JP2010091779A - 光源ユニット及びこれを備えた光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の位置と光学素子の位置との微調整を行うことができ、かつ、フォーカスずれ及びビーム位置ずれが発生することを抑制できる光源ユニット及びこれを備えた光走査装置を提供する。
【解決手段】ＬＤ６は、ＬＤホルダ４に取り付けられ、かつ、ビームを放射する。コリメータレンズは、ベース部１２に取り付けられ、かつ、ビームを集光する。ＬＤホルダ４は、コリメータレンズの光軸に垂直であってかつベース部１２に平行なｙ軸方向において、ベース部１２と壁部１４との接合部Ｊの両端よりも光軸から離れた位置であってかつベース部１２を挟む少なくとも２箇所以上の位置において、該壁部１４に対して固定されている。壁部１４には、光軸を含みかつベース部１２に垂直な所定平面に対して面対称な構造を有する低強度部であって、かつ、壁部１４の所定の部分の強度を該壁部１４の他の部分の強度よりも低くさせる低強度部Ｓ１，Ｓ２を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源ユニット及びこれを備えた光走査装置に関し、より特定的には、光源及び光源からのビームを集光する光学素子を備えた光源ユニット及びこれを備えた光走査装置に関する。

従来の光走査装置に用いられる光源ユニットとしては、例えば、特許文献１に記載の光源装置が知られている。特許文献１に記載の光源装置では、平板と筒状部とからなるレーザホルダの筒状部に、半導体レーザが圧入されている。更に、筒状部の先端には、レンズホルダを介してコリメータレンズが取り付けられている。また、レーザホルダの平板部には、半導体レーザの回路基板が該平板部に対して平行に取り付けられていると共に、溝が形成されることにより低強度部が設けられている。

特許文献１には、以下に説明するように、前記光源装置が、ビーム位置ずれを抑制できると記載されている。ビーム位置ずれとは、半導体レーザが放射したビームのコリメータレンズに対する照射位置が所定の設計値からずれることを意味する。

光源装置が使用されると、光源装置の温度が上昇する。レーザホルダと回路基板とは、異なる線膨張係数を有しているので、レーザホルダの伸び量と回路基板の伸び量とは異なっている。そのため、通常では、レーザホルダが湾曲してしまい、ビーム射出方向がずれてしまうおそれがある。そこで、特許文献１に記載の光源装置では、レーザホルダの平板部に低強度部が設けられている。これにより、レーザホルダの変形が、低強度部で局所的に発生するようになる。その結果、レーザホルダが圧入されている孔付近での変形が抑制されるようになり、ビーム位置ずれが抑制される。

ところで、特許文献１に記載の光源装置において、コリメータレンズは、半導体レーザが照射したビームを集光するので、レンズホルダ及び半導体レーザは、互いに位置合わせされた状態でレーザホルダに対して精度良く取り付けられる必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の光源装置では、一つのレーザホルダにレンズホルダ及び半導体レーザの両方が直接に取り付けられている。そのため、レーザホルダにおいてレンズホルダの位置と半導体レーザの位置との微調整を行うことが困難である。

このような問題を解決しうる光源ユニットとしては、例えば、図１０及び図１１に示す光源ユニット１００が考えられる。図１０は、従来の光源ユニット１００の構成を示した外観斜視図である。図１１は、図１０の光源ユニット１００のＡ−Ａにおける断面構造図である。以下に、光源ユニット１００の構成について説明する。

図１０及び図１１に示すように、光源ユニット１００は、光走査装置に用いられ、中間ホルダ１０２、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）ホルダ１０４、ＬＤ１０６、コリメータレンズ１０８（図１０には図示せず）、レンズホルダ１１０及びねじ１１６ａ〜１１６ｃ，１２０ａ，１２０ｂ（図１０には図示せず）を備えている。

中間ホルダ１０２は、ベース部１１２及び壁部１１４を有している。ベース部１１２は、溝Ｇを有していると共に、ねじ１１６ａ〜１１６ｃにより、図示しない光走査装置のハウジングに取り付けられている。壁部１１４は、ベース部１１２に対して垂直となるように設けられており、孔Ｈ及びスリットＳを有している。ＬＤホルダ１０４は、ねじ１２０ａ，１２０ｂにより、壁部１１４に取り付けられている。

