JP2008012875A - Ｌｅｄプリントヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズアレイを構成するロッドレンズの向きは、ばらついているため、像ズレが生じるという問題がある。フルカラーで画像を形成する場合、多彩な色彩を出すために、同一箇所に複数の色を重ねる必要があるが、像ズレが発生すると、高画質な画像形成が不可能となる。
【解決手段】
レンズアレイの長手方向については、像ズレの向きが正または負の予め定めた所定の向きになるように、レンズアレイを上下反転させ、レンズアレイの短手方向については、像ズレの向きが正または負の予め定めた所定の向きになるように、レンズアレイを左右反転させた後、レンズアレイをベースに位置決め固定してＬＥＤプリントヘッドを製造する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置で用いられるＬＥＤプリントヘッドの製造方法に関する。

従来より、画像形成装置の感光体ドラム等の静電潜像担持体に画像の静電潜像を形成するために、ＬＥＤ素子とレンズアレイを主要な構成要素とするＬＥＤプリントヘッドが用いられている。

レンズアレイは、２枚の平板の間に複数の長尺状のロッドレンズを１列または複数列で直線状または千鳥状に配列させ、ゴム状の樹脂により固定したものを切断して製造するものである（例えば、特許文献３の図６参照）。

しかし、ロッドレンズ向きにはばらつきがあるため、レンズアレイに像ズレが生じるという問題がある。
ここで、像ズレとは、レンズアレイの長手方向（Ｘ方向）と短手方向（Ｙ方向）それぞれに垂直な光軸方向（Ｚ方向）に対して結像点がずれることをいう。また、像ズレ量とは、レンズアレイの長手方向（Ｘ方向）と短手方向（Ｙ方向）それぞれに垂直な光軸方向（Ｚ方向）に対して結像点がずれる量をいう（例えば、図２のＢ、図３および図４のＡ）。

近年、ＬＥＤプリントヘッドを複数用いたフルカラー画像形成装置の高画質化に伴い、この像ズレが大きな問題となってきた。つまり、フルカラーで画像を形成する場合、多彩な色彩を出すために、同一箇所に複数の色を重ねる必要があるが、像ズレがある場合、それが不可能となる。

かかる問題を改善するため、ＬＥＤプリントヘッドの製造に際し、レンズアレイにひねりを加えて像ズレを矯正した後、レンズアレイをベースに貼り付ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第０２／９２３４９号パンフレット

しかし、レンズアレイをひねりにより矯正するためには、レンズアレイをチャック等で把持するためのスペースが必要であるため、かかるスペースを確保できないＬＥＤプリントヘッド場合は、レンズアレイの像ズレを矯正できないという問題がある。

また、レンズアレイを位置決め固定するベースが金属等の剛性のある材料であれば、レンズアレイをひねりにより矯正して貼り付けたレンズアレイは、ベースによりそのままの状態を保つため、像ズレが矯正される。

しかし、ベースが肉厚の薄い樹脂等の剛性のない材料から構成されている場合、レンズアレイをベースに貼り付けた後、レンズアレイが元に戻るため、レンズアレイのひねりによる矯正は、有効な手段にはなり得ないという問題がある。

さらに、レンズアレイをひねりにより矯正すると、矯正した部分の像ズレはほぼ無くなるが、矯正していない部分の像ズレが増加する等の問題がある。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、レンズアレイの像ズレの向きを長手方向および／または短手方向について所定の向きに統一することにより、像ズレのばらつきを減少させ、画像形成装置の高画質化に対応させたＬＥＤプリントヘッドの製造方法を提供するものである。

本発明は、複数のＬＥＤ素子を実装した基板と、該基板を固定したベースと、前記ＬＥＤ素子からの光を透過するレンズアレイとを備えたＬＥＤプリントヘッドの製造方法に関する。

