JPH0414072A - 光プリンタ - 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、ＰＬＺＴ等の電気光学材料を光変調用に用い
、複数の電気光学材料に記録情報に応した駆動電圧を印
加することでその電気光学材料を備えた光変調部の透過
光量を変化させ、その後、その透過した光信号を用いて
電子写真プロセスにより記録を行う光プリンタに関する
。

〔従来の技術］ この種の光プリンタにおいては、前記複数の電気光学材
料には、常に光源からの光が照射されていて、必要な箇
所の電気光学材料に駆動電圧が印加されることによって
、その箇所の光変調部が記録光を透過するのであるが、
長期間の使用において、光が照射された状態で記録用の
駆動電圧が印加されることの繰り返しに起因した電気光
学材料の内部分極、すなわち光疲労が生じることで、透
過率が最大となる駆動電圧、所謂半波長電圧が変化する
ものであることが分かった。

そこで、本出願人は、先に、上述した内部分極を解消し
て光疲労を回復させることによって前記半波長電圧の変
化を防止するために、記録を行っていない待機期間中に
、各電気光学材料に、記録期間に印加される駆動電圧に
より生しる電界とは逆方向の電界を生しさせる光疲労回
復用電圧を印加するようにしたものを提案した（特願平
１７０９６５号参照）。

１発明が解決しようとする課題］ ところで、電子写真プロセスによって記録を行う光プリ
ンタは、光信号を感光体に照射して静電潜像を形成した
後、その静電潜像にトナーを付着させて現像したトナー
像を記録紙に転写定着して記録が行われるものであり、
上述の現像の形式によって大きく２つに分けられる。１
つはポジーポジ方式と呼ばれるもので、感光体のうち光
照射された部分の電荷が消滅し、現像工程でその電荷消
滅箇所以外の電荷残存箇所にトナーが付着するものであ
り、いまひとつは、ネガーポジ方弐と呼ばれるもので、
同じく感光体のうち光照射された部分の電荷が消滅する
が、現像工程ではその電荷消滅箇所にトナーが付着する
ものである。

前述したＰＬＺＴ等の電気光学材料を備えた光変調部は
、プリンタ機能のみを備えた単機能のプリンタ専用機に
適用されることが多く、そのような場合には、通常、２
値情報である記録情報のうち°“１“のデータを記録に
おけるトナー付着部分に対応させ、従って、現像の工程
も、上述の茅ガーポジ方式を採用している。今一つの現
像方式であるポジーポジ方式は、通常複写機に採用され
ているものであるが、近年この複写機の付加価値を高め
るべく、複写画像に、記録情報に基づいて原画像にはな
い画像を付は加える所謂書き込み機能を備えたデジアナ
コピアと呼ばれる複合機が開発されており、そのような
複合機における書込用のプリントヘッドとして、前述し
た電気光学材料を備えた光変調部を適用することが考え
られている。

ところが、このポジーポジ方式の現像方式においては、
光照射されずに電荷が残存している感光体の部分にトナ
ーが付着するものであるから、例えば頁毎に記録を行う
場合の、ある頁と次の頁との間の部分のように、記録に
よる光が感光体に照射されることのない部分にはトナー
が付着してしまうものであり、しかもその部分は記録に
は関与せず、付着したトナーは単に掻き・落とされてし
まうから、トナーが無駄に消費されるのみならず装置内
の汚れか発生し易くなる。そのため、複写機等では、記
録に関与しない感光体部分に光を照射して電荷を消滅さ
せることによってトナー付着を防止するための所謂像間
イレーザを設けているのが一般的である。

本発明の目的は、上記実情に鑑み、光変調部に用いる電
気光学材料の光疲労を回復できるとともに、トナーの労
費を防止してポジーポジ方式の現像方式をコンパクトな
構成で採用できる光プリンタを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による光プリンタの特徴構成は、帯電させた感光
体と光源との間に複数の電気光学材料を列状に配置した
光変調部を設け、前記複数の電気光学材料のそれぞれに
記録情報に応した光変調用の駆動電圧を印加するための
記録制御手段と、前記感光体のうち光照射されなかった
電荷残存部分にトナーを付着させるための現像手段と、
前記記録制御手段による所定期間の記録動作が終了する
ごとに、前記複数の電気光学材料に記録動作時とは逆方
向でかつ前記感光体の電荷をトナー非付着しヘルに消滅
させる透過光量とする電界を与える光疲労補償手段とを
設けたことにある。

