JPH07314778A - 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
全とし、画像素子アレイが発する光をレンズを介して感
光体面に正確に照射させ、感光体に画像品質の高い潜像
を形成することができる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３ａ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とを、間
にスペーサ４を挟み各レンズ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、且つ前記ス
ペーサ４及びベースプレート１の外表面を断熱部材６で
被覆した。

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
に画像素子としての発光ダイオード素子を複数個、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、スペーサに、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
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、1.9 ×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
光源として使用した際、レンズプレートとベースプレー
トの両者に電子写真式プリンタの定着器等の熱が印加さ
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】また同時にベースプレート上に配列載置さ
れた画像素子アレイや該画像素子アレイを選択的に駆動
させる駆動用ＩＣ等が作動時に熱を発生した場合、前記
熱がレンズプレートやベースプレートに印加されるとレ
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
せを完全とし、画像素子アレイが発する光をレンズを介
して感光体面に正確に照射させ、感光体に画像品質の高
い潜像を形成することができる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】本発明の画像形成装置
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、間にスペーサを挟
み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、且つ前記スペーサ及びベースプレー
トの外表面を断熱部材で被覆したことを特徴とするもの
である。

【００１０】また本発明の画像形成装置は前記断熱部材
と少なくともベースプレートとの間に蓄熱部材を介在さ
せたことを特徴とするものである。

【００１１】更に本発明の画像形成装置は前記スペーサ
に冷却媒体が流通するパイプを設けたことを特徴とする
ものである。

【００１２】

【作用】本発明の画像形成装置によれば、スペーサ及び
ベースプレートの外表面を断熱部材で被覆したことから
電子写真式プリンタの光源として使用した際、レンズプ
レートとベースプレートの両者に電子写真式プリンタの
定着器等の熱が印加されようとしてもその熱は断熱部材
で遮断されてレンズプレート及びベースプレートに印加
されることはなく、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載置されている画像
素子アレイとの位置合わせが常に正確となり、感光体面
に鮮明で正確な潜像を形成することが可能となる。

【００１３】また本発明の画像形成装置によれば、ベー
スプレート上に配列載置された画像素子アレイや該画像
素子アレイを選択的に駆動させる駆動用ＩＣ等が作動時
に熱を発生した場合、スペーサ及びベースプレートと断
熱部材との間に蓄熱部材を介在させる、或いはスペーサ
にパイプを設け、パイプ内に水等の冷却媒体を流通させ
ておけば、画像素子アレイ等が発する熱は蓄熱部材やパ
イプ中を流れる冷却媒体に吸収されてそのままベースプ
レートやレンズプレートに印加されることはなく、その
結果、レンズプレートがベースプレートに比べて大きく
熱膨張することは皆無で、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載置されている画像素子
アレイとを常に正確に位置合わせすることができ、感光
体面に鮮明で正確な潜像を形成することが可能となる。

【００１４】

【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を発光ダイオ
ード素子を使用した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は画像素子ア
レイとしての発光ダイオード素子アレイ、３はレンズプ
レート、４はスペーサである。

【００１５】前記ベースペレート１はガラスエポキシ樹
脂、酸化アルミニウム質焼結体、ガラス等の電気絶縁材
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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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、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AsH₃( 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Si₃N₄(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。

【００１９】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
されている。

【００２０】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には複数個の穴が直線状に配列形成されているとと
もに穴を塞ぐようにしてレンズ３ａが嵌着されている。

【００２１】前記レンズプレート３は複数個のレンズ３
ａ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３ａへ透過させる作用を為
す。

【００２２】尚、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と同じ材質で形成されている。

【００２３】また前記レンズプレート３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。

【００２４】更に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３ａ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
等から成る一対のスペーサ４、４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３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。

【００２５】前記一対のスペーサ４、４はその上面に第
１規準面４ａを、下部に第２規準面４ｂを有しており、
スペーサ４、４の第１基準面４ａにレンズプレート３の
下面外周部を、スペーサ４、４の第２基準面４ｂ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に正確に対応するようになっ
ている。

【００２６】また前記一対のスペーサ４、４の外表面及
びスペーサ４、４に固定されたベースプレート１の外表
面には、蓄熱部材７を挟んで断熱部材６が配されてお
り、更にその外表面に鉄、アルミニウム等の金属材料か
ら成るカバー部材８が配されている。

