(57)【要約】【課題】  リードフレーム上に発光チップを実装した半導体レーザユニットを用いて、装置を大型化することなく、記録速度の高速化及び記録密度の高密度化に対応した光源装置を得る。【解決手段】  リードフレーム１０２及びリードフレーム１０２上に実装された複数の発光チップ１０１を有する半導体レーザアレイ１００と、半導体レーザアレイ１００が載置された駆動回路基板２００と、半導体レーザアレイ１００からの光をカップリングするカップリングレンズ３００と、を備えたマルチビーム光源装置。リードフレーム１０２は放熱部を有し、放熱部は駆動回路基板２００に固定され、駆動回路基板２００は切欠き部２０１を有し、切り欠き部２０１にカップリングレンズ３００が当接し固定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリード端子を有するリードフレーム、前記リードフレーム上に実装された複数の半導体レーザ光源、及び、前記半導体レーザ光源の周囲において前記リードフレームと一体的に設けられ前記半導体レーザ光源を保護する樹脂枠、を有するフレームパッケージ型の半導体レーザアレイと、
前記半導体レーザアレイが載置され前記半導体レーザ光源を駆動する駆動回路基板と、
前記半導体レーザアレイからの光をカップリングするカップリングレンズと、
を備えたマルチビーム光源装置において、
前記リードフレームは前記樹脂枠との当接部分の外側に進展した放熱部を有し、前記放熱部は前記駆動回路基板に略密着した状態で前記駆動回路基板に固定され、
前記駆動回路基板は、前記半導体レーザ光源の射出軸に略平行な、少なくとも１つの取付け面を有するレンズ位置調整固定部を有し、
前記レンズ位置調整固定部の前記取付け面に前記カップリングレンズが当接し固定されているマルチビーム光源装置。
【請求項２】
前記レンズ位置調整固定部は、２つの前記取付け面を有し、前記カップリングレンズが２つの前記取付け面に挟持された状態で固定されている請求項１記載のマルチビーム光源装置。
【請求項３】
前記レンズ位置調整固定部は、前記駆動回路基板の端部に設けられた切り欠き部であって、２つの前記取付け面は、前記切り欠き部の、前記半導体レーザ光源の射出軸に略平行な２つの側面である請求項２記載のマルチビーム光源装置。
【請求項４】
前記レンズ位置調整固定部は、前記駆動回路基板に設けられた溝部であって、２つの前記取付け面は、前記溝部のうち、前記半導体レーザ光源の射出軸に略平行な２つの側面である請求項２記載のマルチビーム光源装置。
【請求項５】
前記駆動回路基板の前記半導体レーザアレイの載置面と、前記取付け面とのなす角度が鈍角となる請求項２乃至４のいずれかに記載のマルチビーム光源装置。
【請求項６】
前記レンズ位置調整固定部は、前記駆動回路基板の端部から突出した取付け腕部を有し、前記取付け腕部には前記駆動回路基板の平面に対して垂直に立ち上がる立ち上げ部が設けられていて、前記立ち上げ部の前記半導体レーザ光源の射出軸に略平行な側面に前記カップリングレンズが固定されている請求項１記載のマルチビーム光源装置。
【請求項７】
前記駆動回路基板には、前記半導体レーザアレイを前記駆動回路基板に載置する際の位置決め、及び、前記マルチビーム光源装置本体の取り付け時の位置決めの基準となる位置決め手段が設けられている請求項１乃至６のいずれかに記載のマルチビーム光源装置。
【請求項８】
前記駆動回路基板が金属からなる請求項１乃至７のいずれかに記載のマルチビーム光源装置。
【請求項９】
前記駆動回路基板には前記半導体レーザアレイの載置面とは異なる高さとなる段差部が設けられていて、前記段差部に前記レンズ位置調整固定部が設けられている請求項１乃至８記載のいずれかに記載のマルチビーム光源装置。
【請求項１０】
前記駆動回路基板にアパーチャ部が設けられている請求項１乃至９のいずれかに記載のマルチビーム光源装置。
【請求項１１】
前記駆動回路基板において、前記半導体レーザアレイの載置面とは反対側の面から突出した弾性変形可能な折り曲げ部が設けられている請求項１乃至１０のいずれかに記載のマルチビーム光源装置。
【請求項１２】
半導体レーザ光源からの光ビームの射出軸と略同軸を回転軸として、マルチビーム光源装置を回転可能に支持するための軸受け部が前記駆動回路基板に設けられている請求項１乃至１１のいずれかに記載のマルチビーム光源装置。
【請求項１３】
マルチビーム光源装置と、
前記マルチビーム光源装置からの光ビームを偏向走査する偏向手段と、
偏向走査された前記光ビームを被走査面に結像する走査光学系と、
を備えた光走査装置において、前記マルチビーム光源装置が請求項１乃至１２のいずれかに記載のマルチビーム光源装置である光走査装置。
【請求項１４】
感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、前記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記光走査装置は請求項１３記載の光走査装置である画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル書込光学系、更に詳しくは、デジタル複写機、プリンタ、ファクシミリなどのデジタル出力機器におけるマルチビーム光源装置、光走査装置、及び、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置では、記録速度の高速化および記録密度の高密度化の要求に対応して、複数のレーザビームで感光体の被走査面上を同時に走査するマルチビーム走査装置が採用されている。このようなマルチビーム走査装置に用いられるマルチビーム光源装置として、従来から種々のものが用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１または２に記載されているように、ＣＡＮ（缶）パッケージ型の半導体レーザ光源がある。これは、円筒状のパッケージ本体（ヒートシンク）の中央に立設したマウント部の側面に発光チップが実装され、表面側に突出したリードの先端とボンディングにより接続されている半導体レーザ光源である。
