JPH02254472A - 固体走査型光プリントヘッド - 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、静電転写型プリンタに用いられる固体走査型
光プリントヘッドであって、感光体上を露光して静電潜
像を形成する画像形成部を設けてある固体走査型光プリ
ントヘッドに関する。

〔従来の技術〕

この種の固体走査型光プリントヘッドが組み込まれる静
電転写型プリンタにおいては、文字等の記録に必要な部
分のみを露光させれば済むように、−様に帯電された感
光体の表面のうち露光済の部分に帯電トナーを付着させ
ることで現像する、いわゆるネガ・ポジ現像方式を採用
するのが一般的である。そして、通常感光体の有効画像
形成領域を安定して現像するために、現像器の有効現像
幅を前記有効画像形成領域の幅より若干長く設定しであ
る。

この種の固体走査型光プリントヘッドとしては、ＬＥＤ
プリントヘッドやＬＣＤプリントヘッドが知られている
。例えば、ＬＣＤプリントヘッドは、各別に駆動可能な
微小画素単位の光透過部を、光源と感光体との間に、感
光体の長手方向に沿ってその有効画像形成領域とほぼ等
しい長さにわたって列状に並設するとともに、それら光
透過部を通った光源からの光を感光体上に各別に結像す
るためのレンズアレイを感光体との間に設けてなり、ポ
ストコンピュータ等から伝送された画像情報に基づいて
、前記微小画素単位の光透過部を選択的に駆動すること
により、感光体上に微小画素単位の露光済部分と未露光
部分とからなる静電潜像を形成するように構成しである
。また、ＬＣＤプリントヘッドは、上記ＬＣＤプリント
ヘッドにおける光源と光透過部との組合せに替えて、微
小画素単位の発光部を設けて構成しである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前述したプリンタと並んで静電転写型の装置
の代表的なものであり広く普及している複写機は、照明
された原稿から反射された画像光により静電潜像が形成
される関係上、様帯電された感光体上のうち未露光部分
に帯電トナーを付着させることで現像する、いわゆるポ
ジ・ポジ現像方式を採用している。前述した静電転写型
プリンタにおいても、この現像方式であれば、トナーを
始めとする消耗品や記録プロセスにおける構成部品の共
通化が図れ、効率の良い設計・生産体制及び消耗品の供
給体制を採ることができて、スケールメリットによるコ
ストダウンを達成でき、さらには、同じ現像方式による
複写機能とプリント機能とを併せ持つ多機能の記録装置
を安価に得ることも可能となることから、ポジ・ポジ現
像方式を採用することが望まれている。

ところが、このポジ・ポジ現像方式においては、感光体
の有効現像幅のうち有効画像形成領域よりも外側の部分
は未露光のまま残るので、その部分に帯状にトナーが付
着する。この帯状に付着したトナーは、可視画像の形成
には寄与することなく廃棄されるので、トナーが無駄に
消費されることとなり、さらには記録装置内に粉塵を発
生させて記録プロセスに著しい悪影響を及ぼす虞もある
。

本発明の目的はポジ・ポジ現像方式を採用しても有効画
像領域外でのトナー付着を確実に防止できる固体走査型
光プリントヘッドを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による固体走査型光プ
リントヘラ１′は、前記感光体のうち有効画像形成領域
の外側部分を除電するための光路を、前記有効画像形成
領域に対応する前記画像形成部の光路とは区画した状態
に設けてあることを特徴とする。

〔作　用〕

つまり、感光体上の有効画像形成領域に画像を形成する
ための画像形成部の光路と、それとは区画された有効画
像形成領域よりも外側部分を除電するための光路とを設
けてあるので、その除電用の光路を通過する光は、前記
有効画像形成領域内に漏れることがなく、その光によっ
て、有効画像形成領域よりも外側の部分を、前記領域の
境界の極く近傍まで露光し”ζ完全に除電することがで
きる。従って、画像欠損を招来することなく、有効画像
形成領域外を確実に除電して、現像工程におけるその部
分へのトナー付着を防止できるのである。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

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
）、固体走査型光プリントヘッド（１）、現像器（３）
、転写・分離器（４）、クリーナ（５）、イレーザ（６
）をドラム状の感光体（ＰＣ）の長手方向に沿って、か
つ、感光体ドラム（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プリントヘ
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。

一方、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、前記固体走査型光プリントヘッド
（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ジャシタ部（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）（商品名セルフォック）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ランプ（
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（１４）を通過した
光の偏光方向に対して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、電気光学効
果を有するＰＬＺＴ（ランタン添加シリコニウム酸チタ
ン酸鉛）光シャッタ（１６）を、そのシャツタ窓（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ＰＬＺＴ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Ｐ
ＬＺＴ光シャンク（１６）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ＰＬＺＴ光シャッタ（１６）は、第１図及び第２図
に示すように、複数のＰＬＺＴ光シャ・７タチツプ（１
７ａ）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）　Ｊニに配
設して構成しである。

