JP2006142541A - Optical line head - Google Patents

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望 井上
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雄二郎 野村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical line head which adjusts an imaging position at a face to be irradiated, by an optical element. <P>SOLUTION: The optical line head images an emitted light from array light sources 72 and 73 of a line shape aligned in two or more arrays in a sub scanning direction of a substrate 62, at the face to be irradiated by using an optical system of an erect equal magnification. The optical element of a prism shape with inclined faces 2a and 2b formed thereat is disposed to each array of the array light sources arranged in the two or more arrays. An angle of a light exit face to a horizontal face 62a is different from that of a light incidence face in a cross section in the sub scanning direction at the optical element. The optical element is set so that an interval in the sub scanning direction of spots formed when the light radiated from the array light source of each array is imaged on the face to be irradiated becomes smaller than an interval of the array light sources. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光学素子により光源の副走査間隔よりも狭い間隔で被照射面に結像させる、光ラインヘッドに関するものである。   The present invention relates to an optical line head that forms an image on an irradiated surface with an optical element at an interval narrower than a sub-scan interval of a light source.

光書込みを行う画像形成装置においては、露光装置として走査光学系を設ける方式と、発光素子アレイを用いる光ラインヘッド方式が知られている。例えば特許文献1には、露光装置に光ラインヘッドを用いる方式が記載されている。この例では、光源には千鳥状に配置したLEDを使用し、光源と感光体との間に屈折率分布型ロッドレンズアレイ(商品名セルフォックレンズアレイ、以下、SLAと略記する)を設けている。   In an image forming apparatus that performs optical writing, a method of providing a scanning optical system as an exposure device and an optical line head method using a light emitting element array are known. For example, Patent Document 1 describes a method using an optical line head in an exposure apparatus. In this example, staggered LEDs are used as the light source, and a gradient index rod lens array (trade name Selfoc lens array, hereinafter abbreviated as SLA) is provided between the light source and the photoconductor. Yes.

ライン状光源の各発光部の光パワーを確保するためにはある程度の光源の面積(直径D)が必要となる。そのため1列に光源を配置することができずに、千鳥状の配置となる。特に有機EL素子のように単位面積当たりの光パワーが小さい発光素子において、高速化に対応するために大きな光パワーを得るためには千鳥状の配置は必須となる。   A certain amount of light source area (diameter D) is required to secure the optical power of each light emitting portion of the line light source. Therefore, the light sources cannot be arranged in one row, and the arrangement is staggered. In particular, in a light-emitting element having a small optical power per unit area such as an organic EL element, a staggered arrangement is indispensable in order to obtain a large optical power in order to cope with a higher speed.

ライン状光源の像を被照射面に結像させるために、屈折率分布型ロッドレンズアレイ(商品名:セルフォックレンズアレイ[SLA]、日本板硝子(株)製)が用いられている。このレンズアレイは等倍、正立の光学系であるので、発光素子の配置がそのまま被走査面上に投影される。このような光源を千鳥状に配置するラインヘッドを用いて、感光体上に光書込みを行う画像形成装置が構成される。   A gradient index rod lens array (trade name: SELFOC lens array [SLA], manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) is used to form an image of a line light source on an irradiated surface. Since this lens array is an equal-magnification and upright optical system, the arrangement of the light-emitting elements is projected directly onto the surface to be scanned. An image forming apparatus that performs optical writing on a photoconductor using a line head in which such light sources are arranged in a staggered manner is configured.

図12において、光ラインヘッド20には、リード線21、22に接続される光源の発光素子23a、23bが千鳥状に配置されている。Dは光源の直径、Pは各発光素子ライン間の距離である。この例では、副走査方向に2Pの間隔で発光素子ラインが配列されている。ライン状に配列された光源の各発光素子の露光に要する光パワーを確保するためには、ある程度の光源の面積(すなわち各発光素子の直径D)が必要となる。   In FIG. 12, light emitting elements 23 a and 23 b of light sources connected to lead wires 21 and 22 are arranged in a staggered manner in the optical line head 20. D is the diameter of the light source, and P is the distance between the light emitting element lines. In this example, light emitting element lines are arranged at intervals of 2P in the sub-scanning direction. In order to secure the optical power required for exposure of each light emitting element of the light source arranged in a line, a certain area of the light source (that is, the diameter D of each light emitting element) is required.

光源の面積を拡張した上で、すなわち、発光素子の直径を大きくした上で主走査方向に1列に光源をライン状に配置すると、隣の発光素子と干渉してしまう。このため、主走査方向に複数の発光素子を配列した発光素子ラインを副走査方向に複数列設け、各発光素子ラインの発光素子を千鳥状に配置することで、隣接する発光素子の干渉を避けることができる。   If the area of the light source is expanded, that is, if the diameter of the light emitting element is increased and the light sources are arranged in a line in the main scanning direction, they interfere with the adjacent light emitting element. For this reason, a plurality of light emitting element lines in which a plurality of light emitting elements are arranged in the main scanning direction are provided in a plurality of rows in the sub scanning direction, and the light emitting elements of each light emitting element line are arranged in a staggered manner to avoid interference between adjacent light emitting elements. be able to.

図12のように2ラインの発光素子ラインが2Pだけ隔たって配置されていると、像担持体の被照射面上でも2Pだけ結像点がプロセス進行方向に隔たって配置される。仮に結像点を主走査方向に一列に並べて、横方向の線を露光する場合、一列に結像点を整列させるためには、2ラインの各々の発光素子ラインの位置に応じて、発光タイミングを変える必要がある。   As shown in FIG. 12, when the two light emitting element lines are spaced apart by 2P, the image forming points are spaced apart by 2P on the irradiated surface of the image carrier in the process advancing direction. If the image forming points are arranged in a line in the main scanning direction and the horizontal lines are exposed, the light emission timing is determined in accordance with the position of each light emitting element line in order to align the image forming points in a line. Need to change.

図12において、Pは画像形成装置における画素ピッチで、ページプリンターでは1インチ当り600画素、すなわちP=42.33μmになる。上記の例では、奇数画素と偶数画素で2ライン分のずれがあるので、奇数ドットがあるラインのデータを出力している場合には、偶数ドットは2ライン先のデータを出力する必要がある。   In FIG. 12, P is a pixel pitch in the image forming apparatus. In the page printer, 600 pixels per inch, that is, P = 42.33 μm. In the above example, there is a shift of two lines between the odd and even pixels, so when data of a line with an odd dot is output, the even dot needs to output data two lines ahead. .

この点について、図15の説明図により説明する。図15において、40は像担持体のような被照射面、62はガラス基板、72は奇数ラインの発光素子ライン(L1)、73は偶数ラインの発光素子ライン(L2)、65はSLAとする。なお、各発光素子ライン72、73は、アレイ光源として形成されている。この場合には、奇数ラインの発光素子ライン(L1)による像は、被照射面の光軸上の位置41に結像し、また、偶数ラインの発光素子ライン(L2)による像は、被照射面の光軸上の位置42に結像する。このため、L2の像をL1の像に重ねるためには、2ライン先のデータを出力するようなデータ処理が必要になる。また、被照射面上で各列のアレイ光源から放射された光が結像して形成されるスポットの副走査方向の間隔が、前記アレイ光源の間隔よりも小さくなるように設定する際にも、複雑なデータ処理が必要になる。   This point will be described with reference to FIG. In FIG. 15, reference numeral 40 denotes an irradiated surface such as an image carrier, 62 denotes a glass substrate, 72 denotes an odd number of light emitting element lines (L1), 73 denotes an even number of light emitting element lines (L2), and 65 denotes SLA. . Each light emitting element line 72, 73 is formed as an array light source. In this case, the image of the odd-numbered light emitting element lines (L1) is formed at the position 41 on the optical axis of the irradiated surface, and the image of the even-numbered light emitting element lines (L2) is irradiated. An image is formed at a position 42 on the optical axis of the surface. For this reason, in order to superimpose the L2 image on the L1 image, it is necessary to perform data processing for outputting data of two lines ahead. Also, when setting the interval in the sub-scanning direction of the spots formed by imaging the light emitted from the array light sources in each row on the irradiated surface to be smaller than the interval between the array light sources. , Complicated data processing is required.

