(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出する光源装置であって、
レーザ光を射出する複数の発光領域が２次元的に形成された光源と；
前記光源に配線されるリード端子を備え、前記光源を収容するパッケージと；
前記パッケージと接するランドが形成され、前記パッケージが実装される基板と；
前記パッケージが実装される基板を保持する支持部材と；
前記支持部材に対して前記パッケージを前記基板を介して圧接し、前記光源を位置決めする付勢部材と；
前記パッケージに形成され、前記ランドに接続される接地パッドと；
前記ランドに前記付勢部材を圧接して、前記光源で生じた熱を、前記接地パッド及び前記ランドを介して前記付勢部材に伝え、外気中に放熱する放熱機構と；を有する光源装置。
【請求項２】
前記放熱機構は、
前記付勢部材に伝わった熱を集熱し、該集熱した熱を伝熱するヒートパイプと；
前記伝熱された熱を冷却する空気を供給する冷却ファンと；を備える請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記ランドは、前記基板の前記光源が実装される一側の面に形成された第１のランド部と、前記一側の面と反対側の面に形成され、前記第１のランド部と接続された第２のランド部とを有し、
前記付勢部材は前記第２のランド部に圧接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】
前記支持部材に支持され、前記光源から射出されるレーザ光の発散角を調整するカップリング素子を更に備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記付勢部材は、前記ヒートパイプの受熱部であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項６】
レーザ光を用いて被走査面を主走査方向へ走査する光走査装置であって、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源装置と；
前記光源装置から射出されたレーザ光を前記主走査方向へ偏向走査する走査光学系と；を備える光走査装置。
【請求項７】
画像に関する情報から得られる潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置であって、
請求項６に記載の光走査装置と；
前記光走査装置により潜像が形成される感光体と；
前記感光体の被走査面に形成された潜像を顕像化する現像手段と；
前記現像手段により顕像化されたトナー像を前記記録媒体に定着させる転写手段と；を備える画像形成装置。
【請求項８】
多色画像に関する情報から得られる各色ごとの潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に重ね合わせて定着させることにより、多色画像を形成する画像形成装置であって、
請求項６に記載の光走査装置と；
前記光走査装置により各色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と；
前記複数の感光体の被走査面それぞれに形成された潜像を顕像化する現像手段と；
前記現像手段により顕像化された各色ごとのトナー像を前記記録媒体に重ね合わせて定着させる転写手段と；を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、レーザ光を射出する光源装置、被走査面を走査する光走査装置、及び記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて画像を形成する画像形成装置としては、例えば、回転する感光ドラムの表面を、レーザ光で走査することにより、感光ドラム表面に潜像を形成し、この潜像を可視化して得られたトナー像を、記録媒体としての用紙上に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
近年、この種の画像形成装置は、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷によく用いられるようになり、画像の高密度化及び画像出力の高速化の要求が一層高まっている。そこで、最近では、複数の発光領域がモノリシックに２次元配置された、例えば面発光型の発光素子（VCSEL: vertical cavity surface emitting laser）などの光源を備え、この光源から射出される複数のレーザ光で、被走査面上の複数の走査ラインを同時に走査することが可能な画像形成装置が提案されている。
【０００４】
面発光型の発光素子では、複数の発光領域に対する配線数が膨大になるため、通常、発光素子はセラミック製のパッケージなどに収容された状態で回路基板に実装される（例えば特許文献１参照）。そして、回路基板には、発光素子を駆動するためのドライバＩＣや電源なども実装される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７９２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ドライバＩＣや電源を発光素子から離間して実装すると、ドライバＩＣ等と発光素子間の配線長が長くなってしまい発光素子の応答速度が遅延してしまうという不都合がある。このため、ドライバＩＣと発光素子とは近接して実装する必要がある。
【０００７】
しかしながら、ドライバＩＣ等と発光素子を近接して配置すると、ドライバＩＣ等から発生した熱が、回路基板を介して発光素子に伝わって、発光素子の温度を上昇させてしまうという問題がある。例えばドライバＩＣで１つの発光領域を発光させるために必要な電力は０．２ｍＷ程度にすぎないが、例えば３２の発光領域を発光させるために必要な電力は６ｍＷ以上となる。このため、ドライバＩＣから伝達される熱による発光素子の温度上昇は概ね１５℃程度になることが予想される。また、発光素子自体の自己発熱も考慮すると温度上昇は１５℃を超えることが予想される。
