JP2017049322A - Optical device, image forming apparatus, and image reading device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光学装置、画像形成装置及び画像読取装置に関し、例えば、感光体に露光するプリントヘッドや、光学的に原稿を読取るイメージセンサヘッドを備える装置に適用し得る。 The present invention relates to an optical apparatus, an image forming apparatus, and an image reading apparatus, and can be applied to, for example, an apparatus including a print head that exposes a photosensitive member and an image sensor head that optically reads a document.
従来の電子写真式の画像形成装置では、感光体に光源としてのLEDの光を露光して静電潜像を形成するプリントヘッド(以下、「LEDヘッド」とも呼ぶ)が存在する。 In a conventional electrophotographic image forming apparatus, there is a print head (hereinafter also referred to as “LED head”) that forms an electrostatic latent image by exposing light of an LED as a light source to a photoreceptor.
従来のLEDヘッドとしては、例えば、屈折率分布型ロッドレンズを複数本列状に配列してすることより構成されたロッドレンズアレイを、レンズフォルダに固定したものがある。そして、従来のLEDヘッドでは、半導体発光素子をプリント配線基板上に列状に搭載する実装基板と対向するように、ロッドレンズアレイおよび実装基板各々が、レンズフォルダに固定されている。 As a conventional LED head, for example, there is one in which a rod lens array configured by arranging a plurality of gradient index rod lenses in a row is fixed to a lens folder. In the conventional LED head, the rod lens array and the mounting substrate are each fixed to the lens folder so as to face the mounting substrates on which the semiconductor light emitting elements are mounted in a row on the printed wiring board.
そして、従来のLEDヘッドにおけるロッドレンズアレイをレンズフォルダに固定する手段として、特許文献1の記載技術がある。特許文献1では、ロッドレンズアレイの反りや捩れを矯正した状態を保持して、短時間に接着可能な接着剤(例えばUV接着剤)を使用してレンズフォルダに装着(固定)している。 As a means for fixing a rod lens array in a conventional LED head to a lens folder, there is a technique described in Patent Document 1. In Patent Document 1, a rod lens array that has been warped and twisted is held and attached (fixed) to a lens folder using an adhesive (for example, UV adhesive) that can be bonded in a short time.
従来一般的に使用されるロッドレンズアレイは副走査方向の厚みが非常に薄い。そのため、従来のロッドレンズアレイを備える装置は、外力が加わった際、主走査方向を回転軸とする回転方向に対する矯正力がより必要となり、回転変位してしまう課題があった。また、従来のロッドレンズアレイを備える装置は材料が備える内在応力により主走査方向を回転軸とした方向に捩れが発生する傾向がある。すなわち、従来のロッドレンズアレイを備える装置では、上述の捩れ反力に対して十分矯正した状態を保持することができなかった。従来のロッドレンズアレイを備える装置では、主走査方向を回転軸とする方向に回転変位した場合、光軸が傾いてしまうため、副走査方向の像ずれが生じてしまう。また、従来のロッドレンズアレイを備える装置では、主走査方向を回転軸とする方向に回転変位した場合、ロッドレンズアレイと半導体発光素子間や、ロッドレンズアレイと半導体受光素子間の光学損失が増加する。その結果、従来のロッドレンズアレイを適用した画像形成装置や画像読取装置では性能低下(例えば、画像形成装置における印刷品質低下や、画像読取装置での読取品質の低下)が発生する場合があった。 Conventionally, a rod lens array generally used has a very thin thickness in the sub-scanning direction. For this reason, when a device including a conventional rod lens array is subjected to an external force, a correction force with respect to the rotation direction with the main scanning direction as the rotation axis is required, which causes a problem of rotational displacement. In addition, the conventional device including the rod lens array tends to be twisted in the direction with the main scanning direction as the rotation axis due to the inherent stress of the material. That is, in a device provided with a conventional rod lens array, a state in which the above-described twist reaction force is sufficiently corrected cannot be maintained. In a conventional apparatus including a rod lens array, when the main scanning direction is rotationally displaced in the direction of the rotation axis, the optical axis is inclined, and thus an image shift in the sub-scanning direction occurs. In addition, in a conventional apparatus including a rod lens array, when the main scanning direction is rotated and displaced in the direction about the rotation axis, the optical loss between the rod lens array and the semiconductor light emitting element or between the rod lens array and the semiconductor light receiving element increases. To do. As a result, performance degradation (for example, print quality degradation in the image forming apparatus or degradation in reading quality in the image reading apparatus) may occur in the image forming apparatus or image reading apparatus to which the conventional rod lens array is applied. .
以上のような問題に鑑みて、ロッドレンズアレイを安定的に装着させることができる光学装置(例えば、プリントヘッドやイメージスキャナヘッド)、画像形成装置及び画像読取装置が望まれている。 In view of the above problems, an optical device (for example, a print head or an image scanner head), an image forming apparatus, and an image reading apparatus capable of stably mounting a rod lens array are desired.
第1の本発明は、ロッドレンズアレイを、レンズフォルダへ装着することにより構成される光学装置において、前記ロッドレンズアレイの長手方向における各側面の少なくとも一箇所に、当該ロッドレンズアレイの位置を規制する規制部が形成されており、それぞれの前記規制部の高さが前記ロッドレンズアレイの高さの半分以上となっていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in the optical device configured by mounting the rod lens array to a lens holder, the position of the rod lens array is regulated at least at one position on each side surface in the longitudinal direction of the rod lens array. The regulation part to be formed is formed, The height of each said regulation part is more than half of the height of the said rod lens array, It is characterized by the above-mentioned.
第2の本発明は、感光体に露光するプリントヘッドを備える画像形成装置において、前記プリントヘッドとして第1の本発明の光学装置を適用したことを特徴とする画像形成装置。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus comprising a print head that exposes a photosensitive member, the optical apparatus according to the first aspect of the present invention is applied as the print head.
第3の本発明は、原稿を読取るイメージセンサヘッドを備える画像読取装置において、前記イメージセンサヘッドとして第1の本発明の光学装置を適用したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in an image reading apparatus including an image sensor head for reading a document, the optical apparatus according to the first aspect of the present invention is applied as the image sensor head.
本発明によれば、ロッドレンズアレイを安定的に装着させることができる光学装置、画像形成装置及び画像読取装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical device, an image forming apparatus, and an image reading apparatus capable of stably mounting a rod lens array.
(A)第1の実施形態
以下、本発明による光学装置及び画像形成装置の第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第1の実施形態では、本発明の光学装置及び画像形成装置をプリントヘッド及びLEDプリンタ(プリントヘッドを備えるLEDプリンタ)に適用した例について説明する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of an optical device and an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the first embodiment, an example in which the optical apparatus and the image forming apparatus of the present invention are applied to a print head and an LED printer (an LED printer including a print head) will be described.
(A−1)第1の実施形態の構成
図13は、第1の実施形態に係るLEDプリンタ501の概略断面図である。
(A-1) Configuration of First Embodiment FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an LED printer 501 according to the first embodiment.
図13に示すように、LEDプリンタ501は、イエロー(以下、単に「Y」とも呼ぶ)、マゼンタ(以下、単に「M」とも呼ぶ)、シアン(以下、単に「C」とも呼ぶ)、及びブラック(以下、単に「K」とも呼ぶ)の各色の画像を、電子写真方式を用いて形成する4つのプロセスユニット502〜505を有している。プロセスユニット502〜505は、記録媒体506の搬送経路507に沿ってタンデムに配置されている。各プロセスユニット502〜505は、像担持体としての感光ドラム508と、感光ドラム508の表面を帯電させる帯電装置509と、帯電された感光ドラム508の表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置510とを有している。この露光装置510には、後述するプリントヘッド101が備えられている。
As shown in FIG. 13, the LED printer 501 includes yellow (hereinafter also simply referred to as “Y”), magenta (hereinafter also simply referred to as “M”), cyan (hereinafter also simply referred to as “C”), and black. It has four process units 502 to 505 for forming images of each color (hereinafter also simply referred to as “K”) using an electrophotographic method. The process units 502 to 505 are arranged in tandem along the
LEDプリンタ501内は、静電潜像が形成された感光ドラム508の表面にトナーを搬送する現像装置511と、感光ドラム508の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置512とを有している。なお、感光ドラム508は図示しない駆動源およびギヤ等からなる駆動機構によって回転する。また、LEDプリンタ501は用紙等の記録媒体506を収納する用紙カセット513と、記録媒体506を1枚ずつ分離して繰り出すためのホッピングローラ514とを有している。ホッピングローラ514の搬送方向下流側には、ピンチローラ515、516と、記録媒体506の斜行を修正してプロセスユニット502〜505に搬送するレジストローラ517、518が備えられている。ホッピングローラ514およびレジストローラ517、518は、図示しない駆動源に連動して回転する。 The LED printer 501 includes a developing device 511 that conveys toner to the surface of the photosensitive drum 508 on which the electrostatic latent image is formed, and a cleaning device 512 that removes toner remaining on the surface of the photosensitive drum 508. . The photosensitive drum 508 is rotated by a driving mechanism including a driving source and gears (not shown). The LED printer 501 also includes a paper cassette 513 for storing a recording medium 506 such as paper, and a hopping roller 514 for separating and feeding out the recording media 506 one by one. On the downstream side of the hopping roller 514 in the conveyance direction, there are provided pinch rollers 515 and 516 and registration rollers 517 and 518 that correct the skew of the recording medium 506 and convey it to the process units 502 to 505. Hopping roller 514 and registration rollers 517 and 518 rotate in conjunction with a drive source (not shown).
