JPH08104028A - Led printing head - Google Patents

Led printing head

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Publication number
JPH08104028A
JPH08104028A JP24252694A JP24252694A JPH08104028A JP H08104028 A JPH08104028 A JP H08104028A JP 24252694 A JP24252694 A JP 24252694A JP 24252694 A JP24252694 A JP 24252694A JP H08104028 A JPH08104028 A JP H08104028A
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JP
Japan
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led
lens
leds
lens array
pitch
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Pending
Application number
JP24252694A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Taniguchi
秀夫 谷口
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08104028A publication Critical patent/JPH08104028A/en
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Abstract

PURPOSE: To substantially enhance the resolving power by a relatively simple method by arranging lenses so that the optical axes thereof are inclined in a main scanning direction with respect to the perpendicular passing the light emitting surfaces of light emitting diodes. CONSTITUTION: When signal lights are emitted from LEDs(light emitting diodes) in such a state that the lens optical axis of a lens array 9 is inclined at an angle θ in one direction, images are formed at the pitch same to the pitch P of the LEDs 3. Subsequently, when signal lights are emitted from the LEDs 3 in such a state the lens optical axis is inclined at an angle θ in the other direction, images are formed on a photosensitive surface shifted to the other side at the pitch same to the pitch P of the LEDs 3. By forming those images on the same line, an image of density or resolving power substantially twice the constant pitch P of the LEDs 3 can be obtained. As a result, resolving power can be enhanced without altering the forming density of the LEDs 3 of an LED array 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、LEDから発生された
光信号を利用して画像形成用の潜像を形成するためのL
EDプリントヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an L for forming a latent image for image formation by using an optical signal generated from an LED.
Regarding ED print heads.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、発光ダイオード(LED)や半導
体レーザを備えたLEDヘッドやレーザヘッド等から発
生された光信号を感光性物質の表面に照射して静電潜像
を形成し、この静電潜像を介して被印刷体上に印刷画像
を形成するLEDヘッドプリンタやレーザプリンタが知
られている。とりわけLEDプリンタはレーザプリンタ
に比べて装置全体のサイズの小型化が可能なことや、製
造に要するコストが比較的安価に抑えることが可能であ
る等の利点から、最近広く注目を集めている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrostatic latent image is formed by irradiating a surface of a photosensitive material with an optical signal generated from an LED head or a laser head equipped with a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser. 2. Description of the Related Art LED head printers and laser printers that form a print image on an object to be printed via a latent image are known. In particular, the LED printer has been widely attracting attention recently because of its advantages such as the size reduction of the entire apparatus and the relatively low manufacturing cost compared with the laser printer.

【0003】この種のLEDプリンタは、図7に示すよ
うに、回動可能に設けられた感光性ドラム21の外周に
沿ってその表面を帯電させる帯電器22と、帯電された
感光性ドラム21表面に入力信号としての電気信号に応
じて光信号を照射することにより静電潜像を形成するL
EDプリントヘッド23と、形成された静電潜像を現像
処理する現像器24と、感光性ドラム21の回動に伴い
移動される被印刷体25上に画像形成媒体としてのトナ
ーを転写する転写器26と、被印刷体25上に転写され
たトナーを加熱等により定着させる図示しない定着器
と、感光性ドラム21表面をクリーニングするクリーナ
ー27と、から成っている。
As shown in FIG. 7, this type of LED printer has a charger 22 that charges the surface of a photosensitive drum 21 that is rotatably provided along the outer periphery thereof, and a charged photosensitive drum 21. An electrostatic latent image is formed by irradiating the surface with an optical signal according to an electric signal as an input signal.
An ED print head 23, a developing device 24 that develops the formed electrostatic latent image, and a transfer that transfers toner as an image forming medium onto a printing medium 25 that is moved as the photosensitive drum 21 rotates. It comprises a device 26, a fixing device (not shown) for fixing the toner transferred onto the printing medium 25 by heating or the like, and a cleaner 27 for cleaning the surface of the photosensitive drum 21.

