DE3620476A1 - Printer having an optical print head for rowwise recording of graphic information and text information - Google Patents

Printer having an optical print head for rowwise recording of graphic information and text information

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DE3620476A1
DE3620476A1 DE19863620476 DE3620476A DE3620476A1 DE 3620476 A1 DE3620476 A1 DE 3620476A1 DE 19863620476 DE19863620476 DE 19863620476 DE 3620476 A DE3620476 A DE 3620476A DE 3620476 A1 DE3620476 A1 DE 3620476A1
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Abstract

In the case of printers having an optical print head for rowwise recording of graphic information and text information, provision is made of light-emitting elements (3), which are selectively excitable and arranged in a row and whose emitted light is imaged via an optical system in a row on a light-sensitive surface (13). In order to produce a uniform continuous row of light on the light-sensitive surface (13), there is already known an optical print head having an optical device by means of which the imaging surfaces of the light-emitting elements (3) can be imaged at reduced size on the light-sensitive surface (13). In accordance with the invention, this effect is achieved without additional parts by providing that between an imaging optical system and the light-sensitive surface (13) the optical device has a mirror strip (6) with a mirror surface (12) which is constructed and arranged such that the optical emitters (3) constructed in the form of a strip are imaged at reduced size on the light-sensitive surface (13). As a result, the use of surfaces insensitive to light is rendered possible, on the one hand, and it is possible, on the other hand, to increase the supply of light such that output printing speeds of up to 100 sheets per minute can be achieved. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucker mit einem optischen Druck­ kopf zum zeilenweisen Aufzeichnen von Grafik- und Textinforma­ tionen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a printer with an optical print Head for line-by-line recording of graphic and text information tions of the type specified in the preamble of claim 1.

In Datenverarbeitungsanlagen werden Schnelldrucker benötigt, um die elektrischen Eingangssignale in eine sichtbare Darstellung umzuformen, die als Ausdruck leicht erkennbar ist. Für diesen Zweck sind auch Drucker mit optischen Druckköpfen mit Erfolg eingesetzt worden. So ist eine optische Schreibeinrichtung mit einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger, Fotopapier oder Aufzeichnungszwischenträger und einem elektrisch steuerbaren optischen Bauteil mit Bildpunktelementen, die den Lichtfluß sperren oder durchlassen durch die deutsche Offenlegungsschrift 25 57 254 bekannt. Ein optischer Drucker mit einem magnetisch steuerbaren optischen Bauteil ist durch die deutsche Offenle­ gungsschrift 28 12 206 bekannt. Hierbei wird von einer integrier­ ten Lichtmodulationsmatrix ausgegangen, bei der weder ein abzu­ lenkender Lichtstrahl noch elektrostatische Aufladungen für den eigentlichen Druckvorgang erforderlich sind. Eine derartige in­ tegrierte Lichtmodulationsmatrix ist in der deutschen Offenle­ gungsschrift 26 06 596 beschrieben, die auf der Lichtmodulation durch magnetooptische Speicherschichten, wie z. B. Eisengranat­ schichten, aufbauen. Diese Schichten bestehen aus einer regel­ mäßigen Anordnung von Lichtschaltelementen, die über aufgedampfte Leiterbahn- und Widerstandsschichten rein elektronisch geschaltet werden. Bei hoher Integrationsdichte können zeilenförmige Licht­ schaltkomponenten mit über tausend Elementen aufgebaut werden. Die Lichtschaltelemente sind zwischen einer ständigen Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger angeordnet und sind durch einen Zeichengenerator derart steuerbar, daß das von der Lichtquelle ständig ausgestrahlte Licht an vorbestimmten Zeichenrasterpunkten bedarfsweise sperr- bzw. durchlaßbar ist. Um eine einzige gerade Bildzeile auf der lichtempfindlichen Ober­ fläche bilden zu können, sind viele nebeneinander in einer Reihe und quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers angeord­ nete Lichtschaltelemente erforderlich. Zwischen diesen Licht­ schaltelementen und dem Aufzeichnungsträger ist eine Optik zur Anpassung an die Abdruckfläche des Aufzeichnungsträgers ange­ ordnet.Fast printers are needed in data processing systems the electrical input signals in a visible representation to transform, which is easily recognizable as an expression. For this Printers with optical print heads are also used for this purpose been used. So is an optical writing device with a light-sensitive recording medium, photo paper or Recording intermediate carrier and an electrically controllable optical component with pixel elements, the light flow block or pass through the German published application 25 57 254 known. An optical printer with a magnetic controllable optical component is by the German Offenle publication 28 12 206 known. This is done by an integrier th light modulation matrix, in which neither a directing light beam still electrostatic charges for the actual printing process are required. Such in tegrierte light modulation matrix is in the German Offenle supply specification 26 06 596 described on the light modulation through magneto-optical storage layers, such as. B. iron garnet layers, build up. These layers consist of a rule moderate arrangement of light switching elements, which are vapor-deposited Circuit and resistance layers switched purely electronically will. With high integration density, line-shaped light can be switching components with over a thousand elements. The light switching elements are between a permanent light source and a photosensitive recording medium and are controllable by a character generator such that the  the light source continuously emits light at predetermined Character grid points can be blocked or transmitted if necessary. Around a single straight image line on the photosensitive surface To be able to form a surface is many in a row and arranged transversely to the transport direction of the recording medium Nete light switching elements required. Between that light switching elements and the recording medium is an optical system Adaptation to the imprint area of the record carrier arranges.

