JP2004082467A

JP2004082467A - System and method for assembling optical writing head

Info

Publication number: JP2004082467A
Application number: JP2002245441A
Authority: JP
Inventors: Masahide Wakizaka; 脇坂　政英
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical writing head exhibiting a high image quality by securing a rod lens array to a lens support with high linearity even when an inexpensive member is used. <P>SOLUTION: A rod lens array 14 is mounted on a lens receiving jig 11 having a longitudinal cut defined by high accuracy flat faces A and B making a right angle. Side face of the rod lens array 14 is applied tightly to the face A by performing evacuation through a suction hole 16 made in the face A of the lens receiving jig 11 using a vacuum unit 13. One lens face of the rod lens array 14 is then pressed by means of a presser 12 and the other lens face is applied tightly to the face B. Thereafter, face C of a lens support 15 is coated with adhesive and the lens support 15 is secured such that a prescribed distance X is set between the face C and the side face of the rod lens array 14 which is eventually secured fixedly to the lens support 15 by hardening the adhesive. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録方式により記録媒体に画像を形成する光書き込みヘッドの組立装置および組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真記録方式の画像記録装置では、基板上に直線的に配置されたＬＥＤ発光素子の光を、正立等倍のロッドレンズアレイを介して感光ドラムに照射して潜像を形成し、この潜像をトナーによって現像し、このトナーを紙に転写し、熱等によってトナーを紙に定着させることによって印字を行う。
【０００３】
図１は、従来の画像記録装置に搭載されるＬＥＤ光学系の光書き込みヘッドの長手方向に対して直交する方向（以下、短手方向という）の断面図である。チップ実装基板２０上に、発光素子を列状に配置した複数個のＬＥＤチップ２１が、走査方向に実装され、このＬＥＤチップ２１の発光素子が発光する光の光路上には、走査方向に長尺な正立等倍のロッドレンズアレイ２２が、樹脂ハウジング２３により固定されている。ロッドレンズアレイ２２上には、感光ドラム２４が設けられる。また、チップ実装基板２０の下地にはＬＥＤチップ２１の熱を放出するためのヒートシンク２５が設けられ、ハウジング２３とヒートシンク２５は、チップ実装基板２０を間に挟んで止め金具２６により固定されている。
【０００４】
ロッドレンズアレイ２２は、ＬＥＤチップ２１の発光素子の光を集光し、感光ドラム２４を露光して感光ドラムの表面に潜像を形成する。このロッドレンズアレイ２２は、非常に高い精度でハウジングに固定しなければ、画像品位を著しく低下させてしまう。
【０００５】
高解像度用のロッドレンズアレイは、焦点深度が非常に浅く、その値は６０μｍ前後である。したがって、ロッドレンズアレイの入射面または出射面の露光幅全域にわたる平坦性を非常に高い精度で維持しなければならない。図２は、ＬＥＤチップからの光がロッドレンズアレイを介して感光ドラムに照射された時の感光ドラム上のスポットサイズを示している。図２において、ＳはＬＥＤチップ２１の発光点からの光がロッドレンズアレイ２２を介して感光ドラム２４にベストフォーカスした時のスポットサイズの径であり、Ｔは、ロッドレンズアレイ２２が光軸に沿って感光ドラム２４の方向に平均ズレ量Ｒでずれたときの感光ドラム２４上のスポットサイズの径である。ロッドレンズアレイの入射面または出射面の露光幅全域にわたる平坦性の精度が悪い場合は、光書き込みヘッドの露光幅全域にわたって、フォーカスズレが感光ドラム２４の潜像スポットサイズの均一性に影響を及ぼし、画像の濃淡ムラを発生させてしまう。
【０００６】
また、ロッドレンズアレイを構成するロッドレンズの光軸の露光幅全域にわたる平行性、およびロッドレンズの光軸の、ＬＥＤチップ発光点におけるチップ実装基板面に対する直交性を高い精度で維持しなければ、ロッドレンズの光軸中心ズレにより、ロッドレンズの配置周期による光量周期ムラ、および空間結像位置の直線性の悪化を招いてしまう。
【０００７】
図３は、ロッドレンズの光軸中心がズレたときの結像位置ズレを示す図である。図３において、ロッドレンズアレイ２２が２点鎖線で示すように傾き、ロッドレンズアレイ２２のレンズの光軸中心が発光点位置からずれると、感光ドラム２４上に光軸中心からの結像位置ズレＹを生じる。図４は、ロッドレンズの光軸中心が発光点位置からズレたときの光量周期ムラの発生を示す図であり、光軸中心からの発光点のズレ量Δｙと光量レベルの関係を示している。レンズ配置周期による光量周期ムラの発生により、画像に濃淡が発生し、画像品位が著しく低下する。
