(57)【要約】【課題】発光素子や回路基板が点灯することにより発生する熱や、周囲の温度変化によって発生する熱応力によって微小な変形が生じ、発光素子から出射するビームの光路が変動する。したがって感光体上では、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強度変調等が変動する不具合が発生する。【解決手段】光束を出射させる発光素子と、該発光素子を取り付けた回路基板とを有する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設けられ、該発光素子と該回路基板は筐体部に取り付けられていることを特徴とするので、回路基板の弾性率を下げることにより、熱応力による発光点の変動を吸収することができる。【選択図】  図２
2007316394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を出射させる発光素子と、
該発光素子を取り付けた回路基板とを有する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設けられ、
該発光素子と該回路基板は筐体部に取り付けられていることを特徴とする光源ユニット
【請求項２】
請求項１において、
前記肉抜き部が４箇所であり、かつ、矩形形状であることを特徴とする光源ユニット
【請求項３】
請求項１または２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ることを特徴とする光源ユニット
【請求項４】
前記発光素子は、
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ることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の光源ユニット
【請求項５】
前記該発光素子は、
さらに複数個備わることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載する光源ユニット
【請求項６】
前記発光素子は、
さらに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ることを特徴とする請求項１〜請求項５に記載する光源ユニット
【請求項７】
請求項１〜請求項６に記載する光源ユニットを搭載したことを特徴とする光走査装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ユニット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をはじめとする光学・電子分野では、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、光束（以下「ビーム」と呼ぶ）を出射させる発光素子を、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、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、集光したビームを走査方向に偏向反射させる回転多面鏡（「ポリゴンミラー」とも呼ぶ）を備えた光偏向器１４（「多角面鏡回転制御手段」又は「ＭＰＡ」とも呼ぶ）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】
前記光源ユニット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、光源ユニットに備える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を接続する手段として、フレキシブル基板やハーネスを用いて接続する手段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、発光素子を前記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、近年ではこの一体成形する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。
【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、点灯することにより微小な熱が発生する。また、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】
前記より、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、発光素子の取り付ける部分である材質の線膨張係数の差異によって、変形する大きさ（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現状与える影響として、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、発光素子から出射する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。前記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ず、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化して、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、発光素子を取り付けられる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、発光素子を点灯する時に発する熱等による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】
請求項１に記載の光源ユニットは、光束を出射させる発光素子と、該発光素子を取り付けた回路基板とを有する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設けられ、該発光素子と該回路基板は筐体部に取り付けられているので、発光素子を取り付けられる周辺部を肉抜きにすることにより、回路基板に弾性率を下げることで、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る。
【００１４】
請求項２に記載の光源ユニットは、請求項１において、前記肉抜き部が４箇所であり、かつ、矩形形状であることを特徴とするので、前記請求項１の同様な効果を奏することができる。
【００１５】
請求項３に記載の光源ユニットは、請求項１または２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ることを特徴とするので、前記請求項１の同様な効果に加え、発光素子から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】
請求項４に記載の光源ユニットは、前記請求項１〜請求項３に記載の発光素子は、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ることを特徴とするので、前記請求項１〜請求項３の同様な効果を奏することができる。
【００１７】
請求項５に記載の光源ユニットは、請求項１〜請求項４に記載の発光素子が、さらに複数個備わることを特徴とするので、前記請求項１〜請求項４の同様な効果を奏することができる。
【００１８】
請求項６に記載の光源ユニットは、請求項１〜請求項５に記載の発光素子は、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ることを特徴とするので、前記請求項１〜請求項５の効果に加え、発光素子が固着するホルダを調整することで、発光素子から発するビームの光路を、再調整することが可能である。
【００１９】
