JPH0958050A - 発光ダイオードアレイヘッド - Google Patents

発光ダイオードアレイヘッド

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JPH0958050A
JPH0958050A JP21621095A JP21621095A JPH0958050A JP H0958050 A JPH0958050 A JP H0958050A JP 21621095 A JP21621095 A JP 21621095A JP 21621095 A JP21621095 A JP 21621095A JP H0958050 A JPH0958050 A JP H0958050A
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JP
Japan
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light
emitting diode
shielding member
diode array
lens
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JP21621095A
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Inventor
Hiroshi Koizumi
小泉  博
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各LEDアレイチップ間での光束のクロスト
ークを低減するために、レンズアレイの各レンズ素子間
に設けた光遮蔽板がゴースト光を生ずる原因となること
を防止した発光ダイオードアレイヘッドを得る。 【解決手段】 LEDアレイチップ10とレンズアレイ
2で構成され、レンズアレイ2の各レンズ素子20の間
に配置された光遮蔽部材11の光遮蔽面が曲面をなし、
光遮蔽面の光軸方向に垂直な面内における接線21が、
レンズの並びの方向に垂直な面22に対し角度をもち、
光遮蔽部材11の形状がLEDアレイ1に沿う線に対し
対称である。光遮蔽面はレンズアレイ2のレンズの並び
の方向に垂直な面に対して角度をもつ平面でもよい。L
EDアレイに沿う線に対して両側に一定の角度以上の角
度をもって出射した光は、光遮蔽面でLEDアレイに沿
う線に対して両側に振り分けられ、レンズ素子に入射す
ることはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード
(以下「LED」という)プリンタ、デジタル複写機、
ファクシミリ等において光書込ヘッドとして適用可能な
LEDアレイヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル複写機、プリンタ、ファクシミ
リ等において、感光体上に文字等の画像を形成するため
に光書込ヘッドが用いられる。光書込ヘッドの一方式と
して、複数の発光源としてのLEDを有するLEDアレ
イチップと、このLEDアレイチップに対向させて配置
された複数のレンズ素子からなるレンズアレイとで構成
されたLEDアレイヘッドがある。
【0003】複数のLEDを具備したLEDアレイヘッ
ドによる光書込ヘッドを用いれば、半導体レーザ(L
D)とポリゴンミラー等による走査光学系を用いたラス
ター走査方式に比べ、騒音がなく、振動に対する信頼性
が高く、また、小型化に有利といったメリットがある。
その反面、1ライン内での光量のばらつきが大きく、ビ
ームスポット形状が各ドット間で不均一になり易いとい
った問題がある。
【0004】このような問題を解決する手段として、図
7に示すようなLEDアレイヘッドが考えられている。
図7において、複数のレンズ素子20が一方向に配列さ
れた形で一体成形されることによりレンズアレイ2が構
成されており、また、複数のLEDをグループ分けして
複数のLEDアレイチップ10とし、この複数のLED
アレイチップ10が上記レンズアレイ2と同じ方向に配
列されることによりLEDアレイ1が構成されている。
レンズアレイ2とLEDアレイ1は一定の間隔をおいて
互いに対向した形に配置されており、また、LEDアレ
イチップ10はレンズ素子20の配列の周期に一致させ
て配置されている。レンズアレイ2とLEDアレイ1と
