JPH0747711A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】感光体に不要な光が照射されるのを有効に防止
し、感光体に画像品質が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】ハウジング４と、枠体６内に複数個の棒状レン
ズ７を配列収容させたレンズアレイ３と、多数の発光ダ
イオード素子２ａを直線状に配列搭載させた発光ダイオ
ード素子アレイ２とから成り、前記ハウジング４にレン
ズアレイ３と発光ダイオード素子アレイ２とを、各発光
ダイオード素子２ａが各棒状レンズ７の光軸上に位置す
るように固定させて成る画像形成装置であって、前記レ
ンズアレイ３の枠体６を各発光ダイオード素子２ａの近
傍まで延出させた。

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など
の記録装置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（ＬＥＤ）を直線状に配
列搭載して成る光プリンタヘッド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としての光プリンタヘッドは通常、
図３に示すように電気絶縁性基板12上に複数個の発光ダ
イオード素子13a から成る発光ダイオード素子アレイ13
を直線状に配列搭載したベースプート11と、枠体15に棒
状のセルフフォーカシングレンズ16を２列に直線状に多
数個配置したレンズアレイ14と、ポリカーボネート樹脂
等から成るハウジング17とから構成されており、ハウジ
ング17にベースプレート11とレンズアレイ14とを、各発
光ダイオード素子13a が各棒状のセルフフォーカシング
レンズ16の光軸上に位置するように接着剤を介し固定す
ることによって製作されている。

【０００４】尚、かかる画像形成装置としての光プリン
タヘッドは発光ダイオード素子アレイ13の各発光ダイオ
ード素子13a 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13a が発光した光
をレンズアレイ14を介して外部の感光体18面に結像さ
せ、感光体18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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の画像形成装置においては、レンズアレイ14の開口角
が、レンズアレイ14に発光ダイオード素子13a の発した
光を多量に取り込ませるため20度程度と大きくなってい
ること、レンズアレイ14はその一端がハウジング17の内
面に対し略同一面となるようにしてハウジング17に固定
されており、レンズアレイ14の一端と発光ダイオード素
子13a との間の距離が長いこと等から各発光ダイオード
素子13a の個々に選択的に発光を起こさせ、その発光し
た光をレンズアレイ14を介し外部の感光体18面に結像さ
せて感光体18に潜像を形成させる際、各発光ダイオード
素子13a の発した光はその一部がハウジング17の内面に
照射されて散乱するとともにこれがレンズアレイ14に入
り込み、その結果、感光体にレンズアレイを介して不要
な光が照射され、感光体に正確で鮮明な潜像を形成する
ことができないという欠点を有していた。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は感光体に不要な光が照射されるのを有効
に防止し、感光体に画像品質が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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はハウジングと、
枠体内に複数個の棒状レンズを配列収容させたレンズア
レイと、多数の発光ダイオード素子を直線状に配列搭載
させた発光ダイオード素子アレイとから成り、前記ハウ
ジングにレンズアレイと発光ダイオード素子アレイと
を、各発光ダイオード素子が各棒状レンズの光軸上に位
置するように固定させて成る画像形成装置であって、前
記レンズアレイの枠体を各発光ダイオード素子の近傍ま
で延出させたことを特徴とするものである。

【０００８】また本発明の他の特徴は前記レンズアレイ
の枠体内面で、棒状レンズの配列方向に複数個の凹部を
設け、各凹部に棒状レンズを嵌め込んだことにある。

【０００９】更に本発明の他の特徴は前記レンズアレイ
の枠体内面に反射防止層もしくは反射防止溝を形成した
ことにある。

【００１０】

【作用】本発明の画像形成装置によればレンズアレイの
枠体を各発光ダイオード素子の近傍まで延出させたこと
から各発光ダイオード素子の発する光の一部がハウジン
グの内面に照射され散乱したとしてもその散乱光は枠体
の延出した部位で遮断されてレンズアレイに入り込むこ
とはなく、その結果、レンズアレイは散乱光を除く各発
光ダイオード素子からの直接光のみを感光体に良好に照
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。

【００１１】また本発明の画像形成装置によればレンズ
アレイの枠体内面で、棒状レンズの配列方向に複数個の
凹部を設けるとともに各凹部に棒状レンズを嵌め込んだ
ことから棒状レンズの配列方向における各棒状レンズ間
の遮光が枠体によって有効に行なわれ、その結果、棒状
レンズを伝わる光の一部が隣接する棒状レンズに入り込
むとともにこれが感光体に照射結像されて感光体に形成
される潜像ににじみを発生することはなく、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。