このような処理を行うためには、(1)印字すべき画像を画像メモリに書込む際に奇数ドットと偶数ドットのずらしを行うか、(2)画像メモリから呼び出す際にアドレスを切り換えるか、(3)あるいは画像メモリへのアクセスは通常通りに行って、書込みヘッドに至る間にバッファメモリを挿入して、データの転送順序を変更する方法、のいずれかの方法が考えられる。   In order to perform such processing, (1) shift the odd dots and even dots when writing the image to be printed in the image memory, or (2) switch the address when calling from the image memory, Any one of the methods (3) or a method of changing the data transfer order by accessing the image memory as usual and inserting a buffer memory before reaching the write head can be considered.

ところで、発光部の大きさによっては、発光素子ラインを図12に示したように副走査方向に2列に配列することに代えて、発光素子ラインを3列配置せざるを得ない場合もある。図13は、副走査方向に発光素子ラインを3列配列する例の説明図である。図13において、光ラインヘッド20aには、リード線21、22に接続される光源の発光素子23、24、リード線26に接続される光源の発光素子25が千鳥状に配置されている。Dは光源の直径、Pは各光源間の距離である。この例では、副走査方向に2Pの間隔で発光素子ラインが3列配列されている。   By the way, depending on the size of the light emitting portion, there are cases where it is necessary to arrange three light emitting element lines instead of arranging the light emitting element lines in two lines in the sub-scanning direction as shown in FIG. . FIG. 13 is an explanatory diagram of an example in which three light emitting element lines are arranged in the sub-scanning direction. In FIG. 13, light source elements 23 and 24 connected to lead wires 21 and 22 and light source elements 25 connected to lead wires 26 are arranged in a staggered pattern in the optical line head 20a. D is the diameter of the light source, and P is the distance between each light source. In this example, three rows of light emitting element lines are arranged at intervals of 2P in the sub-scanning direction.

また、LEDアレイのように複数の発光素子がチップ状に複数形成されていて、当該チップを複数配列する場合がある。このような構成においても、チップの端部まで発光素子を配列するのが難しい場合には、チップ毎に千鳥状に配列することがある。図14は、かかる構成の光ラインヘッドの例を示す説明図である。図14において、光ラインヘッド30は、主走査方向にチップ31、33、35・・・が千鳥状に配列されている。各チップ31、33、35には、それぞれ発光素子ライン32、34、36が設けられている。   Further, there are cases where a plurality of light emitting elements are formed in a chip shape like an LED array, and a plurality of the chips are arranged. Even in such a configuration, when it is difficult to arrange the light emitting elements to the end of the chip, the chips may be arranged in a staggered pattern for each chip. FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of an optical line head having such a configuration. In FIG. 14, the optical line head 30 has chips 31, 33, 35... Arranged in a staggered pattern in the main scanning direction. Each chip 31, 33, 35 is provided with a light emitting element line 32, 34, 36, respectively.

図14に示したような複数の発光素子が集積されたチップを千鳥状に配置する場合にも、回路構成が複雑になるという課題があった。そこで、特許文献2には、このような課題を解決するために複数のレンズアレイを用いる例が記載されている。また、特許文献3には、光学素子としてハーフミラーを用いて、90°に角度を持った2列の光源からの光を1列に重ねる例が記載されている。   Even when chips in which a plurality of light emitting elements are integrated as shown in FIG. 14 are arranged in a staggered manner, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated. Therefore, Patent Document 2 describes an example in which a plurality of lens arrays are used to solve such a problem. Patent Document 3 describes an example in which light from two rows of light sources having an angle of 90 ° is overlapped in one row using a half mirror as an optical element.

特開平2−147259号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-147259 特開平10−211731号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-211731 特開昭56−28869号公報JP-A-56-28869

前記(1)〜(3)のいずれの方法であっても、回路構成が複雑になりコストアップになるという問題があった。さらに、(1)、(2)では画像処理が複雑になり、またヘッドの発光部の配置が変わる度に画像処理の内容を変えなくてはならないという課題があり、(3)では画像処理部分には汎用性があるが余分な回路とメモリが必要なるという問題があった。なお、先に示した図12のように発光部の径Dがそのピッチに比べてさらに大きい場合には、3列に配置せざるを得なくなる。この場合には6ライン分のメモリが必要となるので、よりコスト的に不利になるという問題があった。   In any of the methods (1) to (3), there is a problem that the circuit configuration becomes complicated and the cost is increased. Furthermore, in (1) and (2), image processing is complicated, and there is a problem that the contents of image processing must be changed every time the arrangement of the light emitting section of the head is changed. Is versatile but has the problem of requiring extra circuitry and memory. When the diameter D of the light emitting portions is larger than the pitch as shown in FIG. 12, it must be arranged in three rows. In this case, since 6 lines of memory are required, there is a problem that the cost becomes disadvantageous.

特許文献2、3に記載の方法でも、光学素子の数が増えて構造が複雑化し、ラインヘッドが大型化するという問題があった。また、場合によっては、2列の光源からの光の結像スポットが被照射面において正確に1列になるように光学系の調整が必要となり、その操作が煩雑になるという問題があった。   The methods described in Patent Documents 2 and 3 also have a problem that the number of optical elements increases, the structure becomes complicated, and the line head becomes large. In some cases, it is necessary to adjust the optical system so that the imaging spots of the light from the two rows of light sources are exactly one row on the irradiated surface, and there is a problem that the operation becomes complicated.

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路構成を複雑にすることなく、また光学系の煩雑な調整を要することなく被照射面における結像位置を調整できる、光ラインヘッドを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and its purpose is to form an image on an irradiated surface without complicating the circuit configuration and requiring complicated adjustment of the optical system. An object of the present invention is to provide an optical line head whose position can be adjusted.