ＬＤ１０６は、ＬＤホルダ１０４に取り付けられており、ビームＢを放射する。ビームＢは、孔Ｈを通過し、コリメータレンズ１０８に入射する。コリメータレンズ１０８は、ビームＢを平行光となるように集光する。レンズホルダ１１０は、コリメータレンズ１０８を保持する筒状部材であり、ベース部１１２の溝Ｇに取り付けられている。

以上のような光源ユニット１００では、ＬＤホルダ１０４とレンズホルダ１１０との間に中間ホルダ１０２が設けられているので、中間ホルダ１０２において、ＬＤホルダ１０４の位置の微調整が可能である。よって、ＬＤ１０６とコリメータレンズ１０８との位置合わせを中間ホルダ１０２上において行うことができる。更に、光源ユニット１００は、特許文献１に記載の光源装置の低強度部に相当するスリットＳが設けられているので、温度変化によるフォーカスずれ及びビーム位置ずれを抑制できるとも考えられる。フォーカスずれとは、コリメータレンズの焦点が所定の設計値からずれることを意味する。

しかしながら、本願発明者が行ったコンピュータシミュレーションによれば、光源ユニット１００では、フォーカスずれ及びビーム位置ずれが発生していることが分かった。図１２は、光源ユニット１００の使用時に発生する光源ユニット１００の各部の変形量を計算した結果である。なお、変形量は、理解の容易のために、誇張して示してある。

まず、フォーカスずれについて説明する。図１２に示すように、光源ユニット１００では、温度上昇により、ＬＤホルダ１０４が相対的に大きく湾曲しているのに対して、壁部１１４が相対的に小さく湾曲している。そのため、ＬＤ１０６が、ビームＢの進行方向側に変位してしまい、ＬＤ１０６とコリメータレンズ１０８との距離Ｌ１００が短くなっている。その結果、光源ユニット１００では、フォーカスずれが発生している。理由は以下の通りである。

図１１及び図１２に示すように、スリットＳは、ビームＢに対して対象に設けられていない。更に、壁部１１４は、図１１及び図１２に示すように、ビームＢと垂直な方向において、全長にわたってベース部１１２と接合されている。そのため、壁部１１４は、十分に湾曲することができない。その結果、図１２に示すように、ＬＤホルダ１０４が、壁部１１４に比べて大きく湾曲してしまい、ＬＤ１０６が、コリメータレンズ１０８に近づいてしまう。すなわち、光源ユニット１００においてフォーカスずれが発生する。

次に、ビーム位置ずれについて説明する。ＬＤ１０６は、図１２に示すように、ねじ１２０ａ側（すなわち、図１２の上側）に変位している。理由は以下の通りである。

図１２に示すように、光源ユニット１００では、ビームＢに対して非対称にスリットＳが設けられている。壁部１１４において、スリットＳが設けられている部分は、他の部分に比べて強度が低いので、湾曲し易い。そのため、温度変化時に、壁部１１４がＬＤホルダ１０４に引っ張られると、壁部１１４において、スリットＳが設けられている部分が、スリットＳが設けられていない部分よりも大きく湾曲する。その結果、ＬＤ１０６は、図１２に示すように、ねじ１２０ａ側（すなわち、図１２の上側）に変位してしまう。すなわち、光源ユニット１００において、ビーム位置ずれが発生する。
特開２００３−２９５０８８号公報

そこで、本発明の目的は、光源の位置と光学素子の位置との微調整を行うことができ、かつ、フォーカスずれ及びビーム位置ずれが発生することを抑制できる光源ユニット及びこれを備えた光走査装置を提供することである。

本発明の一形態に係る光源ユニットは、光走査装置に用いられる光源ユニットにおいて、ベース部、及び、該ベース部に立設されている壁部を有する第１のホルダと、前記壁部に取り付けられている第２のホルダと、前記第２のホルダに取り付けられ、かつ、ビームを放射する光源と、前記ベース部に取り付けられ、かつ、前記ビームを集光する光学素子と、を備えており、前記第２のホルダは、前記光学素子の光軸に垂直であってかつ前記ベース部に平行な所定方向において、該ベース部と前記壁部とが接合されている部分の両端よりも該光軸から離れた位置であってかつ該ベース部を挟む少なくとも２箇所以上の位置において、該壁部に対して固定されており、前記壁部には、前記光軸を含みかつ前記ベース部に垂直な所定平面に対して面対称な構造を有する低強度部であって、該壁部の所定の部分の強度を該壁部の他の部分の強度よりも低くさせる低強度部が設けられていること、を特徴とする。

