JPH024546A - 光情報書込み装置および光情報検出装置ならびにその光学レンズ系の構造 - Google Patents
光情報書込み装置および光情報検出装置ならびにその光学レンズ系の構造Info
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- JPH024546A JPH024546A JP63152582A JP15258288A JPH024546A JP H024546 A JPH024546 A JP H024546A JP 63152582 A JP63152582 A JP 63152582A JP 15258288 A JP15258288 A JP 15258288A JP H024546 A JPH024546 A JP H024546A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
- B41J2/45—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、光プリンタなどの光情報書込み装置および
イメージセンサなどの光情報検出装置ならびにこれらに
使用される光学レンズ系の配置構造に関し、発光ダイオ
ード・アレイチ・７プ、あるいはイメージセンサチップ
の配設を容易に行えるように構成したものに関する。
イメージセンサなどの光情報検出装置ならびにこれらに
使用される光学レンズ系の配置構造に関し、発光ダイオ
ード・アレイチ・７プ、あるいはイメージセンサチップ
の配設を容易に行えるように構成したものに関する。
たとえば光プリンタは、複数個め発光ダイオード（発光
ダイオードを以下ＬＥＤと略す。）・アレイチップが形
成する発光ドツト列からの光を光学レンズ系を介して感
光体に集束させることにより感光体の露光を行うように
構成されており、光学レンズ系としては、セルフォック
・マイクロ・レンズ（日本板硝子株式会社の商標）など
の、光ドットの列方向の配置をそのまま対応して感光体
に結像させるものが一般に使用される。そして、一連の
発光ドツト列は、第５図に示すように、準位発光ドツト
を形成するいくつかのＬＥＤ２・・・を等間隔−列に集
合させてなる所定個数のＬＥＤアレイチップ１ａ−１ｃ
をそれぞれ長手方向に密着状に隣接させて一列に配置す
ることにより構成している。 ところで、上記の光学レンズ系の使用を前提とする光プ
リンタとしての印字品質を高度に維持するためには、上
記の複数のＬＥＤアレイチップｌａ〜ＩＣによって構成
されるすべての単位発光ドツトの間隔が正確に一定であ
る必要がある。そのためには、密着して隣接するＬＥＤ
アレイチップの両端の発光ドツトどうしの間１ｔ／ｉＢ
１を、同一チップ内の発光ドツト間の間隔Ｂ２と正確に
等しくする必要がある。 また、定着型イメージセンサは、光プリンタとは逆に、
画像からの反射光を光学レンズ系を介してライン状のイ
メージセンサ上に集束させるようになっている。イメー
ジセンサは、ホトトランジスタなどの単位受光素子を等
間隔−列に集合させるとともに、走査回路等を内臓した
イメージセンサチップを、所定個数長手方向に密着状に
隣接させて一列に配置することにより構成している。そ
うして、画像情報を精度よく検出するためには、隣り合
うイメージセンサチップの両端のホトトランジスタどう
しの間隔を、同一チップ内のホトト、ランジスタ間の間
隔と正確に等しくする必要がある。 このように、従来の光学レンズ系を使用する光プリンタ
とイメージセンサは、光の進む方向が逆ではあるが、Ｌ
ＥＤアレイチップ、あるいはイメージセンサチップの配
設上、同様の要件が求められていた。
ダイオードを以下ＬＥＤと略す。）・アレイチップが形
成する発光ドツト列からの光を光学レンズ系を介して感
光体に集束させることにより感光体の露光を行うように
構成されており、光学レンズ系としては、セルフォック
・マイクロ・レンズ（日本板硝子株式会社の商標）など
の、光ドットの列方向の配置をそのまま対応して感光体
に結像させるものが一般に使用される。そして、一連の
発光ドツト列は、第５図に示すように、準位発光ドツト
を形成するいくつかのＬＥＤ２・・・を等間隔−列に集
合させてなる所定個数のＬＥＤアレイチップ１ａ−１ｃ
をそれぞれ長手方向に密着状に隣接させて一列に配置す
ることにより構成している。 ところで、上記の光学レンズ系の使用を前提とする光プ
リンタとしての印字品質を高度に維持するためには、上
記の複数のＬＥＤアレイチップｌａ〜ＩＣによって構成
されるすべての単位発光ドツトの間隔が正確に一定であ
る必要がある。そのためには、密着して隣接するＬＥＤ
アレイチップの両端の発光ドツトどうしの間１ｔ／ｉＢ
１を、同一チップ内の発光ドツト間の間隔Ｂ２と正確に
等しくする必要がある。 また、定着型イメージセンサは、光プリンタとは逆に、
画像からの反射光を光学レンズ系を介してライン状のイ
メージセンサ上に集束させるようになっている。イメー
ジセンサは、ホトトランジスタなどの単位受光素子を等
間隔−列に集合させるとともに、走査回路等を内臓した
イメージセンサチップを、所定個数長手方向に密着状に
隣接させて一列に配置することにより構成している。そ
うして、画像情報を精度よく検出するためには、隣り合
うイメージセンサチップの両端のホトトランジスタどう
しの間隔を、同一チップ内のホトト、ランジスタ間の間
隔と正確に等しくする必要がある。 このように、従来の光学レンズ系を使用する光プリンタ
とイメージセンサは、光の進む方向が逆ではあるが、Ｌ
