JP2009260205A - 光源装置、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化及び高コスト化を招くことなく、光源の温度上昇を抑制する。
【解決手段】複数の発光部を有する光源が収容されている光源パッケージ１００Ｐ及び光源を駆動する駆動制御装置が収容されている駆動パッケージ２２Ｐは、それぞれ制御基板１４Ｂに実装されている。そして、制御基板１４Ｂは、厚さ方向からみたときに、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐとの間にスリット１４Ｄを有している。この場合には、スリット１４Ｄの中の空気が、銅よりも大きな熱抵抗を有しているため、制御基板１４Ｂは、制御基板１４Ｂの厚さ方向に直交する方向に関して、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐとの間に、光源と駆動制御装置を電気的に接続する導体よりも熱抵抗の大きい領域を有することとなる。そこで、駆動パッケージ２２Ｐから光源パッケージ１００Ｐへの熱の移動を従来よりも抑制することができる。
【選択図】図８

Description

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、光源及び駆動回路が回路基板に実装されている光源装置、該光源装置を備える光走査装置及び画像形成装置に関する。

近年、レーザプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置では、印字速度の向上（高速化）及び書込密度の向上（高密度化）が望まれている。そして、それらを達成する手段の１つとして、複数の発光部を有する光源を備えた光走査装置を用いて、１度に複数の光束により被走査面を走査することが考案された（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、画像形成装置の高速化及び高密度化に伴い、光源に駆動信号を供給する駆動回路での発熱量が増加する傾向にある。通常、駆動信号の遅延を抑制するため、駆動回路は光源の近くに設けられている。そこで、駆動回路の発熱に起因して、光源の寿命低下、画像品質の低下を招くおそれがあり、種々の放熱対策が提案された（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２８３０３１号公報 特開２００５−７４９７８号公報

しかしながら、特許文献２に開示されている光走査装置では、放熱フィンと通気ダクトと排気ファンとを必要とするため、装置の大型化及び高コスト化を招くという不都合があった。

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、大型化及び高コスト化を招くことなく、光源の温度上昇を抑制することができる光源装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、安定した光走査を行うことができる光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速に形成することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、複数の発光部を有する光源と；前記光源を駆動する駆動回路と；前記光源及び前記駆動回路が実装され、厚さ方向に直交する方向に関して、前記光源と前記駆動回路との間に、前記光源と前記駆動回路を電気的に接続する導体よりも熱抵抗の大きい領域を有する回路基板と；を備える光源装置である。

これによれば、回路基板が、厚さ方向に直交する方向に関して、光源と駆動回路との間に、光源と駆動回路を電気的に接続する導体よりも熱抵抗の大きい領域を有しているため、駆動回路から光源への熱の移動を抑制することができる。従って、大型化及び高コスト化を招くことなく、光源の温度上昇を抑制することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、光束により被走査面を走査する光走査装置であって、本発明の光源装置と；前記光源装置から出力される光束を偏向する偏向器と；前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置である。

これによれば、本発明の光源装置を備えているため、大型化及び高コスト化を招くことなく、安定した光走査を行うことが可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体を画像情報が含まれる光束により走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。

これによれば、少なくとも１つの本発明の光走査装置を備えているため、結果として、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１８に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。

このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。

通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。

帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。

帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。

光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面に、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束を照射する。これにより、感光体ドラム１０３０の表面に、画像情報に対応した潜像が形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。

現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。

給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。

転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。

定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。

除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。

クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。

この光走査装置１０１０は、図２に示されるように、光源１４、カップリングレンズ１５、開口板１６、シリンドリカルレンズ１７、ポリゴンミラー１３、偏向器側走査レンズ１１ａ、像面側走査レンズ１１ｂ、２つの光検知センサ（１８ａ、１８ｂ）、２つの光検知用ミラー（１９ａ、１９ｂ）、及び駆動制御装置２２（図２では図示省略、図５参照）などを備えている。そして、これらは、ハウジング２１の中の所定位置に組み付けられている。

なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、感光体ドラム１０３０の長手方向に沿った方向をＹ軸方向、各走査レンズ（１１ａ、１１ｂ）の光軸に沿った方向をＸ軸方向として説明する。また、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

