JP5218081B2 - 光源装置、光ビーム走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ等の書込系に用いられる光ビーム走査装置に適用され、面発光光源を有する光源装置、該光源装置からの光ビームを走査して高速に画像を形成する光ビーム走査装置、及び該光ビーム走査装置を用いた画像形成装置に関するものである。

タンデム方式による多色画像形成装置においては、各色に対応した感光体ドラムを転写体の搬送方向に沿って配列し、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ね合わせることで、記録媒体を１パスするだけでカラー画像が形成でき高速化が可能である（例えば、特許文献１参照。）。

一方、光走査装置を高速化する手段としてマルチビーム走査装置が提案されている。マルチビーム走査装置は、複数のビームを一括で走査し、隣接する複数のラインを同時に記録することができ、偏向手段であるポリゴンスキャナの回転速度を上げずに高速化が可能となる。

また、特許文献２では、２次元アレイ素子(面発光型半導体レーザアレイ：ＶＣＳＥＬ)を用いて一括走査することで、複数ラインを同時に形成する方式が提案されている。２次元アレイ素子を用いることで、数十ビーム以上にまで発光源を増やすことができるので、感光体上での副走査ピッチを記録密度の１/ｎにでき、単位画素をｎ×ｍの複数ドットのマトリクス構成とすることにより、より高精細な画像記録が行える。

このような２次元アレイ素子は発光源数が数十個にも及ぶため、リードフレームを有するセラミックパッケージ等に収容され、回路基板に直に半田付けされている。そのため、光源ユニットを構成する支持部材に２次元アレイ素子を固定するには、回路基板を介して取り付けることになるが、半田付けに伴う装着高さのばらつきにより、回路基板面とパッケージ表面との寸法が定まらず、回路基板面を基準として支持する方法では２次元アレイ素子の位置がうまく決まらないという問題がある。

この対策として、特許文献３では、回路基板を弾性的にたわませてパッケージ部材を押圧し、パッケージ表面が確実に位置決めできるようにする方式が開示されている。

ところで昨今、多色画像形成装置においては高速化が年々進むことで、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷に用いられるようになりつつあり、より高精細な画像品質が求められている。

これに対して、前記２次元アレイ素子を用いることで、感光体上での副走査ピッチを記録密度の１/ｎにでき、単位画素をｎ×ｍの複数ドットのマトリクス構成とすることで高精細な画像品質を得ることができる。

しかしながら、上記したように、２次元アレイ素子はパッケージに収容され、この場合２次元アレイ素子とパッケージはエポキシ系等の接着剤を用いて接着固定されるため治具等を用いても高精度に位置決めすることは困難であり、更に回路基板に直に半田付けされているため、光源ユニットを構成する支持部材に精度良く２次元アレイ素子を位置決めすることが難しいという課題がある。

また、２次元アレイ素子とカップリングされるカップリングレンズとの配置精度は、数μｍ単位で維持しなければならず、この配置精度がずれると感光体面上に照射するビームスポット径やビームピッチに影響を与え、画像品質が著しく劣化するといった問題がある。

その点、特許文献３に記載の方式は、２次元アレイ素子のパッケージ表面を突き当てて位置決めができるが、回路基板を強制的にたわませているため、回路基板に実装される電子部品の半田が剥がれるといった部品不良が発生する可能性があり、信頼性に問題がある。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、面発光光源を有し光書込みに用いられる光源装置において、高品位な画像品質を簡便に得ることができ、その画層品質を経時的にも信頼性が高く、安定的に維持することが可能な光源装置、該光源装置を用いた光ビーム走査装置、更には該光ビーム走査装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 複数の発光源（ＶＣＳＥＬ）を光軸（光ビームの射出方向）と直交する面内に２次元に配列してなる面発光光源（面発光光源１０ａ）と該面発光光源を収容するパッケージ（パッケージ１０ｂ）とから構成される光源手段（光源手段１０）を実装した回路基板（回路基板７５）と、前記光源手段からの光ビームを平行光束あるいは所定の収束または発散状態の光束とするカップリングレンズ（カップリングレンズ１１）を少なくとも含む複数の光学素子保持する光学素子ホルダ（光学素子ホルダ７２）と、前記回路基板と光学素子ホルダとの間に配置され、前記回路基板の光源手段が実装された面を覆うように該回路基板と連結することにより前記パッケージと当接して当該光源装置における前記面発光光源の位置を決めて固定し、前記光学素子ホルダと連結することにより前記面発光光源に対する複数の光学素子の位置を決める中間ホルダ（中間ホルダ７１）と、前記回路基板の光源手段が実装された面とは反対側の面から該回路基板を介して前記パッケージを中間ホルダ側に弾性力を作用させて押圧する押圧部材（押圧部材７８）と、を備え、前記光源手段のパッケージは、光軸方向（ｘ軸方向）、光軸に直交する一の方向（主走査方向（ｙ軸方向））、光軸に直交しかつ主走査方向に直交する他の方向（副走査方向（ｚ軸方向））のそれぞれの方向に面する３つの基準面を、前記中間ホルダは、前記パッケージの３つの基準面が当接して前記面発光光源の位置を決める突き当て部を、有し、前記中間ホルダは、前記突き当て部が前記３つの基準面に当接するとともに、前記パッケージが前記押圧部材により中間ホルダ側に押圧された状態で前記回路基板と連結される光源装置（光源装置７０、図４，図５，図７，図８，図９）。
〔２〕前記回路基板は長手方向の両端側に前記中間ホルダを挟持する補強部材（補強部材７５ａ）を有し、前記中間ホルダは、前記補強部材により挟持された状態で締結部材（締結ネジ７９ａ）によって前記回路基板と連結される前記〔１〕に記載の光源装置。
〔３〕前記押圧部材は、弾性を有する板状の部材を板金加工することにより形成され、前記パッケージを中間ホルダ側に弾性力を作用させる押圧部（押圧部７８ａ）を有する前記〔１〕または〔２〕に記載の光源装置。
〔４〕 前記回路基板は、光ビームの光量を検出する光検出器（光検出器１７）を有し、前記光学素子ホルダは、前記面発光光源からの光ビームを分割する光束分割素子（アパーチャミラー１３）と、該光束分割素子により分割された一方の光ビームの絞りとなるアパーチャ（第２アパーチャ１５）と、該アパーチャを通った光ビームを前記光検出器に導く集光レンズ（集光レンズ１６）と、を保持する前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の光源装置。
〔５〕 前記複数の光学素子、および前記光学素子ホルダにおいて前記複数の光学素子を保持する光学素子保持部それぞれの形状は、光軸方向に延びるある対称軸に対して線対称である前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の光源装置（図１５〜図１７）。
〔６〕 前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の光源装置と、前記光源装置からの光ビームを偏向する偏向手段と、偏向された光ビームを被走査面に結像する結像光学系と、を備える光ビーム走査装置（光ビーム走査装置１００、図２，図３）。
〔７〕 前記〔６〕に記載の光ビーム走査装置と、前記光ビーム走査装置からの光ビームが結像し、静電像が形成される感光体と、前記静電像をトナーにより現像する現像手段と、現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備える画像形成装置（画像形成装置５００、図１）。

