JP2002205423A - 光書込みヘッド - Google Patents
光書込みヘッドInfo
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- JP2002205423A JP2002205423A JP2001003216A JP2001003216A JP2002205423A JP 2002205423 A JP2002205423 A JP 2002205423A JP 2001003216 A JP2001003216 A JP 2001003216A JP 2001003216 A JP2001003216 A JP 2001003216A JP 2002205423 A JP2002205423 A JP 2002205423A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 千鳥配列された発光素子アレイを有する光書
込みヘッドにおいて、感光ドラム上で発光点列の像が一
直線に並ぶようにした光書込みヘッドを提供する。 【解決手段】 発光素子アレイ・チップ２８がプリント
配線基板３０上に千鳥状に配列されて構成された発光素
子アレイと、発光素子アレイの発光点２９からの光を透
過する断面形状がＶ字状の透明板３６と、透明板を透過
した光を、感光ドラム上に集光させるロッドレンズ・ア
レイ２６とを備えている。
込みヘッドにおいて、感光ドラム上で発光点列の像が一
直線に並ぶようにした光書込みヘッドを提供する。 【解決手段】 発光素子アレイ・チップ２８がプリント
配線基板３０上に千鳥状に配列されて構成された発光素
子アレイと、発光素子アレイの発光点２９からの光を透
過する断面形状がＶ字状の透明板３６と、透明板を透過
した光を、感光ドラム上に集光させるロッドレンズ・ア
レイ２６とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光プリンタの光書
込みヘッド、特に、千鳥配列した発光素子アレイ・チッ
プを備える光書込みヘッドに関する。
込みヘッド、特に、千鳥配列した発光素子アレイ・チッ
プを備える光書込みヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】光プリンタの書込みヘッド（光書込みヘ
ッド）は、感光ドラムに光を露光させるための光源であ
り、発光素子アレイよりなる発光点列を有している。光
書込みヘッドを備える光プリンタの原理図を図１に示
す。円筒形の感光ドラム２の表面に、アモルファスＳｉ
等の光導電性を持つ材料（感光体）の被膜が形成されて
いる。このドラムは印刷速度に対応した速度で回転して
いる。回転しているドラムの感光体表面を、帯電器４で
一様に帯電させる。そして、光書込みヘッド６で、印字
するドットイメージの光を感光体上に照射し、光の当た
ったところの帯電を中和する。続いて、現像器８で感光
体上の帯電状態にしたがって、トナーを感光体上につけ
る。そして、転写器１０でカセット１２中から送られて
きた用紙１４上に、トナーを転写する。用紙は、定着器
１６にて熱等を加えられ定着され、スタッカ１８に送ら
れる。一方、転写の終了したドラムは、消去ランプ２０
で帯電が全面にわたって中和され、清掃器２２で残った
トナーが除去される。
ッド）は、感光ドラムに光を露光させるための光源であ
り、発光素子アレイよりなる発光点列を有している。光
書込みヘッドを備える光プリンタの原理図を図１に示
す。円筒形の感光ドラム２の表面に、アモルファスＳｉ
等の光導電性を持つ材料（感光体）の被膜が形成されて
いる。このドラムは印刷速度に対応した速度で回転して
いる。回転しているドラムの感光体表面を、帯電器４で
一様に帯電させる。そして、光書込みヘッド６で、印字
するドットイメージの光を感光体上に照射し、光の当た
ったところの帯電を中和する。続いて、現像器８で感光
体上の帯電状態にしたがって、トナーを感光体上につけ
る。そして、転写器１０でカセット１２中から送られて
きた用紙１４上に、トナーを転写する。用紙は、定着器
１６にて熱等を加えられ定着され、スタッカ１８に送ら
れる。一方、転写の終了したドラムは、消去ランプ２０
で帯電が全面にわたって中和され、清掃器２２で残った
トナーが除去される。
【０００３】光書込みヘッド６の構造を図２に示す。光
書込みヘッドは発光素子アレイ２４とロッドレンズ・ア
レイ２６で構成され、レンズの焦点が感光ドラム２上に
結ぶようになっている。ロッドレンズ・アレイは、中心
から周辺にかけて放物線状の屈折率分布を有するロッド
レンズを例えば２列に俵積みして構成される。
書込みヘッドは発光素子アレイ２４とロッドレンズ・ア
レイ２６で構成され、レンズの焦点が感光ドラム２上に
結ぶようになっている。ロッドレンズ・アレイは、中心
から周辺にかけて放物線状の屈折率分布を有するロッド
レンズを例えば２列に俵積みして構成される。
【０００４】一方、発光素子アレイは、複数個の発光素
子アレイ・チップを一方向に配列して構成されるが、図
３（Ａ）に示すように、複数個のチップ２８をチップ端
部を突き合わせて直線状に配列する方法と、図３（Ｂ）
に示すように、チップ端部の一部を重ねて、いわゆる千
鳥状に配列する方法がある。なお図中、２９は発光素子
（発光点）を示す。
