形態の構成
本発明の実施の形態について図１〜図６を参照して説明する。なお、図１および図２においてレーザービームは図中左側へ向けて出射され、以下の説明において出射される側を先端側とし、この方向を基準に先後、左右の方向を示す。これらの図において符号１０はホルダー（支持部材）、３０は鏡胴（コリメータレンズ）、４０はレーザダイオード（光源）である。ホルダー１０は、処理鋼板を直角に曲げて側面視で略Ｌ字状としたものであり、その先端部にシリンドリカルレンズを支持するためのレンズ支持部１１、中央部に本体部１２、Ｌ字状に曲げられた後端部に光源支持部１３が形成されたものである。本体部１２の左側の側部には、図３に示すように、光軸方向に並ぶ２つの孔１４（図３では１つのみ示す）が形成され、孔１４にはガイドピン１５が圧入されている。
【００１３】
図４および図５に示すように、本体部１２には、鏡胴３０を避けるための矩形状の切欠１６が形成されている。また、本体部１２には、後述する調整具５０のカム軸５３が嵌合する孔１７が形成されている。なお、図中符号１８は、この光学装置を例えば複写機のフレームに取り付けるための取付孔である。また、符号１９は、ホルダ１０の光学装置に対する左右方向の位置を調整するための光軸Ｌ方向へ延在する長孔であり、長孔１９の機能については後に詳述する。
【００１４】
ホルダー１０の本体部１２には、支持プレート２０が支持されている。支持プレート２０は、処理鋼板から板金形成された矩形状のもので、その左側の側部には、光軸Ｌ方向に延在する長孔２１が形成されている。長孔２１には前述のガイドピン１５が嵌合し、支持プレート２０が光軸Ｌ方向へ平行に摺動するように支持している。支持プレート２０は、対角位置に配置された２つのボルト２２によってホルダー１０に取り付けられている。支持プレート２０のボルト２２が貫通する部分は光軸Ｌ方向に延在する長孔２３とされ、支持プレート２０が光軸Ｌ方向へ所定距離摺動できるようになっている。
【００１５】
支持プレート２０には、左右方向に延在する長孔２５が形成され、長孔２５内に、前述したホルダー１０の孔１７が配置されている。また、図４および図５に示すように、支持プレート２０の中央部には矩形状の切欠２６が形成され、その切欠２６に鏡胴３０の下部が嵌合させられている。鏡胴３０の外周面は、切欠２６の左右の上縁部２６ａで支持されており、これによって左右方向の位置決めがなされている。鏡胴３０は円筒状をなし、その中空部分にはコリメータレンズ３１，３２が固定されている。また、鏡胴３０の前面には、開口３３ａを有するアパーチャ部材３３が固定されている。開口部材３３は、コリメータレンズ３１，３２を透過するレーザビームのうち不要な光をカットする。
【００１６】
鏡胴３０は、板バネ３５によって支持プレート２０に弾性的に締付け固定されている。板バネ３５は正面視で門型をなし、その上端中央部は鏡胴３０の外周面に沿って円弧状をなしている。板バネ３５の下端両端部は、水平方向に開くように屈曲させられ、そこでボルト３６によって支持プレート２０に取り付けられている。ホルダー１０の本体部１２のボルト３６が貫通する部分は、ホルダー１０が光軸Ｌ方向へ摺動できるように長孔１２ａとされている（図２参照）。板バネ３５の左側の一端部には、左右方向に延在する長孔３５ａが形成され、長孔３５ａには、支持プレート２０に圧入したピン３７が嵌合させられている。なお、板バネ３５のボルト３６が貫通する部分にも、左右方向に延在する長孔（図示略）が形成されている。この構成により、板バネ３５の一端部を左右方向へ移動させて鏡胴３０の締付け力を調整することができる。また、その際には、板バネ３５の一端部に形成された長孔３５ａがピン３７にガイドされるので、板バネ３５は、光軸Ｌに対して直交する姿勢を保持する。
【００１７】
次に、ホルダー１０の光源支持部１３には、ＬＤホルダー４１がネジ４２によって取り付けられ、ＬＤホルダー４１にはレーザダイオード４０が圧入されている。なお、光源支持部１３には、レーザビームを通すための孔１３ａが形成されている。
【００１８】
Ｂ．実施形態の作用
上記構成の光源装置においてコリメータレンズ３１，３２とレーザダイオード４０の距離（「コリメータレンズ／ＬＤ間距離」という）の調整を行う手順について説明する。まず、鏡胴３０を支持プレート２０の切欠２６に嵌合させる。次いで、板バネ３５を鏡胴３０の上に被せ、板バネ３５の両端部にボルト３６を貫通させて支持プレート２０に締め付ける。その際、板バネ３５の一端部を左右方向へ移動させて鏡胴３０に対する板バネ３５の締付力を調整する。
【００１９】
次に、長孔２１にピン１５が嵌合するように支持プレート２０をホルダー１０に載置し、ボルト２２を仮締めする。つまり、ある程度の力で支持プレート２０を光軸Ｌ方向へ押せば動くようにしておく。そして、この状態で、以下のように調整具５０を用いてコリメータレンズ／ＬＤ間距離の調整を行う。
【００２０】
