JPH02886A - 画像形成装置の駆動方法 - 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］ この発明は、ＰＬＺＴ等の電気光学効果を有する材料で
構成された光シャッタアレイに光源からの光を導き、画
像信号に基づいて適当な光シャッタに駆動電圧を印加し
て光を透過させ、感光体に静電潜像を形成する画像形成
装置の駆動方法に関し、光源からの光の種類や感光体の
分光感度に対応させて、光シャッタに適当な駆動電圧を
印加させるようにするものである。

［発明の背景コ ＰＬＺＴ等の電気光学効果を有する材料で構成された光
シャッタは、原理的には、第１図に示すように、光源（
１）から発せられた光が第１の偏光板である偏光子（２
）を通して光シャ・ンタ＜３＞ｃ’＝導かれた場合、こ
の光シャ・ンタ（３）の両側に設けられた電極（４）に
電源（５）から駆動電圧を印加すると、この光シャッタ
（３）内において入射された光が偏光されて第２の偏光
板である検光子（６）を透過するようになっている。

そして、このような光シャッタの特性を利用し、これを
アレイ化させた光シャッタアレイを画像形成装置の書き
込み装置として使用することが従来より検討されており
、通常は、光源からの光を偏光子を通して光シャッタア
レイに導き、画像信号に基づいて適当な光シャッタに駆
動電圧を印加し、導かれた光を偏光させて検光板を透過
させ、この透過光によって感光体に静電潜像を形成する
ようにしていた。

このようにして感光体に静電潜像を形成する場合、光シ
ャッタからの透過光の強度が強く、またその透過光が感
光体の分光感度に適合していることが好ましい。

ここで、光シャッタの特性として、光シャッタを透過す
る透過光の強度Ｉは、偏光子を通して光シャッタに導か
れる入射光の強度Ｉｏに対して、下記の式［Ｉ］で表さ
れる。

［式中、Ｌは光路長、ｎは屈折率、Ｒはカ一定数、Ｅは
電界強度、λは光の波長である。］この式［Ｉ］に示さ
れるように、光シャッタにおいては、その透過光強度■
が駆動電圧による電界強度Ｅや光の波長λ等によって変
化するようになっている。

このため、光シャッタからの透過光強度Ｉを強くするに
あたっては、使用する光源の光の波長λに対応させて駆
動電圧を変化させることが必要となる。

ここで、光源として、単一の波長の光を発する単色光源
を使用した場合には、光シャッタに印加する最適な駆動
電圧を一義的に定めることができるが、ハロゲンランプ
やキセノンランプのような白色光源を用いた場合には、
光源から発せられる光の波長領域が広いため、各波長に
おける光量を考慮して最適な駆動電圧を定めることが必
要となる。

また、このようにして透過光強度Ｉが最大となるように
駆動電圧を定めたとしても、その透過光が感光体の分光
感度に適合していない場合には、感光体を露光して静電
潜像を形成する上では最適な駆動電圧を定めたことには
ならず、最適な駆動電圧を定めるにあたっては、入射光
や透過光の状態及び感光体の分光感度等を考慮する必要
があった。

このため、感光体を露光して静電潜像を形成する上で最
適な駆動電圧を光シャッタに印加するようにして、画像
形成装置を駆動させることは非常に困難であった。

ここで、白色光源の代表的な例として、ハロゲンランプ
とキセノンランプを用いた場合に説明する。

まず、ハロゲンランプとキセノンランプとについて、こ
れらの光源から発せられる光の一定の波長域における分
光エネルギー分布を調べたところ、第２図に示すような
結果が得られた。

なお、同図においては、■とじて分布温度３４００にの
ハロゲンランプによるものを示し、また■としては可視
光領域内での分光エネルギーの最大ピークが１００％と
なるようにしてキセノンランプによるのものを示した。