【０００４】
ＣＡＮパッケージ型の半導体レーザ光源では、円筒状のヒートシンクの外周を基準として半導体レーザの姿勢が保持されている。そのため、光源の配置や射出軸の方向を規定することができ、複数の光源がカップリングレンズの光軸から偏心して配置されていても、各光源からの光ビームの被走査面における結像状態を均一にすることができるという利点がある。
【０００５】
また、特許文献３に記載されているように、リードフレーム上に発光チップが実装された半導体レーザ光源がある。このような半導体レーザ光源では、リードフレームに延設されるリード端子が平面上に配列されるため、ビーム数が増えても扁平に拡張するだけで済むという利点がある。
【０００６】
また、特許文献４及び５に記載されているように、半導体レーザが駆動回路基板の実装面に対し射出軸が鉛直方向になるように実装されている半導体レーザ光源がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体レーザ光源では、ビーム数が増加すると、リード端子の本数が増加するが、ＣＡＮパッケージ型の半導体レーザ光源では、例えば４ビーム以上となると、増加したリード端子をＣＡＮパッケージ内に収容することは難しい。また、ワイヤボンディングの配線長も長くなることで、ワイヤ間の短絡や破断が起こりやすくなる恐れがある。
【０００８】
リードフレーム上に発光チップが実装された半導体レーザ光源では、ビーム数を増加させつつカップリングレンズと複数の光源との配置精度を維持することは難しい。また、各光源からの複数のビームスポットが被走査面上で記録密度に応じた所定の副走査ピッチとなるように、副走査ピッチを調整可能な構成でなければならないが、この半導体レーザ光源では、ビーム数を増加させつつそれを実現させることは難しい。
【０００９】
半導体レーザが駆動回路基板の実装面に対し射出軸が鉛直方向になるように実装されている半導体レーザ光源においては、マルチビーム化により基板が大型化するとともに、光走査装置の厚み方向のスペースが必要となって、光走査装置の薄型化を阻害してしまう。
【００１０】
このように、従来の種々の半導体レーザ光源においては、マルチビーム化を実現しつつ、ビームスポットの副走査ピッチの調整と半導体レーザ光源の軽量小型化を実現することは困難であった。そして、従来の半導体レーザ光源を用いるマルチビーム光源装置、光走査装置、及び、画像形成装置では、装置の小型化を実現しつつ、記録速度の高速化及び記録密度の高密度化を実現することは困難であった。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、リードフレーム上に発光チップを実装した半導体レーザユニットを用いて、装置を大型化することなく、記録速度の高速化及び記録密度の高密度化に対応した光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明は、複数のリード端子を有するリードフレーム、前記リードフレーム上に実装された複数の半導体レーザ光源、及び、前記半導体レーザ光源の周囲において前記リードフレームと一体的に設けられ前記半導体レーザ光源を保護する樹脂枠、を有するフレームパッケージ型の半導体レーザアレイと、前記半導体レーザアレイが載置され前記半導体レーザ光源を駆動する駆動回路基板と、前記半導体レーザアレイからの光をカップリングするカップリングレンズと、を備えたマルチビーム光源装置において、前記リードフレームは前記樹脂枠との当接部分の外側に進展した放熱部を有し、前記放熱部は前記駆動回路基板に略密着した状態で前記駆動回路基板に固定され、前記駆動回路基板は、前記半導体レーザ光源の射出軸に略平行な、少なくとも１つの取付け面を有するレンズ位置調整固定部を有し、前記レンズ位置調整固定部の前記取付け面に前記カップリングレンズが当接し固定されていることを最も主要な特徴とする。
【００１３】
本発明においては特に限定されないが、前記レンズ位置調整固定部は、２つの前記取付け面を有し、前記カップリングレンズが２つの前記取付け面に挟持された状態で固定されていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明においては特に限定されないが、前記レンズ位置調整固定部は、前記駆動回路基板の端部に設けられた切り欠き部であって、２つの前記取付け面は、前記切り欠き部の、前記半導体レーザ光源の射出軸に略平行な２つの側面であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明においては特に限定されないが、前記レンズ位置調整固定部は、前記駆動回路基板に設けられた溝部であって、２つの前記取付け面は、前記溝部のうち、前記半導体レーザ光源の射出軸に略平行な２つの側面であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明においては特に限定されないが、前記駆動回路基板の前記半導体レーザアレイの載置面と、前記取付け面とのなす角度が鈍角となることが好ましい。
【００１７】
