JPS61100481A - 光スイツチアレイ式印写ヘツド - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光スイッチアレイ式印写ヘッドに係り、特に、
光源ランプによる温度上昇が問題となる光スイッチアレ
イからなる印写ヘッドのａ度調節法に関する。

〔発明の背景〕

最近、光スイッチアレイと光源ランプとからなる光信号
発生器である印写ヘッドを用いた電子写真方式の小屋プ
リンタの研究が注目されている（例えば、特開昭５８−
７８１７５号公報）。第８図はその原理構成を示す。電
子写真方式プリンタは感光体ドラム１、帯電器２、光ス
イッチアレイ式印写ヘッド３、潜像現像器８、記録用紙
１０への転写器１１、定着器１２、ブラシ１４による残
留トナーの除去と感光体ドラム１の残留電荷消去をはか
る除電ランプ１５とからなるクリーニング部１３などで
構成される。

感光体ドラム１の表面には予め帯電器２のコロナ放電に
よって一様に電荷を帯電しておく。外部からの入力情報
を受けた光スイッチアレイ式印写ヘッド３は入力情報に
応じた光信号を出し、これを感光体ドラム１の表面に照
射する。光が当った部分の表面電荷が消失され、潜像が
形成される。

そこに現像器８によってトナー９が付着されて可視化さ
れた後、転写器１１により記録用紙１０への転写が行な
われ、さらに、定着器１２で定着されて永久像が形成さ
れる。

第２図は印写ヘッドの構成を示す。蛍光灯などの線状光
源５、光源５から出た光を集光するための第１の集光レ
ンズ１６と複数個の光スイッチ部を配列した光スイッチ
アレイ６、並びに、光を結像するための第２の集光レン
ズ７から構成されている。

１７は光源ランプ点灯装置であり、１８は光スイッチア
レイ躯動回路である。コンピューターやワードプロセッ
サー、パソコンなどから受は取った印写信号に応じて光
スイッチアレイは点滅動作を行い、蛍光灯の光を光信号
に変換する。この光信号はセルフォックレンズなどの第
２のＳ光レンズ７により・感光体ドラ−１の表面に結像
される。　　　　１蛍光灯を用いる場合に注意すべき点
が２つある。

１つは、蛍光灯の発光強度が温度によって大きく変イヒ
すること、もう１つは蛍光灯の点灯寿命を考えたプリン
タヘッドの設計である。

詳細に説明するならば、蛍光灯の発光輝度は蛍光灯管の
温度が６０Ｃ付近の時、最大となる。蛍光灯の温度が６
０Ｃよりも高くなると、発光輝度が低下するとともに、
寿命も短くなる。また、逆に、蛍光灯管の温度が６００
よりも低くなると、発光輝度が小さくなる。

印写ヘッドでは蛍光灯を密閉した容器内に設けるため放
熱が出来なくなり、蛍光灯管の温度が７０Ｃ〜９０［と
きわめて高くなり、徐々に発光輝度が低下し、光照射エ
ネルギーの減少により、プリント品質の低下が生じるこ
とがわかり、何らかの冷却法が必要となった。　　　　
、また、蛍光灯の寿命は正規の使い方をしても、連続点
灯寿命５ｏｏｈｒであるため、プリント時のみ蛍光灯を
点灯させ、プリント待期中は消灯するのが得策である。

第３図は本発明者等が先に特願５９−１２５２６１号と
して提案した蛍光灯を光源とした印写ヘッドの構造であ
る。蛍光灯格納容器１９０両側に開口部２０を設け、一
方に送風ファン２１、他方に排出用ファン２２を設け、
外部より取り込んだ空気により蛍光灯の冷却を行う構造
である。これにより蛍光灯の温度上昇を防ぐことが出来
、発光輝度の低下を迎える効果がある。

しかし、プリント実験を行うと、次の問題があるととが
わかった。

（ａ）　　印写幅方向でみると、送風ファン側では発光
輝度が高く、充分、光エネルギーが強いが、排出用ファ
ン側では、発光輝度が低く、プリント品質にバラツキが
見られる。

φ）　プリント待期時間が長い場合の第１枚目は光エネ
ルギーが弱く、印写品質が悪い。

そこで、この原因を調べてみた。

第４図は蛍光庁の管長方向での温度分布を示したもので
ある。曲線ａは送風ファンと排出ファンを設けまい時の
温度分布で、温度は蛍光灯管のヒータ電極警部の発熱に
基づくものである。曲線すはファンを設けた場合の温度
分布で、送風ファン側から中央部まではほぼ一定の温度
（６ＯＣ）になるが、排出ファン側では、暖められた空
気が流れ込むため、蛍光灯の温度が逆に高く（約９０Ｃ
）になることがわかった。