最初に、レンズアレイの像ズレの向きが、レンズアレイに垂直な光軸に対して、正であるか負であるかを、レンズアレイの長手方向について測定する。
そして、レンズアレイの長手方向の像ズレの向きが正または負の予め定めた所定の向きになるように、レンズアレイを上下反転させた後、レンズアレイを前記ベースに位置決め固定する。

この場合は、従来像ズレの向きが、長手方向については、正および負の２種類あったものを、正または負の１種類にすることができる。つまり、長手方向について、像ズレのばらつきを半減することができる。

また、最初に、レンズアレイの像ズレの向きが、レンズアレイに垂直な光軸に対して、正であるか負であるかを、レンズアレイの短手方向について測定し、レンズアレイの短手方向の像ズレの向きが正または負の予め定めた所定の向きになるように、レンズアレイを左右反転させた後、レンズアレイを前記ベースに位置決め固定しても良い。

この場合は、従来像ズレの向きが、短手方向については、正および負の２種類あったものを、正または負の１種類にすることができる。つまり、短手方向について、像ズレのばらつきを半減することができる。

さらに、レンズアレイの像ズレの向きが、レンズアレイに垂直な光軸に対して、正であるか負であるかを、レンズアレイの長手方向と短手方向それぞれについて測定し、次に、レンズアレイの長手方向については、像ズレの向きが正または負の予め定めた所定の向きになるように、レンズアレイを上下反転させ、レンズアレイの短手方向については、像ズレの向きを正または負の予め定めた所定の向きになるように、レンズアレイを左右反転させた後、レンズアレイをベースに位置決めして、接着剤等により固定しても良い。

この場合は、像ズレの向きが、従来（長手方向、短手方向）＝（正、正）、（正、負）、（負、正）、（負、負）の４種類あった組み合わせを、１種類にすることができる。すなわち、長手方向の所定の向きを正、短手方向の所定の向きを正と定めた場合は、前記した４種類の組み合わせは、（長手方向、短手方向）＝（正、正）の１種類にすることができ、像ズレの向きのはらつきが従来の１／４となったＬＥＤプリントヘッドを製造することができる。

本発明により、レンズアレイの像ズレの向きのばらつきを減少させることができる。このため、画像形成装置の高画質化に対応したＬＥＤプリントヘッドを製造できるという効果を奏する。

以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

本発明に係る第１実施例を、図１乃至図９を用いて説明する。
図１、図３および図４は、レンズアレイを正面から見た断面図である。尚、説明を簡単にするため、図１、図３および図４は、レンズアレイ１における両端のロッドレンズ１４のみにハッチングをかけて図示している。
また、図２はレンズアレイを側面から見た断面図、図５および図６はレンズアレイの長手方向（Ｘ方向）の像ズレ量Ａのグラフ、図７および図８はレンズアレイの短手方向（Ｙ方向）の像ズレ量Ｂのグラフ、図９はＬＥＤプリントヘッドの側面図、図１０はレンズアレイの像ズレ測定の模式図である。

（レンズアレイの像ズレの向きの測定）
図１０に示すように、レンズアレイ１の像ズレの向きおよび像ズレ量を測定する治具は、カメラ２０が取り付けられた１軸ロボット２１と、アレイ状光源２２と、図示しないレンズアレイの位置決め部から構成されている。

そして、光源２２の発光点と、カメラ２０の受光点の距離がレンズアレイの共役長ＴＣとなるように設定されている。また、位置決め部は、光源の発光点とカメラの受光点（光の結像点）の中央にレンズアレイが位置決め固定できる構造になっている。ここで、ＴＣとは、Ｔｏｔａｌ Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｌｅｎｇｔｈを略したものであり、物体像面間距離のことである。

カメラ２０は、光の結像点を２次元的に認識することができるため、レンズアレイの像ズレの向きおよび像ズレ量を、その長手方向（Ｘ方向）および短手方向（Ｙ方向）のそれぞれについて測定することができる。

