JPS63129318A - 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】 備ｆｆ１（７）机刑塵肚 この発明は、電気光学効果を有する物質を用いた光シャ
ッタに係り、特に複数個のシャッタエレメントを１次元
状に配列した光シャッタアレイに関する。

従来の技術 現在、電気光学効果を有する物質で特にカー効果の大き
いＰＬＺＴを用いた光シャッタアレイは、光空間変調器
、光プリンタ、高速のデータレコーダ。

光スキャナ、光減衰器などへの応用が考えられている。

従来たとえば特開昭６０−１５９７２２号公報や特開昭
６０−１７０８２８号公報等で提案されている光シャッ
タアレイを第１０図（ａｌ）＝（ａｌ）に示す。

第１０図（ａｌ）に示す光シャッタアレイ（４０）は、
正方形のシャ７タエレメン）　（４１）を複数１次元に
配列したもので、例えばこれを感光体ドラム式の光プリ
ンタに用いると、ドラム上に投影される画像は、同図（
ｂｌ）に示されるドツト状ライン（４０ｔ’）の集合で
形成される。第１０図（ａｌ）の光シャッタアレイ（５
０）は、長方形のシャッタニレメン）　（５１）、（５
２）でなる２列のシャッタ７レイを備え、各列を千鳥状
時分割で駆動することにより１本のドツト状ライン（ｓ
ｏｇを形成する。

明が　　しようとする問題へ ところが、これら従来技術によれば、形成されるドツト
状ライン（４０１）、　（５０１）から明らかなように
、ドツトとドツトの間には必ずギャップ（４２）、（５
３）を生じ、ラインはドツトの連続性が粗く、画像形成
の場合には画像品質の、αで問題となる。

ヴを　　するための この発明は、従来提案の光シャ７タアレイによって形成
されるドツト状ラインのドツトの連続性が粗いという問
題を解決しようとするものであり、その具体的手段とし
て本発明は、光シャッタアレイのシャッタエレメントの
形状に着目し、これを、隣接部でそれぞれの脚が平行を
なす台形にしたことを基本的な特徴としている。

１准 台形状のシャッタエレメントでシャッタされる光束は、
例えば感光体ドラムに投影されて台形となるが、感光体
ドラムは回転しているのでこの台形は軌跡を描き、隣接
するシャッタエレメント間のギャップを埋める。

Ｘ度町 以下、添付図面に示す実施例によって具体的に説明する
。

第４図に一実施例に係る光シャッタアレイの部分平面図
を示す。光シャッタアレイ（１０）は、中央部に、台形
状のシャッタニレメン）　（１１）、（１１）、・・・
のシャッタアレイ（１１＾）と、シャッタエレメント（
１１）と同形のシャッタニレメン）　（１２）、（１２
）、・・・のシャッタアレイ（１２＾）の２列の７レイ
を備える。（１３）はシャッタアレイ（１１＾）、シャ
ッタアレイ（１２＾）にまたがるように設けられた共通
電極、（１４）はシャッタニレメン）　（１１）の制御
電極で外部の駆動回路と接続するための台形状のリード
部（１４１）を備え、光シャッタ（１２）の制御電極（
１５）も同様に外部の駆動回路と接続するための台形状
のリード部（１５１）を備えている。

共通電極（１３）は溝（３）に設けられ、制御電極（１
４）、（１５）はそれぞれ溝（４）、（５）に設けられ
ている。

シャッタアレイ（１１＾）、（１２＾）の各エレメント
は、ノグザジ状の多数の溝（６ａ）、（６ｂ）、・・・
によってそれぞれ共通に分離されている。溝（３）、溝
（４）、（５）及びノグザノ状の溝（６ａ）、（６ｂ）
はいずれも切削加工によって形成されている。ｍｉ図〜
第４図によって、この光シャッタアレイ（１０）の製作
工程を説明する。

