JP2016182681A - 光学装置の製造方法、及び光学装置の製造装置 - Google Patents

光学装置の製造方法、及び光学装置の製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】筐体の凹部に光学部材を挿入する際の挿入不良を抑制する。
【解決手段】製造方法は、筐体に形成され一方向に延びた凹部の一端部に、該筐体に対して傾けた光学部材の一端部を相対的に挿入する第1工程と、該光学部材の一端部の該凹部への挿入状態を維持しつつ、該光学部材の他端部が該凹部の他端部に挿入されるまで、該光学部材の一端部を中心として該光学部材を相対的に回転させる第2工程と、を有する。
【選択図】図6

Description

本発明は、光学装置の製造方法、及び光学装置の製造装置に関する。
特許文献1には、一方向に延びた貫通孔が形成された筐体の前記一方向に直交する直交方向で対向する前記貫通孔の内面の間隔を広げ、その貫通孔に光学部材(レンズアレイ)を挿入する工程を有するプリントヘッドの製造方法が開示されている。
特許第5293872号公報
ここで、筐体の凹部に光学部材の両端部を同時に挿入する場合では、凹部や光学部材の寸法誤差(製造上の寸法バラツキ)や光学部材の凹部に対する位置ズレ等により、光学部材の両端部の一方の端部が凹部の縁などに引っ掛かると、光学部材の全体が凹部に挿入できない挿入不良が生じる。
本発明は、筐体の凹部に光学部材の両端部を同時に挿入する場合と比べ、筐体の凹部に光学部材を挿入する際の挿入不良を抑制することを目的とする。
請求項1の発明は、筐体に形成され一方向に延びた凹部の一端部に、該筐体に対して傾けた光学部材の一端部を相対的に挿入する第1工程と、該光学部材の一端部の該凹部への挿入状態を維持しつつ、該光学部材の他端部が該凹部の他端部に挿入されるまで、該光学部材の一端部を中心として該光学部材を相対的に回転させる第2工程と、を有する。
請求項2の発明では、前記凹部における前記一方向に沿った縁部の少なくとも前記一端部に面取りが形成された筐体を用いる。
請求項3の発明は、前記第1工程の前に、前記筐体の前記一方向に交差する交差方向で対向する前記凹部の内面の間隔を、前記一方向全体に亘って、前記光学部材の前記交差方向の長さよりも長くなるように前記凹部を拡張する工程を有する。
請求項4の発明は、前記筐体の前記凹部内に、前記光学部材の少なくとも両端部に接触して、前記光学部材をその挿入方向に前記筐体に対して位置決めする位置決部が形成されており、前記第2工程の後、前記光学部材を前記位置決部に押し付ける工程を有する。
請求項5の発明は、一方向に延びた凹部が形成された筐体を保持する保持機構と、前記筐体に対して傾けた状態で光学部材を支持して該光学部材の一端部を前記凹部の一端部に相対的に挿入し、前記光学部材の一端部の前記凹部への挿入状態を維持しつつ該光学部材の一端部を中心として該光学部材を相対的に回転させて前記光学部材の他端部を前記凹部の他端部に挿入する挿入機構と、を備える。
請求項6の発明は、前記筐体の前記一方向に交差する交差方向で対向する前記凹部の内面の間隔を、前記一方向全体に亘って、前記光学部材の前記交差方向の長さよりも長くなるように前記凹部を拡張する拡張機構を備える。
請求項7の発明では、前記筐体の前記凹部内に、前記光学部材の少なくとも両端部に接触して、前記光学部材をその挿入方向に前記筐体に対して位置決めする位置決部が形成されており、前記光学部材を前記位置決部に押し付ける押付機構を備える。
本発明の請求項1の構成によれば、筐体の凹部に光学部材の両端部を同時に挿入する場合と比べ、筐体の凹部に光学部材を挿入する際の挿入不良を抑制できる。
本発明の請求項2の構成によれば、面取りが形成されていない筐体を用いる場合に比べ、筐体の凹部に光学部材を挿入する際の挿入不良を抑制できる。
本発明の請求項3の構成によれば、凹部が拡張されていない状態の筺体の凹部に光学部材を挿入する場合に比べ、筐体の凹部に光学部材を挿入する際の挿入不良を抑制できる。
本発明の請求項4の構成によれば、第2工程において光学部材を回転させて位置決部に押し付ける場合に比べ、光学部材が位置決部に対して非接触となることが抑制される。
本発明の請求項5の構成によれば、筐体の凹部に光学部材の両端部を同時に挿入する場合と比べ、筐体の凹部に光学部材を挿入する際の挿入不良を抑制できる。
本発明の請求項6の構成によれば、凹部が拡張されていない状態の筺体の凹部に光学部材を挿入する場合に比べ、筐体の凹部に光学部材を挿入する際の挿入不良を抑制できる。
本発明の請求項7の構成によれば、挿入機構で光学部材を回転させて位置決部に押し付ける場合に比べ、光学部材が位置決部に対して非接触となることが抑制される。
本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 本実施形態に係るプリントヘッドの構成を示す分解斜視図である。 本実施形態に係るプリントヘッドの構成を示す平面図である。 図3の4−4線断面図である。 図3の5−5線断面図である。 本実施形態に係るプリントヘッド製造装置の構成を示す概略図である。 本実施形態に係る保持機構の構成を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る保持機構の抑え部材を示す斜視図である。 本実施形態に係るチャックの構成を示す側面図である。 本実施形態に係るプリントヘッドの筐体を広げてレンズアレイを挿入する状態を示す説明図である。 レンズアレイを筺体に対して傾けた状態を示す説明図である。 レンズアレイの長手方向一端部を筺体に挿入した状態を示す説明図である。 レンズアレイの長手方向両端部を筺体に挿入した状態を示す説明図である。 レンズアレイを底板部に押し付けた状態を示す説明図である。 筐体とレンズアレイとに跨って接着剤を塗布した状態を示す説明図である。 プリント配線基板を筺体に取り付ける基板取付工程を示す説明図である。 拡張機構の変形例を示す正面図である。 拡張機構の変形例を示す側面図である。