また、本発明においては特に限定されないが、前記レンズ位置調整固定部は、前記駆動回路基板の端部から突出した取付け腕部を有し、前記取付け腕部には前記駆動回路基板の平面に対して垂直に立ち上がる立ち上げ部が設けられていて、前記立ち上げ部の前記半導体レーザ光源の射出軸に略平行な側面に前記カップリングレンズが固定されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明においては特に限定されないが、前記駆動回路基板には、前記半導体レーザアレイを前記駆動回路基板に載置する際の位置決め、及び、前記マルチビーム光源装置本体の取り付け時の位置決めの基準となる位置決め手段が設けられていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明においては特に限定されないが、前記駆動回路基板が金属からなることが好ましい。
【００２０】
また、本発明においては特に限定されないが、前記駆動回路基板には前記半導体レーザアレイの載置面とは異なる高さとなる段差部が設けられていて、前記段差部に前記レンズ位置調整固定部が設けられていることが好ましい。
【００２１】
また、本発明においては特に限定されないが、前記駆動回路基板にアパーチャ部が設けられていることが好ましい。
【００２２】
また、本発明においては特に限定されないが、前記駆動回路基板において、前記半導体レーザアレイの載置面とは反対側の面から突出した弾性変形可能な折り曲げ部が設けられていることが好ましい。
【００２３】
また、本発明においては特に限定されないが、半導体レーザ光源からの光ビームの射出軸と略同軸を回転軸として、マルチビーム光源装置を回転可能に支持するための軸受け部が前記駆動回路基板に設けられていることが好ましい。
【００２４】
（２）本発明はまた、マルチビーム光源装置と、前記マルチビーム光源装置からの光ビームを偏向走査する偏向手段と、偏向走査された前記光ビームを被走査面に結像する走査光学系と、を備えた光走査装置において、前記マルチビーム光源装置が上述したマルチビーム光源装置であることを主要な特徴とする。
【００２５】
（３）本発明はまた、感光媒体の感光面に光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、前記潜像を可視化して画像を得る画像形成装置であって、前記光走査装置は上述した光走査装置であることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、同一の駆動回路基板上に半導体レーザアレイとカップリングレンズが設けられているフレームパッケージ型の半導体レーザアレイを採用することで、装置の小型化を実現しつつ、記録速度の高速化及び記録密度の高密度化を実現することのできるマルチビーム光源装置、光走査装置、及び、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１に係るマルチビーム光源装置を示す斜視図である。
【図２】図１のマルチビーム光源装置の分解図である。
【図３】図１のマルチビーム光源装置に用いられるフレームパッケージ型の半導体レーザアレイを示す斜視図である。
【図４】図１のマルチビーム光源装置をγ度傾けて配置する様子を示す概略図である。
【図５】本発明の実施例１の変形例に係るマルチビーム光源装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例２に係るマルチビーム光源装置を示す斜視図である。
【図７】図６のマルチビーム光源装置の分解図である。
【図８】本発明の実施例３に係るマルチビーム光源装置を示す斜視図である。
【図９】図８のマルチビーム光源装置の分解図である。
【図１０】本発明の実施例３の変形例に係るマルチビーム光源装置を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施例４に係るマルチビーム光源装置を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施例５に係るマルチビーム光源装置を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施例に係る光走査装置を示す概略斜視図である。
【図１４】本発明の実施例に係る光走査装置を示す要部正面図である。
【図１５】本発明の実施例に係る画像形成装置を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［マルチビーム光源装置］
以下、本発明に係るマルチビーム光源装置の各実施例について、図を用いて説明する。
【００２９】
＜実施例１＞
本発明の実施例１に係るマルチビーム光源装置は、図１及び図２に示すように、駆動回路基板２００に半導体レーザアレイ１００とカップリングレンズ３００が固定されて構成されている。
【００３０】
半導体レーザアレイ１００は、図３に示すように、リードフレーム１０２上に複数の発光チップ１０１が活性層と平行な接合面で実装され、樹脂枠１０３で覆われた所謂フレームパッケージの構成をなす。
【００３１】
発光チップ１０１は、半導体レーザ光源であって、リードフレーム１０２と平行な平面内に配置され、各発光チップ１０１からの光ビームはリードフレーム１０２と平行に射出される。２ｃｈ以上のマルチビーム半導体レーザでも発光チップ１０１の分だけリード端子１０４が増加するだけで、他の構成は同様である。
【００３２】
リードフレーム１０２は、複数の発光チップ１０１の配列中心を通る射出軸１０５に対して対称な形状をなし、射出軸１０５に平行な端辺１０２ａ、１０２ｂと、光軸方向の突き当て端１０２ｃを有する。また、リードフレーム１０２のうち、端辺１０２ａ、１０２ｂの周辺部、及び、突き当て端１０２ｃの周辺部は、樹脂枠１０３との当接面の外側に突出し、放熱板となっている。リードフレーム１０２にはリード端子１０４が延設され、発光源である複数の発光チップ１０１やフォトダイオード（不図示）とワイヤボンディングにより各々接続がなされ独立に駆動可能としている。
