JP2002337392A - 光プリントヘッド、その調整方法および画像形成装置 - Google Patents

光プリントヘッド、その調整方法および画像形成装置

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JP2002337392A
JP2002337392A JP2001151971A JP2001151971A JP2002337392A JP 2002337392 A JP2002337392 A JP 2002337392A JP 2001151971 A JP2001151971 A JP 2001151971A JP 2001151971 A JP2001151971 A JP 2001151971A JP 2002337392 A JP2002337392 A JP 2002337392A
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print head
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light emitting
holes
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JP2001151971A
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English (en)
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Tomoya Osugi
友哉 大杉
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 結像素子アレイの光軸と、発光素子アレイの
発光点との位置関係を精度よく一致させることが可能で
あり、もって、光学特性に優れ、かつ、安価に量産する
ことができる光プリントヘッド、その調整方法および画
像形成装置を得る。 【解決手段】 基板302上に配列された複数の発光素
子を有し、発光素子より射出される光により像担持体に
像を書き込む光プリントヘッド。基板302をその発光
素子搭載面に平行な面内において変位させることができ
る調整手段303,304を備えている。調整手段は、
基板302に形成された少なくとも2つの孔312,3
13と、これらの孔にそれぞれ挿入されるピン314,
315とを有し、それぞれのピン314,315が可動
であってもよく、ピンの1つは固定され、他のピンは可
動であってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光プリントヘッ
ド、その調整方法および画像形成装置に関するもので、
特に、発光素子を搭載した基板の位置調整に関するもの
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタル複写機、プリンタ、デジ
タルファクシミリなどのデジタル出力機器の小型化に伴
い、デジタル書込装置の小型化が要求されている。デジ
タル書込方式は、現在では大きく2種類に分類すること
ができる。その一つは、半導体レーザ等の光源から出射
された光束を回転多面鏡などの光偏向器によって偏向走
査し、走査結像レンズによって被走査面である像担持体
表面に光スポットを形成するとともにこの光スポットを
等速度的に走査させる光走査方式であり、もう一つは、
LEDアレイ等の発光素子アレイから出射された光束
を、結像素子アレイによって被走査面上に光スポットを
形成する固体走査方式である。固体走査方式における発
光素子アレイ、結像素子アレイを含むヘッド部分を光プ
リントヘッドという。
【0003】上記光走査方式は、光偏向器によって光を
走査するため、光路長が大きくなってしまうのに対し、
上記固体走査方式は、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
う利点があると共に、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もある。
【0004】ここで、固体走査方式の書込装置(以下、
「固体書込装置」という)の従来構成例について図8、
図9を参照しながら説明する。図8において、基板4上
にはLEDアレイチップ7が実装されていて、LEDア
レイチップ7より発した光は、結像素子アレイ2により
感光体1上に結像される。基板4の裏側にはヒートシン
ク5が備えられている。基板4はヒートシンク5とフレ
ーム3との間に挟持され、ヒートシンク5とフレーム3
を両側からバネ9aおよび9bを用いて弾圧的に挟み込
むことにより、これらが一体的に結合されている。ま
た、基板4の短手方向(図において左右方向であるY方
