專利名稱：一種發(fā)光二極管印刷頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用發(fā)光二極管發(fā)出的光信號(hào)，形成具有圖象信息潛象的一種發(fā)光二極管印制頭。
背景技術(shù)：
目前已知的發(fā)光二極管打印機(jī)和激光打印機(jī)，是利用發(fā)光二極管(LED)頭、半導(dǎo)體激光頭等等，產(chǎn)生光信號(hào)，并將其輻射到光敏材料的表面，以形成靜態(tài)潛象，由此將印制的圖象形成在印制材料上。特別需要指出的是，由于發(fā)光二極管打印機(jī)和激光打印機(jī)相比，具有諸如可使裝置小型化，生產(chǎn)成本比較低等等的優(yōu)點(diǎn)，而日益獲得廣泛的重視。
這種發(fā)光二極管打印機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖21所示，它包括可使轉(zhuǎn)動(dòng)著的光敏鼓100的表面帶電的充電裝置102；可相應(yīng)于輸入的信號(hào)，即向光敏鼓100充電的電信號(hào)，發(fā)出形成靜態(tài)潛象用的光的發(fā)光二極管印制頭104；處理靜態(tài)潛象的處理裝置106；傳遞返光負(fù)載，即圖象信息介質(zhì)到印制材料108上的轉(zhuǎn)印器110，且它可以相應(yīng)于光敏鼓100的轉(zhuǎn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)；用加熱等方法固定傳遞到印制材料108上的返光負(fù)載用的固定裝置(未示出)；以及用來清潔光敏鼓100表面的清潔器112。
用在這種發(fā)光二極管打印機(jī)中的發(fā)光二極管印制頭104，包括有具有形成在其表面上的電路回路的基底114，由形成在基底上的、可相應(yīng)于施加的電信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)的，發(fā)光二極管構(gòu)成的發(fā)光二極管陣列116，和由許多用于將發(fā)光二極管陣列116發(fā)出的光聚光到光敏鼓100上的柱透鏡陣列118?？蓪⑦@些組件按適當(dāng)?shù)姆绞浇M裝起來，以便能夠?qū)⒂砂l(fā)光二極管陣列116產(chǎn)生的光信號(hào)，通過柱透鏡陣列118，聚光到已充電的光敏鼓100的表面上，從而把將要形成在印制材料108上的圖象用的潛象，形成在光敏鼓100上。
如圖22所示，發(fā)光二極管印制頭104的發(fā)光二極管陣列116，由彼此相距一定距離1的發(fā)光二極管陣列芯片16a、16b等等構(gòu)成，而每一芯片均具有一定數(shù)目的按一定間距P設(shè)置的發(fā)光二極管。發(fā)光二極管陣列芯片16a、16b等等，均包括有基底122和許多光激發(fā)元件，即發(fā)光二極管124，而發(fā)光二極管124形成在芯片基底122的表面上。由導(dǎo)電金屬構(gòu)成的電極126與每一發(fā)光二極管124的表面相聯(lián)接。電極126的另一端形成為襯墊電極128，后者通過導(dǎo)線(未示出)與安裝在基底114上的驅(qū)動(dòng)器集成電路(未示出)電聯(lián)接。
隨著辦公自動(dòng)化產(chǎn)品方面的最新發(fā)展，對(duì)具有改進(jìn)了的性能，特別是有關(guān)分辨率方面的性能，的發(fā)光二極管印制頭的需求日漸增多。分辨率是由印制在印制材料上的圖象所形成的象素密度(dpi)決定的，因而它是作為光激發(fā)元件的發(fā)光二極管的密度的函數(shù)。然而，使用發(fā)光二極管印制頭，要想獲得高于一定水平的分辨率，比如說480dpi左右的分辨率，由于它會(huì)受到如下所述的在制作精度方面的限制，故在實(shí)際上是相當(dāng)困難的。
換句話說，比如說為了獲得600dpi的分辨率或稱象素密度，則必須使位于發(fā)光二極管陣列芯片16a、16b等等上的發(fā)光二極管124的間距P，接近于42微米，而常規(guī)尺寸的發(fā)光二極管124的柱型寬度W即為20微米。假定由芯片的柱型邊緣到相鄰的發(fā)光二極管124的邊緣之間的距離d為8微米，在發(fā)光二極管陣列芯片16a、16b之間的間隙1，其制作精度上的實(shí)際上的限制接近于6微米。
而且，切開在其上形成有發(fā)光二有管124的棒型芯心基底，以形成分立的發(fā)光二極管陣列芯片時(shí)，通常對(duì)切開精度的要求為±5微米。而且，當(dāng)將切開分立的發(fā)光二極管陣列芯片16a、16b等等模片鍵合到電路基底上時(shí)，通常認(rèn)為其余量或稱偏差至少要為±10微米。因此由上述的對(duì)制作精度的限制的角度上看，獲得600dpi的分辨率是非常困難的，甚至是不可能的。
因此，在要想獲得具有在一定水平之上的分辨率的發(fā)光二極管印制頭104的努力中，由于在切芯開片基底棒為發(fā)光二極管陣列芯片16a、16b等等時(shí)尺寸偏差，和在將其模片鍵合到電路基底的制作過程中不能避免的誤差，特別是由于非常難于在相鄰的發(fā)光二極管陣列芯片16a、16b在端部之間設(shè)置發(fā)光二極管124，并且使其之間的間距與其它發(fā)光二極管124的間路相等，也就是說，由于制作發(fā)光二極管陣列芯片16a、16b，而且使其所有的發(fā)光二極管124按一定的間距高密度的形成，是非常困難的，因而是不可能滿足可形成高分辨率的發(fā)光二極管印制頭的要求的。
所以，本發(fā)明的目的就是要提供一種可利用比較簡(jiǎn)單的方法獲得改進(jìn)的發(fā)光發(fā)明內(nèi)容為了能實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的第一方面的特征在于，該發(fā)光二極管印制頭包括由沿一個(gè)方向設(shè)置的、可以選擇性的產(chǎn)生光信號(hào)的發(fā)光二極管構(gòu)成的發(fā)光二極管陣列；可以繞與上述的發(fā)光二極管矩陣相平行的軸轉(zhuǎn)動(dòng)定位的光敏體；適當(dāng)設(shè)置以使由上述的發(fā)光二極管產(chǎn)生的光信號(hào)聚光在上述的光敏材料上的透鏡陣列；以及相對(duì)于上述的透鏡陣列定位的、可開關(guān)由上述的發(fā)光二極管陣列給出的光信號(hào)通過設(shè)定的透鏡陣列的通道的光學(xué)快門。