(57)【要約】【課題】半導体レーザの初期位置が変動することにより生じる照射位置ずれ、スポット形状の不良を抑え、画像形成品質の悪化を防止する走査光学装置を提供する。【解決手段】レーザホルダ４０が光学箱３６のＶ字形状溝１０から浮くことを防ぐため、回路基板４の光学箱３６への取付部７を、発熱部材であるドライブＩＣ６より接合部５近傍に設ける。特に、取付部７をドライブＩＣ６よりも図示上下方向において接合部に近づける。さらに、Ｖ字形状溝１０のレーザホルダ４０を突き当てて嵌める開口を取付部７同士の結ぶ線側に開いて配置する。【選択図】　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を発する光源である半導体レーザと、該半導体レーザを接合すると共に発熱部材を搭載する回路基板と、前記半導体レーザから発した光束を偏向走査する回転多面鏡を有する偏向器と、偏向走査した光束を所定面上に集光する結像レンズと、前記回路基板、前記偏向器及び前記結像レンズを収容する光学箱と、
を備える走査光学装置であって、
前記回路基板は、前記光学箱に直接固定されるための取付部と、前記半導体レーザを接合するための接合部と、を有し、
前記取付部は、前記発熱部材よりも前記接合部の近傍に位置することを特徴とする走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラーＬＢＰやカラーデジタル複写機、カラーデジタルＦＡＸ等のカラー電子写真装置においてレーザビームを使用して光書き込みを行う走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置は、近年、特願２００２−１９７４６３号に記載されている図９のような走査光学装置を備えている。
【０００３】
図９の走査光学装置では、光学箱１５に半導体レーザのレーザホルダ１４を位置決めするＶ字形状溝を有する台が光学箱１５に設けられており、レーザホルダ１４がＶ字形状溝に置かれて支持され、その上から固定部材１６を取り付けて、レーザホルダ１４を台に固定する構成であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術では、レーザ駆動回路基板を光学箱に直接固定する場合、レーザ駆動回路基板に搭載されたドライブＩＣ等の発熱部材の発熱により、回路基板が熱膨張して変形し、半導体レーザの接合部も変位する。
【０００５】
接合部が変位すると、変位した接合部の影響で半導体レーザ通電端子部（以下、リードピン）が引っ張られ、レーザホルダがＶ字形状溝から浮き上がる。
【０００６】
このような問題により、レーザの照射位置のずれ、スポット形状の不良が発生して画像形成品質を損なうおそれがある。
【０００７】
本発明は上記技術に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回路基板の伸びの影響によって、半導体レーザの初期位置が変動することにより生じる照射位置ずれ、スポット形状の不良を抑え、画像形成品質の悪化を防止する走査光学装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、光束を発する光源である半導体レーザと、該半導体レーザを接合すると共に発熱部材を搭載する回路基板と、前記半導体レーザから発した光束を偏向走査する回転多面鏡を有する偏向器と、偏向走査した光束を所定面上に集光する結像レンズと、前記回路基板、前記偏向器及び前記結像レンズを収容する光学箱と、を備える走査光学装置であって、前記回路基板は、前記光学箱に直接固定されるための取付部と、前記半導体レーザを接合するための接合部と、を有し、前記取付部は、前記発熱部材よりも前記接合部の近傍に位置することを特徴とする。
【０００９】
これによると、発熱部材が発熱して回路基板が熱膨張しても、取付部と接合部の距離が近く、取付部では回路基板があまり熱膨張しないことから、接合部近辺でも回路基板の熱膨張を抑えることができ、半導体レーザに対する熱膨張の影響を小さくすることができる。
【００１０】
よって、回路基板の伸びの影響によって、半導体レーザの初期位置が変動することにより生じる照射位置ずれ、スポット形状の不良を抑え、画像形成品質の悪化を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図７を参照して、第１実施形態について説明する。
【００１３】
図１は第１実施形態に係るカラー画像形成装置を示す図である。まず、図１を用いて第１実施形態に係るカラー画像形成装置について概略を説明する。
【００１４】
図１においては、画像情報に基づいて各々光変調された各ビームＬＣ，ＬＭ，ＬＹ，ＬＫが各々の光学箱３６ａ，３６ｂから出射し、各々対応する感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ面上を照射して潜像を形成する。
【００１５】
この潜像は一次帯電器４７Ｃ，４７Ｍ，４７Ｙ，４７ＢＫによって各々一様に帯電している感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ面上に形成されており、現像器１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫによって各々シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの画像に可視像化される。
