JP2001246781A - Image forming element array holding mechanism, optical writing device, image forming device - Google Patents
Image forming element array holding mechanism, optical writing device, image forming deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、デジタル複写
機、デジタルプリンタ、デジタルファクシミリなどにお
ける光書込み系に関し、とくに光書込み系の構成要素で
ある結像素子アレイの保持機構の改良に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical writing system in a digital copying machine, a digital printer, a digital facsimile, and the like, and more particularly to an improvement in a mechanism for holding an imaging element array which is a component of the optical writing system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、デジタル複写機、デジタルプリン
タ、デジタルファクシミリなどの小型化に伴い、これら
の機器に搭載されるデジタル光書込装置の小型化が要求
されている。デジタル光書込装置における像担持体への
光走査方式は、大きく二つに分類することができる。そ
の一つは、半導体レーザ等の光源から出射された光束を
光偏向器によって主走査方向に走査しつつ、走査結像レ
ンズを通して、主走査方向と直交する方向（副走査方
向）に移動する像担持体表面にスポット照射する偏向走
査方式であり、もう一つは、ＬＥＤ素子などを主走査方
向に複数配列してなる発光素子アレイを光源に用い、発
光素子を選択的に発光させつつ、各発光素子からの出射
光を結像素子アレイを通して、副走査方向に移動する像
担持体表面にスポット照射する固体走査方式である。2. Description of the Related Art In recent years, as digital copiers, digital printers, digital facsimile machines and the like have become smaller, digital optical writing devices mounted on these devices have been required to be smaller. The optical scanning method for the image carrier in the digital optical writing device can be roughly classified into two types. One is an image that moves in a direction (sub-scanning direction) orthogonal to the main scanning direction through a scanning imaging lens while scanning a light beam emitted from a light source such as a semiconductor laser in a main scanning direction by an optical deflector. The deflection scanning method of irradiating a spot on the surface of the carrier is used.The other is to use a light emitting element array in which a plurality of LED elements and the like are arranged in the main scanning direction as a light source and selectively emit light from the light emitting elements. This is a solid-state scanning method in which light emitted from a light emitting element is spot-irradiated through an imaging element array onto a surface of an image carrier moving in a sub-scanning direction.
【０００３】これら二つの方式を比較すると、光走査方
式は光偏向器によって光を走査するため、光路が長くな
ってしまうのに対し、固体書込方式は光路長を非常に短
くすることが可能であるため、装置全体を小型化するこ
とができるという利点がある。さらに固体書込方式に
は、光偏向器等の機械的な駆動部品を必要としないとい
う利点がある。このような理由から、発光素子アレイを
光源に用いた固体走査方式の光書込装置の開発が進めら
れている。固体走査方式のデジタル光書込装置に用いら
れる結像素子アレイには、屈折率分布型レンズアレイの
ほか、特開平5−232400号公報や特開平6−344598号公報
などに記載されたものがある。特開平5−232400号公報
記載の結像素子アレイは、レンズを一方向に多数個並べ
てなるレンズアレイと、このレンズアレイを透過した光
束が入射するルーフミラーを互いに一定角度をなして多
数個並べてなるルーフミラーアレイとを樹脂部材により
一体化してなる。特開平6−344598号公報記載の結像素
子アレイは、樹脂製のプレートに所定の間隔で一列に並
ぶレンズ孔を設け、各レンズ孔に樹脂製のレンズを接着
固定してなる。しかし、デジタル光書込装置に用いられ
るこれらの結像素子アレイはいずれも非常に細長い形状
となり、Ａ４またはＡ３といった一般的な用紙のサイズ
に対応したデジタル出力機器の書込装置では、その長さ
が200mm〜300mm程度となる。このような細長い部材は、
成形・加工の過程で反りやたわみが発生しやすいため、
長手方向に高い真直度を得るのが難しい。結像素子の配
列の真直性が確保されないと、結像素子により結像され
る光スポットのスポット径にばらつきが生じたり、光ス
ポットの位置にずれが生じたりして出力画像の劣化を招
くことになる。このような不具合に対する従来の技術と
して、たとえば特開平6−064227号公報記載のように、
レンズアレイの長手方向３箇所以上を支持する支持部
と、レンズアレイの側面を支持部に対して押圧するばね
部とを有した支持部材を用いたものがある。しかし、こ
の技術においては少なくとも３箇所の支持部の高さの整
列度を、求められるレンズアレイの真直度以上に高くす
る必要がある。特開平6−064227号公報の実施例の図に
も示されているように、レンズアレイを支持する支持部
材は大抵デジタル光書込装置のハウジングに一体的に形
成されている。このハウジングはレンズアレイ同様250m
m〜350mm程度の長さを持ち、通常は樹脂の射出成形によ
り成形されているが、このような形状の成形ではやはり
反りが発生しやすく、高い精度を得るのは困難である。
より高い精度を得るために、樹脂の射出成形品か、ある
いはアルミの押し出し成形品などに対し２次加工を行う
などの方法も考えられるが、当然コストアップにつなが
る。[0003] Comparing these two systems, the optical scanning system scans light with an optical deflector, so that the optical path becomes longer. On the other hand, the solid-state writing system can greatly shorten the optical path length. Therefore, there is an advantage that the entire apparatus can be reduced in size. Further, the solid-state writing method has an advantage that no mechanical driving parts such as an optical deflector are required. For these reasons, the development of a solid-scan optical writing device using a light-emitting element array as a light source has been advanced. The imaging element array used in the solid-state scanning digital optical writing device, in addition to the gradient index lens array, those described in JP-A-5-232400 and JP-A-6-344598, etc. is there. The imaging element