(57)【要約】【課題】フレーム上に光学素子ホルダを小さい間隔で並べて配設した、小型の画像形成装置用光源装置を提供する。【解決手段】画像形成装置用光源装置１は、レーザ素子１３を保持するレーザ光に垂直なフランジ部１９およびフランジ部１９から光学素子ホルダ１６の側面まで延伸し、光学素子１５を保持する光学素子ホルダ１６に接合される複数のアーム部２０ａ，２０ｂを備える複数のレーザ素子ホルダ１４ａ，１４ｂを有し、アーム部２０ａ，２０ｂは、少なくとも光学素子ホルダ１６の側方において、隣接するレーザ素子ホルダ１４ａ，１４ｂのアーム部２０ａ，２０ｂと主走査方向に重ならないように、副走査方向に位置をずらして設ける。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発する複数のレーザ素子と、
前記レーザ光を整形する複数の光学素子と、
前記光学素子を１つずつ保持する複数の光学素子ホルダと、
前記レーザ素子を１つずつ保持する、前記レーザ素子の前記レーザ光に垂直なフランジ部および前記フランジ部から前記光学素子ホルダの側面まで延伸し、前記光学素子ホルダに接合される複数のアーム部を備える複数のレーザ素子ホルダと、
前記光学素子ホルダが前記レーザ光に垂直な主走査方向に並んで配設されたフレームとを有し、
前記アーム部は、少なくとも前記光学素子ホルダの側方において、隣接する前記レーザ素子ホルダの隣接する前記アーム部と前記主走査方向に重ならないように、隣接する前記アーム部と前記主走査方向および前記光軸に垂直な副走査方向に位置をずらして設けられていることを特徴とする画像形成装置用光源装置。
【請求項２】
前記レーザ素子ホルダは、前記光軸が一点に交わるように、円弧状に並んで配設されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置用光源装置。
【請求項３】
前記レーザ素子ホルダは、金属材料からなることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置用光源装置。
【請求項４】
前記アーム部は、前記光学素子ホルダに盛り付けた光硬化型接着剤によって、前記光学素子ホルダと隙間を空けて接合されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置用光源装置。
【請求項５】
前記アーム部は、少なくとも部分的に絶縁材料で覆われていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体レーザ素子を保持する基台（レーザ素子ホルダ）とレンズ（光学素子）を保持する鏡胴（光学素子ホルダ）とを、接合面に溝を設けて接着剤によって接合した光学装置が記載されている。この場合、接着剤が硬化するまで、基台と鏡胴との位置関係を保持することが重要である。
【０００３】
特許文献２には、鏡胴を硬化時間が短い紫外線硬化樹脂（光硬化型接着剤）によってホルダに接着し、ホルダに基台をねじ止めした光学装置が記載されている。しかしながら、遮光性の部材同士が密着する接合面には光線を照射できないので、特許文献１の基台と鏡胴との接合に、光硬化型接着剤を単純に適用することはできない。
【０００４】
レーザ素子を保持する基台とレンズを保持する鏡胴とを接合する光硬化型接着剤を柱状に盛り付けて基台と鏡胴との接合面に隙間を設ければ、光路を確保できるので、基台と鏡胴との光硬化型接着剤による接合が可能となる。しかしながら、光硬化型接着剤は硬化に伴って収縮するため、レーザ素子とレンズとの距離が短くなってしまう。例えば、レンズがレーザ光を平行光線にするコリメータレンズであれば、レーザ素子とレンズとの距離が短くなることで、レンズを通過したレーザ光が僅かに拡散してしまうなど、光学性能が低下する問題が発生する。
【０００５】