また、LEDプリンタ501は、感光ドラム508に対向配置された転写ローラ519を有している。転写ローラ519は、例えば、半導電性のゴム等から構成されている。LEDプリンタ501では、感光ドラム508表面に形成されたトナー像を記録媒体506上に転写させるように、感光ドラム508の電位と転写ローラ519の電位が設定されている。さらに、画像形成装置は、記録媒体506を排出するための排出ローラ520、521、522、523を有している。
Further, the LED printer 501 has a
用紙カセット513に積載された記録媒体506はホッピングローラ514により1枚ずつ分離され繰り出される。記録媒体506は、レジストローラ517、518、及びピンチローラ515、516を通過してプロセスユニット502〜505の順に通過する。各プロセスユニット502〜505において、記録媒体506は、感光ドラム508と転写ローラ519の間を通過して、各色のトナー像が順に転写され、定着装置524によって加熱および加圧されて各色のトナー像が記録媒体506に定着される。その後、記録媒体506は、排出ローラ520〜523によってスタッカ525に排出される。
The recording media 506 loaded on the paper cassette 513 are separated and fed out one by one by a hopping roller 514. The recording medium 506 passes through the registration rollers 517 and 518 and the pinch rollers 515 and 516 and passes through the process units 502 to 505 in this order. In each of the process units 502 to 505, the recording medium 506 passes between the photosensitive drum 508 and the
次に、露光装置510が備えるプリントヘッド101の詳細構成について説明する。
Next, a detailed configuration of the
図1は、プリントヘッド101の構造について示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of the
図1(a)は、プリントヘッド101を取り外した状態で示す斜視図である。
FIG. 1A is a perspective view showing the
図1(b)は、図1(a)のX−X’線間の断面図である。図1(c)は、プリントヘッド101の一部を拡大して示す図(斜視図)である。
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line X-X ′ of FIG. FIG. 1C is an enlarged view (perspective view) showing a part of the
図1に示すように、ロッドレンズアレイ102では、屈折率分布型ロッドレンズ(以下「ロッドレンズ」と呼ぶ)102−1が略直線状に配列されている。そして、ロッドレンズアレイ102では、略直線状に配列されたロッドレンズ102−1を、2枚の側板102−2で挟持した構造となっている。また、ロッドレンズアレイ102では、略直線状に配列されたロッドレンズ102−1と側板102−2間に生じる空隙に、充填接着剤102−3が充填されている。さらに、ロッドレンズアレイ102は、レンズフォルダ105に、UV接着剤118等を用いて固定されている。さらにまた、ロッドレンズアレイ102の位置や姿勢はUV硬化剤106により規制されている。
As shown in FIG. 1, in the
なお、以下では、ロッドレンズアレイ102の長手方向を主走査方向と呼び、ロッドレンズアレイ102の短手方向を副走査方向と呼ぶものとする。
Hereinafter, the longitudinal direction of the
ロッドレンズ102−1は、例えばガラス材料を用いて構成することができる。また、側板102−2例えばFRPを用いて構成することができる。さらに、充填接着剤102−3例えばエポキシを用いて構成することができる。レンズフォルダ105は、例えば板金を用いて構成することができる。UV硬化剤106は、例えばアクリル樹脂等のUV硬化型の樹脂を用いて構成することができる。UV接着剤107は、例えばアクリル樹脂等のUV硬化型の樹脂を用いて構成することができる。
The rod lens 102-1 can be configured using, for example, a glass material. Moreover, it can comprise using the side plate 102-2, for example, FRP. Furthermore, it can comprise using the filling adhesive 102-3, for example, an epoxy. The
UV接着剤107は、主として、ロッドレンズアレイ102とレンズフォルダ105とを固定(接着)する固定部としての機能を担っている。そして、UV硬化剤106は、主としてロッドレンズアレイ102の変位(例えば、回転変異)を規制するための規制部としての機能を担っている。したがって、UV接着剤107とUV硬化剤106とは上述の機能に適した材料を適用する必要がある。なお、UV硬化剤106のヤング率は180MPa以上、UV接着剤107のヤング率は180MPa以下であるものとする。なお、UV硬化剤106の接着強度ガラス/SUSが8Mpa以上あり、かつロッドレンズアレイ102及びレンズフォルダ105の熱膨張係数比率が50%以内である場合は、UV接着剤107にUV硬化剤106と同様の材料を用いるようにしてもよい。
The UV adhesive 107 mainly functions as a fixing unit that fixes (adheres) the
なお、図1では、ロッドレンズアレイ102の光軸方向(図1(b)の矢印Zの方向)の寸法を「高さ」とも呼ぶものとする。また、以下では、プリントヘッド101の構成を説明する際に、図1の方から見た場合の上方向(図1の矢印Z1の方向)を上方向と呼び、その逆の方向を下方向と呼ぶものとする。また、以下では、ロッドレンズアレイ102の各側板102−2により形成される長手方向の面(図1(b)に示す面D)を側面と呼ぶものとする。ロッドレンズアレイ102には、2枚の側板102−2が配置されているので、側面が2つ存在することになる。以下では、この2枚の側板102−2に形成される2つの側面を併せて両側面とも呼ぶものとする。
In FIG. 1, the dimension of the
図1(b)では、UV硬化剤106の高さ(ロッドレンズアレイ102を固定する高さ)をH2と図示している。また、図1(b)では、ロッドレンズアレイ102高さをH1と図示している。ここでは、H2は、ロッドレンズアレイ102の高さH1の半分以上であるものとして説明する。なお、UV硬化剤106は、ロッドレンズアレイ102の両側面の対称位置に形成されていることが望ましい。
In FIG. 1B, the height of the UV curing agent 106 (the height at which the
UV硬化剤106の主走査方向の位置は、ロッドレンズアレイ102の主走査方向全幅における中心近傍であることが望ましい。また、図1に示すように、UV接着剤107は、ロッドレンズアレイ102の主走査方向全幅に亘って点在している。図1では、UV接着剤107は、ロッドレンズアレイ102の片面に4か所ずつUV接着剤107が配置されている。なお、UV接着剤107は、ロッドレンズアレイ102の両側面の対称位置に形成されていることが望ましい。ロッドレンズアレイ102は、UV接着剤107により、高さ方向(光軸方向)及び副走査方向の反り等が矯正される。
The position of the
ロッドレンズアレイ102をレンズフォルダ105に固定する高さ方向の位置は、感光ドラム508の表面とロッドレンズアレイ102上面との間の距離が焦点距離Li(Liは、ロッドレンズアレイ102の上側の焦点距離)となる位置であるものとする。ロッドレンズアレイ102の光軸は、半導体発光素子103の発光面に対して垂直となるように冶具により矯正された状態でレンズフォルダ105に装着されることが望ましい。
The position in the height direction for fixing the
また、プリントヘッド101には、ロッドレンズアレイ102を挿入するための開口スリット108が設けられている。プリントヘッド101では、ロッドレンズアレイ102が開口スリット108に挿入された状態で装着される。
The
半導体発光素子103は、例えば、例えばGaAsを主材料とする単結晶半導体よりなる発光ダイオード等を用いて構成することができる。また、半導体発光素子103は、プリント配線基板104上に、ダイボンペースト(例えば、Agペースト等の導電性ペースト、あるいはエポキシ接着剤等の絶縁ペースト)等の接着剤を用いて固定されている。さらに、プリント配線基板104は、ロッドレンズアレイ102の下側で、レンズフォルダ105に固定されている。
The semiconductor
プリントヘッド101では、ロッドレンズアレイ102下面から焦点距離Lo(Loは、ロッドレンズアレイ102の下側の焦点距離)となる位置に半導体発光素子103表面(プリント配線基板104の上面)が位置するように配置されている。プリント配線基板104は、レンズフォルダ105に接着剤等を用いて固定されている。
In the
なお、プリント配線基板104をレンズフォルダ105に固定する手段については限定されないものである。例えば、レンズフォルダ105にプリント配線基板104を固定する部材(例えば、図示しないプリント配線基板104当接面とプリント配線基板104裏面方向(下方向)からプリント配線基板104を挟持する部材)を設けて、当該部分にプリント配線基板104を固定するようにしてもよい。
The means for fixing the printed
次に、ロッドレンズアレイ102と半導体発光素子103との間の位置調整について説明する。ロッドレンズアレイ102と半導体発光素子103との間の副走査方の位置ずれが所定以下(例えば、中心位置のずれが50μm以下)であれば、副走査方向の位置調整をすることなくプリント配線基板104をレンズフォルダ105へ固定するようにしてもよい。一方、ロッドレンズアレイ102と半導体発光素子103との間の位置ずれが所定より大きい(例えば、中心位置のずれが50μmより大きい)場合には、副走査方向の位置調整を行い、位置ずれが所定以下(例えば、中心位置のずれが50μm以下)となるようにプリント配線基板104をレンズフォルダ105へ固定することが望ましい。
Next, position adjustment between the
(A−2)第1の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第1の実施形態の動作(LEDプリンタ501を構成するプリントヘッド101の組立方法)について説明する。
(A-2) Operation of the First Embodiment Next, the operation of the first embodiment having the above-described configuration (the method of assembling the
まず、この実施形態のプリントヘッド101を製造する工程のうち、ロッドレンズアレイ102をレンズフォルダ105に装着する工程について説明する。
First, of the steps for manufacturing the
まず、ロッドレンズアレイ102の光軸が、半導体発光素子103発光面に対して垂直となるように、矯正された状態(位置決めした状態)を保持(例えば、図示しない冶具等を用いて保持)する必要がある。このとき、ロッドレンズアレイ102をレンズフォルダ105に固定する高さ方向の位置は、感光ドラム508の表面とロッドレンズアレイ102上面との間の距離が焦点距離Liとなる位置に矯正されている必要がある。また、このとき、ロッドレンズアレイ102に捩れが生じている場合には、この捩れを矯正した状態でロッドレンズアレイ102を保持することが望ましい。
First, the corrected state (positioned state) is held so that the optical axis of the
次に、ロッドレンズアレイ102とレンズフォルダ105との接合部分に、硬化前(UV光(紫外線光)を照射する前)のUV硬化剤106及びUV接着剤107を所定位置(上述図2(a)に示す各位置)に付ける。このとき、UV硬化剤106の高さをH2(H2は、ロッドレンズアレイ102の高さH1の半分以上)とすることが望ましい。
Next, the
次に、ロッドレンズアレイ102とレンズフォルダ105との接合部分に付けたUV硬化剤106及びUV接着剤107にUV光を照射して硬化させる。
Next, the
以上の工程により、ロッドレンズアレイ102をレンズフォルダ105に装着する工程を実現することができる。
Through the above steps, a step of mounting the
次に、ロッドレンズアレイ102と半導体発光素子103との間の位置ずれについて説明する。
Next, the positional deviation between the
図3は、ロッドレンズアレイ102と半導体発光素子103との間の位置関係について示した説明図(側面図)である。図3(a)は、ロッドレンズアレイ102と半導体発光素子103との間の位置ずれが発生していない状態(後述する回転変位の発生する前の状態)について示した説明図(側面図)である。また、図3(b)は、ロッドレンズアレイ102と半導体発光素子103との間の位置ずれが発生している状態(後述する回転変位が発生した後の状態)について示した説明図(側面図)である。
FIG. 3 is an explanatory diagram (side view) showing the positional relationship between the
例えば、図3(b)に示すように、ロッドレンズアレイ102に外力が印加され主走査方向を回転軸とした方向に回転変位した場合、ロッドレンズアレイ102の光軸も傾斜する。回転変位の結果、ロッドレンズアレイ102では、副走査方向の像ずれが生じる。また、回転変位の結果、ロッドレンズアレイ102では、半導体発光素子103副走査方向中心とロッドレンズアレイ102副走査方向中心からの位置ずれが生じることにより、ロッドレンズアレイ102と半導体発光素子103の光学損失が増加し、光量変動が生じてしまう。
For example, as shown in FIG. 3B, when an external force is applied to the
一方、図3(a)では、ロッドレンズアレイ102の光軸が半導体発光素子103表面に対して垂直になるように固定された状態となっている。また、図3(a)では、ロッドレンズアレイ102の副走査方向中心と、半導体発光素子103の副走査方向中心が調整された状態となっている。
On the other hand, in FIG. 3A, the optical axis of the
そして、図3(b)では、ロッドレンズアレイ102が主走査方向を回転軸としてθ1の分回転変位した状態となっている。なお、図3(b)では、ロッドレンズアレイ102の回転中心はロッドレンズアレイ102の中央と仮定している。ロッドレンズアレイ102の回転変位の結果、図3(b)では、半導体発光素子103とロッドレンズアレイ102(ロッドレンズアレイ102の下面)における副走査方向中心位置はd1変動するのに対して、結像位置は、元の位置よりd2変動する。また、半導体発光素子103の副走査方向中心とロッドレンズアレイ102の副走査方向中心との角度がθ2変動してしまうため、光学損失が増加する。
In FIG. 3B, the
そこで、第1の実施形態のプリントヘッド101では、ロッドレンズアレイ102をレンズフォルダ105に固定する際、ロッドレンズアレイ102主走査方向において、少なくとも中央近傍に1箇所、ヤング率の高いUV硬化剤106を高さH2(H2は、ロッドレンズアレイ102の高さH1の半分以上)となるように配置している。これにより、プリントヘッド101では、ロッドレンズアレイ102に主走査方向を回転軸とした回転方向に外力が加わった際においても、回転変位を大幅に抑制することができる。したがって、プリントヘッド101では、副走査方向の像ずれ、および光学損失増加による光量変動を大幅に抑制することができる。これにより、第1の実施形態のプリントヘッド101を用いたLEDプリンタ501では、印刷品質を維持(印刷品質の低下を抑制)することができる。なお、UV硬化剤106を高さH2は任意の高さとするようにしてもよいが、上述の通り、ロッドレンズアレイ102の回転変異を抑制するにはロッドレンズアレイ102の高さH1の半分以上とすることが望ましい。
Therefore, in the
(A−3)第1の実施形態の効果
第1の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(A-3) Effects of First Embodiment According to the first embodiment, the following effects can be achieved.
