JPH05232425A - 作像ユニット及びこの作像ユニットを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射光を用いることにより画像形成のための
作像光を発することのできる作像ユニット、及び複写機
能及びプリンタ機能を共有することのできる作像ユニッ
トを備えた画像形成装置を提供する。 【構成】 作像ユニット10は白色系の液晶体11、液晶体
11を挟み装着することにより液晶セル17を構成するガラ
ス板12a 及び12b 、ガラス板12a 及び12b の液晶体11の
側にそれぞれ貼り付けられており液晶体11に電気的制御
信号を加えるための透明電極13a 及び13b 、液晶セル17
によって構成されているシャッタが開いた状態において
液晶体11を透過する光を全反射するために液晶セル17の
一方の背面に配設されている鏡体小片から成る鏡板14、
液晶の材質によっては電極面に乱反射状態を高めるため
に透明電極13a 及び13b の外側にそれぞれ設けられてい
る偏光子板15a 及び15b 、並びに液晶セル17用のスペー
サ16を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶の光シャッタ効果
を利用した作像ユニット及びこの作像ユニットを備えた
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の透過式の液晶セル又は液晶
セル列を用いた作像ユニットの断面図である。

【０００３】同図に示すように、従来の作像ユニット80
には、例えば蛍光灯から成る光源81、駆動回路82、ライ
トガイド83、液晶フィルタである液晶セル84及び集束性
レンズ85が含まれている。

【０００４】このような構成の作像ユニット80では、反
射光は用いられず、光源81からの直接光がライトガイド
83を介して液晶セル84に照射される。液晶セル84に含ま
れている液晶の光シャッタ効果を利用して、駆動回路82
は画像信号に基づいて光源81からの光を遮断、透過する
ように光の透過状態を制御する。

【０００５】こうして透過した光は集束性レンズ85によ
って集束され、感光体ドラム91上を直接露光する。

【０００６】尚、液晶セル84の代わりに、液晶セル84と
同様の構成を有する液晶セルを一列に並べた液晶セル列
を用いてもよい。

【０００７】図８は図７の従来の作像ユニット80を備え
た画像形成装置の要部構成図である。

【０００８】同図に示すように、従来の作像ユニット80
を備えた画像形成装置は、作像ユニット80、感光体ドラ
ム91、チャージ電極92、現像器93、転写電極94、クリー
ナ95、給紙ローラ96及び排紙ローラ97を備えている。

【０００９】このような構成の画像形成装置では、作像
ユニット80の液晶セル84を透過した光源81からの光が集
束性レンズ85を介して、チャージ電極92によって所定の
電位に帯電された感光体ドラム91の表面を露光し、画像
信号に対応する静電潜像を形成する。この静電潜像はい
わゆる電子写真プロセスに従い、先ず、現像器93によっ
て現像されてトナー像が形成される。次いで、このトナ
ー像は給紙ローラ96によって給紙される用紙100 上に転
写電極94によって転写されることにより、画像が形成さ
れる。転写後に感光体ドラム91の表面に残ったトナー
は、クリーナ95によって除去される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の画像
形成装置では、光源からの光が直接、感光体を露光する
ため、光路の途中に透過式の光シャッタを設ける必要が
ある。このため、従来の画像形成装置では、光シャッタ
として機能する液晶セルを有する作像ユニットが設けら
れている。

【００１１】このように、光源からの光を液晶セルを介
して直接、感光体に露光する構成が採られているので、
電子写真式の複写機等のプリント機構を用いてプリンタ
機能をもたらそうとする際には、複写機の構成上及び実
装上の制約が厳しくなるため、プリンタ機能を有する専
用機を必要とするという問題点がある。

【００１２】又、構成上及び実装上の制約から、複写機
の光源及び光学系を用いて複写機能及びプリンタ機能を
共有する複合装置を実現することは難しく、プリンタ機
能の専用機に止まらざるを得ないという問題点がある。

【００１３】従って、本発明は、反射光を用いることに
より画像形成のための作像光を発することのできる作像
ユニット、及び複写機能及びプリンタ機能を共有するこ
とのできる作像ユニットを備えた画像形成装置を提供す
るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る作像ユニッ
トは、それぞれが透明な電極を有する２つの基板間に設
けられており電極に印加される制御信号に基づいて入射
光の透過を調節可能な液晶層と、液晶層に関して入射光
が入射する側と反対側に設けられている反射板とを備え
ている。

