(57)【要約】【課題】半導体レーザー素子を光源保持部材に挿入後に、半導体レーザー素子を動かないように固定する。【解決手段】半導体レーザ素子２１を保持する光源保持部材２２に、半導体レーザー素子２１の発光部２１Ａを挿入する取付穴２２Ａを形成し、取付穴２２Ａの内壁に半導体レーザ素子２１の抜け防止の爪３０を突設した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子を保持する保持部材に、前記半導体レーザ素子の発光部を挿入する取付穴を形成し、該取付穴の内壁に前記半導体レーザ素子の抜け防止機構を設けたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記抜け防止機構は前記保持部材と一体成形で形成されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記抜け防止機構を前記取付穴の内壁全体に設けたことを特徴とする請求項１、２何れか記載の光源装置。
【請求項４】
前記抜け防止機構を前記取付穴の内壁に複数設けたことを特徴とする請求項２の光源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光源装置を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項5記載の光走査装置を像担持体への像書き込み手段とすることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザー素子を備えた光源装置並びに光走査装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置には、光源から発した光を用いて、像担持体上に画像を形成するようにしたものがある。このような装置の光源は例えば半導体レーザー素子によって照射される。図８はその装置を示す。この光源装置では、半導体レーザー素子２１の発光部２１Ａが、光源保持部材２２の保持穴２２Ａに圧入され、鍔部２１Ｂが段差部に当接する構成とされている。これによって、光源保持部材２２に半導体素子２１が固定せれている。半導体レーザー素子２１から発せられた光束は光源保持部材２２の突出部に固定されているカップリングレンズ２３によりカップリングされるようになっている。
【０００３】
このような光源装置では、半導体レーザー素子２１の発光点からカップリングレンズ２４までの距離、及びその半導体レーザー素子２１の発光点とカップリングレンズ２４の光軸の位置関係は精密さが要求され、また半導体レーザー素子２１を光源保持部材２２に圧入した後に、半導体レーザー素子２１の位置が変動しないことが要求される。
【０００４】
そのため、従来は、半導体レーザー素子２１を装着するときの圧入力を高くし、半導体レーザー素子２１を光源保持部材２２に固定している。また圧入以外で半導体レーザー素子２１を光源保持部材２２に固定する方法としては、板バネ・ネジ止め方式などがある。
【０００５】
その他、特開平６−３２５３７３号公報は半導体レーザの固定機構を提供する。この特開平６−３２５３７３号の発明は、保持部材への圧入力量のばらつきを小さくし、かつ、部品点数を削減しスペース効率を上げることで装置のコストダウンを図り、組付け時における半導体レーザの回転方向の位置決め精度を上げることが可能な半導体レーザの固定機構を提供することを目的とする。特開平６−３２５３７３号の発明は、半導体レーザと、半導体レーザを保持する保持部材と、保持部材に半導体レーザのフランジ部が圧入穴を形成した半導体レーザの固定機構において、圧入穴に半導体レーザのフランジ部との非接触部とする凹状の逃げ部を少なくとも1ヶ所形成したものである。
【０００６】
更に、特開２００３−９８４６４号公報は光源を破損させずに光源保持部材に固定し、温度等の環境が変動したり、衝撃力が加わっても、位置ズレを生じ難いようにするものである。特開２００３−９８４６４号の光走査装置及び画像形成装置では、基体の半導体レーザー素子を保持する段付き孔の近傍に、テーパ部材挿入孔を形成し、このテーパ部材挿入口にテーパ部材を圧入するようにしたものであり、光源を半導体レーザー素子を穴の中に入れ、更に、テーパ部材挿入口にテーパ部材を挿入すると、そのテーパ部材挿入孔の周壁部が押し広げられる。これにより、半導体レーザー素子の鍔部の外周が段付き孔の壁面に押圧されて固定されるようになっている。
【特許文献１】特開平６−３２５３７３号公報
【特許文献２】特開２００３−９８４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の従来技術の圧入方式では、半導体レーザ素子の圧入力が大きいため、光源保部材が変形してしまい、半導体レーザ素子の発光点とカップリングレンズの位置関係が一定にならない。
【０００８】