【０００８】
一般に、発光素子の活性層の温度が１０℃上昇すると発光素子の寿命が半分になるとされており、発光素子の長寿命化を図るには、発光素子に伝わる熱量をなるべく少なく抑えると同時に、発光素子で発生する熱を効率よく放熱し、活性層の温度上昇を最小限に抑える必要がある。
【０００９】
なお、半導体レーザの温度上昇を抑制することが可能な光源ユニットの構成としては、例えば特開昭６０−１７２０１７号公報に示されるようにペルチェ素子を用いた光源ユニットが開示されているが、面発光型の発光素子を収容するパッケージに直接ペルチェ素子を接地させるのは困難である。
【００１０】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、光源の温度上昇を抑制し、安定してレーザ光を射出することが可能な光源装置を提供することにある。
【００１１】
また。本発明の第２の目的は、被走査面を安定して精度よく走査することが可能な光走査装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第３の目的は、高精細な画像を安定して精度よく形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は第１の観点からすると、レーザ光を射出する光源装置であって、レーザ光を射出する複数の発光領域が２次元的に形成された光源と；前記光源に配線されるリード端子を備え、前記光源を収容するパッケージと；前記パッケージと接するランドが形成され、前記パッケージが実装される基板と；前記パッケージが実装される基板を保持する支持部材と；前記支持部材に対して前記パッケージを前記基板を介して圧接し、前記光源を位置決めする付勢部材と；前記パッケージに形成され、前記ランドに接続される接地パッドと；前記ランドに前記付勢部材を圧接して、前記光源で生じた熱を、前記接地パッド及び前記ランドを介して前記付勢部材に伝え、外気中に放熱する放熱機構と；を有する光源装置である。
【００１４】
これによれば、光源の温度上昇を抑制し、安定したレーザ光を射出することが可能となる。
【００１５】
また、本発明は第２の観点からすると、レーザ光を用いて被走査面を主走査方向へ走査する光走査装置であって、本発明の光源装置と；前記光源装置から射出されたレーザ光を前記主走査方向へ偏向走査する走査光学系と；を備える光走査装置である。
【００１６】
これによれば、光源からは安定的にレーザ光が射出されるので、被走査面を安定して精度よく走査することが可能となる。
【００１７】
また、本発明は第３の観点からすると、画像に関する情報から得られる潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置であって、本発明の光走査装置と；前記光走査装置により潜像が形成される感光体と；前記感光体の被走査面に形成された潜像を顕像化する現像手段と；前記現像手段により顕像化されたトナー像を前記記録媒体に定着させる転写手段と；を備える画像形成装置である。
【００１８】
これによれば、安定的に射出されたレーザ光に基づいて形成された潜像に基づいて、最終的な画像が形成される。したがって、記録媒体上に高精度に画像を形成することが可能となる。
【００１９】
また、本発明は第４の観点からすると、多色画像に関する情報から得られる各色ごとの潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に重ね合わせて定着させることにより、多色画像を形成する画像形成装置であって、本発明の光走査装置と；前記光走査装置により各色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と；前記複数の感光体の被走査面それぞれに形成された潜像を顕像化する現像手段と；前記現像手段により顕像化された各色ごとのトナー像を前記記録媒体に重ね合わせて定着させる転写手段と；を備える画像形成装置である。
【００２０】
これによれば、安定的に射出されたレーザ光に基づいて形成された潜像に基づいて、最終的な画像が形成される。したがって、記録媒体上に高精度に画像を形成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】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置５００の概略構成を示す図である。
【００２２】
画像形成装置５００は、例えば、黒、イエロー、マゼンダ、シアンのトナー像を普通紙（用紙）上に重ね合わせて転写することにより、多色画像を印刷するタンデム方式のカラープリンタである。この画像形成装置５００は、図１に示されるように、光走査装置１００、４本の感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、転写ベルト４０、給紙トレイ６０、給紙コロ５４、第１レジストローラ５６、第２レジストローラ５２、定着ローラ５０、排紙ローラ５８、上記各部を統括的に制御する不図示の制御装置、及び上記構成部品を収容するほぼ直方体状のハウジング５０１などを備えている。
【００２３】
ハウジング５０１には、上面に印刷が終了した用紙が排出される排紙トレイ５０１ａが形成され、その排紙トレイ５０１ａの下方に光走査装置１００が配置されている。
【００２４】
光走査装置１００は、感光ドラム３０Ａに対しては、上位装置（パソコン等）から供給された画像情報に基づいて変調された黒色画像成分のレーザ光を走査し、感光ドラム３０Ｂに対してはシアン画像成分のレーザ光を走査し、感光ドラム３０Ｃに対してはマゼンダ画像成分のレーザ光を走査し、感光ドラム３０Ｄに対してはイエロー画像成分のレーザ光を走査する。なお、光走査装置１００の構成については後述する。
【００２５】
４本の感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、その表面に、レーザ光が照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、光走査装置１００の下方にＸ軸方向に沿って等間隔に配置されている。
