JPH0611674A - 光シャッタ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光シャッタ領域内における電極近傍部とその他
の領域での透過光強度の差やオフ時の漏れ光が、画像形
成において濃度の差やコントラストの低下として現れて
しまうことを防ぎ、均一な濃度で高コントラストな画像
を得ることが可能な光シャッタ素子を提供することを目
的とする。 【構成】電気光学効果を有する透光性基板の表面に光シ
ャッタ部を構成する電極対が複数配設された光シャッタ
素子において、前記光シャッタ部を構成する電極間にお
ける光の透過状態を調整する遮光マスクを備えるように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光プリンタやファク
シミリ等の画像書込み用デバイス、あるいは各種の光ス
イッチングの用途に供せられる光シャッタ素子、詳しく
は、電気光学効果を有する透光性基板面にシャッタを構
成する電極対が複数配列された光シャッタ素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の光シャッタ素子は、電
気光学効果を有する透光性基板、具体的には、ランタン
（Ｌａ）を添加したチタン酸ジルコン酸鉛（以下、ＰＬ
ＺＴという）、ニオブ酸リチウム、ＢＳＯ（ビスマスと
シリコンの酸化物）、また液状で同様の作用を有する液
晶等が用いられるが、その中でＰＬＺＴは透光性が良い
と共に電気光学係数も大きく比較的大面積のウエハーが
作り易いセラミックスであって光シャッタ素子として特
に適した諸特性を有している。

【０００３】このようなＰＬＺＴを用いた光シャッタ装
置の基本的な構造は、例えば、図１０に示すようなもの
である。

【０００４】同図において、ＰＬＺＴ基板１０（電気光
学効果を有する透光性基板）上に、突出した電極部１２
（１）、１２（２）…にて櫛歯状となる共通電極１２
と、この共通電極１２の各電極部１２（１）、１２
（２）…に対向して配置されるセグメント電極１３
（１）、１３（２）…とが形成されている。これらの電
極は、基板１０上にＡｌ、Ｃｒを蒸着し、その後フォト
エッチングすることにより所定のパターンにて形成され
る。そして、ＰＬＺＴ基板１０の前面側に偏光子１４が
配置されると共にその背面側に検光子１６が配置されて
いる。この偏光子１４と検光子１６とは共に偏光板にて
構成されるもので、互いにその偏光方向が直交した関係
となっている。また、共通電極１２と各セグメント電極
１３（１）、１３（２）…との間で形成される電界の方
向は、光の進行方向に対して直交し、かつ、上記偏光子
１４、検光子１６での直線偏光方向と対角位４５°をな
したものとなっている。

【０００５】このような構造において、共通電極１２の
各電極部１２（ｉ）と対向するセグメント電極１３
（ｉ）（ｉ＝１，２…）とが一つの電極対を構成し、こ
の電極対の電極間領域Ｅが一つのシャッタとして機能す
るようになっている。即ち、電極間に電界が形成されて
いない場合、偏光子１４を通過した光は、そのままＰＬ
ＺＴ基板１０の当該電極間領域Ｅを通過して背面側の検
光子１６に達し、偏光方向が直交する当該検光子１６を
通過できずにシャッタはオフ状態として機能する。ま
た、電圧印加により電極間に適当な電界が形成された場
合、当該電極間領域ＥにＰＬＺＴセラミックスはカー効
果（電気光学効果）により複屈折を生じ、偏光子１４を
通過した光はその偏波面が基板中で９０°回転して検光
子１６に達し、そのまま検光子１６を通過するためシャ
ッタはオン状態として機能する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記のような光シャッタ素子を光プリントヘッドと
して使い、透過光を等倍結像光学系などで感光体などに
結像して画像を形成する従来の静電記録装置では、光シ
ャッタ素子の電界が形成されている部分のうち、電界方
向の全ての領域を光透過部としていた。この様な場合、
電極近傍特に高圧電極の輪郭部に電界の集中が起こり、
他の光透過部との間に電界強度の差による透過光強度の
差が生じるという欠点があった。また、電極輪郭部に
は、電界の残留が起こりやすく、シャッタオフ時にも、
光の漏れが生じてしまうため、画像の濃度ムラやコント
ラストの低下の原因となるという欠点もあった。

【０００７】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、上記光シャッタ領域内における電極近傍部とそ
の他の領域での透過光強度の差やオフ時の漏れ光が、画
像形成において濃度の差やコントラストの低下として現
れてしまうことを防ぎ、均一な濃度で高コントラストな
画像を得ることが可能な光シャッタ素子を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項第１項
記載の発明は、電気光学効果を有する透光性基板の表面
に光シャッタ部を構成する電極対が複数配設された光シ
ャッタ素子において、前記光シャッタ部を構成する電極
間における光の透過状態を調整する遮光マスクを備える
ように構成されている。