【0004】このようなLEDプリンタに使用されてい
るLEDヘッド23は、絶縁性基板上に電気回路が形成
された回路基板28と、回路基板上に列設され印加され
た電気信号に応じて光信号を発生する複数のLEDから
成るLEDアレイ29と、LEDアレイ29から選択的
に発生された信号光を感光性ドラム21上に集光させる
円筒状の複数のレンズが列設されたロッドレンズアレイ
30とから成り、電気回路を介した電気信号によりLE
Dアレイ29から発生された信号光をレンズアレイ30
を介して帯電された感光性ドラム21表面に集光し、被
印刷体25への画像形成のための潜像を形成するように
構成されている。
The LED head 23 used in such an LED printer has a circuit board 28 in which an electric circuit is formed on an insulating board, and an optical circuit that is arranged on the circuit board in accordance with an applied electric signal. An LED array 29 including a plurality of LEDs that generate signals, and a rod lens array in which a plurality of cylindrical lenses that collect the signal light selectively generated from the LED array 29 on the photosensitive drum 21 are arranged in a row. It consists of 30 and LE by the electric signal through the electric circuit.
The signal light generated from the D array 29 is transferred to the lens array 30.
It is configured to collect light on the surface of the photosensitive drum 21 that has been charged via the, and form a latent image for forming an image on the printing medium 25.

【0005】LEDヘッド23のLEDアレイ29は、
図2に示すように、LEDが一定のピッチPで形成され
たLEDアレイチップ31を一定の間隔l離間させて形
成されている。LEDアレイチップ31は、チップ基板
32、とチップ基板32の表面に形成された複数の拡散
層33から成り、拡散層33の表面には導電性の金属か
ら成り他端に回路基板28上に搭載された図示しない駆
動用ICとの間で図示しないワイヤを介して電気的に接
続されるパッド電極34から成る電極35が形成されて
いる。これらの拡散層33は発光素子としてのLEDを
構成し、チップ基板32に一定のピッチPで形成されて
いる。
The LED array 29 of the LED head 23 is
As shown in FIG. 2, the LED array chips 31 in which LEDs are formed with a constant pitch P are formed with a constant spacing l. The LED array chip 31 includes a chip substrate 32 and a plurality of diffusion layers 33 formed on the surface of the chip substrate 32. The diffusion layer 33 has a surface made of a conductive metal and is mounted on the circuit board 28 at the other end. An electrode 35 composed of a pad electrode 34 is formed between the drive IC (not shown) and a drive IC (not shown), and the pad electrode 34 is electrically connected through a wire (not shown). These diffusion layers 33 form LEDs as light emitting elements and are formed on the chip substrate 32 at a constant pitch P.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】他方、近年、各種OA
機器の発達に伴い、LEDプリントヘッドにおいても、
一層の高性能化、とりわけ、解像度向上の要請が一段と
高まっている。この解像度は、被印刷体に印刷される画
像の画像を形成する画素の密度(dpi)、即ち発光素
子としてのLEDの形成密度、により規定されるのだ
が、一定の解像度、例えば480dpi、以上の解像度
のLEDプリントヘッドを得ることは、後述の加工精度
上の限界等により実際の製造が極めて困難である。
On the other hand, in recent years, various OA
With the development of equipment, even in LED print heads,
There is a growing demand for higher performance, especially for higher resolution. This resolution is defined by the density (dpi) of pixels forming an image of an image printed on a printing medium, that is, the formation density of LEDs as light emitting elements, but a certain resolution, for example, 480 dpi or more. Obtaining an LED print head with a resolution is extremely difficult to actually manufacture due to limitations in processing accuracy described later.

【0007】即ち、LEDプリントヘッド23を、例え
ば、600dpiの解像度若しくは画素密度に形成する
場合、LEDアレイチップ31上での発光領域33の列
方向幅Wを20μに形成する場合、発光領域33のピッ
チPは約42μとなり、チップ端辺とこれに隣接する発
光領域33との間を、例えば、加工精度上でのほぼ限界
である約8μに設定すると、LEDアレイチップ31間
の間隔lは約4μとなってしまう。
That is, when the LED print head 23 is formed with a resolution or pixel density of 600 dpi, for example, when the width W in the column direction of the light emitting region 33 on the LED array chip 31 is formed to be 20 μ, the light emitting region 33 is formed. The pitch P is about 42 μ, and when the distance between the chip edge and the light emitting region 33 adjacent thereto is set to, for example, about 8 μ which is a limit in terms of processing accuracy, the interval 1 between the LED array chips 31 is about 1. It becomes 4μ.