向)の位置は、フレーム3に設けられた突起8aと8b
とで基板4の側面が規制されることによって決められて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般的な基板
加工およびチップ実装工程では、基板4の端面からLE
Dアレイチップ7上の発光点までの距離を高精度に一定
に保って量産するのは困難であるのが現状であり、製品
によってばらついてしまう。結果として、発光点列がフ
レーム3の基準に対してY方向にシフトしたり傾いたり
した状態で基板4が固定される。そこで、図9に示すよ
うに、基板21の長手方向一端部と他端部に丸孔23と
長孔24を設け、フレームに設けた2つのピン(図示せ
ず)を上記孔23、24に挿入することによって基板2
1の短手方向の位置決めを行う例もあるが、発光点列に
対する丸孔23および長孔24の位置を高精度に一定に
保って量産するのはやはり難しい。図8において、結像
素子アレイ2の光軸6に対してLEDアレイチップ7の
発光点の位置がY方向にシフトすると、感光体1上に結
像されるビームスポット径が太るなど光学特性が劣化し
てしまう。
【0006】また、LEDアレイチップ7の発光点列の
位置がシフトしたり傾いたりすると、感光体1上に照射
される線状の像も所望の位置に対してシフトしたり傾い
たりする。例えばタンデム方式のカラー画像形成装置に
この固体書込装置が用いられる場合、固体書込装置ごと
にこの感光体上に照射される線状の像のシフト量や傾き
量にばらつきがあると、各色の像がきちんと重なり合わ
ず、結果として求める色が得られない、画像がぼけるな
ど、出力画像の劣化を生じてしまう。
【0007】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、構成部品の精度が比較
的ラフであっても、結像素子アレイの光軸と、発光素子
アレイの発光点との位置関係を精度よく一致させること
が可能であり、もって、光学特性に優れ、かつ、安価に
量産することができる光プリントヘッド、その調整方法
および画像形成装置を提供することを目的とする。
【0008】本発明はまた、いわゆるタンデム方式のカ
ラー画像形成装置に適用しても、色ごとの画像がずれる
ことなく精度よく重なり合い、良好な出力画像を得るこ
とができる光プリントヘッド、その調整方法および画像
形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
基板上に配列された複数の発光素子を有し、この発光素
子より射出される光により像担持体に像を書き込む光プ
リントヘッドにおいて、上記基板をその基板の発光素子
搭載面に平行な面内において変位させることができる調
整手段を備えていることを特徴とする。調整手段によっ
て基板を変位させることにより、発光素子と結像素子と
の位置関係を調整する。
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、調整手段は、基板に形成された少なくとも
2つの孔と、これらの孔にそれぞれ挿入されるピンとを
有してなり、それぞれのピンが可動であることを特徴と
する。可動のピンによって基板を変位させ、発光素子と
結像素子との位置関係を調整する。
【0011】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、調整手段は、基板に形成された少なくとも
2つの孔と、これらの孔にそれぞれ挿入されるピンとを
有してなり、ピンの1つは固定され、他のピンは可動で
あることを特徴とする。固定ピンを中心にして可動ピン
を変位させることにより基板を変位させ、発光素子と結
像素子との位置関係を調整する。
【0012】請求項4記載の発明は、請求項2または3
記載の光プリントヘッドにおいて、可動のピンは、移動
体に取付けられていることを特徴とする。移動体を変位
させることにより可動ピンが変位して基板を変位させ、
発光素子と結像素子との位置関係を調整する。
【0013】請求項5記載の発明は、基板上に配列され
た複数の発光素子を有し、この発光素子より射出される
光により像担持体に像を書き込む光プリントヘッドにお
いて、基板をその基板の発光素子搭載面に平行な面内に
おいて変位させることができる調整手段および変位後の
基板位置を維持するための基板固定手段とを備えている
ことを特徴とする。調整手段によって基板を変位させる
ことにより、発光素子と結像素子との位置関係を調整
し、この調整位置を基板固定手段によって維持する。
【0014】請求項6記載の発明は、請求項5記載の光
プリントヘッドにおいて、基板固定手段は、基板に形成
された少なくとも2つの孔と、これらの孔にそれぞれ挿
入されるピンとを有してなり、上記各ピンを固定するも
のであることを特徴とする。発光素子と結像素子との位
