高速度、高解析光學式印表機光源的製作方法

2023-05-20 13:12:21

專利名稱：高速度、高解析光學式印表機光源的製作方法
技術領域：
本發明提供一種光學式印表機光源，特別是指一種高速度、高解析光學式印表機光源。
印表機有很多種，如噴墨式、雷射式、熱升華、熱轉印等，在本案所探討的技術領域是以光電式印表機為主，光電式印表機包括雷射式印表機及發光二極體式(LED)印表機兩種，這兩種只是使用光源不同其他如感光鼓(OPC)、碳粉等都一樣，因為使用光源不同各有其特色。
雷射印表機為單一雷射利用旋轉多面鏡做掃描動作再對感光鼓做曝光作用，而LED光電式印表機是以許多LED並排成一線狀光源，利用LED產生的光照射至感光鼓成像，其優點為速度快，缺點為解析力不高最多只能做到600dpi，因為LED採晶粒排列解析度有限，而現今標準商品以雷射印表機為例解析度幾乎都為1200dpi(每分鐘印10張)，因此LED光電式印表機要找到高速度與高解析同時存在也就很難了。
現在的發光二極體(LED)要在一條長220mm(A4尺寸)上製作高解析600dpi以上的發光點以現在LED技術尚作不利，傳統發光二極體(LED)一顆一顆的切下來固晶打線再封裝，因固定晶粒的排例與位移很難做到很高密度；另若直接在砷化鎵(GaAs)LED基板製作600dpi以上的線光源是可行的，但受LED晶片基板尺寸的限制目前發光二極體基板最大只有6寸，無法達到220mm的長度(A4尺寸)，若用晶片接合方式(如

圖1所示)則在LED晶片與LED晶片之間有接縫間隙而無法達到高解析。
本發明人因長期從事光電產品的研究，今終於想出一種方法可達到高速度且高解析的光電式印表機光源，即採用有機發光二極體(OLED)當光源，因為OLED是直接在400nm×400nm的玻璃基板上製作，且每一發光點可做的很小，最小可達5μm×5μm的發光點，因此利用有機發光二極體製作成高解析(1200dpi以上)且長達220mm(A4尺寸)的線狀光源是一件容易的事。1200dpi每點約為16μm×16μm；2400dpi每點大小約為8μm×8μm左右。
本發明的目的在於提供一種高速度、高解析光學式印表機光源，其具有速度高和解析度高的優點。
本發明的技術方案為，一種高速度、高解析光學式印表機光源，其是將有機發光二極體在同一基板製作複數個小發光點並配置排列成一高密度線狀發光源，該線狀發光源是對印表機感光鼓做曝光作用。
其中在有機發光二極體的表面上加設置一微透鏡或微菱鏡裝置以使具聚焦功用。
其中有機發光二極體發光光譜在400-700nm的可見光範圍可選用任一光譜波段如藍光、綠光、黃光、橙光、紅光。
其中有機發光二極體，通以電流強弱控制有機發光二極體的發光亮度藉以控制對感光鼓的陽光量大小，得以產生單點的灰階變化功能。
其中在感光鼓曝光的位置上加裝一直線綠色光源，該直線光源是背對感光鼓，使光投射至欲掃描紙張上，並利用透鏡將反射光導引至感光鼓上作曝光並經顯顯、轉印、定像等步驟得以形成具有影印功能的光學式印表機。
茲為了彰顯使本發明的創作功能與技巧，特舉實施例配合圖示說明如下，敬請參閱；圖1為傳統發光二極體光電式印表機的複數個發光點組成的線狀先源。
圖2為本發明高速度、高解析光學式印表機由複數個有機發光二極體所組成的線光線。
圖3為光電式印表機幹寫步驟流程圖。
圖4為本發明高速度、高解析光學式印表機在有機發光二極體上加上一微透鏡的結構圖。