【００２６】
感光ドラム３０Ａは、ハウジング５０１内部の−Ｘ側端部にＹ軸方向を長手方向として配置され、不図示の回転機構により図１における時計回り（図１の矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、図１における１２時（上側）の位置に帯電チャージャ３２Ａが配置され、２時の位置にトナーカートリッジ３３Ａが配置され、１０時の位置にクリーニングケース３１Ａが配置されている。
【００２７】
帯電チャージャ３２Ａは、長手方向をＹ軸方向として、感光ドラム３０Ａの表面に対し所定のクリアランスを介して配置され、感光ドラム３０Ａの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００２８】
トナーカートリッジ３３Ａは、黒色画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３０Ａとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ａの表面に供給する。
【００２９】
クリーニングケース３１Ａは、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードの一端が感光ドラム３０Ａの表面に接するように配置されている。感光ドラム３０Ａの表面に吸着されたトナーは、感光ドラム３０Ａの回転に伴いクリーニングブレードにより剥離され、クリーニングケース３１Ａの内部に回収される。
【００３０】
感光ドラム３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、感光ドラム３０Ａと同等の構成を有し、感光ドラム３０Ａの＋Ｘ側に所定間隔隔てて順番に配置されている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム３０Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄがそれぞれ配置されている。
【００３１】
帯電チャージャ３２Ｂ〜３２Ｄは、前述した帯電チャージャ３２Ａと同様に構成され、感光ドラム３０Ｂ〜３０Ｄの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００３２】
トナーカートリッジ３３Ｂ〜３３Ｄは、それぞれシアン、マゼンダ、イエロー画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３０Ｂ〜３０Ｄとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ｂ〜３０Ｄの表面にそれぞれ供給する。
【００３３】
クリーニングケース３１Ｂ〜３１Ｄは、クリーニングケース３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００３４】
以下、感光ドラム３０Ａ、帯電チャージャ３２Ａ、トナーカートリッジ３３Ａ及びクリーニングケース３１Ａを合わせて第１ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｂ、帯電チャージャ３２Ｂ、トナーカートリッジ３３Ｂ及びクリーニングケース３１Ｂを合わせて第２ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｃ、帯電チャージャ３２Ｃ、トナーカートリッジ３３Ｃ及びクリーニングケース３１Ｃを合わせて第３ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｄ、帯電チャージャ３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｄを合わせて第４ステーションと呼ぶものとする。
【００３５】
転写ベルト４０は、無端環状の部材で、感光ドラム３０Ａ，３０Ｄの下方にそれぞれ配置された従動ローラ４０ａ，４０ｃと、これらの従動ローラ４０ａ，４０ｃより少し低い位置に配置された駆動ローラ４０ｂに、上端面が感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの下端面に接するように巻回されている。そして、駆動ローラ４０ｂが図１における反時計回りに回転することにより、反時計回り（図１の矢印に示される方向）に回転される。また、転写ベルト４０の＋Ｘ側端部近傍には、上述した帯電チャージャ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄとは逆極性の電圧が印加された転写チャージャ４８が配置されている。
【００３６】
給紙トレイ６０は、転写ベルト４０の下方に配置されている。この給紙トレイ６０は略直方体状のトレイであり、内部に印刷対象としての複数枚の用紙６１が積み重ねられて収納されている。そして、給紙トレイ６０の上面の＋Ｘ側端部近傍には矩形状の給紙口が形成されている。
【００３７】
給紙コロ５４は、給紙トレイ６０から用紙６１を一枚ずつ取り出し、一対の回転ローラから構成される第１レジストローラ５６を介して、転写ベルト４０と転写チャージャ４８によって形成される隙間に導出する。
【００３８】
定着ローラ５０は、一対の回転ローラから構成され、用紙６１を過熱するとともに加圧し、第２レジストローラ５２を介して、排紙ローラ５８へ導出する。
【００３９】
排紙ローラ５８は、一対の回転ローラから構成され、導出された用紙６１を排紙トレイ５０１ａに順次スタックする。
【００４０】
