JPS6044648B2 - 印写装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は液晶ライトバルブを用いた中等装置に関する。

〔従来技術〕光書き込み中等装置の構成について第１図
及び第２図を用いて説明する。

光源１は常に点灯しており、液晶パネル（以下液晶ライ
トバルブと呼ぶ）２を照らしている。

液晶ライトバルブ２は微小シャッター８を複数個有して
いて、液晶駆動回路９によつて独立に光学的に開閉され
、光源１からの光を透過させたり、させなかつたりする
。この部分を光信号発生部１０と呼ぶことにする。この
ようにして得られた光信号がレンズ１０１によつて感光
部５へ到達する訳であるが、感光材料よりなる感光部５
は帯電ステーション６で予め帯電をされているために、
光信号が到達した部分では帯電電荷が消滅する。

したがつて、外部からの書込信号に応じた静電潜像が形
成されることになる。このようにして形成された静電潜
像は、現像部４で着色トナー現像後、転写部５で記録材
料、例えば紙等にトナー像が転写され、定着部７で熱等
で定着され、完全に固化された印刷像ができ上る。

以下、高速化の実現について述べる。

第３図は、本発明に使用した比較的低周波て誘電緩和を
生じるネマチツク液晶の一般的な誘電異方性の周波数特
性を示した図である。

交差周波数ｆｃより低い周波数ｆｌて誘電異方性は正て
あり、高い周波数化では負である。ｆｅ、ｆｈに対する
誘電異方性をそれぞれΔεＬ、ΔＥＨとした。ΔＥＬ＞
０であり、ΔＥＨ＜０である。このような特性を持つネ
マチツク液晶をＴＮ方式の素子に用いた時、ｆｌの信号
を印加した時、液晶分子の長軸は電界方向になり、市の
信号を印加した時、電界フ方向に垂直になる。ねじれネ
マチツク配向をしている液晶層の両面に偏光板を互に偏
光板が直交するように配置するとｆｌ）を印加した時光
をさえぎり、止を印加した時光が透過する。つまり液晶
ライトバルブの機能としてｆｌの信号によりオフ、５上
の信号によりオンする。第４図に液晶ライトバルブの液
晶パネルの構成の一例を示す。

１１は信号電極を備えるガラス基板である。

１６、１６−１及び１６−２は信号電極てあり、１６は
、酸化インジウムあるいは酸化スズ等の透過電極、１６
−１，１６−２はそれぞれクロム、金電極である。

１２は共通電極を備えるガラス基板であり、１７，１７
−１及び１７一２は共通電極である。

１７は、透明電極、１７一１及び１７−２は金属などの
不透明な電極である。

１８は透明な部分であり、第２図８で示した微小シャッ
ター部に対応する。

上記２枚のガラス基板は１３のシール剤により固定され
１４に液晶組成物が封入されている。１５は偏光板であ
る。

次に液晶ライトバルブに要求される特性について述べる
。（１）くり返し周波数が大きく、かつ履歴効果がない
こと（２）開口時における交透過率が大きいこと。

以上２項目が重要な特性である。くり返し周波数の逆数
が一辺の書き込み時間である。履歴効果がないことは大
変重要な要素である。

従来から液晶のダイナミックドライブは、液晶の履歴効
果である累積応答効果を用いており、これは通常のねじ
れネマチツク素子、あるいは２周波法ダイナミックドラ
イブ方式に限らずこの効果を用いている。しかしながら
本発明のごとく高速の液晶ライトバルブにおいては上記
効果は有害であり、できる限り排除しなければならない
。この観点で、一回の書き込み時間中に必ずＦｆの信号
を加えて液晶内部のポテンシャルレベルを常に一定レベ
ルにそろえて後、次の書込み時間に入るように駆動する
ことによつて上記効果を低減することができる。上記（
２）の“開口時゛とはシャッターを開く信号が印加され
ている時のこと、あるいは実際にシャッターが開いてい
る時のこと（実際には殆んど同義としてよい。

