JP2011017854A - Light source device and optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置および光走査装置に関する。 The present invention relates to a light source device and an optical scanning device.
一般に、レーザプリンタなどの画像形成装置には、感光体上に静電潜像を形成するための光学系の一部として、光走査装置が設けられている。光走査装置は、光源装置と、当該光源装置から出射された光ビームを偏向させて感光体表面(被走査面)を走査させる偏向器と、前記偏光器により偏向された光ビームを被走査面に結像させる結像光学系とを主に備える。 In general, an image forming apparatus such as a laser printer is provided with an optical scanning device as a part of an optical system for forming an electrostatic latent image on a photosensitive member. The optical scanning device includes a light source device, a deflector that deflects the light beam emitted from the light source device and scans the surface of the photosensitive member (a surface to be scanned), and the light beam deflected by the polarizer. And an imaging optical system for forming an image.
このような光走査装置の光源装置としては、半導体レーザ等の発光素子を保持する保持部材に設けられた突起部上にカップリングレンズを位置決めして紫外線硬化型接着剤によって固定したものが知られている(特許文献1)。 As such a light source device for an optical scanning device, a light source device in which a coupling lens is positioned on a protrusion provided on a holding member for holding a light emitting element such as a semiconductor laser and fixed by an ultraviolet curable adhesive is known. (Patent Document 1).
特許文献1(図1および図2参照)に記載されている光源装置において、接着剤は、カップリングレンズの周端面、しかもその下部のみ一箇所、に塗布されているため、接着剤の硬化収縮により発光素子とカップリングレンズの光軸が(この場合、特に上下方向に)ずれやすく、正確な光軸合わせが難しいという問題があった。 In the light source device described in Patent Document 1 (see FIG. 1 and FIG. 2), since the adhesive is applied to the peripheral end surface of the coupling lens and only to the lower portion thereof, the adhesive is cured and contracted. Therefore, there is a problem that the optical axes of the light emitting element and the coupling lens are likely to be shifted (in this case, particularly in the vertical direction), and accurate optical axis alignment is difficult.
この問題に着目した本発明者は、カップリングレンズを保持部材に接着により固定する際のずれを抑制することができる光源装置およびそのような光源装置を備えた光走査装置を提供しようとする研究の過程で本発明を創案するに至った。 The inventor who paid attention to this problem is a research for providing a light source device capable of suppressing a shift when the coupling lens is fixed to the holding member by adhesion, and an optical scanning device including such a light source device. The present invention was invented in the process of.
本発明の一態様としての光源装置は、発光素子と、当該発光素子から出射される光ビームを集光するカップリングレンズと、前記発光素子と前記カップリングレンズとを保持する保持部材とを備え、前記保持部材は、前記カップリングレンズの光軸方向において前記カップリングレンズの前記発光素子側の面と対向する固定面を有し、前記カップリングレンズの前記発光素子側の面の一部が前記固定面に接着されていることを特徴とする。 A light source device as one embodiment of the present invention includes a light emitting element, a coupling lens that collects a light beam emitted from the light emitting element, and a holding member that holds the light emitting element and the coupling lens. The holding member has a fixed surface facing the light emitting element side surface of the coupling lens in the optical axis direction of the coupling lens, and a part of the surface of the coupling lens on the light emitting element side is It is bonded to the fixed surface.
前記光源装置によれば、カップリングレンズの発光素子側の面が、光軸方向において対向する保持部材の固定面に接着されるので、接着剤の硬化収縮によるカップリングレンズの変位は主としてカップリングレンズの光軸方向となり、発光素子とカップリングレンズの光軸のずれは抑制される。また、このような光源装置を備える光走査装置は、発光素子から出射される光ビームが走査光学系と結像光学系に高い精度で入射されるため、被走査面上に正確に結像させることができる。 According to the light source device, since the surface of the coupling lens on the light emitting element side is bonded to the fixed surface of the holding member facing in the optical axis direction, the displacement of the coupling lens due to the curing shrinkage of the adhesive is mainly coupled. It becomes the optical axis direction of the lens, and the deviation of the optical axes of the light emitting element and the coupling lens is suppressed. An optical scanning device including such a light source device accurately forms an image on a surface to be scanned because the light beam emitted from the light emitting element is incident on the scanning optical system and the imaging optical system with high accuracy. be able to.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、まず、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ1の概略構成について説明した後、光走査装置100および光源装置120の特徴部分に係る構成についてそれぞれ詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the following description, first, a schematic configuration of the laser printer 1 as an example of an image forming apparatus will be described, and then configurations related to characteristic portions of the
<レーザプリンタの概略構成>
図1に示すように、レーザプリンタ1は、本体ケーシング2内に、用紙Pを供給する給紙部3と、光走査装置100と、用紙P上にトナー像を転写するプロセスカートリッジ5と、用紙P上に転写されたトナー像を熱定着させる定着装置8とを主に備えている。
<Schematic configuration of laser printer>
As shown in FIG. 1, a laser printer 1 includes a paper feeding unit 3 that supplies paper P, an
なお、以下、レーザプリンタ1の構成要素の配置や作用を説明するにあたり、方向は、レーザプリンタ1を使用するユーザを基準にした方向により表示するものとする。すなわち、図1における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図1における上下方向を「上下」とする。 Hereinafter, in describing the arrangement and operation of the components of the laser printer 1, the direction is displayed in a direction based on the user who uses the laser printer 1. That is, the right side in FIG. 1 is “front”, the left side is “rear”, the front side is “left”, and the back side is “right”. Also, the vertical direction in FIG.
