JPH01293365A - 光プリントヘッド - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、電子写真プロセスを利用した光プリンター
等において、感光体等への書き込み手段として使用する
光プリントヘッドに関するものである。

［従来の技術およびその問題点］ 近年、電子写真プロセスを利用した光プリンター等が開
発され、感光体等への書き込み手段として、レーザーや
発光ダイオード（ＬＥＤ）やＥＬ素子等を使用した光プ
リントヘッドの他に、液晶シャッタアレイ、磁気光学効
果素子を用いた光シャッタアレイ、ＰＬＺＴ等の電気光
学効果を有する透光性電気光学材料で構成された光シャ
ッタアレイを利用したものが検討されるようになった。

ここで、光プリントヘッドに利用する光シャッタアレイ
としては、従来、ＰＬＺＴ等の電気光学効果を有する透
光性電気光学材料で構成された板状体の表面に電極パタ
ーンを形成した、いわゆる平面電極型のものが知られて
いた。

しかし、このような平面電極型の光シャッタアレイにお
いて、各光シャッタを十分に駆動させるためには、各光
シャッタに高電圧を印加しなければならず、その駆動に
使用するドライバーＩＣの耐電圧性の点から、ラインド
ライブ機構そのものの構成が困難になり、さらに光シャ
ッタの数を多くして画素密度を高めることも困難になる
等の問題があった。

このため、最近では、特開昭６０−１５９７２２号公報
等に示されるように、ダイシングソー等による精密切削
加工によって各光シャッタを立体的に形成し、光路を挟
むその対向面に電極を設けた、いわゆる平行電界型の光
シャッタアレイが提案されるようになった。

しかし、上記のようにダイシングソー等を用いて精密切
削加工し、各光シャッタを立体的に形成するには時間及
び工数がかかり、また各光シャッタに印加する電圧を低
くするため、その切削加工を深く行った場合には、光シ
ャッタに損傷が生じ易く、歩留まりが悪くなると共に、
各光シャッタの加工エツジ部に切削加工による加工歪み
が残留し、このため、電界を印加しない状態においても
、光シャッタから漏れ光が生じてＳ／Ｎ比が低下し、画
像のコントラストが悪くなる等の問題もあった。

また、このような従来の光シャッタアレイにおいては、
その光の入射側と出射側にそれぞれ偏光板で構成された
偏光子と検光子とを設け、偏光子を通して光シャッタア
レイに光を導き、適当な光シャッタに駆動電圧を印加し
、その光シャッタに導かれた光を偏光回転させるように
していた。そして、このような偏光回転を行うか否かに
より、光シャッタに導かれた光が検光子を通過し、ある
いは検光子で遮断され、光シャッタのＯＮ、ＯＦＦが行
われるようになっていた。

このため、従来の光シャッタアレイの場合、各光シャッ
タのＯＮ、ＯＦＦを行うために、光の入射側と出射側と
に必ず偏光子と検光子を設けなければならず、コストが
高く付くと共に、偏光子を通して光シャッタアレイに光
を導くため、光シャッタアレイに導かれる光量が少なく
なる等の問題もあった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、光プリントヘッドに光シャッタアレイを用
いる場合における上記のような問題を解決することを課
題とするものである。

すなわち、この発明においては、光シャッタアレイを光
プリントヘッドに用いるにあたり、各光シャッタの駆動
電圧を低くするために、切削加工を行ったりする必要が
なく、また光シャッタのＯＮ、ＯＦＦを行うために、光
の入射側と出射側にそれぞれ偏光子と検光子を設けたり
する必要もない光プリントヘッドを提供するものである
。

［課題を解決するための手段〕 この発明に係る光プリントヘッドにおいては、電気光学
効果を有する透光性電気光学材料で構成された光シャッ
タアレイを用い、これに不均一電界を作用させてその屈
折率を不均一に変化させ、入射された光の光路を偏向さ
せてシャッタリングを行うようにしたのである。

ここで、電気光学効果を有する透光性電気光学材料で構
成された各光シャッタに不均一電界を作用させるにあた
っては、例えば、電圧を印加する各光シャッタの電極に
、光シャッタを通過する光に対して、非平行に電気抵抗
が変化した不均一な電気抵抗をもつ電極を使用したり、
また通常の均一な電気抵抗をもつ電極を用いる場合には
、光路を挟むようにして各光シャッタの対向面に設ける
電極間の距離が順次変化するように、各光シャッタを、
例えば三角形状や台形状等に形成する。