子アレイ・チップを一方向に配列して構成されるが、図
３（Ａ）に示すように、複数個のチップ２８をチップ端
部を突き合わせて直線状に配列する方法と、図３（Ｂ）
に示すように、チップ端部の一部を重ねて、いわゆる千
鳥状に配列する方法がある。なお図中、２９は発光素子
（発光点）を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光書込みヘッドにおい
て、発光素子アレイ・チップを千鳥配列にすると、１列
に発光素子アレイ・チップを並べた場合に比べて、次の
ような利点がある。
て、発光素子アレイ・チップを千鳥配列にすると、１列
に発光素子アレイ・チップを並べた場合に比べて、次の
ような利点がある。
【０００６】１列配列の場合は、隣接する２つのチップ
の端部の発光素子間の間隔を正確に維持するため、チッ
プの主走査方向端部を発光素子に近接した位置で高精度
で切断しなければならない。またチップの配列実装につ
いても発光素子間隔を一定に保ち、かつ発光素子アレイ
をヘッド全体にわたって一直線上に配列するため、主副
両走査方向に対して高い位置精度が要求される。
の端部の発光素子間の間隔を正確に維持するため、チッ
プの主走査方向端部を発光素子に近接した位置で高精度
で切断しなければならない。またチップの配列実装につ
いても発光素子間隔を一定に保ち、かつ発光素子アレイ
をヘッド全体にわたって一直線上に配列するため、主副
両走査方向に対して高い位置精度が要求される。
【０００７】これに対し、千鳥配置の場合、主走査方向
にはチップをつなぎ合わせることがないため、チップの
主走査方向の長さ精度は低くてよく、副走査方向のつな
ぎ目は間隔をあけてもよいため、切断位置精度はそれほ
ど要求されない。また副走査方向の配列位置精度もそれ
ほど要求されないため、１列配列に比べてヘッド組立が
容易になるという利点がある。
にはチップをつなぎ合わせることがないため、チップの
主走査方向の長さ精度は低くてよく、副走査方向のつな
ぎ目は間隔をあけてもよいため、切断位置精度はそれほ
ど要求されない。また副走査方向の配列位置精度もそれ
ほど要求されないため、１列配列に比べてヘッド組立が
容易になるという利点がある。
【０００８】発光素子アレイ・チップを千鳥配列した光
書込みヘッドで書込みを行う場合、チップの配列に対応
した２本の数ライン分ずれた線画像が描かれる。これを
感光ドラムの回転によって１直線につなぎ合わせるよう
出力タイミングを制御する方法が一般に使われている。
書込みヘッドで書込みを行う場合、チップの配列に対応
した２本の数ライン分ずれた線画像が描かれる。これを
感光ドラムの回転によって１直線につなぎ合わせるよう
出力タイミングを制御する方法が一般に使われている。
【０００９】しかし、２本の線画像のずれ分が大きくな
ると、それぞれの発光点列が、ロッドレンズ・アレイの
中心線から離れたところを使って像を形成することにな
る。一般的にロッドレンズ・アレイの性能（解像力，伝
達効率など）は、ロッドレンズ・アレイの中心線（主走
査方向と平行）が最も優れており、中心線から離れるに
つれて徐々に低下し、１００μｍ程度以上ずれると、急
激に低下するという問題点がある。
ると、それぞれの発光点列が、ロッドレンズ・アレイの
中心線から離れたところを使って像を形成することにな
る。一般的にロッドレンズ・アレイの性能（解像力，伝
達効率など）は、ロッドレンズ・アレイの中心線（主走
査方向と平行）が最も優れており、中心線から離れるに
つれて徐々に低下し、１００μｍ程度以上ずれると、急
激に低下するという問題点がある。
【００１０】また、線画像を感光ドラム上でつなげるた
めに、２本の発光点列のうち、ドラムの回転方向下流側
の発光点列の描画データは、ドラム速度をｓ（μｍ／
秒）、副走査方向解像度ピッチをｐ（μｍ）としたと
き、ｐ／ｓ（秒）分だけ遅延させなければならない。こ
のため、２本の発光点列間の距離が離れるほどデータを
遅延させるためのメモリ量が増加し、コストが高くな
る。
めに、２本の発光点列のうち、ドラムの回転方向下流側
の発光点列の描画データは、ドラム速度をｓ（μｍ／
秒）、副走査方向解像度ピッチをｐ（μｍ）としたと
き、ｐ／ｓ（秒）分だけ遅延させなければならない。こ
のため、２本の発光点列間の距離が離れるほどデータを
遅延させるためのメモリ量が増加し、コストが高くな
る。
【００１１】一方、本出願人は、光書込みヘッドに用い
るのに好適な発光素子アレイとして、自己走査機能を有
する自己走査型発光素子アレイを既に提案している（特
開平８−２１６４４８号）。自己走査型発光素子アレイ
の特徴は、１チップ内の発光素子数によらず、外部への
電気的な接続数が一定となることである。代表的な接続
手段は、チップにボンディングパッドを設けてワイヤボ
ンドする方法である。このボンディングパッドはワイヤ
を融着するため一定の面積（５０〜１００μｍ角程度）
を必要とするため、その配置がチップの幅に大きな影響
を及ぼす。したがって、自己走査型発光素子アレイ・チ
ップでは、チップ幅の増大を避けるために、ボンディン
グパッドをチップの両端に設けて、ボンディングパッド
だけで占める幅に近いところまでチップ幅を減少させる
ようにしている。このような配置を、性能を変えること
