JPH0617550Y2 - 発光ダイオードプリントヘッド - Google Patents
発光ダイオードプリントヘッドInfo
- Publication number
- JPH0617550Y2 JPH0617550Y2 JP1988169815U JP16981588U JPH0617550Y2 JP H0617550 Y2 JPH0617550 Y2 JP H0617550Y2 JP 1988169815 U JP1988169815 U JP 1988169815U JP 16981588 U JP16981588 U JP 16981588U JP H0617550 Y2 JPH0617550 Y2 JP H0617550Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- led
- light
- dots
- array
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、屈折率分布型レンズを使用した発光ダイオー
ド(以下、LEDという)プリントヘッドに関し、特に
LEDの大きさ及び配列ピッチに関するものである。
ド(以下、LEDという)プリントヘッドに関し、特に
LEDの大きさ及び配列ピッチに関するものである。
第2図はLEDプリントヘッドを使用したLEDプリン
タの基本構成図である。同図において、1は複数(例え
ば、128ドット)のLED(図示せず)を配列したL
EDアレイである。2はLEDアレイ1を備えたセラミ
ック基板であり、このセラミック基板2はヒートシンク
4を備えたアルミナ基板3上に備えられている。また、
5は屈折率分布型レンズを複数配列したロッドレンズア
レイであり、このロッドレンズアレイ5はLEDアレイ
1からの光Lを被照射面である感光ドラム6上に正立等
倍結像させる。
タの基本構成図である。同図において、1は複数(例え
ば、128ドット)のLED(図示せず)を配列したL
EDアレイである。2はLEDアレイ1を備えたセラミ
ック基板であり、このセラミック基板2はヒートシンク
4を備えたアルミナ基板3上に備えられている。また、
5は屈折率分布型レンズを複数配列したロッドレンズア
レイであり、このロッドレンズアレイ5はLEDアレイ
1からの光Lを被照射面である感光ドラム6上に正立等
倍結像させる。
実際の画像形成に際しては電子写真プロセスとして知ら
れる工程が実行される。即ち、感光ドラム6の表面を予
め一様帯電する帯電工程、光Lにより画像を露光し静電
像を形成する露光工程、トナーによる現像工程、用紙へ
のトナー像の転写工程、さらに転写トナーを用紙に定着
させる定着工程が実行されて画像が形成される。
れる工程が実行される。即ち、感光ドラム6の表面を予
め一様帯電する帯電工程、光Lにより画像を露光し静電
像を形成する露光工程、トナーによる現像工程、用紙へ
のトナー像の転写工程、さらに転写トナーを用紙に定着
させる定着工程が実行されて画像が形成される。
第3図はロッドレンズアレイ5のMTF(Modulation T
ransfer Function、レスポンス関数の絶対値)と空間周
波数の関係を示す特性図であり、日本板硝子(株)のセ
ルフォック レンズ アレイ技術資料(Cat.SLA.VOL.3 p
rinted 1987.10の11頁)に掲載されたものである。MT
Fは、格子ピッチが等ピッチで格子間隔が等間隔の矩形
波格子パターンの像をスリットスキャン又はCCDイメ
ージセンサで受光し、この受光光量のレベルから次式に
基づき算出されたものである。
ransfer Function、レスポンス関数の絶対値)と空間周
波数の関係を示す特性図であり、日本板硝子(株)のセ
ルフォック レンズ アレイ技術資料(Cat.SLA.VOL.3 p
rinted 1987.10の11頁)に掲載されたものである。MT
Fは、格子ピッチが等ピッチで格子間隔が等間隔の矩形
波格子パターンの像をスリットスキャン又はCCDイメ
ージセンサで受光し、この受光光量のレベルから次式に
基づき算出されたものである。
MTE=(Max−Min)/(Max+Min)×100ここで、Max
は光量レベルの極大値、Minは光量レベルの極小値であ
る。
は光量レベルの極大値、Minは光量レベルの極小値であ
る。
そして、MTFは光学系による画像の再現能力を示すパ
ラメータであり、100%に近い程原画に忠実な像が得
られることを示している。例えば、第3図におけるTC
14.7(品番)の場合には空間周波数8(lp/mm)
[lpはラインピッチを示す]でMTFは約50%、空
間周波数12(lp/mm)でMTFは約30%である。
ラメータであり、100%に近い程原画に忠実な像が得
られることを示している。例えば、第3図におけるTC
14.7(品番)の場合には空間周波数8(lp/mm)