上記目的を達成するために、本発明の光ラインヘッドは、基板の副走査方向に2列以上に配列されたライン状のアレイ光源からの出射光を正立等倍の光学系を用いて被照射面に結像させる光ラインヘッドにおいて、前記2列以上に配列されたアレイ光源の各列に対して、副走査方向の断面において、水平面に対して光射出面の角度が光入射面とは異なるプリズム状の光学素子を配置し、被照射面上で前記各列のアレイ光源から放射された光が結像して形成されるスポットの副走査方向の間隔が、前記アレイ光源の間隔よりも小さくなるように設定されることを特徴とする。このように、本発明の実施形態においては、被照射面(結像面)上において各光源の光が結像してできるスポットの副走査方向の間隔が縮小される。このため、各光源の点灯タイミングをずらす量を小さくでき、一時的にデータを貯えるバッファメモリの容量を小さくできる。また、被照射面のスポット結像位置の副走査方向の間隔を、アレイ光源の副走査方向の間隔よりも狭くするという調整が、固定されているプリズム状の光学素子により行えるので、制御部の構成を簡略化できる。   In order to achieve the above object, an optical line head according to the present invention receives light emitted from a linear array light source arranged in two or more rows in the sub-scanning direction of a substrate using an erecting equal-magnification optical system. In the optical line head that forms an image on the irradiation surface, for each column of the array light source arranged in two or more columns, the angle of the light exit surface with respect to the horizontal plane in the cross section in the sub-scan direction is the light incident surface Different prism-shaped optical elements are arranged, and the interval in the sub-scanning direction of spots formed by imaging the light emitted from the array light sources in each row on the irradiated surface is larger than the interval between the array light sources. It is set so that it may become small. As described above, in the embodiment of the present invention, the interval in the sub-scanning direction of the spots formed by the light from the light sources on the irradiated surface (imaging surface) is reduced. For this reason, the amount of shifting the lighting timing of each light source can be reduced, and the capacity of the buffer memory for temporarily storing data can be reduced. In addition, the adjustment of making the interval in the sub-scanning direction of the spot image formation position on the irradiated surface narrower than the interval in the sub-scanning direction of the array light source can be performed by a fixed prismatic optical element. The configuration can be simplified.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記光学素子は、副走査方向の断面において同一平面の光入射面と、水平面を基準として角度が異なる複数の光射出面とを有してプリズム状に一体に形成されていることを特徴とする。この実施形態は、図1に記載されているプリズム2が対応する。プリズム2は、水平面62a(ガラス基板62の表面)を基準にすると、同一平面の光入射面2cと、角度が異なる複数の光射出面2a、2bとを有して一体に形成されている。この構成によれば、矩形状の基材から、光射出面2a、2bをカッテング加工するだけなので、プリズムの形状が単純であり製造が容易になる。   In the optical line head of the present invention, the optical element has a light incident surface that is the same plane in the cross section in the sub-scanning direction and a plurality of light exit surfaces that have different angles with respect to the horizontal plane, and are integrated in a prism shape. It is characterized by being formed. This embodiment corresponds to the prism 2 shown in FIG. The prism 2 is integrally formed with a light incident surface 2c on the same plane and a plurality of light exit surfaces 2a and 2b having different angles with respect to the horizontal surface 62a (the surface of the glass substrate 62). According to this configuration, since the light emission surfaces 2a and 2b are only cut from a rectangular base material, the shape of the prism is simple and the manufacture is facilitated.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記副走査方向の断面において、平面の光入射面と平面の光射出面を有し、楔型の形状で複数に分離して配置したプリズム状の光学素子が、前記副走査方向に複数列配列された各アレイ光源に対応して設けられていることを特徴とする。この実施形態は、図2に記載されているプリズムが対応する。プリズム3、4は、楔状に形成されている。この構成によれば、プリズムを2つに分離することにより、複数の発光素子ラインの出射光を明確に分離することができ、クロストークを防止することができる。   The optical line head of the present invention has a planar light incident surface and a planar light exit surface in a cross section in the sub-scanning direction, and is arranged in a wedge-shaped shape so as to be separated into a plurality of prism-shaped optical elements. Is provided corresponding to each array light source arranged in a plurality of rows in the sub-scanning direction. This embodiment corresponds to the prism described in FIG. The prisms 3 and 4 are formed in a wedge shape. According to this configuration, by separating the prism into two, the emitted light from the plurality of light emitting element lines can be clearly separated, and crosstalk can be prevented.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記アレイ光源は、ガラス基板上で主走査方向にライン状に形成されており、前記アレイ光源からの出射光ビームがガラス基板を透過して射出されることを特徴とする。この実施形態は、図6、図7に記載されているプリズム5、6が対応する。この構成によれば、ガラス基板のアレイ光源を設ける面とプリズムを設ける面が異なる。図6ではプリズムとガラス基板とが一体であり、また、図7ではプリズムとガラス基板に可及的に接近した位置に設置できる。このため、プリズムを設置した際に、プリズムとガラス基板との間隔が大きくなることに起因する光損失の発生を抑制できる。   In the optical line head of the present invention, the array light source is formed in a line shape in the main scanning direction on the glass substrate, and an emitted light beam from the array light source is emitted through the glass substrate. It is characterized by. This embodiment corresponds to the prisms 5 and 6 described in FIGS. 6 and 7. According to this configuration, the surface on which the array light source of the glass substrate is provided is different from the surface on which the prism is provided. In FIG. 6, the prism and the glass substrate are integrated, and in FIG. 7, the prism and the glass substrate can be installed as close to the prism as possible. For this reason, when the prism is installed, it is possible to suppress the occurrence of light loss due to an increase in the distance between the prism and the glass substrate.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記プリズム状の光学素子は、前記ガラス基板上に形成されたアレイ光源とは対向する面に、前記ガラス基板と一体に形成されていることを特徴とする。この実施形態は、図6に記載されているプリズム5が対応する。この構成によれば、ガラス基板そのものを加工してプリズムを形成しているので、別部材でプリズムを構成する必要がなく、部品数が減少し、コストを低減することができる。   In the optical line head of the present invention, the prism-like optical element is formed integrally with the glass substrate on a surface facing the array light source formed on the glass substrate. . This embodiment corresponds to the prism 5 described in FIG. According to this configuration, since the prism is formed by processing the glass substrate itself, it is not necessary to configure the prism with a separate member, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記プリズム状の光学素子は、前記ガラス基板に溝を設けて接着されていることを特徴とする。この実施形態は、図7に記載されているプリズム6が対応する。この構成によれば、プリズムをガラス基板に直接固定しているので、別途プリズムを固定する部材が不要となり、光ラインヘッドの構成を簡略化することができる。また、接着剤の屈折率を選択して発光部とプリズムの入射面の間に充填することにより、プリズムの入射面の反射を防止できる。   In the optical line head of the present invention, the prism-shaped optical element is bonded to the glass substrate with a groove. This embodiment corresponds to the prism 6 shown in FIG. According to this configuration, since the prism is directly fixed to the glass substrate, a member for fixing the prism is not necessary, and the configuration of the optical line head can be simplified. In addition, reflection of the incident surface of the prism can be prevented by selecting the refractive index of the adhesive and filling it between the light emitting portion and the incident surface of the prism.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記アレイ光源を副走査方向に3列以上配列することを特徴とする。この実施形態は、図8に示した発光素子ラインL1〜L3を設けた構成が対応する。この構成によれば、被照射面に対する光パワーを増大することができる。   The optical line head of the present invention is characterized in that the array light sources are arranged in three or more rows in the sub-scanning direction. This embodiment corresponds to the configuration in which the light emitting element lines L1 to L3 shown in FIG. 8 are provided. According to this configuration, the optical power with respect to the irradiated surface can be increased.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記アレイ光源を千鳥状に配列することを特徴とする。この実施形態は、図4に示した発光素子ライン72、73が対応する。この構成によれば、主走査方向の長さを短縮した光ラインヘッドにおいて、被照射面のスポット結像位置の副走査方向の間隔を、アレイ光源の副走査方向の間隔よりも狭くするという調整が、固定されているプリズム状の光学素子により行うことができる。   The optical line head of the present invention is characterized in that the array light sources are arranged in a staggered manner. This embodiment corresponds to the light emitting element lines 72 and 73 shown in FIG. According to this configuration, in the optical line head having a reduced length in the main scanning direction, the adjustment in which the interval in the sub-scanning direction of the spot image formation position on the irradiated surface is made smaller than the interval in the sub-scanning direction of the array light source. However, it can be performed by a fixed prism-like optical element.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記アレイ光源を格子状に配列することを特徴とする。この実施形態は、図9に示した発光素子ライン75、76により、被照射面のスポット結像位置の副走査方向の間隔を、アレイ光源の副走査方向の間隔よりも狭くする構成が対応する。この構成によれば、アレイ光源を格子状に配列した場合に、被照射面(結像面)上において各光源の光が結像してできるスポットの副走査方向の間隔が縮小されるので、各光源の点灯タイミングをずらす量を小さくでき、一時的にデータを貯えるバッファメモリの容量を小さくできる。   The optical line head of the present invention is characterized in that the array light sources are arranged in a grid pattern. This embodiment corresponds to a configuration in which the interval in the sub-scanning direction of the spot image formation position on the irradiated surface is made narrower than the interval in the sub-scanning direction of the array light source by the light emitting element lines 75 and 76 shown in FIG. . According to this configuration, when the array light sources are arranged in a grid, the interval in the sub-scanning direction of the spots formed by the light from each light source on the irradiated surface (imaging surface) is reduced. The amount of shifting the lighting timing of each light source can be reduced, and the capacity of the buffer memory for temporarily storing data can be reduced.

