【手続補正書】
【提出日】平成21年4月16日(2009.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームを出射する発光素子と、
該発光素子を取り付けた回路基板とを備えた光源ユニットにおいて、
該回路基板には、前記発光素子の周辺部に複数の肉抜き部が形成されたことを特徴とする光源ユニット
【請求項２】
前記肉抜き部は、矩形形状である請求項１に記載の光源ユニット
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光源ユニットを搭載した光走査装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】光源ユニットおよび光走査装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ユニットおよび光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザープリンタ等には、光走査装置が一般的に使用されている。
【０００３】
光走査装置は、図７に示すように、ビーム（光束）を出射する発光素子を、独立して点灯および消灯の制御ができるよう電気的に駆動する回路基板に取り付けた光源ユニット１と、この光源ユニット１の発光素子により出射されたビーム１８を略平行にするコリメータレンズ１２と、コリメータレンズ１２により略平行となったビームを副走査平面内において集光させるシリンダレンズ１３と、シリンダレンズ１３により集光したビームを走査方向に偏向反射するポリゴンミラー（回転多面鏡）を備えた光偏向器１４（多角面鏡回転制御手段）と、ｆθレンズ１５、反射ミラ−１６等で構成される走査光学系を備えている。
【０００４】
光源ユニット１の発光素子から出射されたビームは、光偏向器１４のポリゴンミラーにより偏向反射され、ｆθレンズ１５によって集光されて感光体１７上に画像の記録を行う。
【０００５】
光源ユニット１の発光素子は、ビームを出射させる本体部と発光素子の信号線である端子部からなり、一般的には光走査装置１９の筐体部に直接取り付けたり、光源ユニットの発光素子を嵌合するためのホルダに取り付けられている。
また、発光素子と回路基板の接続は、フレキシブル基板やハーネスを用いるのが一般的であったが、光走査装置の小型化・コストダウンにともない、発光素子を回路基板に直付し一体的に形成する光源ユニットが採用され、近年ではこの一体的に形成した光源ユニットを搭載した光走査装置が主流となってきている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−９８４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、発光素子と回路基板は、ビームを点灯することにより微小な熱が発生する。また、発光素子と回路基板には、発光素子から発生する熱とあわせて周囲の温度変化により、応力（熱応力）が発生する。
【０００７】
このため、発光素子を取り付けた筐体部や、発光素子の端子部を直付する回路基板の周辺部には微小な変形が生じる。
【０００８】
この微小な変形は、発光素子を取り付ける部分の材質の線膨張係数の差異によって、大きさ（伸び）は変わり、また弾性率が低い部分に集中する特性がある。
【０００９】
この微小な変形によって、筐体部に取り付けた発光素子の本体部の位置を変化させることになり、発光素子から出射されたビームの光路が変動する。変動したビームの光路は、発光素子から下流側の走査光学系にも影響を与えるため、感光体上ではビームの光路の変動にともない、走査するビームのビ−ムプロファイルやパワー等が変動することにより、良質な画像が形成されない不具合が発生する。
【００１０】
かかる問題は、フレキシブル基板やハーネスを用いた従来の光源ユニットでは発生しなかったものである。なぜなら、フレキシブル基板やハーネスは、発光素子を取り付ける筐体部やホルダより弾性率が小さいため、フレキシブル基板やハーネスにより発光素子から発する熱応力による変動を吸収することができていたため、ビームの光路も変動せず、良質な画像形成を維持できていたからである。
【００１１】
しかし、近年、光走査装置の小型化・コストダウンにともない、発光素子と回路基板を直付し、一体的に形成する光源ユニットが採用されるようになってきた。この回路基板は従来採用されていたフレキシブル基板やハーネスに比べ硬質であり弾性率が大きいため、発光素子を点灯する時に発する熱等による変動を吸収することができない。これにより筐体部に取り付けた発光素子の本体部の位置が変動して、感光体上では、ビームの光路の変動にともなう不具合が生じ、良質な画像が形成されない不具合が発生するようになった。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、光源ユニットの発光素子を直付した回路基板において、発光素子が取り付けられる回路基板の周辺部を肉抜きにすることにより、回路基板の弾性率を下げ、発光素子が発する熱等による発光素子の本体部の位置の変動を吸収する光源ユニット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】
【００１３】
（第１発明）
