光源装置、露光装置および画像形成装置
【課題】光源装置の生産性を向上し、製造コストを低減させる。
【解決手段】半導体レーザ１３０と、半導体レーザ１３０からのレーザ光を光束に変換するカップリングレンズ１４０と、半導体レーザ１３０を保持するレーザホルダ１１０と、カップリングレンズ１４０を保持し、レーザホルダ１１０に対し離間した状態で光硬化性樹脂１１９により位置決め固定されたレンズホルダ１２０とを有する光源装置である。レンズホルダ１２０は、カップリングレンズ１４０のレーザ光の出射側の面を支持している。
【解決手段】半導体レーザ１３０と、半導体レーザ１３０からのレーザ光を光束に変換するカップリングレンズ１４０と、半導体レーザ１３０を保持するレーザホルダ１１０と、カップリングレンズ１４０を保持し、レーザホルダ１１０に対し離間した状態で光硬化性樹脂１１９により位置決め固定されたレンズホルダ１２０とを有する光源装置である。レンズホルダ１２０は、カップリングレンズ１４０のレーザ光の出射側の面を支持している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置ならびにこの光源装置を利用した露光装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置としてのレーザプリンタやデジタル複写機において、露光装置は、印刷すべき画像のデータに対応してレーザ光線により感光体を走査し、感光体上に静電潜像を形成している。
このような走査を行う露光装置においては、光源として半導体レーザを使用するのが一般的である。半導体レーザから出射される光は拡散光であるため、半導体レーザの前方（本明細書において、光軸方向における下流側をいう）には、拡散光を平行な光束に変換するためのカップリングレンズ（コリメートレンズ）が設けられている。
【０００３】
良好な画像を形成するためには、感光体の露光面においてレーザ光を小さな点に収斂させなければならない。このために、半導体レーザとカップリングレンズの間の光軸方向の距離は、数μｍ〜数百μｍの単位で厳密に位置決めをする必要がある。詳しくは、カップリングレンズによる焦点合わせは、カップリングレンズの出射側の面と半導体レーザの距離が重要であるので、半導体レーザとカップリングレンズの出射側の面との光軸方向における距離を特に厳密に決める必要がある。
【０００４】
従来のカップリングレンズの位置決め・固定方法としては、特許文献１に開示されたように、カップリングレンズの入射面側にレンズ支持部材を取り付け、このレンズ支持部材を移動させることで光軸に垂直な方向の位置調整を行っているものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６３４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、カップリングレンズは、製造誤差により個々の寸法・形状が微妙に異なる。そのため、カップリングレンズの入射面をレンズ支持部材に当てて取り付けた後、レンズ支持部材の位置調整を行った場合、カップリングレンズの出射面と半導体レンズとの距離を厳密に調節するためにレンズの厚みの誤差の分の調整も行わなければならず、生産性が低下するという問題がある。
【０００７】
また、本出願人らは、生産性の向上および生産コストの低下を目的として、半導体レーザを保持する第１のホルダに対し、カップリングレンズを位置決め・固定する新たな手法を検討している。この手法は、カップリングレンズを第２のホルダに固定し、この第２のホルダを第１のホルダに対し離間して保持・位置合わせする。そして、位置合わせが終わった状態で光硬化性樹脂により第１のホルダと第２のホルダを接着する、というものである。
【０００８】
このような構成を採用して光源装置を製造する場合、カップリングレンズと半導体レーザの距離だけでなく、カップリングレンズの向きや、光軸に直交する上下左右の位置をロボットハンドで調整する。そのため、カップリングレンズの厚みに誤差があると、第２のホルダ材を保持・位置決めする調整に時間がかかる。また、レンズの厚みの誤差が大きいと、場合によっては調整しきれないこともある。つまり、感光体上に正しく焦点を結べないおそれがある。一方、この調整を可能にしまたはこの調整量を小さくするために、カップリングレンズと第２のホルダを寸法の違いごとに複数グループに分けて管理し、カップリングレンズと第２のホルダの組合せを選択することで誤差が小さくなるように調整する方法もあるが、生産性の悪化は避けられない。
【０００９】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、カップリングレンズを半導体レーザに対し位置決め・固定する場合において、生産性を向上し、また、製造コストを抑えることが可能な光源装置ならびにこの光源装置を用いた露光装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するため、本発明の光源装置は、レーザ光を発光する発光素子と、前記発光素子からのレーザ光を光束に変換するカップリングレンズと、前記発光素子を保持する第１のホルダと、前記カップリングレンズを保持し、前記第１のホルダに対し離間した状態で接着剤により位置決め固定された第２のホルダとを有する光源装置であって、前記第２のホルダは、前記カップリングレンズの前記レーザ光の出射側の面を支持していることを特徴とする。
【００１１】
このような光源装置によると、第２のホルダはカップリングレンズの出射側の面を支持しているので、第２のホルダを保持して発光素子に対するカップリングレンズの位置決めを行った場合、カップリングレンズの出射側の面の位置は、カップリングレンズの厚みの影響を受けない。したがって、発光素子に対するカップリングレンズの位置決めが容易となり、生産性の向上、生産コストの低下を図ることができる。
【００１２】
また、このような光源装置を利用した露光装置は、感光体上に光を走査させて静電潜像を形成するための露光装置であって、光源装置と、前記光源装置から出射されたレーザ光を絞るシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを通過したレーザ光を反射して、主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記偏向器により偏向および走査されたレーザ光を前記感光体に結像させる走査レンズとを備えて構成できる。
【００１３】
さらに、このような露光装置を利用した画像形成装置は、記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、露光装置と、前記露光装置によりレーザ光が走査されて静電潜像が形成される感光体と、前記感光体に現像剤を供給する現像手段と、前記現像剤で形成された像を前記記録シート上に転写する転写手段とを備えて構成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光源装置の生産性を向上し、生産コストの低下を図ることができる。また、この光源装置を用いた露光装置および画像形成装置の生産性を向上し、生産コストの低下を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜レーザプリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本発明の実施形態に係るレーザプリンタの側断面図であり、図２は、スキャナ部の平面図である。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。
【００１６】
＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７を備えている。また、フィーダ部４は、給紙トレイ６の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ８および給紙パット９と、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ１０，１１を備えている。さらに、フィーダ部４は、紙粉取りローラ１０，１１に対して下流側に設けられるレジストローラ１２を備えている。
【００１７】
そして、このように構成されるフィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙押圧板７によって給紙ローラ８側に寄せられ、この給紙ローラ８および給紙パット９で送り出されて各種ローラ１０〜１２を通った後一枚ずつ画像形成部５に搬送されるようになっている。
【００１８】
＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７、定着部１８などを備えている。
