WO1996011110A1 - Tete d'impression a del - Google Patents

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WO1996011110A1
WO1996011110A1 PCT/JP1995/002037 JP9502037W WO9611110A1 WO 1996011110 A1 WO1996011110 A1 WO 1996011110A1 JP 9502037 W JP9502037 W JP 9502037W WO 9611110 A1 WO9611110 A1 WO 9611110A1
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WO
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led
array
lens
lens array
print head
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PCT/JP1995/002037
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Inventor
Hideo Taniguchi
Original Assignee
Rohm Co., Ltd.
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Publication date
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Priority claimed from JP999995A external-priority patent/JPH08192534A/ja
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Priority to DE69529417T priority patent/DE69529417T2/de
Priority to US08/809,670 priority patent/US5896162A/en
Priority to EP95933619A priority patent/EP0786353B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/465—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using masks, e.g. light-switching masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/45—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
    • B41J2/451—Special optical means therefor, e.g. lenses, mirrors, focusing means

Definitions

  • the present invention relates to an LED printhead for forming a latent image for image formation using an optical signal generated from an LED.
  • an electrostatic latent image is formed by irradiating the surface of a photosensitive material with an optical signal generated from a laser head using a semiconductor laser or an LED head equipped with a light emitting diode (LED).
  • An LED printer and a laser printer that form a printed image on a printing medium via the electrostatic latent image are known.
  • LED printers have attracted widespread attention recently because of their advantages such as the ability to reduce the size of the entire device compared to laser printers and the ability to reduce the manufacturing costs relatively low. L, ru. As shown in FIG.
  • this type of LED printer includes a charger 102 that charges the surface of a rotatable photosensitive drum 100 along the outer periphery thereof, and a charged photosensitive drum:
  • An LED print head 104 that forms an electrostatic latent image by irradiating a light signal on the surface of I00 according to an electric signal as an input signal, a developing device 106 that develops the formed electrostatic latent image, and With the rotation of the photosensitive drum 10 °, the transfer device 110 transfers the toner as an image forming medium onto the printing medium 108 to be moved, and heats the toner imaged on the printing medium 108
  • the fixing device includes a fixing device (not shown) for fixing by a method such as the above, a cleaner 112 for cleaning the surface of the photosensitive drum 100 and a force.
  • the LED print head 104 used in such an LED printer has a circuit board 114 in which an electric circuit is formed on an insulating substrate, and an LED mounted in a line on the circuit board 114, and an applied electric signal.
  • LED array comprising a plurality of LEDs that generate optical signals according to the LED array 16)
  • rod lens array 118 having a plurality of cylindrical lens power arrays for condensing the signal light on the photosensitive drum 100.
  • the signal light generated from the LED array 116 is collected on the surface of the charged photosensitive drum 100 via the lens array 118, and a latent image for forming an image on the printing medium 108 is formed on the photosensitive drum 100. It is configured to be formed in
  • the LED array 116 of the LED head 104 is provided with a predetermined number of LED array chips 16a, 16b, etc. formed at a constant pitch P at a constant interval 1. It is formed by providing it at a distance.
  • the LED array chips 16a, 16b, and the like include a chip substrate 122 and a plurality of LEDs 124 as light emitting elements formed on the surface of the chip substrate 122.
  • An electrode 126 made of a conductive metal is connected to the surface of the LED 124.
  • a pad electrode 128 electrically connected to a driving IC (not shown) mounted on the circuit board 114 via a wire (not shown) is formed.
  • the pitch P of 1 ⁇ 5 D124 on the LED array chip 16a, 161) is about 42 ⁇ M, of which the width W in the column direction of the LED 124 is formed, for example, to a normal size of 20 / m.
  • the LED array chip 16 The distance 1 between a, 16b, etc. should be about 6 m.
  • the cutting accuracy required for cutting into chips is " ⁇ , about ⁇ 5 ⁇ m is required. Also, when mounting the individually cut LED array chips 16a and 16b on the circuit board ⁇ , At least ⁇ 1 O ⁇ m must be taken into account as the die bonding accuracy of all types.In view of these processing accuracy, it is actually extremely difficult or impossible to obtain a resolution of 600 dpi. Power to be ⁇ understood.
  • the dimensional error when cutting the rod-shaped chip substrate into the LED array chips 16a and 16b and the die bonding onto the circuit board are required.
  • the error between the LEDs 124 on each end side of the adjacent LED array chips 16a, 16b, etc. is the same as that between the other LEDs 124 because the error of It is extremely difficult to arrange the LEDs 124 of the LED array chips 16a, 16b, etc. at a constant pitch and at a high density. They have not been able to adequately meet the demand for providing low-priced heads.
  • an LED array composed of LEDs arranged in one direction so as to be capable of selectively generating signal light, and a LED array parallel to the LED array.
  • a photoreceptor rotatably provided, a lens array including lenses arranged so as to converge signal light generated from the LED on the photoreceptor, and a lens array corresponding to the lens array.
  • a light shutter that is switched to guide a signal from the predetermined LED array to the predetermined lens array.
  • the lens array includes a first lens array and a second lens array, and the first lens array is located on one side in the main scanning direction.
  • the second lens array comprises a lens having a central optical axis with a small angle of 44 on the other side of the first lens array opposite to the tilt of the lens.
  • the first lens array includes a first lens array and a second lens array, and the first lens array is located on one side in a main scanning direction.
  • the second lens array comprises a lens having a central optical axis that is not inclined in the main scanning direction.
  • the first and second lens arrays are V-shaped at a small angle when viewed in the main scanning direction. , Or inverted V-shape.
  • the lens array includes first and second lens arrays, and the first and second lens arrays have respective lengths. It is characterized in that the sides are arranged to intersect at a small angle so as to form a certain angle with each other.
  • the LED array includes a first and a second LED array, and the first and the second LED arrays are a main drive. It is characterized by comprising LEDs arranged in a row at a constant pitch in the direction and shifted from each other by half a bit.
  • the light shutter is a liquid crystal shutter using a ferroelectric liquid crystal.
  • the light shirt is a light shirt using electro-optic ceramics.
  • an LED array composed of LEDs arranged in at least two rows of a first row and a second row, and an electrical array corresponding to the LEDs of the first row and the second row. And a lens connected in series so as to focus the signal light generated from the LED on the photosensitive surface in response to the electric signal from the driving IC. And a switching switch provided between the common electric wiring of the first LED array and the common electric wiring of the second LED array.
  • each of the LED of the first LED array and the second LED array has a main scan. It is characterized by being provided so as to be arranged at a constant pitch in the direction and shifted from each other by a half pitch.
  • FIG. 1 is a sectional view of a main part of an LED print head according to a first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 (a), (b), and (c) are schematic cross-sectional views taken along line ⁇ - ⁇ in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a main part of the lens array and optical shirt shown in FIG.
  • Figure 4 is a cross-sectional view of an optical shutter using a ferroelectric liquid crystal.
  • FIGS. 5 (a) and 5 (b) are explanatory diagrams showing the operation of the LED print head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view of an optical shirt using PLZT.
  • FIGS. 7 (a) and 7 (b) are explanatory diagrams showing the configuration of a mechanical shutter applicable to the present invention.
  • FIGS. 8 (a) and 8 (b) are explanatory diagrams showing a configuration of a lens array and a light shirt according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a rod lens array according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of an LED print head to which the rod lens array of FIG. 9 is applied.
  • FIG. 11 is an explanatory view showing the operation of the LED print head to which the rod lens array of FIG. 9 is applied.
  • FIG. 12 is a schematic sectional view of an LED print head according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view of a lens array of the LED print head of FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing the operation of the LED print head of FIG.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing a structure and operation of an LED print head according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view showing an array of LED array chips and driving ICs of the LED print head of FIG.
  • FIG. 17 is an explanatory sectional view of an LED print head according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a plan view showing the electrical connection between the LED array and the driving IC of the LED print head in FIG.
  • FIG. 19 is an explanatory view showing the operation of the LED print head of FIG.
  • FIG. 20 is a plan view showing another example of the electrical connection between the LED array of the LED print head of FIG. 17 and the driving IC.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing a configuration between main elements of a conventional LED printer.
  • FIG. 22 is a plan view of a main part showing the state of arrangement of conventional LED array chips. MODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows a schematic power of a main part of an LED print head according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • a circuit board 10 is formed of a glass epoxy-based material and is fixed to a housing 12 that houses the main elements of an LED print head. On the surface of the circuit board 10, a circuit wiring force made of a conductive material is formed in a required pattern.
  • the LED array chip 16 is electrically connected via a bonding wire 17 to a driving IC 50 (FIG. 2) arranged in parallel with these.
  • the signal generated from the LED 14 is radiated vigorously;
  • the photosensitive surface 20 is composed of a cylindrical photosensitive drum composed of 22 forces; and the housing 12 is rotatable around a vehicle in the X direction. It is provided in.
  • each rod lens 24 passes through the center of the light-emitting surface of the LED 14 at the center optical axis in the direction of a perpendicular line, that is, in the main scanning (X) direction and the sub-scanning (Zf
  • the first lens array 26a which is arranged at a slight inclination to one side in the X-axis direction by an inclination angle e with respect to the perpendicular Y d] direction, and the X-axis by an inclination angle ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ with respect to the Y direction
  • the second lens array 26b includes a second lens array 26b that is slightly inclined and arranged on the other side opposite to the one side in the direction.
  • the first lens array 26a and the second lens array 26b are arranged so that each lens has a tilt angle of 0 in the ⁇ $ ⁇ direction.
  • the optical shirt 28 has a transparent substrate 30a, 3 Ob formed on the surface in opposition, an upper substrate 32 made of glass, and these transparent electrodes 30a, 30b. It comprises a lower substrate 34 on which a transparent electrode 30c is formed, and a ferroelectric liquid crystal 36 accommodated between them, and a liquid crystal shutter composed of force. Polarizing plates 38 are attached to the outer surfaces of the upper and CTF-side substrates 32 and 34, respectively.