光源１４は、一例として図３に示されるように、３２個の発光部（ｖ１〜ｖ３２）が２次元的に配列されて１つの基板上に形成された２次元アレイ１００を有している。図３におけるＭ方向は主走査対応方向であり、Ｓ方向は副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）である。また、Ｔ方向はＭ方向からＳ方向に向かって傾斜した方向である。なお、各発光部からの光束の射出方向をＲ方向とする。

この２次元アレイ１００は、Ｔ方向に沿って８個の発光部が等間隔に配置された発光部列を４列有している。そして、これら４列の発光部列は、すべての発光部をＳ方向に伸びる仮想線上に正射影したときに等間隔となるように、Ｓ方向に等間隔に配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。

また、各発光部は、７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、２次元アレイ１００は、３２個の発光部を有する面発光レーザアレイである。

２次元アレイ１００は、一例として図４に示されるように、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのパッケージ１００Ｐ内に収容されている。図４における端子ｉｎ０１〜ｉｎ３２は発光部ｖ１〜ｖ３２に対応し、それぞれの駆動信号が入力される入力端子である。以下では、便宜上、２次元アレイ１００が収容されているパッケージ１００Ｐを「光源パッケージ１００Ｐ」ともいう。

図２に戻り、カップリングレンズ１５は、光源１４から射出された光束を略平行光とする。

開口板１６は、開口部を有し、カップリングレンズ１５を介した光束のビーム径を規定する。

シリンドリカルレンズ１７は、開口板１６の開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍に副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に関して結像する。

光源１４とポリゴンミラー１３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ１５と開口板１６とシリンドリカルレンズ１７とから構成されている。

ポリゴンミラー１３は、４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１３は、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に平行な軸の周りに等速回転し、シリンドリカルレンズ１７からの光束を偏向する。

偏向器側走査レンズ１１ａは、ポリゴンミラー１３で偏向された光束の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ１１ｂは、偏向器側走査レンズ１１ａを介した光束の光路上に配置されている。そして、この像面側走査レンズ１１ｂを介した光束が感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。

ポリゴンミラー１３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂとから構成されている。なお、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂの間の光路上、及び像面側走査レンズ１１ｂと感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り曲げミラーが配置されても良い。

光検知センサ１８ａには、ポリゴンミラー１３で偏向され、走査光学系を介した光束のうち書き込み前の光束の一部が、光検知用ミラー１９ａを介して入射する。また、光検知センサ１８ｂには、ポリゴンミラー１３で偏向され、走査光学系を介した光束のうち書き込み後の光束の一部が、光検知用ミラー１９ｂを介して入射する。

各光検知センサはいずれも、受光量に応じた電気信号（光電変換信号）を生成し、駆動制御装置２２に出力する。

駆動制御装置２２は、一例として図５に示されるように、画素クロック生成回路２１５、画像処理回路２１６、書込制御回路２１９、及び光源駆動回路２２１などを有している。なお、図５における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

画素クロック生成回路２１５は、光検知センサ１８ａの出力信号と光検知センサ１８ｂの出力信号とから、各光検知センサの間を光束が走査するのに要した時間を求め、その時間に予め設定されている数のパルスが収まるように周波数を設定し、該周波数の画素クロック信号ＰＣＬＫを生成する。ここで生成された画素クロック信号ＰＣＬＫは、画像処理回路２１６及び書込制御回路２１９に供給される。また、光検知センサ１８ａの出力信号は、同期信号として書込制御回路２１９に出力される。

画像処理回路２１６は、プリンタ制御装置１０６０を介して上位装置から受信した画像情報をラスター展開するとともに、所定の中間調処理などを行った後、画素クロック信号ＰＣＬＫを基準とした各画素の階調を表す画像データを発光部毎に作成する。そして、画像処理回路２１６は、光検知センサ１８ａの出力信号に基づいて走査開始を検出すると、画素クロック信号ＰＣＬＫに同期して画像データを書込制御回路２１９に出力する。

書込制御回路２１９は、画像処理回路２１６からの画像データ、画素クロック生成回路２１５からの画素クロック信号ＰＣＬＫ及び同期信号に基づいてパルス変調信号を生成する。