[lpはラインピッチを示す]でMTFは約50%、空
間周波数12(lp/mm)でMTFは約30%である。
第4図は従来のLEDアレイ1のLED1aの配列を示
す説明図である。1チップのLEDアレイ1には、12
8ドット又は64ドットのLED1aが配列されてお
り、LED1aの配列方向の幅(より厳密に言えば、L
ED発光部の幅)をW11、隣接する2つのLED12
の間隔をW12、LED1aの配列ピッチをP12とし
たときに、 W11=W12=P12/2 の関係が成立するように配列されている。
す説明図である。1チップのLEDアレイ1には、12
8ドット又は64ドットのLED1aが配列されてお
り、LED1aの配列方向の幅(より厳密に言えば、L
ED発光部の幅)をW11、隣接する2つのLED12
の間隔をW12、LED1aの配列ピッチをP12とし
たときに、 W11=W12=P12/2 の関係が成立するように配列されている。
第5図は第4図のLED1aを24ドット/mmとした場
合、即ちピッチP12=42μm、幅W11=21μ
m、間隔W12=21μmとした場合のロッドレンズア
レイ5の透過光量レベルをシミュレーションにより求め
た光量分布図である。同図においては、縦軸に光量、横
軸にLED1aの位置を示し、曲線Aは偶数番目のLE
D1aを発光させ、奇数番目のLED1aを非発光とし
た場合の、透過光の合成光量を示している。
合、即ちピッチP12=42μm、幅W11=21μ
m、間隔W12=21μmとした場合のロッドレンズア
レイ5の透過光量レベルをシミュレーションにより求め
た光量分布図である。同図においては、縦軸に光量、横
軸にLED1aの位置を示し、曲線Aは偶数番目のLE
D1aを発光させ、奇数番目のLED1aを非発光とし
た場合の、透過光の合成光量を示している。
ところで、電子写真プロセスにおいて鮮明な画像を得る
ためには、感光ドラム6に照射される光のMTFが50
%以上必要である。しかしながら、上記従来例において
は、LED1aのドット密度が24ドット/mmの場合に
MTFは約30%となり、この場合に印字を行なうとL
ED1aからの光に対応する印字ドットがにじんでドッ
ト同士の間隔が明瞭にならず、シャープさに欠けた印字
になり、時として文字につぶれが生じる等の問題があっ
た。
ためには、感光ドラム6に照射される光のMTFが50
%以上必要である。しかしながら、上記従来例において
は、LED1aのドット密度が24ドット/mmの場合に
MTFは約30%となり、この場合に印字を行なうとL
ED1aからの光に対応する印字ドットがにじんでドッ
ト同士の間隔が明瞭にならず、シャープさに欠けた印字
になり、時として文字につぶれが生じる等の問題があっ
た。
そして、ロッドレンズアレイの種類をいかに変えてもM
TF50%以上とならず、空間周波数が8lp/mm以上
(どっと密度16ドット/mm以上)の場合には、MTF
を50%以上にすることができなかった。
TF50%以上とならず、空間周波数が8lp/mm以上
(どっと密度16ドット/mm以上)の場合には、MTF
を50%以上にすることができなかった。
そこで、本考案は上記したような従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
境界の明瞭な印字ドットを照射することができLEDプ
リントヘッドを提供することにある。
するためになされたもので、その目的とするところは、
境界の明瞭な印字ドットを照射することができLEDプ
リントヘッドを提供することにある。
本考案に係るLEDプリントヘッドは、所定ピッチに配
列された複数のLEDを有するLEDアレイと、上記L
EDからの光を被照射面上に正立等倍結像される屈折率
分布型レンズを複数配列したロッドレンズアレイとを有
するLEDプリントヘッドにおいて、上記LEDの配列
方向における上記LEDの幅をWとし、上記LEDの配
列ピッチをPとしたときに、 W≦0.9×P/2 の関係を有するよう構成したことを特徴としている。
列された複数のLEDを有するLEDアレイと、上記L
EDからの光を被照射面上に正立等倍結像される屈折率
分布型レンズを複数配列したロッドレンズアレイとを有
するLEDプリントヘッドにおいて、上記LEDの配列
方向における上記LEDの幅をWとし、上記LEDの配
列ピッチをPとしたときに、 W≦0.9×P/2 の関係を有するよう構成したことを特徴としている。
本考案においては、LEDの幅Wが、0.9×P/2以
下になるように構成し、LEDのドット密度が、例えば
16ドット/mm〜24ドット/mmと高密度の場合であっ
ても、ロッドレンズアレイの透過光のMTFを50%以
上としている。
下になるように構成し、LEDのドット密度が、例えば
16ドット/mm〜24ドット/mmと高密度の場合であっ
ても、ロッドレンズアレイの透過光のMTFを50%以