次に、光走査装置１００の構成について説明する。図２は光走査装置１００を示す斜視図であり、図３は光走査装置１００を側面から見た図である。図２及び図３を総合して見るとわかるように、光走査装置１００は、ポリゴンミラー１０４、ポリゴンミラー１０４の−Ｘ方向に順次配置されたｆθレンズ１０５、反射ミラー１０６Ｂ及び反射ミラー１０６Ａ、ｆθレンズ１０５の下方に配置された反射ミラー１０８Ｂ、この反射ミラー１０８Ｂの−Ｘ方向に順次配置されたトロイダルレンズ１０７Ｂ、反射ミラー１０８Ａ、トロイダルレンズ１０７Ａ、ならびに、ポリゴンミラー１０４の＋Ｘ方向に配置されたｆθレンズ３０５、反射ミラー３０６Ｃ及び反射ミラー３０６Ｄ、ｆθレンズ３０５の下方に配置された反射ミラー３０８Ｃ、この反射ミラー３０８Ｃの＋Ｘ方向に順次配置されたトロイダルレンズ３０７Ｃ、反射ミラー３０８Ｄ、トロイダルレンズ３０７Ｄを備える走査光学系と、感光ドラム３０Ａ，３０Ｂを走査するレーザ光をポリゴンミラー１０４へ入射させる入射光学系２００Ａと、感光ドラム３０Ｃ，３０Ｄを走査するレーザ光をポリゴンミラー１０４へ入射させる入射光学系２００Ｂの２つの入射光学系とを備えている。
【００４１】
前記入射光学系２００Ａ，２００Ｂは、Ｘ軸に対して１２０度又は６０度を成す方向から、ポリゴンミラー１０４の偏向面にレーザ光を入射させる光学系であり、図２の入射光学系２００Ｂに代表的に示されるように、光源装置７０、この光源装置７０から射出されるレーザ光の経路に沿って順に配置された、光束分割プリズム２０２、一組の液晶素子２０３Ａ，２０３Ｂ、一組のシリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂを備えている。ここで、説明の便宜上、Ｚ軸を中心にＸＹ座標を角度３０度回転することにより定まるｘｙｚ座標系を定義し、以下、適宜この座標系を用いた説明を行う。
【００４２】
図４は、光源装置７０を示す斜視図である。図４に示されるように、光源装置７０は、基板７６、第１ホルダ７４、カップリングレンズ１１を保持する第２ホルダ７２、及び放熱ユニット８０などを有している。
【００４３】
図５及び図６は、光源装置７０の展開斜視図である。図５及び図６を総合して見るとわかるように、前記基板７６は、長手方向をｘ軸方向とする基板であり、例えば、−ｙ側の面に光源１０と受光素子１８とが実装され、＋ｙ側の面には前記光源１０を駆動する駆動ＩＣ７７、及び前記受光素子１８から出力される信号をモニタする不図示のモニタ回路などが形成されている。また、基板７６には、光源１０を囲むように、３つの丸孔７６ａと３つのスリット７６ｂが形成されている。
【００４４】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、基板７６の斜視図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を総合して見るとわかるように、本実施形態では、基板７６の−ｙ側の面内の、光源１０が実装される部分には、円形の第１ランド７６ｃが形成され、この第１ランド７６ｃの周囲には、複数の接続パターン７６ｅがｘ軸方向及びｚ軸方向に配列されている。また、基板７６の＋ｙ側の面内の、第１ランド７６ｃが形成された部分と反対の部分に四角形の第２ランド７６ｄが形成されている。第１ランド７６ｃ及び第２ランド７６ｄそれぞれは、例えば銅箔などが接着されることにより形成され、基板７６に設けられた不図示のスルーホール等によって電気的に接続されている。
【００４５】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、光源１０の斜視図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を総合して見るとわかるように、光源１０は、正方形のケース１０ｂ、ケース１０ｂに固定される正方形板状の透明ガラス１０ｅ、及びケース１０ｂの内部に配置される発光素子１０ａを有している。
【００４６】
前記発光素子１０ａは、複数のＶＣＳＥＬが２次元配置された発光面を有する素子である。図９に示されるように、発光素子１０ａの発光面（−ｙ側の面）には、発散光を−ｙ方向へ射出する３２個のＶＣＳＥＬが、ｘ軸と角度θ１をなす直線Ｌ１と平行な方向を行方向とし、ｚ軸と平行な方向を列方向とする４行８列のマトリクス状に配置されている。本実施形態では、一例としてＶＣＳＥＬの副走査方向の間隔Ｄｚは１８．４μｍで、主走査方向の間隔Ｄｘは３０μｍとなっており、各ＶＣＳＥＬのｚ軸方向（副走査方向）に関し隣り合う発光源の間隔ｄｚは２．３μｍ（＝Ｄｚ／８）となっている。そして、発光素子１０ａは、発光面がケース１０ｂの−ｙ側の面に平行となった状態で、ケース１０ｂの中央に配置されている。
【００４７】
光源７０では、発光素子１０ａに形成されたＶＣＳＥＬそれぞれは、ケース１０ｂの周囲に設けられた対応するリード端子１０ｄに、例えばはんだなどによって電気的に接続されている。そして、リード端子１０ｄからの駆動信号が供給されることで−ｙ方向にレーザ光を射出するようになっている。また、図８（Ｂ）に示されるように、ケース１０ｂの＋ｙ側の面には円形の接地パッド１０ｃがメッキ形成されている。本実施形態では、この接地パッド１０ｃは、例えばＶＩＡホールなどにより発光素子１０ａの＋ｙ側の面に接続されている。
【００４８】
上述のように構成された光源１０は、図７（Ａ）を参酌するとわかるように、ケース１０ｂに形成された接地パッド１０ｃが、基板７６の−ｙ側の面に形成された第１ランド７６ｃにはんだなどにより接続され、ケース１０ｂに形成されたリード端子１０ｄそれぞれが、第１ランド７６ｃの周囲に形成された接続パターン７６ｅそれぞれに電気的に接続された状態で基板７６に実装される。
【００４９】
前記受光素子１８は、図５に示されるように、光源１０の＋ｘ側に配置され、入射するレーザ光の強度に応じた信号（光電変換信号）を出力する。
【００５０】
図５及び図６を総合して見るとわかるように、前記第１ホルダ７４は、−ｙ側が開放された箱状の部材であり、内部には導光光学系２０が収容されるとともに、＋ｙ側の面には、基板７６に実装された光源１０及び受光素子１８が嵌合する矩形状の凹部７４ｂ，７４ｃと、凹部７４ｂを囲むように、基板７６の３つの丸孔７６ａにそれぞれ挿入される筒状部７４ａが形成されている。また、凹部７４ｂ，７４ｃの底壁面には、第１ホルダ７４の内部に連通する円形開口が形成されている。
【００５１】
