JPH02162063A - カラム式プリンタ - 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、電子写真方式のプリンタに利用されるカラム
式プリンタに関するものである。

従来の技術 近年、ＯＡ機器の発展に伴い、レーザプリンタや複写機
のような電子写真方式のプリンタが開発された。この電
子写真方式のプリンタとは、光走査などでドツトマトリ
クス状に形成された感光ドラムの静電潜像をトナーなど
で現像して印刷用紙に転写するというものである。

そこで、このようなプリンタの第一の従来例を第６図に
例示するラインプリンタに基づいて説明する。このライ
ンプリンタ１では、点光源であるＬＥＤ２を主走査方向
に連設した印字ヘッドであるラインヘッド３が、現像器
や帯電器（共に図示せず）などと共に回転自在な感光ド
ラム４に対向配置されている。

このような構成において、このラインプリンタ１では、
パラレル入力した画像信号に対応してラインヘッド３の
所定のＬＥＤ２が発光し１回転する感光ドラム４の副走
査移動する周面上に、静電潜像が１ライン毎に形成され
る。そこで、この静電潜像は現像器により現像されて印
刷用紙（図示せず）に転写される。

つぎに、電子写真方式のプ、リンクの第二の従来例を第
７図に例示するシリアルプリンタに基づいて説明する。

このシリアルプリンタ５の印字ヘッド６では、副走査方
向に連設したＬＥＤ２が文字の高さに相当するよう設け
られている。例えば、このシリアルプリンタ５が３２ド
ツト印字方式ならば、前記印字ヘッド６には３２個のＬ
ＥＤ２が縦列配置されている。そして、この印字ヘッド
６は、感光ドラム４と平行に配設されたガイドレール７
に摺動自在に取付けられており、ロンドレンズ８を感光
ドラム４と略同−長さにマトリクス配置したレンズアレ
イ９を介して感光ドラム４に対向するようになっている
。

このような構成において、このシリアルプリンタ５では
、発光動作する印字ヘッド６の主走査移動と感光ドラム
４の回転とが交互に行なわれる。

そして、例えば、文字の高さに対応した静電潜像が１ラ
イン毎に形成されて印刷が行なわれる。

発明が解決しようとする課題 これらプリンタ１，５は、ドツトマトリクス方式により
様々な画像を印刷可能としている。ここで、第８図に例
示するように、印刷画像を構成しているドツト１０群に
は一定の間隙１１が生じるため印刷品質が低くなる。こ
れは、印刷されたドツト１０の間隔がラインヘッド３．
６のＬＥＤ２の配置に対応していることによる。つまり
、印刷されるドツト１０間の間隔を小さくするには、ラ
インヘッド３，６のＬＥＤ２の配列をより緻密化すれば
良いが、現状では技術的に限界がある。

このような課題を解決しているプリンタとして、レーザ
プリンタ（図示せず）が存している。これは、明滅する
走査光でドツトを形成するもので、各ドツトが重複する
ようにして印刷品質を向上させている。しかし、レーザ
プリンタは構造が複雑であり、光路長を確保する必要か
ら機器の小型化が困難である。

ここで、前述のラインプリンタ１は、主走査ライン毎に
画像形成を行なうことで一度に数百以上のドツトを印刷
し、高速印刷を可能としているが、このためにラインヘ
ッド３が長大化してラインプリンタ１の小型化が困難と
なっている。また、シリアルプリンタ５は、小さな印字
ヘッド６を主走査移動させる形態なので機器は小型化で
きるが、−度に印刷されるのは数十ドツト程度であるた
め、高速印刷が望めない。

ここで、装置が小型で高速印刷が可能なプリンタとして
、−度に一文字を形成する印字ヘッドを走査移動させる
カラム式プリンタ（図示せず）が考えられる。このカラ
ム式プリンタとは、例えば、３２ドツト印字方式ならば
、３２ｘ３２＝１０２４個のＬＥＤをマトリクス配置し
た印字ヘッドを設け、この１０２４ドツトを一度に印刷
する印字ヘッドを主走査移動させると云うものである。

