JPH0664227A - Optical printing head - Google Patents
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- JPH0664227A JPH0664227A JP22246792A JP22246792A JPH0664227A JP H0664227 A JPH0664227 A JP H0664227A JP 22246792 A JP22246792 A JP 22246792A JP 22246792 A JP22246792 A JP 22246792A JP H0664227 A JPH0664227 A JP H0664227A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プリンタに組
み込まれる光プリントヘッドに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical print head incorporated in an electrophotographic printer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、レーザプリンタ、発光ダイオード
プリンタ、液晶プリンタ等のノンインパクトプリンタに
おいては、光プリントヘッドによって感光体ドラムの表
面を照射し、露光して静電潜像を形成するようになって
いる。特に、発光ダイオードプリンタは、発光ダイオー
ド（以下、「ＬＥＤ素子」という。）を直線状に複数個
配列したＬＥＤアレイチップとロッドレンズアレイだけ
で光プリントヘッドすなわちＬＥＤアレイヘッドを構成
することができる点で注目されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a non-impact printer such as a laser printer, a light emitting diode printer or a liquid crystal printer, an optical print head irradiates the surface of a photosensitive drum and exposes it to form an electrostatic latent image. ing. In particular, a light emitting diode printer can form an optical print head, that is, an LED array head, only by an LED array chip in which a plurality of light emitting diodes (hereinafter referred to as “LED elements”) are linearly arranged and a rod lens array. Is attracting attention.
【０００３】図３は従来の電子写真プリンタの概略図で
ある。図において、１１は感光体ドラム、１２は該感光
体ドラム１１を帯電させる帯電器、１３は前記感光体ド
ラム１１を露光し、該感光体ドラム１１上に静電潜像を
形成するＬＥＤアレイヘッド、１４は前記感光体ドラム
１１上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像
器、１５はトナー像を用紙１６に転写する転写器、１７
は用紙１６に転写されたトナー像を定着する定着器、１
８は前記感光体ドラム１１上に残留したトナーを除去す
る清掃器、１９は前記感光体ドラム１１上に残留した電
荷を除去する除電ランプ、２０は用紙カセット、２１ａ
は用紙スタッカである。FIG. 3 is a schematic view of a conventional electrophotographic printer. In the figure, 11 is a photoconductor drum, 12 is a charger for charging the photoconductor drum 11, 13 is an LED array head for exposing the photoconductor drum 11 and forming an electrostatic latent image on the photoconductor drum 11. Reference numeral 14 is a developing device for developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11 to form a toner image, 15 is a transfer device for transferring the toner image onto the paper 16, 17
Is a fixing device for fixing the toner image transferred onto the paper 16, 1
Reference numeral 8 is a cleaner for removing the toner remaining on the photosensitive drum 11, 19 is a charge eliminating lamp for removing the electric charge remaining on the photosensitive drum 11, 20 is a paper cassette, and 21a
Is a paper stacker.
【０００４】前記ＬＥＤアレイヘッド１３の図示しない
発光素子、例えばＬＥＤ素子が選択的に１発光動作を行
うと、帯電器１２によって一様にかつ均一に帯電された
感光体ドラム１１上に静電潜像が形成され、該静電潜像
に応じてトナーが現像器１４から感光体ドラム１１の表
面に付着する。一方、用紙カセット２０から給紙された
用紙１６は、感光体ドラム１１と転写器１５間を通過す
る。この時、感光体ドラム１１の表面に付着したトナー
が転写器１５によって用紙１６に転写され、その後、定
着器１７によって定着されて用紙スタッカ２１ａに収納
される。When a light emitting element (not shown) of the LED array head 13, for example, an LED element selectively performs one light emitting operation, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 11 uniformly and uniformly charged by the charger 12. An image is formed, and toner adheres to the surface of the photoconductor drum 11 from the developing device 14 according to the electrostatic latent image. On the other hand, the paper 16 fed from the paper cassette 20 passes between the photoconductor drum 11 and the transfer device 15. At this time, the toner adhering to the surface of the photoconductor drum 11 is transferred onto the paper 16 by the transfer device 15, then fixed by the fixing device 17 and stored in the paper stacker 21a.
【０００５】一方、感光体ドラム１１においては清掃器
１８が感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを除去
し、また、除電ランプ１９が前の電子写真プロセスで形
成された静電潜像を除去して、次の帯電プロセス以降の
各プロセスに備える。なお、感光体ドラム１１を等速回
転させるための駆動手段及び給紙用の駆動手段として
は、ＤＣモータ又はＡＣモータが用いられる。On the other hand, in the photoconductor drum 11, the cleaner 18 removes the toner remaining on the surface of the photoconductor drum 11, and the charge eliminating lamp 19 removes the electrostatic latent image formed in the previous electrophotographic process. Then, each process after the next charging process is prepared. A DC motor or an AC motor is used as a driving unit for rotating the photosensitive drum 11 at a constant speed and a driving unit for feeding paper.
【０００６】図４は従来のＬＥＤアレイヘッドと感光体
ドラムの関係を示す図である。図の（ａ）はＬＥＤアレ
イヘッドの取付状態を示す断面図、（ｂ）はＬＥＤアレ
イヘッドの取付状態を示す正面図である。図において、
１３はＬＥＤアレイヘッドであり、直線状に複数個のＬ
ＥＤアレイチップ２１が配列された基板２２と前記ＬＥ
Ｄアレイチップ２１に対向して配設されたロッドレンズ
アレイ２３を有し、それらが支持部材２４によって支持
されている。前記ＬＥＤアレイチップ２１には、更に直
線状に複数個のＬＥＤ素子が配列されている。また、２
６は支持台であり、前記感光体ドラム１１を回転自在に
支持するとともに、突当て面２７ａ，２７ｂにおいて支
持部材２４を支持する。その結果、ＬＥＤアレイヘッド
１３と感光体ドラム１１の位置関係が設定される。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between a conventional LED array head and a photosensitive drum. (A) of the figure is a cross-sectional view showing the mounted state of the LED array head, and (b) is a front view showing the mounted state of the LED array head. In the figure,
Reference numeral 13 is an LED array head, which is a plurality of linear L
The substrate 22 on which the ED array chip 21 is arranged and the LE
The rod lens array 23 is arranged so as to face the D array chip 21, and the rod lens array 23 is supported by the supporting member 24. A plurality of LED elements are linearly arranged on the LED array chip 21. Also, 2
Reference numeral 6 denotes a support, which rotatably supports the photosensitive drum 11 and also supports the support member 24 on the abutting surfaces 27a and 27b. As a result, the positional relationship between the LED array head 13 and the photosensitive drum 11 is set.