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，是使第一方面的發(fā)光二極管印制頭進(jìn)一步具有下述特征，即上述的透鏡陣列包括第一和第二透鏡陣列，且第一透鏡陣列由其中心光軸相對(duì)于主掃描方向的一側(cè)按微小角度傾斜的透鏡構(gòu)成，第二透鏡陣列由其中心光軸向第一透鏡矩陣列的傾斜方向的另一側(cè)按微小角度傾斜的透鏡構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，是使第一方面的發(fā)光二極管印制頭進(jìn)一步具有下述特征，即上述的透鏡陣列包括第一和第二透鏡陣列，且第一透鏡陣列由其中心光軸相對(duì)于主掃描方向的一側(cè)按微小角度傾斜的透鏡構(gòu)成，而第二透鏡陣列由其中心光軸不相對(duì)于主掃描方向的任一側(cè)傾斜的透鏡構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，是使第二或第三方面的發(fā)光二極管印制頭進(jìn)一步具有下述特征，即在由主掃描方向觀察時(shí)第一和第二透鏡陣列呈V型或倒V型結(jié)構(gòu)設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，是使第一方面的發(fā)光二極管印制頭進(jìn)一步具有下述特征，即上述的透鏡陣列包括第一和第二透鏡陣列，上述的第一和第二透鏡陣按微小角度交叉設(shè)置，而使其縱向側(cè)彼此相對(duì)形成一定的角度。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，是使第一方面的發(fā)光二極管印制頭進(jìn)一步具有下述特征，即發(fā)光二極管陣列具有第一和第二發(fā)光二極管陣列，且上述的第一和第二發(fā)光二極管陣列，均分別由具有按一定間距設(shè)置的發(fā)光二極管構(gòu)成，且各陣列沿主掃描方向彼此偏置半個(gè)間距。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，是使第一方面的發(fā)光二極管印制頭進(jìn)一步具有下述特征，即上述的光學(xué)快門是一個(gè)使用鐵電液晶的液晶快門。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，是使第一方面的發(fā)光二極管印制頭進(jìn)一步具有下述根據(jù)本發(fā)明的第八方面，是使第一方面的發(fā)光二極管印制頭進(jìn)一步具有下述特征，即上述的光學(xué)快門是一個(gè)使用光電陶瓷的光學(xué)快門。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，是一種發(fā)光二極管印制頭，它包括至少包括第一和第二發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管陣列；與上述的第一和第二發(fā)光二極管陣列電聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)器集成電路；由適當(dāng)設(shè)置以使由上述的發(fā)光二極管根據(jù)上述的驅(qū)動(dòng)器集成電路給出的電信號(hào)產(chǎn)生的光信號(hào)，聚光在上述的光敏表面上的透鏡構(gòu)成的透鏡陣列；以及設(shè)置在第一發(fā)光二極管陣列的共用電導(dǎo)線和第二發(fā)光二極管陣列的共用電導(dǎo)線之間距的開關(guān)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，是使第九方面的發(fā)光二極管印制頭進(jìn)一步具有下述特征，即使上述的第一發(fā)光二極管陣列中的和第二發(fā)光二極管陣列中的發(fā)光二極管分別按一定間距定位，且兩者沿主掃描方向彼此偏置間距。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭的橫剖面圖。
圖2(a)、(b)、(c)為表示沿圖1中線II-II剖開的橫剖面圖。
圖3為表示如圖1所示的透鏡陣列和光學(xué)快門的主要部分的透視圖。
圖4為表示一個(gè)利用鐵電晶體的光學(xué)快門的橫剖面圖。
圖5(a)和(b)為表示本發(fā)明的第一實(shí)施的發(fā)光二極管印制頭的運(yùn)行狀態(tài)的示意圖。
圖6為表示一個(gè)(利用PLZT)光學(xué)快門的橫剖面圖。
圖7(a)和(b)為表示使用在本發(fā)明中的機(jī)械快門的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8(a)和(b)為分別表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例構(gòu)造的透鏡陣列和光學(xué)快門的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9為表示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例構(gòu)造的柱透鏡陣列的透視圖。
圖10為表示使用如圖9所示的柱透鏡陣列的發(fā)光二極管印制頭的示意圖。
圖11為表示使用如圖9所示的柱透鏡陣列的發(fā)光二極管印制頭的運(yùn)行狀態(tài)的示意圖。
圖12為表示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭的簡(jiǎn)化了的橫剖面圖。
圖13為表示如圖12所示的發(fā)光二極管印制頭的透鏡陣列的透視圖。
圖14為表示如圖12所示的發(fā)光二極管印制頭的運(yùn)行狀態(tài)的示意圖。
圖15為表示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)的示意圖。
圖16為表示如圖15所示的發(fā)光二極管印制頭的發(fā)光二極管陣列芯片和驅(qū)動(dòng)器集成電路的結(jié)構(gòu)的頂視圖。
圖17為表示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭的橫剖面圖。
圖18為表示如圖17所示的發(fā)光二極管印制頭的在發(fā)光二極管陣列和驅(qū)支器集成電路之間的電聯(lián)接關(guān)系的頂視圖。
圖19為表示如圖17所示的發(fā)光二極管印制頭的運(yùn)行狀態(tài)的示意圖。
圖20為表示如圖17所示的發(fā)光二極管印制頭的在發(fā)光二極管陣列和驅(qū)動(dòng)器集成電路之間的電聯(lián)接關(guān)系的另一種構(gòu)成方式的頂視圖。
圖21為表示原有的發(fā)光二極管印制頭的主要部件的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖22為表示原有發(fā)光二極管的陣列芯片的設(shè)置方式的頂視圖。
最佳實(shí)施例的描述下面參考


根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭。實(shí)施例1在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭的主要部件。沿圖1中的線II-II剖開的橫剖面圖已示出在圖2中。