従ってその印刷は掘めて高速であり、それでいて、印字
ヘッドの大きさはシリアルプリンタ５の印字ヘッド６と
略同−なので機器も小型である。

しかし、このようにマトリクス配置するＬＥＤの間隔を
小さくすることは、配線のレイアウトの関係などから極
めて困難である。このため、カラ１１式プリンタで印刷
したドツトの間隔は、上述のラインプリンタ１やシリア
ルプリンタ５と同様である。

なお、このような印刷ドツト群の間隙は、ドツト形成手
段として各種発光素子を用いたものや、Ｐ　Ｌ　ＺＴ（
鉛ランタンジルコニウムチタン）の酸化物や液晶からな
るシャッタと光源とを組合せたものなどでも同様である
。

課題を解決するための手段 複数個の点光源が一文字分に相当するマトリクス状に配
設され、点光源間に配線が形成された点光源アレイを設
け、この点光源アレイの各点光源から照射された光を各
々拡大するドツト拡大手段を設け、ドツト拡大手段から
照射された光像全体を縮小する光像縮小手段を設ける。

或いは、複数個のシャッタが一文字分に相当するマトリ
クス状に配設され、シャッタ間に配線が形成されたシャ
ッタアレイを、一を含む複数個の光源の光軸上に配設し
、このシャッタアレイの各シャッタを介して照射された
光を各々拡大するドツト拡大手段を設け、ドツト拡大手
段から照射された光像全体を縮小する光像縮小手段を設
ける。

作用 複数個の点光源が、−文字分に相当するマトリクス状に
配設された点光源間に配線が形成された点光源アレイを
設け、或いは、複数個のシャッタが一文字分に相当する
マトリクス状に配設され。

シャッタ間に配線が形成されたシャッタアレイを光源の
光軸上に配設し、これら点光源アレイや液晶シャッタア
レイから照射された光を各々拡大するドツト拡大手段を
設け、ドツト拡大手段から照射された光像全体を縮小す
る光像縮小手段を設けたことにより、−度に多数のドツ
トが印刷され、しかも、特に印字ヘッドが大型化するこ
ともなく、さらに、各ドツトが重複するように印刷を行
なえ、それでいて、点光源アレイの点光源の間隔やシャ
ッタアレイのシャッタの間隔を緻密にすることを要しな
い。

実施例 請求項１記戦の発明の一実施例を第１図ないし第４図に
基づいて説明する。まず、このカラム式プリンタ１２の
印字ヘッド１３の内部構造を第１図に例示する。この印
字ヘッド１３は、点光源プレイであるＬＥＤアレイ１４
．マスクスリット１５、ドツト拡大手段であるレンズア
レイ１６、光像縮小手段であるプロジェクションレンズ
１７を１１次配設している。そして、このカラム式プリ
ンタ１２はここでは３２ドツト印字方式で、前記ＬＥＤ
アレイ１４のＬＥＤ１８は３２Ｘ３２のマトリクス配置
となっており、この配列に対応するように、前記マスク
スリット１５にスリット１９が形成され、前記レンズア
レイ１６にはマイクロレンズ２０が配置されている。

ここで、前記ＬＥＤアレイ１４の１０２４個のＬＥＤ１
８は、ここではＧ　ａ　Ａ　ｓ　Ｐから形成されており
、基板２１の上下部に各々八個ずつ形成された６４ｂｉ
ｔの集積回路２２に接続され（６４Ｘ２Ｘ８＝１０２４
）、選択的に点灯されるようになっている。

また、前記マスクスリット１５のスリット１９は、透光
性ポリカーボネイトにレジストと感光剤を塗布形成した
ものをリソグラフィーエツチングするなどして形成され
ており、前記レンズアレイ１６のマイクロレンズ２０は
、−枚の高品質板ガラスを熱損傷法で処理するなどして
形成されている。