光源駆動回路２２１は、書込制御回路２１９からのパルス変調信号に基づいて２次元アレイ１００の各発光部を駆動する。

駆動制御装置２２は、一例として図６に示されるように、ＱＦＰタイプのパッケージ２２Ｐ内に収容されている。従って、画素クロック生成回路２１５、画像処理回路２１６、書込制御回路２１９及び光源駆動回路２２１は、互いに近接して配置されている。これらの回路が互いに近接して配置されているため、各回路間において高周波クロックや各種信号などを品質良く授受することができ、画像形成装置の高速化、高密度化を達成できる。図６における端子ｏｕｔ０１〜ｏｕｔ３２は発光部ｖ１〜ｖ３２に対応し、それぞれの駆動信号が出力される出力端子である。以下では、便宜上、駆動制御装置２２が収容されているパッケージ２２Ｐを「駆動パッケージ２２Ｐ」ともいう。ここでは、端子ｏｕｔ０１〜ｏｕｔ３２は、駆動パッケージ２２Ｐの一の隅角部Ｃを形成する２つの辺の近傍に配置されている。

光源パッケージ１００Ｐ及び駆動パッケージ２２Ｐは、制御基板１４Ｂに実装されている。ここでは、一例として、制御基板１４Ｂに、４層（第１層〜第４層）の銅箔を有するガラス不織布基材エポキシ樹脂銅張積層板を用いている。そして、４層の銅箔のうち、第１層と第４層を信号層、第２層と第３層をグラウンド層としている。なお、以下では、便宜上、信号層の図示を省略する。

本実施形態では、一例として図７に示されるように、光源パッケージ１００Ｐは制御基板１４Ｂの＋Ｒ側の面に実装され、駆動パッケージ２２Ｐは制御基板１４Ｂの−Ｒ側の面に実装されている。なお、一例として図８に示されるように、Ｒ方向からみたときに、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐは、互いに重ならないように配置されている。

そして、制御基板１４Ｂの第２層を光源パッケージ１００Ｐのグラウンド層１００Ｇとし、第３層を駆動パッケージ２２Ｐのグラウンド層２２Ｇとしている。ここでは、一例として図８に示されるように、Ｒ方向からみたときに、グラウンド層１００Ｇとグラウンド層２２Ｇは、互いに重ならないように設けられている。

また、制御基板１４Ｂは、一例として図８〜図１２に示されるように、Ｒ方向からみたときに、グラウンド層１００Ｇとグラウンド層２２Ｇとの間にＬ字型のスリット１４Ｄを有している。なお、図９は、図８のＡ−Ａ断面図であり、図１０は、図８のＢ−Ｂ断面図であり、図１１は、図８のＣ−Ｃ断面図である。

そして、駆動パッケージ２２Ｐは、一例として図１３に示されるように、端子ｏｕｔ０１〜ｏｕｔ３２が、スリット１４Ｄと対向しないように配置されている。

また、光源パッケージ１００Ｐは、一例として図１４に示されるように、Ｒ方向からみたときに、駆動パッケージ２２Ｐの隅角部Ｃを通る対角線ＶＬ１を延長した仮想的な直線と光源パッケージ１００Ｐの一の対角線ＶＬ２を延長した仮想的な直線とがほぼ一致するように配置されている。すなわち、光源パッケージ１００Ｐは、駆動パッケージ２２Ｐの一の隅角部を通る対角線を延長した仮想的な直線によって、略２等分されるように配置されている。

そして、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐは、一例として図１５に示されるように、駆動パッケージ２２Ｐの端子ｏｕｔ０１〜ｏｕｔ３２と光源パッケージ１００Ｐの端子ｉｎ０１〜ｉｎ３２とを電気的に接続する配線Ｌ０１〜Ｌ３２における長さのばらつきが小さくなるように配置されている。なお、図１５には、一部の配線のみが示されている。また、図１５では、Ｒ方向からみたときに、各配線が１本の直線からなる場合について示されているが、これに限らず、Ｒ方向からみたときに、少なくとも１つの配線が複数の直線からなっていても良い。そして、これらの配線は、第１層及び第４層の信号層を介して設けられている。