〔作　用］ 本発明の光プリンタによれば、光疲労補償手段が複数の
電気光学材料に記録動作時とは逆方向の電界を与えるこ
とで、それら複数の電気光学材料に記録用に一方向の電
界が掛けられることが繰り返されて内部分極が生してい
てもそれを解消できる。しかも、光疲労補償手段が複数
の電気光学材料に与える記録動作時とは逆方向の電界が
、感光体の電荷をトナー非付着レベルに消滅させる透過
光量とするものであるから、記録に関与する部分以外の
感光体の部分に対して、電荷残存部分にトナーを付着さ
せる形式の現像手段によるトナー付着を防止でき、トナ
ー労費を回避できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基ついて説明する。

第４図に示すように、固体走査型光プリントヘッド（１
）を用いた静電転写型プリンタの作像部は、帯電器（２
）、固定走査型光シャノタヘンド（１）、現像器（３）
、転写・分離器（４）、クリーナ（５）、イレーザ（６
）をドラム状の感光（ＰＣ）の長平方向に沿って、かつ
、感光体（ＰＣ）の回転方向に順次配設して構成しであ
る。

前記帯電器（２）により正極性に一様に帯電された感光
体（ＰＣ）の表面は、予めホストコンピュータから伝送
された画像情報に基づいた前記固体走査型光シャンクヘ
ッド（１）の作動で微小画素単位で選択的に露光され、
静電潜像が形成される。前記感光体（ＰＣ）上の静電潜
像のうち微小画素単位の未露光部分には、前記現像器（
３）において負極性に帯電した着色粒子トナーが付着し
、これにより、前記静電潜像が現像されてトナー像とし
て顕像化される。その後、前記転写・分離器（４）によ
り前記トナー像が記録紙に転写された後、定着器（図示
せず）によりそのトナー像が定着されて記録が得られる
。−力、感光体（ＰＣ）は、前記クリーナ（５）にて残
留トナーが除去されるとともに、前記イレーザ（６）に
て残留電荷が除電され一連の作像プロセスを終了する。

第３図に示すように、前記固体走査型光シヤツタヘッド
（１）は、発光部（７）と、発光部（７）からの線状光
線束を集光するロッドレンズ（８）と、ロッドレンズ（
８）からの光を選択的に透過する光シヤツタ部（９）と
、光シヤツタ部（９）からの透過光を集束するロッドレ
ンズアレイ（１０）（商品名セルフォ、り）とから構成
しである。

前記発光部（７）は、点光源としてのハロゲン−７ン７
”（１１）と、熱線吸収フィルタ（１２）と、点光源か
らの光線束を線状光線束に変換する光フアイバーライト
ガイド（１３）からなる。

前記光シヤツタ部（９）は、ランダムな偏光面をもつ入
射光から一定の偏光方向を持つ光のみを選択的に通過さ
せる偏光子（１４）と、前記偏光子（Ｉ４）を通過した
光の偏光方向乙こ対して９０’の角度を持つ偏光方向の
光のみを通過させる検光子（１５）との間に、電気光学
材料の一例であるＰＬＺＴ（ランタン添加シリコニウム
酸チタン酸鉛）からなる光シャンク（１６）を、そのシ
ャンク窓（２５）が微小画素単位に並ぶ状態に設けて構
成しである。前記光シヤツタ部（９）において、前記光
シャンク部（９）において、前記光シャッタ（１６）の
シャツタ窓（２５）に電圧を印加した状態では、前記偏
光子（１４）を通過した光の偏光面が回転して前記検光
子（１５）を通過し、逆に電圧を印加しない状態では偏
光子（１４）を通過した光の偏光面は変化しないので前
記検光子（１５）により遮られ、もって光シャッタ（１
６）の各シャツタ窓（２５）への電圧印加の有無に応じ
て光を選択的に通過させるように構成しである。

