JPH078218Y2 - ドットアレイデバイス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案はドットアレイデバイスに関するものである。

（従来技術） 偏向器から出射されるレーザービームをドットアレイデ
バイスの光導電性媒体に照射して該ドットアレイデバイ
スを駆動する光走査装置がある。

ここで、ドットアレイデバイスというのは、ドット状
の、発光体、光シャッター、電極、若しくは発熱体を、
アレイ配列してなるドットアレイと、これら発光体、光
シャッター、電極、若しくは発熱体を駆動する駆動回路
を有する。

例えば、LEDアレイ、液晶シャッターアレイ、マルチス
タイラス、サーマルヘッド等として知られている。

上記の如きドットアレイデバイスにおいて、駆動回路
は、通常IC化され、駆動回路の端子と、ドットアレイデ
バイス中のドット状セグメントの端子とが、電気的に接
続される。

接続方法としては、ワイヤボンティング法、異方性導電
膜法、テープキャリヤ法等が知られ、接続端子の材料や
形状、ピッチ等に応じ、製造容易性、コスト等を勘案し
て適当な方法が選択される。

ところが、ドットアレイデバイスは、長尺化、高密度化
になる程駆動回路数が増え、更に接続端子数も増すこと
から材料費のアップ、歩留まりの低下等が問題化した。

そこで、電気的接続手段として光導電性媒体を用い、こ
れにレーザービーム等の光を照射する新しい駆動方法を
採用したドットアレイデバイスが提案されている。

すなわち、ドットアレイに電気的に接続されている電極
アレイと、この電極アレイと所定の間隔を有する共通電
極と、これら両電極を結合するべく上記電極アレイ方向
に設けられた光導電性媒体を有し、上記共通電極に電位
を与えた状態で、光学系により光導電性媒体を露光する
ことにより、予め共通電極に与えられている電位に応じ
た電位を該光導電性媒体の露光位置に得てドットアレイ
を駆動するドットアレイデバイスである。

第５図、第６図は、この新しい駆動方法に係るドットア
レイデバイスを含む光走査装置を適用したプリンターの
原理を説明したものである。

これら図において、半導体レーザー20から出射されたレ
ーザービームはコリメーターレンズ21を経て偏向器22に
入射される。

偏向器22は例えばポリゴンミラーからなり、その回転に
応じて、ミラー面上の点を偏向点として連続的に反射ビ
ームが出射され、ｆθレンズ23及び平面ミラー24を経て
螢光管使用のドットアレイデバイス25の光導電性媒体に
走査ビームとして入射される。この例では螢光管の裏面
から走査されるタイプを示している。

すると、光の照射を受けた光導電性媒体のドット状部分
に対応して螢光が発せられる。この螢光発光は結像デバ
イス26を介して感光体ドラム27上に結像される。

半導体レーザー20の駆動電流は予め情報信号の変調を受
けているので、レーザービームは情報信号に応じてオン
・オフされ、従って、感光体ドラム27上にドットで描か
れた潜像が担持される訳である。

このように、レーザービームを直接感光体ドラム27上に
結像させるのでなくて、ドットアレイデバイス上に走査
させる方式では光学系の精度をさほど高く要求されない
利点がある。

ドットアレイデバイス25について第７図乃至第９図によ
り、更に説明すると、その主な構成は、螢光管の真空容
器の外に引き出された電極アレイ25Aと、これに所定間
隔を以て構成された共通電極25Bと、これら両電極にま
たがって設けられた光導電性媒体25Cを有するものであ
る。

又、半導体レーザー20、コリメーターレンズ21、偏向器
22、ｆθレンズ23、平面ミラー24等を以て光導電性媒体
を露光する光学系が構成されている。

光導電性媒体25Cは光電変換機能を有する媒質（例えば
感光体）で構成される。

共通電極25Bには予め電位を与えておき、レーザービー
ムで光導電性媒体25C上を走査する際、露光された部分
では光導電性媒体のインピーダンスが低下し、その他の
部分ではインピーダンスが露光されない状態のままで維
持されているため、情報信号に応じて露光すると、周知
のIC駆動と同様なスイッチングが可能となる訳である。
第７図に示した矢印K1は光走査される位置を指示するも
のである。

光導電性媒体25C部分を拡大して示した第９図におい
て、符号Lbはレーザービームの照射部を示し、１ドット
おきに露光が行なわれてオン・オフ状態が生じ発光が行
なわれることを示している。矢印は電流の流れる方向を
示す。

第10図に示したドットアレイデバイス250は第７図乃至
第９図におけるドットアレイデバイスの改良型で、共通
電極25Bを電極アレイ25Aと同ピッチで凹凸形状とし、所
謂クロストークの低減を狙ったものである。