本発明の効果として、請求項１の発明によれば、面発光光源（２次元アレイ発光素子）を確実に位置決めでき、面発光光源のカップリングレンズに対する光軸方向の配置が安定的に保たれるので、結像性能を安定的に保つことができ、経時的に安定した画像品質を得ることができる。パッケージの３つの基準面が中間ホルダの突き当て部に当接するので、該パッケージに収容された面発光光源を３軸方向で精度よく位置決めでき、面発光光源の各発光源からのビームスポットが揃えられ、高品位な画像形成を行うことが可能になる。また、回路基板に負荷をかけることなく、面発光光源が位置決めされた状態で保持されるので、回路基板における部品不良の発生を抑制でき、画像品質の信頼性を向上させることができる。
また、請求項４の発明によれば、フロントモニタ光学系を一体化しているので、光源とフロントモニタ光学系との間において環境温度変動に対しても一定の位置関係を維持でき、面発光光源の光量を制御する光出力レベル自動制御（ＡＰＣ）を精度よく行うことができる。
請求項５の発明によれば、複数の光学素子、保持手段それぞれの形状を光軸を含む平面内のある軸（例えば、光軸方向に延びる対象軸）に対して線対称としているので、環境温度変動に対しても光軸ずれを起こすことがなく、光学特性の劣化を起こさずに経時的に安定した画像品質を得ることができる。
また、請求項６の発明によれば、経時的に安定した画像品質が得られ、信頼性の高い光ビーム走査装置を提供することができる。
また、請求項７の発明によれば、経時的に安定した画像品質が得られ、信頼性の高い画像形成装置を提供できる。また、複数ビームで書き込むことにより生産性が向上し、結果として線速を落とすことができるので省エネに寄与するという効果もある。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る光ビーム走査装置の構成を示す斜視図である。 本発明に係る光ビーム走査装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る光源装置の構成を示す斜視図である。 図４の光源装置における保護カバーを外した状態の構成を示す斜視図である。 回路基板の構成を示す斜視図である。 光源手段の構成を示す図である。 中間ホルダの構成（１）を示す斜視図である。 本発明に係る光源装置の背面からの構成を示す斜視図である。 中間ホルダの構成（２）を示す斜視図である。 光学素子ホルダの構成（１）を示す斜視図である。 光学素子ホルダの構成（２）を示す斜視図である。 光学素子ホルダにおける光学素子保持部の構成を示す斜視図である。 本発明に係る光源装置の構成を示す正面図である。 図１４の光源装置におけるＢ−Ｂ断面図である。 図１４の光源装置におけるＣ−Ｃ断面図である。 図１４の光源装置におけるＤ−Ｄ断面図である。

以下に、本発明に係る光源装置、光ビーム走査装置、画像形成装置について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成例を示す断面図である。
図１に示すように、画像形成装置５００は、例えば、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像をシート状の記録媒体（用紙ともいう）上に重ね合わせて転写することにより、多色画像を印刷するタンデム方式の電子写真方式のカラープリンタである。この画像形成装置５００は、光ビーム走査装置１００、４本の感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ、転写ベルト４０、給紙トレイ６０、給紙コロ５４、第１レジストローラ５６、第２レジストローラ５２、定着ローラ５０、排紙ローラ５８、前記各部を統括的に制御する不図示の制御装置、及び前記構成部品を収容するハウジング５０１などを備えている。

ハウジング５０１には、上面に印刷が終了した用紙が排出される排紙トレイ５０１ａが形成され、その排紙トレイ５０１ａの下方に本発明に係る光ビーム走査装置１００が配置されている。

光ビーム走査装置１００は、感光体ドラム３０Ａに対しては、上位装置（パソコン等）から供給された画像情報に基づいて変調された黒色画像成分のレーザ光を走査し、感光体ドラム３０Ｂに対してはシアン画像成分のレーザ光を走査し、感光体ドラム３０Ｃに対してはマゼンタ画像成分のレーザ光を走査し、感光体ドラム３０Ｄに対してはイエロー画像成分のレーザ光を走査する。なお、光ビーム走査装置１００の構成については後述する。

感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、その表面にレーザ光が照射されると、その部分が導電性となる性質を持つ感光層が形成された円筒状の部材であり、光ビーム走査装置１００の下方にＺ軸方向に沿って等間隔に配置されている。

また、感光体ドラム３０Ａは、ハウジング５０１内部の−Ｚ側端部（図中左側）にＹ軸方向（図の紙面に対して垂直方向）を長手方向として配置され、不図示の回転機構により図１における時計回り（図中矢印方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、図１における１２時（上側）の位置に帯電チャージャ３２Ａが配置され、そこから時計回り方向にトナーカートリッジ３３Ａ、クリーニングケース３１Ａが配置されている。

帯電チャージャ３２Ａは、長手方向をＹ軸方向とし、感光体ドラム３０Ａの表面に対して所定のクリアランスを介して配置され、感光体ドラム３０Ａの表面を所定の電圧で帯電させる。

トナーカートリッジ３３Ａは、黒色画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光体ドラム３０Ａとは逆極性の電圧に帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光体ドラム３０Ａの表面に供給する。

クリーニングケース３１Ａは、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードの一端が感光体ドラム３０Ａの表面に接するように配置されている。感光体ドラム３０Ａの表面に吸着されたトナーは、感光体ドラム３０Ａの回転に伴いクリーニングブレードにより剥離され、クリーニングケース３１Ａの内部に回収される。

感光体ドラム３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、感光体ドラム３０Ａと同等の構成を有し、感光体ドラム３０Ａの＋Ｚ側（図中右側）に所定間隔で順番に配置されている。そして、その周囲には、前述の感光体ドラム３０Ａと同様の位置関係で帯電チャージャ３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄがそれぞれ配置されている。

帯電チャージャ３２Ｂ〜３２Ｄは、前記帯電チャージャ３２Ａと同様に構成され、感光体ドラム３０Ｂ〜３０Ｄの表面を所定の電圧で帯電させる。

トナーカートリッジ３３Ｂ〜３３Ｄは、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光体ドラム３０Ｂ〜３０Ｄとは逆極性の電圧により帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光体ドラム３０Ｂ〜３０Ｄの表面にそれぞれ供給する。

クリーニングケース３１Ｂ〜３１Ｄは、前記クリーニングケース３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。

以下、感光体ドラム３０Ａ、帯電チャージャ３２Ａ、トナーカートリッジ３３Ａ及びクリーニングケース３１Ａを合わせて第１ステーションと呼び、感光体ドラム３０Ｂ、帯電チャージャ３２Ｂ、トナーカートリッジ３３Ｂ及びクリーニングケース３１Ｂを合わせて第２ステーションと呼び、感光体ドラム３０Ｃ、帯電チャージャ３２Ｃ、トナーカートリッジ３３Ｃ及びクリーニングケース３１Ｃを合わせて第３ステーションと呼び、感光体ドラム３０Ｄ、帯電チャージャ３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｄを合わせて第４ステーションと呼ぶものとする。

転写ベルト４０は、無端環状の部材で、感光体ドラム３０Ａ，３０Ｄの下方にそれぞれ配置された従動ローラ４０ａ，４０ｃと、これらの従動ローラ４０ａ，４０ｃより少し低い位置に配置された駆動ローラ４０ｂに、上端面が感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄそれぞれの下端面に接するように巻回されている。そして、駆動ローラ４０ｂが図１における反時計回りに回転することにより、反時計回り方向（図中矢印方向）に回動される。また、転写ベルト４０の＋Ｚ側端部近傍には、前記帯電チャージャ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄとは逆極性の電圧が印加された転写チャージャ４８が配置されている。

給紙トレイ６０は転写ベルト４０の下方に配置されている。この給紙トレイ６０は略直方体状のトレイであり、内部に印刷対象としての複数枚の用紙６１が積み重ねられて収納されている。そして、給紙トレイ６０の上面の＋Ｚ側端部近傍には矩形状の給紙口が形成されている。

給紙コロ５４は、給紙トレイ６０から用紙６１を一枚ずつ取り出し、一対の回転ローラから構成される第１レジストローラ５６を介して、転写ベルト４０と転写チャージャ４８によって形成される隙間に導出する。