光源装置の組立時には、レーザ光の像を確認しながら基台と鏡胴との位置を定めて、光硬化型接着剤に光線を照射して光硬化型接着剤を硬化させる。このため、収縮する分だけ光硬化型接着剤を余分に盛り付けることは困難である。仮に、組立時の硬化樹脂の収縮を補正できたとしても、光硬化型接着剤は、吸湿によって徐々に伸長するので、経時変化によってレーザ素子とレンズとの距離が長くなり、光学性能を低下させる。
【０００６】
そこで、図１５に示すように、レーザ素子３１を保持するレーザ素子ホルダ３２を、レンズ３３を保持する光学素子ホルダ３４の側方に延伸するコの字型に形成し、光学素子ホルダ３４の側方に光硬化型接着剤３５を盛り付けて基台を接合することで、光硬化型接着剤３５の伸縮がレーザ素子３１を光軸方向に移動させないようにできる。しかしながら、レーザ素子ホルダ３２が光学素子ホルダ３４の側方に延伸するため、共通のフレーム３６上に配置する際、光学素子ホルダ３４の間隔が大きくなってしまい、光源装置が大型化するという問題がある。
【特許文献１】特開平５−１３６９５２号公報
【特許文献２】特開平５−２７３４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記問題点に鑑みて、フレーム上に光学素子ホルダを小さい間隔で並べて配設した、小型の画像形成装置用光源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明による画像形成装置用光源装置は、レーザ光を発する複数のレーザ素子と、前記レーザ光を整形する複数の光学素子と、前記光学素子を１つずつ保持する複数の光学素子ホルダと、前記レーザ素子を１つずつ保持する、前記レーザ素子の前記レーザ光に垂直なフランジ部および前記フランジ部から前記光学素子ホルダの側面まで延伸し、前記光学素子ホルダに接合される複数のアーム部を備える複数のレーザ素子ホルダと、前記光学素子ホルダが前記レーザ光に垂直な主走査方向に並んで配設されたフレームとを有し、前記アーム部は、少なくとも前記光学素子ホルダの側方において、隣接する前記レーザ素子ホルダの隣接する前記アーム部と前記主走査方向に重ならないように、隣接する前記アーム部と前記主走査方向および前記光軸に垂直な副走査方向に位置をずらして設けられているものとする。
【０００９】
この構成によれば、アーム部を互い違いに配置したことで、アーム部同士を接触させずに、隣接し合う光学素子ホルダの間隔を短くでき、光源装置を小型化できる。
【００１０】
また、本発明による画像形成装置用光源装置において、前記レーザ素子ホルダは、前記光軸が一点に交わるように、円弧状に並んで配設されていてもよい。
【００１１】
この構成によれば、各レーザ素子が発したレーザ光を一点に集めることで、下流の構成要素を効率よく配置できる。
【００１２】
また、本発明による画像形成装置用光源装置において、前記レーザ素子ホルダは、金属材料からなってもよい。
【００１３】
この構成によれば、レーザ素子ホルダを、レーザ素子の放熱板や電路としても利用できる。
【００１４】
また、本発明による画像形成装置用光源装置において、前記アーム部は、前記光学素子ホルダに盛り付けた光硬化型接着剤によって、前記光学素子ホルダと隙間を空けて接合されていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、レーザ素子を光学素子に対して正確に位置決めした状態で、光学素子ホルダにレーザ素子ホルダを接合できる。
【００１６】
また、本発明による画像形成装置用光源装置において、前記アーム部は、少なくとも部分的に絶縁材料で覆われていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、レーザ素子ホルダが導電性であって電路として利用されていても、隣接するレーザ素子ホルダのアーム部同士が最も接近する部分を絶縁材料で覆うことで、レーザ素子ホルダ間の短絡を防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
