JP2012083470A - Light source device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置に関し、特に、画像形成装置に用いられる光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device, and more particularly to a light source device used in an image forming apparatus.
従来の光源装置としては、例えば、特許文献1に記載の半導体レーザ装置が知られている。図10は、半導体レーザ装置500の断面構造図である。
As a conventional light source device, for example, a semiconductor laser device described in
半導体レーザ装置500は、半導体レーザ502、プリント配線基板504、光源取り付け部506、ねじ508a,508b、支持基台510及びボス512a,512bを備えている。
The
半導体レーザ502は、ビームを放射し、プリント配線基板504上に実装されている。支持基台510は、半導体レーザ502と光源取り付け部506との間に設けられており、半導体レーザ502と光源取り付け部506との間隔を所定間隔に保っている。ボス512a,512bは、プリント配線基板504と光源取り付け部506との間に設けられており、プリント配線基板504と光源取り付け部506との間隔を所定間隔に保っている。ねじ508a,508bは、プリント配線基板504、ボス512a,512b及び光源取り付け部506を貫通している。これにより、プリント配線基板504と光源取り付け部506とが固定されている。
The semiconductor laser 502 emits a beam and is mounted on the printed
ところで、前記半導体レーザ装置500では、ビームの進行方向に直交する面において、半導体レーザ502が光源取り付け部506に対してずれるおそれがある。より詳細には、ねじ508a,508bは、光源取り付け部506に設けられているねじ孔に取り付けられている。ねじ508a,508b及びねじ孔は、規格で定められた所定の公差を有している。そのため、ねじ508a,508bとねじ孔との間には、公差に応じたずれが発生する。ここで、半導体レーザ装置500において、ねじ508a,508bは、ビームの進行方向に直交する面内における半導体レーザ502の光源取り付け部506に対する位置決めを行っている。そのため、半導体レーザ装置500では、ビームの進行方向に直交する面において、半導体レーザ502が光源取り付け部506に対してずれるおそれがある。
By the way, in the
そこで、本発明の目的は、ビームの進行方向に直交する面において、光源部がホルダに対してずれることを抑制できる光源装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light source device capable of suppressing the light source unit from being displaced from the holder in a plane orthogonal to the beam traveling direction.
本発明の一形態に係る光源装置は、主面を有する基板と、前記基板に実装され、かつ、該基板の法線方向に向かってビームを放射する光源部と、前記主面と対向する基準面を有しているホルダと、前記基準面と前記光源部との間隔が所定間隔に保たれるように、前記基板と前記ホルダとが近づく方向に該ホルダ又は該基板を付勢する弾性体と、を備えており、前記基板と前記ホルダとは、突起と穴との嵌合により、前記ビームの光軸に直交する面において位置決めされていること、を特徴とする。 A light source device according to an aspect of the present invention includes a substrate having a main surface, a light source unit that is mounted on the substrate and emits a beam in a normal direction of the substrate, and a reference that faces the main surface A holder having a surface, and an elastic body that biases the holder or the substrate in a direction in which the substrate and the holder approach each other so that a distance between the reference surface and the light source unit is maintained at a predetermined interval. And the substrate and the holder are positioned on a plane orthogonal to the optical axis of the beam by fitting the projection and the hole.
本発明によれば、ビームの進行方向に直交する面において、光源部がホルダに対してずれることを抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that a light source part slip | deviates with respect to a holder in the surface orthogonal to the advancing direction of a beam.