【００１５】本発明に係る作像ユニットを備えた画像形
成装置は、それぞれが透明な電極を有する２つの基板間
に設けられており電極に印加される制御信号に基づいて
入射光の透過を調節可能な液晶層と、液晶層に関して入
射光が入射する側と反対側に設けられている反射板とを
含んでいる作像ユニットと、液晶層を透過し反射板によ
り反射された入射光に基づいて静電潜像を形成する潜像
形成手段と、静電潜像を用紙上に転写する転写手段とを
備えている。

【００１６】

【作用】本発明に係る作像ユニットによれば、液晶層は
透明な電極に印加された制御信号に基づいて、入射光の
透過を調節する。液晶層が入射光を透過しない場合に
は、入射光は液晶により乱反射され、液晶層が入射光を
透過する場合には、入射光は反射板によって全反射さ
れ、全反射による反射光が得られる。従って、この全反
射された反射光を用いることにより、画像形成のための
作像光を発することができる。

【００１７】本発明に係る作像ユニットを備えた画像形
成装置によれば、液晶層は透明な電極に印加された制御
信号に基づいて、入射光の透過を調節する。液晶層が入
射光を透過しない場合には、入射光は液晶により乱反射
され、液晶層が入射光を透過する場合には、入射光は反
射板によって全反射され、全反射による反射光が得られ
る。潜像形成手段はこの全反射された反射光に基づいて
静電潜像を形成し、転写手段がこの形成された静電潜像
を用紙上に転写することにより画像が形成される。この
ように、反射光を用いて用紙上に画像を形成することが
できるため、画像形成装置の構成及び複写プロセスを変
更する必要がなく、従って、複写機能及びプリンタ機能
を共有することのできる画像形成装置を実現することが
できる。

【００１８】

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。

【００１９】図１は本発明に係る作像ユニットの第１の
実施例の構成を示す概略構成図である。

【００２０】同図に示すように、この実施例の作像ユニ
ット10は、いわゆる液晶フィルタ式のものであり、白色
系の液晶体11、液晶体11を挟み装着することにより液晶
セル17を構成する２枚のガラス板12a 及び12b 、ガラス
板12a 及び12b の液晶体11の側にそれぞれ貼り付けられ
ており液晶体11に電気的制御信号を加えるための透明電
極13a 及び13b 、液晶セル17によって構成されているシ
ャッタが開いた状態において液晶体11を透過する光を全
反射するために液晶セル17の一方の背面に配設されてい
る鏡体小片から成る鏡板14、液晶の材質によっては電極
面に乱反射状態を高めるために透明電極13a 及び13b の
外側にそれぞれ設けられている偏光子板15a 及び15b 、
並びに液晶セル17用のスペーサ16を備えている。

【００２１】尚、液晶体11の代わりに、液晶フィルムシ
ートを用いてもよい。ガラス板12a及び12b の代わり
に、透明樹脂体を用いてもよい。

【００２２】液晶体11は本発明の液晶層の一実施例であ
る。ガラス板12a 及び12b は本発明の基板の一実施例で
ある。透明電極13a 及び13b は本発明の電極の一実施例
である。鏡板14は本発明の反射板の一実施例である。

【００２３】次に、この実施例の作像ユニット10の動作
を説明する。

【００２４】図２は図１の作像ユニット10の動作を説明
するための概略図である。図２(A)は透明電極13a 及び1
3b に電圧が印加されている状態、図２(B) は透明電極1
3a及び13b に電圧が印加されていない状態をそれぞれ示
している。

【００２５】尚、これらの図において、図１の構成要素
と同一の構成要素については、図１と同一の参照符号が
付されている。

【００２６】これらの図に示すように、液晶セル17の透
明電極13a 及び13b に対して電圧を印加することにより
透明電極13a 及び13b の間に生じる電界の有無によっ
て、液晶セル17の液晶体11の光の通し方が変わり、液晶
セル17は光に対するシャッタフィルタとしての効果、即
ち光シャッタ効果を有する。

【００２７】即ち、図２(A) に示すように、図示してい
ない電源から電圧が印加された状態（電圧Ｖ＝Ｖ_H とし
た場合）では、液晶セル17の液晶体11は、例えるとシャ
ッタが開いた状態となって入射光18を透過し、透過した
入射光18は背面の鏡板14によって全反射され、全反射光
19となって作像ユニット10から出ていく。