この結果、蛍光灯管の発光エネルギーが排出ファン側で
低下し、印写品質が低下したものと考えられる。

第４図は蛍光灯点灯開始時の蛍光灯管の初期温度と発光
エネルギーの関係を測定したものである。

初期温度ＴｓがｚＯＣと低い場合には、点灯開始後、約
１分経過しないと発光エネルギーが最大値にならない。

１０００行／分で印写する場合、Ａ４サイズのプリント
所要時間は約３．６秒であり、この時、感光体ドラムに
照射される光エネルギーは蛍光灯の最大発光エネルギ一
時の約１０％となり、きわめて光利用率が悪い。この２
点が、従来の印写ヘッド構造で印写品質が悪かった理由
である。

一方、強誘電性液晶を用いた光スィッチの動作原理を第
６図に示す。強誘電性液晶分子２３は電圧が印加されな
い時はラセン構造をとるが、電圧が印加されるとう七ン
軸２４を中心にして、両側に十〇ｔだけ偏位した状態で
一様配向する。この配向方向は印加電圧（界）の極性に
よって逆転する。

従って、液晶素子の両側に開光板２５’、２６を直交ニ
コル状態で配置し、一方の開光板の偏光軸の角度θ１を
θｔと一致させておくことにより、光のスイッチングを
行うことが出来る。第５図では負の直流電圧を印加した
時に光遮断、正の直流電圧を印加した時に光透過状態を
とる。

ここで、コントラスト比Ｃは次式で与えられる。

θ、がθｔと一致した時、コントラスト比は最大値をと
る―しかし、θ、は温度の上昇に伴って小さくなるため
、光スイッチ素子のコントラスト比Ｃは第７図に示すよ
うな温度依存性をもつ。従って、液晶パネルの温度制御
も必要となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、コントラストが高く、大きな照射エネ
ルギーの得られる高信頼性印写ヘッドを提供することに
ある。

〔発明の概要〕

蛍光灯の管長全域にわたって、一定になるような送風方
法として、光源ランプ格納容器の両側の開口部から、格
納容器内部に外気を取り込み、容器の中央部付近から外
部に排出する構造とすることにより、光源ランプの温度
の均一化をはかった。

〔発明の実施例〕− 第１図は本発明の一実施例を示す図である。

第１図の実施例では第３図において、排出ファンを送風
ファンに取換え、光源ランプ格納容器の両側の開口部か
ら、格納容器内部に外気を取り込み、容器の中央部付近
から外部に排出する構造として、外部の空気と接する部
分を有することにより、光源ランプの温度の均一化をは
かった。

その結果、温度分布は第４図の曲線Ｃに示すような均一
分布となった。

一方、プリント開始時の発光エネルギーの問題であるが
、これは蛍光灯をあらかじめ加熱しておく方法を考えた
。第５図に示すように、蛍光灯の初期温度Ｔ１を６０Ｇ
にしておくと、点灯とほぼ同時（１秒）に蛍光灯の発光
エネルギーは最大エネルギーに達することがわかった。

蛍光灯５の近傍に、加熱用ヒーター２８を設け、印写ヘ
ッドの両側の開口部にてヒーター２７を設けたファンに
よ抄外気を取り込み、ヒーターにて所定温度に加熱後、
ヘッド内部に送風する。

このヒーター２７は液晶パネルの温度を所定温度、例え
ば４０Ｃにするために用いられるものであり、プリンタ
電源が入ると同時にヒーター２７に通電が始るようにし
た。一方、蛍光灯加熱用ヒーター２８は、蛍光灯の温度
を６０Ｃにするために用いられるもので、温度上昇分は
２０Ｃで良い。

また、このヒーターは蛍光灯が点灯すると同時に通電を
終了し、プリント完了後、蛍光灯を消灯し、蛍光灯の温
度が６０Ｃ以下になると再び通電するようにした。

これによシ、液晶パネル温度を所定温度に維持でき、か
つ、蛍光灯の初期温度を６０Ｃにするととが出来るため
、プリント開始と同時に最大の発光エネルギーを得るこ
とが出来る。