一方、第３図には、代表的な３種類の感光体Ａ、Ｂ、Ｃ
における分光感度特性を示した。

ここで、第２図に示したハロゲンランプやキセノンラン
プから発せられた光の分光エネルギー分布と、第３図に
示した代表的な３種類の感光体Ａ、Ｂ、Ｃの分光感度特
性とを比較したところ、これらは必ずしも適合していな
かった。

このため、これらの光源において分光エネルギー分布が
最大になる波長に基づき、駆動電圧を上記式［Ｉ］から
設定し、これを光シャッタに印加しなとしても、これら
の感光体を露光させる上では必ずしも好適なものである
とはいえなかった。

そこで、上記のハロゲンランプとキセノンランプについ
て、上記式［Ｉ］における光の波長λを６５０ｎｍ　、
　５５０ｎｍ　、　４５０ｎｍに設定し、それぞれの場
合について好適な駆動電圧を求め、これを光シャッタに
印加し、光シャッタから透過される光の一定波長域にお
ける分光エネルギー分布をそれぞれについて調べた。

この結果、ハロゲンランプを用いたものにおいては第４
図に示すような結果が、キセノンランプを用いたものに
おいては第５図に示すような結果が得られた。なお、こ
れらの図においては、■が６５０ｎｍ　、■が５５０ｎ
ｍ　、■が４５０ｎｍに設定した場合を示している。

ここで、例として、光源にキセノンランプを使用し、第
３図のＢに示す感光体を露光する場合について考えると
、第５図に示す■のような分光エネルギー分布より■の
ような分光エネルギー分布の方が、Ｂの感光体の分光感
度特性に適合している。このなめ、上記の場合には、光
の波長λを６５０ｎｍに設定し、これにより定めた駆動
電圧を光シャッタに印加させることが好ましいことにな
る。しかし、他の感光体を用いた場合においては、その
感光体の分光感度特性がＢの感光体と異なるため、Ｂの
感光体において定めた駆動電圧を光シャッタに印加させ
ることが、その感光体を露光する上で必ずしも好ましい
とはいえなかった。また、逆に光源が変わると、Ｂの感
光体を用いた場合においても、上記のようにして定めた
駆動電圧を光シャッタに印加させることが、Ｂの感光体
を露光する上で必ずしも好ましいとはいえなかった。

このように、上記のような画像形成装置においては、感
光体を露光して静電潜像を形成するにあたり、最適な駆
動電圧を光シャッタに印加させるようにするためには、
その都度、使用する光源の分光エネルギー分布や感光体
の分光感度特性等を調べなければならず、最適な条件で
画像形成装置を駆動させることが非常に困難であった。

この発明は、このような事情に鑑みなされたものであり
、画像形成装置に使用した光源から発せられる光の状態
や感光体の分光感度等をその都度測定して適当な駆動電
圧を定めるようにしなくとも、光シャッタには、常にこ
れらを考慮した上で、感光体に静電潜像を形成する上で
好適な駆動電圧が印加されるようにし、画像形成装置が
最適な条件で駆動されるようにすることを目的とするも
のである。

［問題点を解決するための手段］ この発明においては、電気光学効果を有する材料で構成
された光シャッタアレイに光源からの光を導き、画像信
号に基づいて適当な光シャッタに駆動電圧を印加して光
を透過させ、感光体に静電潜像を形成するようになった
画像形成装置を駆動させるにあたり、光シャッタから透
過された光による感光体の電位減衰を検知し、これに基
づいて、感光体の電位減衰に好適な駆動電圧を光シャッ
タに印加するようにしたのである。

［作用］ このようにして画像形成装置を駆動させた場合には、使
用した光源から発せられる光の状態や使用した感光体の
分光感度をその都度考慮しなくとも、常に、光シャッタ
には、これらを考慮した上で、感光体の電位を減衰させ
て静電潜像を形成するのに好適な駆動電圧が印加される
ようになる。

