JP2005176051A - 光源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】発熱を伴う光源を光源ホルダに取り付ける場合、冷却のため熱伝導率の高い材料としてクロム銅など金属材料を用いている。光源が金属パッケージである場合、高周波ノイズを防ぐ目的で光源と光源ホルダの間に電気的絶縁性のセラミックを補助部材として介在させている。クロム銅とセラミック材では線膨張係数が大きく異なるので、温度変化の度合いによっては、ＬＤが動かされて、光軸ずれを発生することがある。
【解決手段】光源ユニット２０は、補助部材２２と一体のＬＤ２１が座ぐり部２３ｂに隙間をもって落とし込まれ、止めネジ２５によって止められた押さえ部材２４の爪部２４ａで押圧されている。補助部材２２の周囲の隙間Ｇがほぼ均等になるように組み付け、そこに弾性接着剤を流し込む。温度変化により座ぐり部２３ｂと補助部材２２の外形との間の隙間が変化しても接着剤の弾性力が外周に均等に加わるので光軸ズレは生じない。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源から出射した光束を光学系に導いて利用する光源装置に関するものである。特にホルダに対する光源の中心合わせを行った後、心ずれを生じさせない光源装置に関する。

図８は走査光学系の一例を示す図である。
同図において符号１は光源装置、２は光変調装置、５は偏向装置、７は面倒れ補正光学系、８は回転多面鏡、９はｆθレンズ、１０は被走査面をそれぞれ示す。
光源装置１から出た光束は、光変調装置２において画像情報によって変調され、偏向装置５によって向きを変えられ、回転多面鏡８により連続的に反射方向を変えられ、ｆθレンズ９で被走査面１０上で等速走査される。被走査面１０が紙面に垂直方向に走査されることによって、画像情報を読み取ったり、あるいは、画像情報に対応した潜像が形成される。このような装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ、デジタルラボ等、画像形成装置に用いられる。光変調装置を用いず、被走査面からの反射光を受光することで読み取り装置として用いることもできる。

図９は光源装置の構成の一例を示す図である。
同図において符号１１は半導体レーザ（以下ＬＤと称す）、１２はＬＤホルダ、１３は断熱部材、１４はコリメートレンズ、１５はコリメートレンズセル、１６はレンズセルホルダ、１７はコンプレッサレンズ鏡胴、１８は鏡胴ホルダ、Ｃはリング形状の補助部材、Ｕ１は第１ユニット、Ｕ２は第２ユニットをそれぞれ示す。
第１ユニットＵ１は、コリメートレンズ１４を保持するコリメートレンズセル１５がレンズセルホルダ１６の片側からねじ込まれている。レンズセルホルダ１６の他側には、断熱部材１３を介してＬＤホルダ１２が取り付けられている。ＬＤホルダ１２は中央部付近に座ぐり部を有する貫通穴１２ａが開いていて、その座ぐり部に落とし込んだ補助部材Ｃを介してＬＤ１１が取り付けられ、押さえ板１２ｂで押しつけられて止められている。

ＬＤ１１が直接ＬＤホルダ１２に取り付けられないのは、放熱のためＬＤホルダ１２を金属材料、例えばクロム銅のように比較的熱伝導率の高い材料で構成されるが、ＬＤ１１自身はＬＤホルダ１２に対し、電気的に絶縁したいからである。そのため、補助部材Ｃとして、絶縁性のセラミックが選ばれる。セラミックはその組成により、熱伝導率は小さい値から非常に大きい値まで各種のものが得られるので、ここでは放熱のため比較的熱伝導率の高いものを用いている。一方、ＬＤホルダ１２は図示しないペルチエ素子等を接触させて冷却を行う。表１に各種材料の熱伝導率を示す。この表では純銅が極めて高い数値を示しているが、純銅は機械的強度に難があるためあまり使われない。
第２ユニットＵ２はコンプレッサレンズ鏡胴１７が鏡胴ホルダ１８に載せられ、図示しない保持部材で固定されている。
第１ユニットＵ１と第２ユニットＵ２は、コリメートレンズセル１５の一部とレンズセルホルダ１６の一部を鏡胴ホルダ１８にはめ込むように合わせて図示しないネジ等で固定されて光源装置１が完成する。