また、本発明の光ラインヘッドは、アレイ光源が配列されたチップを、主走査方向に複数個配置してなることを特徴とする。この実施形態は、図14に示したようにチップ31、33、35を、主走査方向に複数個配置した構成が対応する。この構成によれば、チップ状の光源を用いた場合に、被照射面のスポット結像位置の副走査方向の間隔を、アレイ光源の副走査方向の間隔よりも狭くするという調整が、固定されているプリズム状の光学素子により行うことができる。   The optical line head of the present invention is characterized in that a plurality of chips on which array light sources are arranged are arranged in the main scanning direction. This embodiment corresponds to a configuration in which a plurality of chips 31, 33, and 35 are arranged in the main scanning direction as shown in FIG. According to this configuration, when a chip-shaped light source is used, the adjustment of making the interval in the sub-scanning direction of the spot image formation position on the irradiated surface narrower than the interval in the sub-scanning direction of the array light source is fixed. The prism-shaped optical element can be used.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記チップを千鳥状に配列することを特徴とする。この実施形態は、図14に示したようにチップ31、33、35を、千鳥状に配列した構成が対応する。この構成によれば、光源がチップで構成され主走査方向の長さを短縮した、光ラインヘッドにおいて、被照射面(結像面)上において各光源の光が結像してできるスポットの副走査方向の間隔が縮小されるので、各光源の点灯タイミングをずらす量を小さくでき、一時的にデータを貯えるバッファメモリの容量を小さくできる。   The optical line head of the present invention is characterized in that the chips are arranged in a staggered manner. This embodiment corresponds to a configuration in which chips 31, 33 and 35 are arranged in a staggered manner as shown in FIG. According to this configuration, in the optical line head in which the light source is composed of a chip and the length in the main scanning direction is shortened, the sub-portion of the spot formed by the light from each light source is imaged on the irradiated surface (imaging surface). Since the interval in the scanning direction is reduced, the amount of shifting the lighting timing of each light source can be reduced, and the capacity of the buffer memory for temporarily storing data can be reduced.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記光源の発光素子が有機EL素子であることを特徴とする。この実施形態は、図1〜図14の構成において、発光素子ラインの光源として有機EL素子を用いるものに対応する。この構成によれば、ガラス基板上にTFTプロセスで形成したドライバと有機EL発光素子を組み合わせることが可能となり、ガラス基板上にドライバと発光部を一体に形成できる。   In the optical line head of the present invention, the light emitting element of the light source is an organic EL element. This embodiment corresponds to the configuration in FIGS. 1 to 14 that uses an organic EL element as the light source of the light emitting element line. According to this configuration, it becomes possible to combine the driver formed on the glass substrate by the TFT process and the organic EL light emitting element, and the driver and the light emitting portion can be integrally formed on the glass substrate.

また、本発明の光ラインヘッドは、前記アレイ光源の発光素子がLEDであることを特徴とする。この実施形態は、図1〜図14の構成において、発光素子ラインの光源としてLEDを用いるものに対応する。この構成によれば、LEDを用いた光ラインヘッドにおいて、被照射面(結像面)上において各光源の光が結像してできるスポットの副走査方向の間隔が縮小される。このため、各光源の点灯タイミングをずらす量を小さくでき、一時的にデータを貯えるバッファメモリの容量を小さくできる。また、被照射面のスポット結像位置の副走査方向の間隔を、アレイ光源の副走査方向の間隔よりも狭くするという調整が、固定されているプリズム状の光学素子により行えるので、制御部の構成を簡略化できる。   In the optical line head of the present invention, the light emitting element of the array light source is an LED. This embodiment corresponds to the configuration using FIGS. 1 to 14 in which LEDs are used as the light sources of the light emitting element lines. According to this configuration, in the optical line head using LEDs, the interval in the sub-scanning direction between spots formed by the light from each light source on the irradiated surface (imaging surface) is reduced. For this reason, the amount of shifting the lighting timing of each light source can be reduced, and the capacity of the buffer memory for temporarily storing data can be reduced. In addition, the adjustment of making the interval in the sub-scanning direction of the spot image formation position on the irradiated surface narrower than the interval in the sub-scanning direction of the array light source can be performed by a fixed prismatic optical element. The configuration can be simplified.

また、本発明の光ラインヘッドは、ホルダーに溝を形成して前記光学系素子を装着すると共に、前記ガラス基板を前記ホルダーの前記光学系素子の入射面と対向する面に設けることを特徴とする。この実施形態は、図11の構成が対応する。この構成によれば、ホルダーに光学系素子と発光素子ラインが形成されたガラス基板とを装着しているので、コンパクトな構成とすることができる。   The optical line head of the present invention is characterized in that a groove is formed in a holder to mount the optical system element, and the glass substrate is provided on a surface of the holder facing the incident surface of the optical system element. To do. This embodiment corresponds to the configuration of FIG. According to this configuration, since the optical substrate and the glass substrate on which the light emitting element lines are formed are attached to the holder, a compact configuration can be achieved.

本発明においては、被照射面(結像面)上において各光源の光が結像してできるスポットの間隔が縮小されるので、各光源の点灯タイミングをずらす量を小さくでき、一時的にデータを貯えるバッファメモリが小さくて済むという利点がある。また、被照射面のスポット結像位置の副走査方向の間隔を、アレイ光源の副走査方向の間隔よりも狭くするという調整が、固定されている光学素子により行えるので、制御部の構成を簡略化できる。   In the present invention, since the interval between spots formed by the light from each light source being imaged on the irradiated surface (imaging surface) is reduced, the amount of shifting the lighting timing of each light source can be reduced, and data can be temporarily stored. There is an advantage that the buffer memory for storing the memory can be small. In addition, the adjustment of making the interval of the spot image formation position of the irradiated surface in the sub-scanning direction narrower than the interval of the array light source in the sub-scanning direction can be performed by a fixed optical element, so the configuration of the control unit is simplified. Can be

以下、図を参照して本発明を説明する。図10は、本発明の実施形態にかかる光ラインヘッド50を拡大して示す概略の斜視図である。この光ラインヘッド50は、フルカラーの画像形成装置に用いる場合には、各色毎に4本設置される。図10において、有機EL素子アレイ61は、長尺のハウジング60中に保持されている。長尺のハウジング60の両端に設けた位置決めピン69を、図示を省略したケースの対向する位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のハウジング60の両端に設けたねじ挿入孔68を通して固定ねじをケースのねじ穴にねじ込んで固定することにより、各光ラインヘッド50が所定位置に固定される。   The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 is an enlarged perspective view schematically showing the optical line head 50 according to the embodiment of the present invention. Four optical line heads 50 are installed for each color when used in a full-color image forming apparatus. In FIG. 10, the organic EL element array 61 is held in a long housing 60. The positioning pins 69 provided at both ends of the long housing 60 are fitted into the opposing positioning holes of the case (not shown), and the fixing screws are inserted into the case through the screw insertion holes 68 provided at both ends of the long housing 60. Each optical line head 50 is fixed at a predetermined position by being screwed into the screw hole and fixed.

光ラインヘッド50は、ガラス基板62上に、例えば有機EL素子アレイ61の発光部63を副走査方向に複数列載置し、同じガラス基板62上に形成されたTFT71により駆動する。SLA(屈折率分布型ロッドレンズアレイ)65は、結像光学系を構成し発光部63の前面にロッドレンズを俵積みして配置される。60はハウジング、66はカバー、67は固定板バネである。なお、本発明においては、発光素子ラインの配列について、副走査方向には「列」、主走査方向には「ライン(行)」と表記する。   The optical line head 50 mounts, for example, a plurality of rows of light emitting portions 63 of the organic EL element array 61 on the glass substrate 62 in the sub-scanning direction, and is driven by TFTs 71 formed on the same glass substrate 62. An SLA (refractive index distribution type rod lens array) 65 constitutes an imaging optical system and is arranged by stacking rod lenses on the front surface of the light emitting unit 63. Reference numeral 60 denotes a housing, 66 denotes a cover, and 67 denotes a fixed leaf spring. In the present invention, the arrangement of the light emitting element lines is expressed as “column” in the sub-scanning direction and “line (row)” in the main scanning direction.