第1の実施形態のプリントヘッド101では、ロッドレンズアレイ102をレンズフォルダ105に装着(固定)する際、ロッドレンズアレイ102主走査方向において、少なくとも中央近傍に1箇所、ヤング率の高いUV硬化剤106を高さH2(H2は、ロッドレンズアレイ102の高さH1の半分以上)となるように配置している。これにより、プリントヘッド101では、ロッドレンズアレイ102に主走査方向を回転軸とした回転方向に外力が加わった際においても、回転変位を大幅に抑制することができる。したがって、プリントヘッド101では、副走査方向の像ずれ、および光学損失増加による光量変動を大幅に抑制することができる。これにより、第1の実施形態のプリントヘッド101を用いたLEDプリンタ501では、印刷品質を維持(印刷品質の低下を抑制)することができる。
In the
(B)第2の実施形態
以下、本発明による光学装置及び画像読取装置の第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第2の実施形態では、本発明の光学装置及び画像読取装置をイメージセンサヘッド及びイメージスキャナ(イメージセンサヘッドを備えるイメージスキャナ)に適用した例について説明する。
(B) Second Embodiment Hereinafter, a second embodiment of the optical apparatus and the image reading apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the second embodiment, an example in which the optical apparatus and the image reading apparatus of the present invention are applied to an image sensor head and an image scanner (an image scanner including an image sensor head) will be described.
(B−1)第2の実施形態の構成
図14は、この実施形態のイメージスキャナ601の構成を示す斜視図である。
(B-1) Configuration of Second Embodiment FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of an
イメージスキャナ601は、フラットベッド型のイメージスキャナである。
The
図14に示すように、イメージスキャナ601は筐体602と原稿を筐体602上面に設けた原稿台609と挟み込むための蓋610とを有している。そして筐体602内部には、イメージセンサヘッド603が配置されている。イメージセンサヘッド603は筐体602に固定されている2本のガイド604により支持されている。また、イメージセンサヘッド603はステッピングモーター605により駆動する駆動ベルト606に連結されている。すなわち、イメージセンサヘッド603は、駆動ベルト606により、ガイド604に沿って副走査方向にスライドする構造となっている。
As shown in FIG. 14, the
そして、イメージスキャナ601には、イメージセンサヘッド603の制御を行うための制御回路608が配置されている。制御回路608は、フレキシブルフラットケーブル607を介してイメージセンサヘッド603と結線されている。
The
次に、図2を用いて、イメージセンサヘッド111の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図2は、イメージセンサヘッド111の構造について示した図である。
FIG. 2 is a view showing the structure of the
図2(a)は、イメージセンサヘッド111を取り外した状態で示す斜視図である。図2(b)は、図2(a)のX−X’線間の断面図である。
FIG. 2A is a perspective view showing the
イメージセンサヘッド111は、ロッドレンズアレイ112、プリント配線基板114、導光体115、及びレンズフォルダ116を有している。プリント配線基板114には、主走査方向に半導体受光素子113が並べて形成されている。
The
半導体受光素子113は、例えばSiを主材料とするCMOSセンサー(受光素子)により構成することができる。プリント配線基板114上には、例えばダイボンペースト等の接着剤を用いて、半導体受光素子113が固定されている。プリント配線基板114は、レンズフォルダ116に固定されている。プリント配線基板114をレンズフォルダ116に固定する手段については限定されないものであるが、例えば、接着剤や、図示しない係合部により係合するようにしてもよい。
The semiconductor
第2の実施形態のイメージセンサヘッド111において、ロッドレンズアレイ112をレンズフォルダ116に装着する構成(取り付け方法)は、第1の実施形態のプリントヘッド101におけるロッドレンズアレイ102をレンズフォルダ105に装着する構成(取り付け方法)とほぼ同様となっている。
In the
ロッドレンズアレイ112は、第1の実施形態のロッドレンズアレイ102と同様の構成となっているので詳しい説明については省略する。
Since the
第2の実施形態のイメージセンサヘッド111では、第1の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ112をレンズフォルダ116に、UV接着剤118で固定する。また、第2の実施形態のイメージセンサヘッド111では、UV硬化剤117を用いてロッドレンズアレイ112の変位(例えば、回転変異)を規制する構造となっている。なお、UV接着剤118及びUV硬化剤117は、第1の実施形態のUV硬化剤106及びUV接着剤107と同様の材料を用いることができるため詳しい説明を省略する。
In the
第2の実施形態のイメージセンサヘッド111では、第1の実施形態と同様に、UV硬化剤117の高さが、H2(H2は、ロッドレンズアレイ112高さH1の半分以上)となるように形成されている。
In the
また、イメージセンサヘッド111には、ロッドレンズアレイ112を挿入するための開口スリット119が設けられている。イメージセンサヘッド111では、ロッドレンズアレイ112が開口スリット119に挿入された状態で装着される。
The
イメージセンサヘッド111において、UV硬化剤117を形成する主走査方向位置も第1の実施例同様、ロッドレンズアレイ112主走査方向における中心近傍であることが望ましい。また、イメージセンサヘッド111において、UV接着剤118は、第1の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ112主走査方向に全幅に亘って高さ方向(光軸方向)、副走査方向の反りが矯正されるように点在して形成されているものとする。
In the
ロッドレンズアレイ112をレンズフォルダ116に固定する高さ方向の位置は、ロッドレンズアレイ112の下面からプリント配線基板114上の半導体受光素子113の表面までの距離が焦点距離Lo(Loはロッドレンズアレイ112の下側の焦点距離)となる位置であるものとする。そして、イメージスキャナ601において、イメージセンサヘッド111は、ロッドレンズアレイ112の上面から原稿(原稿台609の上面)までの距離が焦点距離Li(Liは、ロッドレンズアレイ112の上側の焦点距離)となるように高さ調整して用いられるものとする。
The position in the height direction for fixing the
半導体受光素子113は、第1の実施形態と同様に、列状にプリント配線基板114上にダイボンペースト等の接着剤を用いて固定されている。なお、プリント配線基板114をレンズフォルダ116に固定する手段については限定されないものであり、例えば、第1の実施形態と同様の構成を適用することができる。
As in the first embodiment, the semiconductor
(B−2)第2の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第2の実施形態の動作(イメージスキャナ601におけるイメージセンサヘッド111の組立方法)について説明する。
(B-2) Operation of Second Embodiment Next, the operation of the second embodiment having the above-described configuration (the method for assembling the
以下では、この実施形態のイメージセンサヘッド111を製造する工程のうち、ロッドレンズアレイ112をレンズフォルダ116に装着する工程について説明する。
Below, the process of mounting the
なお、上述の通り、第2の実施形態のイメージセンサヘッド111において、ロッドレンズアレイ112をレンズフォルダ116に装着する構成(取り付け方法)は、第1の実施形態のプリントヘッド101におけるロッドレンズアレイ102をレンズフォルダ105に装着する構成(取り付け方法)とほぼ同様となっている。
As described above, in the
ロッドレンズアレイ112をレンズフォルダ116に取り付ける際には、まず、ロッドレンズアレイ112の光軸が、半導体受光素子113発光面に対して垂直となるように、矯正された状態(位置決めした状態)を保持(例えば、図示しない冶具等を用いて保持)する必要がある。このとき、ロッドレンズアレイ112をレンズフォルダ116に固定する高さ方向の位置は、ロッドレンズアレイ112の下面からプリント配線基板114上の半導体受光素子113の表面までの距離が焦点距離Loとなる位置に矯正されている必要がある。また、このとき、ロッドレンズアレイ112に捩れが生じている場合には、この捩れを矯正した状態でロッドレンズアレイ112を保持することが望ましい。
When the
次に、ロッドレンズアレイ112とレンズフォルダ116との接合部分に、硬化前(UV光を照射する前)のUV硬化剤117及びUV接着剤118を所定位置(上述図2(a)に示す各位置)に付ける。
Next, a
次に、ロッドレンズアレイ112とレンズフォルダ116との接合部分に付けたUV硬化剤117及びUV接着剤118にUV光を照射して硬化させる。
Next, the
以上の工程により、ロッドレンズアレイ112をレンズフォルダ116に装着する工程を実現することができる。
Through the above steps, the step of mounting the
(B−3)第2の実施形態の効果
第2の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(B-3) Effects of Second Embodiment According to the second embodiment, the following effects can be achieved.
第2の実施形態のイメージセンサヘッド111では、ロッドレンズアレイ112をレンズフォルダ116に固定する際、ロッドレンズアレイ112の主走査方向において、少なくとも中央近傍に1箇所、ヤング率の高いUV硬化剤117を高さH2(H2は、ロッドレンズアレイ112の高さH1の半分以上)となるように配置している。これにより、イメージセンサヘッド111では、ロッドレンズアレイ112に主走査方向を回転軸とした回転方向に外力が加わった際においても、回転変位を大幅に抑制することができる。したがって、イメージセンサヘッド111では、副走査方向の像ずれ、および光学損失増加による光量変動を大幅に抑制することができる。これにより、第2の実施形態のイメージセンサヘッド111を用いたイメージスキャナ601では、読取品質を維持(読取品質の低下を抑制)することができる。
In the
(C)第3の実施形態
以下、本発明による光学装置及び画像形成装置の第3の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第3の実施形態では、本発明の光学装置及び画像形成装置をプリントヘッド及びLEDプリンタ(プリントヘッドを備えるLEDプリンタ)に適用した例について説明する。
(C) Third Embodiment Hereinafter, a third embodiment of the optical device and the image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the third embodiment, an example in which the optical apparatus and the image forming apparatus of the present invention are applied to a print head and an LED printer (an LED printer including a print head) will be described.