【0008】しかるに、発光領域が形成された棒状チッ
プ基板体からの個別LEDアレイチップへの切断に要す
る切断精度は、一般に、±5μ程度は必要であり、ま
た、個別に切断したLEDアレイチップの回路基板上へ
の搭載に際してのダイボンデイング精度として少なくと
も±10μ程度を考慮しなければならず、これらの加工
精度に鑑みた場合、600dpiの解像度を得るのは困
難であることが理解される。
However, the cutting accuracy required to cut the individual LED array chips from the rod-shaped chip substrate having the light emitting region is generally required to be about ± 5 μm. It is necessary to consider at least about ± 10 μ as die bonding accuracy when mounting on a circuit board, and it is understood that it is difficult to obtain a resolution of 600 dpi in view of these processing accuracy.

【0009】このように、一定以上の高解像度のLED
プリントヘッドを製造する場合、LEDアレイチップの
切断時の寸法誤差や回路基板上へのダイボンデイングの
誤差が工程上不可避的に介入し、特に、LEDアレイチ
ップの端部側の発光領域とこれと隣接するLEDアレイ
チップの隣接発光領域との間を他の発光領域間と同一の
間隔またはピッチに配列させること、即ちLEDアレイ
の発光領域を一定ピッチで高密度に形成すること、は工
程上極めて困難であり、高解像度のLEDヘッドを安価
に提供するという要求に十分に応えることができなかっ
た。
As described above, LEDs having a high resolution of a certain level or higher
When manufacturing a print head, a dimensional error when cutting the LED array chip and an error in die bonding on the circuit board inevitably intervene in the process, and particularly, the light emitting area on the end side of the LED array chip and this Arranging the adjacent light emitting areas of the LED array chips at the same intervals or pitches as the other light emitting areas, that is, forming the light emitting areas of the LED array at a high density with a constant pitch is extremely important in the process. However, it has been difficult to meet the demand for providing a high-resolution LED head at low cost.

【0010】従って、本発明の目的はは、比較的簡易な
方法で解像度を実質的に向上させたLEDプリントヘッ
ドを提供することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an LED printhead with substantially improved resolution in a relatively simple manner.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明によれば、駆動用ICが搭載された回路基板
と、駆動用ICに電気的に接続され回路基板上に列設さ
れた複数の発光ダイオードと、発光ダイオードから発生
された光を被感光体上に集光させる複数のレンズから成
るレンズアレイと、レンズアレイを駆動する駆動機構か
ら成り、レンズは各光軸が発光ダイオードの発光表面を
通過する垂線に対して主走査方向に傾斜して配設された
ことを特徴とするLEDプリントヘッドが提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a circuit board on which a driving IC is mounted and a circuit board electrically connected to the driving IC are provided in a row. A lens array consisting of a plurality of light emitting diodes, a plurality of lenses that condense the light generated from the light emitting diodes on the photosensitive body, and a drive mechanism that drives the lens array. There is provided an LED print head, which is arranged so as to be inclined in a main scanning direction with respect to a vertical line passing through a light emitting surface.

【0012】上記LEDプリントヘッドは、そのレンズ
アレイを1列のレンズアレイから形成し、且つ、駆動機
構をレンズアレイを主走査方向に延在する軸を中心に回
転駆動する機構により構成できる。上記LEDプリント
ヘッドは、そのレンズアレイを複数列のレンズアレイか
ら形成し、且つ、駆動機構をレンズアレイを副走査方向
に往復駆動する機構から構成できる。
In the LED print head, the lens array is formed by one row of lens arrays, and the driving mechanism can be constituted by a mechanism for rotationally driving the lens array about an axis extending in the main scanning direction. In the LED print head, the lens array may be formed of a plurality of rows of lens arrays, and the driving mechanism may be a mechanism that reciprocally drives the lens array in the sub-scanning direction.

【0013】[0013]

【作用および効果】レンズアレイのレンズ光軸が、一方
側に角度θ傾斜した状態でLEDから信号光が発生され
ると、信号光はレンズ光軸方向に距離δずれた感光面上
の位置であって、且つ、LEDのピッチPと同一のピッ
チを以て結像される。次いで、レンズ光軸が他方側に傾
斜角θだけ傾斜した状態で、LEDから信号光が発生さ
れると、信号光は他方側に距離δずれた感光面上の位置
であって且つ、LEDのピッチPと同一のピッチを以て
結像される。従って、これらの結像を同一ライン上に形
成することにより、一定のLEDのピッチに対して実質
的に2倍の画素密度若しくは解像度の画像を得ることが
できる。
When the signal light is generated from the LED in a state where the lens optical axis of the lens array is tilted to the one side by the angle θ, the signal light is displaced at a position on the photosensitive surface which is deviated by the distance δ in the lens optical axis direction. And the image is formed with the same pitch as the LED pitch P. Next, when the signal light is generated from the LED with the lens optical axis tilted to the other side by the tilt angle θ, the signal light is at a position on the photosensitive surface that is displaced by the distance δ to the other side, and An image is formed with the same pitch as the pitch P. Therefore, by forming these images on the same line, it is possible to obtain an image having a pixel density or resolution that is substantially double that of a fixed LED pitch.