前記画像形成部（１７）を構成するＰＬＺＴ光シャラシ
ャツクチップａ）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
挟んで両側に光透過用の複数個のシャツタ窓（２５Ａ）
　、　（２５Ｂ）を微小画素単位に配列し、各シャツタ
窓（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信号に
応じた信号電圧を印加するための駆動電極（２６）を設
けて構成しである。

前記複数のシャツタ窓（２５Ａ）　、　（２５Ｂ）は正
面視で千鳥状に配列してあり、それら二側のシャック窓
（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）の長平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、前記シャツタ窓（２５Ａ）　、　（２５Ｂ）のどう
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３
０００ＰＩを達成しである。

前記除電部（１８）を構成する前記ＰＬ　Ｚ　Ｔ光シャ
ッタチップ（１８ａ）は、第７図に示すように、ＰＬＺ
Ｔウェハ（２３）上の中央に一本のスリット状のシャツ
タ窓（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）の端のシャツタ窓（２５Ａ）と除電部（１
８）のシャツタ窓（２７）の端とのピッチ［ＰＯ３が、
前述した二側のシャツタ窓（２５Ａ）　、　（２５Ｂ）
間のピッチ［Ｐ］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３２０ｍ
ｍの４ｊＦ電幅を有し、そのうち中央部３００ｍｍ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形成領域の
両端外側に５　ｍｍづつ長い３１０ｍｍ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
ーライトガイド（１３）からの綿状光線束の幅、及び、
ロッドレンズアレイ（１０）の幅は何れも３２０　ｍｍ
で前記感光体（ｐｃ）の帯電幅とオーバーラツプさせで
ある。また、前記ＰＬＺＴ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３００ｍｍに形成してあり、その
両端外側の除電部（１８）は夫々ＬＯｍｍづつに形成し
である。

つまり、前記感光体（ＰＣ）の有効画像形成領域の両端
外側の帯電領域は、前記除電部（１Ｆ３）の透過光がそ
の光路を形成する前記ロッドレンズアレイ（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、境界部分での精度が良く除電され
るのである。

以下に前記ＰＬＺＴ光シャッタ（１６）の駆動方法につ
いて説明する。

第７図に示すように、前記ＰＬＺＴ光シャッタ（１６）
の制御回路は、ホストコンピュータから伝送される画像
情報を前記シャツタ窓（２５）夫々に対応する微小画素
単位に変換したデータを取り込むシフＩ・レジスタ（３
０）と、シフトレジスタ（３０）により取り込まれたデ
ータを保持するラッチ回路（３１）と、ラッチ回路（３
１）内のデータを一括して出力するためのゲート回路（
３２）を介して接続しである各シャツタ窓（２５）ごと
の駆動回路（３３）とで構成しである。

前記駆動回路（３３）の出力端子は前記駆動電極（２６
）に夫々接続してあり、前記駆動回路（３３）がアクテ
ィブの間、電圧νｈが前記駆動電極（２６）にパルス状
に印加されるように構成しである。−方、前記除電部（
１８）の駆動電極（２８ｂ）には、駆動される領域が大
きくパルス駆動に対する応答性が低下するので、電圧ν
ｈが常に印加されている。

前記画像形成部（１７）の駆動電極（２６）に印加する
電圧ｖｈは、ＰＬＺＴのＫｅｒｒ定数、駆動電極（２６
）と共通電極（２４）との間隔（本実施例では６０μｍ
）、シャッタ形状等に応じて決定され、駆動パルスの周
波数は、目標とする解像度、及び、システム速度（感光
体の周速度で、本実施例では１８０ｍｍ／秒）に応じて
決定される。

本実施例で用いるＰＬＺＴ光シャッタ（１６）は第８図
に実線で示すように、パルス駆動時の動特性において約
５４Ｖで透過光量が最大値をとる。

尚、第８図に示すデータは、前記ＰＬＺＴ光ジャシタ（
１６）を周期４７０μ秒（解像度３００Ｄｒ’ｌに相当
）でダイナミック駆動して得られた透過光量をフォトマ
ルチプライアで測定し、得られた透過光量データを、そ
の最大値を１００として正規化したものである。

従って、前記駆動電極（２６）に印加される電圧ｖｈは
、約５４Ｖとしである。又、一方、ＰＬＺＴシャッタ（
１６）は、図中破線で示すように、静特性においては約
４０Ｖで透過光量が最大値をとるが、前記除電部（１８
）の駆動電極（２８ｈ）には、共通の電源を利用するた
めに約５４Ｖの電圧を印加してあり、感光体（ＰＣ）の
回転方向に沿った方向のスリット状のシャツタ窓（２７
）の幅［１１］を、画像形成部（１７）の各シャツタ窓
（２５）の幅［Ｉ！、□コよりも広く設定することで、
除電に必要な光量を確保できるようにしである。

