JP2801845B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真式プリンタの光
源として使用される画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、情報処理装置技術並びに通信技術
の進展に伴い普通紙に任意の漢字や図形を高速度、高品
質で大量に出力することができる小型で、且つ安価な電
子写真式プリンタが要求されている。そのためこの要求
に対処すべくプリンタの光源として電気絶縁性基板の一
主面に複数個の発光ダイオード素子を直線状に配列搭載
して成る画像形成装置を使用した電子写真式プリンタが
小型、高解像度のものとして提案されている。

【０００３】この従来の電子写真式プリンタに使用され
ている画像形成装置は通常、支持体に複数個のレンズを
所定の間隔で直線状に配列支持したポリカーボネート等
の樹脂から成るレンズプレートと、多数の発光ダイオー
ド素子アレイが直線状に配列載置された酸化アルミニウ
ム質焼結体やガラス等から成るベースプレートとを各レ
ンズと各発光ダイオード素子アレイとが1 対1 に対応す
るように併設固定させた構造を有しており、外表面に感
光体膜を被着させた透明筒状体の内部に配置し、各発光
ダイオード素子アレイの発光ダイオードを外部電気信号
に対応させて個々に選択的に発光させるとともに、該各
発光ダイオード素子が発光した光をレンズを介して透明
筒状体の外表面に被着させた感光体膜に結像させ、感光
体膜に潜像を形成させることによって画像形成装置とし
て機能する。

【０００４】尚、前記ベースプレート上に直線状に配列
載置される発光ダイオード素子アレイは一般にその内部
に64個の発光ダイオード素子が直線状に配列されて構成
されており、Ｂ４サイズの画像形成装置に使用する場合
には前記発光ダイオード素子アレイはその32個が各々を
各レンズに1 対1 に対応するようにしてベースプレート
上に載置されることとなる。

【０００５】また前記レンズプレートに支持された各レ
ンズとベースプレートに載置された各発光ダイオード素
子アレイはその両者の位置にズレが発生すると感光体面
に結像される像ににじみや白スジ、黒スジ等を発生して
鮮明で、正確な潜像を形成することが不可となることか
ら各レンズと各発光ダイオード素子アレイとは極めて高
精度に位置合わせされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の画像形成装置においてはレンズを支持するポリカー
ボネート等の樹脂から成るレンズプレートと発光ダイオ
ード素子アレイが載置される酸化アルミニウム質焼結体
やガラス等から成るベースプレートの熱膨張係数が各
々、1.9 ×10^-5/ ℃、4.0 〜7.5 ×10^-6/ ℃であり、大
きく相違することからこの画像形成装置を外表面に感光
体膜を被着させた透明筒状体の内部に配置し、電子写真
式プリンタの光源として使用した場合、透明筒状体の内
部が高温となることに起因してレンズプレートとベース
プレートの両者に熱が印加されるとレンズプレートがベ
ースプレートに比べて大きく熱膨張し、その結果、レン
ズプレートに支持されるレンズとベースプレートに載置
される発光ダイオード素子アレイとの間に位置ズレを生
じ、感光体膜に鮮明で正確な潜像を形成することができ
ないという欠点を有していた。