以下に、本発明の一実施形態に係る光源装置を備えた画像形成装置について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus including a light source device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(画像形成装置の構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る光走査装置12及び感光体ドラム14の外観斜視図である。
(Configuration of image forming apparatus)
FIG. 1 is an external perspective view of an
画像形成装置10は、図1に示すように、光走査装置12及び感光体ドラム14を備えている。なお、画像形成装置10は、光走査装置12及び感光体ドラム14以外にも、現像装置、定着装置等の構成も備えているが、これらの構成は一般的な光走査装置の現像装置、定着装置等と同じであるので説明を省略する。
As shown in FIG. 1, the
光走査装置12は、光源装置16、コリメータレンズ18、シリンドリカルレンズ20、偏向器22、走査レンズ24,26,28,30及び折り返しミラー32を含んでいる。光源装置16は、ビームBを放射する。図1では、図面が煩雑になることを防止するために、ビームBは1本だけ示してある。
The
コリメータレンズ18は、光源装置16が放射したビームBを略平行な光に整形する。シリンドリカルレンズ20は、偏向器22の反射面において線状となるように、ビームBを集光する。
The
偏向器22は、ポリゴンミラー及びポリゴンミラーを回転させるモーターにより構成され(図1では、モーターは図示せず)、ビームBを偏向する。走査レンズ24,26,28,30は、偏向器22が走査したビームBを感光体ドラム14の周面に結像させる。折り返しミラー32は、走査レンズ30を透過したビームBを感光体ドラム14側へと反射させる。
The
感光体ドラム14は、円筒形状をなしており、その周面が図示しない帯電器により帯電させられている。そして、ビームBが感光体ドラム14の周面上を主走査方向に繰り返し走査されることにより、感光体ドラム14の周面には静電潜像が形成される。
The
(光源装置の構成)
次に、本発明の一実施形態に係る光源装置16の構成について図面を参照しながら説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る光源装置16の分解斜視図である。図3は、図2の光源装置16の断面構造図である。
(Configuration of light source device)
Next, the configuration of the
光源装置16は、図2及び図3に示すように、光源部40、基板46、ホルダ48、スペーサ50、ピン52a,52b、ばね54a,54b及びねじ56a,56bを備えている。
2 and 3, the
基板46は、表面及び内部に電気回路が設けられている回路基板であり、図2に示すように、長方形状をなしている。また、基板46は、実装面(主面)S1を有している。以下では、基板46の法線方向をx軸方向と定義する。また、x軸方向から平面視したときに、基板46の長辺が延在している方向をy軸方向と定義し、基板46の短辺が延在している方向をz軸方向と定義する。基板46のz軸方向に延在している辺の中点近傍には、後述するねじ56a,56bが取り付けられるための孔h2a,h2bが設けられている。孔h2a,h2bの内周面にはねじ山などが形成されていない。
The
光源部40は、図2及び図3に示すように、実装面S1の対角線の交点上に実装され、かつ、実装面S1の法線方向(すなわち、x軸方向の正方向側)に向かってビームBを放射する。そして、光源部40は、図3に示すように、レーザ42及びパッケージ44を含んでいる。レーザ42は、面発光レーザ(VCSEL)であり、x軸方向の正方向側に向かってビームBを放射する。パッケージ44は、レーザ42を収容しており、表面及び内部にレーザ42と基板46とを電気的に接続するための電気回路が設けられている。より詳細には、パッケージ44は、長方形状の板状部材であり、x軸方向の正方向側の面に凹部が設けられている。レーザ42は、パッケージ44の凹部内に実装されている。また、パッケージ44は、基板46の実装面S1上に実装されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ホルダ48は、実装面S1と対向する基準面S2を有しており、アルミニウムや樹脂等からなる長方形状のベースである。ホルダ48の基準面S2の対角線の交点には、ビームBが通過するための孔Hが設けられている。更に、ホルダ48のz軸方向に延在している辺の中点近傍には、後述するピン52a,52bが通過するための孔h1a,h1bが設けられている。孔h1a,h1bの内周面にはねじ山などが形成されていない。
The
スペーサ50は、基準面S2と光源部40(特に、レーザ42)との間隔を所定間隔に保つために、基準面S2と光源部40との間に挿入されている。スペーサ50は、例えば、樹脂により構成されている。
The
