JPH08174905A - Ledプリントヘッド - Google Patents

Ledプリントヘッド

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JPH08174905A
JPH08174905A JP32507094A JP32507094A JPH08174905A JP H08174905 A JPH08174905 A JP H08174905A JP 32507094 A JP32507094 A JP 32507094A JP 32507094 A JP32507094 A JP 32507094A JP H08174905 A JPH08174905 A JP H08174905A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
led
lens array
array
print head
scanning direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP32507094A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Taniguchi
秀夫 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP32507094A priority Critical patent/JPH08174905A/ja
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  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 LEDプリントヘッドの解像度を比較的簡単
な方法で向上させる。 【構成】 レンズアレイを駆動機構により一方側に変位
された第1位置と該位置から微小角度他方側へ変位され
た第2位置との間で反復変位させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LEDからの信号光を
ロッドレンズの列から成るレンズアレイを介して感光体
上に静電潜像を形成するLEDプリントヘッドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】発光ダイオード(LED)から発生され
た信号光を感光性ドラム上に結像させて潜像を形成し、
この潜像を現像することにより被印刷体上に画像を形成
する電子写真式プリンタとしてLEDプリンタが広く知
られている。LEDプリンタに用いられるLEDプリン
トヘッドは、一般に、図4に示すように、表面に電気回
路が形成された回路基板22と、樹脂等で形成され回路
基板22を収納固定するケーシング21と、回路基板2
2上に配設され印加された電気信号に応じて光信号を発
生するLEDの列から成る図示しないLEDアレイと、
LEDから選択的に発生された信号光を感光性ドラム2
3上に集光する円筒状のレンズの列から成りケーシング
21内にLEDアレイと平行に配置されたロッドレンズ
アレイ24とから構成されている。
【0003】このような従来のLEDプリントヘッドに
おいて、電気回路を介した電気信号によりLEDから信
号光が発生されると、この信号光はレンズアレイ24を
介して感光体としての感光性ドラム23の表面上に集光
されて潜像が形成される。このように形成された潜像
は、通常の電子写真式印刷プロセスと同様に、現像器に
より現像され、被印刷体上へトナーを定着させることに
より画像の印刷がなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】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。解像度は、被印刷体に印刷される画像を構成す
る画素の密度、従って発光素子としてのLEDの形成密
度、により規定されるので、LEDプリントヘッドの解
像度を向上させるためには、一般的には、LEDアレイ
のLEDの相互間の配列のピッチを縮小して配設密度を
増大させることが考えられる。
【0005】しかし、LEDの配列ピッチを一定値、例
えば480dpi、以上に狭めて形成することは、加工
精度上の限界等により実際の製造上極めて困難である。
このような状況下で、LEDアレイとロッドレンズアレ
イの組同士を対向状に配置して共通の感光体上に形成す
ることにより1印刷ライン上の画素密度を増大させる試
みもなされているが、このような構成では、LEDアレ
イ、ロッドレンズアレイ、及びそれらの周辺要素を重複
して設けなければならないと共に、LEDプリントヘッ
ド自体も大型化せざるを得ない。