［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。

先ず、この発明の第一の実施例を、第６図（Ａ）、（Ｂ
）〜第１１図に基づいて具体的に説明する。

この実施例に使用した画像処理装置は、第６図（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、光源（１）から発せられた光及び
その後方に設けられた反射鏡（１ａ）から反射された光
を、赤外線吸収フィルタ（７）を通して光ファイバ（８
）゛に導き、この光ファイバ（８）からの光をロッドレ
ンズ（９）で集光させ、この集光された光を、偏光子（
２）を通して光シャッタアレイ（１０）に照射するよう
になっている。

そして、第７図に示すように、画像信号発生回路（１１
）からの画像信号に基づいて、光シヤツタ駆動回路（１
２）より適当な光シャッタ（３）に駆動電圧を印加し、
この光シャッタ（３）に照射された光を偏光させて検光
子（６）を透過させ、この光を集束性ロッドレンズアレ
イ（１３）によって集光し、この集光された光を帯電器
（１４）によって帯電された感光体（１５）上に照射し
て静電潜像を形成するようになっている。

このようにして感光体（１５）上に静電潜像を形成した
後は、第７図に示すように、現像器（１６）において、
その静電潜像箇所にトナーを付着させ、感光体（１５）
表面にトナー像を形成した後、このトナー像を転写用帯
電器（１７）及び分離用除電器（１８）を用いて記録紙
に転写する一方、感光体（１５）の表面に残っているト
ナーを、クリーニング部材（１９）で除去した後、除電
用ランプ（２０）で感光体（１５）の表面を除電するよ
うになっている。

ここで、この実施例のものにおいては、第８図に示すよ
うに、光シヤツタ駆動回路（１２）より光シャッタ（３
）に印加する駆動電圧を決定するにあたり、光シャッタ
アレイ（１０）の端部における印字領域外の部分にモニ
タ用の光シャッタ（３ａ）を設け、このモニタ用の光シ
ャッタ（３ａ）に、上記のようにロッドレンズ（９）で
集光された光を偏光子（２）を通して照射するようにし
た。

次いで、このモニタ用の光シャッタ（３ａ）に適当な駆
動電圧を印加し、照射された光をこのモニタ用の光シャ
ッタ（３ａ）において偏光させ、光減衰フィルタ（２１
）を通して検光子（６）に導くようにした。そして、こ
の検光子（６）を透過した光を集束性ロッドレンズアレ
イ（１３）によって集光し、帯電器（１４）によって帯
電された上記感光体（１５）上に照射して、感光体（１
５）の表面電位を減衰させるようにした。

そして、このように減衰された感光体（１５）の表面電
位を、第７図に示すように、表面電位計（２２）で計測
し、この計測された表面電位をトランデューサ（２３）
で電圧信号ＶＳに変換するようにした。

次いで、比較器（２５）において、この電圧信号Ｖｓを
基準電圧発生器（２４）において定められた感光体（１
７）を充分に露光した場合における基準電圧■。と比較
し、■５≦ＶＯである時にはハイレベルの信号を、Ｖ　
ｓ　＞　Ｖ　ｏである時にはローレベルの信号を出力す
るようにした。

そして、この比較器（２５）からの出力に基づき、可変
電圧電源（２６）の制御部において光シャッタ（３）に
印加する駆動電圧Ｖｏを好適なものに調整するようにし
た。

ここで、可変電圧電源（２６）の制御部において実行さ
れる駆動電圧ＶＤ制御の一例を、第９図に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。

電源が投入されると、ステップ１００　（Ｓ１００）に
おいて初期設定が行われ、この初期設定においては、先
ず駆動電圧ＶＤを増加させる処理を行うようにするため
、増加フラグを１に設定する。

そして、ステップ１０１　（ＳＩＯＩ）においては、上
記比較器（２５）から出力された信号に基づいて■５〉
Ｖ。であるか否かを判断し、比較器（２５）からの出力
信号がローレベルでＶｓ＞Ｖｏである時には、ステップ
１０２　（Ｓ１０２）に進む一方、比較器（２５）から
の出力信号がハイレベルで■５≦ＶＱである時には、そ
の駆動電圧ＶＤによって感光体（１５）の表面電位が充
分に減衰され、適切な駆動電圧ＶＤになっているため、
ステップ１０１　（ＳＩＯＩ）戻り、この処理を繰り返
して行い、駆動電圧ＶＤを変化させないようになってい
る。

