JPS636516A

JPS636516A - 光書込み装置

Info

Publication number: JPS636516A
Application number: JP14941986A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Hirano; 亮一平野; Kazuo Maruyama; 和雄丸山; Tsuneo Nozuna; 野網　恒雄; Takeshi Sumikawa; 済川　健; Toshiro Yamamoto; 山本　敏郎; Toru Okamoto; 徹岡本; Koji Adachi; 康二足立
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1988-01-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野ＬＥＤアレイを用いた光書込み装置に関する。

従来の技術最近の情報処理技術の進歩は目覚ましいものがあり、そ
れに伴ない出力装置の一種でめる印字装置に対して高密
度、高速性、ざらには高印字品質が要求されている。こ
れ等の性能を満足する印字装置として電子写真方法、光
書込み装置としてレーザーと偏向変調装置とを用いたレ
ーザービームプリンター（ＬＢＰ）あるいは光フアイバ
ー管を用いたＯＦＴプリンターが実用化されている。

しかしながら、上記のＬＢＰ及びＯＦＴプリンターは共
に非常に高価で、装置自体も大型でおることが普及を妨
げる大きな原因となっている。これ等の問題点を解決す
るために、中小型で安価なプリンターとして、発光ダイ
オード列とそれに対向する結像レンズとしての集光性ロ
ッドレンズアレイ、即ち、セルフォックレンズを用いた
ＬＥＤプリンター、および−様発光源と液晶シャツター
と結像レンズ等を用いた液晶ライトバルブプリンターが
提案されている。

第６図に、上記の光書込み装置を使用した電子写真式プ
リンターの構成を示す。このような電子写真式プリンタ
ーでプリントするためには、光書込み装置３の発光手段
を画像信号によって選択的に発光させ、その光をセルフ
ォックレンズによって感光体１上で一直線上に結像させ
て感光体１に静電層＠を形成する。その後は、この静電
潜像に現象装置４によってトナーを付着ざぜ、次いでこ
のトナーを転写コロトロン５によって記録紙８に転写後
、定着器６を通して定着される。その後、感光体１はク
リーニング装置７によって浄化される従来より、ＬＥＤチップ列を発光手段とした光書込み装
置には、光書込み装置の小型化を図るために、結像手段
として集光性ロッドレンズアレイ、即ち、セルフォック
レンズが使用されている。従来、市販のセルフォックレ
ンズには開口角２０°、９°、６°のものがおる。

発明が解決しようとする問題点セルフォックレンズの使用の上での問題点の１つに焦点
深度が浅いという点がある。

第７図は、発光部面９と感光体面１１の間にセルフォッ
クレンズ１０を取付けた時に考えられる、ズレの１つで
ある片側ズレの状態を示しており、この片側ズレ（Δｇ
）によって画像のボケの様子を開口角２０’、９°、６
°のセルフォックレンズの場合それぞれについて示した
ものが第８図である。図に示すようにセルフォックレン
ズの開口角が広くなると、焦点深度が著しく浅くなる。

このように光書込み装置の光の取立の効率化を図るため
には、焦点深度の深い低開口角のセルフォックレンズを
使用することが好ましいが、−方、開口角が狭くなると
、光の利用効率が低下し、開口角２０’のセルフォック
レンズを基準とすると、開口角９°及び６°の場合にお
ける利用効率は、それぞれ１１５．１／１５に低下する
。そのために低開口角のセルフォックレンズを使用する
場合には、高速光プリンターへの採用が困難であった。

本発明は上記問題点に檻みなされたもので、その目的は
、低開口角のセルフォックレンズを使用した場合のＬＥ
Ｄからの光の利用効率を改善することにより、セルフォ
ックレンズの焦点深度が深く、且つ高速光プリンターへ
の採用ができる光書込み装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段本発明の光書込み装置は、基板上に複数個のＬＥＤチッ
プを直線上に配列したＬＥＤアレイヘッドと、該ＬＥＤ
チップ列の発光面に配設したシリンドリカルレンズと、
該シリンドリカルレンズを介してＬＥＤアレイヘッドに
対向して設けられた集光性ロッドレンズアレイとを具備
してなることを特徴とする。