  • This optical shutter 28 comprises transparent electrodes 30a and 30c, and comprises a shutter area on the left side in FIG. 4, which constitutes the first optical shutter 28a, and transparent electrodes 3 Ob and 30.
  • the force ⁇ is formed integrally with the shirt evening area on the right side in FIG. 4 that constitutes the shirt evening 28b.
  • the transparent electrodes 30a and 30b are electrically connected to a signal source via a switching circuit (not shown) for selectively switching these, and the transparent electrode 30c is electrically connected to the signal source via electric wiring.
  • the first or second optical shutter 28a or 28b is opened and closed in synchronization with the selective light emission of the LED 14 by the driving IC 50.
  • the rod lenses 24 of the first lens array 26a are arranged at an angle to one side as shown in FIG. Therefore, for example, a signal light is generated from any LED 4a, the corresponding first light shutter 28a is opened, and the adjacent second light shirt 28b is closed. The light is imaged via the first lens array 26a at a position on the photosensitive surface 2 ° shifted by a distance ⁇ in the direction of inclination of the center light ⁇ 3 ⁇ 440.
  • the signal light force rather is generated from LED 14b adjacent to the LED 14 a, likewise, it is imaged at the position A 2 that are spaced apart by a unit pitch of the LED from the imaging position of the above.
  • the lens is tilted to one side with respect to Y, the signal light from £ 014 is moved to one side on the photosensitive surface 20 via the first lens array 26a (at a position shifted by 5).
  • an image is formed at the same pitch as the pitch of the LED 14 to form a latent image.
  • each central optical axis 40 is inclined at an angle of 0 to the other side opposite to the one side as shown in FIG. 5 (b). . Therefore, for example, a signal is generated from the LED 14a, the corresponding second optical shutter 28b is opened, and the first optical shutter 28a is closed. Then, the signal light is imaged via the second lens array 26b at a position B A on the photosensitive surface 20 that is shifted by a distance ⁇ 5 in the tilt direction of the central light source 40.
  • the signal light from the LED 14 is shifted to the other side on the photosensitive surface 20 by the distance ⁇ via the second lens array 26b.
  • an image is formed at the same pitch as the pitch of the LED 14, and a latent image is formed.
  • the first and second lens arrays 26a and 26b are provided in parallel with each other as viewed in the X-axis direction (see FIG. 2A), the light from one LED An image is formed at the same point via the second lens arrays 26a and 26b. Therefore, when the photosensitive drum 22 is rotating at a constant speed, the latent image on the photosensitive surface 20 formed via the second lens array 26b is formed via the first lens array 26a. The latent image is not formed on the same line, but is formed in a staggered shape as the photosensitive drum 22 rotates. Therefore, instead of this, as shown in FIG. 2 (b) or FIG.
  • the first and second lens arrays 26a and 26b are inverted V-shaped or V-shaped at a small angle when viewed in the X direction. Arrange them in a shape.
  • the second image is formed.
  • a latent image is formed by the lens array 26b, and the force of arranging the formed latent images on the same line can be obtained.
  • FIG. 2C if the rotation direction of the photosensitive drum 22 is the same as that of FIG. 2B, a latent image is first formed by the second lens array 26b, and then the first lens array 26 is formed.
  • a latent image can be formed on the same line as in the case of FIG. 2 (b).
  • the order of forming the latent images by the first and second lens arrays 26a and 26b and the rotation direction of the photosensitive drum 22 can be appropriately combined, and are not limited to the above.
  • Each rod lens 24 of the lens array 26 is tilted in one and the other direction by ⁇
  • ⁇ By providing an oblique angle of 0, an image having substantially twice the pixel density or resolution can be obtained using the LED array 18 having the LED 14 of a constant pitch.
  • a liquid crystal shutter using ferroelectric liquid crystal was used as the optical shutter 28.
  • an optical shutter using an electro-optic ceramic called PL PL shown in FIG. ⁇ ⁇
  • PL PL electro-optic ceramic
  • the optical shirt made of PL ZT shown in FIG. 6 has a flat upper glass substrate 52 having transparent electrodes 44a and 44b formed on the surface via silicon rubber 42 and a silicon rubber.
  • PL ZT46 is sandwiched between the transparent electrode 44c and the flat lower glass substrate 54 formed by force through 42, and the polarized light ⁇ 48 is adhered to the outer surfaces of the upper and lower glass substrates 52 and 54. It is formed. Even this light shirt evening Similarly to the above-described ferroelectric liquid crystal shutter, the first optical shutter 28a comprising the transparent electrodes 44a and 44c and the shutter region on the left side in FIG. 6 and the transparent electrodes 44b and 44c force. And a shutter area on the right side in the figure that constitutes the second optical shutter 28b.
  • FIG. 7 (a) shows the configuration of a mechanical optical shirt applicable to the present invention, in which a shaft 56 is provided below the first and second lens arrays 26a, 26b in accordance with an electric signal from the driving IC 50. Focus on, for example, 180.
  • An optical shutter comprising a rotatable light blocking plate 58 force.
  • FIG. 7 (b) shows a spring that can be displaced in the Z-axis direction below the first and second lens arrays 26a and 26b by a solenoid 60 that operates in response to an electric signal from the driving IC 50.
  • the optical shutter 28 is constructed using such a mechanical optical shutter, the LED array 18 from the LED 14 is used! It is sufficient to provide a signal light on the photosensitive surface via the first or second lens array 26a, 26b by each shutter in synchronization with ⁇ t. .
  • the center light beams of the lenses of the first and second lens arrays 26a and 26b are provided so as to be oblique in the long side direction of each lens array.
  • the first and second lens arrays 26c and 26c are also used as the rod lens array 26 as shown in the front and side views in FIGS. 8 (a) and 8 (b), respectively.
  • each of the first and second lens arrays 26c and 26d has an angle of 0 at one side and the other side with respect to Y ⁇ , that is, They will be arranged in 20.
  • the first and second lens arrays 26c, 26d arranged in this way, and the corresponding light shirts 28 including the first and second light shutters 28c, 28d are fixed to the housing 12. .
  • the second embodiment has the same configuration as the first embodiment except that the rod lens array 26 and the shirt 28 are configured as described above.
  • the rod lens array 26 and the shutter 28 By configuring the rod lens array 26 and the shutter 28 in this manner, the ft ⁇ generated by the LED 14 is applied to the first lens array 26c and the second lens array 26d as in the first embodiment. These images are combined to form a pixel latent image. This allows the ability to form a substantially double resolution image while using an LED array 18 of fixed pitch LEDs 14.
  • a force configured to incline the lenses of the first and second lens arrays in directions opposite to each other is not satisfied. It goes without saying that the lenses of the lens array can be provided so as not to be inclined.
  • FIG. 9 shows a perspective view of the rod lens array 26 according to the third embodiment.
  • the rod lens array 26 is composed of a pair of plate-like support members 66 formed from a glass-epoxy material and extending in the longitudinal direction, and a plurality of plate members arranged between the support members 66. It comprises a cylindrical rod lens 24 and a spacer 68 fixed between support members 66 at both ends of the arranged rod lenses 24.
  • the plurality of rod lenses 24 are fixed to one side in the longitudinal direction of the support member 66 by an epoxy resin while being inclined at a predetermined minute angle.
  • the rod lenses 24 are arranged in a staggered manner in the example shown in FIG.
  • a circuit board 10 having an electric circuit formed on a surface thereof is fixed to a housing 12 formed of a resin.
  • the circuit board 10 is provided with LEDs as elements as fixed elements in the same manner as in the first and second embodiments to form an LED array. It is equipped with multiple driving ICs for driving LEDs.
  • the rod lens array 26 is provided with a support shaft 70 at both ends in the longitudinal direction, and one support shaft 70 is rotatably supported by the housing 12. The other support 70 is connected to the rotation axis of the rotation mechanism 72, and the rotation of the rotation mechanism 72 rotates the rod lens array 26 about the rotation axis Xi passing through the support axis 70.
  • the rotation mechanism 72 is, for example, 180.
  • a step motor that can be intermittently rotated at the rotation angle described above can be used, but a normal continuous rotation type motor may be used.
  • the LED print head having such a configuration includes a photosensitive drum rotated about an axis parallel to the rotation fiiiXi so that the light generated from the LED array is collected through the rod lens array 26. It is arranged in a fixed positional relationship with 22.
  • a rod lens: 24 powers, for example, light from the LED 14a provided at a position indicated by a solid line in FIG.
  • the light is redirected along the central optical axis of the rod lens 24 and is imaged on one side of the photosensitive drum 22 at a position shifted by a fixed distance.
  • the adjacent LED 1 4 b it is imaged again at the position A 2 that is offset a predetermined distance to one side of the top of the similarly photosensitive drum 2 2.
  • the rod lens 24 is 180.
  • the optical power is generated from the LED 14 a when rotated and located at the position indicated by the broken line, the light is changed in direction along the central optical axis of the rod lens 24 and the photosensitive drum 2 An image is formed at a position B j shifted a certain distance to the other side on 2.
  • the imaging of the adjacent LED 1 4 when b light from is generated, similarly photosensitive drum 2 position B 9 which is also displaced a certain distance to the other side over the 2 It is.
  • the same effect as in the first embodiment is obtained by rotating one rod lens array 26 instead of two rod lens arrays and an optical shutter. "can get. As a result, a resolution substantially twice the pitch of the LED 14 is obtained.
  • FIG. 12 shows a longitudinal sectional force of the LED print head according to the fourth embodiment.
  • the LED print head has a circuit board 10 made of a glass-epoxy material formed on the surface together with elements that require an electric circuit, and a circuit board 1.
  • An LED array (not shown) consisting of a row of LEDs at a fixed pitch, connected to an electric circuit on the top, and a rod lens array 26 consisting of a row of rod lenses spaced apart from the LED array and capable of rotating by a small angle.
  • a casing 74 that holds the substrate 10 and the rod lens array 26 in a required relationship, and a mouth lens array 26 that is provided between the casing 74 and the lens array 26 according to an electric signal from an electric circuit. It is composed of a displacement mechanism 76 for moving it and a force.