また、駆動パッケージ２２Ｐには、一例として図１６に示されるように、駆動制御装置２２で発生した熱を大気中に放熱するための放熱フィン２２Ｆが取り付けられている。

さらに、一例として図１７に示されるように、駆動パッケージ２２Ｐ及び放熱フィン２２Ｆに対して風を送るための放熱ファン２２Ｘが設けられている。ここでは、駆動パッケージ２２Ｐから奪った熱が光源パッケージ１００Ｐに移行しないように、Ｒ方向からみたときに、光源パッケージ１００Ｐが配置される領域が駆動パッケージ２２Ｐよりも風上側に位置するようにしている。

なお、放熱ファン２２Ｘは、一例として図１８に示されるように、ハウジング２１に取り付けられている。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置１０１０では、光源１４と駆動制御装置２２と制御基板１４Ｂとによって光源装置が構成されている。そして、駆動制御装置２２によって駆動回路が構成され、制御基板１４Ｂによって回路基板が構成されている。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、複数の発光部を有する光源１４は、光源パッケージ１００Ｐに収容されて制御基板１４Ｂに実装されている。また、光源１４を駆動する駆動制御装置２２は、駆動パッケージ２２Ｐに収容されて制御基板１４Ｂに実装されている。そして、制御基板１４Ｂは、厚さ方向からみたときに、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐとの間にスリット１４Ｄを有している。

この場合には、スリット１４Ｄの中の空気が、銅よりも大きな熱抵抗を有しているため、制御基板１４Ｂは、制御基板１４Ｂの厚さ方向に直交する方向に関して、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐとの間に、光源１４と駆動制御装置２２を電気的に接続する導体よりも熱抵抗の大きい領域を有することとなる。そこで、駆動パッケージ２２Ｐから光源パッケージ１００Ｐへの熱の移動を従来よりも抑制することができる。従って、大型化及び高コスト化を招くことなく、光源１４の温度上昇を抑制することが可能となる。そして、光走査装置１０１０は、大型化及び高コスト化を招くことなく、安定した光走査を行うことが可能となる。

また、Ｒ方向からみたときに、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐは、互いに重ならないように配置されているため、駆動パッケージ２２Ｐから光源パッケージ１００Ｐへの熱の移動距離を長くすることができる。

また、光源パッケージ１００Ｐが、Ｒ方向からみたときに、駆動パッケージ２２Ｐの一の隅角部を通る対角線を延長した仮想的な直線によって、略２等分されるように配置されているため、配線Ｌ０１〜Ｌ３２における長さのばらつきを小さくすることができる。すなわち、いわゆる等長配線が可能となる。これにより、各発光部の立ち上がり特性を互いにほぼ等しくすることが可能となる。

また、駆動パッケージ２２Ｐでは、端子ｏｕｔ０１〜ｏｕｔ３２が、一の隅角部Ｃを形成する２つの辺の近傍に配置されているため、光源パッケージ１００Ｐとの各配線の長さを短くすることができ、配線による容量を低減することが可能となる。

また、駆動パッケージ２２Ｐに放熱フィン２２Ｆが取り付けられているため、駆動パッケージ２２Ｐの温度上昇を抑制することができ、結果として、光源１４の温度上昇を更に抑制することが可能となる。

また、放熱ファン２２Ｘが設けられているため、駆動パッケージ２２Ｐの温度上昇を更に抑制することができる。そして、Ｒ方向からみたときに、制御基板１４Ｂにおける光源パッケージ１００Ｐが配置される領域が駆動パッケージ２２Ｐよりも風上に位置しているため、光源１４の温度上昇を更に抑制することが可能となる。

また、放熱フィン２２Ｆは、制御基板１４Ｂの−Ｒ側に設けられているため、偏向前光学系のレイアウトが制限されることはない。

また、放熱フィン２２Ｆは、制御基板１４Ｂの−Ｒ側に設けられているため、放熱フィン２２Ｆに対する制限が少ない。そこで、効率的に放熱を行うことができる。

また、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、光走査装置１０１０を備えているため、結果として、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。