請求項７に記載の光走査装置は、前記光源ユニットは、請求項１〜請求項６に記載する光源ユニットを搭載したことを特徴とするので、前記請求項１〜請求項６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】
本発明に係る光学ユニットは、光束を出射させる発光素子と、該発光素子を取り付けた回路基板とを有する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設けられているので、回路基板の弾性率が下がり、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〜図２に本発明に係る光学ユニットの一実施例を示す。
【００２３】
図１は、当該発明した光学ユニットの構造を表した側面図であり、図２は、前記光学ユニットの正面図である。
【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発光素子２の信号線である端子部７からなり、前記端子部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の前記発光素子２の信号線の引き回し（以下「アートワーク」と呼ぶ）に半田で直付され一体的になっており、また発光素子２の本体部は、筐体部５に備える発光素子取付穴１０に嵌合するよう固着されている。
【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、前記回路基板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に直付される発光素子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で設けられた肉抜き部が形成されており、発光素子２の本体部の下まできている。肉抜きされず残った領域は、前記発光素子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】
前記支持部位ｗは、回路基板の厚みｔの１．０〜２．５倍の幅が望ましい。
【００２８】
前記回路基板３の一般的に採用される材質は、ガラスエポキシ樹脂や紙フェノールを使用しているため、基板は硬質である。そこで、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、前記回路基板３を軽量化し弾性率を下げることにした。
【００２９】
これにより、発光素子２を点灯した時に、前記発光素子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から発する熱応力による歪み等を吸収することで、発光点位置の変化を抑制することができ、発光素子２から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「ＭＳＬＤ」）を採用してもよく、ほぼ同じ部品で光学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〜図４に本発明に係る他の実施例を示す。尚、実施例１に係る光学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、当該発明した光学ユニットの構造を表した側面図であり、図４は、前記光学ユニットの正面図である。図３〜図４に示すように、実施例１との相違点は、発光素子２が複数取り付けされている点である。
【００３４】
本実施例において、発光素子２が複数個取り付けても実施例１と同様の効果を奏することができる。
【実施例３】
【００３５】
図５〜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に係る光学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、当該発明した光学ユニットの構造を表した側面図であり、図６は、前記光学ユニットの正面図である。図５〜図６に示すように、実施例１との相違点は、発光素子２を嵌合する位置を可変できる調整機構を設けたホルダを配置されている点である。
【００３７】
ホルダ６は、発光素子２が発光素子取付部１１に嵌合し固着され、ねじ２０
をホルダ６に設けられた貫通穴２２に挿入し、筐体５のねじ穴２１に取り付けられる構造となっているため、上下左右方向に位置を調整できる機構を備えている。
【００３８】
前記のような機構を設けることで、実施例１と同様の効果を奏する他に、発光素子から発するビームの光路が調整許容範囲外へのズレが発生した場合、ビームを出射する発光素子２の本体部で光路を調整ができるので、発光素子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に係る光学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、当該発明した光学ユニットを配置した光走査装置の平面図である。
本発明である光学ユニット１は、光走査装置１９の筐体部５の側面部分で、発光素子２より出射するビームを略平行にするコリメータレンズ２の走査光学系では上流側に相当する部分に配置される。
【００４２】
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、発光素子が直接回路基板へ半田付けされているので、従来の光学ユニットに比べ、部品点数が減少することで、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、本発明の光学ユニットにおいて、実施例記載の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で設けられた肉抜き部が形成されていると例示としてあげたが、図８、図９に示すように、丸形、波形、扇形等や、形成箇所は複数箇所設けてもよく、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とわない。
【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、光学ユニットの構成上、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、光学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】本発明に係る光学ユニットの構造を表した側面図である。（実施例１）
【図２】本発明に係る光学ユニットの構造を表した正面図である。（実施例１）
【図３】本発明に係る光学ユニットの構造を表した側面図である。（実施例２）
【図４】本発明に係る光学ユニットの構造を表した正面図である。（実施例２）
【図５】本発明に係る光学ユニットの構造を表した側面図である。（実施例３）
【図６】本発明に係る光学ユニットの構造を表した正面図である。（実施例３）
【図７】本発明に係る光学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】本発明に係る光学ユニットの構造を表した正面図である。
【図９】本発明に係る光学ユニットの構造を表した正面図である。
【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
【図１】
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【図２】
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【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】
2007316394.tif 000009
【図８】
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【図９】
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