【００１９】
＜スキャナ部の概略構成＞
スキャナ部１６は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、図２に示すように、光源装置１００、シリンドリカルレンズ２５、ポリゴンミラー１９、ｆθレンズ２０、反射鏡２２を備えている。シリンドリカルレンズ２５は、ポリゴンミラー１９の面倒れを補正するために、光源装置１００からのレーザ光を副走査方向に絞って、ポリゴンミラー１９に入射させる。ポリゴンミラー１９は、六角形の各辺の部分に鏡が形成されたもので、それ自身回転されつつ、シリンドリカルレンズ２５を通過したレーザ光を反射することで、主走査方向にレーザ光を偏向および走査する。ｆθレンズ２０は、ポリゴンミラー１９により等角速度で走査されたレーザ光を、等速度で走査するように変換しつつ、感光ドラム２７の表面にレーザ光を結像させる。
【００２０】
また、スキャナ部１６は、反射鏡２２で下方に向けられたレーザ光を感光ドラム２７へ向けるべく、図１に示すように補正レンズ２１、反射鏡２３，２４を備えている。これらの各部材は、ケース１０１に適宜取り付けられている。
光源装置１００の構成の詳細については、後述する。
【００２１】
＜プロセスカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ１７の外枠を構成する中空の筐体５１内には、現像カートリッジ２８、感光ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９および転写ローラ３０が主に設けられている。
【００２２】
現像カートリッジ２８は、筐体５１に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーホッパ３４を備えている。そして、トナーホッパ３４内に貯留されているトナーは、供給ローラ３３の矢印方向（反時計方向）への回転により、現像ローラ３１に供給され、このとき、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の矢印方向（反時計方向）への回転に伴なって、層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。
【００２３】
感光ドラム２７は、筐体５１に、矢印方向（時計方向）へ回転可能に支持されている。この感光ドラム２７は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分が正帯電性の感光層により形成されている。
【００２４】
スコロトロン型帯電器２９は、感光ドラム２７の上方に、感光ドラム２７に接触しないように、所定間隔を隔てて対向配置されている。このスコロトロン型帯電器２９は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【００２５】
転写ローラ３０は、感光ドラム２７の下方において、この感光ドラム２７に対向して接触するように配置され、筐体５１に、矢印方向（反時計方向）へ回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料が被覆されて構成されている。この転写ローラ３０には、転写時に、定電流制御によって転写バイアスが印加される。
【００２６】
そして、感光ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナ部１６からのレーザ光の高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。ここで、「静電潜像」とは、一様に正帯電されている感光ドラム２７の表面のうち、レーザ光によって露光されて電位が下がっている露光部分をいう。次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持されているトナーが、感光ドラム２７に対向して接触する時に、感光ドラム２７の表面上に形成される静電潜像に供給される。そして、トナーは、感光ドラム２７の表面上で選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。
【００２７】
その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０とは、用紙３を両者間で挟持して搬送するように回転駆動され、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間を用紙３が搬送されることにより、感光ドラム２７の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。
【００２８】
＜定着部の構成＞
定着部１８は、プロセスカートリッジ１７の下流側に配設され、加熱ローラ４１、加熱ローラ４１と対向して配置され加熱ローラ４１を押圧する加圧ローラ４２、および、これら加熱ローラ４１および加圧ローラ４２の下流側に設けられる１対の搬送ローラ４３を備えている。そして、このように構成される定着部１８では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙３を搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送するようにしている。なお、排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙されるか、あるいは、排紙ローラ４５の逆回転およびフラッパ４９の切替によって装置内に戻されて、複数の反転搬送ローラ５０で画像形成部５の上流側に反転状態で再供給されて両面印刷がなされるようになっている。
【００２９】
＜光源装置の構成＞
図３は、光源装置の分解斜視図であり、図４は、光源装置の外観斜視図である。また、図５は、レンズホルダを入射面側から見た図であり、図６は、レンズホルダとカップリングレンズを分解した状態の断面図（ａ）と、組み立てた状態の断面図（ｂ）と、カップリングレンズをその入射面側でレンズホルダに固定した参考図（ｃ）である。
【００３０】
図３に示すように、光源装置１００は、第１のホルダであるレーザホルダ１１０に発光素子の一例としての半導体レーザ１３０が固定され、第２のホルダであるレンズホルダ１２０に、カップリングレンズ１４０が固定されている。そして、レンズホルダ１２０は、図４に示すように、レーザホルダ１１０に対して接着剤の一例である光硬化性樹脂１１９により接着されて固定される。
【００３１】
図３に示すように、カップリングレンズ１４０は、樹脂またはガラスなどからなる凸レンズであり、半導体レーザ１３０から出射されるレーザ光を集束させて光束に変換するものである。カップリングレンズ１４０は、出射面１４１に凸曲面を有し、入射面１４５が平面となっている（図６（ａ）参照）。出射面１４１の縁部には、光軸に垂直な平面部１４２が形成されている。この平面部１４２は、後述するようにレンズホルダ１２０に当接してレンズホルダ１２０との光軸方向の位置決めをする面となる。
【００３２】
レーザホルダ１１０およびレンズホルダ１２０は、共にアルミニウム合金からなる板材を板金加工してなる部材である。このように、レーザホルダ１１０とレンズホルダ１２０とは、熱膨張率が等しい材質で構成されているのが望ましく、例えば、同種の金属からなることが望ましい。これにより、周囲の温度変化があった場合でも、レーザホルダ１１０とレンズホルダ１２０の光硬化性樹脂１１９による接着が外れることがない。また、レーザホルダ１１０とレンズホルダ１２０は、板金で構成することにより極めて低コストで製造することができる。それでありながら、後述するレンズホルダ１２０の固定方法により、半導体レーザ１３０とカップリングレンズ１４０の位置関係は高精度に位置決めすることができる。
【００３３】
レーザホルダ１１０は、半導体レーザ１３０が固定されるレーザ保持壁１１１と、レーザ保持壁１１１の下端から前方に延びた底壁１１２と、底壁１１２の左右両端から上に延びた右側壁１１３および左側壁１１４とを備えてなる。
【００３４】
レーザ保持壁１１１には、貫通孔１１１ａ（図６（ａ）参照）が形成され、この貫通孔１１１ａに半導体レーザ１３０が圧入などにより固定される。
【００３５】
底壁１１２には、取付孔１１２ａが形成され、前記したスキャナ部１６のケース１０１にネジ止めにより固定が可能となっている。
【００３６】
右側壁１１３および左側壁１１４のそれぞれの上端には、レンズホルダ１２０が挿入される取付溝１１５が形成されている。取付溝１１５の前後方向の幅は、レンズホルダ１２０の板厚よりも広く形成されている。このため、レンズホルダ１２０は、光硬化性樹脂１１９で固定される前に、取付溝１１５の幅内で、その位置を調整するため移動可能となっている。また、レンズホルダ１２０は、レーザホルダ１１０に対し、光硬化性樹脂１１９を介して離間した状態で位置決め固定されている。
