JP2001158128A - Ledプリンターヘッドとledプリンター - Google Patents
LedプリンターヘッドとledプリンターInfo
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- Led Devices (AREA)
Abstract
ンズアレイの形成に副発光帯の影響を削減し、副発光帯
の光が現像レベルに達しない構成を有し、逆に高画質化
を図ることを課題とする。 【解決手段】 画像信号に応じて発光する600dpi
以上の解像ピッチPで配列されたLEDアレイと、前記
LEDアレイの発光像を感光体に形成するためのマルチ
レンズアレイと、からなるLEDプリンターヘッドにお
いて、該LEDアレイのLEDは、発光スペクトルの主
発光帯と、主発光スペクトルに対する感光強度比Rで
0.01以上のピークレベルを有する別の副発光帯とを
有し、かつ、前記マルチレンズアレイの主副のピーク波
長におけるベストTCの差Dは少なくとも0.15mm
以上存在し、該LEDアレイと該マルチレンズアレイと
の光学調整は、前記主発光帯の光が所定の前記感光体上
で、所定の結像関係が得られることを特徴とする。
Description
み合わせて画像形成を行うのに好適なLEDプリンター
ヘッド、特に600dpi以上の解像力を有するLED
プリンターヘッド及びこのLEDプリンターヘッドを用
いたLEDプリンターに関するものである。
度のLEDプリンターは、一般的には公称開口角20°
の公称線径0.9mm又は1.1mmの明るい2列のロ
ッドレンズアレイと組み合わせて使用されているのが一
般的である。このロッドレンズアレイを用いて、LED
の発光パターンを感光体上に露光することで、感光体上
に静電画像が形成される。この静電画像をトナーで現像
して、このトナー像を被転写紙に写し取り、定着するこ
とによりLEDプリンターから被転写紙が出力される。
光部のLEDの材質としては、AlGaAs系の材質な
どが、一般的に知られている。
像力には600〜1200dpiと高解像力が要求され
てくるようになり、それに伴い、採用されるロッドレン
ズアレイは公称開口角12°の公称線径0.6mmの高
解像タイプの物を2列に俵積みして、LEDアレイと組
み合わせ、使用するのが一般的な傾向となってきた。
LEDには、図3のスペクトラム図に示したように、し
ばしば主たる発光帯780nm近傍の他に、副発光帯8
70nm近傍を有するという現象が存在する。
自らの発光強度で、使用感光体を各分光毎にどれほど感
光させることができるのかを、示した図である。
リンターヘッドにおいては、ロッドレンズアレイのドッ
トとドットのピッチが、ボケ量に対して十分に大きな値
となっており、ドットのボケの干渉が発生しにくかった
ために、この副発光帯の発光の影響はあまり問題になら
なかった。
がるに連れて、この副発光帯が、画像に影響を与えるよ
うになってきており、副発光帯をランダムに有するAl
GaAs系のLEDアレイを使用したプリンターヘッド
の高解像・高画質化は困難を極めている。例えば、30
0dpiの解像度のクラスでは、ドットとドットの間隔
が、600dpiのクラスの2倍も空いているので、1ド
ットが粗く、ドット径のばらつきも相対的に低減するた
めに、ムラが目立ちづらいという傾向があったが、図4
は、現在よく知られている色収差の比較的抑えられた公
称開口角12°タイプの高解像ロッドレンズアレイ3に
よって、ピッチPで並んだ副発光帯を伴うLEDチップ
2のLED発光点1の結像関係を示したものである。主
発光帯と副発光帯とで、TC主とTC副とのTC長の差
Dが小さく、F値も大きいため、副発光帯の光が感光体
4上で、あまりぼけないことを図式化したものである。
なるウエハが隣接した場合、どのようにドットが解像さ
れるのかを模式的に示したものである。
光帯の輝度Aに中央点線で示すチップ境界をはさんで、
ウエハ毎にばらついた副発光帯の輝度Bが重畳している
様子を示し、中段は、各LEDチップのスポット像がど
のように結像されるのかを模式的に示している。その結
果、スポット輝度分布が左側に対して右側の副発光帯B
の影響が大きい場合を示している。左側の副発光帯のボ
ケが小さいため、所定の現像レベルに対してランダムに
のってくる光量ムラ成分となり、下段のように、現像さ
れるスポット径が、チップ毎にばらつき、その結果、チ
ップ単位で濃度差を生じ、それが画質の劣化になって現
れてきている。特に、ダイボンディング後のチップのリ
ペア工程で、別の副発光帯特性のウエハチップが挿入さ
れた場合、数ミリの範囲で中間調画像にムラ筋が入り、
ピクトリアルな画像時には、特に画質を損ねるという欠
点が有った。
製造工程でウエハ毎に管理するのは大変困難であり、ま
た、これらの波長分布をいちいち管理して、チップのダ
イボンディングの作業をしていくことは、コストに大き