【0006】従って、本発明の目的は、比較的簡易な構
成で、LEDプリントヘッドの解像度を実質的に向上可
能なロッドレンズアレイを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の課題を達成するた
め、本発明によれば、表面に電気回路が形成された回路
基板と、前記電気回路に接続されたLEDの列から成る
LEDアレイと、前記LEDアレイと平行な軸を中心に
回転される感光体と、前記感光体に対し変位可能に設け
られたロッドレンズの列から成るレンズアレイと、前記
感光体に対して前記レンズアレイを変位せしめる駆動機
構とを備え、前記レンズアレイは前記駆動機構の動作に
より一方側に変位された第1位置と該位置から微小角度
他方側へ変位された第2位置との間で反復変位されるこ
とを特徴とするLEDプリントヘッドが提供される。
【0008】上記レンズアレイは、前記LEDアレイに
平行な主走査方向軸とこれに直行する副走査方向軸を中
心に回動変位されるように構成できる。上記駆動機構
は、電気回路を介した電気信号によるLEDからの発光
と位相を合わせて反復変位されるように構成できる。
【0009】
【作用および効果】先ず、レンズアレイを駆動機構の伸
縮動作により一方側に変位された第1位置にある状態で
LEDアレイのLEDから信号光を発生させると、信号
光はレンズアレイのロッドレンズに入射する際に一定角
度(θ1)屈折されてロッドレンズの中心光軸に沿って
進みロッドレンズから出射される際に主走査方向の一方
側に一定距離(x)ずらされ且つ、更に、一定角度(θ
1)、従ってロッドレンズ入射前の信号光に対してはこ
の倍の角度(θ2=2θ1)、屈折される。ロッドレンズ
から出射された後は、信号光は、更に、主走査方向の一
方側に、一定距離(y)従って信号光の全行程で一定距
離(x+y)、ずらされて感光体14の表面に結像され
る。
【0010】次いで、レンズアレイを駆動機構の伸縮動
作により他方側に変位された第2位置にある状態でLE
DアレイのLEDから信号光を発生させると、信号光は
上述と同様の経路で主走査方向の他方側へ一定距離(x
+y)ずらされて感光体14の表面に結像される。従っ
て、上述のずれ量(x+y)をLEDの配列ピッチPの
1/4に等しく設定して、これらの結像を同一ライン上
に合成的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。
【0011】
【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。本発明の実施例によるLEDプリントヘッドの長手
方向断面を図1に示す。同図に示すように、本実施例に
よるLEDプリントヘッド1は、表面に電気回路が必要
な素子と共に形成されたガラスエポキシ系の材料から成
る回路基板2と、回路基板2上で電気回路に接続された
一定ピッチのLEDの列から成る図示しないLEDアレ
イと、LEDアレイから離間されて微小角度回動可能な
ロッドレンズの列から成るレンズアレイ3と、回路基板
2及びレンズアレイ3を所要の関係に保持するケーシン
グ4と、ケーシング4とレンズアレイ3との間に設けら
れ電気回路からの電気信号に従いレンズアレイ3を回動
させるための第1変位機構5とこれと直行方向にレンズ
アレイを回動するための第2変位機構6と、から構成さ
れている。
【0012】他方、レンズアレイ3に関する回路基板2
の反対側には、LEDアレイの配列方向、従って主走査
方向、に平行な軸を中心に一定速度で回転される感光性
物質で被覆された周面を有するドラム状の感光体14が
設けられている。レンズアレイ3は、図2に詳細に示す
ように、ガラスーエポキシ系の材料から形成された一対
の板状の支持部材8、8と、支持部材8、8間に配設さ
れた複数の円筒状のロッドレンズ9の列(同図の実施例
では千鳥状列)と、配列されたロッドレンズ9の両端側
で支持部材8、8間に固定されたスペーサ10、10
と、から成っている。支持部材8、8の外壁中央部分に
は副走査方向に延びる一対の副走査方向支軸(図2中で
は一方のみが示されている)11、11が突設されてい
る。
【0013】レンズアレイ3の保持体7への保持は、再
び図1を参照して、レンズアレイの副走査方向支軸1
1、11を、樹脂で概略板状に形成された保持体7の長
手方向中央に対向状に設けられた一対の両側壁に副走査
方向に形成された支持孔7a、7aにそれぞれ係合させ
ることにより成されている。レンズアレイ3は、また、
保持体7を中間に介して主走査方向の軸を中心に回動可
能なようにケーシング4に保持されている。即ち、保持
体7はその長手方向両端に形成された主走査方向軸1
2、12を、ケーシング4の長手方向両端壁に形成され
