JPH08172221A - 画像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】感光体に画像品質の高い潜像を正確に形成する
ことができる、或いは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３ａを所定の間隔で直線状に配
列支持するレンズプレート３ｃと、多数の画像素子アレ
イ２が直線状に配列実装されたベースプレート１とを各
レンズ３ａと各画像素子アレイ２とが１対１に対応する
ように併設固定させた画像装置であって、前記レンズプ
レート３ｃはレンズ３ａの最大径より小さい径の穴３ｄ
を複数個有し、且つ該穴３ｄ内にレンズ３ａが、レンズ
３ａの下方に設けたテーパー部３ｂを挿入させることに
よって支持されている。

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通常、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実装された酸
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各発光ダイオード素
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
実装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実装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
に結像させ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】更に前記各レンズはレンズプレートに複数
個の穴を直線状に配列形成するとともに該穴を塞ぐよう
にエポキシ樹脂等から成る接着剤を介し接着固定するこ
とによってレンズプレート上に所定の間隔をもって直線
状に配列取着されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の画像装置においては、一般に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
から成る接着剤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すること、レンズ及びレンズプレー
トに設けた穴の加工精度にバラツキを有すること等から
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素子アレイ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。

【０００７】また上述の実施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。

【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照射し、感光体に画像品質の高い潜
像を正確に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。

【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するレンズプレート
と、多数の画像素子アレイが直線状に配列実装されたベ
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た画像装置であって、
前記レンズプレートはレンズの最大径より小さい径の穴
を複数個有し、且つ該穴内にレンズが、レンズの下方に
設けたテーパー部を挿入させることによって支持されて
いることを特徴とするものである。

【００１０】また本発明は前記複数個のレンズを所定の
間隔で直線状に配列支持するレンズプレートの外側に透
光性カバー部材を配設させるとともに該透光性カバー部
材に各レンズを当接させたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】更に本発明は前記ベースプレートの各画像
素子アレイ間に光遮蔽部材を配置させるとともに該光遮
蔽部材にレンズプレートの位置を規制する位置決め部材
を設ける、或いは前記透光性カバー部材にレンズプレー
トの位置を規制する位置決め部材を設けることを特徴と
するものである。

【００１２】

【作用】本発明の画像装置によれば、レンズにテーパー
部を設けるとともにレンズプレートにレンズの最大径よ
り小さい径で、レンズのテーパー部が挿入される穴を設
けたことからレンズプレートの穴にレンズのテーパー部
を挿入させれば各レンズはその中心位置をレンズプレー
トの所定位置に、レンズの外形寸法、レンズプレートの
穴の径に若干のバラツキを有していたとしても極めて正
確に位置合わせすることができ、その結果、各レンズを
各画像素子アレイに極めて正確に対向させることがで
き、これによって光プリンタヘッド等の画像形成装置と
して使用した場合、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
質の高い潜像を正確に形成することができ、また画像読
み取り装置として使用した場合、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。

【００１３】また本発明の画像装置によれば複数個のレ
ンズを支持しているレンズプレートの外側に透光性カバ
ー部材を配設し、該透光性カバー部材に各レンズを当接
させるようにすれば各レンズはレンズプレートと透光性
カバー部材とに挟まれてその固定位置が全て所定位置と
なり、これによって画像形成装置として使用した場合に
は感光体に画像品質の高い潜像を正確に形成することが
でき、また画像読み取り装置として使用した場合には固
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。またこの時、各レンズ
は透光性カバー部材で被覆されることからレンズに傷が
付くことはなく、これによってレンズを介して発光ダイ
オード素子の発する光を感光体に正確に照射、或いはレ
ンズを介して外部画像情報を固体撮像素子アレイに正確
に照射させることができる。更にレンズのテーパー部が
挿入されるレンズプレートの穴周辺に切欠を設けておく
とレンズプレートの穴周辺にバネ性が生まれ、レンズプ
レートと透光性カバー部材とで各レンズを挟む際、レン
ズ等に破損が発生するのを有効に防止することもでき
る。

【００１４】また更にベースプレートの各画像素子アレ
イ間に光遮蔽部材を配置させるとともに該光遮蔽部材に
レンズプレートの位置を規制する位置決め部材を設けて
おく、或いは前記透光性カバー部材にレンズプレートの
位置を規制する位置決め部材を設けておくとレンズを支
持するレンズプレートの位置が規制されて各画像素子ア
レイと各レンズとをより正確に対向させることができ、
これによっても光プリンタヘッド等の画像形成装置とし
て使用した場合、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
の高い潜像を正確に形成することができ、また画像読み
取り装置として使用した場合、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。

【００１５】

【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 はレンズ部材である。

【００１６】前記ベースプレート1 は例えば、熱膨張係
数が−3 ×10^-6/ ℃〜1 ×10^-6/ ℃(150〜250 ℃) の材
料、具体的にはカーボン繊維強化液晶ポリマー等から成
り、その上面に複数個の発光ダイオード素子アレイ2 が
直線状に配列実装されている。

