JP6646994B2 - Optical unit, optical scanning device including the optical unit, and image forming apparatus including the optical unit - Google Patents
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Description
本発明は、光ビームを被露光体に向けて出射する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device that emits a light beam toward an object to be exposed, and an image forming apparatus including the optical scanning device.
電子写真方式の複写機及びプリンタ等の画像形成装置は、感光体上を画像データに応じて明滅するレーザ光が走査することで感光体上に静電潜像を形成し、当該静電潜像をトナーによって現像することで画像を形成する。レーザ光を出射する装置として光走査装置が用いられる。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines and printers form an electrostatic latent image on a photoconductor by scanning a laser beam that blinks on the photoconductor in accordance with image data. Is developed with toner to form an image. An optical scanning device is used as a device that emits laser light.
上記光走査装置は光源である半導体レーザからの光束を略平行な光束に変換した後、回転する回転多面鏡(以下、ポリゴンミラーと称す)等で偏向する。ポリゴンミラーによって偏向されたレーザ光は感光体上を走査する。 The optical scanning device converts a light beam from a semiconductor laser as a light source into a substantially parallel light beam, and then deflects the light with a rotating polygon mirror (hereinafter, referred to as a polygon mirror). The laser light deflected by the polygon mirror scans the photoconductor.
近年の光走査装置は画像形成速度の高速化や画像の高解像度化に対応するため、複数の発光点から出射される複数のレーザ光によって感光体を露光する。半導体レーザの形式としては、例えば垂直共振器型面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser−Diode。以下、VCSELと表記する。)が多数の発光点のアレイ化も容易であるため、光走査装置の光源に用いられている。 In recent years, an optical scanning device exposes a photoconductor with a plurality of laser beams emitted from a plurality of light emitting points in order to cope with a higher image forming speed and a higher resolution of an image. As a type of a semiconductor laser, for example, a vertical cavity surface emitting laser (hereinafter, referred to as VCSEL) is easily formed into an array of a large number of light emitting points. Used for light sources.
光源から出射されるレーザ光の光路は、感光体上のレーザ光のスポット形状や光量に影響を与える。このため光源の設置位置には高い精度が要求され、構成部品にはマイクロメートル単位の位置保証が求められる。 The optical path of the laser light emitted from the light source affects the spot shape and the light amount of the laser light on the photoconductor. For this reason, a high accuracy is required for the installation position of the light source, and a position guarantee for the micrometer unit is required for the components.
そこで特許文献1は、VCSELチップのパッケージ部の基準面を光学ユニットの光軸に対して垂直に高精度に取り付ける方法を提案している。特許文献1では、VCSELチップの発光点が設けられている平面と平行な基準面をVCSELチップのパッケージ部に設けている。パッケージ部の基準面を、レーザホルダに設けられた3箇所の当接部に当接させて、パッケージ部材の基準面を光学ユニットの光軸に対して垂直に高精度に取り付けている。 Therefore, Patent Document 1 proposes a method of mounting a reference surface of a package portion of a VCSEL chip with high accuracy perpendicular to an optical axis of an optical unit. In Patent Literature 1, a reference plane parallel to a plane on which light emitting points of the VCSEL chip are provided is provided on a package portion of the VCSEL chip. The reference surface of the package portion is brought into contact with three contact portions provided on the laser holder, and the reference surface of the package member is attached with high accuracy perpendicular to the optical axis of the optical unit.
特許文献1のようなVCSELチップを用いた光走査装置においては、パーケージ部はセラミック製、レーザホルダは金属製、で構成されていることが考えられる。レーザホルダの当接部はVCSELチップのパッケージ部に当接するが、パッケージ部の材質であるセラミックは絶縁体であるため、レーザホルダとVCSELチップは電気的に接続されていない。 In an optical scanning device using a VCSEL chip as disclosed in Patent Document 1, it is conceivable that the package portion is made of ceramic and the laser holder is made of metal. The contact portion of the laser holder comes into contact with the package portion of the VCSEL chip, but since the ceramic material of the package portion is an insulator, the laser holder and the VCSEL chip are not electrically connected.
