JPH08234071A - 画像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ２個の単眼レンズ１８，１８を設けたレンズ
部材１６の中心にテーパー付きの突起２０を設け、これ
を金属のエッチング加工で設けたテンプレート１０の穴
１４に差込み位置決めする。突起２０の最大径は穴１４
の径よりも大きくする。 【効果】 レンズ部材１６の外形精度の影響を受けず
に、レンズ部材１６をテンプレート１０で位置決めでき
る。また突起２０の中心は穴１４の中心と一致し、穴１
４の径や突起２０の径の変動の影響も受けない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明は、ＬＥＤヘッド等の画像
形成装置やイメージセンサ等の画像読み取り装置、の画
像装置に関し、特にそのレンズの位置決めに関する。

【０００２】

【従来技術】発明者は、単眼レンズとＬＥＤアレイ等の
受発光アレイとを１：１に対応させた画像装置を検討し
た。このような画像装置は米国特許４５３２，５２６等
より周知であるが、レンズとの受発光アレイとの位置決
めが難しいため実用化されていない。必要な精度につい
て示すと、受発光アレイが正しく配列されていると仮定
して、各レンズを±２〜３μｍ程度の精度で配列するこ
とが必要である。しかしながらレンズをこのような精度
で配列することはきわめて困難で、例えば画像認識装置
を用いて配列してもこのような精度は得られず、しかも
搭載に時間がかかり非効率である。

【０００３】

【発明の課題】この発明の基本的課題は上記の点を解決
することにあり、単眼レンズを高精度にかつ簡単に位置
決めできるようにすることにある（請求項１〜４）。請
求項２での課題はレンズの位置決め精度をさらに向上さ
せることにあり、請求項３での課題は位置決めに必要な
位置決め部材を高精度に製造できるようにすることにあ
り、請求項４での課題は位置決め部材へのレンズの装着
を容易にすることにある。

【０００４】

【発明の構成】この発明の画像装置は、各々多数の受発
光アレイと単眼レンズとを１：１に対応させたものにお
いて、偶数個の単眼レンズを一体にしたレンズ部材を設
けて、該レンズ部材の中心に突起を設け、該レンズ部材
を直線状に配列し、さらに該レンズ部材の配列方向に平
行にレンズ部材の位置決め部材を配設し、該位置決め部
材に設けた穴に前記突起を挿入して位置決めしたことを
特徴とする。

【０００５】好ましくは、突起にテーパーを設けると共
に、突起の最大径を穴の径よりも大きくする。また好ま
しくは、位置決め部材を、金属板をエッチングして穴と
光路の窓とを設けたテンプレートとし、金属板はエッチ
ングが容易でエッチング精度を高めるため、例えば厚さ
５０〜２００μｍ程度の金属の薄板が好ましい。あるい
はまた好ましくは、位置決め部材を熱変形プラスチック
で構成する。このプラスチックの熱変形温度は画像装置
の他の部分の耐熱温度よりも低くし、例えば１００〜２
００℃、より好ましくは１２０〜１５０℃程度とする。

【０００６】また好ましくは、穴の周囲にスリットを設
け、穴への突起の挿入を容易にする。また好ましくは、
突起の先端を穴の反対面に突き出させ、この部分をＯ−
リングで保持し、Ｏ−リングを透明なカバーで押圧して
位置決め部材に押し付ける。このようにすれば突起の穴
への位置決めの最後の工程をカバーにより押圧で容易に
行うことが出来る。

【０００７】

【発明の作用】この発明では、レンズ部材の突起を位置
決め部材の穴に挿入して位置決めする。この突起はレン
ズ部材の中心位置にあり、そのためにレンズ部材には偶
数個の単眼レンズを設け、その中心に突起を設ける。位
置決め部材にはエッチングで穴を設けた金属板や熱変形
プラスチック板等を用い、特にエッチングを用いると極
めて正確に穴を設けることができる。そこで突起を穴で
位置決めすると、正確にレンズ部材を位置決めできる
（請求項１〜４）。

