(57)【要約】【課題】光源と回路基板の組付け構成において、機械的および電気的な信頼性を向上、また構成や組立性の自由度を向上させ、簡易な構成で低コストで光学性能の高い装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ３０を制御駆動する回路基板４０にはシート部材４２が一体的に形成されており、リードピン３１はシート部材４２を介し取付け孔４１に挿入されて、回路基板４０と組付けられる。これにより、リードピン３１の挿入時、リードピン３１が取付け孔４１の内周面などに接触することがない。また、シート部材４２により取付け孔４１とリードピン３１の隙間を略閉塞することができ、リードピン３１との隙間からハンダ材４５が洩れることがない。【選択図】図６
2007227610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリードピンを有する光源と、
前記リードピンの取付け孔を有し、前記光源を制御駆動する回路基板と、
を備えた光源装置において、
前記光源と前記回路基板との間に配置され、前記光源の前記リードピンが挿入される開口部を有する取付け補助部材を備え、
前記光源は、前記リードピンが前記取付け補助部材の前記開口部を介して前記回路基板の取付け孔に設けられることにより、前記回路基板と接続されることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記開口部はスリット状であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記取付け補助部材には電気的接続を可能とする配線パターンが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光源の前記リードピンが前記回路基板の実装面から突出しないように設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項５】
複数のリードピンを有する光源と、
前記リードピンの取付け孔を有し、前記光源を制御駆動する回路基板と、
前記光源から出射されるレーザ光を集光し偏向走査手段に導く集光手段と、
前記偏向走査手段で偏向されたレーザ光を像担持体上に結像させる結像手段と、
を備えた光学走査装置において、
前記光源と前記回路基板との間に配置され、前記光源の前記リードピンが挿入される開口部を有する取付け補助部材を備え、
前記光源は、前記リードピンが前記取付け補助部材の前記開口部を介して前記回路基板の取付け孔に設けられることにより、前記回路基板と接続されることを特徴とする光学走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームプリンタ・複写機・レーザファクシミリ等の画像形成装置等に用いられる光学走査装置に関し、特に、これらの装置に備えられる光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプリンタなどの画像形成装置において、光源からの出射されるレーザ光を集光して回転多面鏡に入射させて偏向走査した後、結像レンズ・反射ミラーを介し感光体上に走査線として形成する光学走査装置が構成される。
【０００３】
この光学走査装置において、光源である半導体レーザは半導体レーザの制御回路基板によってレーザ光を集光レンズへ出射し、レーザ光が所定の焦点位置と照射位置になるように半導体レーザと集光レンズとの相対位置が調整された入射光学系が構成される。
【０００４】
この入射光学系において、半導体レーザと制御回路基板の電気的接続の一般的な構成は、半導体レーザのリードピンを制御回路基板に設けられた取付け孔に挿入し、ハンダ付けにより制御回路基板上の配線パターンと電気的に接続部するものである。
【０００５】
この半導体レーザと制御回路基板の電気的接続の構成として、様々な提案がなされている。例えばリードピンの取付け孔への挿入性能の向上を目的として、制御回路基板上の取付け孔にリードピンを挿入するための案内手段を構成する提案がされている（特許文献１参照）。あるいは、制御回路基板上に、半導体レーザの全てのリードピンが挿入可能な挿入孔と各リードピンの固定用孔が構成されている形態が提案されている（特許文献２参照）。また、複数の発光点を有するいわゆるマルチビームの半導体レーザを用いた光源装置において装置のコンパクト化を目的とし、半導体レーザのリードピンと制御回路基板とを柔軟性の高い接続手段で接続する構成が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−６２４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３２５９２２号公報