在圖1中，基底10由玻璃環(huán)氧材料制成，并固定在殼體12中，在殼體12中設(shè)置著發(fā)光二極管印制頭的主要部件。由半導(dǎo)體構(gòu)成的電路可根據(jù)需要形成在基底10的表面上。在基底10上，發(fā)光二極管陣列芯片16包括有許多按一定相距間距設(shè)置的發(fā)光二極管14，并且它們呈彼此相距一定距離的一行一行的設(shè)置，而發(fā)光二極管14在主掃描方向(如圖1所示的X軸方向)上按固定的間距連續(xù)的定位設(shè)置，從而構(gòu)成為發(fā)光二極管陣列18。發(fā)光二極管陣列芯片16通過聯(lián)接導(dǎo)線17與驅(qū)支器集成電路50(參見圖2)電聯(lián)接，而后者與陣列芯片平行的定位設(shè)置。
在發(fā)光二極管陣列18的上方，是附裝在殼體12上的圓柱型的光敏鼓22，它可以繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且將發(fā)光二極管14輻射所產(chǎn)生的光信號(hào)，由光敏表面20向下傳遞。
位于光敏鼓22的光敏表面20和發(fā)光二極管陣列18之間的，是一個(gè)由圓柱型的柱透鏡24構(gòu)成的柱透鏡陣列26，透鏡的焦點(diǎn)長(zhǎng)度可以使由每一個(gè)發(fā)光二極管14發(fā)出的光都可以在光敏表面20上形成象，而且柱透鏡陣列26與發(fā)光二極管陣列18相距一定的距離。每一個(gè)柱透鏡陣列26均由兩個(gè)透鏡陣列構(gòu)成。即由第一透鏡陣列26a和第二透鏡陣列26b構(gòu)成。在第一透鏡陣列26a中的每一個(gè)柱透鏡24，在沿X軸方向上的一端，均有相對(duì)于通過每一個(gè)發(fā)光二極管14的發(fā)光表面中心的垂直線的，即相對(duì)Y軸的角度為θ的輕微傾斜，在這兒，垂直于主掃描方向(X軸)和次掃描方向(Z軸)的是Y軸方向。第二透鏡陣列26b在沿與上述的方向相對(duì)的方向上，相對(duì)于Y軸有角度為θ的輕微傾斜。
盡管在該最佳實(shí)施例中，第一透鏡陣列26a和第二透鏡陣列26b，均是按相對(duì)于X軸方向有角度為θ的輕微傾斜的方式設(shè)置的，但本發(fā)明并不僅限于這種結(jié)構(gòu)，比如說還可以取使第二透鏡陣列26b中的每一個(gè)透鏡不具有傾斜的構(gòu)成方式。
如圖2和圖3所示，在柱透鏡陣列26下面，是由兩個(gè)分別相應(yīng)于第一透鏡陣列26a和第二透鏡陣列26b的、呈兩行型的第一和第二光學(xué)快門28a、28b構(gòu)成的光學(xué)快門28。
正如圖4中所詳細(xì)示出的那樣，光學(xué)快門28可以是一個(gè)液晶快門，它包括在夾在上側(cè)基底32和下仙基底34之間的鐵電晶體36。在上側(cè)基底32上形成有彼此相對(duì)的透明電極30a和30b，而且是用玻璃制成的，在下側(cè)基底34上形成有與透明電極30a和30b相對(duì)的透明電極30c。極化板38附裝在上側(cè)和下側(cè)基底32和34的外側(cè)表面上。
光學(xué)快門28由兩部分構(gòu)成即如圖4所示的左側(cè)的快門區(qū)域，它由形成第一光學(xué)快門28a的透明電極30a和30c構(gòu)成，以及如圖4所示的右側(cè)的快門區(qū)域，它由形成第二光學(xué)快門28b的透明電極30b和30c構(gòu)成。為了能進(jìn)行有效的開關(guān)，透明電極30a和30b可通過圖中未示出的開關(guān)回路與電源電聯(lián)接，而透明電極30c通過電導(dǎo)線與信號(hào)源電聯(lián)接。第一和第二光快門28a和28b的開閉，與發(fā)光二極管14通過驅(qū)動(dòng)器集成電路50的選擇性輻射相同步。
下面，通過圖5來說明利用根據(jù)該實(shí)施例構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭，在主掃描方向(X軸)上的圖象形成。
如圖5(a)所示，可將第一透鏡陣列26a的柱透鏡24設(shè)置成在一側(cè)相對(duì)于中心光軸40有角度為θ的傾斜。因此，當(dāng)由隨機(jī)的發(fā)光二極管14a產(chǎn)生有光信號(hào)，相應(yīng)的第一光學(xué)快門28a打開且輔助的光學(xué)快門28b關(guān)閉時(shí)，該光信號(hào)將通過第一透鏡陣列26a在光敏表面20上形成圖象，其位置A1在相應(yīng)于中心光軸的方向上有距離為δ的偏移。
類似的，當(dāng)輔助發(fā)光二極管14a的發(fā)光二極管14b也產(chǎn)生有光信號(hào)，將在相距圖象信息位置A1的距離恰好為一個(gè)發(fā)光二極管間距的位置A2處形成圖象信息。因此，當(dāng)透鏡的一側(cè)相對(duì)于Y軸向一個(gè)方向傾斜時(shí)，由發(fā)光二極管14發(fā)出的光信號(hào)，將通過第一透鏡陣列26a在光敏表面20上形成一個(gè)潛象，其位置在向一側(cè)偏置距離為δ的位置處，并且這一間距與發(fā)光二極管14的間距相同。
正如圖5(b)所示，第二透鏡陣列26b的柱透鏡24的中心光軸40，向上述的一側(cè)的相對(duì)側(cè)有角度為θ的傾斜。因此，當(dāng)由上述的發(fā)光二極管14a產(chǎn)生有光信號(hào)，相應(yīng)的第二光學(xué)快門28b打開且第一光學(xué)快門28a關(guān)閉時(shí)，該光信號(hào)將通過第二透鏡陣列26b在光敏表面20上形成圖象，其位置B1在相應(yīng)于中心光軸的傾斜方向上有距離為δ的偏移。
類似的，當(dāng)輔助發(fā)光二極管14b也產(chǎn)生有光信號(hào)，將在相距圖象信息位置B1的距離恰好為一個(gè)發(fā)光二極管間距的位置B2處形成圖象信息。因此，當(dāng)透鏡相對(duì)于Y軸向另一個(gè)方向傾斜時(shí)，由發(fā)光二極管14發(fā)出光信號(hào)，將通過第二透鏡陣列26b在光敏表面20上形成一個(gè)潛象，其位置在向另一側(cè)的偏置距離為δ的位置處，并且其間距與發(fā)光二極管14的間距相同。
應(yīng)該注意，當(dāng)?shù)谝缓偷诙哥R陣列26a和26b是彼此平行的并沿著X軸(參見圖2(a))方向定設(shè)置的，則由單一發(fā)光二有管14發(fā)出的光，將通過透鏡陣列26a和26b在同一位置形成圖象。因此，當(dāng)光敏鼓按一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過第二透鏡陣列26b在光敏表面20上形成的潛象，將不與通過第一透鏡陣列26a所形成的潛象在同一條線上，而是形成為一條折曲線。為了解決這一問題，如圖2(b)和圖2(c)所示，可使第一和第二透鏡陣列26a和26b相對(duì)于X軸方向呈輕微角度傾斜設(shè)置，從而形成倒V型或是V型。在如圖2(b)所示的例子中，通過第二透鏡陣列26b形成的潛象形成在通過第一透鏡陣列26a形成的潛象之后，并且相對(duì)于光敏鼓22的轉(zhuǎn)動(dòng)而偏置一定的距離，從而可使兩個(gè)潛象位于同一條線上。在如圖2(c)所示的例子中，如果光敏鼓22的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與如圖2(b)所示的方向相同，通過第一透鏡陣列26a形成的潛象形成在通過第二透鏡陣列26b形成的潛象之后，從而亦可使兩個(gè)潛象位于同一條線上，這與圖2(b)所示的例子相類似。而且，通過第一和第二透鏡陣列26a和26b的圖象信息的次序和光敏鼓22的轉(zhuǎn)動(dòng)方向均可有所變化，可能的組合方式并不僅限于上述的那些例子。