【０００７】なお、２５は前記支持部材２４を支持台２
６の方向に付勢して位置ずれを防止するための板ばねで
ある。図２は従来のＬＥＤアレイヘッドの断面図であ
る。図の（ａ）は横断面図を、（ｂ）は縦断面図を示し
ている。図において、２１はＬＥＤアレイチップ、２２
は基板、２３はロッドレンズアレイ、２４は支持部材、
３１はドライバＩＣである。前記ＬＥＤアレイチップ２
１とドライバＩＣ３１、及びドライバＩＣ３１と基板２
２上の信号線との接続は、ワイヤ・ボンディングによっ
て行われる。３２は前記基板２２、ＬＥＤアレイチップ
２１及びドライバＩＣ３１によって形成される基板ユニ
ットである。該基板ユニット３２は、ロッドレンズアレ
イ２３を備えた支持部材２４によって放熱板３３と共に
保持され、固定されている。この場合、前記ロッドレン
ズアレイ２３を支持部材２４の開口３５ａに嵌（は）め
込み、突当て面３５ｂに突き当てた状態で接着剤３６に
よって固定するようにしている。Reference numeral 25 denotes the support member 24 for supporting the support base 2
6 is a leaf spring for urging in the direction of 6 to prevent displacement. FIG. 2 is a sectional view of a conventional LED array head. In the figure, (a) is a horizontal sectional view and (b) is a vertical sectional view. In the figure, 21 is an LED array chip, 22
Is a substrate, 23 is a rod lens array, 24 is a support member,
Reference numeral 31 is a driver IC. The LED array chip 2
1 and driver IC 31, and driver IC 31 and substrate 2
The connection with the signal line on 2 is made by wire bonding. Reference numeral 32 is a board unit formed by the board 22, the LED array chip 21, and the driver IC 31. The substrate unit 32 is held and fixed together with the heat dissipation plate 33 by the supporting member 24 having the rod lens array 23. In this case, the rod lens array 23 is fitted (fitted) in the opening 35a of the support member 24, and is fixed by the adhesive 36 while being abutted against the abutting surface 35b.
【０００８】前記放熱板３３はアルミニウム合金で形成
され、図示しないＬＥＤ素子の発光によって発生した熱
を放散するとともに、ＬＥＤアレイヘッド１３（図３）
自体の剛性を高くしている。The heat dissipation plate 33 is made of an aluminum alloy and dissipates the heat generated by the light emission of an LED element (not shown), and the LED array head 13 (FIG. 3).
It has high rigidity.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の光プリントヘッドにおいては、製造時に発生したロ
ッドレンズアレイ２３の反りを十分に矯正することがで
きず、ロッドレンズアレイ２３の位置決めを容易にかつ
正確に行うことができない。図５は従来の光プリントヘ
ッドにおけるロッドレンズアレイの配設状態図である。
図の（ａ）は横方向の反りを示す図、（ｂ）は縦方向の
反りを示す図である。However, in the optical print head having the above-described structure, the warp of the rod lens array 23 that occurs at the time of manufacture cannot be sufficiently corrected, and the rod lens array 23 can be easily positioned. I can't do it accurately. FIG. 5 is an arrangement view of a rod lens array in a conventional optical print head.
(A) of a figure is a figure which shows a warp of a horizontal direction, (b) is a figure which shows a warp of a vertical direction.
【００１０】図において、２３はロッドレンズアレイで
ある。該ロッドレンズアレイ２３を支持部材２４（図
２）に接着剤３６で固定するに当たり、ロッドレンズア
レイ２３に図示しない矯正治具を上から押し当てて反り
を矯正し、その後は接着剤３６の拘束力によって反りが
矯正された状態を維持している。また、ロッドレンズア
レイ２３と支持部材２４の突当て面３５ｂは、ロッドレ
ンズアレイ２３の両端に２箇所あるだけであり、その他
の部分には何ら支持部が無い。したがって、矯正治具を
上から押し当てただけでは横方向の反りだけでなく、縦
方向の反りも矯正することができない。In the figure, reference numeral 23 is a rod lens array. When fixing the rod lens array 23 to the support member 24 (FIG. 2) with the adhesive 36, a correction jig (not shown) is pressed against the rod lens array 23 from above to correct the warp, and then the adhesive 36 is restrained. The warp is maintained by the force. Further, there are only two abutting surfaces 35b of the rod lens array 23 and the supporting member 24 at both ends of the rod lens array 23, and there is no supporting portion at other portions. Therefore, it is not possible to correct not only the lateral warp but also the longitudinal warp just by pressing the correction jig from above.
【００１１】そして、ロッドレンズアレイ２３の光軸が
基板２２に対して傾きやすい。また、図示しないＬＥＤ
素子の発光によって発生した熱を放散するために放熱板
３３が配設されているために、ＬＥＤアレイヘッド１３
（図３）の寸法が大きくなってしまう。すなわち、前記
放熱板３３は基板ユニット３２と共に固定されているた
め、放熱板３３の放熱面積がＬＥＤアレイレッド１３の
底面積程度に限られてしまう。したがって、放熱効果を
高めるためには放熱板３３に図示しないフィンを形成す
るか、ＬＥＤアレイヘッド１３の横方向の幅を広くしな
ければならない。また、ＬＥＤアレイヘッド１３の剛性
は放熱板３３に依存しているので、剛性を高くするため
に放熱板３３の厚みを大きくしなければならない。The optical axis of the rod lens array 23 is likely to tilt with respect to the substrate 22. Also, an LED not shown
Since the heat dissipation plate 33 is arranged to dissipate the heat generated by the light emission of the elements, the LED array head 13
The size of (Fig. 3) becomes large. That is, since the heat dissipation plate 33 is fixed together with the substrate unit 32, the heat dissipation area of the heat dissipation plate 33 is limited to about the bottom area of the LED array red 13. Therefore, in order to enhance the heat dissipation effect, it is necessary to form fins (not shown) on the heat dissipation plate 33 or to widen the lateral width of the LED array head 13. Further, since the rigidity of the LED array head 13 depends on the heat dissipation plate 33, the thickness of the heat dissipation plate 33 must be increased in order to increase the rigidity.