ＥＤアレイチップ、あるいはイメージセンサチップの配
設上、同様の要件が求められていた。
たとえば、光プリンタにおいて、ＬＥＤアレイチップは
、−枚のウェハからダイシングすることによって得るが
、このダイシングの精度には限界があり、また、このＬ
ＥＤアレイチップを基板にボンディングする際にも誤差
が生じる。それゆえ、ＬＥＤアレイチップを密着させた
場合に上記間隔Ｂｌを上記間隔Ｂ２と正確に一致させる
ことはほとんど不可能であり、かりに上記間隔Ｂｌと間
隔Ｂ２とを正確に一致させようとすると、ダイシング工
程が非常にコスト高いものとなる。そうして、各ＬＥＤ
アレイチップを長手方向に密着させてボンディングする
作業中、チップどうしが接触する機会が多く、チップ配
列がみだれたり、チップ表面が傷つけられたり、プリフ
ォーム材でｌηれたすすることが多かった。このように
、各ＬＥＤアレイチップを密着状に隣接させることによ
って発光ドツトの等間隔配置を得ようとする従来の手法
では、印字品質を悪化させる要因が多く発生しえたので
ある。 そして、イメージセンサにおいても、すべての受光素子
のピッチを異なるセンサチップにわたって正確に一定と
することは、上記ＬＥＤアレイチップの場合と同様の理
由により、困難であり、また、センサ感度を悪化させる
場合もある。 したがって本願発明の課題は、ＬＥＤアレイチップの外
形精度、すわなち、ウェハから素子を分屋するダイシン
グ精度がそれほど要求されることがなく、しかも、この
ＬＥＤアレイチップの基牟反へのボンディングを印字品
質の悪化要因を誘発することなく容易に行える光情報書
込み装置、および、イメージセンサチップの外形精度を
それほど要求されることがなく、しかも、このイメージ
センサチップの基板へのボンディングをセンサ感度の悪
化要因を誘発することなく容易に行える光情報検出装置
、ならびに、これらに使用される光学レンズ系の構造を
提供することである。
、−枚のウェハからダイシングすることによって得るが
、このダイシングの精度には限界があり、また、このＬ
ＥＤアレイチップを基板にボンディングする際にも誤差
が生じる。それゆえ、ＬＥＤアレイチップを密着させた
場合に上記間隔Ｂｌを上記間隔Ｂ２と正確に一致させる
ことはほとんど不可能であり、かりに上記間隔Ｂｌと間
隔Ｂ２とを正確に一致させようとすると、ダイシング工
程が非常にコスト高いものとなる。そうして、各ＬＥＤ
アレイチップを長手方向に密着させてボンディングする
作業中、チップどうしが接触する機会が多く、チップ配
列がみだれたり、チップ表面が傷つけられたり、プリフ
ォーム材でｌηれたすすることが多かった。このように
、各ＬＥＤアレイチップを密着状に隣接させることによ
って発光ドツトの等間隔配置を得ようとする従来の手法
では、印字品質を悪化させる要因が多く発生しえたので
ある。 そして、イメージセンサにおいても、すべての受光素子
のピッチを異なるセンサチップにわたって正確に一定と
することは、上記ＬＥＤアレイチップの場合と同様の理
由により、困難であり、また、センサ感度を悪化させる
場合もある。 したがって本願発明の課題は、ＬＥＤアレイチップの外
形精度、すわなち、ウェハから素子を分屋するダイシン
グ精度がそれほど要求されることがなく、しかも、この
ＬＥＤアレイチップの基牟反へのボンディングを印字品
質の悪化要因を誘発することなく容易に行える光情報書
込み装置、および、イメージセンサチップの外形精度を
それほど要求されることがなく、しかも、このイメージ
センサチップの基板へのボンディングをセンサ感度の悪
化要因を誘発することなく容易に行える光情報検出装置
、ならびに、これらに使用される光学レンズ系の構造を
提供することである。
上述の従来の課題を解決するため、本願発明では、次の
技術的手段を講じている。 すなわち、本願の請求項１に記載した光情報書込み！Ａ
置は、所定の配置をもつ複数個のＬＥＤアレイチップと
感光体との間に光学レンズ系を配置し、ＬＥＤアレイチ
ップの発光ドツトを感光体に結像させるようになした光
情報書込み装置において、 上記各ＬＥＤアレイチップをそれぞれ長手方向に一定間
隔隔てて一列に配置する一方、上記光学レンズ系を各Ｌ
ＥＤアレイチップと対応して対向する凸レンズ要素を集
合させて構成し、かつ、上記光学レンズ系を、各凸レン
ズ要素とこれに対応するＬＥＤアレイチップとの距離が
、凸レンズ要素の焦点距離（ｆ）より大きく、焦点距離
の２倍（２ｆ）より小さい値となるように配置し、さら
に、恣光体上において、隣り合うＬＥＤアレイチップの
端部の発光ドツトどうしが、同一チップの発光ドツトの
像間ピッチと同一ピッチで隣接して結像するようになし
たことを特徴とする。 そうして、本願の請求項２に記載した光情報検出装置は
、所定の配置をもつ複数個のイメージセンサチップと画
像または画像焦点との間に光学レンズ系を配置し、画像
からの反射光をイメージセンサに集束させて読み取るよ
うになした光情報検出装置において、 上記各イメージセンサチップをそれぞれ長手方向に一定
間隔隔てて一列に配置する一方、上記光学レンズ系を各
イメージセンサチップと対応して対向する凸レンズ要素
を集合させて構成し、かつ、ト記光学レンズ系を、各凸
レンズ要素とこれに対応するイメージセンサチップとの
距離が、凸レンズ要素の焦点距＾Ｉ＃（ｆ）より大きく
、焦点距シＵの２倍（２ｆ）より小さい値となるように
配置し、画像が、一定区画ごとにイメージセンサチップ
の長さに対応して縮小されてこのイメージセンサチップ