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。以下では、画像形成装置10、プリントヘッド20(光学装置の一例)、プリントヘッド20の製造装置50、及びプリントヘッド20の製造方法について説明する。
なお、下記の説明で用いるX方向、−X方向、Y方向、−Y方向、Z方向及び−Z方向は、図中に示す矢印方向である。X方向(−X方向)、Y方向(−Y方向)及びZ方向(−Z方向)は、互いに交差(具体的には、直交)している。また、これらの方向は、説明の便宜上、定めた方向であるから、装置構成がこれらの方向に限定されるものではない。
さらに、図中の「○」の中に「×」が記載された記号は、紙面の手前から奥へ向かう矢印を意味する。図中の「○」の中に「・」が記載された記号は、紙面の奥から手前へ向かう矢印を意味する。
<画像形成装置10>
図1には、露光装置としてのプリントヘッド20を有する画像形成装置10が示されている。図1に示されるように、画像形成装置10は、一例として、円筒状で回転可能に設けられた感光体11と、帯電ロール12と、プリントヘッド20と、現像器14と、転写ロール16と、クリーニングブレード18と、を有している。
帯電ロール12は、電源(図示省略)から電圧が印加されており、感光体11との電位差により感光体11の外周面を帯電させる。プリントヘッド20は、画像情報に基づいて感光体11の外周面に露光する。これにより、感光体11の外周面に潜像が形成される。そして、現像器14は、トナー(図示省略)により潜像を顕在化させ、感光体11の外周面にトナー画像を形成する。
感光体11の外周面のトナー画像は、感光体11と転写ロール16との電位差により記録用紙P上に転写される。そして、記録用紙Pのトナー画像は、定着装置(図示省略)により記録用紙P上に定着される。一方、転写後の感光体11の外周面に残留したトナーは、クリーニングブレード18により掻き取られる。
<プリントヘッド20>
図2に示されるように、プリントヘッド20は、基板としてのプリント配線基板24と、レンズアレイ26(光学部材の一例)と、プリント配線基板24及びレンズアレイ26が取り付けられる筐体28と、を有している。
[プリント配線基板]
図2に示されるように、プリント配線基板24は、X方向を短手方向、Y方向を長手方向、Z方向を厚み方向とする長方形状に形成されている。そして、プリント配線基板24のZ方向側の面には、発光素子としてのLED(Light Emitting Diode)アレイ22(発光ダイオードアレイ)が千鳥状に複数実装されている。
LEDアレイ22のZ方向側の面には、直線状に配置された複数(一例として128個)の発光ダイオード(LED)が形成されている。また、プリント配線基板24の−Z方向側の面には、LEDアレイ22の発光を制御する電子部品23(図4(B)参照)が実装されている。ここで、プリント配線基板24のX方向の幅をL2とする。
なお、図中に示すLEDアレイ22は、実際の数と異なる数にて図示されている。
[レンズアレイ26]
図2に示されるように、レンズアレイ26は、X方向を短手方向、Y方向を長手方向、Z方向を高さ方向として、直方体状に形成されている。また、レンズアレイ26には、各々のLEDアレイ22の発光点(図示省略)から出射された光が各々透過する複数個のロッドレンズ27が千鳥状に配置されている。これにより、LEDアレイ22の発光点から出射されてロッドレンズ27を透過した光は、感光体11(図1参照)に結像するようになっている。ここで、レンズアレイ26のX方向の幅をL1(<L2)とする。
なお、図中に示すレンズアレイ26では、実際の数よりも少ない数のロッドレンズ27を図示している。また、図2では、ロッドレンズ27を明確に示すために、図3に示すロッドレンズ27に対して数を減らして示している。
[筐体]
筐体28は、樹脂材料(一例として液晶ポリマー)で形成され、図2に示されるように、外形がY方向に延びるほぼ直方体形状とされている。また、筐体28のY方向端部には、Y方向側へ突出した直方体状の突出部35が形成されている。そして、筐体28の−Y方向端部には、−Y方向側へ突出した直方体状の突出部36が形成されている。突出部35および突出部36は、プリントヘッド20を画像形成装置10に対して位置決めするために使用される。
筐体28には、Y方向(一方向の一例)に延びると共に、Y方向中央側でZ方向に貫通した孔30(空間)が形成されている。なお、孔30は、Y方向両端部において、後述の底板部31によって貫通していない(筐体28のY方向端部での断面を示す図5(A)参照)。
この孔30は、図4(A)に示されるように、Z方向に開口する凹部30Aと、−Z方向に開口する凹部30Cと、凹部30Aと凹部30CとをY方向中央側でつなぐ空間部30Bと、を有している。
凹部30Aは、図4(B)に示されるように、レンズアレイ26が挿入される挿入部として機能する。凹部30Cは、プリント配線基板24が挿入される挿入部として機能する。
また、筐体28における凹部30Aの周縁を形成する部位が、レンズアレイ26を保持するレンズ保持部28Aとなっている。さらに、筐体28における凹部30Cの周縁を形成する部位が、プリント配線基板24を保持する基板保持部28Bとなっている。