レーザ素子ホルダに、隣接するレーザ素子ホルダと副走査方向にずらして、光学素子ホルダの側面に延伸するアームを設けたことで、レーザ素子を光学素子に対して正確に位置決めして固定でき、光学素子ホルダを小さな間隔で配設できるので、画像形成装置用の小型の光源装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の光源装置１を備える画像形成装置用のタンデム型走査光学装置２を示す。光源装置１は、フレーム３上に、２種類のレーザユニット４ａ，４ｂが計４つ配設され、各レーザユニット４ａ，４ｂから射出されるレーザ光をハーフミラー５で重畳し、反射鏡６およびシリンドリカルレンズ７を介して偏光器８に照射するようになっている。偏光器８は、レーザ光を走査するように反射する方向を変化させる。レーザユニット４ａ，４ｂは、フレーム３の上に、レーザ光が偏光器８によって走査される面内で、レーザ光の光軸に直交する主走査方向に並んで配設されている。
【００２０】
走査光学装置２は、光源装置１から射出されるレーザ光を、第１走査レンズ９および第２走査レンズを介して、感光体１１Ｙに照射すると共に、ミラー１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋをさらに介して感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに照射して、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面にそれぞれ静電潜像を形成する。
【００２１】
図２に、光源装置１の詳細を示す。レーザユニット４ａは、レーザ光を発するレーザダイオード（レーザ素子）１３を保持する金属製のレーザ素子ホルダ１４ａと、レーザダイオード１３が発したレーザ光を平行光線に整形するコリメータレンズ（光学素子）１５を保持する遮光性の樹脂からなる光学素子ホルダ１６とからなり、レーザ素子ホルダ１４ａを光硬化型接着剤１７によって光学素子ホルダ１６に接合してなる。レーザユニット４ａは、それぞれ、光硬化型接着剤１８によってフレーム３に接合されている。
【００２２】
さらに、図３に詳しく示すように、レーザ素子ホルダ１４ａは、レーザダイオード１３の光軸に垂直な板状をなし、レーザダイオード１３を保持するフランジ部１９と、フランジ部１９の端部から光軸と平行に、光学素子ホルダ１６の側面に延伸し、先端が光学素子ホルダ１６に盛り付けた光硬化型接着剤１７によって、光学素子ホルダ１６に隙間を空けて接合される複数のアーム部２０ａとからなる。レーザ素子ホルダ１４ａは、光学素子ホルダ１６との間に隙間を有することで、レーザダイオード１３が発生する熱を効率よく周囲の空気中に放散させる放熱板としても機能する。
【００２３】
また、図４に示すように、レーザ素子ホルダ１４ａのアーム部２０ａは、隣接するレーザ素子ホルダ１４ｂのアーム部２０ｂと、主走査方向およびレーザ光の光軸に直交する副走査方向（高さ方向）に位置がずらされており、主走査方向に見て重複しないように設けられている。具体的には、フランジ部１９の側辺の上下端からそれぞれアーム部２０ａが延伸するレーザ素子ホルダ１４ａを有するレーザユニット４ａと、フランジ部１９の側辺の中央付近からそれぞれ２本のアーム部２０ｂが延伸するレーザ素子ホルダ１４ｂを有するレーザユニット４ｂとが交互に配置されている。レーザユニット４ａとレーザユニット４ｂとは、レーザ素子ホルダ１４ａのアーム部２０ａが隣接するレーザ素子ホルダ１４ｂのアーム部２０ｂと副走査方向に重なるように配置されている。
【００２４】
レーザユニット４ａ，４ｂを組み立てる際は、光学素子ホルダ１６の側面の所定位置に、光硬化型接着剤１７を盛り付け、レーザダイオード１３を固定したレーザ素子ホルダ１４ａ，１４ｂを、アーム部２０ａ，２０ｂの先端を弾性範囲内で押し拡げて、アーム部２０ａ，２０ｂが光硬化型接着剤１７と接触しないようにしながら、光学素子ホルダ１６に対して所定の位置に配置する。この状態でアーム部２０ａ，２０ｂを復原させて、光学素子ホルダ１６に盛り付けた光硬化型接着剤１７の先端にアーム部２０ａ，２０ｂを当接させ、光学素子ホルダ１６とアーム部２０ａ，２０ｂとの間を光硬化型樹脂１７によってそれぞれ架橋する。