表１

図１０は温度変化におけるＬＤとＬＤホルダの穴との関係を説明する模式図である。同図（ａ）は常温で組み付けたときの状態を示す図、同図（ｂ）は特に低温になったときの状態を示す図である。同図において隙間の変化は誇張してある。
同図において符号Ａは補助部材Ｃの移動方向を示す矢印を示す。
ＬＤ１１は補助部材Ｃにほぼいっぱいに収まっているとする。ＬＤホルダ１２の穴１２ａに対し補助部材Ｃの大きさは余裕を持たせてある。
ＬＤのはめ込まれた補助部材Ｃを、ＬＤホルダ１２の穴１２ａに組み付けて両者が同図（ａ）のように偏心した状態であったとする。それでも、コリメートレンズ１４に対しＬＤホルダの位置を調整することによって光軸合わせはできる。
この状態で光軸合わせが完了した場合、装置が放置されているときに温度低下が生じたとする。クロム銅は線膨張係数がセラミックに比べてかなり大きいので、両者の収縮の度合いが大きく異なる。同図（ｂ）において実線は収縮後の形状、一点鎖線および破線は組み付け時の穴１２ａと補助部材Ｃのそれぞれの位置を示す。すなわち、ＬＤホルダ１２の穴１２ａが収縮することによって、補助部材Ｃを矢印Ａのように一方に押し、その結果、ＬＤ１１を当初の位置からずらしてしまう。

ＬＤの光軸ずれではないが、温度変化によるコリメートレンズの光軸ずれを防ぐ構成が提案されている（例えば、特許文献１ 参照。）。この構成はコリメートレンズホルダを円錐状または角錐状に形成して、円錐状の内周面を有する内鏡筒にはめ込んで用いている。この構成によれば、温度変化によるレンズの光軸ずれを防ぐことができるが、ＬＤは金属製の外鏡筒に直接触れており、電気的絶縁の問題は考慮されていない。ＬＤとＬＤホルダを電気的絶縁にすることによる、ＬＤの光軸ずれの防止については、特許文献１にも触れられていない。

特開平１０−１９３６８０号公報（第３、４頁、図３）

解決しようとする問題点は、ユニット完成時点においてＬＤホルダとＬＤの中心合わせが完了していれば、以後環境温度変化があっても両者の中心ずれが生じないようにすることである。

請求項１に記載の発明は、穴部を有する第１の部材と、前記穴部に少なくともその一部が常温において隙間をもって落とし込める嵌合部を有する第２の部材と、第１の部材に取り付けられ第２の部材を複数の部位で押圧するばね性を有する第３の部材と、を有し、前記穴部の形状と、前記嵌合部の形状の、少なくとも一方の形状が円形であるユニットにおいて、前記穴部と前記嵌合部との間の隙間が略均等になるよう組み合わせて、該隙間に均等に充填材を注入したことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のユニットにおいて、前記充填材は弾性接着剤であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のユニットにおいて、前記充填材は注入時は低粘度で、時間経過によって所定以上の粘度に変化するゲル状の材料であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のユニットにおいて、前記形状の他方が略正多角形であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のユニットにおいて、少なくとも第１の部材と第２の部材の接触面は摩擦抵抗力が小さくなるよう構成されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、穴部を有する光源ホルダと、光源が取り付けられ、前記穴部に少なくともその一部が常温において隙間をもって落とし込める嵌合部を有する補助部材と、前記光源ホルダに取り付けられ前記補助部材を複数の部位で押圧するばね性を有する押さえ板と、を有し、前記穴部の形状と、前記嵌合部の形状の、少なくとも一方の形状が円形である光源ユニットにおいて、前記穴部と前記嵌合部との間の隙間が略均等になるよう組み合わせて、該隙間に均等に充填材を注入したことを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光源ユニットにおいて、前記充填材は弾性接着剤であることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の光源ユニットにおいて、前記充填材は注入時は低粘度で、時間経過によって所定以上の粘度に変化するゲル状の材料であることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項６ないし８のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、前記形状の他方が略正多角形であることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項６ないし８のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、少なくとも前記光源ホルダと前記補助部材の接触面は摩擦抵抗力が小さくなるよう構成されていることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項６ないし１０のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、前記光源ホルダ、および、補助部材は比較的熱伝導率の高い材料からなることを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項６ないし１１のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、前記補助部材は電気的絶縁性材料からなることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の光源ユニットにおいて、前記光源ホルダの材料はクロム銅であることを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、前記補助部材の材料はセラミックであることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項６ないし１４に記載の光源ユニットを用いた光源装置を特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の光源装置を用いた光走査装置を特徴とする。
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の光走査装置を用いた画像読み取り装置を特徴とする。
請求項１８に記載の発明は、請求項１６に記載の光走査装置を用いた画像形成装置を特徴とする。