【００３３】
樹脂枠１０３は、樹脂よりなる平面形状が略コ字状の部材であり、その解放部分より発光チップ１０１からの光ビームが外部に射出可能となるように、発光チップ１０１の周辺を覆い保護しつつ、リードフレーム１０２と一体的に設けられている。
【００３４】
このような構成の半導体レーザアレイ１００は、金属ベースのプリント基板である駆動回路基板２００に実装され、リードフレーム１０２の端辺１０２ａ、１０２ｂ、及び、リード端子１０４において半田付けされ、駆動回路基板２００に固定されている。
【００３５】
駆動回路基板２００には、マルチビーム半導体レーザ１００の駆動素子、コネクタ（共に不図示）等が実装され、半導体レーザアレイ１００を駆動する回路パターンが形成されている。また、駆動回路基板２００には、カップリングレンズ３００の光軸方向の位置を調整しつつ固定するためのレンズ位置調整固定部として、一端が解放した長孔状の切欠き部２０１が形成されている。
【００３６】
切欠き部２０１は、略コ字状をしていて、射出軸１０５に略平行な２つの長辺２０１ａ、２０１ｂ、及び、それらの間にあり射出軸と略垂直な短辺２０１ｃにより形成されている。２つの長辺２０１ａ、２０１ｂ間の距離である切欠き部２０１の溝幅Ｗは、後述するカップリングレンズ３００がこの２つの長辺２０１ａ、２０１ｂ間に載置された状態においてマルチビーム半導体レーザ１００の射出軸１０５とカップリングレンズ３００の光軸とが略同軸に配置されるように設計されている。
【００３７】
カップリングレンズ３００は円筒状のレンズであり、その外周部３０１が、上述した切欠き部２０１の長辺２０１ａ、２０１ｂに当接した状態で、コバ部、すなわち外周面とのすき間に接着剤４００を充填して接着固定されている。カップリングレンズ３００の接着固定は、射出軸１０５と直交する面内でのカップリングレンズ３００の配置と、カップリングレンズ３００から射出した光ビームが平行光束となるように、光軸方向の配置が調節されて行われる。
【００３８】
また、上述した構成を主に備えるマルチビーム光源装置を組み立てる際の各部品の配置精度を向上させるため、駆動回路基板２００には、基準孔２０２、２０３が設けられている。駆動回路基板２００は、この基準孔２０２、２０３を基準にして不図示の部品実装装置上に固定される。そして、半導体レーザアレイ１００は、リードフレーム１０２の端辺１０２ａ、１０２ｂや突き当て端１０２ｃ等を利用して、駆動回路基板２００の実装面上に高精度に位置決めされて実装される。このように、基準孔２０２、２０３は、駆動回路基板２００に半導体レーザアレイ１００を実装する際の、実装面と平行な面内での傾きを規定する位置決め手段として機能する。これにより、マルチビーム光源装置の組立時に、長辺２０１ａ、２０１ｂを、半導体レーザアレイ１００の射出軸１０５に略平行で対称な直線とすることができる。
【００３９】
また、基準孔２０２、２０３は、光走査装置（後述）にマルチビーム光源装置１を組み付けるときの基準としても利用することができる。マルチビーム光源装置を不図示の光走査装置の筐体上に基準孔２０２、２０３を用いて位置決めし、取付孔２０５、２０６を通じてネジ（不図示）で固定することで、マルチビーム光源装置を光走査装置の所定の取り付け位置に精度よく配置することができる。
【００４０】
ここで、後述の図１３に示すような、ポリゴンミラー、走査レンズ、折り返しミラー等が不図示のハウジングに収容される光走査装置における、本実施例に係るマルチビーム光源装置を用いた走査ピッチ調整について説明する。
【００４１】
図４に示すように、結像光学系の副走査方向の全系倍率をｍ、複数の発光源からの光ビームによる隣接するビームスポット間の副走査方向ピッチをｐ、発光源の隣接間隔をｄ、そして、光走査装置に締結固定されたマルチビーム光源装置１の複数の発光チップ１０１の主走査方向に対する傾き（以下、「配列角度」と称する。）をγ度とすると、以下の式が成り立つ。
γ＝ｓｉｎ−１（ｐ／ｍ／ｄ）
【００４２】
ｍを１．５〜２、ｐを１２００ｄｐｉに相当する走査ピッチに合わせて２１．２μｍ、ｄを５０μｍとすると、γは１２．２°〜１６．４°となる。すなわち、このような光走査装置において１２００ｄｐｉに相当する走査ピッチに調整するためには、マルチビーム光源装置が主走査方向に対してこの角度だけ傾けられて、光走査装置に配置されればよい。
【００４３】
マルチビーム光源装置を本実施例の構成とすることで、光走査装置内におけるマルチビーム光源装置の取り付け角度を調整するだけで容易にビーム成形、調整を行うことができる。
【００４４】
また、同一の駆動回路基板上に半導体レーザアレイとカップリングレンズが設けられているため、周囲の温度変化に対する半導体レーザアレイとカップリングレンズの相対的な固定位置の変動を抑え、光ビームの安定性を高めることができる。
【００４５】
また、ＣＡＮパッケージ型の半導体レーザ光源に比べて構造が簡単なフレームパッケージ型の半導体レーザアレイを採用することで、ＣＡＮパッケージ型よりもビーム数の増加にコストをかけずに容易に対応できるとともに、より小さい環境負荷で高速、高密度化を図ることができる。
【００４６】
また、基準孔を設けたことにより、レーザ光の射出軸の方向が確実に規定することができる。
【００４７】
また、射出軸に直交する面内で発光チップの配列角度の調整が容易に行えるため、従来のＣＡＮパッケージ型の半導体レーザアレイを用いた場合と同様に、被走査面上でのピッチ調整を容易に行うことができる。
【００４８】
また、複数の発光チップの発光に伴う発熱を、リードフレームの放熱板を通して金属ベースの駆動回路基板から逃がすことができるため、放熱効果を高めることができ、マルチビーム光源装置の熱によるクロストークや寿命の劣化を低減し、発光安定性を高めることができる。
