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JP2958212B2 - 画像装置 - Google Patents

画像装置

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JP2958212B2
JP2958212B2 JP11988593A JP11988593A JP2958212B2 JP 2958212 B2 JP2958212 B2 JP 2958212B2 JP 11988593 A JP11988593 A JP 11988593A JP 11988593 A JP11988593 A JP 11988593A JP 2958212 B2 JP2958212 B2 JP 2958212B2
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lens
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俊次 村野
宏治 宮内
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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、支持
体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スペーサを介し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
イの発光ダイオード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。
【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 〜 7.5×10-6/ ℃であり、大きく
相違することからこの画像装置を画像形成装置に組み込
んで使用した際、レンズプレートとベースプレートの両
者に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】また従来の画像装置においてはスペーサに
複数個のレンズを支持す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実装されたベースプレートとを
個々に固定させて各レンズと各発光ダイオード素子アレ
イとを1対1に対応させており、スペーサにレンズプレ
ートを固定する際、或いはスペーサにベースプレートを
固定する際にレンズプレート及びベースプレートのいず
れか一方の固定位置にズレが発生すると発光ダイオード
素子アレイの各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結像させることが不可とな
り、その結果、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
ことができないという欠点も有していた。
【0007】更に上記従来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(CCD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
との位置ズレに起因して固体撮像素子アレイへの外部画
像の結像が不均一となり、固体撮像素子アレイに画像情
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。
【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正確に照射し、感光体に画像品質の
高い潜像を形成することができる、或いは外部画像をレ
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に対応する正確な電気信号
を発生させることができる生産性の良い画像装置を提供
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の画像装置は、複
数個のレンズが所定の間隔で直線状に配列支持されると
ともに該各レンズに対応する複数個の穴を有した長尺状
のカーボン繊維強化液晶ポリマー製レンズプレートと、
多数の画像素子アレイが直線状に配列実装された長尺状
のガラス製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に対応するようにして、間にスペーサ
を介し併設固定させた画像装置であって、前記複数個の
穴を有したレンズプレートは、その長手方向の熱膨張係
数をベースペレートと実質的に同一の値に設定すべく、
射出成形により、成形用材料の流動方向がレンズの配列
方向に対し同一方向となるようにして形成されており、
且つ前記スペーサを前記レンズプレートの幅方向の両側
にレンズプレートと一体成形で形成するとともに該スペ
ーサの下方に基準面を設け、この基準面に前記ベースプ
レートを当接位置決めさせたことを特徴とするものであ
る。
【0010】
【作用】本発明の画像装置によれば、複数個の穴を有し
たカーボン繊維強化液晶ポリマー製のレンズプレート
を、射出成形により、成形用材料の流動方向がレンズの
配列方向に対し同一方向となるように形成して、その長
手方向の熱膨張係数を画像素子アレイが実装されるガラ
ス製ベースプレートと実質的に同一の値に設定するよう
にしたことから、レンズプレートとベースプレートの両
者に熱が印加されてもレンズプレートとベースプレート
は略同一の量だけ熱膨張し、各レンズと各画像素子アレ
イとの間に位置ズレが発生することはない。従って、こ
の画像装置を光プリンタヘッド等の画像形成装置に使用
した場合、各レンズの中心を常に発光ダイオード素子ア
レイの中心に位置させるとともに各発光ダイオード素子
アレイの発光ダイオード素子が発する光を感光体の全面
に良好に照射されることが可能となり、感光体に鮮明
で、正確な潜像を形成することができる。また同時にこ
の画像装置をイメージセンサ等の画像読み取り装置等に
使用した場合、各レンズと各画像素子アレイとの間に位
置ズレがないことから外部画像をレンズを介して固体撮
像素子アレイの全面に正確に結像させることができ、固
体撮像素子アレイに外部画像に対応した正確な電気信号
を発生させることもできる。
【0011】また本発明の画像装置によれば、スペーサ
をレンズプレートと一体成形で形成するとともに下方に
基準面を設け、該基準面にベースプレートを当接位置決
めさせたことから、レンズプレートに支持させた各レン
ズとベースプレートに実装させた各画像素子アレイとを
簡単、且つ正確に1対1に対応させることができ、その