なお、上記実施形態では、前記光源パッケージ１００Ｐ及び駆動パッケージ２２Ｐが、Ｒ方向からみたときに、駆動パッケージ２２Ｐの隅角部Ｃを通る対角線ＶＬ１を延長した仮想的な直線と光源パッケージ１００Ｐの一の対角線ＶＬ２を延長した仮想的な直線とがほぼ一致するように配置される場合について説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、図１９に示されるように、光源パッケージ１００Ｐの各辺が、駆動パッケージ２２Ｐの一の隅角部を通る対角線を延長した仮想的な直線に平行あるいは直交するように配置され、該仮想的な直線によって、Ｒ方向からみたときに、光源パッケージ１００Ｐが略２等分されるように配置されても良い。この場合であっても、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、前記駆動パッケージ２２Ｐは、スリット１４Ｄと対向しない端子を、端子ｏｕｔ０１〜ｏｕｔ３２とする場合について説明したが、これに限らず、一例として図２０に示されるように、スリット１４Ｄと対向する端子を含めて、端子ｏｕｔ０１〜ｏｕｔ３２としても良い。

また、上記実施形態では、前記スリット１４ＤがＬ字型の場合について説明したが、これに限らず、一例として図２１に示されるように、スリット１４Ｄが直線状であっても良い。この場合であっても、駆動パッケージ２２Ｐから光源パッケージ１００Ｐへの熱の移動を抑制することができる。

また、この場合において、一例として図２２に示されるように、光源パッケージ１００Ｐ及び駆動パッケージ２２Ｐは、Ｒ方向からみたときに、光源パッケージ１００Ｐの一辺と駆動パッケージ２２Ｐの一辺とが隣接し、互いに略平行となるように配置されても良い。

また、一例として図２３に示されるように、Ｒ方向からみたときに、制御基板１４Ｂにおける光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐとの間の領域に、光源パッケージ１００Ｐの中心と駆動パッケージ２２Ｐの中心とを結ぶ仮想線に直交する方向に沿ってほぼ１列となるようなスリット１４Ｄ_１とスリット１４Ｄ_２とが、制御基板１４Ｂに形成されても良い。このときには、スリット１４Ｄ_１とスリット１４Ｄ_２との間を通って、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐとの間の信号線及び電源線の少なくともいずれかを配線することができる。さらに、グラウンド層が設けられていないときには、スリット１４Ｄ_１とスリット１４Ｄ_２との間を通って、更にグラウンド線を配線しても良い。

また、上記実施形態では、放熱フィン２２Ｆと放熱ファン２２Ｘとが設けられる場合について説明したが、これに限らず、駆動パッケージ２２Ｐの温度上昇の程度やハウジング２１の大きさ等に応じて、放熱フィン２２Ｆ及び放熱ファン２２Ｘの一方のみが設けられても良い。また、駆動パッケージ２２Ｐの温度上昇があまり大きくない場合には、放熱フィン２２Ｆ及び放熱ファン２２Ｘがいずれも設けられなくても良い。

また、上記実施形態では、前記光源パッケージ１００Ｐ及び駆動パッケージ２２Ｐが、制御基板１４Ｂの互いに異なる面に実装される場合について説明したが、これに限らず、一例として図２４に示されるように、光源パッケージ１００Ｐ及び駆動パッケージ２２Ｐが、制御基板１４Ｂの同じ面に実装されても良い。この場合であっても、駆動パッケージ２２Ｐから光源パッケージ１００Ｐへの熱の移動を抑制することができる。

この場合に、一例として図２５及び図２６に示されるように、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐとの間の信号線をフラットケーブル１４Ｅとし、該フラットケーブル１４Ｅがスリット１４Ｄを跨ぐように配置されても良い。このときには、スリット１４Ｄの幅を広くすることができる。なお、図２６は、図２５のＡ−Ａ断面図である。なお、フラットケーブル１４Ｅに電源線を含ませても良い。また、グラウンド層が設けられていないときには、フラットケーブル１４Ｅにグラウンド線を更に含ませても良い。

また、上記実施形態において、前記スリット１４Ｄに代えて、Ｒ方向からみたときに同様な形状の溝が制御基板１４Ｂに設けられても良い。この場合であっても、溝の中の空気が、銅よりも大きな熱抵抗を有しているため、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、上記実施形態において、一例として図２７に示されるように、前記スリット１４Ｄに代えて、複数の穴１４Ｆが制御基板１４Ｂに設けられても良い。この場合には、穴１４Ｆの中の空気が、配線よりも大きな熱抵抗を有しているため、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。さらに、この場合には、穴と穴との間隔を適切に設定することにより、最短距離での等長配線が可能となる。なお、図２７では、複数の穴がＳ方向に沿って２列に千鳥状に配列されているが、これに限定されるものではない。また、穴は貫通孔であっても良いし、貫通していない穴であっても良い。さらに、貫通孔と貫通していない穴が混在していても良い。