ピン52a,52bはそれぞれ、x軸方向の正方向側からホルダの孔h1a,h1bに挿入されている。より詳細には、ピン52a,52bはそれぞれ、頭部60a,60b及び軸部62a,62bを含んでいる。頭部60a,60bの直径は、軸部62a,62bの直径よりも大きい。そして、ピン52a,52bは、頭部60a,60bがホルダ48に関して基板46の反対側(すなわち、x軸方向の正方向側)に位置するように、孔52a,52bを貫通している。
The
ここで、ピン52a,52bの直径は、孔h1a,h1bの直径と一致している。ピン52a,52bの直径の公差及び孔h1a,h1bの直径の公差はそれぞれ、同サイズの雄ねじの直径の公差及び雌ねじの直径の公差よりも小さい。これにより、ピン52a,52bと孔h1a,h1bの内周面との間には隙間が殆ど存在していない。
Here, the diameters of the
また、ピン52a,52bの軸部62a,62bの先端には、ねじ穴が設けられている。これらのねじ穴はそれぞれ、孔h2a,h2bと一致している。そこで、ねじ56a,56bはそれぞれ、x軸方向の負方向側から、これらのねじ穴及び孔h2a,h2bに対して取り付けられている。これにより、ピン52a,52bはそれぞれ、基板46に取り付けられている。
Further, screw holes are provided at the tips of the
ばね54a,54bはそれぞれ、基準面S2と光源部40との間隔が所定間隔に保たれるように、基板46とホルダ48とが近づく方向にホルダ48を基板46に対して付勢する弾性体である。より詳細には、ばね54a,54bはそれぞれ、コイルばねであり、頭部60a,60bとホルダ48との間に設けられている。すなわち、ピン52a,52bの軸部62a,62bがばね54a,54b内を通過している。これにより、ばね54a,54bは、ホルダ48をx軸方向の負方向側に押すと共に、ピン52a,52bをx軸方向の正方向側に押す。その結果、基板46とホルダ48とが近づく方向に力を受けるようになる。そして、実装面S1と基準面S2との間隔は、スペーサ50の厚みにより定まる所定間隔に保たれている。
Each of the
以上のように構成された光源装置16では、基板46とホルダ48とは、突起と穴との嵌合により、ビームBの光軸に直交する方向する面(すなわち、yz平面)において位置決めされている。より詳細には、ピン52a,52bが、ホルダ48の所定位置に設けられている孔h1a,h1bに挿入され、ねじ56a,56bにより基板46の所定位置(孔h2a,h2b)に固定されている。これにより、ピン52a,52bは突起として機能している。ホルダ48の孔h1a,h1bは孔として機能している。
In the
(効果)
前記光源装置16によれば、ビームBの進行方向に直交する面において、光源部40がホルダ48に対してずれることを抑制できる。より詳細には、ねじ508a,508bは、光源取り付け部506に設けられているねじ孔に取り付けられている。ねじ508a,508b及びねじ孔は、規格で定められた所定の公差を有している。そのため、ねじ508a,508bとねじ孔との間には、公差に応じたずれが発生する。ここで、半導体レーザ装置500において、ねじ508a,508bは、ビームの進行方向に直交する面内における半導体レーザ502の光源取り付け部506に対する位置決めを行っている。そのため、半導体レーザ装置500では、ビームの進行方向に直交する面において、半導体レーザ502が光源取り付け部506に対してずれるおそれがある。
(effect)
According to the
一方、光源装置16では、基板46とホルダ48とは、ビームBの進行方向に直交する面(すなわち、yz平面)において、ピン52a,52bにより位置決めされている。すなわち、光源部40とホルダ48とは、yz平面において、ピン52a,52bにより位置決めされている。ピン52a,52b及び孔h1a,h1bにはねじ山が形成されていない。そのため、ピン52a,52bの直径及び孔h1a,h1bの直径の公差を、ねじ508a,508bの直径及びねじ孔の直径の公差よりも小さく設計できる。そのため、ピン52a,52bがホルダ48に対してずれる量は、半導体レーザ502が光源取り付け部506に対してずれる量よりも小さい。よって、光源装置16によれば、ビームBの進行方向に直交する面において、光源部40がホルダ48に対してずれることを抑制できる。その結果、基板46及びホルダ48に熱膨張や吸湿による歪等が発生しても、光源部40がホルダ48に対してずれることを抑制できる。
On the other hand, in the
(第1の変形例)
以下に、第1の変形例に係る光源装置について図面を参照しながら説明する。図4は、第1の変形例に係る光源装置16aの分解斜視図である。図5は、第1の変形例に係る光源装置16aの断面構造図である。
(First modification)
The light source device according to the first modification will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is an exploded perspective view of the light source device 16a according to the first modification. FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of a light source device 16a according to a first modification.