【００１２】さらに、ＬＥＤアレイヘッド１３のＬＥＤ
アレイチップ２１やロッドレンズアレイ２３の位置は、
それぞれの部品の寸法や取付位置によって決まり、寸法
や取付位置にばらつきがあると解像度が低下してしま
う。図６はロッドレンズアレイの配設位置の説明図であ
る。図において、１１は感光体ドラム、２１はＬＥＤア
レイチップ、２３はロッドレンズアレイ、Ａは該ロッド
レンズアレイ２３の長さに両側の焦点距離を加えた長
さ、すなわち共役長（ＴＣ）である。該共役長Ａは、印
字の解像度が最も高くなるような長さに設定される。ま
た、Ｐは共役長中心である。Further, the LEDs of the LED array head 13
The positions of the array chip 21 and the rod lens array 23 are
It depends on the size and mounting position of each component, and if there are variations in size and mounting position, the resolution will decrease. FIG. 6 is an explanatory diagram of the arrangement position of the rod lens array. In the figure, 11 is a photosensitive drum, 21 is an LED array chip, 23 is a rod lens array, and A is a length obtained by adding focal lengths on both sides to the length of the rod lens array 23, that is, a conjugate length (TC). . The conjugate length A is set to a length that maximizes the printing resolution. Further, P is the conjugate length center.
【００１３】固体走査型のＬＥＤアレイヘッド１３（図
４）ではロッドレンズアレイ２３を使用しているため、
図に示すように、ＬＥＤアレイチップ２１の発光面２８
や感光体ドラム１１の照射面３０とロッドレンズアレイ
２３の焦点位置が一致しなければならない。ところが、
ＬＥＤアレイヘッド１３と感光体ドラム１１の位置関係
は、支持台２６や支持部材２４の寸法及びロッドレンズ
アレイ２３の取付位置に大きく依存するが、それぞれの
部品の寸法や取付位置にばらつきがあるためにロッドレ
ンズアレイ２３を精度良く配設することができない。し
たがって、ロッドレンズアレイ２３の焦点位置がＬＥＤ
アレイチップ２１の発光面２８や感光体ドラム１１の照
射面３０と一致せず、印字の解像度が低下してしまう。Since the solid-state scanning type LED array head 13 (FIG. 4) uses the rod lens array 23,
As shown in the figure, the light emitting surface 28 of the LED array chip 21.
The irradiation position 30 of the photosensitive drum 11 and the focal position of the rod lens array 23 must match. However,
The positional relationship between the LED array head 13 and the photoconductor drum 11 largely depends on the dimensions of the support base 26 and the support member 24 and the mounting position of the rod lens array 23, but the dimensions and mounting positions of the respective parts vary. Therefore, the rod lens array 23 cannot be accurately arranged. Therefore, the focal position of the rod lens array 23 is the LED
The light emitting surface 28 of the array chip 21 and the irradiation surface 30 of the photoconductor drum 11 do not coincide with each other, and the printing resolution is reduced.
【００１４】図７は発光面と照射面間の距離の変化につ
いての説明図、図８は発光面と照射面間の距離を変化さ
せたときの解像度曲線図である。図８において、横軸
は、ギャップｄ（図７）の中心（ｄ／２）とロッドレン
ズアレイ２３の中心のずれ、すなわちギャップｄに対す
るレンズの中心ずれを示し、縦軸は解像度ＭＴＦを示し
ている。FIG. 7 is an explanatory view of the change in the distance between the light emitting surface and the irradiation surface, and FIG. 8 is a resolution curve diagram when the distance between the light emitting surface and the irradiation surface is changed. In FIG. 8, the horizontal axis represents the deviation between the center (d / 2) of the gap d (FIG. 7) and the center of the rod lens array 23, that is, the center deviation of the lens with respect to the gap d, and the vertical axis represents the resolution MTF. There is.
【００１５】図において、１１は感光体ドラム、２１は
ＬＥＤアレイチップ、２３はロッドレンズアレイ、２８
は発光面、３０は照射面、Ａは共役長、Ｐは共役長中
心、ｄは発光面２８と照射面３０間のギャップである。
図８に示すように、焦点を照射面３０に合わせたときに
解像度ＭＴＦが最も大きくなるのは、発光面２８と照射
面３０間のギャップｄが共役長Ａに等しいときであり、
両者が異なると解像度ＭＴＦは低下する。特に、ギャッ
プｄが共役長Ａより短くなると、解像度曲線の傾斜が急
になり、レンズの中心ずれΔＺが小さくても解像度ＭＴ
Ｆはかなり低下してしまう。In the figure, 11 is a photosensitive drum, 21 is an LED array chip, 23 is a rod lens array, and 28 is a lens array.
Is the light emitting surface, 30 is the irradiation surface, A is the conjugate length, P is the conjugate length center, and d is the gap between the light emitting surface 28 and the irradiation surface 30.
As shown in FIG. 8, the resolution MTF becomes maximum when the focal point is adjusted to the irradiation surface 30 when the gap d between the light emitting surface 28 and the irradiation surface 30 is equal to the conjugate length A,
If they are different, the resolution MTF is lowered. In particular, when the gap d is shorter than the conjugate length A, the inclination of the resolution curve becomes steep, and even if the center deviation ΔZ of the lens is small, the resolution MT
F is considerably reduced.