た支持孔4a,4aに係合させることにより、ケーシン
グ4に保持されている。
【0014】第1変位機構5は、圧電セラミックを積層
形成したピエゾアクチュエータから成り、電気的に接続
された回路基板2の電気回路からの電気信号に従って伸
張及び収縮作動し、この伸張及び収縮動によりレンズア
レイ3を副走査方向支軸11、11を中心に回動変位さ
せるように設けられている。他方、第2変位機構6は、
第1変位機構5と同様にピエゾアクチュエータから成
り、回路基板2の電気回路からの電気信号に従った伸張
及び収縮作動によりレンズアレイ3を主走査方向支軸1
2、12を中心に回動変位させるように設けられてい
る。
【0015】次に、本実施例のLEDプリントヘッドの
作用について説明する。図3は本実施例のLEDプリン
トヘッドの作用を示し、同図(a)中、レンズアレイ3
はLEDアレイに対して平行となる位置を基準位置とし
て実線で示している。ここで、ロッドレンズの長さ、レ
ンズアレイ3とLEDアレイ(回路基板2の表面)との
間の間隔、及びレンズアレイ3と感光体14との間の間
隔をそれぞれZ0、L0、及びL0で表されている。レン
ズアレイ3が副走査方向支軸11を中心に基準位置から
一方側へ微小な角度θ1傾斜された位置、即ち線Aで示
される位置、で任意のLED13から信号光が発生され
ると、信号光はレンズアレイ3のロッドレンズに入射す
る際に角度θ1屈折されてロッドレンズの中心光軸に沿
って進みロッドレンズから出射される際に主走査方向の
一方側に距離xずらされ且つ、更に、角度θ1、従って
ロッドレンズ入射前の信号光に対しては角度θ2、屈折
される。ロッドレンズから出射された後は、信号光は、
更に、主走査方向の一方側に距離y、従って信号光の全
行呈で距離x+y、ずらされて感光体14の表面に結像
される。
【0016】レンズアレイ3を副走査方向支軸11、1
1を中心に上述とは反対側の他方側の線Bで示される位
置へ回動変位された場合も同様に、LEDから発生され
た信号光は主走査方向の他方側へやはり距離x+yずら
されて感光体14の表面に結像される。ここで、LED
の配列ピッチをPとしたとき、解像度を2倍、即ち感光
体14上の潜像のピッチをP/2、にするには、 x+y = P/4 ....... (1) とすればよい。他方、図4(b)は、図4(a)の場合
の信号光の進路と主走査方向へのずれ量との関係を線図
により示しているが、同線図から以下の関係が導かれ
る。 tan θ1 = x/Z0 ...... (2) tan θ2 = y/L0 ...... (3) ここで、LEDが例えば300dpi(ピッチP=8
4.6μm)の密度で設けられ、且つ、ロッドレンズの
長さZ0=15.13mm、レンズアレイ3とLEDま
たは感光体9との間の間隔L0=14.04mm、と設
定した場合、上述の式(1)乃至(3)から、x=7.
41μm、y=13.74μm、θ1=0.02806
°、θ2=0.0561°の値がそれぞれ得られる。
【0017】以上から、上述の条件下で、LEDの配列
ピッチに対して、レンズアレイ3を副走査方向支軸1
1、11を中心に回動変位させることにより実質的に2
倍の解像度の画像を形成するためには、レンズアレイ3
の傾斜角θ1を0.02806°に設定すればよいこと
が理解される。しかし、上述の場合、レンズアレイが図
4(a)のAの位置からBの位置に移動する間にもドラ
ム状の感光体14は一定の速度で回転されているので、
実際は上述のように合成した潜像はライン状ではなく図
4(a)に示すような千鳥状に形成されてしまう。この
図4(a)では、位置Aのレンズアレイのとき形成され
た潜像は黒のドットで示され、位置Bのとき形成された
潜像は白のドットで示されている。
【0018】合成潜像を感光体の同一ライン上に形成す
るためには、図5(b)に示すように、主走査方向支軸
12、12を中心にレンズアレイ3を一方側に微小な角
度θ 3傾斜させることにより実現可能となる。この場
合、例えば、レンズアレイ3が図3(a)のAの位置で
潜像が形成された後Bで示す位置で潜像が形成される間
に感光体14の回転により移動する感光体上の移動距離
をZμmとし、レンズアレイ3を主走査方向支軸12、
12を中心に傾斜角を有さない基準位置、図5(a)中
実線Cで表されている位置、から線Dで表された位置ま
で角度θ3傾斜させる場合、角度θ3を前述の角度θ1
等しい値(θ3=θ1)に設定した場合、信号光がロッド
レンズから出射されるとき及びこれから感光体上に結像
されるまでのずれ量をそれぞれz1及びz2(Z=z1
2)とすると、上述の図3(a)の場合と同様に、z1
=7.41μm及びz2=13.74μmが得られ、従
ってZ=21.15μmが得られる。
