JPH0373977A - 画像形成装置 - 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、液晶シャッタアレイを介して感光体を選択
的に露光して画像を結像する画像形成装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、この種の液晶シャッタアレイが搭載されたページ
プリンタが実用化されており、小型のプリンタ装置とし
て注目されている。

通常、液晶シャッタアレイが像担持体となる感光体の周
囲近傍に配設され、プリント幅の全幅に沿ってドツト密
度に相当する割合で１列に並べたアレイにより、１ドツ
トライン分の多数の光ドットを同時に発生させドツトラ
イン単位で線順次に露光する方式（ライン走査露光方式
）が採用されている。そして、光源からの光を選択的に
透過して、等倍結像の収束性光フアイバレンズアレイ等
を介して感光体に結像する構成となっている。

また、この種のプリンタ装置で、階調プリント処理を実
行する場合には、大別して下記（１）（２）の方式が採
用されている。

（１）１ラインの液晶シャッタアレイによりライン走査
するタイプは、各画素のシャッタＯＮ時間を可変制御す
ることにより行う。

（２）複数ラインの液晶シャッタアレイによりライン走
査するタイプは、液晶セルの大きさとドラム面上との解
像度が同じになるように時分割多重露光することにより
行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

このため、上記（１）の場合には、露光量不足により高
速印字が望めない。

また、上記（２）の場合には、露光される光のシャープ
ネスが低下して画像がぼけたり、階調性が低下するとい
った問題点があった。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、複数ラインの液晶シャッタアレイによりライン走
査する画像形成装置において、複数ラインの液晶シャッ
タアレイを感光体近傍に配設して各液晶シャッタアレイ
を線走査する際に、各ラインの各セル中の所定領域をマ
スクすることにより、所望とする画像情報を画像品位を
損ねることなく高速に形成できるとともに、階調画像を
も形成できる小型の画像形成装置を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る画像形成装置は、感光体の周囲近傍に配
設される複数ラインの液晶シャッタアレイと、入力され
る画像情報に基づきこれらの複数ラインの液晶シャッタ
アレイを感光体の回転速度に同期したタイミングで時分
割駆動するアレイ駆動手段と、複数ラインの液晶シャッ
タアレイのライン数および解像度に基づいて複数ライン
の液晶シャッタアレイを構成する各セルの所定領域をマ
スクするマスク手段と、人力される画像情報に基づいて
アレイ駆動手段を制御して感光体の同一位置を多重露光
する多重露光手段とを設けたものである。

また、入力される画像情報に基づいてアレイ駆動手段に
よる各液晶シャッタアレイの駆動数を制御する露光制御
手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、マスク手段が複数ラインの液晶シ
ャッタアレイのライン数および解像度に基づいて複数ラ
インの液晶シャッタアレイを構成する各セルの所定領域
をマスクし、多重露光手段が入力される画像情報に基づ
きアレイ駆動手段を制御して、すなわち複数ラインの液
晶シャッタアレイを感光体の回転速度に同期したタイミ
ングで時分割駆動することにより、感光体の同一走査ラ
イン上をライン数に応じた回数多重露光を行い感光体上
に画像を結像することを可能とする。

また、マスク手段が複数ラインの液晶シャッタアレイの
ライン数および解像度に基づいて複数ラインの液晶シャ
ッタアレイを構成する各セルの所定領域をマスクし、露
光制御手段が入力される画像情報に基づきアレイ駆動手
段による駆動回数をを制御して、すなわち複数ラインの
液晶シャッタアレイのうち、駆動する液晶シャッタアレ
イを制限しながら、感光体の回転速度に同期したタイミ
ングで時分割駆動することにより、感光体の同一走査ラ
イン上に露光回数に応じた露光を行い感光体上に階調画
像を結像することを可能とする。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置の構成
を説明する断面図であり、１は原稿台で、原稿が載置さ
れる。２はハロゲンランプで、原稿を露光照明する。３
は第１ミラーで、第２よシー４．第３ミラー５およびハ
ロゲンランプ２等によりスキャナ２８が構成される。