次に、ステップ１０２　（Ｓ１０２）では、増加フラグ
が１であるかどうかを判断し、駆動電圧■。

を増加させる処理を行うように増加フラグが１に設定さ
れている場合には、ステップ１０３（Ｓ１０３）に進む
−、方駆動電圧ＶＤを減少させる処理を行うように増加
フラグが０に設定されている場合には、ステップ１０６
　（Ｓ１０６）に進む。

そして、ステップ１０３　（Ｓ１０３）では、駆動電圧
ＶＤを０．１■増加させ、次いで、ステップ１０４　（
Ｓ１０４）では、駆動電圧ＶＯが予め設定された上限値
Ｖ　ｍａｘに到達したかどうかを判断する。この判断の
結果、駆動電圧ＶＤが上限値Ｖ　ｍａｘに達していない
場合には、上記ステップ１０１　（ＳＩＯＩ）に戻り、
ステップ１０１　（ＳＩＯＩ）においてＶｓ≦Ｖｏと判
断されて好適な駆動電圧■ｏが得られない限り、ステッ
プ１０１〜１０４（８１０１〜５１０４）の操作を、駆
動電圧ＶＤが上限値Ｖ　ｍａｘに到達するまで繰り返し
て行う。

一方、駆動電圧ＶＯが上限値Ｖ　ｍａｘに達している場
合には、次のステップ１０５　（Ｓ１０５）に進み、増
加フラグを０に設定して、駆動電圧ＶＤを減少させる処
理を行うようにする。

そして、ステップ１０６　（Ｓ１０６）においては、駆
動電圧ＶＯを０．　　ＩＶ減少させるようにし、ステッ
プ１０７　（Ｓ１０７）において、駆動電圧ＶＤが予め
設定された下限値Ｖ　ｍｉｎに到達したか否かを判断す
る。この判断の結果、駆動電圧ＶＤが下限値Ｖ　ｍｉｎ
に達していない場合には、上記ステップ１０１　（ＳＬ
ＯＬ）に戻り、ステップ１０１（Ｓｌｏｔ）においてＶ
ｓ≦ＶＯと判断されて好適な駆動電圧ＶＯが得られない
限り、上記ステップ１０１　、　１０２．　１０６．　
１０７（Ｓ１０１，１０２，１０６．１０７）の操作を
、駆動電圧ＶＤが下限値Ｖ　ｍｉｎに到達するまで繰り
返して行う。

一方、駆動電圧ＶＤが下限値Ｖ　ｗｉｎに達している場
合には、次のステップ１０８　（Ｓ１０ｇ）に進み、増
加フラグを１に設定して、駆動電圧ＶＤを増加させる処
理を行うようにし、上記ステップ１０１　（Ｓ１０１）
に戻る。

このように、上記可変電圧電源（２６）の制御部におい
ては、表面電位計（２２）で計測した表面電位をトラン
デューサ（２３）で変換した電圧信号Ｖｓと、基準電圧
発生器（２４）において定められた適正な基準電圧Ｖｏ
とを比較器（２５）で比較しながら、駆動電圧Ｖｏを予
め設定された上限値Ｖ　ｍａｘと下限値Ｖ　ｍｉｎとの
間で増減させ、ＶＳ≦Ｖｏ′ｖ）条件を満たし、感光体
（１５）の表面電位を充分に減衰できる好適な駆動電圧
Ｖｏに調整するようになっている。