以下、本発明の光書込み装置を実施例に対応する第１図
ないし第３図によってより詳細に説明する。本発明の光
書込み装置において、複数個のＬＥＤチップ１３は基板
１２上に直線状に配列されてＬＥＤアレイヘッド本体を
構成している。このピＥＤチップ列の発光面に密接又は
近接した状態で、ＬＥＤの放射発光パターンをＬＥＤチ
ップ発光面の垂直方向に絞り込む為のシリンドリカルレ
ンズ１８が配設されている。−方、シリンドリカルレン
ズを通して発光する、画像信号に応じたしＥＤチップ列
の発光パターンを感光体上に結像するための集光性ロッ
ドレンズアレイ、即ち、セルフォックレンズ１０が支持
手段１５及び１６によってＬＥＤアレイヘッドに所定の
距離をへだてて対向するように支持されている。　不発
明においては、ＬＥＤチップの発光面とセルフォックレ
ンズの入射面との間の距離は、シリンドリカルレンズの
焦点距離に応じて、シリンドリカルレンズが存在しない
場合の本来の距離（即ちセルフォックレンズの中心部か
らＴＣ／２の距離）から、その分ずらすことが望ましい
。

作用本発明の作用を第４図及び第５図によって説明する。Ｌ
ＥＤチップの発光部からの光の配光特性は第４図に示す
ように垂直軸からかなり大きな角度まで大きな光束密度
をもっている。

本発明においては、ＬＥＤチップの発光部にシリンドリ
カルレンズ１８が配置されているから、発光面の垂線か
ら大きな離れた角度の方向に進んだ光が、シリンドリカ
ルレンズによって垂線方向に屈折され、その結果、第５
図に示すように、シリンドリカルレンズの無い場合（第
４図の軸を書換えたもの）に比べ、垂線方向の光束密度
が増加し、セルフォックレンズの入射光が多くとれるこ
とになる。

実施例第１図ないし第３図によって本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明におけるＬＥＤチップを用いた光書込
み装置の概略の断面図である。ＬＥＤチップ１３は基板
１２上に配列され、またＬＥＤチップの両側にはＬＥＤ
ドライブ用のＩＣ１４が装着されており、そして、ＬＥ
Ｄチップとドライブ用ＩＣ１４とはワイヤポンディング
によって連結されている。セルフォックレンズ１０は、
セルフォックレンズ支持部材１５及び１６によってＬＥ
Ｄチップから所定の距離をおいて対向するように基板１
２に固定されている。１７はＬＥＤ及びドライブ用ＩＣ
から発生する熱を放熱するための冷却用のフィンである
。

本発明の特徴であるＬＥＤチップ部分を第１図に示す。

第１図において、１３はＬＥＤチップであってＧａＡＳ
ＰヤＧａＡ、ｌｌ　Ａｓ等を主材料として構成されてい
る。

ＧａＡＳＰを用いた場合を例にとると、背面電極２２は
Ｎ−電極であり、ｎ−ＧａＡＳＩ板２５の板面５設けら
れている。ｎ−ＧａＡＳ基板２５上にはエピタキシャル
成長によって形成されたｎ−ＧａＡＳＰ層２４が設けら
れており、その発光部２１にはＺｎを拡散させたＰ型部
が形成されている。

Ｐ−Ｎ接合部の一部にはＰ−電極１９が設けられている
。２３は絶縁膜であってＰ−電極がＰ−Ｎ接合部以外の
ＧＳＡＳＰ層を接触することを防いでいる。

１８は本発明の特徴をなすシリンドリカルレンズで必っ
て、ＬＥＤチップの発光面に密接あるいは近接ざぜた状
態で配置されており、適当な手段、例えば、ＬＥＤアレ
イヘッドの長手方向の両端部等で固定されている。