なく実現できるのも、チップ当たりの接続数が少ない自
己走査型発光素子アレイの特徴である。ただしチップの
端部にはボンディングパッドが設けられ、発光素子を配
置しないため、チップの配列は必然的に千鳥配列とな
る。
るのに好適な発光素子アレイとして、自己走査機能を有
する自己走査型発光素子アレイを既に提案している（特
開平８−２１６４４８号）。自己走査型発光素子アレイ
の特徴は、１チップ内の発光素子数によらず、外部への
電気的な接続数が一定となることである。代表的な接続
手段は、チップにボンディングパッドを設けてワイヤボ
ンドする方法である。このボンディングパッドはワイヤ
を融着するため一定の面積（５０〜１００μｍ角程度）
を必要とするため、その配置がチップの幅に大きな影響
を及ぼす。したがって、自己走査型発光素子アレイ・チ
ップでは、チップ幅の増大を避けるために、ボンディン
グパッドをチップの両端に設けて、ボンディングパッド
だけで占める幅に近いところまでチップ幅を減少させる
ようにしている。このような配置を、性能を変えること
なく実現できるのも、チップ当たりの接続数が少ない自
己走査型発光素子アレイの特徴である。ただしチップの
端部にはボンディングパッドが設けられ、発光素子を配
置しないため、チップの配列は必然的に千鳥配列とな
る。
【００１２】本発明の目的は、千鳥配列された発光素子
アレイを有する光書込みヘッドにおいて、感光ドラム上
で発光点列の像が一直線に並ぶようにした光書込みヘッ
ドを提供することにある。
アレイを有する光書込みヘッドにおいて、感光ドラム上
で発光点列の像が一直線に並ぶようにした光書込みヘッ
ドを提供することにある。
【００１３】本発明の他の目的は、発光素子アレイが特
に自己走査型発光素子アレイの場合に、感光ドラム上で
発光点列の像が一直線に並ぶようにした光書込みヘッド
を提供することにある。
に自己走査型発光素子アレイの場合に、感光ドラム上で
発光点列の像が一直線に並ぶようにした光書込みヘッド
を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
感光ドラム上に、発光点像列を形成する光書込みヘッド
において、発光素子アレイ・チップがプリント配線基板
上に千鳥状に配列されて構成された発光素子アレイと、
前記発光素子アレイの発光点からの光を透過する透明板
であって、前記発光素子アレイ・チップの配列方向に垂
直な方向の断面形状がＶ字状の透明板と、前記透明板を
透過した光を、前記感光ドラム上に集光させるロッドレ
ンズ・アレイとを備えることを特徴とする。
感光ドラム上に、発光点像列を形成する光書込みヘッド
において、発光素子アレイ・チップがプリント配線基板
上に千鳥状に配列されて構成された発光素子アレイと、
前記発光素子アレイの発光点からの光を透過する透明板
であって、前記発光素子アレイ・チップの配列方向に垂
直な方向の断面形状がＶ字状の透明板と、前記透明板を
透過した光を、前記感光ドラム上に集光させるロッドレ
ンズ・アレイとを備えることを特徴とする。
【００１５】本発明の第２の態様は、感光ドラム上に、
発光点像列を形成する光書込みヘッドにおいて、発光素
子アレイ・チップが、プリント配線基板上に、プリント
配線基板の表面に対し傾斜させて千鳥状に配列されて構
成された発光素子アレイと、前記発光素子アレイの発光
点からの光を透過する平板状の透明板と、前記透明板を
透過した光を、前記感光ドラム上に一直線状に並ぶよう
に集光させるロッドレンズ・アレイとを備えることを特
徴とする。
発光点像列を形成する光書込みヘッドにおいて、発光素
子アレイ・チップが、プリント配線基板上に、プリント
配線基板の表面に対し傾斜させて千鳥状に配列されて構
成された発光素子アレイと、前記発光素子アレイの発光
点からの光を透過する平板状の透明板と、前記透明板を
透過した光を、前記感光ドラム上に一直線状に並ぶよう
に集光させるロッドレンズ・アレイとを備えることを特
徴とする。
【００１６】本発明の第３の態様は、感光ドラム上に、
発光点像列を形成する光書込みヘッドにおいて、発光素
子アレイ・チップが、プリント配線基板上に、プリント
配線基板の表面に対し傾斜させて千鳥状に配列されて構
成された発光素子アレイと、前記発光素子アレイの発光
点からの光を反射する平面鏡と、前記平面鏡で反射され
た光を透過するレンズアレイと、直交する２面が繰り返
し連続して構成され、前記レンズアレイを透過した光
を、前記レンズアレイに向かって反射するルーフミラー
とを備えることを特徴とする。
発光点像列を形成する光書込みヘッドにおいて、発光素
子アレイ・チップが、プリント配線基板上に、プリント
配線基板の表面に対し傾斜させて千鳥状に配列されて構
成された発光素子アレイと、前記発光素子アレイの発光
点からの光を反射する平面鏡と、前記平面鏡で反射され
た光を透過するレンズアレイと、直交する２面が繰り返
し連続して構成され、前記レンズアレイを透過した光
を、前記レンズアレイに向かって反射するルーフミラー
とを備えることを特徴とする。
【００１７】本発明の第４の態様は、感光ドラム上に、
発光点像列を形成する光書込みヘッドにおいて、発光素
子アレイ・チップがプリント配線基板上に千鳥状に配列
されて構成された発光素子アレイと、前記発光素子アレ
イの発光点からの光を反射する凹面鏡と、前記凹面鏡で