【００１６】
そして、感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ面上に可視像化された各色の画像は転写ベルト４４上を搬送されてくる転写材４５に転写ローラ２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２ＢＫによって順に重ねて静電転写されることによってカラー画像が形成される。
【００１７】
この後、感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ面上に残っている残留トナーはクリーナ４８Ｃ，４８Ｍ，４８Ｙ，４８ＢＫによって除去されて、次のカラー画像を形成するために再度一次帯電器４７Ｃ，４７Ｍ，４７Ｙ，４７ＢＫによって一様に帯電される。
【００１８】
一方、上記転写材４５は初め給紙トレイ４９上に積載されており、給紙ローラ５０によって１枚ずつ順に給紙され、レジストローラ５１によって画像の書き出しタイミングに同期をとって転写ベルト４４上に送り出される。
【００１９】
そして、転写材４５が転写ベルト４４上を精度良く搬送されている間に感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ面上に形成されたシアンの画像、マゼンタの画像、イエローの画像、ブラックの画像が順に重ねて転写材４５上に転写されてカラー画像が形成される。
【００２０】
なお、駆動ローラ５２は転写ベルト４４の送りを精度良く行っており、回転ムラの小さな駆動モータ（図示せず）と接続している。
【００２１】
そして、転写材４５上に形成されたカラー画像は定着器５３によって熱定着された後、排紙ローラ５４などによって搬送されて装置外に出力される。
【００２２】
図２は本実施形態に係る走査光学装置の構成を説明した図である。図面上側に概略上視図を示し、図面下側に概略断面図を示している。なお、以下の説明では光学箱３６ａについてだけ説明し、光学箱３６ｂについては光学箱３６ａと同じであるので説明を省略する。
【００２３】
光源部としての半導体レーザ３９Ｃ、３９Ｍから出射されたビームは、偏向器の回転多面鏡であるポリゴンミラー３１ａによって異なる方向に偏向走査される。
【００２４】
ポリゴンミラー３１ａによって走査されたビームはそれぞれ結像レンズである走査レンズ３２Ｃ，３２Ｍを透過し、折り返しミラー３３Ｃ，３３Ｍによって反射されて、感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍに結像する。
【００２５】
このような走査光学系を２対並列に並べることで、４つの感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ上に走査光を導いている。
【００２６】
図３は本実施形態による光源部の構成を示す斜視図である。なお、以下の説明ではシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応するＣ，Ｍ，Ｙ，ＢＫの符号を廃して説明を行う。
【００２７】
ポリゴンミラーや走査レンズ等を収納する光学箱３６にはＶ字形状溝１０（凹部）が形成された台（支持部）が配置されており、レーザユニット３０はレーザホルダ４０の円筒形状をした周面を、光学箱３６に設けられた台のＶ字形状溝１０に嵌めて突き当て、Ｖ字形状溝１０の開口を塞いだ固定部材１１で付勢して、レーザユニット３０が光学箱３６に固定される。
【００２８】
光学箱３６のＶ字形状溝１０は１つのレーザユニット３０につき光軸方向に並んで２箇所設けられている。
【００２９】
レーザユニット３０は光学箱３６上の２箇所のＶ字形状溝１０の間に設けられた穴１３に対してレーザホルダ４０に具備された突出部４１を差し込んで組み付けられる。
【００３０】
レーザユニット３０はレーザホルダ４０を有し、レーザホルダ４０の一端に光源である半導体レーザ３９が圧入等により取り付けられ、レーザホルダ４０の他端に半導体レーザ３９から発したレーザ光を平行光または規定の収束光束に変換するコリメータレンズ３８を接着固定したコリメータ鏡筒３５が取り付けられている。
【００３１】
図４は光源部の構成を示す上面概略図と断面概略図である。図４を用いて光源部について図３に引き続き説明する。
【００３２】
光学箱３６のＶ字形状溝１０の間に設けられた穴１３は、レーザユニット３０が回転したとしても、レーザホルダ４０の突出部４１が光学箱３６に干渉しないガタを持った大きさとしている。
【００３３】
次に、比較例である図５を用いて従来の問題点を説明する。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、半導体レーザ３９をレーザ駆動回路基板４の接合部５を介して、直接回路基板４に固定するとき、ビス等による取付部７の配置等が悪いと、回路基板４上のドライブＩＣ６等発熱部材の発熱により、回路基板４が熱膨張する。
【００３５】
熱膨張により接合部５は初期位置から変動し、半導体レーザ３９のリードピンに矢印方向Ａの応力がかかる。応力は、固定部材１１によるＶ字形状溝１０へのレーザユニット３０の押し付け力に逆らい、半導体レーザリードピンを図示Ａ方向へ引っ張る。
【００３６】