６は第４ミラーで、レンズ９を介して走査される反射光
を第５ミラー７、　′ｓ６ミラー８を介して感光ドラム
１２上に結像する。

１０は液晶シャッタアレイ部で、後述するように複数ラ
インの液晶シャッタアレイにより構成され、感光ドラム
１２の周囲近傍に配設される。

１１は光収束性レンズで、液晶シャッタアレイ部１０を
介して選択的に透過された光を等倍画像として感光ドラ
ム１２に結像する。

なお、上記光収束性レンズ１１．液晶シャッタアレイ部
１０．露光ランプ（例えばハロゲンランプで構成される
）１５によりブランク露光部２７が構成され、スキャナ
２８により原稿走査時に連動して感光ドラム１２の所定
領域または設定された領域に選択的に光を照射して電荷
を除電し不要な顕像形成を防止するとともに、スキャナ
２８が停止し、後述するインタフェースからの画像情報
を処理する際には、プリンタヘッドとして機能する。

１３は前露光ランプで、清掃された感光ドラム１２面を
全面露光し、表面電位を中和する。

１４は一次帯電器で、画像形成に備えて感光ドラム１２
の表面電位を一様帯電させる。

１６は現像器で、感光ドラム１２に形成された静電潜像
を現像材（トナー）により顕像化する。

１７は転写帯電器で、レジストローラ１９により画像先
端同期がとられた記録紙（図示しない）に現像されたト
ナー像を転写する。１８は分離帯電器で、転写された記
録紙を感光ドラム１２から分離する。

２０はコントローラ部で、上記各部を総括的に制御し、
原稿画像の複写処理と、入力される画像情報のプリント
処理とを実行させる。

２１はマスク手段で、液晶シャッタアレイ部１０の各シ
ャッタアレイの各セルの所定領域を後述するようにマス
ク（遮光）シ、露光ランプ１５による光透過領域を限定
する。

第２図は、第１図に示したコントローラ部２０の構成を
説明する回路ブロック図であり、第１図と同一のものに
は同じ符号を付しである。

図において、２２は現像バイアス回路で、現像器１６に
印加する現像バイアスを設定された濃度等により決定す
る。

２３はレジストクラッチで、レジストローラ１９の駆動
／停止を行う。

２４は操作部で、コピーキー３０．各種のモード設定キ
ー３３〜３５等が配設され、表示部３６に設定された画
像形成モード、システム状態等が表示される。

３１はエディタで、スタイラスペン３２によりエディタ
面を押下することにより、記号９文字を入力することが
可能となっている。

４１はＲＡＭで、インタフェース４４を介して外部機器
より入力された画像情報を記憶する。

４２は液晶コントローラで、所定のタイくングで画像情
報をＲＡＭ４１より読み出し液晶ドライバ４３に出力す
る。なお、アレイ駆動手段を構成する液晶ドライバ４３
は液晶シャッタアレイ部１゜を駆動し、露光された光を
選択的に透過させて感光ドラム１２上に画像情報に基づ
く静電潜像を形成するとともに、設定された露光領域デ
ータに基づいて感光ドラム１２上を露光し除電する。

なお、液晶ドライバ４３は、入力される画像情報に基づ
きこれらの複数ラインの液晶シャッタアレイ１０を感光
ドラム１２の回転速度に同期したタイミングで時分割駆
動し、感光ドラム１２の同一画素を多重露光しながら階
調画像を形成させる。

なお、液晶コントローラ４２には、この発明に係る多重
露光手段４２ａ、露光制御手段４２ｂが設けられ、マス
ク手段２１が複数ラインの液晶シャッタアレイ１０のラ
イン数および解像度に基づいて複数ラインの液晶シャッ
タアレイ１０を構成する各セルの所定領域をマスクし、
多重露光手段４２ａが入力される画像情報に基づきアレ
イ駆動手段（液晶ドライバ４３）を制御して、すなわち
複数ラインの液晶シャッタアレイ１０を感光ドラム１２
の回転速度に同期したタイミングで時分割駆動すること
により、感光ドラム１２の同一走査ライン上をライン数
に応じた回数多重露光を行い感光ドラム１２上に画像を
結像させる。