給紙部3は、本体ケーシング2内の下部に設けられ、用紙Pを収容する給紙トレイ31と、用紙Pの前側を持ち上げる用紙押圧板32と、給紙ローラ33と、給紙パッド34と、紙粉取りローラ35,36と、レジストローラ37とを主に備えている。給紙トレイ31内の用紙Pは、用紙押圧板32によって給紙ローラ33に寄せられ、給紙ローラ33と給紙パッド34によって1枚ずつ分離され、紙粉取りローラ35,36およびレジストローラ37を通ってプロセスカートリッジ5に向けて搬送される。
The paper feed unit 3 is provided in the lower part of the main casing 2, and includes a
光走査装置100は、本体ケーシング2内の上部に配置され、画像データに基づくレーザ光(光ビーム:鎖線参照)を出射し、感光体の一例としての感光体ドラム61の表面を露光して静電潜像を形成するように構成されている。光走査装置100の詳細な構成については後述する。
The
プロセスカートリッジ5は、光走査装置100の下方に配置され、本体ケーシング2に設けられたフロントカバー21を開いたときにできる開口から本体ケーシング2に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ5は、ドラムユニット6と、現像ユニット7とから構成されている。
The
ドラムユニット6は、ドラムケース60内に、感光体ドラム61と、帯電器62と、転写ローラ63とを主に備えている。また、現像ユニット7は、ドラムユニット6に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ケース70内に、現像ローラ71と、供給ローラ72と、層厚規制ブレード73と、トナーを収容するトナー収容部74とを主に備えている。
The drum unit 6 mainly includes a
プロセスカートリッジ5では、感光体ドラム61の表面が、帯電器62により一様に帯電された後、光走査装置100からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム61上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部74内のトナーは、供給ローラ72を介して現像ローラ71に供給され、現像ローラ71と層厚規制ブレード73との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ71上に担持される。
In the
現像ローラ71上に担持されたトナーは、現像ローラ71から感光体ドラム61上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム61上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム61と転写ローラ63との間を用紙Pが搬送されることで感光体ドラム61上のトナー像が用紙P上に転写される。
The toner carried on the developing roller 71 is supplied from the developing roller 71 to the electrostatic latent image formed on the
定着装置8は、プロセスカートリッジ5の後方に設けられ、加熱ローラ81と、加熱ローラ81との間で用紙Pを挟持する加圧ローラ82と、定着後の用紙Pを搬送する搬送ローラ83とを主に備えている。用紙P上に転写されたトナーは、加熱ローラ81と加圧ローラ82との間を用紙Pが搬送されることで熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Pは、搬送ローラ83によって排出経路23に搬送され、排出経路23から排出ローラ24によって排紙トレイ22上に排出される。
The
<光走査装置の詳細構成>
次に、光走査装置100の詳細な構成について説明する。図2および図3に示すように、光走査装置100は、樹脂製のスキャナフレーム110内に、光源装置120と、光源装置から出射されたレーザ光(光ビーム)を偏向させる偏向器の一例としてのポリゴンミラー130と、ポリゴンミラー130により偏向されたレーザ光を感光体ドラム61の表面(被走査面)に結像させる結像光学系とを主に備えている。本実施形態では、結像光学系は、fθレンズ150と、シリンドリカルレンズ160と、ミラー170,180とから構成されている。
<Detailed configuration of optical scanning device>
Next, a detailed configuration of the
光源装置120は、感光体ドラム61の表面を画像データに従って露光するためのレーザ光(光ビーム)を出射する装置である。光源装置120の詳細な構成については後述する。
The