【００２８】一方、図２(B) に示すように、電圧が印加
されない状態（電圧Ｖ＝Ｖ₀ ＜Ｖ_H、Ｖ₀ はほぼゼロ）
では、液晶セル17の液晶体11は、あたかもシャッタが閉
じた状態となって入射光18を透過せず、入射光18は白色
の液晶体11によって乱反射され乱反射光20となり、乱反
射状態を呈する。

【００２９】尚、液晶に用いられる材料の性質によって
は、乱反射状態を高めるために電極面に偏光子板を挿入
してバイアス電界を加えることが可能な構成にしてもよ
い。

【００３０】この液晶セル17を、画像記録の画素（ピク
セル）に対応させて、液晶の電界による光シャッタ効果
を利用した作像セルとすることができる。

【００３１】従って、鏡板14によって全反射された反射
光を用いることにより、画像形成のための作像光を発す
ることができる。

【００３２】図３は図１の作像ユニットを備えた画像形
成装置の一実施例の構成を示す概略構成図である。ここ
では、本発明に係る画像形成装置を例えば静電式複写機
に適用した例を示す。

【００３３】同図に示すように、この実施例の画像形成
装置は、作像ユニット31、ハロゲンランプ等から成る白
色の光源32、感光体ドラム33、チャージ電極34、現像器
35、転写電極36、クリーナ37、給紙ローラ38、排紙ロー
ラ39及び画像処理デバイス40を備えている。

【００３４】作像ユニット31は図１に示す作像ユニット
10に相当する。

【００３５】この実施例の画像形成装置は、光源32から
の白色光は作像ユニット31へ入射光として照射され、作
像ユニット31からの反射光42が感光体ドラム33を露光で
きるように構成されている。

【００３６】作像ユニット31は本発明に係る作像ユニッ
トの一実施例である。感光体ドラム33及びチャージ電極
34は、本発明の潜像形成手段の一実施例である。現像器
35及び転写電極36は、本発明の転写手段の一実施例であ
る。

【００３７】画像処理デバイス40から画像信号41が作像
ユニット31に含まれている透明電極（図１に示す透明電
極13a 及び13b に相当）に送られると、光を遮断、透過
する作像ユニット31の液晶セル（図１に示す液晶セル17
に相当）の光シャッタ効果により、シャッタが閉じた状
態のときに液晶セルによって反射される乱反射光と、シ
ャッタが開いた状態のときに作像ユニット31の鏡板（図
１に示す鏡板14に相当）によって全反射される反射光42
とが得られる。

【００３８】画像信号41は記録したい画像の画素として
のスペース／ドットマークに対応させた情報信号であっ
て、オン／オフ状態を示す電気的制御信号である。

【００３９】このオン／オフ状態に対応して液晶セルに
かけられる電界により異なる２つの状態を有する反射光
42が、チャージ電極34によって所定の電位に帯電された
感光体ドラム33の表面を露光し、画像信号41に対応する
静電潜像を形成する。いわゆる電子写真プロセスに従っ
て、この静電潜像は現像器35によって現像されて可視化
される。この可視されたトナー像は、給紙ローラ38によ
って給紙される用紙43上に転写電極36によって転写され
ることにより、スペース／ドットマークなる点画像が形
成される。転写後に感光体ドラム33の表面に残ったトナ
ーは、クリーナ37によって除去される。

【００４０】この実施例によれば、光源で作像ユニット
を照射し、作像ユニットに記録したい画像としての画素
の画像信号に対応した電気的制御信号を与え、液晶ユニ
ットを透過し鏡体によって全反射された反射光が得られ
る。この反射光によって感光体を露光し、電子写真プロ
セス原理を用いて用紙に画像を形成させることができ
る。

【００４１】従って、画像形成装置の構成及び電子写真
プロセスを変更することなく、用紙に複写ができる複写
機としての機能と、複写機の光源及び作像ユニットを組
み合わせることにより高速のページプリンタとしての機
能とを共有した複合型ＯＡ（オフィスオートメーショ
ン）機器を構成することができる。

【００４２】次に、本発明に係る作像ユニットの他の実
施例を説明する。

【００４３】図４は本発明に係る作像ユニットの第２の
実施例の構成を示す概略構成図である。図４(A) 及び図
４(B) は、この作像ユニットの分解斜視図及び要部平面
図である。