  • a photosensitive drum 22 On the other side of the circuit board 10 with respect to the rod lens array 26, there is provided a photosensitive drum 22 that is rotated at a constant speed around a row parallel to the row direction of the LED array, and thus to the main scanning direction. Have been.
  • the rod lens array 26 includes a pair of plate-shaped support members 66 formed of a glass-epoxy material and a plurality of plate members arranged between the support members 66.
  • a row of cylindrical rod lenses 24 (in a staggered row in the embodiment of the figure), spacers 68 fixed between support members 66 at both ends of the arrayed rod lenses 24, force, Consists of A pair of sub-scanning direction support shafts (only one is shown in the figure) 78 protruding from the center of the outer wall of the support member 66 extends in the sub-scanning direction.
  • the rod lens array 26 is rotatably held by a holder 80. That is, referring again to FIG.
  • the sub-scanning direction of the rod lens array 26 7 8 are respectively supported by support holes 82 formed in the sub-scanning direction on a pair of side walls provided opposite to each other at a longitudinal center of a holding body 80 formed in a substantially plate shape of resin.
  • the rod lens array 26 is configured to be rotatable around the auxiliary scanning direction supporting means 78.
  • the displacement mechanism 76 is composed of a piezoelectric ceramic layer formed by laminating piezoelectric ceramics, and expands and contracts according to an electric signal from an electric circuit of the circuit board 10 which is electrically connected.
  • the rod lens array 26 is provided so as to be rotationally displaced about the sub-scanning support column 78 by the S-movement.
  • FIG. 14 shows the operation of the LED print head according to the present embodiment.
  • the position where the lens array 26 is parallel to the LED array is a reference position, and the reference position is a solid line.
  • Signal light is generated from any LED 14 at a position inclined at position, that is, position indicated by line R Then, the direction of the signal light is changed so as to be along the center optical axis of the rod lens 24 of the aperture lens array 26, and the signal light is shifted at a certain distance to one side of the photosensitive drum 22. It is imaged.
  • the lens array 26 is pivotally displaced to the position opposite to the above by a small angle about the support shaft 78 in the sub-scanning direction to a position inclined by a small angle, that is, the position indicated by the line S.
  • the sign light generated from the LED is imaged at a position shifted by a certain distance toward the other side in the main scanning direction.
  • one rod lens array 26 is oscillated with the sub-scanning direction support shaft 78 as The same effect as 2 can be obtained. This provides a resolution substantially twice the pitch of the LED.
  • the LED print head according to the fifth embodiment is shown in FIG. 15 and FIG.
  • the first LED array 18a and the second LED array 18 are arranged on the circuit board 1 ⁇ and are arranged at a constant pitch in the X-axis direction and at a half pitch from each other.
  • a driving IC 50 arranged in parallel with the first and second LED arrays 18a and 18b and electrically connected to the first and second LED arrays 18a and 18b through bonding wires 17; and the first and second LED arrays 18a and 18b.
  • the photosensitive drum 22 rotatably provided about an axis parallel to b, and the signal light indicated by a dashed line in the figure, which is generated from the LED 14 of the first or second LED array 18a, 18b.
  • a rod lens array 26 composed of rod lenses arranged between these so as to converge on the photosensitive surface 20 of the photosensitive drum 22, and a light shutter 28 arranged below the rod lens array 26. And power.
  • the rod lens array 26 used in the present embodiment is, similarly to the second embodiment, composed of a single rod lens array of a normal type having no tilt angle. Similar to form power ⁇ Applicable.
  • the LED array is composed of two rows of the first and second LED arrays 18a and 18b, but the signal light generated from each of these LEDs 14 is a common light.
  • the light is focused on the photosensitive surface 20 via the shutter 28 and the rod lens array 26.
  • the first and second LED arrays 18a and 18b are provided at positions slightly displaced in the Z-axis direction with respect to the center optical axis of each rod lens of the rod lens array 26.
  • rod lens array for example, Nippon Sheet Glass Co., Ltd. sells a rod lens array with a trade name of SLA-120, but according to this, the rod lens array is located at the center of the lens of the rod lens array. Within ⁇ 0.4 mm 3 ⁇ 4 is almost 1 in the range of iUg Therefore, the present embodiment can be sufficiently applied.
  • signal light from the LED 14 of the first LED array 18a is generated by the rotation of the photosensitive drum 22 and electric signals from the driving IC 50 force.
  • the signal is condensed at the position A on the photosensitive surface 20 of the photosensitive drum 22 via the lens array 26 to form a pixel latent image. Is done.
  • a signal is generated from the LED 14 power of the second LED array 18b and the corresponding optical shutter is activated.
  • the pixel latent image is formed on the same line as the pixel latent image formed at the rotation position B of the photosensitive surface 20 of the photoconductor 22, that is, at the position A.
  • FIG. 17 shows a schematic cross section of a main part of the LED print head of the sixth embodiment.
  • first and second LED arrays 18a and 18b a plurality of LEDs 14 as elements are formed at a constant pitch P in the main scanning direction (Xih direction), similarly to the fifth embodiment shown in FIG. LED array chips 16a and 16b are half pitch from each other
  • Each of the LED array chips 16a and 16b has basically the same configuration as the example shown in FIG. 22, but in this embodiment, for example, the substrate 122 is made of an N-type GaAs-based material. The substrate 122 is formed in a plurality of LED rows.
  • Each LED is provided with a Ga As P-based layer on the surface of a Ga As-based substrate 122, in which a P-type diffusion layer 124 as a light emitting region formed by diffusing Zn as an impurity, for example, A bonding pad 128 that is electrically connected to the surface of the diffusion layer 124 at one end and can be connected to the circuit a ⁇ i of the circuit board 10 via wire bonding at the other end. With the electrode 126 formed, a force is formed.
  • the LED array chips 16a and 16b adjacent to each other in the column direction are arranged on the circuit base with a distance of 1 between them.
  • FIG. 18 shows the electrical connection between each LED of the LED arrays 18a and 18b and the driving IC 50.
  • the anode of each LED of the first LED array 18a is electrically connected to the corresponding electrode pad of the driving IC, and the cathode is connected to the first power source line 84 as common electric wiring.
  • Each LED node of the second LED array 18b is connected to the corresponding LED node of the first LED array 18a, and the cathode is connected to a second cathode line 86 6 as a common electric wiring.
  • first and second force source lines 84 and 86 are electrically connected at one end to the terminals of a switching switch 88 so that they can be selectively switched.
  • a cylindrical surface comprising a photosensitive surface 20 to which signal light generated from these LEDs is irradiated.
  • the photosensitive drum 22 is provided so as to be rotatable about an axis in the X direction.
  • a plurality of cylindrical rod lenses having a focal length such that light from each LED is focused on the photosensitive surface 20.
  • a rod lens array 26 composed of 24 is provided.
  • the rod lens array 26 is composed of rod lenses 24 fixed in parallel in the X-axis direction between support members 90, and is mounted on a case 92 made of resin together with the circuit board 10.
  • the LED arrays 18a and 18b and the photosensitive surface 20 are provided at a distance D in the Y-axis direction in the figure via the rod lens array 26.
  • the LED of the first LED array 18a is selectively made conductive by the electric signal from the ⁇ 1 ⁇ IC 50 and the switching switch 88 synchronized with the electric signal to transmit the signal.
  • the signal light is generated, the signal light is condensed at the position A on the photosensitive surface 20 of the photosensitive drum 22 via the rod lens array 26, and a pixel latent image is formed on the scanning line.
  • the LEDs of the second LED array 18b are in a non-conductive state.
  • the switching switch 88 is changed to the second LED array 18b in synchronization with the rotation of the photosensitive drum 22, and (1)
  • the LEDs of the LED array 18a are turned off and the LEDs of the second LED array 18b are selectively turned on, signal light is generated from these LEDs and is kept at a position B on the photosensitive surface 20.
  • a bitch pixel latent image is formed.
  • the pixel latency by the second LED array 18b is set.
  • An image is formed at a constant and the same pitch at an intermediate position of the pixel latent image by the first LED array 18a, and the pixel latent images are combined on the same line to form a latent image for image formation.
  • the LED arrays 18a and 18b of the present embodiment are composed of LEDs arranged in two rows. For this reason, for example, even if the rod lens array 26 is configured with the rod lenses 24 arranged in a staggered arrangement or the like, the positions of the LEDs of the LED arrays 18a and 18b may be different depending on the setting of each dimension. However, when the lens must be provided at a position slightly deviated in the ⁇ $ ⁇ direction from the center light of each lens, a force is generated, and the amount of light passing through the rod lens array 26 may be insufficient.
  • a rod lens array capable of performing the ffl according to the present invention is, for example, sold by Nippon Shiko Co., Ltd. under the trade name of SLA-20. According to this, 3 ⁇ 4S is almost fixed within a range of ⁇ 0.4 mm3 ⁇ 4J ⁇ from the center line of the rod lens array, and one or more rod lens arrays of this kind are arranged in parallel.
  • the force used in the present invention ⁇ desirable.
  • the LED print head By configuring the LED print head as described above, even if the pixel density of each LED array, that is, the first LED array 18a and the second LED array 18b is formed to a normal value, for example, 300 dpi, By combining the pixel latent images as described above, it is possible to obtain an image with substantially double the resolution.
  • the first and second LED arrays 18a and 18b are used as the power described in the example using the two-system ij LED array. As shown, it is also possible to provide and configure a third LED array 18c.
  • the node of each LED of the third LED array 18c is electrically connected to the node of the corresponding LED of the second LED array 18b, the cathode is connected to the third power source line 94 as a common line, and
  • the embodiment is the same as the 51 embodiment shown in FIG. 18 except that one end of the first to third cathode lines is electrically connected to the terminals of the switch 88.
  • the LED array is not limited to two rows, but may be three rows as described above, or may be four or more rows.
  • each LED array is formed so as to be shifted by (P / the number of columns of the LED array) pitch in the main scanning direction with respect to the LED pitch P of each LED array.
