JPS62115415A

JPS62115415A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPS62115415A
Application number: JP60255046A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nagata; 徹也永田; Takao Umeda; 梅田　高雄; Yuzuru Shimazaki; 譲島崎; Tatsuo Ikawa; 伊川　辰夫; Yasuro Hori; 康郎堀
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1987-05-27

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、多色光源から選択的に照射される低色光を液
晶光スイッチ素子によって制御し、感光体上に各単色光
に対応した画像を作る画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

画像形成装置の一つであり、液晶を光スィッチとして用
い、感光体に照射する光を制御する構造の液晶プリンタ
は、従来広く使われているレーザービームプリンタに比
べて、小型化・低コスト化が達成される。この液晶プリ
ンタのフルカラー化に適したフルカラーの感光剤として
、第９図（ａ）。

（ｂ）、（ｃ）に示す様なものが知られている。

次に、この感光紙の構成及び画像形成プロセスを第９図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に従って説明する。

第９図（ａ）に示す様に、感光紙１５は、紙１４゜薬剤
１３のトに、シアンＣとイエローＹとマゼンダＭの各発
色材を光硬化型の樹脂ＩＬａ〜１１　Ｇで包んだマイク
ロカプセルを配した構成になっている。そして、シアン
Ｃ，イエローＹ、マゼンダＭの各発色材の種類に従い、
これを包む樹脂１１ａ〜１．１　ｃを硬化させる光の波
長も変えている。即ち、単色光ｍ　Ｊ　Ｏａの発光波長
λａでシアンＣを包む樹脂１１ａが硬化し、ｍ色光源１
０ｂの発光波長λｂでイエローＹが硬化し、ｍ色光＠　
１０　ｃの発光波長λＣでマゼンダＭが硬化する。

各中８色光源１−Ｏａ〜ｌｏｃからの光を適宜に制御し
て感光紙１５に照射すると、硬化性の波長の光が照射さ
れたマイクロカプセルは硬化し、照射されなかったマイ
クロカプセルは硬化しない。従って、第９図（ｂ）に示
す様に、上記の状態の感光紙１５に転写紙１７を重ね合
わせ、圧着ローラ１６ａ、１６ｂで加圧すると、硬化し
なかったマイクロカプセルの樹脂１１ａ〜ｌｌｃだけが
破れ、中の発色材、即ちシアンＣ，イエローＹ、マゼン
ダＭが、第９図（ｃ）に示す様に転写紙１７上に転写さ
れる。そこで、各単色光源１．０　ａ〜１０ｃからの光
を、第１０図に示すような多数の開口部５ｌ−８ｎを持
つ液晶光スイッチアレイを用いて制御することにより、
任意の画像を形成することができる。すなわち、第１１
図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す様に、３種類の単色光
ｇＩＱａ、１０ｂ。

１０ｃと各単色光源１０ａ〜１０ｃからの光を制御する
液晶光スイッチ素子１９ａ、１９ｂ、１９ｃを用いて、
感光紙１５を３回露光し、第１１図（ｄ）に示す様に、
圧着ローラ１６ａ、１６ｂで加圧し、第１１図（ｅ）に
示す様に、転写紙１７と分離することにより、任意のフ
ルカラープリントを行なうことが可能になる。

ここで用いる液晶光スイッチ素子１９ａ、１９ｂ。

１９ｃには高速応答性が要求され、また複数種類の単色
光を１つの液晶光スイッチ素子によりすべて有効に制御
できれば装置構造が簡単になる。高速応答性に関しては
、従来液晶光スイッチとして広く使われているネマチッ
ク液晶では、二周波駆動を行なっても応答速度は立上り
立下りともにせいぜい０　、５　ｍ５ｅｃ程度であり不
］−分であるが、強誘電性液晶を用いれば０　、２　’
５ｍ５ｅｃ以下の高速応答を実現できる。

