JPH081994A - 画像装置 - Google Patents

画像装置

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JPH081994A
JPH081994A JP13983494A JP13983494A JPH081994A JP H081994 A JPH081994 A JP H081994A JP 13983494 A JP13983494 A JP 13983494A JP 13983494 A JP13983494 A JP 13983494A JP H081994 A JPH081994 A JP H081994A
Authority
JP
Japan
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lens
image
emitting diode
light emitting
plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP13983494A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunji Murano
俊次 村野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Priority to US08/449,232 priority patent/US5655189A/en
Publication of JPH081994A publication Critical patent/JPH081994A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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。 【構成】複数個のレンズ３ｂを所定の間隔で直線状に配
列支持するレンズプレート３ａ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３ｂ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、前記ベースプ
レート１とレンズプレート３ａの熱膨張係数を２×10-6
/ ℃以下とするとともにレンズプレート３ａの温度伝導
率を0.1 ×10-6 m2 /sec〜1.0 ×10-6 m2 /secとした。

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ペレ
ート上に実装されることとなる。
【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
ド素子アレイが配列実装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、1.9 ×10-5/ ℃、4.0 ×10-6/ ℃〜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
定着器等の熱や発光ダイオード素子アレイの作動時に発
生する熱等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実装される発
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。
【０００６】またこの従来の画像装置においては、一般
にレンズが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てお
り、その熱膨張係数が5 ×10-5/ ℃と大きいことからレ
ンズに熱が印加されるとレンズが大きく熱膨張して焦点
距離がズレ、その結果、発光ダイオード素子アレイの発
した光を感光体面に正確、且つ鮮明に照射させることが
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も有していた。
【０００７】更に、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
という欠点も有していた。
【０００８】尚、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
いてもレンズと固体撮像素子アレイとの位置ズレ等に起
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、個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が不可となる欠点
を有していた。
【０００９】
【発明の目的】本発明は上記諸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。
【００１０】
【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、
前記ベースプレートとレンズプレートの熱膨張係数を２
×10-6/ ℃以下とするとともにレンズプレートの温度伝
導率を0.1 ×10-6 m2 /sec〜1.0 ×10-6m2 /secとした
ことを特徴とするものである。
【００１１】また本発明は前記レンズプレートにレンズ
の位置合わせをする位置合わせ部材を設けたことを特徴
とするものである。
【００１２】
【作用】本発明の画像装置によれば、ベースプレート及
びレンズプレートの熱膨張係数を２×10-6/ ℃以下と
し、殆ど熱膨張、熱収縮しないようになしたことからレ
ンズプレート、ベースプレートに熱が印加されたとして
も両者は共に大きく伸縮することがなく、その結果、レ
ンズプレートに支持されているレンズとベースプレート
に実装されている画像素子アレイとが常に正確に対向
し、これによって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、レンズ
プレートの温度伝導率を0.1 ×10-6m 2 /sec 〜1.0 ×1
0-6 m2 /secとし、蓄熱性に優れるものとなしたことか
らレンズに熱が印加されても、その熱はレンズプレート
が効率良く吸収、蓄熱してレンズに異常な熱膨張を起こ
させることはなく、その結果、レンズの焦点距離を常に
一定として、発光ダイオード素子の発した光を感光体面
に正確、且つ鮮明に照射させることが可能になるととも
に外部画像情報を固体撮像素子アレイに正確に結像させ
ることが可能となる。
【００１４】更に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する位置合わせ部材を設
けておけば、レンズプレートにレンズを固定する際、レ
ンズの位置がレンズプレートの位置合わせ部材により規
制されて正確となり、その結果、レンズを画像素子アレ
イに極めて正確に対向させることができ、これによって
も発光ダイオード素子の発した光を感光体面に正確、且
つ鮮明に照射させることが可能になるとともに外部画像
情報を固体撮像素子アレイに正確に結像させることが可
能となる。
【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及び図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 は熱膨張係数が2 ×
10-6/ ℃以下の材料、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 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。
【００１９】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。
【００２０】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3a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。
【００２１】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
は複数個の穴が直線状に配列形成されているレンズプレ
ート3aと、前記穴を塞ぐようにしてレンズプレート3aに
樹脂等の接着剤を介し接着固定されているレンズ3bとか
ら構成されている。
【００２２】前記レンズ部材3 のレンズプレート3aは上
面に複数個のレンズ3bを所定の間隔で支持する支持部材
として作用し、また穴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3bへ透過さ
せる作用を為す。
【００２３】前記レンズプレート3aは熱膨張係数が2 ×
10-6/ ℃以下、温度伝導率が0.1 ×10-6 m2 /sec〜1.0
