JPH02225062A - 液晶シャッターヘッドの駆動方法 - 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、液晶シャッターヘッドの駆動方法に関し、電
子写真方式液晶プリンター、特に液晶シャッターヘッド
の光源に関する。

〔従来の技術〕

コンピューターのコストパフォーマンスの向上にともな
って、情報処理機器が普及し、その機能向上が強く要求
されている。処理された情報を、印刷の形で人間に伝え
るプリンターは、より複雑な情報をより的確に表現する
ため、印字分解能の向上、印字の高速化、印字品質の向
上が要求されている。

前記要求に対応する方式として、液晶シャッターを用い
て光書き込みを行う、電子写真方式液晶プリンターがあ
る。

電子写真方式液晶プリンターの液晶シャッターヘッドは
、第５図の６０に示すように、光源の螢光灯２４、光源
からの光を制御する、走査電極とデータ電極および画電
極で駆動される強誘電性液晶で構成される液晶画素を有
する液晶シャッター２５、液晶シャッターの温度を一定
に保つヒータ−２６、液晶画素を駆動する駆動ＩＣ２７
、および液晶画素の像を°感光ドラム２９０表面に結像
する結像光学系２８で構成されている。

印字密度が３００ドツト／インチでＡ４サイズの印字を
する場合は、液晶画素は２５６０ドツト必要である。液
晶画素をスタチクク駆動すると、２５６０個の駆動出力
端子が必要であり、多数の駆動ＩＣが必要であるため時
分割駆動をすることで駆動ＩＣの使用数を低減する。

第４図に時分割駆動の電圧波形を示す。液晶画素は（走
査電極電位）−（データ電極電位）が正のしきい値を越
える場合透過率が高く、負のしきい値を越える場合透過
率が低くなるよう液晶セル厚、偏光板の配置を設定した
。

液晶画素へのデータ書き込みは１１〜１５０５個の期間
で行う。走査電極に選択波形１６を順次印加して選択状
態にする。選択波形は、オフ書き込み期間（Ｔ１＋Ｔ２
）とオン書き込み期間（Ｔ３＋Ｔ４）および零ボルトの
休止期間（Ｔ５）で構成される。オフ書き込み期間は期
間Ｔｌの正電位パルスと期間Ｔ２の負電位パルス、オン
書き込み期間は期間Ｔ３の負電位パルスと期間Ｔ４の正
電位パルスでそれぞれ構成される。オン書き込み期間の
電圧波形とオフ書き込み期間の電圧波形は正電位パルス
と負電位パルスの順番が逆である。

選択された走査電極に接続された液晶画素を、光を通す
オン状態にするには、データ電極には選択波形１３に同
期してオン波形１５を印加する。

オン波形１５は選択波形１６と同位相で振幅が１／４で
ある。すると液晶画素には走査電極駆動波形（選択波形
）とデータ電極駆動波形（オン波形）の差として波形１
７が印加される。Ｔ１、Ｔ２の期間は液晶画素の印加電
圧がしきい値以下なので、液晶画素が選択される前の光
学状態を保持し、Ｔ３の期間で印加電圧が負のしきい値
を越えるので液晶画素は光を透過しないオフ状態、Ｔ４
の期間で印加電圧が正のしきい値を越えるので、光を透
過するオン状態になる。Ｔ５の期間は印加電圧が零ボル
トなのでオン状態を保持する。この時の液晶画素の光の
透過状態を１８で示す。１８は選択される前の液晶画素
の光学状態が光を透過しないオフ状・態の場合を示した
。上述した選択状態が終了した後、再びこの液晶画素が
接続されている走査電極が選択されるまで、液晶画素は
オン状態を保持する。

一方、選択された走査電極に接続された液晶画素を、光
を通さないオフ状態にするには、データ電極には選択波
形１６に同期してオフ波形１６を印加する。オフ波形１
６は選択波形１６と逆位相で振幅が１７４である。する
と液晶画素には波形１９が印加される。ＴＩの期間でオ
ン状態になり、Ｔ２の期間でオフ状態になる。Ｔ３．Ｔ
４、Ｔ５０期間は、液晶画素の印加電圧がしきい値より
低いのでオフ状態を保持する。この時の液晶画素の光の
透過状態を２０で示す。上述した選択状態が終了した後
、再びこの液晶画素が接続されている走査電極が選択さ
れるまで、液晶画素はオフ状態を保持する。

選択されていない走査電極には非選択波形１４を印加す
る。非選択波形は零ボルトである。非選択状態の走査電
極に接続された液晶画素のデータ電極には、他の選択さ
れた走査電極に接続された液晶画素への書き込みデータ
に依存したオン波形１５またはオフ波形１６が印加され
るので、液晶画素には走査電極駆動波形（選択波形）と
データ電極駆動波形（オン波形またはオフ波形）の差と
して、クロストーク波形２１または２２が印加される。