敬請參閱圖2所示是本發明高速度、高解析光學式印表機的有機發光二極體線光源4，它是由複數個有機發光二極體發光點5排列成一直線狀光源，由於用有機發光二極體製成的線光源其解析度可以做得很高，且發光效率及亮度都高，利用驅動電路可控制各發光點5的亮與不亮，以便對感光鼓6的感光與否，因OLED所發出的光散角較大達160°，因此必須在其表面加上一微透鏡或微菱鏡或柱狀透鏡以便發光光源得以聚焦成為較小光點，如圖4所示為本發明高速度解析光學式印表機在有機發光二極體線光源4加上微透鏡7後並裝置在光學印表機模組內，並使OLED線狀光源4與感光鼓6相對位配置。並利用OLED小發光點5的亮與不亮經微透鏡7聚焦後對感光鼓6做直接投射(或曝光)使感光鼓上的感光體在被光照射的部分形成導體，後並經顯影、轉印、定像、圖像輸出等步驟，即完成本發明高速度高解析光電式印表機。
另有關黑白灰階的表示，在雷射印表機中是以點的多寡來表示點多一點密一點則偏黑，反之點少一點則偏灰，在本發明中可通以電流強弱控制有機發光二極體的發光亮度藉以控制對感光鼓的曝光量大小，得以產生單點的灰階變化功能，這是雷射印表機所無法達到的。
由於本發明創作點是以有機發光二極體(OLED)線光源，來取代傳統發光二極體(LED)光源，實際上沒有OLED當線光源，則光學式印表機解析度就是沒辦法做高，更沒法在市場上被接受，唯有用本發明創作的方法才能做到高速度，高解析的光學式印表機，才能商品化並能與雷射印表機一較高下，由於本發明不須要光學掃描機構(如多面旋轉鏡、馬達等)其具有低成本、組裝容易、高速、高解析等優勢，有可能為資訊業帶來新一波的高潮。
在黑白影印或傳真機中所用的光源都為綠色光，因綠色光在掃描彩色文件時其含有紅光或藍光部分較易讀取，同理本發明只要將綠光OLED稍加修改調整其光的方向使光對著讀取圖文的紙張，並導引反射回來的光至感光鼓，即可形成具有讀取文件的影印機功能，因此本發明原為高速度、高解析光學式機、現只要將OLED光源轉180°(或加裝一組線光源)則立即形成影印機具有雙重功效，為現今資訊輸出設備所沒有的功能。在本案中則以加裝OLED綠光線光源較佳，因做掃描讀取的線光源，不須製作成許多小點，直接一直線光源即可，將線光源背對著感光鼓並投射至欲掃描的文件紙張上，並利用透鏡將其反射光導引投射至感光鼓上再經顯影、轉印、定像、圖像輸出等步驟即形成具影印功能的印表機。
在本發明中每一發光點的大小可在寬的部份(以線狀排列為基準)設寬一點，如1200dpi每點大小可設計為16μm(長)×20μm(寬)後再利用菱鏡片做單方向聚焦可得較高亮度的16μm×16μm的發光點。
OLED光電式印表機整個幹寫到列印過程如圖3所示(Xero-graphic)是包含七個步驟茲分別說明如下；(一)帶電(Charge)此步驟是利用電暈放電(Corona Discharge)裝置，將空氣離子化，均勻地布於感光體表面上，以提供一均勻的靜電電場。
(二)曝光(Exposure)利用OLED光源經一種鏡或透鏡，將光投射於感光體上。這時感光體上被照射光的部分形成導體，於是表面的靜電便被中和，而不照光的部分，依然保留了靜電，結果使得感光體表面，保留了欲複印的靜電潛像(Latent Electrostatic Image)。
(三)顯影(Development)在複印機中，將帶有與感光體表面相反電價的碳粉(Toner)靠近感光體，借著靜電吸附，將碳粉吸附在感光體上保有靜電的部分，而在充電式印表機中，由於是要寫印曝光的部分，所以通常以反轉顯影(ReversalDevelopment)方式，將與感光體上相同電位的碳粉吸附在感光體曝光的部分。
