JPH081993A - 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を支持するレンズプレート
３と、上面に多数の発光ダイオード素子アレイ２及び該
発光ダイオード素子アレイ２を駆動させる駆動用ＩＣ５
が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と各発光ダイオード素子アレイ２とが
１対１に対応するよう併設固定させた画像形成装置であ
って、前記ベースプレート１の下面に熱伝導層１ａ及び
蓄熱層１ｂを順次被着させた。

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、上面に多数の発
光ダイオード素子アレイ及び該発光ダイオード素子アレ
イを駆動させる駆動用ＩＣが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、発光ダイオード素子アレイや該
発光ダイオード素子アレイを選択的に駆動させる駆動用
ＩＣ等が熱を発生した場合、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
という欠点を有していた。

【０００７】また同時に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た場
合、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】本発明は複数個のレンズ
を支持するレンズプレートと、上面に多数の画像素子ア
レイ及び該画像素子アレイを駆動させる駆動用ＩＣが載
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に対応するよう併設
固定させた画像形成装置であって、前記ベースプレート
の下面に熱伝導層及び蓄熱層を順次被着させたことを特
徴とするものである。

【００１０】また本発明は前記蓄熱層の画像素子アレイ
が対向する領域と駆動用ＩＣ素子が対向する領域を溝に
よって区分したことを特徴とするものである。

【００１１】更に本発明は前記レンズプレートとスペー
サの間に蓄熱層を介在させたことを特徴とするものであ
る。

【００１２】また更に本発明は前記スペーサ及びベース
プレートの外表面側に断熱部材を配置させたことを特徴
とするものである。

【００１３】

【作用】本発明の画像形成装置によれば、上面に多数の
画像素子アレイ及び該画像素子アレイを駆動させる駆動
用ＩＣが載置されたベースプレートの下面に熱伝導層及
び蓄熱層を順次被着させたことから、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が作
動時に熱を発生したとしてもその熱は熱伝導層を介して
蓄熱層に良好に吸収され、その結果、ベースプレートが
異常に熱膨張することはなく、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
素子アレイを常に正確に位置合わせすることが可能とな
って、感光体面に鮮明で正確な潜像を形成することがで
きる。

【００１４】また本発明の画像形成装置によれば、ベー
スプレートの下面に被着させた蓄熱層を溝によって画像
素子アレイが対向する領域と駆動用ＩＣ素子が対向する
領域とに区分しておけば作動時に駆動用ＩＣ素子が画像
素子アレイに比して多くの熱を発生したとしてもその熱
は駆動用ＩＣ素子が対向する領域に存在する蓄熱層に優
先的に効率良く吸収されてベースプレートが異常に熱膨
張することはなく、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
素子アレイとを常に正確に位置合わせすることができ、
これによって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。

【００１５】更に本発明の画像形成装置によれば、レン
ズプレートとスペーサとの間に蓄熱層を介在させておけ
ば、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が発する熱、或いは電子写真式プリン
タの定着器等の発する熱がレンズプレートに印加された
としてもその熱は蓄熱層に良好に吸収されて、レンズプ
レートが異常に熱膨張することはなく、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を常に正確に位置合わ
せすることができ、これによっても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。

【００１６】また更に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側に断熱部材を配
置させておけば、電子写真式プリンタの光源として使用
する際、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発する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。

【００１７】

【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。

【００１８】前記ベースプレート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と該発光ダイオード素子アレイ２を駆動する駆動
用ＩＣ５が載置されている。

【００１９】前記ベースプレート１は発光ダイオード素
子アレイ２及び駆動用ＩＣ５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。

【００２０】また前記ベースプレート１上に載置されて
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
部電気信号に対応する駆動用ＩＣ５の駆動によって個々
に選択的に発光し、発光した光を外部の感光体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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】また前記ベースプレート１はその下面に熱
伝導層１ａ及び蓄熱層１ｂが順次被着されており、該熱
伝導層１ａはベースプレート１上に載置されている発光
ダイオード素子アレイ２や駆動用ＩＣ５が作動時に発す
る熱を蓄熱層１ｂに伝達させる作用を為し、また蓄熱層
１ｂは熱伝導層１ａを介して伝達される発光ダイオード
素子アレイ２や駆動用ＩＣ５の熱を吸収蓄熱する作用を
為す。

【００２４】前記ベースプレート１はその下面に熱伝導
層１ａ及び蓄熱層１ｂが順次被着されていることからベ
ースプレート１上に載置されている発光ダイオード素子
アレイ２や駆動用ＩＣ５が熱を発生したとしてもその熱
は熱伝導層１ａを介して蓄熱層１ｂに良好に吸収され、
これによってベースプレート１に不要な熱が印加されベ
ースプレート１に異常な熱膨張を起こさせることはな
く、その結果、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は後述するレンズプレート３に
支持されているレンズ３ａに常に正確に位置合わせする
ことが可能となり、感光体Ｐ面に鮮明で正確な潜像を形
成することができる。

【００２５】尚、前記熱伝導層１ａはアルミニウム、
銅、鉄等の金属や高熱伝導性のセラミックスから成り接
着や押付けによってベースプレート１の下面に被着さ
れ、また蓄熱層１ｂは塩化カルシウムやガラス等から成
り、スパッタリング法等を採用することによって、或い
は薄板を接着剤で貼付することによって熱伝導層１ａの
下面に被着される。

