JPH09174925A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一対の画像アレイ基板４，６からの光をハー
フミラー１０で合成するようにした画像形成装置におい
て、ハーフミラー１０の両面から光を取り出し、非球面
単眼レンズ１２，１４で２つの感光体ドラム３４，３４
を同時に露光する。 【効果】 高解像度で２箇所の感光体を同時に露光でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明はＬＥＤヘッドやＥＬヘッ
ド等の画像形成装置に関し、特にハーフミラーを用いて
一対の画像アレイ基板からの光を合成するようにした画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来技術】画像形成装置の高解像度化は著しく、従来
の代表的な解像度である３００ＤＰＩから６００ＤＰＩ
や１２００ＤＰＩ等への解像度の向上が行われている。
しかしながら解像度を増すと、画像素子の配列ピッチを
小さくせねばならず、高密度化に伴って画像アレイの生
産性や部留まりが低下する。また画像素子の基板への実
装に当たっても、搭載精度の向上が要求され、コストが
増加する。

【０００３】例えば解像度１２００ＤＰＩでは発光体の
配列ピッチは約２１μｍで、最小線幅や最小ギャップを
例えば５μｍとすると、発光体の幅を１５μｍ，発光体
間の隙間を５μｍ，発光体内部での電極の線幅を５μｍ
程度にすることになる。このような微細な発光体の製造
は困難で、画像アレイとした場合、各発光体を均一な出
力で発光させ、しかも実用可能な部留まりを達成するこ
とはきわめて難しい。

【０００４】さらに画像アレイの実装には、ワイヤボン
ディングやフリップチップ接続を用いる。解像度が増す
と、ボンディング点数はそれに連れて増加し、ボンディ
ングのピッチも減少する。ここで小さなピッチで多数の
箇所にボンディングし、しかもボンディングの不良率を
例えば１０万分の１／ボンディング箇所程度に保つこと
はきわめて難しい。従って単に画像アレイの分解能を増
すこと以外の手法で、画像形成装置の解像度を増す必要
がある。

【０００５】発明者は、低解像度の画像アレイ基板を用
いて高い解像度を得るため、ハーフミラーで光を合成す
ることを提案した(例えば特開平７−１４８,９７２号公
報)。ＬＥＤヘッドを例に説明すると、２枚の画像アレ
イ基板を互いに直角に配置し、各基板に対して４５度に
ハーフミラーを配置する。そしてハーフミラーで２枚の
基板からの光を合成し、感光体ドラム等に結像させる。
このようにすれば、ハーフミラーを用いて解像度を２倍
にすることができる。

【０００６】しかしながら画像形成装置への要求は解像
度の向上のみではなく、印画速度の向上も要求されてい
る。印画速度は毎分何枚の印画が出来るかで表され、ハ
ーフミラーを用いた画像形成装置では、ミラーで光量が
／２に低下するため、印画速度が低下する。

【０００７】

【発明の課題】この発明の課題は、 1) 高解像度でしかも高速印画に適した画像形成装置を
提供することにあり、特に公知のハーフミラーを用いた
画像形成装置に対して、２倍の印画速度を達成すること
にある(請求項１,２)。 2) 請求項２の発明での追加の課題は、１つの感光体で
２枚の印画を同時に行えるようにし、画像形成装置を小
型化することにある。

【０００８】

【発明の構成】この発明は、画像アレイを搭載した一対
の基板からの光を、ハーフミラーで合成して結像させる
ようにした画像形成装置において、該ハーフミラーの両
面から前記合成光を取り出して、２箇所に同時に結像さ
せるように構成した、ことを特徴とする(請求項１)。好
ましくは前記画像形成装置を背面露光感光体の内部に収
容する(請求項２)。

【０００９】

【発明の作用と効果】請求項１の発明では、ハーフミラ
ーの両面から光を取り出し、これらの光を２箇所に結像
させる。即ちハーフミラーでミラー面を設けた側だけで
なく、その裏面からも同時に光を取り出し、感光体の露
光に利用する。このため、１つの画像形成装置で同じ画
像を２箇所に同時に露光することができる。請求項２の
発明では、上記の画像形成装置を背面露光感光体の内部
に収容する。ここで背面露光感光体の周囲に、現像器や
転写ローラ等を２セット設ければ、１つの感光体で２枚
の同じ画像を同時に印画できる。そして感光体自体は１
つで良いため、小型で高速の画像形成装置が得られる。

【００１０】これらの結果、この発明では以下の効果が
得られる。 1) 高解像度でしかも同時に２枚印画でき、印画速度が
向上する(請求項１,２)。 2) 小さな画像形成装置で２枚の同時印画ができる(請
求項２)。