上に結像するようになしたことを特徴とする。 そうして、請求項３に記載した光学レンズ系の構造は、
請求項１または請求項２に記載した光情報書込み装置ま
たは光情報検出装置におけるＬＥＤアレイチップまたは
イメージセンサチップの配設ピッチと同ピッチで貫通開
設されたレンズ保持孔を有するレンズホルダを備え、こ
のレンズホルダの各レンズ保持孔にそれぞれ凸レンズ要
素を保持させるとともに、レンズホルダに、各レンズ保
持孔の中間部位からそれぞれが所定間隔をあけて一列に
配置される上記Ｌ Ｅ−Ｄアレイチップまたはイメージ
センサチップのすきまにむけて延びる遮光板を一体形成
したことを特徴とする。
技術的手段を講じている。 すなわち、本願の請求項１に記載した光情報書込み！Ａ
置は、所定の配置をもつ複数個のＬＥＤアレイチップと
感光体との間に光学レンズ系を配置し、ＬＥＤアレイチ
ップの発光ドツトを感光体に結像させるようになした光
情報書込み装置において、 上記各ＬＥＤアレイチップをそれぞれ長手方向に一定間
隔隔てて一列に配置する一方、上記光学レンズ系を各Ｌ
ＥＤアレイチップと対応して対向する凸レンズ要素を集
合させて構成し、かつ、上記光学レンズ系を、各凸レン
ズ要素とこれに対応するＬＥＤアレイチップとの距離が
、凸レンズ要素の焦点距離（ｆ）より大きく、焦点距離
の２倍（２ｆ）より小さい値となるように配置し、さら
に、恣光体上において、隣り合うＬＥＤアレイチップの
端部の発光ドツトどうしが、同一チップの発光ドツトの
像間ピッチと同一ピッチで隣接して結像するようになし
たことを特徴とする。 そうして、本願の請求項２に記載した光情報検出装置は
、所定の配置をもつ複数個のイメージセンサチップと画
像または画像焦点との間に光学レンズ系を配置し、画像
からの反射光をイメージセンサに集束させて読み取るよ
うになした光情報検出装置において、 上記各イメージセンサチップをそれぞれ長手方向に一定
間隔隔てて一列に配置する一方、上記光学レンズ系を各
イメージセンサチップと対応して対向する凸レンズ要素
を集合させて構成し、かつ、ト記光学レンズ系を、各凸
レンズ要素とこれに対応するイメージセンサチップとの
距離が、凸レンズ要素の焦点距＾Ｉ＃（ｆ）より大きく
、焦点距シＵの２倍（２ｆ）より小さい値となるように
配置し、画像が、一定区画ごとにイメージセンサチップ
の長さに対応して縮小されてこのイメージセンサチップ
上に結像するようになしたことを特徴とする。 そうして、請求項３に記載した光学レンズ系の構造は、
請求項１または請求項２に記載した光情報書込み装置ま
たは光情報検出装置におけるＬＥＤアレイチップまたは
イメージセンサチップの配設ピッチと同ピッチで貫通開
設されたレンズ保持孔を有するレンズホルダを備え、こ
のレンズホルダの各レンズ保持孔にそれぞれ凸レンズ要
素を保持させるとともに、レンズホルダに、各レンズ保
持孔の中間部位からそれぞれが所定間隔をあけて一列に
配置される上記Ｌ Ｅ−Ｄアレイチップまたはイメージ
センサチップのすきまにむけて延びる遮光板を一体形成
したことを特徴とする。
第３図から容易に理解されるように、凸レンズにおいて
物点が焦点距離（−ｆ）以遠にある限り、レンズの反対
側において結像する。そして、レンズから物点までの距
離が焦点距離（ｆ）より長く、イ収点距離の２倍（２ｆ
）より短かい範囲にあれば、レンズから像点までの距離
は、レンズから物点までの距離より長くなる。換Ｓする
と、この場合、物点にあるものは、必らずレンズの反対
側において拡大されて結像する。本願の請求項１または
請求項２に記載した発明では、物点と像点とが上述の関
係をとる光学レンズ系において、上記物点に相当する位
置にＬＥＤアレイチップまたはイメージセンサチップを
、上記像点に相当する位置に感光体または画像（画像焦
点をもふくむ概念である。 ）を配置するのである。 そうして、光情報書込み装置を例にとれば、感光体上に
おいて、隣り合うＬＥＤアレイチップの端部の発光ドツ
トどうしが、拡大されて結像する同−チップの発光ドツ
トの像間ピ・７チと同一ピ。 チで隣接して結像するように、ＬＥＤアレイチ。 プの間隔等を設定するのである。 したがって、本願発明によれば、各ＬＥＤアレイチップ
を長手方向に密接して基板上にボンディングする必要が
なくなり、各ＬＥＤアレイチップの外形精度、すなわち
、ダイシング積度がそれほど要求されなくなる。このこ
とにより、従来に比してＬＥＤアレイチップの歩留りが
飛躍的に向上し、かつ、グイレンズ工程を簡略化するこ
とができる効果がある。さらにまた、ＬＥＤアレイチッ
プを基板にボンディングする際にも、すでにボンディン
グされたチップとボンディング中のチップとの接触機会
を少なくし、チップ表面の傷の発生や汚れの発生を回避
することができ、ボンディング作業が容易となるととも
に、ボンディング品位も向上する効果がある。 このような効果は、光情報検出装置におけるイメージセ
ンサチップについても同様のことがいえる。すなわち、
光学レンズ系を上述のように配置することにより、ライ
ン状の画像が、区画毎に分割され、そしてその分割され
た画像が縮小されて各イメージセンサチップの両端の受
光素子の範囲に結像させることができることから、問題
なく画像をイメージとして検出することができる。そし
て、各イメージセンサチップを互いに湘し゛て配置する
ことができるので、チップのダイシング、チ１．プポン
ディングにおいて、上述の光情報書込み装置と同様の効
果が期待できるのである。 また、本願の請求項３に記載した光学レンズ系の構造に
よれば、ハードレジンによるプラスチックレンズ、とく