ポリゴンミラー130は、光源装置120の下流側に配置され、六角柱の各側面に反射ミラーが形成されている。このポリゴンミラー130は、高速回転しながら光源装置120からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および等角速度で走査させる。
The
図3に示すように、fθレンズ150は、ポリゴンミラー130の下流側に配置され、ポリゴンミラー130により偏向および走査されたレーザ光が通過する走査レンズである。このfθレンズ150は、ポリゴンミラー130により等角速度で走査されたレーザ光を等速度で走査するように変換する。
As shown in FIG. 3, the
ミラー170は、fθレンズ150の下流側に配置され、fθレンズ150を通過したレーザ光を反射して、レーザ光の光路を折り返してシリンドリカルレンズ160に向けるものである。
The
シリンドリカルレンズ160は、ミラー170の下流側であって、かつ、fθレンズ150の上方に配置され、ミラー170で反射されたレーザ光が通過する走査レンズである。このシリンドリカルレンズ160は、レーザ光を屈折させて副走査方向に収束する。
The
ミラー180は、シリンドリカルレンズ160の下流側に配置され、シリンドリカルレンズ160を通過したレーザ光を反射して、感光体ドラム61(図1参照)に向けるものである。詳細には、ミラー180で反射されたレーザ光は、スキャナフレーム110に取り付けられたガラス板190を通過して感光体ドラム61の表面で高速走査される。
The
スキャナフレーム110は、樹脂により略箱状に形成されたフレームであり、光源装置120(図2参照)、fθレンズ150、シリンドリカルレンズ160およびミラー170,180などが固定される。スキャナフレーム110は、金属フレーム200に取り付けられている。
The
金属フレーム200は、金属板を折り曲げて形成したフレームである。樹脂製のスキャナフレーム110は、この金属フレーム200に取り付けられることで補強される。この金属フレーム200が本体ケーシング2に取り付けられることで、光走査装置100が本体ケーシング2内の上部に位置決めされ、固定されている(図1参照)。
The
図1に示すように、本体ケーシング2は、光走査装置100が配置された金属フレーム200と、感光体ドラム61とを支持している。なお、感光体ドラム61は、装着されたプロセスカートリッジ5のケース(ドラムケース60)を介して、本体ケーシング2内の光走査装置100の下方に位置決めされた状態で支持されている。
As shown in FIG. 1, the main casing 2 supports a
<光源装置の詳細構成>
次に、光源装置120の詳細な構成について説明する。図4および図5に示すように、光源装置120は、発光素子の一例としての半導体レーザ121と、カップリングレンズ122と、半導体レーザ121とカップリングレンズ122とを保持する保持部材の一例としてのホルダ123と、回路基板124と、遮蔽部材125とを主に備えている。
<Detailed configuration of light source device>
Next, a detailed configuration of the
なお、以下の説明においては、適宜、光源装置120から出射されるレーザ光の進行方向に対してその下流側を「前」、上流側を「後」とし、上・下・左・右については、図7に示した方向を基準とする。
In the following description, the downstream side of the traveling direction of the laser light emitted from the
半導体レーザ121は、半導体のpn接合にキャリアを注入させて発光させる公知のレーザ光源(レーザダイオード:LD)である。半導体レーザ121は、回路基板124に実装された駆動部124Aに電気的に接続されている。駆動部124Aが、形成すべき画像データに基づく発光制御信号を入力されると、その制御信号に従って、半導体レーザ121を駆動する。
The
カップリングレンズ122は、半導体レーザ121から出射される発散性のレーザ光(光ビーム)を平行もしくは略平行な光束に集光し、以降(下流)の光学系にカップリングする公知のレンズ(コリメートレンズ)である。カップリングレンズ122を通過したレーザ光は、後述する遮蔽部材125に形成されたアパーチャ126(図8(a)参照)を通過するときに、その光線束断面の範囲を規制されてポリゴンミラー130(図2参照)に向かう。
The
図4〜図7に示すように、ホルダ123は、その後端部に半導体レーザ121を、前端部にカップリングレンズ122を、アラインメント調整された状態で保持するように形成された部材であり、樹脂(絶縁体)で一体成形されている。具体的には、ホルダ123は、その本体部が下側で開口した略矩形の箱形となっており、前側にカップリングレンズが取り付けられるレンズ取付部が、後側に半導体レーザが取り付けられるLD取付部が形成されている。
As shown in FIGS. 4 to 7, the