  • the LEDs formed on each LED array chip are formed with a pitch (the number of PZLED arrays) mutually shifted between the LED arrays.
  • the signal light generated from the LED is transmitted through the rod lens array and the opened light shutter.
  • An image latent image is formed at a constant pitch on the photosensitive surface of the photoconductor, and another signal light generated from the LED is also exposed to the photoconductor through the lens array and the opened light shirt. Irradiation is performed on the surface at a constant pitch to form a further pixel latent image at an intermediate position between the pixel latent images.
  • an image having substantially twice the pixel density or resolution can be formed while using an LED array composed of LEDs having a constant pitch.
  • an electric signal from the driving IC and a switch synchronized therewith selectively turn on the LEDs of the first LED array while the second LED array is turned off.
  • the signal light is generated, the signal light is condensed on the photosensitive surface of the photosensitive drum via the rod lens array, and the pixel latent image power is formed at a constant pitch on the scanning line.
  • the switching switch is switched to the second LED array to turn off the LEDs of the first LED array and selectively turn on the LEDs of the second LED array. Then, a pixel latent image having a constant pitch is formed between the above-described pixel latent images by the signal light generated from these LEDs.
  • the first LED array and the second LED array are arranged in a positional relationship shifted by, for example, a half pitch (PZ2) with respect to the LED pitch of each LED array in the main scanning direction.
  • PZ2 half pitch
  • the pixel latent images are combined on one line to form a high-resolution image latent image.
  • the resolution can be significantly improved without changing the LED formation density of the LED array.

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Description

明細書
L EDプリントへッド 技術分野
本発明は、 L E D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 LEDプリントへッドに関する。 背景技術
従来より、 発光ダイオード （LED) を備えた LEDへッドゃ半導体レーザを 用いたレーザへ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の印刷画像を形成する L E Dプ リン夕ゃレーザプリン夕が知られている。 とりわけ L EDプリン夕はレーザプリ 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を 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 L、る。 この種の L EDプリン夕は、 図 21に示されるように、 回動可能に設けられた 感光性ドラム 100の外周に沿ってその表面を帯電させる帯電器 102と、 帯電 された感光性ドラム: I 00の表面に入力信号としての電気信号に応じて光信号を 照 することにより静電潜像を形成する L E Dプリントヘッド 104と、 形成さ れた静電潜像を現像処理する現像器 106と、 感光性ドラム 10◦の回動に伴 L、 移動される被印刷体 108上に画像形成媒体としてのトナーを転写する転写器 1 10と、 被印刷体 108上に耘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 100表面をクリーニングするクリーナー 112と、 力、ら成っている。
このような LEDプリン夕に使用されている LEDプリン卜へッ ド 104は、 絶縁性基板上に電気回路が形成された回路基板 114と、 回路基板 114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 L EDから成る L EDアレイ】 16と、 LEDアレイ 116から前述の電気 ί言号に応じて発生され た信号光を感光性ドラム 100上に集光させる円筒状の複数のレンズ力列設され たロッドレンズアレイ 118と力、ら成る。 LEDアレイ 116から発生された信 号光は、 レンズアレイ 118を介して帯電された感光性ドラム 100の表面に集 光され、 被印刷体 108への画像形成のための潜像が感光性ドラム 100に形成 されるように構成されている。
L EDヘッ ド 104の L EDアレイ 116は、 図 22に示されるように、 所定 数の L ED力'一定のピッチ Pで形成された L EDアレイチップ 16 a、 16 b等 を一定の間隔 1離間させて設けることにより形成されている。 LEDアレイチッ プ 16a、 16b等は、 チップ基板 122とチップ基板 122の表面に形成され た複数の発光素子としての LED 124と力、ら成る。 LED124の表面には導 電性の金属から成る電極 126が接続されている。 電極 126の他端には、 回路 基板 114上に搭載された図示しない駆動用 I Cとの間で図示しないワイヤを介 して電気的に接統されるパッ ド電極 128が形成されている。
近年、 各種 OA機器の発達に伴い、 LEDプリン卜へッ ドにおいても、 一層の 高性能化、 とりわけ、 解像度向上の要請力 <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を形成する画素の密度 (d p i) .即ち発光素子とし ての LEDの形成密度により規定される。 しかし、 一定の解像度、 例えば 480 d p i以上の解像度の L E Dプリントへッ ドを得ることは、 後述の加工精度上の 限界等により実際に製造することは極めて困難である。
即ち、 L EDプリントヘッ ド 104を、 例えば、 6◦ 0 d p i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 16a、 161)等の上での1^5 D124のピッチ Pは約 42〃mとなり、 そのうち LED124の列方向幅 Wは、 例えば通常のサイズである 20/ mに形成される。 この場合、 列方向のチップ端 辺とこれに隣接する L E D 124との間の距離 dを、 例えば加工精^ ±でのほぼ 限界である約 8^ mに設定したとすると、 L EDアレイチップ 16 a、 16b等 の間の間隔 1としては約 6 mとする必要がある。
一方、 LED124が形成された棒状チップ基板体からの個別 LEDアレイチ
9 ップへの切断に要する切断精度は、 "^に、 ± 5^ m程度は必要であり、 また、 個別に切断した LEDアレイチップ 16a、 16 b等の回路基¾±への搭載に際 してのダイボンディング精度としては、 少なくとも ± 1 O^m程度を考慮しなけ ればならない。 これらの加工精度に鑑みた場合、 600d p iの解像度を得るこ とは実際には極めて困難若しくは不可能であること力 <理解される。
このように、 一定以上の高解像度の LEDプリントへッ ド 104を製造する場 合、 棒状チップ基板体から LEDアレイチップ 16a、 16b等への切断時の寸 法誤差や回路基板上へのダイボンディ ングの誤差が工程上不可避的に介入するの で、 特に、 隣接する LEDアレイチップ 16 a、 16 b等の各端部側の L ED 1 24相互間の問隔を他の L E D 124相互間と同一の間隔またはビツチに配列さ せること、 即ち LEDアレイチップ 16 a、 16 b等の LED 124を一定ピッ チで高密度に形成することはェ ίΜ±極めて困難であり、 高解像度の LEDプリン トへッ 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つた。
従って、 本発明の目的は、 比較的簡易な方法で解像度を実質的に向上させた L EDプリントへッ ドを提供することにある。 発明の開示
上記目的を逹成するため、 本願の第 1の発明によれば、 選択的に信号光を発生 可能に一方向に列設された L E Dから成る L E Dアレイと、 前記 L E Dアレイに 平行な を中心に回転可能に設けられた感光体と、 前記 L E Dから発生された信 号光を前記感光体上に集光するように列設されたレンズから成るレンズアレイと、 前記レンズアレイに対応して配設され、 所定の前記 LEDアレイからの信^:を 所定の前記レンズアレイに導くべく切り替えられる光シャッ夕と、 から成ること を特徴とする。
また、 第 2の発明によれば、 第 1の発明の LEDプリントへッ ドにおいて、 前 記レンズアレイは笫 1及び第 2レンズアレイから成り、 前記第 1レンズアレイは 主走査方向の一方側に微小角度傾斜した中心光軸を有するレンズから成り、 前記 第 2レンズアレイは前記第 1レンズァレイのレンズの傾斜と反対側の他方側に微 小角度^ 4した中心光軸を有するレンズから成ることを特徴とする。
また、 第 3の発明によれば、 第 1の発明の LEDプリントへッ ドにおいて、 前 言己レンズアレイは第 1及び第 2レンズアレイから成り、 前記第 1レンズアレイは 主走査方向の一方側に微小角度 斜した中心光 $由を有するレンズから成り、 前記 第 2レンズアレイは主走査方向に傾斜しない中心光軸を有するレンズから成るこ とを特徴とする。
また、 第 4の発明によれば、 第 2又は第 3の発明の LEDプリン卜へッドにお いて、 前記第 1及び第 2レンズアレイは、 主走査方向視にて微小角度で V字状、 または逆 V字状に配置されていることを特徴とする。
また、 第 5の発明によれば、 第 1の発明の LEDプリントへッ ドにおいて、 前 記レンズアレイは第 1及び第 2レンズアレイから成り、 前記第 1及び第 2レンズ アレイは、 それぞれの長辺が相互に一定の角度を成すように微小角度で交差する ように配置されていることを特徴とする。
また、 第 6の発明によれば、 第 1の発明の LEDプリントへッ ドにおいて、 前 記 LEDアレイは第 1及び第 2 LEDアレイから成り、 前記第 1及び第 2 LED アレイは、 主走查方向に一定のピッチで且つ相互に半ビッチずれた状態に列設さ れた L EDから成ることを特徴とする。
また、 第 7の発明によれば、 第 1の発明の L EDプリン卜へッ ドにおいて、 前 記光シャッ夕は、 強誘電性液晶を利用した液晶シャッ夕であることを特徴とする。 また、 第 8の発明によれば、 第 1の発明の L EDプリン卜へッ ドにおいて、 前 記光シャツ夕は、 電気光学セラミックスを用いた光シャツ夕であることを特徴と する。
また、 第 9の発明によれば、 第 1列と第 2列の少なくとも 2列に列設された L EDから成る LEDアレイと、 前記第 1列と前記第 2列の LEDに対応して電気 的に接続された駆動用 Iじと、 前記駆動用 I Cからの電気信号に応じて L EDか ら発生された信号光を感光面上に集光するように列設されたレンズから成るレン ズアレイと、 前記第 1の LEDアレイの共通電気配線と前記第 2の LEDアレイ の共通電気配線との間に設けられた切替えスィツチと、 から成ることを特徴とす る。
また、 第 10の発明によれば、 第 9の発明の L EDプリントへッドにおいて、 前記第 1の L EDアレイの L EDと前記第 2の L EDアレイとは、 それぞれの L E Dが主走査方向に一定のピッチで且つ相互に半ピッチずれた状態に列設される ように設けられたことを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1 本発明の第 1実施形態による LEDプリントへッ ドの要部断面図である。 図 2 (a) . (b) ,(c) 図 1中線 Π - Πに沿う断面概略図である。
図 3 図 1のレンズアレイ及び光シャツタの要部斜視図である。
図 4 強誘電性液晶を用いた光シャッ夕の断面図である。
図 5(a). (b) 本発明の第 1実施形態の LEDプリントへッドの作用を示す説 明図である。
図 6 PLZTを用いた光シャツタの断面図である。
図 7(a). (b) 本発明に適用可能なメカニカルシャッ夕の構成を示す説明図で ある o
図 8 (a) . (b) 本発明の第 2実施形態によるレンズアレイ及び光シャツ夕の構 成を示す説明図である。
図 9 本発明の第 3実施形,態によるロッドレンズアレイの斜視図である。
図 10 図 9のロッドレンズアレイを適用した L EDプリン卜へッドの構成図 である。
図 11 図 9のロッ ドレンズアレイを適用した L EDプリントへッ ドの作用を 示す説明図である。
図 12 本発明の第 4実施形態による LEDプリントへッドの概略断面図であ 。 図 13 図 12の LEDプリントへッドのレンズアレイの斜視図である。 図 14 図 12の LEDプリントへッドの作用を示す線図である。
図 15 本発明の第 5実施形態による LEDプリントへッドの構 び作用を 示す説明図である。
図 16 図 15の LEDプリントへッドの L EDアレイチップ及び駆動用 I C の配列伏態を示す平面図である。
図 17 本発明の第 6実施形態による LEDプリントへッドの断面説明図であ る。
図 18 図 17の LEDプリントへッドの LEDアレイと駆動用 I Cの電気的 接続を示す平面図である。
図 19 図 17の LEDプリントへッドの作用を示す説明図である。
図 20 図 17の LEDプリン卜へッドの LEDアレイと駆勁用 I Cの電気的 接 ¾の他の例を示す平面図である。
図 21 従来の L E Dプリンタの主要要素間の構成を示す説明図である。 図 22 従来の LEDアレイチップの列設状態を示す要部平面図である。 発明を実施するための の形態
次に、 本発明による LEDプリントへッドについて図面を参照しながら詳細に 説明する。
実施形態 1.