いずれの波形もしきい値電圧を越えないので液晶画素の
光学状態を変化させない。

第３図に４分割駆動の場合の走査電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３
、Ｓ４、データ電極ＤＩ、Ｄ２、・・・・・・および両
者の交点に設けた液晶画素Ｇｌｌ、Ｇ２１．Ｇ３１、・
・・・・・の相対位置を示す。

第１図に、走査電極Ｓｉに印加される波形をＳｉで示す
。選択波形が順次走査電極に印加されている。液晶画素
Ｇｌｌ、Ｇ２１をオフ状態にする場合に、信号電極Ｄ１
に印加する波形をＤｌで、液晶画素Ｇｉｌの透過率波形
をＧｉｌでそれぞれ示す。走査電極Ｓｌに印加される波
形Ｓ１は、周期的に選択波形（第４図の１６）が印加さ
れ、他の期間は非選択波形（第４図の１４）が印加され
る。

〔発明が解決しよ５とする課題〕 オフ状態の画素Ｇｌｌの透過率波形Ｇｌｌは、Ｓｌが選
択状態の時、期間ＴＩで光透過状態２６になる。Ｇ１は
オフ状態のデータ書き込みが行われたのであるから、光
は透過すべきでないが、第４図の２０で示したように、
駆動波形に起因して光透過状態になり、光もれが生じる
。

感光ドラム表面は、この光もれにより感光されて表面電
位が低下する。電子写真方式ページプリンターで広（採
用されている。正規現像方式では表面電位が低下した部
分にトナーが付着する。したがって光もれで感光された
部分に対応する印字用紙の部分が黒く汚れ、印字品質が
低下する欠点がある。

本発明は、前記従来の問題点を除いた、印字品質が良好
な、強誘電性液晶を用いた液晶シャッターヘッドを提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこの目的を達成するために、光源と、走査電極
とデータ電極の交点に設けられた、該光源からの光の透
過率を制御する複数の強誘電性液晶を用いた液晶画素を
有する液晶シャッターと、液晶シャッターを加熱するヒ
ーター、液晶画素を駆動する駆動ＩＣおよび画素の像を
感光ドラムの表面に結像する光学系で構成され、液晶画
素の透過率を高くするノ、（ルス、低くするパルスの順
番で印加するオフ書き込み信号と、液晶画素の透過率を
低くするパルス、高くするパルスの順番で印加するオン
書き込み信号により前記液晶シャッターの画素をオン、
オフする液晶シャッターヘッドを駆動する時、前記オフ
書き込み信号のうち液晶画素の透過率を高くするパルス
を印加している期間は、前記光源を発光させないことを
特徴としている。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて詳述する。

第２図に本実施例の構成を示す。１がＥＬ発光素子であ
る。ＥＬ発光素子は、膜厚Ｏ０１μｍのアルミニウム電
極２．６０間に膜厚０．２μｍの酸化イツトリウム絶縁
膜６．５および膜厚１μｍのマンガンを２．５モル％ド
ープした硫化亜鉛のＥＬ発光層４を、１ｍｍ厚のガラス
基板表面に設けた構成である。発光波長は５８５　ｎｍ
である。ＥＬ発光素子はＡ４用紙の印字用として、長さ
２３０ｍｍ、高さ２０ｍｍである。

ＥＬ発光層の屈折率が絶縁膜の屈折率より大きいので、
ＥＬ発光層で発光した光で、ＥＬ発光層から絶縁膜との
境界面に全反射の臨界角より大きな角度で入射した光は
境界面で全反射し、絶縁膜に入れず、ＥＬ発光層の中に
とじこめられる。絶縁膜で両面をはさまれたＥＬ発光層
が光導波路の機能をし、従来の面からの出射光より１０
０倍強い光が、エツジから出射する。本実施例では、こ
のエツジからの出射光を光源として用いる。

出射光は、第３図の配置である走査電極Ｓｉとデータ電
極Ｄｊの交点に設けられた、強誘電性液晶を用いた液晶
画素Ｇｉｊで構成される液晶シャッターセルフで光強度
を制御される。