【００４９】
また、フレームパッケージ型のマルチビーム光源装置から射出される光の一部が駆動回路基板で遮られることなく、カップリングレンズの射出軸方向の位置を調整した上で確実に固定し、駆動回路基板と一体化することができる。
【００５０】
なお、本実施例においては、駆動回路基板のうち半導体レーザアレイが載置される面と、切り欠き部２０１の長辺２１１ａ、２１１ｂを形成する面とがなす角度は略垂直であるが、本発明においてはこれに限られず、他の態様を採用することが可能である。
【００５１】
例えば、図５に示すように、駆動回路基板のうち半導体レーザアレイが載置される面と、切り欠き部２０１の長辺２１１ａ、２１１ｂを形成する面とがなす角度を、鈍角となるように構成しても良い。
【００５２】
円筒状のカップリングレンズ３００を傾斜面で受けることで、カップリングレンズ３００を接着固定する際に、傾斜面とカップリングレンズ３００との接線の両側にフィレットが確実に形成され、接着強度を高めることができ、カップリングレンズ３００を安定して固定することができる。
【００５３】
なお、本実施例においては、基準孔２０２、２０３が複数設けられていたが、本発明においてはこれに限らず、種々の態様を採用することができる。例えば、基準孔を設けず、切欠き部２０１の長辺２０１ａ、２０１ｂの一部を実装時の位置決め手段として利用しても良い。また、駆動回路基板２００の外周部の長辺２０４と平行に長孔状の切欠き部を形成し、この切欠き部、及び、駆動回路基板２００の外周部の長辺２０４を、実装時の位置決め手段、及び、光走査装置に光源装置を組み付けるときの基準として利用しても良い。
また、本実施例においてはレンズ位置調整固定部として切欠き部を設けたが、本発明においてはこれに限らず、長孔状のレンズ位置調整固定部としても良い。このような態様によっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
＜実施例２＞
本発明の実施例２に係るマルチビーム光源装置を、図６及び図７に示す。実施例２に係るマルチビーム光源装置は、駆動回路基板の構成を除いて実施例１に係るマルチビーム光源装置の構成と同じであるため、重複する部分の説明は省略する。
【００５５】
駆動回路基板２２０には、カップリングレンズ３００の位置調整固定部として、立ち曲げ部２２１が形成されている。
【００５６】
立ち曲げ部２２１は、駆動回路基板２２０のうち、レーザ光が射出される方向の端部から突出した突出部２２４の側部を略垂直に立ち上げて形成されている。
【００５７】
駆動回路基板２２０は、その端辺２２２、２２３を基準にして図示しない部品実装装置上に固定されるとともに、半導体レーザアレイ１００のリードフレーム１０２の端辺１０２ａ、１０２ｂ、及び突き当て端１０２ｃ等を利用して、駆動回路基板２２０上に高精度に位置決めされて実装される。これにより、立ち曲げ部２２１のカップリングレンズの装着面２２１ａと、半導体レーザアレイ１００の射出軸１０５とを、略平行にすることができる。また、駆動回路基板２２０の外周部の端辺２２２、２２３は、光走査装置に光源装置を組み付けるときの基準端面としても利用する。なお、本実施例と異なる他の態様として、装着面２２１ａを半導体レーザアレイ１００の実装時の位置決め手段としてもよい。
【００５８】
カップリングレンズ３００は、その外周部３０１が立ち曲げ部２２１の装着面２２１ａに当接しつつ、コバ部とのすき間に接着剤４００を充填して接着固定され、接着面２２１ａとカップリングレンズ３００との接線を挟むように、接着剤４００のフィレットが形成される。
【００５９】
立ち曲げ部２２１の装着面２２１ａは、カップリングレンズ３００をこれに接着固定したときに、半導体レーザアレイ１００の射出軸１０５と、カップリングレンズ３００の光軸とが略同軸に配置されるように設計されている。そして、カップリングレンズ３００は、カップリングレンズ３００の射出軸１０５と直交する面内での配置と、光軸方向の配置とが調節されて接着固定される。こうして、カップリングレンズ３００から射出した光ビームを平行光束とすることができる。
【００６０】
本実施例に係るマルチビーム光源装置は、実施例１に係るマルチビーム光源装置と同様に、複数の発光チップの配列角度を所定の角度に設定して、光走査装置に締結固定される。
【００６１】
実施例２に係るマルチビーム光源装置の構成を採用することで、フレームパッケージ型の半導体レーザから射出される光の一部が駆動回路基板で遮られることを防止することができる。
【００６２】
また、カップリングレンズの射出軸方向の位置を調整した上でそれを確実に固定し、駆動回路基板と一体化することができる。
【００６３】
また、カップリングレンズを接着固定する際に、当接面とカップリングレンズの接線の両側にフィレットが確実に形成され、接着強度を高めることができ、カップリングレンズの固定の安定性を高めることができる。
【００６４】
＜実施例３＞
本発明の実施例３に係るマルチビーム光源装置を、図８及び図９に示す。実施例３に係るマルチビーム光源装置は、駆動回路基板の構成を除いて実施例１に係るマルチビーム光源装置の構成と同じであるため、重複する部分の説明は省略する。
【００６５】
駆動回路基板２３０には、半導体レーザアレイ１００の実装面と高さの異なる段差として形成された折曲げ段差部２３１が設けられている。折り曲げ段差部２３１の略中央には、駆動回路基板２３０の長い端辺２３３と平行に、カップリングレンズ３００の位置調整固定部である、長孔２３２が設けられている。折り曲げ段差部２３１の長孔２３２の長辺２３２ａ、２３２ｂは、後述する半導体レーザアレイ１００の射出軸１０５に略平行であり、かつ、射出軸１０５を挟んで対称な位置となっている。
