JPH0367245B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は印写装置に係り、特にライトバルブを
用いた印写装置に関する。

〔発明の背景〕

従来のライトバルブを用いた印写装置を第１図
ａに示す。感光部となる感光ドラム１は帯電器２
のコロナ放電により、一様に静電荷を帯びる。こ
れに光源３、複数の光シヤツター部を有する液晶
素子４、必要に応じて設けられる結像素子５から
なる液晶ライトバルブにより選択的に光が照射さ
れると感光体の性質により光の照射された画素の
静電荷のみが消失し、静電潜像が形成される。次
に現像器７により電気的に極性を持つたトナーが
感光体表面に付着されると静電潜像は可視化され
る。次にカセツト１００から送られた用紙８が転
写器９に送られると電界の力によりトナー像が用
紙上に転写され、さらに定着器１０により圧力や
熱によりトナー像は用紙に定着され永久像とな
る。感光ドラム１に残留するトナーや表面電荷は
清掃器１１や消去ランプ１２により除去され、感
光体は初期状態にもどる。第１図ｂはａ図の液晶
素子４の光シヤツター部を示したものである。共
通電極１３が表面に形成された基板１４と複数個
の信号電極１５が表面に形成された基板１６が
TN型、ゲストホスト型等の公知の液晶をはさん
で上下に組み立てられており、信号電極１５と共
通電極１３間に電圧が印加されると、その両電極
の対向部分（第１図ｂにおいて斜線をほどこした
領域）が光シヤツター部となる。印写装置では複
数の信号電極１５群のうち、印写のための情報信
号に応じて特定の信号電極15が選択され、電圧が
印加される。これにより選択された信号電極１５
部では液晶分子配列が変化するため光源３から出
た光は光シヤツタ部で透過され、感光部に入射さ
れ、対応する画素に光を照射する。また選択され
ない信号電極１５部では液晶分子配向が変化しな
いため光源３からの光は光シヤツタ部で遮断さ
れ、対応する画素に光を照射しない。尚、以下光
源３からの光を透過させたり、遮断させたりする
ことを単に制御と呼ぶ。

第２図ａは第１図ｂに示した液晶素子４の断面
図を示したものである。隣接する信号電極１５ａ
および１５ｂは一定距離l_e、（通常、６〜10μｍ）
離れて所定の電位に保持される共通電極１３と対
向している。信号電極１５ａと１５ｂのエツジ間
距離をl_gとする。今、信号電極１５ａと１５ｂに
同等に電圧が印加された時、光シヤツター部は第
２図ｂの平面図に示すように信号電極１５ａ，１
５ｂの幅l_eだけでなく、その両側l_s0，l_s1まで拡が
る。本発明者等は、l_s0は約10μｍ程度であるが、
l_s1はl_s0に比べて数倍となることを確認している。
これは液晶層１７内の電界分布と密接な関係があ
る。信号電極１５ａのエツジ部Ａでは等電位線１
８は大きく基板１６側にわん曲するのに対し、隣
接する信号電極１５ｂと対向する側のエツジ部Ｂ
では等電位線１８は液晶層１７側におし下げられ
る。この現象は距離l_gの値が液晶層１７の厚みl_e
に近づく程、顕著になる。液晶分子１９は電気力
線、すなわち等電位線１８の法線に沿つて配向す
るため、液晶分子１９が電圧により立上る領域は
信号電極１５ａ，１５ｂの周辺にまで拡がること
になる。

特にカイラルスメクチツク相を示す液晶に於い
ては、ネマチツク液晶等に比べて、高い電界を印
加する必要が有りこの問題点が顕著になる。

印写装置に於いては、光シヤツタ部を透過した
光は各信号電極１５ごとに分離されていなければ
ならない。

第３図は一例として液晶層１７の厚みl_eが10μ
ｍの場合における隣接間距離l_gを変化させた時の
信号電極周辺への光透過領域の拡がり幅l_s1の変
化を示したものである。l_s1／l_gが1/2の時は、完
全に光透過領域が重なる状態を示す。第３図から
わかるようにl_gがほぼ40μｍ以下になると隣接す
る信号電極に対応する感光体表面での画素が互い
に重なり合うという現象が生ずる。ただし、この
値は使用する液晶材料、素子構造（l_eなど）によ
つて異る。したがつて、隣接する信号電極間距離
を所定距離（液晶層厚みが10μｍの場合約40μｍ）
以上、確保する必要がある。一方印字装置の性能
を示すパラメータに解像度があり、上記した様に
隣接信号電極間距離を広げることは逆に所定寸法
間にとれる画素面積が少なくなり解像度が低下し
てしまう。