反射された光を透過するレンズアレイと、直交する２面
が繰り返し連続して構成され、前記レンズアレイを透過
した光を、前記レンズアレイに向かって反射するルーフ
ミラーとを備えることを特徴とする。
発光点像列を形成する光書込みヘッドにおいて、発光素
子アレイ・チップがプリント配線基板上に千鳥状に配列
されて構成された発光素子アレイと、前記発光素子アレ
イの発光点からの光を反射する凹面鏡と、前記凹面鏡で
反射された光を透過するレンズアレイと、直交する２面
が繰り返し連続して構成され、前記レンズアレイを透過
した光を、前記レンズアレイに向かって反射するルーフ
ミラーとを備えることを特徴とする。
【００１８】以上の各態様において、発光素子アレイ・
チップは、自己走査型発光素子アレイ・チップであるの
が好適である。
チップは、自己走査型発光素子アレイ・チップであるの
が好適である。
【００１９】
【００２０】
【実施例１】第１の実施例を図４に示す。また、プリン
ト配線基板上から眺めた図を図５に示す。図４，図５に
は、説明の便宜上、ｘｙｚ座標系を示す。ｘ軸は、千鳥
配列された自己走査型発光素子アレイ・チップ２８の千
鳥配列の中心線である。ｙ軸は、ｘ軸に直角な方向（主
走査方向）であり、ｚ軸はロッドレンズ・アレイに向か
う方向である。
ト配線基板上から眺めた図を図５に示す。図４，図５に
は、説明の便宜上、ｘｙｚ座標系を示す。ｘ軸は、千鳥
配列された自己走査型発光素子アレイ・チップ２８の千
鳥配列の中心線である。ｙ軸は、ｘ軸に直角な方向（主
走査方向）であり、ｚ軸はロッドレンズ・アレイに向か
う方向である。
【００２１】プリント配線基板３０上には、自己走査型
発光素子アレイ・チップ２８が千鳥配列され、自己走査
型発光素子アレイを構成している。各チップは、ボンデ
ィング・パッド３２がチップ両端に形成されており、ボ
ンディング・パッド３２とプリント配線基板３０とはボ
ンディング・ワイヤ（金線）３４で接続されている。
発光素子アレイ・チップ２８が千鳥配列され、自己走査
型発光素子アレイを構成している。各チップは、ボンデ
ィング・パッド３２がチップ両端に形成されており、ボ
ンディング・パッド３２とプリント配線基板３０とはボ
ンディング・ワイヤ（金線）３４で接続されている。
【００２２】自己走査型発光素子アレイ上には、ｚｙ面
の断面がＶ字状の透明板３６が設けられている。自己走
査型発光素子アレイ・チップ２８上の発光点２９から出
た光３８は、Ｖ字状透明板３６によって、ｙ方向の位置
が変位し、ほぼ、ｙ＝０の位置でロッドレンズ・アレイ
２６に入射する。
の断面がＶ字状の透明板３６が設けられている。自己走
査型発光素子アレイ・チップ２８上の発光点２９から出
た光３８は、Ｖ字状透明板３６によって、ｙ方向の位置
が変位し、ほぼ、ｙ＝０の位置でロッドレンズ・アレイ
２６に入射する。
【００２３】Ｖ字状透明板３６の厚さｄと、透明板の傾
斜面のｘｙ面に対する傾きθと、光のｙ方向変位量ｇの
関係を図６に示す。図６においては、Ｖ字状透明板３６
の片側の部分のみをＰＱＲＳで示している。発光点から
出た光は、Ａの位置で透明板３６に入り、Ｂの位置から
透明板より出る。光の経路を、Ｆ→Ａ→Ｂ→Ｇで示す。
斜面のｘｙ面に対する傾きθと、光のｙ方向変位量ｇの
関係を図６に示す。図６においては、Ｖ字状透明板３６
の片側の部分のみをＰＱＲＳで示している。発光点から
出た光は、Ａの位置で透明板３６に入り、Ｂの位置から
透明板より出る。光の経路を、Ｆ→Ａ→Ｂ→Ｇで示す。
【００２４】ＦＡの延長線が透明板３６の傾斜面に交わ
る点をＤ、Ａにおいて透明板３６の厚み方向に引いた線
が、透明板３６の表面に交わる点をＣとし、ＢからＤＡ
に引いた垂線がＤＡと交わる点をＥとする。ＢＥが透明
板３６の傾斜面となす角が、傾きθである。点Ａにおけ
る光の入射角は傾きθに等しく、出射角はφである。点
Ｂにおける光の入射角はφであり、出射角は傾きθに等
しい。空気の屈折率をｎ0 、透明板３６の屈折率をｎ1
とすると、
る点をＤ、Ａにおいて透明板３６の厚み方向に引いた線
が、透明板３６の表面に交わる点をＣとし、ＢからＤＡ
に引いた垂線がＤＡと交わる点をＥとする。ＢＥが透明
板３６の傾斜面となす角が、傾きθである。点Ａにおけ
る光の入射角は傾きθに等しく、出射角はφである。点
Ｂにおける光の入射角はφであり、出射角は傾きθに等
しい。空気の屈折率をｎ0 、透明板３６の屈折率をｎ1
とすると、
【００２５】
【数１】ＣＢ＝ｄｔａｎφ ＣＤ＝ｄｔａｎθ ∴ＢＤ＝ｄ（ｔａｎθ−ｔａｎφ） φ＝ｓｉｎ-1（（ｎ0 ／ｎ1 ）ｓｉｎθ） ｇ＝ＥＢ＝ＢＤｃｏｓθ ＝ｄｃｏｓθ（ｔａｎθ−ｔａｎφ） となる。例えば、ｄ＝１１００μｍ，θ＝８゜，ｎ1 ＝
１．４６のとき、ｇ＝４８μｍとなる。
１．４６のとき、ｇ＝４８μｍとなる。
【００２６】したがって、発光点をｙ方向に変位量ｇず
れた位置に来るように、自己走査型発光素子アレイ・チ
ップ２８を千鳥配列すれば、発光素子アレイ・チップか
らの光は、ロッドレンズ・アレイ２６の端面に一直線状
に入射することになる。
れた位置に来るように、自己走査型発光素子アレイ・チ
ップ２８を千鳥配列すれば、発光素子アレイ・チップか
らの光は、ロッドレンズ・アレイ２６の端面に一直線状
に入射することになる。
【００２７】その結果、感光ドラム上には、一直線状に