本実施例では３００ドツト／インチの印字分解能として
、第３図にて液晶画素は、感光ドラムの移動方向にＰ＝
８４．７（１＋１／４）μｍごとに、感光ドラムの移動
方向に直角方向には、８４．７μｍごとに配置した。液
晶シャツターセルハヒーター８をもちいて４５℃一定に
保った。走査電極とデータ電極には、駆動ＩＣ９にて第
１図の波形ＳｉｉおよびＤｉｉを印加する。液晶画素の
像は結像光学系１０（例えば、日本板硝子社製のセルフ
ォックレンズアレー：５ＬＡ−２０）で、感光体ドラム
１２０表面に結像される。シャッターヘッド制御部１１
でＥＬ発光素子１と駆動ＩＣ９を互いに同期をとって駆
動する。ＥＬ発光素子１は第１図の駆動波形Ｖで駆動す
る。ＥＬ発光素子１は印加波形の極性が変化する時に発
光する。本実施例では、第１図の光もれ２６が生じる期
間に、ＥＬ発光素子が発光しないよう、ＥＬ発光素子の
駆動波形を構成する。

すなわち、選択波形を構成する、オフ書き込み期間中で
液晶画素の透過率を高くするパルスを印加する期間（期
間ＴＩ）に、ＥＬ発光素子の駆動波形に電圧変化を設け
ない。すると、ＥＬ発光素子は第１図の光強度波形りで
示すように、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５で発光するが
、期間Ｔ１では発光しない。

光源として螢光灯を用いて、螢光灯の発光を上記タイミ
ングで制御することは困難である。螢光灯は、一般にブ
ロッキング発振波形で駆動する。

ブロッキング発振は連続、周期波形であるので、上記の
ように短い期間発光を停止する制御は、非常に困難であ
る。本実施例のように短い期間発光を停止するには、Ｅ
Ｌ発光素子やＬＥＤのよ５に、周期性の不要な波形で駆
動できる発光素子が適している。

感光ドラムへの書き込み光は、液晶画素の透過率とＥＬ
発光素子の光強度の積である。従来の光源は発光の休止
期間がないので、感光ドラムへの書き込み光の光強度は
波形Ｇｌｌと相似であり、光もれ強度が大きい。本実施
例では光源の発光が休止する期間があるので、液晶画素
Ｇｌｌの感光ドラム表面に結像された像の光強度波形は
、第１図のＫｒｌに示すよ５に、光もれ強度が小さい。

したがって、感光ドラムの表面電位の低下が少な（、ト
ナーの付着もわずかであるので印字用紙の地汚れが目だ
だない、高品質の印字を得る。

第１図で、ＥＬ発光素子の駆動波形は、各期間で１回の
み電圧変化をするが、期間ＴＩ以外の期間では、複数回
変化しても良い。

また、エツジ発光型ＥＬ発光素子は、従来の螢光灯ｌま
と発熱量が太き（ないので、発熱対策が容易である。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、強誘電
性液晶を時分割した時に生じる、液晶画素からの不要な
光もれに起因する、感光ドラムの表面電位の低下による
、印字品質の低下を、光源の発光時期を適切に制御する
ことで防ぎ、光源の発熱量が小さい、小型で高性能な液
晶シャッターヘッドを得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による、走査電極およびデータ電極に印
加する波形、液晶画素の透過率波形、ＥＬ発光素子駆動
波形、ＥＬ発光素子の発光波形を示す波形図、第２図は
本発明の液晶シャッターヘッドの構成を示す説明図、第
３図は液晶シャッターセルの電極パターン図、第４図は
走査電極駆動波形およびデータ電極駆動波形を示す波形
図、第５図は従来の液晶シャッターヘッドの構成を示す
説明図である。 １・・・・・・ＥＬ発光素子、 ７．２５・・・・・・液晶シャッター ８．２６・・・・・・ヒーター ９．２７・・・・・・駆動ｉＣ。 １０．２８・・・・・・結像光学系、 １２．２９・・・・・・感光ドラム、 １３・・・・・・選択波形、 Ｄｉ・・・・・・データ電極、 Ｇｉ・・・・・・液晶画素、 Ｓｉ・・・・・・走査電極、 ＴＩ、Ｔ２・・・・・・オフ書き込み期間、Ｔ３、Ｔ４
・・・・・・オン書き込み期間、Ｔ５・・・・・・休止
期間。 Ｔ、　　ＴＳ Ｄ！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走査電極とデータ電極の交点に設けられ、強誘電性液晶
   を用いる複数の液晶画素から成る液晶シャッターにより
   光源からの光を制御して感光ドラムの表面に結像する液
   晶シャッターヘッドであり、かつ前記液晶画素の透過率
   を高くするパルス、低くするパルスの順番で印加するオ
   フ書き込み信号と、液晶画素の透過率を低くするパルス
   、高くするパルスの順番で印加するオン書き込み信号を
   前記両電極間に印加して前記液晶画素をオン、オフする
   液晶シャッターヘッドの駆動方法において、前記オフ書
   き込み信号の期間のうち液晶画素の透過率を高くするパ
   ルスを印加している期間は、前記光源を発光させないこ
   とを特徴とする液晶シャッターヘッドの駆動方法。