JP3031988B2 - 光学ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレーザプリンタ、レーザファクシミリなどに
搭載される光学ユニットに関する。

（従来の技術） 第16図から第19図の図面によって従来例１にかかる光
学ユニットについて説明する。この光学ユニットはレー
ザプリンタに搭載されるものである。

同図において、符号１はハウジングを示し、このハウ
ジング１の側板1aには、光源体２が取り付けられてい
る。光源体２のLDベース2aには半導体レーザ18が備えら
れ、円筒状の凸部2b内にはコリメータレンズ17が備えら
れている。ハウジング１の側板1aには丸穴1bが形成さ
れ、この丸穴1bに光源体２の凸部2bが外側から嵌めら
れ、さらにLDベース2aが側板1aにねじ止めされて光源体
２はハウジング１の側板1aに取り付けられている。光源
体２の背面には半導体レーザ18を駆動させるための回路
基板７が固定されている。さらにハウジング１内にはポ
リゴンスキャナ４、レンズ３が収容されている。

この光学ユニットでは、一点鎖線で示すように半導体
レーザ18からレーザ光が発せられ、このレーザ光はコリ
メータレンズ17を通り、さらにポリゴンスキャナ４に反
射され、レンズ３を通過して、図示しない感光体に照射
され、感光体に静電潜像が形成される。

従来例２にかかる光学ユニットにおける光源体32に対
するPCB基板、信号線の接続構造について第20図から第2
2図の図面によって説明する。

この光源体32は従来例１の光源体２と同様のハウジン
グ１の側板1aに取り付けられる。したがって外力が直接
的に加わることになるのでPCB基板、信号線の接続を強
固にする必要がある。よって以下に説明する構造として
いる。

符号19はフランジ体を示し、このフランジ体19内にコ
リメータレンズ17が収納されている。このフランジ体19
の背面にはLDベース20が、ねじ25、25によって取り付け
られている。LDベース20にはLD取付け穴20aが形成さ
れ、このLD取付け穴20aには半導体レーザ18が嵌め込ま
れている。さらに半導体レーザ18はねじ24、24によって
LDベース20に取り付けられたLD押え板21によって固定さ
れている。

LDベース20上には支柱28、28が設けられており、この
支柱28、28上にはPCB基板30が設置され、ねじ29、29に
よって固定されている。PCB基板30上の導体パターンに
は半導体レーザ18の三本の端子18aが半田付けされてい
る。さらにPCB基板30には、信号線31が連結されたコネ
クタ27が接続されている。

この光学ユニットでは信号が、信号線31、コネクタ2
7、PCB基板30の導体パターンを介して、半導体レーザ18
の端子18aに伝達され、この信号に対応して半導体レー
ザ18からレーザ光が発せられ、このレーザ光はコリメー
タレンズ17を経て照射される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来例１にかかる光学ユニットでは、以
下の問題点がある。

光源体２、回路基板７がハウジング１からの側面1aの
外側に取り付けられ、ハウジング１から露出しているの
で、光源体２が外力を受けやすく、破損するおそれがあ
る。

光源体２が外力を受けやすい箇所に取り付けられてい
るので、光源体２を取り付けるための機構を堅固なもの
としなくてはならず、取付け作業が煩雑化する。

回路基板７が光源体２の背面に露出した状態で取り付
けられているので、静電気等の電気的ストレスを受けや
すく、半導体レーザ18が劣化したり、回路基板７が破損
するおそれがある。

光源体２をハウジング１の側板1aに横方向からねじ止
めしているため作業性が悪い。

光源体２をねじ11、11によって側板1aに取り付けてい
るため、ケース本体2aにねじを挿通する部分を確保する
必要がある。

ハウジング１の側板1aに丸穴1bを形成しなくてはなら
ないため、ハウジング１の製作工程が煩雑となり、製作
時間が長くなる。特にハウジング１をモールド成形によ
って製作する場合には成形用の金型に横方向から抜くピ
ンが必要となるため金型の構造が複雑になってしまう。

従来例２の光学ユニットでは、従来例１の光学ユニッ
トがもつ問題点の他、以下の問題点がある。

PCB基板30をLDベース20に支柱28を介して取り付けて
いるので、LDベース20に支柱28を備えるスペースが必要
となり、光源体32が大型化してしまうばかりか、PCB基
板30の取付け構造が複雑となって、部品点数も多くな
る。