【００４４】図４(A) に示すように、この実施例の作像
ユニット50は、いわゆる液晶フィルタ式のものであり、
基本的には図１に示す作像ユニット10を一列に並べるこ
とにより構成されており、液晶パネル52、偏光板53a 及
び53b 、並びに鏡板54を備えている。

【００４５】液晶パネル52はガラス板55a 及び55b と、
ガラス板55a 及び55b にそれぞれ設けられている透明電
極56a 及び56b と、ガラス板55a 及び55b の間に設けら
れている液晶体57とを含んでいる。

【００４６】図４(B) に示すように、隣り合う透明電極
56a の間には液晶窓58が配設されている。

【００４７】鏡板54は本発明の反射板の一実施例であ
る。ガラス板55a 及び55b は本発明の基板の一実施例で
ある。透明電極56a 及び56b は本発明の電極の一実施例
である。液晶体57は本発明の液晶層の一実施例である。

【００４８】液晶パネル52の透明電極56a 及び56b に対
して電圧を印加することにより、透明電極56a 及び56b
の間に生じる電界の有無により、液晶パネル52の液晶体
57の光の通し方が変わり、液晶体57は光シャッタ効果を
発揮する。

【００４９】即ち、図示していない電源から電圧が印加
された状態では、液晶パネル52の液晶57はシャッタが開
いた状態となって、ハロゲンランプ管等から成る白色の
棒状光源51からの入射光59a を透過し、透過した入射光
59a は背面の鏡板54によって全反射され、全反射光59b
となって作像ユニット50から出ていく。

【００５０】一方、電圧が印加されない状態では、液晶
パネル52の液晶体57はシャッタが閉じた状態となって、
棒状光源51からの入射光59a を透過せず、入射光59a は
液晶体57によって乱反射され、作像ユニット50は乱反射
状態を呈する。

【００５１】図５は本発明に係る作像ユニットの第３の
実施例の構成を示す概略平面図である。

【００５２】この実施例の作像ユニットは、基本的には
図１に示す作像ユニット10を千鳥状二列に配列すること
により液晶パネルが構成されており、同図に示すよう
に、画素列に対応する液晶窓60が千鳥状二列に配列され
ている。

【００５３】この実施例の作像ユニットに含まれている
ガラス板、透明電極、偏光板及び鏡板の配置について
は、図４に示す作像ユニット50と同様の構成を有してい
る。

【００５４】この作像ユニットの動作も上述した図４の
作像ユニットの動作と同様である。

【００５５】この第２及び第３の実施例の作像ユニット
の液晶体57の各々を画素（ピクセル）とみたて、液晶体
57の列を画像記録の主走査方向の画素列（ピクセル列）
に対応させることにより、液晶の電界による光シャッタ
効果を利用した作像バーを構成することができる。

【００５６】従って、鏡板54によって全反射された反射
光を用いることにより、画像形成のための作像光を発す
ることができる。

【００５７】図６は図４又は図５の作像ユニットを備え
た画像形成装置の一実施例の構成を示す概略構成図であ
る。ここでは、本発明に係る画像形成装置を例えば静電
式複写機に適用した例を示す。

【００５８】同図に示すように、この実施例の画像形成
装置は、作像ユニット61、ハロゲンランプ等から成る白
色の棒状光源51、感光体ドラム62、チャージ電極63、現
像器64、転写電極65、クリーナ66、給紙ローラ67、排紙
ローラ68及び画像処理デバイス69を備えている。

【００５９】作像ユニット61は図４又は図５に示す作像
ユニット50に相当する。

【００６０】棒状光源51は、棒状光源51の長手方向と作
像ユニット61の長手方向とが互いに平行になるように配
置されており、棒状光源51からの白色光が作像ユニット
61に対して均一に照射されるように構成されている。

【００６１】この実施例の画像形成装置は、作像ユニッ
ト61からの反射光71が感光体ドラム62を露光できるよう
に構成されている。

【００６２】感光体ドラム62及びチャージ電極63は、本
発明の潜像形成手段の一実施例である。現像器64及び転
写電極65は、本発明の転写手段の一実施例である。

【００６３】画像処理デバイス69から画像信号72が作像
ユニット61に含まれている透明電極（図４に示す透明電
極56a 及び56b に相当）に送られると、光を遮断、透過
する作像ユニット61の液晶セル（図４に示す液晶体57に
相当）の光シャッタ効果により、シャッタが閉じた状態
のときに液晶セルによって反射される乱反射光と、シャ
ッタが開いた状態のときに作像ユニット61の鏡板（図４
に示す鏡板54に相当）によって全反射される反射光71と
が得られる。