置関係を調整したあと、各ピンを固定することによって
上記調整位置を維持する。
【0015】請求項7記載の発明は、請求項5記載の光
プリントヘッドにおいて、基板固定手段は、基板に形成
された少なくとも2つの孔と、これらの孔にそれぞれ挿
入されるピンとを有してなり、ピンの一つは上記基板を
変位させる前から固定されており、他のピンは上記基板
に所定量の変位を与えた後に固定するものであることを
特徴とする。請求項8記載の発明は、請求項5記載の光
プリントヘッドにおいて、調整手段は、基板に着脱可能
であることを特徴とする。
【0016】請求項9記載の発明は、基板上に配列され
た複数の発光素子を有し、この発光素子より射出される
光により像担持体に像を書き込む光プリントヘッドの調
整方法であって、基板に形成された少なくとも2つの孔
と、これらの孔にそれぞれ挿入されるピンとを有し、こ
れらのピンを動かすことによって、上記基板をその発光
素子搭載面に平行な面内において変位させた後、それぞ
れのピンを固定することを特徴とする。
【0017】請求項10記載の発明は、基板上に配列さ
れた複数の発光素子を有し、この発光素子より射出され
る光により像担持体に像を書き込む光プリントヘッドの
調整方法であって、基板に形成された少なくとも2つの
孔と、これらの孔にそれぞれ挿入されるピンとを有し、
これらのピンの1つは固定し、他のピンを動かすことに
よって、上記基板をその発光素子搭載面に平行な面内に
おいて変位させた後、動かしたピンを固定することを特
徴とする。
【0018】請求項11記載の発明は、画像形成装置に
関するもので、請求項1から8のいずれかに記載の光プ
リントヘッドを備え、光プリントヘッドによって画像が
書き込まれた像担持体に対して電子写真プロセスを実行
するための現像部、転写部、クリーニング部、帯電部が
配置されていることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる光プリントヘッド、その調整方法および画像形
成装置の実施形態について説明する。
【0020】図1に本発明の第1の実施形態を示す。図
1において、基板302の下面には複数の発光素子が配
列され、発光素子アレイを構成している。図示の例で
は、基板302には発光素子アレイとしてLEDアレイ
チップ305を搭載しているものとする。基板302は
長手方向の一端部に丸孔310,312を有し、他端部
に丸孔311と基板302は長手方向に長い長孔313
を有している。上記丸孔312には移動体としての調整
レバー303に設けられた円柱状のピン314が挿入さ
れ、上記長孔313には移動体としての調整レバー30
4に設けられた円柱状のピン315が挿入されている。
【0021】基板302はフレーム301に対してU字
形に折り曲げられたバネ306、307、308、30
9により押圧されて保持されている。より具体的には、
バネ306、307はフレーム301の幅方向一面側に
ネジ321,322で固定され、バネ308、309は
フレーム301の幅方向他面側にネジ323,324で
固定されていて、各バネ306、307、308、30
9の上下折り曲げ部がフレーム301の底面と基板30
2の上面に当たることにより、基板302がフレーム3
01上に暫定的に保持されている。この保持状態では、
基板302はLEDアレイチップ305の搭載面に平行
な面(YZ方向を含む面)内では可動となっている。
【0022】上記調整レバー303および304は、そ
れぞれフレーム301に設けられた溝に沿って矢印33
1、330方向すなわち基板302の幅方向にスライド
可能で、調整レバー303および304を動かすことに
よって、基板302をLEDアレイチップ搭載面に平行
な面(図中YZ方向を含む面)内で傾けたり、基板30
2の幅方向(Y方向)にシフト(平行移動)させたりす
ることができるようになっている。このようにして基板
302を動かして所望の位置に移動させた後は、基板固
定手段としてのネジ325、326をそれぞれ基板の孔
311、310に通してフレーム301のネジ孔31
6、316に締め付けることにより基板302が固定さ
れるようになっている。調整レバー303、304、孔
312,313、ピン314,315などによって調整
手段を構成している。
【0023】このような構成によれば、バネで常に反力
を与えておくなどすることなく、基板302は調整レバ
ー303、304の矢印330、331の前後双方向の
動きに追随して変位するため、基板302の位置および
傾きの調整、そして調整位置での固定を非常に簡単な機
構で行うことができる。なお、ここでいう傾きとは、結
像素子アレイの配列方向に対するLEDアレイチップ4
02のアレイ方向の傾きをいう。
【0024】上記実施形態の組立状態を矢印327方向