第１２図（ａ）は、上記したネマチック液晶を用いた複
屈折型の液晶光スイッチ素子のｖｔ造を示す断面図であ
る。図示する様に、透明電極２５ａ。

２５ｂを有する２枚のガラス基板２４ｎ、２４ｂにより
液晶層２２６を挾持し、更にガラス基板２４ａ、２４ｂ
の両側に偏光板２３ａ、２３ｂを配置した構造を有して
いる。

しかし、上記した複屈折型の液晶光スイッチ素子では、
制御すべき光の波長に応じて、液晶層２６の厚みを変え
る必要がある。また、第１２図（ｂ）に示す様に、ガラ
ス基板２４ａ上で上透明電極２５ａの存在しない領域で
は、ネマチック液晶２６に電界が加らないので、強誘電
性のネマチック液晶の場合、中間状態となり、光が漏れ
てしまう。そのため、第１２図（ｂ）に示す様に、下部
電極２５ｂ上で上部電極２５ａのすき間に対向した領域
にクロムの様に遮光マスク２８を設ける必要があり、液
晶光スイッチ素子の構造が複雑になる。従って、従来の
液晶光スイッチ素子は、液晶２６の厚さの調整や遮断マ
スク２８を設ける必要があるため、ｒ１５造が面倒で手
間がかかり、高価になるという問題がある。なお、第１
２図（ｂ）において、２７ａ、２７ｂは配向膜である。

一方ゲストホスト効果型の光スイツチ素子では、特開昭
６０−２６３＋６号公報に開示されているように、ネマ
チック液晶が電界Ｏの状況下でも特定の配向状態をとる
ことを利用して、遮光マスクを不要にしたネマチック液
晶光スイッチ素子が知られている。近年強ｖＩ電性液晶
においても、配向膜の選釈により単安定の液晶光スイッ
チ素子の作製が可能であることが、知られるようになっ
た。、（第１゜回液晶３・を論会講（ｙｉ予稿集、ρ１
２２〜１２３゜〔発明の目的〕本発明は上記した従来技術の実施例に鑑みなされたもの
で、多色光源から択一的に選択して照射される単色光を
１つの液晶光スイッチ素子により効率的に制御し、感光
体上に各単色光に対応した画像を形成する安価で簡便な
画像形成装置を提供することを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明の画像形成装置は、光源からの光を光スイツチ素
子によって制御し、感光体上に画像形成するものであり
、特に上記光源が発光波長を択一的に選択できる多色光
源であり、上記光スイツチ素子が上記光源の発光波長に
対応した複数種類の二色性色素を用いたゲストホスト効
果型の強誘電性液晶光スイッチ素子であり、上記感光体
が上記光源の発光波長に対応する感光波長を有すること
を特徴としている。

光スイツチ素子として強誘電性液晶を用いる場合でも、
光スイツチ開口部間からの漏れ光が問題となるが、これ
は単安定型の強誘電性液晶光スイッチ素子を用いること
により、安定状態において光を透過するのが遮断するの
か所望の状態に保つことができるので解決できる。また
、複数の単色光を１つの液晶光スイッチで効率的に制御
するためには、多色光源から択一的に選択して照射され
る複数の単色光にそれぞれ対応した極大吸収波長を有す
る複数種類の二色性色素を用いたゲストホスト効果型の
液晶光スイッチ素子にすれば対処できる。

ゲストホスト効果型の液晶光スイッチ素子は、第２図に
示す如く強誘電性の液晶層３２を一対の透明電極３１ａ
、３１ｂが表面に形成しであるガラス基板３０ａ、３０
ｂにより平行に挾持し、光源側の基板３０ａ上に１枚の
偏光板２９を有するような構造である。