【特許文献３】特開平１１−１２５７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記従来例では、半導体レーザのリードピンを制御回路基板の取付け孔位置に挿入する際にリードピンと取付け孔周囲が接触してリードピンに外力が加わる。あるいは、リードピンは取付け孔に接触した状態で、この外力がリードピンに加わった状態でハンダ付けされ固定される。この外力が半導体レーザを支持する固定部の強度を低下させたり、半導体レーザの位置や姿勢を変化させ、光学性能を低下させることが懸念される。
【０００７】
複数の発光点を有する半導体レーザをレーザ光の光軸周りに回転させて各レーザ光の照射位置を調整する構成や、半導体レーザを光軸に直交する平面上に調整して照射位置を調整する構成では、半導体レーザの調整位置によりリードピンの位置は一定ではない。
【０００８】
したがってリードピンを取付け孔に確実に挿入するためには、取付け孔の形状や配置・個数などの対応が必要となるが、回路基板のスペースや電気的制約、リードピンの形状などの機械的制約を受けることが懸念される。
【０００９】
また、取付け孔とリードピンの隙間が大きいとハンダ材で隙間を埋めきれず、制御回路
基板との電気的接続が不安定になる。
【００１０】
さらに、柔軟性の高い接続手段を用いてリードピンと回路基板を接続する構成は、組立時の取扱いの悪さにより、組立工数の悪化や自動組立化を困難にし高コスト化になる。加えて、半導体レーザと制御駆動ＩＣとの距離が大きくレーザの応答性を劣化させるか、あるいは応答性を劣化させないために柔軟性の高い接続手段の材質や形状に制約を与えることとなる。
【００１１】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、光源と回路基板の組付け構成において、機械的および電気的な信頼性を向上、また構成や組立性の自由度を向上させ、簡易な構成で低コストで光学性能の高い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】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
複数のリードピンを有する光源と、
前記リードピンの取付け孔を有し、前記光源を制御駆動する回路基板と、
を備えた光源装置において、
前記光源と前記回路基板との間に配置され、前記光源の前記リードピンが挿入される開口部を有する取付け補助部材を備え、
前記光源は、前記リードピンが前記取付け補助部材の前記開口部を介して前記回路基板の取付け孔に設けられることにより、前記回路基板と接続されることを特徴とする。
【００１３】
また、複数のリードピンを有する光源と、
前記リードピンの取付け孔を有し、前記光源を制御駆動する回路基板と、
前記光源から出射されるレーザ光を集光し偏向走査手段に導く集光手段と、
前記偏向走査手段で偏向されたレーザ光を像担持体上に結像させる結像手段と、
を備えた光学走査装置において、
前記光源と前記回路基板との間に配置され、前記光源の前記リードピンが挿入される開口部を有する取付け補助部材を備え、
前記光源は、前記リードピンが前記取付け補助部材の前記開口部を介して前記回路基板の取付け孔に設けられることにより、前記回路基板と接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光源と回路基板の組付け構成において、機械的および電気的な信頼性を向上、また構成や組立性の自由度を向上させ、簡易な構成で低コストで光学性能の高い装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良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、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係る光学走査装置の概略平面図である。図２は、本実施例に係る光学走査装置の外観斜視図である。図３は、本実施例に係る光源装置の外観斜視図である。図４（ａ），（ｂ）は、本実施例に係る光源装置の調整・組立について説明するための図である。図５は、本実施例の回路基板の外観斜視図である。図６（ａ），（ｂ）は、本実施例に係る光源装置の調整・組立について説明するための図である。
図７は、本実施例に係る光源装置の組立について説明するための図である。
【００１７】
まず、図１，２を用いて光学走査装置Ｌの基本的な調整・組立方法について説明する。
【００１８】
光源装置１は、予め光源としての半導体レーザ３０とコリメータレンズ２の光学調整が完了した状態で、筐体２０の側壁２１（図４参照）に、シリンドリカルレンズ３は筐体２０上に仮配置される。ここで、コリメータレンズ２、及びシリンドリカルレンズ３は、本発明に係る集光手段を構成している。
【００１９】