一方、パッケージ部にはVCSELチップの発光部に電気信号を入力するための端子が設けられている。パッケージ部は10mm四方程度の小さなものであるため、パッケージ部に当接するレーザホルダの当接部と端子との距離が近くなる。画像形成装置の組み立て作業中にレーザホルダが帯電することがあるが、レーザホルダに帯電した電荷がレーザホルダの当接部から端子へと急激に流れる放電現象によって、VCSELチップが静電破壊されるおそれがある。 On the other hand, a terminal for inputting an electric signal to a light emitting part of the VCSEL chip is provided in the package part. Since the package portion is as small as about 10 mm square, the distance between the contact portion of the laser holder that contacts the package portion and the terminal is short. The laser holder may be charged during the assembling operation of the image forming apparatus. However, the VCSEL chip is electrostatically damaged due to a discharge phenomenon in which the charge charged in the laser holder rapidly flows from the contact portion of the laser holder to the terminal. There is a risk.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、レーザチップの静電破壊を防止するために、レーザホルダとレーザチップの端子との間の放電を抑止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to suppress discharge between a laser holder and terminals of a laser chip in order to prevent electrostatic breakdown of the laser chip.
上記課題を解決するための光学ユニットは、光走査装置の筐体に取り付けられる光学ユニットであって、セラミックによって形成されたパッケージ部と、前記パッケージ部に囲まれたレーザビームを出射する複数の発光部と、前記パッケージ部の端面に配置され、前記複数の発光部に電流を供給するための複数の端子と、を備える垂直共振器型面発光レーザであるレーザチップと、前記レーザチップが取り付けられ、前記複数の端子が半田によって電気的に接続された電気基板と、前記パッケージ部に当接して前記レーザチップの位置を定めるための当接部を備える金属製のレーザホルダと、弾性変形可能な樹脂製の連結部材であって、該弾性変形による復元力によって前記パッケージ部を前記当接部に当接させるべく前記電気基板と前記レーザホルダを連結する連結部材と、前記電気基板を前記連結部材に連結するために前記連結部材に締結されるねじであって、当該締結によって前記連結部材を弾性変形させるねじと、
前記レーザホルダと前記電気基板を電気的に導通させるために前記レーザホルダと前記電気基板とに接続される導通部材と、を有し、前記電気基板には前記導通部材を介して前記レーザホルダと電気的に導通させるための電極が形成されており、前記導通部材は前記電極と前記レーザホルダとに接続されていることを特徴とする。
An optical unit for solving the above-mentioned problem is an optical unit attached to a housing of an optical scanning device, and includes a package portion formed of ceramic, and a plurality of light emitting devices that emit a laser beam surrounded by the package portion. A laser chip, which is a vertical cavity surface emitting laser , comprising: a unit, and a plurality of terminals arranged on an end surface of the package unit for supplying current to the plurality of light emitting units; and , an electric substrate on which the plurality of terminals are electrically connected by soldering, and a metal laser holder with an abutment for defining the contact with the position of the laser chip to the package portion, elastically deformable A connection member made of a resin, wherein the electric board and the resin are connected so that the package portion abuts on the abutment portion by a restoring force due to the elastic deformation. A connecting member connecting the Zahoruda, a screw that is fastened to the connecting member for connecting the electrical substrate to the connecting member, and a screw to elastically deform the connecting member by the fastening,
Anda conductive member connected the to the laser holder and the electrical substrate for electrically connecting the electrical substrate and the laser holder, the said electrical substrate and said laser holder through said conductive member An electrode for electrical conduction is formed, and the conduction member is connected to the electrode and the laser holder.
