JPH0795362A - 画像読取・書込装置 - Google Patents

画像読取・書込装置

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JPH0795362A
JPH0795362A JP5237860A JP23786093A JPH0795362A JP H0795362 A JPH0795362 A JP H0795362A JP 5237860 A JP5237860 A JP 5237860A JP 23786093 A JP23786093 A JP 23786093A JP H0795362 A JPH0795362 A JP H0795362A
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Takaatsu Shimizu
孝篤 清水
Kazuo Tokura
和男 戸倉
Yukio Nakamura
幸夫 中村
Hiroshi Furuya
博司 古谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】画像の書込み時と読取り時で焦点深度が変化す
ることがなく、焦点深度の変化によって解像力が小さく
ならないようにする。 【構成】感光体ドラム21と、LEDアレイ52と、集
束レンズアレイ32と、原稿照明光源35とを有し、L
EDアレイ52を露光装置の光源として、また、原稿読
取りセンサとして使用する。前記LEDアレイ52及び
集束レンズアレイ32を、画像の書込み時にLEDアレ
イ52の発光波長に対応させた第1位置に設定し、画像
の読取り時に原稿照明光源35の波長に対応させた第2
位置に設定するために位置設定手段が配設される。原稿
が走行するときに受光面に偏差が生じたり、原稿照明光
源35の波長とLEDアレイ52の発光波長が異なるの
で共役長に偏差が生じたりするが、これらの偏差を前記
LEDアレイ52及び集束レンズアレイ32の位置を変
化させることによって吸収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリなどに使
用され、電子写真方式の印刷機能及び原稿読取機能を有
する画像読取・書込装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真方式の印刷装置において
は、表面が帯電させられた感光体ドラムを露光装置によ
って露光し、前記感光体ドラムに静電潜像を形成し、該
静電潜像を現像装置によって現像してトナー像とし、該
トナー像を転写材に転写し定着させるようになってい
る。
【0003】ところで、前記露光装置は光源として蛍光
灯、冷陰極管等が使用され、かつ、液晶素子によって光
情報を形成するもののほか、レーザやLED素子などに
よって光情報を形成するものがあるが、LEDプリンタ
の場合、露光装置の光源として前記LED素子をライン
方向に配設したLEDアレイヘッドを有する。図2は従
来のLEDプリンタの概略図である。
【0004】図において、11は感光体ドラム、12は
該感光体ドラム11の表面を帯電させる帯電器、13は
感光体ドラム11を露光し、静電潜像を形成する露光装
置の光源としてのLEDアレイヘッド、13aは該LE
Dアレイヘッド13の図示しない各LED素子の光を前
記感光体ドラム11の表面に結像させる集束レンズアレ
イ、14は感光体ドラム11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は前記用紙16に転写されたトナー
像を定着する定着器、18は感光体ドラム11に残留し
たトナーを除去する清掃器、19は感光体ドラム11に
残留した電荷を除去する除電ランプ、23は用紙カセッ
ト、24は用紙スタッカである。
【0005】前記LEDアレイヘッド13のLED素子
が選択的に作動して発光すると、帯電器12によって一
様にかつ均一に帯電させられた感光体ドラム11に静電
潜像が形成され、該静電潜像に対応してトナーが現像器
14から感光体ドラム11に付着する。一方、用紙カセ
ット23から給紙された用紙16は、感光体ドラム11
と転写器15の間を通過する。この時、感光体ドラム1
1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24に収納される。
【0006】そして、感光体ドラム11においては、清
掃器18が感光体ドラム11に残留したトナーを除去
し、除電ランプ19が残留した電荷を除去して、次の帯
電プロセス以降の各プロセスに備える。また、前記感光
体ドラムの真円度が低い場合などに画像品位が低下する
ことがないように、集束性ファイバ列の光軸を感光体ド
ラムの回転軸心と交差させるようにしたものが提供され
ている(特開昭56−30154号公報参照)。
【0007】ところで、ファクシミリなどにおいては、
電子写真方式の印刷機能及び原稿読取機能を有する画像
読取・書込装置が使用され、LEDアレイヘッドが画像
読取用のセンサとして使用される(特開昭58−157
252号公報参照)。次に、画像読取・書込装置につい
て説明する。図3は従来の画像読取・書込装置の概略図
である。この場合、画像の読取り時の動作についてのみ
説明する。
【0008】図において、20はLEDアレイヘッド、
