JP2010256785A - Laser-scanning optical device - Google Patents

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Atsushi Nagaoka
敦 長岡
Yasushi Nagasaka
泰志 長坂
Hideaki Kusano
秀昭 草野
Takahiro Matsuo
隆宏 松尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser-scanning optical device which can adjust the mounting position of a light-emitting element, in a compact constitution, without damaging an element substrate, when adjusting. <P>SOLUTION: The is a laser-scanning optical device is provided with a light source part 2, having an element substrate 20 mounting the light-emitting element 15; a holder 40 unitized with this element substrate 20; and a base 30 having a collimator lens with a holder 40 attached. The element substrate 20, the holder 40, and the base 30 are arranged sequentially, in this order starting from the upstream side, in the travelling direction of a beam B emitted from the light-emitting element 15. A projection 40d, formed on the holder 40, penetrates through a hole 20b or a notch formed on the element substrate 20, and the light-emitting element 15 is positioned by using the projection 40d. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ走査光学装置、特に、発光素子から放射されたビームを偏向器で主走査方向に偏向し、被走査面上を走査するレーザ走査光学装置に関する。   The present invention relates to a laser scanning optical apparatus, and more particularly to a laser scanning optical apparatus that deflects a beam emitted from a light emitting element in a main scanning direction by a deflector and scans a surface to be scanned.

複写機、プリンタなどの画像形成装置に搭載されるレーザ走査光学装置の光源部においては、光源の発光点と基台に保持された光整形素子であるコリメータレンズとの位置関係を調整する必要がある。特許文献1では、コリメータレンズを固定した基台と発光素子を固定した基板との固定方法について開示しているが、調整方法には言及していない。   In a light source unit of a laser scanning optical device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, it is necessary to adjust the positional relationship between a light emitting point of the light source and a collimator lens that is a light shaping element held on a base. is there. Patent Document 1 discloses a method for fixing a base on which a collimator lens is fixed and a substrate on which a light emitting element is fixed, but does not mention an adjustment method.

通常、この種の光源部は、図6に示すように、発光素子101を取り付けた素子基板105とホルダ110とを予め固定した状態で、素子基板105を調整冶具で把持してホルダ110をコリメータレンズ125を固定した基台120に押し当て、調整冶具を副走査方向Zや主走査方向Yに移動させ、発光素子101をコリメータレンズ125に対して調整(調芯)していた。   Normally, as shown in FIG. 6, this type of light source unit holds the element substrate 105 with an adjustment jig and holds the holder 110 in a collimator with the element substrate 105 to which the light emitting element 101 is attached and the holder 110 fixed in advance. The lens 125 is pressed against the fixed base 120, the adjustment jig is moved in the sub-scanning direction Z and the main scanning direction Y, and the light emitting element 101 is adjusted (aligned) with respect to the collimator lens 125.

しかしながら、前記調整方法では、発光素子101に面発光型を使用したりすると素子基板105が大型化するので、調整冶具で素子基板105を把持するスペースを確保する必要があり、それに伴ってホルダ110も大きくしなければならず、コストアップや光源部の大型化につながってしまう。しかも、素子基板105は電子回路部品を搭載するためにガラスエポキシ樹脂などで作製されており、十分な剛性を有していないので、調整冶具で把持したときに歪みを生じ、電気配線の破壊を招きかねない。また、調整冶具が素子基板105に誤って接触することによって基板105を傷つけるおそれも有していた。   However, in the adjustment method, since the element substrate 105 is enlarged when a surface emitting type is used for the light emitting element 101, it is necessary to secure a space for holding the element substrate 105 with the adjustment jig, and accordingly, the holder 110 Must be increased, leading to increased costs and a larger light source. Moreover, since the element substrate 105 is made of glass epoxy resin or the like for mounting electronic circuit components and does not have sufficient rigidity, the element substrate 105 is distorted when gripped by the adjusting jig, and the electric wiring is destroyed. I could invite you. Further, there is a risk that the adjustment jig may damage the substrate 105 due to erroneous contact with the element substrate 105.