【００６６】
駆動回路基板２３０は、その外周部の端辺２３３、２３４を基準として図示しない部品実装装置上に高精度の位置決めされて固定される。そして、半導体レーザアレイ１００はリードフレーム１０２の端辺１０２ａ、１０２ｂ、及び突き当て端１０２ｃ等を利用して、駆動回路基板２３０上に高精度に位置決めされて実装される。また、駆動回路基板２３０の外周部の端辺２３３、２３４は、光走査装置にマルチビーム光源装置を組み付けるときの基準端面としても機能する。
【００６７】
カップリングレンズ３００は、その外周部が、長孔の長辺２３２ａ、２３２ｂに当接され、コバ部とのすき間に接着剤４００を充填して接着固定される。
【００６８】
折り曲げ段差部２３１の段差の高さｈと、長孔２３２の長辺２３２ａ、２３２ｂ間の距離（溝幅）Ｗは、半導体レーザアレイ１００の射出軸１０５と、カップリングレンズ３００の光軸とが略同軸に配置されるように設計されている。そして、カップリングレンズ３００は、射出軸１０５と直交する面内での配置と、カップリングレンズ３００から射出した光ビームが平行光束となるように光軸方向の配置を調節して接着固定される。
【００６９】
本実施例に係るマルチビーム光源装置は、実施例１に係るマルチビーム光源装置と同様に、複数の発光チップの配列角度を所定の角度となるように傾けられ、光走査装置に締結固定される。
【００７０】
実施例３に係るマルチビーム光源装置の構成を採用することで、フレームパッケージ型の半導体レーザから射出される光の一部が駆動回路基板で遮られることを効果的に防止することができる。
【００７１】
また、カップリングレンズの射出軸方向の位置を調整した上でそれを確実に固定し、駆動回路基板と一体化することができる。
【００７２】
また、長孔の一端を開放している場合よりも、カップリングレンズ搭載部の強度を高めることができ、振動、衝撃等の外乱による半導体レーザとカップリングレンズの相対的な固定位置の変動を効果的に抑えることができる。
【００７３】
なお、本実施例の態様とは異なり、図１０に示すように、駆動回路基板２４０の折り曲げ段差部２４１に続けて、立ち曲げ部２４７を設け、ビーム整形用のアパーチャ２４８を設けても良い。アパーチャと基板とを一体的に構成することで、カップリングレンズの位置調整固定部の機械的強度を高めるとともに、部品削減による低コスト化を図ることができる。
【００７４】
＜実施例４＞
本発明の実施例４に係るマルチビーム光源装置を、図１１に示す。実施例４に係るマルチビーム光源装置は、駆動回路基板の構成を除いて実施例１に係るマルチビーム光源装置の構成と同じであるため、重複する部分の説明は省略する。
【００７５】
本実施例に係るマルチビーム光源装置の駆動回路基板２５０には、傾斜設置用の折り曲げ部２５７、２５８が設けられている。折り曲げ部２５７、２５８は、半導体レーザユニット１００の射出軸１０５と直交する面内の角度を規定するための部材である。ネジを用いてマルチビーム光源装置を光走査装置内に取り付けるときに、ネジの締め付けに伴う折り曲げ部の弾性変形を利用して、マルチビーム光源装置の複数の発光源の傾き量を微調整することができる。
【００７６】
マルチビーム光源装置を本実施例のような構成とすることで、ビームピッチの微調整を容易にすることができる。また、光源装置周辺の温度変化に伴い、周辺部材が熱膨張することでマルチビーム光源装置の相対的な位置が変化し、ビーム位置が変化してしまうという問題に対しても、折り曲げ部の弾性変形を利用してそれを効果的に防止し、ビーム位置安定性を高めることができる。
【００７７】
＜実施例５＞
本発明の実施例５に係るマルチビーム光源装置を、図１２に示す。実施例５に係るマルチビーム光源装置は、駆動回路基板の構成を除いて実施例１に係るマルチビーム光源装置の構成と同じであるため、重複する部分の説明は省略する。
【００７８】
本実施例に係るマルチビーム光源装置の駆動回路基板２６０には、半導体レーザアレイ１００の射出軸１０５と略同軸においてマルチビーム光源装置を回転可能に支持するための、回転支持部２６７が設けられている。この回転支持部２６７は、半導体レーザアレイ１００からのレーザ光の射出方向とは反対側の駆動回路基板２６０の端部から突出した突出部２６７ａと、この突出部２６７ａに連続して設けられ、射出軸１０５に垂直な平面における断面形状が略Ｖ字状となる軸受け部２６７ｂとにより構成されている。
【００７９】
光走査装置側に設けられた図示しない支持軸が、この軸受け部２６７ｂのＶ字状の空間に挿入されると、軸受け部２６７ｂ、及び、駆動回路基板２６０の表面とにより所定の押圧力で押圧される。この押圧力により駆動回路基板２６０が支持軸に回転可能に支持される。本実施例に係るマルチビーム光源装置は、この支持軸回りに回転することで、複数の発光源の配列角度を所定の角度に設定した後、光走査装置に締結固定される。
【００８０】
このように、支持軸を中心に駆動回路基板が回転可能となっていることで、ビームピッチ調整を容易にすることができる。
【００８１】
なお、本実施例においてはレンズ位置調整固定部として実施例１と同様の切欠き部を設けたが、本発明においてはこれに限らず、長孔状のレンズ位置調整固定部としても良い。また、実施例３と同様に、折曲げ段差部を設けた構成としても良い。
【００８２】
上述したマルチビーム光源装置の各実施例において、駆動回路基板として、金属ベースのプリント基板が用いられているが、本発明においては必ずしも金属ベースのプリント基板である必要はない。ただし、放熱効果が大きい点、および、マルチビーム半導体レーザアレイを実装する際の基準孔、基準辺等を高精度に形成できる点で、金属ベースのプリント基板が好適である。
【００８３】
［光走査装置］