また、強誘電性液晶は、一般にガラス基板に垂直な層構
造を形成し、第３図（ａ）、（ｂ）に示す様に、印加電
界Ｅの極性に従い液晶分子３６が２種類の配列状態をと
る。このとき混在する二色性色素分子３７ａ、３７ｂ、
３７ｃも液晶分子３６と同じ配列をとる。液晶分子３６
の分子軸及び二色性色素分子３７ａ、３７ｂ、３７ｃの
吸収軸３４と偏光板の偏光軸３５とが第３図（ａ）に示
す位置関係にあるとき、二色性色素の吸収波長に対応し
た波長の光は吸収され液晶光スイッチ素子を透過できな
い。しかし、第３図（ｂ）に示すように、吸収軸３４と
偏光軸３５・とが位置する場合には、光は液晶光スイッ
チ素子を透過することができる。ここで、光源が択一的
に選択した単色光を照射する多色光源である場合には、
照射可能な単色光の波長にそれぞれ対応した吸収波長を
有する二色性色素を液晶に混入しておけば、１つの液晶
光スイッチ素子により多色光源からの光をすべて効率的
に制御することができる。さらに、電界無印加の時にも
、第３図（ａ）又は第３図（ｂ）どちらかが一方の配向
状態となるような単安定型の液晶光スイッチ素子を用い
れば、第４図に示すように電界が一方向に印加された時
にのみ光を透過（第３図（ａ））、あるいは遮断（第３
図（ｂ））することが可能になる。従って、この噴安定
型の液晶光スイッチ素子では、電極のない領域において
も、常に光を遮断あるいは透過状態にすることができ５
光スイッチ開口部間のすき間からの漏れ光の問題が解決
される。ここで、単安定状態時に光を透過するか遮断す
るかの選択は、偏光軸３５を１ｎ安定状態時の吸収軸３
４に対して、第３図（ａ）、（ｂ）どちらの位置関係と
なるように設定するかによってなされる。尚、図中３３
は液晶分子の層に垂直な方向を示している。

次に、良好な印写画像を得るためには、液晶光スイッチ
素子のコントラスト比ＣＲとして、１０以上の値が要求
されるが、それを達成するための条件を以下に記述する
。

一般に、ゲストホスト効果型の液晶光スイッチ素子のコ
ントラスト比ＣＲは次式で与えられる。

１＋　（Ｒ−１）　５ｉｎ２（δ−Ｏ）ここで、Ｒ＝ｅ
”・・−１）′ ｊＩｕ　　、ｎｈ　　：二色性色素の光軸方向および光
軸上に垂直な方向の吸光係数ｄ：液晶素子のギャップ長 δ：第３図（ａ）、（ｂ）における偏光板の偏光軸３５が液晶分子の層に垂直な方向３３と成す角度 θ：第３図（ａ）、（ｂ）における二色性色素分子３７ａ、３７ｂ。

３７ｃの吸光軸３４が液晶分子の層に垂直な方向３３と成す角度（チルト角）従って、コントラスト比ＣＲは５どのようなチルト０の
値に対しても適当な角度δを選ぶことにより最大値ＣＲ
ｍｌ　ａ　ｘを持ち、その最大値ＣＲｍ　ａ　ｘはチル
ト角０の値により変化する。一般に広く用いられている
アゾ系の二色性色素では＋　ａｔ（ａ工＝０．２４　で
あり、ギャップ長ｄ　＝　１０μｍのときのチルトθと
最大値ｃＲ，，，との間の関係は第５図のようになる。

この図からコントラスト比Ｃｎが１０以上の値が得られ
るのは、θの値が３５″から４５°の間であることがわ
かる。

〔発明の実施例〕

以下、添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発
明について説明する。

第１図は、本発明の画像形成装置の第１の実施例を示す
説明図である。図示する様に、多色光源１は、螢光灯２
とカラーフィルタ３ａ、３ｂ。

３ｃから構成され、カラーフィルタ３ａ、３ｂ。

３ｃによりそれぞれ６５０ｎｍ　（赤）、５４０ｎｍ（
緑）、４５０ｎｍ（青）に極大発光波長を持つ単色光を
択一的に選択して液晶光スイッチ素子４に照射する。こ
の液晶光スイッチ素子４は、ゲストホスト効果型の単安
定性を有する強誘電型のものであり、第６図にその構成
を示す。

