JP2842759B2 - 画像装置 - Google Patents

画像装置

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JP2842759B2
JP2842759B2 JP10924993A JP10924993A JP2842759B2 JP 2842759 B2 JP2842759 B2 JP 2842759B2 JP 10924993 A JP10924993 A JP 10924993A JP 10924993 A JP10924993 A JP 10924993A JP 2842759 B2 JP2842759 B2 JP 2842759B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光プリンタヘッド等の画
像形成装置やイメージセンサ等の画像読み取り装置等に
使用される画像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の画像装置、例えば光プリンタヘッ
ド等の画像形成装置に使用される画像装置は通常、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、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
レンズを介して外部の感光体面に結像させ、感光体に潜
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。
【0003】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。
【0004】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。
【0005】
【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装置を画像形成装
置に組み込んで使用した際、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、感光体面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。
【0006】また前記ポリカーボネート等の樹脂から成
るレンズプレートは、該ポリカーボネート等の樹脂が軟
質でヤング率が0.3kg/cm2 以下と低いことから
複数個のレンズを支持するとレンズの重みによって撓み
が発生し、その結果、各レンズと感光体面との距離にバ
ラツキが発生し、感光体に鮮明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。
【0007】更に上記従来例においては光プリンタヘッ
ド等の画像形成装置に使用される画像装置を例に採って
説明したが、固体撮像素子アレイ(CCD素子アレイ)
を用いたイメージセンサ等の画像読み取り装置等に使用
される画像装置においてもレンズと固体撮像素子アレイ
との位置ズレに起因して固体撮像素子アレイへの外部画
像情報の結像が不均一となり、固体撮像素子アレイに画
像情報に対応した正確な電気信号を発生させることが不
可となる欠点を有していた。
【0008】
【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
を介して感光体面に正確に照射し、感光体に画像品質の
高い潜像を形成することができる、或いは外部画像情報
をレンズを介して固体撮像素子アレイに正確に結像さ
せ、固体撮像素子アレイに外部画像情報に対応する正確
な電気信号を発生させることができる画像装置を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の画像装置は、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スペーサを介し各レンズと各画
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
た画像装置であって、前記レンズプレートをヤング率7
×1010Pa以上のガラス板で形成するとともに、該レ
ンズプレートと前記ベースプレートと前記スペーサの−
30℃〜100℃の温度範囲における各々の熱膨張係数
を−2×10-6/℃〜3×10-6/℃としたことを特徴
とするものである。
【0010】
【作用】本発明の画像装置によればレンズプレートをヤ
ング率7×1010Pa以上の変形し難いガラス板で形成
したことからレンズプレートに複数個のレンズを支持さ
せてもレンズプレートに撓みを発生することはなく、そ
の結果、各レンズと感光体面との距離及び各レンズと外
部画像情報との距離が均一となり、感光体面に鮮明な潜
像を形成したり、固体撮像素子アレイに外部画像情報に
対応した正確な電気信号を発生させることができる。
【0011】またレンズを支持するレンズプレート、画
像素子アレイが載置されるベースプレート、レンズプレ
ートとベースプレートの位置合わせを行うスペーサの−
30℃〜100℃の温度範囲における各々の熱膨張係数
を−2×10-6/℃〜3×10-6/℃の小さな値に設定
するとともに実質的に同一となしたことから作動時等に
レンズプレート、ベースプレート及びスペーサに熱が印
加されてもその各々は共に大きく伸縮することがなく、
その結果、各レンズと各画像素子アレイとの間に位置ズ
レを発生することも、感光体や外部画像情報とレンズと
の距離にバラツキが発生することも皆無となる。従っ
て、この画像装置を光プリンタヘッド等の画像形成装置
に使用した場合、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
の全面に良好に照射されることが可能となり、感光体に
鮮明で、正確な潜像を形成することができる。また同時
にこの画像装置をイメージセンサ等の画像読み取り装置
等に使用した場合、各レンズと各画像素子アレイとの間
に位置ズレがないことから外部画像情報をレンズを介し
て固体撮像素子アレイの全面に正確に結像させることが
でき、固体撮像素子アレイに外部画像情報に対応した正
確な電気信号を発生させることもできる。
【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は本発明の画像装置を画像形成装置と
しての光プリンタヘッドに採用した場合の一実施例を示
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は画像素子アレイとしての発光ダイオード素
子アレイ、5はレンズである。
【0013】前記ベースプレート1は結晶化ガラス等の
熱膨張係数が−30℃〜100℃の温度範囲で−2×1
-6/℃〜3×10-6/℃の殆ど熱膨張、熱収縮しない
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する。
【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
した光を感光体6表面に照射することによって感光体6
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、GaP系の発光ダイオードが使用され、例えば、G
aAsP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AsH3 (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Ga
AsP(ガリウム−砒素−リン)の単結晶を成長させ、
次にGaAsP単結晶表面にSi3 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