信号線31をコネクタ27を介してPCB基板30に取り付け
ているので、コネクタ27を備えるスペースが必要となる
ばかりか、信号線の取付け構造が複雑となって、部品点
数も多くなる。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされ
たものであり、 請求項１記載のユニットは、ハウジングと、半導体レ
ーザとレンズとが一体に組み付けられて構成された光源
体と、半導体レーザを電気的に駆動する回路基板と、半
導体レーザと前記回路基板とを電気的に接続するフレキ
シブル基板とを備え、光源体と回路基板はハウジングに
取付けられ、半導体レーザはフレキシブル基板に直接半
田付けされていることを特徴としている。

請求項２記載の光学ユニットは、ハウジングと、半導
体レーザとレンズとが一体に組み付けられて構成され前
記ハウジング内に収納されている光源体と、前記半導体
レーザに直接半田付けされるとともに、前記ハウジング
内に収納され同ハウジングの壁面に沿う帯状のフレキシ
ブル基板とを有してなるものである。

（作 用） 本発明によると、半導体レーザとレンズとが一体に組
み付けられて構成された光源体と半導体レーザを電気的
に駆動する回路基板とがハウジングに取付けられ、半導
体レーザと回路基板とを電気的に接続するフレキシブル
基板に半導体レーザが直接半田付けされているので、従
来の光学ユニットに比べ、部品点数が減少し、しかも光
源体の小型化が実現できる。

本発明によると、ハウジング内に収納され同ハウジン
グの壁面に沿う帯状のフレキシブル基板を有するので、
ハウジング内でのフレキジブル基板の占有スペースが少
なくなるとともに、光源体の配置性が良くなる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下
に説明する光学ユニットはいずれもレーザプリンタに搭
載されるものである。

第１実施例を第１図から第３図の図面によって説明す
る。

同図において符号111はハウジングを示し、このハウ
ジング111には半導体レーザを有する光源体112が収納さ
れている。光源体112には信号線181が接続され、この信
号線181は電気回路基板118に接続されている。光源体11
2のレーザ光照射方向には第1CYレンズ113が配置され、
さらにポリゴンスキャナ114が備えられている。ポリゴ
ンスキャナ114はポリゴンスキャナドライバ141に取り付
けられている。このポリゴンスキャナドライバ141には
信号線142の一端が取り付けられ、さらに信号線142の他
端は中継コネクタ143に接続されている。電気回路基板1
18には信号線182が接続され、この信号線182は中継コネ
クタ183に接続されている。

符号115はｆθレンズを示し、このｆθレンズ115はポ
リゴンスキャナ114の反射方向に配置されている。さら
にハウジング111内には折曲ミラー116が配置されてい
る。

この光学ユニットでは、フレキシブル基板181等を介
して、光源体112に信号が伝達され、この信号に従っ
て、半導体レーザから一点鎖線で示すレーザ光が照射さ
れ、このレーザ光はポリゴンスキャナ114に反射され、
ｆθレンズ115を通って、折曲ミラー116によって反射さ
れ、感光体ドラム117に照射され、感光体ドラム117上に
静電潜像が形成される。

この光学ユニットでは、光源体112がハウジング111に
収納されているので、光源体112に外力が加わるのが防
止される。またハウジング111にポリゴンスキャナ114を
駆動するためのポリゴンスキャナドライバ141などを設
けたので、光学ユニットの構造が簡単になる利点があ
る。

第２実施例を第４図の図面によって説明する。

同図において符号41はハウジングを示し、このハウジ
ング41内には、光源体42、ポリゴンスキャナ44、レンズ
43が収納され、ハウジング41に固定されている。光源体
42には発光素子としての半導体レーザ42aとコリメータ
レンズ42bが備えられている。半導体レーザ42aの端子に
は信号線46が接続され、この信号線46は側板41aに取り
付けられた中継コネクタ48に接続されている。この中継
コネクタ48は半導体レーザ42aを作動させる外部回路に
接続されている。

この光学ユニットでは、外部回路からの信号が中継コ
ネクタ48、さらに信号線46を介しレーザーダイオード42
aに伝達され、この信号にしたがって半導体レーザ42か
らレーザ光が発せられ、このレーザ光はコリメータレン
ズ42bを通り、一点鎖線で示すようにポリゴンスキャナ4
4に向かって照射され、このポリゴンスキャナ44によっ
てレンズ43に向かって反射されて、レンズ43を通過し、
図示しない感光体に照射され感光体上に静電潜像が形成
される。