【００２７】前記断熱部材６は紙や木材、発泡スチロー
ル等のプラスチックから成り、電子写真式プリンタの光
源として使用した際に外部の定着器等の熱がベースプレ
ート１とレンズプレート３の両者に印加されるのを有効
に防止する作用を為し、これによってベースプレート１
及びレンズプレート３が大きく熱膨張することはなく、
ベースプレート１に載置されている発光ダイオード素子
アレイ２とレンズプレート３に支持されているレンズ３
ａとの位置合わせを常に正確として、感光体５面に鮮明
で正確な潜像を形成することが可能となる。

【００２８】また前記蓄熱部材７は塩化カルシウムやガ
ラス等から成り、ベースプレート１上に配列載置させた
発光ダイオード素子アレイ２や該発光ダイオード素子ア
レイ２を選択的に駆動させる駆動用ＩＣ（不図示）等が
作動時に熱を発生した場合、その熱がそのままベースプ
レート１やレンズプレート３に印加されるのを有効に防
止する作用を為し、これによってレンズプレート３がベ
ースプレート１に比べて大きく熱膨張することはなく、
ベースプレート１に載置されている発光ダイオード素子
アレイ２ａとレンズプレート３に支持されているレンズ
３ａとを常に正確に位置合わせすることができ、感光体
５面に鮮明で正確な潜像を形成することが可能となる。

【００２９】尚、前記断熱部材６及び蓄熱部材７はカバ
ー部材８によって一対のスペーサ４、４の外表面とベー
スプレート１の外表面に密着するようにして取着され
る。

【００３０】また前記図１及び図２に示す実施例では断
熱部材６とスペーサ４及びベースプレート１との間に蓄
熱部材７を配しておき、該蓄熱部材７で発光ダイオード
素子アレイ２等が作動時に発する熱を吸収し、ベースプ
レート１及びレンズプレート３に不要な熱が印加されな
いようになしたが、これを図３に示す如く、一対のスペ
ーサ４、４にパイプ９を設けておき、該パイプ９内に水
やアルコール等の冷却媒体を流通させるようにしてもよ
い。この場合、ベースプレート１上に配列載置させた発
光ダイオード素子アレイ２等が作動時に熱を発生したと
しても、その熱はパイプ９内を流通する冷却媒体に吸収
されてそのままベースプレート１やレンズプレート３に
印加されることはなく、その結果、レンズプレート３が
ベースプレート１より大きく熱膨張することは皆無とな
り、ベースプレート１に載置されている発光ダイオード
素子アレイ２ａとレンズプレート３に支持されているレ
ンズ３ａとを常に正確に位置合わせすることができ、感
光体５面に鮮明で正確な潜像を形成することが可能とな
る。

【００３１】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３ａを介して感光体５に照
射結像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。

【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画像素
子アレイとして発光ダイオード素子アレイを使用した
が、これを他の発光素子で代替してもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、スペー
サ及びベースプレートの外表面を断熱部材で被覆したこ
とから電子写真式プリンタの光源として使用した際、レ
ンズプレートとベースプレートの両者に電子写真式プリ
ンタの定着器等の熱が印加されようとしてもその熱は断
熱部材で遮断されてレンズプレート及びベースプレート
に印加されることはなく、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載置されてい
る画像素子アレイとの位置合わせが常に正確となり、感
光体面に鮮明で正確な潜像を形成することが可能とな
る。

【００３４】また本発明の画像形成装置によれば、ベー
スプレート上に配列載置された画像素子アレイや該画像
素子アレイを選択的に駆動させる駆動用ＩＣ等が作動時
に熱を発生した場合、スペーサ及びベースプレートと断
熱部材との間に蓄熱部材を介在させる、或いはスペーサ
にパイプを設け、パイプ内に水やアルコール等の冷却媒
体を流通させておけば、画像素子アレイ等が発する熱は
蓄熱部材やパイプ中を流通する冷却媒体に吸収されてそ
のままベースプレートやレンズプレートに印加されるこ
とはなく、その結果、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することは皆無で、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載置され
ている画像素子アレイとを常に正確に位置合わせするこ
とができ、感光体面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断面図
である。

【図２】図１のＸーＸ線断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【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・・・・レンズプレート ３ａ・・・レンズ ４・・・・スペーサ ５・・・・感光体 ６・・・・断熱部材 ７・・・・蓄熱部材 ９・・・・パイプ

Claims (3)

【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、間にスペ
   ーサを挟み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、且つ前記スペーサ及びベー
   スプレートの外表面を断熱部材で被覆したことを特徴と
   する画像形成装置。
2. 【請求項２】前記断熱部材と少なくともベースプレート
   との間に蓄熱部材を介在させたことを特徴とする請求項
   １に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記スペーサに冷却媒体が流通するパイプ
   を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置。