array described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-232400 discloses a lens array in which a number of lenses are arranged in one direction, and a number of roof mirrors into which a light beam transmitted through the lens array enters at a certain angle. And a roof mirror array formed by a resin member. The imaging element array described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-344598 has a resin plate in which lens holes are arranged in a line at predetermined intervals, and a resin lens is bonded and fixed to each lens hole. However, all of these imaging element arrays used in digital optical writing devices have a very elongated shape, and a writing device of a digital output device corresponding to a general paper size such as A4 or A3 has the length. Is about 200 mm to 300 mm. Such an elongated member
Since warpage and deflection are likely to occur during the molding and processing process,
It is difficult to obtain high straightness in the longitudinal direction. If the straightness of the arrangement of the imaging elements is not ensured, the spot diameter of the light spot formed by the imaging element may be varied, or the position of the light spot may be shifted, resulting in deterioration of the output image. become. As a conventional technique for such a defect, for example, as described in JP-A-6-064227,
Some use a support member having a support portion that supports three or more longitudinal positions of the lens array and a spring portion that presses the side surface of the lens array against the support portion. However, in this technique, it is necessary that the degree of alignment of the heights of at least three support portions be higher than the required straightness of the lens array. As shown in the embodiment of Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-064227, the support member for supporting the lens array is usually formed integrally with the housing of the digital optical writing apparatus. This housing is 250m like the lens array
It has a length of about m to 350 mm and is usually formed by injection molding of a resin. However, such a shape tends to cause warpage, and it is difficult to obtain high precision.
In order to obtain higher precision, a method of performing secondary processing on a resin injection molded product or an aluminum extruded molded product may be considered, but this naturally leads to an increase in cost.
【０００４】また、図７はロッドレンズアレイ２０とＬ
ＥＤアレイ（光源）２１とを樹脂製のハウジング２３を
介して一体化してなるデジタル光書込装置の断面図であ
る。ロッドレンズアレイ２０は、互いの入・出射光束が
平行となるように図面に垂直な方向に並設された複数の
ロッドレンズからなり、ＬＥＤアレイ２１の各ＬＥＤ素
子からの拡散光を各ロッドレンズで集光し感光体２４表
面に照射する。この光書込装置では、ロッドレンズアレ
イ２０を長手方向全体にわたって接着材２５でハウジン
グ２３に接着固定することにより、ロッドレンズアレイ
２０の反りやたわみを防止している。しかし、上記のよ
うに樹脂製のハウジング２３を用いた場合、ＬＥＤアレ
イ２１の発熱によりデジタル光書込装置内部２６の温度
が高くなり、樹脂は一般に熱伝導性が低いため、外部と
の温度差によってハウジング２３が変形してしまうとい
う問題がある。さらに、一般に樹脂は剛性が低いため、
外部からの振動の影響を受けやすいという問題もある。
ハウジング２３の剛性は、肉厚を厚くしたり、リブの多
い構造にしたりすることで高めることはできるが、これ
では、装置全体を小型化することができるという固体書
込方式の大きな利点を活かせなくなってしまう。本願発
明は、以上の問題を解決するべく創案されたものであ
り、結像素子アレイを安価な構成で、高い剛性を持っ
て、高い精度で保持することができる結像素子アレイ保
持機構を提供し、さらにはこの結像素子アレイ保持機構
を有する光書込装置および画像形成装置を提供するもの
である。FIG. 7 shows the rod lens array 20 and L
FIG. 2 is a cross-sectional view of a digital optical writing device in which an ED array (light source) 21 is integrated via a resin housing 23. The rod lens array 20 is composed of a plurality of rod lenses arranged in a direction perpendicular to the drawing so that the incoming and outgoing light beams are parallel to each other, and diffuses light from each LED element of the LED array 21 into each rod lens. And irradiates the surface of the photoconductor 24. In this optical writing device, the rod lens array 20 is bonded and fixed to the housing 23 with the adhesive 25 over the entire longitudinal direction, thereby preventing the rod lens array 20 from warping or bending. However, when the resin housing 23 is used as described above, the temperature inside the digital optical writing device 26 increases due to the heat generated by the LED array 21, and the resin generally has low thermal conductivity. Therefore, there is a problem that the housing 23 is deformed. Furthermore, resin is generally low in rigidity,
There is also a problem that it is easily affected by external vibration.