第11図、第12図に示したドットアレイデバイスは、光導
電性媒体25Cを電極アレイ25Aと略同ピッチでセグメント
化したものであり、これらのタイプは光導電性媒体25C
の存在する部分でしかインピーダンス変化が与えられな
い訳であるからクロストークの極めて起こり難い構成で
あることが容易に理解される。

また、第13図は螢光管の光導電性媒体部分を裏側からみ
た場合を示し、両電極にはさまれた露光部の寸法が管理
しやすいので光導電性媒体25Cを設ける条件が緩和さ
れ、製造面でのメリットが大きい。但し、裏面露光を可
能とするには、ガラス等の光透過率の高い材料をスイッ
チング部基板に使用することが必要である。

図中、符号Ｐは電極アレイのピッチ、符号Ｗは電極幅、
符号ｇは電極アレイと共通電極間の距離、符号ｄ（第14
図参照）は光導電性媒体25Cの厚さをそれぞれ示し、W/P
＝0.3〜0.7,g/W＝0.2〜2.0,d/g＝0.2〜1.0程度の値を以
て構成される。

このようなドットアレイデバイスを用いてレーザープリ
ンターの光走査装置を構成する場合は、移動する感光体
ドラムに対し、常に同じ相対位置を走査することがで
き、感光体ジターと走査位置変動が生じ難く、走査光学
系に要求される精度もそれ程の厳しさを要求されない利
点がある。

しかし、感光体ドラム27上での走査ライン全域にわたる
走査速度及びビームスポット径の均一性等、所謂ｆθ特
性を満足させるためにｆθレンズ23の介在を必要とす
る。

（目的） 従って、本考案の目的はｆθ特性を満足させるための特
別の光学系であるｆθレンズを用いることなくｆθレン
ズを用いたと同等の走査を行なうことのできる改良され
たドットアレイデバイスを提供することにある。

（構成） 本考案は上記の目的を達成させるため、電極アレイを構
成する電極の配列が、その電極の配列中央から両端側に
向かって、ｆ・tanθ（但し、ｆは露光走査用レーザー
ビームの偏向点から光導電性媒体までの距離とし、θは
偏向角とする。）に従って大きくなるように定めたこと
を特徴としたものである。

以下、本考案の一施例に基づいて具体的に説明する。

以下の実施例において、ドットアレイデバイスとして
は、既述のドットアレイデバイス25に準じた構成のもの
が用いられる。

本考案に適用されるドットアレイとしては、発光体、光
シャッター、多針電極若しくは発熱体をアレイ化したも
の等がある。

本考案が適用されるドットアレイデバイスは既に説明し
たように、ドットアレイに電気的に接続されている電極
アレイと、この電極アレイと所定の間隔を有する共通電
極があり、さらに、上記両電極を結合する光導電性媒体
を有するものであって、上記電極アレイ方向における光
導電性媒体の任意の位置を露光可能に構成された光源を
含む光学系により露光された光導電性媒体の位置に対応
する電極アレイに、予め共通電極に与えられている電位
に応じた電位が与えられることで駆動される。

実施例１（第１図参照）。

本例の基本構成は、前記第５図に示される構成において
ｆθレンズ23を無くし、コリメータレンズ21か或いは偏
向器22とコリメーターレンズ21との間に配置される図示
してない結像レンズにより絞られたレーザービームがド
ットアレイデバイス2500（第１図参照）の光導電性媒体
2500C部で結像するようにして光走査されるようにした
ものである。第１図において、符号2500Aは電極アレ
イ、符号2500Bは共通電極をそれぞれ示す。

本例に係るドットアレイデバイス2500においては偏向器
22の偏向点Ｏから光導電性媒体2500Cの走査位置までの
距離をｆとするとき、電極アレイ2500AのピッチＰをｆ
・tanθの関数で与えたものである。

すなわち、第１図に示した右半分の電極アレイ2500Aの
みで説明すると、電極アレイを構成する電極（１）の中
心線と光導電性媒体2500C上に１点鎖線で示されるレー
ザービーム走査位置との交点P₁、電極（２）のそれに対
応する交点をP₂、電極（ｎ）（但し、ｎ≧１）のそれを
Pnと表わすと、レーザービームの偏向点Ｏと光ビーム走
査位置とが直交する線Ｏ−Ｑと、OP₁とのなす角θ₁は、 θ₁＝tan^-1（Ｗ＋S/2f）で与えられ、ここにＷは電極
（１）又は電極（−１）の幅、Ｓは電極（１）（−１）
間スペースである。

ここで、最小電極間（１）（−１）のピッチを２θ₁＝
θで与え、このθ毎に電極ピッチを与えていくものとす
ると、θ₂＝θ₁＋θ＝３θ₁、 θｎ＝θ₁＋（ｎ−１）×θ＝（2n−１）×θ₁で与えら
れることになる。