に単一レンズによっても収差の少ない非球面プラスチッ
チレンズの製造技術が確立していることから、精度良い
凸レンズ要素を都合良く集合させた光学レンズ系を、比
較的コスト安く得ることができる。そして、各凸レンズ
要素はレンズホルダに保持されているので、プリントヘ
ッドへの装着が容易であり、また、レンズ位置の一括微
調節にも容易に対応できる。そして、レンズホルダには
、ＬＥＤアレイチップあるいはイメージセンサチップに
向けて延びる遮光板が形成されているので、ＬＥＤチッ
プアレイからの光が隣りの凸レンズ要素まで到達するこ
とを都合よく回避することができ、光情報の書込み品質
、あるいは光情報の検出性能が非常に良（なる。また、
遮光板がレンズホルダの補強リブとしての役割をも果た
し、振動に起因するレンズホルダの揺れ、あるいはこれ
による印字品質等の悪化を回避することができる。 【実施例の説明］ 以下、本願発明の実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 まず、第１図は、本願の請求項１に記載した光情報書込
み装置１０の一実施例の概略構成図である。図から分か
るように、この光情報δ込み装置ｌＯは、レンズホルダ
１１を備えるＬＥＤプリントヘッド１２を、感光体とし
ての感光ドラム１３に向けて平行に配置して構成されて
いる。 Ｌ、ＥＤプリントヘッド１２の基板１４には、複数個（
たとえば１６個）のＬＥＤアレイチップ１５ａ〜１５ｄ
が、その端部どうしを一定間隔離して長手方向−列に固
着されている。各１． Ｅ Ｄアレイチップ１５ａ〜１
５ｄは、矩形の断面をした短冊状のＧａＡｓＰ ｘ板上
に、６４個または１２８個の単位発光ドツトが等間隔−
列に形成されたものであって、−枚のウェハに多数のア
レイチップを一括形成した後、これらをダイシングによ
って単位アレイチソプごとに分離することによって得ら
れる。 各ＬＥＤアレイチップ間の間隔は、上記レンズホルダ１
１に所定の凸レンズ要素１６ａ〜１６ｄを保持させてな
る後述する光学レンズ系１６の配置によって決る倍率に
応じて定められるが、各素子の間隔は一定値となってい
る。 また、感光ドラム１３のＬＥＤアレイチップ１５ａ〜１
５ｄからの距離も、後述する光学レンズ系１６の配置に
よって決る物点・像点間距離によって定められる。 光学レンズ系１６は、ＬＥＤアレイチップ１５ａ〜１５
ｄと感光ドラム１３との間に配置され、上記各ＬＥＤア
レイチップの配設ピッチと同ピッチで列状に貫通開設さ
れたレンズ保持孔１７・・・をもったとえば合成樹脂成
形によって得られるレンズホルダ１１と、上記各レンズ
保持孔１７・・・にそれぞれはめ込み保持された凸レン
ズ要素１６ａ〜１６ｄとを備え、レンズホルダ１１の両
端部をＬＥＤプリントヘッドの放熱板に対して上下位置
微調節可能に支持させるなどして、所定位置に保持され
る。このとき、各凸レンズ要素１６ａ−１６ｄは、各Ｌ
ＥＤアレイチップ１５２〜１５ｄに対向するように位置
づけられる。上記レンズ要素は、ハードレジンによる収
差の少ない非球面レンズを使用することができる。なお
、第１図および第２図に良く表れているように、レンズ
ホルダ１１の裏面には、各レンズ保持孔１７・・・の中
間部位から上記ＬＥＤアレイチップどうしのすきまに向
けて延びる遮光板１８、および、レンズホルダの幅方向
両端部において裏面下方に延びる補強リプ１９゜１９が
一体形成されている。このように、本例では、各ＬＥＤ
アレイチップ１５ａ−１５ｄから凸レンズ要素１６ａ−
１６ｄまでの空間が、上記遮光板１８および補強リブ１
９．１９によってボックス状に囲まれており、ＬＥＤア
レイチップから−の光が隣りの空間あるいはレンズホル
ダ１１の外部へ漏れ出て印字品質を悪化させることがな
いようにしている。 そして本願発明ではとくに、上記光学レンズ系１６の光
軸方向の位置およびＬＥＤアレイチップ１５ａ−ｔｓｄ
から感光ドラム１３までの距＾Ｕが、次のように定めら
れる。 まず、第１図に示すように、光学レンズ系１６を、各凸
レンズ要素１６ａ−１６ｄとこれに対応するＬＥＤアレ
イチップ１５ａ−１５ｄ間の距離が、凸レンズ要素の焦
点距＾１ｔ（ｆ）より長く、焦点距離の２倍（２ｆ）よ
り短かい値となるように配置する。このとき、凸レンズ
要素の反対側には発光ドツトの像が必らず結像するが、
レンズから像点までの距離は、レンズからＬＥＤアレイ
チップ１５ａ−１５ｄまでの距離より長くなる。すなわ
ち、像点には、Ｌ Ｅ Ｄアレイチップ上の発光ドツト
の拡大倒立像が結像する。そして、上記の像点位置に、
感光ドラム１３の表面を配置するのである。 上記光学レンズ系１６による拡大率は、ＬＥＤアレイチ
ップ１５ａ−１５ｄの配設ピッチ間隔Ｄｌと、各ＬＥＤ
アレイチップ上の両端の発光ドツトの間隔Ｄ２との比に
よって定められる。 以上のように構成することにより、各ＬＥＤアレイチッ
プ１５ａ−１５ｄを長手方向に乱して配置しても、光学
レンズ系１６の拡大結像作用によって、感光ドツト１３
上にすべての発光ドツト像を等間隔に結像させることが
できるのである。すなわち、感光体１３において、隣り
合うＬＥＤアレイチップの端部の発光ドツトどうしの像
間隔ａと、同一素子内の発光ドツトの像間隔すとが等し
くなるように結像させることができるのである。 そして、光学レンズ系１６は、レンズホルダ１１の両端
がＬＥＤプリントヘッドの放熱板に対して上下微調節可
能となっていることから、上記間隔ａと間隔すの一致は
、感光体上の像のピントぼけが許容される範囲で、第１
図において光学レンズ系１６を上下に微調節することに