本発明に係る光走査装置の実施例について、図１３及び図１４を用いて以下に説明する。
【００８４】
本実施例に係る光走査装置は、回転方向に位相差を設けた２段の多面鏡式光偏向器へ入射する前の光学系で、光ビームを副走査方向（ポリゴンミラーの回転軸方向）に２分割し、２つの光源装置で４つの光導電性感光体上に光ビームを走査する光走査装置である。
【００８５】
図１３、図１４において、符号１、２は、それぞれ、２ｃｈの半導体レーザアレイを基板上に実装した光源装置を示している。
【００８６】
半導体レーザアレイからの光ビームは、カップリングレンズにより以後の光学系に適した光束形態（平行光束あるいは弱い発散性もしくは弱い収束性の光束）に変換される。カップリングレンズから射出し、所望の光束形態となった各光ビームは、光ビーム幅を規制するアパーチャの開口部を通過して整形されたのち、ハーフミラープリズムに入射し、ハーフミラープリズムの作用により副走査方向に２分割されてそれぞれが上下２本の光路１ａ、１ｂに分けられる。
【００８７】
２本の光路１ａ、１ｂに分けられた光ビームはシリンドリカルレンズに入射し、シリンドリカルレンズの作用により副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器３の偏向反射面近傍に、主走査方向に長い線像として結像する。図の煩雑を避けるため、２ｃｈのマルチビーム半導体レーザから放射された２本の光ビームを１本の光路で示している。なお、アパーチャ、ハーフミラープリズム、シリンドリカルレンズは不図示となっている。
【００８８】
多面鏡式光偏向器３に入射し、偏向された光ビームは、走査結像光学系側へと射出される。多面鏡式光偏向器３は、図示のように上ポリゴンミラー３ａ、下ポリゴンミラー３ｂを回転軸方向に上下２段に積み重ねて一体とし、駆動モータにより回転軸の周りに回転されるようになっている。
【００８９】
上ポリゴンミラー３ａ、下ポリゴンミラー３ｂは、この例において共に４面の偏向反射面を持つ同一形状のものであるが、上ポリゴンミラー３ａの偏向反射面に対し、下ポリゴンミラー３ｂの偏向反射面が、回転方向へ所定角（本実施例では４５度）ずれている。符号４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは走査レンズ、符号５ａ、５ａ’、５ｂ、５ｃ、５ｃ’、５ｄは、光路折り曲げミラーを示している。符号９Ｋ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｙは光導電性感光体を示している。
【００９０】
走査レンズ４ａと、光路折り曲げミラー５ａ、５ａ’とは、多面鏡式光偏向器３の上ポリゴンミラー３ａにより偏向される光源装置１からの２本の光ビームを、対応する光走査位置である光導電性感光体９Ｍ上に導光して、副走査方向に分離した２つの光スポットを形成する、１組の走査結像光学系を構成する。走査レンズ４ｂと光路折り曲げミラー５ｂとは、多面鏡式光偏向器３の下ポリゴンミラー３ｂにより偏向される光源装置１からの２本の光ビームを、対応する光走査位置である光導電性感光体９Ｋ上に導光して、副走査方向に分離した２つの光スポットを形成する、１組の走査結像光学系を構成する。また、これらの光スポットは主走査方向にも分離しているため、各感光体を光走査する２本の光ビームを個別的に検出して光走査開始の同期を光ビームごとに取ることができる。
【００９１】
このようにして、多面鏡式光偏向器３の上ポリゴンミラー３ａにより偏向される２本の光ビームは、光導電性感光体９Ｍをマルチビーム走査され、多面鏡式光偏向器３の下ポリゴンミラー３ｂにより偏向される２本の光ビームは、光導電性感光９Ｋ上をマルチビーム走査される。
【００９２】
多面鏡式光偏向器３の上ポリゴンミラー３ａと下ポリゴンミラー３ｂの偏向反射面は互いに回転方向に４５度ずれているので、上ポリゴンミラー３ａによる偏向光ビームが光導電性感光体９Ｍの光走査を行うとき、下ポリゴンミラー３ｂによる偏向光ビームは、光導電性感光体９Ｋには導光されない。また、下ポリゴンミラー３ｂによる偏向光ビームが光導電性感光体９Ｋの光走査を行うとき、上ポリゴンミラー３ａによる偏向光ビームは、光導電性感光体９Ｍには導光されない。即ち、光導電性感光体９Ｍ、９Ｋの光走査は時間をずらして交互に行われることになる。
【００９３】
そして、光導電性感光体９Ｍの光走査が行われるときは光源の光強度をマゼンタ画像の画像信号で変調し、光導電性感光体９Ｋの光走査が行われるときは光源の光強度を黒画像の画像信号で変調すれば、光導電性感光体９Ｍにはマゼンタ画像の静電潜像を、光導電性感光体９Ｋには黒画像の静電潜像を書込むことができる。
【００９４】
同様に、右側部分の光源装置２から射出される２本の光ビームにより、光導電性感光体９Ｙ、９Ｃがマルチビーム走査される。このマルチビーム走査の詳細については、光導電性感光体９Ｋ、９Ｍがマルチビーム走査される様子と同様であるため、説明は省略する。
【００９５】
本実施例に係る光走査装置は、上述した各実施例に係るマルチビーム光源装置を用いているため、光走査の高速化及び高密度化を実現しつつ、光ビームの安定性を高めることができる。また、光走査装置を薄型化して環境負荷を低減した光走査装置を提供することができる。さらに、光走査装置の製造コストを低減することができる。
［画像形成装置］
本発明に係る画像形成装置の実施例について、図１５を用いて以下に説明する。
【００９６】