Weiterhin ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 30 31 295 ein optischer Drucker bekannt, bei dem die schaltbaren Licht­ schaltelemente aus lichtemittierenden Festkörper-Leuchtdioden bestehen. Diese Lichtemissionselemente sind hierbei blockweise zu Lichtemissionsanordnungen zusammengefaßt, die alternierend in zwei parallel zu den Aufzeichnungszeilen angeordneten Reihen vorgesehen sind, wobei jeder Reihe eine eigene Abbildungsoptik- Reihe zugeordnet ist. Die Abbildungsoptik besteht hierbei aus einer Selfoc-Linse. Diese zweireihige Anordnung ist erforderlich, um eine durchgehende Zeile auf dem Aufzeichnungsträger erzeugen zu können, da die Lichtemissionselemente kürzer als ihre Träger­ körper und die Abbildungsoptik nur im Verhältnis von 1 : 1 ab­ bilden kann.Furthermore, the German published application 30 31 295 an optical printer known in which the switchable light switching elements made of solid-state light-emitting diodes consist. These light emission elements are closed in blocks Light emission arrangements summarized, which alternate in two rows arranged parallel to the recording lines are provided, with each row having its own imaging optics Row is assigned. The imaging optics consist of a Selfoc lens. This double row arrangement is required to create a continuous line on the record carrier to be able to, since the light emission elements are shorter than their carriers body and the imaging optics only in a ratio of 1: 1 can form.

Beim Stand der Technik sind übrigens die Lichtemissionslemente als schmale Balken mit den Abmessungen von z. B. 90 Mikrometer in der Querrichtung und 20 Mikrometer in Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers ausgeführt, wobei sich bei einer Aufrechter­ haltung der Leuchtzeit für einen Vorschubweg des Zwischenträgers von z. B. 80 Mikrometer ein belichteter Fleck von 100 Mikrometer ergibt. Dies bedeutet, daß bei einer relativ hohen Arbeitsge­ schwindigkeit eines Druckers von den Lichtemissionselementen eine hohe Arbeitsleistung in Form von Lichtemission aufgebracht werden muß, was insbesondere auch durch die dadurch erhöhten Wärmeab­ führprobleme zu Einschränkungen in der Lebensdauer führen kann. Incidentally, the light emission elements are in the prior art as narrow bars with the dimensions of z. B. 90 microns in the transverse direction and 20 microns in the transport direction of the Record carrier executed, with an upright keeping the lighting time for a feed path of the intermediate carrier from Z. B. 80 microns an exposed spot of 100 microns results. This means that at a relatively high working area speed of a printer from the light emitting elements high work output in the form of light emission must, which in particular due to the increased heat leadership problems can lead to limitations in the service life.  

Um eine gleichmäßige durchgehende Lichtzeile auf der licht­ empfindlichen Oberfläche eines Trägers erzeugen zu können, ist ein gleichmäßiger Abstand der aneinander gereihten Lichtemis­ sionselemente erforderlich. Der für eine hohe Auflösung notwen­ dige geringe Abstand von 10 Mikrometer erfordert eine hohe Fer­ tigungsgenauigkeit, eine schwierige Montage und Justage.To ensure an even, continuous line of light on the light to be able to produce sensitive surface of a carrier a uniform spacing of the light emis strung together sion elements required. The one necessary for a high resolution The small distance of 10 micrometers requires a high distance accuracy, difficult assembly and adjustment.