さらに、マスク手段２１が複数ラインの液晶シャッタア
レイ１０のライン数および解像度に基づいて、複数ライ
ンの液晶シャッタアレイを構成する各セルの所定領域を
マスクし、露光制御手段４２ｂが入力される画像情報に
基づき液晶ドライバ４３による駆動回数をを制御して、
すなわち複数ラインの液晶シャッタアレイ１０のうち、
駆動する液晶シャッタアレイ１０を制限しながら、感光
ドラム１２の回転速度に同期したタイミングで時分割駆
動することにより、感光ドラム１２の同一走査ライン上
に露光回数数に応じた露光を行い感光ドラム１２上に階
調画像を結像させる。

次に、第２図の動作について説明する。

操作部２４よりコピーキー３０が押下され、コピースタ
ート信号がコントローラ部２０に入力されると、コント
ローラ部２０は感光ドラム１２およびその他の負荷を回
転させるためにメインモータＭ１をＯＮする。メインモ
ータＭ１がＯＮすると同時に一次？−電器１４．前露光
ランプ１３．ブランク露光部２７．現像器１６の現像バ
イアス回路２２．転写帯電器１７、分離帯電器１８をＯ
Ｎする。

メインモータＭ１がＯＮすると、給紙手段（図示しない
）に上って、給紙された転写紙はレジストローラ１９の
ところでループをつくり、スキャナ２８が所定位置に来
るまで待機している。スキャナ２８が、所定のスピード
に達し画像先端位置に来ると、コントローラ部２０は、
レジストローラ１９を駆動するレジストクラッチ２３を
ＯＮする。感光ドラム１２上に形成されたトナー像を転
写位置で転写紙上に転写帯電器１７により転写させ、さ
らに転写紙を分離帯電器１８により転写ドラム１２から
分離させる。

転写・分離された転写紙は、定着器（図示しない）を通
して排出される。

一方、スキャナ２８は、転写紙サイズまで走行したら、
コントローラ部２０よりスキャナモータＭ２に反転信号
が出力され、スキャナ２８は反転し所定の位置に停止す
る。

次に、ブランク露光部２７の動作について説明する。

ブランク露光処理対象となるのは、転写紙の紙間隔に感
光ドラム１２上に不要なトナーをのせないように、感光
ドラム１２上の電位を除電するために点灯するとともに
、変倍処理時等にも画像領域外にトナーがのらないよう
に点灯するものである。

液晶シャッタアレイ１０の動作は、ブランク用の光源を
感光ドラム１２面上（投影させるかどうか、すなわちシ
ャッタの開閉を行い光の透過制御を実行する。

次に、インタフェース４４を介して受信子画像情報に基
づく画像形成処理、すなわちプリントモード時の動作に
ついて説明する。

第２図において、操作部２４上のモード切換えスイッチ
３７によりプリントモードに切り換え設定されると、画
像形成装置がプリンタエンジンとして機能する。

すなわち、外部機器からデータ、制御コマンド等からな
る画像信号がインタフェース４４を介して入力されると
、コントローラ部２０はメインモータＭ１をＯＮし、感
光ドラム１２を回転させるとともに、高圧ユニット、露
光ランプ１５等をＯＮする。

給紙手段によって、給紙された転写紙がレジストローラ
１９の配設位置まで搬送されると、コントローラ部２０
は、外部機器より入力されたデータをＲＡＭ４１に書き
込み、感光ドラム１２の回転速度に同期したタイミング
（水平同期信号ＨＳＹＮＣの立ち上がり〉で、液晶コン
トローラ４２から既に書き込まれたデータを読み出し、
液晶ドライバ４３に送出し、液晶シャッタアレイ１０を
以下のように駆動する。

液晶コントローラ４２は、液晶シャッタアレイ１０のセ
ルサイズ（この実施例では仮に：４ｐｅｌとする）とプ
ロセススピードＰ　（ｍｍ／５ｅｃ）により決定される
水平同期信号ＨＳＹＮＣを下記第（１）式に基づいて作
成する。

・・・・−（１） これにより、例えばプロセススピードＰが５０ｍｍ／ｓ
ｅｃの時は、水平同期信号ＨＳＹＮＣは５　ｍ５ｅｃと
なる。液晶シャッタアレイ１０は、ドラム回転速度、つ
まりプロセススピードは同期して駆動される。