上述した基板７６と第１ホルダ７４とは、図６を参酌するとわかるように、基板７６に実装された光源１０と受光素子１８とが、第１ホルダ７４に形成された凹部７４ｂ，７４ｃに嵌合し、基板７６に形成された３つの丸孔７６ａに、第１ホルダ７４に形成された３つの筒状部７４ａが挿入した状態で組み合わされ、第１ホルダ７４の筒状部７４ａに、略三角形状の付勢部材７８が取り付けられることで、相対位置関係が規定されている。
【００５２】
前記付勢部材７８は、例えば弾性を有する板状の部材を板金加工することによって形成され、基板７６に形成された３つのスリット７６ｂそれぞれに挿入可能な３つのアンカー部７８ｂと、−ｙ方向に弾性力を作用させる押圧部７８ｃとが設けられている。この付勢部材７８は、アンカー部７８ｂが基板７６のスリット７６ｂにそれぞれ挿入された状態で、ネジ７９が、付勢部材７８の各コーナー部に形成された丸孔７８ａを介して、第１ホルダ７４の筒状部７４ａに螺合されることで、第１ホルダ７４に固定されている。これにより、基板７６は、光源装置７０の断面を示す図である図１０に示されるように、付勢部材７８の押圧部７８ｃによって第１ホルダ７４に近接する方向に付勢され、光源１０及び受光素子１８の−ｙ側の面は、第１ホルダ７４に形成された凹部７４ｂ，７４ｃの底壁面にそれぞれ圧接される。
【００５３】
前記第２ホルダ７２は、図５に示されるように、中央に円形開口７２ｂが形成された板状の本体部と、本体部の−ｙ側の面に円形開口７２ｂを囲むように形成された環状凸部７２ａと、環状凸部７２ａの下方から−ｙ方向に延設されたレンズ支持部７２ｃの３部分を有している。そして、前記レンズ支持部７２ｃの上面には、断面Ｖ字状の溝がｙ軸に沿って形成され、前記カップリングレンズ１１は、この溝によってｘ軸方向及びｚ軸方向の位置が規定された状態で保持されている。
【００５４】
前記カップリングレンズ１１は、屈折率が１．５程度のレンズであり、光源１０から射出されたレーザ光をカップリングする。
【００５５】
上述のように構成された、第２ホルダ７２は、＋ｙ側の面が第１ホルダ７４の−ｙ側端に、例えばネジ等によって固定される。
【００５６】
前記導光光学系２０は、図１０に示されるように、第１ホルダ７４に収容された分岐光学素子２１、集光レンズ２２、及び反射ミラー２３を含んで構成されている。
【００５７】
前記分岐光学素子２１は、中央に矩形状の開口が形成された板状の部材であり、光源１０側の面にはレーザ光を反射する反射面が形成されている。この分岐光学素子２１は、ｙ軸に対して４５度傾いた状態で保持されており、＋ｙ側から入射したレーザ光は、一部が開口を通過し、残りが＋ｘ方向へ反射される。
【００５８】
前記集光レンズ２２は、正のパワーを有するレンズであり、分岐光学素子２１によって、＋ｘ方向へ反射されたレーザ光を、反射ミラー２３を介して受光素子１８の受光面へ集光する。
【００５９】
図１１は、放熱ユニット８０を示す斜視図である。図１１に示されるように、放熱ユニット８０は、ｘ軸方向を長手方向とする長方形板状のベース８４の上面中央部に配置された冷却ファン８３、冷却ファン８３の−ｘ側及び＋ｘ側に配置された１組の放熱フィン８２Ａ，８２Ｂ、及び、作動液が充填され、両端部が放熱フィン８２Ａ，８２Ｂにそれぞれ接続されたヒートパイプ８１を有している。
【００６０】
この放熱ユニット８０では、ヒートパイプ８１の折り曲げられた部分（以下、受熱部８１ａという）が熱を受けると、その熱はヒートパイプ８１の作動液によって放熱フィン８２Ａ，８２Ｂに運ばれる。そして、冷却ファン８３によって放熱フィン８２Ａ，８２Ｂそれぞれに冷却空気が供給されることで外気中へ排出される。
【００６１】
本実施形態の光源装置７０では、一例として図６及び図１０を総合して見るとわかるように、放熱ユニット８０の受熱部８１ａが、光源１０の周囲を囲んだ状態で付勢部材７８の＋ｙ側の面に溶接されている。これにより、発光素子１０ａから発生した熱は、ケース１０ｂに形成された接地パッド１０ｃ、基板７６に形成された第１ランド７６ｃ及び第２ランド７６ｄ、押圧部７８ｃが第２ランド７６ｄに接している付勢部材７８、並びにヒートパイプ８１に形成された受熱部８１ａを介して集熱され外気中に放熱されるようになっている。また、基板７６を介して光源１０へ伝わる熱も同様に、第１ランド７６ｃ、第２ランド７６ｄ、付勢部材７８、及び受熱部８１ａを介して集熱され外気中に放熱されるようになっている。
【００６２】
上述のように構成された光源装置７０は、一例として、図１２に示されるように第２ホルダ７２の環状凸部７２ａが、光学ハウジングなどの支持部材１０１に形成された開口に嵌合されることで、カップリングレンズ１１の光軸回りに回動可能に支持されている。これにより、光源装置７０を回動することで、感光ドラム上に集光されるレーザ光の副走査方向のピッチが所定のピッチとなるように調整することが可能となっている。
【００６３】
図２に戻り、前記光束分割プリズム２０２は、分岐光学素子２１の開口２１ａを通過したレーザ光を、上下方向（副走査方向）に所定距離（例えば６ｍｍ）隔てた２本のレーザ光に分割する。
【００６４】
前記液晶素子２０３Ａ，２０３Ｂは、光束分割プリズム２０２に２分割されたレーザ光それぞれに対応するように上下に隣接して配置され、制御装置（不図示）からの電圧信号に応じてレーザ光を副走査方向へ偏向する。
【００６５】
前記シリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂは、光束分割プリズム２０２に２分割されたレーザ光それぞれに対応して上下に隣接して配置され、入射したレーザ光それぞれをポリゴンミラー１０４へ集光する。なお、このシリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂは少なくとも副走査方向に正の曲率を有し、後述するトロイダルレンズ１０７Ａ〜１０７Ｄとによって、ポリゴンミラー１０４での偏向点と感光ドラム３０Ａ〜３０Ｄの表面上とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系をなしている。
【００６６】