前記光シャンク（１６）は、第１図及び第２図に示すよ
うに、複数のＰｌ、ＺＴ光ラシャツタチップ（１７ａ）
を−列に配設してなる画像形成部（１７）とその両端に
配置された同じ＜ＰＬＺＴ光シャッタチップ（１８ａ）
からなる除電部（１８）と、光シヤツタ駆動用のＩＣ（
１９）及び入力端子（２０）を備え、前記画像形成部（
１７）及び除電部（１８）の周囲に配置された回路基板
（２１）とを、ガラス基板（２２）上に秘説して構成し
である。

前記画像形成部（１７）を構成するＰＬＺＴ光シャンク
チップ（１７ａ）は、第５図及び第６図に示すように、
ＰＬＺＴウェハ（２３）上にマイクロマシーニング技術
を用いて加工され、中央部の帯状の共通電極（２４）を
挾んで両側に光透過用の複数個のシャッタエレメント（
２５Ａ）　、　（２５Ｂ）を微小画素単位に配列し、各
シャソタエし・メント（２５）に対して前記共通電極（
２４）と対向する側に前記共通電極（２４）との間で画
素単位の画像情報に応じた信号電圧を印加するための個
別電極（２６）を設けて構成しである。

前記複数のシャッタエレメント（２５Ａ）　、　（２５
Ｂ）は正面視て千鳥状に配列してあり、それら二列のシ
ャッタエレメント（２５Ａ）　、　（２５Ｂ）を前記感
光体（ＰＣ）の回転方向に対して時間差駆動することに
より、前記感光体（ＰＣ）の長手方向に沿って直線状に
露光することを可能としてあり、それにより加工を精密
化すること少なく高解像度を達成している。

尚、前記シャッタエレメント（２５Ａ）　、　（２５Ｂ
）どうしのピッチ［Ｐ］は［８４，６μｍ］であり、各
列ごとの解像度は［１５０ＤＰＩ］　、両方の列を合わ
せて全体として［３００ｏｐｒ　］を達成しである。

前記除電部（１８）を構成する前記ＰＬＺＴ光シャソタ
チンプ（１８ａ）は、第７図に示すように、ＰＬＺＴウ
ェハ（２３）上の中央に一本のスリット状のシャンクエ
レメント（２７）を設け、その幅方向の両側部に接地電
極（２８ａ）及び、駆動電極（２８ｂ）を形成して構成
しである。

前記除電部（１８）と画像形成部（１７）とは、画像形
成部（１７）の端のシャッタエレメント（２５Ａ）　と
除電部（１８）のシャンクエレメント（２７）の端との
ピッチＣＰｏ３が、前述した二列のシャッタエレメント
（２５＾）、（２５Ｂ）間のピンチＥＰＦと等しくなる
ように接合されている。

具体的な一例を示すと、前記感光体（ＰＣ）は［３２０
［＋１１１１　］の帯電幅を有し、そのうち中央部［３
２０＋＋＋ｓＪが性能の安定した有効画像形成領域であ
る。そして、前記現像器（３）による有効現像幅は前記
有効画像領域の両端に［５ｍｍ　］づつ長い［３１０ｍ
ｍ］に設定しである。前記固体走査型光プリントヘッド
（１）の光フアイバーライトガイＦ（１３）からの線状
光線束の幅、及び、口、ラドレンズアレイ（１０）の幅
は何れも［３２０１１１］で、前記感光体（ＰＣ）の帯
電幅とオーバーランプさせである。また、前記光シャッ
タ（１６）の画像形成部（１７）は前記感光体（ＰＣ）
の有効画像形成領域とオーバーラツプする［３００ｍ＋
ｎ］に形成してあり、その両端外側の除電部（１８）は
夫々［１０ｍｍ］づつに形成しである。

つまり、前記感光体は（ＰＣ）の有効画像形成領域の両
端外側の帯ｉｉｔ領域は、前記除電部（１８）の透過光
かその光路を形成する前記ロントレンズアレイ（１０）
に、より、前記有効画像形成領域とは明確に区画した状
態で照射されることになり、境界部での精度が良く除電
されるのである。