【0014】従って、LEDアレイのLEDの形成密度
を変更することなく、解像度を大幅に向上させることが
できる。
Therefore, the resolution can be significantly improved without changing the LED formation density of the LED array.

【0015】[0015]

【実施例】次に、本発明によるLEDプリントヘッドに
ついて実施例に従い図面を参照しながら詳細に説明す
る。本発明の第1の実施例によるLEDプリントヘッド
の要部の概略断面を図1に示す。同図中符号1はガラス
エポキシ系の材料から成る回路基板であり、該回路基板
1の表面には導電体から成る回路配線が所要のパターン
に形成されている。回路基板1上には複数のLEDが一
定のピッチPで形成されたLEDアレイチップ2aが相
互に距離l離間されて列設されている。
The LED print head according to the present invention will now be described in detail with reference to the drawings according to the embodiments. FIG. 1 shows a schematic cross section of a main part of an LED print head according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a circuit board made of a glass epoxy material, and circuit wiring made of a conductor is formed in a required pattern on the surface of the circuit board 1. On the circuit board 1, LED array chips 2a, each having a plurality of LEDs formed at a constant pitch P, are arranged in a row at a distance of 1 from each other.

【0016】各LEDアレイチップ2aには、発光素子
としての複数のLED3が主走査方向(X軸方向)に一
定ピッチPの連続配列、即ちLEDアレイ2、を形成す
るように列状に形成されている。LEDアレイチップ2
aは、上述の図2に示すように、例えばN型のGaAs
の基板4から成り、該基板4には複数のLED3が列状
に形成されている。即ち、各LED3はGaAs基板4
の表面に例えばZnの不純物を拡散させて形成した発光
領域としてのP型拡散層5と、導電体材料から形成され
一端にて拡散層5の表面に電気的に接続され他端にて回
路基板1の回路配線にワイヤリードを介して接続可能な
ボンデイング用のパッド6が設けられた電極7と、から
成っている。このような列状のLED3が形成されたL
EDアレイチップ2aを回路基板1上に列設することに
よりLEDアレイ2が形成されている。
On each LED array chip 2a, a plurality of LEDs 3 as light emitting elements are formed in a row so as to form a continuous array having a constant pitch P in the main scanning direction (X-axis direction), that is, an LED array 2. ing. LED array chip 2
a is, for example, N-type GaAs as shown in FIG.
Substrate 4 on which a plurality of LEDs 3 are formed in rows. That is, each LED 3 is a GaAs substrate 4
A P-type diffusion layer 5 as a light emitting region formed by diffusing Zn impurities on the surface of the substrate, and a circuit board formed of a conductive material and electrically connected to the surface of the diffusion layer 5 at one end and at the other end. The electrode 7 is provided with a bonding pad 6 that can be connected to one circuit wiring via a wire lead. L in which such row-like LEDs 3 are formed
The LED array 2 is formed by arranging the ED array chips 2a on the circuit board 1 in a row.

【0017】LEDアレイ2の上方には、LED3から
発生された信号光が照射される感光面8から成る円筒状
の感光性ドラム8が、Xo軸を中心に回転可能に設けら
れている。感光性ドラム8の感光面8aとLEDアレイ
2との間は、各LED3からの光が感光面8a上に結像
されるような焦点距離を有する円筒状のロッドレンズ9
aから成るレンズアレイ9を介してX軸に直角を成すY
軸方向に距離Dだけ離間されて設けられている。レンズ
アレイ9は、その支持部材9b間にX軸方向に並設状に
固定された複数の円筒状のロッドレンズ9aから成り、
両端に設けられた支軸9cを通過するXo軸を中心に回
転可能に設けられている。
Above the LED array 2, a cylindrical photosensitive drum 8 having a photosensitive surface 8 on which the signal light generated from the LED 3 is irradiated is provided rotatably around the Xo axis. Between the photosensitive surface 8a of the photosensitive drum 8 and the LED array 2, a cylindrical rod lens 9 having a focal length such that the light from each LED 3 is imaged on the photosensitive surface 8a.
Y which is perpendicular to the X axis through the lens array 9 made of a
It is provided at a distance of D in the axial direction. The lens array 9 is composed of a plurality of cylindrical rod lenses 9a fixed in parallel in the X-axis direction between the support members 9b,
It is rotatably provided around an Xo axis passing through a support shaft 9c provided at both ends.