この治具の位置決め部にレンズアレイ１をセットした後、カメラ２０を動かしながら、光源２２を順次点灯させ、カメラ２０が認識した結像点の座標を図示しない記憶装置に順次記憶する。そうすると、図５〜図８に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれについて、レンズアレイに垂直な光軸方向（Ｚ方向）に対する像ズレの向きおよび像ズレ量を測定することができる。

図１および図２（ｂ）に示すように、Ｘ方向およびＹ方向の像ズレが全く無いレンズアレイ１が理想である。しかし、レンズアレイ１を実際に測定すると、ロットレンズ１４の傾きにより、Ｘ方向については、図３、図４に示すように正（＋）または負（−）の向きに像ズレＡが生じている。また、Ｙ方向についても図２（ａ）、（ｃ）に示すように、正（＋）または負（−）の向きに像ズレＢが生じている。

例えば、図３に示すようにＸ方向に像ズレＡが正の向きに生じている場合は、図５に示すような像ズレのグラフとなる。逆に、図４に示すようにＸ方向の負の向きに像ズレＡが生じている場合は、図６に示すような像ズレのグラフとなる。

また、図２（ｃ）に示すように短手方向（Ｙ方向）に像ズレＢが正の向きに生じている場合は、図７に示すような像ズレのグラフとなる。逆に、図２（ａ）に示すようにＹ方向の負の向きに像ズレＢが生じている場合は、図８に示すような像ズレのグラフとなる。

（レンズアレイの上下反転）
レンズアレイのＸ方向については、前記したように、像ズレの向きが、正の場合と、負の場合の２種類存在する。これを１種類に統一することができれば、Ｘ方向におけるレンズアレイの像ズレのばらつきを半分に減らすことができる。

そこで、レンズアレイ１のＸ方向の像ズレの向きを正にすると予め決めた場合（所定の向き＝正）は、図３に示した正の向きになっているレンズアレイ１は上下反転させる必要はない。しかし、図４に示した負の向きになっているレンズアレイ１は上下反転させることにより、像ズレの向きを図３に示したレンズアレイ１と同じ正の向きにすることができる。

逆に、レンズアレイ１のＸ方向の像ズレの向きを負にすると予め決めた場合（所定の向き＝負）は、図４に示した負の向きになっているレンズアレイ１は上下反転させる必要はない。しかし、図３に示した正の向きになっているレンズアレイ１は上下反転させることにより、像ズレの向きを図４に示したレンズアレイ１と同じ負の向きにすることができる。

このようにして、レンズアレイ１のＸ方向については、像ズレの向きを正または負に予め定めた所定の向きになるように、必要に応じてレンズアレイ１を上下反転させることにより、予め定めた向きに揃えることができる。そうすると、Ｘ方向については、像ズレのばらつきを半分に減らすことができる。

（レンズアレイの左右反転）
レンズアレイ１のＹ方向については、前記したように、像ズレの向きが、正の場合と、負の場合の２種類存在する。これを１種類に統一することができれば、Ｙ方向におけるレンズアレイ１の像ズレのばらつきを半分に減らすことができる。

そこで、レンズアレイ１のＹ方向の像ズレの向きを正にすると予め決めた場合（所定の向き＝正）は、図２（ｃ）に示した正の向きになっているレンズアレイ１は左右反転させる必要はない。しかし、図２（ａ）に示した負の向きになっているレンズアレイ１は左右反転させることにより、像ズレの向きを図２（ｃ）に示したレンズアレイと同じ正の向きにすることができる。

逆に、レンズアレイ１のＹ方向の像ズレの向きを負にすると予め決めた場合（所定の向き＝負）は、図２（ａ）に示した負の向きになっているレンズアレイ１は左右反転させる必要はない。しかし、図２（ｃ）に示した正の向きになっているレンズアレイ１は左右反転させることにより、像ズレの向きを図２（ａ）に示したレンズアレイ１と同じ負の向きにすることができる。

このようにして、レンズアレイ１のＹ方向については、像ズレの向きを正または負に予め定めた所定の向きになるように、必要に応じてレンズアレイ１を左右反転させることにより、予め定めた向きに揃えることができる。そうすると、Ｙ方向については、像ズレのばらつきを半分に減らすことができる。