以下、前記光シャ、り（１６）の駆動方法について説明
する。

第７図に示すように、光シャッタ（１６）を駆動するた
め、第１駆動回路（２０）がそれぞれのシャンクエレメ
ント（２５）ごとの個別電極（２６）と除電部（１８）
の駆動電極（２８ｂ）と接続されており、また第２駆動
回路（３０）が共通電極（２４）と除電部（１８）の駆
動電極（２８ａ）と接続されている。

第１駆動回路（２０）は、記録すべき画像を示す画像情
報である画像データが１ライン分ずつシリアルに入力さ
れるシフトレジスタ（２１）と、このソフトレジスタ（
２１）に入力された画像データを一括してラッチするラ
ッチ回路（２２）と、このラッチ回路（２２）によって
ランチされた画像データに応して各個別電極（２６）と
駆動電極（２８ｂ）に直流の駆動電圧ＪＶＩ（＞０）〕
を選択的に印加するドライバ（２３）を備えている。こ
のドライバ（２３）には、個別電極（２６）と駆動電極
（２８ｂ）に直流の駆動電圧［νＩ］を印加するタイミ
ングを規定するための第１クロツクシグナル（ＣＫＩ）
が人力されている。

第２駆動回路（３０）は、そのオン状態において共通電
極（２４）と接地電極（２８ａ）を接地する第１のトラ
ンジスタ（３Ｉ）と、この第１のトランジスタ（３１）
がオフ状態のときにオンされて共通電極（２４）と接地
電極（２８ａ）に直流の電圧［Ｖ２（＞Ｏ）　］を印加
する第２のトランジスタ（３２）を備えている。第１の
トランジスタ（３１）のヘースには、記録期間中のみハ
イレベルとなってこの第１のトランジスタ（３１）をオ
ンする制御信号（Ｓｌ）とこの制御信号（Ｓｌ）がロー
レベルのときに共通電極（２４）と接地電極（２８ａ）
に直流の電圧［ｖ２１を印加するタイミングを規定する
ための第２のクロックシグナル（ＣＫ２）が入力されて
いる。

次に、第２図のタイムチャートを参照して、この光プリ
ンタの動作を説明する。

プリント指令か入力されて画像を記録する際には、ラン
プ（１）が点灯されるととも巳こ、画像データが１ライ
ン分づつ第１駆動回路（２０）に入力されてラッチされ
る。そして、前記ドライバ（２３）は、クロックシグナ
ル（ＣＫＩ）に応対して、駆動電極（２８ｂ）、および
、ラッチされた画像データに応じて選択された各個別電
極（２６）に、それぞれ、駆動電圧［ν１］を印加する
。このとき、第２駆動回路（３０）に入力される制御信
号（Ｓｔ）はハイレベルであるため、共通の電極（２４
）と接地電極（２８ａ）は接地されている。したがって
、正の駆動電圧［ｖ１］を印加された個別電極（２６）
と共通電極（２４）の間、及び、駆動電極（２８ｂ）と
接地電極（２８ａ）との間に、それぞれ、所定方向の電
界［Ｅｌｌが形成され、この電界〔Ｅｌ：の作用により
、除電部（ＩＢ）のシャ、タエレメント（２７）、およ
び、画像形成部（１７）の所望のシャッタエレメント（
２５）がオンされ、光は透過される。また、駆動電圧［
ｖ１］を印加されなかった個別電極（２６）と共通電極
（２４）の間には電界が形成されないため、この個別電
極（２６）に対応するシャ、タエレメント（２５）はオ
フ状態のままであり、光は遮断される。画像形成部（１
７）のシャ、タエレメント（２５）のオン／オフ制御は
、感光体（ＰＣ）の回転と同期して、１ライン分の画像
データ毎に実行され、１頁の画像を記録するまで繰り返
し実行される。