以下、第３図、第４図を参照しながらこの発明に係る画
像形成装置におけるマスク処理について説明する。

第３図（ａ）、（ｂ）は、第２図に示した液晶ドライバ
４３の構成を説明する模式図および要部拡大図であり、
第１図と同一のものには同じ符号を付しである。

これらの図において、ＳＤはセグメントドライバで、液
晶コントローラ４２からのアドレスラインＡＤＤＲＥｓ
ｓ、駆動信号ＣＭＩ、０Ｍ２が入力される。ＣＤはコモ
ンドライバで、液晶コントローラ４２から上記水平同期
信号ＨＳＹＮＣ，ラッチ信号ＬＡＴＣＨ，駆動信号ＳＭ
Ｉ、ＳＭ２゜データＤＡＴＡが人力される。

なお、ＣＥＬはセルを示し、解像度をｙ（ｍｍ）Ｘｙ（
ｍｍ）、すなわち（１／ｙ）ｐｅｔと仮定した場合、時
分割／多重露光させるため、液晶シャッタアレイ１０の
各セルＣＥＬのドラム周方向の（ｙ−ｙ／　（ｘ＋　１
　）　）　　（ｍｍ）をマスク（図中の斜線領域）ＩＡ
埋する。なお、この実施例では液晶セル上に光の透過を
遮蔽する手段を設けることによりマスクを行っているが
、この手段に限定されることはなく、絞り液晶等で液晶
セルを構成しても良い。

このため、上記水平同期信号ＨＳＹＮＣは、下記第（２
）式で定義され、 ＨＳ　Ｙ　Ｎ　Ｃ＝　１　／　ｙ　ｘ　ｐ　　　・・・
・・・（２）となる。

このため、時分割駆動する場合には、液晶シャッタアレ
イ１０のコモン数がＸ本あるので、液晶駆動タイミング
上Ｉ４は下記第（３）式で定義されることとなる。

これに上り、例えばプロセススペードｐが５０ｍｎ＋／
ｓｅｃで、液晶シャッタアレイ１０のコモン数がｘ＝４
木で、セルＣＥＬの大きさが１　／ｙ　＝　４ｐ　ｅ　
ｌ　（１／４ｍｍ）　ｈすると、液晶駆動タイ朶ングｔ
Ｍは、１．２５ｍ５ｅｃとなる。

次に、第４図を参照しながら第３図の動作について説明
する。

第４図は、第３図の動作を説明するタイミングチャート
である。

水平同期信号ＨＳＹＮＣが入力されると、液晶駆動タイ
ミング上８毎に、同期信号ＣＬＫに従ってデータＤＡＴ
ＡをセグメントドライバＳＤにｍ個シリアルＣ送出する
。そして、時間上２゜４の間出力し、次の液晶駆動タイ
尖ングｔＨがくるまで駆動信号ＳＭＩ、ＳＭ２をセグメ
ントドライバＳＤに、駆動信号ＣＭＩ、ＣＭ２をコモン
ドライバＣＤにそれぞれ送出する。

なお、時間ｔＩＨは、環境温度や液晶駆動電圧によって
設定される所定時間となる。また、駆動信号ＣＭＩ、Ｃ
Ｍ２は、水平同期信号ＨＳＹＮＣが出力される度に、交
互に入れ替えを行うことによってリフレッシュを行う。

そして、液晶駆動タイミングｔＨ毎に、コモン側のアド
レスＡＤＤＲＥＳＳを順次カウントアツプし、セグメン
ト側から送出されるデータＤＡＴＡを順次シフトしなが
ら時分割駆動を行い、感光ドラム１２上の同一箇所に同
じデータなＸライン分（この実施例では４回）ｆｉね書
き（多重露光）を行う。

なお、上記実施例では、第２図に示したインタフェース
４４を介して入力される画像情報が、例えば文字情報で
ある場合について説明したが、階調性を必要とする中間
良画像情報である場合には、液晶シャッタアレイ１０の
コモン数分、すなわちＸ回の書き込みに際して、同一デ
ータを何回書き込むかによって、（ｘ＋１）階調の階調
表現画像を形成することができる。