そして、レーザダイオード１３に電力を供給してレーザ光を発生させ、コリメータレンズ１５から射出されるレーザ光をモニタしながら、光硬化型樹脂１７の架橋状態を維持できる範囲でレーザ素子ホルダ１４ａ，１４ｂの位置および姿勢を微調整し、コリメータレンズ１５から射出されるレーザ光が厳密な平行光線になる位置にレーザ素子ホルダ１４ａ，１４ｂを保持する。この状態で、光学素子ホルダ１６とアーム部２０ａ，２０ｂとの隙間から紫外線を照射して光硬化型接着剤１７を硬化させることにより、レーザ素子ホルダ１４ａ，１４ｂを光学素子ホルダ１６に対して接合する。
【００２５】
以上の手順で組み立てることで、レーザユニット４ａ，４ｂは、レーザダイオード１３とコリメータレンズ１５との位置関係が最適となり、精密な平行光線を射出できるようになる。また、このレーザユニットを、同様に、ハーフミラー５以下の下流の部材に対して位置決めして、光硬化型接着剤１８によってフレーム３に固定することで、高性能の光源装置１を組み立てられる。
【００２６】
また、レーザ素子ホルダ１４ａ，１４ｂのアーム部２０ａ，２０ｂを互い違いに設けたことで、レーザユニット４ａ，４ｂの間隔を主走査方向に短くすることができ、光源装置１を小型にできる。
【００２７】
コリメータレンズ１５および光学素子ホルダ１６の加工精度が高ければ、図５に示す本発明の第２実施形態の光源装置１のように、フレーム３と光学素子ホルダ１６とを一体に形成してもよい。尚、本実施形態以降の説明では、先に説明したものと同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する記載を省略する。
【００２８】
続いて、図６に、本発明の第３実施形態の光源装置１のレーザ素子ホルダ１４の形状を示す。本実施形態のレーザ素子ホルダ１４は、フランジ部１９の側辺の一端から光軸方向延伸するアーム部２０ａと、他端から隣接するレーザ素子ホルダ１４のアーム部２０ａの幅より僅かに大きく副走査方向にオフセットして光軸方向に延伸するアーム部２０ｂとを備える。図示するように、隣接するレーザ素子ホルダ１４のアーム部２０ａ，２０ｂは、互い違いに延伸しているが、これらのレーザ素子ホルダ１４は、全く同一形状であって、上下を逆に配置しているだけである。本実施形態では、レーザ素子ホルダ１４の形状が１種類だけであるので、部品コストが低い。
【００２９】
また、図７に示す本発明の第４実施形態の光源装置１のレーザ素子ホルダ１４のように、フランジ部１９の一方の側辺のアーム部２０ｂを中央付近に設け、他方の側辺のアーム部２０ａを上下端に設けることによっても、レーザ素子ホルダ１４の形状を統一できる。
【００３０】
また、図８に、本発明の第５実施形態の光源装置１をレーザ光の下流側から見た図を示す。本実施形態の光学素子ホルダ１６は、光軸方向の投影形状がＴの字状に形成されており、レーザ素子ホルダ１４は、光学素子ホルダ１６のＴの字の横棒の両端部分に延伸する１対のアーム部２０を備える。光学素子ホルダ１６は、隣接する光学素子ホルダ１６と上下が逆になるようにフレーム３上に配設されている。本実施形態では、各レーザユニット４のレーザ素子ホルダ１４のアーム部２０が、隣接するレーザユニット４のレーザ素子ホルダ１４のアーム部２０より、隣接するレーザユニット４の中心に近く配置されている。
【００３１】
同様に、図９に示す本発明の第６実施形態の光源装置１や、図１０に示す本発明の第７実施形態の光源装置１のように、光学素子ホルダ１６の形状に応じて、レーザ素子ホルダ１４のアーム部２０を、隣接する隣接するレーザユニット４のレーザ素子ホルダ１４のアーム部２０と主走査方向に重ならないように、副走査方向にずらして設けることで、レーザユニット４の隙間を小さくできる。
【００３２】
