JP2842774B2

JP2842774B2 - 画像装置

Info

Publication number: JP2842774B2
Application number: JP28157193A
Authority: JP
Inventors: 俊次村野; 宏治宮内
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1993-11-11
Filing date: 1993-11-11
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH07132646A

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一般に、電
気絶縁性基板上に複数個の発光ダイオード素子から成る
発光ダイオード素子アレイを直線状に複数個、配列搭載
した発光素子搭載基板と、枠体ケーシングに棒状のセル
フフォーカシングレンズを２列に直線状に多数個配列し
た長尺状レンズアレイと、ポリカーボネート樹脂等から
成るハウジングとから構成されており、ハウジング内に
発光素子搭載基板とレンズアレイを両者間に一定の距離
をあけて、且つレンズアレイの各セルフフォーカシング
レンズの光軸上に発光ダイオード素子アレイの各発光ダ
イオード素子が位置するようにエポキシ樹脂等から成る
接着剤を介して接着固定、或いはネジ止めすることによ
って製作されている。

【０００３】尚、かかる画像装置は発光ダイオード素子
アレイの各発光ダイオード素子に外部電気信号に対応さ
せて個々に選択的に発光させ、該各発光ダイオード素子
が発光した光をレンズアレイ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。

【０００４】

【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、ハウジングに発光ダイオード
素子アレイが搭載された発光素子搭載基板をエポキシ樹
脂等の接着材を介して接着固定する際、接着剤の熱硬化
に１５０℃の熱を１時間程度印加しなければならず、接
着固定に長時間を要し、量産性に欠けるという欠点を有
していた。また同時に発光素子搭載基板の固定に長時間
を要することから、接着固定時に発光素子搭載基板の位
置にズレが発生し易く、発光素子搭載基板の固定位置に
ズレが発生するとレンズアレイの各セルフフォーカシン
グレンズの光軸上に発光ダイオード素子アレイの各発光
ダイオード素子が位置せず、各発光ダイオード素子が発
光した光をレンズアレイを介して外部の感光体面に良好
に結像させることが不可となる欠点も有していた。更に
発光素子搭載基板をハウジングにネジ止めすることによ
って固定した場合、ハウジング及び発光素子搭載基板の
両者に予めネジ孔を設け、両者のネジ孔を合わせた上で
ネジを螺入させなければならず、発光素子搭載基板の固
定の作業性が極めて悪く、製品としての画像装置を極め
て高価とする欠点を有していた。

【０００５】尚、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同様の欠点を有する。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的はレンズアレイが取着されたハウジングに
画像素子アレイを搭載した基板を、レンズアレイの各セ
ルフフォーカシングレンズの光軸上に発光ダイオード素
子アレイの各発光ダイオード素子が位置するように簡
単、且つ短時間に固定することができ、感光体に画像品
質の高い画像を形成することができたり、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
させたりすることができる画像装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像装置は、レ
ンズアレイが取着されたハウジングと画像素子アレイが
搭載された基板とから成り、前記基板は、ハウジングに
設けた基板当接基準面にレンズアレイと画像素子アレイ
とが間に一定の間隔をもって対向するよう当接されてい
るとともに、表面に多数の微小窪みを有し、且つハウジ
ングに係止された金属基板の押圧によってハウジングに
固定されていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明の画像装置によれば、ハウジングに基板
当接基準面を設け、該基板当接基準面に画像素子アレイ
が搭載された基板を当接させていること、該基板を、表
面に多数の微小窪みを有し、且つハウジングに係止され
た金属基板でハウジングに均等に押圧していること等か
らレンズアレイが取着されたハウジングに画像素子アレ
イを搭載した基板を、レンズアレイの各セルフフォーカ
シングレンズの光軸上に画像素子アレイが正確に位置す
るように簡単、且つ短時間に固定することができ、これ
によ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、発光ダイオード素子の発する光を
レンズアレイを介して感光体に良好に照射させ、感光体
に鮮明で、且つ正確な潜像を形成することが可能とな
る。

【０００９】また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、外部画像情報をレン
ズアレイを介して固体撮像素子アレイに正確に結像させ
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。

【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３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は基板、２は画像素子アレイとしての発光ダイオ
ード素子アレイ、３はレンズアレイ、４はハウジングで
ある。

【００１１】前記基板１はセラミック、ガラス、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２が直線状に配列・搭載さ
れている。

【００１２】前記基板１は発光ダイオード素子アレイ２
を支持する支持部材としての作用を為し、例えば酸化ア
ルミニウム質焼結体のセラミックから成る場合には、ア
ルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、シリカ（ＳｉＯ₂）、カルシア
（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）等の原料粉末に適当
な有機溶剤、溶媒を添加・混合して泥漿状となすととも
にこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロ
ール法を採用することによってセラミックグリーンシー
ト（セラミック生シート）を得、しかる後、前記セラミ
ックグリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとと
もに高温（約１６００℃）で焼成することによって製作
される。