【０００８】
また、ロッドレンズアレイの光軸に、発光点位置におけるチップ実装基板面に対しての直交性バラツキが発生すると、感光ドラムに書き込まれる潜像の直線性が低下する。
【０００９】
カラー印字の場合は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック用の４本のヘッドで書き込み、色を重ね合わせて多色を表現するため、４本のヘッド各々の潜像直線性にバラツキがある場合は、色の重ね合わせ位置が部分的にずれることにより、色再現性に支障を来たし、画像の色ムラを発生させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ロッドレンズアレイの配置位置精度が悪いと光書き込みヘッドの露光幅全域にわたり画像濃度の均一化に影響を与えてしまう。
【００１１】
したがって、光書き込みヘッドの露光幅全域にわたり均一光量とするためには、ロッドレンズアレイを保持する部材（以下、レンズ支持体という）にロッドレンズアレイを位置決め固定する際には、ロッドレンズの入射面または出射面の露光幅全域にわたる平坦性、ロッドレンズの光軸の露光幅全域にわたる平行性、およびロッドレンズの光軸のＬＥＤチップ発光点におけるチップ実装基板面に対する直交性の精度を高くしておく必要がある。
【００１２】
従来は、ロッドレンズアレイの固定には、射出成型された樹脂ハウジングに沿わせる構造が採用されてきたが、樹脂ハウジングでは、材料強度に起因した自己形状保持性能が低いため、ロッドレンズの入射面または出射面の露光幅全域にわたる平坦性、およびロッドレンズの光軸の露光幅全域にわたる平行性を高精度で保持することは困難であった。
【００１３】
そのために、レンズ支持体を鉄系金属材料または非鉄金属材料として強度を向上させ、このレンズ支持体にロッドレンズアレイを沿わせて、ロッドレンズアレイの搭載精度を向上させている。図５は、レンズ支持体にアルミを用いた光書き込みヘッドを示す図である。この光書き込みヘッドは、ロッドレンズアレイ３０と、ロッドレンズアレイ３０を保持するレンズ支持体３１と、基板台３２と、基板台３２に載置されるチップ実装基板３３と、チップ実装基板３３に実装されるＬＥＤチップ３４と、基板台３２に載置されるドライバ基板３５と、ドライバ基板３５からＬＥＤチップ３４に信号や電源を供給するフレキシブルケーブル３６などにより構成されている。
【００１４】
図６は、レンズ支持体にロッドレンズアレイを位置決めする際の構造側面図である。ロッドレンズアレイ３０の焦点距離方向の位置決めを図るために、ロッドレンズアレイ３０を押し当て基準バー３７にあてがい、押圧子３８の作用により、ロッドレンズアレイ３０を基準バー３７押し当て、ロッドレンズアレイ３０を基準バー３７の面精度に倣わせる。
【００１５】
ロッドレンズアレイ３０の短手方向の位置決めを図るために、押圧子３９の作用により、ロッドレンズアレイ３０をレンズ支持体３１のロッドレンズアレイ取り付け面に押し当て、ロッドレンズアレイ３０をレンズ支持体３１のロッドレンズアレイ取り付け面の面精度に倣わせる。
【００１６】
以上の工程により、ロッドレンズアレイ３０の取り付け精度を向上させている。この工程により、ロッドレンズアレイの取り付け精度を高めるためには、押し当て基準バーのロッドレンズアレイ当接面、およびレンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面は非常に高い面精度が必要とされる。
【００１７】
従来のロッドレンズアレイを樹脂ハウジングに固定する方法では、樹脂ハウジング自体の剛性不足に起因したハウジング歪みにより、ロッドレンズアレイの直線性が低下するという問題があったが、上述した工法では、このロッドレンズアレイの直線性が低下するという問題を解決できる。
【００１８】
しかしながら、上述した工法には、鉄系金属材料または非鉄金属材料で構成されるレンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面を高い精度で加工するために、高精度の平面研削が必要とされ、レンズ支持体の加工コストの増大を招くという問題があった。
【００１９】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、低コストの部材を用いても、ロッドレンズアレイを直線性良くレンズ支持体に取り付け固定できて、画像品位の高い光書き込みヘッドを得ることのできる光書き込みヘッドの組立装置および組立方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光書き込みヘッドの組立装置は、互いに直角をなす高精度の平坦性の第１の平面および第２の平面からなる切り欠きを長手方向に有し、切り欠きの第２の平面に、長手方向に所定の間隔で吸引穴を備えるレンズ受け治具と、第１の平面に垂直な方向に荷重作用する押圧子と、吸引穴から真空引きを行う真空装置とを備え、切り欠きにロッドレンズアレイを載置し、真空装置により吸引穴から真空引きを行ってロッドレンズアレイの一方の側面を第２の平面に密着させ、ロッドレンズアレイの一方のレンズ面に押圧子を押し当ててロッドレンズアレイの他方のレンズ面をレンズ受け治具の第１の平面に密着させ、ロッドレンズアレイを保持するための部材であるレンズ支持体を、レンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面とロッドレンズアレイの他方の側面との間の距離が所定の距離となるように固定し、レンズ支持体とロッドレンズアレイとの間の接着剤を硬化させてロッドレンズアレイをレンズ支持体に取り付け固定することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の光書き込みヘッドの組立方法は、高精度の平坦性を有する第１の平面にロッドレンズアレイを載置し、第１の平面と直角をなす、高精度の平坦性を有する第２の平面に設けられた吸引穴から真空引きを行ってロッドレンズアレイの一方の側面を第２の平面に密着させ、ロッドレンズアレイの一方のレンズ面に加重を加えて、ロッドレンズアレイの他方のレンズ面を第１の平面に密着させ、ロッドレンズアレイを保持するための部材であるレンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面に接着剤を塗布し、ロッドレンズアレイ取り付け面とロッドレンズアレイの他方の側面との間の距離が所定の距離となるようにレンズ支持体を固定し、接着剤を硬化させてロッドレンズアレイをレンズ支持体に取り付け固定することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図７は、本発明に係る光書き込みヘッドの組立装置の実施の形態を説明する図である。