イズの光プリンタヘッドの場合、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する。
【0020】前記レンズプレート2は、例えば結晶化ガ
ラス等で形成されるガラス基板から成り、該ガラス基板
はそのヤング率が7×1010Pa以上と変形し難い材質
であることからレンズプレート2上に複数個のレンズ5
を支持させてもレンズプレート2には撓みが発生するこ
とはなく、その結果、レンズプレート2に支持されてい
る各レンズ5と感光体6面との距離が均一となり、各発
光ダイオード素子4aが発する光は各レンズ5を介して
感光体6面に正確、且つ鮮明に結像し、感光体6に高品
質の潜像を形成させることが可能となる。
【0021】また前記ガラス基板から成るレンズプレー
ト1はその熱膨張係数が発光ダイオード素子アレイ4の
載置されるベースプレート1と同様、−30℃〜100
℃の温度範囲で−2×10-6/℃〜3×10-6/℃の材
質で形成されており、レンズプレート2とベースプレー
ト1はその各々の熱膨張係数が−30℃〜100℃の温
度範囲で−2×10-6/℃〜3×10-6/℃であり、殆
ど熱膨張、熱収縮しない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に支
持されているレンズ5とベースプレート1に配列載置さ
れている発光ダイオード素子アレイ4との間には位置ズ
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6面に正
確、且つ鮮明に結像し、感光体6に高品質の潜像を形成
させることが可能となる。
【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6面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】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。
【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】また前記スペーサ3は例えばガラス繊維強
化液晶ポリマー等の熱膨張係数がベースプレート1やレ
ンズプレート2と同様、−30℃〜100℃の温度範囲
で−2×10-6/℃〜3×10-6/℃の殆ど熱膨張、熱
収縮しない材質で形成されており、これによって電子写
真式プリンタの光源として使用した際、スペーサ3に熱
が印加されてもレンズ5と感光体6との距離は常に一定
となって各発光ダイオード素子4aが発する光をレンズ
5を介して感光体6の全面に正確、且つ鮮明に照射し、
感光体6に高品質の潜像を形成させることが可能とな
る。
【0027】かくして、本発明の画像装置によればベー
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を介して外部の感光体6面に結像
させ、感光体6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6に照射結像され、感光体6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。
【0029】更に上述の実施例では光プリンタヘッド等
の画像形成装置に使用する場合を例に採って説明した
が、発光ダイオード素子アレイを固体撮像素子アレイに
変えてイメージセンサ等の画像読み取り装置にも使用可
能である。
【0030】
【発明の効果】本発明の画像装置によればレンズプレー
トをヤング率7×1010Pa以上の変形し難いガラス板
で形成したことからレンズプレートに複数個のレンズを
支持させてもレンズプレートに撓みを発生することはな
く、その結果、各レンズと感光体面との距離及び各レン
ズと外部画像情報との距離が均一となり、感光体面に鮮
明な潜像を形成したり、固体撮像素子アレイに外部画像
情報に対応した正確な電気信号を発生させることができ
る。
【0031】またレンズを支持するレンズプレート、画
像素子アレイが載置されるベースプレート、レンズプレ
ートとベースプレートの位置合わせを行うスペーサの−
30℃〜100℃の温度範囲における各々の熱膨張係数
を−2×10-6/℃〜3×10-6/℃の小さな値に設定
するとともに実質的に同一となしたことから作動時等に
レンズプレート、ベースプレート及びスペーサに熱が印
加されてもその各々は共に大きく伸縮することがなく、
その結果、各レンズと各画像素子アレイとの間に位置ズ
レを発生することも、感光体や外部画像情報とレンズと
の距離にバラツキが発生することも皆無となる。従っ
て、この画像装置を光プリンタヘッド等の画像形成装置
に使用した場合、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
の全面に良好に照射されることが可能となり、感光体に
鮮明で、正確な潜像を形成することができる。また同時
にこの画像装置をイメージセンサ等の画像読み取り装置
等に使用した場合、各レンズと各画像素子アレイとの間
に位置ズレがないことから外部画像情報をレンズを介し
て固体撮像素子アレイの全面に正確に結像させることが
でき、固体撮像素子アレイに外部画像情報に対応した正
確な電気信号を発生させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像装置を画像形成装置としての光プ
リンタヘッドに採用した場合の一実施例を示す断面図で
ある。
【図2】図1のX−X線断面図である。
【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(画像素子アレ
イ) 4a・・・発光ダイオード素子(画像素子) 5・・・・レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 1/036 (56)参考文献 特開 平2−212167(JP,A) 特開 平3−233417(JP,A) 特開 平3−197054(JP,A) 特開 平4−206674(JP,A) 特開 昭63−288762(JP,A) 特開 昭63−126772(JP,A) 特開 昭61−270176(JP,A) 特開 昭61−181656(JP,A) 特開 平3−16746(JP,A) 特開 昭58−72478(JP,A) 特開 平4−29380(JP,A) 実開 昭58−128449(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 H04N 1/028 H04N 1/036

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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スペーサを介し
    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
    に併設固定させた画像装置であって、前記レンズプレー
    トをヤング率7×10 10 Pa以上のガラス板で形成する
    とともに、該レンズプレートと前記ベースプレートと前
    記スペーサの−30℃〜100℃の温度範囲における各
    々の熱膨張係数を−2×10 -6 /℃〜3×10 -6 /℃
    したことを特徴とする画像装置。
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JPWO2011010510A1 (ja) * 2009-07-24 2012-12-27 Jsr株式会社 撮像レンズ
KR101262470B1 (ko) * 2011-01-31 2013-05-08 엘지이노텍 주식회사 렌즈 어셈블리 및 카메라 모듈

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