【００１２】更に本発明の画像形成装置によればレンズ
アレイの枠体内面に反射防止層もしくは反射防止溝を形
成したことから発光ダイオード素子の発する光を棒状レ
ンズを介して感光体に照射結像させる際、光の一部が棒
状レンズの外周から漏れ枠体で反射しようとしてもその
反射は有効に防止され、その結果、感光体には枠体で反
射した不要な光を除く各発光ダイオード素子からの直接
光のみが照射結像されることとなり、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。

【００１３】

【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は本発明の画像形成装置としての光プリンタヘ
ッドの一実施例を示し、1はベースプレート、2 は発光
ダイオード素子アレイ、3 はレンズアレイ、4 はハウジ
ングである。

【００１４】前記ベースプレート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。

【００１５】前記ペースプレート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1600℃）で焼成することによって製作される。

【００１６】また前記ベースプレート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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】前記レンズアレイ3 は枠体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、
枠体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、枠体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。

【００２１】前記発光ダイオード素子アレイ2 が搭載さ
れたベースプレート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。

【００２２】前記ハウジング4 へのベースプレート1 及
びレンズアレイ3 の固定はハウジング4 の下部内側に発
光ダイオード素子アレイ2 が搭載されたベースプレート
1 を、また上部にレンズアレイ3 をそれぞれエポキシ樹
脂から成る接着材を介し接合固定することによって行わ
れる。

【００２３】また前記レンズアレイ3 等が固定されるハ
ウジング4 はポリカーボネート樹脂から成り、従来周知
の樹脂成形法を採用することによって所定形状に形成さ
れる。

【００２４】更に前記レンズアレイ3 を構成する枠体6
はその一端がベースプレート1 に搭載されている発光ダ
イオード素子2aに近接するよう発光ダイオード素子2aの
近傍まで延出されている。

【００２５】前記レンズアレイ3 はその枠体6 の一端が
発光ダイオード素子2aの近傍にまで延出されていること
から各発光ダイオード素子2aを選択的に発光させ、その
光をレンズアレイ3 を介して感光体5 に照射させる際、
各発光ダイオード素子2aの発する光の一部がハウジング
4 の内面に照射され散乱したとしてもその散乱光は枠体
6 の延出した部位で遮断されてレンズアレイ3 に入り込
むことはなく、その結果、レンズアレイ3 には散乱光を
除く各発光ダイオード素子2aからの直接光のみが入り込
み、感光体5 に各発光ダイオード素子2aからの直接光の
みをレンズアレイ3 を介して良好に照射させ、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。

【００２６】尚、前記レンズプレート3 の枠体6 は発光
ダイオード素子2aとの距離ＴがＴ≦2mm となるように発
光ダイオード素子2aの近傍にまで延出させているとハウ
ジング４の内面で散乱した各発光ダイオード素子2aの光
をレンズアレイ3 内に入り込むのを皆無となすことがで
きる。従って、前記レンズプレート3 の枠体6 は発光ダ
イオード素子2aとの距離ＴがＴ≦2mm となるように発光
ダイオード素子2aの近傍にまで延出させておくことが好
ましい。

【００２７】また前記レンズアレイ3 の枠体6 は図２に
示すようにその内面でセルフフォーカシングレンズ7 の
配列方向に複数個の凹部6aを設けるとともに各凹部6aに
セルフフォーカシングレンズ7 を嵌め込んでおくと、セ
ルフフォーカシングレンズ7の配列方向における各セル
フフォーカシングレンズ7 間の遮光が枠体6 によって有
効に行なわれ、その結果、発光ダイオード素子2aの発し
た光をレンズアレイ3を介して感光体5 に照射結像させ
る際、セルフフォーカシングレンズ7 を伝わる光の一部
が隣接するセルフフォーカシングレンズ7 に入り込もう
としてもその入り込みは枠体6 によって有効に阻止さ
れ、これによって感光体5 には不要な光を除く発光ダイ
オード素子2aからの直接光のみが照射結像され、感光体
5 に極めて鮮明、且つ正確な潜像を形成することが可能
となる。従って、前記レンズアレイ3 はその枠体6 の内
面でセルフフォーカシングレンズ7 の配列方向に複数個
の凹部6aを設けるとともに各凹部6aにセルフフォーカシ
ングレンズ7 を嵌め込んで形成しておくことが好まし
い。