上としている。
以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明する。
第1図は本考案に係るLEDプリントヘッドののLED
配列を示す説明図である。同図において、11はLED
アレイ、11aはLEDアレイ11に等ピッチで複数
(図では、7ドットのみを示す)配列されたLEDであ
る。このLEDアレイ11は、第2図の場合と同様に基
板上に備えられている。また、LEDアレイ11の前方
には第2図と同様に屈折率分布型レンズを複数配列した
ロッドレンズアレイが備えられており、このロッドレン
ズアレイはLEDアレイからの光を被照射面に正立等倍
結像させる。
配列を示す説明図である。同図において、11はLED
アレイ、11aはLEDアレイ11に等ピッチで複数
(図では、7ドットのみを示す)配列されたLEDであ
る。このLEDアレイ11は、第2図の場合と同様に基
板上に備えられている。また、LEDアレイ11の前方
には第2図と同様に屈折率分布型レンズを複数配列した
ロッドレンズアレイが備えられており、このロッドレン
ズアレイはLEDアレイからの光を被照射面に正立等倍
結像させる。
ところで、第4図で既に説明したように、ドット密度が
16ドット/mm以上の高密度のLEDアレイについて
は、LEDアレイに配列されたLEDの幅がLEDの配
列ピッチの1/2に等しい従来の構造によっては、MT
F50%以上が得られず、印字ドットを鮮明にすること
ができなかった。
16ドット/mm以上の高密度のLEDアレイについて
は、LEDアレイに配列されたLEDの幅がLEDの配
列ピッチの1/2に等しい従来の構造によっては、MT
F50%以上が得られず、印字ドットを鮮明にすること
ができなかった。
そこで、この問題を解消すべく検討を加えた結果、LE
Dの幅をLEDの配列ピッチの1/2よりさらに小さく
する程、MTFの向上が観測された。そして、LEDの
幅をどの程度小さく設定すれば、ドットいつ度16ドッ
ト/mm以上の高密度のLEDアレイに対しても十分大き
なMTFが得られるかを求めたところ次の結論が得られ
た。
Dの幅をLEDの配列ピッチの1/2よりさらに小さく
する程、MTFの向上が観測された。そして、LEDの
幅をどの程度小さく設定すれば、ドットいつ度16ドッ
ト/mm以上の高密度のLEDアレイに対しても十分大き
なMTFが得られるかを求めたところ次の結論が得られ
た。
即ち、LED11aの幅をWとし、LED11aは配列
ピッチをPとしたときに、少なくともW≦0.9×P/
2の要件が満足されれば、MTF50%以上が確保され
るという結論がシミュレーションにより得られた。
ピッチをPとしたときに、少なくともW≦0.9×P/
2の要件が満足されれば、MTF50%以上が確保され
るという結論がシミュレーションにより得られた。
以下に、シミュレーションの内容を第6図乃至第8図を
用いて説明する。
用いて説明する。
ここで、第6図はLEDのドット密度を24ドット/m
m、LED幅W=18μm、ピッチP=42μm、LE
D間隔Ws=24μmとしたときの光量分布図である。
同図は、縦軸に光量、横軸にLEDの位置を示し、曲線
Bは偶数番目のLEDを発光させ、奇数番目のLEDを
非発光とした場合の、透過光の合成光量を示している。
また、第7図はドット密度を12ドット/mmとしたとき
のLED発光径とMTFの関係図、第8図はドット密度
を24ドット/mmとしたときのLED発光径とMTFの
関係図である。尚、シミュレーションにおいてはドット
を円形と仮定しているためLED発光径の表現を用いる
が、これは上記実施例におけるLEDの幅Wに相当する
ものである。
m、LED幅W=18μm、ピッチP=42μm、LE
D間隔Ws=24μmとしたときの光量分布図である。
同図は、縦軸に光量、横軸にLEDの位置を示し、曲線
Bは偶数番目のLEDを発光させ、奇数番目のLEDを
非発光とした場合の、透過光の合成光量を示している。
また、第7図はドット密度を12ドット/mmとしたとき
のLED発光径とMTFの関係図、第8図はドット密度
を24ドット/mmとしたときのLED発光径とMTFの
関係図である。尚、シミュレーションにおいてはドット
を円形と仮定しているためLED発光径の表現を用いる
が、これは上記実施例におけるLEDの幅Wに相当する
ものである。
先ず、シミュレーションの方法は、LEDから発せられ
ロッドレンズアレイを透過した後の光をガウス分布と仮
定し、その強度分布I(x,y)を I(x,y)=(2w/πr2)×exp{−2(x2+
y2)/r2} (wは発光出力(mW)、rはスポット径、x及びyは
座標位置)より求め、得られた強度分布の極大値と極小
値よりMTFを算出した。
ロッドレンズアレイを透過した後の光をガウス分布と仮
