JPH05183677A - 画像装置の組立方法 - Google Patents

画像装置の組立方法

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JPH05183677A
JPH05183677A JP35881491A JP35881491A JPH05183677A JP H05183677 A JPH05183677 A JP H05183677A JP 35881491 A JP35881491 A JP 35881491A JP 35881491 A JP35881491 A JP 35881491A JP H05183677 A JPH05183677 A JP H05183677A
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JP
Japan
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lens array
image
distance
center
head
Prior art date
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JP35881491A
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English (en)
Inventor
Shunji Murano
俊次 村野
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像ヘッドの組立精度への許容幅を広げなが
ら、レンズアレイ,発光面,結像面間の結像精度を向上
させる。 【構成】 レンズアレイのセンターに対する発光面の位
置を、共役長Tcの1/2±100μmの範囲で組み立
て、結像面とレンズアレイのセンターの間隔が、レンズ
アレイセンターと発光面の間隔に一致するように、画像
ヘッドを画像装置に組み付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】この発明は、画像形成装置や画像読
み取り装置等の画像装置の組立方法に関する。
【0002】
【従来技術】レンズアレイを介して、画像ヘッドの第1
の光学面と、画像装置本体の第2の光学面との間で画像
の結像を行うようにした画像装置は、周知である。例え
ば画像形成装置では、感光体を第2の光学面とし、LE
Dヘッドの発光面や液晶シャッタアレイヘッドの液晶シ
ャッタアレイを第1の光学面とする。この例では、画像
ヘッドの発光面が第1の光学面であり、レンズアレイを
介して、第2の光学面の感光体に結像させる。画像読み
取り装置では、装置本体の原稿面を第2の光学面とし、
画像ヘッド(イメージセンサ)の光電池等の受光面を第
1の光学面として、レンズアレイで結像させる。
【0003】このような画像装置の画像品質は、レンズ
アレイや第1及び第2の光学面の位置精度で左右され
る。従来の画像装置では、装置本体の第2の光学面と画
像ヘッドの間隔は固定で調整せず、画像ヘッドでのレン
ズアレイに対する第1の光学面の位置のみを調整してい
た。要求される取り付け精度は±50μm程度で極めて
高く、しかもレンズアレイの表面ではなく、レンズアレ
イの光軸方向の中心(以下レンズアレイ中心)と第1の
光学面との間隔の調整が要求されるため、調整は困難で
ある。これらのため、画像ヘッドでは極めて精密な調整
が要求されていた。
【0004】
【発明の課題】この発明の課題は、困難なレンズアレイ
中心と第1の光学面との位置調整を不要にし、あるいは
位置の許容幅を広げながら、高品位の画像装置を得るこ
とにある。
【0005】
【発明の構成と作用】この発明は、レンズアレイと第1
の光学面とを有する画像ヘッドを画像装置本体に組み付
け、画像装置本体の第2の光学面と画像ヘッドの第1の
光学面との間で、前記レンズアレイを介して結像させる
ようにした画像装置の組立方法において、画像ヘッドの
レンズアレイの光軸方向の中心と、第1の光学面との間
隔を求め、この間隔のばらつきを許容したまま、画像ヘ
ッドを画像装置本体に組み付け、該組み付け時に、画像
装置本体の第2の光学面とレンズアレイの光軸方向中心
との間隔が、前記のレンズアレイの光軸方向の中心と第
1の光学面との間隔と一致するように、画像装置本体に
対する画像ヘッドの組み付け位置を微調整することを特
徴とする。
【0006】ここでばらつきを許容するとは、無制限に
ばらつきを許容することではない。例えば部品の選別と
品質管理のみで得られる程度のばらつき幅に対して、ば