【００１７】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、射出成形
法を採用することによって所定形状に形成される。

【００１８】また前記ベースプレート1 は配列実装され
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Ｐ表面に照射することによって感光体Ｐに画像
を形成するための潜像を形成する。

【００１９】前記ベースプレート1 に配列実装されてい
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Ｐ表面に照射することによって感光体Ｐに画像を形
成するための潜像を形成する。

【００２０】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。

【００２１】尚、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 上に配列実装され
ている。

【００２２】また前記発光ダイオード素子アレイ2 が配
列実装されたベースプレート1 はその上部に一定距離を
隔ててレンズ部材3 が併設されており、該レンズ部材3
は下部にテーパー部3bを有する複数個のレンズ3aと、レ
ンズ3aの最大径より小さい径の穴3dを複数個有するレン
ズプレート3cとから構成されている。

【００２３】前記レンズ部材3 はレンズプレート3cの穴
3dにレンズ3aのテーパー部3bを挿入させることによって
形成され、レンズプレート3cの穴3dにレンズ3aのテーパ
ー部3bを挿入させると各レンズ3aはその中心位置がレン
ズプレート3cの所定位置にレンズ3aの外形寸法、レンズ
プレート3cの穴3dの径に若干のバラツキを有していたと
しても極めて正確に位置合わせすることができ、その結
果、レンズ3aを発光ダイオード素子アレイ2 に極めて正
確に対向させることができ、これによって発光ダイオー
ド素子2aが発する光をレンズ3aを介して感光体Ｐ面に正
確に照射し、感光体Ｐに画像品質の高い潜像を正確に形
成することができる。

【００２４】前記レンズプレート3cはレンズ3aを支持す
る支持部材として作用し、例えば、熱膨張係数が−3 ×
10^-6/ ℃〜1 ×10^-6/ ℃(150〜250 ℃) の材料、具体的
には液晶ポリマーやアンバー（温度により特定の性質が
実際上変化しない鋼）等で形成され、また穴3dは従来周
知の穴開け加工法を採用することによってレンズ3aの最
大径に対して多少小さい径に形成される。

【００２５】また前記レンズプレート3cに支持された各
レンズ3aは各発光ダイオード素子2aが発する光を感光体
Ｐ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。

【００２６】更に前記レンズ部材3 の上部には透光性カ
バー部材4 が配設されており、該透光性カバー部材4 に
よってレンズ3aが保護され、レンズ3aに傷が付くのが有
効に防止されている。

【００２７】前記透光性カバー部材4 としては、例え
ば、石英やソーダガラス、結晶化ガラス等の無機物で形
成されている。

【００２８】前記透光性カバー部材4 はまたその下面に
各レンズ3aの上面が当接しており、これによって各レン
ズ3aは透光性カバー部材4 とレンズプレート3cとの間に
挟まれてその固定位置が全て所定位置となり、発光ダイ
オード素子2aが発する光をレンズ3aを介して感光体Ｐ面
に正確に照射し、感光体Ｐに画像品質の高い潜像を正確
に形成することが可能となる。またこの時、図３に示す
ように、レンズプレート3cの穴3d周辺に切欠5 を設けて
おくとレンズプレート3cの穴3d周辺にバネ性が生まれ、
レンズプレート3cと透光性カバー部材4 とで各レンズ3a
を挟む際、レンズ3a等に過度の力が作用して破損を発生
することはなく、レンズ3aをより確実、強固に所定位置
に固定することができる。

【００２９】前記発光ダイオード素子アレイ2 が実装さ
れたベースプレート1 、複数個のレンズ3aを有するレン
ズプレート3c及び透光性カバー部材4 はその各々をガラ
スエポキシ樹脂等で形成されているスペーサ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2 と各レ
ンズ3a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。

【００３０】前記スペーサ6 はその上部に第１位置合わ
せ規準面6aを、下部に第２位置合わせ規準面6bを有して
おり、スペーサ6 の第１位置合わせ規準面6aにレンズプ
レート3cの下面を、第２位置合わせ規準面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2 と各レンズ3a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。かく
して、本発明の画像装置によればベースプレート1 に配
列実装されている各発光ダイオード素子2aに所定の電力
を印加して各発光ダイオード素子2aを個別に選択的に発
光させ、該各発光ダイオード素子2aが発光した光をレン
ズ3aを介して外部の感光体Ｐ面に結像させ、感光体Ｐ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。

【００３１】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、図4 に示すようにベー
スプレート1 の各発光ダイオード素子アレイ2 間に光遮
蔽部材7 を配置させ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
は前記光遮蔽部材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2 の発光ダイオード素子2aが発
する光はそれに1 対1 に対応するレンズ3aを介してのみ
感光体Ｐに照射結像され、感光体Ｐ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。