電気基板とレーザチップが実装された電気基板とを電気的に導通させるための導通部材を、電気基板を連結部材に締結するためのねじとは別途設けることによって、セラミックパッケージ型の垂直共振器型レーザのレーザチップと金属製のレーザホルダ間における放電の発生を抑制することができる。By providing a conducting member for electrically conducting between the electric board and the electric board on which the laser chip is mounted, separately from a screw for fastening the electric board to the connecting member, a ceramic package type vertical resonator type is provided. Discharge between the laser chip of the laser and the metal laser holder can be suppressed.
(実施例1)
図1は、本実施例にかかる画像形成装置であるカラー画像形成装置の概略断面図である。なお、実施例をカラー画像形成装置及びこれに備えられる光走査装置を例に説明するが、実施の形態はカラー画像形成装置限られるものではなく、単色のトナー(例えば、ブラック)のみで画像形成する画像形成装置であっても良い。
(Example 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a color image forming apparatus that is an image forming apparatus according to the present embodiment. Although the embodiments will be described by taking a color image forming apparatus and an optical scanning device provided therein as an example, the embodiment is not limited to the color image forming apparatus, and the image forming apparatus is configured to perform image formation using only a single color toner (for example, black). Image forming apparatus.
まず、図1を用いて本実施例の画像形成装置100について説明する。画像形成装置100には色別に画像を形成する4つの画像形成部101Y、101M、101C、101Bkが備えられている。ここでのY、M、C、Bkは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部101Y、101M、101C、101Bkはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。各色の画像形成部は同様の構成であるため、以降は画像形成部101Yについて説明する。
First, an
画像形成部101Yには感光体である感光ドラム102Yが備えられている。感光ドラム102Yの周りには、帯電装置103Y、光走査装置104Y、現像装置105Y、ドラムクリーニング装置106Y、が配置されている。
The
感光ドラム102Yの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト107が配置されている。中間転写ベルト107は、駆動ローラ108と従動ローラ109及び110とに張架され、画像形成中は図中の矢印B方向に回転する。また、中間転写ベルト107を介して、感光ドラム102Yに対向する位置には一次転写装置111Yが設けられている。
An endless belt-shaped
次に、画像形成プロセスを説明する。まず、帯電装置103Yが感光ドラム102Yを帯電させる。帯電した感光ドラム102Yは、光走査装置104Yから出射されるレーザ光によって露光される。これによって、感光体上に静電潜像が形成される。その後、該静電潜像は現像装置105Yによって現像され、トナー像が感光ドラム102Y上に現れる。感光ドラム102Y上に現像されたトナー像は一次転写部112が転写ベルトに転写バイアスを印加することによって中間転写ベルト107に転写される。
Next, the image forming process will be described. First, the
中間転写ベルト107に転写されたトナー像は2次転写装置112にて、給紙カセット115から2次転写部112に搬送されてきた記録媒体S上に転写される。記録媒体S上のトナー像は定着装置113で加熱定着される。トナー像が定着された記録媒体Sは、排紙部116に排紙される。
The toner image transferred to the
次に、光走査装置104Y、104M、104C、104Bkの構成を説明する。なお、各光走査装置の構成は同様であるので、以下の説明では色を示す添え字Y、M、C、Bkを省略する。
