JPH02198877A - 画像形成装置 - Google Patents

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） 本発明は画像形成装置に関し、特に複数の微少光源を所
定のピッチで配列したＬＥＤアレイ等の面発光部を用い
、該面発光部の発光状態を制御して受光面である感光ド
ラム等の記録面上に画像情報を書き込み記録するデータ
通信、ファクシミリ通信、ワードプロセッサ等に好適な
画像形成装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より高密度発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ等を用
い、これらの各要素を電気信号により駆動制御して、各
発光部を選択的に光学系を介して感光体面上に導光して
画像情報を形成し記録させる所謂ＬＥＤプリンター等の
画像記録装置が例えば特開昭６２−２５０４６８号公報
や特開昭６３−４４７７７号公報等で提案されている。

第７図、第８図は従来の画像記録装置の要部概略図であ
る。

第７図においてはＬＥＤアレイ等の面発光部７１を単眼
の結像系７２により感光体７３面上に結像させている。

そして面発光部７１の発光状態を不図示の電気信号によ
り制御し、このときの面発光部７１の発光状態に基づく
画像情報を感光体７３面上に形成している。

又、第８図においては面発光部８１を複数のセルフォッ
クレンズ（商品名）より成るセルフォックレンズアレイ
（ＳＬＡ）８２により感光体８３面上に正立等倍結像さ
せている。そして第７図の画像記録装置と同様に面発光
部８１の発光状態に基づく画像情報を感光体８３面上に
書き込み記録している。

（発明が解決しようとする問題点） 第７図に示す単眼の結像系を用いた画像記録装置におい
ては書き込み幅を例えばＡ４サイズ等の幅にとった場合
、結像系７２を拡大系とすることができるという特長が
あるが物像間距離が数１００ｍｍと長くなってきて装置
全体が大型化し、コスト高となるという問題点があった
。

又、第８図に示すセルフォックレンズアレイを用いた画
像記録装置においては物像間距離は数１０ｍｍと短くな
り装置全体は小型化されるがセルフォックレンズを用い
ている為、レンズ間のクロストーク除去の為に特別な遮
光部材な面発光部８１からレンズ射出面８２ａまでの光
路中に配置しなければならなく装置全体が複雑化し、又
製造が難しくなるという問題点があった。またこうして
作られたレンズアレイは高価であるという問題点があっ
た。

本発明はこれらの問題点を勘案し、物像間距離を容易に
短くすることができ、装置全体の小型化が容易でしかも
特別な遮光部材を必要とせず面発光部の発光状態に基づ
く画像情報を高鯖度に感光体面上に形成することのでき
る画像記録装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る画像形成装置は、複数の微少光源をピッチ
Ｐで配列した面発光部の各微少光源の発光状態を制御し
て受光面上に該複数の微少光源の発光状態に基づく画像
情報を形成する際、該面発光部に透明光学部材を密着一
体化して構成し、該微少光源の発光面端部から射出した
光束が該透明光学部材の該面発光部に対して反対側の面
の該微少光源と隣接する微少光源との中間点に入射する
際の入射角が臨界角よりも大きくなるように各要素を設
定したことを特徴としている。

特に本発明では前記微少光源の有効発光部領域の長さを
１、前記透明光学部材の屈折率をｎとθｃ＝　ｓ　　ｉ
　　ｎ　−’　（１／ｎ）とおいたとき接着層を含めた
該透明光学部材の厚さｄを １ｏ　くｄく（Ｐ−２）・ｃｏ七〇。

なる条件を満足するように設定したことを特徴としてい
る。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例、の要部概略図である。図
中１１は画像処理部であり、例えば原稿リーダー、ＴＶ
カメラ等原稿等の画像面１４上を走査系１５で走査し、
該画像情報に基づく反射光像を受光手段で受光し画像情
報を電気信号に変換している。この他、記録媒体に記録
、記録媒体から呼出し、そして制御することもある。１
２は制御部であり、画像処理部１１から送出されてくる
電気信号に基づいて後述する記録部１３内のＬＥＤアレ
イ等の面発光部１を駆動制御してぃる。記録部１３は制
御部１２で制御された画像情報に基づく電気信号により
受光面である感光体ドラム等の記録面６上に画像情報を
形成し記録している。

本実施例における記録部１３は同図に示すように次の各
要素より成っている。１は面発光部であり、ＬＥＤアレ
イ等のＯＮ、ＯＦＦ制御可能の有効発光領域（長さ）Ｉ
Ｌの複数の微少光源をピッチＰで基板２面上に七ノリシ
ックに配列して構成している。３は透明光学部材であり
、平行平面板や後述するレンズアレイを有する部材より
成り面発光部１の発光面側に接着層等を介して空気層が
存在しないように密着一体化して配設されている。