【０００９】また、請求項第２項記載の発明は、前記遮
光マスクが光シャッタ部を構成する電極間隔より狭い開
口部を有するように構成されている。

【００１０】さらに、請求項第２項記載の発明は、前記
遮光マスクが電極の輪郭部近傍を透過する光を選択的に
遮光する遮光マスクであるように構成されている。

【００１１】

【作用】このような技術的手段においては、光シャッタ
部を構成する電極間における光の透過状態を調整する遮
光マスクを備えるように構成されているので、この遮光
マスクに光シャッタ部を構成する電極間隔より狭い開口
部を設けることにより、電極近傍特に高圧電極の輪郭部
に電界の集中が起こり、他の光透過部との間に電界強度
の差による透過光強度の差が生じた場合や、電極輪郭部
の電界残留によりシャッタオフ時に光の漏れが生じた場
合でも、当該部分を透過する光を遮光マスクによって遮
る等の調整を行うことができ、濃度の差やコントラスト
の低下等が現れるのを防止することができる。

【００１２】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１３】図４はこの発明に係る光シャッタ素子を適
用可能な静電記録装置を示す図である。

【００１４】図において、２１は感光体ドラムであり、
この感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１の
表面を一様に帯電させる帯電器２２と、画像を露光する
ためのバックライト２３・バックライト２３からの光を
画像情報に応じて遮る光シャッタ素子２４・透過光を等
倍で結像する結像光学系２５からなる光プリントヘッド
２６と、静電潜像を現像する現像器２７と、現像器２７
によって現像されたトナー像を記録用紙２８上に転写し
て分離する転写・分離帯電器２９と、記録用紙２８上に
転写されたトナー像を定着する定着器３０が配設されて
いる。図１乃至図３はこの発明に係る光シャッタ素子の
一実施例における電極構造と遮光マスクの配置を示す図
である。

【００１５】同図において、１はＰＬＺＴ基板（電気光
学効果を有する透光性基板）であり、このＰＬＺＴ基板
１の片側表面には、共通電極２と、この共通電極２の電
極部２（１），２（２），２（３）…に対向して配置さ
れるセグメント電極３（１），３（２），３（３）…と
が形成されている。上記共通電極２は、水平方向に配置
される帯状部２ａの上下両側に、電極部２（１），２
（２），２（３）…を千鳥状となるように交互に突出さ
せて形成されている。また、上記セグメント電極３
（１），３（２），３（３）…は、縦長の帯状に形成さ
れており、これらのセグメント電極３（１），３
（２），３（３）…は、上述したように、共通電極２の
電極部と所定の間隔をおいて対向するように形成されて
いる。これらの電極２、３は、ＰＬＺＴ基板１上にＡ
ｌ、Ｃｒを蒸着し、その後フォトエッチングすることに
より所定のパターンにて形成される。

【００１６】上記共通電極２は、アースに接続されてい
るとともに、各セグメント電極３（１），３（２），３
（３）…には、画像信号に従って高電圧が印加される。
しかも、上記各セグメント電極３（１），３（２），３
（３）…は、共通電極２の上部に位置する奇数グループ
と、共通電極２の上部に位置する偶数グループとから構
成されている。また、上記各セグメント電極３（１），
３（２），３（３）…に印加される画像信号は、奇数ビ
ットと偶数ビットに分割され、奇数グループのセグメン
ト電極３（１），３（２），３（３）…には、奇数ビッ
トの画像信号が印加されるとともに、偶数グループのセ
グメント電極３、３…には、偶数ビットの画像信号が印
加される。さらに、奇数ビットと偶数ビットに分割され
た画像信号は、一方が他方に対して遅延されながら印加
されるようになっており、感光体上で隙間のない一列の
露光を行うことが可能となっている。

【００１７】また、上記ＰＬＺＴ基板１の前面側には、
図１及び図３に示すように、偏光子４が配置されている
と共に、その背面側には、検光子５が配置されている。
これらの偏光子４と検光子５は、共に偏光板によって構
成されており、互いにその偏光方向が直交した関係とな
っている。上記共通電極２と各セグメント電極３、３…
との間で形成される電界の方向は、光の進行方向に対し
て直交し、かつ、上記偏光子４、検光子５での直線偏光
方向と対角位４５°をなしたものとなっている。

【００１８】このような構造において、共通電極２の各
電極部２（１），２（２），２（３）…と対向するセグ
メント電極３（１），３（２），３（３）…とが一つの
電極対を構成し、この電極対の電極間領域Ｅが一つのシ
ャッタとして機能するようになっている。即ち、電極間
に電界が形成されていない場合、偏光子４を通過した光
は、そのままＰＬＺＴ基板１の当該電極間領域Ｅを通過
して背面側の検光子５に達し、偏光方向が直交する当該
検光子５を通過できずにシャッタはオフ状態として機能
する。また、電圧印加により電極間に適当な電界が形成
された場合、当該電極間領域ＥにＰＬＺＴセラミックス
１はカー効果（電気光学効果）により複屈折を生じ、偏
光子４を通過した光はその偏波面が基板中で９０°回転
して検光子５に達し、そのまま検光子５を通過するため
シャッタはオン状態として機能するようになっている。