図７に示す光書き込みヘッドの組立装置は、ロッドレンズアレイ１４を載置するレンズ受け治具１１と、ロッドレンズアレイ１４をレンズ受け治具１１のＢ面に押し当てる押圧子１２と、レンズ受け治具１１のＡ面に配置してある吸引穴１６から真空引きを行う真空装置１３とにより構成されている。レンズ支持体１５は、光書き込みヘッドにおいて、ロッドレンズアレイ１４を保持するための部材である。レンズ支持体１５は、ロッドレンズアレイ１４との接着隙間Ｘが所定の距離となるように固定される。
【００２４】
図８は、ロッドレンズアレイをレンズ支持体に搭載する際に用いられるレンズ受け治具の斜視図である。レンズ受け治具１１のＡ面およびＢ面は高い平面精度で加工されている。レンズ受け治具１１のＡ面には、レンズ受け治具１１にロッドレンズアレイ１４を載置した際に、ロッドレンズアレイ１４をＡ面に吸着固定できるように、レンズ受け治具１１の長手方向全域にわたって１５〜３０ｍｍのピッチで、穴の径が０．５〜１．５ｍｍ（好ましくは１ｍｍ）である吸引穴１６が設けられている。この吸引穴１６には、真空ポンプなどの真空装置１３が接続される。
【００２５】
レンズ受け治具１１はアルミ等の金属材料で形成され、また、Ａ面とＢ面が交わる角部には、逃げ１７が設けられている。この逃げ１７は、Ａ面とＢ面が交わる角部の先端部分にわたるまで、高い平面度で加工することが困難であるために、凹ませて仕上げを避けるためのものである。
【００２６】
図７において、押圧子１２は、先端に弾性体を備える棒状の金属体である。押圧子１２は、図示しない駆動装置により駆動され、ロッドレンズアレイ１４の焦点距離方向の位置決めを行うために、レンズ受け治具１１のＢ面に垂直な方向に荷重作用する。押圧子１２によりロッドレンズアレイ１４に荷重を加えた時に、ロッドレンズアレイ１４のレンズ面を傷つけないように、押圧子１２は、先端に硬質ゴム等の弾性体を備えている。
【００２７】
押圧子１２は、１本または所定間隔に配置された複数本でもよい。また、押圧子１２は、ロッドレンズアレイの長手方向全域にわたって押し当てることができるように、長尺の板状の金属体でもよい。
【００２８】
次に、図７を用いてロッドレンズアレイをレンズ支持体に取り付け固定する方法について説明する。
【００２９】
まず、ロッドレンズアレイ１４をレンズ受け治具１１に載置した後、レンズ受け治具１１のＡ面に配置してある吸引穴１６から真空装置１３により真空引きを行って、負圧によりロッドレンズアレイ１４の側面（ロッドレンズの光軸に沿う側面）をレンズ受け治具１１のＡ面に密着させる。
【００３０】
次に、押圧子１２を降下させて、押圧子１２の先端をロッドレンズアレイ１４の一方のレンズ面に押し当て、ロッドレンズアレイ１４の他方のレンズ面をレンズ受け治具１１のＢ面に密着させる。押圧子１２が１本であるときは、ロッドレンズアレイ１４の長手方向全域にわたって所定の間隔で複数箇所を押し当てる。
【００３１】
このようにして、ロッドレンズアレイ１４を、高い平面度で加工されたレンズ受け治具１１のＡ面とＢ面に密着させて長手方向に沿わせることで、ロッドレンズアレイ１４をＡ面とＢ面の面精度に倣わせることができるので、ロッドレンズアレイ１４の配置直線性を向上させることができる。
【００３２】
次に、レンズ支持体１５のロッドレンズアレイ取り付け面であるＣ面に、接着剤を塗布する。レンズ支持体１５のＣ面とロッドレンズアレイ１４の側面（Ａ面に接していない側の側面）との間の接着隙間Ｘが０．５〜０．１ｍｍとなるように、レンズ支持体１５を固定し、レンズ支持体１５とロッドレンズアレイ１４との間の接着剤を硬化させる。なお、Ｃ面に塗布する接着剤の厚さは、レンズ支持体１５とロッドレンズアレイ１４との間に空隙が発生するのを防ぐため、接着隙間Ｘ以上であることが好ましい。
【００３３】
以上の工程により、ロッドレンズアレイ１４をレンズ支持体１５に取り付け固定する。
【００３４】
上述のように、ロッドレンズアレイ１４は、レンズ受け治具１１のＡ面およびＢ面に接していた面の平坦性が良くなるように矯正された後、接着剤により、レンズ支持体１５に取り付け固定される。すなわち、ロッドレンズアレイ１４は、ロッドレンズの入射面または出射面の露光幅全域にわたる平坦性、ロッドレンズの光軸の露光幅全域にわたる平行性、およびロッドレンズの光軸のＬＥＤチップ発光点におけるチップ実装基板面に対する直交性の精度を高くして、レンズ支持体１５に取り付けられる。
【００３５】
上述した方法によれば、ロッドレンズアレイとレンズ支持体との接着に際して、接着剤の厚みを、レンズ支持体とロッドレンズアレイとの間の接着隙間以上の厚みとしたことにより、レンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面の精度が悪くても、ロッドレンズアレイとレンズ支持体は接触せず、取り付け面精度の悪さを両者間の空隙の接着剤層で吸収できる。したがって、比較的面精度の悪いレンズ支持体を用いても、ロッドレンズアレイの搭載精度に影響を及ぼさない。すなわちレンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面は、高精度の平坦性が不要となるため、レンズ支持体は、例えば、アルミ押し出し材を機械加工不要で使用できるため、材料コストの低減が図れる。
【００３６】