定着ローラ５０は、一対の回転ローラから構成され、用紙６１を加熱するとともに加圧し、第２レジストローラ５２を介して、排紙ローラ５８へ導出する。

排紙ローラ５８は、一対の回転ローラから構成され、導出された用紙６１を排紙トレイ５０１ａに順次スタックする。

つぎに、本発明に係る光ビーム走査装置の構成について説明する。
図２は光ビーム走査装置１００の構成を示す斜視図であり、図３は光ビーム走査装置１００の構成を示す断面図である。図２及び図３を総合的に見ると分かるように、光ビーム走査装置１００は、ポリゴンミラー１０４、ポリゴンミラー１０４の−Ｚ方向に順次配置されたｆθレンズ１０５、反射ミラー１０６Ｂ及び反射ミラー１０６Ａ、ｆθレンズ１０５の下方に配置された反射ミラー１０８Ｂ、この反射ミラー１０８Ｂの−Ｚ方向に順次配置されたトロイダルレンズ１０７Ｂ、反射ミラー１０８Ａ、トロイダルレンズ１０７Ａ、並びにポリゴンミラー１０４の＋Ｚ方向に配置されたｆθレンズ３０５、反射ミラー３０６Ｃ及び反射ミラー３０６Ｄ、ｆθレンズ３０５の下方に配置された反射ミラー３０８Ｃ、この反射ミラー３０８Ｃの＋Ｚ方向に順次配置されたトロイダルレンズ３０７Ｃ、反射ミラー３０８Ｄ、トロイダルレンズ３０７Ｄを備える走査光学系と、感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂを走査する光ビーム（レーザ光）をポリゴンミラー１０４へ入射させる光学系２００Ａと、感光体ドラム３０Ｃ，３０Ｄを走査する光ビーム（レーザ光）をポリゴンミラー１０４へ入射させる光学系２００Ｂの２つの光学系と、を備えている。

前記光学系２００Ａ，２００Ｂは、Ｚ軸に対して１２０度又は６０度を成す方向から、ポリゴンミラー１０４の偏向面にレーザ光を入射させる光学系であり、図２の光学系２００Ｂに代表的に示されるように、光源装置７０、該光源装置７０から出射されるレーザ光の経路に沿って順に配置された光束分割プリズム２０２、一組の液晶素子２０３Ａ，２０３Ｂ、一組のシリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂを備えている。光源装置７０の詳細については後述する。

光束分割プリズム２０２は、入射するレーザ光を、上下方向（副走査方向）に所定距離隔てた２本のレーザ光に分割する。

液晶素子２０３Ａ，２０３Ｂは、光束分割プリズム２０２に２分割されたレーザ光それぞれに対応するように上下に隣接して配置され、制御装置（不図示）からの電圧信号に応じてレーザ光を副走査方向に偏向する。

シリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂは、光束分割プリズム２０２に２分割されたレーザ光それぞれに対応して上下に隣接して配置され、入射したレーザ光それぞれをポリゴンミラー１０４へ集光する。なお、該シリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂは少なくとも副走査方向に正の曲率を有し、トロイダルレンズ１０７Ａ〜１０７Ｄとによって、ポリゴンミラー１０４での偏向点と感光体ドラム３０Ａ〜３０Ｄの表面上とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系をなしている。

ポリゴンミラー１０４は、側面にレーザ光の偏向面が形成された１組の正４角柱状部材からなり、それぞれの部材は相互に４５度位相がずれた状態で上下方向に隣接して配置されている。そして、不図示の回転機構により、図２に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。これにより、光学系２００Ａ又は光学系２００Ｂの光束分割プリズム２０２で２つに分割され、ポリゴンミラー１０４の偏向面にそれぞれ集光された２本のレーザ光は、位相の異なる偏向面でそれぞれ偏向されることで、感光体ドラム上に交互に入射することになる。

ｆθレンズ１０５，３０５は、レーザ光の入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１０４により、一定の角速度で偏向されるレーザ光の像面をＹ軸に対して等速移動させる。

反射ミラー１０６Ａ，１０６Ｂ，３０６Ｃ，３０６Ｄは、長手方向をＹ軸方向とし、ｆθレンズ１０５，３０５を経由したレーザ光を折り返し、トロイダルレンズ１０７Ａ，１０７Ｂ，３０７Ｃ，３０７Ｄそれぞれに入射させる。

トロイダルレンズ１０７Ａ，１０７Ｂ，３０７Ｃ，３０７Ｄは、長手方向をＹ軸方向として配置され、反射ミラー１０６Ａ，１０６Ｂ，３０６Ｃ，３０６Ｄによりそれぞれ折り返されたレーザ光を、Ｙ軸方向を長手方向とする反射ミラー１０８Ａ，１０８Ｂ，３０８Ｃ，３０８Ｄを介して感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの表面にそれぞれ結像する。

トロイダルレンズ１０７Ａ，１０７Ｂの＋Ｙ側（レーザ光の入射側）端部近傍にはそれぞれ光検出センサ１４１Ａ，１４１Ｂが配置され、トロイダルレンズ３０７Ｃ，３０７Ｄの−Ｙ側（レーザ光の入射側）端部近傍にはそれぞれ光検出センサ１４１Ｃ，１４１Ｄが配置されている。また、トロイダルレンズ１０７Ａ，１０７Ｂの−Ｙ側端部近傍にはそれぞれ光検出センサ１４２Ａ，１４２Ｂが配置され、トロイダルレンズ３０７Ｃ，３０７Ｄの＋Ｙ側端部近傍にはそれぞれ光検出センサ１４２Ｃ，１４２Ｄが配置されている。前記光検知センサ１４１Ａ〜１４１Ｄ，１４２Ａ〜１４２Ｄは、例えばレーザ光が入射している間にオンとなり、それ以外にはオフとなる信号を出力する。

つぎに、前述のように構成された光ビーム走査装置１００を備える画像形成装置５００の動作について説明する。
上位装置から画像情報が供給されると、光学系２００Ａの光源装置７０から出射されたレーザ光は、光束分割プリズム２０２によって上下方向に２分割される。分割されたレーザ光それぞれは、液晶素子２０３Ａ，２０３Ｂを透過することで副走査方向の位置補正がなされた後、シリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂよりポリゴンミラー１０４の偏向面に集光される。そして、ポリゴンミラー１０４で偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ１０５へ入射する。

ｆθレンズ１０５へ入射した上方のレーザ光は、反射ミラー１０６Ｂで反射されトロイダルレンズ１０７Ｂへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ｂにより、反射ミラー１０８Ｂを介して感光体ドラム３０Ｂの表面に集光される。また、ｆθレンズ１０５へ入射した下方のレーザ光は、反射ミラー１０６Ａで反射されトロイダルレンズ１０７Ａへ入射する。そして、トロイダルレンズ１０７Ａにより、反射ミラー１０８Ａを介して感光体ドラム３０Ａの表面に集光される。なお、ポリゴンミラー１０４は前述したように上下の偏向面間に４５度の位相差がある。したがって、上方のレーザ光による感光体ドラム３０Ｂの走査と、下方のレーザ光による感光体ドラム３０Ａの走査は、光検出センサ１４１Ａ，１４１Ｂ，１４２Ａ，１４２Ｂからそれぞれ出力される信号に基づいて、−Ｙ方向へ向かって交互に行われることになる。

一方、光学系２００Ｂの光源装置７０から出射されたレーザ光は、光束分割プリズム２０２によって上下方向に２分割される。分割されたレーザ光それぞれは、液晶素子２０３Ａ，２０３Ｂを透過することで副走査方向の位置補正がなされた後、シリンダレンズ２０４Ａ，２０４Ｂよりポリゴンミラー１０４の偏向面に集光される。そして、ポリゴンミラー１０４で偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ３０５へ入射する。

ｆθレンズ３０５へ入射した上方のレーザ光は、反射ミラー３０６Ｃで反射されトロイダルレンズ３０７Ｃへ入射する。そして、トロイダルレンズ３０７Ｃにより、反射ミラー３０８Ｃを介して感光体ドラム３０Ｃの表面に集光される。また、ｆθレンズ３０５へ入射した下方のレーザ光は、反射ミラー３０６Ｄで反射されトロイダルレンズ３０７Ｄへ入射する。そして、トロイダルレンズ３０７Ｄにより、反射ミラー３０８Ｄを介して感光体ドラム３０Ｄの表面に集光される。なお、ポリゴンミラー１０４は前述したように上下の偏向面間に４５度の位相差がある。したがって、上方のレーザ光による感光体ドラム３０Ｃの走査と、下方のレーザ光による感光体ドラム３０Ｄの走査は、光検出センサ１４１Ｃ，１４１Ｄ，１４２Ｃ，１４２Ｄからそれぞれ出力される信号に基づいて、＋Ｙ方向へ向かって交互に行われることになる。
このとき、光源装置７０からのレーザ光は予め設定された強度に調整された状態で感光体ドラム３０Ａ〜３０Ｄの書き込み領域に入射する。