シリンドリカルレンズの支持の仕方としては、第１図に
示す電極１９のように、ＬＥＤ発光部をはさんで千鳥に
配置された電極に接着して支持することも可能である。

上記ＬＥＤチップにおけるＰ−電極１９、Ｎ−電極２２
間に順方向電圧を印加するとＰ−Ｎ接合部において、赤
色光が発生する。画像信号に応じて発光するＬＥＤチッ
プからの放射光は、シリンドリカルレンズ１８を通るこ
とによってＬＥＤ発光面の垂直方向に絞り込まれ、した
がって、シリンドリカルレンズを通して発光する発光パ
ターンはセルフォックレンズ１０の入射面に効率よく導
かれることになる。

第３図は、本発明の他の実施例を示すものであって、Ｌ
ＥＤアレイヘッドにおけるＬＥＤチップ列の発光部２１
に円柱状のシリンドリカルレンズ１８１が設置されてい
る。

本発明において、シリンドリカルレンズの断面形状は半
円や円型の他、前記第８図に示されるような円柱状のシ
リンドリカルレンズも採用しうるが、それらの形状につ
いては、採用するセルフォックレンズによって決まる。

即ち、ＬＥＤチップ発光面から、ある距離をへだてた所
に位置するセルフォックレンズの入射面に、光束が集中
するようにレンズ表面の曲率が決定される。

発明の効果本発明の光書込み装置は、上記の構成を有するから、Ｌ
ＥＤチップの発光部から発光する光を効率よくセルフォ
ックレンズに導゛くことができる。

したがって、低開口角のセルフォックレンズを使用した
場合、高速の光プリンターに適用することが可能になり
、従来の光書込み装置を用いた場合に比して、より高速
な光プリンター記録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は、不発明の光書込み装置にお
けるＬＥＤチップの拡大断面及び平面図であり、第２図
は、本発明の光書込み装置の構成を説明するための概略
断面図でおり、第３図は、本発明の光書込み装置におけ
るＬＥＤチップの他の実施例の拡大断面図であり、第４
図は、ＬＥＤチップの発光部からの光の配光特性を示す
グラフであり、第５図は、シリンドリカルレンズが存在
する場合と存在しない場合におけるＬＥＤチップの発光
部からの光の相対光束密度を示すグラフでおり、第６図
は、光プリンターの概略の構成を示す説明図であり、第
７図は、セルフォックレンズの片側ずれの状態を示す説
明図であり、第８図は、セルフォックレンズの片側ずれ
時における焦点深度の説明図である。１・・・感光体、２・・・チャージコロトロン、３・・
・光書込み装置、４・・・現＠装置、５・・・転写コロ
トロン、６・・・定着器、７・・・クリーニング装置、
８・・・記録紙、９・・・発光部面、１０・・・セルフ
ォックレンズ、１１・・・感光体面、１２・・・基板、
１３・・・ＬＥＤチップ、１４・・・ドライブ用ＩＣ，
１５及び１６・・・セルフォックレンズ支持部材、１７
・・・冷却用フィン、１８・・・シリンドリカルレンズ
、１８１・・・円柱状シリンドリカルレンズ、１９・・
・電極、２０・・・ボンディングワイヤ、２１・・・発
光部（Ｐ−Ｎ接合部）、２２・・・背面電極、２３・・
・絶縁膜、２４・・・ＧａＡＳＰ層、２５・・・ＧａＡ
ｓ基板。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に複数個のＬＥＤチップを直線上に配列し
たＬＥＤアレイヘッドと、ＬＥＤチップ列の発光面に配
設したシリンドリカルレンズと、該シリンドリカルレン
ズを介してＬＥＤアレイヘッドに対向して設けられた集
光性ロッドレンズアレイとを具備してなることを特徴と
する光書込み装置。
（２）集光性ロッドレンズアレイの入射面とＬＥＤチッ
プの発光面との間の距離が、シリンドリカルレンズが無
い場合の距離から、シリンドリカルレンズの焦点距離分
ずれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の光書込み装置。