JPS6310122A - プリンタ用光源 - 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］ 本発明は光プリンタに用いられるプリンタ用光源に係り
、特に、光源が所定ピッチで並設された多数の発光ドツ
トを有し、多数の光集束性レンズを密に配列したレンズ
系を介して、各発光ドツトからの光を感光面上に到達さ
せるように構成したプリンタ用光源の改良に関するもの
である。

［従来の技術］ 近年、各種の光源を利用した光プリンタが提案されるよ
うになっている。第３図は一般的な光プリンタの構造を
一例として模式的に示したものであり、図中１は記録媒
体としての感光ドラムである。感光ドラムｌは図中時計
回り方向に回転し。

帯電器２によって表面を帯電させられる。帯電器の胸部
、感光ドラム１の回転方向先方には、ドツト状の光を照
射する光源３と、光源３からの光を感光ドラム１の感光
面に導く光学素子４とが設けられている。帯電した感光
ドラム１の感光面には、この光学素子４を介して光源３
からドツト状の光が照射されて文字・図形等の潜像が形
成され、この潜像は現像器５によって現像される。カセ
ット６に収納された転写用紙７は、感光ドラム１の感光
面と転写用加熱器８との間を通って送られるようになっ
ており、現像された感光ドラムｌの感光面の文字・図形
等が該転写用紙７に連続的に感熱転写されていくように
構成されている。なお、図中９は転写済みの文字等を消
すための消去ランプであり、１０は感光ドラム１の表面
を清掃するためのクリーニングブレードである。

前記光プリンタの光源としては、ＬＥＤや蛍光発光管等
を用りることができるが、一般にこれらの光源において
は、多数の発光ドツトが所定ピッチで配設された構成に
なっている０例えば、第４図に模式的に示すように、こ
れらの光源では、所定の配設ピッチｍで同一陽極導体上
に並設された平行４辺形状の発光ドツトＦを有する複数
の発光素子列（図中左右方向の発光ドラ）Ｆの列）が互
いに平行に設けられており、隣接している各発光素子列
の各発光ドツトＦが列の長子方向に対してそれぞれ傾斜
して並ぶようになっている。そして、これらの各発光ド
ラ）Ｆから前記光学系を介して照射されるドツト光は、
発光素子列の長子方向と平行な感光ドラム１上の一直線
上の位置に、とぎれることなく連続して到達できるよう
になっている。

また、前記光プリンタの光源３に並設される光学素子４
としては、光源の種類等に応じて、光集束性レンズの集
合体すなわちセルフォックレンズアレイ（以下、ＳＬＡ
と略称する。）や球面レンズ、ファイバープレート等が
用いられる。光集束性レンズは微小な円柱形のガラスフ
ァイバであり、屈折率が連続的に変化しているため、フ
ァイバ自体に自己集束性があり、一般のレンズと等価な
作用を持っている。第４図は、このような光集束性レン
ズ１１（以下、集束レンズ１１と呼ぶ、）よりなるＳＬ
Ａと、多数の発光ドラ）Ｆを有する光源との従来の位置
関係を模式的に示している。

［発明が解決しようとする問題点］ 単一の集束レンズ１１は、第５図（ａ）に示すように、
構法を半分にしたような光量分布をもっている。ＳＬＡ
はこのような集束レンズ１１の集合体であり、ＳＬＡが
作る像は、１本１本の集束レンズ１１の作る像が重なり
あってできている。

従って、ＳＬＡの光量は各集束レンズ１１の光量の和に
なるため、第５図（ｂ）に示すように、ＳＬＡの作る像
には波状の光量ムラが生じることになる。

この光量ムラは集束レンズ１１の配列ピッチ（レンズ径
Ｄ）と単一の集束レンズ１１が作る像の半径Ｘｏの比、
および列数Ｎ（第４図ではＮ＝２）に依存する。従って
、光源に設けられた各発光ドラ）Ｆの光量が均一に保た
れていても、ＳＬＡ自体が持っている光量分布の特性に
よって、感光面に結像するドツト状の光の光量にはムラ
が生じてしまう。

また、従来のプリンタ用光源では、斜めに並んだ各発光
ドツトＦの上端から下端までを１組とすれば、組ごとに
、ＳＬＡの各集束レンズ１１に対する位置関係が異って
いる０例えば第４図に示すように１発光ドツトＦ１〜Ｆ
８の組と１発光ドラ）Ｆ９〜Ｆ１６の組とは集束レンズ
１１に対する配設位置が異っており、一般に発光ドラ）
Ｆと集束レンズ１１の配設位置関係には規則性がない。