ホルダ123のLD取付部およびレンズ取付部には、それぞれ、開口123Cおよび開口123Fが設けられている。このため、半導体レーザ121から出射されたレーザ光は、開口123Cから、ホルダ123の内側を通って、開口123Fを抜け、カップリングレンズ122に入射するようになっている。また、ホルダ123の左右の側壁部には、ホルダ123をスキャナフレーム110に取り付けるためのねじ挿通用の穴を有する締結部123Dが左右に突出するように形成されている。
An
ホルダ123の後端部(LD取付部)には、図7に示すように、半導体レーザ121の発光面側端部をホルダ123の後方から嵌入可能な形状のソケット部123Aが形成されている。ソケット部123Aの開口周縁部には、上下2箇所に、接着剤を保持するための切欠部123Bが設けられている。LD取付部の開口123Cは、ソケット部123Aの底部(前方)中央に形成されている。
As shown in FIG. 7, a
ホルダ123の前端部(レンズ取付部)には、図4および図5に示すように、カップリングレンズ122がその半導体レーザ121側の面の周縁部で固定(接着)される固定面123Eと、その固定面123Eの周囲に間隔をおいてカップリングレンズ122を囲むように配置された保護部123Gとが形成されている。なお、図5、図6および後で参照する図9、図10において、カップリングレンズ122を接着する接着剤は、実際の寸法比率によらず誇張して示した。
As shown in FIGS. 4 and 5, a fixing
固定面123Eは、光軸方向においてカップリングレンズ122の半導体レーザ121側の面と対向する面である。具体的には、開口123Fの縁部に隣接する左右2箇所(光軸に対して対称な位置)に前方に膨出する膨出部が形成されており、当該膨出部の前端に形成された平面部が固定面123Eとなる。2つの固定面123Eの間隔は、固定面123Eに接着されるカップリングレンズ122の部分が半導体レーザ121から出射されるレーザ光が透過する領域の外側となるような大きさとなっている。
The fixed
保護部123Gは、カップリングレンズ122が取り付けられるとその側面の周囲を部分的に覆う位置に2つ設けられている。保護部123Gは、カップリングレンズ122の光軸に直交する方向においてカップリングレンズ122から離間し、かつカップリングレンズ122のレーザ光の出射側の面よりも前方(レーザ光の進行方向下流側)に突出している。
Two
図6に示すように、カップリングレンズ122の側面と保護部123Gとの間の距離L1は、カップリングレンズ122の半径Rよりも大きい(L1>R)。これら2つの保護部123Gはそれぞれカップリングレンズ122の光軸方向に見て略コの字形に形成されている。なお、突出する保護部123Gの前端部は、カップリングレンズ122の光軸に直交する平面内にあり、この前端部を下向きにしたときに、当該前端部を支持脚部として、ホルダ123を水平面上に安定的に載置可能な形状とされている。
As shown in FIG. 6, the distance L1 between the side surface of the
本実施形態では、保護部123Gの前端部を構成する平面上に、小突起123Kが設けられている。これは、後述する半導体レーザ121のリードピンに回路基板124をはんだ付けする工程において、対応する位置決め孔が設けられた専用作業台にホルダ123を位置決め配置するために利用される。なお、この小突起123Kは、そのような専用作業台を用いてはんだ付けする場合のみに設けられるオプションである。小突起123Kは、ホルダ123の「支持脚部」としての機能を有する端部を構成するものではない。
In this embodiment, the
2つの保護部123Gの間には、カップリングレンズ122の側面を露出させる開放部123H(図5(a)参照)が形成されている。開放部123Hは、カップリングレンズ122をホルダ123の固定面123Eに固定する際、後述するチャック300(図9参照)が、カップリングレンズ122の側面を把持して、固定面123E近くの所定位置に位置決めできるようにするためのものである。
An
そのため、開放部123Hに隔てられた保護部123G間の距離L2は、カップリングレンズ122の光軸方向と直交する方向における位置決め時にチャック300と干渉しないように、カップリングレンズ122の直径Dよりもやや大きくなるよう設計されている(L2>D)。特に、本実施形態において、開放部123Hは、カップリングレンズ122の半導体レーザ121側の面よりも後方まで(半導体レーザ121側に)延びているので、チャック300によるカップリングレンズ122の光軸方向の位置決めが保護部123Gに妨げられることなく容易かつ円滑に実施可能である。
Therefore, the distance L2 between the
回路基板124の表面には、図4、図5、図8および図10に示すように、半導体レーザ121を駆動する駆動部(ドライバチップ)124Aなどの回路や素子が実装されている。半導体レーザ121は、この回路基板124にはんだ付け(図10の符号124c参照)されることで、駆動部124Aに電気的に接続されている。また、回路基板124の背面側の遮蔽部材125に係合する2箇所の切欠部周りが接地部124Bとなっている。