ポリゴンミラー４を搭載する偏向走査手段としての偏向走査装置５、結像レンズ６，７、反射ミラー８、走査開始信号検出器９が筐体２０上の所定位置に位置決めされ図示しないねじや固定具などにより固定される。半導体レーザ３０から図示しないレーザ駆動治具によりレーザ光１３が出射されシリンドリカルレンズ３をレーザ光１３の光軸方向に移動させ焦点位置調整が行われる。ここで、結像レンズ６，７、及び反射ミラー８は、本発明に係る結像手段を構成している。
【００２０】
光源装置１はレーザ光１３の光軸周りに回転され複数の発光点の照射位置合わせが行われ筐体２０に固定される（図４参照）。
【００２１】
そして、回路基板４０は筐体２０にねじ固定されるとともに、半導体レーザ３０と電気的に接続される。また、ポリゴンミラー４で偏向走査されたレーザ光を走査開始信号検出器９に入射されるように反射ミラー１０を調整・固定する。
【００２２】
以上により、光学走査装置Ｌの光学調整が完了し、フタ１１により筐体２０を密閉し光学走査装置Ｌが構成される。
【００２３】
次に、光学走査装置Ｌの基本的な動作を説明する。
【００２４】
半導体レーザ３０から発生されたレーザ光１３は、偏向走査装置５のポリゴンミラー４に照射し偏向走査される。ここで、レーザ光１３は、コリメータレンズ２の移動によりドラム１２上での照射位置が調整され、コリメータレンズ２とシリンドリカルレンズ３の移動により像担持体としてのドラム１２上での焦点位置が調整されている。
【００２５】
偏向走査されたレーザ光１４は結像レンズ６，７を経て反射ミラー８によって反射され、筐体２０に設けられた開口部（不図示）を通過しドラム１２表面に結像される。ドラム１２に結像されるレーザ光１４はポリゴンミラー４の回転による主走査方向およびドラム１２の回転による副走査方向に静電潜像を形成する。
【００２６】
また、偏向走査装置５によって偏向走査されたレーザ光の一部は走査開始信号検出用のレーザ光１５として、反射ミラー１０によって走査開始信号検出器９へ導びかれ、走査開始信号検出器９の出力信号によって半導体レーザ３０の書き込み変調が開始する。
【００２７】
次に、図３〜５を用いて光源装置１について説明する。まず、図３，４を用いて光源装置１の調整・組立方法について説明する。
【００２８】
図４（ａ）において、予め光学調整が完了している光源装置１は図示しない治具により把持され、ホルダ３２の円筒部３３を筐体２０の取付け穴２２に嵌合させ側壁２１に当接させた状態である。
【００２９】
そして、光源装置１をレーザ光１３の光軸を中心としたθ方向に回転させ、ドラム１２上における半導体レーザ３０の複数の発光点の間隔を調整する。なお、光源装置１の調整
・組立は専用の治具上で行われ、その概要を以下に説明する。
【００３０】
半導体レーザ３０はホルダ３２に圧入保持され専用治具上に装着され、コリメータレンズ２はホルダ３２の固定部３４に仮配置される。ホルダ３２は、固定ねじ３５により筐体２０に固定される。
【００３１】
半導体レーザ３０は発光治具回路によりレーザ光１３を出射し、コリメータレンズ２を矢印ＹＺ方向（図４（ａ）参照）に移動して照射位置を、矢印Ｘ方向（図４（ａ）参照）に移動して焦点位置を調整する。その後にコリメータレンズ２は接着剤などで固定部３４に固定され、光源装置１が完成する。
【００３２】
次に、図５を用いて回路基板４０について説明する。
【００３３】
回路基板４０には半導体レーザ３０のリードピン３１が挿入される取付け孔４１が構成されている。取付け孔４１の内径は前述したドラム１２上での発光点間隔の調整のために光源装置１がθ方向に回転する範囲を含め、リードピン３１が取付け孔４１に接触しない寸法に設定されている。
【００３４】
また、本実施例の特徴的な構成として、取付け補助部材としてのシート部材４２が耐熱フィルム材などの耐熱性を有する材料で構成されている。シート部材４２にはリードピン３１が挿入される開口部としてのスリット４３が設けられている。なお、スリット４３の形状は図に示すような十字状に限定されるものではない。
【００３５】
シート部材４２はスリット４３と回路基板４０の取付け孔４１の位置を一致した状態で回路基板４０の半導体レーザ３０側の面に一体化される。そして、リードピン３１がスリット４３と取付け孔４１を貫通した状態で、回路基板４０は筐体２０の突起部２３の端面に当接し、ねじ４４により固定される（図３，４参照）。
【００３６】
次に、図６を用いて、リードピン３１の回路基板４０の挿入状態について説明する。
【００３７】
リードピン３１が回路基板４０に矢印Ａ方向から挿入されるに従い、シート部材４２のスリット４３の先端部４３ａは矢印Ｂ方向に押されながら弾性的に変形する。
【００３８】
そして、リードピン３１に接触して反った状態になり、取付け孔４１はリードピン３１とシート部材４２により略閉塞され、空間部４１ａを形成する。そして、図７に示すように、リードピン３１と回路基板４０はハンダ材４５がシート部材４２で閉塞された空間部４１ａに充填・固着され、半導体レーザ３０と回路基板４０は電気的に接続される。