ハウジング60は、ガラス基板62の周囲を覆い、像担持体20に面した側は開放する。発光部63を駆動し、SLAのファイバー面70から、図示を省略した被照射面の像担持体に向けて光線を射出する。ハウジング60のガラス基板62の端面と対向する面には、不要光を吸収するための光吸収性の部材(塗料)が設けられている。   The housing 60 covers the periphery of the glass substrate 62 and the side facing the image carrier 20 is open. The light emitting unit 63 is driven to emit light from the fiber surface 70 of the SLA toward the image carrier on the irradiated surface (not shown). A light-absorbing member (paint) for absorbing unnecessary light is provided on the surface of the housing 60 that faces the end surface of the glass substrate 62.

図11は、SLA65およびガラス基板62の取り付けの例を示す概略の分解斜視図である。鍔部52を有するホルダー51に溝部54を形成する。この溝54内にSLA65を収納して、接着材などの適宜の手段で固定する。発光部63が形成されているガラス基板62は、ホルダー51の底面53に取り付けられる。ホルダー51の溝54は開口部が形成されており、発光部63の出力光はSLA65のファイバー面に入射し、像担持体に結像する。図11の例では、ホルダー51に光学系素子(SLA65)と発光素子ラインが形成されたガラス基板62とを装着しているので、光ラインヘッドをコンパクトな構成とすることができる。なお、図10及び図11においては、簡単のため、本発明の特徴であるプリズム状の光学素子は記載していない。   FIG. 11 is a schematic exploded perspective view showing an example of attachment of the SLA 65 and the glass substrate 62. A groove portion 54 is formed in the holder 51 having the flange portion 52. The SLA 65 is accommodated in the groove 54 and fixed by an appropriate means such as an adhesive. The glass substrate 62 on which the light emitting unit 63 is formed is attached to the bottom surface 53 of the holder 51. The groove 54 of the holder 51 is formed with an opening, and the output light of the light emitting unit 63 enters the fiber surface of the SLA 65 and forms an image on the image carrier. In the example of FIG. 11, since the optical element (SLA 65) and the glass substrate 62 on which the light emitting element lines are formed are mounted on the holder 51, the optical line head can be made compact. In FIG. 10 and FIG. 11, for the sake of simplicity, the prism-like optical element that is a feature of the present invention is not shown.

図1は、本発明の光ラインヘッド1の例を示す説明図である。図15で説明した従来の構成と同じところには同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図1の例では、発光素子の表面に近接させて谷型のプリズム2を配置する。このような谷型のプリズム2を配置することにより、発光素子ラインL1とL2の像は、被照射面40上の43の位置に重なって形成される。   FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an optical line head 1 of the present invention. The same components as those in the conventional configuration described in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the example of FIG. 1, the valley-shaped prism 2 is arranged close to the surface of the light emitting element. By arranging such a valley-shaped prism 2, images of the light emitting element lines L 1 and L 2 are formed so as to overlap with 43 positions on the irradiated surface 40.

図1の構成では、発光素子ラインL1とL2の像を被照射面40上の43の位置に重ねて形成させるために、プリズム2の中心位置と、2ラインの発光素子ラインL1とL2の中心線の位置を一致させる必要がある。プリズムの角度θは、プリズム2の厚さ、2ラインの発光素子ラインL1とL2の間隔から決定される。   In the configuration of FIG. 1, in order to form the image of the light emitting element lines L1 and L2 so as to overlap the 43 position on the irradiated surface 40, the center position of the prism 2 and the centers of the two light emitting element lines L1 and L2 are formed. The line positions need to match. The angle θ of the prism is determined from the thickness of the prism 2 and the distance between the two light emitting element lines L1 and L2.

図1に示したプリズム2は、水平面62a(ガラス基板62の表面)を基準にすると、同一平面の光入射面2cと、光入射面2cとは角度が異なる複数の光射出面2a、2bとを有して一体に形成されている。図1の例では、光射出面2a、2bを谷状に形成しているが、この構成によれば、矩形状の基材から、光射出面2a、2bをカッテング加工するだけで所定形状のプリズムが得られ、プリズムの形状が単純であり製造が容易になる。なお、発光素子ライン72、73は、透明なガラス基板62に形成することに代えて、半透明の基板など、他の形態の基板に形成することもできる。   The prism 2 shown in FIG. 1 is based on a horizontal plane 62a (the surface of the glass substrate 62), and a light incident surface 2c on the same plane and a plurality of light exit surfaces 2a, 2b having different angles from the light incident surface 2c. And are integrally formed. In the example of FIG. 1, the light emission surfaces 2a and 2b are formed in a valley shape. However, according to this configuration, the light emission surfaces 2a and 2b can be cut into a predetermined shape from a rectangular base material. A prism is obtained, and the shape of the prism is simple, which makes it easy to manufacture. The light emitting element lines 72 and 73 can be formed on a substrate of another form such as a translucent substrate instead of being formed on the transparent glass substrate 62.

図1の例では、δが0、すなわち、プリズム2を射出するビームの光軸の交点Pと、発光部の高さが一致することが望ましい。この高さが一致しないと、像担持体の被走査面でのピント位置と2つの像(L1、L2)が重なる位置がずれることになってしまう。しかしながら、プリズム2を用いることにより、2ラインの像が同じラインに形成されない場合でも、L1、L2の結像の副走査方向の間隔は、光源の間隔より狭くすることが可能となる。   In the example of FIG. 1, it is desirable that δ is 0, that is, the intersection point P of the optical axes of the beams emitted from the prism 2 and the height of the light emitting unit coincide. If the heights do not match, the focus position on the surface to be scanned of the image carrier and the position where the two images (L1, L2) overlap will be displaced. However, by using the prism 2, even when the two-line images are not formed on the same line, the interval between the L1 and L2 images in the sub-scanning direction can be made smaller than the interval between the light sources.

また、プリズム2の角度θを小さくすると(平行に対して大きな角度にする)、臨界角に達した射出光は、プリズム2で全反射してしまい外部に取り出すことができなくなる。このように、発光部から放射される光の指向特性(放射角特性)が広い場合には、出射光のロスが大きいことになる。   Further, when the angle θ of the prism 2 is decreased (a large angle with respect to parallelism), the emitted light that has reached the critical angle is totally reflected by the prism 2 and cannot be extracted outside. Thus, when the directivity characteristic (radiation angle characteristic) of the light radiated from the light emitting unit is wide, the loss of the emitted light is large.

プリズム2の厚みが厚いと、一方の発光素子ラインの発光素子からの光は、他方の発光素子ラインの発光部からの光も拾ってしまうことになり、2ラインの発光素子の像が明確に分離できない(クロストーク)ことになる。このような場合には、以下に述べるように、プリズムを2つに分離してクロストークを防止すればよい。   If the thickness of the prism 2 is thick, the light from the light emitting element of one light emitting element line will also pick up the light from the light emitting part of the other light emitting element line, and the image of the light emitting element of the two lines is clear. It cannot be separated (crosstalk). In such a case, as described below, the prism may be separated into two to prevent crosstalk.