通過使透鏡陣列26中的每一個(gè)透鏡24，均朝一個(gè)或是另一個(gè)方向有角度為θ的傾斜，便可以用具有呈一定間距設(shè)置的發(fā)光二極管14的發(fā)光二極管陣列18，來獲得具有兩倍象素密度或是分辨率的圖象。
更具體地說，在上述的那個(gè)例子中，如果在位置A1和B1以及在位置A1和B2之間的距離均被設(shè)置成2δ，發(fā)光二極管14的間距被設(shè)置成P，則有2δ×2＝P，即δ＝P/4。在這種情況下，在每一2δ處有一個(gè)象素，從而可以使象素密度為發(fā)光二極管14的間距的兩倍。
在這兒，如果發(fā)光二極管陣列18的發(fā)光二極管14的形成密度為300dpi，則發(fā)光二極管14的間距P將為84.6微米，如果將其帶入上述的等式中，則δ為21.15微米。
如果假定D(μm)為發(fā)光二極管陣列18和光敏表面20之間的距離，則在D和柱透鏡陣列26的中心光軸40的傾斜角度之間的關(guān)系為tanθ＝δ/D。如果假定D為15.1毫米(＝15100μm)， 則將δ和θ帶入上述的等式中，則傾斜角度為θ為0.089°。
因此可以看出，若給定上述參數(shù)，則通過設(shè)定傾斜角度θ為0.089°，便可以用300dpi的發(fā)光二極管的間距，獲得具有600dpi的分辨率的圖象。
在上述的實(shí)施例中，雖然是用鐵電液晶的液晶快門來作為光學(xué)快門28，但也可以采用諸如如圖6所示的(PLZT等等的)電光陶瓷材料的光學(xué)快門，還可以采用如圖7所示的機(jī)械光學(xué)快門。
如圖6所示的(用PLZT構(gòu)成的)光學(xué)快門，包括夾在玻璃基底52的上側(cè)板和玻璃基底54的下側(cè)板之間的(用PLZT46構(gòu)成的)光學(xué)快門。在玻璃基底52上形成有彼此相對(duì)的、與基底之間設(shè)置有硅橡膠的透明電極44a和44b，在玻璃基底54上形成有與基底之間設(shè)置有硅橡膠的透明電極44c。極化板48附裝在上側(cè)和下側(cè)基底52和54的外側(cè)表面上。象上述的鐵電液晶快門一樣，這種光學(xué)快門也由兩部分構(gòu)成，即如圖6所示的左側(cè)的快門區(qū)域，它由形成第一光學(xué)快門28a的透明電極44a和44c構(gòu)成，以及如圖6所示的右側(cè)的快門區(qū)域，它由形成第二光學(xué)快門28b的透明電極44b和44c構(gòu)成。第一和第二光學(xué)快門28a和28b的開、閉，與發(fā)光二極管14通過驅(qū)動(dòng)器集成電路的選擇性輻射相同步。
圖7(a)示出了可使用在本發(fā)明中的機(jī)械光學(xué)快門的結(jié)構(gòu)。這種光學(xué)快門包括有設(shè)置在第一和第二透鏡陣列26a和26b之下遮光板58，它可以相應(yīng)驅(qū)動(dòng)器集成電路50的電信號(hào)而相對(duì)于，比如說軸56轉(zhuǎn)動(dòng)180°。圖7(b)示出的光學(xué)快門，包括有設(shè)置在第一和第二透鏡陣列26a和26b之下的遮光板64，它可以在螺線管60的作用下，由彈簧62沿Z軸方向移動(dòng)并且定位，而螺線管60由驅(qū)動(dòng)器集成電路的電信號(hào)控制。象光學(xué)快門28一樣，這種機(jī)械光學(xué)快門也可以用與發(fā)光二極管陣列18的發(fā)光二極管14的發(fā)光同步的方式加以使用，從而象該快門一樣，使通過第一透鏡陣列26a和第二透鏡陣列26b輻射的光信號(hào)，可以到達(dá)光敏表面。實(shí)施例2下面說明本發(fā)明的第二最佳實(shí)施例。
在上述的第一最佳實(shí)施例中，說明的是一個(gè)第一和第二透鏡陣列26a和26b的中心光軸沿相應(yīng)于透鏡矩陣的長(zhǎng)度方向傾斜了的實(shí)施例。與其不同的是，在第二最佳實(shí)施例中，雖然也是采用了柱透鏡陣列26來構(gòu)成一對(duì)透鏡陣列26c和26d，但是透鏡陣列26c和26d均呈矩形形狀，中心光軸不傾斜，而且這種結(jié)構(gòu)在縱向方向上有一定角度的輕微傾斜交叉(比如說，2θ＝0.178°)。它們的前視圖和側(cè)視圖已分別由圖8(a)和(b)示出。采用這種方式構(gòu)成的透鏡陣列26，第一第二透鏡陣列26c和26d中的各柱透鏡在上述的Y軸方向的兩側(cè)，形成有一定的角度θ。換句話說，它們彼此之間形成有2θ的角度。
與第一和第二透鏡陣列26c和26d一起設(shè)置在殼體12中的是光學(xué)快門28，后者是由相應(yīng)的第一和第二光學(xué)快門28c和28d構(gòu)成的。
在該第二最佳實(shí)施例中，柱透鏡陣列26和快門28的設(shè)置方式除了上述的那些之外，均與第一最佳實(shí)施例的設(shè)置方式相同。通過采用象第一最佳實(shí)施例那樣的方式設(shè)置柱透鏡陣列26和快門28，則可以利用第一透鏡陣列26c和第二透鏡陣列26d，用由發(fā)光二極管14發(fā)出的組合光信號(hào)形成象素潛象。因此，利用具有按一定間距設(shè)置的發(fā)光二極管14的發(fā)光二極管陣列18，便可以獲得兩倍分辨率的圖象信息。
顯然，是上述的第一和第二最佳實(shí)施例中，雖然第一和第二透鏡陣列的透鏡是按照使它們彼此向相反的方向傾斜的方式設(shè)置的，但也可以采用使一個(gè)透鏡陣列的透鏡傾斜，而使另一個(gè)透鏡陣列的透鏡不傾斜的方式構(gòu)成。實(shí)施例3下面說明本發(fā)明的第三最佳實(shí)施例。圖9示出了根據(jù)第三最佳實(shí)施例構(gòu)造的柱透鏡陣列26的透視圖。
正如圖9所示，柱透鏡陣列26包括有一對(duì)由玻璃環(huán)氧材料構(gòu)成的、沿柱透鏡陣列26的縱向方向伸延的護(hù)板型結(jié)構(gòu)的支撐體66，許多設(shè)置在支撐體66之間的圓柱型的柱透鏡24，和固定在位于支撐體66之間的柱透鏡組排兩端的隔離板68。柱透鏡24均沿支撐體材料66的縱向方向按一定的微小角度向一側(cè)傾斜，并利用環(huán)氧樹脂定位固定。在如圖9所示的例子中，柱透鏡24呈折曲線方式設(shè)置。