【００３９】
以上により、光源装置１の筐体２０上での調整・組立が完了し、シリンドリカルレンズ３および走査開始信号検出器９への入射レーザ光１５の調整がされた後、所定の光学性能が達せられた光学走査装置Ｌが完成する。
【００４０】
以下に、本実施例特有の効果について説明する。
【００４１】
本実施例によれば、半導体レーザ３０のリードピン３１が回路基板４０の取付け孔４１に挿入された状態において、シート部材４２により取付け孔４１とリードピン３１の隙間を略閉塞している。したがって、リードピン３１との隙間からハンダ材４５が洩れることがないのでハンダ工程の不良率の低減と電気的な信頼性が向上する。
【００４２】
また、リードピン３１の挿入時において、リードピン３１が取付け孔４１の内周面など
に接触せず、リードピン３１が外力を受けることを防止するので、半導体レーザ３０の固定強度の低下や組立不良の低減などの信頼性が向上する。
【００４３】
光源装置１を光軸周りに回転させてドラム面上での発光点間隔を調整する形態においても、回路基板４０自体を筐体２０に固定した状態で、回路基板４０とリードピン３１とを電気的に接続することが可能となる。したがって、回路基板４０の設置スペースを一定とすることができるので、光学走査装置の小型化が可能となる。
【００４４】
また、回路基板４０の取付け孔４１の内径寸法による光源装置１の回転角度の制限を緩和することができるので、設計自由度の高い光学走査装置の実現が可能となる。
【実施例２】
【００４５】
以下、本発明の実施例２について説明する。
【００４６】
図８は、本実施例に係る光学走査装置の概略平面図である。図９は、本実施例の光源装置の外観斜視図である。図１０は、本実施例の回路基板の詳細図である。図１１（ａ），（ｂ）は本実施例の光源装置の調整・組立について説明するための図である。
図１２（ａ）は本実施例の光源装置の調整・組立について説明するための図、同図（ｂ）は同図（ａ）の要部拡大図である。なお、実施例１と同様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。
【００４７】
以下に、光源装置５０の調整・組立方法を説明する。
【００４８】
まず、図１１に示すように、コリメータレンズ２は筐体６０に設けられた固定部６１で矢印ＸＹＺ方向に位置を規制されて、固定バネ６２によって固定される。また、半導体レーザ３０はホルダ５１に保持される。
【００４９】
ホルダ５１は図示しない治具により把持され、半導体レーザ３０は図示しないレーザ駆動治具によりレーザ光１３を出射する。筐体６０に固定されたコリメータレンズ２を基準として、ホルダ５１を図中のＹＺ方向に移動しレーザ光１３の照射位置を、Ｘ方向に移動しレーザ光１３の焦点位置を調整する。
【００５０】
その後に、ホルダ５１のフランジ５２と筐体６０の固定部６３とを接着剤５３にて固定して、光源装置５０は筐体６０に一体化する。
【００５１】
次に、図１０を用いて回路基板７０について説明する。
【００５２】
回路基板７０には半導体レーザ３０のリードピン３１が挿入される取付け孔７１が構成されている。取付け孔７１の内径は照射位置調整のための半導体レーザ３０の可動範囲を含め、リードピン３１が取付け孔７１に接触しない寸法に設定されている。
【００５３】
また、本実施例の特徴的な構成である取付け補助部材としてのフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）７３には、リードピン３１が挿入される開口部としてのスリット７４が設けられている。このスリット７４にはリードピン３１と回路基板７０を電気接続する配線パターン７５が構成さている。
【００５４】
ＦＰＣ７３はスリット７４と回路基板７０の取付け孔７１の位置を一致した状態で、回路基板７０の半導体レーザ３０側の面に当接し、配線パターン７５の一端を回路基板７０の配線パターン（不図示）と接続された状態で一体化される。半導体レーザ３０のリードピン３１と回路基板７０との組立は、上述した実施例１と同様である（図６参照）。
【００５５】
本実施例では焦点位置調整のために半導体レーザ３０がＸ軸方向に移動するので、調整後のリードピン３１の端部の位置は一定ではない。
【００５６】
ここで、図１２には、半導体レーザ３０が最もコリメータレンズ２側に配置された時の状態が示されている。回路基板７０は筐体６０の突起部６４の端面に当接し、ねじ７６により固定されている。
【００５７】
図１２に示すように、リードピン３１の端部はＦＰＣ７３のスリット７４を通過するが、回路基板７０の実装面７２から突出しない位置にある。
【００５８】