第１発明の光源ユニットは、ビームを出射する発光素子と、該発光素子を取り付けた回路基板とを備えた光源ユニットにおいて、該回路基板には、前記発光素子の周辺部に複数の肉抜き部が形成されているので、発光素子が取り付けられる部分の周辺部を肉抜きにすることにより、回路基板の弾性率を下げることができる。このため、発光素子の発する熱等による発光素子の本体部の位置の変動を吸収することができる。
【００１４】
（第２発明）
第２発明の光源ユニットは、第１発明において、前記肉抜き部が、矩形形状であることを特徴とするので、第１発明と同様な効果を得ることができる。
【００１５】
また、光源ユニットは、第１発明または第２発明において、前記発光素子は、本体部と端子部からなり、前記回路基板と本体部が離れていても良く、この場合、前記した第１発明と同様な効果に加え、発光素子が発する熱の放熱効果をさらに向上させることができる。
【００１６】
また、光源ユニットは、前記した発光素子は、一体に形成され独立に制御される複数の発光点から複数の光束を出射する発光素子であっても良く、この場合、前記した同様の効果を得ることができる。
【００１７】
また、光源ユニットは、前記した発光素子が、さらに複数個備わっても良く、この場合、前記した同様の効果を得ることができる。
【００１８】
また、光源ユニットは、前記した発光素子は、筐体部とは別個に設けた調整機構を備えたホルダに取り付けられていても良く、この場合、前記した効果に加え、発光素子を固着するホルダを調整することで、発光素子が発するビームの光路を、再調整することが可能である。
【００１９】
（第３発明）
第３発明の光走査装置は、第１発明または第２発明の光源ユニットを搭載したことを特徴とするので、前記した第１発明の効果を奏する光走査装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る光源ユニットは、発光素子が発する熱等による発光素子の本体部の位置の変動を吸収することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１〜図７を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１および図２に本発明に係る光源ユニットの一実施例を示す。
【００２３】
図１は、本発明に係る光源ユニットの側面図であり、図２は、本発明に係る光源ユニットの背面図（回路基板３の裏面から見た図）である。
【００２４】
図１に示すように、発光素子２は、ビームを出射させる本体部と端子部７からなる。発光素子２の端子部７は、発光素子２を独立して点灯および消灯の制御ができる電気的に駆動する回路基板３の発光素子２の信号線の引き回し（以下「アートワーク」と呼ぶ）に半田で直付され、発光素子２と回路基板３が一体的になっている。また、発光素子２の本体部は、筐体部５の発光素子取付穴１０に嵌合されている。
【００２５】
回路基板３は光学系部品の筐体部５から突出する支柱９にねじ８によって取り付けられており、回路基板３と発光素子２の本体部は、離れている状態となっている。
【００２６】
図２に示すように、回路基板３に直付された発光素子２の周辺部は、アートワークが可能となる範囲で４箇所の矩形形状の穴からなる肉抜き部が形成されている。肉抜きされず残った部分は、発光素子２を中心として十字方向に格子状に形成され、発光素子２を支持する支持部位ｗとなる。
【００２７】
この支持部位ｗは、回路基板３の厚みｔの１．０〜２．５倍の幅が望ましい。
【００２８】
回路基板３は、ガラスエポキシ樹脂や紙フェノールからなるため、回路基板３は硬質である。そこで、本発明の発明者は、従来発光素子と回路基板の接続に用いていたフレキシブル基板やハーネスは弾性率が小さい点に着眼し、回路基板３に半田で直付する発光素子２の端子部７の取付部周辺に肉抜き部を形成することで、回路基板３を軽量化し弾性率を下げるということを着想するに至った。
【００２９】
これにより、発光素子２を点灯した時に、発光素子２が嵌合する筐体５の発光素子取付穴１０周辺の発光素子２の本体部に発生する熱や周辺温度の変化による歪みは、発光点位置より、弾性率が下がった回路基板３の発光素子２が直付される端子部７周辺に集中し、発光素子２が点灯時に発する熱等の放熱効果を、さらに向上させることができ、発光点位置の変動を吸収することができる。
【００３０】
前記のようにすることで、発光素子２が発する熱に起因した熱応力による歪み等を吸収することで、発光点位置の変動を抑制することができ、発光素子２が発するビームの光路も変動せず、良質な画像形成を維持することができる。
【００３１】
なお、本実施例においても、発光素子２が一体に形成され独立に制御される複数の発光点から複数のビームを出射する発光素子（マルチスポットレーザダイオード）を採用してもよく、ほぼ同じ部品で光源ユニットを構成でき、同様の効果を奏することができる。
【実施例２】
【００３２】
図３および図４に本発明に係る他の実施例を示す。
尚、実施例１に係る光源ユニットと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例１との相違点についてのみ詳細に説明する。
【００３３】
図３は、本発明に係る光源ユニットの側面図であり、図４は、本発明に係る光源ユニットの背面図（回路基板３の裏面から見た図）である。図３および図４に示すように、実施例１との相違点は、発光素子２が複数（２個）取り付けられている点である。
【００３４】
本実施例２に示したように、本発明に係る光源ユニットは、発光素子２を複数個取り付けても実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３５】