凹部30Aは、Y方向中央部でX方向の間隔がW1となっている。即ち、凹部30Aにおいて、X方向で対向する筐体28の孔30の内面28C、28DのY方向中央部での間隔がW1となっている。なお、間隔W1は、レンズアレイ26のX方向の幅L1よりも短くなっている。これは、筐体28が樹脂製で且つY方向に長く、Y方向中央部で内面28C、28Dが近づく方向に筐体28を撓ませているためである。
また、図2及び図5に示されるように、凹部30AのY方向端部及び−Y方向端部における−Z方向側には、底板部31(位置決部の一例)が形成されている。底板部31は、凹部30A内に挿入されたレンズアレイ26(図2参照)の底面(−Z方向側の面)に接触して、レンズアレイ26をその挿入方向(−Z方向)に位置決めする。なお、底板部31が形成された領域は、LEDアレイ22から光が照射されない領域、又は、LEDアレイ22から光が照射されてもプリントヘッド20の露光領域として使用しない領域である。また、筺体28の−Y方向端部は、筺体28のY方向端部と同様に構成されているので、図5では、筺体28のY方向端部の断面のみを示し、−Y方向端部の図示を省略している。
また、凹部30AのY方向中央部における−Z方向端部には、X方向に沿って内側に突出した一対の突出部29A(位置決部の一例)が形成されている。一対の突出部29Aは、Z方向側の面が平坦となっており、底板部31と同一面上に配置されている。一対の突出部29Aは、凹部30A内に挿入されたレンズアレイ26(図2参照)の底面(−Z方向側の面)に接触して、レンズアレイ26をその挿入方向(−Z方向)に位置決めする。
空間部30Bは、凹部30Aの−Z方向側に連続して形成されている。空間部30BのZ方向側の一部は、−Z方向に向けて、X方向の内面の間隔が徐々に拡大されている。そして、空間部30Bの−Z方向端部に連続して、凹部30Cが形成されている。なお、空間部30Bの−Z方向側における筐体28の内面の間隔はW2(>W1)となっている。
凹部30Cは、Z方向側でX方向の内面の間隔がW3(>W2)となっている。即ち、凹部30Cにおいて、X方向で対向する筐体28の内面28E、28Fの間隔がW3となっている。なお、間隔W3は、プリント配線基板24(図2参照)のX方向の幅L2よりも僅かに長くなっている。また、凹部30Cの−Z方向側では、プリント配線基板24を挿入しやすくするために筐体28の内面にテーパ面28Gが形成されており、この内面の間隔が、間隔W3よりも広く(長く)なっている。
凹部30CのZ方向端部には、W3−W2に相当する大きさの幅で段部29Bが形成されている。段部29Bは、−Z方向側が平坦となっている。これにより、凹部30C内に挿入されたプリント配線基板24(図2参照)が、段部29Bと接触して位置決めされるようになっている。
図3及び図5に示されるように、凹部30AのY方向端部及び−Y方向端部(底板部31が配置された部分)は、X方向に拡幅されており、X方向で対向する内面の間隔がW4となっている。間隔W4の大きさは、一例として、間隔W2(図4(A)参照)の大きさよりも大きく、間隔W3(図4(A)参照)の大きさよりも小さくなっている。この凹部30Aの拡幅された部位には、筐体28とレンズアレイ26との隙間を封止する封止剤Fが充填されるようになっている。封止剤Fには、一例として、シリコン樹脂が用いられる。
また、レンズ保持部28Aには、レンズアレイ26をレンズ保持部28Aに固定する接着剤Sが充填される充填部34が形成されている。充填部34は、テーパ状とされている。また、充填部34は、一例として、レンズ保持部28AのY方向側に4箇所、−Y方向側に4箇所形成されている。
凹部30AのY方向に沿った縁部には、図3及び図4(A)に示されるように、面取り37が形成されている。なお、面取り37は、当該縁部における間隔W1の部分(間隔W4の部分を除く)であって、充填部34が形成されていない部分に形成されている。
図4(B)に示されるように、筐体28にレンズアレイ26及びプリント配線基板24が取り付けられた状態では、レンズアレイ26とプリント配線基板24のLEDアレイ22とが対向するようになっている。
<プリントヘッド製造装置>
図6には、プリントヘッド20を製造するプリントヘッド製造装置50(製造装置の一例)が示されている。図6に示されるように、プリントヘッド製造装置50は、筐体28を保持する保持機構51と、保持機構51によって保持された筐体28にプリントヘッド20を挿入する挿入機構80と、を有している。
さらに、プリントヘッド製造装置50は、保持機構51及び挿入機構80の各部を操作するための操作ボタン(図示省略)と、制御部(図示省略)と、を有している。そして、制御部は、これらの操作ボタンの操作に基づいて、プリントヘッド製造装置50の各部の動作を制御するようになっている。
[保持機構51]
図7には、保持機構51の具体的な構成が示されている。図7では、保持機構51の上下方向をZ方向、後述するマニホールド58A、58Bが対向する方向をX方向、後述する位置決めブロック57A、57Bと可動部64Aとが対向する方向をY方向としている。即ち、保持機構51において、筐体28を保持したときの筐体28の短手方向に沿う方向がX方向、長手方向に沿う方向がY方向、鉛直方向がZ方向となっている。なお、図6では、保持機構51を簡略化して示している。
保持機構51は、一例として、ベースとなる基台52と、筐体28が載せられる置台54と、筐体28の位置決めを行う筐体位置決め部56と、筐体28の内面の間隔を吸引により短手方向に広げる吸引部58(拡張機構の一例)とを有している。