また、本発明のその他の形態に係る光走査装置は、前記光源ユニットを備えていることを特徴とする。

以下、本発明の実施形態に係る光源ユニット及びこれを備えた光走査装置について、図面を参照しながら説明する。

（光走査装置）
図１は、本発明の実施形態に係る光源ユニットを備えた光走査装置５０の概略斜視図である。図１に示す光走査装置５０は、概略、光源ユニット１、ポリゴンミラー３２、走査レンズ３４，３６、折り返しミラー３８及びハウジング４０により構成されており、画像形成装置に搭載される。なお、光源ユニット１は、後述する第１の実施形態ないし第３の実施形態では、光源ユニット１ａ〜１ｃと記載する。

光源ユニット１から放射されたビームＢは、主走査方向に略平行な光に整形されており、ポリゴンミラー３２に入射する。ポリゴンミラー３２に入射したビームＢは、主走査方向に等角速度に偏向され、走査レンズ３４，３６を透過することで収差を補正され、折り返しミラー３８にて反射して感光体ドラム４２上で結像する。感光体ドラム４２は所定速度で回転駆動され、ビームによる主走査と感光体ドラム４２の回転による副走査にて２次元の画像（静電潜像）が形成される。ハウジング４０は、光源ユニット１、ポリゴンミラー３２、走査レンズ３４，３６及び折り返しミラー３８を保持している筐体である。

（第１の実施形態）
次に、第１の実施形態に係る光源ユニット１ａについて図面を参照しながら説明する。図２は、第１の実施形態に係る光源ユニット１ａの外観斜視図である。図３は、図１の光源ユニット１ａのＡ−Ａにおける断面構造図である。

光源ユニット１ａは、図２及び図３に示すように、中間ホルダ２、ＬＤホルダ４、ＬＤ６、コリメータレンズ８（図２では図示せず）、レンズホルダ１０及びねじ１６ａ，１６ｂ，２０ａ，２０ｂ（図２では図示せず）を備えている。図２及び図３において、コリメータレンズ８の光軸が延在している方向をｘ軸方向と定義し、主走査方向をｙ軸方向と定義し、副走査方向をｚ軸方向と定義する。ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向は、互いに直交している。

中間ホルダ２は、ベース部１２及び壁部１４を有しており、アルミダイキャスト製である。ベース部１２は、図１のハウジング４０にねじ１６ａ〜１６ｃにより取り付けられる長方形状の板状部材であり、ｘｙ平面に対して平行である。また、ベース部１２は、ｘ軸方向に延在しているＶ字型の溝Ｇを有している。

壁部１４は、ベース部１２に対して略垂直となるように立設されている長方形状の板状部材であり、ｙｚ平面に対して平行である。ベース部１２及び壁部１４は、一体的に形成されており、ベース部１２と壁部１４との接合部Ｊは、図２に示すように、ｙ軸方向に延在している。また、壁部１４は、ｙ軸方向に長手方向を有しており、壁部１４の両端は、接合部Ｊからｙ軸方向の正方向及び負方向のそれぞれにはみ出している。

ＬＤホルダ４は、中間ホルダ２とは異なる線膨張係数を有する材料であるＳＵＳ製の板状部材であり、図３に示すように、ねじ２０ａ，２０ｂにより、壁部１４のｘ軸方向の負方向側の主面に所定の隙間を介して平行に取り付けられている。ねじ２０ａ，２０ｂは、スプリングワッシャ及びワッシャが嵌め込まれ、ＬＤホルダ４に設けられた長孔を通過し、壁部１４に設けられたねじ孔に取り付けられている。

ＬＤ６は、ＬＤホルダ４に取り付けられており、複数のビームＢを放射するマルチビームＬＤである。ビームＢは、壁部１４に設けられている孔Ｈを通過し、コリメータレンズ８に入射する。コリメータレンズ８は、ビームＢを平行光となるように集光する。レンズホルダ１０は、コリメータレンズ８を保持する筒状部材であり、ベース部１２の溝Ｇに取り付けられている。すなわち、コリメータレンズ８は、レンズホルダ１０を介してベース部１２に取り付けられている。レンズホルダ１０は、例えば、接着剤により溝Ｇ上に固定される。