感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄそれぞれの表面の感光層は、帯電チャージャ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄにより所定の電圧で帯電されることにより、電荷が一定の電荷密度で分布している。そして、前述したように、感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄがそれぞれ走査されると、レーザ光が集光したところの感光層が導電性を有するようになり、その部分では電位がほぼゼロとなる。したがって、図１の矢印方向にそれぞれ回転している感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄが、画像情報に基づいて変調されたレーザ光によって走査させることにより、それぞれの感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの表面には、電荷の分布により規定される静電潜像が形成される。

感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄそれぞれの表面に静電潜像が形成されると、図１に示されるトナーカートリッジ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄの現像ローラにより、感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄそれぞれの表面にトナーが供給される。このときトナーカートリッジ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄそれぞれの現像ローラは感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄと逆極性の電圧により帯電されているため、現像ローラに付着したトナーは感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄと同極性に帯電されている。したがって、感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの表面のうち電荷が分布している部分にはトナーが付着せず、走査された部分にのみトナーが付着することにより、感光体ドラム３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの表面に静電潜像が可視化されたトナー像が形成される。

前述のように、画像情報に基づいて第１ステーション、第２ステーション、第３ステーション及び第４ステーションで形成されたそれぞれのトナー像は、転写ベルト４０の表面に重ね合わされた状態で転写され、給紙トレイ６０から取り出された用紙６１の表面に、転写チャージャ４８によって転写され、定着ローラ５０により定着される。そして、このように画像が形成された用紙６１は、排紙ローラ５８により排紙され、順次排紙トレイ５０１ａにスタックされる。

つぎに、本発明に係る光源装置について説明する。
図４は、本発明に係る光源装置の外観を示す斜視図である。また、図５は、図４の光源装置における保護カバー７３を外した状態で、光学素子１１，１２，１３，１４，１６などのレイアウトを示す斜視図であり、図５（Ａ）は光源装置７０を正面よりも左上側から見た図、図５（Ｂ）は正面よりも右上側から見た図である。

本発明に係る光源装置７０は、複数の発光源（ＶＣＳＥＬ）を光軸（光ビームの射出方向）と直交する面内に２次元（モノリシック）に配列してなる面発光光源（面発光光源１０ａ）と該面発光光源を収容するパッケージ（パッケージ１０ｂ）とから構成される光源手段（光源手段１０）を実装した回路基板（回路基板７５）と、前記光源手段からの光ビームを平行光束あるいは所定の収束または発散状態の光束とするカップリングレンズを少なくとも含む複数の光学素子（カップリングレンズ１１，温度補正レンズ１２，アパーチャミラー１３）を保持する光学素子ホルダ（光学素子ホルダ７２）と、前記回路基板と光学素子ホルダとの間に配置され、前記回路基板の光源手段が実装された面を覆うように該回路基板と連結することにより前記パッケージと当接して当該光源装置における前記面発光光源の位置を決めて固定し、前記光学素子ホルダと連結することにより前記面発光光源に対する複数の光学素子の位置を決める中間ホルダ（中間ホルダ７１）と、を備える。

ここで、カップリングレンズ１１は、光学素子ホルダ７２の光学素子保持部７２ａのカップリングレンズ受け部７２ａ１（後述）に配置されている。このカップリングレンズ１１は、例えば屈折率が１．５程度で−ｘ側に焦点を有する単玉レンズであり、光源手段１０から入射する光ビーム（レーザ光ともいう）の発散角を変更することにより該光ビームを略平行光に整えるものである。あるいは所定の収束または発散状態の光束とするものである。

温度補正レンズ１２は、光学素子ホルダ７２の光学素子保持部７２ａの温度補正レンズ受け部７２ａ２（後述）に配置されている。この温度補正レンズ１２は、透明樹脂を素材とし、長手方向をｚ軸方向、短手方向をｙ軸方向とする長方形板状の樹脂製レンズである。これは、温度補正レンズ１２を光学素子保持部７２ａに配置するときに、ｘ軸方向（光軸方向）に位置調整するときにクランプするためである。また、カップリングレンズ受け部７２ａ１の幅（ｚ軸方向の長さ）よりも温度補正レンズ１２の長辺を長くすることによって、図示していない調整治具によるクランプを容易にし、さらにはその調整を容易に行なうことができるようにするためである。なお、温度補正レンズ１２の光学特性は、例えば光源装置７０の温度の変動に伴ってカップリングレンズ１１と光源手段１０との距離が微小変動することなどによる光源装置７０の光学特性の変動を補正するように変化するようになっている。

アパーチャミラー１３は、中央にｙ軸方向を長手方向とする矩形の開口が形成された板状の部材であり、＋ｘ側の面にはレーザ光を反射する反射面が形成されている。また、アパーチャミラー１３は、開口の中心がカップリングレンズ１１の焦点位置又はその近傍に位置するとともに、反射面がｘｚ平面に対して−４５度傾いた（−ｙ側に４５度回転した）状態で、光学素子ホルダ７２の光学素子保持部７２ａのアパーチャミラー受け部７２ａ３（後述）に配置されている。

以上の複数の光学素子の構成により、カップリングレンズ１１、温度補正レンズ１２を通過した光源手段１０からのレーザ光のうち、その一部の光束がアパーチャミラー１３の開口を通過し、残りの光束がアパーチャミラー１３の反射面で＋ｙ方向にフロントモニタ光学系に入るように反射されることで、書込み用光束（走査用レーザ光）とフロントモニタ用光束（フロントモニタ用レーザ光）とに分岐される。

また、図５（Ｂ）に示すように、光学素子ホルダ７２は、フロントモニタ光学系として、折返しミラー１４、第２アパーチャ１５（不図示）、集光レンズ１６を保持している。

折返しミラー１４は、＋ｘ側の面にレーザ光を反射する反射面が形成された板状の部材であり、該反射面がｘｚ平面に対して＋４５度傾いた（＋ｙ側に４５度回転した）状態で、光学素子ホルダ７２の光学素子保持部７２ａの折返しミラー受け部７２ａ４（後述）に配置されている。この折返しミラー１４により、アパーチャミラー１３で分割されたフロントモニタ用レーザ光は回路基板７５側に折り返される。

第２アパーチャ１５は、折返しミラー１４と集光ミラー１６の間に配置されるフロントモニタ用レーザ光の絞り部材である。また、集光レンズ１６は、平凸形の単玉レンズであり、光学素子ホルダ７２の光学素子保持部７２ａの集光レンズ受け部７２ａ６（後述）に配置されている。この第２アパーチャ１５と集光レンズ１６により、折返しミラー１４で回路基板７５側に折り返されたフロントモニタ用レーザ光の光束を回路基板７５に実装された光検出器１７上に所定のビーム径となるように絞り込む。

光源装置７０では、フロントモニタ用レーザ光が光検出器１７へ入射したときに出力される信号が常時モニタされ、光源手段１０から出射されるレーザ光の光量制御が行われる。具体的には、光ビーム走査装置１００において、レーザ光がポリゴンミラー１０４の偏向面で偏向された後、感光体ドラムの書込み領域へ至るまでの間に、前記フロントモニタ用レーザ光は、光検出器１７により受光される。光源装置７０では、フロントモニタ用レーザ光を受光することで光検出器１７から出力される光電変換信号に基づいて光源手段１０から出射されるレーザ光の強度を検出し、光源手段１０から出射されるレーザ光の強度が予め設定された強度となるように、面発光光源１０ａの各ＶＣＳＥＬへ供給する注入電力の値のセット（決定）が行われる。これにより、レーザ光は予め設定された強度に調整された状態で感光体ドラム３０Ａ〜３０Ｄの書込み領域に入射するようになる。

図６は、回路基板７５を光源装置７０の正面（−ｘ側）から見た斜視図である。
回路基板７５は、長手方向をｙ軸方向とする基板であり、この回路基板７５の−ｘ側の面に光源手段１０及び光検出器（ＰＤ）１７が実装され、＋ｘ側の面に光源手段１０を駆動する駆動回路などが形成されている。