【００１６】逆にギャップｄが共役長Ａより長くなる
と、解像度曲線の傾斜が緩やかになり、ギャップｄの中
心（ｄ／２）がロッドレンズアレイ２３の中心と一致し
ているとき（ΔＺ＝０）の解像度ＭＴＦはギャップｄを
共役長Ａに等しくした場合より低いが、ある程度ロッド
レンズアレイ２３の中心がずれたときの解像度ＭＴＦは
ギャップｄを共役長Ａと等しくした場合より高くなると
いう逆転現象が見られる。On the contrary, when the gap d becomes longer than the conjugate length A, the slope of the resolution curve becomes gentle and the center of the gap d (d / 2) coincides with the center of the rod lens array 23 (ΔZ = 0. 2) is lower than that when the gap d is equal to the conjugate length A, but the resolution MTF when the center of the rod lens array 23 is displaced to some extent is higher than when the gap d is equal to the conjugate length A. Can be seen.
【００１７】以上の結果から分かるように、ギャップｄ
と共役長Ａが等しいときの解像度ＭＴＦは、ギャップｄ
の中心（ｄ／２）がロッドレンズアレイ２３の中心と一
致したときは高いが、ロッドレンズアレイ２３の中心が
ずれたときは減小率が大きく、ギャップｄがＡ＋０．１
〔ｍｍ〕であるときやＡ＋０．２〔ｍｍ〕であるときに
比べ逆に低くなってしまう。As can be seen from the above results, the gap d
And the conjugate length A are equal, the resolution MTF is
Is high when the center (d / 2) of the rod lens array 23 coincides with the center of the rod lens array 23, but the reduction ratio is large when the center of the rod lens array 23 is displaced, and the gap d is A + 0.1.
On the contrary, when it is [mm] or when it is A + 0.2 [mm], it becomes low.
【００１８】本発明は、前記従来の光プリントヘッドの
問題点を解決して、ロッドレンズアレイの反りを十分に
矯正することができ、基板ユニットに対してロッドレン
ズアレイの光軸を簡単に位置決めすることができ、小型
で軽量であり、放熱効果及び剛性が高いとともに、解像
度を製品ごとにほぼ一定に保つことができる光プリント
ヘッドを提供することを目的とする。According to the present invention, the problems of the conventional optical print head can be solved and the warp of the rod lens array can be sufficiently corrected, and the optical axis of the rod lens array can be easily positioned with respect to the substrate unit. The present invention aims to provide an optical print head which is capable of achieving small size and light weight, has a high heat dissipation effect and high rigidity, and can keep the resolution substantially constant for each product.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の光
プリントヘッドにおいては、基板と、該基板上において
直線状に複数個配列された発光素子と、該発光素子に対
向して配設され、該発光素子の光を集光するロッドレン
ズアレイと、該ロッドレンズアレイを支持する支持部材
を有する。Therefore, in the optical print head of the present invention, a substrate, a plurality of light emitting elements linearly arranged on the substrate, and the light emitting element are arranged so as to face the light emitting element. A rod lens array that collects the light of the light emitting element, and a support member that supports the rod lens array.
【００２０】そして、該支持部材は、前記ロッドレンズ
アレイの長手方向の全体にわたって少なくとも３箇所で
支持する支持部を有しており、ばね部が前記ロッドレン
ズアレイの側面を前記支持部に対して押圧する。また、
前記基板と支持部材を包囲し、発光素子が発生した熱を
放散する「コ」字状の放熱板を設けることができる。The supporting member has a supporting portion for supporting the rod lens array at least at three positions over the entire longitudinal direction thereof, and a spring portion supports a side surface of the rod lens array with respect to the supporting portion. Press. Also,
A "U" -shaped heat dissipation plate that surrounds the substrate and the support member and dissipates heat generated by the light emitting device may be provided.
【００２１】さらに、前記発光素子の発光面と感光体ド
ラムの照射面間の距離を、ロッドレンズアレイの共役長
より長く設定するとともに、共役長中心を発光面と照射
面間の中心に置くことができる。Further, the distance between the light emitting surface of the light emitting element and the irradiation surface of the photosensitive drum is set longer than the conjugate length of the rod lens array, and the center of the conjugate length is placed at the center between the light emitting surface and the irradiation surface. You can
【００２２】[0022]
【作用】本発明によれば、前記のように基板と、該基板
上において直線状に複数個配列された発光素子と、該発
光素子に対向して配設され、該発光素子の光を集光する
ロッドレンズアレイと、該ロッドレンズアレイを支持す
る支持部材を有する。したがって、発光素子が発光した
光はロッドレンズアレイによって集光され、感光体ドラ
ムの表面に照射される。According to the present invention, as described above, the substrate, the plurality of light emitting elements linearly arranged on the substrate, and the light emitting element are arranged so as to face the light emitting element and collect the light of the light emitting element. It has a rod lens array that emits light, and a support member that supports the rod lens array. Therefore, the light emitted by the light emitting element is condensed by the rod lens array and is applied to the surface of the photosensitive drum.
【００２３】そして、前記支持部材は、前記ロッドレン
ズアレイの長手方向の全体にわたって少なくとも３箇所
で支持する支持部を有しており、ばね部が前記ロッドレ
ンズアレイの側面を前記支持部に対して押圧する。その
ため、ロッドレンズアレイの横方向の反りを矯正するこ
とができるとともに、その時ロッドレンズアレイと支持
部間に発生する摩擦力によって縦方向の反りも矯正する
ことができる。The supporting member has a supporting portion that supports the rod lens array at least at three locations over the entire lengthwise direction of the rod lens array, and a spring portion supports the side surface of the rod lens array with respect to the supporting portion. Press. Therefore, the lateral warp of the rod lens array can be corrected, and the longitudinal warp can also be corrected by the frictional force generated between the rod lens array and the supporting portion at that time.