本発明の組立装置および組立方法で作製した光書き込みヘッドは、レンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面の平坦性よりも、レンズ支持体に接していないロッドレンズアレイ側面（図７のＡ面に接していた側面）の平坦性が良いことが特徴となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ロッドレンズアレイの面平坦性をレンズ受け治具により矯正し、ロッドレンズアレイとレンズ支持体との間に接着隙間を設けて、レンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面の精度の悪さを接着剤層で吸収するため、レンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面の平坦性が悪くても、ロッドレンズアレイの搭載精度に影響を及ぼさずに、ロッドレンズアレイをレンズ支持体に取り付けることができる。したがって、レンズ支持体に高精度の平坦性が不要となるため、材料コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の画像記録装置に搭載されるＬＥＤ光学系の光書き込みヘッドの長手方向に対して直交する方向の断面図である。
【図２】ＬＥＤチップからの光がロッドレンズアレイを介して感光ドラムに照射された時の感光ドラム上のスポットサイズを示す図である。
【図３】ロッドレンズの光軸中心がズレたときの結像位置ズレを示す図である。
【図４】ロッドレンズの光軸中心が発光点位置からズレたときの光量周期ムラの発生を示す図である。
【図５】レンズ支持体にアルミを用いた光書き込みヘッドを示す図である。
【図６】レンズ支持体にロッドレンズアレイを位置決めする際の構造側面図である。
【図７】本発明に係る光書き込みヘッドの組立装置の実施の形態を説明する図である。
【図８】レンズ受け治具の斜視図である。
【符号の説明】
１１　レンズ受け治具
１２，３８，３９　押圧子
１３　真空装置
１４，２２，３０　ロッドレンズアレイ
１５，３１　レンズ支持体
１６　吸引穴
１７　逃げ
２０，３３　チップ実装基板
２１，３４　ＬＥＤチップ
２３　樹脂ハウジング
２４　感光ドラム
２５　ヒートシンク
２６　止め金具
３２　基板台
３５　ドライバ基板
３６　フレキシブルケーブル
３７　押し当て基準バー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical writing head assembling apparatus and an assembling method for forming an image on a recording medium by an electrophotographic recording method.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic recording type image recording apparatus, a latent image is formed by irradiating light from LED light emitting elements linearly arranged on a substrate to a photosensitive drum through an erecting equal-magnification rod lens array. Printing is performed by developing the latent image with toner, transferring the toner to paper, and fixing the toner to the paper by heat or the like.
[0003]
FIG. 1 is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the longitudinal direction of an optical writing head of an LED optical system mounted on a conventional image recording apparatus (hereinafter, referred to as a lateral direction). A plurality of LED chips 21 in which light emitting elements are arranged in a row are mounted on a chip mounting substrate 20 in the scanning direction. A rod lens array 22 of an erect and equal size is fixed by a resin housing 23. A photosensitive drum 24 is provided on the rod lens array 22. In addition, a heat sink 25 for releasing heat of the LED chip 21 is provided on a base of the chip mounting board 20, and the housing 23 and the heat sink 25 are fixed by a stopper 26 with the chip mounting board 20 interposed therebetween. .
[0004]
The rod lens array 22 collects light from the light emitting elements of the LED chip 21 and exposes the photosensitive drum 24 to form a latent image on the surface of the photosensitive drum. If the rod lens array 22 is not fixed to the housing with very high precision, the image quality will be significantly reduced.