より、比較的容易に行うことができる。 次に、本願の請求項２に記載した光情報検出装置の一例
を、第４図に示した概略構成図により説明する。 この光情報検出装置２０は、検出すべき画像２３または
ミラーやレンズを介して結像されたライン状の画像焦点
に平行対向状にイメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄを
配置するとともに、これらの間に介装された光学レンズ
系２６により、画像２３をイメージセンサチップ２５ａ
〜２５ｄ上に結像させるように基本的に構成される。 イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄの配置は、本願発
明１念において上述の光情報書込み装置におけるＬＥＤ
アレイチップ１５ａ−１５ｄの配置と対応している。セ
ンサ基板２４には、複数個（たとえば１６個）のイメー
ジセンサチップ２５３〜２’５ｄが、その端部どうしを
一定間ＥＷｌして長手方向−列に固着されている。なお
、イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄは、矩形の断面
をした短冊状の基板上に、６４個または１２８個のホト
トランジスタなどの羊位受光素子が等間隔−列に形成さ
れたものであって、−枚のウェハに多数のセンサチップ
を一括形成した後、これらをダイシングによって単位セ
ンサチップごとに分離することによって得られる。 各イメージセンサチップ間の間隔は、上記光学レンズ系
２６の配置によって決る倍率に応じて定められるが、各
チップ間隔は一定値となっている。 そして、イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄと上記画
像２３との間には、上述の光情報書込み装置において説
明したものと同様の光学レンズ系２６か介装される。 光学レンズ系２６の位置は、その凸レンズ要素２６８〜
２６ｄと、これらと対応するイメージセンサチップ２５
２〜２５ｄとの距離が、凸レンズ要素の焦点距離（ｆ）
より長く、焦点距離の２倍（２ｆ）より短くなるように
設定される。このとき、イメージセンサチップ２５ａ〜
２５ｄを像点としたとき、レンズから像点までの距離よ
り長い物点距離が規定されるが、この物点に相当する位
置に検出すべき画像２３を配置するのである。そうする
と、画像２３は、イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄ
上に倒立縮小されて結像されるが、この縮小倍率は、イ
メージセンサチップの両端の受光素子間の間１ｉＤ２と
、イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄの配設ピッチ間
１ｉＤ１との比によって定められる。 以上のように構成することにより、イメージセンサにお
ける各イメージセンサチ・ノブ２５ａ〜２５ｄを長手方
向に離して配置しても、光学レンズ系２６の縮小結像作
用によって、ライン状の画像のすべての要素を、一定長
さごとに区画しながら、各イメージセンサチップに結像
させ、連続するイメージとして問題なく検出することが
できるのである。 なお、光情報書込み装置の場合と同様に、光学レンズ系
２６の上下位置を微調節できるようにしておけば、セン
サ側のピントぼけの許容される範囲で、各イメージセン
サチップ上に結像する画像の縮小倍率を微調節すること
ができるので、画像検出データの連続性の調整は比較的
容易である。 なお、本願発明による光情ｆ１１Ｂ込み装置および光情
報検出装置のいずれについてもいえることであるが、各
凸レンズ要素を通して結像する像は倒立している。しか
し、これは、各ＬＥＤチ・ノブアレイごと、あるいは各
イメージセンサチ・ノブごとにシリアルデータを逆順と
することにより対応すればよい。
物点が焦点距離（−ｆ）以遠にある限り、レンズの反対
側において結像する。そして、レンズから物点までの距
離が焦点距離（ｆ）より長く、イ収点距離の２倍（２ｆ
）より短かい範囲にあれば、レンズから像点までの距離
は、レンズから物点までの距離より長くなる。換Ｓする
と、この場合、物点にあるものは、必らずレンズの反対
側において拡大されて結像する。本願の請求項１または
請求項２に記載した発明では、物点と像点とが上述の関
係をとる光学レンズ系において、上記物点に相当する位
置にＬＥＤアレイチップまたはイメージセンサチップを
、上記像点に相当する位置に感光体または画像（画像焦
点をもふくむ概念である。 ）を配置するのである。 そうして、光情報書込み装置を例にとれば、感光体上に
おいて、隣り合うＬＥＤアレイチップの端部の発光ドツ
トどうしが、拡大されて結像する同−チップの発光ドツ
トの像間ピ・７チと同一ピ。 チで隣接して結像するように、ＬＥＤアレイチ。 プの間隔等を設定するのである。 したがって、本願発明によれば、各ＬＥＤアレイチップ
を長手方向に密接して基板上にボンディングする必要が
なくなり、各ＬＥＤアレイチップの外形精度、すなわち
、ダイシング積度がそれほど要求されなくなる。このこ
とにより、従来に比してＬＥＤアレイチップの歩留りが
飛躍的に向上し、かつ、グイレンズ工程を簡略化するこ
とができる効果がある。さらにまた、ＬＥＤアレイチッ
プを基板にボンディングする際にも、すでにボンディン
グされたチップとボンディング中のチップとの接触機会
を少なくし、チップ表面の傷の発生や汚れの発生を回避
することができ、ボンディング作業が容易となるととも