【００２４】また、前記基板と支持部材を包囲し、発光
素子が発生した熱を放散する「コ」字状の放熱板を設け
ることができる。したがって、放熱面積を広くすること
ができるだけでなく、放熱板によって光プリントヘッド
の全体が保持され固定されるため、容易にかつ確実にロ
ッドレンズアレイを位置決めすることができる。さら
に、前記発光素子の発光面と感光体ドラムの照射面間の
距離を、ロッドレンズアレイの共役長より長く設定する
とともに、共役長中心を発光面と照射面間の中心に置く
ことができる。Further, it is possible to provide a "U" -shaped heat dissipation plate which surrounds the substrate and the supporting member and dissipates the heat generated by the light emitting device. Therefore, not only can the heat radiation area be widened, but since the entire optical print head is held and fixed by the heat radiation plate, the rod lens array can be positioned easily and reliably. Furthermore, the distance between the light emitting surface of the light emitting element and the irradiation surface of the photosensitive drum can be set longer than the conjugate length of the rod lens array, and the center of the conjugate length can be placed at the center between the light emitting surface and the irradiation surface.
【００２５】したがって、レンズの中心ずれが発生して
も、ロッドレンズアレイの解像度はほとんど低下するこ
とがなく、印字の解像度をほぼ一定にすることができ
る。Therefore, even if the center shift of the lens occurs, the resolution of the rod lens array is hardly reduced, and the printing resolution can be made substantially constant.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例を
示す光プリントヘッドの断面図、図９は本発明の第１の
実施例を示す光プリントヘッドの平面図である。図にお
いて、２１は図示しない発光素子、例えばＬＥＤ素子が
直線状に複数個配列されたＬＥＤアレイチップ、２２は
該ＬＥＤアレイチップ２１を支持する基板、２３は前記
ＬＥＤアレイチップ２１に対向して配設され、前記ＬＥ
Ｄ素子の光を集光するロッドレンズアレイ、２４は前記
基板２２及びロッドレンズアレイ２３を支持する支持部
材、３１は前記各ＬＥＤ素子を駆動するドライバＩＣで
ある。また、３２は前記ＬＥＤアレイチップ２１、基板
２２及びドライバＩＣ３１から成る基板ユニットであ
る。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. 1 is a sectional view of an optical print head showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a plan view of an optical print head showing the first embodiment of the present invention. In the figure, 21 is a light-emitting element (not shown), for example, an LED array chip in which a plurality of LED elements are linearly arranged, 22 is a substrate supporting the LED array chip 21, and 23 is arranged facing the LED array chip 21. Installed, the LE
A rod lens array that collects the light of the D element, 24 is a support member that supports the substrate 22 and the rod lens array 23, and 31 is a driver IC that drives each LED element. Reference numeral 32 is a board unit including the LED array chip 21, the board 22 and the driver IC 31.
【００２７】前記支持部材２４はポリカーボネートで形
成され、一端側で基板２２を支持するとともに、他端側
にロッドレンズアレイ２３を支持するための支持部２４
ａとばね部２４ｂを有している。前記支持部２４ａには
段部２４ｃが形成され、前記ロッドレンズアレイ２３の
下端を段部２４ｃに押し当てることによって、ロッドレ
ンズアレイ２３を一直線状に、かつ、ＬＥＤ素子に対し
て平行になるように支持することができる。The support member 24 is made of polycarbonate and has a support portion 24 for supporting the substrate 22 on one end side and the rod lens array 23 on the other end side.
It has a and a spring portion 24b. A step portion 24c is formed on the support portion 24a, and the lower end of the rod lens array 23 is pressed against the step portion 24c so that the rod lens array 23 is aligned and parallel to the LED element. Can be supported by.
【００２８】この時、前記ばね部２４ｂがロッドレンズ
アレイ２３の側面を長手方向の全体にわたって連線的に
支持部２４ａに対して押圧し、横方向の反りを矯正す
る。また、その時ロッドレンズアレイ２３と支持部２４
ａ間に発生する摩擦力によって縦方向の反りも矯正され
る。また、ロッドレンズアレイ２３がＬＥＤ素子に対し
て平行になるように、そして、ロッドレンズアレイ２３
の光軸が基板２２に対して垂直になるように保持され、
固定される。At this time, the spring portion 24b linearly presses the side surface of the rod lens array 23 over the entire longitudinal direction against the support portion 24a to correct the lateral warp. At that time, the rod lens array 23 and the support 24
The warp in the vertical direction is also corrected by the frictional force generated between a. In addition, the rod lens array 23 should be parallel to the LED elements, and
Is held so that its optical axis is perpendicular to the substrate 22,
Fixed.
【００２９】前記支持部材２４及び基板ユニット３２
は、「コ」字状の放熱板３８によって包囲され、該放熱
板３８の底板３８ａの内面に基板ユニット３２が接触さ
せられる。また、前記放熱板３８は、前記底板３８ａか
ら直角に立ち上がる側板３８ｂを有している。したがっ
て、前記支持部材２４のばね部２４ｂがロッドレンズア
レイ２３を支持部２４ａに対して押圧する力によって、
支持部材２４が前記側板３８ｂの内面に圧接される。The support member 24 and the substrate unit 32
Is surrounded by a "U" -shaped heat dissipation plate 38, and the substrate unit 32 is brought into contact with the inner surface of the bottom plate 38a of the heat dissipation plate 38. Further, the heat dissipation plate 38 has a side plate 38b standing upright from the bottom plate 38a. Therefore, by the force of the spring portion 24b of the support member 24 pressing the rod lens array 23 against the support portion 24a,
The support member 24 is pressed against the inner surface of the side plate 38b.
【００３０】このように、本発明の光プリントヘッドに
おいては、ロッドレンズアレイ２３の横方向及び縦方向
の反りが矯正され、ロッドレンズアレイ２３が反った
り、傾斜したりすることがなくなり、更に放熱板３８に
よって全体が保持され固定されているため、容易にかつ
確実にロッドレンズアレイ２３を位置決めすることがで
きる。As described above, in the optical print head of the present invention, the warp in the horizontal and vertical directions of the rod lens array 23 is corrected, the rod lens array 23 is prevented from being warped or tilted, and the heat radiation is further improved. Since the whole is held and fixed by the plate 38, the rod lens array 23 can be positioned easily and reliably.