The rigidity of the housing 23 can be increased by increasing the wall thickness or having a structure with a large number of ribs. However, in this case, the great advantage of the solid-state writing method that the entire apparatus can be downsized can be utilized. Will be gone. The present invention has been made to solve the above problems, and provides an imaging element array holding mechanism capable of holding an imaging element array with an inexpensive configuration, high rigidity, and high accuracy. Further, the present invention provides an optical writing apparatus and an image forming apparatus having the imaging element array holding mechanism.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、複数個の結像素子を直線状
に配列してなる結像素子アレイの保持機構であって、前
記結像素子アレイをガラス平板に倣わせて保持したこと
を特徴とする。また、請求項２記載の発明は、請求項１
記載の結像素子アレイ保持機構において、前記結像素子
アレイを前記ガラス平板側に押圧する複数の保持部材を
備えたことを特徴とする。また、請求項３記載の発明
は、請求項２記載の結像素子アレイ保持機構において、
前記保持部材は、前記結像素子アレイの長手方向３箇所
以上を前記ガラス平板側に押圧するべく配置されている
ことを特徴とする。また、請求項４記載の発明は、請求
項２または３記載の結像素子アレイ保持機構において、
前記保持部材は板ばね部材であることを特徴とする。ま
た、請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに
記載の結像素子アレイ保持機構において、前記結像素子
アレイの形状を前記結像素子の配列方向と直交しかつ前
記ガラス平板に沿った方向に矯正する矯正機構を有する
ことを特徴とする。また、請求項６記載の発明は、請求
項２〜５のいずれかに記載の結像素子アレイ保持機構に
おいて、前記保持部材は、前記結像素子アレイの長手方
向への伸縮を許容することを特徴とする。また、請求項
７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の結像
素子アレイ保持機構において、前記結像素子アレイを前
記ガラス平板から離間させて保持するべく、前記ガラス
平板の複数箇所に支持部材を設けたことを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか
に記載の結像素子アレイ保持機構において、前記結像素
子アレイは樹脂製であることを特徴とする。また、請求
項９記載の発明は、請求項１記載の結像素子アレイ保持
機構において、前記結像素子アレイは、前記結像素子の
並設方向に延びるガラス平板に接着固定されていること
を特徴とする。また、請求項１０記載の発明は、光源
と、当該光源からの光束を被走査面に光スポットとして
結像させための結像素子アレイとを有する光書込装置に
おいて、請求項１から９のいずれかに記載の結像素子ア
レイ保持機構を有することを特徴とする。また、請求項
１１記載の発明は、像担持体上に光を照射して潜像を形
成する露光装置を備えた画像形成装置において、前記露
光装置は、光源と、当該光源からの光束を像担持体に光
スポットとして結像させための結像素子アレイとを有
し、かつ請求項１から９のいずれかに記載の結像素子ア
レイ保持機構を有することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a mechanism for holding an imaging element array in which a plurality of imaging elements are linearly arranged. The imaging element array is held by following a glass plate. The invention according to claim 2 is the same as the invention according to claim 1.
The imaging element array holding mechanism according to the above, further comprising a plurality of holding members for pressing the imaging element array toward the glass plate. According to a third aspect of the present invention, in the imaging element array holding mechanism according to the second aspect,
The holding member is arranged so as to press three or more longitudinal positions of the imaging element array toward the glass flat plate. According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging element array holding mechanism according to the second or third aspect,
The holding member is a leaf spring member. According to a fifth aspect of the present invention, in the imaging element array holding mechanism according to any one of the first to fourth aspects, the shape of the imaging element array is orthogonal to the arrangement direction of the imaging elements and the glass is provided. It has a straightening mechanism for straightening in the direction along the flat plate. According to a sixth aspect of the present invention, in the imaging element array holding mechanism according to any one of the second to fifth aspects, the holding member allows the imaging element array to expand and contract in the longitudinal direction. Features. According to a seventh aspect of the present invention, in the imaging element array holding mechanism according to any one of the first to sixth aspects, in order to hold the imaging element array away from the glass flat plate, It is characterized in that support members are provided at a plurality of locations.
The invention according to claim 8 is the imaging element array holding mechanism according to any one of claims 1 to 7, wherein the imaging element array is made of resin. According to a ninth aspect of the present invention, in the imaging element array holding mechanism according to the first aspect, the imaging element array is bonded and fixed to a glass plate extending in a direction in which the imaging elements are arranged. Features. According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an optical writing apparatus having a light source and an imaging element array for imaging a light beam from the light source on a surface to be scanned as a light spot. An imaging element array holding mechanism according to any one of the above aspects. According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including an exposure device that irradiates a light onto an image carrier to form a latent image, wherein the exposure device includes a light source and a light flux from the light source. An image forming element array for forming an image as a light spot on a carrier is provided, and the image forming element array holding mechanism according to any one of claims 1 to 9 is provided.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。図１（ａ）、（ｂ）に結像素子アレイの
一種であるルーフプリズムレンズアレイの構造を模式的
に示す。図１（ａ）は結像素子配列方向の断面図、図１
（ｂ）は配列方向と直交する方向（配列直交方向）の断
面図である。図中、１はルーフプリズムレンズアレイ、
２は発光素子アレイ、５は感光体（像担持体）である。
ルーフプリズムレンズアレイ１は、直線状に一列に並べ
て一体的に形成された同一構造の多数の結像素子１ａ、
１ａ、・・・からなる（図２参照）。各結像素子１ａ
は、発光素子アレイ２に面した側のレンズ面である入射
面３ａと、感光体５の表面（被走査面）５ａ側に面した
レンズ面である出射面３ｂと、入射面３ａから入射した
光束を出射面３ｂ側に導くプリズム面４とを一体的に形
成した構造になっている。入射面３ａと出射面３ｂは、
入射光束６ａと出射光束６ｂとが略直交関係になるよう
に構成されており、発光素子アレイ２の発光素子面２ａ
上の各点すなわち各発光素子７（図中には１つのみ示
す）から出射された光束は対向する各結像素子１ａの入
射面３ａからルーフプリズムレンズアレイ１に入射し、
プリズム面４で反射することにより光軸が略直角に曲げ
られた後、出射面３ｂから出射され感光体５の被走査面
５ａに至る。その際、入射面３ａと出射面３ｂとによる
結像作用とプリズム面４での像の反転作用とにより、発
光素子面２ａの各発光素子７から出射された光束が感光
体５の被走査面５ａ上の対応する各点にそれぞれ正立像
としてスポット照射される。ルーフプリズムレンズアレ
イ１は、感光体５の全幅方向（主走査方向）に延びる非
常に細長い形状の部材である。Ａ４またはＡ３といった
一般的な用紙のサイズに対応したデジタル出力機器の書
込装置では、その長さが200mm〜300mm程度となる。この
ような細長い部材は、成形・加工の過程で反りやたわみ
が発生しやすいため、長手方向に高い真直度を得るのが
難しい。結像素子の配列の真直性が確保されないと、結
像素子により結像される光スポットのスポット径にばら
つきが生じたり、光スポットの位置にずれが生じたりし
て出力画像の劣化を招くことになる。Embodiments of the present invention will be described below. 1A and 1B schematically show the structure of a roof prism lens array, which is a type of an imaging element array. FIG. 1A is a cross-sectional view in the arrangement direction of the imaging elements.