な影響を与える可能性があり、あまり現実的ではなかっ
た。
ドにおいて、ロッドレンズアレイの形成に副発光帯の影
響を削減し、副発光帯の光が現像レベルに達しない構成
を有し、逆に高画質化を図ることを課題とする。
解決するために、主発光帯と副発光帯とのピーク波長間
における軸上の色収差の大きさを利用して、ウエハ毎に
バラツキをみせる副発光帯のスポットを十分にぼかせて
やり、その結果、副発光帯の光が現像レベルに達しない
ように工夫することで、逆に高画質化を図るものであ
る。
る600dpi以上の解像ピッチPで配列されたLED
アレイと、前記LEDアレイの発光像を感光体に形成す
るためのマルチレンズアレイと、からなるLEDプリン
ターヘッドにおいて、該LEDチップのLEDは、主た
る画像を形成するための発光スペクトルである主発光帯
と、該発光スペクトルのピーク波長よりも50nm以上
離れたところに、主発光スペクトルに対する感光強度比
Rで0.01以上のピークレベルを有する別の副発光帯
と、を有し、かつ、前記マルチレンズアレイの主副のピ
ーク波長におけるベストTCの差Dは少なくとも0.1
5mm以上存在し、該LEDアレイと該マルチレンズア
レイとの光学調整は、前記主発光帯の光が所定の前記感
光体上で、最良の結像関係が得られるようになされてい
ることを特徴とする。
TC長で、結像状態の最も高いところをいう。
する感光強度比をR(>0.01)、結像素子の等価F
値をF、光学調整を行う主発光帯のベストTC長と副発
光帯のベストTC長との差をD、LEDの発光ピッチを
Pとしたとき、 (2PF/D)2 *R<0.01 となるような、条件式を満足する組み合わせを行うこと
で、高画質化を実現している。上記式の簡単な物理的意
味は、D/2をFで割った物理量は、ボケ量の径を表し
ており、このボケ量を二乗することで、ボケ量の面積に
比例した値となり、その逆数に強度比Rを乗じてやるこ
とで、現像レベルに対する下駄に相当する分を概略計算
している。
じることで、繰り返しパターン下においても単位ボケ量
当たりの感光度に比例した値を得ることが可能であり、
これが1%を超えなければ、画像への影響は、軽微な量
に収まり、ウエハ毎に副発光帯にバラツキが生じても、
プリントの高画質を十分に維持可能である。
図面を参照しつつ詳細に説明する。
形を説明するための断面図である。図1において、1は
LED発光点で、2はLEDチップ、3は結像手段、4
は感光体である。このLEDチップ2を複数個縦列的に
配置してLEDアレイを形成する。結像手段3はイオン
交換を施したロッドレンズをアレイ状に配した正立等倍
レンズ系であり、LED発光点1の発光パターンを感光
体4に向けて結像させ、画像信号に応じて感光体4を露
光する。
即ち副走査方向に走査することにより、2次元状の画像
信号を被転写紙に写像する。この場合、図1に示すよう
に、LEDチップ2を複数個縦列配置したLEDアレイ
と感光体4との距離を主発光帯のTC主とし、副発光帯
のTC副として示している。副発光帯のTC副と主発光
帯のTC主との差はDとして示している。
高解像タイプのプリンターヘッドに用いられる場合、線
径0.6mmの色収差の大きな公称開口角20°タイプ
の高解像ロッドレンズアレイに結像手段3及び感光体4
は照射される。
で並んだ副発光帯を伴うものである。
の差Dが大きく、F値も小さいため、副発光帯の光が感
光体上で、急激にぼけている様子を図式化したものであ
る。
なるウエハが隣接した場合、どのようにドットが現像さ
れるのかを模式的に示したものである。
チップ境界をはさんで、ウエハ毎にばらついた副発光帯
の輝度Bがのっている様子を示し、中段は、各LEDチ
ップのスポット像がどのように結像されるのかを模式的
に示している。その結果、副発光帯のボケが大きいた
め、所定の現像レベルに対してランダムにのっても主発
光帯の光量スポットの大きなオフセット成分になり得
ず、その結果現像時のスライスレベル上での光量に大き
な影響を与えることなく、下段のように、現像されるス
ポット径のバラツキが副発光帯の大小に依存せず、チッ
プ単位で濃度差を生じないために、高い画質が、実現可
能になっている。
公称開口角20°、線径0.6mmのロッドレンズアレ
イを組み合わせている。AlGaAs系のLEDは、A
lのドーピング量により、主発光帯のピーク波長を78
0nmに設定している。また、GaAs基板の発光によ
り、LED自身は890nm付近にピーク波長を持つ副
発光帯を伴っている。
ドレンズアレイは、等価F値1.1の正立等倍の手段
で、色収差が大きく、TC主とTC副との差Dの値は、
0.34mmも存在する。
分離感度比の一例として、0.33のOPCドラムと、
LED1の分光発光強度比0.30を掛け合わせたトー
タルの感光体4の分光感度強度比Rは、約0.1とな
る。
1、LEDのピッチP=0.0423mm(600dp