前記ポリゴンミラー１０４は、側面にレーザ光の偏向面が形成された１組の正４角柱状部材からなり、それぞれの部材は相互に４５度位相がずれた状態で上下方向に隣接して配置されている。そして、不図示の回転機構により、図２に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。これにより、入射光学系２００Ａ，又は入射光学系２００Ｂの光束分割プリズム２０２で２つに分割され、ポリゴンミラー１０４の偏向面にそれぞれ集光された２本のレーザ光は、位相の異なる偏向面でそれぞれ偏向されることで、感光ドラム上に交互に入射する。
【００６７】
前記ｆθレンズ１０５、３０５は、レーザ光の入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１０４により、一定の角速度で偏向されるレーザ光の像面をＹ軸に対して等速移動させる。
【００６８】
前記反射ミラー１０６Ａ、１０６Ｂ、３０６Ｃ、３０６Ｄは、長手方向をＹ軸方向として配置され、ｆθレンズ１０５，３０５を経由したレーザ光を折り返し、トロイダルレンズ１０７Ａ、１０７Ｂ、３０７Ｃ、３０７Ｄそれぞれに入射させる。
【００６９】
トロイダルレンズ１０７Ａ，１０７Ｂ，３０７Ｃ，３０７Ｄは、長手方向をＹ軸方向として配置され、反射ミラー１０６Ａ，１０６Ｂ，３０６Ｃ，３０６Ｄによりそれぞれ折り返されたレーザ光を、Ｙ軸方向を長手方向として配置された反射ミラー１０８Ａ，１０８Ｂ，３０８Ｃ，３０８Ｄを介して、感光ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの表面にそれぞれ結像する。
【００７０】
トロイダルレンズ１０７Ａ，１０７Ｂの＋Ｙ側（レーザ光の入射側）端部近傍にはそれぞれ光検出センサ１４１Ａ，１４１Ｂが配置され、トロイダルレンズ３０７Ｃ，３０７Ｄの−Ｙ側（レーザ光の入射側）端部近傍にはそれぞれ光検出センサ１４１Ｃ，１４１Ｄが配置されている。また、トロイダルレンズ１０７Ａ，１０７Ｂの−Ｙ側端部近傍にはそれぞれ光検出センサ１４２Ａ，１４２Ｂが配置され、トロイダルレンズ３０７Ｃ，３０７Ｄの＋Ｙ側端部近傍にはそれぞれ光検出センサ１４２Ｃ，１４２Ｄが配置されている。上記光検出センサ１４１Ａ〜１４１Ｄ、１４２Ａ〜１４２Ｄは、例えば、レーザ光が入射している間にオンとなり、それ以外にはオフとなる信号を出力する。
【００７１】
次に、上述のように構成された光走査装置１００を備える画像形成装置５００の動作について説明する。上位装置などから画像情報が供給されると、入射光学系２００Ａ及び入射光学系２００Ｂそれぞれの光源装置７０からはレーザ光が射出される。入射光学系２００Ａの光源装置７０から射出された光ビームは、光束分割プリズム２０２によって上下方向に２分割される。分割されたレーザ光それぞれは、液晶素子２０３Ａ，２０３Ｂを透過することで副走査方向の位置補正がなされた後、シリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂによりポリゴンミラー１０４の偏向面に集光される。そして、ポリゴンミラー１０４で偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ１０５へ入射する。
【００７２】
ｆθレンズ１０５へ入射した上方のレーザ光は、反射ミラー１０６Ｂで反射されトロイダルレンズ１０７Ｂへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ｂにより、反射ミラー１０８Ｂを介して感光ドラム３０Ｂの表面に集光される。また、ｆθレンズ１０５へ入射した下方のレーザ光は、反射ミラー１０６Ａで反射されトロイダルレンズ１０７Ａへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ａにより、反射ミラー１０８Ａを介して感光ドラム３０Ａの表面に集光される。なお、ポリゴンミラー１０４は上述したように上下の偏向面間に４５度の位相差がある。したがって、上方のレーザ光による感光ドラム３０Ｂの走査と、下方のレーザ光による感光ドラム３０Ａの走査は、光検出センサ１４１Ａ，１４１Ｂ，１４２Ａ，１４２Ｂからそれぞれ出力される信号に基づいて、−Ｙ方向へ向かって交互に行われることとなる。
【００７３】
一方、入射光学系２００Ｂの光源装置７０から射出されたレーザ光は、光束分割プリズム２０２によって上下方向に２分割される。分割されたレーザ光それぞれは、液晶素子２０３Ａ，２０３Ｂを透過することで副走査方向の位置補正がなされた後、シリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂよりポリゴンミラー１０４の偏向面に集光される。そして、ポリゴンミラー１０４で偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ３０５へ入射する。
【００７４】
ｆθレンズ３０５へ入射した上方のレーザ光は、反射ミラー３０６Ｃで反射されトロイダルレンズ３０７Ｃへ入射する。そして、トロイダルレンズ３０７Ｃにより、反射ミラー３０８Ｃを介して感光ドラム３０Ｃの表面に集光される。また、ｆθレンズ３０５へ入射した下方のレーザ光は、反射ミラー３０６Ｄで反射されトロイダルレンズ３０７Ｄへ入射する。そして、トロイダルレンズ３０７Ｄにより、反射ミラー３０８Ｄを介して感光ドラム３０Ｄの表面に集光される。なお、ポリゴンミラー１０４は上述したように上下の偏向面間に４５度の位相差がある。したがって、上方のレーザ光による感光ドラム３０Ｃの走査と、下方のレーザ光による感光ドラム３０Ｄの走査は、光検出センサ１４１Ｃ，１４１Ｄ，１４２Ｃ，１４２Ｄからそれぞれ出力される信号に基づいて、＋Ｙ方向へ向かって交互に行われることとなる。
【００７５】
また、光源装置７０では、図１０に示されるように、光源１０から射出され、分岐光学素子２１の反射面で反射されたレーザ光は、集光レンズ２２によって受光素子１８へ入射される。光源装置７０では、レーザ光が受光素子１８へ入射したときに出力される信号が常時モニタされ、光源１０から射出されるレーザ光の光量制御が行なわれる。