【００３７】
レンズホルダ１２０は、右側壁１１３および左側壁１１４の外側の面同士の距離に対応した幅（左右方向の大きさ）を有している。レンズホルダ１２０の左右両端は、下側の面が端部から所定範囲で水平に延びて接着部１２１となっている。接着部１２１は、レーザホルダ１１０の取付溝１１５の底面と平行に形成されることで、光硬化性樹脂１１９による接着が良好となる。
【００３８】
レンズホルダ１２０は、図５および図６（ａ）に示すように、レーザ光の入射面側に、カップリングレンズ１４０を配置する凹部１２３が形成されている。
凹部１２３は、図６（ａ）に示すように、レーザ光の入射面側に近い浅い段部として形成された取付面部１２３ａと、底部１２３ｂとを有する。
取付面部１２３ａは、図６（ｂ）に示すように、カップリングレンズ１４０の平面部１４２と当接して、カップリングレンズ１４０をその光軸方向において位置決めする部分となる。
底部１２３ｂには、中央に、レーザ光の幅（レーザ光の光軸に直交する断面の大きさで、ここでは、特に図５の上下方向の幅）を絞る略長方形の絞り（アパーチャ）１２２が形成されている。すなわち、絞り１２２は、レンズホルダ１２０に一体に形成されている。絞り１２２は、図５における左右方向に長手方向が向いている。この長手方向は、本実施形態の場合、レーザ光の走査方向に沿っており主走査方向という。そして、この主走査方向に直交する方向、つまり、図５における上下方向は、副走査方向という。
【００３９】
凹部１２３は、図５に示すように、入射面側から見た輪郭がカップリングレンズ１４０の外径（図５において二点鎖線で示す）よりも一回り大きく形成されている。凹部１２３の輪郭は、カップリングレンズ１４０の外径に沿った円形ではなく、図５における右端およびこの右端から１２０度ずれた位置の３箇所で内側に突出して、３つのレンズ保持凸部１２４を形成している。また、凹部１２３の輪郭は、図５における上端および下端、つまり副走査方向の２箇所で外側に突出して、接着剤保持部１２５を形成している。
【００４０】
レンズ保持凸部１２４は、内側に突出した先端の３点が、カップリングレンズ１４０の外径の円と接するように配置され、これにより、カップリングレンズ１４０をレンズホルダ１２０の平面位置において一定の位置に位置決めするようになっている。
【００４１】
接着剤保持部１２５は、カップリングレンズ１４０をレンズホルダ１２０に固定する際に光硬化性樹脂などの接着剤を配置する部分である。接着剤保持部１２５は、小さな凹み形状として形成されることで、接着剤がその表面張力により収まりやすいようになっている。また、接着剤保持部１２５は、凹部１２３のうち、副走査方向に配置されているので、レーザ光から遠くなっている。そのため、接着剤はレーザ光と干渉しにくく、このような接着剤保持部１２５の配置はカップリングレンズ１４０を小型化するのに貢献できる。
【００４２】
以上のような構成の光源装置１００を組み立てる際には、まず、レーザホルダ１１０に半導体レーザ１３０を圧入などにより固定する。一方、レンズホルダ１２０の取付面部１２３ａにカップリングレンズ１４０の平面部１４２が当たるようにして位置決めし、光硬化性樹脂１２９でこれらを互いに接着する。
そして、レーザホルダ１１０の取付溝１１５に光硬化性樹脂１１９を塗布する。次に、レンズホルダ１２０を、図示しないロボットハンドで挟持し、半導体レーザ１３０を発光させ、カップリングレンズ１４０を通過したレーザ光の焦点を確認しながら、取付溝１１５内でカップリングレンズ１４０（レンズホルダ１２０）の位置調整をする。
位置調整が終了した後、レーザホルダ１１０を静止させたまま、紫外線を光硬化性樹脂１１９に照射することで光硬化性樹脂１１９を硬化させる。光硬化性樹脂１１９がほぼ完全に硬化すれば、光源装置１００の組立が完了する。
【００４３】
このような光源装置１００によれば、カップリングレンズ１４０は、レーザ光の出射面側に光軸と交差する面である平面部１４２を有し、この平面部１４２でレンズホルダ１２０の入射面側と位置決めされているので、カップリングレンズ１４０の厚みの誤差が大きくても、半導体レーザ１３０に対するカップリングレンズ１４０の出射面側の位置は影響を受けない。例えば図６（ｂ）に示すように、半導体レーザ１３０の発光部１３１からカップリングレンズ１４０の出射面１４１側の位置（便宜的に出射側に最も突出した位置で示す）までの距離ｄ１は、カップリングレンズ１４０の厚みにより影響を受けない。これに対し、図６（ｃ）に示すように、カップリングレンズ１４０の入射面１４５側をレンズホルダ２２０に当てて光軸方向の位置決めをした場合には、半導体レーザ１３０の発光部１３１からカップリングレンズ１４０の出射面１４１側の位置までの距離ｄ２は、カップリングレンズ１４０の厚みの影響を受ける。
【００４４】
カップリングレンズ１４０によるレーザ光の収束は、入射面１４５側の面での屈折よりも、出射面１４１側の面での屈折の方が影響が大きく、そのため、本実施形態のように、出射面１４１側の位置がレンズの厚みの影響を受けないことで、レーザ光の焦点を合わせやすくなる。すなわち、レンズホルダ１２０の位置・向きをロボットハンドで調整する際に、調整量が小さくなるため、調整時間が短くてすむ。したがって、光源装置１００の生産性を向上させることができる。
【００４５】
また、調整量が小さくなることにより、カップリングレンズ１４０の厚みのばらつきが大きくても、取付溝１１５の間内で十分にレンズホルダ１２０を正しい位置に位置決めできる。そのため、カップリングレンズ１４０の厚みやレンズホルダ１２０の取付面部１２３ａの位置ごとに、これらの部品を寸法に応じて段階的にグループ分けして管理し、良好な組み合わせを作る必要が無くなり、生産性が向上する。
【００４６】
さらに、カップリングレンズ１４０の出射面側に絞り１２２を配置したことから、ほぼ平行な光束に集束されたレーザ光を絞り１２２で絞っているので、絞り１２２を通過した光束の幅は、レンズホルダ１２０の半導体レーザ１３０からの距離にかかわらず一定になる。このことを、従来の例と比較して説明する。
【００４７】
図６（ｃ）に示すように、カップリングレンズ１４０の入射面側に絞り２２２があった場合、絞り２２２を通過したレーザ光は、未だ広がっており、カップリングレンズ１４０の出射面側を通過して初めてほぼ平行光となる。そのため、距離ｄ２がカップリングレンズ１４０の厚みの影響を受けるこの形態では、カップリングレンズ１４０の厚みおよび絞り２２２の位置の誤差により、カップリングレンズ１４０を通過した後の光束の幅がばらつきやすい。これに対し、上述した本実施形態（図６（ｂ））では、平行光になった後に絞り１２２でレーザ光を絞っているので、光束の幅はばらつかない。
【００４８】
また、図６（ｂ）に示すように、本実施形態の光源装置１００では、レンズホルダ１２０の入射面側にカップリングレンズ１４０を配置し、カップリングレンズ１４０の入射側の縁部において光硬化性樹脂１２９でレンズホルダ１２０に接着している。一方、図６（ｃ）に示すように、参考例の光源装置２００では、レンズホルダ２２０の出射面側において、光硬化性樹脂２２９を配置している。これらの図を見て分かるように、本実施形態の光源装置１００では、光硬化性樹脂１２９が若干レーザ光の方にはみ出てきても、カップリングレンズ１４０の入射面側では、レーザ光があまり広がっていないため、レーザ光とはみ出した接着剤とが干渉しにくい。そのため、光源装置１００の不良を防止し、また、カップリングレンズ１４０の小型化に貢献することができる。
【００４９】
以上のように、本実施形態の光源装置１００およびこれを利用したスキャナ部１６およびレーザプリンタ１によれば、生産性が向上し、その結果生産コストを低減することができる。
【００５０】
次に、上述の実施形態に係る光源装置の一部を変えた変形例および参考例を示す。
図７（ａ）から（ｃ）は、絞りの縁部の形状を変えた変形例に係る図である。
図７（ａ）に示すように、第１変形例に係る光源装置３００は、レンズホルダ３２０の絞り３２２の周辺部が、全体として出射面側に突出していて、カップリングレンズ１４０に対向する対向面３２３が漏斗状となっている。すなわち、絞り３２２の少なくともレーザ光に当たる縁部はレーザ光の光軸に垂直な面に対して傾斜している。そのため、この対向面３２３に当たったレーザ光は、半導体レーザ１３０の発光部１３１に向かっては反射せず、発光部１３１から大きくずれた位置へ向かって反射する。
半導体レーザ１３０は、通常、出力を一定にするためのフィードバック制御を行っており、そのため、発光部１３１の近傍に、出力のセンサが設けられている。そのため、絞り３２２の縁部で反射した光が発光部１３１に戻ると、出力が不安定になるおそれがある。しかし、この第１変形例によれば、絞り３２２のレーザ光が当たる縁部で反射した光は、発光部１３１に戻らないので、このような問題が解消される。