の対向空間には、各レンズ素子20間に光遮蔽板S1,
S2が設けられている。光遮蔽板S1,S2は各LED
アレイチップ10間での光束のクロストークを低減する
ためのもので、光軸方向に延びている。図7において符
号3は、例えば感光体の感光面などの像面を示してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に各LEDアレイチップ10間に光遮蔽板S1,S2を
設けたものでは、図7に示すように、LEDアレイチッ
プ10から出て光遮蔽板S1,S2で反射した光束が像
面3上に結像するゴースト光を発生し易いといった問題
がある。
【0006】すなわち、図7において、例えば一つのL
EDアレイチップ10のa点より発光した光束は、レン
ズ素子20を通過後、像面3上においてレンズ素子20
を挟み上記a点と対向するa’点に結像するのが望まし
いが、一部の光束は光遮蔽板S1,S2で反射され、レ
ンズ素子20を経て像面3上のb’点及びc’点に結像
される。このb’点及びc’点の像は、上記a点が存在
するLEDアレイチップ10とは異なるLEDアレイチ
ップ10のそれぞれb点及びc点を虚物点(虚発光点)
とするゴースト光である。こうしたゴースト光は像面3
に形成される画像、ひいては出力画像の品質を著しく劣
化させる要因となるため、ゴースト光を除去する手段が
必要となった。
【0007】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、各LEDアレイチップ
間での光束のクロストークを低減するために、レンズア
レイの各レンズ素子間に設けた光遮蔽板がゴースト光を
生ずる原因となることを防止することができる発光ダイ
オードアレイヘッドを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
LEDアレイチップとレンズアレイで構成され、レンズ
アレイの各レンズ素子の間に光遮蔽部材が配置されてな
るLEDアレイヘッドにおいて、上記光遮蔽部材の光遮
蔽面が曲面をなしており、この光遮蔽面の光軸方向に垂
直な面内における接線が、レンズの並びの方向に垂直な
面に対して角度をもち、光遮蔽部材の形状がLEDアレ
イに沿う線に対して対称であることを特徴とする。LE
Dから出射し、レンズ素子に入射する光以外の光のう
ち、LEDアレイに沿う線に対して両側に一定の角度以
上の角度をもって出射した光は、光遮蔽部材の光遮蔽面
でLEDアレイに沿う線に対して両側に振り分けられ、
レンズ素子に入射することはなく、上記一定の角度より
も小さい角度で出射した光は、曲面をなす光遮蔽面によ
り発散され、像面上にゴースト像が形成されることはな
い。
【0009】請求項2記載の発明は、LEDアレイチッ
プとレンズアレイで構成され、レンズアレイの各レンズ
素子の間に光遮蔽部材が配置されてなるLEDアレイヘ
ッドにおいて、上記光遮蔽部材の光遮蔽面が、レンズア
レイのレンズの並びの方向に垂直な面に対して角度をも
つ平面であり、光遮蔽部材の形状がLEDアレイに沿う
線に対して対称であることを特徴とする。LEDから出
射し、レンズ素子に入射する光以外の光のうち、LED
アレイに沿う線に対して両側に一定の角度以上の角度を
もって出射した光は、光遮蔽部材の光遮蔽面でLEDア
レイに沿う線に対して両側に振り分けられ、レンズ素子
に入射することはなく、上記一定の角度よりも小さい角
度で出射した光は、平面をなす光遮蔽面により発散さ
れ、像面上にゴースト像が形成されることはない。
【0010】請求項3記載の発明は、請求項1における
LEDアレイヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、光
軸方向に延びる楕円柱状であることを特徴とする。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項2における
LEDアレイヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、光
軸方向に延びる角柱状であることを特徴とする。
【0012】請求項5記載の発明は、請求項1における
LEDアレイヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、菱
形の各辺を内側に凸となる2次曲線で置き換えた断面形
状を持ち、光軸方向に延びる柱状であることを特徴とす