から見た断面図を図2に示す。図2において、基板40
1上のLEDアレイチップ402より下方に向かって発
せられた光束405は、結像素子404により所定の位
置に結像される。この所定の位置とは、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置における感光体から
なる像担持体の表面であり、LEDアレイチップ402
のアレイ方向を主走査方向とすると、この方向に直交す
る方向である副走査方向に感光体からなる像担持体を移
動させることにより、像担持体表面に画像が書き込まれ
静電潜像が形成される。像担持体の周辺には、像担持体
を中心にして電子写真プロセスを実行するための現像
部、転写部、クリーニング部、帯電部が配置され、ま
た、転写部で画像が転写された転写紙に対して画像を定
着する定着部が配置されて、画像形成装置が構成され
る。
【0025】図3に本発明の第2の実施形態を示す。図
3に示す例では、ピン505および506が基板502
に設けられた長孔508および丸孔507に挿入される
点は図1に示す実施形態と同じであるが、ピン506は
フレーム501に直接固定されており、これに対し、ピ
ン505は調整レバー504に設けられていて、ピン5
05の位置のみが移動体としての調整レバー504とと
もに可動となっている。したがって、調整レバー504
の矢印509方向すなわち基板502の幅方向の調整の
みで、基板502の主に傾きを調整できる。なお、この
図3に示す構成では、調整レバー504を動かすことに
よって、LEDアレイチップ503は傾くだけでなく、
基板502の短手(Y)方向にシフトもするが、丸孔5
07をLEDアレイチップ503の長手方向(Z方向)
中心近傍に配置すれば、より純粋な傾き調整に近くする
こともできる。
【0026】図4に本発明の第3の実施形態を示す。図
4に示す実施形態では、図3に示す実施形態対して、カ
ム機構を利用した調整レバー605を用いている点が特
徴となっている。すなわち、移動体としての調整レバー
605には、上面にピン604が、下面にピン611が
設けられていて、上記ピン604は基板602の長孔6
07に、ピン611はフレーム601に形成された丸孔
608にそれぞれ挿入される。調整レバー605のピン
604,611と長孔607、丸孔608との嵌まり合
いを許容するため、フレーム601の長さ方向一端部に
段部が形成されている。
【0027】上記ピン607とピン611の中心軸は図
5に示すように距離tだけずれて配置されているため、
調整レバー605を矢印610方向、すなわち、ピン6
11を中心として円弧を描きながら傾けると、基板60
2はピン603を中心にして円弧を描きながら変位す
る。こうして、図3に示す実施形態と同様に、基板60
2の傾き調整を行うことができる。図4に示す実施形態
では、上記距離tと調整レバー605の長さを適当な組
み合わせにすることにより、基板602の傾き調整の分
解能を非常に高めることができる。上記のようにして基
板602の位置を調整したあとは、調整レバー605を
外し、基板602を前述のように基板固定手段としての
ネジを用いて締め付けることによってフレーム601上
に固定する。
【0028】図6に本発明の第4の実施形態を示す。図
6において、基板802の一端部に設けられた丸孔80
5および他端部に設けられた長孔806にはそれぞれ、
フレーム801に固定されたピン803、および調整レ
バー807に設けられたピン804が挿入されている。
調整レバー807はフレーム801にその幅方向に形成
された溝に嵌められ、この溝に沿って変位可能となって
いる。上記基板802の他端部にはまた丸孔808が形
成されていて、この丸孔808には調整レバー810に
設けられているピン809が基板802の上側から嵌め
られている。上記調整レバー810は、光プリントヘッ
ド外部装置に、自動調整装置等として設けられていて、
外部から操作するようになっている。
【0029】調整レバー810はこれを矢印811方向
すなわち基板802の幅方向に動かすと、基板802が
ピン803を中心にして円弧を描きながら傾く。このと
き、調整レバー807はフレーム801に設けられた溝
に沿って基板802の動きに追随して動く。このように
調整レバー810によって基板802を所望の位置まで
傾けた後、符号812で示す部分すなわち上記溝を形成
する壁面と調整レバー810との間に基板固定手段とし
ての接着剤を滴下して、フレーム801に調整レバー8
07を固定することにより、基板802を固定する。基
板802を固定した後、調整レバー810のピン809
は丸孔808から抜かれ、調整レバー810はまた別の
光プリントヘッドの調整に用いられる。
【0030】図7に本発明の第5の実施形態を示す。図