図 1には、 本発明の第 1の実 ί¾形態による LEDプリントへッドの要部の概略 力 <示される。 また、 図 2には、 図 1の Π— Π線に沿う断面図が示される。
図 1において、 回路基板 10は、 ガラスエポキシ系の材料から形成され、 LE Dプリントへッドの主要な要素を収納するハウジング 12に固定されている。 回 路基板 10の表面には導電体から成る回路配線力《所要のパタ―ンに形成されてい る。 回路基板 10上には複数の L E D 14が一定のピッチで形成された L E Dァ レイチップ: I 6カ湘互に一定距離離間された状態で列設され、 LED 14が主走 查方向 （図 1の X軸方向） に一定ピッチで連続配列された LEDアレイ 18を形 成している。 尚、 LEDアレイチップ 16は、 これらと平行に列設された駆動用 の I C50 (図 2) とボンディングワイヤ 17を介して電気的に接続されている。
LEDアレイ 18の上方には、 LED 14から発生された信^;力く照射される 感光面 20力、ら成る円筒状の感光性ドラム 22力 X方向の車由を中心に回転可能 にハウジング 12に設けられている。
他方、 感光性ドラム 22の感光面 2◦と L EDアレイ 18との間には、 各 E D 14力、らの光が感光面 20上に結像されるような焦^巨離を有する円筒状の口 ッ ドレンズ 24から成るロッ ドレンズアレイ 26力く L EDアレイ 18から一定距 離離間されて設けられている。 ロッ ドレンズアレイ 26は、 各ロッ ドレンズ 24 がその中心光軸にて L E D 14の発光表面の中心を通過する垂線の方向、 即ち主 走査 （X ） 方向及び副走査 (Zf|}|) 方向に直角な Y d]方向、 に対して傾斜角 e だけ X軸方向の一方側に微小に 斜されて列設された第 1レンズアレイ 26aと、 Y幸由方向に対して傾斜角 Θだけ X軸方向の上記一方側と反対の他方側に微小に傾 斜されて列設された第 2レンズアレイ 26 bとの 2本のレンズアレイから成って いる。
尚、 本実施形態においては、 第 1レンズアレイ 26 aと第 2レンズアレイ 26 bとは、 各レンズが Χ$ώ方向に傾斜角 0傾斜するように構成されている力 本発 明はこれに限られることなく第 2レンズアレイ 26bの各レンズを傾斜させずに 構成することも可能である。
このようなレンズアレイ 26の下方には、 図 2及び図 3に示されるように、 第 1及び第 2レンズアレイ 26 a、 26 bに対応して、 2列状の第 1及び第 2光シ ャッ夕 28a、 28b力、ら成る光シャッ夕 28が固定されている。
光シャツ夕 28は、 図 4にその詳細が示されるように、 表面に透明電極 30 a、 3 Obが対向状に形成され、 ガラスから成る上側基板 32と、 これらの透明電極 30 a、 30 bに対向する透明電極 30 cが形成された下側基板 34と、 これら の間に収容された強誘電性液晶 36と、 力、ら成る液晶シャッタにより構成される。 上側及 CTF側基板 32、 34の外面には偏光板 38が夫々貼着されている。
この光シャッ夕 28は、 透明電極 30 a及び 30 cから成り、 第 1光シャッ夕 28 aを構成する図 4中左側のシャッ夕領域と、 透明電極 3 Ob及び 30じから 成り、 第 2光シャツ夕 28 bを構成する図 4中右側のシャツ夕領域と、 力 <一体に 形成されている。 透明電極 30 a、 30 bはこれらを選択的に切替えるための図 示しない切替え回路を介して信号源に電気的に接続されており、 透明電極 30 c は電気配線を介して信号源に電気的に接続されており、 駆動用 I C 50による L ED 14の選択的な発光に同期して、 第 1または第 2の光シャツタ 28 aまたは 28bの開閉作動が行われる。
次に、 上述のように構成された本実施形態の LEDプリントへッ ドを使用した 主走査方向 （X軸方向） の画像形成について図 5を参照しながら説明する。
第 1レンズアレイ 26 aのロッ ドレンズ 24は、 各中心光牵由 40力く、 図 5 (a) に示されるように、 一方側に角度 して配列されている。 従って、 例えば任 意の LED] 4 aから信号光が発生されてこれに対応する第 1光シャッ夕 28 a が開成され、 これに隣接する第 2光シャツ夕 28bが閉成されると、 信号光は第 1レンズアレイ 26 aを介して中心光 ίι¾40の傾斜方向に距離 δずれた感光面 2 ◦上の位置 に結像される。
また、 この LED 14 aに隣接する LED 14bからも信号光力く発生されると、 同様に、 上述の結像位置 から LEDの単位ピッチだけ離間された位置 A2 に 結像される。 このように、 レンズが Y に対して一方側に傾斜された状態では、 £014からの信号光は第1レンズアレイ 26 aを介して感光面 20上の一方 側に距離 (5ずれた位置であって、 且つ、 LED 14のピッチと同一のピッチを以 て結像され潜像が形成される。
次いで、 第 2レンズアレイ 26 bのロッ ドレンズ 24は、 各中心光軸 40が、 図 5 (b) に示されるように、 上記一方側と反対の他方側に角度 0傾斜して配列 されている。 従って、 例えば上記の L ED 14 aから信^が発生されて、 これ に対応する第 2光シャッ夕 28bが開成され、 第 1光シャッタ 28aが閉成され ると、 信号光は第 2レンズアレイ 26 bを介して中心光幸由 40の傾斜方向に距離 <5ずれた感光面 20上の位置 BA に結像される。
また、 隣接する LED 14bからも信^;力 <発生されると、 同様に、 上述の結 像位置 Bi から LEDの単位ピッチだけ離間された位置 B2 に結像される。 この ように、 レンズが Y$由に対して他方側に傾斜された状態では、 LED 14からの 信号光は第 2レンズアレイ 26 bを介して感光面 20上の他方側に距離 δずれた 位置であつて、 且つ、 L E D 14のピッチと同一のピッチを以て結像され潜像が 形成される。
尚、 第 1及び第 2レンズアレイ 26 a、 26 bを X軸方向視にて相互に平行に 設けた場合 （図 2 (a) 参照） には、 1つの LED14からの光は、 第 1、 第 2 レンズアレイ 26a、 26 bを介して同一点に結像する。 このため、 感光性ドラ ム 22が一定の速度で回転していると、 第 2レンズアレイ 26 bを介して形成さ れる感光面 20上の潜像は第 1レンズアレイ 26aを介して形成された潜像に対 して同一ライン上に形成されずに感光性ドラム 22の回転に伴い千鳥状に形成さ れてしまう。 そこで、 これに代えて図 2 (b) 又は図 2 (c) に示されるように、 第 1及び第 2レンズアレイ 26a、 26bを X紬方向視にて微小角度で逆 V字状 又は V字状になるように配置する。 このような配置にすると、 例えば図 2 (b) の場合、 第 1レンズアレイ 26 aを介して形成された潜像が感光性ドラム 22の 回転に伴 t、一定距離移動した時点で、 第 2レンズアレイ 26bによる潜像が形成 され、 形成された潜像を同一ライン上に並べること力 <できる。 また、 図 2 (c) の場合には、 感光性ドラム 22の回転方向が図 2 (b) と同じなら、 まず第 2レ ンズアレイ 26 bにより潜像を形成してから、 第 1レンズアレイ 26 aによって 潜像を形成すれば、 図 2 (b) の場合と同様、 同一ライン上に潜像を形成できる。 尚、 第 1、 第 2レンズアレイ 26a, 26bによる潜像の形成順と感光性ドラム 22の回転方向とは、 適宜組み合わせることができるので、 上記に限られるもの ではない。
レンズアレイ 26の各ロッ ドレンズ 24に、 ± ^した一方及び他方の方向の傾 斜角 0を付与することにより、 一定のピッチの L ED 14を有する L EDアレイ 18を使用して実質的に 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、 例えば上述のように、 A】と B丄との間の ί巨離と、 A 2 と B2 との間の距離と力《等しく 2 ( となるように構成した場台、 LED 14の形成 ピッチを Pとすれば、 25X2 = Pの関係力 <成り立ち、 これを変形すると、 （5 = PZ4となる。 尚、 この場合、 画素は 2 <5毎に存在することになるので、 画素密 度は L ED 14のピッチ Pの 2倍になる。
ここで、 例えば、 し £0ァレィ 18の £014が30001 iの密度で形成 されているとすると、 L ED 14のピッチ Pは 84. 6 mとなるので、 これを 上式に代入すると、 Sの値として 21. 1 5 mが得られる。