特開2004−6592号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-6592

そこで、本発明の目的は、コンパクトな構成で発光素子の取付け位置を調整でき、調整時に素子基板にダメージを与えるおそれのないレーザ走査光学装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser scanning optical device that can adjust the mounting position of a light emitting element with a compact configuration and that does not cause damage to the element substrate during adjustment.

以上の目的を達成するため、本発明の一形態であるレーザ走査光学装置は、
発光素子から放射されたビームを偏向器で主走査方向に偏向し、被走査面上を走査するレーザ走査光学装置において、
前記発光素子を取り付けた素子基板と、前記素子基板と一体的に結合されたホルダと、光整形素子を有し、前記ホルダが取り付けられる基台と、を備え、
前記発光素子から放射されたビームの進行方向の上流側から、前記素子基板、前記ホルダ、前記基台が配置されており、
前記ホルダに設けた突起部分が前記素子基板に形成された穴又は切欠きを貫通していること、
を特徴とする。
In order to achieve the above object, a laser scanning optical device according to an aspect of the present invention is provided.
In a laser scanning optical device that deflects a beam emitted from a light emitting element in a main scanning direction by a deflector and scans a surface to be scanned,
An element substrate to which the light emitting element is attached; a holder integrally coupled to the element substrate; and a base having a light shaping element to which the holder is attached.
From the upstream side of the traveling direction of the beam emitted from the light emitting element, the element substrate, the holder, and the base are disposed,
A protruding portion provided on the holder passes through a hole or notch formed in the element substrate;
It is characterized by.

前記レーザ走査光学装置においては、ホルダに設けた突起部分が素子基板に形成された穴又は切欠きを貫通して素子基板の外側に突出している。ホルダと素子基板とを一体化した状態で、突起部分を調整冶具で把持し、光整形素子を固定した基台に対してホルダを押し当てて主走査方向及び/又は副走査方向に位置を調整すること、あるいは、光軸回りに発光素子の光整形素子に対する調整作業を行う。この調整作業はホルダの突起部分を把持して行われ、素子基板を把持することはないので、素子基板が大型化してもホルダや調整冶具を大型化する必要はなく、素子基板に歪みや損傷を生じることがなく、電気配線の破壊のおそれもない。   In the laser scanning optical device, the protrusion provided on the holder passes through a hole or notch formed in the element substrate and protrudes outside the element substrate. In a state where the holder and the element substrate are integrated, the protruding portion is gripped by an adjustment jig, and the holder is pressed against the base on which the light shaping element is fixed to adjust the position in the main scanning direction and / or the sub scanning direction. Or adjustment work for the light shaping element of the light emitting element around the optical axis. This adjustment work is performed by gripping the protruding part of the holder and does not grip the element substrate, so there is no need to increase the size of the holder or adjustment jig even if the element substrate is enlarged, and the element substrate is distorted or damaged. There is no risk of breaking the electrical wiring.

本発明によれば、ホルダに設けた突起部分を用いて発光素子の位置調整を行うことができ、光源部の大型化を来すことがなく、調整時に素子基板にダメージを与えるおそれもない。   According to the present invention, the position of the light emitting element can be adjusted using the protruding portion provided on the holder, the light source section is not enlarged, and there is no possibility of damaging the element substrate during adjustment.

本発明に係るレーザ走査光学装置の一実施例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows one Example of the laser scanning optical apparatus based on this invention. 光源部の第1例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the 1st example of a light source part. 前記第1例を示し、(A)は背面図、(B)は断面図である。The said 1st example is shown, (A) is a rear view, (B) is sectional drawing. 調整冶具による位置調整時を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the time of position adjustment with an adjustment jig. 光源部の第2例、第3例、第4例を示す背面図である。It is a rear view which shows the 2nd example, 3rd example, and 4th example of a light source part. 従来の光源部を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the conventional light source part.