光源装置に用いられる光源ユニットの光源ホルダの貫通穴と光源との中心合わせを行った時点で、光源と一体化された補助部材の周囲に接着剤等を注入することで、以後は実使用状態においても温度変化による心ずれが発生しなくなる。

本発明の主要部は、クロム銅からなる穴部を有するＬＤホルダと、ＬＤが一体的に取り付けられ、前記穴部に常温において隙間をもって落とし込める外形を有するセラミックからなるリング状の補助部材と、前記ＬＤホルダに取り付けられ前記補助部材を押圧するばね性を有する押さえ板と、を有し、前記穴部の形状と、前記補助部材外形の形状が共に円形で、両者を同心になるよう組み付けてＬＤユニットとした後、前記補助部材の周囲に接着剤を均等に注入する構成となっている。

図１は本発明を適用する光源ホルダ部の一部省略図である。同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は平面図である。
同図において符号２０はＬＤユニット、２１はＬＤ、２２は補助部材、２３はＬＤホルダ、２４は押さえ板、２５は止めネジ、Ｇは隙間部をそれぞれ示す。
ＬＤ２１は補助部材２２を介してＬＤホルダ２３の貫通穴２３ａの周辺に設けられた座ぐり部２３ｂに落とし込まれ、ばね性のある押さえ板２４の爪部２４ａによって接触され押さえられて、止めネジ２５によって止められる。ＬＤ２１と補助部材２２はほぼ隙間のない状態で嵌合しており、以後の説明では両者は一体として扱う。
補助部材２２と座ぐり部２３ｂの間は常温において若干の隙間部Ｇが生ずるような大きさにそれぞれが構成されている。
本発明は、このような構成において、何らかの方法で補助部材２２と座ぐり部２３ｂの間の隙間部Ｇを均等にさせ、結果的にＬＤ２１と貫通穴２３ａの心合わせを行ったものについて、上記隙間Ｇに充填材を均等に注入することによって、以後の温度変化等に対して心ずれが生じないようにする点に特徴がある。

上記心合わせが済んだ状態で、押さえ板２４の止めネジを締め、補助部材２２が動かないようにする。そして、均等にされた隙間部Ｇに、例えば注射針のようなもので、流動性のある接着剤を周囲の注入量が均等になるよう注入する。押さえ板２４の爪部２４ａが隙間部Ｇの一部を覆っているので、その部分には直接接着剤を注入できないが、接着剤の流動性によって、爪部２４ａの下も埋められる。接着剤は隙間部Ｇより盛り上がると押さえ板２４に付着して、補助部材２２に対して不均等な力を与えるおそれがある。
接着剤は時間経過と共に流動性が失われて硬化するタイプのものか、紫外線照射等によって硬化するタイプのものを用いるとよい。どちらの場合も、硬化した状態においても或る程度の弾力性を残しているゴム系等の弾性接着剤が本発明には適している。
接着剤の代わりにゲル状材料を用いることもできる。ゲル状材料は注入のときは或る程度の流動性を示す粘度を有し、放置した状態では流動性がほとんどない状態の粘度になることが望ましい。例えば、シリコン系のゲル剤には、放置するとアルコール分が蒸発して粘度が高くなるものがあるので、そのようなものを用いるとよい。流動性がほとんどない状態とは、ゲル剤の自重によっては流れ出さない程度の粘度のことを言う。
以下、弾性接着剤ないしゲル状材料を纏めて充填材と称す。