【００２６】また前記ベースプレート１の下面に被着さ
せた蓄熱層１ｂは図３に示す如く、発光ダイオード素子
アレイ２の対向する領域Ｂと駆動用ＩＣ５の対向する領
域Ａとを溝６によって区分しておくと作動時に駆動用Ｉ
Ｃ素子５が発光ダイオード素子アレイ２に比して多くの
熱を発生したとしてもその熱は蓄熱層１ｂの駆動用ＩＣ
素子５が対向する領域Ｂに優先的に効率良く吸収される
こととなり、その結果、ベースプレート１が異常に熱膨
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３ａとをより正確に位置合わせするこ
とができ、感光体Ｐ面に鮮明で正確な潜像を形成するこ
とが可能となる。

【００２７】更に前記発光ダイオード素子アレイ２や駆
動用ＩＣ５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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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Ｐ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。

【００３１】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３ａ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。

【００３２】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。

【００３３】尚、前記一対のスペーサ４、４とレンズプ
レート３との間にガラスや塩化カルシウム等から成る蓄
熱層３ｂを介在させておくと、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ＩＣ５が発する熱、或いは電子写真式プリン
タの定着器等の発する熱がレンズプレート２に印加され
たとしてもその熱は蓄熱層３ｂに良好に吸収されて、レ
ンズプレート３が異常に熱膨張するのを防止することが
でき、その結果、レンズプレート３に支持されているレ
ンズ３ａとベースプレート１に載置されている発光ダイ
オード素子アレイ２とを常に正確に位置合わせすること
が可能となって感光体Ｐ面に鮮明で正確な潜像を形成す
ることができる。

【００３４】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
面に断熱部材７を配すると、電子写真式プリンタの光源
として使用する際、レンズプレート３とベースプレート
１の両者に電子写真式プリンタの定着器等の発する熱が
印加されようとしてもその熱は断熱部材７で遮断されて
レンズプレート３及びベースプレート１に印加されるこ
とはなく、その結果、レンズプレート３に支持されてい
るレンズ３ａとベースプレート１に載置されている発光
ダイオード素子アレイ２との位置合わせが常に正確とな
り、感光体Ｐ面に鮮明で正確な潜像を形成することが可
能となる。

【００３５】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に駆動用Ｉ
Ｃ５の駆動に伴って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Ｐ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。

【００３６】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。

【００３７】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、上面に
多数の画像素子アレイ及び該画像素子アレイを駆動させ
る駆動用ＩＣが載置されたベースプレートの下面に熱伝
導層及び蓄熱層を順次被着させたことから、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Ｉ
Ｃが作動時に熱を発生したとしてもその熱は熱伝導層を
介して蓄熱層に良好に吸収され、その結果、ベースプレ
ートが異常に熱膨張することはなく、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
る画像素子アレイを常に正確に位置合わせすることが可
能となって、感光体面に鮮明で正確な潜像を形成するこ
とができる。

【００３８】また本発明の画像形成装置によれば、ベー
スプレートの下面に被着させた蓄熱層を溝によって画像
素子アレイが対向する領域と駆動用ＩＣ素子が対向する
領域とに区分しておけば作動時に駆動用ＩＣ素子が画像
素子アレイに比して多くの熱を発生したとしてもその熱
は駆動用ＩＣ素子が対向する領域に存在する蓄熱層に優
先的に効率良く吸収されてベースプレートが異常に熱膨
張することはなく、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
素子アレイとを常に正確に位置合わせすることができ、
これによって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。

【００３９】更に本発明の画像形成装置によれば、レン
ズプレートとスペーサとの間に蓄熱層を介在させておけ
ば、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が発する熱、或いは電子写真式プリン
タの定着器等の発する熱がレンズプレートに印加された
としてもその熱は蓄熱層に良好に吸収されて、レンズプ
レートが異常に熱膨張することはなく、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を常に正確に位置合わ
せすることができ、これによっても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。

【００４０】また更に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側に断熱部材を配
置させておけば、電子写真式プリンタの光源として使用
する際、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発する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。

【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縦断面
図である。

【図２】図１の横断面図である。

【図３】図２の一部拡大断面図である。

【符号の説明】

１・・・・ベースプレート １ａ・・・熱伝導層 １ｂ・・・蓄熱層 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・・・・駆動用ＩＣ ６・・・・溝 ７・・・・断熱部材

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個のレンズを支持するレンズプレート
   と、上面に多数の画像素子アレイ及び該画像素子アレイ
   を駆動させる駆動用ＩＣが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に対応するよう併設固定させた画像形成装置で
   あって、前記ベースプレートの下面に熱伝導層及び蓄熱
   層を順次被着させたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記蓄熱層は画像素子アレイの対向する領
   域と駆動用ＩＣ素子の対向する領域が溝により区分され
   ている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】前記レンズプレートとスペーサの間に蓄熱
   層が介在されていることを特徴とする請求項１に記載の
   画像形成装置。
4. 【請求項４】前記スペーサ及びベースプレートの外表面
   側に断熱部材が配されていることを特徴とする請求項１
   に記載の画像形成装置。