［作用］ 上記のような光シャッタアレイを用いた光プリントヘッ
ドにおいて、光シャッタに不均一電界を作用させると、
電気光学効果を有する透光性電気光学材料で構成された
光シャッタの内部に屈折率分布が生じ、入射された光の
光路が、この屈折率分布の作用によって偏向されるよう
になる。

そして、光シャッタアレイの各光シャッタにおいて、こ
のように不均一電界を作用させて光路を偏向させた場合
と、不均一電界を作用させずに光路をそのままの状態に
した場合とで、各光シャッタのＯＮ、ＯＦＦを行い、光
プリントヘッドによる感光体等への書き込みを行うよう
になっている。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に
説明する。

えｍ この実施例に係る光プリントヘッド（ＡＩ）においては
、第１図に示すように、光源（１０）及び光源（１０）
の光を反射する反射部材（１１）から、光を光フアイバ
ーアレイ（２０）に導き、この光フアイバーアレイ（２
０）からコリメートレンズ（３０）を通して平行光線を
光シャッタアレイ（４０）に照射するようになっている
。

ここで、この実施例においては、光シャッタアレイ（４
０）として、各光シャッタ（４１）がＰＬＺＴ等の電気
光学効果を有する透光性電気光学材料で平面三角形状（
プリズム状）に形成され、その二つの斜面部に、その頂
点部近傍を除いて均一な電気抵抗を持つ電極（４２）が
設けられたものを用いるようにしている。

そして、各光シャッタ（４１）の上記頂点部が、コリメ
ートレンズ（３０）の反対側に位置するように光シャッ
タアレイ（４０）を配し、コリメートレンズ（３０）を
通して各光シャッタ（４１）に導かれた光を、各光シャ
ッタ（４１）に設けた一方の電極面（４２ａ）で反射さ
せ、この反射された光をさらに他方の電極面（４２ｂ）
で反射させて反射鏡（５０）に導くようにしている。

ここで、上記のような光シャッタアレイ（４０）におい
て、光シャッタ（４１）の電極（４２）間に電源（４３
）から電圧を印加すると、上記頂点部近傍においては、
電極（４２）間の距離が短く、強い電界が作用し、この
頂点部より離れるに連れて電極（４２）間の距離が長く
なり、電界強度が次第に弱まり、光シャッタ（４１）内
に不均一電界による屈折率分布を生じる。

このため、光シャッタ（４１）の電極（４２）間に電圧
が印加された場合には、第１図において破線で示した電
圧を印加しない場合の光路に比べ、光シャッタ（４１）
の一方の電極面（４２ａ　）で反射された光が、同図に
２点鎖線で示すように、頂点部より離れる方向に偏向し
、頂点部より離れた位置で他方の電極面（４２ｂ）に反
射され、反射鏡（５０）の異なる位置に導かれるように
なる。

そして、この実施例のものにおいては、上記のようにし
て光シャッタ（４１）において光路を偏向させた場合と
、光路を偏向させなかった場合とで、光シャッタ（４１
）のＯＮ、ＯＦＦを行うため、光シャッタアレイ（４０
）から導かれた光を反射する反射鏡（５０）と感光体（
６０）との間に、光を通過させるスリット（７１）を有
する光吸収板（７０）を設けている。

そして、上記のように光シャッタ（４１）の電極（４２
）間に電圧を印加して光路を偏向させた場合には、この
偏向された光が反射鏡（５０）で反射されて光吸収板（
７０）のスリット（７１）を通過し、感光体（６０）に
照射されるようになる。一方、電極（４２）間に電圧を
印加せず、光路が偏向させなかった場合には、反射鏡（
５０）で反射された光がスリット（７１）を通過せず、
光吸収板（７０）に吸収されるようになる。

このように、この実施例に係る光プリントヘッド（Ａ１
）においては、光シャッタアレイ（４０）の適当な光シ
ャッタ（４１）の電極（４２）間に電圧を印加し、不均
一電界を作用させてその光シャッタ（４１）に入射され
た光の光路を偏向させ、この偏向された光を反射鏡（５
０）で反射させて光吸収板（７０）のスリット（７１）
を通過させるようになっている。そして、このスリット
（７１）を通過した光によって、帯電器（６１）で帯電
された感光体（６０）表面に静電潜像を形成するように
している。