隙間部Ｇに充填材を入れた状態において温度変化が生じた場合の状況を説明する。
ＬＤホルダ２３がクロム銅からなり、補助部材２２がセラミックからなる場合を例に取り上げて説明する。
初めに温度が常温より上がった場合を考える。
図２は温度上昇時の隙間と充填材の関係を示す部分断面図である。
同図において符号２６は充填材を示す。同図において隙間は誇張して示してある。
クロム銅の方がセラミックより線膨張係数が大きいので、温度上昇によって、隙間部Ｇは全体の形状が大きくなりながら隙間の幅も広がっていく。充填材２６自身も線膨張係数がかなり大きいので膨張し、しかも、クロム銅との接着部とセラミックとの接着部はともに離れることがないので、補助部材２２は周囲全体が温度上昇中常に一様な圧縮力を受ける。ただし、充填材２６は柔軟性があるため、過剰な圧力は開放されている端面方向（同図における上方向）に逃げ、実際に補助部材２２を中心方向に押す圧力はあまり大きくならない。
その結果、温度上昇があっても、ＬＤホルダ２３と補助部材２２との間の心ずれは発生しない。したがって、ＬＤ２１の心ずれも生じない。

次に温度が常温よりも低くなった場合を考える。
図３は温度下降時の隙間と充填材の関係を示す部分断面図である。
上記とは逆に、隙間Ｇは全体の形状が小さくなりながら隙間の幅も小さくなっていく。充填材はクロム銅の収縮よりも収縮の度合いが早いが、クロム銅との接着部とセラミックとの接着部はともに離れることがないので、補助部材は周囲全体が温度下降中常に一様に負の圧力を受ける。実際には、充填材の開放されている端面が下降するいわゆる引けを生じて負の圧力が軽減される。
その結果、温度下降があっても、ＬＤホルダ２３と補助部材２２との間の心ずれは発生しない。したがって、ＬＤ２１の心ずれも生じない。
温度上昇の後常温に戻ったり、温度下降の後常温に戻ったりした場合も、ＬＤホルダ２３と補助部材２２の間の位置関係は変わらず、元の状態を正しく再現する。温度サイクルによる繰り返しの実験においても、再現性は非常によいことが分かった。

図４、図５はＬＤホルダの座ぐり部の形状を説明するための部分断面図である。
図４において、座ぐり部２３ｂの上面の周囲に面取り部２３ｃを設けてある。接着剤２６の注入は面取り部一杯にならないように控えめに注入する。こうすれば、温度上昇時の圧力によって充填材がはみ出したときも、面取り部２３ｃによって表面積が大きくなっているので、はみ出し量があまり大きくならず、したがって、はみ出した充填材がＬＤ押さえ板２４に接触するおそれもなくなる。
図５において、座ぐり部２３ｂの底部に切り込み部２３ｄを設けてある。切り込み部２３ｄが或る程度の深さをもっていると、充填材を注入したとき、切り込み部２３ｄに空気が封じ込められて充填材が奥まで入り込まなくなる。この状態で温度上昇があると、この切り込み部が圧力の逃げ部の一つとなって、封じ込められた空気を圧縮しながら充填材の一部が切り込み部にさらに入り込む。上面への圧力の逃げと相まって、過剰な圧縮力の解消が容易になる。図４の形状と図５の形状を組み合わせればさらに効果が大きくなる。