図2は、前記のようなクロストークを防止するための構成の例を示す説明図である。図2において、プリズムをプリズム3とプリズム4の2つに分離する。このプリズム3、4は、それぞれ副走査方向の断面において、平面の光入射面と平面の光射出面を有し、楔型の形状で複数に分離して形成されている。このようにプリズムを2つに分離することにより、発光素子ラインL1とL2の出射光を明確に分離することができ、クロストークが防止される。なお、図1に示したような谷型のプリズムの加工が困難な場合にも、図2で示したような楔形のプリズムを2個組み合わせてもよい。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a configuration for preventing the above-described crosstalk. In FIG. 2, the prism is separated into two prisms 3 and 4. Each of the prisms 3 and 4 has a planar light incident surface and a planar light exit surface in a cross section in the sub-scanning direction, and is formed in a wedge shape and separated into a plurality. By separating the prism into two in this way, the light emitted from the light emitting element lines L1 and L2 can be clearly separated, and crosstalk is prevented. In addition, even when it is difficult to process the valley-shaped prism as shown in FIG. 1, two wedge-shaped prisms as shown in FIG. 2 may be combined.

図2のように、2つのプリズム3、4に分離した場合、2つのプリズム3、4の接する面(F面)に光が反射すると、本来の光とは異なる経路を通るため、被照射面では本体のスポット位置とは別の位置に結像してしまう。すなわち、被照射面にはゴースト像が発生してしまうことになる。したがって、この境界面Fは、不要な反射を抑えるために梨地面などを形成する。また、梨地面を黒く塗ることで、さらに散乱光の影響を低減することができる。   As shown in FIG. 2, when the light is separated into two prisms 3 and 4, if light is reflected on the surface (F surface) where the two prisms 3 and 4 are in contact with each other, a different path from the original light is taken. Then, an image is formed at a position different from the spot position of the main body. That is, a ghost image is generated on the irradiated surface. Therefore, this boundary surface F forms a satin surface or the like in order to suppress unnecessary reflection. Moreover, the effect of scattered light can be further reduced by painting the pear ground black.

図3は、プリズムの角度や寸法を設定する例を説明する説明図である。
図3において、プリズム4の屈折率をnとすると、スネルの屈折の法則により、n・sinθ1=sinθ2である(ただし、雰囲気の空気の屈折率は1としている)。よって、見かけ上の発光点の移動量dは、d=H・tan(θ2−θ1)で表わされる。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an example of setting the angle and dimensions of the prism.
In FIG. 3, when the refractive index of the prism 4 is n, n · sin θ1 = sin θ2 (note that the refractive index of air in the atmosphere is 1) according to Snell's law of refraction. Therefore, the apparent movement amount d of the light emitting point is represented by d = H · tan (θ2−θ1).

例えば、プリズム4に代表的な光学材料BK7(SCHOTT社の型番)を使用すると、n=1.5168(d線波長にて)なので、θ1を30°とすると、θ2は49.32°となる。プリズムの厚さHを120μmとすると、発光部の見かけ上の位置の移動量dは、約42μmとなる。よって、2ラインの発光素子ラインの発光部が2P、すなわち42.33μmの2倍だけ隔たっている場合には、ちょうど2つ発光部が見かけ上重なることになるので、結像するスポットも重なることになる。   For example, when a typical optical material BK7 (model number of Schott) is used for the prism 4, n = 1.5168 (at the d-line wavelength), so when θ1 is 30 °, θ2 is 49.32 °. . When the thickness H of the prism is 120 μm, the amount of movement d of the apparent position of the light emitting portion is about 42 μm. Therefore, when the light emitting portions of the two light emitting element lines are separated by 2P, that is, twice as large as 42.33 μm, since the two light emitting portions are apparently overlapped, the spots to be imaged also overlap. become.

図4は、本発明の実施形態を示す説明図である。図4において、72、73は2ラインの発光素子ラインである。この場合に、図1〜図3で説明したようなプリズム2、または3、4を使用することにより、被照射面には44、45のように像が結像される。この結像44、45の副走査方向の間隔は、光源の副走査方向の間隔よりも狭められている。   FIG. 4 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention. In FIG. 4, 72 and 73 are two light emitting element lines. In this case, by using the prism 2, 3, or 4 as described in FIGS. 1 to 3, an image is formed on the irradiated surface as 44 and 45. The interval between the image formations 44 and 45 in the sub scanning direction is narrower than the interval between the light sources in the sub scanning direction.

図4に示したように、本発明の実施形態においては、プリズムによって、2ラインの光源の像は、副走査方向に間隔を狭められている。すなわち、発光素子ライン72の像は、矢視Xaのように副走査方向に移動した被照射面に44の位置に結像される。また、発光素子ライン73の像は、矢視Xbのように副走査方向に移動した被照射面に45の位置に結像される。   As shown in FIG. 4, in the embodiment of the present invention, the two-line light source images are narrowed in the sub-scanning direction by the prism. That is, the image of the light emitting element line 72 is formed at the position 44 on the irradiated surface moved in the sub-scanning direction as indicated by the arrow Xa. Further, the image of the light emitting element line 73 is formed at the position of 45 on the irradiated surface moved in the sub-scanning direction as indicated by the arrow Xb.

このように、図4の実施形態においては、2ラインの光源の像は、副走査方向に間隔を狭められて形成されるので、2ラインの光源を点灯させるタイミングをずらす量も小さくすることでできる。このため、データを一時的に保持するためのバッファメモリの容量も少なくて済み、制御部のコストを低減できる。   As described above, in the embodiment of FIG. 4, the image of the two-line light source is formed with the interval narrowed in the sub-scanning direction, so that the amount of shifting the timing for turning on the two-line light source can be reduced. it can. For this reason, the capacity of the buffer memory for temporarily holding data can be reduced, and the cost of the control unit can be reduced.

図5は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。発光素子ライン72、73により被照射面に形成される結像の副走査方向の間隔は、本来は2ライン分となる。図5の例では、プリズムの使用により被照射面に形成される結像46は1ラインに重なるように設定している。すなわち、発光素子ライン72の像は、矢視Yaのように副走査方向に移動した被照射面の46の位置に結像される。   FIG. 5 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. The interval in the sub-scanning direction of the image formed on the irradiated surface by the light emitting element lines 72 and 73 is originally two lines. In the example of FIG. 5, the imaging 46 formed on the irradiated surface by using the prism is set to overlap one line. That is, the image of the light emitting element line 72 is formed at the position 46 of the irradiated surface moved in the sub-scanning direction as indicated by the arrow Ya.

また、発光素子ライン73の像は、矢視Ybのように副走査方向に移動した、同じ被照射面46の位置に結像される。このように、図5の例では、2ラインの光源の像が1ラインに重なるように設定されており、ベストモードの構成となっている。   Further, the image of the light emitting element line 73 is formed at the same position of the irradiated surface 46 moved in the sub-scanning direction as indicated by the arrow Yb. Thus, in the example of FIG. 5, the image of the light source of 2 lines is set so that it may overlap with 1 line, and it has the structure of the best mode.

本発明の実施形態において、被照射面における結像の副走査方向の間隔を、光源の副走査方向の間隔よりも狭め、または1ラインに重ねるために使用されるプリズムの固定は、機械的な固定でもよいし、光学用途の接着剤を用いてもよい。接着剤の屈折率を注意深く選んで発光部とプリズムの入射面の間に充填することにより、プリズムの入射面の反射を防止できる。   In an embodiment of the present invention, the fixation of the prism used for narrowing the interval in the sub-scanning direction of the image formation on the irradiated surface to be smaller than the interval in the sub-scanning direction of the light source or overlapping one line is mechanical. It may be fixed or an adhesive for optical use may be used. By carefully selecting the refractive index of the adhesive and filling it between the light emitting portion and the incident surface of the prism, reflection of the incident surface of the prism can be prevented.

図6は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図6の例では、ガラス基板62上に形成された発光素子ライン72、73から背面側、すなわちガラス基板62を通して被照射面に放射するような素子において、ガラス基板62に一体にプリズム5を形成する。このプリズム5は、発光素子ライン72、73の背面側のガラス基板62に傾斜面を形成するものである。図6の構成によれば、ガラス基板62そのものを加工してプリズム5を形成しているので、別部材でプリズムを構成する必要がなく、部品数が減少し、コストを低減することができる。   FIG. 6 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. In the example of FIG. 6, the prism 5 is formed integrally with the glass substrate 62 in an element that emits light from the light emitting element lines 72 and 73 formed on the glass substrate 62 to the back side, that is, the irradiated surface through the glass substrate 62. To do. The prism 5 forms an inclined surface on the glass substrate 62 on the back side of the light emitting element lines 72 and 73. According to the configuration of FIG. 6, since the prism 5 is formed by processing the glass substrate 62 itself, it is not necessary to configure the prism with a separate member, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced.