さらに、図１１に、本発明の第８実施形態の光源装置１のレーザユニット４ａを示す。本実施形態では、レーザ素子ホルダ１４ａのアーム部２１の光軸方向下流側の外側を、例えばフッ素樹脂製の絶縁テープ（絶縁材料）２１で覆っている。これにより、アーム部２０ａが変形した場合や、レーザユニット４ａの組み立て時にレーザ素子ホルダ１４ａを大きく傾斜させる必要があった場合などにも、アーム部２０ａが隣接するレーザユニット４ｂのアーム部２０ｂ（不図示）に直接接触しない。このため、金属製のレーザ素子ホルダ１４ａをレーザダイオード１３に電力を供給するための電路として利用する場合も、隣接するレーザユニット４ｂのレーザダイオード１３の電路と短絡しない。
【００３３】
さらに、図１２に、本発明の第９実施形態の光源装置１のレーザ素子ホルダ１４ａの形状を示す。本実施形態では、レーザ素子ホルダ１４ａは、両側の側辺から光軸方向に延伸し、さらに、副走査方向両側に分かれて延伸する接続部２２を有し、アーム部２０ａは、接続部２２の副走査方向両端から主走査方向に拡がるように段差を形成して、光学素子ホルダ１６の側面に光軸方向に延伸するように形成されている。
【００３４】
本実施形態が示すように、本発明では、レーザ素子ホルダ１４ａは、主走査方向の最も外側には、光軸方向に延伸するアーム部２０ａだけを有するようにすればよい。そして、例えば、図１３に示す本発明の第１０実施形態の光源装置１のレーザ素子ホルダ１４のように、アーム部２０ａ、２０ｂを、隣接するレーザ素子ホルダ１４の隣接するアーム部２０ａ，２０ｂと副走査方向に位置をずらして、少なくとも光学素子ホルダ１６の側方に延伸する部分が主走査方向に重ならないように形成することで、レーザユニット４を小さい間隔で並べることが可能になる。
【００３５】
また、図１４に、本発明の第１１実施形態の光源装置１を示す。本実施形態では、各レーザユニット４ａ，４ｂが射出するレーザ光が偏光器８において一点に交わるように、光学素子ホルダ１６をフレーム３上に、円弧を描くように配設している。ここで、本発明にいう主走査方向とは、各レーザユニット４ａ，４ｂにおいて、それぞれのレーザ光の光軸に直交する方向であって、レーザ光が走査される方向を指し、本実施形態のように、各レーザユニット４ａ，４ｂの向きが異なってもよい。
【００３６】
本実施形態では、レーザユニット４ａ，４ｂを円弧状に配設することで、各レーザユニット４ａ，４ｂのレーザ光を円弧の中心一点に集めるので、ハーフミラー５のようなレーザ光を重畳させる特別な部材がなくても、下流側の構成を１つにまとめて簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態の光源装置を有する走査光学装置の概略図。
【図２】図１の光源装置の側面図。
【図３】図１の光源装置のレーザユニットの斜視図。
【図４】図１の光源装置の部分斜視図。
【図５】本発明の第２実施形態の光源装置の側面図。
【図６】本発明の第３実施形態の光源装置のレーザ素子ホルダの斜視図。
【図７】本発明の第４実施形態の光源装置のレーザ素子ホルダの斜視図。
【図８】本発明の第５実施形態の光源装置の正面図。
【図９】本発明の第６実施形態の光源装置の正面図。
【図１０】本発明の第７実施形態の光源装置の正面図。
【図１１】本発明の第８実施形態の光源装置のレーザユニットの斜視図。
【図１２】本発明の第９実施形態の光源装置のレーザ素子ホルダの斜視図。
【図１３】本発明の第１０実施形態の光源装置のレーザ素子ホルダの斜視図。
【図１４】本発明の第１１実施形態の光源装置の平面図。
【図１５】従来技術による光源装置の平面図。
【符号の説明】
【００３８】
１…光源装置
２…走査光学装置
３…フレーム
４，４ａ，４ｂ…レーザユニット
１３…レーザダイオード（レーザ素子）
１４，１４ａ，１４ｂ…レーザ素子ホルダ
１５…コリメータレンズ（光学部材）
１６…光学部材ホルダ
１７…光硬化型接着剤
１８…光硬化型接着剤
１９…フランジ部
２０，２０ａ，２０ｂ…アーム部
２１…絶縁テープ（絶縁材料）
２２…接続部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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