また、回路基板７５の−ｘ側の面の長手方向の両端には、板金加工で作られた一組の補強部材７５ａが設けられており、さらにそれぞれの補強部材７５ａの所定位置の２つの穴に所定の穴径をもつ樹脂製の段付き形状のカラーである中間部材７５ｂが嵌め込まれている。この中間部材７５ｂの穴の位置に後述する中間ホルダ７１の固定穴７１ｃを合わせ、中間ホルダ７１が補強部材７５ａで挟持された状態で締結ねじ７９ａによって締結して固定することにより、回路基板７５に対して中間ホルダ７１が所定位置に配置されるように連結することができる。

なお、回路基板７５の材質はエポキシガラスなどの樹脂、補強部材７５ａは鉄、中間ホルダ７１はアルミニウムで構成している。それぞれ線膨張係数の異なる構造部材をねじ締結すると環境温度の変化により膨張、収縮の量が異なりそれぞれの構成部材の間にそり等の変形が生じる。本構成部材の線膨張係数はアルミニウム＞鉄>エポキシガラスの順で小さく、中間部材７５ｂを入れないで単純にねじ締結をした場合にはそれぞれの線膨張の差により使用上の環境温度範囲で十数μｍの回路基板７５のそりが生じることがシミュレーションで確かめられている。これは光源手段１０における発光点の位置変動になりビーム径の劣化や、走査ピッチの変動になり大きな技術課題となっていた。

本発明では、この対策として、中間部材７５ｂの穴においてある程度の嵌合がた（半径方向の隙間）を持たせて締結ねじ７９ａで挟持締結している。これによって、光軸方向（ｘ軸方向）に位置変化することなく、回路基板７５、補強部材７５ａあるいは中間ホルダ７１における主走査方向（ｙ軸方向）、副走査方向（ｚ軸方向）の膨張収縮を阻害させずに、構成部材間ですべりを発生させて、光源手段１０におけるＶＣＳＥＬの発光点変動を極小に抑制することができる。

また、光源装置７０の光ビーム走査装置１００のハウジングへの組立あるいはメンテナンスにおいて、回路基板７５上のコネクタ抜き差しにより回路基板７５に応力負荷がかかることがあるが、本発明では回路基板７５と中間ホルダ７１との間で少なくとも４箇所以上の締結箇所を設けて、確実に挟持締結しているため、光源装置７０において容易には回路基板７５の位置ズレが発生することが無く、また生産性という意味においても大きな効果がある。

また、光源手段１０及び光検出器（ＰＤ）１７を囲むように、中間ホルダ７１の筒状部７１ｆを通すための３つの逃げ穴（丸穴）７５ｃが形成されている。

図７（Ａ）は、回路基板７５に実装される光源手段１０の構成を示す斜視図である。図７（Ａ）に示されるように、光源手段１０は、正方形板状のパッケージ１０ｂと、該パッケージ１０ｂに収容される発光素子である面発光光源１０ａと、該面発光光源１０ａの配線であるリード端子（不図示）と、を有する面発光型のレーザアレイである。

パッケージ１０ｂは、例えばセラミックを素材とするｘｙ断面及びｘｚ断面がＵ字状の箱型ケースに、−ｘ側から該ケースと同等の大きさのガラス板が貼り付けられることにより形成されている。また、パッケージ１０ｂの箱型ケースにおいて、−ｘ方向に面する面、少なくとも±ｙ方向のいずれかに面する外側の面（図では−ｙ側に面するの外側の面）、少なくとも±ｚ方向のいずれかに面する外側の面（図では−ｚ側に面する外側の面）がそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対して正確に垂直な面となるように形成され、光軸方向基準面１０ｘ、主走査方向基準面１０ｙ、副走査方向基準面１０ｚとなっている。なお、パッケージ１０ｂの箱型ケース内部には不活性ガスが充填されている。

面発光光源１０ａは、複数の発光源（ＶＣＳＥＬ）が光軸（光ビームの射出方向）と直交する面内に２次元に配列された発光面を有する素子である。図７（Ｂ）に示すように、面発光光源１０ａの発光面（−ｘ側の面）には、発散光を−ｘ方向へ出射する３２個のＶＣＳＥＬが、ｙ軸と角度θ１をなす直線Ｌ１と平行な方向を行方向、ｚ軸と平行な方向を列方向として、４行８列のマトリクス状に配置されている。本実施形態では、一例としてＶＣＳＥＬの副走査方向の間隔Ｄｚは１８．４μｍ、主走査方向の間隔Ｄｙは３０μｍとなっており、各ＶＣＳＥＬのｚ軸方向（副走査方向）に関し隣合う発光源の間隔ｄｚは２．３μｍ（＝Ｄｚ／８）となっている。また、面発光光源１０ａは、発光面がパッケージ１０ｂの−ｘ側の面に平行となった状態で、パッケージ１０ｂの内部にリード端子が配線された状態で収納されている。

図８は、中間ホルダ７１を＋ｘ側から見た斜視図である。
中間ホルダ７１は、アルミニウムなどからなる金属製の矩形ブロックであり、ｘ軸方向に貫通する開口部７１ａ，７１ｂが設けられている。開口部７１ａは光源手段１０から出射される光ビーム（レーザ光）が通過する空間であり、開口部７１ｂはフロントモニタ光学系に導かれて帰ってきた光ビーム（レーザ光）が通過する空間である。

また、中間ホルダ７１の＋ｘ側の面には、開口部７１ａの縁部分にパッケージ１０ｂが嵌めこまれて収納される程度の大きさの額縁形状の凸部（額縁部分７１ｇ）が設けられており、この額縁部分７１ｇにおいて＋ｘ方向に面する面（中間ホルダ７１の−ｘ側の面の一部）、少なくとも±ｙ方向いずれかの内側の面（図では−ｙ側の内側の面）、少なくとも±ｚ方向いずれかの内側の面（図では−ｚ側の内側の面）がそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対して正確に垂直な面となるように形成され、光軸方向突き当て部（受け部）７１ｘ、主走査方向突き当て部（受け部）７１ｙ、副走査方向突き当て部７１ｚとなっている。さらに、中間ホルダ７１の＋ｘ側の面には、開口部７１ａを囲むように、３つの筒状部７１ｆが立設されている。

また、中間ホルダ７１の長手方向の両側面には、それぞれ補強部材７５ａ、中間部材７５ｂを介して回路基板７５と連結される２つの固定穴７１ｃが設けられている。

ここで、中間ホルダ７１と回路基板７５の連結をつぎの手順で行う。
まず、回路基板７５側の光学手段１０のパッケージ１０ｂが中間ホルダ７１の額縁部分７１ｇに嵌めこまれて収納されるように、回路基板７５に対して中間ホルダ７１を配置する。ついで、パッケージ１０ｂの光軸方向基準面１０ｘ、主走査方向基準面１０ｙ、副走査方向基準面１０ｚがそれぞれ額縁部分７１ｇの光軸方向突き当て部（受け部）７１ｘ、主走査方向突き当て部（受け部）７１ｙ、副走査方向突き当て部７１ｚに突き当てて当接するようにする。これにより、中間ホルダ７１と光源手段１０における面発光光源１０ａの位置関係、すなわち光源手段７０における面発光光源１０ａの位置が一定となるように決められるようになる。このとき、中間ホルダ７１の固定穴７１ｃは中間部材７５ｂの穴の位置に合う位置に来ているので、中間ホルダ７１を中間部材７５ｂを介して補強部材７５ａと締結ねじ７９ａによって締結して固定すると、前記位置決めされた状態で中間ホルダ７１と回路基板７５が連結されるようになる（図５）。

なお、回路基板７５の光源手段１０が実装された面（−ｘ側の面）とは反対側の面（＋ｘ側の面）から該回路基板７５を介して前記パッケージ１０ｂを中間ホルダ７１側（−ｘ側）に押圧する押圧部材７８を有することが好ましい。