また、前記スリット１４Ｄ、前記スリット１４Ｄに代えて設けられる上記溝、前記スリット１４Ｄに代えて設けられる上記複数の穴１４Ｆに、断熱処理が施されたフェノール樹脂などの断熱材が充填されても良い。このとき、この断熱材は、制御基板１４Ｂの材質や配線パターンよりも熱抵抗の大きいものとする。

また、上記実施形態において、一例として図２８及び図２９に示されるように、前記グラウンド層１００Ｇとグラウンド層２２Ｇが、スルーホール１４Ｇを介して電気的に接続されても良い。なお、図２９は、図２８のＡ−Ａ断面図である。また、前記グラウンド層１００Ｇとグラウンド層２２Ｇが、複数のスルーホールを介して電気的に接続されても良い。

なお、駆動パッケージ２２Ｐの発熱量が比較的少ない場合には、一例として図３０〜図３２に示されるように、前記スリット１４Ｄを設けるのに代えて、Ｒ方向からみたときの前記グラウンド層１００Ｇとグラウンド層２２Ｇの間隔を広くしても良い。この場合には、エポキシ樹脂が、配線よりも大きな熱抵抗を有しているため、この場合であっても、駆動パッケージ２２Ｐから光源パッケージ１００Ｐへの熱の移動を抑制することができる。なお、図３１は、図３０のＡ−Ａ断面図である。このとき、光源パッケージ１００Ｐ及び駆動パッケージ２２Ｐが、制御基板１４Ｂの互いに異なる面に実装されても良いし、制御基板１４Ｂの同じ面に実装されても良い。

この場合に、一例として図３３〜図３５に示されるように、光源パッケージ１００Ｐ及び駆動パッケージ２２Ｐを制御基板１４Ｂの同じ面に実装し、第２層を光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐの共通のグラウンド層１２２Ｇとし、Ｒ方向からみたとき光源パッケージ１００Ｐの中心と駆動パッケージ２２Ｐの中心とを結ぶ仮想線に直交する方向を長手方向とするスリット状の開口部（ギャップ）１２２Ｓが、グラウンド層１２２Ｇの光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐの間の領域に、形成されても良い。なお、図３４は、図３３のＡ−Ａ断面図である。この場合であっても、駆動パッケージ２２Ｐから光源パッケージ１００Ｐへの熱の移動を抑制することができる。また、上記開口部１２２Ｓの大きさ及び形状は、駆動パッケージ２２Ｐから発生する熱量、光源パッケージ１００Ｐと駆動パッケージ２２Ｐの位置関係等に応じて任意に設定することができる。

また、一例として図３６に示されるように、制御基板１４Ｂにグラウンド端子ＧＰが設けられているときに、光源パッケージ１００Ｐ側のグラウンド層と駆動パッケージ２２Ｐ側のグラウンド層とがグラウンド端子ＧＰ近傍で一体化されるようにしても良い。これにより、グラウンド層を通じて伝わるノイズを低減することができる。このとき、光源パッケージ１００Ｐ側のグラウンド層及び駆動パッケージ２２Ｐ側のグラウンド層がいずれも第２層であっても良いし、光源パッケージ１００Ｐ側のグラウンド層が第２層、駆動パッケージ２２Ｐ側のグラウンド層が第３層であっても良い。

なお、上記実施形態では、制御基板１４Ｂが４層の銅箔を有するガラス不織布基材エポキシ樹脂銅張積層板である場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、光源１４の発光部の数が３２個の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。

また、上記すべての変形例において、前記放熱フィン２２Ｆ及び前記放熱ファン２２Ｘの少なくともいずれかが設けられても良い。

なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置１０１０を備えた画像形成装置であれば良い。

例えば、前記光走査装置１０１０を備え、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

また、例えば、図３７に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用の「感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６」と、シアン用の「感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６」と、マゼンタ用の「感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６」と、イエロー用の「感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６」と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。