(B) is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the arrangement direction (array orthogonal direction). In the figure, 1 is a roof prism lens array,
Reference numeral 2 denotes a light emitting element array, and reference numeral 5 denotes a photoconductor (image carrier).
The roof prism lens array 1 includes a large number of imaging elements 1a having the same structure, which are linearly arranged in a line and integrally formed.
1a,... (See FIG. 2). Each imaging element 1a
Are incident from the entrance surface 3a, which is the lens surface facing the light emitting element array 2, the exit surface 3b, which is the lens surface facing the surface (scanned surface) 5a of the photoreceptor 5, and the incident surface 3a. It has a structure in which a prism surface 4 for guiding a light beam to the exit surface 3b side is integrally formed. The entrance surface 3a and the exit surface 3b
The incident light beam 6a and the outgoing light beam 6b are configured to be substantially orthogonal to each other, and the light emitting element surface 2a of the light emitting element array 2 is formed.
Light beams emitted from each of the above points, that is, each light-emitting element 7 (only one is shown in the figure) enters the roof prism lens array 1 from the incident surface 3a of each of the imaging elements 1a facing each other.
After being reflected by the prism surface 4, the optical axis is bent at a substantially right angle, and then emitted from the emission surface 3b to reach the scanned surface 5a of the photoconductor 5. At this time, the light beam emitted from each light emitting element 7 on the light emitting element surface 2a is changed by the image forming action of the incident face 3a and the light emitting face 3b and the reversing action of the image on the prism face 4 to the scanning surface of the photosensitive member 5. Each corresponding point on 5a is irradiated with a spot as an erect image. The roof prism lens array 1 is a very elongated member extending in the full width direction (main scanning direction) of the photoconductor 5. A writing device of a digital output device corresponding to a general paper size such as A4 or A3 has a length of about 200 mm to 300 mm. Such an elongated member is likely to be warped or bent in the process of molding and processing, so that it is difficult to obtain a high straightness in the longitudinal direction. If the straightness of the arrangement of the imaging elements is not ensured, the spot diameter of the light spot formed by the imaging element may vary, or the position of the light spot may be shifted, resulting in deterioration of the output image. become.
【０００７】そこで本願発明では、以下の例に示すよう
に、ガラス平板８をルーフプリズムレンズアレイ１の支
持体として用い、ルーフプリズムレンズアレイ１をガラ
ス平板８の保持面８ａに倣わせて保持する。すなわち本
願発明は、ガラス平板を用いることにより支持体の平面
度の高さと剛性の高さを低コストで実現するものであ
る。ガラス平板の平面度は、たとえば長尺の折り返しミ
ラーとして用いられているものに200mmＲ、400mmＲとい
ったものがあるが、これは例えばＡ３用紙の幅に相当す
る全長約300mmに対し、その全長方向と直交する方向の
高さのずれ（ガラス平板の反り量ω）が、図６に示すよ
うにそれぞれ約0.06mm、0.03mmとなることに相当し、非
常に高い精度が得られている。なお、反り量ωは、ガラ
ス平板の全長をＬ、曲率半径をＲとすると、ω＝Ｒ−√
（Ｒ2−（Ｌ／２）2）により求められる。図２（ａ）は
本願発明にかかる保持機構の実施の形態の一例を示す分
解斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）の保持機構を結像素
子１ａの配列方向から見た断面図である。この保持構造
は、ルーフプリズムレンズアレイ１をガラス平板８に載
せ、コ字形の複数（この例では６個）の板バネ部材（保
持部材）９によりルーフプリズムレンズアレイ１の基板
部１ｂとガラス平板８とを挟み込んだ構成となってい
る。すなわち、ルーフプリズムレンズアレイ１は板バネ
部材９の弾性力によりガラス平板８に押し付けられた状
態で保持されている。これによりルーフプリズムレンズ
アレイ１はガラス平板８に倣い、ガラス平板８と同等の
平面度および真直度を得ることができる。図２（ａ）の
ように、ルーフプリズムレンズアレイ１の長手方向両端
部および中央部の短手方向両側２箇所（計６箇所）に板
バネ部材９を配置して、ルーフプリズムレンズアレイ１
をガラス平板８に押し付けることにより、確実にルーフ
プリズムレンズアレイ１をガラス平板８に倣わせること
ができる。また、板バネ部材９の弾性力を適度に設定す
れば、ガラス平板８に対してルーフプリズムレンズアレ
イ１が結像素子１ａの配列方向（長手方向）に摺動可能
となる。これにより、ルーフプリズムレンズアレイ１の
長手方向への伸縮を許容することができる。したがっ
て、樹脂製のルーフプリズムレンズアレイ１を用いた場
合、ここに熱が加わるとルーフプリズムレンズアレイ１
がガラス平板８よりも大きい熱膨張率で膨張することに
なるが、ルーフプリズムレンズアレイ１はその長手方向
に自由に伸びることができるので反ったり撓んだりする
ことがない。Therefore, in the present invention, as shown in the following example, the glass flat plate 8 is used as a support for the roof prism lens array 1, and the roof prism lens array 1 is held along the holding surface 8a of the glass flat plate 8. . That is, the present invention achieves high flatness and high rigidity of the support at low cost by using a glass flat plate. The flatness of a glass flat plate is, for example, 200 mmR or 400 mmR which is used as a long folding mirror. For example, the flatness is orthogonal to the full length direction of about 300 mm corresponding to the width of A3 paper. As shown in FIG. 6, the height deviation (the amount of warpage ω of the glass plate) in the moving direction is about 0.06 mm and 0.03 mm, respectively, and extremely high accuracy is obtained. The amount of warpage ω is ω = R−√, where L is the total length of the glass plate and R is the radius of curvature.