る。
【0013】請求項6記載の発明は、請求項1における
LEDアレイヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、光
軸方向に延びる楕円錘状であることを特徴とする。
【0014】請求項7記載の発明は、請求項2における
LEDアレイヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、光
軸方向に延びる角錐状であることを特徴とする。
【0015】請求項8記載の発明は、請求項1における
LEDアレイヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、菱
形の各辺を内側に凸となる2次曲線で置き換えた断面形
状を持ち、光軸方向に延びる錘状であることを特徴とす
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかるLEDアレイヘッドの実施形態について説明す
る。本発明の一実施形態を図1に示す。図1において、
符号2はレンズアレイを示しており、このレンズアレイ
2は複数のレンズ素子20が一方向に配列された形で一
体成形されることにより構成されている。また、符号1
はLEDアレイを示しており、このLEDアレイ1は、
複数のLEDをグループ分けして複数のLEDアレイチ
ップ10とし、この複数のLEDアレイチップ10が上
記レンズアレイ2と同じ方向に配列されることにより構
成されている。レンズアレイ2とLEDアレイ1は一定
の間隔をおいて互いに対向した形に配置されており、ま
た、LEDアレイチップ10はレンズ素子20の配列の
周期に一致させて配置されている。
【0017】LEDアレイ1を構成する各LEDは、そ
の配列順序に情報信号に応じてオン・オフ制御され、い
わゆる固体走査が行われる。一つのLEDがオンして発
光すると、その光は対応するレンズ素子20によって図
示されない感光体の感光面からなる像面上に結像され
る。従って、上記固体走査を行いながらこの固体走査方
向に直交する方向に上記感光面を移動させれば、感光面
上に所定の画像を潜像として形成することができ、この
潜像をトナーで現像し、これを転写紙に転写して定着す
れば、転写紙に所定の画像を形成することができる。
【0018】図1において、レンズアレイ2とLEDア
レイ1との対向空間には、各レンズ素子20間に、それ
ぞれのレンズ素子20に対応するLEDアレイチップ以
外のLEDアレイチップから届く不要な光が直接レンズ
素子20に入射するのを防ぐための光遮蔽部材11が設
けられている。光遮蔽部材11は楕円柱状に形成されて
光軸方向に延びており、楕円形の横断面の長軸がLED
アレイ1およびレンズアレイ2方向に直交する方向、換
言すればレンズアレイ2の幅方向に向いている。光遮蔽
部材11の表面は光遮蔽面をなしており、かつ光遮蔽部
材11は上記のように楕円柱状であることから、上記光
遮蔽面は曲面をなしている。図1において符号21を付
した矢印は、上記光遮蔽面の光軸方向に垂直な面内にお
ける接線を示す。また、符号22はレンズの並びの方向
に垂直な面を示す。光遮蔽面は曲面であることから、上
記接線21は、レンズの並びの方向に垂直な面22と平
行ではなく、上記面22に対して角度をもっている。ま
た、光遮蔽部材11は楕円柱状であり、上記のように配
置されているため、光遮蔽部材11の形状はLEDアレ
イ1に沿う線に対して対称になっている。
【0019】以上説明した実施形態によれば、光遮蔽部
材11を惰円柱状にしてその光遮蔽面を曲面とし、光遮
蔽部材11の形状をLEDアレイ1に沿う線に対して対
称にしたことにより、LEDから出射し、レンズ素子2
0に入射する光以外の光のうち、LEDアレイ1に沿う
線に対して両側(図1において上下)に一定の角度以上
の角度をもって出射した光は、光遮蔽部材11の光遮蔽
面でLEDアレイ1に沿う線に対して両側に振り分けら
れ、レンズ素子20に入射することはなく、上記一定の
角度よりも小さい角度で出射した光は、曲面をなす光遮
蔽面により発散され、像面上に結像することを防ぐこと
ができ、像面上にゴースト像が形成されることはない。
なお、光遮蔽部材11を円柱状にしても所期の効果を得
ることができる。
【0020】次に、本発明にかかるLEDアレイヘッド
の各種実施形態について説明する。ただし、何れの実施