(C−1)第3の実施形態の構成
第3の実施形態のLEDプリンタ501の全体構成についても上述の図13を用いて説明することができる。以下では、第3の実施形態のLEDプリンタ501について、第1の実施形態との差異を中心に説明する。
(C-1) Configuration of Third Embodiment The overall configuration of the LED printer 501 of the third embodiment can also be described with reference to FIG. Hereinafter, the LED printer 501 of the third embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
第3の実施形態では、プリントヘッド101がプリントヘッド201に置き換わっている点で第1の実施形態と異なっている。
The third embodiment is different from the first embodiment in that the
図4は、プリントヘッド201の構造について示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing the structure of the
図4(a)は、プリントヘッド201を取り外した状態で示す斜視図である。
FIG. 4A is a perspective view showing the
図4(b)は、図4(a)のX−X’線間の断面図である。図4(c)は、プリントヘッド201の一部を拡大して示す図(斜視図)である。
FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line X-X ′ in FIG. FIG. 4C is an enlarged view (perspective view) showing a part of the
第3の実施形態のプリントヘッド201では、第1の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ202をレンズフォルダ205に、UV接着剤210で固定する。また、第3の実施形態のプリントヘッド201では、UV硬化剤206を用いてロッドレンズアレイ202の回転変異を規制する構造となっている。なお、UV接着剤210及びUV硬化剤206は、第1の実施形態のUV硬化剤106及びUV接着剤107と同様の材料を用いることができるため詳しい説明を省略する。
In the
第3の実施形態のプリントヘッド201では、第1の実施形態と同様に、UV硬化剤206の高さが、H2(H2は、ロッドレンズアレイ202高さH1の半分以上)となるように形成されている。
In the
プリントヘッド201において、UV硬化剤206を形成する主走査方向位置も、第1の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ202主走査方向における中心近傍であることが望ましい。また、プリントヘッド201において、UV接着剤210は、第1の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ202の主走査方向に全幅に亘って高さ方向(光軸方向)、副走査方向の反りが矯正されるように点在して形成されているものとする。
In the
ロッドレンズアレイ202をレンズフォルダ205に固定する高さ方向の位置は、第1の実施形態と同様に、感光ドラム508の表面とロッドレンズアレイ202上面との間の距離が焦点距離Liとなる位置であるものとする。
The position in the height direction for fixing the
半導体発光素子203は、第1の実施形態と同様に、列状にプリント配線基板204上にダイボンペースト等の接着剤を用いて固定されている。そして、プリント配線基板204をレンズフォルダ205に固定する高さ方向の位置は、第1の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ202下面から焦点距離Loとなる位置が半導体発光素子203表面となるような位置であるものとする。なお、プリント配線基板204をレンズフォルダ205に固定する手段については限定されないものであり、例えば、第1の実施形態と同様の構成を適用することができる。
As in the first embodiment, the semiconductor
第3の実施形態では、図4(b)、図4(c)に示すように、レンズフォルダ205の上面に、ロッドレンズアレイ202を挿入するための開口スリット208が設けられている。そして、開口スリット208には、UV硬化剤206を配置する位置に、開口幅がより広くなっている凹構造209が設けられている。
In the third embodiment, as shown in FIGS. 4B and 4C, an
(C−2)第3の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第3の実施形態の動作(LEDプリンタ501におけるプリントヘッド201の組立方法)について説明する。以下では、第3の実施形態のプリントヘッド201の組立方法について、第1の実施形態との差異を中心に説明する。
(C-2) Operation of the Third Embodiment Next, the operation of the third embodiment having the above-described configuration (method for assembling the
以下では、この実施形態のプリントヘッド201を製造する工程のうち、ロッドレンズアレイ202をレンズフォルダ205に装着する工程について説明する。
Hereinafter, a process of mounting the
前提として、第3の実施形態では、レンズフォルダ205の開口スリット208で、UV硬化剤206を配置する位置に、凹構造209が設けられているものとする。レンズフォルダ205において、凹構造209を設けるタイミングについては、ロッドレンズアレイ202を取り付ける前であれば限定されないものである。
As a premise, in the third embodiment, it is assumed that the
ロッドレンズアレイ202をレンズフォルダ205に取り付ける際には、まず、ロッドレンズアレイ202の光軸が、半導体発光素子203発光面に対して垂直となるように、矯正された状態(位置決めした状態)を保持(例えば、図示しない冶具等を用いて保持)する必要がある。このとき、ロッドレンズアレイ202をレンズフォルダ205に固定する高さ方向の位置は、感光ドラム508の表面とロッドレンズアレイ202上面との間の距離が焦点距離Liとなる位置に矯正されている必要がある。また、このとき、ロッドレンズアレイ202に捩れが生じている場合には、この捩れを矯正した状態でロッドレンズアレイ202を保持することが望ましい。
When the
次に、ロッドレンズアレイ202とレンズフォルダ205との接合部分に、硬化前(UV光を照射する前)のUV硬化剤206及びUV接着剤220を所定位置(上述図2(a)に示す各位置)に付ける。このとき、UV硬化剤206については、凹構造209が設けられた位置に充填する必要がある。そして、図4(b)に示すように、充填したUV硬化剤206の高さがH2となるように、開口スリット208(凹構造209)の下まで、UV硬化剤206を充填する(染み込ませる)ことが望ましい。
Next,
次に、ロッドレンズアレイ202とレンズフォルダ205との接合部分に付けたUV硬化剤206及びUV接着剤220にUV光を照射して硬化させる。
Next, the
以上の工程により、ロッドレンズアレイ202をレンズフォルダ205に装着する工程を実現することができる。
Through the above steps, the step of mounting the
(C−3)第3の実施形態の効果
第3の実施形態によれば、第1の実施形態の効果に加えて、以下のような効果を奏することができる。
(C-3) Effects of Third Embodiment According to the third embodiment, the following effects can be achieved in addition to the effects of the first embodiment.
第3の実施形態のレンズフォルダ205には、凹構造209が設けられている。これにより、レンズフォルダ205では、ロッドレンズアレイ202とレンズフォルダ205間の隙間(クリアランス)を、決められた範囲の分(凹構造209の分)広くする構造となっている。すなわち、第3の実施形態のレンズフォルダ205では、凹構造209を設けたことにより、第1の実施形態よりも、UV硬化剤206がレンズフォルダ205の下側へ充填され易くなる。そして、第3の実施形態では、UV硬化剤206が凹構造209を含む領域に付けられると、重力等によりUV硬化剤206が凹構造209により形成された隙間(ロッドレンズアレイ202とレンズフォルダ205間の隙間)に充填されやすくなる。図4(b)に示すように、レンズフォルダ205の下側では、凹構造209によりUV硬化剤206の形状が規制されている。したがって、レンズフォルダ205の上面の下側(主として凹構造209の部分)ではレンズフォルダ205の上面の上側よりもより少ない量のUV硬化剤206で、ロッドレンズアレイ202の位置を規制する構造とすることができる。言い換えると、第2の実施形態では、UV硬化剤206が、効率良くレンズフォルダ205の上面の下側(凹構造209の部分)に充填されるように形成されている。以上のように、第3の実施形態では、第1の実施形態よりもUV硬化剤206の使用量を抑制することができる。
The
(D)第4の実施形態
以下、本発明による光学装置及び画像形成装置の第4の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第4の実施形態では、本発明の光学装置及び画像形成装置をプリントヘッド及びLEDプリンタ(プリントヘッドを備えるLEDプリンタ)に適用した例について説明する。
(D) Fourth Embodiment Hereinafter, a fourth embodiment of an optical device and an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the fourth embodiment, an example in which the optical apparatus and the image forming apparatus of the present invention are applied to a print head and an LED printer (an LED printer including a print head) will be described.
(D−1)第4の実施形態の構成
第4の実施形態のLEDプリンタ501の全体構成についても上述の図13を用いて説明することができる。以下では、第4の実施形態のLEDプリンタ501について、第3の実施形態との差異を中心に説明する。
(D-1) Configuration of Fourth Embodiment The overall configuration of the LED printer 501 of the fourth embodiment can also be described with reference to FIG. Hereinafter, the LED printer 501 of the fourth embodiment will be described focusing on differences from the third embodiment.
第4の実施形態では、プリントヘッド201がプリントヘッド301に置き換わっている点で第3の実施形態と異なっている。
The fourth embodiment is different from the third embodiment in that the
図5は、プリントヘッド301の構造について示した図である。
FIG. 5 is a view showing the structure of the
図5(a)は、プリントヘッド301を取り外した状態で示す斜視図である。
FIG. 5A is a perspective view showing a state in which the
図5(b)は、図5(a)のX−X’線間の断面図である。図5(c)は、プリントヘッド301の一部を拡大して示す図(斜視図)である。
FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line X-X ′ in FIG. FIG. 5C is an enlarged view (perspective view) showing a part of the
第4の実施形態のプリントヘッド301では、第3の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ302をレンズフォルダ305に、UV接着剤309で固定する。また、第4の実施形態のプリントヘッド301では、第3の実施形態と同様に、UV硬化剤307を用いてロッドレンズアレイ302の回転変異を規制する構造となっている。なお、UV接着剤309及びUV硬化剤307は、第1の実施形態のUV硬化剤106及びUV接着剤107と同様の材料を用いることができるため詳しい説明を省略する。
In the
第4の実施形態のプリントヘッド301では、第3の実施形態と同様に、UV硬化剤307の高さが、H2(H2は、ロッドレンズアレイ302高さH1の半分以上)となるように形成されている。
In the
プリントヘッド301において、UV硬化剤307を形成する主走査方向位置も、第3の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ302主走査方向における中心近傍であることが望ましい。また、プリントヘッド301において、UV接着剤309は、第3の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ302主走査方向に全幅に亘って高さ方向(光軸方向)、副走査方向の反りが矯正されるように点在して形成されているものとする。
In the
ロッドレンズアレイ302をレンズフォルダ305に固定する高さ方向の位置は、第3の実施形態と同様に、感光ドラム508の表面とロッドレンズアレイ302上面との間の距離が焦点距離Liとなる位置であるものとする。
The position in the height direction for fixing the
半導体発光素子303は、第3の実施形態と同様に、列状にプリント配線基板304上にダイボンペースト等の接着剤を用いて固定されている。そして、プリント配線基板304をレンズフォルダ305に固定する高さ方向の位置は、第3の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ302下面から焦点距離Loとなる位置が半導体発光素子303表面となるような位置であるものとする。なお、プリント配線基板304をレンズフォルダ305に固定する手段については限定されないものであり、例えば、第3の実施形態と同様の構成を適用することができる。
As in the third embodiment, the semiconductor
第4の実施形態のプリントヘッド301では、レンズフォルダ305にロッドレンズアレイ302を装着する構成が、第3の実施形態と異なっている。
In the
第3の実施形態のプリントヘッド201では、レンズフォルダ205の開口スリット208で、UV硬化剤206を付ける(充填する)部分に凹構造209を設けていた。これに対して、第4の実施形態では、図5(b)、図5(c)に示すように、レンズフォルダ305の開口スリット308で、UV硬化剤307を付ける(充填する)部分に凹構造308aを設け、さらにその凹構造308aにUV硬化剤受け部306を取り付けている。UV硬化剤受け部306は、例えば、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂、LCP(Liquid Crystal Polymer)、ザイロン、ポリカーボネート樹脂などの樹脂を材料として構成することができる。UV硬化剤受け部306を形成する方法については限定されないものであるが、この実施形態の例では、ポリカーボネート樹脂を上述の図5(b)、図5(c)のような形状の部材として形成(例えば、金型を用いて形成)するものとする。
In the
第4の実施形態のプリントヘッド301では、図5(b)に示すように、開口スリット308よりも低く、ロッドレンズアレイ302の下側の面よりも高い位置にUV硬化剤受け部306の底面310が位置するように位置調整されているものとする。
In the
これにより、UV硬化剤受け部306内に充填されたUV硬化剤307は、底面310により下方向の位置が規制されることになる。すなわち、底面310は、UV硬化剤受け部306内に充填されたUV硬化剤307を堰き止めて、それよりも下側にUV硬化剤307が染み出すことを抑制(規制)している。
Accordingly, the position of the
底面310は、開口スリット308側からロッドレンズアレイ302の方に張り出した形状となっている。底面310とロッドレンズアレイ302との間の隙間(クリアランス)は非常に狭く(充填する際に下側にUV硬化剤307が染み出さない程度に狭く)構成されているものとする。
The
(D−2)第4の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第4の実施形態の動作(LEDプリンタ501におけるプリントヘッド301の組立方法)について説明する。以下では、第4の実施形態のプリントヘッド301の組立方法について、第3の実施形態との差異を中心に説明する。
(D-2) Operation of the Fourth Embodiment Next, the operation of the fourth embodiment having the above-described configuration (method for assembling the
以下では、この実施形態のプリントヘッド301を製造する工程のうち、ロッドレンズアレイ302をレンズフォルダ305に装着する工程について説明する。
Hereinafter, a process of mounting the
前提として、第3の実施形態では、レンズフォルダ305の開口スリット308で、UV硬化剤307を配置する位置に、UV硬化剤受け部306を収容するための凹構造308aが設けられているものとする。そして、前提として、第3の実施形態では、凹構造308aに、UV硬化剤受け部306が付けられているものとする。レンズフォルダ305において、凹構造308aを設けてUV硬化剤受け部306を取り付けるタイミングについては、ロッドレンズアレイ302を取り付ける前であれば限定されないものである。
As a premise, in the third embodiment, in the opening slit 308 of the
ロッドレンズアレイ302をレンズフォルダ305に取り付ける際には、まず、ロッドレンズアレイ302の光軸が、半導体発光素子303発光面に対して垂直となるように、矯正された状態(位置決めした状態)を保持(例えば、図示しない冶具等を用いて保持)する必要がある。このとき、ロッドレンズアレイ302をレンズフォルダ305に固定する高さ方向の位置は、感光ドラム508の表面とロッドレンズアレイ302上面との間の距離が焦点距離Liとなる位置に矯正されている必要がある。また、このとき、ロッドレンズアレイ302に捩れが生じている場合には、この捩れを矯正した状態でロッドレンズアレイ302を保持することが望ましい。
When the
次に、ロッドレンズアレイ302とレンズフォルダ305との接合部分に、硬化前(UV光を照射する前)のUV硬化剤307及びUV接着剤309を所定位置(上述図5(a)に示す各位置)に付ける(充填する)。このとき、UV硬化剤307については、UV硬化剤受け部306が設けられた位置に充填する必要がある。そして、図5(b)に示すように、充填したUV硬化剤307の高さがH2となるように、底面310に達するまでUV硬化剤307を充填することが望ましい。
Next,
次に、ロッドレンズアレイ302とレンズフォルダ305との接合部分に付けたUV硬化剤307及びUV接着剤309にUV光を照射して硬化させる。
Next, the
以上の工程により、ロッドレンズアレイ302をレンズフォルダ305に装着する工程を実現することができる。
Through the above steps, a step of mounting the
(D−3)第4の実施形態の効果
第4の実施形態によれば、第3の実施形態の効果に加えて以下のような効果を奏することができる。
(D-3) Effects of the Fourth Embodiment According to the fourth embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the third embodiment.
