JPH0740592A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】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画像素子アレイとの位置合わせを完
全とするとともに各レンズを通過する光を平行光に変え
て焦点深度を深いものとし、感光体に鮮明で、且つ正確
な潜像を形成することができる小型の画像形成装置を提
供することにある。 【構成】複数個のレンズ６を所定の間隔で直線状に配列
支持したレンズプレート３と、多数の画像素子アレイ２
が直線状に配列載置されたベースプレート１とから成
り、前記レンズプレート３とベースプレート１とを各レ
ンズ６と各画像素子アレイ２とが1 対1 に対応するよう
に併設させた画像形成装置であって、前記レンズ６を支
持するレンズプレート３と画像素子アレイ２が載置され
るベースプレート１の熱膨張係数を実質的に同一とする
とともにレンズプレート３上に光路調整用のセルフフォ
ーカシングレンズ４を配した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真式プリンタの光
源として使用される画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、情報処理装置技術並びに通信技術
の進展に伴い普通紙に任意の漢字や図形を高速度、高品
質で大量に出力することができる小型で、且つ安価な電
子写真式プリンタが要求されている。そのためこの要求
に対処すべくプリンタの光源として電気絶縁性基板の一
主面に複数個の発光ダイオード素子を直線状に配列搭載
して成る画像形成装置を使用した電子写真式プリンタが
小型、高解像度のものとして提案されている。

【０００３】この従来の電子写真式プリンタに使用され
ている画像形成装置は通常、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素子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
光体面に照射結像させ、感光体に潜像を形成させること
によって電子写真式プリンタの光源として機能する。

【０００４】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サイズの電子写真式プリンタの光源と
して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。

【０００５】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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の画像形成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、1.0 ×10^-5/ ℃、4.0 〜7.5 ×10^-6/ ℃であり、大
きく相違することから電子写真式プリンタの光源として
使用している際、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。

【０００７】また従来の画像形成装置は電子写真式プリ
ンタの小型化に対応させてレンズプレートに支持された
各レンズの焦点距離を短いものとなしてあり、そのため
レンズプレートと感光体面との距離、発光ダイオード素
子アレイのベースプレートへの載置位置等に若干の位置
ズレが発生すると感光体面に結像される像に容易ににじ
みや白スジ、黒スジ等が発生してしまい、その結果、感
光体に鮮明で、正確な潜像を形成することが不可となる
欠点も有していた。

【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画像素子アレイとの位置合わ
せを完全とするとともに各レンズを通過する光を平行光
に変えて焦点深度を深いものとし、感光体に鮮明で、且
つ正確な潜像を形成することができる小型の画像形成装
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させた画像形成装置であって、前記
レンズを支持するレンズプレートと画像素子アレイが載
置されるベースプレートの熱膨張係数を実質的に同一と
するとともにレンズプレート上に光路調整用のセルフフ
ォーカシングレンズを配したことを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【作用】本発明の画像形成装置によればレンズを支持す
るレンズプレートと発光ダイオード素子アレイ等の画像
素子アレイが載置されるベースプレートの熱膨張係数を
実質的に同一となしたことから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てもレンズプレートとベ
ースプレートは略同一の量だけ熱膨張し、その結果、各
レンズと各発光ダイオード素子アレイとの位置に位置ズ
レが発生することはなく、各発光ダイオード素子の発す
る光はレンズを介して感光体面に正確に結像され、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。

【００１１】またレンズプレート上に光路調整用のセル
フフォーカシングレンズを配したことから各レンズを通
過した発光ダイオード素子の光は平行光となって焦点深
度が深く成り、その結果、レンズプレートと感光体面と
の距離、発光ダイオード素子アレイのベースプレートへ
の載置位置等に若干の位置ズレが発生しても感光体面に
発光ダイオード素子の発する光を正確に結像させること
ができ、これによって感光体に鮮明で、正確な潜像を形
成することが可能となる。

【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 は本発明の画像形成装置の一実施例を
示し、1 はベースプレート、2 は発光ダイオード素子ア
レイ、3 はレンズプレート、4 は光路調整用のセルフフ
ォーカシングレンズである。

【００１３】前記ベースプレート1 はガラスエポキシ樹
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2 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2 を支持する支持部材として作用し、例えばガ
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。

【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
光を外部の感光体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。

【００１６】前記発光ダイオード素子2a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。

【００１７】尚、前記発光ダイオード素子2aはＢ４サイ
ズの電子写真式プリンタの場合、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2aを一単位とした発光ダイオード素子ア
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。

【００１８】また前記発光ダイオード素子アレイ2 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3 が併設されており、該レンズプレー
ト3には複数個の穴3aが直線状に配列形成されていると
ともに穴3aを塞ぐようにしてレンズ6 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3 は複数個のレンズ6
を所定の間隔で支持する支持部材として作用し、また穴
3aは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が発する光をレンズ6 へ透過させる作用を為す。

【００２０】前記レンズプレート3 は、例えばガラスエ
ポキシ樹脂等の発光ダイオード素子アレイ2 が載置され
るベースプレート1 と熱膨張係数が実質的に同じ材質で
形成されており、レンズプレート3 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3 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3 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6 と各発光ダイオード素子アレ
イ2 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2aが発する光はレンズ6 を介
して感光体5 面に正確、且つ鮮明に結像し、感光体膜6
に高品質の潜像を形成させることが可能となる。