第１図（ａ）に示すように、平板状長尺のＰＬＺＴ（１
）を準備する。ＰＬＺＴ（１）の表裏両面ば予め光学研
磨されている。ＰＬＺＴ（１）は例えば組成が９／６５
／３５のもので、その形状は長さ１００ａ＋鴫１幅２゜
２９ｍｍ、厚さ０．５ｍｍである。

第１図（ｂ）に示すように、このＰＬＺＴ（１）の表面
のほぼ中央部に、帯状のレジストパターン（２）を形成
する。レノストパターン（２）の幅は、３００μ糟とし
、通常一般のフォトリングラフイーの技術を利用した。

このレジストパターン（２）は、後述するように、蒸着
金属の除去に用いられる。なお、ＰＬＺＴ（１）の長手
方向をＸ軸方向９幅方向でＸ細線方向に直交する方向を
Ｙ軸方向とし、■−■線に沿う断面図を第２図に示す。

レノストパターン（２）の厚みは任意であってよい。

次に、このレノストパターン（２）を形成したＰＬＺＴ
（１）の当該レノストパターン（２）の中央をＸ軸方向
にＰＬＺＴ（１）の全長にわたって切削し、第３図に示
す共通電極用の溝（３）を形成する。切削は、送り精度
５μ鶴のグイシングツ−で行い、刃厚が２５μｍのダイ
ヤモンドカッターを用いた。

溝（３）の形状は、幅８０μｌ、深さａ＝１５０μｌで
ある。

なお、深さはＰＬＺＴ（１）の表面を基準とする。

さらに、上記切削工程と同様の態様で、前記溝（３）の
両側縁から一定の間隔をおいて溝（３）と平行に、すな
わちＸ軸方向にＰＬＺＴ（１）の全長にわたって切削し
、第３図に示すように、シャッタアレイ用の溝（４）、
溝（５）を順に形成する。溝（４）、（５）の形状は等
しく、幅８０μ鋤、深さｂ＝　１１０μｌである。溝（
３）と溝（４）、（５）の間隔すなわちシャッタエレメ
ントのシャッタ部の長さは８０μ論とした。

なお、このシャッタ部の長さ８０μｍ及び溝（３）、溝
（４）（５）の深さａ、ｂは、光シャッタに要求される
性能に応じてかつ切削加工の精度の範囲内において自在
に選択可能である。ただし、ａ＞ｂを条件とする。

次の工程は、電極用の導電性金属を設ける工程である。

実施例ではスパッタリング法を用い、切削加工したＰＬ
ＺＴ（１）の加工面を含む表面の全体にアルミを蒸着し
た。

次にこのアルミを加工面全体に蒸着したＰＬＺＴ（１）
に対し、グイシングツ−を用いてＹ紬方向と交差する方
向に一定ピッチで全長にわたって溝を切削する。第４図
に示すように、第１の角度（８）（Ｘ軸に対する角度α
）をもって素子分離及び電極形成用の溝（６ａ）、（６
ａ）、・・・を切削し、次に切削開始、αを一致させて
第２の角度（９）（Ｘ軸に対する角度β）をもって同様
に素子分離及び電極形成用の多数の溝（６ｂ）、（６ｂ
）、・・・を切削により形成する。切削に供するグイヤ
モンド力ッターは刃厚が１５μｍのものを用いた。本例
では角度ａは８８°、角度βは９２°すなわち交差角を
±２°に選んでいる。

そして、溝（６ａ）、（６ｂ）の形状はいずれも、幅が
２０μ鴫、深−３ｃ＝１３０μｍで、ピッチは１６０μ
鎗とした。

切削の深さＣは、第５図に示すように、ａ＞ｃ＞ｂの条
件を満足する。即ち、溝（３）、溝（４）（５）に対し
溝（６）（溝（６ａ）＝（６ｂ）を総称する）の深さＣ
をこのように設定すると、溝（４）、（５）のアルミ蒸
着膜（７）の一部を削り取って各シャッタ素子の制御電
極及び電極リード部を分離形成できる一方、溝（３）の
アルミ蒸着膜（７）のうち底面部のものを削り取らずに
済み、面状の共通電極を形成すると同時に制御電極と相
似の対向平行電極を形成できる。