以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。   Embodiments of a laser scanning optical apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same member and part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

(レーザ走査光学装置、図1参照)
図1に、本発明に係るレーザ走査光学装置の一実施例を示す。このレーザ走査光学装置1は、プリンタや複写機などの画像形成装置に搭載されるものであり、概略、光源部2と、ポリゴンミラー3と、走査レンズ4a,4bと、カバーガラス5と、これらの部材を保持するためのハウジング10とで構成されている。
(Laser scanning optical device, see FIG. 1)
FIG. 1 shows an embodiment of a laser scanning optical apparatus according to the present invention. The laser scanning optical device 1 is mounted on an image forming apparatus such as a printer or a copier. In general, the light source unit 2, the polygon mirror 3, scanning lenses 4a and 4b, a cover glass 5, and these And a housing 10 for holding the members.

光源部2から放射されたビームBは、主走査方向Yにほぼ平行な光に整形されており、ポリゴンミラー3に入射する。ポリゴンミラー3に入射したビームBは主走査方向Yに等角速度に偏向され、走査レンズ4a,4bを透過することで収差を補正され、カバーガラス5を透過して感光体ドラム50上で結像する。感光体ドラム50は所定速度で回転駆動され、ビームBによる主走査とドラム50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。   The beam B emitted from the light source unit 2 is shaped into light substantially parallel to the main scanning direction Y and enters the polygon mirror 3. The beam B incident on the polygon mirror 3 is deflected at a constant angular velocity in the main scanning direction Y, corrected for aberration by passing through the scanning lenses 4a and 4b, and formed on the photosensitive drum 50 through the cover glass 5. To do. The photosensitive drum 50 is rotationally driven at a predetermined speed, and a two-dimensional image (electrostatic latent image) is formed by the main scanning by the beam B and the sub scanning by the rotation of the drum 50.

(光源部の第1例、図2及び図3参照)
光源部2は、図2及び図3に示すように、面発光型のレーザダイオード(以下、発光素子と称する)15、該発光素子15が固定されている素子基板20と、光整形素子であるコリメータレンズ35を備えた鏡胴36が固定されている基台30と、素子基板20を基台30の垂直片部31に取り付けるためのホルダ40とで構成されている。基台30は前記ハウジング10の所定位置に固定されるが、基台30自体がハウジング10の一部を構成していてもよい。
(Refer to the first example of the light source section, FIG. 2 and FIG. 3)
2 and 3, the light source unit 2 is a surface emitting laser diode (hereinafter referred to as a light emitting element) 15, an element substrate 20 on which the light emitting element 15 is fixed, and a light shaping element. A base 30 on which a lens barrel 36 including a collimator lens 35 is fixed, and a holder 40 for attaching the element substrate 20 to the vertical piece 31 of the base 30 are configured. Although the base 30 is fixed at a predetermined position of the housing 10, the base 30 itself may constitute a part of the housing 10.

なお、光整形素子はコリメータレンズ35に限らず、コリメータレンズ35とシリンドリカルレンズが組み合わされていてもよい。また、コリメータレンズ機能とシリンドリカルレンズ機能を合わせ持ったDOE(Diffractive Optical Element)を用いてもよい。   The light shaping element is not limited to the collimator lens 35, and a collimator lens 35 and a cylindrical lens may be combined. Alternatively, a DOE (Diffractive Optical Element) having both a collimator lens function and a cylindrical lens function may be used.

発光素子15は素子基板20に接着、圧入などで固定されている。素子基板20には発光素子15を駆動するためのICなどの電子回路部品24が搭載されている。それゆえ、素子基板20は例えばガラスエポキシ樹脂で作製されている。基台30は樹脂製又はアルミ製であり、ホルダ40は剛性を高めるためにアルミ製とされている。   The light emitting element 15 is fixed to the element substrate 20 by adhesion, press fitting, or the like. An electronic circuit component 24 such as an IC for driving the light emitting element 15 is mounted on the element substrate 20. Therefore, the element substrate 20 is made of, for example, a glass epoxy resin. The base 30 is made of resin or aluminum, and the holder 40 is made of aluminum in order to increase rigidity.