i)、主発光帯のピーク780nm、副発光帯のピーク
890nmの間のベストTC長との差Dが0.34m
m、使用感光体に対する、主発光と副発光の感光比、す
なわち各分光の感度と発光強度をかけたものの比RはR
=0.1を使用して効果を確認している。
0.1=0.0075となり、この数値は0.01以下
である。
を組み合わせたロッドレンズアレイであれば、副発光帯
の影響が小さいLEDアレイといえる。
EDは、光量が多いため、高解像・高速化に有利であ
り、該AlGaAs系のLEDと、公称開口角20°、
線径0.6mmのロッドレンズアレイ(色収差で副発光
帯の光をぼかす)を組み合わせることで、本発明の効果
が発揮される。
いて、プリンターとすることができ、このロッドレンズ
アレイ3を用いて、LEDの発光パターンを感光体4上
に露光することで、感光体上に静電画像が形成される。
この静電画像をトナーで現像して、このトナー像を被転
写紙に写し取り、定着することにより、LEDプリンタ
ーから被転写紙を出力することができる。
態では、主発光ピーク波長が短波長になった場合につい
て説明する。
光ピーク波長740nmで、相対的に主副の光量比が上
がり、感光比としてR=0.15くらいになった場合に
も、波長差が大きくなるため、TC主とTC副との差D
の値が0.50に増加して、 (2PF/D)2 *R=0.0045<0.01 となる。従って、高画質な状態を問題なく維持可能であ
る。
ンターに装着することにより、LED発光パターンの主
発光帯に対して副発光帯が存在しても、本実施形態によ
るLEDアレイとロッドレンズアレイとを組み合わせる
ことにより、LEDアレイ内の各LEDの副発光帯ばら
つきがあったとしても、単位ボケ量当たりの感光度に比
例した値を保って、副発光帯の影響を削減し、副発光帯
の光が現像レベルに達しないようにして、逆に高画質化
を図ることができる。
れば、結像手段の軸上色収差を利用し、副発光帯の光量
を現像に影響を与えないレベルまで十分にぼかすことに
よって、ウエハによる副発光帯の強度バラツキを吸収
し、高解像で高画質なLEDプリンターを実現ならしめ
る効果を有する。
Claims (4)
- 【請求項1】 画像信号に応じて発光する600dpi
以上の解像ピッチPで配列されたLEDアレイと、前記
LEDアレイの発光像を感光体に形成するためのマルチ
レンズアレイと、からなるLEDプリンターヘッドにお
いて、 該LEDチップのLEDは、主たる画像を形成するため
の発光スペクトルである主発光帯と、 該発光スペクトルのピーク波長よりも50nm以上離れ
たところに、主発光スペクトルに対する感光強度比Rで
0.01以上のピークレベルを有する別の副発光帯と、
を有し、 かつ、前記マルチレンズアレイの主副のピーク波長にお
けるベストTCの差Dは少なくとも0.15mm以上存
在し、該LEDアレイと該マルチレンズアレイとの光学
調整は、前記主発光帯の光が所定の前記感光体上で、最
良の結像関係が得られるようになされていることを特徴
とするLEDプリンターヘッド。 - 【請求項2】 前記マルチレンズアレイの等価F値をF
としたとき、 (2PF/D)2 *R<0.01 を満足するような、結像素子を使用してなる請求項1記
載のLEDプリンターヘッド。 - 【請求項3】 前記LEDアレイはAlGaAs系のL
EDチップであり、前記主発光帯とは700〜800n
m、前記副発光帯とは850〜900nm付近にピーク
を有し、前記マルチレンズアレイとは、公称開口角20
°、公称ロッド径0.6mmの屈折率分布型の硝子ロッ
ドレンズを、2列俵積みで使用したことを特徴とする請
求項2記載のLEDプリンターヘッド。 - 【請求項4】 画像信号に応じて発光する600dpi
以上の解像ピッチPで配列されたLEDアレイと、前記
LEDアレイの発光像を感光体に導光するためのマルチ
レンズアレイと、からなるLEDプリンターにおいて、 該LEDアレイのLEDは、主たる画像を形成するため
の発光スペクトルである主発光帯と、該発光スペクトル
のピーク波長よりも50nm以上離れたところに、主発
光スペクトルに対する感光強度比Rが0.01以上のピ
ークレベルを有する副発光帯と、を有し、 かつ、前記マルチレンズアレイの前記主・副発光帯のピ
ーク波長におけるベストTCの差Dは少なくとも0.1
5mm以上存在し、該LEDアレイと該マルチレンズア
レイとの光学調整は、前記主発光帯の光が前記感光体上
で、最良の結像関係が得られるようになされていること
を特徴とするLEDプリンター。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34358899A JP2001158128A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | Ledプリンターヘッドとledプリンター |
