JPS6234124A - 光シヤツタアレイ - 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） 本発明は、電気光学効果を示す強誘電物質を用いた光シ
ャッタアレイに関する。

（従来の技術） 現在、光ビームを利用するプリンタとしては、高速域で
は、レーザプリンタが用いられ、また、中、低速域では
、発光ダイオードや液晶を利用した光学ヘットを備えた
プリンタカ別いられている。

ところが、レーザプリンタは、光学系が複雑、高価であ
ることや、プリンタ自身も大型化することなどの問題点
がある。液晶を用いたプリンタは、液晶自体の応答性が
悪いため、毎分７〜１２枚以上の速さを要求することは
できない。また、発光ダイオードを用いたプリンタは、
高速化は比較的容易であるが、素子の光量のばらつきや
駆動回路が数人以上の容量の電源を必要とすること等の
問題点が残されている。

そこで、高速化の要求に対応でき、しかも、小型化でき
る光学ヘッドとして、強誘電物質の電気光学効果（カー
効果、ポッケルス効果）を利用した光シャッタが研究さ
れている。代表的な強誘電材料としては、ＰＬＺＴ　（
ジルコン酸チタン酸鉛ランタン、即ち、Ｐ　ｂｌ−Ｘ”
ａＸ　（ＺｒｙＴ　１ｌ−ｙ）＋−ＸＯ３）がある。最
もカ一定数の大きな組成は、Ｘ＝０．０９゜ｙ＝０．６
５である。

第３図を用いて、電気光学効果を利用した光シャッタア
レイの一例について説明する。第３図においては、数百
μｍ厚のＰＬＺＴ平板Ｉ平板面に、短尺状の上部電極２
．２．・・・と下部電極３，３．・・・がそれぞれ、互
いに平行に且つ等間隔に配列される。

また、一対の上部電極２と下部電極３とが、ＰＬＺＴ平
板１の上方から見て重なるように配置される。この光シ
ャッタアレイは、横モード型であって、入射光４は、矢
印で示す方向に入射する。ＰＬＺＴ平板ｌ平板−面は互
いに平行に光学研磨されていて、また、図示しないが、
偏光子が入射面側に、また、検光子が出射面側に配置さ
れる。偏光子と検光子の偏光方向は互いに直交している
。

この光シャッタアレイにおいて、電極２．３へ電圧５を
印加するか否かに対応して、光は透過し、または、遮断
される。即ち、電圧を印加していない場合は、偏光子を
透過した平行光束４は、偏光状態を変化させずにＰＬＺ
Ｔ平板ｌ平板−し、検光子により遮断される。一方、電
圧が印加されると、ＰＬＺＴ平板ｌ平板−て、光路と垂
直方向に電界が生じるので、複屈折が生じ、楕円偏光が
生じる。したがって、一部の光は、検光子を透過する。

第４図は、光ツヤツタアレイの他の一例を示す。

この例では、Ｐ　Ｌ　Ｚ　’ＩＩ’平板１の片面に、電
極！２゜１２、・・・と櫛形の共通電極１３を設けろ。

電極１２゜１３の間にスイッチ６により電圧を印加オろ
と、同様に電気光学効果により光が透過する。

（発明の解決すべき問題点） 第３図に示す光シャッタアレイにおいては、ＰＬＺＴ平
板ｌ平板−ミクロン程度の厚みを有しているので、十分
な電気光学効果を示す電界を印加するには、数百ボルト
の大きな駆動電圧が必要である。そして、第３図に示す
電極の配置においては、Ｐ　Ｌ　Ｚ　Ｔ平板ｌの膜厚に
比べ電極の幅か十分に広くないため、隣り合う電極との
クロストークら発生ずる。また、第４図に示す電極の平
面配置においては、ツヤツタ密度をあげろことが困難で
ある。

これらの問題点を解決するため、種々の試みがなされて
いる。クロストークの防止のため、特開昭５８ｉ３０３
２１号公報においては、電極２゜２、・・・の間に溝を
設ける。また、特開昭５８−１３０３２３号公報と特開
昭５８−８８７２１号公報においては、電極の形状や配
置を工夫して、クロストークを防止しているが、シャッ
タ密度は高くできない。特開昭６０−９７３１８号公報
においては、片面電極配置で沿面放電を防止するため、
電極上にシール材（ＳｉＯｚ）を設けて、シャッタ密度
を高める試みが提案されている。これらの提案は、しか
しながら、高い駆動電圧を必要とするという本質的な問
題点を解消しうるちのではなかった。

本発明の目的は、駆動電圧が低く、クロストークを生じ
ず、かつ、高密度化の可能な電気光学効果を利用した光
シャッタアレイを提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る光シャッタアレイは、光学的反射率の大き
い共通電極と、共通電極の上に形成した電気光学効果を
示す強誘電物質の薄膜と、この薄膜の上に形成した複数
の帯状の個別透明電極と、共通電極と個々の個別透明電
極との間に電圧を印加できる駆動部とからなる。

（作　用） 電気光学効果を有する強誘電物質の薄膜の厚さが薄くで
きるので、駆動電圧を小さくでき、また、クロストーク
が生じない。

共通電極−薄膜−個別電極の簡素なサンドイッヂ構造で
あるので、高密度化が可能である。

（実施例） 以下、添付の図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図に、本発明の実施例の図式的な断面図を示す。耐
熱性の平滑化された石英基板２１上に、光学的反射率の
大きい金属（たとえばＡＩ）からなる共通電極２２を全
面に成長させる。次に、ＲＦスパッタ法でＰＬＺＴ薄膜
２３を成長させる。