また、高品質の印写を行なうために、光シヤツ
タ部を高密度に配置する必要があり、電極のパタ
ーンが高密度になるため、歩留りが悪くなる。

特開昭57−120466号公報には、光シヤツタ部を
時分割駆動することにより、電極数を大幅に低減
し、電極のパターンをきつくしないことが開示さ
れているが、Ｎ時分割駆動をすることにより、印
字速度がＮ倍に遅くなるという問題点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記欠点を除去し、光シヤツ
タ部を構成する電極のパターンが高密度ではな
く、かつ印字速度が速い高品質の印写装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成する本発明の特徴とするところ
は、対向する透明電極の対向部分及び該対向部分
に保持される表示体によつて形成される光シヤツ
タ部、複数の上記光シヤツタ部によつて構成され
る光シヤツタ群、複数の上記光シヤツタ群によつ
て構成されるライトバルブと、光源と、感光部
と、上記光源からの光が上記複数の光シヤツタ部
によつて制御され、上記感光部に入射されて形成
される複数の画素とを具備し、上記光源からの光
が上記光シヤツタ部によつて制御されて上記感光
部に入射される方向が上記複数の光シヤツタ群に
よつてそれぞれ異なり、かつ隣接する上記画素
は、異なる上記光シヤツタ群の光シヤツタ部によ
つて制御されることにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。第１図、第２図と同一符号は同一物及び相当
物を示す。

第４図は本発明の原理を説明するための図であ
る。

第４図ａは本発明に使用される液晶ライトバル
ブの一例の概略平面図であり、ライトバルブ６は
２つの光シヤツタ群SG１，SG２によつて構成さ
れる。光シヤツタ群SG１は光シヤツタ部S₁，S₃，
S₅，…S_2o-1によつて構成され、光シヤツタ群SG
２は光シヤツタ部S₂，S₄，S₆，…S_2oによつて構
成され、光シヤツタ群SG１の光シヤツタ部S₁，
S₃…の間に、光シヤツタ群SG２の光シヤツタ部
S₂，S₄が入る様に配置される。光シヤツタ部S₁，
S₂…S_2oは対向する透明電極（図示せず）の対向
部分及びその対向部分に保持される支持体（図示
せず）によつて形成される。

第４図ｂは印写装置の全体の概略図であり、第
４図ｃは感光部となる感光ドラム１の感光体２１
上の画素e₁，e₂，…e_oの配列を示す図である。

光源３からの光Ｌ１が光シヤツタ群SG１の光
シヤツタ部S₁，S₃…S_2o-1によつて制御され、感
光部に入射されて画素e₁，e₃，…e_2o-1を形成し、
また、光源３からの光Ｌ２が光シヤツタ群SG２
の光シヤツタ部S₂，S₄…S_2oによつて制御され、
感光部に入射されて画素e₂，e₄，…e_2oを形成す
る。感光部に入射される光源３からの光Ｌ１，Ｌ
２の方向が、光シヤツタ群SG１と光シヤツタ群
SG２とでは異なる。駆動回路２０は、画素e₁…
e_2oに光を照射するか否かを決定する情報信号に
よつて、各画素e₁…e_2oに対応する各光シヤツタ
部S₁…S_2oの開閉を制御する電圧信号V₁〜V_2oを
発生する。

第４図に於いて、隣接する画素（例えば、e₁と
e₂）は、それぞれ異なる光シヤツタ群（SG１と
SG２）の光シヤツタ部（S₁とS₂）によつて制御
されるので、光シヤツタ部（例えばS₁とS₃）の間
隔が大きくなり、光シヤツタ部を構成する電極パ
ターンが高密度ではなくなる。