【００３２】また前記光遮蔽部材7 の上部にレンズプレ
ート3cの位置を規制する凸状の位置決め部材7aを設けて
おき、該位置決め部材7aをレンズプレート3cに設けた穴
3eに挿入するようにしておけばレンズ3aを支持するレン
ズプレート3cの位置が規制されて各発光ダイオード素子
アレイ2 と各レンズ3aとをより正確に対向させることが
でき、これによっても発光ダイオード素子2aが発する光
をレンズ3aを介して感光体Ｐ面に正確に照射し、感光体
Ｐに画像品質の高い潜像を正確に形成することができ
る。

【００３３】更に前記レンズプレート3cの位置を規制す
る位置決め部材7aは光遮蔽部材7 の上部に設けることに
限定されるものではなく、透光性カバー部材4 の下部に
設けてもよい。この場合も、上述と同様の効果を奏す
る。

【００３４】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個体撮像素子アレイ
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。

【００３５】

【発明の効果】本発明の画像装置によれば、レンズにテ
ーパー部を設けるとともにレンズプレートにレンズの最
大径より小さい径で、レンズのテーパー部が挿入される
穴を設けたことからレンズプレートの穴にレンズのテー
パー部を挿入させれば各レンズはその中心位置をレンズ
プレートの所定位置に、レンズの外形寸法、レンズプレ
ートの穴の径に若干のバラツキを有していたとしても極
めて正確に位置合わせすることができ、その結果、各レ
ンズを各画像素子アレイに極めて正確に対向させること
ができ、これによって光プリンタヘッド等の画像形成装
置として使用した場合、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正確に形成することができ、また画
像読み取り装置として使用した場合、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。

【００３６】また本発明の画像装置によれば複数個のレ
ンズを支持しているレンズプレートの外側に透光性カバ
ー部材を配設し、該透光性カバー部材に各レンズを当接
させるようにすれば各レンズはレンズプレートと透光性
カバー部材とに挟まれてその固定位置が全て所定位置と
なり、これによって画像形成装置として使用した場合に
は感光体に画像品質の高い潜像を正確に形成することが
でき、また画像読み取り装置として使用した場合には固
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。またこの時、各レンズ
は透光性カバー部材で被覆されることからレンズに傷が
付くことはなく、これによってレンズを介して発光ダイ
オード素子の発する光を感光体に正確に照射、或いはレ
ンズを介して外部画像情報を固体撮像素子アレイに正確
に照射させることができる。更にレンズのテーパー部が
挿入されるレンズプレートの穴周辺に切欠を設けておく
とレンズプレートの穴周辺にバネ性が生まれ、レンズプ
レートと透光性カバー部材とで各レンズを挟む際、レン
ズ等に破損が発生するのを有効に防止することもでき
る。

【００３７】また更にベースプレートの各画像素子アレ
イ間に光遮蔽部材を配置させるとともに該光遮蔽部材に
レンズプレートの位置を規制する位置決め部材を設けて
おく、或いは前記透光性カバー部材にレンズプレートの
位置を規制する位置決め部材を設けておくとレンズを支
持するレンズプレートの位置が規制されて各画像素子ア
レイと各レンズとをより正確に対向させることができ、
これによっても光プリンタヘッド等の画像形成装置とし
て使用した場合、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
の高い潜像を正確に形成することができ、また画像読み
取り装置として使用した場合、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。

【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縦断面図
である。

【図２】図１に示す光プリンタヘッドの横断面図であ
る。

【図３】図１に示す光プリンタヘッドに使用されるレン
ズプレートの部分拡大平面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【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・・・・・・レンズ部材 ３ａ・・・・・レンズ ３ｂ・・・・・レンズのテーパー部 ３ｃ・・・・・レンズプレート ３ｄ・・・・・穴 ４・・・・・・透光性カバー部材 ５・・・・・・切欠 ７・・・・・・光遮蔽部材 Ｐ・・・・・・感光体

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ４１Ｊ 2/455 Ｇ０２Ｂ 7/02 Ａ Ｈ０４Ｎ 1/028 Ｂ Ｚ 1/036 Ａ

Claims (5)

【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
   列支持するレンズプレートと、多数の画像素子アレイが
   直線状に配列実装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
   させた画像装置であって、前記レンズプレートはレンズ
   の最大径より小さい径の穴を複数個有し、且つ該穴内に
   レンズが、レンズの下方に設けたテーパー部を挿入させ
   ることによって支持されていることを特徴とする画像装
   置。
2. 【請求項２】前記複数個のレンズを所定の間隔で直線状
   に配列支持するレンズプレートの外側に透光性カバー部
   材を配設させるとともに該透光性カバー部材に各レンズ
   を当接させたことを特徴とする請求項１に記載の画像装
   置。
3. 【請求項３】前記レンズプレートに形成した穴の周囲に
   切欠を設けたことを特徴とする請求項２に記載の画像装
   置。
4. 【請求項４】前記ベースプレートの各画像素子アレイ間
   に光遮蔽部材を配置させるとともに該光遮蔽部材にレン
   ズプレートの位置を規制する位置決め部材を設けたこと
   を特徴とする請求項１に記載の画像装置。
5. 【請求項５】前記透光性カバー部材にレンズプレートの
   位置を規制する位置決め部材を設けたことを特徴とする
   請求項２に記載の画像装置。