【０００７】

【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は発光ダイオード素子が発する光をレンズ
を介して感光体膜に正確に照射し、感光体膜に画像品質
の高い潜像を形成することができる画像形成装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は外表面に感光体
膜を被着させた透明筒状体の内部に配置され、該透明筒
状体の内部より感光体膜に光を照射し、感光体膜に潜像
を形成させるための画像形成装置であって、複数個のレ
ンズを所定の間隔で直線状に配列支持したレンズプレー
トと、多数の画像素子アレイが直線状に配列載置された
ベースプレートと、前記レンズプレートとベースプレー
トとを各レンズと各画像素子アレイとが1 対1 に対応す
るように併設固定させるスペーサとから成り、前記レン
ズプレートとベースプレートの熱膨張係数が実質的に同
一であるとともにスペーサの熱膨張係数が負であること
を特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の画像形成装置によればレンズを支持す
るレンズプレートと画像素子アレイが載置されるベース
プレートの熱膨張係数を実質的に同一となしたことから
レンズプレートとベースプレートの両者に熱が印加され
てもレンズプレートとベースプレートは略同一の量だけ
熱膨張し、その結果、各レンズと各画像素子アレイとの
間に位置ズレが発生することはない。また同時にレンズ
プレートとベースプレートとの間に介在するスペーサの
熱膨張係数を負としたことからレンズプレートの熱膨張
に伴って隣接するレンズ間の間隔（ピッチ）が広がり、
感光体膜のの全幅にわたって光を照射させるのが不可と
なるのをレンズプレートとベースプレートの間隔を狭く
することによって補正し、その結果、感光体膜の全幅に
わたって光を照射させることが可能となる。従って、こ
の画像形成装置を電子写真式プリンタの光源として使用
した場合、各レンズの中心を常に発光ダイオード素子ア
レイの中心に位置させるとともに各発光ダイオード素子
アレイの発光ダイオード素子が発する光を感光体膜の全
幅にわたって良好に照射させることが可能となり、感光
体膜に鮮明で、正確な潜像を形成することができる。

【００１０】

【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図1 及び図2 は本発明の画像形成装置の一実施例を
示し、1 はベースプレート、2 はレンズプレート、3 は
スペーサ、4 は発光ダイオード素子アレイ、5 はレンズ
である。

【００１１】前記ベースプレート1 はカーボン繊維強化
液晶ポリマー等の電気絶縁材料から成り、その上面に複
数個の発光ダイオード素子アレイ4 が直線状に配列載置
されている。

【００１２】前記ベースプレート1 は発光ダイオード素
子アレイ4 を支持する支持部材として作用し、例えば射
出成形法を採用することによって射出流動方向が発光ダ
イオード素子アレイ4 の配列載置と一致するようにして
製作されている。

【００１３】また前記ベースプレート1 上に配列載置さ
れている発光ダイオード素子アレイ4 は複数個の発光ダ
イオード素子4aから成り、該発光ダイオード素子4aは外
部電気信号に対応して個々に選択的に発光し、発光した
光を後述する透明筒状体6aの外表面に被着させた感光体
膜6bに照射することによって感光体膜6bに画像を形成す
るための潜像を形成する。

【００１４】前記発光ダイオード素子4aはGaAsP 系、Ga
P 系の発光ダイオードが使用され、例えば、GaAsP 系の
発光ダイオードの場合には、まずGaAsの基板を炉中にて
高温に加熱するとともにAsH ₃ ( アルシン) とPH₃ ( ホ
スヒン) とGa( ガリウム) を適量に含むガスを接触させ
て基板表面にn 型半導体のGaAsP(ガリウムー砒素ーリ
ン) の単結晶を成長させ、次にGaAsP 単結晶表面にSi₃
N ₄ ( 窒化シリコン) の窓付膜を被着させるとともに該
窓部にZn( 亜鉛) のガスをさらし、n 型半導体のGaAsP
単結晶の一部にZnを拡散させてp 型半導体を形成し、pn
接合をもたすことによって形成される。

【００１５】尚、前記発光ダイオード素子4aはＢ４サイ
ズの電子写真式プリンタの場合、2048個(1mm当たり8
個) が直線状に配列されており、具体的には64個の発光
ダイオード素子4aを一単位とした発光ダイオード素子ア
レイ4 を32個、直線状に配列することによって2048個の
発光ダイオード素子4aがベースプレート1 上に配列され
ている。

【００１６】また前記発光ダイオード素子アレイ4 が載
置されたベースプレート1 はその上部に一定距離を隔て
てレンズプレート2 が併設されており、該レンズプレー
ト2には複数個の穴2aが直線状に配列形成されていると
ともに穴2aを塞ぐようにしてレンズ5 が樹脂等の接着材
を介して接着固定されている。