（レンズアレイの位置決め固定）
レンズアレイのＸ方向、Ｙ方向それぞれについて、レンズアレイを必要に応じて左右反転、上下反転させることにより、像ズレの向きを正または負の予め定めた所定の向きにした後、レンズアレイ１を図９に示すように、ベース２に対して接着剤等を用いて固定する。

レンズアレイ１の位置は、ベース２に固定した基板５に実装されたＬＥＤ素子３の発光点と、レンズアレイ１の光軸方向の高さ寸法の中心の距離ＴＣ／２となるようにする。そうすると、例えば、Ｘ方向の像ズレの向きが正、Ｙ方向の像ズレの向きが正のように統一されたＬＥＤプリントヘッドを製造することができる。

尚、予め定めた所定の向きとしては、（Ｘ方向、Ｙ方向）＝（正、正）、（正、負）、（負、正）、（負、負）のいずれか１つを選択することができる。
そして、一度所定の向きを決定した後は、生産するＬＥＤプリントヘッドの機種変更等の特別な事情がない限り、その後変更してはならないことは言うまでもない。

本発明に係る第２実施例を以下に説明する。
尚、第１実施例との相違点のみ説明し、第１実施例と同一の部分については、説明を省略する。

第１実施例との相違点は、レンズアレイの長手方向（Ｘ方向）の像ズレのみを予め定められた所定の向きとした点のみである。つまり、レンズアレイの短手方向（Ｙ方向）の像ズレのばらつきが少なく、長手方向の像ズレのばらつきが大きい場合に、本第２実施例にかかる発明は有効である。

まず、図１０に示した治具により、レンズアレイ１の像ズレの向きをＸ方向のみ測定する。

そして、レンズアレイ１のＸ方向の像ズレの向きを予め定められた所定の向きにして、ベース２にレンズアレイ１を接着剤等を用いて固定する。例えば、レンズアレイ１のＸ方向の所定の向きが正の場合、レンズアレイ１のＸ方向の像ズレの向きが正であれば、そのままベースにレンズアレイを固定する。また、レンズアレイのＸ方向の像ズレの向きが負であれば、レンズアレイを上下反転させてベースに固定する。

逆に、レンズアレイ１のＸ方向の所定の向きが負の場合、レンズアレイ１のＸ方向の像ズレの向きが負であれば、そのままベース２にレンズアレイ１を固定する。また、レンズアレイ１のＸ方向の像ズレの向きが正であれば、レンズアレイ１を上下反転させてベース２に固定する。

このようにして、レンズアレイ１のＸ方向については、像ズレの向きを正または負の予め定めた所定の向きになるように、必要に応じてレンズアレイ１を上下反転させることにより、予め定めた向きに揃えることができる。そうすると、従来像ズレの向きが、Ｘ方向については、正および負の２種類あったものを、正または負の１種類にすることができる。つまり、長手方向について、像ズレのばらつきを半減させることができる。

本発明に係る第３実施例を以下に説明する。
尚、第１実施例との相違点のみ説明し、第１実施例と同一の部分については、説明を省略する。

第１実施例との相違点は、レンズアレイの短手方向の像ズレのみを予め定められた所定の向きとした点のみである。つまり、レンズアレイの長手方向（Ｘ方向）の像ズレのばらつきが少なく、短手方向（Ｙ方向）の像ズレのばらつきが大きい場合に、本第３実施例にかかる発明は有効である。

まず、図１０に示した治具により、レンズアレイ１の像ズレの向きをＹ方向のみ測定する。
そして、レンズアレイ１のＹ方向の像ズレの向きを予め定められた所定の向きにして、ベース２にレンズアレイ１を接着剤等を用いて固定する。例えば、Ｙ方向の所定の向きが正の場合、レンズアレイ１のＹ方向の像ズレの向きが正であれば、そのままベース２にレンズアレイ１を固定する。また、レンズアレイ１のＹ方向の像ズレの向きが負であれば、レンズアレイ１を左右反転させてベース２に固定する。