Next, the configuration of the
図2において、光走査装置104は筐体401及び光学ユニット200を備える。また、筐体401内部にはポリゴンミラー402、fθレンズ404等、以下に説明する各種光学部材が収容されている。
2, the optical scanning device 104 includes a
図3は、光走査装置104の筐体に取り付けられる光学ユニット200の分解斜視図である。図3(a)は後述するレンズ鏡筒204側から見た斜視図であり、図3(b)は後述するVCSEL基板203側から見た斜視図である。図3(c)、図3(d)はレンズ鏡筒204を組み付ける前の光学ユニット200の光軸位置における水平断面図であり、図3(e)は後述する連結部材207を示す斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the
図3(a)において、光学ユニット200はレーザ光(光ビーム)を出射するレーザチップであるVCSELチップ202を備える。VCSELとは垂直共振器型面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)の意味である。また、光学ユニット200はVCSELチップ202を駆動するための電気基板であるVCSEL基板203を備える。
In FIG. 3A, the
VCSELチップ202は、図4に示すように発光部202aを囲うようにパッケージ部202bを備えている。また、パッケージ部の周囲には発光部202aに電流を入力するための端子202cが配置されている。パッケージ部202bは、Al2O3、SiO2、TiO2、等の絶縁体であるセラミック素材で成形されている。セラミックを用いることにより、硬度や剛性において良好な特性が得られる。また一般的にセラミックは、その材質特性からサブミクロンのオーダーで精度を容易に出せるため、パッケージ部の材料として適している。図4の拡大図は、発光部202aの発光素子の配列を示している。本実施例の発光部202aは複数の発光素子が1列(アレイ状)に配列されている。各発光素子から出射されたレーザ光は感光ドラムの回転方向において感光体上の異なる位置に結像するように光走査装置に設置される。なお、発光素子の配列は1列に限られるものではなく、2次元配列されていても良い。また、本実施例ではレーザチップの形式としてVCSELチップを用いて説明したが、同様の形状を有する他の半導体レーザー(例えば端面放射型発光ダイオード)であっても良い。
The
VCSELチップ202は図3(a)に示すVCSEL基板203上に配置され、端子202cがVCSEL基板203上の電極に半田、ケーブル等を介して電気的に接続される。
The
VCSEL基板203上には、VCSEL基板203を固定するための挿通穴203aが配置されている。また、図3(b)に示すようにVCSEL基板203の表面の挿通穴203aの周囲には、後述するようにレーザホルダ201とVCSEL基板203との間で電荷の移動を可能とするための電極であるグランドパタン203bが配置されている。グランドパタン203bは、銅等の導電性の高い材質で成形されており、プリント配線等でVCSELチップの端子202cの一部と電気的に接続されている。
On the
レーザホルダ201は、鏡筒部204を備え、鏡筒部204の先端にはコリメータレンズ205が取り付けられている。レーザホルダ201は、図3(b)に示すように3箇所の当接部201aを有する。レーザホルダ201および当接部201aは強度や剛性に優れた特性が求められることから、アルミダイカストやマグネシウムダイカスト等といった金属材料で成形される。
The
コリメータレンズ205は、VCSEL202から出射されるレーザ光(発散光)を平行光に変換する。コリメータレンズ205は、光走査装置104の組み立て時に調整治具を用いて発光部202aから出射されるレーザ光の照射位置やピントを検出しながら、レーザホルダ201への設置位置が調整される。コリメータレンズ205の設置位置が決定されると、コリメータレンズ205と鏡筒部204との間に塗布された紫外線硬化型の接着剤に紫外線を照射することでコリメータレンズ205はレーザホルダ201に接着固定される。
The
発光部202aに設けられた複数の発光素子は、電流がVCSEL基板203から供給されることによってレーザ光を出射する。またVCSEL基板203は、図3(b)に示すVCSEL基板203上に配置されたコネクタ213と、不図示の電気ケーブルを介して、図5にて詳述するCPU501と接続されている。保護カバー210は、VCSEL基板203を保護するために、ねじ211によりレーザホルダ201に締結される。導通部材であるアース板601は、レーザホルダ201とVCSEL基板203を電気的に接続する。アース板601の一端は図3(a)に示すねじ602によってレーザホルダ201に固定される。また、アース板601のもう一端は、図3(b)に示すねじ209aによりVCSEL基板203を挟んで連結部材207に締結される。アース板601はSUS等の金属材料で成形される。アース板601に関しての詳細は後述する。
The plurality of light emitting elements provided in the