21は感光体ドラム、22は多数の図示しないLED素
子から成り、ライン方向に複数配設されたLEDアレ
イ、31は前記感光体ドラム21上を走行させられる原
稿、32は該原稿31によって反射された反射光を前記
LEDアレイ22の表面に結像させる集束レンズアレ
イ、33は前記LEDアレイ22を支持する配線基板、
35は前記原稿31を照射する原稿照明光源、36は該
原稿照明光源35が発光させた光を遮蔽(しゃへい)
し、LEDアレイ22が照射されないようにする遮光
板、37は前記LEDアレイ22と平行に配線基板33
に支持され、LEDアレイ22を制御する制御ICであ
る。
【0009】前記LEDアレイ22及び制御IC37は
いずれもn個(nは整数)、例えば40個が前記配線基
板33に実装され、各LEDアレイ22は各制御IC3
7に金ワイヤなどによって電気的に接続される。また、
前記原稿照明光源35が発光させた光は中心波長が約5
50〔nm〕の可視光から成り、LEDアレイ22の各
LED素子が発光させた光は感光体ドラム21との間で
感度を整合させるために発光波長が約700〔nm〕の
近赤外光から成る。
【0010】前記構成の画像読取・書込装置において、
原稿照明光源35が発光させた光は原稿31を照射し、
該原稿31によって反射されて反射光となる。そして、
該反射光は集束レンズアレイ32に送られ、該集束レン
ズアレイ32によって集束され、LEDアレイ22の表
面に結像される。ここで、該LEDアレイ22はPN接
合素子で形成され、PN接合素子に逆バイアスを与えて
接合面に光を当てると、光によって電子が励起され、P
N接合素子には光の強さに比例した電流が流れる。この
電流を制御IC37によって検出し、原稿31の画像を
読み取ることができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の画像読取・書込装置においては、画像の読取り時に
焦点深度MTF(Modulation Transf
er Function)が低くなり、解像力が小さく
なってしまう。ここで、集束レンズアレイ32について
説明する。
【0012】該集束レンズアレイ32としては、セルフ
ォックレンズアレイSLA(商標名:日本板硝子(株)
製)を使用する。また、該集束レンズアレイ32は、図
示しない屈折率分布型レンズを多数配列して正立等倍実
像を形成するようにした光学系である。次に、焦点深度
MTF特性を図4から6までによって説明する(日本板
硝子(株)カタログ SLA Vol 4,1989.
7参照)。
【0013】図4は集束レンズアレイの第1の特性図、
図5は集束レンズアレイの第2の特性図、図6は集束レ
ンズアレイの第3の特性図である。図4から6までの
(a)はLEDアレイ22(図3)、集束レンズアレイ
32及び感光体ドラム21の相対的な位置を、(b)は
共役長が16.9〔mm〕の集束レンズアレイ32を使
用したときの各偏差Δlと焦点深度MTFの関係を、
(c)は共役長が18.0〔mm〕の集束レンズアレイ
32を使用したときの各偏差Δlと焦点深度MTFの関
係を示す。また、図4から6までの(b)及び(c)に
おいては、1〔mm〕内における書込みライン又は読取
りラインの数(以下「ライン密度」という。)を変化さ
せた場合について示しており、例えば、ライン密度を2
〔lp/mm〕としたとき、1〔mm〕内に2本のライ
ンが印字されることを意味する。
【0014】図において、28はLEDアレイ22の面
であり、画像の書込み時には発光面となり、画像の読取
り時には受光面となる。また、29は集束レンズアレイ
32の共役長中心、30は原稿31の原稿面、TCは共
役長である。図4においては、受光面としての面28が
正負の方向に偏差Δlだけずれており、共役長中心29
すなわち集束レンズアレイ32の中心はずれない。な
お、前記焦点深度MTFは偏差Δlが大きいほど低くな
る。
【0015】なお、図4においては、面28が正負の方
向に偏差Δlだけずれた場合について説明しているが、
原稿面30が正負の方向に偏差Δlだけずれた場合も同
様である。
【0016】図5においては、共役長TCは設計どおり
であるが、共役長中心29が正負の方向に偏差Δl′だ
けずれる。また、図6においては、共役長TCがTC′
に変化する。図7は従来の画像読取・書込装置における
集束レンズアレイの配設状態図である。
【0017】図において、21は感光体ドラム、22は
LEDアレイ、28は該LEDアレイ22の面、29は
集束レンズアレイ32の共役長中心である。また、TC
は共役長である。前記LEDアレイ22、集束レンズア
レイ32及び感光体ドラム21は、画像の書込み時にお
いてLEDアレイ22の図示しないLED素子の光が感
光体ドラム21を正しく照射する位置に固定され、この
時、LEDアレイ22のLED素子が発光させた光の発
光波長に対応する共役長TCが設定される。
【0018】これに対して、画像の読取り時において
は、前記感光体ドラム21上の原稿走行路mを原稿31
(図3)が走行させられるので、LEDアレイ22の面
28と原稿面30の間の距離は前記共役長TCより距離
Δmだけ短くなる。この場合、図4の(a)において偏
差Δlが負側にずれたことと等価になる。したがって、
共役長TCが16.9〔mm〕の集束レンズアレイ32
を使用し、ライン密度が4〔lp/mm〕で厚さが0.
