JP2801846B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2801846B2
JP2801846B2 JP18655793A JP18655793A JP2801846B2 JP 2801846 B2 JP2801846 B2 JP 2801846B2 JP 18655793 A JP18655793 A JP 18655793A JP 18655793 A JP18655793 A JP 18655793A JP 2801846 B2 JP2801846 B2 JP 2801846B2
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emitting diode
light emitting
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diode element
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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】また同時に外表面に感光体膜が被着された
透明筒状体は一般にガラスから成り、その熱膨張係数は
4.0 〜7.5 ×10-6/ ℃でレンズプレートの熱膨張係数
(1.9×10-5/ ℃)と大きく相違することから電子写真
式プリンタの光源として使用する際、透明筒状体及びレ
ンズプレートに熱が印加されると透明筒状体の直径の拡
大量に対しレンズプレートの熱膨張量が大きくなり、そ
の結果、レンズプレートの熱膨張に起因する隣接レンズ
間の間隔(ピッチ)広がりに伴って感光体膜の全幅にわ
たり光を隙間なく照射させるのが不可となり、感光体膜
に鮮明で正確な潜像を形成することができないという欠
点も有していた。
【0008】
【発明の目的】本発明は上記諸欠点に鑑み案出されたも
ので、その目的は各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隙間なく正確に照射し、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。
【0009】
【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
ベースプレートとから成り、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とともにレンズプレー
トとベースプレートの熱膨張係数を透明筒状体の熱膨張
係数と実質的に同一となしたことを特徴とするものであ
る。
【0010】
【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
スプレートと感光体膜が被着されている透明筒状体の熱
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。
【0011】また同時にレンズプレートと感光体膜が被
着されている透明筒状体の熱膨張係数も実質的に同一と
な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
にわたって光を隙間なく照射させるのが不可となるのを
レンズプレートと感光体膜との距離を所定量、長くする
ことによって補正し、その結果、感光体膜の全幅にわた
って隙間なく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。
【0012】
【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。
【0013】前記ベースプレート1 はガラスエポキシ等
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。
【0014】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、ガラス繊
維中にゾル状としたエポキシ樹脂を流し込み、しかる
後、前記エポキシ樹脂を熱硬化させることによって製作
されている。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】前記レンズプレート2 は、例えばガラスエ
ポキシ樹脂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。
【0021】また同時に前記レンズプレート2 はその熱
膨張係数が外表面に感光体膜6bを被着させた透明筒状体
6aの熱膨張係数に対し実質的に同一となしてあり、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)が広がり、感光体膜6bの全幅
にわたって光を隙間なく照射させるのが不可となるのを
レンズプレート2 と感光体膜6bとの距離を所定量、長く
することによって補正し、その結果、感光体膜6bの全幅
にわたって光を隙間なく照射し、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もできる。
【0022】更に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。
【0023】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。
【0024】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 はまた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。
【0025】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。
【0026】前記スペーサ3 は例えば、ベースプレート
1やレンズプレート2と同質の材料、具体的にはガラス
エポキシ樹脂で形成される。
【0027】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。
【0028】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 の両方をガラスエポキシ樹
脂で形成したが、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感光体膜が被着されている透
明筒状体の熱膨張係数に対し実質的に同一となる材料で
あれば如何なる材料も使用でき、ベースプレート1 がガ
ラスエポキシ樹脂から成る際にはレンズプレート2 はガ
ラスエポキシ樹脂の他にガラス繊維強化ナイロンやガラ
ス繊維強化ポリフェニレンサルファイド樹脂やガラス繊
維強化アクリロニトリル=ブタジエン=スチレン共重合
体、或いはこれらの材料のうち少なくとも2種を選択混
合した材料で形成してもよい。
【0029】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。
【0030】
【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
ベースプレートと感光体膜が被着されている透明筒状体
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感光
体膜が被着されている透明筒状体の熱膨張係数も実質的
に同一とな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隙間なく照射させるのが不可と
なるのをレンズプレートと感光体膜との距離を所定量、
長くすることによって補正し、その結果、感光体膜の全
幅にわたって隙間なく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 昭56−80958(JP,A) 特開 平2−212167(JP,A) 特開 平1−278376(JP,A) 特開 昭62−62322(JP,A) 特開 平2−134260(JP,A) 特開 平2−286358(JP,A) 特開 平1−264469(JP,A) 実開 昭58−128449(JP,U) 実開 昭63−169754(JP,U) 実開 平4−63669(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から成
    り、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
    定させるとともにレンズプレートとベースプレートの熱
    膨張係数を透明筒状体の熱膨張係数と実質的に同一とな
    したことを特徴とする画像形成装置。
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