如圖10所示，在該第三最佳實(shí)施例中，一個(gè)在其表面上形成有電路回路的電路基底10，被設(shè)置在由樹脂制造的殼體12上。雖然在該圖中未示出，但也可以向第一和第二最佳實(shí)施例那樣，在基底10上設(shè)置具有光激發(fā)用的按一定間距設(shè)置的發(fā)光二極管的發(fā)光二極管陣列和驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管用的驅(qū)動(dòng)器集成電路。在柱透鏡陣列26的每端設(shè)置有一個(gè)支撐體軸70，且該支撐體軸70安裝在殼體12上，從而使其能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。另一個(gè)支撐體軸70與旋轉(zhuǎn)機(jī)械72的旋轉(zhuǎn)軸相連接，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械72的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)作用下，柱透鏡陣列26可以繞通過支撐體軸70的轉(zhuǎn)動(dòng)軸X1轉(zhuǎn)動(dòng)。
雖然可以采用間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的、轉(zhuǎn)動(dòng)角為180°的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械72，但也可以采用有規(guī)律的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。這種結(jié)構(gòu)中的發(fā)光二極管印制頭，可以將由發(fā)光二極管陣列產(chǎn)生的通過了柱透鏡陣列26的光，聚光，并保持在相對(duì)于光敏鼓22的某一固定位置處，而光敏鼓22可以繞與轉(zhuǎn)動(dòng)軸X1平行的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
正如圖11所示，第三最佳實(shí)施例中的柱透鏡陣列26，由其光軸沿縱向方向輕微傾斜的柱透鏡24構(gòu)成，且傾斜角度為θ。因此，每轉(zhuǎn)動(dòng)180°，傾斜方向就翻轉(zhuǎn)一次。換句話說，為了沿一簡(jiǎn)單的線形成的圖象，則在任一隨機(jī)時(shí)間，比如說當(dāng)柱透鏡24位于如圖11中的實(shí)線所示的位置處時(shí)，如果由其間距固定設(shè)置為P的發(fā)光二極管14發(fā)出光，則光的方向?qū)㈦S柱透鏡24的中心光軸的變化而變化，并將在光敏鼓22上的位置A1處形成圖象，而這一位置A1距其一側(cè)保持有某一固定距離的偏置。這時(shí)，如果輔助的發(fā)光二極管14b也發(fā)出有光，則在光敏鼓22上的位置A2處會(huì)形成圖象，而這一位置A2距其一側(cè)亦保持有某一固定距離的偏置。
接著當(dāng)柱透鏡24轉(zhuǎn)動(dòng)了180°，到達(dá)如虛線所示的位置處時(shí)，如果由發(fā)光二極管14發(fā)出光，光的方向?qū)㈦S柱透鏡24的中心光軸的變化而變化，并將在光敏鼓22上的位置B1處形成圖象，而這一位置B1距其另一側(cè)保持有某一固定距離的偏置。這時(shí)，如果輔助的發(fā)光二極管14b也發(fā)出有光，則在光敏鼓22上的位置B2處會(huì)形成圖象，而這一位置B2距其另一側(cè)亦保持有某一固定距離的偏置。
如上所述，在第三最佳實(shí)施例中，采用了簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)的柱透鏡陣列26的方式，來取代一對(duì)柱透鏡陣列和光學(xué)快門，它也能獲得與第一最佳實(shí)施例相類似的效果。采用這種方式，也可以獲得相應(yīng)于發(fā)光二極管14的間距的兩倍的分辨率。實(shí)施例4下面說明本發(fā)明的第四最佳實(shí)施例。圖12示出了根據(jù)第四最佳實(shí)施構(gòu)造的發(fā)光極管印制頭的沿縱向方向剖開了的橫剖面圖。
正如圖12所示，根據(jù)第四最佳實(shí)施例構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭包括由玻璃環(huán)氧材料制成的、具有形成在其表面上的必需的電路回路元件的基底10；與基底10上的電路回路相聯(lián)接的、由許多按一定相距間設(shè)置的發(fā)光二極管構(gòu)成的發(fā)光二極管陣列(未示出)；與發(fā)光二極管陣列分離設(shè)置的、由可以按一輕微角度轉(zhuǎn)動(dòng)的柱透鏡組排構(gòu)成的柱透鏡陣列26；將基底10和柱透鏡陣列26固定保持在相對(duì)位置上的殼體74；以及設(shè)置在殼體74和柱透鏡陣列26之間的、可以根據(jù)電路回路的電信號(hào)使柱透鏡陣列26轉(zhuǎn)動(dòng)的移位機(jī)械76。
相對(duì)于柱透鏡陣列26，在基底10的相對(duì)側(cè)是一個(gè)光敏鼓22，后者可以以一定的速度繞與發(fā)光二極管陣列的設(shè)置方向(縱向方向)，即主掃描方向相平行的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
正如圖13所示，柱透鏡陣列26包括有一對(duì)由玻璃環(huán)氧材料構(gòu)成的護(hù)板型結(jié)構(gòu)的支撐體66，許多設(shè)置在支撐體66之間的圓柱型的柱透鏡24(在如圖13所示的實(shí)施例中，柱透鏡呈折曲線方式設(shè)置)，和固定在位于支撐體66之間的柱透鏡組排兩端的隔離板68。在支撐板66的外側(cè)壁的中心形成有突起，它沿次掃描方向伸延，并作為一對(duì)次掃描方向的支撐軸78(在圖中僅部分示出)。
柱透鏡陣列26由保持體80保持著，從而使其能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。也就是說，如圖12所示，位于柱透鏡陣列26的次掃描方向且彼此相反的支撐體孔82相適配，而保持體80呈由樹脂成型的簡(jiǎn)單的護(hù)板型。因此，柱透鏡陣列26可以以第二軸78為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
移位機(jī)械76可以由層狀壓電陶瓷形成的壓電激勵(lì)器構(gòu)成。它可以根據(jù)電路回路的電信號(hào)，向與其電聯(lián)接的基底10施加張伸和收縮作用。這一張伸和收縮作用可使柱透鏡矩陣26以次掃描方向的第二軸78為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
下面說明第四實(shí)施例的發(fā)光二極管印制頭的運(yùn)行。第四實(shí)施例中的發(fā)光二極管印制頭的運(yùn)行狀態(tài)已示出在圖14中。在圖中，柱透鏡陣列26的起始位置為與發(fā)光二極管陣列相平行的位置，且該位置已由實(shí)線示出。在由線R所示的位置處，柱透鏡陣列26相對(duì)于作為中心的次掃描方向向一側(cè)有輕微的角度為θ1的傾斜，如果由隨機(jī)發(fā)光二極管14發(fā)出有光信號(hào)，則光信號(hào)的方向?qū)㈦S柱透鏡陣列26的柱透鏡24的中心光軸的變化而變化，并將在光敏鼓22上的位置A1處形成圖象，而這一位置A1距其一側(cè)保持有某一固定距離的偏置。