【０００８】突起や穴の形状には僅かなばらつきが残る
が、その中心位置はほとんどばらつきの影響を受けな
い。例えばエッチングで穴を設けると、穴の中心位置は
エッチング条件の影響を受けず一定である。また突起の
径が変動しても、その中心位置は通常一定で、複数の単
眼レンズの間の中心位置にある。そこで突起の最大径を
穴の径よりも大きくすると、突起の中心位置が穴の中心
位置に一致し、より正確に位置決めできる（請求項
２）。突起の最大径を穴の径よりも大きくすると挿入が
難しくなるので、この場合、突起にはテーパーを設け
る。また位置決め部材を熱変形プラスチック板とし、突
起の挿入時にプラスチックが変形するようにすれば、容
易に突起を穴に位置決めすることができる（請求項
４）。

【０００９】

【実施例】図１〜図３に、最初の実施例を示す。これら
の図において、２はＬＥＤアレイで、例えば４０個直線
状に配列し、４はその基板である。６は例えばプラスチ
ックのハウジングで、８は遮光板であり、例えばＬＥＤ
アレイ２毎に設け、アレイ２からの光を吸収する顔料等
を混入して、隣り合ったＬＥＤアレイ２，２からの光が
相互に重なり合わないようにする。遮光板８はハウジン
グ６の一部である。１０は、後述のレンズ部材の位置決
め用のテンプレートで、厚さ例えば５０〜２００μｍ程
度のステンレス等の薄板をエッチング等で加工し、１２
はアレイ２からの光を取り出すための窓で、１４はレン
ズ部材の位置決め用の穴である。テンプレート１０の材
質は金属に限らずプラスチック等でも良いが、エッチン
グで正確に加工できるため金属が好ましい。また穴１４
にはテーパーを設けても設けなくても良い。

【００１０】１６はレンズ部材で、例えばプラスチック
を成型して製造し、１８，１８は個別のレンズで単眼レ
ンズであり、各レンズ部材１６には例えば２個等の偶数
個ののレンズ１８，１８を設け、その中心に突起２０を
設ける。レンズ１８はＬＥＤアレイ２と１：１に対応
し、レンズ部材１６を例えば２０個直線状に配列する。
２２はレンズ部材１６の下面を利用した基準面で、これ
を遮光板８の頂面２４に押し当てて、レンズ部材１６の
ＬＥＤアレイ２に対する高さを位置決めする。画像装置
の短辺方向断面を図２に示すと、各ＬＥＤアレイ２は遮
光板８で仕切られ、ＬＥＤアレイ２の上部にレンズ１８
があり、アレイ２からの光を感光体ドラム等に結像させ
る。また温度変動によりＬＥＤアレイ２とレンズ１８と
の位置決めが狂わないように、基板４とハウジング６と
は熱膨張率がほぼ同じ材質を用いることが好ましい。

【００１１】レンズ部材１６のテンプレート１０に対す
る位置決めを示す。ＬＥＤアレイ２を基板４に対して位
置決めし、テンプレート１０は図示しないピン等により
ハウジング６に位置決めする。テンプレート１０はエッ
チング等により加工し、その形状精度は極めて高い。突
起２０の最大径Ｄは、図３に示すように、穴１４の径ｌ
よりも大きくすることが好ましく、突起２０には穴１４
への嵌合を容易にするためテーパーを設けることが好ま
しい。このテーパーはレンズ部材１６の成型時に同時に
設け、あるいは成型後に機械加工等で設ける。また穴１
４等にテーパーを設ける場合、その最大径を穴１４等の
径とする。

【００１２】図３に示すように、突起２０を穴１４に挿
入し、押し下げ部材３０によりテンプレート１０をレン
ズ部材１６側に押し込む。このようにして穴１４と突起
２０とを用いて、レンズ部材１６の図での水平方向位置
を位置決めする。穴１４はエッチングで設けるので形状
精度は極めて高く、また突起２０は２個のレンズ１８，
１８の中心にある。このため突起２０を穴１４で位置決
めすれば、レンズ部材１６の図での水平方向位置を、テ
ンプレート１０に対し正確に位置決めできる。なお発明
者は、レンズ部材１６の４側面等を位置決めに用いるこ
とも検討したが、４つの側面を正確に加工することは難
しく、成形時の伸縮等でレンズ部材１６の外形は変動
し、４側面を水平方向の基準に用いると正確な位置決め
は困難であった。発明者はさらに、画像認識装置でレン
ズ部材１６の４側面の中心位置を割り出し、これを基準
にすることも検討したが、画像認識装置の精度が±１０
μｍ程度しかなく精度が不足した。