【００５１】
図７（ｂ）に示す第２変形例においては、レンズホルダ４２０の絞り４２２の入射側の縁部に面取り４２３が形成されている。このように、小さな面取り４２３であっても、レーザ光が当たる範囲に、レーザ光の光軸に直交する面に対し傾斜するように形成されていれば、この面取り４２３で反射した光が発光部１３１に戻らず、半導体レーザ１３０の出力が安定する。
【００５２】
また、図７（ｃ）に示す第３変形例のように、レンズホルダ５２０に形成する絞り５２２の内周自体をレーザ光の光軸に沿った向きにするのではなく、テーパ状に形成してもよい。この場合においても、第１変形例および第２変形例と同様に、絞り５２２の内周で反射した光が発光部１３１に戻らず、半導体レーザ１３０の出力が安定する。
【００５３】
図８は、図６（ｃ）の参考例のレンズホルダを出射面側から見た図である。
図８に示すように、図６（ｃ）のようにカップリングレンズ１４０の入射側の面をレンズホルダ２２０に当接させて支持させた場合においても、上述した接着剤保持部１２５と同様の構成の接着剤保持部２２５を形成することで、同様の効果を得ることが可能である。
すなわち、カップリングレンズ１４０が嵌る凹部２２３の輪郭において、外側に突出した接着剤保持部２２５を、副走査方向の位置に設けたことで、レーザ光と光硬化性樹脂２２９が干渉しにくくなり、光源装置２００の不良を防止し、また、カップリングレンズ１４０の小型化を図ることができる。
【００５４】
また、レンズホルダ２２０におけるカップリングレンズ１４０の入射面を支持する支持部位は、図６（ｃ）および図８に示すように、カップリングレンズ１４０の外縁よりも副走査方向へ突出する２つの突出部２３０を有している。そして、支持部位の突出部２３０以外の部位は、カップリングレンズ１４０の外縁よりもカップリングレンズ１４０の径方向における内側に位置している。突出部２３０が、カップリングレンズ１４０の外縁よりも突出している構成であるので、カップリングレンズ１４０をレンズホルダ２２０に位置決めするときに、カップリングレンズ１４０がガタつくことなく、支持部位に確実に支持される。
【００５５】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。
【００５６】
例えば、図９に示す光源装置６００のように入射側と出射側の双方を凸曲面としたカップリングレンズ６４０を採用しても構わない。
【００５７】
前記した実施形態においては、レンズホルダ１２０（カップリングレンズ１４０）の位置および向きの調整に、ロボットハンドを用いたが、ゴニオメータにレンズホルダ１２０を保持させ、手動でレンズホルダ１２０の位置および向きを調整してもよい。この場合においても、本発明により調整量が少なくなることで、同様の効果を得ることができる。
【００５８】
前記実施形態では、画像形成装置の一例としてレーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
前記実施形態では、転写手段の一例として転写ローラ３０を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば非接触型のものを採用してもよい。
前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙３を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。
前記各実施形態では、現像剤の一例としてトナー、現像手段の一例として現像カートリッジ２８、偏向器の一例としてポリゴンミラー１９、走査レンズの一例としてｆθレンズ２０、露光装置の一例としてスキャナ部１６、感光体の一例として感光ドラム２７を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の趣旨を逸脱しない限り、材料や構造を適宜変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザプリンタの側断面図である。
【図２】スキャナ部の平面図である。
【図３】光源装置の分解斜視図である。
【図４】光源装置の外観斜視図である。
【図５】レンズホルダを入射面側から見た図である。
【図６】レンズホルダとカップリングレンズを分解した状態の断面図（ａ）と、組み立てた状態の断面図（ｂ）と、カップリングレンズをその入射面側でレンズホルダに固定した参考図（ｃ）である。
【図７】（ａ）から（ｃ）は、絞りの縁部の形状を変えた変形例に係る図である。
【図８】図６（ｃ）の参考例のレンズホルダを出射面側から見た図である。
【図９】カップリングレンズの入射面および出射面の双方を凸曲面にした変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ レーザプリンタ
３ 用紙
５ 画像形成部
１６ スキャナ部
１７ プロセスカートリッジ
１８ 定着部
２７ 感光ドラム
２８ 現像カートリッジ
３０ 転写ローラ
３１ 現像ローラ
４１ 加熱ローラ
４２ 加圧ローラ
１００ 光源装置
１１０ レーザホルダ
１１１ レーザ保持壁
１１５ 取付溝
１１９ 光硬化性樹脂
１２０ レンズホルダ
１２３ａ 取付面部
１２５ 接着剤保持部
１２９ 光硬化性樹脂
１３０ 半導体レーザ
１４０ カップリングレンズ
１４１ 出射面
１４２ 平面部
１４５ 入射面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置ならびにこの光源装置を利用した露光装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置としてのレーザプリンタやデジタル複写機において、露光装置は、印刷すべき画像のデータに対応してレーザ光線により感光体を走査し、感光体上に静電潜像を形成している。
このような走査を行う露光装置においては、光源として半導体レーザを使用するのが一般的である。半導体レーザから出射される光は拡散光であるため、半導体レーザの前方（本明細書において、光軸方向における下流側をいう）には、拡散光を平行な光束に変換するためのカップリングレンズ（コリメートレンズ）が設けられている。
【０００３】
良好な画像を形成するためには、感光体の露光面においてレーザ光を小さな点に収斂させなければならない。このために、半導体レーザとカップリングレンズの間の光軸方向の距離は、数μｍ〜数百μｍの単位で厳密に位置決めをする必要がある。詳しくは、カップリングレンズによる焦点合わせは、カップリングレンズの出射側の面と半導体レーザの距離が重要であるので、半導体レーザとカップリングレンズの出射側の面との光軸方向における距離を特に厳密に決める必要がある。
【０００４】
従来のカップリングレンズの位置決め・固定方法としては、特許文献１に開示されたように、カップリングレンズの入射面側にレンズ支持部材を取り付け、このレンズ支持部材を移動させることで光軸に垂直な方向の位置調整を行っているものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６３４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、カップリングレンズは、製造誤差により個々の寸法・形状が微妙に異なる。そのため、カップリングレンズの入射面をレンズ支持部材に当てて取り付けた後、レンズ支持部材の位置調整を行った場合、カップリングレンズの出射面と半導体レンズとの距離を厳密に調節するためにレンズの厚みの誤差の分の調整も行わなければならず、生産性が低下するという問題がある。
【０００７】
また、本出願人らは、生産性の向上および生産コストの低下を目的として、半導体レーザを保持する第１のホルダに対し、カップリングレンズを位置決め・固定する新たな手法を検討している。この手法は、カップリングレンズを第２のホルダに固定し、この第２のホルダを第１のホルダに対し離間して保持・位置合わせする。そして、位置合わせが終わった状態で光硬化性樹脂により第１のホルダと第２のホルダを接着する、というものである。
【０００８】
このような構成を採用して光源装置を製造する場合、カップリングレンズと半導体レーザの距離だけでなく、カップリングレンズの向きや、光軸に直交する上下左右の位置をロボットハンドで調整する。そのため、カップリングレンズの厚みに誤差があると、第２のホルダ材を保持・位置決めする調整に時間がかかる。また、レンズの厚みの誤差が大きいと、場合によっては調整しきれないこともある。つまり、感光体上に正しく焦点を結べないおそれがある。一方、この調整を可能にしまたはこの調整量を小さくするために、カップリングレンズと第２のホルダを寸法の違いごとに複数グループに分けて管理し、カップリングレンズと第２のホルダの組合せを選択することで誤差が小さくなるように調整する方法もあるが、生産性の悪化は避けられない。