他方、 L EDアレイ 18と感光面 20との間の距離を D (μπ\) とすると、 D とロッドレンズアレイ 26の中心光軸 40の傾斜角 Θとの閱係は、 t a π 0 = <5 ZDとなるのだが、 Dを 1 5. lmm (= 151 O O u ) と仮定して、 δ及び 6>の値と共に上式に f Aすると、 惧斜角 0として 0. 089。 力《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 角 0を 0. 089° に設定することにより、 300 d p iの LEDピッチに対して 6〇 0 d p iの解 像度の画像を得ることが理解される。
±ίΕの実施例では、 光シャッタ 28として強誘電性液晶を利用した液晶シャッ タを使用したが、 これに変えて、 図 6に示される PL ΖΤと呼ばれる電気光学セ ラミックスを用いた光シャッタゃ図 7に示されるメカ二カノ シャッ夕を使用す ることも可能である。
即ち、 図 6に示される PL ZTから成る光シャツタは、 シリコンゴム 42を介 して表面に透明電極 44 a、 44 bが対向状に形成された平板状の上側ガラス基 板 52とやはりシリコンゴム 42を介して透明電極 44 c力く形成された平板状の 下側ガラス基板 54との間に P L ZT46を挟持させ、 上側及び下側ガラス基板 52、 54の外表面に偏光扳 48を貼着して形成されている。 この光シャツ夕も 上述の強誘電性液晶シャッタと同様に、 透明電極 44 a及び 44 cから成り第 1 光シャッタ 28 aを構成する図 6中左側のシャッ夕領域と、 透明電極 44 b及び 44 c力、ら成り第 2光シャッ夕 28bを構成する同図中右側のシャッタ領域と、 から成っている。 作動に際しては、 やはり駆動用 I Cによる LED 14の選択的 な^:に同期して第 1または第 2の光シャツ夕 28 a、 · 28 bが開閉作動される。 図 7 (a) は本発明に適用可能なメカニカル光シャツ夕の構成を示し、 第 1及 び第 2レンズアレイ 26 a、 26bの下方に、 駆動用 I C 50からの電気信号に 応じてシャフト 56を中心に、 例えば 180。 、 回動可能に設けられた遮光板 5 8力、ら成る光シャツタである。 他方、 図 7 (b) は、 第 1及び第 2レンズアレイ 26a、 26 bの下方に、 駆動用 I C 50からの電気信号に応じて作動するソレ ノイ ド 60により Z軸方向に変位可能にばね 62を介して保持された遮光板 64 から成る光シャッ夕である。 このようなメ力二カル光シャッ夕を使用して光シャ ッ夕 28を構成する場合、 L EDアレイ 18の L ED 14からの！^ tに同期して 各シャッタにより第 1または第 2レンズアレイ 26 a、 26 bを介して感光面に 信号光を するように設ければよい。 .
実施形態 2.
次に本発明の第 2の実施形態について説明する。
上述の第 1実施形態では、 第 1及び第 2レンズアレイ 26a、 26bのレンズ の中心光紬をそれぞれのレンズアレイの長辺方向に惧斜するように設けた例を示 した。 これに対し、 第 2実施形態では、 図 8 (a) 及び （b) に正面及び側面を そ.れぞれ示すように、 ロッ ドレンズアレイ 26としてやはり第 1及び第 2レンズ アレイ 26c、 26 dの 2本を使用するものの、 これらのレンズアレイ 26 c、 26 dはいずれもレンズ中心光铀カ <傾斜角を有さな 、通常のタイプのものであり、 それぞれの長辺力 <相互に一定の角度 （例えば 20 = 0. 178。 ） を成すように 微小角度で交差するように配置して構成される。 レンズアレイ 26をこのように 構成することにより、 第 1及び第 2レンズアレイ 26c、 26dのそれぞれの口 ッ ドレンズは上述の Y铀に対して一方側及び他方側に角度 0すなわち相互に角度 20を成して配置されることになる。
このように配置された第 1及び第 2レンズアレイ 26 c、 26 dと共に、 これ らに対応する第 1及び第 2光シャッ夕 28c、 28dから成る光シャツ夕 28が ハウジング 12に固定されている。
第 2実施形態は、 ロッ ドレンズアレイ 26及びシャツ夕 28を上述のように構 成した以外は第 1実施形態と同様の構成である。 ロッ ドレンズアレイ 26とシャ ッタ 28をこのように構成することにより、 LED 14力、ら発生された ft ^は 第 1実施形態と同様に第 1レンズアレイ 26c及び第 2レンズアレイ 26 dによ る像が合成されて画素潜像が形成される。 これにより、 一定のピッチの LED 1 4から成る LEDアレイ 18を使用しながら、 実質的に 2倍の解像度の画像を形 成すること力《可能になる。
尚、 上述の第 1及び第 2実施形態では第 1及び第 2レンズアレイのレンズを相 互に反対方向に傾斜するように構成した力《、 一方のレンズアレイのレンズのみを 傾斜させて他方のレンズアレイのレンズは傾斜しないように設けて構成すること も可能であることはいうまでもない。
実施形態 3.
次に、 本発明による第 3実施形態について説明する。 図 9には、 実施形態 3に よるロッドレンズアレイ 26の斜視図力 <示される。
同図に示されるように、 ロッ ドレンズアレイ 26は、 ガラス一エポキシ系の材 料から形成された長手方向に延びる一対の板状の支持部材 66と、 支持部材 66 間に配列された複数の円筒状のロッ ドレンズ 24と、 配列されたロッドレンズ 2 4の両端側で支持部材 66間に固定されたスぺーサ 68と、 から成っている。 複 数のロッドレンズ 24は、 支持部材 66の長手方向の一方側に一定の微小角度傾 斜された状態でエポキシ系樹脂により固定されている。 ロッドレンズ 24は、 図 9に示された例では、 千鳥状に配列されている。
本実施形態においては、 図 10に示されるように、 樹脂により形成されたハウ ジング 12に表面に電気回路が形成された回路基板 10が固定されている。 この
2 ― 回路基板 1 0には、 図示は省略するが、 第 1、 第 2実施形態と同様に 素子と しての L E Dが一定のビッチで設けられて L E Dアレイが形成されて L、ると共に、 これらの L E Dを駆動するための複数の駆動用 I C力く搭載されている。 ロッドレ ンズアレイ 2 6はその長手方向両端に支軸 7 0力 <設けられており、 一方の支軸 7 0はハウジング 1 2に回動自在に支持されている。 また、 他方の支紬7 0は回転 機構 7 2の回転軸に接続され、 回転機構 7 2の回転駆動により支軸 7 0を通過す る回転軸 Xi を中心としてロッドレンズアレイ 2 6が回転される。
回転機構 7 2としては、 例えば 1 8 0。 の回転角度で断続的に回転可能なステ ップモータを使用することができるが、 通常の連続回転式のモータを使用しても よい。 このような構成の L E Dプリントヘッドは、 その L E Dアレイから発生さ れた光がロッドレンズアレイ 2 6を介して集光されるように、 回転 fiiiXi と平行 な軸を中心として回転される感光性ドラム 2 2と一定の位置関係で配置されてい る。
本実施形態のロッドレンズアレイ 2 6は、 図 1 1に示されるように、 ロッドレ ンズ 24の光軸が配列方向の一方側に微小角度 0傾斜されているので、 1 8 0。 回転する毎に傾斜方向は反転する。 即ち、 1ライン上の画像の形成に際して、 任 意の時点で、 ロッドレンズ: 24力く、 例えば同図の実線で示される位置にあり、一 定ピッチ Pで設けられた L E D 1 4 aから光力《発生されると、 光はロッドレンズ 2 4の中心光軸に沿うように方向を変更されて、 感光性ドラム 2 2上の一方側に —定距離ずれた位置 に結像される。 このとき、 隣接する L E D 1 4 bからも 光が発生されると、 同様に感光性ドラム 2 2の上の一方側にやはり一定距離ずれ た位置 A2 に結像される。
次いで、 ロッドレンズ 24が 1 8 0。 回転されて破線で示される位置にある場 合に L E D 1 4 aから光力《発生されると、 光はロッドレンズ 24の中心光軸に沿 うように方向を変更されて、 感光性ドラム 2 2上の他方側に一定距離ずれた位置 B j に結像される。 このとき、 隣接する L E D 1 4 bからも光が発生されると、 同様に感光性ドラム 2 2の上の他方側にやはり一定距離ずれた位置 B 9 に結像さ れる。
jiLt¾ベたように、 本実施形態においては、 2つのロッ ドレンズアレイと光シ ャッタを^する代りに、 1つのロッドレンズアレイ 2 6を回転させることによ り、 実施形態 1と同じ効 カ《得られる。 これにより、 L E D 1 4のピッチの実質 的に 2倍の解像度が得られる。
実施形態 4.