図６はＬＤと貫通穴の心合わせを行う方法の一例を示す図である。同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は平面図である。同図（ｂ）においてＬＤホルダ２３の外形は省略した。
同図において符号３０は心合わせ治具、３１は外筒、３２は中筒をそれぞれ示す。
図７は心合わせ治具を示す斜視図である。本方式は隙間部Ｇが比較的大きい構成の場合に適用できる。
ＬＤ２１と一体となった補助部材２２は座ぐり部２３ｂに落とし込まれ、押さえ部材２４の爪部２４ａがＬＤ２１の背面を押さえるように位置決めし、図１で示した止めネジ２５で仮止めし、未調整ＬＤユニットができる。
心合わせ治具３０は比較的薄い外筒３１とやや厚い中筒３２が密着嵌合しており、両者は互いに筒の長手方向に移動可能になっている。両者はそれぞれ筒の先端部の互いに対応する位置に爪部３１ａ、３２ａを有している。爪部３１ａ、３２ａは例えば円周を３等分する位置を中心に、円周に沿って互いにほぼ同じ長さに形成され、互いの密着面と反対の側は互いに同程度の傾斜角を有する傾斜面を形成している。両爪部の先端を揃えたとき、断面では爪部３１ａと３２ａの外形でほぼ２等辺三角形の２等辺部が形成される。
外筒３１には長穴３１ｂが筒の長手方向に形成されており、中筒３２にはこの長穴３１ｂに嵌合するスライドピン３２ｂが植設されている。このため、両筒は互いに筒の長手方向は移動できるが、円周方向には回動できないように規制されている。

未調整ＬＤユニットの止めネジを緩め、心合わせ治具３０の外筒３１を爪部３１ａの方向にずらして、補助部材２２と座ぐり部２３ｂの隙間に３個の爪部３１ａを均等に挿入する。爪部３１ａの斜面部は座ぐり部２３ｂの内径に一致する位置まで挿入されて止まる。この時点で外筒３１の内周は座ぐり部２３ｂと同心になる。
３個の爪部３１ａが形成する仮想の円は、爪部先端においては座ぐり部２３ｂの許容誤差範囲の最小径より小さく、爪部根元においては同範囲の最大径より大きく設定されている。
次に中筒３２を外筒３１にスライドさせて、爪部３２ａを上記隙間に挿入する。このとき、補助部材２２が座ぐり部２３ｂに対して同心でない場合は、爪部３２ａのどこかが先に当たって補助部材２２を中心方向に押す力が発生する。そして、３個の爪部３２ａがすべて均等に当たる状態になると、爪部３２ａはそれ以上挿入できなくなり、中筒３２もそれ以上移動できなくなる。このとき補助部材２２は中筒３２の外周と同心になる。外筒３１と中筒３２の間に遊びがないものとすれば、結果的に補助部材２２と座ぐり部２３ｂが同心になったことになる。
爪部３１ａ、３２ａは隙間部Ｇに挿入されるため非常に薄く形成されているが、円筒の円周部に沿って若干の長さがあるため、爪の先端は直線ではなく僅かな曲率をもった円弧になっている。したがって爪部３１ａが座ぐり部２３ｂに当たったとき爪部３１ａが変形することなく３本の爪が均等に当たるようになる。爪部３２ａについても同様である。
両爪部が最大の深さに挿入されたときでも、心合わせ治具３０の、爪部以外の円筒端面部分が押さえ部材の爪部２４ａに当接しないように構成されている。図示はしないが、必要があれば、円筒端面部分に爪部２４ａが当たらないように逃げ部を形成しておいてもよい。

次に補助部材とＬＤホルダの心合わせを行う他の例を説明する。
この方法は両者の線膨張係数の違いを利用する方法である。この方法は隙間部Ｇが比較的小さい場合に適用できる。
説明を簡単にするために、補助部材２２はセラミック、ＬＤホルダ２３はクロム銅からなるものとする。
前述のように、クロム銅は線膨張係数が非常に大きいのに対し、セラミックの線膨張係数はそれほど大きくないので、温度変化が生ずると補助部材２２とＬＤホルダ２３の間の隙間Ｇの大きさが変化する。
ＬＤユニット２０を組み付けるに当たって、ＬＤ２１のＬＤホルダ２３に対する位置、すなわち、貫通穴２３ａとの同心度については全く気にしないで構わない。
ＬＤユニット２０が完成したら、次の工程として断熱材を介してレンズセルホルダに取り付け、コリメートレンズとの心合わせ等を行うのであるが、本発明ではその前にＬＤ２１と貫通穴２３ａとの中心合わせ（単に心合わせとも言う）を行う。