【００３１】図１０は本発明の第２の実施例を示す光プ
リントヘッドの平面図である。図において、２３はロッ
ドレンズアレイ、２４は支持部材、２４ｄは前記ロッド
レンズアレイ２３を長手方向の全体にわたって少なくと
も３箇所で局部的に支持する支持部、２４ｅは該支持部
２４ｄに対向して設けられ、ロッドレンズアレイ２３の
側面を押圧するばね部である。この場合、支持部２４ｄ
及びばね部２４ｅが部分的に支持するため、ロッドレン
ズアレイ２３との接触性が良くなる。FIG. 10 is a plan view of an optical print head showing a second embodiment of the present invention. In the figure, 23 is a rod lens array, 24 is a support member, 24d is a support portion that locally supports the rod lens array 23 at least at three locations in the entire longitudinal direction, and 24e is provided facing the support portion 24d. A spring portion that presses the side surface of the rod lens array 23. In this case, the support portion 24d
Since the spring portion 24e and the spring portion 24e partially support, the contact with the rod lens array 23 is improved.
【００３２】図１１は本発明の第３の実施例を示す光プ
リントヘッドの断面図である。図において、２１は図示
しないＬＥＤ素子が直線状に複数個配列されたＬＥＤア
レイチップ、２２は該ＬＥＤアレイチップ２１を支持す
る基板、２３は前記ＬＥＤアレイチップ２１に対向して
配設されたロッドレンズアレイ、２４は前記基板２２を
支持する支持部材、３１は前記各ＬＥＤ素子を駆動する
ドライバＩＣである。また、３２は前記ＬＥＤアレイチ
ップ２１、基板２２及びドライバＩＣ３１から成る基板
ユニットである。FIG. 11 is a sectional view of an optical print head showing a third embodiment of the present invention. In the figure, 21 is an LED array chip in which a plurality of LED elements (not shown) are linearly arranged, 22 is a substrate that supports the LED array chip 21, and 23 is a rod that faces the LED array chip 21. A lens array, 24 is a support member that supports the substrate 22, and 31 is a driver IC that drives each LED element. Reference numeral 32 is a board unit including the LED array chip 21, the board 22 and the driver IC 31.
【００３３】前記支持部材２４及び基板ユニット３２
は、「コ」字状の放熱板３８によって包囲され、該放熱
板３８の底板３８ａの内面に基板ユニット３２が接触さ
せられる。また、前記放熱板３８は、前記底板３８ａか
ら直角に立ち上がる側板３８ｂを有している。このよう
な構造にすることによって、ＬＥＤアレイヘッド１３
（図３参照）の底面及び両側面から放熱させることがで
き、かつ、放熱板３８を厚くしなくても側板３８ｂを高
くすることによって剛性を高くすることができる。した
がって、ＬＥＤアレイヘッド１３を小型化し、計量化す
ることができる。The supporting member 24 and the substrate unit 32
Is surrounded by a "U" -shaped heat dissipation plate 38, and the substrate unit 32 is brought into contact with the inner surface of the bottom plate 38a of the heat dissipation plate 38. Further, the heat dissipation plate 38 has a side plate 38b standing upright from the bottom plate 38a. With such a structure, the LED array head 13
Heat can be dissipated from the bottom surface and both side surfaces (see FIG. 3), and the rigidity can be increased by increasing the side plate 38b without increasing the thickness of the heat dissipation plate 38. Therefore, the LED array head 13 can be miniaturized and weighed.
【００３４】ところで、図８に示したように、ギャップ
ｄ（図７参照）を共役長Ａよりも長くしていくと、レン
ズの中心ずれΔＺが発生しても解像度ＭＴＦはほとんど
減小しない傾向にあり、印字の解像度をほぼ一定に保つ
ことができる。また、ギャップｄが共役長Ａより短くな
ると、解像度曲線の傾きが急になり、レンズの中心ずれ
ΔＺに対する解像度ＭＴＦの減小率が大きくなる。By the way, as shown in FIG. 8, when the gap d (see FIG. 7) is made longer than the conjugate length A, the resolution MTF does not tend to decrease even if the center deviation ΔZ of the lens occurs. The printing resolution can be kept almost constant. When the gap d is shorter than the conjugate length A, the inclination of the resolution curve becomes steep, and the reduction rate of the resolution MTF with respect to the lens center deviation ΔZ increases.
【００３５】そこで、前記各実施例のＬＥＤアレイヘッ
ド１３において、ロッドレンズアレイ２３の配設位置は
次のように設定される。図１２はギャップのずれと解像
度の減小率の関係図、図１３はギャップのずれと解像度
の関係図である。図１２において、横軸はギャップｄと
共役長Ａの差、すなわちギャップｄのずれΔｄを、縦軸
は解像度ＭＴＦの最大値ＭＴＦMAX と各解像度ＭＴＦの
差、すなわち偏差ΔＭＴＦを示している。また、図１３
において、横軸はギャップｄのずれΔｄを、縦軸は解像
度ＭＴＦを示している。Therefore, in the LED array head 13 of each of the above embodiments, the arrangement position of the rod lens array 23 is set as follows. FIG. 12 is a relationship diagram between the gap deviation and the resolution reduction rate, and FIG. 13 is a relationship diagram between the gap deviation and the resolution. In FIG. 12, the horizontal axis shows the difference between the gap d and the conjugate length A, that is, the gap Δd of the gap d, and the vertical axis shows the difference between the maximum value MTF MAX of the resolution MTF and each resolution MTF, that is, the deviation ΔMTF. In addition, FIG.
In the figure, the horizontal axis represents the gap Δd of the gap d, and the vertical axis represents the resolution MTF.
【００３６】図に示すように、ギャップｄがレンズ共役
長Ａより長くなるほど解像度ＭＴＦの偏差ΔＭＴＦは減
小する傾向にあり、一定レベルの印字の解像度を得るた
めには、一般にレンズの中心ずれΔＺに対する解像度Ｍ
ＴＦの偏差ΔＭＴＦを１５〔％〕以下に抑える必要があ
る。すなわち、 ΔＺ＝±１００〔μｍ〕 のずれが発生しても偏差ΔＭＴＦを１５〔％〕以下にす
るためには、 ｄ≧０〔ｍｍ〕 ……（１） であることが要求される。As shown in the figure, the deviation ΔMTF of the resolution MTF tends to decrease as the gap d becomes longer than the lens conjugate length A, and in order to obtain a constant level of printing resolution, the lens center deviation ΔZ generally occurs. Resolution M for
It is necessary to suppress the deviation ΔMTF of TF to 15% or less. That is, even if a deviation of ΔZ = ± 100 [μm] occurs, it is required that d ≧ 0 [mm] (1) so that the deviation ΔMTF is 15% or less.