）てある。また以下に゜“開口時間゛について述べるが
、これについてはシャッターを開く信号を印加している
時間のこととする。第５図を用いて液晶ライトバルブの
交透過応答特性について説明する。第６図ｂの信号を液
晶ライトバルブに印加したときの理想的な光透過応答特
性がａである。Ｖ１が書込み時間、Ｔ２が開口時間てあ
る。Ｔ２に印加されている信号３１の周波数は、Ｆｃ以
上であり、これをＦｈとする。シャッターはＴｌだけ遅
れて、１００％透過する。（２枚の偏光板の偏光面を平
行にした時の透過交強度を１００％とし、垂直にした時
をＯ％とした）Ｔ３に印加されている信号３２の周波数
はＦＣ以下でありこれをｆ′とする。シャッターはＴ２
だけ遅れて閉じる。Ｔ２はＴ２と同じ時間であるがこの
とき印加されている信号３３の周波数は、止とは異なり
、この信号によつてシャッターは開かない。（シャッタ
ーが開かない周波数であればよい。Ｆｃより高い周波数
でもさしつかえないが、信号発生の容易さから考えた場
合ぽＦｅと同じ周波数が良い）ここで液晶ライトバルブ
の駆動信号について説明する。

第５図ｂに示したどとく、Ｔ１を書き込み周期（あるい
は書き込み時間）、Ｔ２を開口時間とする。さらにＴ２
″は非開口時間、Ｔ３を閉口時間とする。Ｔ１の書き込
み時間は、Ｔ２の開口時間とＴ３の開口時間、あるいは
Ｔ２″の非開口時間とＴ３の開口時間て構成される。

Ｔ２の間は、基本的には市の信号を印加する。ただしＦ
ｈの信号だけでなく液晶ライトバルブが開口する信号（
例えばＦｈにｆ′が重畳されている形であつてもｍの効
果が大きく液晶ライトバルブが開けば良い）であれば良
い。Ｔ３の間は基本的にはｆ′の信号を印加する。ただ
しＦｅの信号だけでなく液晶ライトバルブが閉口する信
号（例えばＦｅに止が重畳されている形であつてもＦｅ
の効果が大きく液晶ライトバルブが閉じれば良い）であ
ればよい。Ｔ２″の間は、Ｔ２″において液晶ライトバ
ルブが開口しない信号を印加する。つまりその信号は、
液晶ライトバルブを開口させる信号であつても、応答が
遅いためＴ２″の間では開口しない信号であればよい。
例えば液晶ライトバルブに印加される電圧がゼロでも良
い。またＦｃより高い周波数の信号でも応答が遅ければ
良い。またＦｅの周波数の信号でも良いことは言うまで
もない。さらに上述した信号の形は、矩形波、正弦波な
どに限定されることはない。

光透過応答特性の説明にもどる。

理想的な光透過応答特性とは第５図ａで示した如く、Ｔ
ｌ，Ｔ２が短かく１００％の光透過の応答をなし、かつ
履歴効果がなく（前歴に関係なく印加された信号によつ
てのみその応答が決まること。

ｒ−１，ｒ−２，ｒ−３，ｒ−４が同一応答をしている
）書き込み時間Ｔ１が短かい場合である。（ｃ）の例は
、履歴効果はないが、１００％に達していない。しかし
ながら、（ｃ）の特性が得られれば液晶ライトバルブと
してさしつかえない。何故ならば光透過応答にむらがな
く、透過光量は光源の強度を増加させることで可能なた
めである。（ｄ）は、ｒ−１，ｒ−２，ｒ−３，ｒ−４
が全て異なる上に１００％透過しない。（ｃ）は、１０
０％透過する場合もあるが、常に同一の応答をしていな
い。従来のねじれネマチツク表示素子や２周波駆動表示
素子等は、累積応答効果を利用して表示を行なつている
。つまり液晶素子は履歴効果が極めて大きい素子である
。しかし液晶ライトバルブの特性としては、この効果を
できるだけなくさなくてはならない。次に実際の測定結
果を示す。

第６図ａは誘電緩和を生じる液晶として知られているメ
ルク社製ネマチツク液晶１０８５の誘電異方性の周波数
特性を示したものである。この液晶を用いて、液晶層厚
５μ、温度４０℃、Ｆｅ；１ＫＨＺ．．Ｔ２；２Ｔｒ１
．秒、Ｔ２ｌｍ秒、■１を３０Ｖとして止を１００ＫＨ
ｚと１３０ＫＨｚにした場合の光応答特性を示していた
のが第７図Ａ，ｂてある。図においてＴ２はＦｈの信号
が印加されている。Ｔ２″及びＴ３はＦｅ信号が印加さ
れている。この図においてａは前の状態に関係なくｒ−
１，ｒ−２は同じ応答をしている。これは透過率は最高
２５％であり良くないが液晶ライトバルブとしては使用
できる特性である。ｂの例はｒ−１，ｒ−２は異なり使
用不可である。ａの例は使用てきるとはいつても透過率
が２５％であり極めて悪い。第８図は、本発明による液
晶ライトバルブの光透過応答特性てある。