第4の実施形態のプリントヘッド301では、レンズフォルダ305の開口スリット308で、UV硬化剤を付ける(充填する)部分に凹構造308aを設け、さらにその凹構造308aにUV硬化剤受け部306を取り付けている。これにより、第4の実施形態のプリントヘッド301では、UV硬化剤受け部306の底面310が、UV硬化剤受け部306内に充填されたUV硬化剤307を受けて止めて(堰き止めて)それよりも下側にUV硬化剤307が染み出すことを抑制(規制)している。これにより、第4の実施形態のプリントヘッド301では、第3の実施形態よりも使用するUV硬化剤307の量を低減(例えば、下側に染み出す分を低減)することができる。
In the
また、第4の実施形態のプリントヘッド301では、UV硬化剤307が下側に染み出すことを抑制するため、UV硬化剤307を充填する際にロッドレンズアレイ302の下面を汚染することを防ぐことができる。
Further, in the
(E)第5の実施形態
以下、本発明による光学装置及び画像読取装置の第5の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第5の実施形態では、本発明の光学装置及び画像読取装置をイメージセンサヘッド及びイメージスキャナ(イメージセンサヘッドを備えるイメージスキャナ)に適用した例について説明する。
(E) Fifth Embodiment Hereinafter, a fifth embodiment of the optical apparatus and the image reading apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the fifth embodiment, an example in which the optical device and the image reading device of the present invention are applied to an image sensor head and an image scanner (an image scanner including an image sensor head) will be described.
(E−1)第5の実施形態の構成
第5の実施形態のイメージスキャナ601の全体構成についても上述の図14を用いて説明することができる。以下では、第5の実施形態のイメージスキャナ601について、第2の実施形態との差異を中心に説明する。
(E-1) Configuration of Fifth Embodiment The overall configuration of the
第5の実施形態では、イメージセンサヘッド111がイメージセンサヘッド311に置き換わっている点で第2の実施形態と異なっている。
The fifth embodiment is different from the second embodiment in that the
図6は、イメージセンサヘッド311の構造について示した図である。
FIG. 6 is a view showing the structure of the
図6(a)は、イメージセンサヘッド311を取り外した状態で示す斜視図となっている。図6(b)は、図6(a)のX−X’線間の断面図である。図6(c)は、イメージセンサヘッド311の一部を拡大して示す図(斜視図)である。
FIG. 6A is a perspective view showing the
第5の実施形態のイメージセンサヘッド311では、第2の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ312をレンズフォルダ316に、UV接着剤320で固定する。また、第5の実施形態のイメージセンサヘッド311では、UV硬化剤317を用いてロッドレンズアレイ312の回転変異を規制する構造となっている。なお、UV接着剤320及びUV硬化剤317は、第1の実施形態のUV硬化剤106及びUV接着剤107と同様の材料を用いることができるため詳しい説明を省略する。
In the
第5の実施形態のイメージセンサヘッド311では、第2の実施形態と同様に、UV硬化剤317の高さが、H2(H2は、ロッドレンズアレイ312高さH1の半分以上)となるように形成されている。
In the
イメージセンサヘッド311において、UV硬化剤317を形成する主走査方向位置も、第2の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ312主走査方向における中心近傍であることが望ましい。また、イメージセンサヘッド311において、UV接着剤320は、第2の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ312主走査方向に全幅に亘って高さ方向(光軸方向)、副走査方向の反りが矯正されるように点在して形成されているものとする。
In the
ロッドレンズアレイ312をレンズフォルダ316に固定する高さ方向の位置は、第2の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ312の下面からプリント配線基板314上の半導体受光素子313の表面までの距離が焦点距離Loとなる位置であるものとする。
The position in the height direction for fixing the
半導体受光素子313は、第2の実施形態と同様に、列状にプリント配線基板314上にダイボンペースト等の接着剤を用いて固定されている。なお、プリント配線基板314をレンズフォルダ316に固定する手段については限定されないものであり、例えば、第2の実施形態と同様の構成を適用することができる。
As in the second embodiment, the semiconductor
第5の実施形態では、図6(b)、図6(c)に示すように、レンズフォルダ316の上面に、ロッドレンズアレイ312を挿入するための開口スリット319が設けられている。そして、開口スリット319には、UV硬化剤317を配置する位置に、開口幅がより広くなっているUV硬化剤受け部318が設けられている。
In the fifth embodiment, as shown in FIGS. 6B and 6C, an
UV硬化剤受け部318は、レンズフォルダ316の開口スリット319に、ロッドレンズアレイ312を挿入した際、ロッドレンズアレイ312と開口スリット319との隙間(クリアランス)が一部広がるような凹構造を形成している。
The UV curing
第5の実施形態のイメージセンサヘッド311では、図6(b)に示すように、開口スリット319よりも低く、ロッドレンズアレイ312の下側の面よりも高い位置にUV硬化剤受け部318の底面321が位置するように位置調整されているものとする。
In the
これにより、UV硬化剤受け部318内に充填されたUV硬化剤317は、底面321により下方向の位置が規制されることになる。すなわち、底面321は、UV硬化剤受け部318内に充填されたUV硬化剤317を堰き止めて(受け止めて)、それよりも下側にUV硬化剤317が染み出すことを抑制(規制)している。
Accordingly, the position of the
底面321は、開口スリット319側からロッドレンズアレイ312の方に張り出した形状となっている。底面321とロッドレンズアレイ312との間の隙間(クリアランス)は非常に狭く(充填する際に下側にUV硬化剤317が染み出さない程度に狭く)構成されているものとする。
The
第5の実施形態では、レンズフォルダ316にUV硬化剤受け部318を設けているが、上述の第3の実施形態と同様に別途部材(UV硬化剤受け部306の部材)を形成してレンズフォルダ316に装着する構成としてもよい。また、第5の実施形態のUV硬化剤受け部318について、第2の実施形態の凹構造209と同様に底面321のない構成としてもよい。
In the fifth embodiment, the UV curing
(E−2)第5の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第5の実施形態の動作(イメージスキャナ601におけるイメージセンサヘッド311の組立方法)について説明する。以下では、第5の実施形態のイメージセンサヘッド311の組立方法について、第5の実施形態との差異を中心に説明する。
(E-2) Operation of Fifth Embodiment Next, an operation of the fifth embodiment having the above-described configuration (an assembly method of the
以下では、この実施形態のイメージセンサヘッド311を製造する工程のうち、ロッドレンズアレイ312をレンズフォルダ316に装着する工程について説明する。
In the following, a process of mounting the
前提として、第5の実施形態では、レンズフォルダ316の開口スリット319で、UV硬化剤317を配置する位置に、UV硬化剤受け部318が設けられているものとする。レンズフォルダ316において、UV硬化剤受け部318を設けるタイミングについては、ロッドレンズアレイ312を取り付ける前であれば限定されないものである。
As a premise, in the fifth embodiment, it is assumed that the UV curing
ロッドレンズアレイ312をレンズフォルダ316に取り付ける際には、まず、ロッドレンズアレイ312の光軸が、半導体受光素子313発光面に対して垂直となるように、矯正された状態(位置決めした状態)を保持(例えば、図示しない冶具等を用いて保持)する必要がある。このとき、ロッドレンズアレイ312をレンズフォルダ316に固定する高さ方向の位置は、ロッドレンズアレイ312の下面からプリント配線基板314上の半導体受光素子313の表面までの距離が焦点距離Loとなる位置に矯正されている必要がある。また、このとき、ロッドレンズアレイ312に捩れが生じている場合には、この捩れを矯正した状態でロッドレンズアレイ312を保持することが望ましい。
When attaching the
次に、ロッドレンズアレイ312とレンズフォルダ316との接合部分に、硬化前(UV光を照射する前)のUV硬化剤317及びUV接着剤320を所定位置(上述図6(a)に示す各位置)に付ける。このとき、UV硬化剤317については、UV硬化剤受け部318が設けられた位置に充填する必要がある。そして、図6(b)に示すように、充填したUV硬化剤317の高さがH2となるように、UV硬化剤受け部318の底面321に達するまで、UV硬化剤317を充填する(染み込ませる)ことが望ましい。
Next,
次に、ロッドレンズアレイ312とレンズフォルダ316との接合部分に付けたUV硬化剤317及びUV接着剤320にUV光を照射して硬化させる。
Next, the
以上の工程により、ロッドレンズアレイ312をレンズフォルダ316に装着する工程を実現することができる。
Through the above steps, the step of mounting the
(E−3)第5の実施形態の効果
第5の実施形態によれば、第2の実施形態の効果に加えて以下のような効果を奏することができる。
(E-3) Effects of Fifth Embodiment According to the fifth embodiment, the following effects can be achieved in addition to the effects of the second embodiment.