また、半導体レーザ素子を、光源保持部材に圧入する際には、圧入力、圧入状態は半導体レーザー素子のフランジ部の径及び形状と、光源保持部材の圧入穴の径及び形状とに関係に依存するため、半導体レーザー素子のフランジ部の径が大きく、光源保持部材の圧入穴の径が小さい場合には、半導体レーザー素子が光源保持部材の段部の奥まで圧入されず、途中で止まってしまい、半導体レーザー素子の発光点と、カップリングレンズとの距離が一定にならない。
【０００９】
また、特開平６−３２５３７３号のものでは、半導体レーザー素子を保持部材に挿入するときに、圧入穴が押し広げられるように拡大するので、圧入穴を有する保持部材に応力が残って変形したり、圧入時の摩擦力のために半導体レーザーが斜めになったまま圧入され、光の射出方向が狂ったまま固定されるという虞もある。
【００１０】
更に、特開２００３−９８４６４号のものでは、半導体レーザー素子の光の射出方向の狂いといったことはないが、部品点数や作業工数が多いという生産上不利な点がある。
【００１１】
また、上記従来技術での板バネ・ネジ止め方式では、半導体レーザー素子を保持するために、光源保持部材、板バネ、ネジ等複数の部品が必要となってしまい、部品コストが高くなると共に、固定作業にも時間が掛かってしまう。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、半導体レーザー素子を光源保持部材に挿入する際に、必要以上の力を加えず、また半導体レーザー素子を光源保持部材に挿入後に、半導体レーザー素子を動かないように固定することを目的とし、しかも、その際に部品コストの上昇や作業時間の増大を伴わずにできるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる光源装置は、半導体レーザ素子を保持する保持部材に、前記半導体レーザ素子の発光部を挿入する取付穴を形成し、該取付穴の内壁に前記半導体レーザ素子の抜け防止機構を設けたことを特徴とする。
【００１４】
本願の請求項２にかかる光源装置は、請求項１記載の光源装置において、前記抜け防止機構は前記保持部材と一体成形で形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本願の請求項３にかかる光源装置は、請求項１、２何れか記載の光源装置において、前記抜け防止機構を前記取付穴の内壁全体に設けたことを特徴とする。
【００１６】
本願の請求項４にかかる光源装置は、請求項１乃至請求項３の何れか記載の光源装置において、前記抜け防止機構を前記取付穴の内壁に複数設けたことを特徴とする。
【００１７】
本願の光走査装置は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光源装置を有することを特徴とする。
【００１８】
本願の画像形成装置は、請求項５記載の光走査装置を像担持体への像書き込み手段とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本願の請求項１乃至請求項３の光源装置、請求項５の光走査装置、請求項６の画像形成装置によれば、光学保持部材における半導体レーザー素子の発光部を挿入する取付穴に、半導体レーザー素子の抜け防止機構を設けることで、半導体レーザー素子の挿入後の移動を防ぐことが出来る。また抜け防止機構によって半導体レーザー素子を取付穴内に保持しているため、半導体レーザー素子を固定する際の圧入力を小さくすることができ、半導体レーザー素子を挿入することに起因する光源保持部材の変形を防ぐことができる。このため、半導体レーザー素子の発光点とカップリングレンズとの位置関係が一定となり、光軸の変化などがなくなり、光源装置、光走査装置及び画像形成装置の品質を安定させることができる。
【００２０】
また、圧入力が小さくてよいので、光源保持部材の固定する摩擦力を大きくするために挿入穴を必要以上に小さくする必要がないため、半導体レーザー素子が光源保持部材の取付穴の途中で止まって所定の位置に位置しないということがなくなる。このため、半導体レーザー素子の発光点と、カップリングレンズとの距離を常に一定にすることができる。このことにより、半導体レーザー素子を光源保持部材に挿入した後に、半導体レーザー素子の固定状態をチェックする必要がなくなるため、作業時間の短縮にもつながる。
【００２１】
また半導体レーザー素子抜け防止機構を光源保持部材と一体成形しているため、板バネ・ネジ止め方式などに比べて、部品点数や作業工程が少なくてすみ、部品のコストダウンが可能となり、作業時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態にかかる光源装置を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、この発明による光源装置の一実施形態例を示す縦断面図、図２は当該光源装置を備えた光走査装置の一例を示す平面図、図３は図２の光走査装置を搭載したレーザプリンタの一例を示す概略構成図である。
【００２４】