【0018】レンズアレイ9の各レンズ9aは、図3
(a)に示すように、その光軸11がLED3の発光表
面の中心を通過する垂線の方向(Y軸方向)に対して傾
斜角θだけX軸方向に微小に傾斜されて設けられてい
る。レンズアレイ9の支軸9cの一方側は、該レンズア
レイ9を例えば180°の回転角で間欠的に回転駆動を
行うための駆動機構としてのステップモータ10の回転
軸に連結されている。従って、ステップモータ10を作
動させることにより、レンズアレイ9は間欠的に180
°回転されレンズ光軸11の傾斜角θが反対方向に反復
切替えされる。
Each lens 9a of the lens array 9 is shown in FIG.
As shown in (a), the optical axis 11 is slightly inclined in the X-axis direction by an inclination angle θ with respect to the direction of the perpendicular line (Y-axis direction) passing through the center of the light emitting surface of the LED 3. . One side of the support shaft 9c of the lens array 9 is connected to a rotation shaft of a step motor 10 as a drive mechanism for intermittently rotating the lens array 9 at a rotation angle of 180 °, for example. Therefore, by operating the step motor 10, the lens array 9 is intermittently moved 180 degrees.
The lens is rotated by an angle and the tilt angle θ of the lens optical axis 11 is repeatedly switched in the opposite direction.

【0019】次に、上述のように構成された本実施例の
LEDプリントヘッドを使用した行方向(X軸方向)の
画像形成について説明する。レンズアレイ9のレンズ光
軸11が、例えば図3(a)に示すように、一方側に角
度θ傾斜した状態でLED31から信号光が発生される
と、信号光はレンズ光軸11方向に距離δずれた感光面
8a上の位置A1に結像する。この場合、このLED31
に隣接するLED32からも光が発生されたとすれば、
同様に、上述の結像位置A1からLEDの単位ピッチP
だけ離間されれた位置A2に結像される。このように、
レンズがY軸に対して一方側に傾斜した状態では、LE
D31、32からの信号光はレンズアレイ9を介して感光
面8a上の一方側に距離δずれた位置であって、且つ、
LED3のピッチPと同一のピッチを以て結像される。
Next, image formation in the row direction (X-axis direction) using the LED print head of the present embodiment configured as described above will be described. When the signal light is generated from the LED 3 1 in a state in which the lens optical axis 11 of the lens array 9 is inclined at one side by an angle θ as shown in FIG. 3A, the signal light is directed in the direction of the lens optical axis 11. An image is formed at a position A 1 on the photosensitive surface 8a which is deviated by a distance δ. In this case, this LED3 1
If light is also generated from the LED 3 2 adjacent to
Similarly, the unit pitch P of the LED from the above-mentioned image forming position A 1
An image is formed at a position A 2 which is separated by only. in this way,
When the lens is tilted to one side with respect to the Y-axis, LE
The signal light from D3 1 , 3 2 is at a position shifted by a distance δ to one side on the photosensitive surface 8a via the lens array 9, and
An image is formed with the same pitch as the pitch P of the LEDs 3.

【0020】次いで、レンズアレイ9が上述の位置から
ステップモータ10により180°回転されて、図3
(b)に示すように、レンズ光軸11が他方側に傾斜角
θだけ傾斜した状態で、LED31から信号光が発生さ
れると、信号光は他方側に距離δずれた感光面8a上の
位置B1に結像する。この場合、このLED31に隣接す
るLED32から信号光が発生された場合も同様に上述
の結像位置B1からLEDの単位ピッチPだけ離間され
れた位置B2に結像される。このように、レンズ光軸Y
θが他方側に傾斜した状態では、LED31、32からの
信号光はレンズアレイ9を介して感光面8a上の対応す
る位置から他方側へ距離δずれた位置であって、且つ、
LEDのピッチPと同一のピッチPを以て結像する。
Next, the lens array 9 is rotated by 180 ° from the above-mentioned position by the step motor 10, and as shown in FIG.
(B), the state in which the lens optical axis 11 is inclined by an inclination angle θ at the other side, when the signal light is generated from the LED 3 1, signal light sensitive surface 8a on which distance δ shifted to the other side The image is formed at the position B 1 . In this case, when the signal light is generated from the LED 3 2 adjacent to the LED 3 1 , the image is similarly formed at the position B 2 which is separated from the image forming position B 1 by the unit pitch P of the LEDs. In this way, the lens optical axis Y
In the state where θ is inclined to the other side, the signal light from the LEDs 3 1 , 3 2 is at a position displaced by a distance δ from the corresponding position on the photosensitive surface 8a via the lens array 9 to the other side, and
An image is formed with the same pitch P as the pitch P of the LEDs.