ホルダ40は、図3(A)に示すように、ビームBの透過部40a、枠部40b、側片部40cにて構成され、図3(B)に示すように、2本の突起部分40dが形成されている。   As shown in FIG. 3A, the holder 40 is composed of a transmission part 40a for the beam B, a frame part 40b, and a side piece part 40c. As shown in FIG. Is formed.

素子基板20とホルダ40とは、予め、ねじ21にて結合されている。このようにホルダ40と一体化された素子基板20は、図3(B)に示すように、素子基板20の穴20aからねじ22を側片部40cを介して基台30の垂直片部31に螺着することにより基台30に固定される。側片部40cに形成したねじ穴(図示せず)はねじ22よりも若干大径であり、ホルダ40が主走査方向Y及び副走査方向Zに移動して、かつ、光軸方向Xを中心に回転して、発光素子15をコリメータレンズ35に対して位置調整可能とされている。   The element substrate 20 and the holder 40 are previously connected with screws 21. As shown in FIG. 3B, the element substrate 20 integrated with the holder 40 in this way has a screw 22 through a side piece 40c through a hole 20a of the element substrate 20 and a vertical piece 31 of the base 30. It is fixed to the base 30 by being screwed to the base 30. A screw hole (not shown) formed in the side piece 40c has a slightly larger diameter than the screw 22, the holder 40 moves in the main scanning direction Y and the sub-scanning direction Z, and the optical axis direction X is the center. The position of the light emitting element 15 can be adjusted with respect to the collimator lens 35.

前記位置調整は、ホルダ40に設けた突起部分40dを図4に示す調整冶具45で把持して行われる。即ち、突起部分40dは素子基板20に形成した穴20bから発光素子15の背面側に突出しており、穴20bは突起部分40dの外径よりも若干大径であり、突起部分40dは素子基板20には接触していない。従って、突起部分40dを調整冶具45の略V字形状をなす凹所45aに嵌合させ、ホルダ40を基台30の垂直片部31に押し当てた状態で、調整冶具45を主走査方向Yあるいは副走査方向Zに移動させることにより発光素子15をY−Z平面上で位置調整することができる。また、調整冶具45を光軸方向Xを中心として回転させることにより発光素子15を光軸方向X回りに位置調整することができる。   The position adjustment is performed by holding the protruding portion 40d provided on the holder 40 with the adjusting jig 45 shown in FIG. That is, the protruding portion 40d protrudes from the hole 20b formed in the element substrate 20 to the back side of the light emitting element 15. The hole 20b has a slightly larger diameter than the outer diameter of the protruding portion 40d. There is no contact. Therefore, the adjustment jig 45 is fitted in the substantially V-shaped recess 45a of the adjustment jig 45 and the holder 40 is pressed against the vertical piece 31 of the base 30 so that the adjustment jig 45 is moved in the main scanning direction Y. Alternatively, the position of the light emitting element 15 can be adjusted on the YZ plane by moving in the sub-scanning direction Z. Further, the position of the light emitting element 15 can be adjusted around the optical axis direction X by rotating the adjustment jig 45 about the optical axis direction X.

光源部2の前記調整作業は、ホルダ40の突起部分40dを調整冶具45で把持して行われ、素子基板20を把持することはないので、発光素子15として面発光型のレーザダイオードを用いることによって素子基板20が大型化しても、ホルダ40や調整冶具45を大型化する必要はない。   The adjustment operation of the light source unit 2 is performed by holding the protruding portion 40d of the holder 40 with the adjustment jig 45, and does not hold the element substrate 20. Therefore, a surface emitting laser diode is used as the light emitting element 15. Therefore, even if the element substrate 20 is enlarged, the holder 40 and the adjustment jig 45 do not need to be enlarged.