次に、レーザホルダ201にVCSEL基板203を固定するための構成について説明する。図3(b)において連結部材207はVCSEL基板203をレーザホルダ201に固定する機能を有する。連結部材207の材質はPC+ABSやPAといった弾性を有する樹脂である。図3(e)に示すように、連結部材207はレーザホルダ201に連結部材207を固定するための3箇所の固定部207bを有する。固定部207bはそれぞれ挿通穴を有する。また、連結部材207はVCSEL基板203を取り付けるための3箇所の基板支持部207aおよび固定部207bを有し、基板支持部207aと固定部207bの間には接続部207cが設けられている。
Next, a configuration for fixing the
レーザホルダ201にVCSEL基板203を固定する方法は以下の通りである。
The method of fixing the
図3(b)に示すように、連結部材207は3つのねじ208によってレーザホルダ201に固定される。次にレーザホルダ201に設けられた3箇所の当接部201aにVCSEL基板203に実装されたVCSELチップのパッケージ部202bが押しつけられる。当接部201aは、VSCELチップの位置や姿勢の基準となるため精度よく形成されている。当接部201aにパッケージ部202bが押しつけられることでVCSELチップ202が所望の位置や姿勢となる。
As shown in FIG. 3B, the connecting
当接部201aにパッケージ部202bを押しつけた状態では、図3(c)に示すように、連結部材207の基板支持部207aとVCSEL基板203の間にはすき間tが存在する。次に、図3(b)に示すようにねじ209a、209b、209cを連結部材のねじ穴207dに挿入する。すると、図3(e)に示す接続部207cがすき間tを埋めるように弾性変形して、基板支持部207aがVCSEL基板203に密着する(図3(d)参照)。接続部207cが弾性変形することによって発生する復元力はVCSELチップ202をレーザホルダ201の当接部201aに押しつける力となる。この復元力によりVCSELチップ202は当接部201aに対して固定される。ここで、VCSELチップのパッケージ部202bは10mm四方程度であり小さい。このため、当接部201aとVCSELチップの端子202cの距離が近くなり、静電破壊が起きるおそれがある。詳細は後述する。
In a state where the
以上の方法により、光学ユニット200は組み立てられる。次に、光学ユニット200から出射されたレーザ光が感光ドラムを走査するための構成について説明する。
The
図2(a)は光走査装置104の斜視図であり、図2(b)は光走査装置104の上面図であり、図2(c)は図2(b)におけるA−A’の断面図、図2(d)は主要な光学部品の構成を示した斜視図である。図2(a)に示すように、筐体401には光学ユニット200が取り付けられている。筐体401は上下に開放した形状であり、図2(c)に示すように上フタ417と下フタ418が取り付けられることで内部が密閉される。筐体401の内部には、光学ユニットから出射されたレーザ光を偏向する偏向部材である回転多面鏡402が収容されている。回転多面鏡402は、レーザ光が感光ドラム上を所定の方向に走査するように図2(c)に示すモータ403によって回転駆動される。回転多面鏡402によって偏向されたレーザ光は図2(c)に示す第1のfθレンズ404に入射する。第1のfθレンズ404を通過したレーザ光は、反射ミラー405、反射ミラー406によって反射され、第2のfθレンズ407に入射する。第2のfθレンズ407を通過したレーザ光は反射ミラー408によって反射され、防塵ガラス409を通過して感光ドラム上に導かれる。回転多面鏡402によって等角速度で走査されるレーザ光が第1のfθレンズ404と第2のfθレンズ407により感光体上に結像し、かつ感光体上を等速度で走査するようになる。
2A is a perspective view of the optical scanning device 104, FIG. 2B is a top view of the optical scanning device 104, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. FIG. 2D is a perspective view showing a configuration of main optical components. As shown in FIG. 2A, the
図2(d)に示すように、本実施例の光走査装置104はビームスプリッター410を有する。ビームスプリッター410は、VCSELチップ202から出射され、回転多面鏡402に向かうレーザ光の光路上に配置されている。ビームスプリッター410に入射したレーザ光は透過光である第1のレーザ光と反射光である第2のレーザ光とに分離される。第1のレーザ光は回転多面鏡402によって偏向され、上述の如く感光ドラムに導かれる。第2のレーザ光は集光レンズ415を通過した後、光電変換素子(受光部)であるフォトダイオード411(以下、PD411)に入射する。PD411は、受光光量に応じた検知信号を出力し、出力された検知信号に基づいて自動光量制御(Automatic Power Control:APC)が行われる。