【００３７】例えば、 ｄ＝Ａ−０．２〔ｍｍ〕 の場合、解像度ＭＴＦの最大値ＭＴＦMAX が５４〔％〕
であり、レンズの中心ずれΔＺが＋１００〔μｍ〕の場
合の解像度ＭＴＦが２４〔％〕であるから、偏差ΔＭＴ
Ｆは、 ΔＭＴＦ＝５４−２４＝３０〔％〕 である。したがって、一定レベルの印字の解像度を得る
ことができない。For example, when d = A-0.2 [mm], the maximum value MTF MAX of the resolution MTF is 54 [%].
And the resolution MTF when the lens center deviation ΔZ is +100 [μm] is 24%, the deviation ΔMT
F is ΔMTF = 54-24 = 30 [%]. Therefore, a certain level of printing resolution cannot be obtained.
【００３８】次に、図１３はギャップｄのずれΔｄが変
化したときにレンズの中心ずれΔＺに対する解像度ＭＴ
Ｆの最大値ＭＴＦMAX 、最小値ＭＴＦMIN 、平均値ＭＴ
ＦAV E を示している。図から分かるように、ギャップｄ
のずれΔｄの値の±０を境にマイナス側は解像度ＭＴＦ
の偏差ΔＭＴＦが大きく、プラス側は偏差ΔＭＴＦが小
さい。これによって、マイナス側よりもプラス側におい
て解像度ＭＴＦが安定していることが分かる。Next, FIG. 13 shows the resolution MT with respect to the center deviation ΔZ of the lens when the deviation Δd of the gap d changes.
F maximum value MTF MAX , minimum value MTF MIN , average value MT
Shows the F AV E. As can be seen from the figure, the gap d
Of the deviation Δd of ± 0 on the negative side is the resolution MTF
Deviation ΔMTF is large, and deviation ΔMTF is small on the plus side. From this, it can be seen that the resolution MTF is more stable on the plus side than on the minus side.
【００３９】しかし、解像度ＭＴＦが４０〔％〕を下回
る場合は印字の解像度が悪くなってしまう。そこで、印
字品位を向上させるために、偏差ΔＭＴＦを１５〔％〕
以下に抑え、解像度ＭＴＦを４０〔％〕以上にする。し
たがって、式（１）の条件との論理積を採ってギャップ
ｄのずれΔｄを ０≦Δｄ≦＋０．３３６〔ｍｍ〕 になるように調整する。その結果、ロットレンズアレイ
２３の中心が多少ずれても印字の解像度はほとんど変化
することがなく、印字品位を向上させることができる。However, when the resolution MTF is less than 40%, the printing resolution becomes poor. Therefore, in order to improve the printing quality, the deviation ΔMTF is set to 15 [%].
The resolution MTF is kept below, and the resolution MTF is set to 40% or more. Therefore, the logical product with the condition of the expression (1) is taken, and the deviation Δd of the gap d is adjusted so that 0 ≦ Δd ≦ + 0.336 [mm]. As a result, even if the center of the lot lens array 23 is slightly displaced, the printing resolution hardly changes, and the printing quality can be improved.
【００４０】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させるこ
とが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するも
のではない。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be variously modified within the scope of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、基板と、該基板上において直線状に複数個配列さ
れた発光素子と、該発光素子に対向して配設され、該発
光素子の光を集光するロッドレンズアレイと、該ロッド
レンズアレイを支持する支持部材を有する。As described in detail above, according to the present invention, a substrate, a plurality of light emitting elements linearly arranged on the substrate, and a light emitting element disposed facing the light emitting element, It has a rod lens array that collects the light of the light emitting element and a support member that supports the rod lens array.
【００４２】そして、該支持部材は、前記ロッドレンズ
アレイの長手方向の全体にわたって少なくとも３箇所で
支持する支持部を有しており、ばね部が前記ロッドレン
ズアレイの側面を前記支持部に対して押圧する。そのた
め、ロッドレンズアレイの横方向の反りを矯正すること
ができ、その時ロッドレンズアレイと支持部間に発生す
る摩擦力によって縦方向の反りも矯正することができ
る。The supporting member has a supporting portion that supports the rod lens array at least at three positions over the entire longitudinal direction thereof, and a spring portion supports the side surface of the rod lens array with respect to the supporting portion. Press. Therefore, the lateral warp of the rod lens array can be corrected, and the longitudinal warp can also be corrected by the frictional force generated between the rod lens array and the supporting portion at that time.
【００４３】したがって、ロッドレンズアレイが発光素
子に対して平行になるように、そして、ロッドレンズア
レイの光軸が基板に対して垂直になるように保持され、
固定される。また、前記基板と支持部材を包囲し、発光
素子が発生した熱を放散する「コ」字状の放熱板を設け
ることができる。したがって、光プリントヘッドの寸法
を大きくすることなく、放熱面積を広くし、放熱効果を
向上させることができ、光プリントヘッドを小型化する
ことができる。Therefore, the rod lens array is held so as to be parallel to the light emitting element, and the optical axis of the rod lens array is held so as to be perpendicular to the substrate,
Fixed. In addition, it is possible to provide a "U" -shaped heat dissipation plate that surrounds the substrate and the support member and dissipates heat generated by the light emitting device. Therefore, it is possible to increase the heat dissipation area and improve the heat dissipation effect without increasing the size of the optical printhead, and to downsize the optical printhead.