[0005]
The rod lens array for high resolution has a very shallow depth of focus, and its value is around 60 μm. Therefore, the flatness over the entire exposure width of the entrance surface or the exit surface of the rod lens array must be maintained with extremely high accuracy. FIG. 2 shows a spot size on the photosensitive drum when light from the LED chip is irradiated on the photosensitive drum via the rod lens array. In FIG. 2, S is the spot size diameter when the light from the light emitting point of the LED chip 21 is best focused on the photosensitive drum 24 via the rod lens array 22, and T is the rod lens array 22 on the optical axis. Is the diameter of the spot size on the photosensitive drum 24 when it is shifted by an average deviation amount R in the direction of the photosensitive drum 24 along the axis. If the accuracy of the flatness over the entire exposure width of the incident surface or the exit surface of the rod lens array is poor, the focus shift affects the uniformity of the latent image spot size of the photosensitive drum 24 over the entire exposure width of the optical writing head. This causes image shading unevenness.
[0006]
In addition, if the parallelism of the optical axis of the rod lens constituting the rod lens array over the entire exposure width and the orthogonality of the optical axis of the rod lens to the chip mounting substrate surface at the LED chip light emitting point are maintained with high accuracy, The displacement of the center of the optical axis of the rod lens causes unevenness in the light amount cycle due to the arrangement cycle of the rod lens and deterioration of the linearity of the spatial imaging position.
[0007]
FIG. 3 is a diagram illustrating a deviation of an imaging position when the optical axis center of the rod lens is deviated. In FIG. 3, when the rod lens array 22 tilts as indicated by a two-dot chain line and the optical axis center of the lens of the rod lens array 22 deviates from the light emitting point position, the image forming position shifts from the optical axis center on the photosensitive drum 24. Yields Y. FIG. 4 is a diagram showing the occurrence of light amount cycle unevenness when the optical axis center of the rod lens is shifted from the light emitting point position, and shows the relationship between the light emitting point shift amount Δy from the optical axis center and the light amount level. . The occurrence of unevenness in the light amount cycle due to the lens arrangement cycle causes shading in the image, which significantly reduces the image quality.
[0008]
Further, when the optical axis of the rod lens array varies in orthogonality with respect to the chip mounting substrate surface at the light emitting point position, the linearity of the latent image written on the photosensitive drum decreases.
[0009]
In the case of color printing, writing is performed by four heads for yellow, magenta, cyan, and black, and multicolor is expressed by superimposing colors. Therefore, when the latent image linearity of each of the four heads varies, In addition, since the overlapping position of the colors is partially shifted, the color reproducibility is hindered, and color unevenness of the image occurs.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, if the positional accuracy of the rod lens array is poor, the uniformity of the image density is affected over the entire exposure width of the optical writing head.
[0011]
Therefore, in order to obtain a uniform light amount over the entire exposure width of the optical writing head, when positioning and fixing the rod lens array to a member holding the rod lens array (hereinafter, referred to as a lens support), the incident surface of the rod lens is required. Alternatively, the accuracy of the flatness of the emission surface over the entire exposure width, the parallelism of the optical axis of the rod lens over the entire exposure width, and the orthogonality of the optical axis of the rod lens to the chip mounting substrate surface at the light emitting point of the LED chip are increased. There is a need.
[0012]
Conventionally, the rod lens array has been fixed by an injection molded resin housing, but the resin housing has a low self-shape retention performance due to the material strength. Alternatively, it has been difficult to maintain the flatness of the exit surface over the entire exposure width and the parallelism of the optical axis of the rod lens over the entire exposure width with high accuracy.
[0013]
To this end, the strength of the lens support is improved by using a ferrous metal material or a non-ferrous metal material, and the rod lens array is arranged along the lens support to improve the mounting accuracy of the rod lens array. FIG. 5 is a diagram showing an optical writing head using aluminum for the lens support. The optical writing head includes a rod lens array 30, a lens support 31 holding the rod lens array 30, a substrate table 32, a chip mounting substrate 33 mounted on the substrate table 32, and a chip mounting substrate 33. An LED chip 34, a driver board 35 mounted on the board base 32, a flexible cable 36 for supplying a signal and power from the driver board 35 to the LED chip 34, and the like.
[0014]
FIG. 6 is a structural side view when the rod lens array is positioned on the lens support. In order to position the rod lens array 30 in the direction of the focal length, the rod lens array 30 is pressed against the reference bar 37, and the rod lens array 30 is pressed against the reference bar 37 by the action of the pressing element 38. To the surface accuracy of the reference bar 37.
[0015]
In order to position the rod lens array 30 in the short direction, the rod lens array 30 is pressed against the rod lens array mounting surface of the lens support 31 by the action of the pressing element 39, and the rod lens array 30 is moved to the lens support 31. To the surface accuracy of the rod lens array mounting surface.
[0016]
Through the above steps, the mounting accuracy of the rod lens array 30 is improved. In order to increase the mounting accuracy of the rod lens array by this step, the rod lens array contact surface of the pressing reference bar and the rod lens array mounting surface of the lens support need to have extremely high surface accuracy.
[0017]
In the conventional method of fixing the rod lens array to the resin housing, there is a problem that the linearity of the rod lens array is reduced due to housing distortion due to insufficient rigidity of the resin housing itself. The problem that the linearity of the lens array is reduced can be solved.
[0018]
However, the above-described method requires high-precision surface grinding in order to process the rod lens array mounting surface of the lens support made of a ferrous metal material or a non-ferrous metal material with high precision. There is a problem that the processing cost of the body is increased.