如果柱透鏡陣列26向上述的一側(cè)的相對(duì)側(cè)，相對(duì)于作為最新的次掃描方向，即相對(duì)于由線S示出的位置，按微小傾斜角度θ1發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則類似的，由發(fā)光二極管發(fā)出的光信號(hào)在位置B1處形成圖象，而這一位置B1距其主掃描方向的另一側(cè)保持有某一固定距離的偏置。
如上的述，在第四最佳實(shí)施例中，采用了使柱透鏡陣列26相對(duì)于作為中心的次掃描方向軸78擺動(dòng)的方式，來取代兩個(gè)柱透鏡陣列和光學(xué)快門，它也能獲得與第二最佳實(shí)施例所獲得的相類似的效果。若采用這種方式，亦可以獲得為發(fā)光二極管間距兩倍的分辨率。實(shí)施例5下面說明本發(fā)明的第五最佳實(shí)施例。正如圖15和圖16所示，根據(jù)第五最佳實(shí)施例構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭包括第一發(fā)光二極管陣列18a和第二發(fā)光二極管陣列18b，它們分別由設(shè)置在基底10上的沿X軸方向具有一定間距的發(fā)光二極管構(gòu)成，而且第二矩陣的發(fā)光二極管相對(duì)于第一矩陣的發(fā)光二極管偏置半個(gè)間距；與第一和第二發(fā)光二極管陣列18a和18b平行設(shè)置的且通過聯(lián)接導(dǎo)線17與其電聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)器集成電路50；可以繞與上述的第一和第二發(fā)光二極管陣列18a和18b平行的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的光敏鼓22；設(shè)置在發(fā)光二極管陣列18a、18b與光敏鼓22之間的柱透鏡陣列26，后者用于將由第一或第二發(fā)光二極管了列18a或18b產(chǎn)生的、在圖中由點(diǎn)劃線示出的光信號(hào)聚光到光敏鼓22的光敏表面20上；以及設(shè)置在柱透鏡陣列26之下的光學(xué)快門28。
在第五最佳實(shí)施例中使用的柱透鏡陣列26與在第二最佳實(shí)施例中的相類似，也是由常規(guī)類型的不具有任何傾斜的簡(jiǎn)單的柱透鏡陣列構(gòu)成的，而且還可以利用與在上述的實(shí)施例中說明的光學(xué)快門相類似的快門。
如上所述，雖然在第五最佳實(shí)施例中，柱透鏡陣列是由第一和第二發(fā)光二極管陣列18a和18b構(gòu)成的，但是由各個(gè)發(fā)光二極管14激發(fā)出的光信號(hào)，均可通過共用的光學(xué)快門28和柱透鏡陣列26聚光到光敏表面20上。在這兒，第一和第二發(fā)光二極管陣列18a和18b被設(shè)置成沿Z軸方向，相對(duì)于柱透鏡陣列26的每一柱透鏡的中心光軸有輕微的偏置。
在這一例子中，這種類型的柱透鏡陣列可以由市場(chǎng)上買到，象差在±0.4毫米，可幾乎不產(chǎn)生任何光強(qiáng)方面上的變化或稱損失，按照需要尺寸制作兩排的發(fā)光二極管陣列，在制作方面了不會(huì)有任何問題。而且，利用已制作好的具有按折曲線方式設(shè)置的透鏡的柱透鏡陣列，可以更圓滿的解決上述問題。
這種柱透鏡陣列的一個(gè)例子為，(由Nihon Itagarasu Kabushiki Kaisha銷售的)產(chǎn)品名稱為SLA-20的柱透鏡陣列。SLA-20可以在柱透鏡陣列的透鏡的中心光軸的±0.4毫米的范圍內(nèi)，保持穩(wěn)定的光強(qiáng)度，從而可以有效的滿足該實(shí)施例的要求。
在圖象形成過程中，隨著光敏鼓22的轉(zhuǎn)動(dòng)，第一發(fā)光二極管陣列18a的發(fā)光二極管14，將在驅(qū)動(dòng)器集成電路50的電信號(hào)的作用下產(chǎn)生光信號(hào)。采用同時(shí)打開光學(xué)快門28的相應(yīng)的光學(xué)快門的方式，可將光信號(hào)通過柱透鏡陣列26聚光在光敏鼓22的光敏表面20上的位置A處，并形成象素潛象。然后，當(dāng)形成潛象的點(diǎn)已經(jīng)由位置A轉(zhuǎn)動(dòng)到位置B時(shí)，第二發(fā)光二極管陣列18b將在光學(xué)快門打開的同時(shí)，激發(fā)出光信號(hào)，從而在光敏鼓22的光敏表面20上的轉(zhuǎn)動(dòng)位置B處，形成象素圖象，而且與形成在位置A處的象素潛象位于同一條線上。
正如圖16所示，在這一點(diǎn)上，由于第一發(fā)光二極管陣列18a和第二發(fā)光二極管陣列18b的發(fā)光二極管14設(shè)置在彼此相差半個(gè)間距的位置處，所以由第二發(fā)光二極管陣列18b形成的象素潛象，將形成在一個(gè)間距的中間位置處，即相對(duì)于由第一發(fā)光二極管陣列18a形成的象潛象偏置半個(gè)間距，從而可以使兩個(gè)象素潛象落在同一條線上。實(shí)施例6下面說明本發(fā)明的第六最佳實(shí)施例。圖17示出了根據(jù)第六最佳實(shí)施例構(gòu)造的發(fā)光二極管印制頭的主要部分的橫剖面圖。
正如圖15所示的第五最佳實(shí)施例中所示，第一和第二發(fā)光二極管陣列18a和18b由設(shè)置在彼此相差半個(gè)間距(P/2)的位置處的偏置發(fā)光二極管陣列芯片16a和16b構(gòu)成，且每一個(gè)均呈連續(xù)構(gòu)成方式形成。發(fā)光二極管陣列芯片16a、16b由許多沿主掃描方向(X軸方向)的具有一定間距P的發(fā)光二極管14構(gòu)成。
雖然每一發(fā)光二極管陣列芯片16a和16b均基本上具有如圖22所示的相同的結(jié)構(gòu)，但它們是形成在，比如說該實(shí)施例的鎵硼硫(Gabs)材料的基底122上，并具有位于基底122上的呈組排型的許多發(fā)光二極管。每一發(fā)光二極管為形成在鎵硼硫基底(Gabs)122上的鎵砷磷(GaAsp)層，其上為一P型擴(kuò)散層124，并利用雜質(zhì)擴(kuò)散鋅的方式形成有光輻射區(qū)。電極126由導(dǎo)電材料制成，其一端與擴(kuò)散層124的表面電聯(lián)接，其另一端為一個(gè)可通過導(dǎo)線與附近的基底10上的導(dǎo)線相聯(lián)接的襯墊128。發(fā)光二極管陣列芯片16a和16b設(shè)置在基底上，且它們相距距離為1，從而使各發(fā)光二極管排成一排。