【0019】従って、レンズアレイ3が副走査方向支軸
11、11に対してAの位置で且つ主走査方向支軸1
2、12に対してCの位置(以下単に「AC位置」とい
う)にある状態でLEDアレイのピッチPのLEDから
信号光が発生されると、信号光は感光体14上に集光さ
れてPのピッチの潜像が形成された後、感光体が上記Z
の距離分(21.15μm)回転された状態で、レンズ
アレイ3が支軸12に対してBの位置で且つ主走査方向
支軸12、12に対してDの位置(以下単に「BD位
置」という)にある状態でLEDから信号光が発生され
ると、信号光は感光体上に形成されたピッチPの潜像間
にやはりピッチPで集光されて、合成状にLEDのピッ
チの半分のピッチ(P/2)で潜像が図4(b)に示す
ように同一ライン上に形成される。ここで、AC位置の
レンズアレイにより形成された潜像は黒のドットで示さ
れており、BD位置で形成された潜像は白のドットで示
されている。
【0020】このように、レンズアレイ3をAC位置で
感光体14上に潜像を形成後、感光体が一定距離回転し
た状態で、BDの位置で潜像を形成することにより、後
者の潜像は前者の潜像の同一ライン上の間に合成状に形
成される。このように、本発明のLEDプリントヘッド
によれば、レンズアレイを一の位置とこれから一定の角
度回動変位させた他の位置との間で反復的に変位させな
がら潜像を形成させるので、LEDの配設ピッチPに対
して実質的に2倍の解像度の潜像、従って印刷画像、を
形成することができる。
【0021】尚、上述の実施例では第1及び第2変位機
構をレンズアレイとケーシングとの間に設けて、これら
の変位機構を伸縮作動させることによりレンズアレイを
感光体に対して変位させるように構成したが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば、第1及び第2
変位機構を感光体に対して一定の位置関係にある静止体
とケーシングとの間に設けて感光体に対して反復変位さ
せるように構成することも可能なことはいうまでもな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるLEDプリントヘッドの
概略断面図である。
【図2】図1のLEDプリントヘッドのレンズアレイの
斜視図である。
【図3】図1のLEDプリントヘッドの作用を示す線図
である。
【図4】感光体上に形成される潜像の位置関係を示す説
明図である。
【図5】図1のLEDプリントヘッドの他の作用を示す
線図である。
【図6】従来のLEDプリントヘッドの概略構成図であ
る。
【符号の説明】
1 LEDプリントヘッド 2 回路基板 3 レンズアレイ 5 第1変位機構 6 第2変位機構 7 支持体 11 副走査方向支軸
───────────────────────────────────────────────────── 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 H04N 1/036 A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に電気回路が形成された回路基板と、
    前記電気回路に接続されたLEDの列から成るLEDア
    レイと、前記LEDアレイと平行な軸を中心に回転され
    る感光体と、前記感光体に対し変位可能に設けられたロ
    ッドレンズの列から成るレンズアレイと、前記感光体に
    対して前記レンズアレイを変位せしめる駆動機構とを備
    え、前記レンズアレイは前記駆動機構により一方側に変
    位された第1位置と該位置から微小角度他方側へ変位さ
    れた第2位置との間で反復変位されることを特徴とする
    LEDプリントヘッド。
  2. 【請求項2】前記レンズアレイは前記LEDアレイに平
    行な主走査方向軸とこれに直行する副走査方向軸を中心
    に回動変位される請求項1に記載のLEDプリントヘッ
    ド。
  3. 【請求項3】前記駆動機構は前記電気回路を介した電気
    信号によるLEDからの発光と位相を合わせて反復変位
    される請求項1に記載のLEDプリントヘッド。
JP32507094A 1994-12-27 1994-12-27 Ledプリントヘッド Pending JPH08174905A (ja)

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JP32507094A JPH08174905A (ja) 1994-12-27 1994-12-27 Ledプリントヘッド

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