置台54は、基台52上にボルトで固定されており、置台54の上部には、レンズ保持部28A、基板保持部28Bの大きさに合わせた溝部(図示省略)が形成されている。これにより、筐体28を置台54上に置くときに、レンズ保持部28A、基板保持部28Bのどちらを上にしても置けるようになっている。また、置台54の上面には、Z方向を軸方向とする円柱状の位置決めピン55A、55B、55C、55Dと、直方体状の位置決めブロック57A、57Bとが取り付けられている。
位置決めピン55A、55Bは、置台54上の−Y方向側でX方向に間隔をあけて配置されており、位置決めピン55C、55Dは、置台54上のY方向側でX方向に間隔をあけて配置されている。位置決めピン55Aと位置決めピン55Bの間隔、及び位置決めピン55Cと位置決めピン55Dの間隔は、いずれも筐体28のX方向の幅の大きさとほぼ同じ大きさとなっている。
位置決めブロック57A、57Bは、置台54上で位置決めピン55A、55Bよりも−Y方向側でX方向に間隔をあけて配置されている。位置決めブロック57A、57Bの間隔は、突出部36のX方向の幅とほぼ同じ大きさ(長さ)となっている。また、置台54よりもY方向側には、可動部64AがY方向を軸方向とする円柱状に形成され、且つY方向、−Y方向に移動可能とされたエアシリンダ64が設けられている。さらに、置台54よりも−X方向側には、Y方向に間隔をあけて2箇所、押付部62が設けられている。
筐体位置決め部56は、位置決めピン55A、55B、55C、55D、位置決めブロック57A、57B、プリント配線基板24を押さえる押付部62、及びエアシリンダ64を含んで構成されている。
図8に示されるように、押付部62は、支持部72A、72Bと、支持部72A、72Bにより支持された軸部74と、可動ブロック76と、可動ブロック76に固定された押え部材78とを有している。
支持部72A、72Bは、可動ブロック76の大きさに合わせてY方向に間隔をあけると共に基台52上に固定されている。また、支持部72A、72Bには、Y方向に貫通し軸部74が挿入される貫通孔73が形成されている。そして、軸部74は、貫通孔73に挿入され、Y方向を軸方向として支持部72A、72Bに支持されている。
可動ブロック76は、−Y方向に見てL字状に形成されており、X方向に沿って延び軸部74が連結される連結部76Aと、連結部76AのX方向端部でZ方向に直立する取付部76Bとが一体化されている。そして、可動ブロック76は、軸部74を中心として、X−Z面内で円弧状に移動可能となっている。さらに、取付部76Bの上面には、ネジ77を用いて押え部材78の−X方向側端部が固定されている。
押え部材78は、X方向に延びる板状部材のX方向側端部が、X−Z面で見てクランク状に折り曲げられた形状となっている。そして、押え部材78のX方向側の先端部78Aは、プリント配線基板24を−Z方向側に押さえ付けるようになっている。
図7に示されるように、吸引部58(拡張機構の一例)は、電磁弁(図示省略)を備えたマニホールド58A、58Bと、マニホールド58A、58Bから空気を吸引する吸引ポンプ(図示省略)と、複数の吸引パッド部材59とを含んで構成されている。
マニホールド58A、58Bは、筐体28を挟むようにY方向に間隔をあけて対向配置されている。また、マニホールド58A、58Bは、自動ステージ(図示省略)に取り付けられており、X方向で互いに近づく方向又は互いに離れる方向に移動可能となっている。さらに、一例として、マニホールド58A、58Bは、それぞれ流路が3つに分岐されており、それぞれ3つの吸引パッド部材59がY方向に間隔をあけて設けられている。
吸引パッド部材59は、マニホールド58A、58Bからそれぞれ筐体28に向けてX方向又は−X方向に突出した管状部59Aと、各管状部59Aの筐体28側に取り付けられたゴム製の吸引パッド59Bと、を有している。なお、複数の吸引パッド部材59は、筐体28のY方向中央部と対向する位置のみに配置されており、筐体28のY方向端部及び−Y方向端部と対向する位置には設けられていない。
[挿入機構80]
図6に示されるように、挿入機構80は、レンズアレイ26における長手方向の一端部及び他端部のそれぞれを把持するチャック82、83(把持装置)と、チャック82、83に把持されたレンズアレイ26の上面(Z方向の面)に接触する接触部84(押付機構の一例)と、を有している。
また、挿入機構80は、接触部84がロッド86Bに固定されたシリンダー86と、シリンダー86及びチャック82、83が固定された第1固定部91と、第1固定部91が固定された第2固定部92と、を有している。
さらに、挿入機構80は、第2固定部92を移動可能に支持する支持体94と、第2固定部92を支持体94に対して移動させる移動機構96と、支持体94を上下方向に昇降させる昇降装置98と、を有している。
第1固定部91は、Y方向に長さを有すると共に、Z方向に厚みを有する板状に形成されている。第2固定部92は、X方向に厚みを有する板状に形成されている。この第2固定部92は、第1固定部91のX方向側で第1固定部91と固定されている。
チャック82、83のそれぞれは、図9に示されるように、本体部82Aと、本体部82Aから下方(−Z方向)に突出された一対の可動部材82Bと、可動部材82Bに固定された爪部82Cと、を有している。なお、チャック82とチャック83とは同様に構成されているので、図9では、チャック82のみを図示し、チャック83の図示を省略している。
チャック82は、図6に示されるように、本体部82Aの上端部(Z方向端部)が、第1固定部91の−Y方向端部に固定されている。チャック83は、本体部82Aの上端部(Z方向端部)が、第1固定部91のY方向端部に固定されている。
図9に示されるように、チャック82、83の一対の可動部材82Bは、X方向に並んで配置されている。この一対の可動部材82Bは、本体部82Aの駆動部(図示省略)の駆動により、X方向に開閉動作する。すなわち、一対の可動部材82Bは、互いが近接する方向及び互いが離間する方向(矢印A方向参照)へ移動する。