各感光体ドラムは、図３７中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転方向に沿って帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットがそれぞれ配置されている。各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。

光走査装置２０１０は、前記光源１４と同様な光源、前記駆動制御装置２２と同様な駆動制御装置、前記制御基板１４Ｂと同様な制御基板、前記偏向器前光学系と同様な偏向器前光学系、及び前記走査光学系と同様な走査光学系を、それぞれ色毎に有している。

そして、各光源から射出された光束は、対応する偏向器前光学系を介して共通のポリゴンミラーで偏向され、対応する走査光学系を介して対応する感光体ドラムに照射される。

従って、光走査装置２０１０は、前記光走査装置１０１０と同様な効果を得ることができる。そして、カラープリンタ２０００は、前記レーザプリンタ１０００と同様な効果を得ることができる。

なお、このカラープリンタ２０００において、光走査装置を１色毎に設けても良いし、２色毎に設けても良い。

以上説明したように、本発明の光源装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、光源の温度上昇を抑制するのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、安定した光走査を行うのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成するのに適している。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置の概略構成を説明するための図である。 複数の発光部の配列を説明するための図である。 光源パッケージを説明するための図である。 駆動制御装置のブロック図である。 駆動パッケージを説明するための図である。 光源パッケージ及び駆動パッケージの制御基板における実装面を説明するための図である。 制御基板のスリットを説明するための図（その１）である。 図８のＡ−Ａ断面図である。 図８のＢ−Ｂ断面図である。 図８のＣ−Ｃ断面図である。 制御基板のスリットを説明するための図（その２）である。 駆動パッケージの出力端子とスリットとの関係を説明するための図である。 光源パッケージと駆動パッケージの位置関係を説明するための図である。 光源パッケージと駆動パッケージとを接続する配線例を説明するための図である。 放熱フィンを説明するための図である。 放熱ファンを説明するための図である。 放熱ファンの配置位置を説明するための図である。 光源パッケージと駆動パッケージの位置関係の変形例１を説明するための図である。 駆動パッケージの出力端子とスリットとの関係の変形例を説明するための図である。 制御基板のスリットの変形例１を説明するための図である。 光源パッケージと駆動パッケージの位置関係の変形例２を説明するための図である。 制御基板のスリットの変形例２を説明するための図である。 光源パッケージと駆動パッケージが制御基板の同一面に実装される場合を説明するための図である。 スリットを跨ぐフラットケーブルを説明するための図である。 図２５のＡ−Ａ断面図である。 制御基板の複数の穴を説明するための図である。 スルーホールによる各グラウンド層の接続を説明するための図である。 図２８のＡ−Ａ断面図である。 スリットに代えて、Ｒ方向からみたときの各グラウンド層の距離を大きくする場合を説明するための図である。 図３０のＡ−Ａ断面図である。 図３０の変形例１を説明するための図である。 図３０の変形例２を説明するための図である。 図３３のＡ−Ａ断面図である。 図３０の変形例３を説明するための図である。 図３０の変形例４を説明するための図である。 カラープリンタの概略構成を説明するための図である。

符号の説明

１１ａ…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、１１ｂ…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（偏向器）、１４…光源、１４Ｂ…制御基板（回路基板）、１４Ｄ…スリット、１４Ｄ_１…スリット、１４Ｄ_２…スリット、１４Ｅ…フラットケーブル、１４Ｆ…穴、２２…駆動制御装置（駆動回路）、２２Ｆ…放熱フィン、２２Ｇ…グラウンド層、２２Ｐ…駆動パッケージ、２２Ｘ…放熱ファン、１００…２次元アレイ（面発光レーザ）、１００Ｇ…グラウンド層、１００Ｐ…光源パッケージ、１２２Ｇ…グラウンド層、１２２Ｓ…開口部、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、Ｃ…隅角部、ＧＰ…グラウンド端子、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。

Claims (25)