図９にその構成を示す。
光学手段１０のパッケージ１０ｂが中間ホルダ７１の額縁部分７１ｇに嵌めこまれて収納されるように、回路基板７５に対して中間ホルダ７１を配置すると、中間ホルダ７１の３つの筒状部７１ｆがそれぞれ回路基板７５の逃げ穴７５ｃを通って回路基板７５の光源手段１０が実装された面（−ｘ側の面）とは反対側（＋ｘ側）に突出するようになる。そして、押圧部材７８は、締結ねじ７９ｃが押圧部材７８の３つのコーナー部に形成された丸穴を介して筒状部７１ｆに螺合されることで、回路基板７５の光源手段１０が実装された位置の裏面側（＋ｘ側）に配置されるように中間ホルダ７１に固定されている。

押圧部材７８は、例えば弾性を有する板状の部材を板金加工することにより形成され、−ｘ方向に弾性力を作用させる押圧部７８ａが設けられている。この押圧部材７８が、図９に示すように、中間ホルダ７１に固定されると、回路基板７５は、押圧部材７８の押圧部７８ａにより中間ホルダ７１に近接する方向に押圧され、これに伴って光源手段１０のパッケージ１０ｂの光軸方向基準面１０ｘ、主走査方向基準面１０ｙ、副走査方向基準面１０ｚは、中間ホルダ７１における額縁部分７１ｇの光軸方向突き当て部（受け部）７１ｘ、主走査方向突き当て部（受け部）７１ｙ、副走査方向突き当て部７１ｚに圧接するようになり、回路基板７５に負荷をかけることなく、面発光光源１０ａが位置決めされた状態でより保持されるようになる。これにより、回路基板７５における部品不良の発生を抑制でき、画像品質の信頼性を向上させることができる。

なお、中間ホルダ７１と回路基板７５とが連結されると、開口部７１ｂは光検出器（ＰＤ）１７に面するようになる。

図１０は、中間ホルダ７１を−ｘ側から見た斜視図である。
中間ホルダ７１の−ｘ側の面には、開口部７１ａ，７１ｂの長手方向外側に該中間ホルダ７１と光学素子ホルダ７２の位置関係を決めるための２つの基準ピン７１ｄが立設されている。また、開口部７１ａ，７１ｂを囲むように、光学素子ホルダ７２を連結するための４つの固定穴７１ｅが設けられている。

図１１は光学素子ホルダ７２を＋ｘ側から見た斜視図であり、図１２は光学素子ホルダ７２を−ｘ側から見た斜視図である。
光学素子ホルダ７２は、ｙ軸方向を長手方向とする板状の本体プレート７２ｐと、本体プレート７２ｐの−ｘ側の主面から−ｘ方向に延びるように立設され複数の光学素子を保持する光学素子保持部７２ａと、からなる。

図１１に示すように、本体プレート７２ｐには、光源手段１０からの光ビーム（レーザ光）が通過する空間である開口部７２ｂ、フロントモニタ光学系に導かれて帰ってきた光ビーム（レーザ光）が通過する空間である開口部７２ｃ、中間ホルダ７１との位置決めをするための主基準穴７２ｄ１及び従基準穴７２ｄ２、中間ホルダ７１と連結するため締結ねじを通す貫通穴７２ｅが設けられている。なお、主基準穴７２ｄ１は、一方の基準ピン７１ｄが遊びなしで挿入される径の穴となっている。一方、他方の基準ピン７１ｄが挿入される従基準穴７２ｄ２は、ｚ軸方向に遊びがなく基準ピン７１ｄを挿入し易いようにｙ軸方向に遊びを有する長穴となっている。また、本体プレート７２ｐの長手方向の両端には、光源装置７０を光ビーム走査装置１００に設置するための光源装置支持部７２ｆが設けられている。また、本体プレート７２ｐの−ｘ側の面には、開口部７２ｂの縁を囲むように環状凸部７２ｇが設けられている（図１２）。

また、光学素子保持部７２ａの−ｙ側の面に、カップリングレンズ１１の側面外周形状に対応した凹曲面であるカップリングレンズ受け部７２ａ１、ｙ軸に対して垂直な平面であって温度補正レンズ１２の一側面が当接する温度補正レンズ受け部７２ａ２、アパーチャミラー１３がｘｚ平面に対して−４５度に傾斜する（−ｙ側に４５度回転する）ようにアパーチャミラー１３の短手方向の両端部を支持する２つの支持部であって、この支持部の間はレーザ光が通るように中空となっているアパーチャミラー受け部７２ａ３が本体プレート７２ｐ側から−ｘ方向にこの順番で設けられている（図１１）。

さらに、光学素子保持部７２ａの＋ｙ側の面に、折返しミラー１４がｘｚ平面に対して＋４５度に傾斜する（＋ｙ側に４５度回転する）ように折返しミラー１４の短手方向の両端部を支持する２つの支持部であって、この支持部の間はレーザ光が通るように中空となっている折返しミラー受け部７２ａ４、折返しミラー受け部７２ａ４と集光レンズ受け部７２ａ６の間に設けられ第２アパーチャ１５が当接して位置決めされる第２アパーチャ受け部（不図示）が設けられている（図１２）。また、光学素子保持部７２ａの＋ｙ側の根元に当たる本体プレート７２ｐには、集光レンズ１６の平面光学面の３箇所に当接して該集光レンズ１６を支持する３つの支持部であって、該３つの支持部の断面形状が＋ｙ側に開いた凹形状を成す集光レンズ受け部７２ａ６が設けられている（図１２）。なお、これらの支持部で囲まれる空間はレーザ光が通るように中空となっていて、本体プレート７２ｐの開口部７２ｃにつながっている。また、この集光レンズ受け部７２ａ６の３つの支持部における集光レンズ１６が当接する部分（凹形接着面）は、平面となっていて、その大きさが集光レンズ１６の外形よりも大きくなっている。

また、光学素子保持部７２ａの−ｘ方向の先端であってカップリングレンズ受け部７２ａ１と折返しミラー受け部７２ａ４の間には、ｚ軸方向上下２箇所それぞれに嵌合溝７２ａ５が、カップリングレンズ受け部７２ａ１と温度補正レンズ受け部７２ａ２の間のｚ軸方向上下２箇所それぞれに嵌合溝７２ａ７が設けられている。

光学素子保持部７２ａへのそれぞれの光学素子の設置はつぎのように行う。
カップリングレンズ１１と温度補正レンズ１２の設置については、まず光学素子ホルダ７２を回転させて光学素子保持部７２ａの−ｙ側の面を上向きにした状態で、カップリングレンズ受け部７２ａ１上にカップリングレンズ１１を載せ、温度補正レンズ受け部７２ａ２上に温度補正レンズ１２を載せて、それぞれ光軸方向（ｘ軸方向）の位置調整を行った上で空中接着により固定する。このとき、それぞれの受け部とレンズの間に紫外線硬化型接着剤を数十〜数百μｍ充填し、保持した状態で紫外線硬化させて接着を行うとよい。

また、集光レンズ１６の設置については、まず光学素子ホルダ７２を回転させて光学素子保持部７２ａの＋ｙ側の面を上向きにした状態で、予め集光レンズ受け部７２ａ６の３つの支持部に紫外線硬化型接着剤を塗布しておき、ついで集光レンズ１６における平凸レンズの平面側を３つの支持部に突き当てた状態で集光レンズ１６のｙ軸ｚ軸の２軸方向の位置調整を行い、その後紫外線硬化させて接着・固定を行う。このように、集光レンズ受け部７２ａ６に突き当てた状態での２軸調整なので、容易に位置調整が可能という利点がある。

アパーチャミラー１３と折返しミラー１４の設置については、アパーチャミラー１３をアパーチャミラー受け部７２ａ３に搭載し、折返しミラー１４を折返しミラー受け部７２ａ４に搭載した状態で、１つの板ばねである押圧ばね１３ａで押圧保持するようにする。