EP00126182A EP1106366B1 (en) | 1999-12-02 | 2000-11-30 | LED head, image forming apparatus, and method of measuring amount of light from LED array |
DE60031496T DE60031496T2 (de) | 1999-12-02 | 2000-11-30 | LED-Kopf, Bilderzeugungsvorrichtung, Verfahren zum Messen der durch eine Leuchtdiodenanordnung emittierten Lichtmenge |
US09/725,817 US6473106B2 (en) | 1999-12-02 | 2000-11-30 | LED head, image forming apparatus, and method of measuring amount of light from LED array |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34358899A JP2001158128A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | Ledプリンターヘッドとledプリンター |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001158128A true JP2001158128A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=18362700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34358899A Pending JP2001158128A (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | Ledプリンターヘッドとledプリンター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001158128A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1326129C (zh) * | 2001-09-06 | 2007-07-11 | 日本板硝子株式会社 | 光学记录头、用其形成图象的装置和检查该装置的方法 |
JP2010170149A (ja) * | 2007-09-10 | 2010-08-05 | Oki Data Corp | レンズアレイ製造方法、レンズアレイ、ledヘッド、露光装置、画像形成装置及び読取装置 |
CN111025113A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-17 | 湖州师范学院 | 一种上转换光转换型led的结温测量方法 |
-
1999
- 1999-12-02 JP JP34358899A patent/JP2001158128A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1326129C (zh) * | 2001-09-06 | 2007-07-11 | 日本板硝子株式会社 | 光学记录头、用其形成图象的装置和检查该装置的方法 |
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JP2013109370A (ja) * | 2007-09-10 | 2013-06-06 | Oki Data Corp | 光学装置 |
CN111025113A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-17 | 湖州师范学院 | 一种上转换光转换型led的结温测量方法 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040623 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040820 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050216 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051005 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051205 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061002 |