従来例における電極形成が大変複雑な工程をとっていた
ことに比べると、本例は単なる溝入れ加工のみでよく電
極形成のだめの工程が大幅に簡略化される。

また、このように一定の交差角でジグザグ状に溝（６）
を形成すると、各シャツタ列のシャッタニレメン）　（
１１）、（１２）（第４図中耕線で区別したもの）の制
御電極（１４）、（１５）に連なる電極リード部（１４
１）。

（１５Ｎ）のみの端部を幅広にできると同時に、それ以
外のシャッタエレメントの電極リード部をＰＬＺＴ（１
）の幅方向の端縁部までは延びないようにすることがで
きる。このことは、後述する外部回路との接続において
顕著な効果をもたらす。

製造工程の最後に、シャッタニレメン）　（１１）、（
１２）の上面に形成されているアルミ蒸着膜を除去する
。アルミ蒸着膜はレジスト（２）上に形成されており、
レジスト剥離液によってレジスト（２）をアルミ蒸ｊａ
膜とともに剥離する（リフトオフ法）。なお、蒸着膜の
除去方法は、レジストを用いる方法のほか、レノストを
使用せず（レノスト形成工程の省略）、ＰＬＺＴ表面に
直接蒸着された金属薄膜を光学研磨と同等の手法で削り
取るようにしてもよい。

以上のようにしてＰｌｆＪ４図に示される光シャッタア
レイ（１０）を得る。光シャッタアレイ（１０）は、シ
ャッタエレメント（１１）、（１１）、・・・からなる
シャッタ７レイ（１１＾）とシャッタニレメン）　（１
２）、（１２）、・・・からなるシャッタアレイ（１２
＾）の２列がら情成される。第５図に等価な回路図を示
す。図中、（２０）はシャ・ンタアレイ（１１八）のシ
ャ・ンタエレメント（１１）に駆動パルスを与える駆動
回路（半導体チップ状の回路を含む）、（２１）はシャ
ッタアレイ（１２＾）のシャッタニレメン）　（１２）
を駆動する駆動回路である。

駆動回路（２０）とシャッタアレイ（１１＾）とは、シ
ャッタアレイ（１１Δ）において電極リード部（１４１
）がＰＬＺＴ（１）の端縁まで延びているシャッタニレ
メン）　（１１）とリード線によって個別に接続し、他
方、駆動回路（２１）とシャッタアレイ（１２＾）とは
、シャッタアレイ（１２Ａ）において電極リード部（１
５Ｉｌ）がＰＬＺＴ（１）の端縁まで延びているシャッ
タニレメン）　（１２）と同様にリード線によって個別
に接続する。

駆動回路（２０）、（２１）と接続しないシャッタエレ
メントは利用されない。駆動回路（２０）、（２１）は
時分割で作動され、２列のシャッタアレイ（１１＾）、
（１２＾）のシャッタ作用（第７図（ａ））で画像のド
ツト状ライン１本を形成する（第７図（ｂ））。時間差
は、画像形成部たとえば感光体ドラムの回転速度と同期
して整合される。これにより、実施例の光シャッタアレ
イで８０μｍピッチすなわち１２ド・ン）／ｍｍの高解
像度が達成できる。

！＠７図（ｂ）に示したドツト状ラインは、シャツタ列
（１１＾）、（１２＾）を瞬間的に駆動したとしてその
瞬時の投影像（実線で示す）を図解して示したものであ
る。実際には、シャッタによる投影時、感光体ドラムは
回転しており、シャッタエレメント（１１）、（１２）
の投影像は感光体ドラム上で軌跡を描き、ドツトとして
は、台形の下底の軌跡である破線で示されるドツト（ｌ
ｉｄ）、　（１２ｄ）となる。これら隣接のドラ）　（
ｌｌｃｌ）、（１２ｄ）は隣接部で重なりあって前述の
素子分離用の溝（６）に基づくシャッタエレメント間の
物理的なギャップ（６ｇ）を埋める。従って、仮に、こ
のラインが総て黒ドツトで表わされるなら、ドツト状ラ
インというよりは完全に連続した（アナログの）１本の
黒ラインと言うことができる。このように、シャッタエ
レメントを台形状とすることで、ドツトの連続性が密な
ラインを形成することが可能となった。