次に、ＬＤホルダ４の壁部１４への取り付け位置について説明する。ＬＤホルダ４は、コリメータレンズ８の光軸に垂直であってかつベース部１２に平行な方向（すなわち、ｙ軸方向）において、接合部Ｊの両端よりも該光軸から離れた位置であってかつベース部１２を挟む２箇所の位置において、壁部１４に対してねじ２０ａ，２０ｂにより固定されている。すなわち、ＬＤホルダ４は、壁部１４の接合部Ｊからはみ出している部分のそれぞれにおいて、該壁部１４に対して固定されている。そして、ＬＤホルダ４は、壁部１４の接合部Ｊとｘ軸方向に重なる位置においては、該壁部１４に対して固定されていない。

次に、壁部１４に設けられている低強度部Ｓ１，Ｓ２について説明する。低強度部Ｓ１，Ｓ２は、壁部の所定の部分の強度を壁部１４の他の部分の強度よりも低くさせる構造である。具体的には、図２及び図３に示すように、低強度部Ｓ１，Ｓ２は、ｚ軸方向に延在する溝である。壁部１４において、低強度部Ｓ１，Ｓ２が設けられている部分の厚みは、ｘ軸方向において、低強度部Ｓ１，Ｓ２が設けられている部分以外の部分の厚みよりも薄くなっている。

また、低強度部Ｓ１，Ｓ２は、図２に示すように、コリメータレンズ８の光軸を含みかつベース部１２に垂直な平面に対して面対称な構造を有している。すなわち、低強度部Ｓ１，Ｓ２は、図３に示す断面構造図において、コリメータレンズ８の光軸に対して線対称な構造を有している。更に、低強度部Ｓ１，Ｓ２は、図２に示すように、ｙ軸方向において、接合部Ｊの両端よりも、コリメータレンズ８の光軸に近い位置に設けられている。

（効果）
以上のように構成された光源ユニット１ａによれば、以下に説明するように、フォーカスずれ及びビーム位置ずれを抑制することができる。本願発明者は、かかる効果を明確にするために、コンピュータシミュレーションを行った。具体的には、図２及び図３に示す光源ユニット１ａのモデルを作製し、該モデルの温度を上昇させて、各部の変形量を計算した。図４は、光源ユニット１ａの使用時に発生する光源ユニット１ａの各部の変形量を計算した結果である。

まず、フォーカスずれについて説明する。中間ホルダ２は、アルミニウムにより作製され、２．１×１０^-5／℃の線膨張係数を有し、ＬＤホルダ４は、ＳＵＳにより作製され、１．７×１０^-5／℃の線膨張係数を有している。そのため、光源ユニット１ａの使用により中間ホルダ２及びＬＤホルダ４の温度が上昇した場合には、中間ホルダ２の方がＬＤホルダ４よりも大きく膨張する。したがって、図４に示すように、中間ホルダ２の壁部１４のｙ軸方向の両端は、ＬＤホルダ４によりｘ軸方向の負方向側に引っ張られる。その結果、壁部１４及びＬＤホルダ４は、ｘ軸方向の正方向側に突出するように湾曲する。

ここで、図２及び図３に示すように、ＬＤホルダ４は、ｙ軸方向おいて、接合部Ｊの両端よりも該光軸から離れた位置であってかつベース部１２を挟む２箇所の位置において、壁部１４に対してねじ２０ａ，２０ｂにより固定されている。したがって、ＬＤホルダ４は、ベース部１２と壁部１４とが接合されていない部分（すなわち、壁部１４のベース部１２からはみ出している部分）において、壁部１４と接続されている。壁部１４において、ベース部１２と壁部１４とが接合されていない部分は、ベース部１２と壁部１４とが接合されている部分に比べて、ｘ軸方向の力により湾曲しやすい。そのため、図４に示すように、光源ユニット１ａの使用時における温度上昇によって、ＬＤホルダ４が湾曲したら、ＬＤホルダ４からの力により、壁部１４もＬＤホルダ４に倣って湾曲するようになる。その結果、ＬＤホルダ４の湾曲により、ＬＤ６がｘ軸方向の正方向側に変位したとしても、壁部１４の湾曲により、ＬＤホルダ４全体がｘ軸方向の負方向側に変位させられて、ＬＤ６は、初期位置付近に戻るようになる。すなわち、ＬＤ６は、ｘ軸方向に変動することが抑制され、ＬＤ６とコリメータレンズ８（図４には図示せず）との距離Ｌ１が変動することが抑制される。以上より、光源ユニット１ａでは、フォーカスずれの発生が抑制される。