測定条件は、液晶層厚５μ、温度３５℃、Ｆｅ；２ＫＨ
Ｚ．．ｆｈ；１３０ＫＨＺ．．Ｔ１；２ＴｒＬ，秒、Ｔ
２；１７ＴＬ．秒、Ｖ１；３０Ｖである。第７図ａの例
に比べて最大光透過率が、２５％から１００％へ大きく
なつている。第７図の例と第８図との違いはそれに用い
た液晶組成物の違いである。

第７図はメルク社ネマチツク液晶１０８５を用いたもの
てあるのに対し、本発明の結果である第８図の例は、上
記ネマチツク液晶に、光学活性物質４−（２−Ｍｅｔｈ
ｙｌｂｕｔｙｌ）一４−ＣｙａｒｌＯｂｉｐｈｅｙｌｓ
を３重量％添加して成る長周期コレステリツク液晶であ
る点にある。この液晶組成物の誘電異方性の周波数特性
を第６図ｂに示す。

光学活性物質を添加しないａに比べＦｃが高いこと、ゼ
ロＨｚにおける誘電異方性が大きいことが異なつている
。このように光学活性物質を添加することによつて液晶
ライトバルブの光透過率が大きくなるという２重の効果
が得られた。他、履歴効果が消滅するという効果が得ら
れた。次に、本発明の液晶ライトバルブ開閉信号の駆動
方法について説明する。

第９図は、液晶ライトバルブの駆動回路のブロック図及
び制御装置に例である。液晶ライトバルブ駆動回路は、
外部信号源からの開閉信号を時系列画素信号に変換する
インターフェイス３０１、−ラインの画素数に対応し、
シリアルイン、パラレルアウトのシフトレジスタ部３０
２、その出力をラッチするラッチ部３０３、駆動信号ス
イッチ部３０６、出力バッファ３０７、及び駆動信号発
生部３０５、コントロール部３０４よりなる。

インターフェイス３０１のシリアル出力を、コントロー
ル部３０４から入力されるクロック３０３によつてシフ
トレジスタ３０２は、−ライン分のデータを読み込む。

しかる後、同じくコントロール部３０４より入力される
ラッチ信号３０９によつて、シフトレジスタ部３０２の
内容をラッチする。一方、駆動信号発生部３０５ては、
コントロール部３０４によつて、ラッチ信号３０９に同
期をかけながら、開信号３１１及び閉信号３１２を同時
に発生する。

この駆動信号を、ラッチ３０３の出力によつてそのいず
れかを高圧出力バッファ３０７へ出力するのが、駆動信
号スイッチ部３０６の役割である。

ちなみに３１０の波形は、駆動信号に同期をかけるため
のコントロール部３０４から出力される同期信号であつ
て、ハイレベルの時に、開信号３１１の高周波部分を発
生せしめるようになつている。高圧出力バッファ３０７
はもちろん液晶ライトバルブを駆動するためのものてあ
る。液晶ライトバルブに印加される信号は、光透過応答
特性の説明で述べた性質を持つていればどのような形で
あつてもさしつかえない。３１１及び３１２は１例であ
る。

また液晶ライトバルブに印加される信号は、共通電極と
信号電極に印加される信号の組み合わせできまる。つま
り共通電極にゼロ電圧印加にして信号電極にだけ信号を
印加しても、共通電極にある信号を印加して、その信号
と信号電極に印加する信号の組合せで液晶ライトバルブ
を駆動しても構わない。ところで、従来の光プリンタは
、レーザプリンタ、０ＦＴプリンタ等、いずれも、円形
の光スポットを感光体面上に走査して書き込む方式を取
つているため、第１０図に示す如く、十帯電した感光体
ａに通常のポジ書き込み（つまり、黒くプリントされる
部分にだけ光信号をあてない。