このようにして光シャッタ（３）に印加する駆動電圧Ｖ
ｏを決定すると、使用した光源（１）の種類や感光体（
１５）の分光感度特性等を調べなくとも、感光体（１５
）を露光して静電潜像を形成する上で好適な駆動電圧Ｖ
Ｄ、すなわち光源（１）の種類や感光体（１５）の分光
感度特性等に対応した好適な駆動電圧ＶＤを光シャッタ
（３）に印加できるようになる。

なお、この実施例のものにおいては、前記のようにモニ
タ用の光シャッタ（３ａ）で偏光された光を、光減衰フ
ィルタ（２１）を通して検光子（６）に導き、この検光
子（６）を透過した光によって感光体（１５）を露光さ
せるようにし、感光体（１７）に導かれる光の光量を少
なくなるようにした。

これは、感光体を露光する場合、その露光量と感光体表
面の電位減衰との関係が、第１０図に示すようになり、
感光体が充分に露光されてしまうと、露光量の変化ΔＥ
による電位減衰の差Δ■がほとんど計測されなくなるた
め、露光量の変化によって表面の電位減衰の状態が明確
に計測される傾斜した部分において、表面の電位減衰を
測定し、より好適な駆動電圧■ｏを設定できるようにす
るためである。

また、光シャッタに印加する駆動電圧ＶＤと感光体表面
の電位減衰量との関係は、一般に第１１図に示すように
なり、駆動電圧■。を定めるにあたっては、電位減衰量
が最大となるようにして決定することがより好ましいが
、電位減衰が充分とされるある程度の範囲（ｄ）内であ
ればよい。

次に、第１２図及び第１３図に基づいて、駆動電圧ＶＯ
の制御を行う他の実施例のものについて説明する。

この実施例のものにおいても、上記の第一の実施例のも
のと同様に、光シャッタ（３）を介して感光体（１５）
上に光を照射し、この光照射によって減衰された感光体
（１５）の表面電位を表面電位計＜２２）で計測し、こ
の計測された表面電位をトランデューサ（２３）で電圧
信号Ｖｓに変換するようになっている。

そして、このようにトランデューサ（２３）で変換され
た電圧信号Ｖｓを、この実施例のものにおいては、比較
器（２５）と微分器（２７）とに入力するようになって
いる。

そして、比較器（２５）においては、上記第一の実施例
の場合と同様に、この電圧信号■、を基準電圧発生器（
２４）において定められた基準電圧Ｖｏと比較し、ＶＳ
≦Ｖｏである時にはハイレベルの信号を、Ｖ　ｓ　＞　
Ｖ　ｏである時にはローレベルの信号を可変電圧電源ユ
ニット（２６’　”）に出力するようになっている。

一方、微分器（２７）においては、入力された電圧信号
ＶＳを微分し、その結果を第２の比較器＜２８）に出力
するようになっている。そして、この第２の比較器（２
８）においては、微分器（２７）からの出力に基づき、
電圧信号Ｖｓの変化方向が増加方向にあるか減少方向に
あるかを判断し、その結果を上記可変電圧電源ユニット
（２６’　）に出力するようになっている。

ここで、上記の比較器（２５）からの信号は、第１３図
に示すように、可変電圧電源ユニット（２６’　）にお
けるアンドゲート（３１）に負論理で入力され、この信
号が■５≦ＶＯであることを示すハイレベルの信号であ
る場合には、その駆動電圧ＶＤによって感光体（１５）
の表面電位が充分に減衰されているため、このアンドゲ
ート（３１）に常時負論理で入力されているパルス発生
器（３０）からのパルス信号は計数器〈３２）に入力さ
れず、駆動電圧ＶＤは変更されずにそのままの状態で維
持されるようになっている。

一方、比較器（２５）からＶ　ｓ　＞　Ｖ　ｏであるこ
と示すローレベルの信号が負論理で入力された場合には
、アンドゲート（３１）に常時負論理で入力されている
パルス発生器（３０）からのパルス信号がそのまま計数
器（３２）に入力され、計数器（３２）がカウントを開
始する。