定し、その強度分布I(x,y)を I(x,y)=(2w/πr2)×exp{−2(x2+
y2)/r2} (wは発光出力(mW)、rはスポット径、x及びyは
座標位置)より求め、得られた強度分布の極大値と極小
値よりMTFを算出した。
これにより、第6図に示すように、第5図に比べ光量分
布の極第値と極小値の差が大きくなる傾向が得られ、M
TFの向上を図ることができるとの結果が得られた。
布の極第値と極小値の差が大きくなる傾向が得られ、M
TFの向上を図ることができるとの結果が得られた。
第7図はLEDの配列ピッチPが84.6μm(ドット
密度12ドット/mmに相当)の場合を示しており、この
ようにドットが低密度の場合には、W≦P/2の要件を
満たすまでもなくMTF50%以上を確保できる。
密度12ドット/mmに相当)の場合を示しており、この
ようにドットが低密度の場合には、W≦P/2の要件を
満たすまでもなくMTF50%以上を確保できる。
第8図はLEDの配列ピッチPが42.3μm(ドット
密度24ドット/mmに相当)の場合を示しており、この
ようにドットが高密度の場合には、W=P/2のときに
MTFが約41%と低く、MTF50%以上を確保する
には最低でP/2の約0.94倍(第8図より読取る)
以下の発光径とする必要があることを示している。
密度24ドット/mmに相当)の場合を示しており、この
ようにドットが高密度の場合には、W=P/2のときに
MTFが約41%と低く、MTF50%以上を確保する
には最低でP/2の約0.94倍(第8図より読取る)
以下の発光径とする必要があることを示している。
以上の結果より、少なくともLEDの幅WをP/2の
0.9倍以下とすれば、ドットが高密度の場合でも、M
TFが十分大きくなり鮮明なドットが得られることが明
らかになった。尚、ここで0.9倍としたのは、ロッド
レンズアレイによっては特性が相違すること、シミュレ
ーションによる誤差等の要因を考慮したものである。
0.9倍以下とすれば、ドットが高密度の場合でも、M
TFが十分大きくなり鮮明なドットが得られることが明
らかになった。尚、ここで0.9倍としたのは、ロッド
レンズアレイによっては特性が相違すること、シミュレ
ーションによる誤差等の要因を考慮したものである。
また、LED11aの発光径は小さい程、MTFを向上
させることができるが、製造技術上10μm以下の発光
部の製造が困難であること、発光径た小さい場合には電
流がその部分に集中しLEDの信頼性を低下させるこ
と、印字線が細くなり過ぎて印字線と白地部の比率が極
端に崩れ印字品質をかえって損なうこと、そして発光出
力が小さくなり過ぎること等の制約により、LEDの幅
WはP/2の0.8倍程度以上であることが望ましい。
させることができるが、製造技術上10μm以下の発光
部の製造が困難であること、発光径た小さい場合には電
流がその部分に集中しLEDの信頼性を低下させるこ
と、印字線が細くなり過ぎて印字線と白地部の比率が極
端に崩れ印字品質をかえって損なうこと、そして発光出
力が小さくなり過ぎること等の制約により、LEDの幅
WはP/2の0.8倍程度以上であることが望ましい。
以上説明したように、本考案によれば、LEDの幅Wを
0.9×P/2以下としてMTFを十分大きくしたの
で、印字ドットがにじんでドット同士の間隔が不明瞭に
なったり、文字がつぶれたりすることはなく、鮮明な画
像を得ることができるという効果を有する。
0.9×P/2以下としてMTFを十分大きくしたの
で、印字ドットがにじんでドット同士の間隔が不明瞭に
なったり、文字がつぶれたりすることはなく、鮮明な画
像を得ることができるという効果を有する。
第1図は本考案に係るLEDプリントヘッドののLED
配列を示す説明図、 第2図はLEDプリントヘッドを使用したLEDプリン
タの基本構成図、 第3図はロッドレンズアレイ5のMTFと空間周波数の
関係を示す特性図、 第4図は従来のLEDプリントヘッドのLED配列を示
す説明図、 第5図は第4図のLEDを24ドット/mmとした場合の
透過光量レベルを求めた光量分布図、 第6図は本実施例の光量分布図、 第7図はドット密度を12ドット/mmとしたときのLE
D発光径とMTFの関係図、 第8図はドット密度を24ドット/mmとしたときのLE
D発光径とMTFの関係図である。 1,11……LEDアレイ、 1a,11a……LED、 5……ロッドレンズアレイ。
配列を示す説明図、 第2図はLEDプリントヘッドを使用したLEDプリン
タの基本構成図、 第3図はロッドレンズアレイ5のMTFと空間周波数の
関係を示す特性図、 第4図は従来のLEDプリントヘッドのLED配列を示
す説明図、 第5図は第4図のLEDを24ドット/mmとした場合の
透過光量レベルを求めた光量分布図、 第6図は本実施例の光量分布図、 第7図はドット密度を12ドット/mmとしたときのLE