1〔mm〕のテストチャートを読み取ると、焦点深度M
TFは距離Δm(=Δl)が0の場合よりも8〔%〕低
くなってしまう。
【0019】また、画像の書込み時と読取り時では波長
が異なるので、それに伴い共役長TCが変化し、焦点深
度MTFが低くなってしまう。図8は波長と共役長の関
係図である。図の横軸に波長λを、縦軸に共役長TCを
採る。図に示すように、波長λが変化すると共役長TC
も変化する。
【0020】例えば、共役長TCが16.9〔mm〕の
集束レンズアレイ32(図3)、発光波長が740〔n
m〕のLEDアレイ22、及び中心波長が550〔n
m〕の原稿照明光源35を使用すると、共役長TCは画
像の書込み時に18.6〔mm〕になり、画像の読取り
時には共役長TCが16.5〔mm〕であるにもかかわ
らず18.6〔mm〕で受光することになり、これは図
6において共役長TCがTC′に変化したことと等価に
なり、焦点深度MTFが低くなる。
【0021】本発明は、前記従来の画像読取・書込装置
の問題点を解決して、画像の書込み時と読取り時で焦点
深度が変化することがなく、焦点深度の変化によって解
像力が小さくなることがない画像読取・書込装置を提供
することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の画
像読取・書込装置においては、感光体ドラムと、該感光
体ドラムと対向させて配設されたLEDアレイと、前記
感光体ドラムとLEDアレイの間に配設された集束レン
ズアレイと、画像の読取り時に原稿に光を照射する原稿
照明光源とを有する。
【0023】前記LEDアレイは画像の書込み時に露光
装置の光源として使用され、画像の読取り時に原稿読取
りセンサとして使用される。また、前記集束レンズアレ
イは画像の書込み時に前記LEDアレイのLED素子が
発光させた光を集束させ、画像の読取り時に原稿におけ
る反射光を集束させる。そして、前記LEDアレイ及び
集束レンズアレイを、画像の書込み時にLEDアレイの
発光波長に対応させた第1位置に設定し、画像の読取り
時に原稿照明光源の波長に対応させた第2位置に設定す
るために位置設定手段が配設される。
【0024】
【作用】本発明によれば、前記のように画像読取・書込
装置においては、感光体ドラムと、該感光体ドラムと対
向させて配設されたLEDアレイと、前記感光体ドラム
とLEDアレイの間に配設された集束レンズアレイと、
画像の読取り時に原稿に光を照射する原稿照明光源とを
有する。
【0025】前記LEDアレイは画像の書込み時に露光
装置の光源として使用され、画像の読取り時に原稿読取
りセンサとして使用される。また、前記集束レンズアレ
イは画像の書込み時に前記LEDアレイのLED素子が
発光させた光を集束させ、画像の読取り時に原稿におけ
る反射光を集束させる。したがって、画像の書込み時に
は、LEDアレイのLED素子が発光させた光を集束レ
ンズアレイに送り、該集束レンズアレイにおいて集束さ
せ、感光体ドラムの表面に結像させる。
【0026】また、画像の読取り時には、原稿を原稿照
明光源によって照射し、反射光を集束レンズアレイに送
り、該集束レンズアレイにおいて集束させ、LEDアレ
イの表面に結像させる。そして、前記LEDアレイ及び
集束レンズアレイを、画像の書込み時にLEDアレイの
発光波長に対応させた第1位置に設定し、画像の読取り
時に原稿照明光源の波長に対応させた第2位置に設定す
るために位置設定手段が配設される。
【0027】前記感光体ドラム上又は上方を原稿が走行
させられると、集束レンズアレイと感光体ドラムの間の
距離、及び集束レンズアレイと原稿面の間の距離を等し
くすることができないので受光面に偏差が生じる。ま
た、画像の読取り時における原稿照明光源の波長と画像
の書込み時におけるLEDアレイのLED素子の発光波
長が異なるので、共役長に偏差が生じる。
【0028】前記位置設定手段は、前記偏差に対応して
LEDアレイ及び集束レンズアレイを、画像の書込み時
にLEDアレイの発光波長に対応させた第1位置に設定
し、画像の読取り時に原稿照明光源の波長に対応させた
第2位置に設定する。
【0029】
【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は本発明の実施例を示す画
像読取・書込装置における書込み時の状態図、図9は本
発明の実施例を示す画像読取・書込装置における読取り
時の状態図である。