Circuits and elements such as a drive unit (driver chip) 124A for driving the
遮蔽部材125は、金属板をプレス加工して形成したもので、図5(b)および図8に示すように、ホルダ123の前端部を覆うように延在する、アパーチャ126が設けられた第1の壁部125Aと、第1の壁部125Aの上端部からカップリングレンズ122と半導体レーザ121を覆うように延在する第2の壁部125Bと、第2の壁部125Bの後端部から、回路基板124の背面(回路や素子が実装される面の反対側の面)の一部(少なくとも半導体レーザが取り付けられた箇所を含む略中央部分)を覆うように延在する第3の壁部125Cとを有する。
The shielding
また、遮蔽部材125は、第2の壁部125Bの左右の縁部における前後2箇所からホルダ123の側壁に沿って下方に延在する4つの側帯部125Dを有する。側帯部125Dには、それぞれホルダ123の側壁部に形成された4つの嵌合突起に対応する位置に開口部が設けられており、これを利用して、遮蔽部材125がホルダ123にスナップ嵌合され、固定される。
Further, the shielding
遮蔽部材125は、その後側の側帯部125Dの後方2箇所で、回路基板124の切欠部に係合し、回路基板124の背面側に設けられた接地部124Bにはんだ付けされ、固定される。
The shielding
<光源装置の製造プロセス>
次に、本実施形態による光源装置120の製造プロセスについて説明する。
(工程1) 加熱溶融した樹脂材料を専用の射出成形金型の内部に射出することでホルダ123を一体成形する。
<Manufacturing process of light source device>
Next, the manufacturing process of the
(Step 1) The
(工程2) 板金をプレス機械にかけ、剪断、打ち抜き、曲げ等の加工をすることで遮蔽部材125を成形する。
(Step 2) The shielding
(工程3) ホルダ123の後端部(LD取付部)に形成されたソケット部123Aに、半導体レーザ121を嵌入し、ソケット部123Aの切欠部123Bに充填した接着剤により固定する。
(Step 3) The
(工程4) ホルダ123の前端部(レンズ取付部)に形成された固定面123Eに紫外線硬化樹脂からなる接着剤を塗布し、チャック300で把持したカップリングレンズ122を位置決めする。位置決め完了後、図9に示すように、紫外線照射器400により紫外線(UV)を照射して接着剤を硬化させ、硬化完了後、チャック300をカップリングレンズ122から退避させる。
(Step 4) An adhesive made of an ultraviolet curable resin is applied to the fixing
(工程5) 図10に示すように、ホルダ123をその後端部側を上向きにして作業台上に載置し回路基板124を半導体レーザ121のリードピンにはんだ付けする(符号124c参照)。なお、図示した実施形態においては、ホルダ123の前端部に形成された小突起123Kが作業台上に形成された位置決め孔に嵌入することで、ホルダ123が作業台上でずれずに安定的に載置される。
(Step 5) As shown in FIG. 10, the
(工程6) 半導体レーザ121が回路基板124にはんだ付けされた状態で、ホルダ123に、側帯部125Dを利用して、遮蔽部材125をスナップ嵌合して固定する。
(Step 6) With the
(工程7) 遮蔽部材125を、回路基板124に、図8(b)に示した2箇所の接地部124Bで、はんだ付けする。これによって、遮蔽部材125が回路基板124の接地部124Bに電気的に接続されるとともに物理的に固定される。その結果、ホルダ123とスナップ嵌合された遮蔽部材125を介して回路基板124がホルダ123に間接的に固定されることになる。
(Step 7) The shielding
<作用と効果>
本実施形態の特徴および作用とそれによって得られる主な利点(効果)について以下に説明する。
1.カップリングレンズのホルダへの取り付け構造
本実施形態によれば、ホルダ123は、カップリングレンズ122の光軸方向においてカップリングレンズ122の半導体レーザ121側の面と対向する固定面123Eを有し、この固定面123Eにカップリングレンズ122の半導体レーザ121側の面の一部が接着されている。
<Action and effect>
The features and effects of this embodiment and the main advantages (effects) obtained thereby will be described below.