D発光径とMTFの関係図、 第8図はドット密度を24ドット/mmとしたときのLE
D発光径とMTFの関係図である。 1,11……LEDアレイ、 1a,11a……LED、 5……ロッドレンズアレイ。
Claims (1)
- 【請求項1】所定ピッチに配列された複数の発光ダイオ
ードを有する発光ダイオードアレイと、 上記発光ダイオードからの光を被照射面上に正立等倍結
像させる屈折率分布型レンズを複数配列したロッドレン
ズアレイとを有する発光ダイオードプリントヘッドにお
いて、 上記発光ダイオードの配列方向における上記発光ダイオ
ードの幅をWとし、 上記発光ダイオードの配列ピッチをPとしたときに、 W≦0.9×P/2 の関係を有するよう構成したことを特徴とする発光ダイ
オードプリントヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988169815U JPH0617550Y2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 発光ダイオードプリントヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988169815U JPH0617550Y2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 発光ダイオードプリントヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0288751U JPH0288751U (ja) | 1990-07-13 |
JPH0617550Y2 true JPH0617550Y2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=31460210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1988169815U Expired - Lifetime JPH0617550Y2 (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 発光ダイオードプリントヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0617550Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4461782B2 (ja) * | 2003-11-21 | 2010-05-12 | 東芝ライテック株式会社 | 照明器具 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6015622A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 光情報の書込み装置 |
JPS60114890A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-21 | Canon Inc | 光プリンタ |
JPS6140175A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 光プリンタ用発光ダイオ−ド |
JPS62231970A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-12 | Fuji Xerox Co Ltd | 光書込み装置 |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP1988169815U patent/JPH0617550Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6015622A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 光情報の書込み装置 |
JPS60114890A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-21 | Canon Inc | 光プリンタ |
JPS6140175A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 光プリンタ用発光ダイオ−ド |
JPS62231970A (ja) * | 1986-04-01 | 1987-10-12 | Fuji Xerox Co Ltd | 光書込み装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0288751U (ja) | 1990-07-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |