JPH06305192A - 画像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】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。 【構成】複数個のレンズ４を所定の間隔で直線状に配列
支持したレンズプレート２と、多数の画像素子アレイ３
が直線状に配列載置されたベースプレート１とを各レン
ズ４と各画像素子アレイ３とが1 対1 に対応するように
併設固定させて成る画像装置であって、前記レンズプレ
ート２にレンズ４の位置合わせを行う位置合わせ部材２
ｂを設けた。

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、複数
個のレンズをエポキシ樹脂等の接着材を介し所定の間隔
で直線状に配列固定させ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
精度に位置合わせする必要がある。

【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プレートが平板状である
こと、レンズプレートにレンズをエポキシ樹脂から成る
接着材を介して接着固定する際、接着材の熱硬化に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
時間を要すること等からレンズをレンズプレートに接着
固定する場合、レンズの固定位置にズレが発生し易く、
レンズに位置ズレが発生すると各発光ダイオードが発光
した光をレンズを介して外部の感光体に良好に結像させ
ることが不可となり、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。

【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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は複数個のレンズ
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て成る画像装置であっ
て、前記レンズプレートにレンズの位置合わせを行う位
置合わせ部材を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の画像装置によればレンズプレートにレ
ンズの位置合わせを行う位置合わせ部材を設けたことか
ら、レンズプレートへのレンズの固定位置が正確となる
とともにレンズと画像素子アレイとを正確に対向させる
ことができ、その結果、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、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
光を感光体面に良好に照射されることを可能として感光
体に鮮明で、正確な潜像を形成することができる。

【００１０】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、各レンズと各画像素
子アレイとが正確に対向する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。

【００１１】

【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 乃至図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は発
光ダイオード素子アレイ、４ はレンズである。

【００１２】前記ベースプレート1 は例えば、ガラスエ
ポキシ樹脂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3 が直線状に配列載置さ
れている。

【００１３】前記ベースプレート1 は発光ダイオード素
子アレイ3 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。

【００１４】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3 は複数個の発光ダ
イオード素子3aから成り、該発光ダイオード素子3a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5 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。

【００１５】前記発光ダイオード素子3a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。

【００１６】尚、前記発光ダイオード素子3a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
3 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3aがベースプレート1 上に配列されてい
る。

【００１７】また前記発光ダイオード素子アレイ3 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4 が樹脂等の接着材
を介して接着固定されている。

【００１８】前記レンズプレート2 は複数個のレンズ4
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3 の各発光ダイオード素
子3aが発する光を感光体5 側に透過させる作用を為す。

【００１９】前記レンズプレート2 はベースプレート1
と同じ材料、例えばガラスエポキシ樹脂等から成り、ベ
ースプレート1 と同様の方法によって製作される。

【００２０】前記レンズプレート2 にはまたその上面で
穴2aの周囲にレンズ4 の位置合わせを行う位置合わせ部
材2bが設けてあり、位置合わせ部材2bの内側にレンズ4
を嵌め込み、レンズ4 とレンズプレート2 とを接着材を
介して固定すれば、レンズ4は常にレンズプレート2 の
所定位置に正確に固定されることとなり、その結果、各
レンズ4 は常にその中心を発光ダイオード素子アレイ3
の中心に位置させることができ、各発光ダイオード素子
アレイ3 の発光ダイオード素子3aが発する光を感光体5
面に良好に照射されることを可能として感光体5 に鮮明
で、正確な潜像を形成することができる。

【００２１】尚、前記レンズプレート2 は発光ダイオー
ド素子アレイ3 が載置されるベースプレート1 と熱膨張
係数を実質的に同じ材料で形成しておくと、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4 と
各発光ダイオード素子アレイ3 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3aが
発する光はレンズ4 を介して感光体5 面に正確、且つ鮮
明に結像し、感光体5 に高品質の潜像を形成させること
が可能となる。従って、前記レンズプレート2 はベース
プレート1 と熱膨張係数が実質的に同じ材料で形成して
おくことが好ましい。

【００２２】また前記レンズプレート2 に支持された各
レンズ4 は各発光ダイオード素子3aが発する光を感光体
5 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】前記各レンズ4 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3 が載
置されたベースプレート1 及びレンズ4 が支持されてい
るレンズプレート2 はその各々を一対の支持体6 、6 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3
と各レンズ4 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】前記一対の支持体6 、6 はその上部に第1
の基準面6aを、下部に第2 の基準面6bを有しており、支
持体6 の第1 基準面6aにレンズプレート2 の下面外周部
を、支持体6 の第2 基準面6b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3 と各レンズ4 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】前記一対の支持体6 、6 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ている。

【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3 の各発光ダイオード素子3aに所定の電力
を印加させ、各発光ダイオード素子3a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3aが発光し
た光をレンズ4 を介して外部の感光体5 面に結像させ、
感光体5 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、これを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 及びレンズプレ
ート2 はその各々を一対の支持体6、6 に固定させるこ
とによって各発光ダイオード素子アレイ3 と各レンズ4
とを所定距離を隔てて1 対1 に対応するよう併設させた
が、レンズプレート1 と一対の支持体6 、6 とを予め一
体的に形成しておき、これにベースプレート1 を後付け
して形成してもよい。

【００３０】更に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
3 間に遮光板7 を配しておくと、各発光ダイオード素子
アレイ3 の発光ダイオード素子3aが発する光は隣接する
発光ダイオード素子アレイ3側に漏れようとしてもその
漏れは前記遮光板7 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3 の発光ダイオード素子3aが発
する光はそれに1 対1で対応するレンズ4 を介してのみ
感光体5 に照射結像され、感光体5 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3 間には遮光板7 を配しておくことが
好ましい。尚、この場合、遮光板7 はレンズプレート2
や支持体6 に予め一体的に形成しておくとベースプレー
ト2 、支持体6 、遮光板7 を個々に別個に製作し、これ
を組み立てて画像装置とする必要がなくなることからベ
ースプレート2 、支持体６及び遮光板７ は予め一体的
に形成しておくことが好ましい。

【００３１】また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。

【００３２】

【発明の効果】本発明の画像装置によればレンズプレー
トにレンズの位置合わせを行う位置合わせ部材を設けた
ことから、レンズプレートへのレンズの固定位置が正確
となるとともにレンズと画像素子アレイとを正確に対向
させることができ、その結果、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、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面に良好に照射されることを可能と
して感光体に鮮明で、正確な潜像を形成することができ
る。

【００３３】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、各レンズと各画像素
子アレイとが正確に対向する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ー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・・・・発光ダイオード素子アレイ ３ａ・・・発光ダイオード素子 ４・・・・レンズ ６・・・・支持体 ７・・・・遮光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/028 Ｂ 8721−5Ｃ Ｚ 8721−5Ｃ 1/036 Ａ 8721−5Ｃ

Claims (1)

【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
   させて成る画像装置であって、前記レンズプレートにレ
   ンズの位置合わせを行う位置合わせ部材を設けたことを
   特徴とする画像装置。