本実施例では平行平面板より成っている場合を示してい
る。５は空気層、６は記録体であり感光ドラム等から成
っている。

本実施例では面発光部１の例えば微少光源１ａの有効発
光領域１の端部ｆＬａから射出した光束ｌａｌが透明光
学部材３の面発光部１とは反対側の面（射出面）３ａ上
の微少光１！１ａとそれと隣接する微少光源１ｂとの中
間点３ａｌに入射するときの入射角θが全反射を起こす
角度、所謂臨界角θｃよりも大きくなるように微少光源
の配列ピッチＰ、透明光学部材３の屈折率ｎや厚さｄ等
の各要素を設定している。

例えば接着層を含めた透明光学部材３の厚さｄを θｃ＝ｓｉｎ−’（’） とおいたとき となるようにしている。又、接着層の屈折率は透明光学
部材の屈折率とほぼ同じであることが光学特性上望まし
い。

これにより複数の微少光源のうち１つの微少光源１ａか
ら射出した光束のうち該微少光源１ａに対応した記録面
６上の領域６ａ以外の領域に入射しようとする光束を透
明光学部材３の射出面３ａで全反射させて透明光学部材
３の側方部に導光して記録部６の他の領域に入射しない
ようにしてクロストークを防止している。又、接着層の
屈折率は透明光学部材の屈折率とほぼ同じであることが
望ましい。

本実施例ではこのような構成により微少光源間のクロス
トークを効果的に防止し、画像処理部１１から送出され
てくる画像情報を感光体面上に高精度に形成している。

ここで条件式（１）の下限値を越えて透明光学部材の厚
さが薄くなりすぎると発光体の保護及び所定の全反射を
効果的に得るのが難しくなり、又上限値を越えて厚くな
りすぎると全反射しない光束が感光体６の他の領域に入
射し、クロストークが起ってくるので良くない。

第２図〜第６図は各々本発明の第２〜第６実施例の記録
部に関する要部概略図である。

第２図に示す第２実施例では透明光学部材２１を複数の
微少光源１ａ、ｌｂ、−に各々対応した屈折率分布を有
する複数の光学要素２２ａ。

２２ｂ、２２ｃ、−（以下「レンズアレイ」という。）
より構成している。即ち各微少光源と１対１に対応する
ように微少光源の配列ピッチと同じとッチＰで複数の屈
折率分布型の光学要素２２　ａ　、　　２２　ｂ　、　
　２２　ｃ　、　−−−を配列したレンズアレイをモノ
リシックにして構成している。

本実施例では各光学要素が正の屈折力を有する場合には
微少光源から射出した光束のうちマージナル領域の光束
が透明光学部材２１の射出面２１ａの前述した中間点２
１ａ１で全反射するように構成しておけば隣接する以降
の光学要素領域に入射する光束においても全反射し、ク
ロストークを効果的に防止することができる。

又、本実施例では特別な遮光部材を設けなくても透明光
学部材２１の射出面２１ａから射出する光束は微少光源
と１対１に対応する光学要素に入射する光束のみとなる
。従ってこのときの光学要素に正の屈折力を持たせてお
けば感光面は透明光学部材２１がら空気層５を挟むよう
に離して設定できる。そしてレンズアレイによる結像が
正立結像でなく倒立結像系であっても透明光学部材２１
の射出面２１ａ側の感光体面６上に面発光部１の発光状
態に基づく画像情報を高鯖度に形成することができる。

第３図に示す第３実施例では透明光学部材３１に第２図
の第２実施例における透明光学部材２１と同様の透明光
学部材を用い、該透明光学部材３１の感光体６面側に微
少光源１ａ、ｌｂ。

１ｃ・・・のピッチＰと同ピツチＰに遮光層３１ａを例
えば蒸着等で施している。本実施例における遮光層３１
ａは透明光学要素の射出面である為に容易に施すことが
できる。

本実施例においては微少光源の発光端部から射出した光
束の第１図に示す入射角θに相当する入射角θ１はθ１
４θｃとなる。

本実施例では遮光層３１ａにより臨界角近傍での空気層
５への射出光の急激な広がりを完全にカットすることが
できる為、感光体面上でのフレア光を効果的に減らすこ
とができる。又遮光層３１ａの幅の部分だけレンズアレ
イと面発光部１の複数の微少光源との位置合わせ精度を
緩和することができる等の特長を有している。