【００１９】ところで、この実施例では、前記光シャッ
タ部を形成する電極間隔より狭い開口部を有する遮光マ
スクを備えるように構成されている。すなわち、上記Ｐ
ＬＺＴ基板１の背面側には、光シャッタ部を形成する電
極間隔より狭い開口部８、８…を有する遮光マスク７が
配置されている。この遮光マスク７の開口部８、８…
は、図２に示すように、共通電極２の電極部２（１），
２（２），２（３）…及びセグメント電極３（１），３
（２），３（３）…の幅と等しい幅を有し、かつ共通電
極２の電極部２（１），２（２），２（３）…とセグメ
ント電極３（１），３（２），３（３）…との間隔より
長さが短い矩形状に形成されている。しかも、この開口
部８、８…は、セグメント電極３（１），３（２），３
（３）…の輪郭部分を透過する光を遮光するように、共
通電極２の電極部２（１），２（２），２（３）…とセ
グメント電極３（１），３（２），３（３）…間におい
て共通電極側よりに配置されており、セグメント電極３
（１），３（２），３（３）…との間には、所定幅の間
隔δが形成されるようになっている。

【００２０】上記セグメント電極３（１），３（２），
３（３）…の幅は、例えば６４μｍに、隣接するセグメ
ント電極３（１），３（２），３（３）…間の距離も６
４μｍであり、セグメント電極３（１），３（２），３
（３）…と共通電極２の電極部２（１），２（２），２
（３）…との距離は、例えば８０μｍとなっている。ま
た、遮光マスク７の開口部８、８…は、縦横方向ともに
６４μｍとなっており、正方形状に形成されている。こ
のとき、前述した通り、図２に示すように、開口部８、
８…は、セグメント電極３と共通電極２の電極部の間隔
の中心より、共通電極２側に例えば８μｍ程度偏って設
けられており、セグメント電極３の輪郭部近傍の光を遮
光するようになっている。

【００２１】以上のように、この実施例に係る光シャッ
タ素子では、次のようにして均一な露光が行われる。す
なわち、図１乃至図３において、共通電極２の電極部２
（１），２（２），２（３）…とセグメント電極３
（１），３（２），３（３）…間に選択的に電圧を印加
し、両電極間に適当な電界を形成すると、当該電極間領
域ＥにおけるＰＬＺＴ基板１は、カー効果（電気光学効
果）により複屈折を生じ、偏光子４を通過した光はその
偏波面が基板中で９０°回転して検光子５に達し、その
まま検光子５を通過するためシャッタはオン状態として
機能する。

【００２２】その際、電極の近傍、特に高電圧が印加さ
れるセグメント電極３（１），３（２），３（３）…の
輪郭部には、電界の集中が起こるため、他の光透過部と
の間に電界強度の差による透過光強度の差が図５に示す
ように生じる。また、セグメント電極３（１），３
（２），３（３）…の輪郭部には、電界の残留が起こり
やすく、シャッタオフ時にも、光の漏れが生じる。

【００２３】ところが、この実施例では、図２に示すよ
うに、セグメント電極３（１），３（２），３（３）…
の輪郭部を透過する光を、遮光マスク７によって遮るこ
とができるため、感光体ドラム２１上に不均一な露光が
なされることがないので、濃度の差やコントラストの低
下等が現れるのを防止することができる。このように、
上記遮光マスク７が光シャッタ部を構成する電極間隔よ
り狭い開口部８、８…を有するので、セグメント電極３
（１），３（２），３（３）…の輪郭部に電界の集中が
起こり、他の光透過部との間に電界強度の差による透過
光強度の差が生じた場合や、電極輪郭部の電界残留によ
りシャッタオフ時に光の漏れが生じた場合でも、当該部
分を透過する光を遮光マスク７によって遮ることがで
き、濃度の差やコントラストの低下等が現れるのを防止
することが可能となる。

【００２４】第二実施例 図６はこの発明の第二実施例を示すものであり、前記実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、
この実施例では、電極が個々に独立した状態で交叉する
櫛形に構成されている。すなわち、ＰＬＺＴ基板１の片
側表面には、図６に示すように、細長い帯状に形成され
且つ個々に独立したセグント電極３０（１），３０
（２），３０（３）…が櫛形に配設されており、隣合う
セグント電極３０（１），３０（３），３０（５）…及
び３０（２），３０（４），３０（６）…との間に光シ
ャッタ部が形成されている。

