JPH0229355A - 画像記録装置 - 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］ 本発明は静電記録装置等のように光源の光を光シャッタ
アレイに導き、この光シャッタアレイを画像信号に基づ
いて開閉して画像光に変え、この画像光を感光体ドラム
に投影して静電潜像を形成する画像記録装置に関する。

［従来の技術］ 近年、オフィスオートメーション関連装置の普及に伴い
、マイクロコンピュータやオフィスコンピュータの出力
装置であるプリンタに文字、図形成いは写真等を印字す
るために、高解像度、高速性が要求されるようになった
。このためのプリンタ装置として、光シャッタアレイに
液晶シャッタアレイを使用したものや、ＰＬＺＴ　（Ｐ
ｂ。

Ｌａ、Ｚｒ、Ｔｉ）素子を使用したものが開発されてい
る。

ところで、この種のプリンタ装置を用いて高解像度、高
速性をもたせて動作させるには、感光ドラム上に分布ム
ラがなく密で充分な等エネルギーの光信号を付与する必
要がある。この場合、従来では、ハロゲンランプ等の光
源の光を例えばＰＬＺＴ素子や液晶素子等の光シャッタ
アレイに導き、そして光源からの光は光シャッタアレイ
の開閉に応じて透過又は遮断され、この光はセルフォッ
クレンズ（日本板硝子株式会社の商品名）によって感光
される。

又近年、固体発光素子例えばＬＥＤ素子や、ＳＩＤ’８
６　　Ｄｔｇｅｓｔ（ｐａｇｅ２７０〜２７２）に発表
されているＴＦＥＬ素子を画像信号模様に応じて直接光
源を点滅させる方法も提案されている。

しかしながら、上記従来例で前者で、光シャッタアレイ
を使用した装置に於いては、光源の発熱のため放熱が必
要であったり光を収光するための装置、例えば反射笠や
、光源と光シヤツター間に光ファイバー等を入れる必要
があり、装置の複雑化等、装置が大型化され高価になる
。

又後者に於いて、固体発光素子を使用する場合ＬＥＤア
レイ素子では素子の発熱により動作不安定となり、記録
画像にはカブリや画像濃度導があり、連続点燈して、画
像形成することが難しく、又高速化するには充分な放熱
等が必要となり装置が大型化される。

一方ＴＦＥＬ素子を使用した装置も発表されているが、
素子の発熱が少なく、高速記録にも良いが、ＬＥＤ素子
や液晶素子に比較して、駆動電圧が高く駆動回路の高価
格等、実用的に乏しい。

［問題点を解決するための手段（及び作用）コ上記の目
的を達成するために、本考案にあフては、光源の光を光
シャッタアレイに導き、該光シャッタアレイを画像信号
に基づいて開閉して画像光に変え、該画像光を像担持体
上に投影して潜像を形成する画像記録装置において、前
記、光源としてエレクトロルミネッセンス（以下ＥＬと
呼ぶ）の発光をＥＬ素子端面に集中させる様、ＥＬ両面
には鏡を配設し、光シャッタアレイに光を照射されるよ
うに構成されている。

上記の構成を有する本考案においては、ＥＬ喘面の光を
光シャッタアレイに導き、この光シャッタアレイを画像
電気信号によフて開閉して画像光に変え、この画像光を
像担持体上に投影して潜像を形成し、光量のムラや光量
不足が発生しないようにした。

［実施例］ 第１図は、本考案に係る画像装置の一実施例を示す概略
図であり、同図に於いて、感光体ドラム１は矢印方向に
回転しながら、帯電装置乙によりドラム上面を均一帯電
される。

次に光源３より照射された光は、画像処理Ｌ４１路４よ
りの画像模様７Ｆ号に基づいて、光シャ・−・タアレイ
５を開閉し、この選択された光は、レンズ６を通して感
光体ドラム１に照射され、感光体１上には静電潜像が形
成される。

この感光体１上の静電潜像は、現像装置７、例えば公知
技術である。−成分絶様トナージャンビング現像、導電
性−成分トナープラン現像、マグネットブラシ現像、カ
スケード現像等によって、着色粉体顕像剤（以下トナー
と呼ぶ）をドラム上に付着させ、可視像化させる。

このドラム上に付着したトナーは、コロナ放電転写、加
圧転写ローラーへ電圧印加されたローラー転写等の転写
手段８によって記録紙９上に転写され、記録紙９上のト
ナーは加熱、加圧等の定着装置１０によって固着される
。