ホルダ40は調整冶具45によって外力が作用するため、素子基板20と同等以上の縦弾性係数を有する材料からなることが好ましい。具体的には、素子基板20は発光素子15を駆動するための電子回路部品24を実装するためにガラスエポキシ樹脂で作製されており、ホルダ40はアルミ製である。調整冶具45から作用する外力がホルダ40によって受け止められ、素子基板20に作用することはないので、素子基板20に歪みや損傷を生じることがなく、電気配線の破壊のおそれもない。   The holder 40 is preferably made of a material having a longitudinal elastic modulus equal to or higher than that of the element substrate 20 because an external force is applied by the adjusting jig 45. Specifically, the element substrate 20 is made of glass epoxy resin for mounting the electronic circuit component 24 for driving the light emitting element 15, and the holder 40 is made of aluminum. Since the external force applied from the adjusting jig 45 is received by the holder 40 and does not act on the element substrate 20, the element substrate 20 is not distorted or damaged, and there is no fear of destruction of the electrical wiring.

また、突起部分40dは素子基板20とは接触していないため、ホルダ40がアルミ製であっても、素子基板20に設けた配線などと電気的に短絡するおそれはない。さらに、図3(B)に示すように、突起部分40dの高さT1は電子回路部品24の高さT2よりも大きい。これにて、調整冶具45が電子回路部品24と干渉することなく突起部分40dにアクセスすることができる。   Further, since the protruding portion 40d is not in contact with the element substrate 20, even if the holder 40 is made of aluminum, there is no possibility of being electrically short-circuited with the wiring provided on the element substrate 20. Further, as shown in FIG. 3B, the height T1 of the protruding portion 40d is larger than the height T2 of the electronic circuit component 24. Thus, the adjustment jig 45 can access the protruding portion 40d without interfering with the electronic circuit component 24.

(光源部の他の例、図5参照)
光源部2の第2例、第3例及び第4例を図5(A),(B),(C)に示す。第2例は、図5(A)に示すように、ホルダ40の側片部40cの一方を素子基板20の外方まで延長し、該延長部分に突起部分40dを形成したものである。他の構成及び作用効果は前記第1例と同様である。
(Refer to another example of the light source unit, FIG. 5)
The second example, the third example, and the fourth example of the light source unit 2 are shown in FIGS. In the second example, as shown in FIG. 5A, one of the side piece portions 40c of the holder 40 is extended to the outside of the element substrate 20, and a protruding portion 40d is formed on the extended portion. Other configurations and operational effects are the same as those in the first example.

第3例は、図5(B)に示すように、ホルダ40を素子基板20の中央部に対応して配置し、電子回路部品24を素子基板20に分散して配置したものである。素子基板20には矩形形状の穴20cを形成し、該穴20cを突起部分40dの貫通部分及びねじ22へのアクセス部分としている。他の構成及び作用効果は前記第1例と同様である。   In the third example, as shown in FIG. 5B, the holder 40 is disposed corresponding to the central portion of the element substrate 20, and the electronic circuit components 24 are distributed on the element substrate 20. A rectangular hole 20 c is formed in the element substrate 20, and the hole 20 c is used as a through portion of the protruding portion 40 d and an access portion to the screw 22. Other configurations and operational effects are the same as those in the first example.

第4例は、図5(C)に示すように、素子基板20の縁部に切欠き20dを形成し、一方の突起部分40dが切欠き20dを貫通するようにしたものである。他の構成及び作用効果は前記第1例と同様である。   In the fourth example, as shown in FIG. 5C, a notch 20d is formed at the edge of the element substrate 20, and one protruding portion 40d penetrates the notch 20d. Other configurations and operational effects are the same as those in the first example.

(他の実施例)
なお、本発明に係るレーザ走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
(Other examples)
The laser scanning optical apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.