に、ボンディング品位も向上する効果がある。 このような効果は、光情報検出装置におけるイメージセ
ンサチップについても同様のことがいえる。すなわち、
光学レンズ系を上述のように配置することにより、ライ
ン状の画像が、区画毎に分割され、そしてその分割され
た画像が縮小されて各イメージセンサチップの両端の受
光素子の範囲に結像させることができることから、問題
なく画像をイメージとして検出することができる。そし
て、各イメージセンサチップを互いに湘し゛て配置する
ことができるので、チップのダイシング、チ１．プポン
ディングにおいて、上述の光情報書込み装置と同様の効
果が期待できるのである。 また、本願の請求項３に記載した光学レンズ系の構造に
よれば、ハードレジンによるプラスチックレンズ、とく
に単一レンズによっても収差の少ない非球面プラスチッ
チレンズの製造技術が確立していることから、精度良い
凸レンズ要素を都合良く集合させた光学レンズ系を、比
較的コスト安く得ることができる。そして、各凸レンズ
要素はレンズホルダに保持されているので、プリントヘ
ッドへの装着が容易であり、また、レンズ位置の一括微
調節にも容易に対応できる。そして、レンズホルダには
、ＬＥＤアレイチップあるいはイメージセンサチップに
向けて延びる遮光板が形成されているので、ＬＥＤチッ
プアレイからの光が隣りの凸レンズ要素まで到達するこ
とを都合よく回避することができ、光情報の書込み品質
、あるいは光情報の検出性能が非常に良（なる。また、
遮光板がレンズホルダの補強リブとしての役割をも果た
し、振動に起因するレンズホルダの揺れ、あるいはこれ
による印字品質等の悪化を回避することができる。 【実施例の説明］ 以下、本願発明の実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 まず、第１図は、本願の請求項１に記載した光情報書込
み装置１０の一実施例の概略構成図である。図から分か
るように、この光情報δ込み装置ｌＯは、レンズホルダ
１１を備えるＬＥＤプリントヘッド１２を、感光体とし
ての感光ドラム１３に向けて平行に配置して構成されて
いる。 Ｌ、ＥＤプリントヘッド１２の基板１４には、複数個（
たとえば１６個）のＬＥＤアレイチップ１５ａ〜１５ｄ
が、その端部どうしを一定間隔離して長手方向−列に固
着されている。各１． Ｅ Ｄアレイチップ１５ａ〜１
５ｄは、矩形の断面をした短冊状のＧａＡｓＰ ｘ板上
に、６４個または１２８個の単位発光ドツトが等間隔−
列に形成されたものであって、−枚のウェハに多数のア
レイチップを一括形成した後、これらをダイシングによ
って単位アレイチソプごとに分離することによって得ら
れる。 各ＬＥＤアレイチップ間の間隔は、上記レンズホルダ１
１に所定の凸レンズ要素１６ａ〜１６ｄを保持させてな
る後述する光学レンズ系１６の配置によって決る倍率に
応じて定められるが、各素子の間隔は一定値となってい
る。 また、感光ドラム１３のＬＥＤアレイチップ１５ａ〜１
５ｄからの距離も、後述する光学レンズ系１６の配置に
よって決る物点・像点間距離によって定められる。 光学レンズ系１６は、ＬＥＤアレイチップ１５ａ〜１５
ｄと感光ドラム１３との間に配置され、上記各ＬＥＤア
レイチップの配設ピッチと同ピッチで列状に貫通開設さ
れたレンズ保持孔１７・・・をもったとえば合成樹脂成
形によって得られるレンズホルダ１１と、上記各レンズ
保持孔１７・・・にそれぞれはめ込み保持された凸レン
ズ要素１６ａ〜１６ｄとを備え、レンズホルダ１１の両
端部をＬＥＤプリントヘッドの放熱板に対して上下位置
微調節可能に支持させるなどして、所定位置に保持され
る。このとき、各凸レンズ要素１６ａ−１６ｄは、各Ｌ
ＥＤアレイチップ１５２〜１５ｄに対向するように位置
づけられる。上記レンズ要素は、ハードレジンによる収
差の少ない非球面レンズを使用することができる。なお
、第１図および第２図に良く表れているように、レンズ
ホルダ１１の裏面には、各レンズ保持孔１７・・・の中
間部位から上記ＬＥＤアレイチップどうしのすきまに向
けて延びる遮光板１８、および、レンズホルダの幅方向
両端部において裏面下方に延びる補強リプ１９゜１９が
一体形成されている。このように、本例では、各ＬＥＤ
アレイチップ１５ａ−１５ｄから凸レンズ要素１６ａ−
１６ｄまでの空間が、上記遮光板１８および補強リブ１
９．１９によってボックス状に囲まれており、ＬＥＤア
レイチップから−の光が隣りの空間あるいはレンズホル
ダ１１の外部へ漏れ出て印字品質を悪化させることがな
いようにしている。 そして本願発明ではとくに、上記光学レンズ系１６の光
軸方向の位置およびＬＥＤアレイチップ１５ａ−ｔｓｄ
から感光ドラム１３までの距＾Ｕが、次のように定めら
れる。 まず、第１図に示すように、光学レンズ系１６を、各凸
レンズ要素１６ａ−１６ｄとこれに対応するＬＥＤアレ
イチップ１５ａ−１５ｄ間の距離が、凸レンズ要素の焦
点距＾１ｔ（ｆ）より長く、焦点距離の２倍（２ｆ）よ
り短かい値となるように配置する。このとき、凸レンズ
要素の反対側には発光ドツトの像が必らず結像するが、
レンズから像点までの距離は、レンズからＬＥＤアレイ
チップ１５ａ−１５ｄまでの距離より長くなる。すなわ
ち、像点には、Ｌ Ｅ Ｄアレイチップ上の発光ドツト
の拡大倒立像が結像する。そして、上記の像点位置に、
感光ドラム１３の表面を配置するのである。 上記光学レンズ系１６による拡大率は、ＬＥＤアレイチ
ップ１５ａ−１５ｄの配設ピッチ間隔Ｄｌと、各ＬＥＤ
アレイチップ上の両端の発光ドツトの間隔Ｄ２との比に