[0019]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object thereof is to make it possible to attach and fix a rod lens array to a lens support with good linearity even if a low-cost member is used. An object of the present invention is to provide an assembling apparatus and an assembling method of an optical writing head capable of obtaining a high-quality optical writing head.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The apparatus for assembling an optical writing head according to the present invention has a notch formed of a first plane and a second plane with high precision flatness at right angles to each other in the longitudinal direction. A lens receiving jig provided with suction holes at predetermined intervals in a longitudinal direction, a pressing element for applying a load in a direction perpendicular to the first plane, and a vacuum device for evacuating the suction holes; The lens array is placed, vacuum is drawn from the suction hole by a vacuum device, and one side of the rod lens array is brought into close contact with the second plane, and the pressing element is pressed against one lens surface of the rod lens array to push the rod. The other lens surface of the lens array is brought into close contact with the first plane of the lens receiving jig, and the lens support for holding the rod lens array is attached to the rod lens array mounting surface of the lens support and the rod. Fixing the distance between the lens array and the other side surface to be a predetermined distance, curing the adhesive between the lens support and the rod lens array, and fixing the rod lens array to the lens support. It is characterized by.
[0021]
Further, in the method of assembling the optical writing head according to the present invention, the rod lens array is placed on the first plane having high precision flatness, and the rod lens array is perpendicular to the first plane and has high precision flatness. A side surface of the rod lens array is brought into close contact with the second plane by evacuating from a suction hole provided in the second plane, and a weight is applied to one lens surface of the rod lens array to thereby apply a load to the other side of the rod lens array. Is adhered to the rod lens array mounting surface of the lens support, which is a member for holding the rod lens array, and the other of the rod lens array mounting surface and the rod lens array. The lens support is fixed so that the distance between the lens support and the side surface becomes a predetermined distance, and the rod lens array is fixed to the lens support by curing the adhesive. .
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment of an optical writing head assembling apparatus according to the present invention. The apparatus for assembling an optical writing head shown in FIG. 7 includes a lens receiving jig 11 on which a rod lens array 14 is placed, a pressing element 12 for pressing the rod lens array 14 against the surface B of the lens receiving jig 11, and a lens receiving jig. The vacuum apparatus 13 is configured to evacuate from the suction hole 16 arranged on the surface A of the jig 11. The lens support 15 is a member for holding the rod lens array 14 in the optical writing head. The lens support 15 is fixed such that an adhesive gap X with the rod lens array 14 is a predetermined distance.
[0024]
FIG. 8 is a perspective view of a lens receiving jig used when mounting the rod lens array on the lens support. The surface A and the surface B of the lens receiving jig 11 are processed with high plane accuracy. The longitudinal direction of the lens receiving jig 11 is set on the surface A of the lens receiving jig 11 so that the rod lens array 14 can be suction-fixed to the surface A when the rod lens array 14 is placed on the lens receiving jig 11. A suction hole 16 having a diameter of 0.5 to 1.5 mm (preferably 1 mm) is provided at a pitch of 15 to 30 mm over the entire area. A vacuum device 13 such as a vacuum pump is connected to the suction hole 16.
[0025]
The lens receiving jig 11 is formed of a metal material such as aluminum, and a relief 17 is provided at a corner where the A surface and the B surface intersect. The relief 17 is intended to be dented to avoid finishing because it is difficult to work with high flatness up to the tip of the corner where the A surface and the B surface intersect.
[0026]
In FIG. 7, the pressing element 12 is a rod-shaped metal body having an elastic body at the tip. The pressing element 12 is driven by a driving device (not shown), and applies a load in a direction perpendicular to the B surface of the lens receiving jig 11 in order to position the rod lens array 14 in the focal length direction. The pressing element 12 has an elastic body such as hard rubber at the tip so as not to damage the lens surface of the rod lens array 14 when a load is applied to the rod lens array 14 by the pressing element 12.
[0027]
The pressing element 12 may be a single pressing element or a plurality of pressing elements arranged at predetermined intervals. Further, the pressing element 12 may be a long plate-shaped metal body so that the pressing element 12 can be pressed over the entire area in the longitudinal direction of the rod lens array.
[0028]
Next, a method of attaching and fixing the rod lens array to the lens support will be described with reference to FIG.
[0029]
First, after the rod lens array 14 is placed on the lens receiving jig 11, a vacuum is drawn by the vacuum device 13 from the suction hole 16 arranged on the A surface of the lens receiving jig 11, and the rod lens is moved by negative pressure. The side surface of the array 14 (the side surface along the optical axis of the rod lens) is brought into close contact with the A surface of the lens receiving jig 11.
[0030]
Next, the pressing element 12 is lowered, the tip of the pressing element 12 is pressed against one lens surface of the rod lens array 14, and the other lens surface of the rod lens array 14 is brought into close contact with the B surface of the lens receiving jig 11. Let it. When the number of the pressing members 12 is one, a plurality of portions are pressed at predetermined intervals over the entire area of the rod lens array 14 in the longitudinal direction.