【０００９】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、カップリングレンズを半導体レーザに対し位置決め・固定する場合において、生産性を向上し、また、製造コストを抑えることが可能な光源装置ならびにこの光源装置を用いた露光装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するため、本発明の光源装置は、レーザ光を発光する発光素子と、前記発光素子からのレーザ光を光束に変換するカップリングレンズと、前記発光素子を保持する第１のホルダと、前記カップリングレンズを保持し、前記第１のホルダに対し離間した状態で接着剤により位置決め固定された第２のホルダとを有する光源装置であって、前記第２のホルダは、前記カップリングレンズの前記レーザ光の出射側の面を支持していることを特徴とする。
【００１１】
このような光源装置によると、第２のホルダはカップリングレンズの出射側の面を支持しているので、第２のホルダを保持して発光素子に対するカップリングレンズの位置決めを行った場合、カップリングレンズの出射側の面の位置は、カップリングレンズの厚みの影響を受けない。したがって、発光素子に対するカップリングレンズの位置決めが容易となり、生産性の向上、生産コストの低下を図ることができる。
【００１２】
また、このような光源装置を利用した露光装置は、感光体上に光を走査させて静電潜像を形成するための露光装置であって、光源装置と、前記光源装置から出射されたレーザ光を絞るシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを通過したレーザ光を反射して、主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記偏向器により偏向および走査されたレーザ光を前記感光体に結像させる走査レンズとを備えて構成できる。
【００１３】
さらに、このような露光装置を利用した画像形成装置は、記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、露光装置と、前記露光装置によりレーザ光が走査されて静電潜像が形成される感光体と、前記感光体に現像剤を供給する現像手段と、前記現像剤で形成された像を前記記録シート上に転写する転写手段とを備えて構成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光源装置の生産性を向上し、生産コストの低下を図ることができる。また、この光源装置を用いた露光装置および画像形成装置の生産性を向上し、生産コストの低下を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜レーザプリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本発明の実施形態に係るレーザプリンタの側断面図であり、図２は、スキャナ部の平面図である。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。
【００１６】
＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６内に設けられた用紙押圧板７を備えている。また、フィーダ部４は、給紙トレイ６の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ８および給紙パット９と、給紙ローラ８に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ１０，１１を備えている。さらに、フィーダ部４は、紙粉取りローラ１０，１１に対して下流側に設けられるレジストローラ１２を備えている。
【００１７】
そして、このように構成されるフィーダ部４では、給紙トレイ６内の用紙３が、用紙押圧板７によって給紙ローラ８側に寄せられ、この給紙ローラ８および給紙パット９で送り出されて各種ローラ１０〜１２を通った後一枚ずつ画像形成部５に搬送されるようになっている。
【００１８】
＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７、定着部１８などを備えている。
【００１９】
＜スキャナ部の概略構成＞
スキャナ部１６は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、図２に示すように、光源装置１００、シリンドリカルレンズ２５、ポリゴンミラー１９、ｆθレンズ２０、反射鏡２２を備えている。シリンドリカルレンズ２５は、ポリゴンミラー１９の面倒れを補正するために、光源装置１００からのレーザ光を副走査方向に絞って、ポリゴンミラー１９に入射させる。ポリゴンミラー１９は、六角形の各辺の部分に鏡が形成されたもので、それ自身回転されつつ、シリンドリカルレンズ２５を通過したレーザ光を反射することで、主走査方向にレーザ光を偏向および走査する。ｆθレンズ２０は、ポリゴンミラー１９により等角速度で走査されたレーザ光を、等速度で走査するように変換しつつ、感光ドラム２７の表面にレーザ光を結像させる。
【００２０】
また、スキャナ部１６は、反射鏡２２で下方に向けられたレーザ光を感光ドラム２７へ向けるべく、図１に示すように補正レンズ２１、反射鏡２３，２４を備えている。これらの各部材は、ケース１０１に適宜取り付けられている。
光源装置１００の構成の詳細については、後述する。
【００２１】
＜プロセスカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ１７は、スキャナ部１６の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ１７の外枠を構成する中空の筐体５１内には、現像カートリッジ２８、感光ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９および転写ローラ３０が主に設けられている。
【００２２】
現像カートリッジ２８は、筐体５１に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ３１、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３およびトナーホッパ３４を備えている。そして、トナーホッパ３４内に貯留されているトナーは、供給ローラ３３の矢印方向（反時計方向）への回転により、現像ローラ３１に供給され、このとき、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３１上に供給されたトナーは、現像ローラ３１の矢印方向（反時計方向）への回転に伴なって、層厚規制ブレード３２と現像ローラ３１との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ３１上に担持される。
【００２３】
感光ドラム２７は、筐体５１に、矢印方向（時計方向）へ回転可能に支持されている。この感光ドラム２７は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分が正帯電性の感光層により形成されている。
【００２４】
スコロトロン型帯電器２９は、感光ドラム２７の上方に、感光ドラム２７に接触しないように、所定間隔を隔てて対向配置されている。このスコロトロン型帯電器２９は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
【００２５】
転写ローラ３０は、感光ドラム２７の下方において、この感光ドラム２７に対向して接触するように配置され、筐体５１に、矢印方向（反時計方向）へ回転可能に支持されている。この転写ローラ３０は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料が被覆されて構成されている。この転写ローラ３０には、転写時に、定電流制御によって転写バイアスが印加される。
【００２６】
そして、感光ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により一様に正帯電された後、スキャナ部１６からのレーザ光の高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。ここで、「静電潜像」とは、一様に正帯電されている感光ドラム２７の表面のうち、レーザ光によって露光されて電位が下がっている露光部分をいう。次いで、現像ローラ３１の回転により、現像ローラ３１上に担持されているトナーが、感光ドラム２７に対向して接触する時に、感光ドラム２７の表面上に形成される静電潜像に供給される。そして、トナーは、感光ドラム２７の表面上で選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。