第４図に示す第４実施例では透明光学部材４１に第１図
の第１実施例と同様の平行平面板より成る透明光学部材
を用い、透明光学部材４１の感光体６側の射出面４１ａ
に微少光源１ａ、ｌｂ。

１ｃ・・・のピッチＰと同どツチＰに第３図と同様の遮
光層４１ａを設けている。本実施例では遮光層４１ａに
おいて臨界角近傍での射出光の急激な広がりをカットす
ることができる為、空気層５の距離を第１実施例に比べ
て長くすることができる。

この他の遮光層４１ａの効果は第３実施例と同様である
。

第５．第６図に示す第５．第６実施例では透明光学部材
の入射面側と射出面側に各々屈折率分布型の複数の光学
要素を設けている。このうち第５図の第５実施例におい
ては複数の光学要素５１ａ、５１ｂをピッチＰで透明光
学部材５１の入射面と射出面に対向させて配置している
。

本実施例では空気層５の厚さを第２図に示す実施例に比
べてより長くすることができ画像形成の際の深度がかせ
げるという特長を有している。

第６図の第６実施例では透明光学部材６１の入射面側と
射出側に設けた屈折率分布型の複数の光学要素６１ａ、
６１ｂの配列ピッチＰを１／２ピツチ互いにずらしてい
る。これにより透明光学部材６１の厚さｄを、例えば第
２図に示す実施例に比べてより長くし、面発光部１を効
果的に保護している。

尚、第５．第６実施例において透明光学部材の射出面側
に第３図に示す遮光層と同様に遮光層を設ければ第３実
施例と同様にフレアー光を効果的に除去することができ
、又レンズアレイと面発光部との位置合わせ精度をより
緩和することができる。

（発明の効果） 本発明によればＬＥＤアレイのような複数の微少光源よ
り成る面発光部に前述の構成より成る透明光学部材を接
着剤等により一体化することにより、１つの微少光源か
ら射出した光束を受光面である感光体面上の対応する領
域にのみ導光させ、他の領域に入射する光束を透明光学
部材の射出面で全反射させてクロストークを効果的に防
止し、面発光部の発光状態に応じた画像情報を高鯖度に
感光体面上に形成することのできる画像形成装置を達成
することができる。

又、透明光学部材に集光性を有する屈折率分布型の複数
の光学要素より成るレンズアレイを有するようにすれば
射出面と感光体面の間に空気層を挟んでの設定が可能と
なり、又特別な遮光部材を設けなくてもクロストークを
効果的に防止することができ、又倒立結像系でも可能と
なるため、より光路長の短縮化を図った簡易でしかも小
型の画像形成装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の要部概略図、第２図〜第
６図は本発明の第２〜第６実施例の記録部近傍に関する
要部概略図、第７．第８図は従来の画像記録装置の要部
概略図である。 図中、１１は画像処理部、１２は制御部、１３は記録部
、１５は走査系、１４は画像、１゜７１．８１は面発光
部、２は基板、３は透明光学部材、２２ａ、２２ｂ、２
２ｃは光学要素、５は空気層、６．７３．８３は記録体
、３１ａは遮光層である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の微少光源をピッチＰで配列した面発光部の
   各微少光源の発光状態を制御して受光面上に該複数の微
   少光源の発光状態に基づく画像情報を形成する際、該面
   発光部に透明光学部材を密着一体化して構成し、該微少
   光源の発光面端部から射出した光束が該透明光学部材の
   該面発光部に対して反対側の面の該微少光源と隣接する
   微少光源との中間点に入射する際の入射角が臨界角より
   も大きくなるように各要素を設定したことを特徴とする
   画像形成装置。
2. （２）前記各要素は前記複数の微少光源の有効発光部の
   配列ピッチＰ、前記透明光学部材の屈折率と厚さである
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. （３）前記微少光源の有効発光部領域の長さをｌ、前記
   透明光学部材の屈折率をｎとし θ＿ｃ＝ｓｉｎ＾−＾１（１／ｎ） とおいたとき接着層を含めた該透明光学部材の厚さｄを （Ｐ／１０）＜ｄ＜・｛（Ｐ−ｌ）／２｝・ｃｏｔθ＿
   ｃなる条件を満足するように設定したことを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。
4. （４）前記透明光学部材は前記複数の微少光源に各々対
   応した屈折率分布を有する複数の光学要素を含んでいる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成
   装置。