第６図に示す様に、この液晶光スイッチ素子４は、透明
電極３１ａとＳｉＯの６０”斜方蒸着膜（配光膜）３８
ａを設けたガラス基板３０ａと、透過電極３１ｂとラビ
ング処理を施したＰＶＡ膜（配光膜）３８ｂを設けたガ
ラス基板３０ｂと、ガラス基板３０ａ、３０ｂの間に封
入された液晶ＪＭ　３２と、光源１側のガラス基板３０
ａ上に設けられた偏光板２９とから構成されている。液
晶層３２を形成するために用いた液晶は、デシロキシベ
ンジリデン・ピーダッシュ・アミノ・２メチルブチルシ
ンナメイト（ｄｅｃｙｌｏｘｙｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ
　−ｐ　’−ａｍｊｎｏ　−２−ｍｅｔｈｙｌｂｕｔｙ
ｌｃｉｎｎａＩｏａｔｅ、略称ドバンブク（１）ＯＢＡ
ＭＢＣ）　）　　であり、これにアントラキノン系でそ
れぞれ６５０ｎｍと５４０ｎｍ付近に最大吸収波長のあ
る２種類の二色性色素とアゾ系で４５０ｎｍ付近に最大
吸収波長のある二色性色素を１ｗｔ％ずつ添加した。こ
の液晶層；３２の厚さは、２μｍとして形成した。

上記した様にして形成した液晶光スイッチ素子４の個々
の光スィッチに、大きさ１０Ｖ、パルス幅１０ｍ５ｅｃ
の矩形パルスを６　ｍ５ｅｃおきに加えた場合、第４図
と同様な光の制御特性を得た。

また、第１図に示す感光紙１の表面には、多色光源１か
ら選択出力される光の波長６５０ｎｍ（赤）、５４０ｎ
ｍ　（緑）、４５０ｎｍ　（青）でそれぞれ硬化する樹
脂を用い、シアンＣ，イエローＹ、マゼンダＭの各色素
を包んで形成されたマイクロカプセルが存在している。

上記した実施例によれば、多色光源１のカラーフィルタ
３ａ、３ｂ、３ｃによって得られる各単色光が、液晶光
スイッチ素子４によって制御され、感光紙９に照射され
る。液晶光スイッチ４の制御は、所望の画像信号によっ
て行なわれる。このとき、感光紙９を矢印りの方向に移
動させながら、単色光を照射して露光し、この行程をフ
ィルタ３ａ、３ｂ、３ｃを移動させて、３回くり返す。

これによって、所望の画像（＋ｌ像）が感光紙９上に形
成される。次に、第９図（ｂ）、（Ｑ）に示す圧着・転
写のプロセスにより、多色の画像を得ることができる。

階調を持たせる為には露光時間を制御すれば良い。

なお、本発明に使用する感光体としては、上記した第１
の実施例に挙げたフルカラー感光紙のみならず、光導電
体の感光板・感光ドラムの他、写真に用いられる銀塩感
光紙等も考えられる。

次に、第７図及び第８図を用いて、本発明の第２の実施
例について説明する。前記した第１の実施例においては
、液晶光スイッチ素子４は開口部が一列に並んだ光スイ
ツチアレイを用いたが、第７図に示すように多数の走査
電極Ｃ１，Ｃｘ、・・・と信号電極ＳＸ、　Ｓ２．・・
・とから成るマトリクス状の電極を備えた光スイツチ素
子を用いれば１回の霧光の時間を大幅に短縮することが
できる。すなわち、第８図に示す如く択一的に選択して
単色光を照射することが可能な面状の多色光源１とマト
リクス状の液晶光スイッチ素子４を用いれば、各単色光
に対して感光紙９全面の露光を一度に行なうことができ
る。