即ち、従来は、発光素子列上の発光ドラ）Ｆの配設ピッ
チｍとレンズ径りとの間には、特定の寸法上の関係が設
定されていなかった。従って、第６図に示すように、斜
めに並んだ発光ドラ）Ｆ（例えばＦ９〜Ｆ１６）の各組
内において結像面での各ドツト光の光量が不均一である
ばかりでなく、各組ごとの発光ドラ）Ｆ（例えば発光ド
ツトＦ９〜Ｆ１６の組と同Ｆ１〜Ｆ８の組）の結像面で
の光量分布の形状も均一でないという問題点があった。

これは一般に、ＳＬＡの中心付近に位置している発光ド
ラ）Ｆから照射される光は多数の集束レンズ１１に入射
するが、集束レンズ１１には最大入射角（開口角）が決
っているので、ＳＬＡの端に位置している発光ドラ）Ｆ
から照射される光は中心付近に比較して少数の１本の集
束レンズ１１にしか入射できないからである。

斜めに並んだ各発光ドラ）Ｆは、それぞれ別々の発光素
子列に属している。斜めに並んだ発光ドツトＦの組内で
各ドツト光の光量に不揃いがあっても、各組ごとに光量
分布の形状が同一で規則性があれば、各発光素子列ごと
に発光ドラ）Ｆの発光状態を補正することによって、感
光面に到達する各発光ドラ）Ｆからの光量が均一となる
ようにすることができる。ところが従来は、前述したよ
うな問題点があるため、このような発光状態の補正を行
うことができなかった。従って、感光面に一定幅の潜像
を形成することができず、従来のプリンタ用光源を用い
た光プリンタの印字品位は必ずしも高いものとは言えな
かった。

［発明の目的］ 感光面に到達する各発光ドツト光の光量を均一にするこ
とによって、各発光ドツト光によって形成される潜像の
状態を均一化することができるため、高品位の印字を実
現することができるプリンタ用光源を提供することを目
的としている。

［発明の構成］ 本発明のプリンタ用光源は、所定の配設ピッチで同−陽
極導体上に並設された複数の発光ドツトを有する発光素
子列が互いに平行に複数列配設され、隣接した位置関係
にある各発光素子列の各発光ドツトが発光素子列の長手
方向に対してそれぞれ傾斜して並ぶようにし、光集束性
レンズを多数密に配列して構成したレンズ系を介して、
発光素子列の長手方向と平行な感光面上の一直線上に。

各発光ドツトから照射されるドツト状の光が連続して到
達するようにしたプリンタ用光源であって、前記発光ド
ツトの配設ピッチをｍとし、前記光集束性レンズの直径
をｍ／ｎ（ｎは整ａ）とし、前記レンズ系を通って感光
面に照射されるドツト光の光量分布が一定となるように
発光ドツトの発光状態に補正を加えたことを特徴として
いる。

［作用］ 本発明のプリンタ用光源では、発光ドツトの配設ピッチ
をｍとすると、ＳＬＡを構成する光集束性レンズの直径
はｍ／ｎ（ｎは整数）に設定しであるので、斜めに並ん
だ発光ドツトのどの組についても、光集束性レンズに対
する位置関係を同一にすることができる。従って、斜め
に並んだ発光ドツトの各組ごとに、各発光ドツトの光量
分布の形状を同一とすることができるので、各発光素子
列ごとに発光ドツトの発光状態を補正することによって
、感光面に到達する各発光ドツトからの光量を均一化す
ることができる。

［実施例］ 本発明の一実施例を第１図及び第２図によって説明する
。

第１図（ｂ）に模式的に示すように、本実施例の光源に
おいては、所定の配設ピッチｍで同−陽極導体上に並設
された平行４辺形状の発光ドツトｆを有する複数列の発
光素子列（図中１発光ドツトｆの横方向の列）が互いに
平行に設けられており、各発光素子列の間で隣接してい
る各発光ドツトｆが列の長手方向に対してそれぞれ所定
の角度をもって傾斜して並ぶようになっている。そして
、これらの各発光ドラ）ｆから後述するＳＬＡを介して
照射されるドツト光は、発光素子列の長手方向と平行な
感光面上の一直線上の位置に、途切れることなく連続し
て到達できるようになっている。

次に、前記光源と感光面の間に設けられるＳＬＡについ
て説明する。第１図（ｂ）に模式的に示すように、この
ＳＬＡは円柱形の光集束性レンズ１２（以下、集束レン
ズ１２と呼ぶ、）を２列にして束ねた構成になっている
。集束レンズ１２の直径Ｄ、即ちＳＬＡにおけるレンズ
ピッチは、前記光源における発光ドラ）ｆの配設ピッチ
ｍに等しく設定しである。つまり本実施例は、発光ドラ
）ｆの配設ピッチｍに対して集束レンズの直径りをｍ／
ｎ（ｎは整数）とし、−例としてｎ＝１とした場合を示
したものである。