【００１１】

【実施例】図１〜図４に、実施例とその応用とを示す。
実施例はＬＥＤヘッドとして示すが、画像アレイの種類
は任意であり、多数の発光体を配列したアレイであれば
良い。従ってＥＬアレイ等の他の画像アレイも用いるこ
とができ、その場合にはＥＬヘッド等となる。さらに実
施例では、プリンタやファクシミリ等のために、各基板
に多数のＬＥＤアレイを配列したものを示すが、例えば
バーコードプリンタ用のＬＥＤヘッドのように、印画幅
が短くても良いものでは、各基板に各１個のＬＥＤアレ
イを搭載しても良い。また実施例では多数のＬＥＤアレ
イをダイナミックドライブするが、スタチックドライブ
でも良い。

【００１２】図１に実施例の基本構成を示すと、２は画
像形成装置で、４，６は一対の画像アレイ基板である。
各画像アレイ基板４，６には、ＬＥＤアレイ８，９を、
ワイヤボンディングやフリップチップ接続等で直線状に
多数個配列する。ＬＥＤアレイ８，９は同じアレイであ
り、搭載位置が異なることを示すため、異なる符号を用
いた。ＬＥＤアレイ８，９は、発光体の配列ピッチの例
えば１／２ピッチ互いにずらせて基板４，６に搭載す
る。そして各基板４，６は例えば各々解像度３００ＤＰ
Ｉに対応する基板で、ＬＥＤアレイ８，９での発光体の
配列ピッチ（従って基板４，６での配列ピッチ）は、例
えば８４．６μｍである。

【００１３】１０はハーフミラーで、１２，１４は結像
用の非球面単眼レンズ、１６は基板４，６やハーフミラ
ー１０，及びレンズ１２，１４の位置決め用のハウジン
グである。ハウジング１６には多数の基準面や基準とな
る溝等を設け、これらを用いて基板４，６等を位置決め
する。例えばハウジング１６に設けた基準面１８，２０
に、画像アレイ基板４，６の画像アレイ側の主面を当接
させ、基板４，６を画像アレイ８，９側の主面で位置決
めする。このため、反対側の主面で位置決めする際より
も、基板４，６の厚さ変動の分だけ、画像アレイ８，９
の搭載精度が向上する。ハーフミラー１０やレンズ１
２，１４も同様に位置決めする。またハウジング１６は
２箇所から合成光を取り出せるようにし、光の取り出し
部の一方にはレンズ１２を、他方にはレンズ１４を配置
する。

【００１４】例えば図１の右上に示すように、ハーフミ
ラー１０の図での右側にミラー面１１が有るとする。基
板４のＬＥＤアレイ８からの光は１／２がミラー面１１
で反射し、基板６のＬＥＤアレイ９からの光はハーフミ
ラー１０の透明板を透過して、１／２がミラー面１１を
通過し、ＬＥＤアレイ８からの光と合成される。そして
これらの光は、レンズ１２により印画装置３０の感光体
ドラム３４に結像する。ここでＬＥＤアレイ８，９は、
発光体ピッチの１／２シフトして配置してあるので、Ｌ
ＥＤアレイ８の発光体からの光と、ＬＥＤアレイ９の発
光体からの光は１／２ピッチ単位で入れ替わり、例えば
解像度３００ＤＰＩの基板４，６を用いて、例えば解像
度６００ＤＰＩの画像形成装置が得られる。

【００１５】この発明では、ＬＥＤアレイ８からの光の
内でミラー面１１を通過した光と、ＬＥＤアレイ９から
の光でミラー面１１で反射した光も利用する。即ちＬＥ
Ｄアレイ８からの光は１／２がミラー面１１を通過し、
ＬＥＤアレイ９からの光も１／２がミラー面１１で反射
する。これらの光は発光体ピッチの１／２で配列され、
レンズ１４で印画装置３２の感光体ドラム３４に結像す
る。この結果、１つの画像形成装置２で２つの印画装置
３０，３２の感光体ドラム３４，３４を同時に露光で
き、解像度が２倍になるだけでなく、印画速度も２倍に
なる。そして印画の多くは１枚の画像を多数枚コピーあ
るいはプリントするものであり、特にこの場合に高速印
画をする必要がある。そしてこの発明では、１枚の画像
を複数枚印画する場合に、２つの印画装置３０，３２を
動作させる。なお１枚のみの印画の場合、例えば印画装
置３２を停止させて置けば良い。３６は現像器，３８は
帯電器，４０はクリ−ナ−，４２は転写ローラ，４４は
印画用紙である。