図１に示す光源装置１は、画像形成装置であるレーザープリンタの光走査装置に配備されるものである。画像形成装置としてはレーザープリンタの他に複写機、ファクシミリ等がある。光源装置１は、レーザー光源となる半導体レーザー素子２１と、その半導体レーザー素子２１を保持する光源保持部材２２と、半導体レーザー素子２１から発せられた光束をカップリングするカップリングレンズ２３を備えている。
【００２５】
図２は光源装置１を備えた光走査装置２を示す。光走査装置２は、図３に示すレーザプリンタに搭載される。このレーザプリンタは、プリンタ装置本体の略中央に、像担持体である円筒状に形成された光導電性の感光体ドラム３が配置されている。この感光体ドラム３の周囲には、帯電手段として機能する帯電ローラ４と、現像装置５と、転写ローラ６と、クリーニング装置７とをそれぞれ備えている。なお、帯電手段としては、コロナチャージャを用いるようにしてもよい。
【００２６】
帯電ローラ４の上方には、レーザビームにより光走査を行う光走査装置２が設けられている。光走査装置２は、感光体ドラム３の表面の帯電ローラ４と現像装置５との間に位置する部分に、光書込みによる露光を行う。感光体ドラム３の転写紙搬送方向における下流側には定着装置９が設けられると共に、装置本体の下部には図示しない給紙カセットが脱着自在に設けられている。給紙カセットと感光体ドラム３との間の搬送路にはレジストローラ対８が設けてある。給紙カセット内には、記録媒体として転写紙１０が収納される。転写紙１０は、給紙カセットから給紙されて画像が形成された後に定着装置９を通過し、搬送路内を搬送されて所定の位置に排紙される。
【００２７】
レーザプリンタは、画像形成動作を開始すると、感光体ドラム３が矢印Ａ方向に等速で回転を開始する。そして、その表面が帯電ローラ４により均一帯電され、その帯電面が光走査装置２のレーザビームによって露光されると、光書込みがなされたこととなり、静電潜像が形成される。なお、その形成される静電潜像は、所謂「ネガ潜像」であって画像が露光されている。その感光体ドラム３上の静電潜像は、感光体ドラム３の回転により現像装置５のある位置まで移動され、現像装置５によってトナーが付着され、反転現像されたトナー画像が形成される。
【００２８】
一方、給紙カセットから最上位に位置する1枚の転写紙１０が給紙され、その給紙された転写紙１０は停止状態にあるレジストローラ対８に突き当てられて一旦停止される。そして、感光体ドラム３上のトナー画像が転写ローラ６のある転写位置へ移動するタイミングに合せてレジストローラ対８が回転し、転写紙１０を転写ローラ６と感光体ドラム３が接触する転写部へ送り込む。
【００２９】
転写ローラ６と感光体ドラム３の間に送り込まれた転写紙１０は、トナー画像と重ねあわされた状態で加熱加圧されてトナー画像が転写される。トナー画像が転写された転写紙１０は、定着装置９に送られてトナー画像が定着され、その後搬送路を通って搬送されて、排出される。トナー画像を転写紙１０に転写した後に、感光体ドラム３上に残った残留トナーや紙粉等は、クリーニング装置７のブラシローラ７Ａ及びブレード７Ｂにより除去される。
【００３０】
光走査装置２は、感光体ドラム３上に光走査により書込みを行って静電潜像を形成する像書込み手段として機能する。光走査装置２は、一例として図２に示すような構成を有する。この光走査装置２は光源装置１を有している。光走査装置２は光学ハウジング１４を有する。
【００３１】
光学ハウジング１４内には、光源装置１から射出されたレーザービームを収束するシリンドリカルレンズ１１と、回転軸を中心にして回転しながらレーザビームを鏡面で反射してレーザビームを走査するポリゴンミラー１２と、ポリゴンミラー１２で反射されたレーザービームを走査方向において角度に応じて所定距離にて収束するｆθレンズ１３と、ｆθレンズ１３を通過したレーザビームを反射させて向きを変える折り返しミラー１５等が、収納されている。
【００３２】
光学ハウジング１４の上部は、ネジ止め等で固定された上蓋で覆われている。この光走査装置２は、光源装置１から射出したレーザビームを、シリンドリカルレンズ１１により、ポリゴンミラー１２の近傍で主走査方向に長い線像に結像させる。ポリゴンミラー１２は、シリンドリカルレンズ１１を経て入射した各レーザビームを反射偏光して、主走査方向にほぼ等角速度的に走査する。ｆθレンズ１３は、ポリゴンミラー１２により反射偏光されて走査される各レーザビームを受け入れ、その光を折り返しミラー１５で反射させ、反射光束を感光体ドラム３上の被走査面に集光結像する。
【００３３】
光源装置１は、図１に示すように、半導体レーザー素子２１と、その半導体レーザー素子２１を保持する光源保持部材２２と、半導体レーザー素子２１から発せられた光束をカップリングするカップリングレンズ２３とを備えている。
【００３４】