【００１３】位置決め精度をさらに向上させる点につい
て検討すると、エッチングで設けた穴１４にも僅かな直
径のばらつきがあり、突起２０の直径には穴１４よりも
大きなばらつきがある。しかしながら突起２０や穴１４
の中心位置はほぼ一定で、例えば直径が変化しても穴１
４の中心は２つの窓１２，１２間の中心にある。同様
に、突起２０の中心は２つのレンズ１８，１８間の中心
にある。そこで突起２０の中心を穴１４の中心に位置決
めすれば、穴１４のエッチング条件の変動や突起２０の
成型や加工条件の変動の影響を受けずに、位置決めでき
る。このためには、突起２０の最大径Ｄを穴１４の径ｌ
よりも大きくして締りばめにし、また穴１４への挿入を
容易にするため突起２０の側面にテーパーを設けること
が好ましい。このようにすれば、例えば±２〜３μｍ以
下の水平方向誤差で、各レンズ１８をＬＥＤアレイ２に
対して位置決めできる。

【００１４】遮光板頂面２４に予め接着剤等を塗布して
おき、押し下げ部材３０でレンズ部材１６を図の下側に
押圧しながら、基準面２２を頂面２４に押し当てる。こ
の結果、レンズ部材１６の図での上下方向位置が位置決
めされる。このようにして実施例では遮光板頂面２４へ
の基準面２２の当接で高さ位置を調整し、穴１４の中心
への突起２０の中心の位置合わせで、水平方向位置を調
整できる。なお実施例はＬＥＤヘッドを例にしたが、こ
の発明はレンズの搭載と位置決めにあり、受発光アレイ
の種類は任意である。またレンズ部材１６の基準面２２
は遮光板８で位置決めしたが、遮光板８上に基準面とし
てのレンズプレート等を設け、ここに基準面２２を当接
させて位置決めしても良い。

【００１５】

【変形例１】図１〜図３の実施例では、突起２０を穴１
４に嵌合するのが難しい。これは突起２０の最大径が穴
１４の径よりも大きく、またレンズ部材１６がプラスチ
ックで軟らかく、テンプレート１０が金属で硬いからで
ある。そこでこの点を改良した変形例を、図４，図５に
示す。なお以下の実施例や変形例では、特に指摘した点
以外は図１〜図３の実施例と同様である。図において、
４０は新たなテンプレートで、４２は穴１４の周囲に設
けた例えば４個のスリットである。変形例ではスリット
４２がテンプレート４０を貫通するようにしたが、穴１
４の変形を容易にするものであれば良い。穴１４に突起
２０を挿入すると、スリット４２で穴１４は僅かに変形
し、このため穴１４よりも最大径が大きな突起２０を容
易に挿入できる。

【００１６】

【実施例２】図６に第２の実施例を示す。図において、
６０はゴムからなるＯ−リングで、６２は透明カバー
で、これ以外の点は図１〜図３の実施例と同様である。
この実施例の組立では、突起２０の先端をテンプレート
１０の上側に突き出させ、この部分にＯ−リング６０を
はめ、透明カバー６２でＯ−リング６０を図の下側に押
圧する。するとテンプレート１０は均一に下側に押さ
れ、簡単に突起２０を穴１４に嵌合することができる。

【００１７】

【実施例３】図７に第３の実施例を示し、７０はテンプ
レート１０に替わるプラスチック板で、例えば１２０〜
１５０℃程度の、画像装置の他の部分よりも低い温度で
軟化するプラスチックとする。また７４はプラスチック
板７０に設けた穴で、テーパー加工を施し、突起２０を
挿入しやすくする。さらにプラスチック板７０が透明な
場合、窓１２は不要である。これ以外の点は、図１〜図
３の実施例と同様である。この実施例では、突起２０を
穴７４にセットした後、加熱してプラスチック板７０を
やや軟化させる。この状態で押し下げ部材３０等により
プラスチック板７０を下に押し下げると、穴７４が変形
して突起２０を容易に挿入できる。

【００１８】

【変形例２】図８に、図７の実施例を変形した画像装置
を示す。図において、８０は新たなプラスチック板で、
図７の実施例と同様に１２０〜１５０℃程度で軟化する
ようにし、８２は穴７４の周囲に設けたリング状のスリ
ットである。図８の右側にプラスチック板８０の上面を
示すと、穴７４の２重線の内、中心の実線はプラスチッ
ク板８０の上側から見た穴７４を、破線はプラスチック
板８０の底面側から見た状態を示す。突起２０を穴７４
に差し込み、押し下げ部材３０等を利用してプラスチッ
ク板８０を押し下げながら、１２０℃程度に加熱する。
この時、穴７４の周囲にスリット８２があるので、穴７
４は容易に変形して突起２０の嵌合が容易になり、しか
も加熱終了後はスリット８２のため、これとと穴７４の
間のプラスチックがバネとして作用し、突起２０を締め
付けて確実に保持する。これ以外の点は図７の実施例と
同様である。