そこで、このような構造の印字ヘッド１３が、感光ドラ
ム（図示せず）に対して走査移動するように設けられて
、カラム式プリンタ１２は形成されている。

このような構成において、このカラム式プリンタ１２の
画像形成動作について説明する。まず、入力した印字信
号に基づいて集積回路２２が作動し、ＬＥＤアレイ１４
の所定のＬＥ０１８が点灯される。そこで、第２図（ａ
）に例示するように。

印刷画像の各ドツトに対応して照射された光２３は、マ
スクスリット１５のスリット１９を通過することで散乱
成分が除去されてレンズアレイ１６に入射し、第２図（
ｂ）に例示するように、各々マイクロレンズ２０で拡大
される。そこで、この各ドツト毎に拡大されたドツトマ
トリクス状の光像は、第２図（ｃ）に例示するように、
プロジェクションレンズ１７で縮小されて感光ドラム（
図示せず）上に結像される。そして、以下は従来のプリ
ンタ等と同様にして電子写真方式の印刷が行なわれる。

上述のことから、このカラム式プリンタ１２では、所望
する印字サイズやドツト密度に基づいて。

ＬＥＤ１８のピッチ、スリット１９の径、マイクロレン
ズ２０及びプロジェクションレンズ１７の変倍率等を決
定することにより、容易に高品質な印字プリンタが得ら
れる。

づ′−ぎに、実際に製作したカラム式プリンタ１２のＬ
ＥＤアレイ１４の構造及び製造方法を第３図を参考に説
明する。集積回路２２の接続パッドの間隔は、現在のボ
ンディング技術の限界では最小で１００μｍ程度である
。ここで、既存の６４ｂｉｔの集積回路２２の幅は約７
．５ｍであった。そこで、ＬＥＤアレイ１４の上下縁部
に各々八個の集積回路２２を直列に取付けるとすると、
７．５ｘ８＝６０（ｍ＋＋）となり、基板２１の幅は約
６０ｎｎで良い。一方、ＬＥＤ１８のピッチを１鵬とす
ると、これは３２ドツト形式なので全幅は３２ｍである
。ここで、これらＬＥＤ１８の配線について説明する。

これらＬＥＤ１８では、アルミ蒸着等で形成した１２４
Ｘ１２４（μｍ）のアノード電極２４の中心に、６４ｘ
６４（μｍ）のＰ型のＧａＡｓ２層２５がエピタキシャ
ル成長法及びＺｎ拡散により形成されている。前述した
ように、ＬＥＤＩ８のピッチはｌｌ１１１であり、配線
の数は１６本なので、 １０００（μｍ）＝１４Ｘ５６＋２Ｘ１０８として、幅
２０μｍに形成した配線２６のピッチを５６μｍ、隣接
するＬＥＤ１８と配線２６との間隔を１０８μｍに決定
した。

このように余裕あるレイアウトを採用できたのは、第４
図に例示するように、ＬＥＤ１８のカソード電極２７が
基板２１の底面全体に形成されており、アノード電極２
４の平面配線が容易であることによる。

なお、このカラム式プリンタ１２では、ＬＥＤ１８の配
線を上下に分割したことにより、印字ヘッド１３がより
小型化されている。

つぎに、請求項２記載の発明の第一の実施例を第５図に
基づいて説明する。このカラム式プリンタ２８の印字ヘ
ッド２９は、Ｎａ２０Ｃａｂ、Ｓｉｏ２等からなるガラ
ス基板３０の上に５ｉｎ２膜３１とＩＴＯＴａ２０５ス
パッタリング法等で形成した二枚の透光板３３．３４を
設け、これら透光板３３．３４の間に、ガラスピーズか
らなるスペーサ３５を介して液晶３６を封入している。