【００１３】また前記基板１上に搭載されている発光ダ
イオード素子アレイ２は複数個の発光ダイオード素子２
ａから成り、該発光ダイオード素子２ａは外部電気信号
に対応して個々に選択的に発光し、発光した光を外部の
感光体５の表面に照射することによって感光体５に画像
を形成するための潜像を形成する。

【００１４】尚、前記発光ダイオード素子２ａはＧａＡ
ｓＰ系、ＧａＰ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Ｇ
ａＡｓ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−砒素−リン）の単結晶を成
長させ、次にＧａＡｓＰ単結晶表面にＳｉ₃Ｎ₄（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】また前記発光ダイオード素子２ａ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を一単位とした発光ダイオードアレ
イ２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２ａがベースプレート１上に配
列されている。

【００１６】更に前記発光ダイオード素子２ａはその上
部に一定距離を隔ててレンズアレイ３が配されており、
該レンズアレイ３は各発光ダイオード素子２ａが発する
光を前記感光体５の表面に照射する作用を為す。

【００１７】前記レンズアレイ３は枠状ケーシング６内
にガラス、合成樹脂等から成る棒状のセルフフォーカシ
ングレンズ７を２列に直線状に多数個配置した構造を有
しており、枠状ケーシング６となるＡＢＳ樹脂やＦＲＰ
の板で棒状のセルフフォーカシングレンズ７を２列状に
挟み込むとともにＡＢＳ樹脂やＦＲＰの板と各セルフフ
ォーカシングレンズ７との間にシリコン樹脂を滴下し、
該樹脂を硬化させ、枠状ケーシング６とセルフフォーカ
シングレンズ７とをシリコン樹脂で接着させることによ
って製作される。

【００１８】前記発光ダイオード素子アレイ２が搭載さ
れた基板１及びレンズアレイ３はまたその両者間に一定
の距離をもたせて、且つレンズアレイ３の各セルフフォ
ーカシングレンズ７の光軸が発光ダイオード素子アレイ
２の各発光ダイオード素子２ａ上となるようにして樹脂
から成るハウジング４に固定されている。

【００１９】前記ハウジング４へのレンズアレイ３の固
定はハウジング４の上部にレンズアレイ３をエポキシ樹
脂から成る接着剤を介し接着・固定することによって行
われる。

【００２０】また前記ハウジング４への発光ダイオード
素子アレイ２が搭載された基板１の固定はハウジング４
の下方に基板当接基準面４ａを設けておき、該基板当接
基準面４ａに発光ダイオード素子アレイ２が搭載された
基板１の上面を当接させるとともに、基板１の下面を、
表面に多数の微小窪み８ｂを有し、且つハウジング４に
係止された金属基板８によりハウジング４側に押圧する
ことによって行われている。この場合、発光ダイオード
素子アレイ２が搭載された基板１はハウジング４に設け
た基板当接基準面４ａに当接されることから発光ダイオ
ード素子アレイ２の各発光ダイオード素子２ａをレンズ
アレイ３の各セルフフォーカシングレンズ７の光軸上に
正確に位置させることができ、これによって各発光ダイ
オード素子２ａの発する光をレンズアレイ３を介して感
光体５に良好に照射させ、感光体５に鮮明で、且つ正確
な潜像を形成することが可能となる。また同時に前記金
属基板８の表面には多数の微小窪み８ｂが形成されてお
り、該微小窪み８ｂにより曲がりが強制的に矯正されて
極めて平坦なものとなっているため金属基板８で基板１
をハウジング４の基板当接基準面４ａに押圧すると、そ
の押圧力は基板１全体に印加されることになって基板１
全体をハウジング４の基板当接基準面４ａに均一圧力で
押圧することになり、その結果、発光ダイオード素子２
が搭載されている基板１をハウジング４の所定位置によ
り正確に固定し、該発光ダイオード素子２ａの発する光
をレンズアレイ３を介して感光体５に良好に照射させ、
感光体５に鮮明で、且つ正確な潜像を形成することが可
能となる。

【００２１】尚、前記ハウジング４に係止される多数の
微小窪み８ｂを有した金属基板８は鉄等の金属材料から
成り、例えば、図２に示す如く、まず鉄等の板材８ａ
と、主面に高さ０．１ｍｍ、最大径０．３ｍｍ程度の円
錐状の突起９を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍピッチで設けた
上下一対のプレス型１０ａ，１０ｂとを準備し、次に前
記一対のプレス型１０ａ，１０ｂ間に板材８ａを挟み込
むとともに該板材８ａの上下面をプレス型１０ａ，１０
ｂで押圧して板材８ａの上下面に微小窪み８ｂを多数形
成し、最後に前記微小窪み８ｂを形成した板材８ａにプ
レス加工や折り曲げ加工等、従来周知の金属加工を施
し、外周部に段差を設ければ図１に示す光プリンタヘッ
ドに使用される金属基板８となる。この場合、板材８ａ
は微小窪み８ｂを有しているため板材８ａの外周部に段
差をプレス加工や折り曲げ加工等によって形成する際、
板材８ａの外周部以外の加工不要な領域にも力が印加さ
れて曲がりを発生させようとするがその曲がりは前記微
小窪み８ｂで強制的に矯正されて平坦となり、基板１が
当接する領域は平坦に、外周部は段状に加工することが
可能となる。