第９・図は別の実施例である。

第８図では液晶パネルの温度を所定温度にするためにヒ
ーター２７付きのファンを用いたが、このヒーターの代
９に液晶光スイッチアレイ６のガラス基板２９の外側（
液晶層と反対側）の表面に抵抗体３０を設け、これをヒ
ーターとした。この抵抗体は酸化インジウムなどの透明
導電膜でも良いし、不透明のものでも良い・。ただし、
後者の場合、光の透過部分をさけて、抵抗体３０を設け
なければならない。

第８図では、抵抗体を偏光板２５とガラス基板の間に設
けたが、偏光板２５の上側に設けても良い。

本発明の実施例によれば、蛍光灯の温度分布を均一化出
来、かつ、蛍光灯の温度を常に６０Ｃ近傍の値に出来る
ため、プリント時に最大の発光エネルギーを蛍光灯全長
にわたって得ることが出来る。

また、液晶パネルの温度を一定温度に維持出来るため、
常に一定のコントラストが得られる。

〔発明の効果〕

以上の結果、蛍光灯の光を最大限に利用出来、かつ、光
源ランプの寿命も長く、さらに、コントラストの安定し
た印写ヘッドが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は印写ヘッ
ドの構成を示す図、第３図は従来の印写ヘッドの構造を
示す図、第４図は蛍光灯の温度分布を示す図、第５図は
点灯開始後の発光エネルギーの時間変化を示す図、第６
図は強誘電性液晶分子の電界応答性と強誘電性液晶を用
いた光スイッチ素子の動作原理を示す図、第７図は強誘
電性液晶を用いた光スイッチ素子のコントラストの温度
変化を示す図、第８図は光スイッチアレイ式印写ヘッド
を用いたプリンタの構成を示す図、第９図　　　　　１
は本発明の他の実施例を示す図である。 １′・・・感光体ドラム、２・・・帯電器、３・・・光
スイッチアレイ式印写ヘッド、４・・・紙送りローラー
、５・・・光源、６・・・光スイッチアレイ、７・・・
セルフォックレンズ、８・・・トナー、９・・・現像器
、１ｏ・・・記録用紙、１１・・・転写器、１２・・・
定着器、１３・・・り１７　＋ニング部、１４・・・ブ
ラシ、１５・・・除電ランプ、１６・・・ロンドレンズ
、１７・・・光源ランプ点灯装置、１８・・・光スイッ
チアレイ駆動回路、１９・・・蛍光灯格納容器、２０・
・・開口部、２１・・・送風ファン、２２・・・排出フ
ァン、−２３・・・液晶分子、２４・・・ラセン軸、２
５・・・上偏光板、２６・・・下偏光板、２７・・・フ
ァン用ヒーター、２８・・・蛍光灯加熱ヒーター、２９
・・・ガラス基板、３０・・・抵抗体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源ランプ及びこの光源ランプの光を光スイッチ部
   に集光する第一の集光レンズと、光透過量を制御する複
   数個の光スイッチ部からなる光スイッチアレイ、光スイ
   ッチアレイから出た光を集束する第二のレンズから構成
   される光スイッチアレイ式印写ヘッドにおいて、光源ラ
   ンプを格納した光源ランプ格納容器と、該光源ランプ格
   納容器内の光源ランプの長手方向側の両端付近に、それ
   ぞれファンを設け、上記光源ランプ格納容器の中央部付
   近に外部の空気と接する部分を有することを特徴とする
   光スイッチアレイ式印写ヘッド。 ２、吸気用ファンの前あるいは後に、空気を加熱する手
   段を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光スイッチアレイ式印写ヘッド。 ３、光源ランプが蛍光灯であつて、この蛍光灯の管の表
   面近傍に蛍光灯管を加熱するためのヒーターを設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光スイッチ
   アレイ式印写ヘッド。 ４、蛍光灯加熱用ヒーターは、蛍光灯点灯時は通電され
   ないことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ス
   イッチアレイ式印写ヘッド。 ５、前記吸気用ファンによつて取込まれ、光スイッチア
   レイを加熱あるいは冷却して排出される空気の一部が集
   束レンズの光出射部近傍より印写ヘッド外部に排出され
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の光スイッチアレイ式印写ヘッド。 ６、液晶光スイッチアレイ用基板表面に加熱用抵抗体を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   スイッチアレイ式印写ヘッド。 ７、前記光スイッチアレイが強誘電性液晶を用いた液晶
   パネルであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の光スイッチアレイ式印写ヘッド。