【００２７】
その後、感光ドラム２７と転写ローラ３０とは、用紙３を両者間で挟持して搬送するように回転駆動され、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間を用紙３が搬送されることにより、感光ドラム２７の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。
【００２８】
＜定着部の構成＞
定着部１８は、プロセスカートリッジ１７の下流側に配設され、加熱ローラ４１、加熱ローラ４１と対向して配置され加熱ローラ４１を押圧する加圧ローラ４２、および、これら加熱ローラ４１および加圧ローラ４２の下流側に設けられる１対の搬送ローラ４３を備えている。そして、このように構成される定着部１８では、用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙３を搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送するようにしている。なお、排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙されるか、あるいは、排紙ローラ４５の逆回転およびフラッパ４９の切替によって装置内に戻されて、複数の反転搬送ローラ５０で画像形成部５の上流側に反転状態で再供給されて両面印刷がなされるようになっている。
【００２９】
＜光源装置の構成＞
図３は、光源装置の分解斜視図であり、図４は、光源装置の外観斜視図である。また、図５は、レンズホルダを入射面側から見た図であり、図６は、レンズホルダとカップリングレンズを分解した状態の断面図（ａ）と、組み立てた状態の断面図（ｂ）と、カップリングレンズをその入射面側でレンズホルダに固定した参考図（ｃ）である。
【００３０】
図３に示すように、光源装置１００は、第１のホルダであるレーザホルダ１１０に発光素子の一例としての半導体レーザ１３０が固定され、第２のホルダであるレンズホルダ１２０に、カップリングレンズ１４０が固定されている。そして、レンズホルダ１２０は、図４に示すように、レーザホルダ１１０に対して接着剤の一例である光硬化性樹脂１１９により接着されて固定される。
【００３１】
図３に示すように、カップリングレンズ１４０は、樹脂またはガラスなどからなる凸レンズであり、半導体レーザ１３０から出射されるレーザ光を集束させて光束に変換するものである。カップリングレンズ１４０は、出射面１４１に凸曲面を有し、入射面１４５が平面となっている（図６（ａ）参照）。出射面１４１の縁部には、光軸に垂直な平面部１４２が形成されている。この平面部１４２は、後述するようにレンズホルダ１２０に当接してレンズホルダ１２０との光軸方向の位置決めをする面となる。
【００３２】
レーザホルダ１１０およびレンズホルダ１２０は、共にアルミニウム合金からなる板材を板金加工してなる部材である。このように、レーザホルダ１１０とレンズホルダ１２０とは、熱膨張率が等しい材質で構成されているのが望ましく、例えば、同種の金属からなることが望ましい。これにより、周囲の温度変化があった場合でも、レーザホルダ１１０とレンズホルダ１２０の光硬化性樹脂１１９による接着が外れることがない。また、レーザホルダ１１０とレンズホルダ１２０は、板金で構成することにより極めて低コストで製造することができる。それでありながら、後述するレンズホルダ１２０の固定方法により、半導体レーザ１３０とカップリングレンズ１４０の位置関係は高精度に位置決めすることができる。
【００３３】
レーザホルダ１１０は、半導体レーザ１３０が固定されるレーザ保持壁１１１と、レーザ保持壁１１１の下端から前方に延びた底壁１１２と、底壁１１２の左右両端から上に延びた右側壁１１３および左側壁１１４とを備えてなる。
【００３４】
レーザ保持壁１１１には、貫通孔１１１ａ（図６（ａ）参照）が形成され、この貫通孔１１１ａに半導体レーザ１３０が圧入などにより固定される。
【００３５】
底壁１１２には、取付孔１１２ａが形成され、前記したスキャナ部１６のケース１０１にネジ止めにより固定が可能となっている。
【００３６】
右側壁１１３および左側壁１１４のそれぞれの上端には、レンズホルダ１２０が挿入される取付溝１１５が形成されている。取付溝１１５の前後方向の幅は、レンズホルダ１２０の板厚よりも広く形成されている。このため、レンズホルダ１２０は、光硬化性樹脂１１９で固定される前に、取付溝１１５の幅内で、その位置を調整するため移動可能となっている。また、レンズホルダ１２０は、レーザホルダ１１０に対し、光硬化性樹脂１１９を介して離間した状態で位置決め固定されている。
【００３７】
レンズホルダ１２０は、右側壁１１３および左側壁１１４の外側の面同士の距離に対応した幅（左右方向の大きさ）を有している。レンズホルダ１２０の左右両端は、下側の面が端部から所定範囲で水平に延びて接着部１２１となっている。接着部１２１は、レーザホルダ１１０の取付溝１１５の底面と平行に形成されることで、光硬化性樹脂１１９による接着が良好となる。
【００３８】
レンズホルダ１２０は、図５および図６（ａ）に示すように、レーザ光の入射面側に、カップリングレンズ１４０を配置する凹部１２３が形成されている。
凹部１２３は、図６（ａ）に示すように、レーザ光の入射面側に近い浅い段部として形成された取付面部１２３ａと、底部１２３ｂとを有する。
取付面部１２３ａは、図６（ｂ）に示すように、カップリングレンズ１４０の平面部１４２と当接して、カップリングレンズ１４０をその光軸方向において位置決めする部分となる。
底部１２３ｂには、中央に、レーザ光の幅（レーザ光の光軸に直交する断面の大きさで、ここでは、特に図５の上下方向の幅）を絞る略長方形の絞り（アパーチャ）１２２が形成されている。すなわち、絞り１２２は、レンズホルダ１２０に一体に形成されている。絞り１２２は、図５における左右方向に長手方向が向いている。この長手方向は、本実施形態の場合、レーザ光の走査方向に沿っており主走査方向という。そして、この主走査方向に直交する方向、つまり、図５における上下方向は、副走査方向という。
【００３９】
凹部１２３は、図５に示すように、入射面側から見た輪郭がカップリングレンズ１４０の外径（図５において二点鎖線で示す）よりも一回り大きく形成されている。凹部１２３の輪郭は、カップリングレンズ１４０の外径に沿った円形ではなく、図５における右端およびこの右端から１２０度ずれた位置の３箇所で内側に突出して、３つのレンズ保持凸部１２４を形成している。また、凹部１２３の輪郭は、図５における上端および下端、つまり副走査方向の２箇所で外側に突出して、接着剤保持部１２５を形成している。
【００４０】
レンズ保持凸部１２４は、内側に突出した先端の３点が、カップリングレンズ１４０の外径の円と接するように配置され、これにより、カップリングレンズ１４０をレンズホルダ１２０の平面位置において一定の位置に位置決めするようになっている。
【００４１】
接着剤保持部１２５は、カップリングレンズ１４０をレンズホルダ１２０に固定する際に光硬化性樹脂などの接着剤を配置する部分である。接着剤保持部１２５は、小さな凹み形状として形成されることで、接着剤がその表面張力により収まりやすいようになっている。また、接着剤保持部１２５は、凹部１２３のうち、副走査方向に配置されているので、レーザ光から遠くなっている。そのため、接着剤はレーザ光と干渉しにくく、このような接着剤保持部１２５の配置はカップリングレンズ１４０を小型化するのに貢献できる。
【００４２】
以上のような構成の光源装置１００を組み立てる際には、まず、レーザホルダ１１０に半導体レーザ１３０を圧入などにより固定する。一方、レンズホルダ１２０の取付面部１２３ａにカップリングレンズ１４０の平面部１４２が当たるようにして位置決めし、光硬化性樹脂１２９でこれらを互いに接着する。
そして、レーザホルダ１１０の取付溝１１５に光硬化性樹脂１１９を塗布する。次に、レンズホルダ１２０を、図示しないロボットハンドで挟持し、半導体レーザ１３０を発光させ、カップリングレンズ１４０を通過したレーザ光の焦点を確認しながら、取付溝１１５内でカップリングレンズ１４０（レンズホルダ１２０）の位置調整をする。
位置調整が終了した後、レーザホルダ１１０を静止させたまま、紫外線を光硬化性樹脂１１９に照射することで光硬化性樹脂１１９を硬化させる。光硬化性樹脂１１９がほぼ完全に硬化すれば、光源装置１００の組立が完了する。
【００４３】