らつきを許容し、これを越えるものは排除しても良い。
【0007】図1に、レンズアレイに対する位置精度と
結像性能の関係の例を示す。図の破線Bは光学面の一方
のみが共役長Tcの1/2から△lずれた際の特性を示
し、実線Aは第1の光学面も第2の光学面も共に共役長
Tcの1/2から1/2△lずつずれた際の特性を示
す。縦軸は、結像した画像の解像度を、MTF(モジュ
レーション トランスファー ファンクション)で示
す。実線Aや破線Bでのレンズアレイの配置は、図の右
側に示す。
【0008】この図から明らかなように、第1の光学面
も第2の光学面も共に共役長Tcの1/2から同じ距離
だけ外れた場合、解像度への影響は小さい。これに対し
て従来の画像装置では、図の破線Bに従った原理で画像
装置を組み立てる。即ち画像装置本体、(従って感光体
や原稿面等の第2の光学面)、に対する画像ヘッドの取
り付け位置を一定にし、画像ヘッドの内部でレンズアレ
イや発光面や受光面である第1の光学面の位置を調整す
る。この場合、レンズアレイの光軸方向中心に対する第
1の光学面の位置のずれは、図の破線Bのように著しく
解像度を低下させる。これ以外に従来の画像装置では、
画像ヘッドのハウジング等に対するレンズアレイ中心の
位置がずれると、第2の光学面とレンズアレイ中心との
間隔も1/2Tcから外れる。この結果、レンズアレイ
中心と第1の光学面との間隔(以下L1)と、レンズア
レイ中心と第2の光学面との間隔(以下L2)がばらば
らに変動することになる。そして間隔L1と間隔L2が逆
方向にばらついた場合、解像度の低下は図1の破線Bよ
りもさらに著しくなる。
【0009】この発明のように、間隔L1のばらつきを
許容しながら、L1とL2が一致するように画像装置を組
み立てれば、組立精度への条件を緩和しながら、高品質
の画像を得ることができる。このために必要なことは、
L1を求め、L1とL2とが一致するように、画像ヘッド
の画像装置本体への組み付け時に、ヘッドの組み付け位
置を調整することである。
【0010】
【実施例】図2〜図5に、実施例を示す。図2に、LE
Dヘッド2を例に、画像ヘッドの構造と組立誤差の要因
とを示す。図において、4はセルフフォーカシングレン
ズアレイ等のレンズアレイで、ガラスやプラスチック等
の棒状レンズを結束し、合成樹脂で固めたものである。
ここでは棒状レンズを2列に結束したものを用いる。6
はハウジングで、Alダイカストやエンジニアリングプ
ラスチック等を用い、レンズアレイ4や後記のLEDア
レイを高精度に組み付けるために種々の基準面を設け
る。8はLEDアレイの基板で、10はLEDアレイ、
12はLEDアレイ10の駆動回路基板、14はカバー
である。
【0011】LEDヘッド2での、LEDアレイ10の
発光面(第1の光学面)と、レンズアレイ4の光軸方向
(高さ方向)の中心との間隔L1は、組立後にレンズア
レイ4の位置の微調整を行わなくても、±100μm以
下にすることができる。基板8の厚さには±10μm以
下の誤差が有り、LEDアレイ10の厚さや固定に用い
る接着剤の厚さのばらつきで±10μm以下の誤差が生
じる。基板8はハウジング6の基板搭載面に固定する
が、LEDヘッド2が長尺状でハウジング6の反りが生
じるため、基板搭載面には±50μm以下の誤差が生じ
る。また基板搭載面と基板8の間の接着剤等の厚さのば
らつきで、±10μm以下の誤差が生じる。レンズアレ
イ4は、底面をハウジング6に設けた突起に固定する。
ここで±10μm以下の誤差が生じる。レンズアレイ4
には高さZ0のばらつきがある。このばらつきは大きい
が、レンズアレイ4を高さZ0毎に事前に選別し、グル
ープ化して用いることで、レンズアレイ4の高さ中心の
ばらつきを例えば±25μm以下に抑えることができ
る。これらの誤差を総合すると、L1のばらつきは最大
で±100μm以下にすることができる。ここでの±1
00μm以下の組立精度は一例であり、ハウジング6の
改良やレンズアレイ4の選別条件の強化で例えば±50
μm以下とすることもでき、逆に部品の選別条件やハウ
ジング6の精度を低下させれば±200μm以下となる
こともある。
【0012】LEDヘッド2での間隔L1への精度は、
好ましくは±200μm以下、より好ましくは±100
μm以下にする。そして±100μm以下の精度であれ
ば、LEDヘッド2の組立後に、レンズアレイ4の位置
を特に微調整する必要がない。A4の300DPIのL
EDヘッド2の場合、図示しない感光体ドラムの表面へ
のLEDからの発光ビームの直径は最良でも、例えば1
00μm程度となる。これに対してL1の±200μm
の誤差は、ビーム径を20μm程度広げ、±100μm
の誤差はビーム径を10μm程度広げる。これは間隔L
1と間隔L2とを一致させた1:1結像系での結果であ
る。なおL2はレンズアレイ4の光軸方向の中心と感光
体ドラムの表面との間隔を意味し、結像面の感光体ドラ
ムの表面が第2の光学面となる。またL1,L2の誤差
は、レンズアレイ4の共役長Tcの1/2からの誤差を
言う。
【0013】これに対して従来例では、間隔L1と間隔
L2とは独立で、間隔L1を共役長Tcの1/2に一致さ
せるように、LEDヘッド2を組み立てる。従来例では
L1とL2は一般に異なり、ビーム径の最小値100μm
からの広がりを20μm以下にするには、L2が1/2
Tcに一致した場合でも、間隔L1の誤差を±50μm
以下とする必要がある。さらにビーム径の広がりを10
μm以下に抑えるには、間隔L1の誤差を±30μm以
下とする必要がある。これは間隔L1と間隔L2を別個に
定め、これらを一致させないからである。そして間隔L
1の誤差を±50μm以下にするには、レンズアレイ4
の取り付け後に微調整ネジ等で、レンズアレイ4の底面
位置を微調整する必要がある。しかし実際に調整する必
要があるのは、レンズアレイ4の底面位置ではなく、レ
ンズアレイ4の高さの中心位置である。そして底面位置
の調整で、中心位置を間接的に調整するのは困難であ
る。また微調整ネジはレンズアレイ4の左右の両端に対
し行うが、これではレンズアレイ4の中心部(長手方向
の中心部)の底面位置の調整が難しい。そしてレンズア
レイ4は反り易いため、中心部の位置決めは特に困難で
ある。
【0014】実施例の場合、基板8やレンズアレイ4の
反りが問題となる。そこでハウジング6の基板搭載基準
面を面出しし、基板8をこの基準面に添わせることで反
りを矯正する。またハウジング6に設けた突起に、レン
ズアレイ4の底面を当接させ、レンズアレイ4の上下の
反りを矯正する。さらにレンズアレイ4の一方の側面を
ハウジング6に当接させ、左右の反りを矯正する。
【0015】実施例では、間隔L1を求め、間隔L1と間
隔L2が一致するように画像ヘッド2を画像装置に組み
付ける。このためには、間隔L1の測定と、レンズアレ
イ4のハウジング6に対する位置の測定とが必要であ
る。この測定装置の例を、図3に示す。図において、1
6はTVカメラ、18は演算回路で、レンズアレイ4の
上下の位置x,yと、LEDアレイ10の発光面位置z
を測定する。これを演算回路18で処理すれば、 L1=1/2(x+y)−z から、間隔L1を得ることができる。間隔L1と1/2T
cの差が±100μm以下のものを良品とし、もし差が
±100μmを越えるものがあれば不良品とする。これ
と同時に、ハウジング6の適宜の基準面に対するレンズ
アレイ4の中心高さを求める。例えば図では、ハウジン
グ6の基準面の高さをwとし、 1/2(x+y)−w
から、ハウジング6に対するレンズアレイ4の相対的
高さを求める。なお間隔L1等の測定方法は任意であ
る。
【0016】ここでは間隔L1等を実測したが、レンズ
アレイ4等の各部品の厚さや、ハウジング6の各基準面
の位置をLEDヘッド2の組立前に測定しておき、計算
で割り出すことも可能である。同様にレンズアレイ4の
底面に当接させる突起の位置と、レンズアレイ4の高さ
Z0を事前に測定しておけば、ハウジング6に対するレ
ンズアレイ4の相対的高さを計算で求めることができ
る。
【0017】間隔L1やハウジング6に対するレンズア
レイ4の相対的高さは、好ましくはレンズアレイ4の3
点以上で求め、これらを平均する。これはレンズアレイ
4やハウジング6の基板搭載面の反りの影響を除くため
である。例えばレンズアレイ4の左右両端付近での間隔
L1がa(左側),c(右側)、中央でのL1の値がbと
すると、左側を (a+b)/2 で補正し、右側を
(c+b)/2 で補正する。同様に、ハウジング6に
対するレンズアレイ4の相対的高さも、中央と左右両端
付近の3点で補正する。これは間隔L1を計算で求める
場合も同様である。
【0018】間隔L1を測定あるいは計算で求めた後、
例えば図4のようにして、LEDヘッド2を画像装置本
体に組み付ける。図において、20は感光体ドラム、2
2はLEDヘッドの取り付け部、24はLEDヘッド取
り付け基準面である。LEDヘッド2には、調整ピン2
6を設けて、ピン26を基準面24に当接させ、間隔L
1と間隔L2が一致するように取り付ける。間隔L1は図
3の装置で測定済みであり、これにハウジング6に対す
るレンズアレイ4の相対的高さを補正すれば、ピン26
の調整位置が定まる。ピン26で間隔L2を調整する替
わりに、基準面24とLEDヘッド2のハウジング6の