Die obengenannten Nachteile werden durch eine optische Übertra­ gungseinrichtung behoben wobei die einzelnen Lichtschaltelemente eines Arrays zum Zweck einer besseren Lichtausbeute, einer bes­ seren Gleichmäßigkeit der Lichtmenge und eines besseren Übergangs von Pixel zu Pixel (wenn diese in einer Reihe vorgesehen sind) in der Arbeitsrichtung des Zwischenträgers verlängert ausgebildet sind und über eine Selfoc-Linse auf der lichtempfindlichen Ober­ fläche abgebildet werden. Hierbei ist zwischen einer Abbildungs­ optik und der lichtempfindlichen Oberfläche eine Zylinderlinse längs der Zeilenrichtung angeordnet, wodurch die Abbildungs­ flächen der einzelnen Lichtemissionselemente auf der licht­ empfindlichen Oberfläche punktförmig zusammengezogen werden. Hierdurch wird die lichtemittierende Fläche der einzelnen Licht­ emissionselemente auf die erforderliche Form auf dem Aufzeich­ nungsträger in einfachster Weise verkleinert.The above disadvantages are overcome by an optical transmission tion device fixed with the individual light switching elements an array for the purpose of better luminous efficacy, an esp more uniformity of the amount of light and a better transition from pixel to pixel (if arranged in a row) in extended the working direction of the intermediate carrier and a Selfoc lens on the photosensitive surface be mapped. Here is between a picture optics and the light-sensitive surface a cylindrical lens arranged along the row direction, creating the mapping areas of the individual light emission elements on the light sensitive surface can be contracted. This will make the light-emitting surface of each light Emission elements to the required shape on the record reduced in size in the simplest way.

Weiterhin ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 33 22 247 eine Einrichtung zum Erzeugen von optischen Datenmustern mit einer Vielzahl von Einzeloptiken bekannt, welche in einem Stück aus Kunststoff gepreßt ausgebildet sind. Hierbei sind in Druck­ zeilenrichtung streifenförmig ausgebildete LED-Lichtemitter auf einem gemeinsamen Lichtschaltarray-Träger angeordnet, von denen die Lichtschaltstrahlen über eine erste ebenflächige Spiegel­ leiste, mindestens eine Linse eines Linsenarrays, zwei weitere ebenflächige Umlenkspiegel (pro Linse), erneut durch die Linse und eine weitere ebenfalls ebenflächige Spiegelleiste auf einem Zwischenträger im Verhältnis 1 : 1 abgebildet. Furthermore, the German laid-open specification 33 22 247 a device for generating optical data patterns with a variety of individual optics known, which in one piece are made of pressed plastic. Here are in print LED light emitters in the form of stripes a common light switch array carrier arranged, of which the light switching beams over a first flat mirror last, at least one lens of a lens array, two more Flat deflection mirror (per lens), again through the lens and another also flat mirror strip on one Intermediate carrier shown in a 1: 1 ratio.  

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drucker mit einem optischen Druckkopf zum zeilenweisen Aufzeichnen von Grafik- und Textinformationen zu schaffen, bei der die obengenannten Vorteile der DE-OS 32 23 031 auf eine Einrichtung gemäß der DE-OS 33 22 247 in einfacher Form übertragbar sind. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.The invention has for its object a printer with a optical print head for line-by-line recording of graphics and To create textual information that takes advantage of the above DE-OS 32 23 031 to a device according to DE-OS 33 22 247 are transferable in a simple form. This task is accomplished by the invention characterized in claim 1 solved.

Nur durch die hohlspiegelartige Ausbildung der der lichtempfind­ lichen Oberfläche benachbarten Spiegelfläche der Spiegelleiste wird gewährleistet, daß die in der Transportrichtung streifen­ förmigen und somit vergrößert ausgebildeten Lichtemissionsele­ mente auf der lichtempfindlichen Oberfläche auf das Sollmaß ver­ kürzt abgebildet werden. Hierdurch wird der gleiche Effekt wie bei der Anordnung nach der DE-OS 32 23 031 erzielt, ohne daß ein zusätzliches Teil in der optischen Vorrichtung eingesetzt werden muß.Only through the concave mirror-like design of the photosensitive Liche surface adjacent mirror surface of the mirror strip ensures that they graze in the direction of transport shaped and thus enlarged trained light emission element ver on the light-sensitive surface to the nominal size can be shown in abbreviated form. This will have the same effect as achieved in the arrangement according to DE-OS 32 23 031 without a additional part can be used in the optical device got to.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher be­ schrieben. Es zeigenFurther advantageous refinements of the subject matter of the invention can be found in the further subclaims. The invention will be described in more detail below using an exemplary embodiment wrote. Show it

Fig. 1 einen Teil des optischen Druckkopfes des Druckers in schaubildlicher Darstellung und Fig. 1 shows a part of the optical print head of the printer in a diagrammatic representation and

Fig. 2 eine schematische Darstellung des optischen Druckkopfes in Draufsicht. Fig. 2 is a schematic representation of the optical print head in plan view.