又感光体１上の残トナーは、ゴムブレードやファーブラ
シ等のクリーニング装置１１によって払い落され、再使
用される。

しかしながら前述した様に光源３としてハロゲンランプ
等の高輝度な光源３を使用した場合、発熱等が生じ、光
シヤツターアレイ５へ好ましくなしＸ７ 又、この発熱量を少なくするためには蛍光燈等の使用が
考えられるが、単位面積の光量が少なく、感光体ドラム
１上への照射光量が少なく、高速記録が出来ない。

本発明に於いては、光源３にエレクトロルミネッセンス
（以下ＥＬと呼ぶ）を使用し、かつ光量増大法として、
ＥＬの発光面からの出力光集中させることによって、光
スイツチングアレイを通過する光量を増大させる。

第２図はＥＬの単位面積当りの光量を増す方法としてＳ
ＩＤ’　８６　　Ｄｉｇｅｓｔ　（ページ２７０〜２７
２）に将介されている様に、ＥＬを示す材料、例えばＺ
ｎｓ、Ｚｎ５ｅ、ＣａＳｅ。

ＣａＳ、ＳｒＳ、ＢａＳ、ＭａＳの固体材料や、油等の
液体にＳｓや他の物質を混入した液状発光体等があり、
本発明に於いてはＺｎＳを使用した。

このＥＬ材料１２を誘電体１３でサンドイッチにはさみ
、かつＥＬ材１２と誘電体１３の光学屈折率が大きく違
う様誘電体１３としてＹ２Ｏ３を使用した。更に誘電体
層１３の外側には、ガラス面上をＡＲ処理した反射材１
４を配設する、更に反射材１４の外側には電極１５があ
り、この電極１５には交流電源１６から交流電圧が供給
され、ＥＬ全発光れ端面１２ａに光は集中される。

具体的な数値としてＥＬｌｆＡ１２には約１゜２μｍの
ＺｎＳを、誘電体層１３としては０．３μのＹ、０３を
両側に積層し、更にその両側にはＡＲ処理された厚さ０
．５μｍのガラスを反射材１４を配置し、更に外側には
銅、アルミ等の電極１５があり、この電極１５には、交
流電源１６からは、交流電圧７００Ｖｐ−ｐ（ピークツ
ウピーク）で交流周波数３．５ＫＨｚを与える。又ＥＬ
素子の長手方向すを５０ｍｍとすることによって、両側
には、光スイツチングアレイ５へ充分な光量が得られた
。又本装置の使用した光スイツチングアレイ５は第３図
ａに示す様にシャッタの開口部１７が設けられ、他の斜
線部分は漏れ光が生じない様にするために、通常マスク
が施される。

液晶は基板１８の内壁面に設けた信号電極１９（１９ａ
、１９ｂ、ｆ９ｃ＝）とこの信号電極１９と対向して配
置した共通電極２０の間に封入されている。共通電極２
０はガラス、プラスチックなどの透明板よりなる基板２
０の上に形成されており、又信号電極１９を設けている
基板１８も同様にガラス、プラスチック板などの透明板
を用いることができ、かかる基板Ｉ８．２０間はポリエ
ステルフィルム、ガラスファイバーを混入させたエポキ
シ接着剤や、フリットガラスなどのシール・スペーサー
で一定間陣に保たれている。信号電極１９と共通電極２
０は酸化インジウム、酸化錫やＩＴＯ（酸化錫を５ｗｔ
％含有させた酸化インジウム）などの透明導電膜により
形成でき、それぞれリード線２１．２２が出され、シャ
ッタアレイ駆動回路４に接続される。

第３図すは、平面図で示した液晶光シャッタアレイの断
面図で、このシャッタアレ、イの動作の一例を示してい
る。

このシャッタア【／イの開閉は、電圧印加する信号型９
ｉ　１９　（１，９ａ　、　　ｔ　９　ｂ　、　　１９
　ｅ　＝　）　？選ぶことにより、信号電極１９と対向
する共通電極２０との間に液晶２１の配向状態を制御し
て、照射光■に対して透過光Ｔを決めることが出来る。

第３図すにおいて偏光板２２と２３はクロスニコルの状
態で配置され、さらに２板の基板には偏光板２２と２３
の偏光方向に対し液晶２１の初期配向方向が４５度の方
向となる様にラビング処理などの方法により配向処理さ
れている。