【００２８】更に前記レンズアレイ3 の枠体6 はその内
面に反射防止層、或いは反射防止溝を形成させておくと
発光ダイオード素子2aの発する光をセルフフォーカシン
グレンズ7 を介して感光体5 に照射結像させる際、光の
一部がセルフフォーカシングレンズ7 の外周から漏れ枠
体6 で反射しようとしてもその反射は有効に防止され、
その結果、感光体5 には枠体6 で反射した不要な光を除
く各発光ダイオード素子2aからの直接光のみが照射結像
されることとなり、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。従って、枠体6 での各発
光ダイオード素子2aの発する光の反射を有効に防止し、
感光体5 により鮮明な潜像を形成するには枠体6 の内面
に反射防止層を被着、或いは反射防止溝を形成させてお
くことが好ましい。

【００２９】前記枠体6 の内面に被着させる反射防止層
は例えば、黒の染料や顔料を枠体6の内面に染み込ませ
ることによって、或いは黒の染料や顔料を塗布したテー
プ、ビロード状の表面状態を持つ繊維質のテープ等から
成る膜を枠体6 の内面に接着させることによって枠体6
の内面に形成される。

【００３０】また前記枠体6 の内面に被着させる反射防
止溝はABS 樹脂やFRP 等の樹脂を従来周知の樹脂成形法
を採用することによって所定形状の枠体6 となす際、型
に予め凹凸を設けておくことによって枠体6 の内面に形
成され、その溝の深さは0.1乃至2mm の範囲となってい
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。

【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る。

【００３３】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、レンズ
アレイの枠体を各発光ダイオード素子の近傍まで延出さ
せたことから各発光ダイオード素子の発する光の一部が
ハウジングの内面に照射され散乱したとしてもその散乱
光は枠体の延出した部位で遮断されてレンズアレイに入
り込むことはなく、その結果、レンズアレイは散乱光を
除く各発光ダイオード素子からの直接光のみを感光体に
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。

【００３４】また本発明の画像形成装置によれば、レン
ズアレイの枠体内面で、棒状レンズの配列方向に複数個
の凹部を設けるとともに各凹部に棒状レンズを嵌め込ん
だことから棒状レンズの配列方向における各棒状レンズ
間の遮光が枠体によって有効に行なわれ、その結果、棒
状レンズを伝わる光の一部が隣接する棒状レンズに入り
込むとともにこれが感光体に照射結像されて感光体に形
成される潜像ににじみを発生することはなく、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。

【００３５】更に本発明の画像形成装置によれば、レン
ズアレイの枠体内面に反射防止層もしくは反射防止溝を
形成したことから発光ダイオード素子の発する光を棒状
レンズを介して感光体に照射結像させる際、光の一部が
棒状レンズの外周から漏れ枠体で反射しようとしてもそ
の反射は有効に防止され、その結果、感光体には枠体で
反射した不要な光を除く各発光ダイオード素子からの直
接光のみが照射結像されることとなり、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置としての光プリンタヘッ
ドの一実施例を示す断面図である。

【図２】図１に使用されるレンズアレイの一実施例を示
す部分拡大断面図である。

【図３】従来の光プリンタヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１・・・・ベースプレート ２・・・・発光ダイオードアレイ ２ａ・・・発光ダイオード ３・・・・レンズアレイ ４・・・・ハウジング ６・・・・枠体 ７・・・・棒状のレンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと、枠体内に複数個の棒状レン
   ズを配列収容させたレンズアレイと、多数の発光ダイオ
   ード素子を直線状に配列搭載させた発光ダイオード素子
   アレイとから成り、前記ハウジングにレンズアレイと発
   光ダイオード素子アレイとを、各発光ダイオード素子が
   各棒状レンズの光軸上に位置するように固定させて成る
   画像形成装置であって、前記レンズアレイの枠体を各発
   光ダイオード素子の近傍まで延出させたことを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】前記レンズアレイの枠体内面で棒状レンズ
   の配列方向に複数個の凹部を設け、各凹部に棒状レンズ
   を嵌め込んだ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】前記レンズアレイの枠体内面に反射防止層
   もしくは反射防止溝を形成したことを特徴とする請求項
   １もしくは請求項２に記載の画像形成装置。