さらに、感光部に入射される光源からの光Ｌ
１，Ｌ２の方向が、光シヤツタ群SG１と光シヤ
ツタ群SG２とでは異なるので、光シヤツタ群SG
１と光シヤツタ群SG２とを同時に駆動すること
ができ、印字速度が時分割駆動に比べて速くな
る。（例えば、SG１とSG２とを２時分割駆動す
る場合の２倍）。

第５図を用いて本発明の第１の実施例を説明す
る。

第４図ａはライトバルブを一方の基板を共通に
した液晶素子４ａ，４ｂによつて構成した例を示
す。

液晶素子４ａは光シヤツタ群SG１を形成し、
液晶素子４ｂは光シヤツタ群SG２を形成する。
一方の共通基板１４は厚さ0.1mmの一軸延伸ポリ
エステルフイルム等のプラスチツクフイルムであ
り、他方の基板１６ａ，１６ｂは厚さ0.5mmのガ
ラス板であり、透明電極材料は酸化インジウムで
あり、信号電極１５が互い違いになる様に形成す
る。ただし、信号電極１５のリード線部は低抵抗
化をはかるため酸化インジウムニクロム、金の三
層構造である。信号電極１５は８本／mm、電極幅
l_eは40μｍ、隣接電極間距離l_gは84μｍである。ま
た、点灯領域寸法l_sを２mmとした。用いた表示体
はカイラルスメクチツクＣ相を示す液晶（例えば
DOBAMBC）であり、封止材３０によつて封入
される。基板１４，１６ａ，１６ｂの両面に二枚
の偏光板を互いの偏光軸が直交するようにはりつ
ける。（第５図では省略）この様な液晶素子４ａ，
４ｂを中心線Ａ−A′を中心にして折り曲げ第５
図ｂに示す様に液晶素子４ａ，４ｂの後側に光源
となるGreen色のカラー蛍光燈（10W）３ａ，３
ｂ、液晶素子４ａ，４ｂの前面に光結合素子であ
るシリンドリカルレンズ５を設ける。液晶素子４
ａ，４ｂの信号電極15と共通電極１３間の
DOBAMBCの負の電圧から印加された光シヤツ
タ部では光源からの光は遮断されるが、光シヤツ
タ部に正の電圧が印加されると、この光シヤツタ
部では光が透過し、シリンドリカルレンズ５によ
り集光された第５図ｃに示す様にl_e×l_e（例えば4μ
ｍ×40μｍ）の画素を形成する。尚、 DOBAMBC等のカイラルスメクチツク相を示
す液晶の印加電圧に対する状態は、〓
Submicrosecond bistable electro−optic
switching in liquid crystals”Appl.Phys.1
June 1980等で公知であり、シリンドリカルレン
ズ５は光シヤツタ部の領域l_e×l_eのうち長手方向
l_sをl_eに絞り、画素l_el_eにするために設けられる。
カイラルスメクチツク液晶は応答速度が速く、光
シヤツタ部のオン・オフ時間を２ｍsec以下にす
ることができ、1000行／分の高速印字が可能とな
る。また、感光体表面での画素群は16ドツト／mm
となり、各画素での照度は15W／m²となり、Se
感光体を充分感光できる照度が得られ、解像度16
本／ｍ、印字速度1000行／分の印写装置を得るこ
とができる。本実施例ではカイラルスメクチツク
Ｃ相を示す液晶を用いた例を示したが、本発明は
ネマチツク液晶やスメクチツクＡ相を示す液晶を
用いた熱書き込み方式や、PLZT等の表示体にも
採用できる。高速性の点からは、カイラルスメク
チツクＣ相を示す液晶を用いるのが好ましい。

また、第５図ａでは共通電極１３側の基板１４
を２つの液晶素子４ａ，４ｂの共通基板とした
が、信号電極１５側の基板１６を２つの液晶素子
の共通基板としても良い。

また、複数個の液晶素子をフレキシブルな板に
はりつけても良い。

第４図及び第５図はライトバルブを２つの光シ
ヤツタ群によつて構成した例であるが、これに限
らず、本発明なライトバルブを３つ以上の光シヤ
ツタ群によつて構成しても適用できる。第６図は
ライトバルブを４つの光シヤツタ群によつて構成
した場合の概略図である。