【0030】図において、21は感光体ドラム、31は
該感光体ドラム21上又は感光体ドラム21の上方を走
行させられる原稿、32は集束レンズアレイ、35は前
記原稿31を照射する原稿照明光源、51は前記集束レ
ンズアレイ32を介して感光体ドラム21と対向させて
配設されたLEDユニット、52は多数の図示しないL
ED素子から成り、ライン方向に複数配設されてLED
アレイヘッドを構成するLEDアレイ、53は該LED
アレイ52を支持する配線基板、56は前記原稿照明光
源35の光を遮蔽し、LEDアレイ52が照射されない
ようにする遮光板、57は集束レンズアレイ32のレン
ズホルダである。
【0031】前記配線基板53にはLEDアレイ52と
平行に複数の図示しない制御ICが支持される。そし
て、前記LEDアレイ52及び制御ICはいずれもn個
(nは整数)、例えば40個が配線基板53に実装さ
れ、各LEDアレイ52は各制御ICに金ワイヤなどに
よって電気的に接続される。また、前記LEDユニット
51及び集束レンズアレイ32は、いずれも画像の書込
み時と画像の読取り時で位置を変更することができるよ
うに位置決めフレーム61によって支持され、カム装置
などによって直線的に移動させられる。
【0032】そして、前記位置決めフレーム61は、L
EDアレイ52の位置決めを行うために第1位置設定突
部62及び第2位置設定突部63を、集束レンズアレイ
32の位置決めを行うために第1位置設定突部64及び
第2位置設定突部65を有する。したがって、前記LE
Dアレイ52を上昇(感光体ドラム21から離れる方向
に移動)させて第1位置設定突部62にLEDユニット
51を当接させることによって、LEDアレイ52をL
EDアレイ52の発光波長に対応させた上位置に設定
し、LEDアレイ52を下降(感光体ドラム21に近づ
く方向に移動)させて第2位置設定突部63にLEDユ
ニット51を当接させることによって、LEDアレイ5
2を集束レンズアレイ32の中心波長に対応させた下位
置に設定することができる。また、前記集束レンズアレ
イ32を上昇させて第1位置設定突部64にレンズホル
ダ57を当接させることによって、集束レンズアレイ3
2をLEDアレイ52の発光波長に対応させた上位置に
設定し、集束レンズアレイ32を下降させて第2位置設
定突部65にレンズホルダ57を当接させることによっ
て、集束レンズアレイ32を集束レンズアレイ32の中
心波長に対応させた下位置に設定することができる。
【0033】この場合、図に示すように、画像の書込み
時には、前記LEDアレイ52及び集束レンズアレイ3
2はいずれも上位置に設定され、画像の読取り時には、
前記LEDアレイ52及び集束レンズアレイ32はいず
れも下位置に設定される。前記LEDアレイ52及び集
束レンズアレイ32の上位置及び下位置は、使用される
集束レンズアレイ32の共役長TC、原稿照明光源35
の中心波長、LEDアレイ52の発光波長等に基づいて
設定される。ここで、中心波長とは原稿照明光源35の
発光スペクトルにおいてピークを示す波長である。
【0034】例えば、共役長TCが16.9〔mm〕、
開口角が20〔°〕の集束レンズアレイ32、中心波長
が550〔nm〕の原稿照明光源35及びLED素子の
発光波長が740〔nm〕のLEDアレイ52を使用し
た場合、画像の書込み時における前記LEDアレイ52
の発光波長に対応する共役長TCは、図8から18.6
〔mm〕であることが分かる。また、画像の読取り時に
おける原稿照明光源35の中心波長に対応する共役長T
Cは、図8から16.5〔mm〕であることが分かる。
【0035】したがって、画像の書込み時におけるLE
Dアレイ52の発光面が感光体ドラム21から18.6
〔mm〕の位置となるように、LEDアレイ52の上位
置を設定し、その中間点と集束レンズアレイ32の共役
長中心29(図4参照)が一致するように集束レンズア
レイ32の上位置を設定する。一方、画像の読取り時に
おけるLEDアレイ52の受光面が原稿面m(図7参
照)から16.5〔mm〕の位置となるようにLEDア
レイ52の下位置を設定し、その中間点と集束レンズア
レイ32の共役長中心29が一致するように集束レンズ
アレイ32の下位置を設定する。
【0036】本実施例においては、原稿照明光源35の
中心波長よりLED素子の発光波長が長いので第1位置
が上方に、第2位置が下方に設定されるが原稿照明光源