図7は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図7の例では、図6と同様に発光素子ライン72、73が形成されている側の背面側のガラス基板62に矩形の溝62aを形成する。プリズム6をこの溝62aに挿入して接着し、ガラス基板62に固定する。図7の構成によれば、プリズム6をガラス基板62に直接固定しているので、別途プリズムを固定する部材が不要となり、光ラインヘッドの構成を簡略化することができる。   FIG. 7 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. In the example of FIG. 7, a rectangular groove 62a is formed in the glass substrate 62 on the back side where the light emitting element lines 72 and 73 are formed, as in FIG. The prism 6 is inserted into the groove 62 a and bonded, and fixed to the glass substrate 62. According to the configuration of FIG. 7, since the prism 6 is directly fixed to the glass substrate 62, a member for fixing the prism is unnecessary, and the configuration of the optical line head can be simplified.

図6、図7においては、ガラス基板62上の主走査方向にライン状に形成された発光素子ラインL1、L2(アレイ光源)を有しており、前記アレイ光源からの出射光ビームがガラス基板62を透過して射出される。この構成は、ガラス基板62のアレイ光源を設ける面と、プリズムを設ける面が異なる。図6ではプリズム5とガラス基板62とが一体であり、また、図7ではプリズム6をガラス基板62に可及的に接近した位置に設置できる。このため、光ラインヘッドにプリズムを設置した際に、プリズムとガラス基板との間隔が大きくなることに起因する光損失の発生を抑制できる。   6 and 7, light-emitting element lines L1 and L2 (array light sources) formed in a line shape in the main scanning direction on the glass substrate 62 are provided, and the emitted light beam from the array light source is a glass substrate. Injected through 62. In this configuration, the surface on which the array light source of the glass substrate 62 is provided is different from the surface on which the prism is provided. In FIG. 6, the prism 5 and the glass substrate 62 are integrated, and in FIG. 7, the prism 6 can be installed at a position as close as possible to the glass substrate 62. For this reason, when a prism is installed in the optical line head, it is possible to suppress the occurrence of light loss due to an increase in the distance between the prism and the glass substrate.

図8は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図8の例では、光源として、発光素子ライン72、73、74と副走査方向に3列配列したものである。この場合には、プリズム7は、各発光素子ライン72、73、74に対応した3つの部分7a〜7cで形成する。このように、本発明は、光源を副走査方向に3列以上配列した場合にも適用できる。   FIG. 8 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. In the example of FIG. 8, light sources are arranged in three rows in the sub-scanning direction with light emitting element lines 72, 73, and 74 as light sources. In this case, the prism 7 is formed by three portions 7 a to 7 c corresponding to the light emitting element lines 72, 73 and 74. Thus, the present invention can also be applied to a case where three or more rows of light sources are arranged in the sub-scanning direction.

本発明においては、副走査方向において同じ列にある発光素子からの光を重ね合わせてもよい。図9は、このような本発明の実施形態を示す説明図である。図9の構成では、発光素子ライン75、76からなる光源は、千鳥配列ではなく格子状配列としている。発光素子ライン75の像は、矢視Zaの方向に移動した47の位置に結像する。   In the present invention, light from light emitting elements in the same column in the sub-scanning direction may be superimposed. FIG. 9 is an explanatory view showing such an embodiment of the present invention. In the configuration of FIG. 9, the light source composed of the light emitting element lines 75 and 76 is not in a staggered arrangement but in a lattice arrangement. The image of the light emitting element line 75 is formed at a position 47 moved in the direction of the arrow Za.

また、発光素子ライン76の像も、矢視Zbの方向に移動した同じ47の位置に結像する。このような、図9に示したような光源の配置においては、主走査方向の解像度は変らないが、2つの発光部からの光パワーを1個所のライン47に重ねることができるので、光源の光パワーが不十分な場合に有効である。   The image of the light emitting element line 76 is also formed at the same 47 position moved in the direction of the arrow Zb. In such a light source arrangement as shown in FIG. 9, the resolution in the main scanning direction does not change, but the optical power from the two light emitting units can be superimposed on one line 47. This is effective when the optical power is insufficient.

この場合にも、被照射面に結像したスポットが1ラインに重なっていれば、光源が2ラインになっているにもかかわらず、副走査方向に各2個の光源を全く同じタイミングで点灯/消灯を制御すればよい。よって、1つのドライバに2つの発光部を接続することができ、制御部の構成が簡略化される。図9のように格子状に光源を配列した例において、被照射面の結像を1ラインに重ねることに代えて、図4で説明したように光源の副走査方向の間隔よりも狭く2ラインに結像を形成することもできる。   Also in this case, if the spot imaged on the irradiated surface overlaps one line, each of the two light sources is turned on at exactly the same timing in the sub-scanning direction even though the light source is two lines. / What is necessary is just to control light extinction. Therefore, two light emitting units can be connected to one driver, and the configuration of the control unit is simplified. In the example in which the light sources are arranged in a grid pattern as shown in FIG. 9, instead of superimposing the image of the irradiated surface on one line, two lines narrower than the interval of the light sources in the sub-scanning direction as described in FIG. An image can also be formed.

この場合には、格子状に光源を配列した例において、被照射面(結像面)上に各光源の光が結像してできるスポットの副走査方向の間隔が縮小される。このため、各光源の点灯タイミングをずらす量を小さくでき、一時的にデータを貯えるバッファメモリの容量を小さくできる。また、被照射面のスポット結像位置の副走査方向の間隔を、アレイ光源の副走査方向の間隔よりも狭くするという調整が、固定されているプリズム状の光学素子により行えるので、制御部の構成を簡略化できる。   In this case, in the example in which the light sources are arranged in a lattice shape, the interval in the sub-scanning direction of the spots formed by imaging the light of each light source on the irradiated surface (imaging surface) is reduced. For this reason, the amount of shifting the lighting timing of each light source can be reduced, and the capacity of the buffer memory for temporarily storing data can be reduced. In addition, the adjustment of making the interval in the sub-scanning direction of the spot image formation position on the irradiated surface narrower than the interval in the sub-scanning direction of the array light source can be performed by a fixed prismatic optical element. The configuration can be simplified.

なお、図14で説明したように、複数の発光素子を1列に配置したチップ31、33、35が千鳥状に配置されている場合でも、図9の例と同様な効果が得られる。この場合には、千鳥状に配置されているチップ31、33、35の発光素子からの出射光により、被照射面に結像したスポットを1ラインに重ねることにより、制御部の構成が簡略になる。   As described with reference to FIG. 14, even when the chips 31, 33, and 35 having a plurality of light emitting elements arranged in a row are arranged in a staggered manner, the same effect as in the example of FIG. 9 can be obtained. In this case, the configuration of the control unit is simplified by superimposing spots formed on the irradiated surface on one line by the emitted light from the light emitting elements of the chips 31, 33, and 35 arranged in a staggered pattern. Become.

本発明の実施形態は、また、屈折率分布型ロッドレンズアレイ(SLA)以外の正立等倍レンズアレイ、例えばルーフミラーレンズアレイを用いることもできる。さらに、レンズアレイではなく、単一のレンズ系からなる投影光学系を用いる場合にも適用できる。   The embodiment of the present invention can also use an erecting equal-magnification lens array other than the gradient index rod lens array (SLA), for example, a roof mirror lens array. Furthermore, the present invention can be applied to a case where a projection optical system including a single lens system is used instead of the lens array.