【００７６】
具体的には、レーザ光がポリゴンミラー１０４の偏向面で偏向された後、感光ドラムの書き込み領域へ至るまでの間に、レーザ光は、受光素子１８によって受光される。光源装置７０では、このレーザ光を受光することで受光素子１８から出力される光電変換信号に基づいて光源１０から射出されるレーザ光の強度を検出し、光源１０から射出されるレーザ光の強度が、予め設定された強度となるように、各ＶＣＳＥＬへ供給する注入電力の値のセット（決定）を行う。これにより、分岐光学素子２１の開口２１ａを通過したレーザ光は、予め設定された強度に調整された状態で感光ドラム３０Ａ〜３０Ｄの書き込み領域に入射する。なお、上述の注入電力の値は、書き込み領域の走査が終了すると一旦リセットされ、次回の書き込み領域の走査前に再度セットされる。すなわち、書き込み領域の走査ごとに、各ＶＣＳＥＬの出力調整が行われる。
【００７７】
一方、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面の感光層は、帯電チャージャ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄにより所定の電圧で帯電されることにより、電荷が一定の電荷密度で分布している。そして、上述したように、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄがそれぞれ走査されると、レーザ光が集光したところの感光層が導電性を有するようになり、その部分では電位がほぼ零となる。したがって、図１の矢印の方向にそれぞれ回転している感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが、画像情報に基づいて変調されたレーザ光によって走査されるとことにより、それぞれの感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面には、電荷の分布により規定される静電潜像が形成される。
【００７８】
感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面に静電潜像が形成されると、図１に示されるトナーカートリッジ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの現像ローラにより、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面にトナーが供給される。このときトナーカートリッジ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄそれぞれの現像ローラは感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと逆極性の電圧により帯電されているため、現像ローラに付着したトナーは感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと同極性に帯電されている。したがって、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面のうち電荷が分布している部分にはトナーが付着せず、走査された部分にのみトナーが付着することにより、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面に静電潜像が可視化されたトナー像が形成される。
【００７９】
上述のように画像情報に基づいて第１ステーション、第２ステーション、第３ステーション、及び第４ステーションで形成されたそれぞれのトナー像は、転写ベルト４０の表面に重ねあわされた状態で転写され、給紙トレイ６０から取り出された用紙６１の表面に、転写チャージャ４８によって転写され、定着ローラ５０により定着される。そして、このように画像が形成された用紙６１は、排紙ローラ５８により排紙され、順次排紙トレイ５０１ａにスタックされる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態にかかる光源装置７０では、光源１０を構成する発光素子１０ａに形成された各ＶＣＳＥＬで生じた熱は、ケース１０ｂに形成された接地パッド１０ｃ、基板７６に形成された第１ランド７６ｃ及び第２ランド７６ｄ、押圧部７８ｃが第２ランド７６ｄに接している付勢部材７８、並びにヒートパイプ８１に形成された受熱部８１ａを介して集熱され外気中に放熱される。また、駆動ＩＣ７７をはじめとする基板７６に設けられた回路や電気素子から、基板７６を介して光源１０へ伝わる熱は、第１ランド７６ｃ、第２ランド７６ｄ、付勢部材７８、及び受熱部８１ａを介して集熱され外気中に放熱される。
【００８１】
これにより、光源１０を構成する発光素子１０ａの温度上昇が抑制され、光源１０から安定的にレーザ光を射出することができ、また光源１０の長寿命化を図ることができる。
【００８２】
また、光源装置７０では、ケース１０ｂに形成された接地パッド１０ｃ、基板７６に形成された第１ランド７６ｃ及び第２ランド７６ｄなどの電気回路を介して放熱が行われる。したがって、別途ＶＣＳＥＬからの熱伝達経路を設ける必要がなく、光源装置７０の小型化及び装置構造の簡素化を図ることが可能となる。
【００８３】
また、光源装置７０では、ヒートパイプ８１の配管を任意に行うことで、光源１０の近傍に放熱フィン８２Ａ，８２Ｂを配置する必要がなくなるため、装置構造の自由度を向上させることが可能となる。
【００８４】
なお、本実施形態では、付勢部材７８の押圧部７８ｃで基板７６を第１ホルダ７４に付勢したが、これに限らず、例えば図１３に示されるように、十分な弾性を有するヒートパイプ８１の弾性力を基板７６に作用させて、基板７６を第１ホルダ７４に付勢してもよい。これによれば、ヒートパイプ８１が基板７６に形成された第２ランド７６ｄに直接接触するため熱抵抗が減少し、放熱効率を向上させることが可能となる。
【００８５】