在發(fā)光二極管和發(fā)光二極管陣列18a和18b的驅(qū)動(dòng)器集成電路50之間的電聯(lián)接關(guān)系，已示出在圖18中。在這兒，第一發(fā)光二極管陣列18a的每一發(fā)光二極管的陽極與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器集成電路的電襯墊電聯(lián)接，而陰極與作為第一陰極線84的共用導(dǎo)線相聯(lián)接。第二發(fā)光二極管陣列18b的第一發(fā)光二極管的陽極與相應(yīng)的第一發(fā)光二極管陣列18a的發(fā)光二極管的陽極相聯(lián)接，而陰極與作為第二陰極線86的共用導(dǎo)線相聯(lián)接。第一和第二陰極線84和86的端頭與可進(jìn)行選擇開關(guān)的開關(guān)88相聯(lián)接。
參見圖17，在第一和第二發(fā)光二極管陣列18a和18b的上方，是具有光敏表面20的圓柱型的光敏鼓22，它可沿X方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方向設(shè)置。由發(fā)光二極管產(chǎn)生的光信號(hào)照射在光敏表面20上。
在光敏鼓22的光敏表面20和發(fā)光二極管陣列18a和18b之間，是一個(gè)由許多圓柱型的柱透鏡24構(gòu)成的柱透鏡矩陣26，這些柱透鏡24具有適當(dāng)?shù)慕咕嚅L(zhǎng)度，從而可以使發(fā)光二極管的光在光敏表面20上形成圖象。柱透鏡陣列26由沿X軸方向彼此平行的設(shè)置在基底90之間的柱透鏡24構(gòu)成，而且與基底10一起嵌插在由樹脂形成的殼體92中。
發(fā)光二極管陣列18a和18b沿Y軸方向設(shè)置在光敏表面上，且彼此相距D距離，并使柱透鏡陣列26位于它們之間。
下面參考圖19，說明使用如上所述的最佳實(shí)施例的發(fā)光二極管印制頭在主掃描方向(X軸方向)上的圖象形成方式。
隨著光敏鼓22的轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器集成電路50發(fā)出電信號(hào)，開關(guān)88與該信號(hào)同步的進(jìn)行開關(guān)，選擇性的閉合用于第一發(fā)光二極管陣列18a的發(fā)光二極管的電路，從而使其發(fā)出光信號(hào)。該光信號(hào)通過柱透鏡陣列26聚光在光敏鼓22的光敏表面20上的位置A處，并且沿掃描方向形成象素潛象。在這一時(shí)刻，第二發(fā)光二極管陣列18b的電路被斷開。
然后，當(dāng)形成的象素潛象由A位置轉(zhuǎn)動(dòng)到位置B時(shí)，光敏鼓22將同步的轉(zhuǎn)動(dòng)，開關(guān)88接通到第二發(fā)光二極管陣列18b的電路一側(cè)，斷開第一發(fā)光二極管陣列18a的電路，從而選擇性的閉合用于第二發(fā)光二極管陣列18b的電路。這將使第二發(fā)光二極管陣列18b的發(fā)光二極管產(chǎn)生光信號(hào)，并且按一定的間距在光敏表面20的位置B處形成象素潛象。
在這一時(shí)刻，由于如上所述，第一發(fā)光二有管陣列18a和第二發(fā)光二極管陣列18b沿X軸方向彼此相距半個(gè)間距(P/2)，所以由第二發(fā)光二極管陣列18b形成的象素潛象，將按一定間距落在由第一發(fā)光二極管陣列18a形成的象素潛象之間，而且兩者具有相同的間距。因此，可以沿同一條線形成象素潛象。
在這兒，正如圖17所示，該實(shí)施例發(fā)光二極管陣列18a和18b由兩排發(fā)光二極管形成。因此，如果使用折曲線形式的柱透鏡24，并根據(jù)距離定位方式構(gòu)成柱透鏡矩陣26，則可能使發(fā)光二極管矩陣18a和18b的軸，定位在與沿Z軸方向的中心軸微微離開的位置處，從而可能使通過柱透鏡陣列26的光強(qiáng)度不夠大。
常規(guī)的可以由市場(chǎng)上買到的柱透鏡陣列，其在距中心光軸為±0.4毫米的偏置位置處，可幾乎不產(chǎn)生任何光強(qiáng)方面上的變化，按照這兒的定位的說明，制作兩個(gè)發(fā)光二極管陣列，在制作精度方面不會(huì)有任何問題。而且，利用已制作好的具有按平行方式設(shè)置的許多柱透鏡的柱透鏡陣列，可以更圓滿的解決上述問題。
可以用在本發(fā)明中的這種柱透鏡陣列的一個(gè)例子為，(由Nihon Itagarasu Kabushiki Kaisha銷售的)柱透鏡鏡陣列，即SLA-20。SLA-20可以在距中心光軸的±0.4毫米的范圍內(nèi)，保持基本上穩(wěn)定的光強(qiáng)度，而且在本發(fā)明中，如上所述，這種柱透鏡即可以呈平行結(jié)構(gòu)的成組使用，也可以單獨(dú)的使用。
采用上述的方式形成的發(fā)光二極管印制頭，即使每一發(fā)光二極管陣列，即第一發(fā)光二極管陣列18a和第二發(fā)光二極管陣列18b的象素密度，比如說均為常規(guī)的量級(jí)--300dpi，而上述的象素潛象的組合體實(shí)際上可產(chǎn)生具有兩倍分辨率的圖象。
在該上述的實(shí)施例中，給出了由兩個(gè)陣列，即第一和第二發(fā)光二極管陣列18a和18b構(gòu)成的發(fā)光二極管陣列的實(shí)例。然而，也可以如圖20所示，再附設(shè)上第三發(fā)光二極管陣列18c。
該第三發(fā)光二極管陣列18c的每一發(fā)光二極管的陽極，可與第二發(fā)光二極管陣列18b中的相應(yīng)的陽極電聯(lián)接，而其陰極可與作為第三陰極線94的共用線相聯(lián)接。第一、第二和第三陰極線的端部均與開關(guān)88相聯(lián)接。除了這些變化外，該印制頭與如圖18所示的相類似。
因此，該發(fā)光二極管陣列并不僅限于有兩個(gè)陣列，也可以如上所述的那樣，包括第三陣列，甚至還可以包括第四個(gè)或是更多個(gè)陣列。在這些例子中，每一發(fā)光二極管陣列均應(yīng)相對(duì)于其它的陣列在沿主掃描方向上偏置一定的間距，(P/發(fā)光二極管矩陣的個(gè)數(shù))，其中P為發(fā)光二極管的間距。因此，在各發(fā)光二極管陣列芯片中的發(fā)光二極管彼此偏置一定的間距，(即P/發(fā)光二極管矩陣的個(gè)數(shù))通過用這種方式形成發(fā)光二極管印制頭，雖然使用的發(fā)光二極管陣列為具有相同象素密度的簡(jiǎn)單類型的發(fā)光二極管陣列，但它可以獲得具有分辨率提高了若干倍的圖象，且提高的倍數(shù)為所使用的發(fā)光二極管陣列的個(gè)數(shù)。工業(yè)實(shí)用性如上所述，若使用本發(fā)明的發(fā)光二極管印制頭以在簡(jiǎn)單的線上形成圖象，首先是使由發(fā)光二極管產(chǎn)生的光信號(hào)通過柱透鏡陣列和打開了的光學(xué)快門輻射到光敏鼓的光敏表面上，以按固定的間距形成象素潛象，然后使由發(fā)光二極管產(chǎn)生的另一組光信號(hào)通過柱透鏡陣列和打開了的光學(xué)快門輻射到光敏鼓的光敏表面上，以在已用上述的光信號(hào)形成的象素潛象之間，按固定的間距形成象素潛象。
因此，利用由彼此相距一定間距的發(fā)光二極管構(gòu)成的兩個(gè)發(fā)光二極管陣列，便可以形成具有兩倍圖象密度或稱分辨率的圖象。