1. Mounting structure of coupling lens to holder According to the present embodiment, the
これにより、カップリングレンズ122の半導体レーザ121側の面が、光軸方向において対向するホルダ123の固定面123Eに接着されるので、接着剤の硬化収縮によるカップリングレンズ122の変位は主としてカップリングレンズ122の光軸方向となり、半導体レーザ121とカップリングレンズ122の光軸のずれが抑制される。したがって、レンズの側面を接着する従来技術の取り付け構造に比べて、カップリングレンズ122のより正確な位置決めが可能となる。
As a result, the surface of the
なお、本実施形態では、カップリングレンズ122のホルダ123への接着に、紫外線硬化樹脂を用いている。紫外線硬化樹脂は、硬化までの時間が短いので、アラインメント調整済みの状態でレンズを保持する時間を短縮できる。また、瞬間接着剤にみられるような白化現象がなく、紫外線を当てない限り硬化しないので調整前に塗布することができる。そのため、工程設計上の自由度が高いという利点がある。
In the present embodiment, an ultraviolet curable resin is used for bonding the
また、本実施形態によれば、接着剤を塗布する固定面123Eが、カップリングレンズ122の光軸方向からみて対称な2箇所に設定されているので、レンズの側面の一方の側にのみ接着剤を塗布する従来技術の取り付け構造に比べて、さらに光軸のずれを抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the fixing
接着剤を塗布する位置は、光硬化樹脂の硬化収縮時にカップリングレンズ122に作用する力の合力がカップリングレンズ122の光軸に直交する面において釣り合うように設定するのが好ましい。したがって、光硬化樹脂がカップリングレンズ122の光軸方向から見て回転対称となる複数の位置に塗布される構成とするのが、位置決め精度の観点から有利であり、本実施形態の構成はその最もシンプルな形態を例示するものである。
The position where the adhesive is applied is preferably set so that the resultant force acting on the
なお、本実施形態は、カップリングレンズ122のホルダ123(固定面123E)に接着される部分として、カップリングレンズ122の発光素子(半導体レーザ121)側の面における、光ビーム(レーザ光)が透過する領域の外側を有効利用しているので、レンズの機能を損なうことなく実現可能である。
In the present embodiment, a light beam (laser light) on the surface of the
2.ホルダのレンズ取付部保護構造
従来の光源装置では、発光素子を保持したホルダにカップリングレンズをアラインメント調整して固定する際、発光素子を駆動するための回路基板を先にホルダに取り付け、発光素子にはんだ付けしていた。しかし、この方式では、発光素子単品の特性検査とアラインメント調整を同時に実施することができなかった。本実施形態によれば、ホルダ123にカップリングレンズ122をアラインメント調整して固定した後に回路基板124を取り付けることができるので、発光素子単品の特性検査をアラインメント調整時に実施することができる。
2. Protective structure for holder lens mounting portion In a conventional light source device, when a coupling lens is aligned and fixed to a holder holding a light emitting element, a circuit board for driving the light emitting element is first attached to the holder, and the light emitting element It was soldered to. However, with this method, it has been impossible to simultaneously perform characteristic inspection and alignment adjustment of a single light emitting element. According to this embodiment, since the
本実施形態のようにカップリングレンズ122を、鏡筒などを介さず直接ホルダ123に固定する場合、アラインメント調整後のカップリングレンズ122が、ホルダ前端側でむきだしとなり、回路基板124をホルダ後端側の半導体レーザ121にはんだ付けする作業がやりにくくなることが問題となる。本実施形態では、ホルダ123が、カップリングレンズ122の光軸に直交する方向においてカップリングレンズ122から離間し、かつ、カップリングレンズ122の光ビーム出射側の面よりも光ビーム進行方向下流側に突出する保護部123Gを有するので、カップリングレンズ122がむきだしとならない。
When the
さらに、本実施形態によれば、図10に示すように、カップリングレンズ122の光軸方向に延在する保護部123Gの半導体レーザ121から遠い方の端部が、カップリングレンズ122の光軸に直交する平面内にあって、保護部123Gが、発光素子(半導体レーザ121)側の端部を上向きにしてホルダ123を水平面上に載置したときの支持脚部となるよう構成されている。それによって、半導体レーザ121を回路基板124にはんだ付けする際の作業性が向上する。
Furthermore, according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, the end portion of the
なお、保護部123Gは、カップリングレンズ122の側面の周囲に複数設けられており、隣接する一対の保護部123G間がカップリングレンズ122の側面を露出させる開放部123Hを形成するよう配置されている。開放部123Hは、それによって隔てられた隣接する一対の保護部123G間の距離L2が、カップリングレンズ122の直径Dよりも大きくなるよう設計されているとともに、カップリングレンズ122を越えて発光素子(半導体レーザ121)側に延びている。したがって、チャック300を用いてカップリングレンズ122を位置決めする際に(図9参照)、保護部123Gが邪魔にならない。
Note that a plurality of