As shown in FIG. 2D, the optical scanning device 104 of the present embodiment has a
また、本実施例の光走査装置104は、感光ドラム上において画像データに基づくレーザ光の出射タイミングを決定するための同期信号を生成するBeam Detector412(以下、BD412とする。)を備える。回転多面鏡402によって偏向されたレーザ光(第1のレーザ光)は、第1のfθレンズ404を通過し、反射ミラー405、BDミラー414によって反射され、光学系413を通過した後BD412に入射する。
Further, the optical scanning device 104 of the present embodiment includes a beam detector 412 (hereinafter, referred to as a BD 412) that generates a synchronization signal for determining a laser beam emission timing based on image data on the photosensitive drum. The laser light (first laser light) deflected by the
次に、感光ドラム上を走査するレーザ光が所望の静電潜像を形成するための制御について説明する。図5は、本実施例の画像形成装置の制御ブロック図である。なお、本実施例における各色の画像形成部における構成要素は同一のものであるため、以下では、画像形成部101Yの制御ブロック図を例に説明する。
Next, a control for forming a desired electrostatic latent image by a laser beam that scans the photosensitive drum will be described. FIG. 5 is a control block diagram of the image forming apparatus of the present embodiment. Note that, since the components in the image forming units of the respective colors in the present embodiment are the same, a control block diagram of the
CPU501はメモリ502に記憶された制御プログラムに基づいて各要素に所定の制御を実行させる制御部である。図5に示すプロセスユニットは、感光ドラムを駆動する駆動部、帯電装置103Y、現像装置105Y、ドラムクリーニング装置106Y、駆動ローラ108、一次転写装置111Yを総称したものであり、その詳細な制御については説明を省略する。
The
メモリ502には、制御プログラムの他、APCを実行する際に用いる参照値データ、各発光素子の出射タイミングを規定するタイミングデータが記憶されている。CPU501は、同期信号よりも高周波数のクロック信号を生成する水晶発振器などのクロック信号生成部とクロック信号をカウントするカウンタを内蔵している。
The
CPU501には、BD412から出力される同期信号が入力される。また、CPU501には、PD411から出力される検知信号が入力される。CPU501は、同期信号に基づいてレーザドライバ503に制御信号を送信し、レーザドライバ503は制御信号に基づいてVCSELチップ202に駆動信号を送信する。
The synchronization signal output from the
続いて、本実施例における特徴的な箇所であるアース板601の構成について、図6を用いて説明する。図6は、アース板601とVCSEL基板203が、レーザホルダ201に組み込まれる様子を示したものである。
Next, the configuration of the
図6(a)は、アース板601がレーザホルダ201に組み込まれる前の分解斜視図である。
FIG. 6A is an exploded perspective view before the
図6(b)は、アース板601がレーザホルダ201に組み込まれた状態を示した図である。
FIG. 6B is a diagram illustrating a state where the
図6(c)は、VCSEL基板203を所定の位置にセットした状態を示した図である。
FIG. 6C shows a state where the
図6(d)は、VCSEL基板203が、ねじ固定された時のアース板601とVCSEL基板203の関係を示した図である。
FIG. 6D is a diagram illustrating a relationship between the
尚、本実施例の目的に関係の無い箇所は省略してある。 It should be noted that parts irrelevant to the purpose of the present embodiment are omitted.