光源装置１の半導体レーザ素子２１を保持する光源保持部材２２には、半導体レーザー素子２１の発光部２１Ａを挿入する取付穴２２Ａが形成され、取付穴２２Ａの内壁に半導体レーザ素子２１の抜け防止の爪３０が突設されている。取付穴２２Ａは半導体レーザー素子２１の発光部２１Ａを嵌合する程度の圧入力で支持可能とされていても良い。取付穴２２Ａは半導体レーザー素子２１の筒状の発光部２１Ａを挿入する穴であり、取付穴２２Ａの後部は、半導体レーザー素子２１の鍔部２１Ｂを挿入する径の大きな挿入穴２２Ｂとされている。
【００３５】
即ち、取付穴２２Ａと挿入穴２２Ｂの内壁の径が異なるものの、挿入穴２２Ｂは取付穴２２Ａの一部とされている。取付穴２２Ａと挿入穴２２Ｂとの境界部分は段差部２２Ｃとされており、この段差部２２Ｃは、半導体レーザー素子２１の鍔部２１Ｂを支持する。
【００３６】
挿入穴２２Ｂの内壁面には、図４に示すように、半導体レーザー素子２１の抜け防止機構としての突起３０が形成されている。抜け防止の突起３０は、光源保持部材２２に一体成形で形成されており、挿入穴２２Ｂの内壁に間隔をあけて３個形成されている。この突起３０は、挿入穴２２Ｂの内壁に１個であっても、２個以上であっても、圧入穴の外周全域に形成されていてもよい。
【００３７】
半導体レーザー素子２１は取付穴２２Ａの段差部２２Ｃまで圧入されており、抜け防止の突起３０は、図１、図４に示すように、半導体レーザー素子２１の底面に掛止して半導体レーザー素子２１を保持する。
【００３８】
尚、抜け防止機構としては、図５（ａ）（ｂ）に示すように、三角形状の抜け防止の突起３１と半円形状の抜け防止の突起３２の例を挙げられるが、抜け防止機構としての突起は、光源保持部材２２の穴の内壁面から突出していて、半導体レーザー素子２１の鍔部２１Ｂ或いは底面に引掛けられる形状であればよい。
【００３９】
図６は抜け防止機構の第１変形例を示す。上記の抜け防止機構の突起３０は爪で形成されているが、図６の第１変形例では、爪３３の内壁面側に凹部３４を形成する一方、爪３３を挿入穴２２Ｂ内に突出させ、爪３３を前記凹部３４内に撓ませて段差部２２Ｃに鍔部２１Ｂを当接させることができるように、爪３３を形成するように光源保持部材２２を樹脂成形している。
【００４０】
このような爪３３を備えていると、半導体レーザー素子２１の発光部２１Ａを取付穴２２Ａに挿入し、鍔部２１Ｂが爪３３を乗り越えたときに、爪３３と段部２２Ｃの間に鍔部２１Ｂが挟まれて、半導体レーザー素子２１が固定され、光源保持部材２２に変形応力が残らないし、修理等の時には爪３３を凹部３４内に押し込むと、鍔部２１Ｂが爪３３から外れて取り出し可能となる。
【００４１】
図７は抜け防止機構の第２変形例を示す。図７に示すように、取付穴２２Ａの段部２２Ｃ側の挿入穴２２Ｂに係止凹部２２Ｄを形成し、鍔部２１Ｂを固定する固定筒体４０の外周に掛止爪４１を撓み可能に形成してもよい。掛止爪４１は係止凹部２２Ｄ内に進入可能とされる。
【００４２】
図７の抜け防止機構の場合、半導体レーザー素子２１を取付穴２２Ａに挿入した後、固定筒体４０で鍔部２１Ｂを段差部２２Ｃに押し当てると、掛止爪４１は係止凹部２２Ｄ内に進入して撓み、掛止爪４１の先端部が係止凹部２２Ｄに引っかかって、半導体レーザー素子２１を取付穴２２Ａに固定される。なお、予め、取付穴２２Ａを有する部分を筒体４２として形成し、この筒体４２に半導体レーザー素子２１を固定した後に、光源保持部材２２の穴４３にネジ止めや爪による固定を行うと、成形品が複数になるが、光源保持部材２２の型を大きく変えないで済むこととなり、筒体４２や固定筒体４０の成形のみで取付や交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施の形態にかかる光源装置の一実施形態例を示す縦断面図である。
【図２】図１の光源装置を備えた光走査装置の一例を示す平面図である。
【図３】図２の光走査装置を搭載した画像形成装置であるレーザプリンタの一例を示す概略構成図である。
【図４】図１の光源装置の光源付近を示す正面図である。
【図５】抜け防止機構形状の例を示す図である。
【図６】抜け防止機構の第１変形例を示す図である。
【図７】抜け防止機構の第２変形例を示す図である。
【図８】従来の光源装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  光源装置
２  光走査装置
３  感光体ドラム
４  帯電ローラ
５  現像装置
６  転写ローラ
７  クリーニング装置
８  レジストローラ対
９  定着装置
１０  転写紙
１１  シリンドリカルレンズ
１２  ポリゴンミラー
１３  走査レンズ
１４  光学ハウジング
１５  折り返しミラー
２１  半導体レーザー素子
２２  光源保持部材
２３  カップリングレンズ
３０  抜け防止の爪（抜け防止機構）
３１  半円形状抜け防止用の爪
【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】
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【図８】
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