そして、カップリングレンズ122の側面と保護部123Gとの距離L1が、カップリングレンズ122の半径Rよりも大きくなるよう設計されている。したがって、接着剤を固定部に塗布する作業中に、誤って保護部123Gに接着剤を付着させてしまうことが起こりにくくなる。また、カップリングレンズ122を位置決めした後に紫外線照射器400を用いて紫外線硬化樹脂を硬化させて接着する際に(図9参照)、紫外線照射の邪魔にならない。
The distance L1 between the side surface of the
また、本実施形態において2つ設けられている保護部123Gは、カップリングレンズ122の光軸方向に見てそれぞれ略コの字形に形成されている。これは、回路基板124に半導体レーザ121をはんだ付けする際に、ホルダ123を水平な作業面上により安定的に載置することを可能とする支持脚部として好ましい形状の一例である。
In the present embodiment, two
3.回路基板のホルダへの取り付け構造
従来の光源装置においてホルダと回路基板との固定に通常用いられるM3程度のねじは、発光素子サイズと比較するとねじ頭が大きく、ホルダ小型化の制約となっていた。また、回路基板の中央付近にねじ穴を設けることにより、回路基板の片面に回路や素子を実装する場合に特に、電磁干渉(EMI)遮蔽性能が損なわれる虞もあった。さらに、ねじの締め付けトルクによるホルダの歪みを防止するためには、ホルダに締め付けトルクに抗するだけの大きな強度が必要とされる。
3. Mounting structure of the circuit board to the holder The screw of about M3, which is usually used for fixing the holder and the circuit board in the conventional light source device, has a large screw head compared to the light emitting element size, which has been a restriction on the miniaturization of the holder. . Further, by providing a screw hole near the center of the circuit board, electromagnetic interference (EMI) shielding performance may be impaired particularly when a circuit or an element is mounted on one side of the circuit board. Furthermore, in order to prevent the holder from being distorted by the tightening torque of the screw, the holder needs to have a strength sufficient to resist the tightening torque.
本実施形態によれば、回路基板124は、上述のように遮蔽部材125を介してホルダ123に固定されるので、ホルダ123に回路基板124をねじ止めする必要がない。そのため、本実施形態のようにホルダ123にカップリングレンズ122をアラインメント調整して固定した後に回路基板124を取り付ける場合であっても、ねじの締め付けトルクによるホルダ123の歪みでカップリングレンズ122がずれてしまうことがない。したがって、ねじ止め部を設けること(およびねじの締結トルクの影響を防ぐための構造)によるホルダ123の大型化が回避できる。また、ねじ穴によるEMI遮蔽性能の低下を防ぐことができる。
According to the present embodiment, since the
4.遮蔽部材の構造
本実施形態によれば、金属板で形成された遮蔽部材125が、その第1の壁部125A、第2の壁部125B、第3の壁部125Cによって、発光素子(半導体レーザ121)と回路基板124の少なくとも一部を覆うよう構成されている。また、遮蔽部材125は、回路基板124の接地部124Bに固定されている。したがって、静電気に弱い発光素子(半導体レーザ121)や回路基板124の電子部品等がシールドされ、電磁波の影響を受けにくい。
4). Structure of Shielding Member According to the present embodiment, the shielding
特に、従来、アパーチャを有する遮蔽部材が、接地されることなく電気的に浮遊した状態で設置された別部材である場合に、そこで発生されるサージ電流の影響が発光素子や回路基板上の素子等に誘導されることがあった。その結果、発光素子等が徐々に破壊されていくことになり、発光素子等の寿命が短くなるという問題があった。 In particular, when the shielding member having an aperture is a separate member installed in an electrically floating state without being grounded, the influence of the surge current generated there is a light emitting element or an element on a circuit board. Etc. As a result, the light emitting element and the like are gradually destroyed, and there is a problem that the life of the light emitting element and the like is shortened.
本実施形態によれば、アパーチャ126を有する遮蔽部材125(第1の壁部125A)が、接地部124Bに電気的に接続されているので、サージ電流による発光素子(半導体レーザ121)等の破壊の虞がなくなり、光源装置120の耐久性を向上させることができる。また、遮蔽部材125により、半導体レーザ121および回路基板124の周囲が接地電位でシールドされることになり、電磁環境適合性(EMC)が向上する。
According to the present embodiment, since the shielding member 125 (
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. About a concrete structure, it can change suitably in the range which does not deviate from the meaning of this invention described in the claim.