並んだ発光点像列が形成される。
並んだ発光点像列が形成される。
【００２８】
【実施例２】実施例１では、Ｖ字状透明板を使ったが、
本実施例では、平板状の透明板を使い、発光素子アレイ
・チップを傾けてプリント配線基板３０に実装する。
本実施例では、平板状の透明板を使い、発光素子アレイ
・チップを傾けてプリント配線基板３０に実装する。
【００２９】図７は、本実施例の全体図、図８は、プリ
ント配線基板の拡大図である。図７において、４０は平
板状の透明板である。
ント配線基板の拡大図である。図７において、４０は平
板状の透明板である。
【００３０】図８に示すように、プリント配線基板３０
表面にプリント配線パターンを使ったパターン４１，４
２を設ける。自己走査型発光素子アレイ・チップ２８
は、パターン４１に突き当てられ、パターン４２上に乗
り上げる形で、θだけ傾けて配置し、導電性接着剤４３
で固定する。
表面にプリント配線パターンを使ったパターン４１，４
２を設ける。自己走査型発光素子アレイ・チップ２８
は、パターン４１に突き当てられ、パターン４２上に乗
り上げる形で、θだけ傾けて配置し、導電性接着剤４３
で固定する。
【００３１】パターン４２の高さをｈ、パターン４１と
４２との間隔をｖとすると、θ≒ｔａｎ（ｈ／ｖ）であ
る。例えば、θ＝８゜とすると、ｖ＝１００μｍ、ｈ＝
１４．０５μｍである。
４２との間隔をｖとすると、θ≒ｔａｎ（ｈ／ｖ）であ
る。例えば、θ＝８゜とすると、ｖ＝１００μｍ、ｈ＝
１４．０５μｍである。
【００３２】このようなプリント配線基板３０を、図７
に示すように、発光点がロッドレンズ・アレイ２６の作
動距離Ｌ0 の位置にくるように配置する。なお、図にお
いてＬZ は、ロッドレンズ・アレイ２６の長さを示す。
今、透明板４０による光のｙ方向偏移量をｇとすると、
発光点をｙ方向に偏移量ｇずれた位置にくるように、自
己走査型発光素子アレイ・チップ２８を千鳥配列する。
なお、偏移量ｇは、チップの傾きθ、透明板４０の厚さ
ｄ，屈折率ｎ1 によって決定される。
に示すように、発光点がロッドレンズ・アレイ２６の作
動距離Ｌ0 の位置にくるように配置する。なお、図にお
いてＬZ は、ロッドレンズ・アレイ２６の長さを示す。
今、透明板４０による光のｙ方向偏移量をｇとすると、
発光点をｙ方向に偏移量ｇずれた位置にくるように、自
己走査型発光素子アレイ・チップ２８を千鳥配列する。
なお、偏移量ｇは、チップの傾きθ、透明板４０の厚さ
ｄ，屈折率ｎ1 によって決定される。
【００３３】本実施例によれば、２列に千鳥配列された
チップの発光点からの光は、ロッドレンズ・アレイ２６
により作動距離Ｌ0 の像面で一直線状に集光されること
になる。
チップの発光点からの光は、ロッドレンズ・アレイ２６
により作動距離Ｌ0 の像面で一直線状に集光されること
になる。
【００３４】
【実施例３】実施例１，２では、ロッドレンズ・アレイ
を用いた光学系に関する実施例を示した。本実施例で
は、再帰光学系を利用したレンズアレイを用いた場合を
示す。
を用いた光学系に関する実施例を示した。本実施例で
は、再帰光学系を利用したレンズアレイを用いた場合を
示す。
【００３５】再帰光学系を利用したレンズアレイの例と
しては、株式会社リコーが販売するルーフミラーレンズ
アレイがある。その光学系の構成例を図９（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面
図、（ｃ）は側面図である。図中、６０は光路分離鏡、
６１は球面レンズアレイ、６２は直交する２面が繰り返
し連続するルーフミラーである。
しては、株式会社リコーが販売するルーフミラーレンズ
アレイがある。その光学系の構成例を図９（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面
図、（ｃ）は側面図である。図中、６０は光路分離鏡、
６１は球面レンズアレイ、６２は直交する２面が繰り返
し連続するルーフミラーである。
【００３６】図には、説明の便宜上、ｘｙｚ座標系を示
してある。実際には、迷光防止のためのアパーチャーな
どの構造が必要であるが、ここでは省略している。
してある。実際には、迷光防止のためのアパーチャーな
どの構造が必要であるが、ここでは省略している。
【００３７】動作を図１０（ａ），（ｂ）を用いて説明
する。図１０（ｂ）は、ｘ軸方向（主走査方向）の１レ
ンズ分を描いたもので、たとえば、光源Ａから出た光
は、レンズ６１を経てルーフミラー６２の一方の面に入
射し、この面により反射される。ところが、ルーフミラ
ーの２面は直交しているので、反射光は他方の面でもう
一度反射される。このとき、一方の面への入射光と、他
方の面からの反射光は必ず平行になる。したがって、レ
ンズアレイ６１を通過した反射光は、再び、光源Ａの位
置に結像する。このように、光源と同じ位置に結像する
ため、再帰光学系と呼ばれる。しかし、実際には、光源
に結像しても使えないので、行きと帰りの光路を分離す
る必要がある。そこで、図１０（ａ）に示すように、ル
ーフミラー６２への入射角をｚ軸に対しわずかに傾ける
ことによって、ｙ方向での光路の分離が可能となる。図
では、光源Ｐ″，Ｑ″の像をＰ′，Ｑ′で示している。
する。図１０（ｂ）は、ｘ軸方向（主走査方向）の１レ