(四)轉印(Tansfer)這時將複印紙傳送到感光體表面，且在複印紙背面外加一更強的靜電，將感光體上的碳粉吸附到複印紙表面。
(五)定像(Fix)吸附碳粉的複印紙通過一熱壓滾輪，這時碳粉便被熱熔固定在紙上，即可得到所要的複印紙張。
(六)清除(Clean)由於感光體上或多或少會有殘留的碳粉，為了避免汙染下一次複印，所以要利用清除刷或清除刮刀，通常再配合電暈放電來將感光體上殘留的碳粉清除。
(七)除電(Erase)此步驟是利用一強光源，將登個感光體上的靜電完全中和，以便進行另一循環的複印步驟。
本發明高速度、高解析光電式印表機光源，在整個列印步驟中其創作重點是於影像曝光部份做改進，即將曝光光源改為綠色光OLED同時感光鼓也改為綠色光專用鼓，利用OLED的高解析線狀光源，依據顯像信號源提供給OLED令該發亮的發光點發亮，此時OLED產生光直接投射至感光鼓表面感光體上，這時感光體被光照射到的部份會形成導體。
有機發光二極體(OLED)有分小分子與高分子兩種形態，這兩種形態只要壽命過長且亮度過強均可被使用。在本案中最理想的實施例用小分子(OLED)綠色光來當實施例，因目前OLED中以綠色光亮度最高，壽命最長，也是目前有商品化的材料顏色(去年才有商品化產品)。但用綠色光源那印表機的感光鼓必須調整其成份使它能配合綠色光源使用，光學式印表機感光鼓有兩種一為傳統雷射印表機用其感光鼓接收波長為780nm，另一種為桌上型影印機專用為綠色光感光鼓接收波長為540nm，本發明用綠色光OLED當先源則感光鼓採用綠色光感光鼓即可。紅色光OLED由於壽命太短，效率不佳，目前還無法被商品化，故現階段暫時不能使用於本案創作。
綜上所述，本案發明具有實際產業刮用價值與技術創新，更符今專利申請要件，今特將本案提出申請，敬請指教。
權利要求
1．一種高速度、高解析光學式印表機光源，其特徵在於，其是將有機發光二極體在同一基板製作複數個小發光點並配置排列成一高密度線狀發光源，該線狀發光源是對印表機感光鼓做曝光作用。
2．根據權利要求1所述的高度度、高解析光學式印表機光源，其特徵在於，其中在有機發光二極體的表面上加設置一微透鏡或微菱鏡裝置以使具聚焦功用。
3．根據權利要求1所述的高度度、高解析光學式印表機光源，其特徵在於，其中有機發光二極體發光光譜在400-700nm的可見光範圍可選用任一光譜波段如藍光、綠光、黃光、橙光、紅光。
4．根據權利要求1所述的高度度、高解析光學式印表機光源，其特徵在於，其中有機發光二極體，通以電流強弱控制有機發光二極體的發光亮度藉以控制對感光鼓的陽光量大小，得以產生單點的灰階變化功能。
5．根據權利要求1所述的高速度、高解析光學式印表機光源，其特徵在於，其中在感光鼓曝光的位置上加裝一直線綠色光源，該直線光源是背對感光鼓，使光投射至欲掃描紙張上，並利用透鏡將反射光導引至感光鼓上作曝光並經顯顯、轉印、定像等步驟得以形成具有影印功能的光學式印表機。
全文摘要
一種高速度、高解析光學式印表機光源,是以綠色光有機發光二極體將其製作成複數個小發光點並排列形成一線狀光源,利用線狀光源的各小發光點的亮與不亮,以便使其對光學印表機的感光鼓產生曝光與否,因而得以做後續的顯影、轉印、定像至圖像輸出等步驟;由於採發光點並列式,不須經光學掃描機構,因此可得高速功能,同時採用有機發光二極體又可得高解析度,因此而形成本發明的高速度、高解析光學式印表機光源。
文檔編號G03G15/04GK1325040SQ00107598
公開日2001年12月5日 申請日期2000年5月18日 優先權日2000年5月18日
發明者陳興 申請人:陳興