前記実施形態では、遮蔽部材125が、はんだ付けにより回路基板124の接地部124Bに固定されている例を示した。本発明に適合する固定方法は、この具体例に限定されない。例えば、溶接、ろう付け、導電性接着剤による接着など、固定とともに電気的な接続を実現することのできる他の公知の接合方法を採用することができる。
In the embodiment, the example in which the shielding
前記実施形態では、カップリングレンズ122と固定面123Eとが紫外線硬化樹脂により接着される例を示した。本発明の実施に利用できる接着方法は、これに限定されず、例えば、可視光領域の光で硬化する樹脂を用いた接着や、他の公知の接着剤を用いた接着によるものであってもよい。
In the embodiment, the example in which the
前記実施形態では、カップリングレンズ122の保持部材(ホルダ123)に接着される部分が、カップリングレンズ122の光軸方向から見て対称な位置にある2点である場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、3点あるいはそれ以上のスポットで接着する構成も実施可能である。その場合、すべての接着スポットは、カップリングレンズ122の光軸方向から見て回転対称となる位置に配置されるのが好ましいが、その限りではない。
In the above embodiment, the case where the portions bonded to the holding member (holder 123) of the
前記実施形態において示した具体的な保護部123Gの構成(形状やサイズ)は、主に、その製造工程上の利便性の側面から好ましい形態として例示したものに過ぎず、本発明はそれに限定されない。例えば、保護部はひとつだけであってもよく、開放部が設けられていなくてもよい。あるいは、保護部のない構成もあり得る。また、開放部123Hは、位置決めされるカップリングレンズ122の発光素子側の面をチャック300で把持することができる程度に露出するものであればよく、必ずしも、カップリングレンズ122を越えて発光素子側に延在するものでなくてもよい。
The specific configuration (shape and size) of the
また、複数の保護部123Gを設ける場合でも、複数ある保護部123Gがすべて同一形状である必要はない。また、そのカップリングレンズ122の光軸方向に見た形状も略コの字形の代わりに、例えば、矩形のホルダ角部から延在するL字形であってもよく、略円弧状であってもよく、必要に応じそれらを適宜組み合わせてもよい。
Even when a plurality of
ホルダ123は、その固定面123Eと保護部123Gとを含む一体成形された樹脂部品が好ましいが、本発明はそれに限定されない。例えば、保護部123Gが設けられた構成においては、保護部123Gに加わる可能性のある外力がカップリングレンズ122ないしその接着部に伝わらない構成とするのが好ましく、保護部123Gがホルダ123と別部材で形成されて固定されるものであってもよい。
The
前記実施形態では、光走査装置100の偏光器として、反射面が回転することでレーザ光を偏向するポリゴンミラー130を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、反射面が揺動することでレーザ光を偏向する振動ミラーなどを採用してもよい。
In the embodiment, the
前記実施形態では、光走査装置100の結像光学系として、等角速度で走査されたレーザ光をfθレンズ150によって等速度で走査するよう変換した後、ミラー170で、シリンドリカルレンズ160に入射させ、シリンドリカルレンズ160で副走査方向に収束させたレーザ光をミラー180で被走査面(感光体ドラム61)に結像させる構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、fθレンズ150とシリンドリカルレンズ160を、1組で、等速度で走査されたレーザ光を等速度で走査するように変換する作用とレーザ光を副走査方向に収束する作用を分担しながら行うレンズに置き換えることもできる。
In the embodiment, as the imaging optical system of the
前記実施形態では、光源装置120を有する光走査装置100をレーザプリンタ1に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複写機や複合機などの他の画像形成装置や、画像形成装置以外の測定装置、検査装置などに適用することもできる。
In the embodiment, the example in which the
120 光源装置
121 半導体レーザ(発光素子)
122 カップリングレンズ
123 ホルダ(保持部材)
123A ソケット部
123B 切欠部
123C 開口
123D 締結部
123E 固定面
123F 開口
123G 保護部
123H 開放部
120
122
Claims (14)
前記保持部材は、前記カップリングレンズの光軸方向において前記カップリングレンズの前記発光素子側の面と対向する固定面を有し、
前記カップリングレンズの前記発光素子側の面の一部が前記固定面に接着されていることを特徴とする光源装置。 A light source device comprising: a light emitting element; a coupling lens that collects a light beam emitted from the light emitting element; and a holding member that holds the light emitting element and the coupling lens.
The holding member has a fixed surface facing the surface on the light emitting element side of the coupling lens in the optical axis direction of the coupling lens,
A part of the surface of the coupling lens on the light emitting element side is bonded to the fixed surface.
隣接する一対の保護部間が前記カップリングレンズの側面を露出させる開放部を形成するよう配置されていることを特徴とする請求項5に記載の光源装置。 A plurality of the protective portions are provided around the side surface of the coupling lens,
The light source device according to claim 5, wherein the light source device is disposed so as to form an open portion that exposes a side surface of the coupling lens between a pair of adjacent protective portions.
前記光源装置から出射された光ビームを偏向させて被走査面を走査させる偏向器と、
前記偏光器により偏向された光ビームを被走査面に結像させる結像光学系と、
を備えたことを特徴とする光走査装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 13,
A deflector for deflecting the light beam emitted from the light source device to scan the surface to be scanned;
An imaging optical system that forms an image on the surface to be scanned with the light beam deflected by the polarizer;
An optical scanning device comprising:
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