図6(a)のように、アース板601は、略コの字形状を成しており、接触部601a、挿通穴601b、601dと位置決め穴601cを有している。レーザホルダ201のボス201cに、位置決め穴601cが嵌合することでレーザホルダ201に対するアース板601の位置が決まる。次に、挿通穴601bを挿通してねじ602をねじ穴201bに締め込むことで、アース板601がレーザホルダ201に固定される(図6b)。アース板601とレーザホルダ201は共に金属材料で成形されているため、ねじ締結によりアース板601とレーザホルダ201は電気的に接続される。
As shown in FIG. 6A, the
次に、図6(c)に示すようにVCSEL基板203をレーザホルダ201にセットする。このとき、VCSEL基板203は、アース板601のコの字の内側に配置される。
Next, the
図6(c)の状態からねじ209aをアース板601の挿通穴601aとVCSEL基板の挿通穴203aを挿通させ、連結部材207の締結部207a(図2(b)参照)に締め込む。すると、アース板601とVCSEL基板203と連結部材207とがねじ締結される。VCSEL基板の挿通穴203aの周囲にはグランドパタン203bが形成されているため、アース板の接触部601aとグランドパタン203bが圧接する。この構成により、アース板601とVCSEL基板203が電気的に接続される(図6(d))。
6C, the
以上の構成により、アース板601を介して、VCSEL基板203とレーザホルダ201が電気的に接続される。換言すると、レーザホルダ201からVCSEL基板203へと、アース板601を介して電荷の移動が可能となる。次に、このような構成とする利点を説明する。
With the above configuration, the
光走査装置104は先述した方法で組み立てられた後、画像形成装置の本体枠に取り付けられる。一方、画像形成装置の本体枠には光走査装置の他、給紙部や二次転写部等の多くのユニットが取り付けられる。その取り付け作業において、本体枠が帯電することがある。本体枠が帯電したまま光走査装置104を本体枠に対して取り付けると、電荷が光走査装置の筐体401に移動する。レーザホルダ201は筐体401に取り付けられているため、筐体401が金属製であれば電荷は瞬時にレーザホルダへと移動してレーザホルダが帯電する。
After being assembled by the above-described method, the optical scanning device 104 is attached to the main body frame of the image forming apparatus. On the other hand, many units such as a paper feeding unit and a secondary transfer unit are attached to the main body frame of the image forming apparatus in addition to the optical scanning device. During the mounting operation, the main body frame may be charged. When the optical scanning device 104 is attached to the main frame while the main frame is charged, the electric charges move to the
また、光走査装置104の組み立て作業においてレーザホルダが帯電する場合もある。光走査装置の筐体401の内部には光学部品が収容されており、光学部品に塵埃が付着するとVCSELチップの発光部202aから出射されたレーザ光が正常に透過・反射されず画像不良の原因となる。光学部品に塵埃が付着することを防止するため、筐体401に防塵シートを貼り付けて密閉性を確保する場合がある。防塵シートは一般的に両面テープを用いて筐体401に貼り付けるが、両面テープの剥離紙を剥がす際に剥離帯電現象が発生して防塵シートが帯電する。帯電した防塵シートを筐体401に貼りつけると、筐体401が帯電する。筐体401が帯電するとレーザホルダへと電荷が移動してレーザホルダが帯電する。筐体401が樹脂製であっても材質や環境によって電荷が筐体401からレーザホルダ201に移動する場合がある。
Further, the laser holder may be charged during the assembly operation of the optical scanning device 104. Optical components are housed inside the
以上の理由により、レーザホルダ201は帯電することがある。
For the above reasons, the
先述した通り、レーザホルダの当接部201aはVCSELチップの端子202cと近接しているが、接触はしていない。このため、レーザホルダが帯電した場合には当接部201aから端子202cへと電荷が急激に移動する放電現象が発生するおそれがある。放電現象が発生すると、VCSELチップ202が静電破壊されるおそれがある。しかし、本実施例のように構成すると、レーザホルダ201からアース板601へと電荷が移動する。アース板601はVCSEL基板と電気的に接続しているため、電荷はVCSEL基板203へと移動する。VCSEL基板203とVCSELチップの端子202cも電気的に接続されているため、最終的にはレーザホルダ201とVCSELチップの端子202cが同電位となるまでアース板601を介して電荷が移動する。
As described above, the
以上のように、VCSEL基板203とレーザホルダ201をアース板601で電気的に接続することにより、レーザホルダ201とVCSELチップの端子202cの間で放電現象が発生してVCSELチップ202の静電破壊を抑制することができる。
As described above, by electrically connecting the
尚、本実施例においては、アース板601を用いて説明を行ったが、板金部材に拘ることはなく、例えばケーブル線を用いてVCSEL基板とレーザホルダを電気的に接続しても良い。また、筐体401の材質は全体が金属や樹脂とする他、部分的に金属や樹脂とするものであっても良い。
In the present embodiment, the description has been made using the
100 画像形成装置