逆に、Ｙ方向の所定の向きが負の場合、レンズアレイ１のＹ方向の像ズレの向きが負であれば、そのままベース２にレンズアレイ１を固定する。また、レンズアレイ１のＹ方向の像ズレの向きが正であれば、レンズアレイ１を左右反転させてベース２に固定する。

このようにして、レンズアレイ１のＹ方向については、像ズレの向きを正または負の予め定めた所定の向きになるように、必要に応じてレンズアレイ１を左右反転させることにより、予め定めた向きに揃えることができる。そうすると、従来像ズレの向きが、Ｙ方向については、正および負の２種類あったものを、正または負の１種類にすることができる。つまり、短手方向について、像ズレのばらつきを半減させることができる。

上述の実施例は、説明のために例示したもので、本発明としてそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。

本発明は、画像形成装置に用いられるＬＥＤプリントヘッドの製造方法に適用される。

レンズアレイを正面から見た断面図である（実施例１） レンズアレイを側面から見た断面図である（実施例１） レンズアレイを正面から見た断面図である（実施例１） レンズアレイを正面から見た断面図である（実施例１） レンズアレイの長手方向の像ズレのグラフである（実施例１） レンズアレイの長手方向の像ズレのグラフである（実施例１） レンズアレイの短手方向の像ズレのグラフである（実施例１） レンズアレイの短手方向の像ズレのグラフである（実施例１） ＬＥＤプリントヘッドの側面図である（実施例１） レンズアレイの像ズレ測定の模式図でである（実施例１）

符号の説明

１ レンズアレイ
２ ベース
３ ＬＥＤ素子
４ ＬＥＤプリントヘッド
５ 基板

Claims (3)

1. 複数のＬＥＤ素子を実装した基板と、該基板を固定したベースと、前記ＬＥＤ素子からの光を透過するレンズアレイとを備えたＬＥＤプリントヘッドの製造方法において、
   前記レンズアレイの像ズレの向きが、前記レンズアレイに垂直な光軸に対して、正であるか負であるかを、前記レンズアレイの長手方向について測定し、
   前記レンズアレイの長手方向の像ズレの向きが正または負の予め定めた所定の向きになるように、前記レンズアレイを上下反転させた後、
   前記レンズアレイを前記ベースに位置決め固定することを特徴とするＬＥＤプリントヘッドの製造方法
2. 複数のＬＥＤ素子を実装した基板と、該基板を固定したベースと、前記ＬＥＤ素子からの光を透過するレンズアレイとを備えたＬＥＤプリントヘッドの製造方法において、
   前記レンズアレイの像ズレの向きが、前記レンズアレイに垂直な光軸に対して、正であるか負であるかを、前記レンズアレイの短手方向について測定し、
   前記レンズアレイの短手方向の像ズレの向きが正または負の予め定めた所定の向きになるように、前記レンズアレイを左右反転させた後、
   前記レンズアレイを前記ベースに位置決め固定することを特徴とするＬＥＤプリントヘッドの製造方法
3. 複数のＬＥＤ素子を実装した基板と、該基板を固定したベースと、前記ＬＥＤ素子からの光を透過するレンズアレイとを備えたＬＥＤプリントヘッドの製造方法において、
   前記レンズアレイの像ズレの向きが、前記レンズアレイに垂直な光軸に対して、正であるか負であるかを、前記レンズアレイの長手方向と短手方向それぞれについて測定し、
   前記レンズアレイの長手方向については、像ズレの向きが正または負の予め定めた所定の向きになるように、前記レンズアレイを上下反転させ、
   前記レンズアレイの短手方向については、像ズレの向きが正または負の予め定めた所定の向きになるように、前記レンズアレイを左右反転させた後、
   前記レンズアレイを前記ベースに位置決め固定することを特徴とするＬＥＤプリントヘッドの製造方法

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