ＬＤユニット２０を所定の温度の雰囲気の中にＬＤユニット２０を放置する。所定の温度としては、装置が保証すべき設置環境温度範囲の最低の温度、例えば−２５°Ｃよりさらに低い温度とする場合と、輸送中に生ずる可能性のある最低温度、例えば−３０°Ｃよりさらに低い温度とする場合がある。
ＬＤホルダ２３は低温において大きく収縮する。もちろん、補助部材２２も収縮はするが、その程度は前者に比べてかなり小さい。両者の収縮量の差によって、座ぐり部２３ｂと補助部材２２の間の隙間は減少する。この隙間が上記所定の温度において丁度０になるように、常温における隙間の大きさが決定されている。このとき両者の接触面はスベリが生ずるので、補助部材２２とＬＤホルダ２３との接触部は特に摩擦抵抗が小さくなるように構成しておく。摩擦抵抗を小さくする方法として、接触面積を小さくすることと、摩擦抵抗を小さくするための表面処理をすることが挙げられるが、両者を併用すればなお効果が大きくなる。
逆に、ＬＤ２１と押さえ板２４との間は摩擦抵抗が大きくなるよう構成しておく。

図１０を用いて説明したように、補助部材２２が座ぐり部２３ｂに対して偏心して取り付けられたとしても、温度が下がるにつれて、補助部材２２は座ぐり部２３ｂの内周のどこかに接触したら、それ以後はその接触点からの圧力を受け中心が一致する方向に動かされる。補助部材２２とＬＤホルダ２３の接触面は摩擦抵抗が小さくなるように構成されているので、補助部材２２は上記のような圧力が加わっても大きな抵抗がなく中心方向に動かされる。このとき、ＬＤ２１に対して押さえ板２４の爪部２４ａが接触して大きい摩擦抵抗を示すが、部材の収縮による力の方が遙かに大きいので、爪部２４ａはＬＤの移動を止めることができない。
ＬＤユニット２０全体が周囲温度にほぼ等しくなれば、補助部材２２の外周と座ぐり部２３ｂの内周が一致し、したがって、この時点で両者は同心になる。

次に、ＬＤユニット２０を常温に戻す。このとき、急激に常温中に持ち込むと、結露が発生したり、ＬＤユニット２０に部分的な温度ムラが生じ、一時的にしろユニット内部に歪みが発生したりするので好ましくない。
補助部材２２やＬＤホルダ２３が前記最低温度から上昇すると、両者の間には再び隙間が生ずるようになる。このとき、両者の接触面は摩擦抵抗力が小さいが、ＬＤ２１と爪部２４ａとの間の摩擦抵抗力は大きい。温度低下のときは座ぐり部２３ｂの内周からＬＤ２１へ中心方向に向かう強制力が働いたため、爪部２４ａの摩擦抵抗力に抗してＬＤ２１の移動が生じたが、常温に戻るときはそれに匹敵するような強制力が働かない。したがって、ＬＤ２１は爪部２４ａとの相対移動ができなくなる。
ここで言う摩擦抵抗力の大小は相対的なものであるから、それぞれを幾らにすべきかという適正値はない。ただ、常温に戻るとき、両者の力の差があまり小さいとＬＤ２１の位置を保持する保証が得られなくなるので、強いて言えば、爪部２４ａ側の摩擦力は、ＬＤホルダ２３側の摩擦力の２倍以上は欲しいところである。