図１３に、押圧ばね１３ａを光学素子保持部７２ａに装着した様子を示す。ここでは、アパーチャミラー１３、折返しミラー１４は省略している。押圧ばね１３ａは、光学素子保持部７２ａに固定されたばね本体１３ａ１から−ｙ側に張り出した２本のアーム部１３ａ２と、＋ｙ側に張り出した２本のアーム部１３ａ３とを有しており、ｙ軸方向、ｚ軸方向に線対称形状となっている。そして、２本のアーム部１３ａ２、２本のアーム部１３ａ３は、いずれもばね本体１３ａ１に対して折り曲げられていることにより一定のばね性を有しており、ばね本体１３ａ１を光学素子保持部７２ａに固定すると２本のアーム部１３ａ２はアパーチャミラー１３をアパーチャミラー受け部７２ａ３側に押圧し、２本のアーム部１３ａ３は折返しミラー１４を折返しミラー受け部７２ａ４側に押圧して、それぞれの光学素子を保持するように機能する。なお、ばね本体１３ａ１は、ｘ軸方向に折り曲げたコの字型となっており、コの字の先端がさらにｚ軸方向に直角に折り曲げられて立曲げ部１３ｂとなっている。ばね本体１３ａ１の光学素子保持部７２ａへの固定は、このばね本体１３ａ１のコの字部分をまず光学素子保持部７２ａにおける２つの嵌合溝７２ａ５に挿入し、ついで該コの字の先端をさらに直角に曲げた部分（立曲げ部１３ｂ）を嵌合溝７２ａ５の引掛け部に嵌合させることにより行う（ぱっちん止め）。このとき、ばね本体１３ａ１のばね性を利用しているので、光学素子保持部７２ａへの取り付け及び取外しは容易に行える。また、押圧ばね１３ａを、このような上下左右の形状が対称なものにすることにより、光学素子保持部７２ａへの固定に際しては上下どちらに組んでも良く、止めねじも必要ないので、コンパクトかつ作業性も良く低コスト化が図れる。

第２アパーチャ１５の設置については、図１３に示すように、光学素子保持部７２ａに設けられた溝に第２アパーチャ１５を挿入し、＋ｘ側から押圧ばね１５ａで押圧して保持される。押圧ばね１５ａは、光学素子保持部７２ａに固定されたばね本体１５ａ１から−ｘ側に張り出した２本のアーム部１５ａ２を有しており、ｘ軸に対して線対称な形状となっている。そして、２本のアーム部１５ａ２は、ばね本体１５ａ１に対して折り曲げられていることにより一定のばね性を有しており、押圧ばね１５ａが光学素子保持部７２ａに固定されると、第２アパーチャ１５を前記溝で−ｘ側に押圧して、該第２アパーチャ１５を保持するように機能する。なお、ばね本体１５ａ１のｚ軸方向の上端、下端から−ｙ側に延びる２本のアーム部１５ａ３を有しており、２本のアーム部１５ａ３はその先端がさらにｚ軸方向に直角に折り曲げられて立曲げ部１５ｂを有している。ばね本体１５ａ１の光学素子保持部７２ａへの固定は、このアーム部１５ａ３をまず光学素子保持部７２ａにおける２つの嵌合溝７２ａ７に挿入し、ついで該アーム部１５ａ３の先端をさらに直角に曲げた部分（立曲げ部１５ｂ）を嵌合溝７２ａ７の引掛け部に嵌合させることにより行う（ぱっちん止め）。この押圧ばね１５ｂもコンパクトかつ作業性も良く低コスト化が図れる。

以上のように、光学素子ホルダ７２における複数の光学素子それぞれを保持する構造を工夫することにより、光源装置７０をユニットとして組み立て調整する工程において作業性の向上及びコスト低減を図ることができる。

ここで、中間ホルダ７１と光学素子ホルダ７２の連結をつぎの手順で行う。
まず、中間ホルダ７１の一方の基準ピン７１ｄ（図１０における−ｙ側の基準ピン）を光学素子ホルダ７２の主基準穴７２ｄ１（図１１）に挿入し、他方の基準ピン（図１０における＋ｙ側の基準ピン）を従基準穴７２ｄ２（図１１）に挿入する。これにより、中間ホルダ７１と光学素子ホルダ７２の複数の光学素子の位置関係が一定になる。また、中間ホルダ７１と回路基板７５の連結により、中間ホルダ７１と光源手段１０における面発光光源１０ａの位置関係が一定になっているので、面発光光源１０ａとカップリングレンズ１１、温度補正レンズ１２、アパーチャミラー１３との位置関係が一定となる。さらに、引き続きフロントモニタ光学系（折返しミラー１４，第２アパーチャ１５、集光レンズ１６）と光検出器１７との位置関係も一定となる。このとき、締結ねじ７９ｂを光学素子ホルダ７２の貫通穴７２ｅを通して中間ホルダ７１の固定穴７１ｅに差込んで締結して固定すると、面発光光源１０ａとカップリングレンズ１１との位置関係、さらには該面発光光源１０ａとフロントモニタ光学系と光検出器１７との位置関係を高精度に位置決めした状態で、中間ホルダ７１と光学素子ホルダ７２が連結されるようになる（図５）。更に、中間ホルダ７１、光学素子ホルダ７２それぞれを線膨張差のないアルミ合金で構成すると、前記位置決めした状態からの位置変動を極小にすることができる。以上の構成により、本発明の光源装置７０を光ビーム走査装置１００に装着すると、光源装置７０の位置調整、角度調整の際に、光源手段１０、カップリングレンズ１１、温度補正レンズ１２、アパーチャミラー１３、折返しミラー１４、第２アパーチャ１５、集光レンズ１６、光検出器１７相互間の位置関係が変動することなく、感光体ドラム３０Ａ〜３０Ｄの表面に形成される走査線のピッチ調整を正確に行うことが可能となる。

図１４は、光源装置７０を正面から見た外観図である。
図１４に示すように、光源装置７０は、光学素子保持部７２ａ全体を包み込む保護カバー７３を有する。この保護カバー７３は、−ｘ方向を深さ方向とする箱型の中空部材であり、前記複数の光学素子（カップリングレンズ１１、温度補正レンズ１２、アパーチャミラー１３、折返しミラー１４、第２アパーチャ１５、集光レンズ１６）を覆うことにより該複数の光学素子の損傷を防ぐものである。

また、保護カバー７３の−ｘ側の面には、アパーチャミラー１３を通過したレーザ光を外部に出射する開口部７３ａが設けられ、保護カバー７３の＋ｚ，−ｚ側のそれぞれの面には、嵌合穴７３ｂが設けられている（図４）。

保護カバー７３は、図１４においてｙ軸方向に延びる対称軸に対して線対称の形状を呈しており、該保護カバー７３を光学素子保持部７２ａに被せるときには、保護カバー７３のｚ軸方向の内面が光学素子保持部７２ａのｚ軸方向の２平面に沿ってガイドされることによりスムーズに挿入され、保護カバー７３の嵌合穴７３ｂが、光学素子保持部７２ａの集光レンズ受け部７２ａ６近傍に設けられた突起部７２ｈと嵌合することにより、適正な位置に固定される。このとき、集光レンズ１６の外形は集光レンズ受け部７２ａ６の凹形接着面より出張ることがないためスムーズな装填が可能となる。

以上のように構成された光源装置７０は、光ビーム走査装置１００のハウジングに対して、カップリングレンズ１１の光軸にほぼ平行な軸回りに回動可能に取り付けられる。このとき、光ビーム走査装置１００のハウジングには、光源装置７０を装着するための嵌合穴及び逃げ部からなる鍵穴形状の開口部分が設けられている。この嵌合穴の内径は、光学素子ホルダ７２の環状凸部７２ｇの外形と同等となるように規定され、逃げ部は保護カバー７３の環状凸部７２ｇから＋ｙ側にはみ出している部分よりも十分大きくなるように規定されている。したがって、保護カバー７３の外形の大きさは、光ビーム走査装置１００のハウジングに設けられる嵌合穴及び逃げ部の開口部分（鍵穴形状）よりも小さくなっているため、保護カバー７３を装着したままで光学装置７０を光ビーム走査装置１００のハウジングに組み付け可能であり、さらに図示していない調整機構によりγ調整が可能となる。