発光ドラ）ｆの配設ピッチｍと集束レンズ１２の直径り
との関係を前述のように例えばＤ＝ｍに定めると、第１
図（ｂ）に示すように、図中上下の２段に重ねられてい
る集束レンズ１２の中央寄りの接点を通り直径方向に、
発光ドラ）ｆの斜め方向の１組が通過するように、光源
とＳＬＡの配設位置関係を設定することにすれば、斜め
に並んだ発光ドラ）ｆのどの組についても、集束レンズ
１２に対する位置関係が同じになる。従って、この状態
で発光ドツトｆを光らせ、ＳＬＡを介して感光面上にド
ツト光を照射させれば、第１図（ａ）に示すように、各
組（例えば発光ドラ）ｆ工〜ｆ８）内でのドツト光の光
量にはばらつきがあるが、組どうしで比べると、ドツト
光の光量分布のパターンは全く同形となる。即ち、同じ
発光素子列に属する発光ドラ）ｆのドツト光は１組が異
っても光量は同じなので、発光素子列ごとに発光状態を
変化させてやれば、感光面に到達する全てのドツト光の
光量を均一にすることができる。

次に、前述した発光素子列ごとに発光状態を変化させる
ことの具体的な例について説明する。なお、前記光源の
具体例として１本実施例では第２図に示すような蛍光発
光管１３をとりあげ、まず、その構造について説明する
。

同図に示すように、基板１４上には、複数本の帯状の陽
極導体１５が一定間隔で平行に配設されており、その上
方には該陽極導体１５の配列方向と劃めに交差する方向
に複数の帯状の制御電極１６が所定間隔で互いに平行に
配設されている。

各制御電極１６は平板部材から成り、モの中央には、陽
極導体１５を所定の角度で熱めに横切る方向に所定幅の
スリット１７が穿設されている。各陽極導体１５上には
、前記制御電極１６のスリッ）１７と対面する箇所およ
びその近傍に、配設ピッチｍで蛍光体層１８が被着され
て発光素子列としての陽極ＡＣＡＩ−Ａ８）を構成して
いる。

そして、前記各スリット１７に沿ってそれぞれ斜めに配
列された前記各蛍光体層１８の発光部分が、発光ドツト
１９の各組を構成している。

次に、前記制御電極１６の上方には、フィラメント状陰
極２０が張設されている。２１は前面板、２２は側面板
であって、前記基板１４と共に密封容器を形成し、その
内部は真空に保たれている。

そして、前記密封容器外に導出された制御電極端子２３
等の各電極は、図示しないドライバ回路に接続されてお
り、前記各陽極導体１５を時分割パルス信号で走査し、
該走査に同期した正の表示パルス信号を所望の制御電極
１６に印加して、任意の発光ドツト１９を選択的に発光
させることができるように構成されている。そして、発
光させたくない発光ドツト１９の蛍光体層１８にもフィ
ラメント状陰極２０からの電子が射突して、いわゆる、
もれ発光をおこしてしまうことがあるが。

これを防止するため１発光させたくない発光ドツト１９
を区画している制御電極１６には、負の電圧が印加され
るように構成されている。

さて、以上のような構造の蛍光発光管１３とＳＬＡにお
いて、次のように条件を定める。即ち、発光素子列であ
る陽極Ａは８本（図示の通り、）、斜め方向に隣接して
いる発光ドツト間の間隔を陽極Ａの長手方向に関して測
定したピッチｐは８５＃Ｌｍ、各陽極Ａ上の発光ドツト
１９の配設ピッチｍ（即ち制御電極１６の配設ピッチ）
は９．８８ｍｍ、集束レンズ１２の直径Ｄ（即ち集束レ
ンズ１２の配設ピッチ）は０．８８ｍｍ、　Ｓ　Ｌ　Ａ
の列数は前述の通り２列、各集束レンズ１２の像の半径
を１．５０層劇、とする。

このような条件下で蛍光発光管１３を発光駆動させると
、ＳＬＡを介して感光面上に到達する光は、前述したよ
うに、第１図（ａ）に示すような光量分布のパターンを
示す。

［− さて、各陽極ＡＩ−Ａａごとで定まっている各発光ドラ
）１９の発光状態を変化させるためには、まず発光ドラ
）１９の面積を、各陽極Ａ１〜Ａ８ごとに適宜に変更す
ればよい、即ち、相対光量の低い陽極Ａ（例えば陽極Ａ
Ｉ、Ａ８）は光量が増加するように発光ドツト１９の面
積を大きくし、反対に相対光量の大きい陽極Ａ（例えば
陽極Ａ３．Ａ６）はこれを小さくすればよい、本例の場
合、各陽極Ａが有する各発光ドラ）１９の発光面積を表
のＢ欄に示す値にすれば、各発光ドツト１９が、感光面
に照射するドツト光の光量はすべて均一になる０例えば
、制御電極１６のスリット１７の幅を８５１Ｌｍと決め
、陽極Ａの長手方向に関する各発光ドツト１９の幅を８
５ＪＬｍに固定した場合、陽極導体１５に被着させる蛍
光体層１８の幅に変化をつけて、陽極Ａの長手方向と直
交する方向に関する発光ドツト１９の幅を表のＣ欄に示
すように調整すれば、感光面におけ、るドツト光の光量
分布を均一にすることができる。