(R 2- (L / 2) 2 ). FIG. 2A is an exploded perspective view showing an example of an embodiment of the holding mechanism according to the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the holding mechanism shown in FIG. FIG. In this holding structure, the roof prism lens array 1 is mounted on a glass flat plate 8, and a substrate portion 1 b of the roof prism lens array 1 and a glass flat plate are held by a plurality of (six in this example) leaf spring members 9 in this example. 8 is sandwiched between them. That is, the roof prism lens array 1 is held in a state of being pressed against the glass plate 8 by the elastic force of the leaf spring member 9. As a result, the roof prism lens array 1 follows the glass plate 8 and can obtain the same flatness and straightness as the glass plate 8. As shown in FIG. 2A, the leaf prism members 9 are arranged at two positions (total of 6 positions) on both sides in the longitudinal direction of the roof prism lens array 1 and at the center in the short direction.
Is pressed against the glass flat plate 8, the roof prism lens array 1 can be surely made to follow the glass flat plate 8. If the elastic force of the leaf spring member 9 is appropriately set, the roof prism lens array 1 can slide with respect to the glass plate 8 in the arrangement direction (longitudinal direction) of the imaging elements 1a. Thereby, expansion and contraction of the roof prism lens array 1 in the longitudinal direction can be allowed. Therefore, when the roof prism lens array 1 made of resin is used, when heat is applied thereto, the roof prism lens array 1
Expands at a higher coefficient of thermal expansion than the glass plate 8, but the roof prism lens array 1 can be freely extended in its longitudinal direction, so that it does not warp or bend.
【０００８】図３に示す実施の形態では図２の構成に加
え、ルーフプリズムレンズアレイ１の短手方向の位置を
調整する矯正機構を有する。矯正機構は、ルーフプリズ
ムレンズアレイ１を短手方向両側から挟み込むように設
けられた板ばね１０とねじ１１とからなる。これらは光
書込装置のハウジング１２に固定されている。ねじ１１
は、ルーフプリズムレンズアレイ１を板ばね１０に押し
付けている。したがって、ねじ１１のねじ込み量を変え
ることによりルーフプリズムレンズアレイ１の短手方向
の位置が調整される。この矯正機構をルーフプリズムレ
ンズアレイ１の長手方向３箇所以上に設ければ、ルーフ
プリズムレンズアレイ１の形状および位置を短手方向に
矯正して、結像素子１ａの配列の曲がりや位置ずれを補
正することができる。図４に示す実施の形態では、ガラ
ス平板８の上に３つの支持部材１３を接着固定し、支持
部材１３上のレンズ支持部（突起）１３ａの上にルーフ
プリズムレンズアレイ１を載せ、ガラス平板８とルーフ
プリズムレンズアレイ１の基板部１ｂとを支持部材１３
の位置で板バネ部材９で挟み込むことによりルーフプリ
ズムレンズアレイを保持している。このような構成にす
れば、支持部材１３一つ一つの寸法精度は、これらをハ
ウジングと一体成形した従来構造に比べ、はるかに高精
度にできる。また、図３のようにガラス平板８に直接ル
ーフプリズムレンズアレイ１を押し付ける構成に比べ
て、はるかにルーフプリズムレンズアレイ１の保持の仕
方の自由度を向上できる。図５に示す実施の形態では、
ルーフプリズムレンズアレイ１をガラス平板８に接着剤
１４で接着固定している。板ばね部材９を用いた場合に
は、ルーフプリズムレンズアレイ１を押さえ付けること
ができる箇所数は限られているが、接着によれば比較的
容易に広い範囲を確実に固定できる。したがって、より
確実にルーフプリズムレンズアレイ１の反りを抑えるこ
とができる。ルーフプリズムレンズアレイ１の材質がガ
ラスである場合や環境温度の変動が小さい場合などに
は、ルーフプリズムレンズアレイ１とガラス平板８との
間のほぼ全面、あるいは長手方向の複数の箇所を接着す
れば、ルーフプリズムレンズアレイ１をより確実に固定
することができる。また、環境温度の変動が大きく、か
つルーフプリズムレンズアレイ１の材質が樹脂のように
ガラス平板８と線膨張係数が大きく異なる場合には、た
とえばルーフプリズムレンズアレイ１の長手方向中央近
傍のみを接着固定すれば、ルーフプリズムレンズアレイ
１に大きな反り、たわみ、内部屈折等の不具合を生じる
ことがない。以上の実施の形態の構成は、光源と、当該
光源からの光束を被走査面に光スポットとして結像させ
ためのルーフプリズムレンズアレイ１とを有する光書込
装置に適用できる。The embodiment shown in FIG. 3 has a correcting mechanism for adjusting the position of the roof prism lens array 1 in the lateral direction in addition to the configuration shown in FIG. The correction mechanism includes a leaf spring 10 and a screw 11 provided so as to sandwich the roof prism lens array 1 from both sides in the lateral direction. These are fixed to the housing 12 of the optical writing device. Screw 11
Presses the roof prism lens array 1 against the leaf spring 10. Therefore, by changing the screwing amount of the screw 11, the position of the roof prism lens array 1 in the lateral direction is adjusted. If this correction mechanism is provided at three or more locations in the longitudinal direction of the roof prism lens array 1, the shape and position of the roof prism lens array 1 are corrected in the lateral direction, and the bending and displacement of the arrangement of the imaging elements 1a are reduced. Can be corrected. In the embodiment shown in FIG. 4, three support members 13 are bonded and fixed on a glass plate 8, and the roof prism lens array 1 is mounted on a lens support (projection) 13a on the support member 13, and 8 and the substrate part 1b of the roof prism lens array 1