7において、基板902の裏面(図7において上面)に
は板状のヒートシンク903が重ね合わせられている。
ヒートシンク903にはピン906、907が下向きに
設けられ、このピン906、907はそれぞれ基板90
3の長さ方向両端寄りに設けられた丸孔904および長
孔905に挿入されている。フレーム901には幅方向
両面にそれぞれ2個、合計4個のバネ916,917,
918,919がネジ止めされている。これらのバネは
U字形に折り曲げられていて、この折り曲げ両端部でフ
レーム901の下面とヒートシンク903の上面とを押
さえることにより、基板902がフレーム901とヒー
トシンク903とで挟まれて保持されている。ただし、
この状態では基板902およびヒートシンク903は、
LEDアレイチップ922搭載面に平行な面(YZ方向
を含む面)内において可動である。
【0031】上記ヒートシンク903には、その長さ方
向両端部において丸孔910および長孔911が形成さ
れている。長孔911はヒートシンク903の長さ方向
に長くなっている。丸孔910および長孔911には、
調整レバー912、913に設けられたピン908、9
09が挿入されている。調整レバー912、913はそ
れぞれフレーム901の両端近くにその幅方向に形成さ
れた溝に嵌められ、この溝をガイドとしてフレーム90
1の幅方向に移動することができる。調整レバー91
2、913をそれぞれ独立に矢印923、924方向す
なわち上記溝方向に動かすことにより、ヒートシンク9
03はYZ方向を含む面内でシフトしまたは傾き、ピン
906、907と丸孔904、長孔905との嵌まり合
いにより基板902もこれに追随して動く。このように
して基板902を所望の位置に動かした後、符号92
0、921で示す上記溝と調整レバー912、913と
の境界部分に基板固定手段としての接着剤を滴下して移
動体としての調整レバー912、913をフレーム90
1に接着固定する。このようにして、調整レバー91
2、913が固定されることにより基板902は所望の
位置に固定される。従って、基板902の位置調整から
固定までを、このような部品点数の少ない簡単な構成で
行うことができる。
【0032】
【発明の効果】請求項1または5記載の発明によれば、
光学特性に優れ所望の位置に正確に像を書き込むことが
できる光プリントヘッドを提供することができる。ま
た、結像素子を用いる場合には、良好な光学特性を保つ
ことができ、像担持体上に所望する像を正確に書き込む
ことができる。
【0033】請求項2、3または4記載の発明によれ
ば、請求項1記載の発明によって得ることができる作用
効果を、簡単な構成かつ少ない部品点数で、したがって
低コストに実現することができる。
【0034】請求項6、7または8記載の発明によれ
ば、請求項5によって得ることができる作用効果を、簡
単な構成かつ少ない部品点数で、したがって低コストに
実現することができる。
【0035】請求項9または10記載の発明によれば、
簡単な構成かつ少ない部品点数で、したがって低コスト
で、光学特性に優れ所望の位置に正確に像を書き込むこ
とができる光プリントヘッドの調整方法を提供すること
ができる。また、結像素子を用いる場合には、良好な光
学特性を保つことができ、像担持体上に所望する像を正
確に書き込むことができる。
【0036】請求項11記載の発明によれば、請求項1
から8のいずれかに記載の光プリントヘッドを用いるこ
とにより、簡単な構成かつ少ない部品点数で、したがっ
て低コストで、品質の高い画像を得ることができる画像
形成装置を提供することができる。特に、いわゆるタン
デム方式のカラー画像形成装置であっても、色ごとの画
像がずれることなく精度よく重なり合い、良好な出力画
像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる光プリントヘッドの実施形態を
示す分解斜視図である。
【図2】上記実施形態の横断面図である。
【図3】本発明にかかる光プリントヘッドの別の実施形
態を示す分解斜視図である。
【図4】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の
実施形態を示す分解斜視図である。
【図5】上記実施形態中の調整レバーを示す側面図であ
る。
【図6】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の
実施形態を示す分解斜視図である。
【図7】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の
実施形態を示す分解斜視図である。
【図8】従来の光プリントヘッドの例を示す横断面図で
ある。
【図9】従来の光プリントヘッドに用いられている発光
素子アレイ基板の例を示す平面図である。
【符号の説明】