第5の実施形態のイメージセンサヘッド311では、レンズフォルダ316の開口スリット319で、UV硬化剤を付ける(充填する)部分にUV硬化剤受け部318を設けている。これにより、第5の実施形態のイメージセンサヘッド311では、UV硬化剤受け部318の底面321が、UV硬化剤受け部318内に充填されたUV硬化剤317を受けて止めて(堰き止めて)それよりも下側にUV硬化剤317が染み出すことを抑制(規制)している。これにより、第5の実施形態のイメージセンサヘッド311では、UV硬化剤317の位置を規制することで、第5の実施形態よりも使用するUV硬化剤317の量を低減(例えば、下側に染み出す分を低減)することができる。また、第5の実施形態のイメージセンサヘッド311では、UV硬化剤317の位置が規制されるため、UV硬化剤317を充填する工程を容易とする(例えば、充填するUV硬化剤317の量の調整を容易)とすることができる。
In the
また、第5の実施形態のイメージセンサヘッド311では、UV硬化剤317が下側に染み出すことを抑制するため、UV硬化剤317を充填する際にロッドレンズアレイ312の下面を汚染することを防ぐことができる。
In the
(F)第6の実施形態
以下、本発明による光学装置、画像形成装置及び画像読取装置の第6の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。第6の実施形態では、本発明の光学装置及び画像形成装置をプリントヘッド及びLEDプリンタ(プリントヘッドを備えるLEDプリンタ)に適用した例について説明する。また、第6の実施形態では、本発明の光学装置及び画像読取装置をイメージセンサヘッド及びイメージスキャナ(イメージセンサヘッドを備えるイメージスキャナ)に適用した例についても説明する。
(F) Sixth Embodiment Hereinafter, a sixth embodiment of the optical apparatus, the image forming apparatus, and the image reading apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the sixth embodiment, an example in which the optical apparatus and the image forming apparatus of the present invention are applied to a print head and an LED printer (an LED printer including a print head) will be described. In the sixth embodiment, an example in which the optical device and the image reading device of the present invention are applied to an image sensor head and an image scanner (an image scanner including an image sensor head) will be described.
(F−1)第6の実施形態の構成
[LEDプリンタの構成]
第6の実施形態のLEDプリンタ501の全体構成についても上述の図13を用いて説明することができる。以下では、第6の実施形態のLEDプリンタ501について、第1の実施形態との差異を中心に説明する。
(F-1) Configuration of the sixth embodiment
[Configuration of LED printer]
The overall configuration of the LED printer 501 of the sixth embodiment can also be described using FIG. 13 described above. Hereinafter, the LED printer 501 of the sixth embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
第6の実施形態では、プリントヘッド101がプリントヘッド401に置き換わっている点で第1の実施形態と異なっている。
The sixth embodiment is different from the first embodiment in that the
図7は、プリントヘッド401の構造について示した図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating the structure of the
図7(a)は、プリントヘッド401を取り外した状態で示す斜視図である。
FIG. 7A is a perspective view showing the
図7(b)は、図7(a)のX−X’線間の断面図である。 FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line X-X ′ in FIG.
第6の実施形態のプリントヘッド401では、第1の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ402をレンズフォルダ405に、UV接着剤407で固定する。また、第6の実施形態のプリントヘッド401では、UV硬化剤406を用いてロッドレンズアレイ402の回転変異を規制する構造となっている。なお、UV接着剤407は、第1の実施形態のUV接着剤107と同様の材料を用いることができるため詳しい説明を省略する。
In the
第1の実施形態では、ロッドレンズアレイ402の各側面にUV硬化剤406が1か所配置されていたが、第6の実施形態では、ロッドレンズアレイ402の各側面にUV硬化剤406が2か所配置されている点で異なっている。また、各UV硬化剤406の構成や配置位置の詳細については後述する。
In the first embodiment, one
プリントヘッド401において、各UV硬化剤406を形成する主走査方向位置については後述する。また、プリントヘッド401において、UV接着剤407は、図7(a)に示すように、ロッドレンズアレイ402主走査方向に全幅に亘って高さ方向(光軸方向)、副走査方向の反りが矯正されるように点在して形成されているものとする。
In the
ロッドレンズアレイ402をレンズフォルダ405に固定する高さ方向の位置は、第1の実施形態と同様に感光ドラム508の表面とロッドレンズアレイ402上面との間の距離が焦点距離Liとなる位置であるものとする。
The position in the height direction for fixing the
また、プリントヘッド401には、ロッドレンズアレイ402を挿入するための開口スリット408が設けられている。プリントヘッド401では、ロッドレンズアレイ402が開口スリット408に挿入された状態で装着される。
The
半導体発光素子403は、第1の実施形態と同様に、列状にプリント配線基板404上にダイボンペースト等の接着剤を用いて固定されている。そして、プリント配線基板404をレンズフォルダ405に固定する高さ方向の位置は、第1の実施形態と同様にロッドレンズアレイ402下面から焦点距離Loとなる位置が半導体発光素子403表面となるような位置であるものとする。なお、プリント配線基板404をレンズフォルダ405に固定する手段については限定されないものであり、例えば、第1の実施形態と同様の構成を適用することができる。
Similar to the first embodiment, the semiconductor
次に、第6の実施形態のプリントヘッド401におけるUV硬化剤406の構成について説明する。
Next, the configuration of the
第6の実施形態では、ロッドレンズアレイ402の主走査方向の両端部の近傍(以下、「両端近傍」とも呼ぶ)に、それぞれUV硬化剤406が配置(各側面に2か所のUV硬化剤406が配置)されている。
In the sixth embodiment,
なお、両端近傍とは、ロッドレンズアレイ402におけるレンズ有効長幅となる端部を示す。この実施形態では例として、ロッドレンズアレイ402の主走査方向の端部より5mm内側近傍を両端近傍と呼ぶものとする。
Note that the vicinity of both ends indicates an end portion of the
また、この実施形態の硬化剤406のヤング率は180MPa以上であるものとする。ただし、硬化剤406のヤング率は300MPa以上とすることがより好ましい。
Further, the Young's modulus of the
第6の実施形態のプリントヘッド401では、第1の実施形態と同様に、各UV硬化剤406の高さが、H2(H2は、ロッドレンズアレイ402高さH1の半分以上)となるように形成されている。
In the
プリントヘッド401において、UV硬化剤406を設ける数や、プリントヘッド401の間隔については限定されないものであるが、UV硬化剤406の主走査方向の間隔lは、210mm以内であることが望ましい。例えば、プリントヘッド401のサイズ(主走査方向の寸法)が長くなり、ロッドレンズアレイ402両端を固定するUV硬化剤406の主走査方向間隔lが210mm以上となる場合は、各UV硬化剤406の間隔lが210mm以内となるようにUV硬化剤406の形成箇所を増やすことが望ましい。
In the
なお、第6の実施形態のプリントヘッド401において、UV硬化剤406の形成構造を、第3の実施形態と同様に凹構造209を設ける構造に置き換えるようにしてもよい。また、第6の実施形態のプリントヘッド401において、UV硬化剤406の形成構造として、第4の実施形態と同様に、UV硬化剤受け部306を設ける構造とするようにしてもよい。さらに、第6の実施形態のプリントヘッド401において、UV硬化剤406の形成構造として、第5の実施形態と同様にUV硬化剤受け部318を設ける構造としてもよい。
In the
[イメージスキャナの構成]
第6の実施形態のイメージスキャナ601の全体構成についても上述の図14を用いて説明することができる。以下では、第6の実施形態のイメージスキャナ601について、第2の実施形態との差異を中心に説明する。
[Image scanner configuration]
The overall configuration of the
第6の実施形態では、イメージセンサヘッド111がイメージセンサヘッド411に置き換わっている点で第2の実施形態と異なっている。
The sixth embodiment is different from the second embodiment in that the
図8は、イメージセンサヘッド411の構造について示した図である。
FIG. 8 is a view showing the structure of the
図8(a)は、イメージセンサヘッド411を取り外した状態で示す斜視図となっている。図8(b)は、図8(a)のX−X’線間の断面図である。
FIG. 8A is a perspective view showing the
第6の実施形態のイメージセンサヘッド411では、第2の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ412をレンズフォルダ416に、UV接着剤418で固定する。また、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411では、第2の実施形態と同様に、UV硬化剤417を用いてロッドレンズアレイ412の回転変異を規制する構造となっている。なお、UV接着剤418は、第2の実施形態のUV接着剤118と同様の材料を用いることができるため詳しい説明を省略する。
In the
第2の実施形態では、ロッドレンズアレイ112の各側面にUV硬化剤117が1か所配置されていた。これに対して、第6の実施形態では、上述のプリントヘッド401と同様に、ロッドレンズアレイ412の各側面にUV硬化剤417が2か所配置ずつ形成されている。
In the second embodiment, one
また、イメージセンサヘッド411において、UV接着剤418は、第2の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ412主走査方向に全幅に亘って高さ方向(光軸方向)、副走査方向の反りが矯正されるように点在して形成されているものとする。
Further, in the
ロッドレンズアレイ412をレンズフォルダ416に固定する高さ方向の位置は、第2の実施形態と同様に、ロッドレンズアレイ412の下面からプリント配線基板414上の半導体受光素子413の表面までの距離が焦点距離Loとなる位置であるものとする。
The position in the height direction for fixing the
また、イメージセンサヘッド411には、ロッドレンズアレイ412を挿入するための開口スリット419が設けられている。イメージセンサヘッド411では、ロッドレンズアレイ412が開口スリット419に挿入された状態で装着される。
The
半導体受光素子413は、第2の実施形態と同様に、列状にプリント配線基板414上にダイボンペースト等の接着剤を用いて固定されている。なお、プリント配線基板414をレンズフォルダ416に固定する手段については限定されないものであり、例えば、第2の実施形態と同様の構成を適用することができる。
As in the second embodiment, the semiconductor
次に、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411におけるUV硬化剤417の構成について説明する。
Next, the configuration of the
第6の実施形態のイメージセンサヘッド411では、上述のプリントヘッド401と同様に、ロッドレンズアレイ412の主走査方向の両端近傍に、それぞれUV硬化剤417が配置(各側面に2か所にUV硬化剤417が配置)されている。なお、両端近傍とは、ロッドレンズアレイ412におけるレンズ有効長幅となる端部を示す。この実施形態では例として、ロッドレンズアレイ412の主走査方向の端部より5mm内側近傍を両端近傍と呼ぶものとする。
In the
また、この実施形態のUV硬化剤417のヤング率は、上述のプリントヘッド401と同様に、180MPa以上であるものとする。ただし、UV硬化剤417のヤング率は、上述のプリントヘッド401と同様に300MPa以上とすることがより好ましい。
Further, the Young's modulus of the
第6の実施形態のイメージセンサヘッド411では、第2の実施形態と同様に、各UV硬化剤417の高さが、H2(H2は、ロッドレンズアレイ412高さH1の半分以上)となるように形成されている。
In the
イメージセンサヘッド411において、UV硬化剤417を設ける数や、イメージセンサヘッド411の間隔については限定されないものであるが、UV硬化剤417の主走査方向の間隔lは、上述のプリントヘッド401と同様に210mm以内であることが望ましい。例えば、イメージセンサヘッド411のサイズ(主走査方向の寸法)が長くなり、ロッドレンズアレイ412両端を規制するUV硬化剤417の主走査方向間隔lが210mm以上となる場合は、各UV硬化剤417の間隔lが210mm以内となるようにUV硬化剤417の形成箇所を増やすことが望ましい。
The number of
なお、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411において、UV硬化剤417の形成構造を、第3の実施形態と同様に凹構造209を設ける構造に置き換えるようにしてもよい。また、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411において、UV硬化剤417の形成構造として、第4の実施形態と同様に、UV硬化剤受け部306を設ける構造とするようにしてもよい。さらに、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411において、UV硬化剤417の形成構造として、第5の実施形態と同様にUV硬化剤受け部318を設ける構造としてもよい。
In addition, in the
(F−2)第6の実施形態の動作
[プリントヘッドの組立方法]
次に、以上のような構成を有する第6の実施形態の動作(LEDプリンタ501におけるプリントヘッド401の組立方法)について説明する。以下では、第6の実施形態のプリントヘッド401の組立方法について、第1の実施形態との差異を中心に説明する。
(F-2) Operation of the sixth embodiment
[Printhead assembly method]
Next, an operation of the sixth embodiment having the above configuration (an assembly method of the
以下では、この実施形態のプリントヘッド401を製造する工程のうち、ロッドレンズアレイ402をレンズフォルダ405に装着する工程について説明する。
In the following, a process of mounting the
ロッドレンズアレイ402をレンズフォルダ405に取り付ける際には、まず、ロッドレンズアレイ402の光軸が、半導体発光素子403発光面に対して垂直となるように、矯正された状態(位置決めした状態)を保持(例えば、図示しない冶具等を用いて保持)する必要がある。このとき、ロッドレンズアレイ402をレンズフォルダ405に固定する高さ方向の位置は、感光ドラム508の表面とロッドレンズアレイ402上面との間の距離が焦点距離Liとなる位置に矯正されている必要がある。また、このとき、ロッドレンズアレイ402に捩れが生じている場合には、この捩れを矯正した状態でロッドレンズアレイ402を保持することが望ましい。
When the
次に、ロッドレンズアレイ402とレンズフォルダ405との接合部分に、硬化前(UV光を照射する前)のUV硬化剤406及びUV接着剤407を所定位置(上述図7(a)に示す各位置)に付ける。この実施形態では、図7(a)に示すように、ロッドレンズアレイ402の各側面に対して、UV硬化剤406が2か所ずつ配置されている。
Next, a
次に、ロッドレンズアレイ402とレンズフォルダ405との接合部分に付けたUV硬化剤406及びUV接着剤407にUV光を照射して硬化させる。
Next, the
以上の工程により、ロッドレンズアレイ402をレンズフォルダ405に装着する工程を実現することができる。
Through the above steps, the step of mounting the
[イメージセンサヘッドの組立方法]
次に、以上のような構成を有する第6の実施形態の動作(イメージスキャナ601におけるイメージセンサヘッド411の組立方法)について説明する。以下では、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411の組立方法について、第2の実施形態との差異を中心に説明する。
[Assembly method of image sensor head]