形態も、LEDアレイとレンズアレイの構成は同じであ
り、光遮蔽部材の構成が異なるのみであるから、光遮蔽
部材の構成について重点的に説明することにする。
【0021】図2に示す実施形態では、光遮蔽部材12
を角柱状にして光遮蔽面を平面とし、光遮蔽部材12の
横断面における対角線をLEDアレイ1に沿う線と一致
させかつ光遮蔽部材12を光軸方向に延びた形で配置
し、光遮蔽部材12の光遮蔽面をLEDアレイ1に沿う
線に対して上下対称の平面としたものである。光遮蔽部
材12は上記のように配置されているため、その光遮蔽
面は、図2に矢印23で示すように、レンズアレイ2の
並びの方向に垂直な面22に対して角度をもつ平面とな
っている。
【0022】上記実施形態によれば、LEDから出射
し、レンズ素子20に入射する光以外の光のうち、LE
Dアレイ1に沿う線に対して両側(図2において上下)
に一定の角度以上の角度をもって出射した光は、光遮蔽
部材12の光遮蔽面でLEDアレイ1に沿う線に対して
両側に振り分けられ、レンズ素子20に入射することは
なく、また、上記角度よりも小さい角度で出射した光も
光遮蔽面により上下に振り分けられるため、レンズ素子
20に入射したとしても像面上に結像する光量を少なく
することができる。これらにより、像面上にゴースト像
が形成されることを防止することができる。
【0023】図3に示す実施形態は、光遮蔽部材13
を、横断面形状菱形の各辺を内側に凸となる(従って、
外観上は凹面となる)2次曲線で置き換えた断面形状を
もち、光軸方向に延びる柱状とし、菱形の横断面の対角
線がLEDアレイ1に沿う線と重なるように配置して、
光遮蔽部材13の形状をLEDアレイ1に沿う線に対し
て対称にしたものである。この実施形態によれば、光遮
蔽部材13の外観上凹面からなる曲面が光遮蔽面とな
り、図1、図2に示す実施形態の光遮蔽部材よりも中心
付近の光を上下へ振り分ける角度を大きくでき、像面上
にゴースト像が形成されることをより有効に防止するこ
とができる。
【0024】図4に示す実施形態は、光遮蔽部材14を
光軸方向に延びる楕円錘状とするとともに、惰円錐の先
端をLEDアレイ側に向けて、また、楕円の横断面の長
軸をLEDアレイ1の方向に直交する方向に向けて配置
したものである。光遮蔽部材14の形状は、LEDアレ
イ1に沿う線に対して対称になっている。このように、
光遮蔽部材14を楕円錘状とすることにより、光遮蔽部
材14の中心付近の光を上下へ振り分ける角度を大きく
でき、像面上にゴースト像が形成されることをより有効
に防止することができる。光遮蔽部材14の形状は、円
錐状であっても所期の効果を得ることができる。
【0025】図5に示す実施形態は、光遮蔽部材15を
光軸方向に延びる四角錘状とするとともに、四角錐の先
端をLEDアレイ側に向け、かつ、横断面四角形の対角
線をLEDアレイ1に沿う線と重ねて配置したものであ
る。光遮蔽部材15の形状は、LEDアレイ1に沿う線
に対して対称になっている。この実施形態でも光遮蔽部
材15の中心付近の光を上下へ振り分ける角度を大きく
でき、像面上にゴースト像が形成されることをより有効
に防止することができる。光遮蔽部材15の形状は、六
角錐あるいは八角錐であってもよく、要は、LEDアレ
イ1に沿う線に対して対称になっていればよい。
【0026】図6に示す実施形態は、図5に示す実施形
態における光遮蔽部材15の各光遮蔽面を内側に凸とな
る2次曲線で置き換えた断面形状をもち(従って、外観
上は凹面となる)、光軸方向に延びる錘状とするととも
に、先端をLEDアレイ側に向けて配置したものであ
る。光遮蔽部材15の形状は、LEDアレイ1に沿う線
に対して対称になっている。この実施形態でも、光遮蔽
部材よりも中心付近の光を上下へ振り分ける角度を大き
くでき、像面上にゴースト像が形成されることをより有
効に防止することができる。
【0027】なお、光遮蔽部材の光遮蔽面には光の反射
防止膜を形成するなど、反射防止手段を施すことが望ま
しい。
【0028】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、LEDア
レイチップとレンズアレイで構成され、レンズアレイの
各レンズ素子の間に光遮蔽部材が配置されてなるLED
アレイヘッドにおいて、上記光遮蔽部材の光遮蔽面を曲
面とし、この光遮蔽面の光軸方向に垂直な面内における