また本発明の実施例においては、カラーフィルタ３ａ、
３ｂ、３ｃにより単色光を選択したが。

発光体そのものが複数の単色光を択一的に発光できるも
のであれば、装置はさらに小型化できる。

さらに単色光の選択を高速で切り換えることが可能であ
れば、アレイ状の光源、液晶光スイッチであっても一度
の紙送りで三回分の露光を行なうことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数種類の単色光を、簡便な構造の１
つの液晶光スイッチ素子により高速で制御して感光体を
露光することができるため、安価で小型簡便なフルカラ
ーの画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す説明図、第２図は
本発明で用いるゲストホスト効果型液晶光スイッチ素子
の構造を示す説明図、第３図（ａ）。（ｂ）はゲストホスト効果型強誘電性液晶光スイッチ素
子の動作原理を示す説明図、第４図は液晶光スイッチ素
子の単安定性を説明するための波形図、第５図はゲスト
ホスト効果型液晶光スイッチ素子のチルト角とコントラ
スト比との関係を示す図、第６図は第１図に示す第１の
実施例で用いるゲストホスト効果型液晶光スイッチ素子
の構造を示す説明図、第７図は本発明の第２の実施例で
用いるマトリックス状の電極を示す平面図、第８図は本
発明の第２の実施例によって感光紙全面を一度に霧光す
る状態を示す説明図、第９図（ａ）。（ｂ）、（ｃ）はフルカラー感光紙の露光・圧着・転写
のプロセスを示す説明図、第１０図は従来の液晶光スイ
ッチ素子の説明図、第１１図（ａ）。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（θ）は液晶光スイッチ素子
を用いた場合のフルカラー感光紙の露光・圧着・転写の
プロセスを示す説明図、第１２図（ａ）。（ｂ）は複屈折型液晶光スイッチの構造を示す説明図で
ある。１・・・多色光源、２・・・螢光灯、３ａ、３ｂ、３ｃ
・・・カラーフィルタ、４・・・液晶光スイッチ素子、
９・・・感光紙、　１０　ａ　、　１０　ｂ　、　１０
　ｃ　−単色光源。１１　ａ　、　１　ｌ　ｂ　、　１１　ｃ　・・・樹脂
、１３　・・・薬剤、１４・・・紙、１５・・・感光紙
、１６ａ、１６ｂ・・・圧着ローラ、１７・・・転写紙
、２３ａ、２３ｂ・・・偏光板。２４ａ、２５ｂ・＝ガラス基板、　２５　ａ　、　２５
　ｂ　−透明電極、２６・・・ネマチック液晶層、２７
ａ。２７ｂ・・・配光膜、２８・・・遮光板、２９・・・偏
光板、３０ａ、３０ｂ・・−ガラス基板、３１ａ、３１
ｂ−透明電極、３２・・・液晶層、３４・・・吸収軸、
３５・・・偏光軸、３６−・・液晶分子、３７ａ、３７
ｂ、３７ｃ・・・２色性色素分子、３８ａ・・・６０°
斜方蒸着膜、３８ｂ・・・ＰＶＡ膜、Ｃ・・・シアン、
Ｍ・・・マゼンダ、Ｙ・・・イエロー。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の発光波長を択一的に選択して発光する多色光
源と、上記多色光源の各発光波長に対応した複数種類の
二色性色素を用いたゲストホスト効果型の強誘電性液晶
を用い、上記多色光源からの光の透過・遮断を制御する
液晶光スイッチ素子と、上記複数の発光波長に対応した
感光波長を有し、液晶光スイッチ素子を透過した光を受
けて画像形成する感光体とを備えていることを特徴とす
る画像形成装置。２、前記液晶光スイッチ素子は、光を透過又は遮断する
状態を実現する単安定配向を有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の画像形成装置。３、前記液晶光スイッチ素子を構成する強誘電性液晶の
チルト角は、３５度以上５５度以下であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置。４、前記多色光源の複数の発光波長は、赤・緑・青の各
波長又はシアン・イエロー・マゼンダの各波長であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成装
置。５、前記感光体は、色素を光硬化型の樹脂で包んでいる
多数のマイクロカプセルを有している感光紙であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置
。