【００１９】

【実施例４】図９に、テンプレート１０を下側に配置し
た実施例を示す。９０は突起２０を設けた側の遮光板
で、９２は突起２０の先端がテンプレート１０の下側に
現れた時に備えた穴で、特に形状精度は必要ではない。
そしてテンプレート１０を遮光板８，９０とレンズ部材
１６との間に配置し、レンズ部材１６の上側には透明カ
バー６２を設けて、基準面２２を透明カバー６２で位置
決めする。これ以外の点は、図１〜３の実施例と同様で
ある。

【００２０】

【変形例３】図１０に、図９の実施例を変形した例を示
し、この例ではテンプレート１０を用いず、遮光板９０
に前記のテーパーを設けた正確な穴７４を設け、突起２
０を位置決めする。また遮光板９０を含むハウジングを
軟化点１２０〜１５０℃程度のプラスチックで製造し、
突起２０を差し込んだ際に透明カバー６２からの圧力と
熱で穴７４が僅かに変形し、突起２０を挿入しやすくし
た。これ以外の点は図９の実施例と同様である。

【００２１】

【発明の効果】この発明では、レンズ部材の突起を位置
決め部材の穴に挿入するだけで、レンズ部材の中心位置
を位置決めすることが出来る。そしてレンズ部材の４周
等の外形が変動しても、位置決め精度は影響を受け無い
（請求項１〜４）。ここで位置決め用の突起にテーパー
を設け、その最大径を位置決め部材の穴の径よりも大き
くすれば、突起の径や穴の径が変動しても、位置決め精
度に影響が生じない（請求項２）。次に、位置決め部材
を金属板をエッチングして形成すれば、容易にかつ極め
て正確に位置決め部材を設けることができる（請求項
３）。また位置決め部材を熱変形プラスチック板とし、
突起の挿入時にプラスチックが変形するようにすれば、
容易に突起を穴に位置決めすることができる（請求項
４）。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の画像装置の要部断面図

【図２】 図１の実施例の短辺方向断面図

【図３】 図１の実施例の組立工程を示す要部拡大断
面図

【図４】 第１の変形例の要部平面図

【図５】 図５の変形例の要部拡大断面図

【図６】 第２の実施例の要部拡大断面図

【図７】 第３の実施例の要部拡大断面図

【図８】 図７の実施例の変形例の要部拡大断面図

【図９】 第４の実施例の要部断面図

【図１０】 図９の実施例の変形例の要部断面図

【符号の説明】

２ ＬＥＤアレイ ２２ 基準
面 ４ 基板 ２４ 遮光
板頂面 ６ ハウジング ３０ 押し
下げ部材 ８，９０ 遮光板 ４２，８２ スリ
ット １０，４０ テンプレート ６０ Ｏ
−リング １２ 窓 ６２ 透
明カバー １４，７４ 穴 ７０，８０ プ
ラスチック板 １６ レンズ部材 １８ レンズ ２０ 突起

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々多数の受発光アレイと単眼レンズと
   を１：１に対応させた画像装置において、 偶数個の単眼レンズを一体にしたレンズ部材を設けて、
   該レンズ部材の中心に突起を設け、該レンズ部材を直線
   状に配列し、さらに該レンズ部材の配列方向に平行にレ
   ンズ部材の位置決め部材を配設し、該位置決め部材に設
   けた穴に前記突起を挿入して位置決めしたことを特徴と
   する、画像装置。
2. 【請求項２】 前記突起にテーパーを設けると共に、該
   突起の最大径を前記穴の径よりも大きくしたことを特徴
   とする、請求項１の画像装置。
3. 【請求項３】 前記位置決め部材を、金属板をエッチン
   グして前記穴と光路の窓とを設けたテンプレートとした
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載のの画像装
   置。
4. 【請求項４】 前記位置決め部材を、熱変形プラスチッ
   クで構成したことを特徴とする、請求項２に記載の画像
   装置。