）をｂに示す如く行ない、通常の複写器の現像と同じポ
ジ現像を行なうｃと、細い線の場合は細りが起こつて、
品位が急速に劣化することが知られている。したがつて
、特に高分解能、高品位を要するプリントアウトが必要
な場合には、第１１図に示す如く、ネガ書き込み（黒く
プリントされる部分にだけ光をあてる。）ｂを行ない、
通常の複写機用現像と逆のネガ現像を行なうｃことにと
によつて、ポジにもどすことが通常の形態である。とこ
ろが、ネガ現像は、ネジ現像と比較して、高価、不安定
であつて、システムの価格を押し上げる大きな要因とな
つている他、第１２図に示す如く、プリント機能とコピ
ー機能の双方を有する複合装置の場合は、コピー機能の
ためのポジ現像器８０１、プリント機能のためのネガ現
像器８０２の両方を必要とし、しかもその双方を機械的
に感光体８０３を近ずけたり遠ざけたりしなければなら
ないため、非常に複雑で高価な装置ともなつてしまう他
、同一コピー上に、プリントアウトとコピーを共存せし
めることが不可能となる問題があつた。ちなみに、８０
４はオリジナル、８０５は原稿移動台、８０６は光源、
８０７はレンズ、８０８は光書き込み装置、８０９はレ
ンズ、８１０はチャージャ、８１１はクリーナ、８１２
は転写部、８１３はコピーベーパーある。〔目 的〕 本発明は、上記問題点を克服したものであり、ポジ現像
を行なつても画像品質が低下しない印写装置を提供する
ことを目的とする。

〔実施例〕

第１３図Ａ，ｂは、従来のシャッター配列状態の概要を
示したもので、液晶パネルの特徴として任意の形状のシ
ャッターを形成出来るため、ほぼ、書き込みピッチｙな
らびに横方向のならびピッチｘと等しくシャッター８１
５の径を決定し、しかも角をきちんと出した四角形で作
つてある。

ちなみに８１５は感光体面上に２ライン書き込んだ時の
スポットのならび形態を示す。ほぼピッチ間隔と同じ大
きさの四角形にシャッターを形成している訳は、第１４
図に示す如く、基本的にそのままの実像を、レンズ８０
９によつて感光体上に形成出来れば、線の細りが発生せ
ず、したがつて、ポジ書き込みｂでも高品位が保てるし
、ポジ現像ｃでよいためプリンター・コピアとしても非
常にマッチングが良く取れることになるからである。こ
こでほぼピッチ幅と同じようにシャッター径を決めてい
るのは、一つはシャッター径が大きい程、光伝達効率が
上がるということと、小さな径のシャッターでムリヤリ
大きくひろげた像を作ろうとすると、シャッター形状が
四角なのにもかかわらず、かぶつてしまつて円形のスポ
ット像しか出来ないためである。適正露光をすれば、ほ
びシャッター形状に忠実な実像を形成出来る。このよう
な事情は、特に、５ドット／朗以上の分解能、すなわち
、シャッター径や２００μｍ以下だと著しい。それでも
、第１５図に示す如くどうしても、露光エネルギー、感
光体、感度等のバラツキ等を考えると、適正露光量より
やや大きめの露光が必要であり、そのため角が丸まつた
少しふくらんだ実像Ｂ，ｃになつてしまう問題があつた
。本実施例では、上記問題点を克服したものであり、第
１６図Ａ，ｂ及び第１７図Ａ，ｂに於て、本実施例のシ
ャッター形状及びその感光体面の実像を示す。即ち、本
実施例においては、まず第１６図ａに示す如く実像のシ
ャッター径を感光体面上の実像の径よりも小さくする。
この場合は、第１７図ａに示す如き実像が得られるため
、ポジ書込み、ポジ現像を行なつても全く品位が低下し
ない。しかしながら、このようにシャッター径を小さく
するだけでは、同図ａに示されたように残部８２１が生
じる。そこで、本実施例では第１６図ｂに示す如く、シ
ャッター角を対角線方向に突出した形状を用いる。この
ような形状とする事により第１７図ｂに示す如く、さら
に改良されたほぼ理想に近い実像を得ることができる。
ちなみに、８１６は書き込みラインピッチ、横方向なら
びにピッチと同一とした時の径で、８１７，８１８は実
際のシャッター形状、８１９，８２０は８１７，８１８
によつて作られる感光体面上の実像を示す。

一方、ピッチとほぼ同じシャッター径を有するシャッタ
ーを一列に並べることは、寸法的に不可能なため、第１
３図に示してある如く、千鳥状にすることが望ましく、
信号等の制御は当然それにのつとつて行う必要がある。