【0021】このように、LEDプリントヘッドを上述
のように構成することにより、ピッチPのLED3を有
するLEDアレイ9にレンズ光軸の傾斜角θを付与する
ことにより、一定のLEDのピッチPに対して実質的に
2倍の画素密度若しくは解像度の画像を得ることができ
る。より具体的には、例えば、B1とA1間の距離、また
は、A1とB2との間の距離、は2δであるので、 2δ × 2 = P ・・・・・・・ (1) となり、この式(1)を変形すると、 δ = P/4 ・・・・・・・・・ (2) となる。
As described above, by constructing the LED print head as described above, the inclination angle θ of the lens optical axis is given to the LED array 9 having the LEDs 3 having the pitch P, so that the pitch P of the LEDs is constant. On the other hand, an image having a pixel density or resolution substantially doubled can be obtained. More specifically, for example, the distance between B 1 and A 1 or the distance between A 1 and B 2 is 2δ, so 2δ × 2 = P. ), And when this equation (1) is transformed, δ = P / 4 ... (2)

【0022】ここで、例えば、LEDアレイ9のLED
3が300dpiの密度で形成されているとすると、L
ED3のピッチPは84.6μmとなるので、これを式
(2)に代入すると、δの値は21.15μmとなる。
他方、LEDアレイ9と感光面8aとの間の距離をD
(μm)とすると、Dとレンズアレイ9のレンズ光軸の
傾斜角θとの関係は、 tanθ = δ/D ・・・・・・・ (3) となる。
Here, for example, the LEDs of the LED array 9
3 is formed at a density of 300 dpi, L
Since the pitch P of the ED3 is 84.6 μm, when this is substituted into the equation (2), the value of δ becomes 21.15 μm.
On the other hand, the distance between the LED array 9 and the photosensitive surface 8a is D
(Μm), the relationship between D and the tilt angle θ of the lens optical axis of the lens array 9 is tan θ = δ / D.

【0023】ここで、Dを15.1mm(=15100
μm)と仮定して、δ及びθの値と共に式(3)に代入
すると、傾斜角θとして0.089°が得られる。従っ
て、上述のパラメータ値の条件下では、レンズの傾斜角
θを0.089°に設定することにより、300dpi
のLEDピッチに対して600dpiの解像度の画像を
得ることができることが理解される。
Here, D is 15.1 mm (= 15100)
.mu.m) and substituting into the equation (3) together with the values of .delta. and .theta., a tilt angle .theta. of 0.089.degree. is obtained. Therefore, under the conditions of the above parameter values, by setting the lens tilt angle θ to 0.089 °, 300 dpi
It is understood that an image with a resolution of 600 dpi can be obtained for an LED pitch of.

【0024】上述の実施例では、レンズアレイの駆動手
段としてステップモータを使用したが、これに代えて、
通常のモータを用いてレンズアレイを連続回転させ、回
転に同期させてLEDから信号光を発生させるように構
成してもよい。次に、本発明の第2の実施例について説
明する。本実施例のLEDプリントヘッドは、図4及び
図5に示すように、1列にレンズが配列されたレンズア
レイに代えて、Y軸に対してX軸方向の一方側及び他方
側にθの傾斜角でそれぞれ傾斜させたレンズ光軸12
a、13aを有する第1及び第2レンズアレイ12、1
3の2列から成るレンズアレイ14と、ステップモータ
10に代えて、レンズアレイ14をLEDプリントヘッ
ドの副走査方向(Z軸方向)に往復動させるための図示
しない往復動機構(駆動機構)と、を使用することを除
いて第1実施例と構成上同様である。
In the above embodiment, the step motor is used as the driving means for the lens array, but instead of this, a step motor is used.
The lens array may be continuously rotated using an ordinary motor, and the signal light may be generated from the LED in synchronization with the rotation. Next, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 4 and 5, in the LED print head of this embodiment, instead of a lens array in which lenses are arranged in one row, θ is provided on one side and the other side in the X axis direction with respect to the Y axis. Lens optical axis 12 tilted at each tilt angle
a and 13a having first and second lens arrays 12, 1
3, a lens array 14 composed of two rows, and a reciprocating mechanism (driving mechanism) (not shown) for reciprocating the lens array 14 in the sub-scanning direction (Z-axis direction) of the LED print head, instead of the step motor 10. The configuration is the same as that of the first embodiment except that, and are used.