従って、電極間ピッチＰは、 Ｐ＝ｆ・tan｛（2i−１）×θ₁｝（但し、ｉ＝１〜ｎ）
で与えられるから、本例ではこのピッチで電極を配置し
た。

このように配置すれば、ｆθレンズを用いることなく、
ｆθ特性を以て走査したと同等の効果を得る。

実施例２（第２参照）。

第２図に示した例は、前記実施例１の構成に加え、ドッ
トアレイの端部における電極アレイ部でレーザービーム
が斜めに入射されるため、これによる露光量の減少を補
正するために、端部になる程、電極幅を大として構成し
たものである。

図示した如く、電極アレイ2500Aを構成する電極の幅W
₁を実施例１における電極の幅Ｗと同じくし、偏向点Ｏ
から見込む角をφとすると、 φtan^-1（W/f）で与えられ、各電極において各々φなる
角度で電極幅を与えるようにすると、 W₁＝ｆ｛tan（θ₁＋φ/2）−tan（θ₁−φ/2）｝ W₂＝ｆ｛tan（θ₂＋φ/2）−tan（θ₂−φ/2）｝ ： ： W_n＝ｆ｛tan（θ_n＋φ/2）−tan（θ_n−φ/2）｝で表現
され、ここにθ₁，θ₂…θ_nは実施例１で与えたものと
同じである。

実施例３（第３図，第４図参照）。

前記各実施例においては、レーザービームのウェスト位
置を、レーザービーム走査位置と線０−Ｑとの交点O₁と
一致させて走査するものであったが、本例では破線で示
されるビームウェスト位置と一点鎖線で示される光導電
性媒体走査位置の関係を第３図に示す如くＡ点、Ｂ点を
除き異ならせたものであり、これにより走査位置におけ
るレーザービーム径が４図に示される如く偏向角に応じ
て変動する。

なお、第３図中、符号Lbは走査用のレーザービーム、矢
印Ｋは走査方向をそれぞれ示す。

このように、走査位置におけるレーザービーム径は第４
図に示す如くＷ字形に変動する。

従って、第４図で与えられるビーム径に応じて電極アレ
イの電極幅を変えることにより、実施例２で狙った効果
を得ることができる。

すなわち、電極幅も第４図に示した如きＷ字形の分布で
与えれば露光量を各電極について一定となすことが可能
となる。

具体的な形状等は光学系の条件設定により得られるもの
であるからこれ以上の詳述は省略する。

以上の実施例においては、ドットアレイデバイスの駆動
を、光導電性媒体とレーザービームを利用して行なうも
ので、ｆθレンズ光学系を省くことができるので、構造
が簡素化され、かつ、安易にできる等の利点がある。

さらに、機能するドットアレイ部は従来と同じように所
定の幅、間隔で配列されているが、駆動する部分のみ、
既述の如き間隔、幅で電極アレイを構成するであるか
ら、各種ドットアレイデバイスに対しても適用できる。

（効果） 本考案によれば、ｆθレンズ光学系が必要なくなるの
で、構成簡易にして低コストの光走査装置を提供するこ
とができ、好都合である。

【図面の簡単な説明】 第１図、第２図はそれぞれ本考案の一実施例を説明した
ドットアレイデバイスの要部正面図、第３図はビームウ
ェスト位置の変動を説明した図、第４図は走査位置にお
けるビーム径の変動を説明した図、第５図は光走査装置
の全体を示す斜視図、第６図は同上図の正面図、第７図
はドットアレイデバイスの斜視図、第９図、第10図、第
11図、第12図はそれぞれドットアレイデバイスの平面
図、第８図は同上第９図に対応する断面図、第13図は光
導電性媒体を裏側からみた図、第14図は同上第13図に対
応する断面図である。 2500A……電極アレイ、（１），（２）…（ｎ），，
………電極アレイを構成する電極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ドットアレイに電気的に接続されている電
   極アレイと、この電極アレイと所定の間隔を有する共通
   電極と、これら両電極を結合するべく上記電極アレイ方
   向に設けられた光導電性媒体を有し、上記共通電極に電
   位を与えた状態で上記光導電性媒体を露光走査すること
   により、上記電位に応じた電位を上記光導電性媒体の露
   光位置に得てドットアレイを駆動するドットアレイデバ
   イスにおいて、 上記電極アレイを構成する電極の配列が、その電極の配
   列中央から両端側に向かって、ｆ・tanθ（但し、ｆは
   露光走査用レーザービームの偏向点から光導電性媒体ま
   での距離とし、θは偏向角とする。）に従って大きくな
   るように定めたことを特徴とするドットアレイデバイ
   ス。