In der Fig. 1 ist ein Drucker mit einem optischen Druckkopf 1 zum zeilenweisen Aufzeichnen von Grafik- und Textinformationen dargestellt. Von einer nicht dargestellten Treiberschaltung, die z. B. ein Bestandteil einer Zeichengeneratoranordnung sein kann, werden in bekannter Weise Lichtemissionsanordnungen 2 mit einer Vielzahl von Lichtemissionslementen 3 angesteuert. Die aus LED- Lichtemitter bestehenden Lichtemissionselemente 3 sind streifen­ förmig, d. h. in der Transportrichtung der lichtempfindlichen Oberfläche vergrößert ausgebildet und auf einem gemeinsamen LichtschaltarrayTräger 4 vorgesehen. Die von den Lichtemissions­ elementen 3 ausgehenden Lichtstrahlen werden über eine eben­ flächig ausgebildete Spiegelfläche 5 einer Spiegelleiste 6, durch eine Linsenanordnung 7 mit Linsen 8 zu einem Umlenkspiegel 9 geleitet. Dieser Umkehrspiegel 9 weist pro Linse 8 je zwei eben­ flächige Spiegelfächen 10 und 11 auf, durch die die Lichtstrahlen erneut durch die Linsen 8 des Linsenarrays 7 geleitete und dann über eine hohlspiegelartig, z. B. konkav ausgebildete Spiegel­ fläche 12 der Spiegelleiste 6 auf eine lichtempfindliche Ober­ fläche 13 als Zwischenträger abgebildet. Die Spiegelfläche 12 der Spiegelleiste 6 ist in der Arbeitsrichtung der lichtempfindlichen Oberfläche 13, d. h. quer zu ihrer Längsrichtung konkav ausge­ bildet, wodurch die streifenförmigen LED-Lichtemitter 3 auf der lichtempfindlichen Oberfläche 13 in den erforderlichen Abmessun­ gen verkürzt abgebildet werden. Durch die konkav ausgebildete Spiegelfläche 12 können die lichtemittierenden Flächen der LED-Lichtemitter 3 entsprechend vergrößert ausgebildet werden. Durch diese Vergrößerung der lichtemittierenden Flächen der einzelnen Lichtemissionselemente 3 wird entweder eine gleiche Lichtausbeute bei auf die Fläche bezogen geringerer Leistungs­ aufnahme oder eine wesentlich vergrößerte Lichtausbeute bei auf die Fläche bezogen gleicher Leistungsaufnahme bewirkt. Außerdem ist durch die Vergrößerung der lichtemittierenden Fläche der einzelnen Lichtemissionselemente 3 eine gleichmäßigere Lichtaus­ beute über die gesamte Reihe der Lichtschaltelemente erreichbar.In FIG. 1, a printer is shown with an optical head 1 for linewise recording of graphic and text information. From a driver circuit, not shown, the z. B. can be part of a character generator arrangement, light emission arrangements 2 are controlled in a known manner with a plurality of light emission elements 3 . The light-emitting elements 3 consisting of LED light emitters are strip-shaped, that is to say they are enlarged in the transport direction of the light-sensitive surface and are provided on a common light switch array carrier 4 . The light rays emanating from the light-emitting elements 3 are guided over a flat mirror surface 5 of a mirror strip 6 , through a lens arrangement 7 with lenses 8 to a deflecting mirror 9 . This reversing mirror 9 has two flat mirror surfaces 10 and 11 for each lens 8 , through which the light rays are again guided through the lenses 8 of the lens array 7 and then via a concave mirror, for. B. concave mirror surface 12 of the mirror strip 6 is shown on a light-sensitive upper surface 13 as an intermediate carrier. The mirror surface 12 of the mirror strip 6 is in the working direction of the photosensitive surface 13 , that is to say concave transversely to its longitudinal direction, whereby the strip-shaped LED light emitters 3 are shown shortened on the photosensitive surface 13 in the required dimensions. Due to the concave mirror surface 12 , the light-emitting surfaces of the LED light emitters 3 can be made correspondingly enlarged. This enlargement of the light-emitting areas of the individual light-emitting elements 3 results in either an equal luminous efficacy with a lower power consumption based on the surface or a substantially increased luminous efficiency with the same power consumption relative to the surface. In addition, by increasing the light-emitting area of the individual light-emitting elements 3, a more uniform light yield can be achieved over the entire row of light-switching elements.