爪部82Cは、各可動部材82Bに固定されている。チャック82、83は、可動部材82Bの閉動作により、爪部82Cでレンズアレイ26の長手方向一端部(Y方向端部)及び他端部(−Y方向端部)のそれぞれを把持する。
接触部84は、Y方向に長さを有すると共に、X方向に厚みを有する板状に形成されている。接触部84は、平面で形成されレンズアレイ26の上面(Z方向側の面)に接触する接触面84Aを有している。レンズアレイ26の上面が接触面84Aに接触することで、レンズアレイ26が予め定められた姿勢で接触部84に位置決めされる。
接触部84のX方向厚みは、レンズアレイ26のX方向幅よりも薄くされている。これにより、チャック82、83が爪部82Cでレンズアレイ26を把持した際に、爪部82Cと接触部84とが干渉しない。なお、チャック82、83がレンズアレイ26を把持する部分よりも長手方向中央側では、接触部84のX方向厚みは、レンズアレイ26のX方向幅よりも厚くされていてもよい。
シリンダー86は、空気圧などで駆動され、図6に示されるように、本体部86A及びロッド86Bを有している。シリンダー86は、本体部86Aの上端部(Z方向端部)が、第1固定部91のY方向中央部(長手方向中央部)で固定されている。ロッド86Bは、接触部84の上部に固定されている。このロッド86Bが伸縮することで、接触部84が独立して上下方向(−Z、Z方向)に移動する。すなわち、接触部84は、ロッド86Bの伸縮により、チャック82、83の爪部82Cとは別個に上下方向(−Z、Z方向)に移動する。
支持体94は、X方向に厚みを有する板状に形成されている。支持体94は、チャック82の爪部82Cを中心にチャック83の爪部82Cを予め定められた範囲で回転させる回転方向に第2固定部92を案内するガイド94A(案内部)を有している。支持体94は、ガイド94Aを介して第2固定部92を移動可能に支持している。ガイド94Aは、例えば、回転方向に沿って形成された一対の長孔で構成され、第2固定部92に形成されたピン92Aが当該長孔のそれぞれに差し込まれることで第2固定部92が支持体94に支持される。なお、ガイド94Aは、他の構成であってもよい。
移動機構96は、駆動部(図示省略)の駆動力によって、ガイド94Aに沿って第2固定部92を移動させる。具体的には、移動機構96は、ピン92Aがガイド94Aの上側の縁部に当たる傾斜位置(二点鎖線で示すピン92Aの位置)から、ピン92Aがガイド94Aの下側の縁部に当たる水平位置(実線で示すピン92Aの位置)まで、第2固定部92を移動させる。
第2固定部92が傾斜位置に位置する状態において、筐体28に対してレンズアレイ26が傾いた状態となる(図11及び図12に示す状態)。具体的には、レンズアレイ26の−Y方向端部がY方向端部に対して下がった状態となる。
また、第2固定部92が水平位置に位置する状態において、レンズアレイ26が水平状態(長手方向が水平方向に沿った状態、(図13に示す状態))となる。なお、傾斜位置と水平位置とでは、レンズアレイ26の−Y方向端部の高さ(Z方向の位置)が変化しないようになっている。
支持体94は、昇降装置98に可動部98Aに固定されており、昇降装置98によって昇降する。
<プリントヘッド20の製造方法>
プリントヘッド20の製造方法は、レンズアレイ26を筐体28に取り付けるレンズ取付工程と、プリント配線基板24を筐体28に取り付ける基板取付工程と、を有している。
[レンズ取付工程]
レンズ取付工程は、位置決工程と、拡張工程と、レンズ挿入工程と、レンズ接着工程と、を有している。
(位置決工程)
位置決工程では、図7に示す保持機構51の置台54上に筐体28を載せる。詳細には、筐体28を位置決めピン55Aと位置決めピン55Bとの間、及び位置決めピン55Cと位置決めピン55Dとの間に挿入する。これにより、筐体28がX方向で位置決めされる。なお、図7では、筐体28の基板保持部28B側をZ方向側とした状態が示されているが、ここでは、レンズ保持部28AがZ方向側に配置されているものとする。また、筐体28のZ方向の位置決めは、作業者が筐体28を置台54に押し付けることで行われる。
続いて、置台54上では、筐体28の突出部36を位置決めブロック57Aと位置決めブロック57Bとの間に挿入する。そして、可動部64Aを−Y方向に移動させて突出部35に接触させる。これにより、筐体28の突出部36を除いた−Y方向端面が、位置決めブロック57A、57BのY方向側の側面に押し付けられ、筐体28がY方向で位置決めされる。なお、レンズ保持部28AがZ方向側に配置されているときは、押付部62は使用しない。
ここで、前述のように、筐体28は、Y方向の中央部で内面28C、28Dが近づく方向に撓んでいる(図10(A)参照)。即ち、筐体28では、Y方向の中央部におけるX方向側の部位と−X方向側の部位とが、孔30の内側へ向けて近づいている。これにより、筐体28では、Y方向の中央部における孔30のX方向の幅(間隔)が、レンズアレイ26(図2参照)のX方向の幅よりも狭くなっている。
(拡張工程)
拡張工程では、図10(A)に示されるように、筐体28にマニホールド58A、58B(図7参照)を近づけ、筐体28におけるレンズ保持部28Aまたはその近傍のX方向両側面に複数の吸引パッド59Bを押し付ける。そして、操作者が吸引開始ボタン(図示省略)を押すと、制御部(図示省略)が吸引ポンプ(図示省略)を動作させ、吸引パッド59Bを介した吸引が開始される。さらに、制御部は、マニホールド58A、58Bをそれぞれ離れる方向に移動させる。