35の中心波長よりLED素子の発光波長が短い場合は
第1位置が下方に、第2位置が上方に設定される。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す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。
【0037】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば画像読取・書込装置においては、感光体ドラムと、
該感光体ドラムと対向させて配設されたLEDアレイ
と、前記感光体ドラムとLEDアレイの間に配設された
集束レンズアレイと、画像の読取り時に原稿に光を照射
する原稿照明光源とを有する。
【0038】前記LEDアレイは画像の書込み時に露光
装置の光源として使用され、画像の読取り時に原稿読取
りセンサとして使用される。また、前記集束レンズアレ
イは画像の書込み時に前記LEDアレイのLED素子が
発光させた光を集束させ、画像の読取り時に原稿におけ
る反射光を集束させる。そして、前記LEDアレイ及び
集束レンズアレイを、画像の書込み時にLEDアレイの
発光波長に対応させた第1位置に設定し、画像の読取り
時に原稿照明光源の波長に対応させた第2位置に設定す
るために位置設定手段が配設される。
【0039】前記感光体ドラム上又は上方を原稿が走行
させられると、集束レンズアレイと感光体ドラムの間の
距離、及び集束レンズアレイと原稿面の間の距離を等し
くすることができないので受光面に偏差が生じ、また、
画像の書込み時における原稿照明光源の波長と画像の読
取り時におけるLEDアレイのLED素子の発光波長が
異なるので、共役長に偏差が生じるが、これらの偏差を
前記LEDアレイ及び集束レンズアレイの位置を変化さ
せることによって吸収することができる。したがって、
画像の書込み時と画像の読取り時で焦点深度が変化する
ことがなくなり、焦点深度の変化によって解像力が小さ
くなることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す画像読取・書込装置にお
ける書込み時の状態図である。
【図2】従来のLEDプリンタの概略図である。
【図3】従来の画像読取・書込装置の概略図である。
【図4】集束レンズアレイの第1の特性図である。
【図5】集束レンズアレイの第2の特性図である。
【図6】集束レンズアレイの第3の特性図である。
【図7】従来の画像読取・書込装置における集束レンズ
アレイの配設状態図である。
【図8】波長と共役長の関係図である。
【図9】本発明の実施例を示す画像読取・書込装置にお
ける読取り時の状態図である。
【符号の説明】
21 感光体ドラム 52 LEDアレイ 31 原稿 32 集束レンズアレイ 35 原稿照明光源 62,64 第1位置設定突部 63,65 第2位置設定突部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古谷 博司 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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)感光体ドラムと、 (b)該感光体ドラムと対向させて配設され、画像の書
    込み時に露光装置の光源として使用され、画像の読取り
    時に原稿読取りセンサとして使用されるLEDアレイ
    と、 (c)前記感光体ドラムとLEDアレイの間に配設さ
    れ、画像の書込み時に前記LEDアレイのLED素子が
    発光させた光を集束させ、画像の読取り時に原稿におけ
    る反射光を集束させる集束レンズアレイと、 (d)画像の読取り時に原稿に光を照射する原稿照明光
    源と、 (e)前記LEDアレイ及び集束レンズアレイを、画像
    の書込み時にLEDアレイの発光波長に対応させた第1
    位置に設定し、画像の読取り時に原稿照明光源の波長に
    対応させた第2位置に設定する位置設定手段とを有する
    ことを特徴とする画像読取・書込装置。
JP5237860A 1993-09-24 1993-09-24 画像読取・書込装置 Expired - Fee Related JP2966705B2 (ja)

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