Next, the operation of the sixth embodiment having the above configuration (an assembly method of the
以下では、この実施形態のイメージセンサヘッド411を製造する工程のうち、ロッドレンズアレイ412をレンズフォルダ416に装着する工程について説明する。
Hereinafter, a process of mounting the
ロッドレンズアレイ412をレンズフォルダ416に取り付ける際には、まず、ロッドレンズアレイ412の光軸が、半導体受光素子413発光面に対して垂直となるように、矯正された状態(位置決めした状態)を保持(例えば、図示しない冶具等を用いて保持)する必要がある。このとき、ロッドレンズアレイ412をレンズフォルダ416に固定する高さ方向の位置は、ロッドレンズアレイ412の下面からプリント配線基板414上の半導体受光素子413の表面までの距離が焦点距離Loとなる位置に矯正されている必要がある。また、このとき、ロッドレンズアレイ412に捩れが生じている場合には、この捩れを矯正した状態でロッドレンズアレイ412を保持することが望ましい。
When the
次に、ロッドレンズアレイ412とレンズフォルダ416との接合部分に、硬化前(UV光を照射する前)のUV硬化剤417及びUV接着剤418を所定位置(上述図8(a)に示す各位置)に付ける。この実施形態では、図8(a)に示すように、ロッドレンズアレイ412の各側面に対して、UV硬化剤417が2か所ずつ配置されている。
Next,
次に、ロッドレンズアレイ412とレンズフォルダ416との接合部分に付けたUV硬化剤417及びUV接着剤418にUV光を照射して硬化させる。
Next, the
以上の工程により、ロッドレンズアレイ412をレンズフォルダ416に装着する工程を実現することができる。
Through the above steps, the step of mounting the
[評価実験に基づく検証]
ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)は一般的に主走査方向サイズがA4(A4用紙サイズの横幅寸法)、A3(A3用紙サイズの横幅寸法)あるいはそれ以上であるのに対して、副走査方向の幅は約1mm〜3mmと狭い。したがって、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)自体において主走査方向の捩れを伴う傾向がある。
[Verification based on evaluation experiment]
The rod lens array 402 (rod lens array 412) generally has a main scanning direction size of A4 (A4 paper size horizontal width dimension), A3 (A3 paper size horizontal width dimension) or larger, while sub-scanning. The width in the direction is as narrow as about 1 mm to 3 mm. Therefore, the rod lens array 402 (rod lens array 412) itself tends to be twisted in the main scanning direction.
上述の通り、第6の実施形態では、UV硬化剤406(UV硬化剤417)のヤング率を180MPa以上(望ましくは300MPa以上)と設定した。また、第6の実施形態では、UV硬化剤406(UV硬化剤417)を配置する間隔lを210mm以内と設定した。以下では、図9〜図12を用いて、第6の実施形態における各パラメータを上述のように設定した根拠について実際に行った評価実験のデータに基づいて説明する。 As described above, in the sixth embodiment, the Young's modulus of the UV curing agent 406 (UV curing agent 417) is set to 180 MPa or more (desirably 300 MPa or more). In the sixth embodiment, the interval 1 for arranging the UV curing agent 406 (UV curing agent 417) is set to 210 mm or less. Hereinafter, the basis for setting the parameters in the sixth embodiment as described above will be described based on data of evaluation experiments actually performed with reference to FIGS. 9 to 12.
ここでは、まず、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の副走査方向の中心位置と、半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向の中心位置を、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の上側の結像点を撮像カメラ431(例えば、種々のデジタルカメラを適用することができる)で観測することで調整する組立方法について、図9を用いて説明する。
Here, first, the center position of the rod lens array 402 (rod lens array 412) in the sub-scanning direction and the center position of the semiconductor light-emitting element 403 (semiconductor light-receiving element 413) in the sub-scanning direction are defined as the rod lens array 402 (rod lens). An assembly method for adjusting the imaging point on the upper side of the
図9(a)、図9(b)は、それぞれ、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)と、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)と、半導体受光素子413との位置関係について示している。
FIGS. 9A and 9B show the positional relationship among the rod lens array 402 (rod lens array 412), the rod lens array 402 (rod lens array 412), and the semiconductor
図9(a)に示すように、半導体発光素子403(半導体受光素子413)がロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)下面レンズの副走査方向中心から距離d1ずれている場合、撮像カメラ431において半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向位置はロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)上面レンズの副走査方向中心から距離d2ずれて観測される。
As shown in FIG. 9A, when the semiconductor light emitting element 403 (semiconductor light receiving element 413) is displaced by a distance d1 from the center in the sub-scanning direction of the bottom lens of the rod lens array 402 (rod lens array 412), the
なお、図9(b)に示すように、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)を、その光軸が半導体発光素子403(半導体受光素子413)の表面と垂直になるようにレンズフォルダ405(レンズフォルダ416)に固定している場合、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の下面レンズに対する半導体発光素子403(半導体受光素子413)の入射角θ2とロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の上面レンズに対する撮像カメラ431の入射角θ2が同値となる。また、この場合、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の焦点距離LiとLoは基本的に同値となるためd1とd2は同値になる。すなわち、撮像カメラ431の観測結果から半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向中心とロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の副走査方向中心とは、容易に調整することができる。
As shown in FIG. 9B, the lens holder 405 (rod lens array 412) is arranged so that its optical axis is perpendicular to the surface of the semiconductor light emitting element 403 (semiconductor light receiving element 413). When fixed to the lens folder 416), the incident angle θ2 of the semiconductor light emitting element 403 (semiconductor light receiving element 413) with respect to the lower lens of the rod lens array 402 (rod lens array 412) and the rod lens array 402 (rod lens array 412) The incident angle θ2 of the
一方、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)が、半導体発光素子403(半導体受光素子413)の表面との垂線よりθ1の角度傾いてレンズフォルダ405(レンズフォルダ416)に固定されている状態について図10を用いて説明する。 On the other hand, the rod lens array 402 (rod lens array 412) is fixed to the lens folder 405 (lens folder 416) at an angle of θ1 with respect to the perpendicular to the surface of the semiconductor light emitting element 403 (semiconductor light receiving element 413). This will be described with reference to FIG.
図10(a)、図10(b)は、それぞれ、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)と、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)と、半導体受光素子413との位置関係について示している。
FIGS. 10A and 10B show the positional relationship between the rod lens array 402 (rod lens array 412), the rod lens array 402 (rod lens array 412), and the semiconductor
以下では、図10(a)に示すように、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の上面における副走査方向中心と、撮像カメラ431への結像角と、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)下面レンズにおける副走査方向中心と半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向中心との入射角を「θ2」とする。
In the following, as shown in FIG. 10A, the center in the sub-scanning direction on the upper surface of the rod lens array 402 (rod lens array 412), the imaging angle to the
図10(a)では、撮像カメラ431において、受光した光が撮像カメラ431中心から距離d2ずれていた場合について図示している。また、図10(a)の状態の場合、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の下面レンズにおける副走査方向中心から半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向中心ずれの距離は「d3=Lo×tan(θ1−θ2)」となり、「d2≠3」となる。
FIG. 10A illustrates a case where the received light is shifted from the center of the
そして、図10(b)は、図10(a)の状態からロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の上面レンズにおける副走査方向中心と結像点を撮像カメラ431で観測して一致させた状態について示している。図10(b)の状態の場合、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の下面レンズにおける副走査方向中心と半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向中心のずれd4は「d4=Lo×tan(2θ1)」となる。したがって、この場合、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の下面レンズにおける副走査方向中心と半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向中心位置は一致しない。すなわちロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の光軸が傾いている場合において、撮像カメラ431における観測結果をもとに、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の下面レンズにおける副走査方向中心と半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向中心を一致させることができない。
FIG. 10B shows the center of the sub-scanning direction and the imaging point in the upper lens of the rod lens array 402 (rod lens array 412) from the state of FIG. It shows about the state. In the state of FIG. 10B, the deviation d4 between the center in the sub-scanning direction of the bottom lens of the rod lens array 402 (rod lens array 412) and the center of the sub-scanning direction of the semiconductor light emitting element 403 (semiconductor light receiving element 413) is “d4”. = Lo × tan (2θ1) ”. Therefore, in this case, the center position in the sub-scanning direction of the lower lens of the rod lens array 402 (rod lens array 412) and the center position in the sub-scanning direction of the semiconductor light emitting element 403 (semiconductor light receiving element 413) do not match. That is, when the optical axis of the rod lens array 402 (rod lens array 412) is inclined, the center in the sub-scanning direction of the lower lens of the rod lens array 402 (rod lens array 412) is based on the observation result of the
上記のようにロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の下面レンズにおける副走査方向中心と半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向中心を一致させることができない場合、半導体発光素子403とロッドレンズアレイ402の光学損失増加により、プリントヘッドの光出力が低下することが図11における評価結果から分かる。
As described above, when the sub-scanning direction center of the bottom lens of the rod lens array 402 (rod lens array 412) and the sub-scanning direction center of the semiconductor light emitting element 403 (semiconductor light receiving element 413) cannot be matched, the semiconductor