この際、液晶２１として正の誘電異方性をもつ液晶（Ｐ
型液晶）が使用されている。

このような設定のもとに信号電極１９ａ、１９ｂ、１９
ｃ・・・に印加する電圧を選び、共通電極２０は通常接
、地されている。

図において信号電極１９ｂには比較的大きな電圧（１・
〜３ｖ程度）を印加したものであり、このと各−例とし
てＰ型液晶分子はセル面に苅し、はぼ垂直に配光する。

このとき、照射光Ｉは信号電極Ｘ９ｔ＋部では透過しな
い。

これに対１・て信号電極ｔ９ａ、１９ｃには閾値以下の
比較的小さな電圧を印加すると、この部分のＰ型液晶分
子は、配向状態を変え、照射光■は透過光Ｔとなって透
過する。この動作方法では照射光Ｉとしては単色光を用
いる方がコントラストがよく、ＥＬ素子の場合、単色光
に近いため好ましい。

以上の様な動作を繰り返すことにより、光シャッタアレ
イは感光体に画像信号を与えていく。本装置には光シャ
ッタアレイの開口部を１ｍｍ当り１６コとし感光ドラム
軸方向に２１０ｍｍ巾で作成した。

具体的実施例として第１図と同様な構成であるキャノン
販売より発売されているＬＢＰ−８にレーザースキャナ
ーの換り前述光源３としてＥＬ発光体、光スイツチング
アレイとして前述液晶シャッターアレイを搭載した所、
鮮明な画像を得ることが出来た。

［実施例２］ 第４図は前述ＥＬ素子の発光体端面部に於いて光シャッ
タアレイと対峙していない箇所に黒色塗料２４を塗布す
ることによフて不必要な光の散乱を防止し、画像形成へ
の・影響を防止する様にしたものである又塗料の変りに
反射ミラーを密着させることによって、高密度を光シャ
ッタアレイに照射することも可能である。

［実施例３］ 第５図は、前述光シャッタアレイとＥＬ素子を組合わせ
た図で、図中信号電極１９（１９ａ、１９ｂ、１９Ｃ−
）は、それぞれ群Ａ、Ｂ、Ｃ・・・に分割すると同時に
Ａ群の信号電極１９ａＡ、Ｂ群の信号電極１９ａＢ・・
・Ａ群の信号電極１９ｂＡ。

Ｂ群の信号電極１９ｂＢ・・・）を順次共通接続し、更
に共通電極２０も、前述Ａ、Ｂ、Ｃ・・・群に対応して
、分割し、それぞれの共通電極２０はその信号電極群１
９Ａ、１９Ｂ−・・に対応して２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ
・・・に分割される。

画像処理回路４より出力された信号は信号電極１９ａＡ
、１９ａＢ、１９ａＣ・・・　１９ｂＡ、１９ｂＢ、１
９ｂＣ・・・、に同時に印加されるがそれぞれ分割され
た共通電極２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・・・には、記録に
必要な領域のみを接地し、他の箇所は閾地にならない様
に電圧印加し、この共通電極２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ・
・・の電圧印加を順次繰返すことによって画像形成を行
なわせる。

又前述に於いては共通電極２０を分割したが、共通電極
２０の換りにＥＬ素子の電極１５を分割し、順次電圧印
加させても同様な作用が得られる。このことは画像処理
回路４内の駆動素子と分割した数だけ少なくすることが
可能となり装置の小型化コストの低減が可能となる。

［実施例４］ 第６図は第４図のＥＬ発光素子の光量分布を測定したも
ので横軸にはＥＬ発光源の巾方向の位置で端面の１部、
縦軸には光量であり端面近傍では中央の値に比較して光
量が増大している。

この状態で記録を行なうと記録画像に濃度差が生じ好ま
しくない、この補正を行なう為に両端部を光シャッタア
レイより長くすることが良い本装置はＥＬ素子発光面を
光シャッタアレイより両端に１ｍｍ又は１ｍｍ以上に長
くすることによって照射光量を均一にすることが可能と
なった。

［実施例５］ 前述に於いて液晶と駆動素子（画像処理回路４）を別々
に説明したが、ガラス基板上にアモルファスシリコン等
を蒸着し、このアモルファスシリコンを駆動素子となる
様にパターン化しくＴＰＴ）この上画に液晶を設けて直
接ドライブしてもよい。

［実施例６］ 液晶の換りに、例えばＰＬＺＴ　（Ｐｂ、Ｌａ。

Ｚｒ、Ｔｉの化合物）素子を使用しても同様な効果が得
られる。尚ＰＬＺＴは電子情報通信学会創立７０周年記
念総合全国大会９３５号の論文に詳述されている為、特
性、作用は省略する。

第９図は、他の実施例である。従来ハロゲン等の光源を
使用した場合、冷却手段として風速等が必要であったし
、本発明では冷光源の為に不要となり温調が簡単になる
。ＥＬ光源３の端面に加熱手段としてラバーヒーター；
セラミックヒータ−等のヒーター２４にてＥＬ光源２４
、液晶２１を加熱し、温度検出器２５としてサーミスタ
ー等で温度検知出力レベルを増幅器２６にて増幅するこ
とによってヒーター２４のヒーター電源２７を制御して
常に一定温度に保つことによって、安定した光像が得ら
れる。