このような光源装置１００によれば、カップリングレンズ１４０は、レーザ光の出射面側に光軸と交差する面である平面部１４２を有し、この平面部１４２でレンズホルダ１２０の入射面側と位置決めされているので、カップリングレンズ１４０の厚みの誤差が大きくても、半導体レーザ１３０に対するカップリングレンズ１４０の出射面側の位置は影響を受けない。例えば図６（ｂ）に示すように、半導体レーザ１３０の発光部１３１からカップリングレンズ１４０の出射面１４１側の位置（便宜的に出射側に最も突出した位置で示す）までの距離ｄ１は、カップリングレンズ１４０の厚みにより影響を受けない。これに対し、図６（ｃ）に示すように、カップリングレンズ１４０の入射面１４５側をレンズホルダ２２０に当てて光軸方向の位置決めをした場合には、半導体レーザ１３０の発光部１３１からカップリングレンズ１４０の出射面１４１側の位置までの距離ｄ２は、カップリングレンズ１４０の厚みの影響を受ける。
【００４４】
カップリングレンズ１４０によるレーザ光の収束は、入射面１４５側の面での屈折よりも、出射面１４１側の面での屈折の方が影響が大きく、そのため、本実施形態のように、出射面１４１側の位置がレンズの厚みの影響を受けないことで、レーザ光の焦点を合わせやすくなる。すなわち、レンズホルダ１２０の位置・向きをロボットハンドで調整する際に、調整量が小さくなるため、調整時間が短くてすむ。したがって、光源装置１００の生産性を向上させることができる。
【００４５】
また、調整量が小さくなることにより、カップリングレンズ１４０の厚みのばらつきが大きくても、取付溝１１５の間内で十分にレンズホルダ１２０を正しい位置に位置決めできる。そのため、カップリングレンズ１４０の厚みやレンズホルダ１２０の取付面部１２３ａの位置ごとに、これらの部品を寸法に応じて段階的にグループ分けして管理し、良好な組み合わせを作る必要が無くなり、生産性が向上する。
【００４６】
さらに、カップリングレンズ１４０の出射面側に絞り１２２を配置したことから、ほぼ平行な光束に集束されたレーザ光を絞り１２２で絞っているので、絞り１２２を通過した光束の幅は、レンズホルダ１２０の半導体レーザ１３０からの距離にかかわらず一定になる。このことを、従来の例と比較して説明する。
【００４７】
図６（ｃ）に示すように、カップリングレンズ１４０の入射面側に絞り２２２があった場合、絞り２２２を通過したレーザ光は、未だ広がっており、カップリングレンズ１４０の出射面側を通過して初めてほぼ平行光となる。そのため、距離ｄ２がカップリングレンズ１４０の厚みの影響を受けるこの形態では、カップリングレンズ１４０の厚みおよび絞り２２２の位置の誤差により、カップリングレンズ１４０を通過した後の光束の幅がばらつきやすい。これに対し、上述した本実施形態（図６（ｂ））では、平行光になった後に絞り１２２でレーザ光を絞っているので、光束の幅はばらつかない。
【００４８】
また、図６（ｂ）に示すように、本実施形態の光源装置１００では、レンズホルダ１２０の入射面側にカップリングレンズ１４０を配置し、カップリングレンズ１４０の入射側の縁部において光硬化性樹脂１２９でレンズホルダ１２０に接着している。一方、図６（ｃ）に示すように、参考例の光源装置２００では、レンズホルダ２２０の出射面側において、光硬化性樹脂２２９を配置している。これらの図を見て分かるように、本実施形態の光源装置１００では、光硬化性樹脂１２９が若干レーザ光の方にはみ出てきても、カップリングレンズ１４０の入射面側では、レーザ光があまり広がっていないため、レーザ光とはみ出した接着剤とが干渉しにくい。そのため、光源装置１００の不良を防止し、また、カップリングレンズ１４０の小型化に貢献することができる。
【００４９】
以上のように、本実施形態の光源装置１００およびこれを利用したスキャナ部１６およびレーザプリンタ１によれば、生産性が向上し、その結果生産コストを低減することができる。
【００５０】
次に、上述の実施形態に係る光源装置の一部を変えた変形例および参考例を示す。
図７（ａ）から（ｃ）は、絞りの縁部の形状を変えた変形例に係る図である。
図７（ａ）に示すように、第１変形例に係る光源装置３００は、レンズホルダ３２０の絞り３２２の周辺部が、全体として出射面側に突出していて、カップリングレンズ１４０に対向する対向面３２３が漏斗状となっている。すなわち、絞り３２２の少なくともレーザ光に当たる縁部はレーザ光の光軸に垂直な面に対して傾斜している。そのため、この対向面３２３に当たったレーザ光は、半導体レーザ１３０の発光部１３１に向かっては反射せず、発光部１３１から大きくずれた位置へ向かって反射する。
半導体レーザ１３０は、通常、出力を一定にするためのフィードバック制御を行っており、そのため、発光部１３１の近傍に、出力のセンサが設けられている。そのため、絞り３２２の縁部で反射した光が発光部１３１に戻ると、出力が不安定になるおそれがある。しかし、この第１変形例によれば、絞り３２２のレーザ光が当たる縁部で反射した光は、発光部１３１に戻らないので、このような問題が解消される。
【００５１】
図７（ｂ）に示す第２変形例においては、レンズホルダ４２０の絞り４２２の入射側の縁部に面取り４２３が形成されている。このように、小さな面取り４２３であっても、レーザ光が当たる範囲に、レーザ光の光軸に直交する面に対し傾斜するように形成されていれば、この面取り４２３で反射した光が発光部１３１に戻らず、半導体レーザ１３０の出力が安定する。
【００５２】
また、図７（ｃ）に示す第３変形例のように、レンズホルダ５２０に形成する絞り５２２の内周自体をレーザ光の光軸に沿った向きにするのではなく、テーパ状に形成してもよい。この場合においても、第１変形例および第２変形例と同様に、絞り５２２の内周で反射した光が発光部１３１に戻らず、半導体レーザ１３０の出力が安定する。
【００５３】
図８は、図６（ｃ）の参考例のレンズホルダを出射面側から見た図である。
図８に示すように、図６（ｃ）のようにカップリングレンズ１４０の入射側の面をレンズホルダ２２０に当接させて支持させた場合においても、上述した接着剤保持部１２５と同様の構成の接着剤保持部２２５を形成することで、同様の効果を得ることが可能である。
すなわち、カップリングレンズ１４０が嵌る凹部２２３の輪郭において、外側に突出した接着剤保持部２２５を、副走査方向の位置に設けたことで、レーザ光と光硬化性樹脂２２９が干渉しにくくなり、光源装置２００の不良を防止し、また、カップリングレンズ１４０の小型化を図ることができる。
【００５４】
また、レンズホルダ２２０におけるカップリングレンズ１４０の入射面を支持する支持部位は、図６（ｃ）および図８に示すように、カップリングレンズ１４０の外縁よりも副走査方向へ突出する２つの突出部２３０を有している。そして、支持部位の突出部２３０以外の部位は、カップリングレンズ１４０の外縁よりもカップリングレンズ１４０の径方向における内側に位置している。突出部２３０が、カップリングレンズ１４０の外縁よりも突出している構成であるので、カップリングレンズ１４０をレンズホルダ２２０に位置決めするときに、カップリングレンズ１４０がガタつくことなく、支持部位に確実に支持される。
【００５５】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。
【００５６】
例えば、図９に示す光源装置６００のように入射側と出射側の双方を凸曲面としたカップリングレンズ６４０を採用しても構わない。
【００５７】
前記した実施形態においては、レンズホルダ１２０（カップリングレンズ１４０）の位置および向きの調整に、ロボットハンドを用いたが、ゴニオメータにレンズホルダ１２０を保持させ、手動でレンズホルダ１２０の位置および向きを調整してもよい。この場合においても、本発明により調整量が少なくなることで、同様の効果を得ることができる。
【００５８】
前記実施形態では、画像形成装置の一例としてレーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
前記実施形態では、転写手段の一例として転写ローラ３０を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば非接触型のものを採用してもよい。
前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙３を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。
前記各実施形態では、現像剤の一例としてトナー、現像手段の一例として現像カートリッジ２８、偏向器の一例としてポリゴンミラー１９、走査レンズの一例としてｆθレンズ２０、露光装置の一例としてスキャナ部１６、感光体の一例として感光ドラム２７を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の趣旨を逸脱しない限り、材料や構造を適宜変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザプリンタの側断面図である。