尚、上記実施例に示すように、シャツタ列を２列設ける
のは、前記の高解像度を達成できるように光シャッタア
レイと駆動回路間のリード線接続の困難さを回避するの
が主たる目的である。！ｎ８図に示すように、本実施例
では、その電極リード１（ｔｓｌ）、　（ｌｓｚ）の端
部が端縁の長さで１４０μｍあり、中心間のピッチは１
６０μ論である。しかもこのリード部の端部列に、動作
させないシャッタ素子のリード部の端部が位置していな
い。そこで、この端部列へのリード線接続において、Ｉ
Ｃ！！造工程で用いられている自動のリード線ワイヤー
ポングーを効率よく利用することができる。接続強度を
充分確保するために、ハング等の接続点平均径は１００
μｍ以上が要求されるが、電極リード部（１５１）、　
（１４１１）の端部は充分これをカバーする。また、現
状のワイヤーボングーでは、１６０μＩｏビ、２チの送
すｌｎ度によって相互分離の接続が充分可能である。し
たがって、実施例のような光シャッタアレイを容易に自
動化ラインに乗せることが可能となり、生産性の利益が
大きい。

上記の実施例によれば、クロストークがなく。

低電圧で駆動可能な立体状の光シャッタアレイを実質的
に溝入れ加工のみで得られ、製作工程を極めて簡易なも
のとできると共に、電極端部が幅広であるので外部回路
との接続が極めて容易となる利点をもつ。

第９図は、他の実施例の平面模式図を示している。光シ
ャッタアレイ（３０）は１列のシャッタアレイのみで構
成されシャッタニレメン）　（３１）、（３２）はいず
れも同形の台形状で、隣接のシャッタニレメン）　（３
１）、（３２）同士はギャップ（３３）を隔てた隣接部
において台形の脚が平行をなす。光シャッタアレイ（３
０）は電気光学効果を有する物質（ＰＬＺＴに限らない
）を７オトリソフイー技術を利用して製作してもよいし
、先の実施例と同様に精密切削加工によって、あるいは
これらを組み合わせて製作してもよい。切削加工により
素子間ギャップを形成する場合は、カッターの刃厚の問
題もあって、このギャップは比較的広くなるが、本発明
によりそれが有効に補償されうる。

ｌ匪＠縛來 以上のように、本発明は光シャッタアレイのシャッタエ
レメントを台形状にしたので、動作時、投影面でシャッ
タエレメント間のギャップが埋まり、ドツトの連続性が
密なラインを形成でき、画像形成の場合には品質のよい
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、第２図、第３図、第４図は本発
明の一実施例に係る光シャッタアレイの製作工程の説明
図であり特に第４図は一実施例の光シャッタアレイの模
式的な部分平面図、第５図は第４図の線ｖ−■に沿う部
分断面図、第６図は駆動回路との接続を示す等価回路図
、第７図（ａ）、（ｂ）は素子の駆動と画像１ラインの
形成との関係を示す説明図、第８図は電極リード部の部
分拡大平面図、ｆｆ４９図はシャッタアレイが１列の他
の実施例を示す平面図、第１０図（ａｌ）＝（ｂｌ）、
（ａ２）、　（ｂ２）は従来例の説明図である。 １・・・ＰＬＺＴ、３・・・共通電極用の溝、４，５・
・・制御電極用の溝、６・・・素子分離用の溝、１０．
３０・・・光シャッタアレイ、１１，１２．３０・・・
台形状のシャッタエレメント、１３・・・共通電極、１
４．１５・・・制御電極、１４１．１５Ｎ・・・台形状
の電極リード部、７・・・アルミ蒸着膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個のシャッタエレメントを１次元状に配列し
   た光シャッタアレイにおいて、前記シャッタエレメント
   が台形状であることを特徴とする光シャッタアレイ。