[0031]
In this manner, the rod lens array 14 is brought into close contact with the surfaces A and B of the lens receiving jig 11 processed with high flatness and along the longitudinal direction, so that the rod lens array 14 is Since the surface accuracy can be imitated, the linearity of arrangement of the rod lens array 14 can be improved.
[0032]
Next, an adhesive is applied to the C surface of the lens support 15 which is the rod lens array mounting surface. The lens support 15 is adjusted so that the adhesive gap X between the C surface of the lens support 15 and the side surface (the side surface not in contact with the A surface) of the rod lens array 14 is 0.5 to 0.1 mm. Then, the adhesive between the lens support 15 and the rod lens array 14 is cured. Note that the thickness of the adhesive applied to the C surface is preferably equal to or larger than the bonding gap X in order to prevent a gap from being generated between the lens support 15 and the rod lens array 14.
[0033]
Through the above steps, the rod lens array 14 is attached and fixed to the lens support 15.
[0034]
As described above, the rod lens array 14 is fixed to the lens support 15 with an adhesive after the rod lens array 14 has been corrected so as to improve the flatness of the surface in contact with the surface A and the surface B of the lens receiving jig 11. Fixed. That is, the rod lens array 14 has a flatness over the entire exposure width of the incident surface or the exit surface of the rod lens, a parallelism over the entire exposure width of the optical axis of the rod lens, and a chip at the LED chip light emitting point of the optical axis of the rod lens. It is attached to the lens support 15 with a high degree of orthogonality to the mounting board surface.
[0035]
According to the above-described method, when the rod lens array and the lens support are bonded, the thickness of the adhesive is set to be equal to or larger than the bonding gap between the lens support and the rod lens array, so that the lens support is Even if the accuracy of the mounting surface of the rod lens array is poor, the rod lens array and the lens support are not in contact with each other, and the poor mounting surface can be absorbed by the adhesive layer in the gap between them. Therefore, even if a lens support having relatively low surface accuracy is used, the mounting accuracy of the rod lens array is not affected. That is, the rod lens array mounting surface of the lens support does not require high-precision flatness, and the lens support can use, for example, an extruded aluminum material without the need for machining, thereby reducing material costs.
[0036]
The optical writing head manufactured by the assembling apparatus and the assembling method of the present invention has a rod lens array side surface (not in contact with the surface A in FIG. 7) which is not in contact with the lens support, due to the flatness of the rod lens array mounting surface of the lens support. The feature is that the flatness of the (side surface) was good.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the present invention corrects the flatness of the rod lens array by using a lens receiving jig, and provides an adhesive gap between the rod lens array and the lens support to provide a rod lens array of the lens support. The adhesive layer absorbs the poor precision of the mounting surface, so even if the flatness of the rod lens array mounting surface of the lens support is poor, the rod lens array can be mounted on the lens without affecting the mounting accuracy of the rod lens array. It can be attached to a support. Therefore, since high-precision flatness is not required for the lens support, material cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view in a direction orthogonal to a longitudinal direction of an optical writing head of an LED optical system mounted on a conventional image recording apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing a spot size on a photosensitive drum when light from an LED chip is irradiated on the photosensitive drum via a rod lens array.
FIG. 3 is a diagram illustrating a shift in an imaging position when the center of the optical axis of a rod lens is shifted.
FIG. 4 is a diagram illustrating the occurrence of light amount cycle unevenness when the optical axis center of a rod lens deviates from a light emitting point position.
FIG. 5 is a diagram showing an optical writing head using aluminum for a lens support.
FIG. 6 is a structural side view when positioning a rod lens array on a lens support.
FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment of an optical writing head assembling apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a lens receiving jig.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 11 Lens receiving jigs 12, 38, 39 Presser 13 Vacuum device 14, 22, 30 Rod lens array 15, 31 Lens support 16 Suction hole 17 Escape 20, 33 Chip mounting board 21, 34 LED chip 23 Resin housing 24 Photosensitive Drum 25 Heat sink 26 Stopper 32 Board base 35 Driver board 36 Flexible cable 37 Pressing reference bar

Claims

互いに直角をなす高精度の平坦性の第１の平面および第２の平面からなる切り欠きを長手方向に有し、前記切り欠きの第２の平面に、長手方向に所定の間隔で吸引穴を備えるレンズ受け治具と、
前記第１の平面に垂直な方向に荷重作用する押圧子と、
前記吸引穴から真空引きを行う真空装置とを備え、
前記切り欠きにロッドレンズアレイを載置し、前記真空装置により前記吸引穴から真空引きを行って前記ロッドレンズアレイの一方の側面を前記第２の平面に密着させ、前記ロッドレンズアレイの一方のレンズ面に前記押圧子を押し当てて前記ロッドレンズアレイの他方のレンズ面をレンズ受け治具の第１の平面に密着させ、前記ロッドレンズアレイを保持するための部材であるレンズ支持体を、レンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面と前記ロッドレンズアレイの他方の側面との間の距離が所定の距離となるように固定し、前記レンズ支持体と前記ロッドレンズアレイとの間の接着剤を硬化させて前記ロッドレンズアレイを前記レンズ支持体に取り付け固定することを特徴とする光書き込みヘッドの組立装置。A notch composed of a high-precision flatness first plane and a second plane perpendicular to each other is formed in the longitudinal direction, and suction holes are formed at predetermined intervals in the longitudinal direction in the second plane of the notch. A lens receiving jig to be provided,
A pressing element that applies a load in a direction perpendicular to the first plane;
A vacuum device for performing vacuum evacuation from the suction hole,
The rod lens array is placed in the notch, and the vacuum device is evacuated from the suction hole to bring one side of the rod lens array into close contact with the second plane. A lens support that is a member for holding the rod lens array, by pressing the pressing element against a lens surface to bring the other lens surface of the rod lens array into close contact with the first plane of the lens receiving jig, The distance between the rod lens array mounting surface of the lens support and the other side surface of the rod lens array is fixed so as to be a predetermined distance, and an adhesive between the lens support and the rod lens array is applied. An optical writing head assembling apparatus, wherein the rod lens array is fixed to the lens support by curing.