而且，隨著光敏鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)，用發(fā)出由驅(qū)動(dòng)器集成電路給出的電信號(hào)，同步的斷開第二發(fā)光二極管陣列的電路，并選擇性的閉合用于第一發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管的電路，以產(chǎn)生光信號(hào)激發(fā)的方式，可以使由柱透鏡陣列產(chǎn)生的光信號(hào)聚光在光敏鼓的光敏表面上，以沿掃描線形成象素潛象。然后，可與光敏鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)相同步，將開關(guān)打至第二發(fā)光二極管陣列一側(cè)，斷開第一發(fā)光二極管陣列的電路，選擇性的閉合第二發(fā)光二極管陣列的電路。利用由第二發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管產(chǎn)生的光信號(hào)，可以在上述的象素潛象之間的位置處，按一定的間距形成象素潛象。
在此，通過使第一發(fā)光二極管陣列和第二發(fā)光二極管陣列定位設(shè)置，而使第二發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管沿主掃描方向，相對(duì)于第一發(fā)光二極管陣列的發(fā)光二極管偏置半個(gè)間距(P/2)的方式，可以使兩個(gè)發(fā)光二極管陣列形成的象素潛象組合在一條簡(jiǎn)單的線上，并形成較高分辨率的圖象潛象。
而且，通過增加發(fā)光二極管陣列的行數(shù)的方式，還可以獲得分辨率更高的圖象，且分辨率增加的倍數(shù)等于行數(shù)。
因此，可以不改變發(fā)光二極管陣列中的發(fā)光二極管的象素密度，而大幅度的提高分辨率。
在此給出的說明是相應(yīng)于本發(fā)明的若干最佳實(shí)施例進(jìn)行的，不難理解，還可以由此獲得多種變形，各權(quán)利要求安全覆蓋在本發(fā)明的主題和范圍內(nèi)的所有的這種變形。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管印制頭，其特征在于包括由沿一個(gè)方向設(shè)置的可以選擇性的產(chǎn)生光信號(hào)的，發(fā)光二極管構(gòu)成的發(fā)光二極管陣列，可以繞與上述的發(fā)光二極管陣列相平行的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的光敏材料，由適當(dāng)設(shè)置以使由上述的發(fā)光二極管產(chǎn)生的光信號(hào)，聚光在上述的光敏材料上的透鏡構(gòu)成的透鏡陣列，通過設(shè)定的透鏡陣列的通道的光學(xué)快門，可開關(guān)由上述的發(fā)光二極管陣列給出的光信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二有管印制頭，其特征在于上述的透鏡陣列包括第一和第二透鏡陣列，第一透鏡陣列由其中心光軸相對(duì)于主掃描方向的一側(cè)按微小角度傾斜的透鏡構(gòu)成，第二透鏡陣列由其中心光軸向第一透鏡陣列的傾斜方向的，另一側(cè)按微小角度傾斜的透鏡構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管印制頭，其特征在于上述的透鏡陣列包括第一和第二透鏡陣列，第一透鏡陣列由其中光軸相對(duì)于主掃描方向的一側(cè)按微小角度傾斜的透鏡構(gòu)成，第二透鏡陣列由其中心光軸不相對(duì)于主掃描方向傾斜的透鏡構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2或3所述的發(fā)光二極管印制頭，其特征在于在由主掃描方向觀察時(shí)，第一和第二透鏡陣列呈V型或倒V型設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管印制頭，其特征在于上述的透鏡陣列包括第一和第二透鏡陣列，上述的第一和第二透鏡陣列按微小角度交叉設(shè)置，而使其縱向側(cè)彼此形成一定的角度。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管印制頭，其特征在于具有多排上述的發(fā)光二極管陣列，上述的發(fā)光二極管陣列由具有按一定間距設(shè)置的發(fā)光二極管的陣列構(gòu)成，且各陣列沿主掃描方向彼此偏置，其偏置量為發(fā)光二極管間距P/發(fā)光二極管陣列的個(gè)數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管印制頭，其特征在于上述的光學(xué)快門是一個(gè)使用鐵電液晶的液晶快門。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管印制頭，其特征在于上述的光學(xué)快門是一個(gè)使用光電陶瓷的光學(xué)快門。
9.一種發(fā)光二極管印制頭，包括至少包括第一和第二排發(fā)光二極管的發(fā)光二極管陣列，與上述的各發(fā)光二極管排電聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)器集成電路，設(shè)置使得上述的發(fā)光二極管，根據(jù)上述的驅(qū)動(dòng)器集成電路給出的電信號(hào)產(chǎn)生的光信號(hào)，聚光在上述的光敏表面上的透鏡構(gòu)成的透鏡陣列上，與上述的各發(fā)光二極管陣列的共用電導(dǎo)線相聯(lián)接的開關(guān)。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管印制頭，其特征在于上述的發(fā)光二極管陣列定位，使得按一定間距設(shè)置，且各陣列沿主掃描方向彼此偏置，偏置量為發(fā)光二極管間距P/發(fā)光二極管陣列的個(gè)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明將光學(xué)快門(28)設(shè)置在兩排柱透鏡陣列(26)和相應(yīng)于柱透鏡陣列(26)設(shè)置的發(fā)光二極管陣列(18)之間。在柱透鏡陣列(26)中的柱透鏡(24)的中心光軸，按角度θ方向相對(duì)于通過發(fā)光二極管(14)的光激發(fā)表面的中心垂直線的方向的兩側(cè)傾斜，而由發(fā)光二極管(14)發(fā)出的光信號(hào)通過柱透鏡陣列(26)分別聚光在光敏表面(20)上，從而在光敏表面(20)上形成為一條線。
文檔編號(hào)B41J2/45GK1159786SQ9519549
公開日1997年9月17日 申請(qǐng)日期1995年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月5日
發(fā)明者谷口秀夫 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司