次に、ビーム位置ずれについて説明する。壁部１４は、ｘ軸方向に力が加わった際に、低強度部Ｓ１，Ｓ２が設けられている部分において他の部分よりも湾曲し易くなっている。そのため、光源ユニットの使用時における温度上昇によって、ＬＤホルダ４が湾曲したら、ＬＤホルダ４からの力により、壁部１４は、低強度部Ｓ１，Ｓ２が設けられている部分において大きく湾曲する。ここで、光源ユニット１ａでは、低強度部Ｓ１，Ｓ２は、コリメータレンズ８の光軸を含みかつベース部１２に垂直な平面に対して面対称な構造を有している。そのため、壁部１４は、図４に示すように、ＬＤホルダ４からの力により、該平面に対して面対称な形状に湾曲するようになり、ＬＤホルダ４も、該平面に対して面対称な形状に湾曲する。これにより、ＬＤ６は、ｙ軸方向にずれることが抑制される。以上より、光源ユニット１ａでは、ビーム位置ずれの発生が抑制される。

また、光源ユニット１ａによれば、ＬＤ６がマルチビームＬＤであってもフォーカスずれ及びビーム位置ずれの発生を効果的に抑制できる。より詳細には、近年、感光体ドラム４２に高速で静電潜像を形成するために、複数のビームを同時に感光体ドラム４２に照射することが行われている。そこで、ＬＤ６として、複数のビームＢを放射できるマルチビームＬＤが用いられる。この場合、マルチビームＬＤ自体が大型なのでＬＤ６が大型化し、更に、複数のビームＢの照射の制御が必要なのでＬＤ６の回路基板が大型化する。そのため、図２及び図３のねじ２０ａ，２０ｂの間隔が大きくなってしまう。ねじ２０ａ，２０ｂの間隔が大きくなると、ＬＤホルダ４及び壁部１４の湾曲量も大きくなる。そのため、フォーカスずれ及びビーム位置ずれの問題も顕著になる。そこで、前記のように低強度部Ｓ１，Ｓ２を設けると共にＬＤホルダ４を壁部１４に対して固定すれば、フォーカスずれ及びビーム位置ずれの発生を効果的に抑制できる。

また、光源ユニット１ａでは、中間ホルダ２に対してＬＤホルダ４及びレンズホルダ１０が取り付けられている。故に、中間ホルダ２に対してＬＤホルダ４を移動させてＬＤ６の位置の微調整を行うことができると共に、中間ホルダ２に対してレンズホルダ１０を移動させてコリメータレンズ８を移動させることができる。よって、光源ユニット１ａでは、ＬＤ６とコリメータレンズ８との相対的な位置関係の微調整を行うことができるようになり、ＬＤ６とコリメータレンズ８との光軸合わせ等を精度良く行うことができる。

また、光源ユニット１ａでは、ねじ２０ａ，２０ｂが通されるＬＤホルダ４の孔は、長孔である。これにより、壁部１４に対してＬＤホルダ４を動かすことができるようになる。その結果、ＬＤ６をｙｚ平面内において平行移動させてＬＤ６とコリメータレンズ８との光軸合わせを行うことができると共に、ＬＤ６を回転させて複数のビームＢの副走査方向のピッチを調整することができる。

また、光源ユニット１ａでは、レンズホルダ１０は、ｘ軸方向に延在している溝Ｇ上に取り付けられている。そのため、ＬＤ６とコリメータレンズ８との光軸合わせ及びビームＢのピッチ調整を行った後に、ＬＤ６から放射されるビームＢが略平行光に集光されるように、レンズホルダ１０の位置を調整することができる。

また、低強度部Ｓ１，Ｓ２は、図２に示すように、ｙ軸方向において、接合部Ｊの両端よりも、コリメータレンズ８の光軸に近い位置に設けられている。これにより、以下に説明するように、光源ユニット１ａの使用時において、壁部１４が大きく振動してしまうことが防止される。より詳細には、低強度部Ｓ１，Ｓ２が、接合部Ｊの両端よりも、コリメータレンズ８の光軸に遠い位置に設けられた場合には、ｙ軸方向において壁部１４がベース部１２からはみ出した部分の強度が相対的に低くなる。この場合、壁部１４がベース部１２からはみ出した部分の共振周波数が相対的に低くなり、光源ユニット１ａの使用時に生じる振動によって、壁部１４のベース部１２からはみ出した部分が、大きく振動し易くなる。