【００１７】前記レンズプレート2 は複数個のレンズ5
を所定の間隔で支持する支持部材として作用し、また穴
2aは発光ダイオード素子アレイ4 の各発光ダイオード素
子4aが発する光を感光体膜6b側に透過させる作用を為
す。

【００１８】前記レンズプレート2 は、例えばカーボン
繊維強化液晶ポリマー等の発光ダイオード素子アレイ4
が載置されるベースプレート1 と熱膨張係数が実質的に
同じ材質で形成されており、レンズプレート2 の熱膨張
係数がベースプレート1 の熱膨張係数と実質的に同一で
あることから電子写真式プリンタの光源として使用した
際、レンズプレート2 とベースプレート1 の両者に熱が
印加されてもレンズプレート2 とベースプレート1 とは
略同一の量だけ熱膨張して各レンズ5 と各発光ダイオー
ド素子アレイ4 との間に位置ズレが発生することはな
く、その結果、各発光ダイオード素子4aが発する光はレ
ンズ5 を介して感光体膜6bに正確、且つ鮮明に結像し、
感光体膜6bに高品質の潜像を形成させることが可能とな
る。

【００１９】また前記レンズプレート2 に支持された各
レンズ5 は各発光ダイオード素子4aが発する光を感光体
膜6bに照射させる作用を為し、アクリル樹脂やポリカー
ボネート樹脂等の透明樹脂、或いはガラス等の透明無機
物で形成されたレンズが好適に使用される。

【００２０】尚、前記各レンズ5 はその外表面の一部を
樹脂等の接着剤を介してレンズプレート2 に接着するこ
とによってレンズプレート2 に所定間隔で直線状に接着
されている。

【００２１】更に前記発光ダイオード素子アレイ4 が載
置されたベースプレート1 及びレンズ5 が支持されてい
るレンズプレート2 はその各々をスペーサ3 に固定され
ることによって各発光ダイオード素子アレイ4 と各レン
ズ5 とが所定距離を隔てて1対1 に対応するように併設
されている。

【００２２】前記スペーサ3 はその上部に第1 の基準面
3aを、下部に第2 の基準面3bを有しており、スペーサ3
の第1 基準面3aにレンズプレート2 の下面外周部を、ス
ペーサ3 の第2 基準面3bにベースプレート1 の上面外周
部を当接固定させることによって各発光ダイオード素子
アレイ4 と各レンズ5 とは間に所定距離を隔てて1 対1
に対応するようになっている。

【００２３】また前記スペーサ3 は例えば、無充填液晶
ポリマー等の熱膨張係数が負の材質により形成されてお
り、これによってレンズプレート2 の熱膨張に伴って隣
接するレンズ5 間の間隔（ピッチ）に広がりが発生し、
感光体膜6bの全幅にわたって発光ダイオード素子4aの発
した光を隙間なく照射するのが不可となるのをレンズプ
レート2 とベースプレート1 の間隔を狭くし、レンズ5
による光の照射領域を広くすることによって補正し、そ
の結果、感光体膜6bの全幅にわたって光を照射し、感光
体膜6bに所定の潜像を正確、且つ鮮明に形成することが
できる。

【００２４】かくして、本発明の画像形成装置によれ
ば、外表面に感光体膜6bを被着させた透明筒状体6aの内
部に配置し、ベースプレート1 上に直線状に載置されて
いる発光ダイオード素子アレイ4 の各発光ダイオード素
子4aに所定の電力を印加させ、各発光ダイオード素子4a
を個別に選択的に発光させるとともに該各発光ダイオー
ド素子4aが発光した光をレンズ5 を介して感光体膜6bに
結像させ、感光体膜6bに所定の潜像を形成することによ
って画像形成装置として機能する。