しかしながら、この状態で、リードピン３１は回路基板７０の取付け孔７１に露出しているＦＰＣ７３の配線パターン７５とハンダ材７７によって一体化することができる。これにより、半導体レーザ３０と回路基板７０とが電気接続される。
【００５９】
以上により、光源装置５０の筐体６０上での調整・組立が完了する。
【００６０】
なお、本実施例においては、回路基板７０の取付け孔７１は、各リードピン３１のそれぞれに対応するように複数設けられているが、これに限るものではなく、例えば、全てのリードピン３１が通過する１つの取付け孔が設けられるものであっても良い。
【００６１】
以下に、本実施例特有の効果について説明する。
【００６２】
本実施例によれば、半導体レーザ３０は、リードピン３１と回路基板７０と一体化したＦＰＣ７３を介し回路基板７０との電気的接続が可能となる。これにより、半導体レーザ３０を光軸方向に移動して光学調整を行う形態において、リードピン３１と回路基板７０の接続のために必要な半導体レーザ３０と回路基板７０との相対位置寸法の制約を緩和することができる。
【００６３】
また、回路基板７０上のリードピン３１の取付け孔７１の形状や配置などの制約も緩和されるので、組立や設計の自由度を向上することができる。
【００６４】
また、半導体レーザ３０と制御ＩＣとの距離による応答性の劣化なく、半導体レーザ３０のリードピン３１と回路基板７０を弾性的に接続することが可能となるので、機械的信頼性と電気性能を向上することができる。
【００６５】
以上、実施例１，２を用いて説明したように、本発明によれば、光源のリードピンが回路基板の取付け孔に挿入された状態において、取付け補助部材により取付け孔とリードピンの隙間を略閉塞することができる。これにより、リードピンを固定するハンダ材を取付け孔とリードピンの隙間に確実に充填することができるので、取付け孔の内径を大きくすることが可能になる。
【００６６】
したがって、回路基板への挿入や固定時にリードピンに印加される外力により、光源の位置や姿勢を変化させることを防止できる。
【００６７】
また、リードピンの形状を取付け孔位置に合わせるための矯正の精度を緩和できる。
【００６８】
さらに、光源と集光レンズの相対位置合わせを光源を調整することで可能となり、例えば集光レンズの調整スペースが小さい場合などの光学走査系の設計や構成および調整の自由度を向上する。
【００６９】
また、取付け補助部材に電気的な配線パターンが形成されているので、リードピンと取付け補助部材とで電気的接続ができる。したがって、リードピンをハンダ固定のために回路基板の実装面から突出させる必要がなく、光源と回路基板の光軸方向の間隔の制約を緩和し、光学走査系の設計や構成の自由度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施例１の光学走査装置の概略平面図。
【図２】実施例１の光学走査装置の外観斜視図。
【図３】実施例１の光源装置の外観斜視図。
【図４】（ａ）は実施例１の光源装置の調整・組立について説明するための図、（ｂ）は実施例１の光源装置の調整・組立について説明するための図。
【図５】実施例１の回路基板の外観斜視図。
【図６】（ａ）は実施例１の光源装置の調整・組立について説明するための図、（ｂ）は実施例１の光源装置の調整・組立について説明するための図。
【図７】実施例１の光源装置の組立の説明図。
【図８】実施例２の光学走査装置の概略平面図。
【図９】実施例２の光源装置の外観斜視図。
【図１０】実施例２の回路基板の外観斜視図。
【図１１】（ａ）は実施例２の光源装置の調整・組立について説明するための図、（ｂ）は実施例２の光源装置の調整・組立について説明するための図。
【図１２】（ａ）は実施例２の光源装置の調整・組立について説明するための図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図。
【符号の説明】
【００７１】
１，５０  光源装置
３０  半導体レーザ
３１  リードピン
３２，５２  ホルダ
４０，７０  回路基板
４２  シート部材
４３，７４  スリット
４５，７７  ハンダ
７３  フレキシブルプリント基板
７５  配線パターン
Ｌ  光学走査装置
【図１】
2007227610.tif 000003
【図２】
2007227610.tif 000004
【図３】
2007227610.tif 000005
【図４】
2007227610.tif 000006
【図５】
2007227610.tif 000007
【図６】
2007227610.tif 000008
【図７】
2007227610.tif 000009
【図８】
2007227610.tif 000010
【図９】
2007227610.tif 000011
【図１０】
2007227610.tif 000012
【図１１】
2007227610.tif 000013
【図１２】
2007227610.tif 000014