接線が、レンズの並びの方向に垂直な面に対して角度を
もち、光遮蔽部材の形状をLEDアレイに沿う線に対し
て対称としたことから、LEDから出射し、レンズ素子
に入射する光以外の光のうち、LEDアレイに沿う線に
対して両側に一定の角度以上の角度をもって出射した光
は、光遮蔽部材の光遮蔽面でLEDアレイに沿う線に対
して両側に振り分けられ、レンズ素子に入射することは
なく、上記一定の角度よりも小さい角度で出射した光
は、曲面をなす光遮蔽面により発散され、画像品質に悪
影響を及ぼすゴースト光を容易に除去することができ
る。
【0029】請求項2記載の発明によれば、LEDアレ
イチップとレンズアレイで構成され、レンズアレイの各
レンズ素子の間に光遮蔽部材が配置されてなるLEDア
レイヘッドにおいて、上記光遮蔽部材の光遮蔽面を、レ
ンズアレイのレンズの並びの方向に垂直な面に対して角
度をもつ平面とし、光遮蔽部材の形状をLEDアレイに
沿う線に対して対称としたことから、LEDから出射
し、レンズ素子に入射する光以外の光のうち、LEDア
レイに沿う線に対して両側に一定の角度以上の角度をも
って出射した光は、光遮蔽部材の光遮蔽面でLEDアレ
イに沿う線に対して両側に振り分けられ、レンズ素子に
入射することはなく、上記一定の角度よりも小さい角度
で出射した光は、平面をなす光遮蔽面により発散され、
画像品質に悪影響を及ぼすゴースト光を容易に除去する
ことができる。
【0030】請求項3記載の発明によれば、光遮蔽面の
形状を楕円柱状としたことにより、光遮蔽部材よりも中
心付近の光をLEDアレイに沿う線に対して両側へ振り
分ける角度を大きくでき、像面上にゴースト像が形成さ
れることをより有効に防止することができる。
【0031】請求項4記載の発明によれば、光遮蔽部材
を角柱状とすることにより、光遮蔽部材の中心付近の光
をLEDアレイに沿う線に対して両側へ振り分ける角度
を大きくでき、像面上にゴースト像が形成されることを
より有効に防止することができる。また、光遮蔽面が平
面であるため、光遮蔽面が曲面の光遮蔽部材に比べて製
作が容易となる利点もある。
【0032】請求項5記載の発明によれば、光遮蔽部材
を光軸方向に延びる四角錘状としたことにより、光遮蔽
部材の中心付近の光をLEDアレイに沿う線に対して両
側へ振り分ける角度を大きくでき、像面上にゴースト像
が形成されることをより有効に防止することができる。
【0033】請求項6記載の発明によれば、光遮蔽面の
形状が楕円錘状であるため、光遮蔽部材の中心付近の光
をLEDアレイに沿う線に対して両側に振り分ける角度
を大きくすることができ、像面上にゴースト像が形成さ
れることをより有効に防止することができる。
【0034】請求項7記載の発明によれば、光遮蔽面の
形状が角錘状であるため、光遮蔽部材の中心付近の光を
LEDアレイに沿う線に対して両側に振り分ける角度を
大きくすることができ、像面上にゴースト像が形成され
ることをより有効に防止することができる。
【0035】請求項8記載の発明によれば、光遮蔽面の
形状が、菱形の各辺を内側に凸となる2次曲線で置き換
えた断面形状を持つ錘状であるため、光遮蔽部材の中心
付近の光をLEDアレイに沿う線に対して両側に振り分
ける角度を大きくすることができ、像面上にゴースト像
が形成されることをより有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるLEDアレイヘッドの一実施形
態を示す斜視図である。
【図2】本発明にかかるLEDアレイヘッドの別の実施
形態を示す斜視図である。
【図3】本発明にかかるLEDアレイヘッドのさらに別
の実施形態を示す斜視図である。
【図4】本発明にかかるLEDアレイヘッドのさらに別
の実施形態を示す斜視図である。
【図5】本発明にかかるLEDアレイヘッドのさらに別
の実施形態を示す斜視図である。
【図6】本発明にかかるLEDアレイヘッドのさらに別
の実施形態を示す斜視図である。
【図7】従来のLEDアレイヘッドの例を示す平面図で
ある。
【符号の説明】
1 LEDアレイ 2 レンズアレイ 10 LEDアレイチップ 11 遮蔽部材 12 遮蔽部材 13 遮蔽部材 14 遮蔽部材 15 遮蔽部材 16 遮蔽部材 20 レンズ素子 21 光遮蔽面の光軸方向に垂直な面内における接線 22 レンズの並び方向に垂直な面