ンズ分を描いたもので、たとえば、光源Ａから出た光
は、レンズ６１を経てルーフミラー６２の一方の面に入
射し、この面により反射される。ところが、ルーフミラ
ーの２面は直交しているので、反射光は他方の面でもう
一度反射される。このとき、一方の面への入射光と、他
方の面からの反射光は必ず平行になる。したがって、レ
ンズアレイ６１を通過した反射光は、再び、光源Ａの位
置に結像する。このように、光源と同じ位置に結像する
ため、再帰光学系と呼ばれる。しかし、実際には、光源
に結像しても使えないので、行きと帰りの光路を分離す
る必要がある。そこで、図１０（ａ）に示すように、ル
ーフミラー６２への入射角をｚ軸に対しわずかに傾ける
ことによって、ｙ方向での光路の分離が可能となる。図
では、光源Ｐ″，Ｑ″の像をＰ′，Ｑ′で示している。
【００３８】しかし、ｙ方向に分離されても、このよう
に光源と像が同じ平面上にあるのでは、使いにくい。そ
こで、図１０（ａ）に示すように分離鏡６０を設け、発
光点Ｐ″，Ｑ″を、Ｐ，Ｑの位置に移し、分離鏡で行き
の光路を折り曲げて、Ｐ′，Ｑ′に像を結ぶようにして
いる。これにより、光源と像が別の平面にあるようにす
ることができる。
に光源と像が同じ平面上にあるのでは、使いにくい。そ
こで、図１０（ａ）に示すように分離鏡６０を設け、発
光点Ｐ″，Ｑ″を、Ｐ，Ｑの位置に移し、分離鏡で行き
の光路を折り曲げて、Ｐ′，Ｑ′に像を結ぶようにして
いる。これにより、光源と像が別の平面にあるようにす
ることができる。
【００３９】このように、再帰光学系を利用したレンズ
アレイでは、ｘ方向は、等倍光学系になるが、ｙ方向に
関しては、拡大光学系となる。これは、レンズ中心に対
して点対称な構造を持つロッドレンズとは異なった特徴
である。
アレイでは、ｘ方向は、等倍光学系になるが、ｙ方向に
関しては、拡大光学系となる。これは、レンズ中心に対
して点対称な構造を持つロッドレンズとは異なった特徴
である。
【００４０】図１０（ａ）では、光線の拡がりまで描い
てあるので、見やすくするために、光線軌跡のみを図１
１に描いた。以下の実施例においても、光線軌跡のみ描
くものとする。
てあるので、見やすくするために、光線軌跡のみを図１
１に描いた。以下の実施例においても、光線軌跡のみ描
くものとする。
【００４１】以上のようなルーフミラーを用いた実施例
３を図１２に示す。この実施例は、図１０（ａ）の構成
において、実施例２と同様、プリント配線基板（図示せ
ず）にパターンを設け、千鳥配列の自己走査型発光素子
アレイ・チップ２８を角度θ傾けて実装したものであ
る。発光点Ｒ，Ｓの像点Ｒ′，Ｓ′がｘ軸方向に一直線
状に並ぶような傾きとする。
３を図１２に示す。この実施例は、図１０（ａ）の構成
において、実施例２と同様、プリント配線基板（図示せ
ず）にパターンを設け、千鳥配列の自己走査型発光素子
アレイ・チップ２８を角度θ傾けて実装したものであ
る。発光点Ｒ，Ｓの像点Ｒ′，Ｓ′がｘ軸方向に一直線
状に並ぶような傾きとする。
【００４２】発光点Ｒ，Ｓから像Ｒ′，Ｓ′への光路長
を２０ｍｍ、発光点Ｒ，Ｓの間隔を０．２ｍｍとして、
光路長の間に、片側０．１ｍｍずれるには、０．２８゜
の傾きとなる。角度が十分小さいので、θ≒ｔａｎ（ｈ
／ｖ）≒ｈ／ｖとなる。ｖ＝２００μｍとして、ｈ＝１
μｍを選んだ。なお、実施例２で説明したように、ｖは
パターン間隔、ｈはパターンの高さである。
を２０ｍｍ、発光点Ｒ，Ｓの間隔を０．２ｍｍとして、
光路長の間に、片側０．１ｍｍずれるには、０．２８゜
の傾きとなる。角度が十分小さいので、θ≒ｔａｎ（ｈ
／ｖ）≒ｈ／ｖとなる。ｖ＝２００μｍとして、ｈ＝１
μｍを選んだ。なお、実施例２で説明したように、ｖは
パターン間隔、ｈはパターンの高さである。
【００４３】図１２において、像点Ｒ′，Ｓ′の位置に
ロッドレンズ・アレイの端面がくるようにロッドレンズ
・アレイを配置することにより、感光ドラム上に一直線
状の発光点像列を形成することができる。
ロッドレンズ・アレイの端面がくるようにロッドレンズ
・アレイを配置することにより、感光ドラム上に一直線
状の発光点像列を形成することができる。
【００４４】
【実施例４】図１３に、実施例４を示す。本実施例で
は、実施例３のようにチップを傾ける代わりに、分離鏡
に凹面鏡（ｙｚ平面での断面が２次曲線のもの）６５を
用いた。この場合、凹面鏡６５の焦点が、凹面鏡以降の
光路長となるように、凹面鏡の曲面を選んだ。
は、実施例３のようにチップを傾ける代わりに、分離鏡
に凹面鏡（ｙｚ平面での断面が２次曲線のもの）６５を
用いた。この場合、凹面鏡６５の焦点が、凹面鏡以降の
光路長となるように、凹面鏡の曲面を選んだ。
【００４５】本実施例によれば、千鳥配列された自己走
査型発光素子アレイ・チップ（図示せず）の発光点Ｔ，
Ｕからの光は互いに平行に凹面鏡６５に入射し、光路が
互いに傾斜するように反射され、レンズアレイ６１およ
びルーフミラー６２により、Ｔ′，Ｕ′に結像される。
これら像点Ｔ′，Ｕ′は、ｘ軸方向の直線上に位置して
いる。
査型発光素子アレイ・チップ（図示せず）の発光点Ｔ，
Ｕからの光は互いに平行に凹面鏡６５に入射し、光路が
互いに傾斜するように反射され、レンズアレイ６１およ
びルーフミラー６２により、Ｔ′，Ｕ′に結像される。