そこで、光源ユニット１ａでは、低強度部Ｓ１，Ｓ２は、ｙ軸方向において、接合部Ｊの両端よりも、コリメータレンズ８の光軸に近い位置に設けられている。これにより、ｙ軸方向において壁部１４がベース部１２からはみ出した部分の強度が相対的に高くなる。その結果、壁部１４がベース部１２からはみ出した部分の共振周波数が相対的に高くなり、光源ユニット１ａの使用時に生じる振動によって、壁部１４のベース部１２からはみ出した部分が大きく振動することが抑制される。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る光源ユニット１ｂについて図面を参照しながら説明する。図５は、第２の実施形態に係る光源ユニット１ｂの外観斜視図である。図６は、図５の光源ユニット１ｂのＡ−Ａにおける断面構造図である。なお、図５及び図６に示す光源ユニット１ｂでは、図２及び図３に示す光源ユニット１ａと同じ構成については同じ参照符号を付してある。

光源ユニット１ａと光源ユニット１ｂとの相違点は、低強度部Ｓ１〜Ｓ３の構造である。以下では、かかる相違点を中心に光源ユニット１ｂについて説明を行う。

光源ユニット１ａでは、図２及び図３に示すように、２つの低強度部Ｓ１，Ｓ２が設けられている。これに対して、光源ユニット１ｂでは、図５及び図６に示すように、１つの低強度部Ｓ３が設けられている。該低強度部Ｓ３は、壁部１４においてコリメータレンズ８の光軸を含みかつベース部１２に垂直な平面が交差する部分に設けられている。

また、低強度部Ｓ３は、低強度部Ｓ１，Ｓ２のように溝ではなく、スリットである。より具体的には、低強度部Ｓ３は、ｚ軸方向に壁部１４を切り欠くスリットである。この際、低強度部Ｓ３は、コリメータレンズ８の光軸を含みかつベース部１２に垂直な平面に対して面対称な構造を有するように形成される。

以上のように構成された光源ユニット１ｂは、光源ユニット１ａと同様に、フォーカスずれ及びビーム位置ずれの発生を抑制できる。本願発明者は、かかる効果を明確にするために、コンピュータシミュレーションを行った。具体的には、図５及び図６に示す光源ユニット１ｂのモデルを作製し、該モデルの温度を上昇させて、各部の変形量を計算した。図７は、光源ユニット１ｂの使用時に発生する光源ユニット１ｂの各部の変形量を計算した結果である。

図７によれば、ＬＤ６は、ｘ軸方向に変動することが抑制され、ＬＤ６とコリメータレンズ８（図７では図示せず）との距離Ｌ２が変動することが抑制されていることが分かる。故に、光源ユニット１ｂにおいても、フォーカスずれの発生が抑制されることが分かる。

また、壁部１４は、図７に示すように、ＬＤホルダ４からの力により、コリメータレンズ８の光軸を含みかつベース部１２に垂直な平面に対して面対称な形状に湾曲し、ＬＤホルダ４も、該平面に対して面対称な形状に湾曲していることが分かる。これにより、ＬＤ６は、ｙ軸方向にずれることが抑制される。故に、光源ユニット１ｂにおいても、ビーム位置ずれの発生が抑制されることが分かる。

また、光源ユニット１ｂでは、光源ユニット１ａと同様に、ＬＤ６の位置とコリメータレンズ８の位置との微調整を行うことができる。

更に、光源ユニット１ａでは、低強度部Ｓ１，Ｓ２が２つ設けられているのに対して、光源ユニット１ｂでは、低強度部Ｓ３が１つしか設けられていない。そのため、光源ユニット１ｂでは、光源ユニット１ａに比べて、壁部１４の構造を簡単にできると共に、壁部１４の強度が必要以上に低下することを防止できる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る光源ユニット１ｃについて図面を参照しながら説明する。図８は、第３の実施形態に係る光源ユニット１ｃの外観斜視図である。なお、図８に示す光源ユニット１ｃでは、図５に示す光源ユニット１ｂと同じ構成については同じ参照符号を付してある。

光源ユニット１ｂと光源ユニット１ｃとの相違点は、光源ユニット１ｂにはＬＤ６の回路基板が設けられていないのに対して、光源ユニット１ｃにはＬＤ６の回路基板２４が設けられている点である。以下では、かかる相違点を中心に光源ユニット１ｃについて説明を行う。