ところで、前記複数の光学素子、及び該複数の光学素子を保持する保持手段それぞれの形状は、光軸を含む平面内のある軸に対して線対称であることが好ましい。

図１５〜図１７にその構成を示す。図１５は図１４におけるＢ−Ｂ断面図であり、図１６は図１４におけるＣ−Ｃ断面図であり、図１７は図１４におけるＤ−Ｄ断面図である。
図１５，図１６において、カップリングレンズ１１、温度補正レンズ１２、アパーチャミラー１３、光学素子保持部７２ａ、保護カバー７３は、ｘ軸方向に延びる対称軸に対して線対称な形状となっている。また、図１７においても、第２アパーチャ１５、押圧ばね１５ａ、集光レンズ１６、光学素子保持部７２ａ、保護カバー７３は、ｘ軸方向に延びる対称軸に対して線対称な形状となっている。また、ここでは図示していないが、折返しミラー１４、押圧ばね１３ａも、ｘ軸方向に延びる対称軸に対して線対称な形状となっている。

このように、光学系の構成部品が光軸を含む平面内にあるｘ軸方向に延びる対称軸に対して線対称形状をしているため、光学素子保持部７２ａの形状安定性が高く（偏った残留応力やひずみが発生しにくく）、押圧部材（押圧ばね１３ａ，１５ａ）も前記対称軸を挟んで均等な押圧が可能であるため、光学素子（カップリングレンズ１１、温度補正レンズ１２、アパーチャミラー１３、折返しミラー１４、第２アパーチャ１５、集光レンズ１６）の姿勢安定性が高く、環境温度変動に対しても安定した挙動を示し、膨張収縮によるひずみによる光軸ずれを起こすことがない。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１０ 光源手段
１０ａ 面発光光源（２次元アレイ発光素子）
１０ｂ パッケージ
１０ｘ 光軸方向基準面
１０ｙ 主走査方向基準面
１０ｚ 副走査方向基準面
１１ カップリングレンズ
１２ 温度補正レンズ
１３ 分岐光学素子（アパーチャミラー）
１３ａ，１５ａ 押圧ばね
１３ａ１，１５ａ１ ばね本体
１３ａ２，１３ａ３，１５ａ１ アーム部
１３ｂ，１５ｂ 立曲げ部
１４ 折返しミラー
１５ 第２アパーチャ
１６ 集光レンズ
１７ 光検出器（ＰＤ）
３０Ａ〜３０Ｄ 感光体ドラム
３１Ａ〜３１Ｄ クリーニングケース
３２Ａ〜３２Ｄ 帯電チャージャ
３３Ａ〜３３Ｄ トナーカートリッジ
４０ 転写ベルト
４０ａ，４０ｃ 従動ローラ
４０ｂ 駆動ローラ
４８ 転写チャージャ
５０ 定着ローラ
５２ 第２レジストローラ
５４ 給紙コロ
５６ 第１レジストローラ
５８ 排紙ローラ
６０ 給紙トレイ
６１ 用紙（記録媒体）
７０ 光源装置
７１ 中間ホルダ
７１ａ，７１ｂ 開口部
７１ｃ，７１ｅ 固定穴
７１ｄ 基準ピン
７１ｆ 筒状部
７１ｇ 額縁部分
７１ｘ 光軸方向突き当て部（受け部）
７１ｙ 主走査方向突き当て部（受け部）
７１ｚ 副走査方向突き当て部（受け部）
７２ 光学素子ホルダ
７２ａ 光学素子保持部
７２ａ１ カップリグレンズ受け部
７２ａ２ 温度補正レンズ受け部
７２ａ３ アパーチャミラー受け部
７２ａ４ 折返しミラー受け部
７２ａ５，７２ａ７ 嵌合溝
７２ａ６ 集光レンズ受け部
７２ｂ，７２ｃ 開口部
７２ｄ１ 主基準穴
７２ｄ２ 従基準穴
７２ｅ 貫通穴
７２ｆ 光源装置支持部
７２ｇ 環状凸部
７２ｈ 突起
７２ｐ 本体プレート
７３ 保護カバー
７３ａ 開口部
７３ｂ 嵌合穴
７５ 回路基板（制御基板）
７５ａ 補強部材
７５ｂ 中間部材
７５ｃ 逃げ穴（丸穴）
７８ 押圧部材
７８ａ 押圧部
７９ａ，７９ｂ，７９ｃ 締結ねじ
１００ 光ビーム走査装置
１０４ ポリゴンミラー
１０５，３０５ ｆθレンズ
１０６Ａ，１０６Ｂ，１０８Ａ，１０８Ｂ，３０６Ｃ，３０６Ｄ，３０８Ｃ，３０８Ｄ 反射ミラー
１０７Ａ，１０７Ｂ，３０７Ｃ，３０７Ｄ トロイダルレンズ
１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃ，１４１Ｄ，１４２Ａ，１４２Ｂ，１４２Ｃ，１４２Ｄ 光検出センサ
２０２ 光束分割プリズム
２０３Ａ，２０３Ｂ 液晶素子
２０４Ａ，２０４Ｂ シリンダレンズ
５００ 画像形成装置
５０１ ハウジング
５０１ａ 排紙トレイ

特開２００２−３４１２７３号公報 特開２００３−２１１７２８号公報 特開２００４−６５９２号公報

Claims (7)

1. 複数の発光源を光軸（光ビームの射出方向）と直交する面内に２次元に配列してなる面発光光源と該面発光光源を収容するパッケージとから構成される光源手段を実装した回路基板と、
   前記光源手段からの光ビームを平行光束あるいは所定の収束または発散状態の光束とするカップリングレンズを少なくとも含む複数の光学素子を保持する光学素子ホルダと、
   前記回路基板と光学素子ホルダとの間に配置され、前記回路基板の光源手段が実装された面を覆うように該回路基板と連結することにより前記パッケージと当接して当該光源装置における前記面発光光源の位置を決めて固定し、前記光学素子ホルダと連結することにより前記面発光光源に対する複数の光学素子の位置を決める中間ホルダと、
   前記回路基板の光源手段が実装された面とは反対側の面から該回路基板を介して前記パッケージを中間ホルダ側に弾性力を作用させて押圧する押圧部材と、を備え、
   前記光源手段のパッケージは、光軸方向、光軸に直交する一の方向（主走査方向）、光軸に直交しかつ主走査方向に直交する他の方向（副走査方向）のそれぞれの方向に面する３つの基準面を、前記中間ホルダは、前記パッケージの３つの基準面が当接して前記面発光光源の位置を決める突き当て部を、有し、
   前記中間ホルダは、前記突き当て部が前記３つの基準面に当接するとともに、前記パッケージが前記押圧部材により中間ホルダ側に押圧された状態で前記回路基板と連結される光源装置。
2. 前記回路基板は長手方向の両端側に前記中間ホルダを挟持する補強部材を有し、
   前記中間ホルダは、前記補強部材により挟持された状態で締結部材によって前記回路基板と連結される請求項１に記載の光源装置。
3. 前記押圧部材は、弾性を有する板状の部材を板金加工することにより形成され、前記パッケージを中間ホルダ側に弾性力を作用させる押圧部を有する請求項１または２に記載の光源装置。
4. 前記回路基板は、光ビームの光量を検出する光検出器を有し、
   前記光学素子ホルダは、前記面発光光源からの光ビームを分割する光束分割素子と、該光束分割素子により分割された一方の光ビームの絞りとなるアパーチャと、該アパーチャを通った光ビームを前記光検出器に導く集光レンズと、を保持する請求項１〜３のいずれかに記載の光源装置。
5. 前記複数の光学素子、および前記光学素子ホルダにおいて前記複数の光学素子を保持する光学素子保持部それぞれの形状は、光軸方向に延びるある対称軸に対して線対称である請求項１〜４のいずれかに記載の光源装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の光源装置と、
   前記光源装置からの光ビームを偏向する偏向手段と、
   偏向された光ビームを被走査面に結像する結像光学系と、
   を備える光ビーム走査装置。
7. 請求項６に記載の光ビーム走査装置と、
   前記光ビーム走査装置からの光ビームが結像し、静電像が形成される感光体と、
   前記静電像をトナーにより現像する現像手段と、
   現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
   を備える画像形成装置。
   

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