302 基板 303 移動体としての調整レバー 304 移動体としての調整レバー 305 発光素子アレイ 310 丸孔 313 長孔 314 ピン 315 ピン 325 基板固定手段としてのネジ 326 基板固定手段としてのネジ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に配列された複数の発光素子を有
    し、この発光素子より射出される光により像担持体に像
    を書き込む光プリントヘッドにおいて、 上記基板をその基板の発光素子搭載面に平行な面内にお
    いて変位させることができる調整手段を備えていること
    を特徴とする光プリントヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
    て、調整手段は、基板に形成された少なくとも2つの孔
    と、これらの孔にそれぞれ挿入されるピンとを有してな
    り、それぞれのピンが可動であることを特徴とする光プ
    リントヘッド。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の光プリントヘッドにおい
    て、調整手段は、基板に形成された少なくとも2つの孔
    と、これらの孔にそれぞれ挿入されるピンとを有してな
    り、ピンの1つは固定され、他のピンは可動であること
    を特徴とする光プリントヘッド。
  4. 【請求項4】 請求項2または3記載の光プリントヘッ
    ドにおいて、可動のピンは、移動体に取付けられている
    ことを特徴とする光プリントヘッド。
  5. 【請求項5】 基板上に配列された複数の発光素子を有
    し、この発光素子より射出される光により像担持体に像
    を書き込む光プリントヘッドにおいて、 上記基板をその基板の発光素子搭載面に平行な面内にお
    いて変位させることができる調整手段および変位後の基
    板位置を維持するための基板固定手段とを備えているこ
    とを特徴とする光プリントヘッド。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の光プリントヘッドにおい
    て、基板固定手段は、基板に形成された少なくとも2つ
    の孔と、これらの孔にそれぞれ挿入されるピンとを有し
    てなり、上記各ピンを固定するものであることを特徴と
    する光プリントヘッド。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の光プリントヘッドにおい
    て、基板固定手段は、基板に形成された少なくとも2つ
    の孔と、これらの孔にそれぞれ挿入されるピンとを有し
    てなり、ピンの一つは上記基板を変位させる前から固定
    されており、他のピンは上記基板に所定量の変位を与え
    た後に固定するものであることを特徴とする光プリント
    ヘッド。
  8. 【請求項8】 請求項5記載の光プリントヘッドにおい
    て、調整手段は、基板に着脱可能であることを特徴とす
    る光プリントヘッド。
  9. 【請求項9】 基板上に配列された複数の発光素子を有
    し、この発光素子より射出される光により像担持体に像
    を書き込む光プリントヘッドの調整方法であって、 上記基板に形成された少なくとも2つの孔と、これらの
    孔にそれぞれ挿入されるピンとを有し、これらのピンを
    動かすことによって、上記基板をその発光素子搭載面に
    平行な面内において変位させた後、それぞれのピンを固
    定することを特徴とする光プリントヘッドの調整方法。
  10. 【請求項10】 基板上に配列された複数の発光素子を
    有し、この発光素子より射出される光により像担持体に
    像を書き込む光プリントヘッドの調整方法であって、 上記基板に形成された少なくとも2つの孔と、これらの
    孔にそれぞれ挿入されるピンとを有し、これらのピンの
    1つは固定し、他のピンを動かすことによって、上記基
    板をその発光素子搭載面に平行な面内において変位させ
    た後、動かしたピンを固定することを特徴とする光プリ
    ントヘッドの調整方法。
  11. 【請求項11】 請求項1から8のいずれかに記載の光
    プリントヘッドを備え、光プリントヘッドによって画像
    が書き込まれた像担持体に対して電子写真プロセスを実
    行するための現像部、転写部、クリーニング部、帯電部
    が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
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