まず、６００℃以上にまで加熱し、１０−’Ｔｏｒｒ以
上の真空度にまで排気する。ターゲットとして、ＰＬＺ
Ｔ粉末に適量のＰｂＯを添加したものを用い、Ａｒと０
．との混合雰囲気下でスパッタを所定時間行い、約３μ
ｍ厚のＰＬＺＴ薄膜２３を得た。

さらに、その上に、ＩＴＯからなる帯状の個別の透明電
極（ゲート電極）２４，２４．・・・を設ける。斜線部
分は、個別透明電極２４に電圧を印加したときに、電界
の生じる部分（シャツタ窓）を示す。図示しないが、個
別透明電極２４は、スイッチング手段を介して電源に接
続する。

共通電極２２が基板２Ｉを兼ねてもよい。たとえば、平
滑化された白金板を用いればよい。

本実施例においては、ＰＬＺＴ薄膜２３の厚みが非常に
薄いため、クロストークの発生がなく、しかも、駆動電
圧が小さくできる。即ち、本発明によれば、Ｉ）　Ｌ　
Ｚ　Ｔ薄膜の厚みは約０．５〜５０μｍ１好ましくは０
．５〜３０μｍと従来と比べてかなり薄くてよい。膜厚
は５０μｍ以上とすると、シャック効率（透過率）が向
上するが、逆に印加電圧も大きくしなければならないと
いう欠点がある。

更に、ＰＬＺＴ薄膜は、その形成が通常ＲＦスパッタ法
で行なわれるが、成長速度は一般に０．４〜０．６μｍ
／ｈｒと非常に遅いので、厚くすることは製造面（時間
、コスト）で著しく制約を受ける。また、逆に膜厚が０
．５μｍ以下とすれば、シャッター効率が悪い。

また、本発明ではＰＬＺＴ薄膜の厚さか小さいので、電
極幅はそれより充分長くでき（たとえば１μｍ厚の薄膜
に対し４０μｍ程度の幅）、電極を高密度化（たとえば
２０ドツト／ｍｍ）Ｌ、でも、クロストークの発生がな
く、高い解像力が得られる。

本実施例においては、電気光学効果を示す誘電体材料と
して、最もカー効果の大きなＰＬＺＴを用いたか、１３
ａＴｉＯ３、ＳｒＴ＋Ｏ＊、Ｋ　Ｔ　ｔ　０３等を用い
てもよい。

第２図に、第り図に示した光シャッタアレイ３１を先プ
リンタの光学ヘッドに用いた場合の構成を示す。駆動電
源３２に接続された光ツヤツタアレイ３１を、偏光子３
３と検光子３４とにそれぞれ４５°をなすように配置す
る。光源３５と平行光束化ミラー３６とは、光源３５か
ら発生した光が平行光束化ミラー３６で反射され、平行
光束として偏光子３３に入射するように配置する。偏光
子３３に入射した光は、直線偏光されて光シャッタアレ
イ３１に入射され、共通電極２２で反射され、検光子３
４に導かれる。そして、検光子３４で再び直線両光され
た後、集束性レンズ３６によって感光体ドラム３７に入
射し、感光体を露光する。

光が光シャッタアレイ３１に垂直に入射すると、光路と
ＰＬＺＴ中の電界とが平行になり、楕円偏光が生じない
。光シャッタアレイ３１を光の方向に対して斜めに配置
したのは、楕円偏光を生じさせるためである。

偏光子を透過した光は、共通電極２２で反射されるので
、ＰＬＺＴ薄膜２３中の光路の長さが実質上２倍になる
。リターデイシぢンは膜厚ｄと比例関係（１’　＝ｄ・
Δｎ）にあり、薄膜の場合は小さい。

しかし、反射型の光路を用いることにより大きなりター
ディジョンが得られろ。

第２図に示した光学系配置において、画像情報に応じて
駆動回路３２（駆動電圧は２０ボルト）により光シャッ
タアレイ３１を構成する各索子（シャツタ窓）を開閉し
、感光体３７上に画像の書き込み（露光）を行った。図
示しないが、帯電、現像、転写等の作像プロセスは、通
常の電子写真プリンタに用いるものと同じである。

こうして得られた画像は、クロストークがないので非常
に解像度に優れ、しかも、十分なコントラストを有して
いて、従来のレーザビームプリンタに比べ何ら劣るとこ
ろがなかった。

（発明の効果） 本発明に係る光シャッタアレイにおいては、電気光学効
果を有する強誘電物質の厚さが薄くできるので、駆動電
圧が小さくて、大きな電気光学効果が得られる。また、
クロストークが生じない。

入射光が共通電極で反射されるので、光路が倍になり、
大きな電気光学効果が得られる。

電極−強誘電物質−電極のサンドイッチ構造であるので
、高密度化が可能である。

強誘電物質の薄膜が薄いので、低コストである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の電気光学素子の図式的な断
面図である。 第２図は、本発明に係る光シャッタアレイを光学ヘッド
として用いた光プリンタの構成を示す図である。 第３図と第４図は、それぞれ、従来の光シャッタアレイ
を図式的に示す図である。 ２１・・基板、　　　　　２２・・・共通電極、２３・
・・ＰＬＺＴ薄膜、 ２４．２４．・・・・・・個別透明電極、特許出願人　
　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　人　弁理士　
前出　葆　ほか２名第１図 第２図 第３図 す 第４図 手続補正書咋発） 昭和６１年３月５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的反射率の大きい共通電極と、 共通電極の上に形成した電気光学効果を示す強誘電物質
   の薄膜と、 この薄膜の上に形成した複数の帯状の個別透明電極と、 共通電極と個々の個別透明電極との間に電圧を印加でき
   る駆動部とからなる光シャッタアレイ。