【００２５】尚、本発明は上述の実施例に限定されもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々
の変更は可能であり、例えば上述の実施例ではベースプ
レート1 とレンズプレート2 の両方をガラス繊維強化液
晶ポリマーで、スペーサ3 を無充填液晶ポリマーで形成
したが、ベースプレート1 とレンズプレート2 はその両
者の熱膨張係数が実質的に同一となる材料であればよ
く、またスペーサ3 は負の熱膨張係数を有する材質であ
れば如何なる材料も使用できる。

【００２６】また前記ベースプレート1 とレンズプレー
ト2 との間で、且つ隣接する発光ダイオード素子アレイ
4 間に遮光板8 を配しておくと、各発光ダイオード素子
アレイ4 の発光ダイオード素子4aが発する光は隣接する
発光ダイオード素子アレイ4側に漏れようとしてもその
漏れは前記遮光板8 で完全に遮断され、その結果、各発
光ダイオード素子アレイ4 の発光ダイオード素子4aが発
する光はそれに1 対1で対応するレンズ5 を介してのみ
感光体膜6bに照射結像され、感光体膜6bには不要な光の
照射によるにじみ等が皆無となって、極めて鮮明な潜像
を形成することが可能となる。従って、前記ベースプレ
ート1 とレンズプレート2 との間で、且つ隣接する発光
ダイオード素子アレイ4 間には遮光板8 を配しておくこ
とが好ましい。

【００２７】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によればレンズを
支持するレンズプレートと画像素子アレイが載置される
ベースプレートの熱膨張係数を実質的に同一となしたこ
とからレンズプレートとベースプレートの両者に熱が印
加されてもレンズプレートとベースプレートは略同一の
量だけ熱膨張し、その結果、各レンズと各画像素子アレ
イとの間に位置ズレが発生することはない。また同時に
レンズプレートとベースプレートとの間に介在するスペ
ーサの熱膨張係数を負としたことからレンズプレートの
熱膨張に伴って隣接するレンズ間の間隔（ピッチ）が広
がり、感光体膜の全幅にわたって光を照射させるのが不
可となるのをレンズプレートとベースプレートの間隔を
狭くすることによって補正し、その結果、感光体膜の全
幅にわたって光を照射させることが可能となる。従っ
て、この画像形成装置を電子写真式プリンタの光源とし
て使用した場合、各レンズの中心を常に発光ダイオード
素子アレイの中心に位置させるとともに各発光ダイオー
ド素子アレイの発光ダイオード素子が発する光を感光体
膜の全幅にわたって良好に照射させることが可能とな
り、感光体膜に鮮明で、正確な潜像を形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す横断面
図である。

【図２】図１に示す画像形成装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１・・・・ベースプレート ２・・・・レンズプレート ３・・・・スペーサ ４・・・・発光ダイオード素子アレイ ４ａ・・・発光ダイオード素子 ５・・・・レンズ ６ａ・・・透明筒状体 ６ｂ・・・感光体膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 33/00 (56)参考文献 特開 平５−307140（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−336518（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−286358（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−134260（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−264469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−80958（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−128449（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−169754（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 G02B 7/02 G02B 27/18 H01L 33/00 G03G 15/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外表面に感光体膜を被着させた透明筒状体
   の内部に配置され、該透明筒状体の内部より感光体膜に
   光を照射し、感光体膜に潜像を形成させるための画像形
   成装置であって、複数個のレンズを所定の間隔で直線状
   に配列支持したレンズプレートと、多数の画像素子アレ
   イが直線状に配列載置されたベースプレートと、前記レ
   ンズプレートとベースプレートとを各レンズと各画像素
   子アレイとが1 対1 に対応するように併設固定させるス
   ペーサとから成り、前記レンズプレートとベースプレー
   トの熱膨張係数が実質的に同一であるとともにスペーサ
   の熱膨張係数が負であることを特徴とする画像形成装
   置。