図８に示すように、光源ユニット１ｃでは、回路基板２４が設けられている。回路基板２４は、ＬＤ６を駆動させるための回路が形成されている基板であり、線膨張係数が１．４×１０^-5／℃のガラスエポキシにより作製されている。該回路基板２４は、図８に示すように、ＬＤホルダ４のｘ軸方向の負方向側の主面に平行に取り付けられている。すなわち、回路基板２４は、壁部１４と共にＬＤホルダ４を挟んでいる。なお、回路基板２４は、ＬＤホルダ４の一部が折り曲げられて形成されている固定部２６ａ〜２６ｃ（図８では、固定部２６ｃはＬＤホルダ４に隠れている）が該回路基板２４に形成された孔に挿入されることによりＬＤホルダ４に固定されている。固定部２６ａ，２６ｂは、コリメータレンズ８の光軸を含みかつベース部１２に垂直な平面に面対称な位置に設けられている。

以上のように構成された光源ユニット１ｃは、光源ユニット１ｂと同様に、フォーカスずれ及びビーム位置ずれの発生を抑制できる。本願発明者は、かかる効果を明確にするために、コンピュータシミュレーションを行った。具体的には、図８に示す光源ユニット１ｃのモデルを作製し、該モデルの温度を上昇させて、各部の変形量を計算した。図９は、光源ユニット１ｃの使用時に発生する光源ユニット１ｃの各部の変形量を計算した結果である。

より詳細には、中間ホルダ２は、２．１×１０^-5／℃の線膨張係数を有し、ＬＤホルダ４は、１．７×１０^-5／℃の線膨張係数を有し、回路基板２４は、１．４×１０^-5／℃の線膨張係数を有している。すなわち、中間ホルダ２の線膨張係数α１とＬＤホルダ４の線膨張係数α２と回路基板２４の線膨張係数α３とは、α１＞α２＞α３の関係が成立している。したがって、光源ユニット１ｃの使用時には、中間ホルダ２の壁部１４の伸び量が最大となり、回路基板２４の伸び量が最小となる。その結果、図９に示すように、壁部１４、ＬＤホルダ４及び回路基板２４は、ｘ軸方向の正方向側に突出するように湾曲する。そして、光源ユニット１ｃでは光源ユニット１ｂと同じ位置において、ＬＤホルダ４が壁部１４に固定されている。よって、図９に示すように、ＬＤ６は、ｘ軸方向に変動することが抑制され、ＬＤ６とコリメータレンズ８（図９には図示せず）との距離Ｌ３が変動することが抑制される。故に、光源ユニット１ｃにおいても、フォーカスずれの発生が抑制されることが分かる。

また、壁部１４は、図９に示すように、ＬＤホルダ４からの力により、コリメータレンズ８の光軸を含みかつベース部１２に垂直な平面に対して面対称な形状に湾曲し、ＬＤホルダ４も、回路基板２４からの力により、該平面に対して面対称な形状に湾曲していることが分かる。更に、回路基板２４も、図９に示すように、ＬＤホルダ４及び壁部１４と同じように、該平面に対して面対称な形状に湾曲していることが分かる。これにより、ＬＤ６は、ｙ軸方向にずれることが抑制される。故に、光源ユニット１ｃにおいても、ビーム位置ずれの発生が抑制される。

また、光源ユニット１ｃでは、光源ユニット１ａ，１ｂと同様に、ＬＤ６の位置とコリメータレンズ８の位置との微調整を行うことができる。

更に、光源ユニット１ａでは、低強度部Ｓ１，Ｓ２が２つ設けられているのに対して、光源ユニット１ｃでは、低強度部Ｓ３が１つしか設けられていない。そのため、光源ユニット１ｃでは、光源ユニット１ａに比べて、壁部１４の構造を簡単にできると共に、壁部１４の強度が必要以上に低下することを防止できる。

更に、光源ユニット１ｃでは、ＬＤホルダ４がＬＤ６及び回路基板２４の両方を保持している。よって、ＬＤホルダ４と回路基板２４との間にハーネス等の中間部材を設ける必要がない。そのため、光源ユニット１ｃでは、部品点数を削減することが可能である。更に、ＬＤ６と回路基板２４とが近接するようになるので、ＬＤ６へのノイズの低減及び省スペース化が図られる。