また、発光ドラ）１９の発光面積を陽極Ａ１−八８ごと
に調整するためには、蛍光体層１８の被着帽は一定とし
、スリット１７の幅を一定にせず、対向する陽極Ａに応
じて適宜にその寸法を変えるようにしても良い。

次に、陽極Ａに印加される陽極電圧を高くすれば、烏該
陽極Ａの発光ドツト１９の光量は増加する。そこで、表
のＤｌｌｌに示すように陽極Ａ１−八８ごとに印加する
電圧を補正すれば、各発光ドツト１９が感光面に照射す
るドツト光の光量を均一にすることができる。

次に、制御電極１６に印加する印字信号のパルス幅や、
ＩａｉＡの走査信号のパルス幅を長くすれば、特定の陽
極Ａの発光ドツト１９を他より長い時間発光させること
ができる。そこで、表のＥ欄に示すように、印字信号や
走査信号のパルス幅に補正を加えれば、同様の結果が得
られる。

以上説明した実施例は、光源に蛍光発光管を用いていた
が、例えばＬＥＤを用いた光源であっても本発明を適用
することができる。

また、本実施例ではＳＬＡの集束レンズは２列であった
が、第７図に示すように、光源の大きさ等に合せて３列
またはそれ以上の構成としても前記実施例と同様の作用
効果が得られる。

［発明の効果］ 本発明のプリンタ用光源は、ＳＬＡの特定の光量分布に
合せて、光源の発光ドツトの発光状態をｒｌｌ整しであ
るので、感光面に到達する各発光ドツトからの光量が均
一になり、感光面に形成される潜像の状態が均一になる
。従って本発明のプリンタ用光源を用いれば、光プリン
タにおいて高い印字品位を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は発光ドツトの発光状態に補正を加える前
の一実施例のプリンタ用光源によって。 感光面上に照射されたドツト光の相対光量の分布を示す
図で、相対光量を示す丸印に発光ドラ）ｆと同一の符号
を付し、同図（ｂ）に示す各発光ドラ）ｆとの対応がつ
くようにした図、第１図（ｂ）は同実施例における各発
光ドツトとＳＬＡの配設位置関係を示す模式図、第２図
は同実施例において光源の一例として用いられる蛍光発
光管の中央部分を省略した平面図、第３図は一般的な光
プリンタの構成を示す模式図、第４図は従来の光プリン
タにおける光源の発光ドツトとＳＬＡの配設位置関係を
示す模式図、第５図（ａ）は光集束性レンズの光量分布
を模式的に示す図、同図（ｂ）はＳＬＡの光量分布のム
ラを示す図、第６図は従来の光源とＳＬＡによって感光
面上に照射されたドツト光の相対光量を示す図で、相対
光量を示す丸印の一部に各発光ドツトｆと同一の符号を
付して第４図に示す各発光ドラ）ｆとの対応をつけた図
、第７図（＆）は本発明の他の実施例における発光ドツ
トの光量分布を示す図で１発光ドツトの発光状態に補正
を加える前の図、第７図（ｂ）は同じく他の実施例を示
す図であって、３月構成のＳＬＡと各発光ドツトとの配
設位置関係を示す模式図である。 ｆ・・・発光ドラ）、１２・・・光集束性レンズ（集束
レンズ）、Ａ（Ａｌ〜Ａ８）・・・発光素子列としての
陽極、ｍ・・・発光ドツトの配設ピッチ。 特許出願人　　双葉電子工業株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の配設ピッチで陽極導体上に並設された複数の発光
   ドットを有する発光素子列が互いに平行に複数列配設さ
   れ、隣接した位置関係にある各発光素子列の各発光ドッ
   トが発光素子列の長手方向に対してそれぞれ傾斜して並
   ぶようにし、光集束性レンズを多数密に配列して構成し
   たレンズ系を介して、発光素子列の長手方向と平行な感
   光面上の一直線上に、各発光ドットから照射されるドッ
   ト状の光が連続して到達するようにしたプリンタ用光源
   において、前記発光ドットの配設ピッチをｍとし、前記
   光集束性レンズの直径をｍ／ｎ（ｎは整数）とし、前記
   レンズ系を通って感光面に照射されるドット光の光量分
   布が一定となるように発光ドットの発光状態に補正を加
   えたことを特徴とするプリンタ用光源。