【００６４】画像信号72は記録したい画像の画素として
のスペース／ドットマークに対応させた情報信号であっ
て、オン／オフ状態を示す電気的制御信号である。

【００６５】このオン／オフ状態に対応して液晶セルに
かけられる電界により異なる２つの状態を有する反射光
71が、チャージ電極63によって所定の電位に帯電された
円筒状の感光体ドラム62の表面の柱腹稜線上を露光し、
画像信号72に対応する静電潜像を形成する。いわゆる電
子写真プロセスに従って、この静電潜像は現像器64によ
って現像されて可視化される。この可視されたトナー像
は、給紙ローラ67によって給紙される用紙73上に転写電
極65によって転写されることにより、スペース／ドット
マークの主走査方向の画素列として線画像が形成され
る。転写後に感光体ドラム62の表面に残ったトナーは、
クリーナ66によって除去される。

【００６６】従って、画像形成装置の構成及び電子写真
プロセスを変更することなく、用紙に複写ができる複写
機としての機能と、複写機の光源及び作像ユニットを組
み合わせることにより高速のページプリンタとしての機
能とを共有した複合型ＯＡ機器を構成することができ
る。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る作像
ユニットは、それぞれが透明な電極を有する２つの基板
間に設けられており電極に印加される制御信号に基づい
て入射光の透過を調節可能な液晶層と、液晶層に関して
入射光が入射する側と反対側に設けられている反射板と
を備えている。従って、液晶層を透過し、反射板によっ
て全反射された反射光を用いることにより、画像形成の
ための作像光を発することができる。

【００６８】本発明に係る作像ユニットを備えた画像形
成装置は、それぞれが透明な電極を有する２つの基板間
に設けられており電極に印加される制御信号に基づいて
入射光の透過を調節可能な液晶層と、液晶層に関して入
射光が入射する側と反対側に設けられている反射板とを
含んでいる作像ユニットと、液晶層を透過し反射板によ
り反射された入射光に基づいて静電潜像を形成する潜像
形成手段と、静電潜像を用紙上に転写する転写手段とを
備えている。このように反射光を用いて用紙上に画像を
形成することができるため、画像形成装置の構成及び複
写プロセスを変更する必要がなく、従って、複写機能及
びプリンタ機能を共有することのできる画像形成装置を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る作像ユニットの第１の実施例の構
成を示す概略構成図である。

【図２】図１の作像ユニットの動作を説明するための概
略図である。

【図３】図１の作像ユニットを備えた画像形成装置の一
実施例の構成を示す概略構成図である。

【図４】本発明に係る作像ユニットの第２の実施例の構
成を示す概略構成図である。

【図５】本発明に係る作像ユニットの第３の実施例の構
成を示す概略平面図である。

【図６】図４又は図５の作像ユニットを備えた画像形成
装置の一実施例の構成を示す概略構成図である。

【図７】従来の透過式の液晶セル又は液晶セル列を用い
た作像ユニットの断面図である。

【図８】図７の従来の作像ユニットを備えた画像形成装
置の要部構成図である。

【符号の説明】

10、31、50、61 作像ユニット 11、57 液晶体 12a 、12b 、55a 、55b ガラス板 13a 、13b 、56a 、56b 透明電極 14、54 鏡板 17 液晶セル 33、62 感光体ドラム 34、63 チャージ電極 35、64 現像器 36、65 転写電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが透明な電極を有する２つの基
   板間に設けられており前記電極に印加される制御信号に
   基づいて入射光の透過を調節可能な液晶層と、該液晶層
   に関して入射光が入射する側と反対側に設けられている
   反射板とを備えたことを特徴とする作像ユニット。
2. 【請求項２】 それぞれが透明な電極を有する２つの基
   板間に設けられており前記電極に印加される制御信号に
   基づいて入射光の透過を調節可能な液晶層と、該液晶層
   に関して入射光が入射する側と反対側に設けられている
   反射板とを含んでいる作像ユニットと、前記液晶層を透
   過し前記反射板により反射された前記入射光に基づいて
   静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を用紙
   上に転写する転写手段とを備えたことを特徴とする作像
   ユニットを備えた画像形成装置。