【0025】使用に際しては、先ず、Y軸に対して一方
側にθの光軸傾斜角のレンズから成る第1レンズアレ1
2を、LEDアレイ2から発生された信号光が感光性ド
ラム8の感光面8aの所要の位置に結像するように両者
間に位置させた状態で、LEDアレイ2のLED3から
発光させた信号光を第1アレイ12を介して感光面8a
上に結像させる。このとき、感光面8aには、潜像がL
EDアレイ2のLED3のピッチPと同一のピッチで且
つLED3に対応する位置からレンズ傾斜方向にδずれ
た位置に結像される。
In use, first, the first lens array 1 composed of a lens having an optical axis inclination angle of θ on one side with respect to the Y axis.
2 is located between the two so that the signal light generated from the LED array 2 forms an image at a required position on the photosensitive surface 8a of the photosensitive drum 8, and a signal emitted from the LED 3 of the LED array 2 Light is transmitted through the first array 12 to the photosensitive surface 8a.
Image on top. At this time, the latent image is L on the photosensitive surface 8a.
An image is formed at the same pitch as the pitch P of the LEDs 3 of the ED array 2 and at a position deviated from the position corresponding to the LEDs 3 by δ in the lens tilt direction.

【0026】次いで、第2レンズアレイ13をZ軸方向
に沿って移動させて、LEDアレイ2から発生された信
号光が感光性ドラム8の感光面8aの所要の位置に結像
するように両者間に位置させた状態で、同様にLEDア
レイ2のLEDから発光させた光を第2レンズアレイ1
3を介して感光面上に結像させる。このとき、感光面に
は、感光潜像がやはりLEDアレイのLEDのピッチP
と同一のピッチで且つLEDに対応する位置からレンズ
傾斜方向にδだけずれた位置、従って第1レンズアレイ
により結像された潜像の中間位置、に結像されるので、
第1実施例と同様に、LEDアレイ2のLED3のピッ
チPに対して実質上2倍の解像度を得ることができる。
Then, the second lens array 13 is moved along the Z-axis direction so that the signal light generated from the LED array 2 is imaged at a desired position on the photosensitive surface 8a of the photosensitive drum 8. Similarly, the light emitted from the LEDs of the LED array 2 in the state of being positioned between the second lens array 1
An image is formed on the photosensitive surface via 3. At this time, the photosensitive latent image on the photosensitive surface is still the pitch P of the LEDs of the LED array.
Since the image is formed at the same pitch and at a position shifted from the position corresponding to the LED by δ in the lens inclination direction, that is, at the intermediate position of the latent image formed by the first lens array,
Similar to the first embodiment, it is possible to obtain a resolution that is substantially double the pitch P of the LEDs 3 of the LED array 2.

【0027】本実施例の構成では、感光面の感光に際し
て、使用していない側のレンズアレイを介した不必要な
光の透過及びその結像が問題となるおそれがあるが、図
6に光源の光軸からの距離Z(mm)に対する光量Eの
関係を示すように、レンズアレイ14に使用するレンズ
の光軸からの光量は、一般に使用されている、例えば、
レンズ径が約1mm、光軸上屈折率が約1.6、1周期
長が約15mm、及び焦点深度が約18mmのレンズを
使用した場合、光軸からの距離が約2mm以上離れた箇
所に光源が位置する場合に、透過光はほとんどなくなる
ことが理解される。
In the structure of the present embodiment, unnecessary light transmission and image formation through the lens array on the unused side may pose a problem during exposure of the photosensitive surface. The amount of light from the optical axis of the lens used in the lens array 14 is generally used, for example, as shown in the relationship of the amount of light E with respect to the distance Z (mm) from the optical axis of
When a lens with a lens diameter of about 1 mm, a refractive index on the optical axis of about 1.6, a period length of about 15 mm, and a depth of focus of about 18 mm is used, the distance from the optical axis is about 2 mm or more. It is understood that when the light source is located, there is almost no transmitted light.