結果、画像形成装置として使用した際には発光ダイオー
ド素子が発する光をレンズを介して感光体面に正確に照
射し、感光体に画像品質の高い潜像を形成することが可
能となり、また画像読み取り装置に使用した際には外部
画像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に対応する正確な
電気信号を発生させることが可能となる。
【0012】
【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 はレンズプレート、3 はス
ペーサ、4 は発光ダイオード素子アレイ、5 はレンズで
ある。
【0013】前記ベースプレート1 は結晶化ガラスや石
英等の電気絶縁性で低熱膨張係数のガラス板から成り、
その上面に複数個の発光ダイオード素子アレイ4 が直線
状に配列実装されている。
【0014】前記ベースプレート1 は発光ダイオード素
子アレイ4 を支持する支持部材として作用する。
【0015】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4は複数個の発光ダイ
オード素子4aから成り、該発光ダイオード素子4a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6 表面に照射することによって感光体6 に画像
を形成するための潜像を形成する。
【0016】前記発光ダイオード素子4aはGaAsP
系、GaP系の発光ダイオードが使用され、例えば、G
aAsP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Ga
AsP(ガリウム−砒素−リン)の単結晶を成長させ、
次にGaAsP単結晶表面にSi3 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。
【0017】尚、前記発光ダイオード素子4a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4aを一単位とした発光ダイオード素子ア
レイ4 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4aがベースプレート1 上に配列され
ている。
【0018】また前記発光ダイオード素子アレイ4 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2 が併設されており、該レンズプレー
ト2には複数個の穴2aが直線状に配列・形成されている
とともに穴2aを塞ぐようにしてレンズ5 が樹脂等の接着
材を介して接着固定されている。
【0019】前記レンズプレート2 は上面に複数個のレ
ンズ5 を所定の間隔で支持する支持部材として作用し、
また穴2aは発光ダイオード素子アレイ4 の各発光ダイオ
ード素子4aが発する光をレンズ5 へ透過させる作用を為
す。
【0020】前記レンズプレート2 は、その長手方向の
熱膨張係数が発光ダイオード素子アレイ4 を実装するベ
ースプレート1 の熱膨張係数と実質的に同一である材
質、具体的にはカーボン繊維強化液晶ポリマーから成
り、レンズプレート2 の長手方向の熱膨張係数がベース
プレート1 の熱膨張係数と実質的に同一の値で、且つ小
さいことから、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2 とベースプレート1 の両者に熱
が印加されてもレンズプレート2 とベースプレート1 と
は略同一の少量だけ熱膨張して各レンズ5 と各発光ダイ
オード素子アレイ4との間に位置ズレが発生することは
なく、その結果、各発光ダイオード素子4aが発する光は
レンズ5 を介して感光体6 面に正確、且つ鮮明に結像
し、感光体5 に高品質の潜像を形成させることが可能と
なる。
【0021】前記レンズプレート2 は、カーボン繊維強
化液晶ポリマーを従来周知の射出成形法で所定形状に成
形することによって形成され、射出成形におけるカーボ
ン繊維強化液晶ポリマーの流動方向をレンズ5 の配列方
向に対し同一方向となしておくことにより、レンズプレ
ート2 の長手方向の熱膨張係数をベースプレート1 の熱
膨張係数に対し実質的に同一となすことができる。
【0022】また前記レンズプレート2 に支持された各
レンズ5 は各発光ダイオード素子4aが発する光を感光体
6 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。
【0023】尚、前記各レンズ5 はその外表面の一部を
レンズプレート2 にエポキシ樹脂系の弾性接着剤を介し
接着することによってレンズプレート2 に所定間隔で直
線状に接着される。
【0024】更に前記発光ダイオード素子アレイ4 が実
装されたベースプレート1 はレンズ5 が支持されている
レンズプレート2 に一体成形で形成されているスペーサ
3 に固定されることによって各発光ダイオード素子アレ
イ4 と各レンズ5 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。
【0025】前記スペーサ3 はカーボン繊維強化液晶ポ
リマーを従来周知の射出成形法を採用することによって
レンズプレート2 を形成する際に同時に一体的に形成さ
れ、この時、射出成形におけるカーボン繊維強化液晶ポ
リマーの流動方向をレンズ5の焦点方向に対し同一方向
となしておくとスペーサ3 の熱膨張係数が極めて小さな
値となり、電子写真式プリンタの光源として使用した際
にスペーサ3 に熱が印加されてもスペーサ3 は殆ど熱膨
張せず、その結果、レンズプレート2 とベースプレート
1 は常に同一の間隔で併設され、各発光ダイオード素子
4aの発する光をレンズ5 を介して感光体面に正確、且つ
鮮明に結像させることが可能となる。
【0026】また前記スペーサ3 はその下部に基準面3a
を有しており、該基準面3a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4 と各レンズ5 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。この場合、複数個のレ
ンズ5 を支持するレンズプレート2 はスペーサ3 に一体
成形で一体的に形成されており、スペーサ3 に多数の発
光ダイオード素子4 が実装されているベースプレート1
のみを固定するだけでレンズプレート2 に支持させた各
レンズ5 とベースプレート1 に実装させた各発光ダイオ
ード素子アレイ4 とを簡単、且つ正確に1対1に対応さ
せることができ、その結果、各発光ダイオード素子4aが
発する光をレンズ5 を介して感光体6 面に正確に照射
し、感光体6 に画像品質の高い潜像を形成することが可