The roof prism lens array is held by being sandwiched between the leaf spring members 9 at the position (1). With such a configuration, the dimensional accuracy of each of the support members 13 can be made much higher than the conventional structure in which these are integrally formed with the housing. Further, as compared with the configuration in which the roof prism lens array 1 is directly pressed onto the glass flat plate 8 as shown in FIG. In the embodiment shown in FIG.
The roof prism lens array 1 is bonded and fixed to a glass plate 8 with an adhesive 14. When the leaf spring member 9 is used, the number of places where the roof prism lens array 1 can be pressed is limited, but the wide range can be fixed relatively easily and securely by bonding. Therefore, warpage of the roof prism lens array 1 can be suppressed more reliably. When the material of the roof prism lens array 1 is glass or when the environmental temperature fluctuates little, the entire surface between the roof prism lens array 1 and the glass flat plate 8 or a plurality of portions in the longitudinal direction are bonded. If this is the case, the roof prism lens array 1 can be fixed more reliably. In addition, when the environmental temperature fluctuates greatly and the material of the roof prism lens array 1 has a significantly different linear expansion coefficient from that of the glass plate 8 such as resin, for example, only the vicinity of the center of the roof prism lens array 1 in the longitudinal direction is bonded. If fixed, the roof prism lens array 1 will not cause problems such as large warpage, deflection, and internal refraction. The configuration of the above embodiment can be applied to an optical writing device including a light source and a roof prism lens array 1 for forming a light beam from the light source on the surface to be scanned as a light spot.
【０００９】ルーフプリズムレンズアレイ１の材質は樹
脂でもガラスでもよいが、本願発明の保持機構により、
ルーフプリズムレンズアレイ１の反り、たわみ、内部屈
折等の不具合を防止できるため、ガラス製のルーフプリ
ズムレンズアレイを用いた場合と同等の性能を有する光
書込装置を樹脂製のルーフプリズムレンズアレイを用い
て低コストで実現することができる。また、光スポット
を感光体上に照射することにより潜像を形成し（露
光）、その潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し
（現像）、そのトナー像を転写紙に転写し（転写）、圧
力や熱によって転写紙に定着させる（定着）という電子
写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置にお
ける露光装置として、上記実施の形態に示した構成を有
する光書込装置を適用すれば、ガラス製のルーフプリズ
ムレンズアレイを用いた場合と同等の高品質の画像を形
成可能な画像形成装置を樹脂製のルーフプリズムレンズ
アレイを用いて低コストで実現できる。なお、上記実施
の形態では、結像素子アレイとしてルーフプリズムレン
ズアレイを用いた場合について説明したが、本願発明は
屈折率分布型レンズアレイやロッドレンズアレイなど、
その他のレンズアレイを用いた場合にも有効に適用可能
である。The material of the roof prism lens array 1 may be resin or glass.
Since the roof prism lens array 1 can be prevented from having problems such as warpage, deflection, and internal refraction, an optical writing device having the same performance as that obtained by using a glass roof prism lens array can be provided by using a resin roof prism lens array. And can be realized at low cost. Further, a latent image is formed by irradiating the photosensitive member with a light spot (exposure), a toner is attached to the latent image to form a toner image (development), and the toner image is transferred to transfer paper ( As an exposure device in an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic process of transferring (transfer) and fixing to transfer paper by pressure or heat (fixing), an optical writing device having the configuration described in the above embodiment is applied. An image forming apparatus capable of forming a high-quality image equivalent to the case of using a glass roof prism lens array can be realized at low cost by using a resin roof prism lens array. In the above embodiment, the case where the roof prism lens array is used as the imaging element array has been described, but the present invention is applied to a gradient index lens array, a rod lens array, and the like.
The present invention can be effectively applied to cases where other lens arrays are used.