104Y、104M、104C、104Bk 光走査装置
201 レーザホルダ
201a 当接部
201b ねじ穴
201c ボス
202 VCSELチップ
202a 発光部
202b パッケージ部
202c 端子
203 VCSEL基板
203a 挿通穴
203b グランドパタン
207 連結部材
208、209 ねじ
401 筐体
402 回転多面鏡
601 アース板
601a 接触部
601b、601d 挿通穴
601c 位置決め穴
602 ねじ
REFERENCE SIGNS
Claims (10)
セラミックによって形成されたパッケージ部と、前記パッケージ部に囲まれたレーザビームを出射する複数の発光部と、前記パッケージ部の端面に配置され、前記複数の発光部に電流を供給するための複数の端子と、を備える垂直共振器型面発光レーザであるレーザチップと、
前記レーザチップが取り付けられ、前記複数の端子が半田によって電気的に接続された電気基板と、
前記パッケージ部に当接して前記レーザチップの位置を定めるための当接部を備える金属製のレーザホルダと、
弾性変形可能な樹脂製の連結部材であって、該弾性変形による復元力によって前記パッケージ部を前記当接部に当接させるべく前記電気基板と前記レーザホルダを連結する連結部材と、
前記電気基板を前記連結部材に連結するために前記連結部材に締結されるねじであって、当該締結によって前記連結部材を弾性変形させるねじと、
前記レーザホルダと前記電気基板を電気的に導通させるために前記レーザホルダと前記電気基板とに接続される導通部材と、を有し、
前記電気基板には前記導通部材を介して前記レーザホルダと電気的に導通させるための電極が形成されており、
前記導通部材は前記電極と前記レーザホルダとに接続されていることを特徴とする光学ユニット。 An optical unit attached to a housing of the optical scanning device,
A package portion formed of ceramic, a plurality of light-emitting portions for emitting a laser beam surrounded by the package portion, and a plurality of light-emitting portions disposed on an end surface of the package portion for supplying a current to the plurality of light-emitting portions. A laser chip which is a vertical cavity surface emitting laser comprising a terminal ,
An electric board to which the laser chip is attached and the plurality of terminals are electrically connected by solder ,
A metal laser holder comprising a contact portion for determining the position of the laser chip in contact with the package portion,
A connecting member made of an elastically deformable resin, the connecting member connecting the electric board and the laser holder so that the package portion abuts on the abutting portion by a restoring force due to the elastic deformation;
A screw fastened to the connection member to connect the electric board to the connection member, wherein the screw elastically deforms the connection member by the fastening,
Having a conducting member connected to the laser holder and the electric board to electrically conduct the laser holder and the electric board,
An electrode is formed on the electric substrate to electrically conduct with the laser holder via the conduction member,
The optical unit, wherein the conductive member is connected to the electrode and the laser holder.
請求項1乃至6いずれか1項に記載の光学ユニットが、前記電気基板および前記導通部材が前記レーザホルダに組み立てられた状態で取り付けられる光走査装置。An optical scanning device to which the optical unit according to any one of claims 1 to 6 is attached in a state where the electric board and the conductive member are assembled to the laser holder.
前記偏向部材を内部に収容する筐体と、を備える前記光走査装置と、A housing housing the deflection member therein, and the optical scanning device,
前記光走査装置から出射されるレーザビームによって露光される感光体と、を備えることを特徴とする請求項1乃至6いずれか1項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a photoconductor exposed by a laser beam emitted from the optical scanning device.
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