前記レンズ受け治具は、金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光書き込みヘッドの組立装置。The optical writing head assembling apparatus according to claim 1, wherein the lens receiving jig is formed of a metal material.

前記押圧子は、先端に弾性体を備える１本または所定間隔に配置された複数本の棒状の金属体、または長手方向に長尺の板状の金属体であることを特徴とする請求項１または２に記載の光書き込みヘッドの組立装置。The said pressing element is one or more rod-shaped metal bodies provided with the elastic body at the front-end | tip, or a plurality of bar-shaped metal bodies arrange | positioned at predetermined intervals, or a long plate-shaped metal body in a longitudinal direction, The characterized by the above-mentioned. 3. The optical writing head assembling apparatus according to 2.

前記レンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面と前記ロッドレンズアレイの他方の側面との間の距離は、０．５〜０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光書き込みヘッドの組立装置。The distance between the rod lens array mounting surface of the lens support and the other side surface of the rod lens array is 0.5 to 0.1 mm. Optical writing head assembly device.

前記吸引穴は、前記レンズ受け治具の第２の平面に長手方向全域にわたって１５〜３０ｍｍのピッチで設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光書き込みヘッドの組立装置。5. The optical writing head according to claim 1, wherein the suction holes are provided in a second plane of the lens receiving jig at a pitch of 15 to 30 mm over the entire area in the longitudinal direction. 6. Assembly equipment.

前記吸引穴は、穴の径が０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光書き込みヘッドの組立装置。6. The optical writing head assembling apparatus according to claim 1, wherein said suction hole has a diameter of 0.5 to 1.5 mm.

高精度の平坦性を有する第１の平面にロッドレンズアレイを載置し、
前記第１の平面と直角をなす、高精度の平坦性を有する第２の平面に設けられた吸引穴から真空引きを行って前記ロッドレンズアレイの一方の側面を前記第２の平面に密着させ、
前記ロッドレンズアレイの一方のレンズ面に加重を加えて、前記ロッドレンズアレイの他方のレンズ面を前記第１の平面に密着させ、
前記ロッドレンズアレイを保持するための部材であるレンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面に接着剤を塗布し、
前記ロッドレンズアレイ取り付け面と前記ロッドレンズアレイの他方の側面との間の距離が所定の距離となるように前記レンズ支持体を固定し、
前記接着剤を硬化させて前記ロッドレンズアレイを前記レンズ支持体に取り付け固定することを特徴とする光書き込みヘッドの組立方法。Placing the rod lens array on a first plane having high precision flatness,
One side of the rod lens array is brought into close contact with the second plane by evacuating from a suction hole provided in a second plane having a high precision flatness and forming a right angle with the first plane. ,
A weight is applied to one lens surface of the rod lens array to bring the other lens surface of the rod lens array into close contact with the first plane,
Applying an adhesive to a rod lens array mounting surface of a lens support that is a member for holding the rod lens array,
Fixing the lens support so that the distance between the rod lens array mounting surface and the other side surface of the rod lens array is a predetermined distance,
The method of assembling an optical writing head, wherein the rod lens array is fixed to the lens support by curing the adhesive.

前記レンズ支持体のロッドレンズアレイ取り付け面と前記ロッドレンズアレイの他方の側面との間の距離は、０．５〜０．１ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載の光書き込みヘッドの組立方法。The optical writing head according to claim 7, wherein a distance between the rod lens array mounting surface of the lens support and the other side surface of the rod lens array is 0.5 to 0.1 mm. Assembly method.

前記吸引穴は、前記レンズ受け治具の第２の平面に長手方向全域にわたって１５〜３０ｍｍのピッチで設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の光書き込みヘッドの組立方法。The method of assembling an optical writing head according to claim 7, wherein the suction holes are provided on a second plane of the lens receiving jig at a pitch of 15 to 30 mm over the entire area in the longitudinal direction.

前記吸引穴は、穴の径が０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の光書き込みヘッドの組立方法。The method for assembling an optical writing head according to any one of claims 7 to 9, wherein the suction hole has a diameter of 0.5 to 1.5 mm.