押さえ板２４は円板状の外形に、止めネジ穴も爪部２４ａも３個ずつ有しており、円板の中心に対して全体を１２０°ずつ回転したとき同形になるよう構成されている。そして、押さえ板２４をＬＤホルダ２３に取り付けたとき、円板の中心が貫通穴２３ａの中心に一致するように構成されている。貫通穴２３ａと座ぐり部２３ｂは同時加工で形成して必ず同心になるように構成されている。
このような構成では、押さえ板２４がＬＤホルダ２３に取り付けられると、温度変化が生じても、円板の中心と貫通穴２３ａの中心は常に一致した状態となる。これは、両者の線膨張係数が一致していない場合でも同じである。ただし、両者の線膨張係数が著しく異なると、温度変化によって止めネジ部分に大きなストレスがかかって好ましくないので、なるべく両者の線膨張係数は近い値のものを選ぶとよい。

押さえ板２４自身も温度変化によって膨張・収縮が生ずるので、爪部２４ａ先端も、円板中心に向かっての進退の変化が生ずる。この変化は３本の爪に均等に生ずるので、爪部２４ａのＬＤ２１を押さえる圧力が均等になっていれば、ＬＤ２１を動かす力にはならない。なお、止めネジ２５と爪部２４ａを、円周を３等分するような位置関係に配置しているが、これは２等分でも、４等分でも、爪部にかかる押圧力と摩擦抵抗が均等であれば構わない。要は、温度変化によって爪部２４ａが進退するとき、ＬＤの中心位置をずらすような、偏った力が発生しなければよい。すなわち、各爪部２４ａに働く力の合力が０になるような配置にすればよい。この関係が守られれば、押さえ板２４の外形は円形にこだわらなくてよくなる。例えば、正方形を含む長方形であってもよい。その代わり、複数の止めネジ２５が貫通穴２３ａの中心に対して等距離になるようにし、互いに等角度間隔にしておく条件は変えない。

また、止めネジ２５と爪部２４ａとが、円周方向の廻りに対して位相が一致するように示しているが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば両者を６０°の位相ずれをもって構成しても効果は全く同じである。
本方法で心合わせが完成したＬＤユニットを常温に戻しても、ＬＤ２１とＬＤホルダ２３の貫通穴２３ａとは同心のままである。この状態で、さらに温度変化があっても、基本的には心ずれがほとんど生じないが、前述のように隙間Ｇに充填材を注入すれば、それ以後温度変化に対する光軸ずれの防止がより確実になる。
このＬＤユニットは、装置が保証すべき設置環境温度範囲の最低の温度、あるいは、輸送中に生ずる可能性のある最低温度、においては隙間Ｇがまだ０にはならないので、過剰な圧力が発生することがなく、それによる素子の破壊も発生しない。

以上、ＬＤホルダ２３がクロム銅、補助部材２２がセラミックからそれぞれなる例で説明してきたが、両者の線膨張係数が異なるものであればすべて本方法は適用できる。
ただし、ＬＤホルダ２３よりも補助部材２２の方が線膨張係数が大きい場合、例えば、ＬＤホルダをセラミック材で形成し、補助部材をクロム銅で形成したような場合は、両者の中心合わせのための雰囲気を常温よりも高温側に設定することになる。
光源としてＬＤの場合で説明してきたが、形状が類似であればＬＤに限らない。例えばＬＥＤであっても本発明は適用できる。この場合、上記説明中のＬＤはすべてＬＥＤ、もしくは一般に光源と置き換えて解釈すればよい。
さらに言えば、本方法は、円形穴部（座ぐり部を含む）を有する第１の部材と、該穴部に嵌め込める円形の外形を少なくとも一部に有する第２の部材とのあいだで、両部材の線膨張係数が異なる場合のユニットにおける心合わせ一般に適用することができる。この場合の第２の部材は、ＬＤユニットにおけるＬＤが嵌合した補助部材に相当する。
なお、穴部と外形の形状を共に円形としたが、実際は一方が円形であれば、他方は一般の正多角形であっても、充填材を注入する隙間さえあれば、同じ効果が得られる。すなわち、正多角形は円に内接ないし外接できるので、相手が円形であれば隙間が局部的には不均一でも、中心に向かう圧力の合力は０にできる。心合わせ治具も、穴部と外形の形状の一方が円形で他方が正多角形であっても、爪部の形状をそれに合わせて工夫すれば使用可能である。