図11は、プリントヘッド401において、ロッドレンズアレイ402の中心位置と、半導体発光素子403(LEDアレイ)の中心位置とのずれ量に応じた光出力(撮像カメラ431で撮像される光のパワー)の相関関係について示したグラフである。
FIG. 11 shows a light output (power of light imaged by the imaging camera 431) according to the amount of deviation between the center position of the
図11のグラフ(評価結果)から、ロッドレンズアレイ402と半導体発光素子403との副走査方向における相互の中心位置が50μmずれた場合、光学損失が2%弱程度増加することが確認できる。なお、図11の評価実験では、ロッドレンズアレイ402として、共役長が約9.1mm、開口角が約12°、LiおよびLoが約2.375mmの日本板硝子株式会社製セルフォック(登録商標)レンズアレイ(製品名:SLA−12EG)を用いた。
From the graph of FIG. 11 (evaluation result), it can be confirmed that the optical loss increases by about 2% when the center positions of the
図11の評価実験の結果は、ロッドレンズアレイ402と半導体発光素子403における評価結果であるが、ロッドレンズアレイ412と半導体受光素子413においても同様の結果となると想定できる。すなわち、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の光軸が大きく傾いている場合、傾いていることを認識せずにロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)の上面における副走査方向中心位置と結像点を副走査方向において一致させるように半導体発光素子403(半導体受光素子413)を位置調整した場合は、ロッドレンズアレイ402(ロッドレンズアレイ412)下面における副走査方向中心位置と、半導体発光素子403(半導体受光素子413)の副走査方向位置が大きくずれてしまう。この場合、プリントヘッド401(イメージセンサヘッド411)では、光学損失が増加してしまい、所望の光出力、または光入射を得ることができなくなる。
The results of the evaluation experiment in FIG. 11 are the evaluation results for the
次に、プリントヘッド401において、UV硬化剤406のヤング率と、UV硬化剤406を配置する間隔lとの関係について図12を用いて説明する。
Next, the relationship between the Young's modulus of the
図12では、本発明のプリントヘッド401を実際に構成した評価実験を行った結果について示している。
FIG. 12 shows the results of an evaluation experiment in which the
図12(a)は、本評価実験で用いたプリントヘッド401の斜視図である。図12(b)は、図12(a)のX−X’線間の断面図である。図12(c)は、本評価実験の結果(UV硬化剤406ヤング率と、ロッドレンズアレイ402のねじれ発生角度の相関関係)について示したグラフである。
FIG. 12A is a perspective view of the
図12(a)に示す通り、本評価実験では、ロッドレンズアレイ402として、副走査方向幅が約1.2mm、高さが約4.35mm、主走査方向長さが220mmの日本板硝子製セルフォック(登録商標)レンズアレイ(製品名:SLA−12EG)を用いた評価を行うものとする。当該ロッドレンズアレイ402は、0.005°/mmと主走査方向の距離に応じて略均一に捩れが生じるものである。また、本評価実験では、各UV硬化剤406の高さを2.2mm、UV硬化剤406の間隔lを210mmとした。さらに、本評価実験では、UV硬化剤406として、ヤング率の異なる5種類80MPa、180MPa、260MPa、300MPa、420MPaのUV硬化剤を用いた。
As shown in FIG. 12A, in this evaluation experiment, as a
本評価実験では、上述の各条件で、ロッドレンズアレイ402をレンズフォルダ405に、上述した取り付け方法で取り付けてプリントヘッド401を構成した。そして、各条件のプリントヘッド401について、発生する捩れの角度を測定し、ヤング率と捩れ発生の相関を評価することで、プリントヘッド401において必要なヤング率を実測した。
In this evaluation experiment, the
図12(c)に示すように、UV硬化剤406のヤング率が300MPa以上の場合は、捩れが殆ど発生していないことを確認した。
As shown in FIG. 12C, when the Young's modulus of the
次にロッドレンズアレイ402と半導体発光素子403の光学損失の増加が2%以内となるロッドレンズアレイ402の下面レンズにおける副走査方向中心と、半導体発光素子または半導体受光素子の副走査方向中心の相互ずれ量を上述の図11の評価結果から50μm以内であると想定した。すなわち、この場合、ロッドレンズアレイ402の光軸倒れとしては主走査方向において0.32°以内であれば良いこととなる。したがって、図12(c)の評価結果から、捩れ発生角度0.32°以下とするには、UV硬化剤406のヤング率を180MPa以上とすれば良いことがわかる。言い換えると、図12(c)の評価結果から、UV硬化剤406のヤング率を180MPa以上とすれば、捩れ発生を所定以内(0.32°以内)に抑制でき、その結果、光学損失を2%以内に抑えることができることが分かる。また、ロッドレンズアレイ402の構造上、副走査方向幅が約1.2mm以下、高さが約4.35mm以下であり、UV硬化剤の形成間隔が210mm以内の構造であれば、図12(c)の評価結果(測定データ)から導き出したヤング率を適用することができる。
Next, the sub-scanning direction center of the bottom lens of the
そのため、図12(c)のような評価結果に基づいて、この実施形態では、UV硬化剤406のヤング率を180MPa以上(望ましくは300MPa以上)と設定した。また、図12(c)のような評価結果に基づいて、この実施形態では、UV硬化剤406を配置する間隔lを210mm以内と設定した。
Therefore, based on the evaluation results as shown in FIG. 12C, in this embodiment, the Young's modulus of the
なお、図12(c)の評価実験の結果は、ロッドレンズアレイ402と半導体発光素子403における評価結果であるが、ロッドレンズアレイ412と半導体受光素子413においても同様の結果となると想定できる。そのため、図12(c)のような評価結果に基づいて、この実施形態のイメージセンサヘッド411では、UV硬化剤417のヤング率を180MPa以上(望ましくは300MPa以上)と設定した。また、図12(c)のような評価結果に基づいて、この実施形態のイメージセンサヘッド411では、UV硬化剤417を配置する間隔lを210mm以内と設定した。
Note that the result of the evaluation experiment in FIG. 12C is the result of the evaluation in the
(F−3)第6の実施形態の効果
第6の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(F-3) Effects of Sixth Embodiment According to the sixth embodiment, the following effects can be achieved.
[LEDプリンタ(プリントヘッド)の効果]
第6の実施形態のプリントヘッド401では、複数個所にUV硬化剤406を形成することでロッドレンズアレイ402の回転変異を抑制している。これにより、第6の実施形態のプリントヘッド401では、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第6の実施形態では、複数個所(両端近傍)にUV硬化剤406を形成しているため、例えば、主走査方向に捩れ応力を有するロッドレンズアレイ402であっても、安定して捩れを矯正(回転変異を抑制)することができる。その結果、第6の実施形態のプリントヘッド401の組立時にロッドレンズアレイ402と半導体発光素子403の副走査方向中心位置、またはロッドレンズアレイ402と半導体発光素子403の副走査方向中心位置を高精度に調整することができる。そのため、第6の実施形態のプリントヘッド401では、光学損失の増加を抑えることができる。その結果、第6の実施形態のプリントヘッド401では、消費電力の増加を抑制することができる。
[Effect of LED printer (print head)]
In the
[イメージスキャナ(イメージセンサヘッド)の効果]
第6の実施形態のイメージセンサヘッド411では、複数個所にUV硬化剤417を形成することでロッドレンズアレイ412の回転変異を抑制している。これにより、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411では、第2の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第6の実施形態では、複数個所(両端近傍)にUV硬化剤417を形成しているため、例えば、主走査方向に捩れ応力を有するロッドレンズアレイ412であっても、安定して捩れを矯正(回転変異を抑制)することができる。その結果、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411の組立時にロッドレンズアレイ412と半導体発光素子403の副走査方向中心位置、またはロッドレンズアレイ412と半導体受光素子413の副走査方向中心位置を高精度に調整することができる。そのため、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411では、光学損失の増加を抑えることができる。その結果、第6の実施形態のイメージセンサヘッド411では、消費電力の増加を抑制することができる。
[Effect of image scanner (image sensor head)]
In the
(G)他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
(G) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may include modified embodiments as exemplified below.
(G−1)上記の各実施形態では本発明のプリントヘッドをカラーLEDプリンタ(複数のプロセスユニットを備えるプリンタ)に適用する例について示したが、本発明のプリントヘッドは、モノクロのLEDプリンタ(1つのプロセスユニットを備えるプリンタ)や、FAX、複写機(コピー機)、複合機等のその他の画像形成装置に適用するようにしてもよい。 (G-1) In each of the above embodiments, an example in which the print head of the present invention is applied to a color LED printer (a printer including a plurality of process units) has been shown. However, the print head of the present invention is a monochrome LED printer ( The present invention may be applied to other image forming apparatuses such as a printer having one process unit), a FAX, a copying machine (copier), and a multifunction machine.
また、上記の各実施形態では本発明のイメージセンサヘッドをイメージスキャナに適用する例について示したが、本発明のイメージセンサヘッドは、FAX、複写機(コピー機)、複合機等のその他の画像読取装置に適用するようにしてもよい。 In each of the above-described embodiments, an example in which the image sensor head of the present invention is applied to an image scanner has been described. However, the image sensor head of the present invention can be used for other images such as FAX machines, copiers (copiers), and multifunction machines. You may make it apply to a reader.
(G−2)上記の各実施形態では、ロッドレンズアレイ主走査方向において、少なくとも中央近傍に1箇所、UV硬化剤を高さH2となるように配置し、ロッドレンズアレイの変位(例えば回転変異)を規制する規制部として機能させている。ただし、規制部に用いる材料についてはUV硬化剤に限定されないものであり、他の性質の硬化剤(例えば、熱や乾燥等により硬化する他の硬化剤)に置き換えるようにしてもよい。 (G-2) In each of the above embodiments, in the main scanning direction of the rod lens array, at least one UV curing agent is arranged near the center so as to have a height H2, and the displacement of the rod lens array (for example, rotational variation) ) Is functioning as a regulation unit that regulates However, the material used for the restricting portion is not limited to the UV curing agent, and may be replaced with a curing agent having other properties (for example, another curing agent that cures by heat, drying, or the like).
101…プリントヘッド、102…ロッドレンズアレイ、102−1…ロッドレンズ、102−1…屈折率分布型ロッドレンズ、102−2…側板、102−3…充填接着剤、103…半導体発光素子、104…プリント配線基板、105…レンズフォルダ、106…UV硬化剤、107…UV接着剤、108…開口スリット、111…イメージセンサヘッド、112…ロッドレンズアレイ、113…半導体受光素子、114…プリント配線基板、115…導光体、116…レンズフォルダ、117…UV硬化剤、118…UV接着剤、119…開口スリット、501…LEDプリンタ、502…プロセスユニット、503…プロセスユニット、504…プロセスユニット、505…プロセスユニット、506…記録媒体、507…搬送経路、508…感光ドラム、509…帯電装置、510…露光装置、511…現像装置、512…クリーニング装置、513…用紙カセット、514…ホッピングローラ、515…ピンチローラ、516…ピンチローラ、517…レジストローラ、518…レジストローラ、519…転写ローラ、520…排出ローラ、521…排出ローラ、522…排出ローラ、523…排出ローラ、524…定着装置、525…スタッカ、601…イメージスキャナ、602…筐体、603…イメージセンサヘッド、604…ガイド、605…ステッピングモーター、606…駆動ベルト、607…フレキシブルフラットケーブル、608…制御回路、609…原稿台、610…蓋。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記ロッドレンズアレイの長手方向における各側面の少なくとも一箇所に、当該ロッドレンズアレイの変位を規制する規制部が形成されており、それぞれの前記規制部の高さが前記ロッドレンズアレイの高さの半分以上となっていること
を特徴とする光学装置。 In an optical device configured by attaching a rod lens array to a lens folder,
A restricting portion for restricting displacement of the rod lens array is formed at least at one place on each side surface in the longitudinal direction of the rod lens array, and the height of each restricting portion is equal to the height of the rod lens array. An optical device characterized by having more than half.
前記規制部は、前記スリットに沿った位置に配置されており、
前記スリットにおいて、前記規制部が形成される位置に、前記スリットと前記ロッドレンズアレイの側面との間の隙間が広くなるような凹構造が形成されている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光学装置。 The lens folder is provided with a slit for inserting the rod lens array,
The restricting portion is disposed at a position along the slit,
In the slit, a concave structure is formed so that a gap between the slit and a side surface of the rod lens array is widened at a position where the restricting portion is formed. An optical device according to any one of the above.
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