【0028】従って、本実施例のレンズアレイ14を形
成するに際して、上述のような特性のレンズを使用した
場合、第1及び第2レンズアレイの光軸間の間隔Wを4
mm程度設ければ不要な透過光による影響はほとんど生
じるおそれがない。尚、本実施例では、2列のレンズか
ら成るレンズアレイを使用した場合について説明した
が、これに代えて、3列のレンズから成るレンズアレイ
を使用することにより、LEDアレイの解像度に対して
実質上3倍の解像度の画像を形成することが可能であ
る。
Therefore, in forming the lens array 14 of this embodiment, when the lens having the above characteristics is used, the distance W between the optical axes of the first and second lens arrays is set to 4 mm.
If it is provided at a thickness of about mm, there is almost no risk of unnecessary influence of transmitted light. In the present embodiment, the case where the lens array including the two rows of lenses is used has been described. However, by using the lens array including the three rows of lenses instead of this, the resolution of the LED array can be improved. It is possible to form an image with substantially three times the resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例によるLEDプリントヘッ
ドの要部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an LED print head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】配列されたLEDアレイチップの要部平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view of a main part of an arrayed LED array chip.

【図3】図1のLEDプリントヘッドの作用を示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing the operation of the LED print head of FIG.

【図4】本発明の第2実施例によるレンズアレイの斜視
図である。
FIG. 4 is a perspective view of a lens array according to a second exemplary embodiment of the present invention.

【図5】図2のLEDプリントヘッドの作用を示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the LED print head of FIG.

【図6】レンズアレイにのロッドレンズの光源の位置に
対する透過光量を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the amount of transmitted light with respect to the position of the light source of the rod lens in the lens array.

【図7】LEDプリンタ装置の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an LED printer device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回路基板 2 LEDアレイ 3 LED 4 チップ基板 5 拡散層 6 パッド 7 電極 8 感光性ドラム 9 レンズアレイ 10 ステップモータ 11 光軸 12 第1レンズアレイ 13 第2レンズアレイ 14 レンズアレイ 1 Circuit Board 2 LED Array 3 LED 4 Chip Substrate 5 Diffusion Layer 6 Pad 7 Electrode 8 Photosensitive Drum 9 Lens Array 10 Step Motor 11 Optical Axis 12 First Lens Array 13 Second Lens Array 14 Lens Array

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 33/00 M H04N 1/036 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 33/00 MH04N 1/036 A

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動用ICが搭載された回路基板と、前記
駆動用ICに電気的に接続され前記回路基板上に列設さ
れた複数の発光ダイオードと、前記発光ダイオードから
発生された光を被感光体上に集光させる複数のレンズか
ら成るレンズアレイと、前記レンズアレイを駆動する駆
動機構から成り、前記レンズは各光軸が前記発光ダイオ
ードの発光表面を通過する垂線に対して主走査方向に傾
斜して配設されたことを特徴とするLEDプリントヘッ
ド。
1. A circuit board on which a driving IC is mounted, a plurality of light emitting diodes electrically connected to the driving IC and arranged in a row on the circuit board, and a light generated from the light emitting diode. The lens array is composed of a plurality of lenses for condensing light on the photoconductor, and a driving mechanism for driving the lens array. Each lens has a main scanning with respect to a vertical line passing through the light emitting surface of the light emitting diode. An LED print head, which is arranged so as to be inclined in a direction.
【請求項2】前記レンズアレイは1列のレンズアレイか
ら成り、且つ、前記駆動機構は前記レンズアレイを主走
査方向に延在する軸を中心に回転駆動する機構から成る
請求項1に記載のLEDプリントヘッド。
2. The lens array according to claim 1, wherein the lens array comprises one row of lens arrays, and the drive mechanism comprises a mechanism for rotationally driving the lens array around an axis extending in the main scanning direction. LED print head.
【請求項3】前記レンズアレイは複数列のレンズアレイ
から成り、且つ、前記駆動機構は前記レンズアレイを副
走査方向に往復駆動する機構から成る請求項1に記載の
LEDプリントヘッド。
3. The LED print head according to claim 1, wherein the lens array comprises a plurality of rows of lens arrays, and the drive mechanism comprises a mechanism for reciprocally driving the lens array in the sub-scanning direction.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001018451A (en) * 1999-07-12 2001-01-23 Nippon Sheet Glass Co Ltd Optical apparatus using light emitting element array
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