図５および図６に本発明に係る他の実施例を示す。
尚、実施例１および実施例２に係る光源ユニットと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例１との相違点についてのみ詳細に説明する。
【００３６】
図５は、本発明に係る光源ユニットの側面図であり、図６は、本発明に係る光源ユニットの背面図（回路基板３の裏面から見た図）である。図５および図６に示すように、実施例１との相違点は、発光素子２の本体部の位置を可変できる調整機構を設けたホルダ６が配置されている点である。
【００３７】
ホルダ６には、発光素子取付部１１および貫通孔２２が形成されている。そして、発光素子２の本体部が発光素子取付部１１に嵌合し固着され、ねじ２０がホルダ６に設けられた貫通穴２２に挿入され、筐体５のねじ穴２１に取り付けられているため、発光素子２の本体部は、上下左右方向に位置を調整できる。
【００３８】
かかる構成により、実施例１と同様の効果を奏する他に、発光素子２が発するビームの光路にズレが発生した場合、ビームを出射する発光素子２の本体部の位置を調整できるので、発光素子２から下流側の走査光学系の再調整を最小限にでき、容易にビームの光路の調整が可能である。
【００３９】
尚、本実施例においても、実施例２および実施例３と同様、発光素子を複数個取り付けても、本実施例の構成を採用することができる。
【実施例４】
【００４０】
図７に本発明に係る他の実施例を示す。
尚、実施例１〜実施例３に係る光源ユニットと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例１との相違点についてのみ詳細に説明する。
【００４１】
図７は、本発明に係る光源ユニットを配置した光走査装置の平面図である。
光源ユニット１は、光走査装置１９の筐体部５の側面部分であって、発光素子２が出射するビームを略平行にするコリメータレンズ１２の上流側に配置される。
【００４２】
本発明に係る光走査装置７は、前記のように実施例１〜実施例３と同様の効果を奏する他に、発光素子２が直接回路基板３に半田付けされているので、従来の光源ユニットに比べ、部品点数が減少するため、占有スペースが少なくなり、光走査装置の配置性が良くなる。つまり光走査装置の小型化・コストダウンが実現できる。
【００４３】
また、発光素子と回路基板が接近して配置されているので、電気的ノイズに対する抵抗力が大きくなることで、感光体上で画像を形成する時に不具合を生じる光量変動等を抑制することができ、さらに高画質な画像を形成できる光走査装置を提供することができる。
【００４４】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００４５】
例えば、前記した実施例において、回路基板の肉抜き部の形状は、回路基板３に直付される発光素子２の周辺部においてアートワークが可能となる範囲で４箇所の矩形形状の穴とした。しかし、これに限るものではなく、図８または図９に示すように、形状を丸形、波形、扇形等としたり、個数を複数にしてもよい。さらに、支持部位は２方向でも３方向でもとわず、発光素子２のアートワークが可能となる範囲であれば良い。
【００４６】
また、実施例記載の回路基板の肉抜き部は、発光素子２の本体部を中心に半径１０ｍｍの円形領域において、回路基板の５０％以上の面積を肉抜きしていることが望ましく、さらに回路基板の８０％以上の面積を肉抜きしていることであれば一層好ましい。
【００４７】
また、実施例記載の回路基板の肉抜き部は、発光素子２の本体部の下まできていると例示としてあげたが、発光素子の形状によって支持部位の幅を大きくして見えない状態でもかまわない。
【００４８】
また、実施例記載の回路基板３と発光素子の本体部は、密着状態でもかまわない。
【００４９】
また、実施例２に記載する発光素子は２個配置する構成となっているが、光源ユニットの構成上、複数個配置してもかまわない。
【００５０】
また、実施例４に記載する光走査装置において、光源ユニットは光走査装置の側面側に配置することを例示するが、光走査装置の構成上、内側に配置する等、内外をとわない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る光源ユニットの側面図である。（実施例１）
【図２】本発明に係る光源ユニットの背面図である。（実施例１）
【図３】本発明に係る光源ユニットの側面図である。（実施例２）
【図４】本発明に係る光源ユニットの背面図である。（実施例２）
【図５】本発明に係る光源ユニットの側面図である。（実施例３）
【図６】本発明に係る光源ユニットの背面図である。（実施例３）
【図７】本発明に係る光源ユニットを備えた光走査装置の平面図である。（実施例４）
【図８】本発明に係る光源ユニットの背面図である。
【図９】本発明に係る光源ユニットの背面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  光源ユニット
２  発光素子
３  回路基板
４  肉抜き部
５  筐体部
６  ホルダ
７  端子部
８  ねじ
９  支柱
１０  発光素子取付穴
１１  発光素子取付部
１２  コリメータレンズ
１３  シリンダレンズ
１４  光偏向器（ＭＰＡ）
１５  fθレンズ
１６  反射ミラ−
１７  感光体
１８  ビーム
１９  光走査装置
２０  ねじ
２１  ねじ穴
２２  貫通穴
ｔ  回路基板の厚み
ｗ  支持部位