本発明を適用する光源ホルダ部の一部省略図である。 温度上昇時の隙間と充填材の関係を示す部分断面図である。 温度下降時の隙間と充填材の関係を示す部分断面図である。 ＬＤホルダの座ぐり部の形状を説明するための部分断面図である。 ＬＤホルダの座ぐり部の形状を説明するための部分断面図である。 ＬＤと貫通穴の心合わせを行う方法の一例を示す図である。 心合わせ治具を示す斜視図である。 走査光学系の一例を示す図である。 光源装置の構成の一例を示す図である。 温度変化におけるＬＤとＬＤホルダの穴との関係を説明する模式図である。

符号の説明

２０ ＬＤユニット
２１ ＬＤ
２２ 補助部材
２３ ＬＤホルダ
２４ 押さえ板
２６ 充填材

Claims (18)

1. 穴部を有する第１の部材と、前記穴部に少なくともその一部が常温において隙間をもって落とし込める嵌合部を有する第２の部材と、第１の部材に取り付けられ第２の部材を複数の部位で押圧するばね性を有する第３の部材と、を有し、前記穴部の形状と、前記嵌合部の形状の、少なくとも一方の形状が円形であるユニットにおいて、前記穴部と前記嵌合部との間の隙間が略均等になるよう組み合わせて、該隙間に均等に充填材を注入したことを特徴とするユニット。
2. 請求項１に記載のユニットにおいて、前記充填材は弾性接着剤であることを特徴とするユニット。
3. 請求項１に記載のユニットにおいて、前記充填材は注入時は低粘度で、時間経過によって所定以上の粘度に変化するゲル状の材料であることを特徴とするユニット。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載のユニットにおいて、前記形状の他方が略正多角形であることを特徴とするユニット。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載のユニットにおいて、少なくとも第１の部材と第２の部材の接触面は摩擦抵抗力が小さくなるよう構成されていることを特徴とするユニット。
6. 穴部を有する光源ホルダと、光源が取り付けられ、前記穴部に少なくともその一部が常温において隙間をもって落とし込める嵌合部を有する補助部材と、前記光源ホルダに取り付けられ前記補助部材を複数の部位で押圧するばね性を有する押さえ板と、を有し、前記穴部の形状と、前記嵌合部の形状の、少なくとも一方の形状が円形である光源ユニットにおいて、前記穴部と前記嵌合部との間の隙間が略均等になるよう組み合わせて、該隙間に均等に充填材を注入したことを特徴とする光源ユニット。
7. 請求項６に記載の光源ユニットにおいて、前記充填材は弾性接着剤であることを特徴とする光源ユニット。
8. 請求項６または７に記載の光源ユニットにおいて、前記充填材は注入時は低粘度で、時間経過によって所定以上の粘度に変化するゲル状の材料であることを特徴とする光源ユニット。
9. 請求項６ないし８のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、前記形状の他方が略正多角形であることを特徴とする光源ユニット。
10. 請求項６ないし８のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、少なくとも前記光源ホルダと前記補助部材の接触面は摩擦抵抗力が小さくなるよう構成されていることを特徴とする光源ユニット。
11. 請求項６ないし１０のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、前記光源ホルダ、および、補助部材は比較的熱伝導率の高い材料からなることを特徴とする光源ユニット。
12. 請求項６ないし１１のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、前記補助部材は電気的絶縁性材料からなることを特徴とする光源ユニット。
13. 請求項１１または１２に記載の光源ユニットにおいて、前記光源ホルダの材料はクロム銅であることを特徴とする光源ユニット。
14. 請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の光源ユニットにおいて、前記補助部材の材料はセラミックであることを特徴とする光源ユニット。
15. 請求項６ないし１４に記載の光源ユニットを用いたことを特徴とする光走査用の光源装置。
16. 請求項１５に記載の光源装置を用いたことを特徴とする光走査装置。
17. 請求項１６に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像読み取り装置。
18. 請求項１６に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
    

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