よって定められる。 以上のように構成することにより、各ＬＥＤアレイチッ
プ１５ａ−１５ｄを長手方向に乱して配置しても、光学
レンズ系１６の拡大結像作用によって、感光ドツト１３
上にすべての発光ドツト像を等間隔に結像させることが
できるのである。すなわち、感光体１３において、隣り
合うＬＥＤアレイチップの端部の発光ドツトどうしの像
間隔ａと、同一素子内の発光ドツトの像間隔すとが等し
くなるように結像させることができるのである。 そして、光学レンズ系１６は、レンズホルダ１１の両端
がＬＥＤプリントヘッドの放熱板に対して上下微調節可
能となっていることから、上記間隔ａと間隔すの一致は
、感光体上の像のピントぼけが許容される範囲で、第１
図において光学レンズ系１６を上下に微調節することに
より、比較的容易に行うことができる。 次に、本願の請求項２に記載した光情報検出装置の一例
を、第４図に示した概略構成図により説明する。 この光情報検出装置２０は、検出すべき画像２３または
ミラーやレンズを介して結像されたライン状の画像焦点
に平行対向状にイメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄを
配置するとともに、これらの間に介装された光学レンズ
系２６により、画像２３をイメージセンサチップ２５ａ
〜２５ｄ上に結像させるように基本的に構成される。 イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄの配置は、本願発
明１念において上述の光情報書込み装置におけるＬＥＤ
アレイチップ１５ａ−１５ｄの配置と対応している。セ
ンサ基板２４には、複数個（たとえば１６個）のイメー
ジセンサチップ２５３〜２’５ｄが、その端部どうしを
一定間ＥＷｌして長手方向−列に固着されている。なお
、イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄは、矩形の断面
をした短冊状の基板上に、６４個または１２８個のホト
トランジスタなどの羊位受光素子が等間隔−列に形成さ
れたものであって、−枚のウェハに多数のセンサチップ
を一括形成した後、これらをダイシングによって単位セ
ンサチップごとに分離することによって得られる。 各イメージセンサチップ間の間隔は、上記光学レンズ系
２６の配置によって決る倍率に応じて定められるが、各
チップ間隔は一定値となっている。 そして、イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄと上記画
像２３との間には、上述の光情報書込み装置において説
明したものと同様の光学レンズ系２６か介装される。 光学レンズ系２６の位置は、その凸レンズ要素２６８〜
２６ｄと、これらと対応するイメージセンサチップ２５
２〜２５ｄとの距離が、凸レンズ要素の焦点距離（ｆ）
より長く、焦点距離の２倍（２ｆ）より短くなるように
設定される。このとき、イメージセンサチップ２５ａ〜
２５ｄを像点としたとき、レンズから像点までの距離よ
り長い物点距離が規定されるが、この物点に相当する位
置に検出すべき画像２３を配置するのである。そうする
と、画像２３は、イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄ
上に倒立縮小されて結像されるが、この縮小倍率は、イ
メージセンサチップの両端の受光素子間の間１ｉＤ２と
、イメージセンサチップ２５ａ〜２５ｄの配設ピッチ間
１ｉＤ１との比によって定められる。 以上のように構成することにより、イメージセンサにお
ける各イメージセンサチ・ノブ２５ａ〜２５ｄを長手方
向に離して配置しても、光学レンズ系２６の縮小結像作
用によって、ライン状の画像のすべての要素を、一定長
さごとに区画しながら、各イメージセンサチップに結像
させ、連続するイメージとして問題なく検出することが
できるのである。 なお、光情報書込み装置の場合と同様に、光学レンズ系
２６の上下位置を微調節できるようにしておけば、セン
サ側のピントぼけの許容される範囲で、各イメージセン
サチップ上に結像する画像の縮小倍率を微調節すること
ができるので、画像検出データの連続性の調整は比較的
容易である。 なお、本願発明による光情ｆ１１Ｂ込み装置および光情
報検出装置のいずれについてもいえることであるが、各
凸レンズ要素を通して結像する像は倒立している。しか
し、これは、各ＬＥＤチ・ノブアレイごと、あるいは各
イメージセンサチ・ノブごとにシリアルデータを逆順と
することにより対応すればよい。
第１図は本願発明の光情報書込み装置の一例の概略構成
図、第２図は第１図の■−■線断面に相当する図、第３
図は作用説明図、第４図は本願発明の光情報検出装置の
一例の概略構成図、第５図は従来例の説明図である。 ｌＯ・・・光情報書込み装置、１１・・・レンズホルダ
、１３・・・感光体（感光ドラム）、ｔｇａ〜１５ｄ・
・・ＬＥＤアレイチップ、１６．２６・・・光学レンズ
系、１６ａＡ−１６ｄ、２６ａ〜２６ｄ−・凸レンズ要
素、１７・・・レンズ保持孔、１８・・・遮光板、２０
・・・光情報検出装置、２３・・・画像、２４・・・基
板、２５ａ〜２５ｄ・・・イメージセンサチップ。
図、第２図は第１図の■−■線断面に相当する図、第３
図は作用説明図、第４図は本願発明の光情報検出装置の
一例の概略構成図、第５図は従来例の説明図である。 ｌＯ・・・光情報書込み装置、１１・・・レンズホルダ
、１３・・・感光体（感光ドラム）、ｔｇａ〜１５ｄ・
・・ＬＥＤアレイチップ、１６．２６・・・光学レンズ