1. 複数の発光部を有する光源と；
   前記光源を駆動する駆動回路と；
   前記光源及び前記駆動回路が実装され、厚さ方向に直交する方向に関して、前記光源と前記駆動回路との間に、前記光源と前記駆動回路を電気的に接続する導体よりも熱抵抗の大きい領域を有する回路基板と；を備える光源装置。
2. 前記回路基板は、該回路基板の厚さ方向からみたときに、前記光源と前記駆動回路との間に少なくとも１つのスリットあるいは溝を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光源と前記駆動回路との間の信号線、電源線、及びグラウンド線の少なくともいずれかは、前記少なくとも１つのスリットあるいは溝を跨いでいることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記少なくとも１つのスリットあるいは溝は、複数のスリットあるいは溝であり、
   前記光源と前記駆動回路との間の信号線、電源線、及びグラウンド線の少なくともいずれかは、前記複数のスリットあるいは溝の間を通っていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
5. 前記光源及び前記駆動回路は、いずれも四角形状のパッケージ内に収容され、
   前記光源のパッケージは、前記駆動回路のパッケージの一の隅角部を通る対角線を延長した仮想的な直線によって、略２等分されるように配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の光源装置。
6. 前記少なくとも１つのスリットあるいは溝は、前記駆動回路のパッケージの一の隅角部を形成する２つの辺に沿ったＬ字型のスリットあるいは溝を含むことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
7. 前記駆動回路のパッケージは、前記光源への複数の出力端子が、前記一の隅角部を形成する２つの辺の近傍に配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の光源装置。
8. 前記駆動回路のパッケージは、前記光源への複数の出力端子が、前記一の隅角部を形成する２つの辺の近傍で、前記少なくとも１つの溝に対向する領域を除く領域に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
9. 前記少なくとも１つのスリットあるいは溝に、断熱材が充填されていることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の光源装置。
10. 前記回路基板は、前記光源のグラウンド層及び前記駆動回路のグラウンド層を有し、
    前記各グラウンド層の間に前記熱抵抗の大きい領域を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
11. 前記光源は前記回路基板の一側の面に実装され、前記駆動回路は前記回路基板の他側の面に実装され、
    前記各グラウンド層は、前記回路基板の厚さ方向からみたときに、互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
12. 前記光源のグラウンド層と前記駆動回路のグラウンド層は、少なくとも１箇所で接続されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光源装置。
13. 前記光源及び前記駆動回路は、前記回路基板の同一の面に実装され、
    前記光源のグラウンド層及び前記駆動回路のグラウンド層は、
    前記光源と前記駆動回路との間に前記熱抵抗の大きい領域を有して一体化されていることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
14. 前記回路基板は、グラウンド端子を有し、
    前記光源のグラウンド層及び前記駆動回路のグラウンド層は、前記グラウンド端子の近傍で一体化されていることを特徴とする請求項１３に記載の光源装置。
15. 前記光源及び前記駆動回路は、いずれも四角形状のパッケージ内に収容され、
    前記光源のパッケージは、前記駆動回路のパッケージの一の隅角部を通る対角線を延長した仮想的な直線によって、略２等分されるように配置されていることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の光源装置。
16. 前記回路基板は、該回路基板の厚さ方向からみたときに、前記光源と前記駆動回路との間に複数の穴を有し、
    前記複数の穴は、前記光源の中心と前記駆動回路の中心とを結ぶ仮想線に直交する方向に向かって、少なくとも１列をなしていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
17. 前記光源と前記駆動回路は、前記回路基板の厚さ方向からみたときに、互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光源装置。
18. 前記駆動回路で発生した熱を大気中に放熱するための放熱装置を、更に備えることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の光源装置。
19. 前記放熱装置は、前記駆動回路の上に配置された放熱フィンを有することを特徴とする請求項１８に記載の光源装置。
20. 前記放熱装置は、前記駆動回路に対して風を送る放熱ファンを有することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の光源装置。
21. 前記回路基板における前記光源が配置される領域は、前記回路基板の厚さ方向からみたときに、前記駆動回路よりも風上側に位置することを特徴とする請求項２０に記載の光源装置。
22. 前記光源は、垂直共振器型の面発光レーザを含むことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光源装置。
23. 光束により被走査面を走査する光走査装置であって、
    請求項１〜２２のいずれか一項に記載の光源装置と；
    前記光源装置から出力される光束を偏向する偏向器と；
    前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。
24. 少なくとも１つの像担持体と；
    前記少なくとも１つの像担持体を画像情報が含まれる光束により走査する少なくとも１つの請求項２３に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
25. 前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項２４に記載の画像形成装置。

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