【００２２】また前記金属基板８のハウジング４への係
止は例えば、ハウジング４の下面に係止ピン４ｂを設
け、また金属基板８をバネ性を有した金属により形成す
るとともにその外周部に図３に示す如く前記係止ピン４
ｂの径より広い幅の領域１１ａと係止ピン４ｂの径より
狭い幅の領域１１ｂとを有するＬ字状の切り欠き１１を
設けておき、前記係止ピン４ｂを前記切り欠き１１の幅
の広い領域１１ａより挿入させるとともにこれを幅の狭
い領域１１ｂに移行させて領域１１ｂの幅をこじ開ける
ようにして強引に広げ、該領域１１ｂの幅が金属基板自
体のバネ性によって元の幅に戻ろうとする力を利用して
係止ピン４ｂを切り欠き１１の向かい合った縁の部分で
圧接・挟持させることにより行われる。この場合、ハウ
ジング４に設けた係止ピン４ｂを金属基体８の切り欠き
１１に係止させるだけで発光ダイオード素子アレイ２が
搭載された基板１をハウジング４の所定位置に固定でき
るため発光ダイオード素子アレイ２の搭載されている基
板１のハウジング４への固定が簡単、且つ短時間で行う
ことができ、画像装置を製作する作業性が極めて優れ、
製品としての画像装置を安価となすこともできる。

【００２３】更に図１に示す実施例では金属基板８はハ
ウジング４の下面のみに配したがこれをハウジング４の
一方側面側、或いは両側面側にまで延出させてもよい。
特に発光ダイオード素子アレイ２が搭載されている基板
１に該発光ダイオード素子アレイ２の各発光ダイオード
素子２ａを個々に選択的に発光させるための駆動用ＩＣ
が共に搭載されており、且つ電子写真式プリンタ等に使
用する際、ハウジング４の側面近傍に帯電器等が配され
る場合には、駆動用ＩＣに静電気や高電圧放電ノイズな
どが作用して駆動用ＩＣに破壊を発生させることがある
が、ハウジング４の帯電器等が配される側の側面に金属
基板８を延出させておけば金属基板８の静電遮蔽作用に
よって前記駆動用ＩＣの破壊が有効に防止される。従っ
て、前記金属基板８はハウジング４の側面に静電気や高
電圧ノイズを発生するような例えば、帯電器等が配され
る場合には、その帯電器等が配されている側の側面に金
属基板８を延出させておくことが好ましい。

【００２４】かくして本発明の画像装置によれば基板１
上に直線状に配列された複数個の発光ダイオード素子２
ａを外部電気信号に対応させて個々に選択的に発光さ
せ、該発光した光をレンズアレイ３を介し感光体５に照
射させ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るも
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、例えば前記実施例では係止ピン
４ｂをハウジング４に、該ピン４ｂが係止される切り欠
き１１を金属基板８に設けたが、これを逆としてハウジ
ング４に切り欠き等の係止穴１１を、金属基板８に係止
ピン４ｂを設けてもよい。

【００２６】また前記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。

【００２７】

【発明の効果】本発明の画像装置によれば、ハウジング
に基板当接基準面を設け、該基板当接基準面に画像素子
アレイが搭載された基板を当接させていること、該基板
を、表面に多数の微小窪みを有し、且つハウジングに係
止された金属基板でハウジングに均等に押圧しているこ
と等からレンズアレイが取着されたハウジングに画像素
子アレイを搭載した基板を、レンズアレイの各セルフフ
ォーカシングレンズの光軸上に画像素子アレイが正確に
位置するように簡単、且つ短時間に固定することがで
き、これによ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、発光ダイオード素子の発
する光をレンズアレイを介して感光体に良好に照射さ
せ、感光体に鮮明で、且つ正確な潜像を形成することが
可能となる。また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、外部画像情報をレン
ズアレイを介して固体撮像素子アレイに正確に結像させ
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に示す光プリンタヘッドに使用される金属
基板の製造方法を説明するための部分拡大断面図であ
る。

【図３】図１に示す光プリンタヘッドに使用されるハウ
ジングと金属基板の係止を説明するための一部拡大平面
図である。

【符号の説明】

１・・・・基板２・・・・発光ダイオードアレイ（画像素子アレイ）２ａ・・・発光ダイオード（画像素子）３・・・・レンズアレイ４・・・・ハウジング４ａ・・・基板当接基準面４ｂ・・・係止ピン６・・・・枠状ケーシング７・・・・棒状のレンズ８・・・・金属基板８ｂ・・・微小窪み

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズアレイが取着されたハウジングと画
像素子アレイが搭載された基板とから成り、前記基板
は、ハウジングに設けた基板当接基準面にレンズアレイ
と画像素子アレイとが間に一定の間隔をもって対向する
よう当接されているとともに、表面に多数の微小窪みを
有し、且つハウジングに係止された金属基板の押圧によ
ってハウジングに固定されていることを特徴とする画像
装置。