さらに、時分割駆動を第１８図に示す如く行う場合は、
１１２ｄｕｔｙとなるから、シャッター間隔Ｚは、書き
込みラインピッチの整数倍プラス０．５倍にしないと正
常な書き込みが不可能になる。なぜなら、１周期に感光
体は、書き込みラインピッチーつ分だけ移動するからで
ある。第１９図は、具体的なシャッター形状及びその配
置を示す。

ここで、各シャッターは、８５μで角に２０μ長さの突
起が設けられている。又、書き込みピッチｙは１００μ
とし、シャッター間隔ｚはｎ＝２として、２×１００＋
０．５×１００＝２５０μである。このように、第１行
シャッター列と第２行シャッタ列を２５０μすらせて千
鳥状に２０００個配列して液晶シャッタアレイパネルを
構成する。第２０図は、第１９図で述べた液晶シャッタ
アレイパネルを用いた印写装置を示す。

当該図の各構成要素の各番号は、第１２図に示された各
構成要素の各番号に対応する。第１２図の構成に対し、
第１９図の構成てはネガ現像器８０２は不要てありポジ
現像器８０１のみ採用している。このような印写装置を
用いて像を形成したところ、線の細りが全くなく、しか
も黒ペタもきれいに得られた。〔効 果〕 上述の如く本発明は、ポジ型現像器を有する印写装置に
おいて、当該印写装置に用いる液晶ライトバルブの各シ
ャッターは、シャッタ間の書き込みピッチ及び横方向ピ
ッチより小さな径を有しかつ四つの端部が角状に突出し
た形状としたから、線の細りが発生することなくペタ黒
もきれいに再現することができ、良質画像を得ることが
できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光書き込み印写装置の構成の一例を示した図
である。 第２図は、液晶ライトバルブを示した図である。第３図
は、液晶組成物の誘電異方性の周波数特性を示した図て
ある。第４図は、液晶ライトバルブの断面図の一例であ
る。第５図ａ−ｅは、本発明に用いた駆動信号波形及び
光透過応答特性の説明図である。第６図は、メルク社ネ
マチツク液晶１０８５の誘電異方性の周波数特性を示し
た図である。ａは光学活性物質無添加の例、ｂは添加し
た例である。第７図Ａ，ｂは従来の光透過応答特性の例
を示した図である。第８図は、本発明による光透過応答
特性の例を示した図である。第９図は、液晶ライトバル
ブの駆動回路のブロック図ａ及び信号波形の一例ｂであ
る。第１０図ａ−ｃは、従来の光プリンタでポジ書き込
み、ポジ現像を行なつた場合、第１１図Ａ，ｂ，ｃは、
従来の光プリンタで、ネガ書込み、ネガ現像を行なつた
場合を示す。第１２図は、インテリジェントコピアの構
成例を示す。第１３図Ａ，ｂは、本発明によるシャッタ
ーの形状及び配列、さらには、書込まれた状況を示す。
第１４図Ａ，ｂ，ｃは、本発明によつてポジ書込み、ポ
ジ現像を行う場合の基本的な説明図。第１５図Ａ，ｂ，
ｃは、本発明によつてポジ書込み、ポジ現像を行つた場
合を示す。第１６図Ａ，ｂは、本発明の他の実施態様で
あるシャッターの形状を示し、第１７図Ａ，ｂはそのポ
ジ書込み結果を示す。第１８図は、実施例において、１
１２ダイナミック駆動を行なうタイミング図、第１９図
はシャッター形状及びその配列を示す。第２０図は印写
装置の構成を示す。２は液晶パネル、８はシャッター、
９は駆動装置、１は光源、１０は光信号発生部、８１４
はシャッター形状、８１７，８１８はシャッター形状、
４はポジ現像器、８０７はオリジナル原稿を感光体に投
影するための光学系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光源、複数のシャッターを有する液晶ライトバルブ
   、該シャッタの開閉を制御する光信号発生部、該シャッ
   タからの入射光があつた際は現像されず、入射光のない
   場合は現像されるポジ型現像器を有する電子写真像形成
   部からなる印写装置において、該シャッターの各々は、
   シャッター間の書込みピッチ及び横方向ならびピッチよ
   り小さな径を有しかつ四つの端部が角状に突出した形状
   を有する事を特徴とする印写装置。