能となる。
【0027】かくして、本発明の画像装置によればベー
スプレート1 に直線状に実装されている発光ダイオード
素子アレイ4 の各発光ダイオード素子4aに所定の電力を
印加して各発光ダイオード素子4aを個別に選択的に発光
させ、該各発光ダイオード素子4aが発光した光をベース
プレート1 を透過させるとともにレンズ5 を介して外部
の感光体6 面に結像させ、感光体6 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。
【0028】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、例えばベースプレート1 とレン
ズプレート2 との間で、且つ隣接する発光ダイオード素
子アレイ4 間に遮光板8 を配しておくと、各発光ダイオ
ード素子アレイ4 の発光ダイオード素子4aが発する光は
隣接する発光ダイオード素子アレイ4 側に漏れようとし
てもその漏れが前記遮光板8 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4 の発光ダイオード素
子4aが発する光はそれに1対1で対応するレンズ5 を介
してのみ感光体6 に照射結像され、感光体6 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可能となる。従って、前記ベース
プレート1 とレンズプレート2 との間で、且つ隣接する
発光ダイオード素子アレイ4 間には遮光板8 を配してお
くことが好ましい。
【0029】また前記遮光板8 は一体成形されているレ
ンズプレート2 とスペーサ3 に更に一体的に形成してお
くと遮光板8 の固定作業が省け、且つ遮光板8 を隣接す
る発光ダイオード素子アレイ4 間に正確に配することが
できる。従って、前記遮光板8 はレンズプレート2 及び
スペーサ3 とともに一体成形で一体的に形成しておくこ
とが好ましい。
【0030】更に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固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。
【0031】
【発明の効果】本発明の画像装置によれば、複数個の穴
を有したカーボン繊維強化液晶ポリマー製のレンズプレ
ートを、射出成形により、成形用材料の流動方向がレン
ズの配列方向に対し同一方向となるように形成して、そ
の長手方向の熱膨張係数を画像素子アレイが実装される
ガラス製ベースプレートと実質的に同一の値に設定する
ようにしたことから、レンズプレートとベースプレート
の両者に熱が印加されてもレンズプレートとベースプレ
ートは略同一の量だけ熱膨張し、各レンズと各画像素子
アレイとの間に位置ズレが発生することはない。従っ
て、この画像装置を光プリンタヘッド等の画像形成装置
に使用した場合、各レンズの中心を常に発光ダイオード
素子アレイの中心に位置させるとともに各発光ダイオー
ド素子アレイの発光ダイオード素子が発する光を感光体
の全面に良好に照射されることが可能となり、感光体に
鮮明で、正確な潜像を形成することができる。また同時
にこの画像装置をイメージセンサ等の画像読み取り装置
等に使用した場合、各レンズと各画像素子アレイとの間
に位置ズレがないことから外部画像をレンズを介して固
体撮像素子アレイの全面に正確に結像させることがで
き、固体撮像素子アレイに外部画像に対応した正確な電
気信号を発生させることもできる。
【0032】また本発明の画像装置によれば、スペーサ
をレンズプレートと一体成形で形成するとともに下方に
基準面を設け、該基準面にベースプレートを当接位置決
めさせたことから、レンズプレートに支持させた各レン
ズとベースプレートに実装させた各画像素子アレイとを
簡単、且つ正確に1対1に対応させることができ、その
結果、画像形成装置として使用した際には発光ダイオー
ド素子が発する光をレンズを介して感光体面に正確に照
射し、感光体に画像品質の高い潜像を形成することが可
能となり、また画像読み取り装置に使用した際には外部
画像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に対応する正確な
電気信号を発生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断面図で
ある。
【図2】図1のX−X線断面図である。
【符号の説明】
1 ・・・ベースプレート、2 ・・・レンズプレート、3
・・・スペーサ、3a・・・基準面、4 ・・・発光ダイオ
ード素子アレイ(画像素子アレイ)、4a・・・発光ダイ
オード素子、5 ・・・レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 33/00 H04N 1/036 A H04N 1/028 1/036 (56)参考文献 特開 平5−307140(JP,A) 特開 平1−264469(JP,A) 特開 平3−157602(JP,A) 特開 平4−336518(JP,A) 実開 昭63−169754(JP,U) 実開 昭58−128449(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 G02B 7/02 G02B 27/18 H01L 33/00 H04N 1/028 H04N 1/036

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数個のレンズが所定の間隔で直線状に配
    列支持されるとともに該各レンズに対応する複数個の穴
    を有した長尺状のカーボン繊維強化液晶ポリマー製レン
    ズプレートと、多数の画像素子アレイが直線状に配列実
    装された長尺状のガラス製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に対応するようにし
    て、間にスペーサを介し併設固定させた画像装置であっ
    て、 前記複数個の穴を有したレンズプレートは、その長手方
    向の熱膨張係数をベースペレートと実質的に同一の値に
    設定すべく、射出成形により、成形用材料の流動方向が
    レンズの配列方向に対し同一方向となるようにして形成
    されており、 且つ前記スペーサを前記レンズプレートの幅方向の両側
    にレンズプレートと一体成形で形成するとともに該スペ
    ーサの下方に基準面を設け、この基準面に前記ベースプ
    レートを当接位置決めさせたことを特徴とする画像装
    置。
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