そして、一方の透光Ｆｉ３３の上面にはエツチング等に
より窓部３７が開けられた金属クロムからなる遮光層３
８が形成されて、各々マトリクス配列の液晶シャッタ３
９が形成されている。さらに、前記遮光層３８及び透光
板３４の表面には高分子フィルムからなる偏検光子板４
０がマツチングオイルにより貼着されている。そして、
前記透光板３４側の後部には、冷陰極管などの光源（図
示せず）が配設されている。

そこで、このような構造の印字ヘッド２９が感光ドラム
（図示せず）に対して走査移動するように設けられて、
カラム式プリンタ２８は形成されている。

このような構成において、このカラム式プリンタ２８の
画像形成動作について説明する。まず、入力した印字信
号に基づいて所定の液晶シャッタ３９が開閉し、第２図
（ａ）に例示したようなドツト対応の光２３が照射され
る。そして、以下は前述のカラム式プリンタ１２と同様
にして印刷が行なわれる。

さらに、請求項２記載の発明の他の実施例として、上述
の液晶シャッタ３９に換えてＰＬＺＴからなるシャッタ
（図示せず）を用いたものや、ファラデー効果を利用す
るＬＩＳＡからなるシャッタを用いたものなども考えら
れる。

また、前述したカラム式プリンタ１２では、ドツト拡大
手段としてマイクロレンズ２０をマトリクス配列したレ
ンズアレイ１６を使用したが、曇りガラス（図示せず）
によりドツト光を拡散させることでも、同様な効果を得
られる。また、このようなドツト光を拡散させる手段と
しては、各種透明板の表面を粗粒状に形成したものなど
が考えられる。

発明の効果 本発明は、複数個の点光源が一文字分に相当するマトリ
クス状に配設され１点光源間に配線が形成された点光源
アレイを設け、或いは、複数個のシャッタが一文字分に
相当するマトリクス状に配設され、シャッタ間に配線が
形成されたシャッタアレイを光源の光軸上に配設し、こ
れら点光源アレイやシャッタアレイから照射された光を
各々拡大するドツト拡大手段を設け、ドツト拡大手段か
ら照射された光像全体を縮小する光像縮小手段を設けた
ことにより、−度に多数のドツトが印刷されるので印刷
速度が速く、しかも、特に印字ヘッドが大型化すること
もなく、さらに、各ドツトが重複するように印刷を行な
えるので印刷画像が高品質となり、それでいて１点光源
アレイの点光源の間隔やシャッタアレイのシャッタの間
隔を緻密にすることを要しないので、この間隔に配線を
形成することができ、製作が容易で機器の歩留りが向上
する等の効果を有するものである。

８・・・点光源、 ３９・・ シャッタ 東京電気株式会社

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明の一実施例の斜視図、第２
図は画像形成の説明図、第３図は要部の平面図、第４図
は縦断側面図、第５図は請求項２記載の発明の一実施例
の縦断側面図、第６図は第一の従来例の斜視図、第７図
は第二の従来例の斜視図、第８図は印刷画像の説明図で
ある。 １２・・・カラム式プリンタ、１４・・・点光源アレイ
。 １６・・・ドツト拡大手段、１７・・・光像縮小手段、
１」 ワ １４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数個の点光源が一文字分に相当するマトリクス状
   に配設され前記点光源間に配線が形成された点光源アレ
   イを設け、この点光源アレイの各点光源から照射された
   光を各々拡大するドット拡大手段を設け、このドット拡
   大手段から照射された光像全体を縮小する光像縮小手段
   を設けたことを特徴とするカラム式プリンタ。 ２、複数個のシャッタが一文字分に相当するマトリクス
   状に配設され前記シャッタ間に配線が形成されたシャッ
   タアレイを一を含む複数個の光源の光軸上に配設し、こ
   のシャッタアレイの各シャッタを介して照射された光を
   各々拡大するドット拡大手段を設け、ドット拡大手段か
   ら照射された光像全体を縮小する光像縮小手段を設けた
   ことを特徴とするカラム式プリンタ。 ３、照射された光を散乱させるドット拡大手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のカラム式プリン
   タ。