なお、この実施例では、光シャッタ（４１）の電極（４
２）間に電圧を印加して光路を偏向させた場合に、光が
光吸収板（７０）のスリット（７１）を通過するように
しているが、反射鏡（５０）の角度や光吸収板（７０）
の位置を変更させ、光路が偏向されなかった光が光吸収
板（７０）のスリット（７１）を通過し、偏向された光
が光吸収板（７０）に吸収されるようにすることも可能
である。

また、この実施例のものにおいては、各光シャッタ（４
１）に入射された光を、光シャッタ（４１）内で反射さ
せて出射するようにしているが、光シャッタ（４１）に
入射された光を透過させる方式％式％ 例えば、第２図に示すように、各光シャッタ（４１）を
平面台形状に形成し、側斜面部に均一な電気抵抗を持つ
電極（４２）を設け、その幅広の底面部から、これに垂
直な中心平行軸Ｘに対して適当な傾斜角度θをもって光
を入射させ、幅狭の上面部から出射させるようにするこ
とも可能である。

なお、この光シャッタ（４１）において、その電極（４
２）間に電圧を印加すると、電極（４２）間の距離が短
い上面部近傍では作用する電界が強く、この上面部より
離れるに連れて電極（４２）間の距離が長くなり、作用
する電界強度が次第に弱くなって、光シャッタ（４１）
内に不均一電界による屈折率分布を生じ、入射させた光
の光路が偏向されるようになる。

火１」［Ｌ この実施例における光プリントヘッド（Ａ２）において
も、第３図に示すように、光源（１０）及び光源（１０
）の光を反射する反射部材（１１）から、光を光フアイ
バーアレイ（２０）に導き、この光フアイバーアレイ（
２０）から光シャッタアレイ（４０）に光を照射するよ
うになっている。

ここで、光シャッタアレイ（４０）としては、ＰＬＺＴ
等の電気光学効果を有する透光性電気光学材料で構成さ
れた長尺板状体の上下面に、光フアイバーアレイ（２０
）から導かれた光を挟むようにして、それぞれ複数個の
電極（４２）を所要間隔を介して設けると共に、このよ
うに電極（４２）が設けられた各光シャッタ（４１）の
出射面（４１ａ）の一部に、光を吸収する光吸収層（４
４）を形成したものを用いている。

そして、上記のような各光シャッタ（４１）に不均一電
界を作用させるため、この実施例では、各光シャッタ（
４１）における少なくとも片面の電極（４２）に、光軸
に対して非平行に電気抵抗が変化した不均一な電気抵抗
を持つものを使用している。

ここで、第４図に示す光シャッタ（４１）を例にして説
明すると、この光シャッタ（４１）においては、その電
極（４２）として、奥行側に向かうに連れてその電気抵
抗が順々に大きくなったものを用いている。

そして、この光シャッタ（４１）に電圧を印加した場合
、電気抵抗が低い手前側においては、電圧が低く、作用
する電界が弱いが、電気抵抗が大きくなる奥行側に向か
うに連れて電圧が高くなり、作用する電界強度が強くな
って、光シャッタ（４１）内に不均一電界による屈折率
分布が生じる。

このため、このように電圧が印加された光シャッタ（４
１）に導かれた光の光路は、第４図に一点鎖線で示すよ
うに、電界強度の弱い手前側に偏向し、この光シャツタ
フ４１）の出射面（４１ａ）に設けられた光吸収層（４
４）に吸収されて、光シャッタ（４１）を通過しなくな
る。一方、電圧が印加されない状態においては、この光
シャッタ（４１）に導かれた光が偏向されず、そのまま
この光シャッタ（４１）内を通過してその出射面（４１
ａ）から出射されるようになる。

このように、この実施例の光プリントヘッド（Ａ２）に
おいては、光シャッタ（４１）に電圧を印加して光の光
路を偏向させ、その光を光シャッタ（４１）の出射面（
４１ａ）に設けられた光吸収層（４４）で吸収させる場
合と、光シャッタ（４１）に電圧を印加せずにそのまま
光を透過させる場合とで、光シャッタ（４１）のＯＮ、
ＯＦＦを行うようになっている。

そして、光シャッタ（４１）に電圧が印加されずそのま
ま光シャッタ（４１）を透過した光は、セルフォックレ
ンズアレイ（８０）を通して感光体（６０）に照射され
、感光体（６０）表面に静電潜像が形成されるようにな
っている。