また、本実施形態では、放熱ユニット８０のヒートパイプ８１が付勢部材７８に取り付けられている場合について説明したが、これに限らず、ヒートパイプ８１を基板７６に接触して取り付けてもよい。その方法としては、一例として図１４に示されるように、第１ホルダ７４の−ｙ側の面に、凹部７４ｂを包囲するようにヒートパイプ８１の受熱部８１８ａが配置される溝部７４ｄを形成し、図１５に示されるように、溝部７４ｄに配置されたヒートパイプ８１の受熱部８１ａを、基板７６と第１ホルダ７４の＋ｙ側の面とで峡み込む方法が考えられる。
【００８６】
この場合には、図１６に示されるように、基板７６の−ｙ側の面に、ヒートパイプ８１に当接する第２ランド７６ｄを形成する。これにより、第１ホルダ７４に螺合するネジ７９を締結することにより、第２ランド７６ｄとヒートパイプ８１とが圧着され相互間の熱抵抗が低減される。したがって、光源装置７０の放熱効率を向上させることが可能となる。また、図１５に示されるように、光源１０はヒートパイプ８１で包囲されるので、基板７６上の実装部品から基板７６を介して光源１０に伝わる熱を効率よく放熱することが可能となる。
【００８７】
また、本実施形態にかかる光走査装置１００は、光源７０を備えている。したがって、長期にわたり安定したレーザ光によって、感光ドラム３０Ａ〜３０Ｄの走査を行うことができる。
【００８８】
また、本実施形態にかかる画像形成装置５００では、光走査装置１００によって形成された潜像に基づいて、最終的な画像が形成される。したがって、用紙６１上に長期にわたり精度よく画像を形成することが可能となる。
【００８９】
また、上記実施形態では、複数の感光体３０Ａ〜３０Ｄを備えた多色画像を形成する画像形成装置５００について説明したが、これに限らず、本発明は、例えば１つの感光体を複数のレーザ光で走査することにより、単色の画像を形成する画像形成装置などにも適用することができる。
【００９０】
また、上記実施形態では、本発明の光走査装置１００がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置５００の概略構成を示す図である。
【図２】光走査装置１００の斜視図である。
【図３】光走査装置１００の側面図である。
【図４】光源装置７０の斜視図である。
【図５】光源装置７０の展開斜視図（その１）である。
【図６】光源装置７０の展開斜視図（その２）である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は基板７６の斜視図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は光源１０の斜視図である。
【図９】発光素子１０ａの平面図である。
【図１０】光源装置７０の断面図である。
【図１１】放熱ユニット８０の斜視図である。
【図１２】光源装置７０を取り付ける方法を説明するための図である。
【図１３】ヒートパイプ８１の変形例を示す図である。
【図１４】光源装置７０の変形例を示す図である。
【図１５】変形例にかかる光源装置７０の断面図である。
【図１６】変形例にかかる光源装置７０に用いられる基板７６の斜視図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０…光源、１０ａ…発光素子、１０ｂ…ケース、１０ｃ…接地パッド、１０ｄ…リード端子、１０ｅ…透明ガラス、１１…カップリングレンズ、１８…受光素子、２０…導光光学系、２１…分岐光学素子、２２…集光レンズ、２３…反射ミラー、３０Ａ〜３０Ｂ…感光ドラム、３１Ａ〜３１Ｄ…クリーニングケース、３２Ａ〜３２Ｄ…帯電チャージャ、３３Ａ〜３３Ｄ…トナーカートリッジ、４０…転写ベルト、４０ａ，４０ｃ…従動ローラ、４０ｂ…駆動ローラ、４８…転写チャージャ、５０…定着ローラ、５２…第２レジストローラ、５４…給紙コロ、５６…第１レジストローラ、５８…排紙ローラ、６０…給紙トレイ、６１…用紙、７０…光源装置、７２…第２ホルダ、７２ａ…環状凸部、７２ｂ…円形開口、７２ｃ…レンズ支持部、７４…第１ホルダ、７４ａ…筒状部、７４ｂ，７４ｃ…凹部、７４ｄ…溝部、７６…基板、７６ａ…丸孔、７６ｂ…スリット、７６ｃ…第１ランド、７６ｄ…第２ランド、７６ｅ…接続パターン、７７…駆動ＩＣ、７８…付勢部材、７８ａ…丸孔、７８ｂ…アンカー部、７８ｃ…押圧部、８０…放熱ユニット、８１…ヒートパイプ、８１ａ…受熱部、８２Ａ，８２Ｂ…放熱フィン、８３…冷却ファン、８４…ベース、１００…光走査装置、１０４…ポリゴンミラー、１０５，３０５…ｆθレンズ、１０６Ａ，１０６Ｂ，１０８Ａ，１０８Ｂ，３０６Ｃ，３０６Ｄ，３０８Ｃ，３０８Ｄ…反射ミラー、１０７Ａ，１０７Ｂ，３０７Ｃ，３０７Ｄ…トロイダルレンズ、１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃ，１４１Ｄ、１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃ，１４２Ｄ…光検出センサ、２０２…光束分割プリズム、２０３Ａ，２０３Ｂ…液晶素子、２０４Ａ，２０４Ｂ…シリンダレンズ、５００…画像形成装置、５０１…ハウジング、５０１ａ…排紙トレイ。
【図１】
0005033688.tif 000002
【図２】
0005033688.tif 000003
【図３】
0005033688.tif 000004
【図４】
0005033688.tif 000005
【図５】
0005033688.tif 000006
【図６】
0005033688.tif 000007
【図７】
0005033688.tif 000008
【図８】
0005033688.tif 000009
【図９】
0005033688.tif 000010
【図１０】
0005033688.tif 000011
【図１１】
0005033688.tif 000012
【図１２】
0005033688.tif 000013
【図１３】
0005033688.tif 000014
【図１４】
0005033688.tif 000015
【図１５】
0005033688.tif 000016
【図１６】
0005033688.tif 000017