【図２】スキャナ部の平面図である。
【図３】光源装置の分解斜視図である。
【図４】光源装置の外観斜視図である。
【図５】レンズホルダを入射面側から見た図である。
【図６】レンズホルダとカップリングレンズを分解した状態の断面図（ａ）と、組み立てた状態の断面図（ｂ）と、カップリングレンズをその入射面側でレンズホルダに固定した参考図（ｃ）である。
【図７】（ａ）から（ｃ）は、絞りの縁部の形状を変えた変形例に係る図である。
【図８】図６（ｃ）の参考例のレンズホルダを出射面側から見た図である。
【図９】カップリングレンズの入射面および出射面の双方を凸曲面にした変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ レーザプリンタ
３ 用紙
５ 画像形成部
１６ スキャナ部
１７ プロセスカートリッジ
１８ 定着部
２７ 感光ドラム
２８ 現像カートリッジ
３０ 転写ローラ
３１ 現像ローラ
４１ 加熱ローラ
４２ 加圧ローラ
１００ 光源装置
１１０ レーザホルダ
１１１ レーザ保持壁
１１５ 取付溝
１１９ 光硬化性樹脂
１２０ レンズホルダ
１２３ａ 取付面部
１２５ 接着剤保持部
１２９ 光硬化性樹脂
１３０ 半導体レーザ
１４０ カップリングレンズ
１４１ 出射面
１４２ 平面部
１４５ 入射面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発光する発光素子と、
前記発光素子からのレーザ光を光束に変換するカップリングレンズと、
前記発光素子を保持する第１のホルダと、
前記カップリングレンズを保持し、前記第１のホルダに対し離間した状態で接着剤により位置決め固定された第２のホルダとを有する光源装置であって、
前記第２のホルダは、前記カップリングレンズの前記レーザ光の出射側の面を支持していることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記カップリングレンズの前記出射側の面は凸曲面を有してなることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記カップリングレンズの前記出射側の面は、縁部に、光軸に交差する平面部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第２のホルダは、前記カップリングレンズの出射側に、前記カップリングレンズから出射する前記光束の幅を規定する絞りが一体に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１のホルダと、前記第２のホルダとは、熱膨張率が等しい材質で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１のホルダと、前記第２のホルダとは、同種の金属により構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記カップリングレンズは、前記レーザ光の入射側の縁部において接着剤により前記第２のホルダに固定されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記絞りの、少なくとも前記レーザ光が当たる縁部は、前記レーザ光の光軸に垂直な面に対して傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項９】
前記カップリングレンズは、前記レーザ光の出射側および入射側の双方が凸曲面により構成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記接着剤は、光硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
感光体上に光を走査させて静電潜像を形成するための露光装置であって、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から出射されたレーザ光を絞るシリンドリカルレンズと、
前記シリンドリカルレンズを通過したレーザ光を反射して、主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、
前記偏向器により偏向および走査されたレーザ光を前記感光体に結像させる走査レンズとを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１１に記載の露光装置と、
前記露光装置によりレーザ光が走査されて静電潜像が形成される感光体と、
前記感光体に現像剤を供給する現像手段と、
前記現像剤で形成された像を前記記録シート上に転写する転写手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
レーザ光を発光する発光素子と、
前記発光素子からのレーザ光を光束に変換するカップリングレンズと、
前記発光素子を保持する第１のホルダと、
前記カップリングレンズを保持し、前記第１のホルダに対し離間した状態で接着剤により位置決め固定された第２のホルダとを有する光源装置であって、
前記第２のホルダは、前記カップリングレンズの前記レーザ光の出射側の面を支持していることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記カップリングレンズの前記出射側の面は凸曲面を有してなることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記カップリングレンズの前記出射側の面は、縁部に、光軸に交差する平面部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第２のホルダは、前記カップリングレンズの出射側に、前記カップリングレンズから出射する前記光束の幅を規定する絞りが一体に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１のホルダと、前記第２のホルダとは、熱膨張率が等しい材質で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１のホルダと、前記第２のホルダとは、同種の金属により構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記カップリングレンズは、前記レーザ光の入射側の縁部において接着剤により前記第２のホルダに固定されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記絞りの、少なくとも前記レーザ光が当たる縁部は、前記レーザ光の光軸に垂直な面に対して傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項９】
前記カップリングレンズは、前記レーザ光の出射側および入射側の双方が凸曲面により構成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記接着剤は、光硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
感光体上に光を走査させて静電潜像を形成するための露光装置であって、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から出射されたレーザ光を絞るシリンドリカルレンズと、
前記シリンドリカルレンズを通過したレーザ光を反射して、主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、
前記偏向器により偏向および走査されたレーザ光を前記感光体に結像させる走査レンズとを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１１に記載の露光装置と、
前記露光装置によりレーザ光が走査されて静電潜像が形成される感光体と、
前記感光体に現像剤を供給する現像手段と、
前記現像剤で形成された像を前記記録シート上に転写する転写手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−３００５９１（Ｐ２００８−３００５９１Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４４５２５（Ｐ２００７−１４４５２５）
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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