これら像点Ｔ′，Ｕ′は、ｘ軸方向の直線上に位置して
いる。
【００４６】図１３において、像点Ｔ′，Ｕ′の位置に
ロッドレンズ・アレイの端面がくるようにロッドレンズ
・アレイを配置することにより、感光ドラム上に一直線
状の発光点像列を形成することができる。
ロッドレンズ・アレイの端面がくるようにロッドレンズ
・アレイを配置することにより、感光ドラム上に一直線
状の発光点像列を形成することができる。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、千鳥配列された発光素
子アレイを有する光書込みヘッドにおいて、光学系に工
夫を加えることによって、感光ドラム上で発光点列の像
が一直線状に並ぶようにすることが可能となった。した
がって、従来のように出力タイミングの制御を行う必要
がないという利点がある。
子アレイを有する光書込みヘッドにおいて、光学系に工
夫を加えることによって、感光ドラム上で発光点列の像
が一直線状に並ぶようにすることが可能となった。した
がって、従来のように出力タイミングの制御を行う必要
がないという利点がある。
【００４８】また、本発明は、自己走査型発光素子アレ
イを有する光書込みヘッドに適用すると、極めて効果的
である。
イを有する光書込みヘッドに適用すると、極めて効果的
である。
【図１】光プリンタヘッドを備える光プリンタの原理を
示す図である。
示す図である。
【図２】光書込みヘッドの構造を示す図である。
【図３】発光素子アレイ・チップの配列を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の光書込みヘッドの第１の実施例を示す
図である。
図である。
【図５】第１の実施例におけるプリント配線基板の平面
図である。
図である。
【図６】Ｖ示透明板の厚さｄと、ｚ軸に対する傾きθ
と、光のｙ方向変位量ｇの関係を示す図である。
と、光のｙ方向変位量ｇの関係を示す図である。
【図７】本発明の光書込みヘッドの第２の実施例を示す
図である。
図である。
【図８】第２の実施例におけるプリント配線基板の拡大
図である。
図である。
【図９】ルーフミラーレンズアレイを示す図である。
【図１０】再帰光学系の動作を説明するための図であ
る。
る。
【図１１】図１０（ａ）を光線軌跡のみで描いた図であ
る。
る。
【図１２】本発明の光書込みヘッドの第３の実施例を示
す図である。
す図である。
【図１３】本発明の光書込みヘッドの第４の実施例を示
す図である。
す図である。
２ 感光ドラム ２４ 発光素子アレイ ２６ ロッドレンズ・アレイ ２８ 発光素子アレイ・チップ ２９ 発光点 ３０ プリント配線基板 ３２ ボンディング・パッド ３４ ボンディング・ワイヤ ３６ Ｖ字透明板 ４０ 平板状透明板 ４１，４２ パターン ４３ 導電性接着剤 ６０ 光路分離鏡 ６１ 球面レンズアレイ ６２ ルーフミラー
Claims (7)
- 【請求項１】感光ドラム上に、発光点像列を形成する光
書込みヘッドにおいて、 発光素子アレイ・チップがプリント配線基板上に千鳥状
に配列されて構成された発光素子アレイと、 前記発光素子アレイの発光点からの光を透過する透明板
であって、前記発光素子アレイ・チップの配列方向に垂
直な方向の断面形状がＶ字状の透明板と、 前記透明板を透過した光を、前記感光ドラム上に集光さ
せるロッドレンズ・アレイと、を備えることを特徴とす
る光書込みヘッド。 - 【請求項２】前記Ｖ字状透明板の厚さ，屈折率、および
前記Ｖ字状透明板の傾斜面の傾きは、前記千鳥配列され
た発光素子アレイ・チップの発光点からの光が、前記Ｖ
字状透明板を透過した後に、前記ロッドレンズ・アレイ
の端面に一直線状に並んで入射するように、選ばれるこ
とを特徴とする請求項１記載の光書込みヘッド。 - 【請求項３】感光ドラム上に、発光点像列を形成する光
書込みヘッドにおいて、 発光素子アレイ・チップが、プリント配線基板上に、プ
リント配線基板の表面に対し傾斜させて千鳥状に配列さ
れて構成された発光素子アレイと、 前記発光素子アレイの発光点からの光を透過する平板状
の透明板と、 前記透明板を透過した光を、前記感光ドラム上に一直線
状に並ぶように集光させるロッドレンズ・アレイと、を
備えることを特徴とする光書込みヘッド。 - 【請求項４】前記平板状透明板の厚さ，屈折率、および
前記平板状透明板の前記プリント配線基板の表面に対し
て傾斜させる角度は、前記千鳥配列された発光素子アレ
イ・チップの発光点からの光が、前記平板状透明板を透
過し、前記ロッドレンズ・アレイにより前記感光ドラム
上に一直線状に並んで入射するように、選ばれることを
特徴とする請求項３記載の光書込みヘッド。 - 【請求項５】感光ドラム上に、発光点像列を形成する光
書込みヘッドにおいて、 発光素子アレイ・チップが、プリント配線基板上に、プ
リント配線基板の表面に対し傾斜させて千鳥状に配列さ
れて構成された発光素子アレイと、 前記発光素子アレイの発光点からの光を反射する平面鏡
と、 前記平面鏡で反射された光を透過するレンズアレイと、 直交する２面が繰り返し連続して構成され、前記レンズ
アレイを透過した光を、前記レンズアレイに向かって反
射するルーフミラーと、を備えることを特徴とする光書
込みヘッド。 - 【請求項６】感光ドラム上に、発光点像列を形成する光