【００１０】[0010]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明にかかる結像素子アレイ保持機構によれば、結像素子
アレイをガラス平板に倣わせて保持したため、結像素子
アレイを安価な構成で、高い剛性を持って、高い精度で
保持することができる。請求項２記載の発明によれば、
結像素子アレイをガラス平板側に押圧する複数の保持部
材を備えたため、請求項１記載の発明より確実に高い精
度で結像素子アレイを保持することができる。請求項３
記載の発明によれば、結像素子アレイの長手方向３箇所
以上をガラス平板側に押圧するべく保持部材を配置した
ため、請求項２より確実に高い精度で結像素子アレイを
保持することができる。請求項４記載の発明によれば、
保持部材に板ばね部材を用いたため、請求項２または３
の効果を簡単かつ安価な構成で得ることができる。請求
項５記載の発明によれば、結像素子アレイの形状を結像
素子の並設方向と直交しかつガラス平板に沿った方向に
矯正する矯正機構を有するため、請求項１〜４より高い
精度で結像素子アレイを保持することができる。請求項
６記載の発明によれば、保持部材は結像素子アレイの長
手方向への伸縮を許容するため、環境温度が変化した場
合でも請求項１〜５による良好な結像性能を損なわない
ように結像素子アレイを保持することができる。請求項
７記載の発明によれば、結像素子アレイの形状や大き
さ、ガラス平板の形状や大きさなど、様々な条件に応じ
て結像素子アレイとガラス平板との間に支持部材を配置
することにより、結像素子アレイの保持の仕方を最適化
して請求項１〜６の効果を得ることができる。As described above, according to the imaging element array holding mechanism according to the first aspect of the present invention, since the imaging element array is held by following the glass plate, the imaging element array is inexpensive. With the configuration, it can be held with high rigidity and high accuracy. According to the invention described in claim 2,
Since the plurality of holding members for pressing the imaging element array toward the glass plate are provided, the imaging element array can be held with higher accuracy than the invention according to the first aspect. Claim 3
According to the invention described above, since the holding member is arranged so as to press the three or more longitudinal directions of the imaging element array toward the glass plate, the imaging element array can be held with higher accuracy than in claim 2. . According to the invention described in claim 4,
4. The use of a leaf spring member as the holding member,
Can be obtained with a simple and inexpensive configuration. According to the fifth aspect of the present invention, since there is provided a correction mechanism for correcting the shape of the imaging element array in a direction perpendicular to the direction in which the imaging elements are arranged and along the glass plate, it is higher than the first to fourth aspects. The imaging element array can be held with high accuracy. According to the sixth aspect of the present invention, the holding member allows the extension and contraction of the imaging element array in the longitudinal direction, so that the good imaging performance according to the first to fifth aspects is not impaired even when the environmental temperature changes. Can hold the imaging element array. According to the seventh aspect of the present invention, the support member is disposed between the imaging element array and the glass plate according to various conditions such as the shape and size of the imaging element array and the shape and size of the glass plate. By doing so, the manner of holding the imaging element array can be optimized and the effects of claims 1 to 6 can be obtained.
【００１１】請求項８記載の発明によれば、結像素子ア
レイが樹脂製であることにより、請求項１〜７記載の発
明の効果をより低コストで得ることができる。請求項９
記載の発明によれば、結像素子アレイをガラス平板に接
着固定したことにより、請求項１記載の発明の効果をよ
り低コストかつ容易に得ることができる。請求項１０記
載の発明にかかる光書込装置によれば、光源より発せら
れた光束を、請求項１〜９のいずれかに記載の結像素子
アレイ保持機構により保持された結像素子アレイにより
光スポットとして被走査面上に結像するため、良好な光
書き込みを行うことができる。請求項１１記載の発明に
かかる光書込装置によれば、像担持体上に光を照射して
潜像を形成する露光装置を備えた画像形成装置におい
て、請求項１〜９のいずれかに記載の結像素子アレイ保
持機構により保持された結像素子アレイにより光スポッ
トとして被走査面上に結像する露光装置を用いるため、
良好な画像を形成することができる。According to the eighth aspect of the present invention, the effects of the first to seventh aspects can be obtained at a lower cost because the imaging element array is made of resin. Claim 9
According to the invention described above, the effect of the invention described in claim 1 can be easily obtained at lower cost by adhering and fixing the imaging element array to the glass flat plate. According to a tenth aspect of the present invention, a light beam emitted from a light source is transmitted by the imaging element array held by the imaging element array holding mechanism according to any one of the first to ninth aspects. Since an image is formed on the surface to be scanned as a light spot, good optical writing can be performed. According to the optical writing apparatus of the present invention, there is provided an image forming apparatus including an exposure device for irradiating light onto an image carrier to form a latent image. To use an exposure apparatus that forms an image on a scanned surface as a light spot by the imaging element array held by the imaging element array holding mechanism described,
A good image can be formed.
【図１】（ａ）は結像素子アレイの一種であるルーフプ
リズムレンズアレイの構造を模式的に示す結像素子配列
方向の断面図、（ｂ）は配列方向と直交する方向の断面
図である。FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a structure of a roof prism lens array, which is a kind of an image-forming element array, in an image-arraying direction, and FIG. 1B is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the arraying direction. is there.
【図２】（ａ）は本願発明にかかる保持機構の実施の形
態の一例を示す分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の保持機構
を結像素子の配列方向から見た断面図である。FIG. 2A is an exploded perspective view showing an example of an embodiment of a holding mechanism according to the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the holding mechanism shown in FIG. .
【図３】本願発明にかかる保持機構の実施の形態の別の
例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing another example of the embodiment of the holding mechanism according to the present invention.