本発明の別の実施例を第５図の図面によって、別の実
施例を第６図の図面によって説明する。

第５図、第６図に示す光学ユニットは第４図に示した
光学ユニットとその構造を略同様とするので、その相違
点についてのみ説明することにし、同一の部材について
は第４図と同一の符号を付し、その説明は省略する。

第５図において符号47は回路基板を示し、この回路基
板47は光源体42の背面に取り付けら、ハウジング41内に
収容されている。

第６図において符号57は回路基板を示し、この回路基
板57はハウジング41の底部41eに取り付けられている。

回路基板47、57はいずれもハウジング41内に収容され
ているので、外力による衝撃を殆ど受けない。したがっ
て回路基板をハウジング41の外に備える場合のように、
回路基板を強固に固定する必要がなく、簡易な固定構造
とすることが可能である。さらに半導体レーザ42aと回
路基板47、57が接近して配置されているので、電気的ノ
イズに対する抵抗力が大きくなる。

本発明の別の実施例について第７図から第９図の図面
によって説明する。

符号59は支持台を示し、この支持台59は第４図に示し
たハウジング41と同構造のハウジングの底部61eに固定
され、ハウジング内に収容されている。支持台59の上面
には半円形の凹部53が形成され、この凹部53の両側には
ねじ穴59a、59aが形成されている。なお凹部53は上記の
半円形の他、Ｕ字形、Ｖ字形であってもよい。

符号62は光源体を示し、この光源体62のLDベース62e
には半導体レーザ62aが備えられている。光源体62は円
筒状の凸部62dを有しており、この凸部62d内にはコリメ
ータレンズ62bが収納されている。凸部62dの周面には丸
穴55が形成されている。

符号50は固定具を示し、この固定具50は中央部50aが
円弧状に形成されている。この円弧状の中央部50aには
下方に突出する突起54が形成され、両端部50b、50bには
穴50c、50cが形成されている。

光源体62を支持台59に固定する作業について説明す
る。

ハウジングの上方から光源体62の凸部62dを支持台59
の凹部53に嵌め込み、次いで固定具50を支持台59に設置
し、固定具50の突起54を凸部62dの丸穴55に嵌合し、凸
部62dを押え、そしてねじ51、51を固定具50の穴50c、50
cから挿入し、ねじ穴59a、59aに取り付けて、光源体62
を支持台59に固定し、ハウジング内に配置する。かかる
作業はハウジングの上方より行われる。

本発明の別の実施例を第10図から第12図の図面によっ
て、別の実施例を第13図から第15図の図面によって説明
する。

第10図から第12図において、符号82は光源体を示し、
この光源体82は第４図に示したハウジング41と同構造の
ハウジング内に収容されている。符号79はフランジ体を
示し、このフランジ体79のレンズ収納穴79a内にはコリ
メータレンズ77が備えられている。

フランジ体79の背面にはLDベース70が、ねじ75、75に
よって固定されている。LDベース70のLD取付け穴70aに
は半導体レーザ78が嵌合されている。符号71はLD押え板
を示し、このLD押え板71はLDベース70にねじ74、74によ
って取り付けられ、半導体レーザ78の脱落を阻止してい
る。LD押え板71には端子貫入穴71aが形成され、この端
子貫入穴71aに半導体レーザ78の端子78aが貫入され、端
子78aの先端部がLD押え板71の上面から突出してしてい
る。

符号72はフレキシブル基板を示し、このフレキシブル
基板72もハウジング内に収容されている。半導体レーザ
78の端子78aの先端部はフレキシブル基板72を貫通し、
この端子78aの先端部はフレキシブル基板72の導体パタ
ーンに半田付けされている。

この光学ユニットでは、信号がフレキシブル基板72か
ら直接、端子78aへ伝達され、半導体レーザ78が作動す
る。

第13図から第15図に示す符号で、第10図から第12図に
示した符号と同じものは同一の部材を示すものとし、そ
れらの部材の説明は省略する。

LDベース80のLD取付け穴80aには、半導体レーザ78が
嵌合されており、LDベース80にねじ74、74によって取り
付けられた押え板81によって脱落が阻止されている。押
え板81には端子貫入穴81aが形成され、半導体レーザ78
の端子78aは、端子貫入穴81aを通って押え板81の上面か
ら突出している。