【００２１】また前記レンズプレート3 に支持された各
レンズ6 は各発光ダイオード素子2aが発する光を感光体
5 に照射結像させる作用を為し、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。

【００２２】尚、前記各レンズ6 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3 に接着するこ
とによってレンズプレート3 に所定間隔で直線状に接着
されている。

【００２３】また前記発光ダイオード素子アレイ2 が載
置されたベースプレート1 及びレンズ6 が支持されてい
るレンズプレート3 はその各々をガラスエポキシ樹脂等
から成る一対の支持体7 、7 に接合させることによって
各発光ダイオード素子アレイ2 と各レンズ6 とが所定距
離隔てて1 対1 に対応するように併設されている。

【００２４】前記一対の支持体7 、7 はその上部に第1
の基準面7aを、下部に第2 の基準面7bを有しており、支
持体7 、7 の第1 基準面7aにレンズプレート3 の下面外
周部を、支持体7 、7 の第2 基準面7b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2 と各レンズ6 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。

【００２５】更に前記一対の支持体7 、7 の上部には光
路調整用のセルフフォーカシングレンズ4 が配されてい
る。

【００２６】前記光路調整用のセルフフォーカシングレ
ンズ4 は各レンズ6 を通過する発光ダイオード素子2aの
光の光路を平行光に変える補正を行い、各光路調整用の
セルフフォーカシングレンズ4 で補正された光は焦点深
度が深いものとなってレンズプレート3 と感光体5 との
距離、発光ダイオード素子アレイ2 のベースプレート1
への載置位置等に若干の位置ズレが発生しても感光体5
には発光ダイオード素子2aの発する光が正確に結像さ
れ、その結果、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。

【００２７】尚、前記光路調整用のセルフフォーカシン
グレンズ4 は複数個の棒状レンズ4aとABS 樹脂やFRP の
板から成る枠体4bとで形成されており、棒状レンズ4aを
枠体4bとなるABS 樹脂やFRP の板で挟み込むとともにAB
S 樹脂やFRP の板と棒状レンズ4aとの間にシリコン樹脂
を滴下し、該樹脂を硬化させ、枠体4bと棒状レンズ4a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。

【００２８】かくして、本発明の画像形成装置によれ
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2 の各発光ダイオード素子2aに所
定の電力を印加させ、各発光ダイオード素子2a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2a
が発光した光をレンズ6 及び光路調整用のセルフフォー
カシングレンズ4 を介して感光体5 に照射結像させるこ
とによって画像形成装置として機能する。

【００２９】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3 の両方をガラスエポキシ樹
脂で形成したが、ベースプレート1 とレンズプレート3
はその両者の熱膨張係数が実質的に同一となる材料であ
れば如何なる材料も使用でき、ベースプレート1 がガラ
スエポキシ樹脂からなる際にはレンズプレート3 はガラ
スエポキシ樹脂の他に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
合した材料であってもよい。

【００３０】また前記ベースプレート1 とレンズプレー
ト3 との間で、且つ隣接する発光ダイオード素子アレイ
2 間に遮光板9 を配しておくと、各発光ダイオード素子
アレイ2 の発光ダイオード素子2aが発する光は隣接する
発光ダイオード素子アレイ2側に漏れようとしてもその
漏れは前記遮光板9 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2 の発光ダイオード素子2aが発
する光はそれに1 対1で対応するレンズ6 および光路調
整用のセルフフォーカシングレンズ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3 との間で、且つ隣接する発光ダイオー
ド素子アレイ2 間には遮光板9 を配しておくことが好ま
しい。

【００３１】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によればレンズを
支持するレンズプレートと発光ダイオード素子アレイ等
の画像素子アレイが載置されるベースプレートの熱膨張
係数を実質的に同一となしたことからレンズプレートと
ベースプレートの両者に熱が印加されてもレンズプレー
トとベースプレートは略同一の量だけ熱膨張し、その結
果、各レンズと各発光ダイオード素子アレイとの位置に
位置ズレが発生することはなく、各発光ダイオード素子
の発する光はレンズを介して感光体面に正確に結像さ
れ、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。

【００３２】またレンズプレート上に光路調整用のセル
フフォーカシングレンズを配したことから各レンズを通
過した発光ダイオード素子の光は平行光となって焦点深
度が深く成り、その結果、レンズプレートと感光体面と
の距離、発光ダイオード素子アレイのベースプレートへ
の載置位置等に若干の位置ズレが発生しても感光体面に
発光ダイオード素子の発する光を正確に結像させること
ができ、これによって感光体に鮮明で、正確な潜像を形
成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す横断面
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・・・・発光ダイオード素子アレイ ２ａ・・・発光ダイオード素子 ３・・・・レンズアレイ ４・・・・光路調整用のセルフフォーカシングレンズ ６・・・・レンズ

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から成り、前
   記レンズプレートと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させた画
   像形成装置であって、前記レンズを支持するレンズプレ
   ートと画像素子アレイが載置されるベースプレートの熱
   膨張係数を実質的に同一とするとともにレンズプレート
   上に光路調整用のセルフフォーカシングレンズを配した
   ことを特徴とする画像形成装置。