〔別実施例〕

以下に本発明の別実施例を説明する。

［１］上述の実施例では、ＰＬＺＴ光シャッタ（１Ｇ）
の除電部（１８）を構成するシャツタ窓（２７）を−本
のスリット状に形成していたが、第９図に示すように、
除電部（１８）のシャツタ窓（２７）を、画像形成部（
１７）の二側のシャツタ窓（２５Ａ）　、　（２５Ｂ）
と長手方向に沿って並ぶ状態で形成された二本のスリッ
ト状のシャツタ窓（２７Ａ）　、　（２７Ｂ）としても
良い。この場合、前記画像形成部（１７）を作製する加
工工程が、ＰＬＺＴ５板（２３）をまず列方向に加工し
て二側のシャツタ窓を形成し、次に各シャツタ窓を列方
向に″分割して加工することで行なわれることから、前
半の工程を経たものを前記除電部（１８）として使用す
ることが可能となり製作工程の集約化を図ることができ
る。

［２１前記除電部（１８）を構成するに、第１０図及び
第１１図に示すように、ＰＬＺＴ基板（２３）上に屈折
率異方性材料（３４）を設けて構成しても良い。例えば
、屈折率異方性材料（３４）の−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電極（２８ａ）　。

（２８ｂ）が不要となるとともに、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（３４
）が加わるごとで透過率の低下が生じるが、図示のよう
に怒光体（ＰＣ）の回転方向に沿った方向の寸法を広く
して屈折率異方性材料（３４）の面積を大とすることに
より、除電に必要な光量を確保できるようにしである。

［３］前記除電部（１８）を構成するに、第１２図及び
第１３図に示すように、前記画像形成部（１７）の両端
外側部分に基板（３５）上に複数の発光素子（３６）を
配列してなるＬ　Ｅ　Ｄアレー（３７）を設けて構成し
ても良い。この構成において１発光素子（３６）からの
光は全体として除電に与えるので、発光素子（３６）自
身の大きさ、ならびに、互いの設置開講等は、画像形成
部（１７）における各シャツタ窓（２５）の大きさ、な
らびに互いの設置間隔よりも大にしても構わない。

［４］さらに、第１４図及び第１５図に示すように、前
記検光子（１５）の幅［ａ］を前記画像形成部（１７）
の幅［ｂ］とほぼ等しくし、しかも前記除電部（１８）
を前記回路基板（２１）で挟まれたスリット状の空間（
３Ｂ）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。

［５］画像形成用の光路と除電用の光路とを区画する構
成として、ロッドレンズアレイ（１０）により行なうも
のに替えて、仕切部材を設ける構成としてもよい。

［６コ先の実施例では、画像形成部（エフ）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
。

［７コ先の実施例では、画像形成部（１７）としてＰＬ
ＺＴ光シャッタ（１６）を有する光プリントヘッド（１
）を説明したが、それに替えて、液晶（ＬＣＤ）　　シ
ャッタ等地の光シヤツタ形式によるものとしてもよいし
、さらに、画像形成部（１７）として、Ｌ巳Ｄアレイを
有する光プリントヘッド（１）に構成してもよく、固体
走査型であればその形式は不問である。

〔発明の効果〕

従って、怒光体の有効画像形成領域よりも外側の部分に
対する除電用の光路を、画像形成用の光路とは区画した
状態に設けることで、画像形成と同時に、除電用の光を
前記有効画像形成領域よりも外側部分のみに精度良く照
射させることができる固体走査型光プリントヘッドにで
きた。その結果、有効画像形成領域外の現像前除電によ
り無駄なトナー消費を防ぐとともに画像劣化を招来する
粉塵の発生も低減でき、しかも、画像の欠を員やボケを
招来することがなく、経済的で、かつ、高品質の画像を
信頼性高く得られる静電転写型プリンタを提供すること
が可能になった。

さらに、そのことで、記録装置として、複写機では一般
的なポジ・ポジ現像方式を採用することの障碍が軽減さ
れるから、複写機との部品や消耗品の共用によるスケー
ルメリ・ノド的なコストダウンを達成できるとともに、
記録骸能と複写機能とを併せ持つ多機能の記録装置を簡
単に、かつ安価に得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る固体走査型光プリントヘラドの実施
例を示し、第１図はＰＬＺＴ光シャッタの平面図、第２
図は第１図における■−■線断面図、第３図は固体走査
型光プリントヘッドの分解斜視図、第４図は作像部の概
略断面図、第５図はＰＬＺＴ光シャッタチップの斜視図
、第６図はＰＬＺＴ光シャッタチップの平面図、第７図
はＰＬＺＴ光シャッタチップの駆動回路の構成図、第８
図はＰＬＺＴ光シャッタチップの駆動特性図であり、第
９図乃至第１５図は別実施例を示し、第９図及び第１０
図はＰＬＺＴ光シャッタチップの平面図、第１１図は第
１０図におけるＸＩ−ＸＩ線断面図、第１２図は除電部
にＬＥＤアレーを用いたＰＬＺＴ光シャッタの平面図、
第１３図は第１２図における■−■線断面図、第１４図
は除電部を空間状のスリットとしたＰＬＺＴ光シャッタ
の平面図、第１５図は同側面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 感光体上を露光して静電潜像を形成する画像形成部を設
   けてある固体走査型光プリントヘッドであって、前記感
   光体のうち有効画像形成領域の外側部分を除電するため
   の光路を、前記有効画像形成領域に対応する前記画像形
   成部の光路とは区画した状態に設けてある固体走査型光
   プリントヘッド。