(57)【特許請求の範囲】
【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したレンズアレイと、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、
前記ハウジングのレンズアレイが固定されている周囲の下面に、該ハウジングと同時形成され、且つ前記各発光ダイオード素子の近傍にまで延出して、前記多数の発光ダイオードからの直接光をレンズアレイに取り込む筒状の突起を設けるとともに、該筒状突起の先端面を、前記発光ダイオード素子アレイの幅方向に開口が拡がる傾斜面とし、該筒状突起の内面及傾斜面に光反射部材を取着したことを特徴とする画像形成装置。
【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、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レート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、発光ダイオード素子の発する光が広角度に放散されること、レンズアレイはその一端がハウジングの内面に対し略同一面となるようにしてハウジングに固定されており、レンズアレイの一端と発光ダイオード素子との間の距離が長いこと等から各発光ダイオード素子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を介し外部の感光体面に結像させて感光体に潜像を形成させる際、各発光ダイオード素子の発した光はその一部がハウジング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】
そこで上記欠点を解消するために本願出願人は先にハウジングのレンズアレイが固定されている周囲に各発光ダイオード素子の近傍にまで延出する筒状の突起を設け、該筒状突起でレンズアレイへの不要な光の入り込みを防止し、感光体に正確で鮮明な潜像を形成することができる画像形成装置を提案した。
【０００７】
しかしながら、この画像形成装置は筒状突起が各発光ダイオード素子の近傍にまで延出しているため感光体に潜像を形成する発光ダイオード素子からの直接光の一部が前記突起で遮断されてレンズアレイに入り込む量が少なくなり、その結果、感光体にエネルギー強度の強い潜像を形成することができず、プリンタの画像品質が低下するという欠点を誘発した。
【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、感光体にエネルギー強度の強い鮮明、且つ正確な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、ハウジングと、枠体内に複数個の棒状レンズを配列収容したレンズアレイと、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、
前記ハウジングのレンズアレイが固定されている周囲の下面に、該ハウジングと同時形成され、且つ前記各発光ダイオード素子の近傍にまで延出して、前記多数の発光ダイオードからの直接光をレンズアレイに取り込む筒状の突起を設けるとともに、該筒状突起の先端面を、前記発光ダイオード素子アレイの幅方向に開口が拡がる傾斜面とし、該筒状突起の内面及傾斜面に光反射部材を取着したことを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
更に本発明は前記筒状突起の径を発光ダイオード素子アレイの幅より小さくしたことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
本発明の画像形成装置によれば、ハウジングのレンズアレイが固定されている周囲に各発光ダイオード素子の近傍まで延出する筒状の突起を設け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て散乱したとしてもその散乱光はハウジングの突起で遮蔽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。
【００１２】
また本発明の画像形成装置によれば、筒状突起の内面に光反射部材を取着したことから筒状突起内に入り込む各発光ダイオード素子からの直接光の量が少なくなったとしてもその光量は光反射部材で反射を効果的に行わせることによって実質的に増大させることができ、これによって感光体に形成される潜像のエネルギー強度を強くし、プリンタの画像品質を極めて良好なものとなすことができる。
【００１３】
更に本発明の画像形成装置によれば、筒状突起の先端面を開口径が拡がる傾斜面とし、且つ該傾斜面に光反射部材を取着すれば筒状突起内に各発光ダイオード素子からの直接光をできる限り多く入り込ませることができ、これによっても感光体に形成される潜像のエネルギー強度を強くし、プリンタの画像品質を極めて良好なものとなすことができる。
【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。
【００１６】
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  が直線状に配列搭載されている。
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、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】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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剤を介し接合固定させることによって行われる。
【００２５】
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。
【００２６】
更に前記ハウジング４  はレンズアレイ３  が固定されている周囲に各発光ダイオード素子２ａの近傍にまで延出する筒状の突起８  が設けられており、該筒状突起８  の内面には光反射部材９  が取着されている。
【００２７】
前記ハウジング４  に設けた突起８  はその一端が発光ダイオード素子２ａの近傍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突起８  で遮蔽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。
【００２８】
尚、前記筒状の突起８  はポリカーボネート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ハウジング４  を形成する際に同時にレンズアレイ３  が固定される周囲に形成される。
【００２９】
また前記筒状の突起８  の内面には光反射部材９  が取着されており、該光反射部材９  は筒状突起８  が発光ダイオード素子２ａの近傍にまで延出していることに起因して筒状突起８  内に入り込む発光ダイオード素子２ａからの直接光の量が少なくなったとしても、その入り込んだ少量の直接光を効果的に反射させることによって光量を実質的に増大させる作用を為し、これによって感光体５  に形成される潜像のエネルギー強度を強くし、プリンタの画像品質を極めて良好なものとなすことができる。
【００３０】
前記光反射部材９  はアルミニウム、銅、クロム、金等から成り、筒状突起８  の内面にメッキや蒸着、スパッタリング等によって、或いは箔状のものを接着剤を介し貼着させることによって筒状突起８  の内面に取着される。
前記内面に光反射部材９  を取着した筒状突起８  はまた図２に示すように先端面を開口径が拡がる傾斜面Ａとし、且つ該傾斜面Ａに光反射部材９  を取着させておけば筒状突起８  内に発光ダイオード素子２ａからの直接光を多く入り込ませることができ、その結果、レンズアレイ３  を介して各発光ダイオード素子２ａからの直接光をその光量を大として感光体５  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とともに感光体５  に形成される潜像のエネルギー強度を強くし、プリンタの画像品質を極めて良好なものとなすことができる。
【００３２】
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せ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、該発光させ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。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、ハウジングのレンズアレイが固定されている周囲に各発光ダイオード素子の近傍まで延出する筒状の突起を設け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て散乱したとしてもその散乱光はハウジングの突起で遮蔽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、筒状突起の内面に光反射部材を取着したことから筒状突起内に入り込む各発光ダイオード素子からの直接光の量が少なくなったとしてもその光量は光反射部材で反射を効果的に行わせることによって実質的に増大させることができ、これによって感光体に形成される潜像のエネルギー強度を強くし、プリンタの画像品質を極めて良好なものとなすことができる。
【００３５】
更に本発明の画像形成装置によれば、筒状突起の先端面を開口径が拡がる傾斜面とし、且つ該傾斜面に光反射部材を取着すれば筒状突起内に各発光ダイオード素子からの直接光をできる限り多く入り込ませることができ、これによっても感光体に形成される潜像のエネルギー強度を強くし、プリンタの画像品質を極めて良好なものとなすことができる。
【００３６】
また更に本発明の画像形成装置によれば、前記筒状突起の径を発光ダイオード素子アレイの幅より小さくすれば筒状突起内に不要な光を除き、感光体に潜像を形成するに必要な直接光を多量に入り込ませることができ、これによっても感光体に形成される潜像のエネルギー強度を強くし、プリンタの画像品質を極めて良好なものとなすことができる。
【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】本発明の他の実施例を示す要部拡大断面図である。
【図３】従来の画像形成装置の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・ベースプレート
２・・・・発光ダイオード素子アレイ
２ａ・・・発光ダイオード素子
３・・・・レンズアレイ
４・・・・ハウジング
５・・・・感光体
８・・・・筒状の突起
９・・・・光反射部材
Ａ・・・・傾斜面
【図１】
0003550181.tif 000002
【図２】
0003550181.tif 000003
【図３】
0003550181.tif 000004