例えば、発光素子は必ずしも面発光型である必要はなく、単一の発光点を備えたもの、あるいは、単一の発光点を備えた発光素子の集合体であってもよい。また、レーザ走査光学装置における光源部以外の光学系の構成は任意である。   For example, the light-emitting element is not necessarily a surface-emitting type, and may be a single light-emitting point or a collection of light-emitting elements having a single light-emitting point. The configuration of the optical system other than the light source unit in the laser scanning optical device is arbitrary.

以上のように、本発明は、プリンタなどに搭載されるレーザ走査光学装置に有用であり、特に、コンパクトな構成で発光素子の取付け位置を調整でき、調整時に素子基板にダメージを与えない点で優れている。   As described above, the present invention is useful for a laser scanning optical device mounted on a printer or the like, and in particular, the mounting position of a light emitting element can be adjusted with a compact configuration, and the element substrate is not damaged during the adjustment. Are better.

1…レーザ走査光学装置
2…光源部
3…ポリゴンミラー
10…ハウジング
15…発光素子
20…素子基板
20b,20c…穴
20d…切欠き
24…電子回路部品
30…基台
35…コリメータレンズ
40…ホルダ
40d…突起部分
B…ビーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser scanning optical apparatus 2 ... Light source part 3 ... Polygon mirror 10 ... Housing 15 ... Light emitting element 20 ... Element board | substrate 20b, 20c ... Hole 20d ... Notch 24 ... Electronic circuit component 30 ... Base 35 ... Collimator lens 40 ... Holder 40d ... Projection B ... Beam

Claims (5)

発光素子から放射されたビームを偏向器で主走査方向に偏向し、被走査面上を走査するレーザ走査光学装置において、
前記発光素子を取り付けた素子基板と、
前記素子基板と一体的に結合されたホルダと、
光整形素子を有し、前記ホルダが取り付けられる基台と、
を備え、
前記発光素子から放射されたビームの進行方向の上流側から、前記素子基板、前記ホルダ、前記基台が配置されており、
前記ホルダに設けた突起部分が前記素子基板に形成された穴又は切欠きを貫通していること、
を特徴とするレーザ走査光学装置。
In a laser scanning optical device that deflects a beam emitted from a light emitting element in a main scanning direction by a deflector and scans a surface to be scanned,
An element substrate to which the light emitting element is attached;
A holder integrally coupled to the element substrate;
A base having a light shaping element, to which the holder is attached;
With
From the upstream side of the traveling direction of the beam emitted from the light emitting element, the element substrate, the holder, and the base are disposed,
A protruding portion provided on the holder passes through a hole or notch formed in the element substrate;
A laser scanning optical device.
前記発光素子は面発光型であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ走査光学装置。   The laser scanning optical apparatus according to claim 1, wherein the light emitting element is a surface emitting type. 前記素子基板と前記ホルダは予め固定されており、前記突起部分は素子基板には接触していないこと、を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレーザ走査光学装置。   3. The laser scanning optical apparatus according to claim 1, wherein the element substrate and the holder are fixed in advance, and the protruding portion is not in contact with the element substrate. 前記突起部分の高さは前記ホルダを前記素子基板に取り付けた状態において、素子基板に実装されている電子回路部品の高さよりも大きいこと、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レーザ走査光学装置。   The height of the protruding portion is larger than the height of the electronic circuit component mounted on the element substrate in a state where the holder is attached to the element substrate. 2. A laser scanning optical device according to 1. 前記ホルダは前記素子基板と同等以上の縦弾性係数を有する材料からな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レーザ走査光学装置。   5. The laser scanning optical device according to claim 1, wherein the holder is made of a material having a longitudinal elastic modulus equal to or greater than that of the element substrate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013133242A1 (en) * 2012-03-07 2013-09-12 シャープ株式会社 Optical scanning device, method for manufacturing same, and image forming device provided with same

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