【００４４】そして、放熱板によって光プリントヘッド
の全体が保持され固定されるため、容易にかつ確実にロ
ッドレンズアレイを位置決めすることができる。さら
に、前記発光素子の発光面と感光体ドラムの照射面間の
距離を、ロッドレンズアレイの共役長より長く設定する
とともに、共役長中心を発光面と照射面間の中心に置く
ことができる。Since the entire optical print head is held and fixed by the heat dissipation plate, the rod lens array can be positioned easily and reliably. Furthermore, the distance between the light emitting surface of the light emitting element and the irradiation surface of the photosensitive drum can be set longer than the conjugate length of the rod lens array, and the center of the conjugate length can be placed at the center between the light emitting surface and the irradiation surface.
【００４５】したがって、たとえレンズの中心ずれが発
生しても、ロッドレンズアレイの解像度はほとんど低下
することがなく、印字の解像度をほぼ一定にすることが
でき、印字品位を向上させることができる。Therefore, even if the center of the lens is deviated, the resolution of the rod lens array is hardly reduced, the printing resolution can be made substantially constant, and the printing quality can be improved.
【図１】本発明の第１の実施例を示す光プリントヘッド
の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical print head showing a first embodiment of the present invention.
【図２】従来のＬＥＤアレイヘッドの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional LED array head.
【図３】従来の電子写真プリンタの概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a conventional electrophotographic printer.
【図４】従来のＬＥＤアレイヘッドと感光体ドラムの関
係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a conventional LED array head and a photosensitive drum.
【図５】従来の光プリントヘッドにおけるロッドレンズ
アレイの配設状態図である。FIG. 5 is an arrangement view of a rod lens array in a conventional optical print head.
【図６】ロッドレンズアレイの配設位置の説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram of a disposition position of a rod lens array.
【図７】発光面と照射面間の距離の変化についての説明
図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of changes in the distance between the light emitting surface and the irradiation surface.
【図８】発光面と照射面間の距離を変化させたときの解
像度曲線図である。FIG. 8 is a resolution curve diagram when the distance between the light emitting surface and the irradiation surface is changed.
【図９】本発明の第１の実施例を示す光プリントヘッド
の平面図である。FIG. 9 is a plan view of the optical print head showing the first embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第２の実施例を示す光プリントヘッ
ドの平面図である。FIG. 10 is a plan view of an optical print head showing a second embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第３の実施例を示す光プリントヘッ
ドの断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of an optical print head showing a third embodiment of the present invention.
【図１２】ギャップのずれと解像度の減小率の関係図で
ある。FIG. 12 is a relationship diagram between a gap shift and a resolution reduction rate.
【図１３】ギャップのずれと解像度の関係図である。FIG. 13 is a relationship diagram between a gap shift and resolution.
１１ 感光体ドラム ２２ 基板 ２３ ロッドレンズアレイ ２４ 支持部材 ２４ａ，２４ｄ 支持部 ２４ｂ，２４ｅ ばね部 ２８ 発光面 ３０ 照射面 ３８ 放熱板 Ａ 共役長 Ｐ 共役長中心 11 Photoconductor Drum 22 Substrate 23 Rod Lens Array 24 Supporting Member 24a, 24d Supporting Part 24b, 24e Spring Part 28 Light Emitting Surface 30 Irradiating Surface 38 Radiating Plate A Conjugation Length P Conjugation Length Center
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚越 久 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hisashi Tsukakoshi 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd.
Claims (3)
直線状に複数個配列された発光素子と、（ｃ）該発光素
子に対向して配設され、該発光素子の光を集光するロッ
ドレンズアレイと、（ｄ）該ロッドレンズアレイを支持
する支持部材を有し、（ｅ）該支持部材は、前記ロッド
レンズアレイの長手方向の全体にわたって少なくとも３
箇所で支持する支持部と、前記ロッドレンズアレイの側
面を前記支持部に対して押圧するばね部から成ることを
特徴とする光プリントヘッド。1. A substrate, (a), (b) a plurality of light emitting elements linearly arranged on the substrate, (c) a light emitting element which is arranged so as to face the light emitting element, and emits light from the light emitting element. A rod lens array for condensing, and (d) a support member for supporting the rod lens array, and (e) the support member is at least 3 over the entire length of the rod lens array.
An optical print head comprising: a support portion that is supported at a location; and a spring portion that presses a side surface of the rod lens array against the support portion.
直線状に複数個配列された発光素子と、（ｃ）該発光素
子に対向して配設され、該発光素子の光を集光するロッ
ドレンズアレイと、（ｄ）該ロッドレンズアレイを支持
する支持部材と、（ｅ）前記基板と支持部材を包囲し、
発光素子が発生した熱を放散する「コ」字状の放熱板を
有することを特徴とする光プリントヘッド。2. (a) a substrate; (b) a plurality of light emitting elements linearly arranged on the substrate; (c) disposed so as to face the light emitting element, A rod lens array for condensing, (d) a supporting member for supporting the rod lens array, (e) surrounding the substrate and the supporting member,
An optical print head having a "U" shaped heat dissipation plate that dissipates heat generated by the light emitting element.
直線状に複数個配列された発光素子と、（ｃ）該発光素
子に対向して配設され、該発光素子の光を集光し感光体
ドラムの表面に照射するロッドレンズアレイと、（ｄ）
前記発光素子の発光面と感光体ドラムの照射面間の距離
を、ロッドレンズアレイの共役長より長く設定するとと
もに、共役長中心を発光面と照射面間の中心に置いたこ
とを特徴とする光プリントヘッド。3. (a) a substrate, (b) a plurality of light emitting elements linearly arranged on the substrate, (c) disposed so as to face the light emitting element, and light of the light emitting element is provided. A rod lens array for collecting and irradiating the surface of the photosensitive drum, (d)
The distance between the light emitting surface of the light emitting element and the irradiation surface of the photosensitive drum is set longer than the conjugate length of the rod lens array, and the center of the conjugate length is placed at the center between the light emitting surface and the irradiation surface. Optical print head.
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|---|---|---|---|
| JP22246792A JP3178625B2 (en) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | Optical print head and electrophotographic printer |
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| JP2001033129A Division JP3447703B2 (en) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | Optical print head and electrophotographic printer |
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