×10-6 m2 /secの材料、具体的にはパイレックスガラス
( 岩城硝子株式会社の商品名) で形成されている。
【００２４】また前記レンズプレート3aに支持された各
レンズ3bは各発ダイオード素子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。
【００２５】更に前記発光ダイオード素子アレイ2 が実
装されているベースプレート1 及びレンズ3bが支持され
ているレンズプレート3aはそのいずれもが熱膨張係数を
2 ×10-6/ ℃以下としているため、画像形成装置として
使用する際、ベースプレート1 及びレンズプレート3aに
熱が印加されたとしても両者は殆ど熱膨張せず、その結
果、ベースプレート1 上の発光ダイオード素子アレイ2
とレンズプレート3aに支持されているレンズ3bを常に正
確に対向させることができ、これによって各発光ダイオ
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
は各レンズ3bを介して感光体Ｐ面に正確、且つ鮮明に照
射され、感光体Ｐに高品質の潜像を形成することが可能
となる。
【００２６】前記レンズプレート3aはまたその温度伝導
率が0.1 ×10-6 m2 /sec〜1.0 ×10-6 m2 /secであり、
蓄熱性に優れるため、画像形成装置として使用する際、
レンズ3bに熱が印加されたとしてもその熱はレンズプレ
ート3aが効率良く吸収蓄熱してレンズ3bに異常な熱膨張
を起こさせることはなく、その結果、各レンズ3bの焦点
距離は常に一定となり、これによっても各発光ダイオー
ド素子2aの発した光はレンズ3bを介して感光体Ｐ面に正
確、且つ鮮明に照射され、感光体Ｐ面に正確、且つ鮮明
な潜像を形成することができる。
【００２７】更に前記レンズプレート3aはレンズ3bが固
定される表面に位置決め部材4 を設けておくと、レンズ
プレート3aにレンズ3bを固定する際、レンズ3bの位置が
位置合わせ部材4 により規制されて正確となり、その結
果、レンズ3b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、これによっても発光ダイオ
ード素子2aの発した光を感光体Ｐ面に正確、且つ鮮明に
照射させることができ、感光体Ｐ面に正確、且つ鮮明な
潜像を形成することが可能となる。
【００２８】尚、前記位置決め部材4 はレンズプレート
3aに接着剤を介し接着固定させることによってレンズプ
レート3aの所定位置に固定される。
【００２９】更に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 及び複数個のレンズ3bを有す
るレンズプレート3aはその各々をスペーサ5 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3b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5 はその上部に第1 位置合わ
せ規準面5aを、下部に第2 位置合わせ規準面5bを有して
おり、スペーサ5 の第1 位置合わせ規準面5aにレンズプ
レート3aの下面を、第2 位置合わせ規準面5b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3b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。前記
スペーサ5 は例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成され
ている。
【００３１】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3b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。
【００３２】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、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。
【００３３】
【発明の効果】本発明の画像装置によれば、ベースプレ
ート及びレンズプレートの熱膨張係数を２×10-6/ ℃以
下とし、殆ど熱膨張、熱収縮しないようになしたことか
らレンズプレート、ベースプレートに熱が印加されたと
しても両者は共に大きく伸縮することがなく、その結
果、レンズプレートに支持されているレンズとベースプ
レートに実装されている画像素子アレイとが常に正確に
対向し、これによって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。
【００３４】また本発明の画像装置によれば、レンズプ
レートの温度伝導率を0.1 ×10-6 m2 /sec〜1.0 ×10-6
m2 /secとし、蓄熱性に優れるものとなしたことからレ
ンズに熱が印加されても、その熱はレンズプレートが効
率良く吸収蓄熱してレンズに異常な熱膨張を起こさせる
ことはなく、その結果、レンズの焦点距離を常に一定と
して、発光ダイオード素子の発した光を感光体面に正
確、且つ鮮明に照射させることが可能になるとともに外
部画像情報を固体撮像素子アレイに正確に結像させるこ
とが可能となる。
【００３５】更に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する位置合わせ部材を設
けておけば、レンズプレートにレンズを固定する際、レ
ンズの位置がレンズプレートの位置合わせ部材により規
制されて正確となり、その結果、レンズを画像素子アレ
イに極めて正確に対向させることができ、これによって
も発光ダイオード素子の発した光を感光体面に正確、且
つ鮮明に照射させることが可能になるとともに外部画像
情報を固体撮像素子アレイに正確に結像させることが可
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の横断面図である。
【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 ３ａ・・・レンズプレート ３ｂ・・・レンズ ４・・・・位置合わせ部材 ５・・・・スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｇ０２Ｂ 7/02 Ｆ

Claims (2)

    【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、前記ベースプレートとレンズ
    プレートの熱膨張係数を２×10-6/ ℃以下とするととも
    にレンズプレートの温度伝導率を0.1 ×10-6 m2 /sec〜
    1.0 ×10-6m2 /secとしたことを特徴とする画像装置。
  2. 【請求項２】前記レンズプレートにレンズの位置合わせ
    をする位置合わせ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。
JP13983494A 1994-05-27 1994-06-22 画像装置 Pending JPH081994A (ja)

Priority Applications (2)

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JP13983494A JPH081994A (ja) 1994-06-22 1994-06-22 画像装置
US08/449,232 US5655189A (en) 1994-05-27 1995-05-24 Image device having thermally stable light emitting/receiving arrays and opposing lenses

Applications Claiming Priority (1)

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JP13983494A JPH081994A (ja) 1994-06-22 1994-06-22 画像装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002320150A (ja) * 2001-04-24 2002-10-31 Rohm Co Ltd イメージセンサモジュール、およびイメージセンサモジュールの製造方法
JP2009214396A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Ricoh Co Ltd 光書込みヘッドおよび画像形成装置

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