光源装置16と光源装置16aとの相違点は、ばね54a,54b,54の位置である。より詳細には、光源装置16では、ばね54a,54bは、頭部60a,60bとホルダ48との間に設けられている。一方、光源装置16aでは、基板46とホルダ48との間に設けられている。以下に、かかる相違点についてより詳細に説明する。
The difference between the
ホルダ48は、図4及び図5に示すように、本体48a及び支持部48bを有している。本体48aは、長方形状をなしている。支持部48bは、y軸方向から平面視したときにL字型をなしており、本体48aからx軸方向の負方向側に延在し、かつ、z軸方向の負方向側に折れ曲がった形状をなしている。すなわち、支持部48bは、図5に示すように、基板46の実装面S1の反対側の面(以下、裏面S3と称す)と対向している。そして、ばね54は、支持部48bと裏面S3との間に設けられている。これにより、ばね54は、ホルダ48の支持部48bをx軸方向の負方向側に押すと共に、基板46をx軸方向の正方向側に押す。その結果、基板46とホルダ48とが近づく方向に力を受けるようになる。そして、実装面S1と基準面S2との間隔は、スペーサ50の厚みにより定まる所定間隔に保たれている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
以上のように構成されている光源装置16aも、光源装置16と同様に、ビームBの進行方向に直交する面において、光源部40がホルダ48に対してずれることを抑制できる。
Similarly to the
(第2の変形例)
以下に、第2の変形例に係る光源装置について図面を参照しながら説明する。図6は、第2の変形例に係る光源装置16bの断面構造図である。
(Second modification)
The light source device according to the second modification will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram of a
光源装置16aと光源装置16bとの相違点は、ピン52a,52b及びホルダ48の形状である。より詳細には、光源装置16aのホルダ48には孔h1a,h1bが設けられている。一方、光源装置16bのホルダ48には筒状部48c,48dが設けられている。そして、光源装置16bのピン52a,52bは、光源装置16aのピン52a,52bよりも短い。以下に、かかる相違点についてより詳細に説明する。
The difference between the light source device 16 a and the
光源装置16bの筒状部48c,48dはそれぞれ、光源装置16aの孔h1a,h1bが設けられている位置に、x軸方向の負方向側に突出するように設けられている。そして、ピン52a,52bはそれぞれ、筒状部48c,48dの穴に挿入されている。
The
以上のように構成されている光源装置16bも、光源装置16と同様に、ビームBの進行方向に直交する面において、光源部40がホルダ48に対してずれることを抑制できる。
Similarly to the
(第3の変形例)
以下に、第3の変形例に係る光源装置について図面を参照しながら説明する。図7は、第3の変形例に係る光源装置16cの断面構造図である。
(Third Modification)
The light source device according to the third modification will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a cross-sectional structure diagram of a light source device 16c according to a third modification.
光源装置16bと光源装置16cとの相違点は、ピン52a,52b及びホルダ48の形状である。より詳細には、光源装置16bのホルダ48には筒状部48c,48dが設けられている。そして、光源装置16bでは、筒状部48c,48dにピン52a,52bが挿入されている。一方、光源装置16cのホルダ48には突起48e,48fが設けられている。そして、光源装置16cのピン52a,52bの先端にはそれぞれ、穴h3a,h3bが設けられている。以下に、かかる相違点についてより詳細に説明する。
The difference between the
光源装置16cの突起48e,48fはそれぞれ、光源装置16bの筒状部48c,48dが設けられている位置に、x軸方向の負方向側に突出するように設けられている。そして、ピン52a,52bの先端にはそれぞれ、穴h3a,h3bが設けられている。突起48e,48fはそれぞれ、穴h3a,h3bに挿入されている。
The
以上のように構成されている光源装置16cも、光源装置16と同様に、ビームBの進行方向に直交する面において、光源部40がホルダ48に対してずれることを抑制できる。
Similarly to the
(第4の変形例)
以下に、第4の変形例に係る光源装置について図面を参照しながら説明する。図8は、第4の変形例に係る光源装置16dの断面構造図である。
(Fourth modification)
The light source device according to the fourth modification will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a cross-sectional structure diagram of a light source device 16d according to a fourth modification.
光源装置16cと光源装置16dとの相違点は、ばね54の代わりに弾性部材70a,70bが設けられている点である。より詳細には、弾性部材70a,70bはそれぞれ、樹脂等の弾性材料により構成されており、ピン52a,52bに接続されている。そして、弾性部材70a,70bは、ねじ72a,72bによりホルダ48に取り付けられている。
The difference between the light source device 16 c and the light source device 16 d is that
ここで、ピン52a,52bの穴h3a,h3bの深さは、突起48e,48fの高さよりも小さい。そのため、弾性部材70a,70bは、ねじ72a,72bによりホルダ48に取り付けられると、伸ばされる方向に力を受けるので縮もうとする。これにより、基板46とホルダ48とが近づく方向に力を受けるようになる。
Here, the depths of the holes h3a and h3b of the
以上のように構成されている光源装置16dも、光源装置16と同様に、ビームBの進行方向に直交する面において、光源部40がホルダ48に対してずれることを抑制できる。
Similarly to the
(第5の変形例)
以下に、第5の変形例に係る光源装置について図面を参照しながら説明する。図9は、第5の変形例に係る光源装置16eの断面構造図である。
(Fifth modification)
The light source device according to the fifth modification will be described below with reference to the drawings. FIG. 9 is a cross-sectional structure diagram of a light source device 16e according to a fifth modification.