次に、 本発明の第 4の実施形態について説明する。 図 1 2には、 実施形態 4の L E Dプリントへッドの長手方向断面力《示される。
同図に示されるように、 本実施形態による L E Dプリントへッ ドは、 表面に電 気回路が必要な素子と共に形成されたガラス一エポキシ系の材料から成る回路基 板 1 0と、 回路基板 1 0上で電気回路に接続され、 一定ピッチの L E Dの列から 成る図示しない L E Dアレイと、 L E D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ロッ ドレンズアレイ 2 6と、 回路基板 1 0及びロッ ドレンズアレイ 2 6を所要の関係に保持するケーシング 7 4と、 ケーシング 7 4 とレンズアレイ 2 6との間に設けられ電気回路からの電気信号に従い口ッドレン ズアレイ 2 6を回動させるための変位機構 7 6と、 力、ら構成されている。
また、 ロッドレンズアレイ 2 6に関して回路基板 1 0の反対側には、 L E Dァ レイの 列方向、 従って主走査方向に平行な蚰を中心に一定速度で回転される感 光性ドラム 2 2が設けられている。
ロッ ドレンズアレイ 2 6は、 図 1 3に示されるように、 ガラス一エポキシ系の 材料から形成された一対の板状の支持部材 6 6と、 支持部材 6 6間に配設された 複数の円筒状のロッドレンズ 24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 24の両端側で支持部材 6 6間に固定されたスぺーサ 6 8と、 力、ら成っている。 支持部材 6 6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 （図中では一方のみが示されている） 7 8が突設されている。 このロッ ドレンズアレイ 2 6は、 保持体 8 0に回動可能に保持されている。 す なわち、 再び図 1 2を参照して、 ロッ ドレンズアレイ 2 6の副走査方向支 ί由 7 8 は、 樹脂で概略板状に形成された保持体 8 0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向けて形成された支持孔 8 2にそれぞ'れ係合され、 これにより、 ロッドレンズアレイ 2 6が副走査方向支拳由 7 8を中心として回動可 能に構成されている。
変位機構 7 6は、 圧電セラミックスを積層形成したピエゾァクチユエ一夕から 成り、 電気的に接铳された回路基板 1 0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？ S¾び収縮動によりロッドレンズアレイ 2 6を副走査方 向支蚰 7 8を中心に回動変位させるように設けられている。
次に、 本実施形態の L E Dプリントへッドの作用について説明する。
図 1 4には、 本実施形態の L E Dプリントへッドの作用が示され、 同図中、 口 ッドレンズアレイ 2 6は L E Dアレイに対して平行となる位置が基準位置とされ、 この基準位置が実線で示されている。 口ッドレンズァレイ 2 6が副走査方向支 ίί由 7 8を中心に基準位置から一方側へ微小な角度 ^ 傾斜された位置、 すなわち線 Rで示される位置で、 任意の L E D 1 4から信号光が発生されると、 信号光は口 ッ ドレンズアレイ 2 6のロッ ドレンズ 24の中心光軸に沿うように方向を変更さ れて、 感光性ドラム 2 2の一方側に一定距離ずれた位置 Α丄 に結像される。
レンズァレイ 2 6を副走査方向支軸 7 8を中心に上述とは反対側の他方側へ微 小な角度 傾斜された位置、 すなわち線 Sで示される位置へ回動変位された場 合も同様に、 L E Dから発生された ί言号光は主走査方向の他方側へ一定距離ずれ た位置 に結像される。
以上により、 本実施形態においては、 2つのロッドレンズアレイと光シャツ夕 を使用する代りに、 1つのロッドレンズアレイ 2 6を副走査方向支軸 7 8を中 、 として振動させることにより、 実施形態 2と同じ効果が得られる。 これにより、 L E Dのピッチの実質的に 2倍の解像度が得られる。
実施形態 5.
次に、 本発明の第 5の実施形態について説明する。
第 5実施形態による L E Dプリン卜へッドは、 図 1 5及び図 1 6に示されるよ うに、 回路基板 1◦上に X軸方向に一定のピッチで且つ相互に半ピッチずれた状 態に列設された LEDから成る第 1 LEDアレイ 18 a及び第 2 LEDアレイ 1 8 と、 これらの第 1及び第 2 LEDアレイ 18 a、 18bに平行に列設され、 且つ、 これらにボンディングワイヤ 17を介して電気的に接続された駆動用 I C 50と、 前記第 1及び第 2LEDアレイ 18a、 18 bに平行な軸を中心に回転 可能に設けられた感光性ドラム 22と、 前記第 1または第 2 L EDアレイ 18 a、 18bの LED14から発生された、 図中一点鎖線で示される信号光を感光性ド ラム 22の感光面 20上に集光するようにこれらの間に列設されたロッドレンズ から成るロッ ドレンズアレイ 26と、 ロッドレンズアレイ 26の下方に列設され た光シャッ夕 28と力、ら ίϋ成される。
本実施形態で使用されるロッ ドレンズアレイ 26は、 第 2実施形態と同様に、 傾斜角を有さない通常のタイプの 1本のロッ ドレンズアレイから成り、 光シャツ 夕としては上述の実施形態と同様のもの力《適用できる。
本実施形態では、 上述のように、 LEDアレイ力第 1と第 2の LEDアレイ 1 8a、 18bの 2列で構成されているが、 これらの各 L E D 14から発生される 信号光は共通の光シャッ夕 28及びロッ ドレンズアレイ 26を介して感光面 20 上に集光される。 この場合、 第 1及び第 2の L EDアレイ 18 a、 18bはロッ ドレンズアレイ 26の各ロッ ドレンズの中心光軸に対して Z軸方向に若干変位し た位置に設けられている。
この場合、 一般に市販されているこの種のロッ ドレンズアレイではレンズの中 心光軸から ±〇. 4 mm¾J¾のズレでは光量の変化または'减少はほとんど生じる ことなく、 またこれらの寸法範囲内で LEDアレイを 2列に設けることも製造上 での問題はほとんど生じない。 し力、し、 レンズを千鳥状に配列した市販の口ッ ド レンズアレイを使用すれば上述の問題はより確実に解消し得る。
この種のロッ ドレンズアレイとしては、 例えば、 日本板硝子 （株） から SLA 一 20の商標名のロッ ドレンズアレイが販売されているが、 これによればロッ ド レンズアレイのレンズ中心光軸から ± 0. 4 m m以内 iUgの範囲で ¾ がほぼ一 定しているので本実施形態に十分適用し得る。
画像の形成に際しては、 感光性ドラム 22の回動とともに、 駆動用 I C50力、 らの電気信号により第 1の L EDアレイ 18 aの L ED 14からの信号光を発生 させる。 これとともに、 光シャツ夕 28の対応する光シャツ夕を開成すると、 該 信^:はレンズアレイ 26を介して感光性ドラム 22の感光面 20上の位置 Aに 集光されて画素潜像が形成される。 次いで、形成された画素潜像の位置が Aから Bへ回動した時点で、 これに同期して第 2の L EDアレイ 18bの LED 14力、 ら信^を発生させると共に対応する光シャッタを開成することにより、 感光体 22の感光面 20の回動位置 B、 即ち位置 Aにて形成された画素潜像と同一ラィ ン上に画素潜像が形成される。
このとき、 図 16に示されるように、 第 1 LEDアレイ 18aと第 2LEDァ レイ 18bの LED14は X軸方向に半ピッチずれた状態で設けられているので、 第 2 LEDアレイ 18bによる画素潜像は第 1 LEDアレイ 18 aによる画素潜 像の中間位置に一定のビッチで且つ半ビッチずれた状-態で形成され、 両画素潜像 が同一ライン上で合成される。
実施形態 6.
次に、 本発明の第 6の実施形態について説明する。 図 17には、 実施形態 6. の LEDプリントへッドの要部の概略断面が示される。
第 1及び第 2の LEDアレイ 18 a、 18 bは、 図 16に示される実施形態 5 と同様に、 素子としての複数の L E D 14が主走査方向 （X ih方向） に一定 ピッチ Pで形成された LEDアレイチップ 16 a、 16bを、 相互に半ピッチ
(PZ2)ずれた状態で配列することにより、 それぞれ連続状に形成されている。 各 L EDアレイチップ 16 a、 16bはそれそ'れ、 図 22に示される例と基本 的には同じ構成だが、 本実施形態では例えば基板 122は N型の G a A s系の材 料から成り、 該基板 122には複数の LEDカ列状に形成されている。 各 LED は、 Ga As系基板 122の表面に Ga As P系の層を設け、 その層に、 例えば Z nを不純物として拡散させて形成された発光領域としての P型拡散層 124と、 導電体材料から形成され一端にて拡散層 124の表面に電気的に接続され他端に て回路基板 10の回路 a¾iにワイヤボンディングを介して接铳可能なボンディン グ用のパッ ド 128力 <設けられた電極 126と、 力、ら形成されている。 また、 列 方向に隣接する LEDアレイチップ 16 a、 16 bは、 その間が相互に距離 1離 間された状態で回路基 に配置されている。
図 18には、 LEDアレイ 18a、 18 bの各 L E Dと駆動用 I C 50との間 の電気的接铳が示される。 図 18において、 第 1 LEDアレイ 18 aの各 LED のァノ一ドカ <駆動用 I Cの対応する電極パッ ドに電気接続され、 カソードは共通 電気配線としての第 1力ソードライン 84に接統されている。 また、 第 2 LED アレイ 18 bの各 L EDのァノードは第 1 L EDアレイ 18 aの対応する L ED のァノードに接铳され、 カソ一ドは共通電気配線としての第 2カソ一ドライン 8 6に接統されている。 これらの第 1及び第 2力ソードライン 84、 86は選択的 に切替え可能なように各一端にて切替えスィツチ 88の端子に電気接続されて Lヽ る。
また、 再び図 17を参照して、 第 1及び第 2 L EDアレイ 18 a、 18bの上 方には、 これらの L EDから発生された信号光が照射される感光面 20から成る 円筒状の感光性ドラム 22力 X方向の軸を中心に回転可能に設けられている。 感光性ドラム 22の感光面 20と L EDアレイ 18 a、 18bとの間には、 各 L E Dからの光が感光面 20上に結像されるような焦点距離を有する複数の円筒 状のロッ ドレンズ 24から成るロッ ドレンズアレイ 26が設けられている。 ロッ ドレンズアレイ 26は、 その支持部材 90の間に X軸方向に並列状に固定された ロッ ドレンズ 24力、ら成り、 回路基板 10と共に樹脂から成るケース 92に揷着 されている。