なお、壁部１４、ＬＤホルダ４及び回路基板２４は、同じ方向に突出するように湾曲していればよい。よって、中間ホルダ２の線膨張係数α１とＬＤホルダ４の線膨張係数α２と回路基板２４の線膨張係数α３とは、α１＜α２＜α３の関係が成立していてもよい。

（その他の実施形態）
本発明に係る光源ユニット１は、前記実施形態に示した光源１ａ〜１ｃに限らない。よって、その要旨の範囲内において変更可能である。

例えば、光源ユニット１ａでは、低強度部Ｓ１，Ｓ２は、溝が形成されることにより設けられているが、例えば、光源ユニット１ｂ，１ｃと同じように、スリットが形成されることにより設けられていてもよい。

また、光源ユニット１ｂ，１ｃでは、低強度部Ｓ３は、スリットが形成されることにより設けられているが、例えば、光源ユニット１ａと同じように、溝が形成されることにより設けられていてもよい。

本発明の実施形態に係る光源ユニットを備えた光走査装置の概略斜視図である。 第１の実施形態に係る光源ユニットの外観斜視図である。 図１の光源ユニットのＡ−Ａにおける断面構造図である。 図１の光源ユニットの使用時に発生する該光源ユニットの各部の変形量を計算した結果である。 第２の実施形態に係る光源ユニットの外観斜視図である。 図５の光源ユニットのＡ−Ａにおける断面構造図である。 図５の光源ユニットの使用時に発生する光源ユニットの各部の変形量を計算した結果である。 第３の実施形態に係る光源ユニットの外観斜視図である。 図８の光源ユニットの使用時に発生する該光源ユニットの各部の変形量を計算した結果である。 従来の光源ユニットの構成を示した外観斜視図である。 図１０の光源ユニットのＡ−Ａにおける断面構造図である。 図１０の光源ユニットの使用時に発生する該光源ユニットの各部の変形量を計算した結果である。

符号の説明

Ｓ１〜Ｓ３ 低強度部
１ａ〜１ｃ 光源ユニット
２ 中間ホルダ
４ ＬＤホルダ
６ ＬＤ
８ コリメータレンズ
１０ レンズホルダ
１２ ベース部
１４ 壁部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，２０ａ，２０ｂ ねじ
２４ 回路基板
２６ａ〜２６ｃ 固定部

Claims (7)

1. 光走査装置に用いられる光源ユニットにおいて、
   ベース部、及び、該ベース部に立設されている壁部を有する第１のホルダと、
   前記壁部に取り付けられている第２のホルダと、
   前記第２のホルダに取り付けられ、かつ、ビームを放射する光源と、
   前記ベース部に取り付けられ、かつ、前記ビームを集光する光学素子と、
   を備えており、
   前記第２のホルダは、前記光学素子の光軸に垂直であってかつ前記ベース部に平行な所定方向において、該ベース部と前記壁部とが接合されている部分の両端よりも該光軸から離れた位置であってかつ該ベース部を挟む少なくとも２箇所以上の位置において、該壁部に対して固定されており、
   前記壁部には、前記光軸を含みかつ前記ベース部に垂直な所定平面に対して面対称な構造を有する低強度部であって、該壁部の所定の部分の強度を該壁部の他の部分の強度よりも低くさせる低強度部が設けられていること、
   を特徴とする光源ユニット。
2. 前記低強度部は、前記壁部において前記所定平面が交差する部分に設けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記低強度部は、前記所定方向において、前記ベース部と前記壁部とが接合されている部分の両端よりも、前記光軸に近い位置に設けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
4. 前記壁部において、前記低強度部が設けられている部分の厚みは、該低強度部が設けられている部分以外の厚みよりも薄いこと、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光源ユニット。
5. 前記第１のホルダの線膨張係数は、前記第２のホルダの線膨張係数と異なっていること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光源ユニット。
6. 前記光源を制御するための回路が設けられている回路基板であって、前記壁部と共に前記第２のホルダを挟むように、該第２のホルダに対して固定されている回路基板を、
   更に備え、
   前記第１のホルダの線膨張係数α１と、前記第２のホルダの線膨張係数α２と、前記回路基板の線膨張係数α３との間には、α１＞α２＞α３又はα１＜α２＜α３の関係が成立していること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光源ユニット。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光源ユニットを備えていること、
   を特徴とする光走査装置。

Images