間に、スペーサ等を差し込んで位置決めしても良い。即
ち、画像装置本体に対するLEDヘッド2の位置決め手
法自体は任意であり、重要なことは間隔L1と間隔L2が
一致するように、ハウジング6に対するレンズアレイ4
の相対的高さを補正しながら、LEDヘッド2の位置を
調整することである。間隔L1と間隔L2との差は、好ま
しくは±20μm以下、より好ましくは±10μm以下
とする。
【0019】図4の実施例ではLEDヘッド2側に調整
ピン26を立てたが、図5のように画像装置本体側に調
整ピン28を立てても良い。図において、30はLED
ヘッド2の基準突起で、32はLEDヘッド2側の基準
面である。
【0020】実施例の特徴を整理する。L1の許容誤差
が±100μm以下であれば、部品の選別と品質管理の
みでLEDヘッド2を組み立てることができる。そして
L1とL2とが例えば±20μm以下、より好ましくは±
10μmの誤差で一致するように、LEDヘッド2を画
像装置に組み込む。この結果LEDヘッド2の組立後
の、レンズアレイ4の底面位置の微調整が不要となる。
この条件で組み立てた画像装置での、L1やL2の共役長
Tcの1/2からの誤差による、LEDビーム径の広が
りは例えば10μm程度となる。これに対してL2を固
定し、L1とL2との一致に特に配慮しない従来例で同等
の性能を得るには、レンズアレイ4の光軸方向中心とL
EDアレイ10の発光面との間隔を±30μm程度の精
度で組み立てる必要が有る。
【0021】ここでは特定の実施例を示したが、これに
限るものではなく、例えば第1の光学面をイメージセン
サの光電池アレイ、第2の光学面を原稿面とすれば、画
像読み取り装置が得られる。またLEDアレイ10に替
えて、液晶シャッタアレイ等を用いても良い。ハウジン
グ6は種々のものが公知で、任意のものを用いることが
できる。
【0022】
【発明の効果】この発明では、レンズアレイ中心と第1
の光学面の間隔と、レンズアレイ中心と第2の光学面の
間隔を一致させ、1:1結像系を構成する。これらの間
隔が一致すれば、これらの間隔自体が目標値から外れば
らついていても、高い焦点性能を保つことができる。こ
のため画像ヘッドの組立時の許容精度を緩やかにし、し
かも高画像品質の画像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の原理を示す特性図
【図2】 実施例のLEDヘッドでの、光学精度の低下
要因を示す断面図
【図3】 実施例での、レンズアレイ中心と発光面との
間隔の測定方法を示す図
【図4】 実施例の画像装置の要部側面図
【図5】 他の実施例の画像装置の要部側面図
【符号の説明】
2 LEDヘッド 4 レンズアレイ 6 ハウジング 8 LEDアレイ基板 10 LEDアレイ 12 駆動回路基板 14 カバー 16 TVカメラ 18 演算回路 20 感光体ドラム 22 LEDヘッド取り付け部 24 LEDヘッド取り付け基準面 26 調整ピン 28 調整ピン 30 基準突起 32 LEDヘッド側基準面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズアレイと第1の光学面とを有する
    画像ヘッドを画像装置本体に組み付け、画像装置本体の
    第2の光学面と画像ヘッドの第1の光学面との間で、前
    記レンズアレイを介して結像させるようにした画像装置
    の組立方法において、 画像ヘッドのレンズアレイの光軸方向の中心と、第1の
    光学面との間隔を求め、 この間隔のばらつきを許容したまま、画像ヘッドを画像
    装置本体に組み付け、 該組み付け時に、画像装置本体の第2の光学面とレンズ
    アレイの光軸方向中心との間隔が、前記のレンズアレイ
    の光軸方向の中心と第1の光学面との間隔と一致するよ
    うに、画像装置本体に対する画像ヘッドの組み付け位置
    を微調整することを特徴とする、画像装置の組立方法。
JP35881491A 1991-12-27 1991-12-27 画像装置の組立方法 Pending JPH05183677A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008170940A (ja) * 2006-12-29 2008-07-24 Universal Scientific Industrial Co Ltd 光学モジュールの光学的アラインメント方法、それによる光学モジュールの構成、組立て方法及び光学機械への取付け方法
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