そして、１頁分の記録が終了すると、次の頁の記録を開
始するまでの非記録期間（Ｔ２）中、第２駆動回路（３
０）に入力される制御信号（Ｓｌ）がローレベルにされ
るとともに、クロックシグナル（ＣＫＩ）がローレベル
にされる。したがって、第２のトランジスタ（３２）が
第２のクロックシグナル（ＣＲ２）に応じてオンされ、
全ての共通電極（２４）と接地電極（２８ｂ）に正の電
圧［ｖ２］が第２のクロノクシブナ１喧ＣＫ２）に応し
て印加され、一方今ての個別電極（２６）と駆動電極（
２８ａ）はグラウンドレベル（七ロレベル）に保たれる
。これにより、各個別電極（２６）と共通電極（２４）
の間、及び、駆動電極（２８ｂ）と接地電極（２８ａ）
の間には、前述した記録期間（Ｔ、）中の電界［Ｅｌｌ
とは逆の方向の電界［Ｅ２］が形成され、この電界：Ｅ
２；の作用二こより全てのシャンクエレメント（２５及
び２７）がオンされる。この非記録期間（ＴＺ）中、光
は光ンヤソタ（１６）の全てのンヤツタエレメント（２
５及び２７）を通過して感光体（ＰＣ）の表面に導かれ
、表面上の不要な電荷を消滅させる。そして、掛ける電
界［Ｅ２］の強度とその掛ける期間を規定するクロック
シグナル（ＣＲ２）のデユーティ比（ｔｉ／１４）とを
、電荷を消滅させるに必要な露光量を得られるように適
切乙こ設定することで、ポジーポジ方式の電子写真プロ
セスにおいて、像間イレーザを設けることなく、トナー
の労費ならびにそれに伴う飛散を防止できる。

一方、この実施例においては、前述したように、非記録
期間（Ｔ２）中、記録期間（Ｔ、）中に掛けられる電界
［Ｅｌｌとは逆の方向の電界［Ｅ２］を光シャンク（１
６）に掛けることで、記録期間（Ｔ、）中に掛けられる
一方向の電界［Ｅｌｌによって生しる内部分極、つまり
光疲労は解消される。従って、長時間にわたる連続的な
画像記録を行っても、透過光量が変動することなく、安
定した画像が得られる。これも、やはり、非記録期間（
Ｔ２）中に光シャ、り（１６）に掛ける電界［Ｅ２］の
強度とその掛ける期間を規定するクロックシグナル（Ｃ
Ｒ２）のデユーティ比（ｔ３／ｌａ）とを適切に設定す
ることで可能となる。

なお、上述のように、不要な電荷を消滅させ、かつ、光
疲労を回復させる電界［Ｅ２１を与える電圧［ｖ２１と
、クロックシグナル（ＣＲ２）　　のデユーティ比（ｔ
：＋／１４）として、他の条件に対し以下の様な値を得
た。

ｏ感光体（ＰＣ）の周速：　１８ｃｍ／５ｅｃＯクロッ
クシグナル（ＣＫＩ）のデユーティ比（ｔｌ／１ｚ）＝
５０％ ０クロツクシグナル（ＣＲ２）のデユーティ比（ｔｉ／
１４）ニア５％ ０電圧［Ｖ２］　　：５５Ｖ ここで電圧［Ｖ１］　、　［Ｖ２］はともに光シャツ（
１６）が最大透過光量を得られる値に保つことが効率の
上から好ましく、同一電源により′ｉｖ１：［ｖ２］を
共通して供給する二とが可能であり、そのことによって
コストダウンも計れる。その際には、クロノクングナル
（ＣＲ２）のデユーティ比（ｔ３．／１４）は、記録期
間（Ｔ１）と非記録期間（Ｔ２）の時間比（ｔ＋／ｌｚ
）に依存するが、静電潜像以外の不要な電荷を全て除去
するためには、ｔ＋／１４　　≧　ｔ＋／ｌｚ であることが好ましい。

尚、本実施例に於いては、光シャッタ（Ｔ６）の動作を
象徴的に表すものとして、複数頁を連続的に記録する場
合を挙げたが、その他、１頁間欠記録、装置電源投入時
等、記録動作、あるいは像間、サイトイレース動作の必
要とされる全ての場合にも対応可能であることは明らか
である。