また、 LEDアレイ 18a、 18bと感光面 20とは、 ロッ ドレンズアレイ 2 6を介して、 図の Y軸方向に距離 Dだけ離間されて設けられて 、る。
次に、 上述のように構成された本実施形態の LEDプリントへッドを使用した 主走査方向 （X軸方向） の画像形成について図 19により説明する。 感光性ドラム 22の回動と共に、 ¾1¾用 I C 50からの電気信号及びこれに同 期した切替えスィツチ 88により、 第 1の L EDアレイ 18 aの L EDを選択的 に導通して信^ tを発生すると、 該信号光はロッ ドレンズアレイ 26を介して感 光性ドラム 22の感光面 20上の位置 Aに集光されて走査ライン上に画素潜像が 形成される。 このとき、 第 2LEDアレイ 18bの LEDは非導通の状態に置か れている。
、で、 形成された画素潜像の位置が Aから Bへ回動した時点で、 感光性ドラ ム 22の回動に同期して切替えスィツチ 88を第 2 L EDアレイ 18b側に 替 えて、 第 1 LEDアレイ 18 aの LEDを非導通の状態にすると共に、 第 2LE Dアレイ 18bの LEDを選択的に導通すると、 これらの LEDから信号光が発 生されて感光面 20の位置 B上に一定ビッチの画素潜像が形成される。
このとき、 第 1 LEDアレイ 18aと第 2LEDアレイ 18bの LEDは、 上 述したように、 Χ$ώ方向に半ピッチ （ΡΖ2) ずれた状態で設けられているので、 第 2LEDアレイ 18bによる画素潜像は第 1 LEDアレイ 18aによる画素潜 像の中間位置に一定且つ同一のピッチで形成され、 画素潜像が同一ライン上に合 成されて画像形成の潜像が形成される。
ここで、 前述の図 17に示されるように、 本実施形態の L EDアレイ 18 a、 18bは 2列に列設された LEDから成っている。 このため、 例えば、 ロッ ドレ ンズアレイ 26を、 千鳥状の配列等に列設されたロッ ドレンズ 24で構成しても、 LEDアレイ 18 a、 18 bの L E Dの位置としては、 各寸法の設定によっては、 各レンズの中心光 ί由から Ζ$ώ方向に若干ずれた位置に設けなければならない場合 力生じ、 ロッ ドレンズアレイ 26を通過する光量が不足するおそれが生じる。 一般に市販されているロッドレンズアレイでは、 レンズの中心光 $由から ±0. 4mmfi¾のズレでは ¾ 変化はほとんど生じることなく、 また、 両 LEDァレ ィをこの寸法間隔で列設することは加工精度上でも問題はほとんどない。 しかし、 口ッ ドレンズアレイを複数本並列状に配置したものを使用すれば上述の問题は確 実に解消できる。 本発明に^ ffl可能なロッ ドレンズアレイとしては、 例えば、 日本扳确子 （株） から S LA— 20の商標名のロッ ドレンズアレイ力販売されている。 これによれ ば、 ロッ ドレンズアレイの中心線から ±0. 4mm¾J^の範囲で ¾Sがほとんど —定しており、 この種のロッ ドレンズアレイを単数本若しくは複数本並列状に配 置して本発明に使用するの力《望ましい。
LEDプリントへッ ドを上述のように構成することにより各 LEDアレイ、 す なわち第 1 LEDアレイ 18a及び第 2LEDアレイ 18bの画素密度を通常の ¾¾、 例えば 300dp i、 に形成しても、 上述のような画素潜像の合成により、 実質上 2倍の解像度の画像を得ることができる。
上述の実施形態では、 第 1及び第 2LEDアレイ 18a、 18 b力、ら成る 2歹 ij の L EDアレイを使用した例について説明した力 <、本発明はこれに代えて、 更に、 図 20に示されるように、 第 3の LEDアレイ 18 cを設けて構成することも可 能である。
即ち、 第 3の LEDアレイ 18 cの各 LEDのァノードを第 2 LEDアレイ 1 8bの対応する LEDのァノードに電気接絞し、 カソードを共通配線としての第 3力ソードライン 94に接続し、 及び第 1から第 3カソ一ドラインの一端を切替 ぇスィツチ 88の端子にそれぞれ電気接続する以外は、 図 18に示された 51施形 態と同様である。
このように、 L EDアレイとしては 2列に限られるものではなく、 上述のよう な 3列とすることもでき、 あるいは更に 4列以上とすることもできる。 これらの 場合、 各 LEDアレイは、 主走査方向に各 LEDアレイの LEDピッチ Pに対し て （P/LEDアレイの列数） ピッチずつずらして形成される。 これにより、 各 L EDアレイチップに形成された L EDは、 各 LEDアレイ間で （PZLEDァ レイの数） ピッチ相互にずれて形成されることになる。
L EDプリン卜をこのように形成することにより、 同等の画素密度の単一な L E Dアレイに対して実質上 L E Dアレイの列数倍の解像度の画像を得ることがで きる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明に係る LEDプリンタへッドにおいては、 画像潜像を 1 ライン上に形成するに際して、 まず、 LEDから発生された信号光をロッドレン ズァレイ及び開成された光シャッ夕を介して感光体の感光面上に一定のピッチで して画像潜像を形成し、 次いで、 LEDから発生された別の信号光をやはり 口ッドレンズアレイ及び開成された光シャツ夕を介して感光体の感光面上に一定 ピッチで照射して上記画素潜像の中間位置に更に画素潜像を形成する。
このため、 一定のピッチの L EDから成る L EDアレイを使用しながら実質上 2倍の画素密度若しくは解像度の画像を形成することができる。
また、 感光性ドラムの回動と共に、 駆動用 I Cからの電気 if号及びこれに同期 したスィッチにより、 第 2LEDアレイを非導通にした 態で、 第 1の LEDァ レイの LEDを選択的に導通させて ίϊ号光を発生させると、 該信号光はロッドレ ンズァレイを介して感光性ドラムの感光表面上に集光されて走查ラィン上に一定 ピッチで画素潜像力 <形成される。 次いで、 感光性ドラムの回動に同期して ¾替え スィツチを第 2 LEDアレイ側に切替えて第 1 L EDアレイの LEDを非導通の 状態にすると共に第 2 LEDアレイの LEDを選択的に導通させると、 これらの L E Dから発生された信号光により一定ピッチの画素潜像が上述の画素潜像の間 に形成される。
この場合、 第 1 LEDアレイと第 2 LEDアレイとは、 主走査方向に各 LED アレイの LEDピッチに対して、 例えば、 半ピッチ （PZ2) 分ずれた位置関係 に設けることにより、 両 LEDアレイによる画素潜像が 1ライン上で合成されて 高解像度の画像潜像力《形成される。
更に L E Dアレイの列数を增加すれば、 実質的に L E Dアレイの列数倍の解像 度の画像を得ることができる。
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。

Claims

請求の範囲
1. 選択的に信号光を発生可能に一方向に列設された L E Dから成る L E Dァレ ィと、 前記 L E Dアレイに平行な軸を中心に回転可能に設けられた感光体と、 前 記 E Dから発生された信号光を前記感光体上に集光するように列設されたレン ズから成るレンズアレイと、 前記レンズアレイに対応して配設され、 所定の前記 L E Dアレイからの信号光を所定の前記レンズアレイに導くべく切り替えられる 光シャツ夕と、 から成ることを特徴とする L E Dプリン卜へッド。
2. 前記レンズアレイは第 1及び第 2レンズアレイから成り、 前記第 1レンズァ レィは主走査方向の一方側に微小角度傾斜した中心光蚰を有するレンズから成り、 前記第 2レンズアレイは前記第 1 レンズアレイのレンズの傾斜と反対側の他方側 に微小角度傾斜した中心光 ΐ由を有するレンズから成ることを特徴とする請求の範 囲第 1項に記載の L E Dプリントへッド。
3. 前記レンズアレイは第 1及び第 2レンズアレイから成り、 前記第 1レンズァ レイは主走査方向の一方側に微小角度傾斜した中心光 $由を有するレンズから成り、 前記第 2レンズァレイは主走査方向に傾斜しない中心光軸を有するレンズ力、ら成 ることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の L E Dプリン卜へッ ド。
4. 前記第 1及び第 2レンズアレイは、 主走査方向視にて微小角度で V字状また は逆 V字状に配置されていることを特徴とする請求の範囲第 2¾Xは第 3項に記 載の L E Dプリントへッ ド。
5. 前記レンズアレイは筇 1及び第 2レンズアレイから成り、 前記第 1及び第 2 レンズアレイは、 それぞれの長辺が相互に一定の角度を成すように微小角度で交 差するように配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1项に記載の L E D プリン卜へッド。
6. 前記 LEDアレイは複数列形成されており、 前記 LEDアレイは、 主走査方 向に一定のピッチで且つ相互に （LEDピッチ/ LEDアレイの列数） ずれた状 態に列設された L E Dから成ることを特徵とする請求の範囲第 1項に記載の L E Dプリン卜へッド。
7. 前記光シャツ夕は、 強誘電性液晶を利用した液晶シャツタであることを特徴 とする請求の範囲第 1項に記載の LEDプリン卜へッ ド。
8. 前記光シャツ夕は、 電気光学セラミックスを用いた光シャツ夕であることを 特徴とする請求の範囲第 1項に記載の L E Dプリン卜ヘッ ド。
9. 第 1列と第 2列の少なくとも 2列に列設された L EDから成る L EDアレイ と、 前記各 LEDの列に電気的に接続された駆動用 I Cと、 前記駆動用 Iじから の電気信号に応じて L E Dから発生された信号光を感光面上に集光するように列 設されたレンズから成るレンズアレイと、 前記各 L E Dアレイの各共通電気配線 の間に設けられた切替えスィツチと、 から成ることを特徴とする L EDプリント へ、 J、 卜
1〇 . 前記各 L E Dアレイは、 それぞれの L E Dが主走査方向に一定のピッチで 且つ相互に （LEDピッチ ZLEDアレイの列数） ずれた状態に列設されるよう に設けられたことを特徴とする請求の範囲第 9项に記載の LEDプリントへッ ト o
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