これにより、図10(B)に示されるように、筐体28の凹部30AがY方向全体に亘って拡張される。本実施形態では、具体的には、少なくとも、凹部30Aにおける間隔W1とされた部分(底板部31が形成された部分を除く)において、拡張される。これにより、X方向で対向する内面28C、28DのY方向の中央部の間隔が、孔30の一方の開口端側(レンズ保持部28A側)で、間隔W5に拡張される。
間隔W5は、凹部30AのY方向の中央部での間隔W1(図4(A)参照)及びレンズアレイ26(図2参照)のX方向の幅L1よりも長くなっている。なお、間隔W5は、マニホールド58A、58Bの移動を規制するストッパー(図示省略)を用いて管理されており、一例として、幅L1(図2参照)に対して、X方向、−X方向にそれぞれ0.5[mm]ずつ広げられている。
(レンズ挿入工程)
レンズ挿入工程は、拡張工程で拡張された状態の凹部30Aにレンズアレイ26を挿入する工程である。具体的には、レンズ挿入工程は、把持工程と、一端部挿入工程と、他端部挿入工程と、押付工程と、を有している。
(把持工程)
把持工程では、図6に示されるように、レンズアレイ26の上面に接触部84の接触面84Aを接触させ、この状態で、チャック82、83の爪部82Cでレンズアレイ26の長手方向一端部(Y方向端部)及び他端部(−Y方向端部)のそれぞれを把持する。このとき、第2固定部92は水平位置に位置し、レンズアレイ26が水平状態(長手方向が水平方向に沿った状態)となっている。
(一端部挿入工程)
一端部挿入工程では、移動機構96が第2固定部92を傾斜位置に移動させて、図11(A)(B)に示されるように、レンズアレイ26を筐体28に対して傾かせる。具体的には、レンズアレイ26の−Y方向端部がY方向端部に対して下がった状態となっている。
次に、昇降装置98によって支持体94を下降させる。これにより、図12(A)(B)に示されるように、筐体28に形成された凹部30Aの長手方向一端部(−Y方向端部)にレンズアレイ26の長手方向一端部(Y方向端部)を挿入する。
(他端部挿入工程)
他端部挿入工程では、移動機構96が第2固定部92を傾斜位置から水平位置に移動させる。これにより、図13(A)に示されるように、レンズアレイ26の長手方向一端部(−Y方向端部)の凹部30Aへの挿入状態が維持されつつ、レンズアレイ26の長手方向他端部(Y方向端部)が凹部30Aの他端部に挿入されるまで、レンズアレイ26の長手方向一端部(−Y方向端部)を中心としてレンズアレイ26が相対的に回転する。
他端部挿入工程では、凹部30Aの他端部にレンズアレイ26の長手方向他端部(Y方向端部)を挿入した後、操作者が吸引終了ボタン(図示省略)を押すと、制御部が吸引ポンプ(図示省略)の動作を停止させ、吸引パッド59Bを介した吸引が終了する。そして、筐体28からマニホールド58A、58B(図7参照)が遠ざかる。これにより、図13(B)に示されるように、レンズアレイ26がレンズ保持部28Aにより挟まれる。
そして、チャック82、83の爪部82Cによるレンズアレイ26の把持が解除される。
(押付工程)
押付工程では、シリンダー86のロッド86Bを伸長する。これにより、図14(A)(B)に示されるように、接触部84が下方(−Z方向)へ移動し、レンズアレイ26を筐体28の一対の突出部29A及び底板部31に押し付ける。これにより、レンズアレイ26がその挿入方向に位置決めされる。
(レンズ接着工程)
レンズ接着工程では、図15に示されるように、作業者が接着剤Sを充填部34(図3参照)に充填することで、筐体28とレンズアレイ26に跨って接着剤Sが塗布される。なお、接着剤Sは、一例として、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型アクリル系接着剤である。
次に、筐体28とレンズアレイ26に跨って塗布した接着剤Sに対して、UV照射装置(図示省略)を用いてUV照射し、接着剤Sを硬化させ、筐体28とレンズアレイ26を接着する。
接着剤Sの硬化後、接着剤Sを覆い、かつ、レンズアレイ26と筐体28を跨るようにレンズアレイ26の周りに(周縁部に沿って)封止剤F(図3及び図5(B)参照)を塗布することで、レンズアレイ26と筐体28との隙間が封止される。
なお、レンズ接着工程が終了した後、図7に示す保持機構51において、可動部64AをY方向に移動させ、置台54上から筐体28を取り出す。
[基板取付工程]
基板取付工程は、レンズ取付工程と同様に、位置決工程と、拡張工程と、基板挿入工程と、基板接着工程と、を有している。
(位置決工程)
位置決工程では、図7に示されるように、筐体28の基板保持部28Bを上側にして(筐体28を上下逆にして)、筐体28を置台54上に載せる。筐体28は、位置決めピン55A、55B、55C、55DによりX方向で位置決めされる。そして、可動部64Aを−Y方向に移動させることで、筐体28がY方向で位置決めされる。なお、筐体28のZ方向の位置決めは、作業者が筐体28を置台54に押し付けることで行われる。
(拡張工程)
拡張工程では、筐体28にマニホールド58A、58Bを近づけ、レンズ保持部28AのX方向両側面に複数の吸引パッド59Bを押し付ける。そして、操作者が吸引開始ボタン(図示省略)を押すと、制御部が吸引ポンプ(図示省略)を動作させ、吸引パッド59Bを介した吸引が開始される。
これにより、図16(A)に示されるように、筐体28は、X方向で対向する内面28E、28Fの間隔が、孔30の他方の開口端側(基板保持部28B側)で広げられる。
(基板挿入工程)
基板挿入工程では、図16(A)に示されるように、プリント配線基板24を他方の開口端側(基板保持部28B側)から、レンズアレイ26とLEDアレイ22が対向するように、孔30に挿入する。