Ｃ別実施例〕 次に、本発明の別の実施例を列記する。

〈１〉前記除電部（１８）を構成するに、ＰＬＺＴ基板
（２３）上に屈折率異方性材料を設けて構成しても良い
。例えば、屈折率異方性材料の一例としてエポキシ系の
接着剤等、異方性の有機膜をＰＬＺＴ基板上に塗布する
ことにより、常に入射光の偏光方向が回転し、その透過
光が前記検光子（１５）を通過することにより、偏光方
向を回転させる電圧印加用の接地電極（２８ａ）と駆動
電極（２８ｂ）とが不必要となるとともに、電力消費も
なくて済む。なお、この構成において、屈折率異方性材
料が加わることで透過率の低下が生じる場合があるが、
そのような場合には、感光体（ＰＣ）に回転方向に沿っ
た方向の寸法を広くして除電に必要な光量を確保できる
ようにすればよい。

〈２〉前記除電部（１８）を構成するに、前記画像形成
部（１７）の両端外側部分に複数の発光素子を配列して
なるＬＥＤアレーを設けて構成しても良い。この構成に
おいて、発光素子からの光は全体として除電に与るので
、発光素子自身の大きさ、ならびに、互いの設定間隔等
は、画像形成部（１７）における各シャッタエレメント
（２５）の大きさ、ならびに、互いの設定間隔等よりも
大いにしても構わない。

〈３〉さらに、前記検光子（１５）の幅を前記画像形成
部（１７）の幅とほぼ等しくするとともに、前記除電部
（１８）を前記回路基板（２１）で挟まれたスリット状
の空間とすることにより、前記偏光子（１４）を通過す
る光線束のうち前記画像形成部（１７）の両端外側部分
の光線束がそのまま前記ロッドレンズアレイ（１０）に
入射するように構成しても良い。

〈４〉先の実施例では、画像形成部（１７）と除電部（
１８）とを一体に形成した光プリントヘッドを示した。

この場合、除電機能付の光プリントヘッドとすることに
加えて画像形成部（１７）との一体化により、スペース
面でのコンパクト化ならびに構成の単純化を図ることが
可能となるが、本発明を実施するにあたって、画像形成
部（１７）と除電部（１８）とを別体に構成してもよい
。さらに、除電部（１８）を省略してもよい。

〈５〉本発明により光プリンタは、画像情報を記録する
機能のみを備えた単機能機として実施する場合のほか、
ポジーポジ現像方式を採用する複写機にプリント機能を
付加した複機能機として実施することも可能である。

〔発明の効果］ 以上述べてきたように、本発明による光プリンタは、光
変調用の電気光学材料に光疲労を回復させるために記録
動作時とは逆方向の電界を掛けるようにするとともに、
それによって感光体の電荷を消滅させるものであるから
、上述の光疲労回復動作が所定期間の記録動作の終了後
に行なわれることで全く記録に関与しないにも拘らず無
駄にトナーが消費されることを回避でき、記録光の照射
で電荷の消滅しなかった部分にトナーを付着させて記録
を行うポジーポジ方式の光プリンタでありながら、トナ
ーの無駄な消費やそれに伴う装置内でのトナーの飛散を
防止する構成を、特に光疲労回復用の電圧印加を全ての
電気光学材料を対象として行えば像間イレーザを設ける
ことなく、容易に実現できるようになった。従って、全
体として、ポジーポジ方式の現像方式を採りながら、不
都合を生しることなく電気光学材料の光疲労回復を行う
ことのできる光プリンタを提供できるようになった。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明に係る光プリンタの実施例を示し、第１図
は光変調部の概略構成図、第２図はプリント動作のタイ
ムチャート、第３図は要部の概略構成図、第４図は感光
体周りの概略図、第５図はＰＬＺＴの斜視図、第６図は
ＰＬＺＴの平面図である。 （１１）・・・・・・光源、（ＰＣ）・・・・・・感光
体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯電させた感光体と光源との間に複数の電気光学材料を
   列状に配置した光変調部を設け、前記複数の電気光学材
   料のそれぞれに記録情報に応じた光変調用の駆動電圧を
   印加するための記録制御手段と、前記感光体にうち光照
   射されなかった電荷残存部分にトナーを付着させるため
   の現像手段と、前記記録制御手段による所定期間の記録
   動作が終了するごとに、前記複数の電気光学材料に記録
   動作時とは逆方向でかつ前記感光体の電荷をトナー非付
   着レベルに消滅させる透過光量とする電界を与える光疲
   労補償手段とを備えた光プリンタ。