これにより、半導体レーザ３９及びレーザホルダ４０は固定部材１１に逆らって、レーザホルダ４０は光学箱３６のＶ字形状溝１０から浮してしまう。
【００３７】
このようにレーザホルダ４０がＶ字形状溝１０から浮いた変動量Ｂが発生すると、照射位置ずれやスポットの形状不良が発生し、画像形成品質を悪化させる。
【００３８】
また、図５（ｂ）のように、回路基板４を斜めの１つの対角線の両角位置で光学箱３６に固定すると、ドライブＩＣ６等の発熱部材が発熱すると、回路基板４は斜線部に示す形状に熱膨張して、半導体レーザ接合部５は、初期位置から変動する。
【００３９】
回路基板４に直接固定された半導体レーザ３９は、リードピンの引っ張りにより照射位置が変動し、また回路基板４に２つ以上の半導体レーザ３９を接合する場合には、それぞれの接合部５の変動量が異なり、照射位置に相互差が生じてしまう（接合部５破線）。
【００４０】
そこで、本実施形態では、図６に示すように、レーザホルダ４０が光学箱３６のＶ字形状溝１０から浮くことを防ぐため、回路基板４の光学箱３６への取付部７を、発熱部材であるドライブＩＣ６より接合部５近傍に設ける。特に、取付部７をドライブＩＣ６よりも図示上下方向において接合部に近づける。
【００４１】
さらに、Ｖ字形状溝１０のレーザホルダ４０を突き当てて嵌める開口を取付部７同士の結ぶ線側に開いて配置する。
【００４２】
この構成では、ドライブＩＣ６が発熱すると、回路基板４は熱膨張するが、リードピンの引っ張り方向Ａは下向きになるので、レーザホルダ４０にはＶ字形状溝１０へ突き当てる方向の力がかかり、半導体レーザ３９に傾きは生じない。
【００４３】
また、ビス９によって固定された取付部７の近傍は変動しないことから、取付部７と接合部５の距離が近いので、接合部５近辺でも回路基板４の熱膨張を抑えることができ、半導体レーザ３９に対する熱膨張の影響も小さくすることができる。
【００４４】
また、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、回路基板４実装のドライブＩＣ６の熱により生じる回路基板４の熱膨張方向は、回路基板４の取付部７の位置によって異なる。
【００４５】
取付部７における固定方法としては、ビス９だけでなく、例えば接着固定等を使用でき、またＶ字形状溝１０はＶ字形状に限らず、円筒形状のレーザホルダ４０の周面を位置決めできるものであればよく、例えば円弧形状等の凹部でもよい。
【００４６】
以上の本実施形態を用いると、ドライブＩＣ６の発熱からの回路基板４の熱膨張変形によって生じた半導体レーザ３９のリードピンにかかる応力を、Ｖ字形状溝１０へレーザホルダ４０を突き当てる方向と同一にできるので、レーザユニット３０に傾きが生じない。また、取付部７と接合部５の距離が近いので、接合部５近辺で回路基板４の熱膨張を抑えることができ、半導体レーザ３９に対する熱膨張の影響も小さくする。よって、半導体レーザ３９の照射位置ずれを抑え、良好なスポット形状を得ることができ、画像形成品質の悪化を防止する。
【００４７】
（第２実施形態）
図７には、第２実施形態が示されている。図７は第２実施形態に係る光源部の正面概略図と断面概略図である。本実施形態では、第１実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４８】
本実施形態における回路基板４において、接合部５とドライブＩＣ６と取付部７との位置関係であるが、取付部７は接合部５の結ぶ線と略同一直線上に設けられている。
【００４９】
本実施形態に特有の効果は、回路基板４の熱膨張変形による、半導体レーザ３９のリードピンにかかる応力を少なくすることができる。それによって、レーザホルダ４０が受ける応力を抑えることができ、レーザホルダ４０に樹脂等の変形し易い材料を用いても照射位置の変動を発生しにくく、コストダウンを可能にする。
【００５０】
（第３実施形態）
図８には、第３実施形態が示されている。図８は第３実施形態に係る光源部の正面概略図と断面概略図である。本実施形態では、第１、第２実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５１】
本実施形態における回路基板４には、水平同期信号の検知センサ３が設けられており、検知センサ３は取付部７及び接合部５とが結ぶ線と略同一直線上に設けられている。
【００５２】
本実施形態に特有の効果は、回路基板４の熱膨張による検知センサ３の変位を抑え、検知センサ３に入るビームの位置を安定させることができ、同期信号の検知エラーを発生させないようにする。
【００５３】
以下に本発明の実施態様を列挙する。
【００５４】
［実施態様１］
光束を発する光源である半導体レーザ３９と、該半導体レーザ３９を接合すると共にドライブＩＣ６（発熱部材）を搭載するレーザ駆動回路基板４（回路基板）と、前記半導体レーザ３９から発した光束を偏向走査する回転多面鏡を有する偏向器と、偏向走査した光束を所定面上に集光する結像レンズと、前記レーザ駆動回路基板４（回路基板）、前記偏向器及び前記結像レンズを収容する光学箱３６と、を備える走査光学装置であって、前記レーザ駆動回路基板４（回路基板）は、前記光学箱３６に直接固定されるための取付部７と、前記半導体レーザ３９を接合するための接合部５と、を有し、前記取付部７は、前記ドライブＩＣ６（発熱部材）よりも前記接合部５の近傍に位置することを特徴とする走査光学装置。