また、この計数器（３２）には、上記第２の比較器（２
８）から電圧信号ＶＳの変化方向を示す結果が入力され
、この入力結果に基づいて、この計数器（３２）がカウ
ントアツプするか、カウントダウンするかを切り換える
ようになっている。この結果、駆動電圧ＶＤが適値から
離れる方向に変化するのを防止できるようになる。

そして、このようにして計数器（３２）でカウントされ
たカウント値を、Ｄ／Ａコンバータ（３３）によってア
ナログ信号に変換し、このアナログ信号と、バイアス用
の直流電圧電源（３５）から出力される直流電圧とを加
算器（３４）において加算し、この加算された信号に応
じて電源（３６）を制御し、光シヤツタ駆動回路（１２
）に入力する電圧を調整するようになっている。

［発明の効果コ 以上詳述したように、この発明においては、光シャッタ
から光を透過させて感光体に静電潜像を形成するにあた
り、光シャッタから透過された光による感光体の電位減
衰を検知し、これに基づいて、感光体の電位減衰に好適
な駆動電圧を光シャッタに印加するようにしたため、使
用した光源から発せられろ光の状態や使用した感光体の
分光感度をその都度測定しなくとも、光シャッタに、簡
単に感光体に静電潜像を形成する上で好適な駆動電圧を
印加させることができるようになった。

この結果、どのような光源や感光体を使用した場合にも
、画像形成装置を簡単に好適な条件で駆動させることが
でき、また安定した静電潜像が感光体に形成されるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は光シャッタの駆動状態を示した図、第２図はハ
ロゲンランプとキセノンランプとから発せられる光の一
定波長域における分光エネルギー分布を示した図、第３
図は代表的な３種類の感光体の分光感度特性を示した図
、第４図及び第５図は光シャッタに印加する駆動電圧を
変化させてハロゲンランプ及びキセノンランプからの光
を透過させた場合におけるこれらの透過光の一定波長域
における分光エネルギー分布を示した図、第６図（Ａ）
、（Ｂ）はこの発明の第一の実施例において使用した画
像形成装置の光学系部分の平面図及び側面図、第７図は
同実施例の画像形成装置において駆動電圧の制御を行う
状態を示した概略図、第８図は同実施例の光シャッタア
レイ端部の斜視図、第９図は同実施例の可変電圧電源の
制御部において実行される駆動電圧制御の一例を示した
フローチャート図、第１０図は露光量と感光体表面の電
位減衰との関係を示した図、第１１図は光シャッタに印
加する駆動電圧と感光体表面の電位減衰量との関係を示
した図、第１２図は他の実施例の画像形成装置において
駆動電圧の制御を行う状態を示した概略図、第１３図は
第１２図の画像形成装置における可変電圧電源ユニット
の構造を示した図である。 （１）・・・光源、（２）・・・偏光子、（３）・・・
光シャッタ、（６）・・・検光子、（１０）・・・光シ
ャッタアレイ、（１１）・・・画像信号発生回路、（１
２）・・・光シヤツタ駆動回路、（１５）・・・感光体
、（２２）・・・表面電位計、（２３）・・・トランデ
ューサ、（２４）・・・基準電圧発生器、（２５）・・
・比較器、（２６）・・・可変電圧電源。 第２図 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　人
　　　弁理士　　　松　　川　　克　　明第３図 波 長 （ｎｍ） （ｎｍ） 第４図 （ｎｍ） 波 第５図 長 （ｎｍ） （Ｂ） 区 区 來）＠績ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電気光学効果を有する材料で構成された光シャッタ
   アレイに光源からの光を導き、画像信号に基づいて適当
   な光シャッタに駆動電圧を印加して光を透過させ、感光
   体に静電潜像を形成する画像形成装置において、光シャ
   ッタから透過された光による感光体の電位減衰を検知し
   、これに基づき、感光体の電位減衰に好適な駆動電圧を
   光シャッタに印加するようにしたことを特徴とする画像
   形成装置の駆動方法。