光源装置16aと光源装置16eとの相違点は、光源部40が設けられている位置である。より詳細には、光源装置16eでは、実装面S1は、基準面S2と対向していない。その代わり、裏面(主面)S3が、基準面S2と対向している。これにより、光源部40は、x軸方向の負方向側に向かってビームBを放射するようになる。
The difference between the light source device 16a and the light source device 16e is the position where the
以上のように構成されている光源装置16eも、光源装置16と同様に、ビームBの進行方向に直交する面において、光源部40がホルダ48に対してずれることを抑制できる。
Similarly to the
本発明は、光源装置に有用であり、特に、ビームの進行方向に直交する面において、光源部がホルダに対してずれることを抑制できる点において優れている。 The present invention is useful for a light source device, and is particularly excellent in that the light source unit can be prevented from shifting with respect to the holder in a plane orthogonal to the traveling direction of the beam.
S1 実装面
S2 基準面
S3 裏面
h1a,h1b,h2a,h2b 孔
h3a,h3b 穴
10 画像形成装置
12 光走査装置
14 感光体ドラム
16,16a,16b,16c,16d,16e 光源装置
40 光源部
42 レーザ
44 パッケージ
46 基板
48 ホルダ
48a 本体
48b 支持部
48c,48d 筒状部
48e,48f 突起
50 スペーサ
52a,52b ピン
54,54a,54b ばね
56a,56b ねじ
60a,60b 頭部
62a,62b 軸部
70a,70b 弾性部材
72a,72b ねじ
S1 Mounting surface S2 Reference surface S3 Back surface h1a, h1b, h2a, h2b Hole h3a,
Claims (5)
前記基板に実装され、かつ、該基板の法線方向に向かってビームを放射する光源部と、
前記主面と対向する基準面を有しているホルダと、
前記基準面と前記光源部との間隔が所定間隔に保たれるように、前記基板と前記ホルダとが近づく方向に該ホルダ又は該基板を付勢する弾性体と、
を備えており、
前記基板と前記ホルダとは、突起と穴との嵌合により、前記ビームの光軸に直交する面において位置決めされていること、
を特徴とする光源装置。 A substrate having a main surface;
A light source unit mounted on the substrate and emitting a beam toward a normal direction of the substrate;
A holder having a reference surface facing the main surface;
An elastic body that biases the holder or the substrate in a direction in which the substrate and the holder approach each other so that a distance between the reference surface and the light source unit is maintained at a predetermined interval;
With
The substrate and the holder are positioned in a plane perpendicular to the optical axis of the beam by fitting a protrusion and a hole;
A light source device characterized by the above.
更に備えており、
前記穴は、前記ホルダに設けられており、
前記ピンは、前記穴に挿入されていること、
を特徴とする請求項1に記載の光源装置。 A pin attached to the substrate, the pin functioning as the protrusion,
In addition,
The hole is provided in the holder;
The pin is inserted into the hole;
The light source device according to claim 1.
前記頭部は、前記ホルダに関して前記基板の反対側に位置しており、
前記弾性体は、前記頭部と前記ホルダとの間に設けられていること、
を特徴とする請求項2に記載の光源装置。 The pin includes a shaft portion and a head portion having a diameter larger than the diameter of the shaft portion,
The head is located on the opposite side of the substrate with respect to the holder;
The elastic body is provided between the head and the holder;
The light source device according to claim 2.
更に備えており、
前記穴は、前記ピンの先端に設けられており、
前記突起は、前記ホルダに設けられていること、
を特徴とする請求項1に記載の光源装置。 Pins attached to the substrate
In addition,
The hole is provided at the tip of the pin;
The protrusion is provided on the holder;
The light source device according to claim 1.
を特徴とする請求項4に記載の光源装置。 The elastic body is connected to the pin and attached to the holder;
The light source device according to claim 4.
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