図６は調整具５０を示す図である。調整具５０は、外周部にセレーションが形成された円板状をなす回転操作部５１と、この回転操作部５１の軸線に対して偏芯した円板状をなすカム５２と、軸線を回転操作部５１に一致させたカム軸５３とからなっている。コリメータレンズ／ＬＤ間距離の調整に際しては、カム５２を支持プレート２０の長孔２５に収容するとともにカム軸５３をホルダー１０の孔１７に嵌合させる（図６（Ｂ）参照）。この状態で回転操作部５１を回転させると、カム５２は、長孔２５の内周面を図中紙面と直交する方向へ押圧し、これにより支持プレート２０が光軸Ｌ方向へ摺動する。そして、レーザダイオード４０が出射するレーザビームのピントが合った位置でボルト２２を締め、支持プレート２０をホルダー１０に固定する。
【００２１】
上記構成の光学装置を例えば複写機のフレームに取り付けるに際しては、ホルダー１０の取付孔１８にボルトを挿通してフレームに仮締めする。そして、上記と同様に、調整具５０のカム５２をホルダー１０の長孔１９に収容するとともに、フレームに形成した孔６０に調整具５０のカム軸５３を嵌合させる。この状態で回転操作部５１を回転させることにより、長孔１９の内周面がカム５２によって左右方向へ押圧され、ホルダ１０が複写機のフレームに対して左右方向へ移動する。
【００２２】
上記構成の光学装置にあっては、支持プレート２０を光軸Ｌ方向へ摺動させることでコリメータレンズ／ＬＤ間距離を調整することができる。また、ホルダー１０および支持プレート２０を線膨張係数が小さくしかも安価な鋼板で構成しているので、レーザダイオード４０の発熱によるピントのずれを抑制することができるとともに、製造コストを低減することができる。また、鏡胴３０をホルダー２０に直接支持すると、鏡胴３０を平行な姿勢を保ったまま摺動させるためには、その長さをある程度確保する必要が生じ、保持されるコリメータレンズ３１，３２の光軸Ｌ方向の全長に比して冗長な鏡胴を用意する必要があったが、本発明ではホルダー１０に対して支持プレート２０を摺動させるから、鏡胴３０を短くしても何ら支障は生じない。
【００２３】
特に、上記実施形態では、支持プレート２０に調整具５０のカム５２が収容される長孔２５を形成し、さらに、ホルダー１０に、長孔２５の内側においてカム軸５３が嵌合する孔１７を形成し、調整具５０を回転させて支持プレート２０を摺動させるように構成しているので、ホルダー１０や支持プレート２０に余計な部品を設ける必要がなく、その構成をコンパクトにすることができる。
【００２４】
また、上記実施形態では、ホルダー１０の後端部をＬ字状に屈曲させてそこにレーザダイオード４０を取り付けており、しかも、支持プレート２０に長孔２１，２５を形成して支持プレート２０のガイドと移動を行うなど、それらの加工を全て板金加工で行うことができるので、部品点数と加工工数が少なく、製造コストをさらに低減することができる。さらに、鏡胴３０を板バネ３５によって支持プレートに弾性的に締め付け固定するように構成しているので、振動による鏡胴３０の位置ずれが抑制される。加えて、上記実施形態では、光学装置の複写機等のフレームに対する左右方向の位置を、支持プレート２０に形成した長孔１９と、フレームに形成した孔６０という極めて簡単な構成で調整することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光源を鋼板製のホルダーに支持し、ホルダーに鋼板製の支持部材を上記コリメータレンズの光軸方向に摺動自在に支持し、支持部材にコリメータレンズを支持しているから、支持部材を光軸方向へ移動させることで光源とコリメータレンズとの距離を調整することができるのは勿論のこと、そのような構成を低廉な手段で実現することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の光源装置を示す平面図である。
【図２】  本発明の実施形態の光源装置を示す側面図である。
【図３】  図１のIII−III線断面図である。
【図４】  図２の矢印IV方向矢視である。
【図５】  図１のV−V線断面図である。
【図６】  （Ａ）は調整具を示す下面図であり、（Ｂ）は調整具を光源装置に装着した状態を示す側断面図である。
【図７】  従来のレーザ走査光学系を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  ホルダー
１５  ピン
２０  支持プレート（支持部材）
２１  長孔
２５  長孔
３０  鏡胴
３１，３２  コリメータレンズ
３５  板バネ
４０  レーザダイオード（光源）
５０  調整具
５２  カム
５３  カム軸
Ｌ  光軸
【図１】
0004050003.tif 000002
【図２】
0004050003.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004050003.tif 000008