なお、この実施例のものにおいては、各光シャッタ（４
１）に不均一電界を作用させるため、各光シャッタ（４
１）の電極（４２）に、電気抵抗が変化した不均一電気
抵抗を持つものを使用したが、例えば、第５図や第６図
に示す光シャッタアレイ（４０）のように、前記実施例
１と場合と同様、均一な電気抵抗を持つ電極（４２）を
用い、この電極（４２）間の距離を順次変化させるよう
にすることも可能である。

ここで、第５図に示す光シャッタアレイ（４０）におい
ては、ＰＬＺＴ等の透光性電気光学材料で構成された長
尺状の板状体の上面を鋸歯状に形成し、その傾斜した上
面とこれに対応する下面とにそれぞれ電気抵抗が均一な
電極（４２）を設けると共に、各光シャッタ（４１）の
出射面（４１ａ）において、電極（４２）間の距離が長
くなった刃先側に光吸収層（４４）を形成している。

そして、このように形成された光シャッタアレイ（４０
）において、光シャッタ（４１）の電極（４２）間に電
圧を印加した場合には、電極（４２）間の距離が短い所
から長い所に行くに連れて作用する電界が弱くなり、光
シャッタ（４１）内部に屈折率分布を生じ、この光シャ
ッタ（４１）に導かれた光が、同図に破線で示すように
、電極（４２）間の距離の長く作用する電界が弱い刃先
側に偏向し、その出射面（４１ａ）に設けられた光吸収
層（４４）に吸収されるようになる。

また、第５図に示す光シャッタアレイ（４０）において
は、ＰＬＺＴ等の透光性電気光学材料で形成された長尺
状の板状体の上面を山形状に形成し、その上面の傾斜部
分及びこれに対応する下面に、それぞれ電気抵抗が均一
な電極（４２）を設けると共に、各光シャッタ（４１）
の山側の出射面（４１ａ）に光吸収層（４４）を形成し
ている。

そして、このように形成された光シャッタアレイ（４０
）において、光シャッタ（４１）の電！（４２）間に電
圧を印加した場合には、電極（４２）間の距離が短い谷
側においては電界が強く、電極（４２）間の距離が長く
なる山側に近づくに連れて電界が弱くなり、この光シャ
ッタ（４１）に導かれた光は、同図に破線で示すように
、電界の弱い山側に偏向し、その出射面（４１ａ）に設
けられた光吸収層（４４）に吸収されるようになる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係る光プリントヘッド
においては、電気光学効果を有する透光性材料で構成さ
れ、不均一電界の作用により入射された光の光路を偏向
させてシャッタリングを行う光シャッタアレイを使用す
るようにしたため、従来の光を偏光回転させてシャッタ
　１リングを行う光シャッタアレイを用いた場合のよう
に、各光シャッタに印加する電圧を低くするため、ダイ
シングソー等を用いて各光シャッタを深くまで精密切削
加工する必要がないようになった。

この結果、従来のように、切削加工によって光シャッタ
に損傷を生じ、歩留りが悪くなったり、各光シャッタの
加工エツジ部に切削加工による加工歪みが残留し、電界
を印加しない状態においても漏れ光が生じて画像のコン
トラストが悪くなるということもなくなった。

さらに、この発明に係る光プリントヘッドにおいては、
光シャッタアレイにおける各光シャッタのＯＮ、ＯＦＦ
を行うために、偏光子や検光子を設ける必要がなく、コ
ストが安くなると共に、偏光子を通さずに光シャッタア
レイに光を導くため、各光シャッタに導かれる光量が多
くなり、よりコントラストのよい画像が得られるように
なった。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の実施例１に係る光プリントヘッドの
使用状態を示す概略図、第２図は光シャッタの変更例を
示す斜視図、第３図はこの発明の実施例２に係る光プリ
ントヘッドの概略斜視図、第４図は同実施例における光
シャッタの作用を示す斜視図、第５図及び第６図はそれ
ぞれ実施例２において使用する光シャッタアレイの変更
例を示す斜視図である。 （４０）・・・光シャッタアレイ、　（４１）・・・光
シャッタ。 （４２）・・・電極、（Ａ）・・・光プリントヘッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電気光学効果を有する透光性電気光学材料で構成さ
   れ、不均一電界の作用により入射された光の光路を偏向
   させてシャッタリングを行う光シャッタアレイを用いた
   ことを特徴とする光プリントヘッド。