本発明の実施形態において、光源の半導体発光素子としてLEDを用いているが、光源としては他に、蛍光管(FL)やEL発光素子(有機または無機)などを組み合わせてもよい。このように、本発明は、LEDや有機EL素子など光源の種別によらず、広く光ラインヘッドに応用可能である。例えば、ガラス基板上にTFTプロセスで形成したドライバと有機EL発光素子を組み合わせると、ガラス基板上にドライバと発光部を一体に形成できる。   In the embodiment of the present invention, an LED is used as a semiconductor light emitting element of a light source. However, as a light source, a fluorescent tube (FL), an EL light emitting element (organic or inorganic), or the like may be combined. Thus, the present invention can be widely applied to an optical line head regardless of the type of light source such as an LED or an organic EL element. For example, when a driver formed by a TFT process on a glass substrate and an organic EL light emitting element are combined, the driver and the light emitting portion can be integrally formed on the glass substrate.

以上、本発明の光ラインヘッドをいくつかの実施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。   Although the optical line head of the present invention has been described based on some embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and can be variously modified.

本発明の光ラインヘッドの説明図である。It is explanatory drawing of the optical line head of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる説明図である。It is explanatory drawing concerning other embodiment of this invention. プリズムの説明図である。It is explanatory drawing of a prism. 本発明の実施形態にかかる説明図である。It is explanatory drawing concerning embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる説明図である。It is explanatory drawing concerning other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる説明図である。It is explanatory drawing concerning other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる説明図である。It is explanatory drawing concerning other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる説明図である。It is explanatory drawing concerning other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる説明図である。It is explanatory drawing concerning other embodiment of this invention. 本発明の光ラインヘッドの例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the optical line head of this invention. 本発明の光ラインヘッドの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the optical line head of this invention. 千鳥配置の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of zigzag arrangement. 3ラインの千鳥配置の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of 3 lines staggered arrangement | positioning. チップを千鳥配置した例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which has arrange | positioned the chip | tip in zigzag. 被照射面への結像の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the image formation to a to-be-irradiated surface.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・光ラインヘッド、2・・・プリズム、3、4・・・2つに分離した楔状のプリズム、5・・・ガラス基板上に形成されたプリズム、6・・・ガラス基板の溝に挿入されたプリズム、7・・・3ラインの発光素子ラインに対応するプリズム、9、10・・・カソードドライバ、13・・・アノード制御線、40・・・被照射面(像担持体)、44〜46・・・結像スポット位置、61・・・有機EL素子アレイ、62・・・ガラス基板、63・・・発光部、64・・・カバーガラス、65…屈折率分布型ロッドレンズアレイ(SLA)、70・・・ファイバー、72〜76・・・発光素子ライン   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical line head, 2 ... Prism, 3, 4 ... Wedge-shaped prism separated into two, 5 ... Prism formed on glass substrate, 6 ... Groove of glass substrate 7... Prism corresponding to 7 light emitting element lines, 9... Cathode driver, 13... Anode control line, 40... Irradiated surface (image carrier) , 44 to 46 ... imaging spot position, 61 ... organic EL element array, 62 ... glass substrate, 63 ... light emitting part, 64 ... cover glass, 65 ... gradient index rod lens Array (SLA), 70 ... fiber, 72-76 ... light emitting element line

Claims (14)

基板の副走査方向に2列以上に配列されたライン状のアレイ光源からの出射光を正立等倍の光学系を用いて被照射面に結像させる光ラインヘッドにおいて、前記2列以上に配列されたアレイ光源の各列に対して、副走査方向の断面において、水平面に対して光射出面の角度が光入射面とは異なるプリズム状の光学素子を配置し、被照射面上で前記各列のアレイ光源から放射された光が結像して形成されるスポットの副走査方向の間隔が、前記アレイ光源の間隔よりも小さくなるように設定されることを特徴とする、光ラインヘッド。 In an optical line head for imaging light emitted from a line-shaped array light source arranged in two or more rows in the sub-scanning direction of the substrate on an irradiated surface using an erecting equal-magnification optical system, For each array of array light sources arranged in the cross section in the sub-scanning direction, a prism-shaped optical element having a light exit surface angle different from the light incident surface with respect to the horizontal plane is disposed, An optical line head characterized in that an interval in the sub-scanning direction of spots formed by imaging light emitted from array light sources in each column is set smaller than an interval between the array light sources. . 前記光学素子は、副走査方向の断面において同一平面の光入射面と、水平面を基準として角度が異なる複数の光射出面とを有してプリズム状に一体に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の光ラインヘッド。 The optical element has a light incident surface that is the same plane in a cross section in the sub-scanning direction and a plurality of light exit surfaces that have different angles with respect to a horizontal plane, and are integrally formed in a prism shape. The optical line head according to claim 1. 前記副走査方向の断面において、平面の光入射面と平面の光射出面を有し、楔型の形状で複数に分離して配置したプリズム状の光学素子が、前記副走査方向に複数列配列された各アレイ光源に対応して設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の光ラインヘッド。 In the cross section in the sub-scanning direction, a prismatic optical element having a flat light incident surface and a flat light emitting surface and arranged in a wedge shape and separated into a plurality of rows is arranged in a plurality of rows in the sub-scanning direction. The optical line head according to claim 1, wherein the optical line head is provided corresponding to each of the array light sources. 前記アレイ光源は、ガラス基板上で主走査方向にライン状に形成されており、前記アレイ光源からの出射光ビームがガラス基板を透過して射出されることを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の光ラインヘッド。 The array light source is formed in a line shape in a main scanning direction on a glass substrate, and an outgoing light beam from the array light source is emitted through the glass substrate. Item 4. The optical line head according to Item 3. 前記プリズム状の光学素子は、前記ガラス基板上に形成されたアレイ光源とは対向する面に、前記ガラス基板と一体に形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の光ラインヘッド。 5. The optical line head according to claim 4, wherein the prism-shaped optical element is formed integrally with the glass substrate on a surface facing the array light source formed on the glass substrate. . 前記プリズム状の光学素子は、前記ガラス基板に溝を設けて接着されていることを特徴とする、請求項4に記載の光ラインヘッド。 The optical line head according to claim 4, wherein the prism-like optical element is bonded to the glass substrate with a groove. 前記アレイ光源を副走査方向に3列以上配列することを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の光ラインヘッド。 The optical line head according to any one of claims 1 to 6, wherein the array light sources are arranged in three or more rows in the sub-scanning direction. 前記アレイ光源を千鳥状に配列することを特徴とする、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の光ラインヘッド。 The optical line head according to any one of claims 1 to 7, wherein the array light sources are arranged in a staggered manner. 前記アレイ光源を格子状に配列することを特徴とする、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の光ラインヘッド。 8. The optical line head according to claim 1, wherein the array light sources are arranged in a grid pattern. アレイ光源が配列されたチップを、主走査方向に複数個配置してなることを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の光ラインヘッド。 7. The optical line head according to claim 1, wherein a plurality of chips on which array light sources are arranged are arranged in the main scanning direction. 前記チップを千鳥状に配列することを特徴とする、請求項10に記載の光ラインヘッド。 The optical line head according to claim 10, wherein the chips are arranged in a staggered pattern. 前記アレイ光源の発光素子が有機EL素子であることを特徴とする、請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の光ラインヘッド。 12. The optical line head according to claim 1, wherein a light emitting element of the array light source is an organic EL element. 前記アレイ光源の発光素子がLEDであることを特徴とする、請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の光ラインヘッド。 12. The optical line head according to claim 1, wherein a light emitting element of the array light source is an LED. ホルダーに溝を形成して前記光学系素子を装着すると共に、前記ガラス基板を前記ホルダーの前記光学系素子の入射面と対向する面に設けることを特徴とする、請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の光ラインヘッド。





14. The optical system element is mounted by forming a groove in a holder, and the glass substrate is provided on a surface of the holder that faces the incident surface of the optical system element. The optical line head according to any one of the above.





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