その後、図8に示されるように、可動ブロック76をX方向側(手前側)へ倒すと、押え部材78の先端部78Aが、プリント配線基板24の上面(Y方向両端部)を押さえる。これにより、プリント配線基板24は、Z方向の反り及びZ方向の位置ずれが抑制され、Z方向で位置決めされる。
続いて、プリントヘッド製造装置50において、操作者が吸引終了ボタン(図示省略)を押すと、制御部が吸引ポンプ(図示省略)の動作を停止させ、吸引パッド59Bを介した吸引が終了する。そして、筐体28からマニホールド58A、58Bが遠ざかる。これにより、図16(B)に示されるように、プリント配線基板24が基板保持部28Bにより挟まれる。
(レンズ接着工程)
レンズ接着工程では、作業者が、筐体28とプリント配線基板24に跨って接着剤Sが部分的に(予め定められた間隔で)塗布する。
続いて、筐体28とプリント配線基板24に跨って塗布した接着剤Sに対してUV照射装置(図示省略)を用いてUV照射し、接着剤Sを硬化させ、筐体28とプリント配線基板24を接着する。なお、接着剤Sの硬化後、接着剤Sを覆い、かつ、プリント配線基板24と筐体28を跨るようにプリント配線基板24の周りに(周縁部に沿って)封止剤F(図3参照)を塗布することで、プリント配線基板24と筐体28との隙間が封止される。
なお、基板接着工程が終了した後、プリントヘッド製造装置50において、可動部64AをY方向に移動させ、置台54上から筐体28を取り出す。以上により、プリントヘッド20が製造される。なお、製造されたプリントヘッド20では、孔30がレンズアレイ26及びプリント配線基板24により閉じられており、筐体28内が封止剤Fにより密閉空間となっている。以上のように、プリントヘッド20が製造される。
<本実施形態の作用>
本実施形態では、前述のように、筐体28に形成された凹部30Aに対して、レンズアレイ26の長手方向一端部(Y方向端部)を先に挿入してから、レンズアレイ26の長手方向他端部(−Y方向端部)を挿入する(一端部挿入工程、他端部挿入工程参照)。
このため、凹部30Aにレンズアレイ26の両端部を同時に挿入する場合と異なり、レンズアレイ26の挿入する側の一端部が、凹部30Aに対して位置ずれしていなければ、レンズアレイ26が凹部30Aに挿入される。すなわち、凹部30Aにレンズアレイ26の両端部を同時に挿入する場合と異なり、レンズアレイ26の両端部が凹部30Aに対して位置合わせされている必要がない。
したがって、本実施形態の構成によれば、凹部30Aにレンズアレイ26の両端部を同時に挿入する場合と比べ、凹部30Aにレンズアレイ26を挿入する際の挿入不良が抑制される。
また、本実施形態では、凹部30AのY方向に沿った縁部には、図3及び図4(A)に示されるように、面取り37が形成されている。このため、凹部30Aにレンズアレイ26を挿入する際に、レンズアレイ26が凹部30Aに対して−X、X方向にずれていても、レンズアレイ26が面取り37によって凹部30Aへ誘導される。また、レンズアレイ26の長手方向端部が凹部30Aの縁部に引っ掛かりにくい。
これにより、面取り37が形成されていない筐体を用いる場合に比べ、凹部30Aにレンズアレイ26を挿入する際の挿入不良が抑制される。また、レンズアレイ26が凹部30Aの縁部に引っ掛かりにくいので、レンズアレイ26が筐体28を削って埃が発生することが抑制される。
また、本実施形態では、凹部30Aが拡張された状態で、レンズアレイ26が凹部30Aに挿入される。このため、凹部30Aが拡張されていない状態で凹部30Aにレンズアレイ26を挿入する場合に比べ、凹部30Aにレンズアレイ26を挿入する際の挿入不良が抑制される。また、レンズアレイ26が凹部30Aの縁部に当たりにくいので、レンズアレイ26が筐体28を削って埃が発生することが抑制される。
また、本実施形態では、凹部30Aに挿入されたレンズアレイ26を筐体28の底板部31に接触部84で押し付ける(押付工程参照)。これにより、レンズアレイ26がその挿入方向に位置決めされる。このように、レンズアレイ26の長手方向両端部を凹部30Aに挿入した後に、挿入工程とは別にレンズアレイ26を押し付ける。このため、他端部挿入工程においてレンズアレイ26を回転させて底板部31に押し付ける場合に比べ、レンズアレイ26が底板部31に対して非接触とならない。したがって、レンズアレイ26が筐体28に対してその挿入方向に位置ズレすることが抑制される。
<拡張機構の変形例>
本実施形態では、凹部30AをX方向に拡張する拡張機構として、吸引部58を用いたがこれに限られない。拡張機構としては、例えば、図17及び図18に示す拡張部200であってもよい。
拡張部200は、図17に示されるように、例えば、置台54に形成された空間部54Aに配置される。この拡張部200は、シリンダー210と、一対の爪部220と、を有している。シリンダー210は、本体部212と、本体部212から側方(−Y方向)に突出された一対の可動部材214と、を有している。一対の可動部材214は、図18に示されるように、X方向に並んで配置されている。この一対の可動部材214は、本体部212の駆動部(図示省略)の駆動により、X方向に開閉動作する。すなわち、一対の可動部材214は、互いが近接する方向及び互いが離間する方向(矢印B方向参照)へ移動する。
爪部220は、各可動部材214から上方(Z方向)へ延びるように各可動部材214に固定されている。具体的には、爪部220は、置台54に載せられた状態の筺体28の内面28E、28Fの間に配置される。そして、拡張部200では、可動部材214の開動作により、爪部220で筺体28の内面28E、28FをそれぞれX方向及び−X方向に押して拡張する。
<他の変形例>