又、このヒーター２４を記録装置が動作させない夜間等
に通電しておけば、ＥＬの吸湿が防げ、ＥＬの光源寿命
を伸ばすことが可能であ゛る。温度範囲は４０〜６０℃
程度に保つことによって液晶動作も高速にすることが可
能となる。

又ヒーター２４として自己制御発熱体等は温度検出器２
６１ヒーター電源２７を省略してもよい。

第７図は他の実施例で第２図ＥＬ素子を５段に重ね合わ
せて交流電源１６から電圧印加するとＥＬ素子端面より
光は発射され、そのＥＬ素子数の数だけ増大されて光ス
イツチング素子５に照射され、感光ドラム１の移動速度
を早めることが可能である。

尚、交流電源１６の出力電圧が充分高い場合は第７図の
様に交互に電圧印加を行なわず、直接両サイドの電極１
５ａ、１５ｂに印加してもよい。

第８図は他の実施例でＥＬ素子は発熱が少な〈従来、偏
光板２２と光源３を充分な距離をとらなければ液晶等の
特性が変化したり、偏光板２２を含めた光スイッチンン
グ素子５が変形してしまう等好ましくない、本装置の様
にＥＬ素子の冷光源３を使用することによって、特に光
源３と光スイツチング素子５を密着させることが出来る
為に、光のロスが少なくなるばかりか、又ＥＬ素子端部
から発する光は集光性が良い為に、光スイッチング５と
感光ドラムｌを近接させることによって、レンズ６を省
略してもよい。

本実験者に於いては、光スイッチング５と感光ドラム１
の距離を０．３ｍｍに保つことによって鮮明な画像を得
る。

この距離は、光スイッチング５の解像度にもよるが本実
験装置にて１ｍｍ当り８本の像を得る場合０．１・〜１
ｍｍの範囲内に選べば良い。

又光スイツチングアレイに強誘電性液晶等の使用、前記
ＥＬ素子の駆動電源１６からの出力波形を信号電源４に
供給しこの信号電圧と前述出力波形、矩形波ＡＣを重畳
させることによってよりコントラストのある゛光像が感
光ドラム１に照射されることが解った。

以上説明したように、光源にＥＬ素子を使用し、かつＥ
Ｌ素子の両端にはＥＬ材料と光学屈折率と異なる誘電体
を配置することによって、簡単な構成で、装置を大型化
することなく発熱の少なくかつ光強度分布が−様な画像
記録装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のプリンタの断面図である。 第２図は、本発明で用いた光源の模式図である。 第３図Ａは、本発明で用いた液晶シャッタアレイの平面
図で、第３図Ｂはその断面図である。第４図は、本発明
で用いた別の光源の模式図である。 第５図は、本発明で用いた別の液晶シャッタアレイの断
面図でる。第６図は、光源端部近傍の発光出力を示す特
性図である。第７図は、本発明で用いた別の光源の模式
図である。第８図及び第９図は、本発明で用いた別の液
晶プリンタヘッドのブロック図である。 ３は光源、５は光シャッタアレイ、６はレンズでセルフ
ォックアレイ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光源の光を光シャッタアレイに導き、該光シャッタ
   アレイを画像信号に基づいて開閉して画像光に変え、該
   画像光を像担持体上に投影して潜像を形成する画像記録
   装置において、前記光源がＥＬであり、かつＥＬと異な
   る光学屈折率である誘電体にサンドイッチされ、断面よ
   りの光が光シャッタアレイに照射されることを特徴とす
   る画像記録装置。 ２）光シャッタアレイが液晶シャッタアレイから成る請
   求項（１）の画像記録装置。 ３）光シャッタアレイがＰＬＺＴ素子からなる請求項（
   １）の画像記録装置。 ４）光シャッタアレイと光源とに於いて、複数の群に分
   割され、かつ、時分割された電圧印加に於いて、該光源
   の有効画像形成位置が駆動することを特徴する請求項（
   １）の画像記録装置。 ５）光源の有効照射以外は被覆されていることを特徴と
   する請求項（１）の画像記録装置。 ６）有効照射巾が光シャッタアレイより長くなっている
   ことを特徴とする請求項（１）の画像記録装置。 ７）光シャッタアレイ開口部より両端に１ｍｍ以上光源
   の巾が伸ばされていることを特徴とする請求項（６）の
   画像記録装置。