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の発光源を有する発光ダイオードア
    レイチップと複数のレンズ素子からなるレンズアレイで
    構成され、レンズアレイの各レンズ素子の間に、それぞ
    れのレンズ素子に対応する発光ダイオードアレイチップ
    以外の発光ダイオードアレイチップから届く不要な光が
    直接レンズ素子に入射するのを防ぐための光遮蔽部材が
    配置されてなる発光ダイオードアレイヘッドにおいて、 上記光遮蔽部材の光遮蔽面は曲面をなしており、この光
    遮蔽面の光軸方向に垂直な面内における接線が、レンズ
    の並びの方向に垂直な面に対して角度をもち、光遮蔽部
    材の形状が発光ダイオードアレイに沿う線に対して対称
    であることを特徴とする発光ダイオードアレイヘッド。
  2. 【請求項2】 複数の発光源を有する発光ダイオードア
    レイチップと複数のレンズ素子からなるレンズアレイで
    構成され、レンズアレイの各レンズ素子の間に、それぞ
    れのレンズ素子に対応する発光ダイオードアレイチップ
    以外の発光ダイオードアレイチップから届く不要な光が
    直接レンズ素子に入射するのを防ぐための光遮蔽部材が
    配置されてなる発光ダイオードアレイヘッドにおいて、 上記光遮蔽部材の光遮蔽面は、レンズアレイのレンズの
    並びの方向に垂直な面に対して角度をもつ平面であり、
    光遮蔽部材の形状が発光ダイオードアレイに沿う線に対
    して対称であることを特徴とする発光ダイオードアレイ
    ヘッド。
  3. 【請求項3】 請求項1における発光ダイオードアレイ
    ヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、光軸方向に延び
    る楕円柱状であることを特徴とする発光ダイオードアレ
    イヘッド。
  4. 【請求項4】 請求項2における発光ダイオードアレイ
    ヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、光軸方向に延び
    る角柱状であることを特徴とする発光ダイオードアレイ
    ヘッド。
  5. 【請求項5】 請求項1における発光ダイオードアレイ
    ヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、菱形の各辺を内
    側に凸となる2次曲線で置き換えた断面形状をもち、光
    軸方向に延びる柱状であることを特徴とする発光ダイオ
    ードアレイヘッド。
  6. 【請求項6】 請求項1における発光ダイオードアレイ
    ヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、光軸方向に延び
    る楕円錘状であることを特徴とする発光ダイオードアレ
    イヘッド。
  7. 【請求項7】 請求項2における発光ダイオードアレイ
    ヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、光軸方向に延び
    る角錐状であることを特徴とする発光ダイオードアレイ
    ヘッド。
  8. 【請求項8】 請求項1における発光ダイオードアレイ
    ヘッドにおいて、光遮蔽部材の形状が、菱形の各辺を内
    側に凸となる2次曲線で置き換えた断面形状を持ち、光
    軸方向に延びる錘状であることを特徴とする発光ダイオ
    ードアレイヘッド。
JP21621095A 1995-08-24 1995-08-24 発光ダイオードアレイヘッド Pending JPH0958050A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004454A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 灯器及び灯器の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010004454A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 灯器及び灯器の製造方法

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