【００２５】この実施例では、画像情報のパターンによ
って各電極に印加される電圧が、高電圧もしくは０Ｖの
何れも取り得るため、遮光マスク７が全ての電極の輪郭
部を遮光するように開口部８、８…が形成されている。
しかも、各開口部８、８…は、光シャッタ素子の長手方
向に沿って隙間なく位置するように配列されている。そ
のため、上記セグント電極３０（１），３０（２），３
０（３）…の幅及び水平方向に隣接する間隔は、例え
ば、５０μｍ及び１２８μｍに、開口部８の縦及び横方
向の長さは、例えば、共に６４μｍにそれぞれ設定さ
れ、セグント電極３０と開口部８の端縁との間隔は、例
えば、７μｍに設定される。

【００２６】その他の構成および作用は前記実施例と同
一であるので、その説明を省略する。

【００２７】第三実施例 図７はこの発明の第三実施例を示すものであり、前記実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、
この実施例では、遮光マスクの開口部を電極間の間隔よ
り狭く形成するのではなく、遮光マスクの開口部を電極
間の間隔と等しく形成し、しかもこの開口部の透過率を
電極からの距離によって変化させるように構成されてい
る。

【００２８】すなわち、高電圧が印加されるセグメント
電極３と共通電極２との間に形成される電界は、高圧電
極３の輪郭部に電界の集中が起こり、セグメント電極３
と共通電極２と間の透過光強度は、図８に示すように、
セグメント電極３の輪郭部が高くなる。

【００２９】そのため、この実施例では、遮光マスク７
の開口部８が電極間の間隔とほぼ等しく形成されてお
り、この開口部８の透過率が、透過光強度が均一となる
ように補正するため、図９に示すように、セグメント電
極３近傍の透過率が例えば８０％と低くなるように設定
されている。但し、共通電極２近傍に透過光強度が低い
部分があるので、この部分は遮光するようにしても良
い。

【００３０】こうすることによって、遮光マスク７の開
口部８を電極２、３間の間隔より殆ど狭く形成する必要
がなく、しかも均一な露光を得ることができる。

【００３１】その他の構成および作用は前記実施例と同
一であるので、その説明を省略する。

【００３２】なお、上記の実施例では、電極２、３がＰ
ＬＺＴ基板１の片側表面に形成されているため、遮光マ
スク７をＰＬＺＴ基板１の電極と反対側の表面に配置し
た場合について説明したが、これに限定される訳ではな
く、電極２、３をＰＬＺＴ基板１の表裏両面に形成した
場合には、遮光マスク７をＰＬＺＴ基板１上に絶縁性の
スペーサを介して配置すれば良い。また、遮光マスク７
が絶縁性部材からなる場合には、遮光マスク７をＰＬＺ
Ｔ基板１の表裏両面に形成される電極上に直接積層する
ようにしても良いことは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、光シャッタ領域内における電極近傍部とその
他の領域での透過光強度の差やオフ時の漏れ光が、画像
形成において濃度の差やコントラストの低下として現れ
るのを防ぐことができ、均一な濃度で高コントラストな
画像を得ることが可能な光シャッタ素子を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る光シャッタ素子の一実
施例を示す分解斜視図である。

【図２】 図２は同正面図である。

【図３】 図３は同断面図である。

【図４】 図４はこの発明に係る光シャッタ素子を適用
可能な静電記録装置を示す構成図である。

【図５】 図５は本実施例の作用を示す説明図である。

【図６】 図６はこの発明の他の実施例を示す構成図で
ある。

【図７】 図７はこの発明のさらに他の実施例を示す構
成図である。

【図８】 図８は電極間の透過光強度を示すグラフであ
る。

【図９】 図９は遮光マスクの透過率の分布を示すグラ
フである。

【図１０】 図１０は従来の光シャッタ素子を示す分解
斜視図である。

【符号の説明】

１…ＰＬＺＴ基板、２…共通電極、３…セグメント電
極、４…偏光子、５…検光子、７…遮光マスク、８…開
口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿沼 武夫 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気光学効果を有する透光性基板の表面
   に光シャッタ部を構成する電極対が複数配設された光シ
   ャッタ素子において、前記光シャッタ部を構成する電極
   間における光の透過状態を調節する遮光マスクを備えて
   いることを特徴とする光シャッタ素子。
2. 【請求項２】 前記遮光マスクが光シャッタ部を構成す
   る電極間隔より狭い開口部を有することを特徴とする請
   求項第１項記載の光シャッタ素子。
3. 【請求項３】 前記遮光マスクが電極の輪郭部近傍を透
   過する光を選択的に遮光する遮光マスクであることを特
   徴とする請求項第２項記載の光シャッタ素子。