書込みヘッドにおいて、 発光素子アレイ・チップがプリント配線基板上に千鳥状
に配列されて構成された発光素子アレイと、 前記発光素子アレイの発光点からの光を反射する凹面鏡
と、 前記凹面鏡で反射された光を透過するレンズアレイと、 直交する２面が繰り返し連続して構成され、前記レンズ
アレイを透過した光を、前記レンズアレイに向かって反
射するルーフミラーと、を備えることを特徴とする光書
込みヘッド。 - 【請求項７】前記発光素子アレイ・チップは、自己走査
型発光素子アレイ・チップであることを特徴とする請求
項１〜６のいずれかに記載の光書込みヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001003216A JP2002205423A (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | 光書込みヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001003216A JP2002205423A (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | 光書込みヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002205423A true JP2002205423A (ja) | 2002-07-23 |
Family
ID=18871592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001003216A Pending JP2002205423A (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | 光書込みヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002205423A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021030565A (ja) * | 2019-08-23 | 2021-03-01 | キヤノン株式会社 | 露光ヘッド及び画像形成装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453880A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Matsushita Graphic Communic | Aligner |
| JPH04101862A (ja) * | 1990-08-22 | 1992-04-03 | Ricoh Co Ltd | 結像素子及び画像読取装置及び光書込ヘッド |
| JPH07156445A (ja) * | 1993-12-09 | 1995-06-20 | Ricoh Co Ltd | 光プリンタ用光源装置 |
| JPH081999A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-09 | Nec Corp | 光走査方法およびその装置 |
| JPH08216448A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-08-27 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 自己走査型集積化発光素子アレイおよびこれを用いた発光装置 |
-
2001
- 2001-01-11 JP JP2001003216A patent/JP2002205423A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453880A (en) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Matsushita Graphic Communic | Aligner |
| JPH04101862A (ja) * | 1990-08-22 | 1992-04-03 | Ricoh Co Ltd | 結像素子及び画像読取装置及び光書込ヘッド |
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| JPH08216448A (ja) * | 1994-12-13 | 1996-08-27 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 自己走査型集積化発光素子アレイおよびこれを用いた発光装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021030565A (ja) * | 2019-08-23 | 2021-03-01 | キヤノン株式会社 | 露光ヘッド及び画像形成装置 |
| JP7414427B2 (ja) | 2019-08-23 | 2024-01-16 | キヤノン株式会社 | 発光チップ及び画像形成装置 |
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