Claims (3)

1. Drucker mit einem optischen Druckkopf zum zeilenweisen Auf­ zeichnen von Grafik- und Textinformationen, der mehrere Lichtemissionsanordnungen mit je einer Vielzahl von Licht­ emissionselementen aufweist, wobei die lichtemittierenden Flächen der selektiv erregbaren und in einer Reihe angeord­ neten Lichtemissionselemente in Transportrichtung der licht­ empfindlichen Oberfläche ein mehrfaches der Länge der auf der lichtempfindlichen Oberfläche zu erzeugenden Lichtpunkte aufweisen und wobei die Abbildungsflächen der einzelnen Lichtemissionselemente durch eine optische Vorrichtung auf der lichtempfindlichen Oberfläche auf die erforderliche Lichtpunktgröße zusammenziehbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die optische Vorrichtung eine zwischen einer Abbildungsoptik und der lichtempfindlichen Oberfläche (13) eine Spiegelleiste (6) mit einer Spiegelfläche (12) aufweist, die derart ausgebildet und angeordnet ist, daß die streifenförmig ausgebildeten Lichtemissionselemente (3) auf der lichtempfindlichen Oberfläche (13) verkürzt abgebildet werden.1. Printer with an optical print head for line-by-line recording of graphic and text information, which has a plurality of light emission arrangements, each with a large number of light emission elements, the light-emitting surfaces of the selectively excitable and arranged in a row arranged light emission elements in the transport direction of the light-sensitive surface Have multiple times the length of the light spots to be generated on the light-sensitive surface and the imaging surfaces of the individual light-emitting elements can be contracted to the required light spot size by an optical device on the light-sensitive surface, characterized in that the optical device has a between an imaging optics and the light-sensitive surface ( 13 ) has a mirror strip ( 6 ) with a mirror surface ( 12 ), which is designed and arranged in such a way that the strip-shaped light emission elements ( 3 ) on the l non-sensitive surface ( 13 ) are shown shortened. 2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelleiste (6) quer zu der Transportrichtung der lichtempfindlichen Oberfläche (13) angeordnet und die Spie­ gelfläche (12) quer zu ihrer Längsrichtung hohlspiegelartig, z. B. konkav ausgebildet ist.2. Printer according to claim 1, characterized in that the mirror strip ( 6 ) arranged transversely to the transport direction of the light-sensitive surface ( 13 ) and the mirror surface ( 12 ) transverse to its longitudinal direction like a concave mirror, for. B. is concave. 3. Drucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelleiste (6) dachförmig ausgebildet ist und zwei Spiegelflächen (5, 12) aufweist, von denen die eine die hohlspiegelartige Spiegelfläche (12) und die andere (5) ebenflächig ausgebildet ist, und daß die von den einzelnen Lichtemissionselementen (3) ausgehenden Lichtstrahlen über die ebenflächig ausgebildete Spiegelfläche (5), ein Lin­ senarray (7) mit Linsen (8), zwei weitere ebenflächige Spiegelflächen (10, 11) eines Umlenkspiegels (9), erneut über das Linsenarray (7) und über die hohlspiegelartige Spiegelfläche (12) auf der lichtempfindlichen Oberfläche (13) punktförmig abbildbar sind.3. Printer according to claim 2, characterized in that the mirror strip ( 6 ) is roof-shaped and has two mirror surfaces ( 5 , 12 ), one of which is a concave mirror surface ( 12 ) and the other ( 5 ) is flat, and that the light rays emanating from the individual light emission elements ( 3 ) via the flat mirror surface ( 5 ), a Lin senarray ( 7 ) with lenses ( 8 ), two further flat mirror surfaces ( 10 , 11 ) of a deflecting mirror ( 9 ), again via the Lens array ( 7 ) and via the concave mirror surface ( 12 ) on the light-sensitive surface ( 13 ) can be imaged in a dot shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0727687A3 (en) * 1994-11-30 1997-09-24 Texas Instruments Inc Optical guide for aligning a plurality of images

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