JPH08282003A - 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】レンズプレート３ａとレンズカバー３ｃとの間
に複数個のレンズ３ｂを直線状に配列実装させたレンズ
部材３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、前記各レンズ３ｂの外周部にテーパー
部３ｄを設けるとともにレンズカバー３ｃにレンズ３の
外形寸法より小さい寸法の穴を有するテンプレート４を
取着し、前記レンズ３ｂのテーパー部３ｄをテンプレー
ト４の穴周辺部でレンズプレート３ａ側に押圧すること
によってレンズ３ｂをレンズプレート３ａ上に固定させ
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
いてもレンズの位置ズレに起因して固体撮像素子アレイ
に外部画像情報を正確に照射させることが不可となり、
固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できないという欠点を有す
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】本発明はレンズプレート
とレンズカバーとの間に複数個のレンズを直線状に配列
実装させたレンズ部材と、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、前記各レンズの外周部にテーパー
部を設けるとともにレンズカバーにレンズの外形寸法よ
り小さい寸法の穴を有するテンプレートを取着し、前記
レンズのテーパー部をテンプレートの穴周辺部でレンズ
プレート側に押圧することによってレンズをレンズプレ
ート上に固定させていることを特徴とするものである。

【００１０】また本発明は前記レンズ部材のレンズプレ
ート及びレンズカバーが透光性材料で形成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１１】更に本発明は前記レンズ部材のレンズプレ
ート表面で、隣接するレンズ間に遮光膜が被着されてい
ることを特徴とするものである。

【００１２】また更に本発明は前記レンズ部材のレンズ
カバー表面で、隣接するレンズ間に光量絞り膜が被着さ
れていることを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明の画像装置によれば、各レンズの外周部
にテーパー部を設けるとともにレンズカバーにレンズの
外形寸法より小さい寸法の穴を有するテンプレートを取
着し、前記レンズのテーパー部をテンプレートの穴周辺
部でレンズプレート側に押圧することによってレンズを
レンズプレート上に固定させたことからレンズの外形寸
法、テン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
所定位置に極めて正確に位置合わせされ、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
とが可能となり、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。

【００１４】また本発明の画像装置によれば、レンズ部
材を構成するレンズプレート及びレンズカバーが透光性
材料で形成されている場合、レンズプレートの表面で、
隣接するレンズ間に遮光膜を被着させる、或いはレンズ
カバーの表面で、隣接するレンズ間に光量絞り膜を被着
させることによって隣接する画像素子アレイ間の光の拡
散に伴う悪影響を有効に防止することができ、その結
果、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の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 はレンズ部材である。

【００１６】前記ベースプレート1 はカーボン繊維強化
液晶ポリマーや酸化アルミニウム質焼結体、結晶化ガラ
ス、石英、ガラスエポキシ樹脂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、例えば、
カーボン繊維強化液晶ポリマーから成る場合には射出成
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 上に配列実装さ
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。

【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 が併設されている。

【００２２】前記レンズ部材3 はレンズプレート3a、複
数個のレンズ3b及びレンズカバー3cとから成り、レンズ
プレート3aとレンズカバー3cを平行に併設させるととも
に相対向する複数箇所に穴31、32を形成しておき、該レ
ンズプレート3aとレンズカバー3cとの間で各穴31、32を
塞ぐようにレンズ3bを配置取着することによって形成さ
れている。

【００２３】前記レンズ部材3 のレンズプレート3a及び
レンズカバー3cは複数個のレンズ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31、32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へ入射させるとともにレンズ3bに入射された
光を外部の感光体Ｐに照射させる作用を為す。前記レン
ズプレート3a及びレンズカバー3cは、例えばガラスエポ
キシ樹脂等の材料で形成され、穴31、32はガラスエポキ
シ樹脂にドリル等により穴開け加工を施すことによって
形成される。

【００２４】尚、前記レンズ部材3 のレンズプレート3a
及びレンズカバー3cはそれをガラス、石英等の透光性材
料で形成しておくとレンズプレート3a及びレンズカバー
3cの各々に穴31、32を形成しておかなくても発光ダイオ
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へ入射させる、或いはレンズ3bに入射された
光を外部の感光体Ｐに照射させることができる。従っ
て、レンズプレート3a及びレンズカバー3cの構造を簡単
とし、且つ穴開け加工を不要として安価なものとなすに
はレンズプレート3a及びレンズカバー3cをガラスや石英
等の透光性材料で形成しておくことが好ましい。

【００２５】また前記レンズプレート3a及びレンズカバ
ー3cに支持された各レンズ3b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】前記レンズ3bのレンズプレート3a及びレン
ズカバー3c間への取着は、各レンズ3bの外周部にテーパ
ー部3dを設けるとともレンズカバー3cにレンズ3bの外形
寸法より小さい寸法の穴を有するテンプレート4 を取着
し、前記レンズ3bのテーパー部3dをテンプレート4 の穴
周辺部でレンズプレート3a側に押圧することによって行
われる。この場合、各レンズ3bはその位置がテンプレー
ト4 により規制されるためレンズプレート3aが平坦であ
っても、またテンプレート4 の穴の径に若干のバラツキ
を有していたとしてもレンズプレート3aの所定位置に極
めて正確に実装されることとなり、その結果、各レンズ
3bは発光ダイオード素子アレイ2 と正確に対向し、発光
ダイオード素子2aの発する光はレンズ3bを介して外部の
感光体Ｐ面に正確に照射され、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。