本実施形態では、保持機構51で保持した状態の筺体28に対してレンズアレイ26を移動させて、凹部30Aにレンズアレイ26を挿入していたが、これに限られない。例えば、レンズアレイ26を保持した状態で筺体28を移動させて凹部30Aにレンズアレイ26を挿入してもよい。したがって、レンズアレイ26の一端部を筺体28に相対的に挿入すると共に、レンズアレイ26の一端部を中心としてレンズアレイ26を相対的に回転させて、レンズアレイ26の他端部を筺体28に挿入すればよい。
本実施形態では、筐体28に形成された凹部30Aの長手方向一端部(−Y方向端部)にレンズアレイ26の長手方向一端部(Y方向端部)を挿入していたが(一端部挿入工程)、これに限られない。例えば、凹部30Aの長手方向中央部に、レンズアレイ26の長手方向一端部(Y方向端部)を挿入した後、レンズアレイ26の長手方向一端部(Y方向端部)を凹部30Aの長手方向一端部(−Y方向端部)に移動させてもよい。
本実施形態では、凹部30Aが拡張された状態で、レンズアレイ26が凹部30Aに挿入されていたが、これに限られず、凹部30Aが拡張されていない状態で凹部30Aにレンズアレイ26を挿入してもよい。
本実施形態では、凹部30AのY方向に沿った縁部に面取り37が形成されていたが、これに限られず、凹部30AのY方向に沿った縁部に面取り37が形成されていなくてもよい。また、凹部30AのY方向に沿った縁部に面取り37を形成する場合でも、凹部30AのY方向端側(レンズアレイ26のY方向端部が最初に挿入される側)に面取り37が形成されていればよい。
本実施形態では、位置決部の一例として、一対の突出部29A及び底板部31が筐体28に形成されていたが、位置決部の一例としては、一対の突出部29A及び底板部31の少なくとも一方が形成されていればよい。なお、一対の突出部29Aのみを形成する場合には、筺体28の長手方向両端部(底板部31が形成された部分)に一対の突出部29Aを形成してもよい。
本実施形態では、製造対象である光学装置の一例として、露光装置としてのプリントヘッド20を用いたが、これに限られない。光学装置の一例としては、例えば、密着イメージセンサ(Contact Image Sensor)等の読取装置であってもよい。密着イメージセンサは、例えば、プリントヘッド20における発光素子(LEDアレイ22)が実装された発光基板(プリント配線基板24)に替えて、複数の受光素子が実装された受光基板を有する。また、密着イメージセンサは、プリントヘッド20と同様に、受光素子と対向配置されたレンズアレイ(光学部材の一例)と、受光基板及びレンズアレイが取り付けられた筐体と、を有する。なお、密着イメージセンサは、読み取り対象に光を照射する光源を有している。
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、上記に示した変形例は、適宜、複数を組み合わせて構成してもよい。
20 プリントヘッド(光学装置の一例)
26 レンズアレイ(光学部材の一例)
28 筐体
29A 突出部(位置決部の一例)
30A 凹部
31 底板部(位置決部の一例)
37 面取り
50 プリントヘッド製造装置(製造装置の一例)
51 保持機構
58 吸引部(拡張機構の一例)
80 挿入機構
84 接触部(押付機構の一例)

Claims (7)

  1. 筐体に形成され一方向に延びた凹部の一端部に、該筐体に対して傾けた光学部材の一端部を相対的に挿入する第1工程と、
    該光学部材の一端部の該凹部への挿入状態を維持しつつ、該光学部材の他端部が該凹部の他端部に挿入されるまで、該光学部材の一端部を中心として該光学部材を相対的に回転させる第2工程と、
    を有する光学装置の製造方法。
  2. 前記凹部における前記一方向に沿った縁部の少なくとも前記一端部に面取りが形成された筐体を用いる
    請求項1に記載の光学装置の製造方法。
  3. 前記第1工程の前に、前記筐体の前記一方向に交差する交差方向で対向する前記凹部の内面の間隔を、前記一方向全体に亘って、前記光学部材の前記交差方向の長さよりも長くなるように前記凹部を拡張する工程を有する
    請求項1または2に記載の光学装置の製造方法。
  4. 前記筐体の前記凹部内には、前記光学部材の少なくとも両端部に接触して、前記光学部材をその挿入方向に前記筐体に対して位置決めする位置決部が形成されており、
    前記第2工程の後、前記光学部材を前記位置決部に押し付ける工程を有する
    請求項1から3のいずれか1つに記載の光学装置の製造方法。
  5. 一方向に延びた凹部が形成された筐体を保持する保持機構と、
    前記筐体に対して傾けた状態で光学部材を支持して該光学部材の一端部を前記凹部の一端部に相対的に挿入し、前記光学部材の一端部の前記凹部への挿入状態を維持しつつ該光学部材の一端部を中心として該光学部材を相対的に回転させて前記光学部材の他端部を前記凹部の他端部に挿入する挿入機構と、
    を備える光学装置の製造装置。
  6. 前記筐体の前記一方向に交差する交差方向で対向する前記凹部の内面の間隔を、前記一方向全体に亘って、前記光学部材の前記交差方向の長さよりも長くなるように前記凹部を拡張する拡張機構
    を備える請求項5の記載の光学装置の製造装置。
  7. 前記筐体の前記凹部内には、前記光学部材の少なくとも両端部に接触して、前記光学部材をその挿入方向に前記筐体に対して位置決めする位置決部が形成されており、
    前記光学部材を前記位置決部に押し付ける押付機構
    を備える請求項5または6に記載の光学装置の製造装置。
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