次に第５図を参照しながらこの発明に係る液晶シャッタ
アレイ１０の駆動制御動作について説明する。

第５図はこの発明に係る液晶シャッタアレイ１０の駆動
制御手順の一例を示すフローチャートである。なお、（
１）〜（１１）は各ステップを示す。

先ず、操作部２４でプリントモードが設定されると、こ
のフローがスタートし、コントローラ部２０が各部を初
期化して（１）　　インタフェース４４を介して入力デ
ータを受信するのを待機しく２）、受信したら、受信デ
ータをＲＡＭ４１の所窓領域に書き込む（３）。次いで
、コントローラ部２０がプリント開始を指示するととも
に、データ読み出し等を液晶コントローラ４２に指示す
る（４）。次いで、水平方向書込みタイミングとなる、
すなわち水平同期信号ＨＳＹＮＣが出力されるを待機し
く５）、ＹＥＳならば液晶ドライバ４３がコモンドライ
バＣＤにアドレスを指定しく６）、画像描画データ（露
光データ）を出力しく７）、感光ドラム１２を露光する
（８）。次いで、所定回数の露光終了を指定アドレスか
らを判定しく９）ＹＥＳならば他の処理に移行し、Ｎｏ
ならばアドレス値を加算しく１０）、露光タイミング、
すなわち液晶駆動タイミング１．どなるのを待機しく１
１）、ＹＥＳならばステップ（６）に戻る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、感光体の周囲近傍に
配設される複数ラインの液晶シャッタアレイと、入力さ
れる画像情報に基づきこれらの複数ラインの液晶シャッ
タアレイを感光体の回転速度に同期したタイミングで時
分割駆動するアレイ駆動手段と、複数ラインの液晶シャ
ッタアレイのライン数および解像度に基づいて複数ライ
ンの液晶シャッタアレイを構成する各セルの所定領域を
マスクするマスク手段と、入力される画像情報に基づい
てアレイ駆動手段を制御して感光体の同一位置を多重露
光する多重露光手段とを設けもので、感光体上の移動速
度に同期しながら同一位置を精度良く多重露光すること
が可能となり、鮮明な画像を高速に形成することができ
る。

また、人力される画像情報に基づいてアレイ駆動手段に
よる各液晶シャッタアレイの駆動数を制御する露光制御
手段を設けたので、入力される階調情報を高速に形成す
ることができる。

従って、画像描画するプリンタヘッド機構を安価な液晶
シャッタアレイで構成可能となり、小型化のアナログ／
ディジタル処理可能な画像形成が可能となる優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す画像形成装置の構成
を説明する断面図、第２図は、第１図に示したコントロ
ーラ部の構成を説明する回路ブロック図、第３図（ａ）
、（ｂ）は、第２図に示した液晶ドライバの構成を説明
する模式図および要部拡大図、第４図は、第３図の動作
を説明するタイミングチャート、第５図はこの発明に係
る液晶シャッタアレイの駆動制御手順の一例を示すフロ
ーチャートである。 図中、１０は液晶シャッタアレイ部、１１は光収束性レ
ンズ、１５は露光ランプ、２７はブランク露光部、２０
はコントローラ部、２１はマスク手段、４２ａは多重露
光手段、４２ｂは露光制御手段である。 第１図 ２７、ブランクｇ光祁 第 ２ 図 第 図 （ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿を走査露光して反射画像を感光体に結像させ
   る光学走査系を有する画像形成装置において、感光体の
   周囲近傍に配設される複数ラインの液晶シャッタアレイ
   と、入力される画像情報に基づきこれらの複数ラインの
   液晶シャッタアレイを前記感光体の回転速度に同期した
   タイミングで時分割駆動するアレイ駆動手段と、前記複
   数ラインの液晶シャッタアレイのライン数および解像度
   に基づいて前記複数ラインの液晶シャッタアレイを構成
   する各セルの所定領域をマスクするマスク手段と、入力
   される画像情報に基づいてアレイ駆動手段を制御して前
   記感光体の同一位置を多重露光する多重露光手段とを具
   備したことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）入力される画像情報に基づいてアレイ駆動手段に
   よる各液晶シャッタアレイの駆動数を制御する露光制御
   手段を具備したことを特徴とする請求項（１）記載の画
   像形成装置。