【００２７】前記テンプレート4 は例えば、カーボン繊
維強化液晶ポリマーやインバーと称される鋼で形成さ
れ、穴はエッチング加工法等、従来周知の穴開け加工法
を採用することによってテンプレート4 の所定位置にレ
ンズ3bの外形寸法より小さい寸法に形成される。

【００２８】また前記テンプレート4 は穴の周囲に切欠
部を設けておくとテンプレート4 の穴周辺部のバネ性が
良好となり、テンプレート4 の穴周辺部でレンズ3bを押
圧し、レンズ3bをレンズプレート3aの所定位置に実装さ
せる際、レンズ3bに過度の力が作用して破損等を発生さ
せることがなくなる。従って、前記テンプレート4 は穴
の周辺部に切欠部を設けておくことが好ましい。

【００２９】更に前記レンズプレート3a、レンズ3b及び
レンズカバー3cから成るレンズ部材3 は、レンズプレー
ト3aが透光性材料で形成されている場合、レンズプレー
ト3aの表面で、隣接するレンズ3b間に遮光膜5 を被着さ
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 と対応するレンズ3b側に漏れて入射されようとし
てもその入射は前記遮光膜5 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 で対応するレンズ3b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できる。従って、前記レンズ部材3
を構成するレンズプレート3aは透光性材料で形成されて
いる場合、レンズプレート3aの表面で、隣接するレンズ
3b間に遮光膜5 を被着させておくことが好ましい。

【００３０】また更に前記レンズ部材3 のレンズカバー
3cが透光性材料で形成されている場合、レンズカバー3c
の表面で、隣接するレンズ3 間に光量絞り膜6 を被着さ
せておくとレンズ3 を通過する光の広がりが前記光量絞
り膜6 によって制限され、その結果、感光体Ｐに発光ダ
イオード素子2aの発した光が重複して照射されることが
有効に防止され、感光体Ｐに白スジや黒スジを発生する
ことのない鮮明な潜像を形成することが可能となる。従
って、前記レンズ部材3 を構成するレンズカバー3cは透
光性材料で形成されている場合、レンズカバー3cの表面
で、隣接するレンズ3 間に光量絞り膜6 を被着させてお
くことが好ましい。

【００３１】また一方、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
が直線状に配列されているレンズ部材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7 、7 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3b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7 はその上部に第１位
置合わせ規準面7aを、下部に第２位置合わせ規準面7bを
有しており、スペーサ7 の第１位置合わせ規準面7aにレ
ンズ部材3 の下面を、第２位置合わせ規準面7b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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】

【発明の効果】本発明の画像装置によれば、各レンズの
外周部にテーパー部を設けるとともにレンズカバーにレ
ンズの外形寸法より小さい寸法の穴を有するテンプレー
トを取着し、前記レンズのテーパー部をテンプレートの
穴周辺部でレンズプレート側に押圧することによってレ
ンズをレンズプレート上に固定させたことからレンズの
外形寸法、テン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
ートの所定位置に極めて正確に位置合わせされ、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
せることが可能となり、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、レンズ部
材を構成するレンズプレート及びレンズカバーが透光性
材料で形成されている場合、レンズプレートの表面で、
隣接するレンズ間に遮光膜を被着させる、或いはレンズ
カバーの表面で、隣接するレンズ間に光量絞り膜を被着
させることによって隣接する画像素子アレイ間の光の拡
散に伴う悪影響を有効に防止することができ、その結
果、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の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断面図で
ある。

【図２】図１のＸーＸ線断面図である。

【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・・・・レンズプレート ３ｂ・・・・レンズ ３ｃ・・・・レンズカバー ３ｄ・・・・テーパー部 ４・・・・・テンプレート ５・・・・・遮光膜 ６・・・・・光量絞り膜 Ｐ・・・・・感光体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンズプレートとレンズカバーとの間に複
   数個のレンズを直線状に配列実装させたレンズ部材と、
   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
   各レンズの外周部にテーパー部を設けるとともにレンズ
   カバーにレンズの外形寸法より小さい寸法の穴を有する
   テンプレートを取着し、前記レンズのテーパー部をテン
   プレートの穴周辺部でレンズプレート側に押圧すること
   によってレンズをレンズプレート上に固定させているこ
   とを特徴とする画像装置。
2. 【請求項２】前記レンズ部材のレンズプレート及びレン
   ズカバーが透光性材料で形成されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の画像装置。
3. 【請求項３】前記レンズ部材のレンズプレート表面で、
   隣接するレンズ間に遮光膜が被着されていることを特徴
   とする請求項２に記載の画像装置。
4. 【請求項４】前記レンズ部材のレンズカバー表面で、隣
   接するレンズ間に光量絞り膜が被着されていることを特
   徴とする請求項２に記載の画像装置。