JPH07132646A - 画像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】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。 【構成】レンズアレイ３が取着されたハウジング４と画
像素子アレイ２が搭載された基板１とから成り、前記基
板１はハウジング４に設けた基板当接基準面４ａにレン
ズアレイ３と画像素子アレイ２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ハウジング４
に係止された微小塑性変形部を分散させた金属基板８の
押圧によりハウジング４に固定されている。

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ハウ
ジングに係止された微小塑性変形部を分散させた金属基
板の押圧により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、基板をハウジ
ングに係止された微小塑性変形部を分散させた平坦度の
優れる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。

【０００９】

【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。

【００１０】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。

【００１１】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(Al ₂ O ₃ ) 、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16
00℃）で焼成することによって製作される。

【００１２】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2a
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。

【００１３】尚、前記発光ダイオード素子2aはGaAsP
系、GaP 系の発光ダイオードが使用され、例えば、GaAs
P 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PH
₃ ( 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Ga
AsP 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。

【００１４】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。

【００１５】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
感光体5 表面に照射する作用を為す。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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 の下面をハウジン
グ4 に係止された微小塑性変形部を分散させた金属基板
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 は微小塑性変形部
が分散されており、該微小塑性変形部により曲がりが強
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。

【００２０】尚、前記ハウジング4 に係止される微小塑
性変形部を有する金属基板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 程度の円錐の突起9 を0.
5 乃至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 、10b で押圧して板材8aの上下面に微小塑性変形
部となる微小な窪み8bを多数形成し、最後に前記微小塑
性変形部を形成した板材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は微小塑性変形部を有してい
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塑性変形部で強制的に矯正さ
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。

【００２１】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、また
金属基板8 に図3 に示す如く、係止ピン4bの径より大き
い径の領域11a と係止ピン4bの径より小さい径の領域11
b を有する係止穴11を各々設けておき、係止ピン4bを係
止穴11の径の大きい領域11a より挿入させるとともに径
の小さい領域11b に移行させ、係止ピン4bを係止穴11に
係止させることによって行われる。この場合、ハウジン
グ4 に設けた係止ピン4bに金属基体8 の係止穴11を係止
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。

【００２２】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。

【００２３】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2a
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。

【００２４】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、係止穴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 に係止穴11を、金属基
板8 に係止ピン4bを設けてもよい。

【００２５】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。

【００２６】

【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、基板を
ハウジングに係止された微小塑性変形部を分散させた平
坦度の優れる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 ２ａ・・・発光ダイオード 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/036 Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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ハウジングに係止された微小塑
   性変形部を分散させた金属基板の押圧によりハウジング
   に固定されていることを特徴とする画像装置。