【００１６】図２，図３に移り、この発明での結像原理
を示す。各レンズ１２，１４は各々２個のＬＥＤアレイ
８，９に対応する。例えば図２の場合、レンズ１２−１
はＬＥＤアレイ８−１とＬＥＤアレイ９−１に対応し、
以下同様である。またレンズ１４−１もＬＥＤアレイ８
−１とＬＥＤアレイ９−１に対応する。ＬＥＤアレイ
８，９が各１個の合計２個で、画像形成上のブロックと
なる。そして１つのブロックには２個のレンズ１２，１
４が対応する。また図示しない画像形成装置の駆動回路
では、例えばブロック単位で多数のＬＥＤアレイをダイ
ナミック駆動する。レンズ１２，１４には、非球面単眼
レンズ以外のレンズも使用可能であるが、結像性能を向
上させるため非球面単眼レンズを用いるのが好ましい。
即ち球面レンズでは、レンズの中心から離れた位置で結
像性能が低下し、画像に歪が生じる。このことはブロッ
クの縁で画像品位が低下することを意味し、これを避け
て全体に均一な画像を形成するために、非球面単眼レン
ズを用いるのが好ましい。

【００１７】図１に戻り、レンズ１２，１４の位置を説
明する。この位置は、ＬＥＤアレイ８，９とハーフミラ
ー１０の間でも良いが、好ましくは図示のようにハーフ
ミラー１０と感光体ドラム３４，３４の間とする。これ
はＬＥＤアレイ８，９と感光体ドラム３４，３４との光
路長を大きくし、レンズ１２，１４に大きな入射角で入
る光や大きな出射角で出る光を捨て、歪の無い均一な画
像を得るためである。

【００１８】図３に、ＬＥＤアレイ８，９での発光体２
２，２３の配置を示す。アレイ８の発光体２２とアレイ
９の発光体２３は、例えば発光体の配列ピッチ（例えば
３００ＤＰＩ対応の８４．６μｍ）の１／２ずつずらせ
て配列し、これらの光をハーフミラー１０で合成し、感
光体ドラム３４，３４には、結像ドット２４，２５とし
て図３の下部のように結像する。この結果、２つのＬＥ
Ｄアレイ８，９からの光は発光体毎に入れ替わり、感光
体ドラム３４での結像ドット２４，２５のピッチは４
２．３μｍとなり、解像度は２倍に向上する。

【００１９】図４に、実施例の画像形成装置２の応用例
を示す。ここでの画像形成装置２自体は図１〜図３と同
様で、背面露光感光体５０内に収容した点が異なる。そ
して背面露光感光体５０の周囲に一対の現像器３６を設
け、トナー溜り５２からトナーを供給し、帯電電源５４
を用いて感光体５０を帯電させ、画像形成装置２からの
光で露光して、帯電と露光，現像をほぼ同時に行う。ま
た帯電器３６，３６の後側に、転写ローラ４２，４２を
設け、転写電源５６を用いて転写と残留トナーの除去と
を同時に行う。図４の応用例では、感光体５０自体は１
個で良く、背面露光感光体５０の内部に画像形成装置２
を収容できれば良い。このため、１個の感光体５０を用
いて、高解像度の画像を、最大２枚同時に印画できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の画像形成装置の要部断面図

【図２】 実施例の画像形成装置での結像原理を示す
図

【図３】 実施例の画像形成装置での発光体配置を示
す図

【図４】 実施例の画像形成装置の応用例を示す要部
断面図

【符号の説明】

２ ＬＥＤヘッド ４ 画像アレイ基板 ６ 画像アレイ基板 ８，９ ＬＥＤアレイ １０ ハーフミラー １１ ミラー面 １２，１４ 非球面単眼レンズ １６ ハウジング １８，２０ 基準面 ２２，２３ 発光体 ２４，２５ 結像ドット ３０，３２ 印画装置 ３４ 感光体ドラム ３６ 現像器 ３８ 帯電器 ４０ クリ−ナ− ４２ 転写ローラ ４４ 用紙 ５０ 背面露光感光体 ５２ トナー溜り ５４ 帯電電源 ５６ 転写電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像アレイを搭載した一対の基板からの
   光を、ハーフミラーで合成して結像させるようにした画
   像形成装置において、 該ハーフミラーの両面から前記合成光を取り出して、２
   箇所に同時に結像させるように構成した、ことを特徴と
   する画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記画像形成装置を背面露光感光体の内
   部に収容した、ことを特徴とする請求項１の画像形成装
   置。