第６図ａに示す様に、ライトバルブ６は４つの
光シヤツタ群SG１，SG２，SG３，SG４によつ
て構成される。光シヤツタ群SG１は光シヤツタ
部S₁，S₅，S₉，……S_4o-3によつて、光シヤツタ
群SG２は光シヤツタ部S₂，S₆，S₁₀…S_4o-2によ
つて、光シヤツタ群SG３は光シヤツタ部S₃，S₇，
S₁₁，…S_4o-1によつて、光シヤツタ群SG４は光
シヤツタ部S₄，S₈，S₁₂，…S_4oによつて、それぞ
れ構成される。感光部に入射される光源３からの
光L₁，L₂，L₄の方向は、第６図ｂに示す様に光
シヤツタ群SG１，SG２，SG３，SG４によつて
それぞれ異なるが、入射角が大きくなると、画素
に照射される光量のばらつきが生じ易くなるの
で、入射角の差異は小さい方が好ましい。

本実施例に於いても、光シヤツタの間隔が大き
くなり、電極パターンを高密度にする必要はなく
なり、かつ印字速度が速くなる。

光シヤツタ群SG１，SG２，SG３，SG４は駆
動回路（図示せず）によつて同時に駆動される。

尚、第６図ａに於いて、光シヤツタ部S₁，S₂，
S₅，S₆，S₉，S₁₀，…S_4o-3，S_4o-2を一つの光シヤ
ツタ群と見なし、光シヤツタ部S₃，S₄，S₇，S₈，
S₁₁，S₁₂，…S_4o-1，S_4oを他方の光シヤツタ群と
みなし、各光シヤツタ群に於いて、従来知られて
いる特開昭57−120466号公報に示される様な時分
割駆動を行つても良い。この場合、従来例では４
時分割駆動を行なう必要があるが、本実施例に於
いては、２時分割駆動で良く、印字速度が速くな
る。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、本発明によれば、光シヤツタ
部を構成する電極のパターンが高密度ではなく、
かつ印字速度が速い高品質の印写装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶ライトバルブを用いた印写装置を
示す図、第２図は液晶素子断面を示す図、第３図
は信号電極間距離と光スポツトの拡がりの関係を
示す図、第４図から第６図は本発明の要点および
実施例を説明する図である。 １……感光ドラム、３……光源、４……液晶素
子、５……結像素子、６……ライトバルブ、１３
……共通電極、１４……共通電極を有する基板、
１５……信号電極、１６……信号電極を有する基
板、１７……液晶層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対抗する透明電極の対向部分及び該対向部分
   間に保持される表示体によつて形成される光シヤ
   ツタ部、複数の上記光シヤツタ部によつて構成さ
   れる光シヤツタ群、複数の上記光シヤツタ群によ
   つて構成されるライトバルブと、ライトバルブの
   一方側に配置された光源と、ライトバルブの他方
   側に配置された感光部と、上記光源からの光が上
   記複数の光シヤツタ部によつて制御され、上記感
   光部に入射されて形成される複数の画素とを具備
   し、上記光源からの光が上記光シヤツタ部によつ
   て制御されて上記感光部に入射される方向が上記
   複数の光シヤツタ群によつてそれぞれ異なり、か
   つ隣接する上記画素は、同時に駆動される異なる
   上記光シヤツタ群の光シヤツタ部によつて制御さ
   れることを特徴とする印写装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に於いて、表示体はカ
   イラルスメクチツクＣ相を示す液晶であることを
   特徴とする印写装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に於いて、対向する透
   明電極の一方は所定の電位に保持される電極であ
   ることを特徴とする印写装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に於いて、所定の電位
   に保持される電極は共通電極であることを特徴と
   する印写装置。 ５ 特許請求の範囲第４項に於いて、共通電極は
   プラスチツクフイルム基板に形成されることを特
   徴とする印写装置。