系、１６ａＡ−１６ｄ、２６ａ〜２６ｄ−・凸レンズ要
素、１７・・・レンズ保持孔、１８・・・遮光板、２０
・・・光情報検出装置、２３・・・画像、２４・・・基
板、２５ａ〜２５ｄ・・・イメージセンサチップ。
Claims (3)
- （１）所定の配置をもつ複数個のＬＥＤアレイチップと
感光体との間に光学レンズ系を配置し、ＬＥＤアレイチ
ップの発光ドットを感光体に結像させるようになした光
情報書込み装置において、 上記各ＬＥＤアレイチップをそれぞれ長手 方向に一定間隔隔てて一列に配置する一方、上記光学レ
ンズ系を各ＬＥＤアレイチップと対応して対向する凸レ
ンズ要素を集合させて構成し、かつ、上記光学レンズ系
を、各凸レンズ要素とこれに対応するＬＥＤアレイチッ
プとの距離が、凸レンズ要素の焦点距離 （ｆ）より大きく、焦点距離の２倍（２ｆ）より小さい
値となるように配置し、さらに、感光体上において、隣
り合うＬＥＤアレイチップの端部の発光ドットどうしが
、同一チップの発光ドットの像間ピッチと同一ピッチで
隣接して結像するようになしたことを特徴とする、光情
報書込み装置。 - （２）所定の配置をもつ複数個のイメージセンサチップ
と画像または画像焦点との間に光学レンズ系を配置し、
画像からの反射光をイメージセンサに集束させて読み取
るようになした光情報検出装置において、 上記各イメージセンサチップをそれぞれ長 手方向に一定間隔隔てて一列に配置する一方、上記光学
レンズ系を各イメージセンサチップと対応して対向する
凸レンズ要素を集合させて構成し、かつ、上記光学レン
ズ系を、各凸レンズ要素とこれに対応するイメージセン
サチップとの距離が、凸レンズ要素の焦点距離（ｆ）よ
り大きく、焦点距離の２倍（２ｆ）より小さい値となる
ように配置し、画像が、一定区画ごとにイメージセンサ
チップの長さに対応して縮小されてこのイメージセンサ
チップ上に結像するようになしたことを特徴とする、光
情報検出装置。 - （３）請求項１または請求項２に記載した光情報書込み
装置または光情報検出装置におけるＬＥＤアレイチップ
またはイメージセンサチップの配設ピッチと同ピッチで
貫通開設されたレンズ保持孔を有するレンズホルダを備
え、このレンズホルダの各レンズ保持孔にそれぞれ凸レ
ンズ要素を保持させるとともに、レンズホルダに、各レ
ンズ保持孔の中間部位からそれぞれが所定間隔をあけて
一列に配置される上記ＬＥＤアレイチップまたはイメー
ジセンサチップのすきまにむけて延びる遮光板を一体形
成したことを特徴とする、光情報書込み装置または光情
報検出装置に使用する光学レンズ系の構造。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15258288A JP2510423B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 光情報書込み装置および光情報検出装置ならびにその光学レンズ系の構造 |
| US07/367,750 US5023442A (en) | 1988-06-21 | 1989-06-19 | Apparatus for optically writing information |
| DK300689A DK300689A (da) | 1988-06-21 | 1989-06-19 | Apparat til optisk skrivning af informationer |
| EP19890201634 EP0348003A3 (en) | 1988-06-21 | 1989-06-20 | Apparatus for optically writing information |
| EP19940200320 EP0600853A3 (en) | 1988-06-21 | 1989-06-20 | Apparatus for optically writing information. |
| CA000603344A CA1334726C (en) | 1988-06-21 | 1989-06-20 | Apparatus for optically writing information |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15258288A JP2510423B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 光情報書込み装置および光情報検出装置ならびにその光学レンズ系の構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024546A true JPH024546A (ja) | 1990-01-09 |
| JP2510423B2 JP2510423B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=15543616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2510423B2 (ja) |
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- 1988-06-21 JP JP15258288A patent/JP2510423B2/ja not_active Expired - Fee Related
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