【００５５】
上記構成では、取付部７と接合部５の距離が近く、取付部７ではレーザ駆動回路基板４（回路基板）があまり熱膨張しないことから、接合部５近辺でもレーザ駆動回路基板４（回路基板）の熱膨張を抑えることができ、半導体レーザ３９に対する熱膨張の影響を小さくすることができる。
【００５６】
［実施態様２］
光束を発する光源である半導体レーザ３９と、該半導体レーザ３９を接合すると共にドライブＩＣ６（発熱部材）を搭載するレーザ駆動回路基板４（回路基板）と、前記半導体レーザ３９から発した光束を偏向走査する回転多面鏡を有する偏向器と、偏向走査した光束を所定面上に集光する結像レンズと、前記レーザ駆動回路基板４（回路基板）、前記偏向器及び前記結像レンズを収容する光学箱３６と、を備える走査光学装置であって、前記レーザ駆動回路基板４（回路基板）は、前記光学箱３６に直接固定されるための取付部７と、前記半導体レーザ３９を接合するための接合部５と、を有し、前記光学箱３６は、前記半導体レーザ３９を支持するために前記半導体レーザ３９のレーザホルダ４０の周面を嵌めるＶ字形状溝１０（凹部）が形成された台（支持部）を有し、前記取付部７は、前記ドライブＩＣ６（発熱部材）よりも前記接合部５の近傍に位置し、前記台（支持部）のＶ字形状溝１０（凹部）の開口は、前記取付部７同士の結ぶ線側に開いて配置されることを特徴とする走査光学装置。
【００５７】
上記構成では、ドライブＩＣ６（発熱部材）が発熱すると、レーザ駆動回路基板４（回路基板）は熱膨張するが、接合部５の引っ張り方向はレーザホルダ４０をＶ字形状溝１０（凹部）に突き当てて嵌めるようなレーザホルダ４０をＶ字形状溝１０（凹部）の開口へ向かわせる方向に力がかかり、半導体レーザ３９に傾きは生じない。また、取付部７と接合部５の距離が近く、取付部７ではレーザ駆動回路基板４（回路基板）があまり熱膨張しないことから、接合部５近辺でもレーザ駆動回路基板４（回路基板）の熱膨張を抑えることができ、半導体レーザ３９に対する熱膨張の影響を小さくすることができる。
【００５８】
［実施態様３］
前記取付部７は、前記接合部５同士の結ぶ線と略同一直線上にあることを特徴とする実施態様１又は２に記載の走査光学装置。
【００５９】
上記構成では、レーザ駆動回路基板４（回路基板）の熱膨張変形による、半導体レーザ３９の接合部５にかかる応力を抑えることができる。それによって、レーザホルダ４０が受ける応力をなくすことができ、レーザホルダ４０に樹脂等の変形し易い材料を用いても照射位置の変動を発生しにくく、コストダウンを可能にする。
【００６０】
［実施態様４］
前記レーザ駆動回路基板４（回路基板）は、水平同期信号の検知センサ３を有し、前記検知センサ３は、前記取付部７及び前記接合部５とが結ぶ線と略同一直線上にあることを特徴とする実施態様３に記載の走査光学装置。
【００６１】
上記構成では、レーザ駆動回路基板４（回路基板）の熱膨張による検知センサ３の変位を抑え、検知センサ３に入るビームの位置を安定させることができ、同期信号の検知エラーを発生させないことができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、照射位置ずれを抑え、良好なスポットを得ることができ、画像形成品質の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るカラー画像形成装置を示す断面構成図である。
【図２】第１実施形態に係る走査光学装置を示す構成図である。
【図３】第１実施形態に係る光源部の構成を表す斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る光源部の構成を示す構成図である。
【図５】第１実施形態の効果を比較するための比較例の構成を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る光源部の構成を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る光源部の構成を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る光源部の構成を示す図である。
【図９】従来の走査光学装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
３　検知センサ
４　レーザ駆動回路基板
５　接合部
７　取付部
９　ビス
１０　Ｖ字形状溝
１１　固定部材
１３　穴
３０　レーザユニット
３５　コリメータ鏡筒
３６　光学箱
３８　コリメータレンズ
３９　半導体レーザ
４０　レーザホルダ
４１　突出部
【図１】
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【図２】
2004144966.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004144966.tif 000008
【図７】
2004144966.tif 000009
【図８】
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【図９】
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