感光体ドラム９（ＹＭＣＫ）は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色ごとに設けられたドラム形状の像担持体であり、各感光体ドラム９は同一径を有している。また、この感光体ドラム９の周囲近傍には、ドラム回転方向に沿って、帯電装置１０、現像装置１２、中間転写ベルト１３、ドラムクリーニング装置１１、除電装置（不図示）が配設され、各感光体ドラム９は、中間転写ベルト１３に等間隔で圧接されている。光走査装置からの書き込み用のレーザ光は、帯電装置１０と現像装置１２の間において感光体ドラム９上に照射される。
【００９７】
帯電装置１０（ＹＭＣＫ）は、感光体ドラム９ごとに非接触に配設されたローラ形状の装置であり、感光体ドラム９の表面を帯電させる。帯電装置１０により帯電された感光体ドラム９表面に光走査装置から書き込み用のレーザ光が照射されると、感光体ドラム９上に各色に対応した静電潜像が形成される。
【００９８】
現像装置１２（ＹＭＣＫ）は、各感光体ドラム９に現像ローラを接触させて配設された装置であり、各色対応の感光体ドラム９に対応した色のトナー（現像剤）を保持している。作像時には、現像装置１２が感光体ドラム９にトナーを供給し、感光体ドラム９に形成された静電潜像を現像する。静電潜像は、トナーで現像されることによりトナー像となる。
【００９９】
ドラムクリーニング装置１１（ＹＭＣＫ）は、各感光体ドラム９にブレード（クリーニングブレード）を接触させて配設された装置であり、中間転写ベルト１３へのトナー像の転写後に感光体ドラム９上に残留している残留トナー・紙片等を除去・回収し、感光体ドラム９の表面をクリーニングする。
【０１００】
また、ドラムクリーニング装置１１と帯電装置１０の間には不図示の除電装置が設けられている。この除電装置により、感光体ドラム９の表面の除電が行われる。
【０１０１】
中間転写ベルト１３は、各感光体ドラム９の表面に形成された各色トナー像を順次重ね合わせて転写するための無端ベルトである。各色トナー像が順次重ね合わせられることで、中間転写ベルト９上にフルカラー画像が形成される。
【０１０２】
光学センサ１４は、中間転写ベルト１３に非接触に配設されていて、画像形成装置のメンテナンス用のテストパターンとして形成されるトナーパターンの検出を行う。
【０１０３】
転写ベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１３にブレード（クリーニングブレード）を接触させて配設された装置であり、給紙される記録紙へのトナー像の転写後に中間転写ベルト１３上に残留している残留トナー、あるいは、トナーパターンを除去・回収し、中間転写ベルト１３の表面をクリーニングする。
【０１０４】
転写ローラ１６は、中間転写ベルト１３上に形成されたカラー画像を、給紙トレイ１９から搬送される記録紙上に転写するためのローラである。
【０１０５】
定着装置１７は、記録紙上に転写されたカラー画像を記録紙に熱定着するための装置である。
【０１０６】
給紙ローラ１８は、記録紙を給紙するためのローラである。
【０１０７】
給紙トレイ１９は、記録紙を記録紙サイズ毎に格納するためのトレイである。
【０１０８】
排紙ローラ２０は、カラー画像が熱定着された記録紙を、画像形成装置の機外に排紙するためのローラである。
【０１０９】
排紙トレイ２１は、排紙された記録紙を載せるためのトレイである。
【０１１０】
なお、感光体ドラム９は、すべて同一の方向に回転する。また、中間転写ベルト１３は、感光体ドラム９の回転方向とは逆の方向に回転し、転写ローラ１６は中間転写ベルト１３とは逆の方向（感光体ドラム９と同一の回転方向）に回転する。
【０１１１】
本実施例に係る画像形成装置は、上述した各実施例に係るマルチビーム光源装置を用いているため、画像形成の高速化及び高密度化を実現しつつ、光ビームの安定性を高めることができる。また、画像形成装置を小型、薄型化することができるとともに、環境負荷を低減した画像形成装置を提供することができる。さらに、画像形成装置の製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１００  半導体レーザアレイ
１０１  発光チップ
１０２  リードフレーム
１０２ａ  放熱板
１０２ｂ、１０２ｃ  端辺
１０３  樹脂枠
２００、２２０  駆動回路基板
２０１  切欠き部
２０２、２０３  基準孔
２２１  立ち曲げ部
２２４  突出部
２３０  駆動回路基板
２３１  折り曲げ段差部
２３２  長孔
２５８  折り曲げ部
２６７  回転支持部
３００  カップリングレンズ
４００  接着剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１３】
【特許文献１】特開２０００−１０５３４７号公報
【特許文献２】特開２００３−０３１９０５号公報
【特許文献３】特開２００６−２２２１７７号公報
【特許文献４】特開２００６−０７２１３６号公報
【特許文献５】特開２００３−２８３０３１号公報
【特許文献６】特開２００７−３２４４０７号公報
【図１】
2010283228.tif 000003
【図２】
2010283228.tif 000004
【図３】
2010283228.tif 000005
【図４】
2010283228.tif 000006
【図５】
2010283228.tif 000007
【図６】
2010283228.tif 000008
【図７】
2010283228.tif 000009
【図８】
2010283228.tif 000010
【図９】
2010283228.tif 000011
【図１０】
2010283228.tif 000012
【図１１】
2010283228.tif 000013
【図１２】
2010283228.tif 000014
【図１３】
2010283228.tif 000015
【図１４】
2010283228.tif 000016
【図１５】
2010283228.tif 000017