【図４】本願発明にかかる保持機構の実施の形態のさら
に別の例を示す分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view showing still another example of the embodiment of the holding mechanism according to the present invention.
【図５】本願発明にかかる保持機構の実施の形態のさら
に別の例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing still another example of the embodiment of the holding mechanism according to the present invention.
【図６】ガラス平板の平面度についての説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of flatness of a glass flat plate.
【図７】従来の保持機構を用いた光書込装置の一例を示
す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing an example of an optical writing device using a conventional holding mechanism.
１：ルーフプリズムレンズアレイ（結像素子アレイ） １ａ：結像素子 ２：発光素子アレイ ３ａ：入射面 ３ｂ：出射面 ４：プリズム面 ５：感光体（像担持体） ５ａ：被走査面 ６ａ：入射光束 ６ｂ：出射光束 ７：発光素子 ８：ガラス平板 ８ａ：保持面 ９：板バネ部材（保持部材） １０：板ばね（矯正機構） １１：ねじ（矯正機構） １２：ハウジング １３：支持部材 １４：接着剤 1: roof prism lens array (imaging element array) 1a: imaging element 2: light emitting element array 3a: incident surface 3b: emission surface 4: prism surface 5: photoconductor (image carrier) 5a: surface to be scanned 6a: Incident light beam 6b: Outgoing light beam 7: Light emitting element 8: Glass plate 8a: Holding surface 9: Leaf spring member (holding member) 10: Leaf spring (correcting mechanism) 11: Screw (correcting mechanism) 12: Housing 13: Support member 14 :adhesive
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Claims (11)
る結像素子アレイの保持機構であって、 前記結像素子アレイをガラス平板に倣わせて保持したこ
とを特徴とする結像素子アレイ保持機構。1. A holding mechanism for an imaging element array in which a plurality of imaging elements are linearly arranged, wherein the imaging element array is held by following a glass plate. Image element array holding mechanism.
に押圧する複数の保持部材を備えたことを特徴とする請
求項１記載の結像素子アレイ保持機構。2. The imaging element array holding mechanism according to claim 1, further comprising a plurality of holding members for pressing said imaging element array toward said glass plate.
長手方向３箇所以上を前記ガラス平板側に押圧するべく
配置されていることを特徴とする請求項２記載の結像素
子アレイ保持機構。3. The imaging element array holding mechanism according to claim 2, wherein the holding member is arranged to press at least three longitudinal positions of the imaging element array toward the glass flat plate. .
特徴とする請求項２または３記載の結像素子アレイ保持
機構。4. The imaging element array holding mechanism according to claim 2, wherein said holding member is a leaf spring member.
子の配列方向と直交しかつ前記ガラス平板に沿った方向
に矯正する矯正機構を有することを特徴とする請求項１
〜４のいずれかに記載の結像素子アレイ保持機構。5. A correction mechanism for correcting the shape of the imaging element array in a direction orthogonal to the arrangement direction of the imaging elements and along the glass plate.
5. The imaging element array holding mechanism according to any one of claims 4 to 4.
長手方向への伸縮を許容することを特徴とする請求項２
〜５のいずれかに記載の結像素子アレイ保持機構。6. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the holding member allows the imaging element array to expand and contract in a longitudinal direction.
6. The imaging element array holding mechanism according to any one of claims 1 to 5,
ら離間させて保持するべく、前記ガラス平板の複数箇所
に支持部材を設けたことを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の結像素子アレイ保持機構。7. The glass plate according to claim 1, wherein a support member is provided at a plurality of positions on the glass plate so as to hold the imaging element array away from the glass plate. Imaging element array holding mechanism.
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の結像素子
アレイ保持機構。8. The imaging element array holding mechanism according to claim 1, wherein said imaging element array is made of resin.
並設方向に延びるガラス平板に接着固定されていること
を特徴とする請求項１記載の結像素子アレイ保持機構。9. The imaging element array holding mechanism according to claim 1, wherein said imaging element array is bonded and fixed to a glass flat plate extending in a direction in which said imaging elements are arranged.
面に光スポットとして結像させための結像素子アレイと
を有する光書込装置において、請求項１から９のいずれ
かに記載の結像素子アレイ保持機構を有することを特徴
とする光書込装置。10. An optical writing device comprising a light source and an imaging element array for forming an image of a light beam from the light source on a surface to be scanned as a light spot. An optical writing device comprising an imaging element array holding mechanism.
する露光装置を備えた画像形成装置において、 前記露光装置は、光源と、当該光源からの光束を像担持
体に光スポットとして結像させための結像素子アレイと
を有し、かつ請求項１から９のいずれかに記載の結像素
子アレイ保持機構を有することを特徴とする画像形成装
置。11. An image forming apparatus comprising: an exposure device that irradiates light onto an image carrier to form a latent image, wherein the exposure device includes a light source and a light spot from the light source to the image carrier. An image forming apparatus comprising: an image forming element array for forming an image; and the image forming element array holding mechanism according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000062650A JP2001246781A (en) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | Image forming element array holding mechanism, optical writing device, image forming device |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006085004A (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor device, and, lens position adjustment method for semiconductor device, semiconductor device assembling method, image reading unit, and image forming apparatus |
| JP2006085003A (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor device, and, lens position adjustment method for semiconductor device, semiconductor device assembling method, image reading unit, and image forming apparatus |
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-
2000
- 2000-03-07 JP JP2000062650A patent/JP2001246781A/en active Pending
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