LDベース80には段部80b、80bが形成されており、この
段部80b、80bには、補強板76が接着固定されている。補
強板86には貫通穴が形成されており、この貫通穴を端子
78aが貫通し、端子78aの先端部が補強板76の上面から突
出している。補強板76上にはフレキシブル基板72が接着
されている。半導体レーザ78の端子78aの先端部はフレ
キシブル基板72を貫通し、この端子78aの先端部はフレ
キシブル基板72の導体パターンに半田付けされている。

上記実施例ではレーザプリンタに搭載される光学ユニ
ットを示したが、本発明はこれに限られずレーザファク
シミリに搭載される光学ユニットに適用することも可能
である。

（発明の効果） 本発明によれば、半導体レーザを電気的に駆動する回
路基板と半導体レーザとを電気的に接続するフレキシブ
ル基板に、半導体レーザを直接半田付けしたので、光源
体の半導体レーザと基板や信号線とを接続するための構
造を単純化でき、部品点数も減らすことが可能となる。

本発明によれば、フレキシブル基板が、ハウジングの
壁面に沿う帯状であるため、ハウジング内でのフレキシ
ブル基板の占有スペースが少なくなり、光源体の配置性
が良くなる。光源体やフレキシブル基板がハウジング内
に収容されているので、外力による光源体や基板の破損
を防止することができる。また、光源体が外力の影響を
殆ど受けなくなるので、光源体をハウジングの側板に取
り付ける場合ほど取付けを堅固な物とする必要がなくな
る。したがって、取付け作業の簡易化が可能となる。

光源体をハウジングの側板に取付けないため、光源体
にねじ止め用の穴を設ける必要がなくなり光源体の小型
化が可能となる。ハウジングの側板に光源体を取付ける
ための穴を形成する必要がなくなるため、ハウジングの
製作工程が単純化し、ハウジングの製作時間が短くな
る。ハウジングをモールド成形によって製作する場合、
成形用の金型に横方向から抜くピンを設ける必要化がな
くなるため金型の構造を単純化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である光学ユニットの平面
図、第２図は同側面図、第３図は同正面図、第４図は本
発明の別の実施例である光学ユニットの平面図、第５図
は本発明の更に別の実施例である光学ユニットの平面
図、第６図は本発明の更に別の実施例である光学ユニッ
トの平面図、第７図は本発明の更に別の実施例である光
学ユニットに備えられている光源体の固定構造の正面
図、第８図は同平面図、第９図は同断面図、第10図は本
発明の更に別の実施例である光学ユニットに備えられる
光源体の縦断面図、第11図は同背面図、第12図は同横断
面図、第13図は本発明の更に別の実施例にかかる光学ユ
ニットに備えられる光源体と基板の取付け部分の縦断面
図、第14図は同背面図、第15図は同横断面図、第16図は
従来例にかかる光学ユニットの平面図、第17図は第16図
の部分拡大図、第18図は同正面図、第19図は同側面図、
第20図は従来例にかかる光学ユニットに備えられる光源
体と基板および信号線との取付け部分の縦断面図、第21
図は同背面図、第22図は同横断面図である。 41、111……ハウジング 42、112……光源体 42a、62a、78……半導体レーザ 42b、62b、77……コリメータレンズ 50……固定具 72、181……フレキシブル基板

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−321421（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−289614（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと、半導体レーザとレンズとが
   一体に組み付けられて構成された光源体と、前記半導体
   レーザを電気的に駆動する回路基板と、前記半導体レー
   ザと前記回路基板とを電気的に接続するフレキシブル基
   板とを備え、 前記光源体と前記回路基板は前記ハウジングに取付けら
   れ、 前記半導体レーザは前記フレキシブル基板に直接半田付
   けされていることを特徴とする光学ユニット。
2. 【請求項２】ハウジングと、半導体レーザとレンズとが
   一体に組み付けられて構成され前記ハウジング内に収納
   されている光源体と、前記半導体レーザに直接半田付け
   されるとともに、前記ハウジング内に収納され同ハウジ
   ングの壁面に沿う帯状のフレキシブル基板とを有するこ
   とを特徴とする光学ユニット。