(57)【要約】１つの液晶シャッタ基板に、赤、緑、青に対応する３列のシャッタ列を形成し、各シャッタ列は、共通電極が形成された少なくとも１枚の透明基板と、２列に千鳥状に配置された各シャッタ列の画素列に対応する画素電極とリード電極とが形成された透明基板で液晶を挟んで構成し、前記各シャッタ列のピッチＱと、２列の画素列のピッチＰとの関係が、Ｎを２より大きい正の整数として、Ｑ＝ＮＰとなるように規定した液晶シャッタである。
2002063382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光用の画素が透明基板上に複数のシャッタ列として形成されており、露光装置に組み込まれて感光媒体への露光を制御する液晶シャッタであって、
前記各シャッタ列は、複数の画素が光学的千鳥状に２列に配置された２列の画素列から構成され、
前記各シャッタ列のピッチをＱとし、前記２列の画素列のピッチをＰとしたときに、Ｎを２より大きい正の整数として、Ｑ＝ＮＰとなるように前記複数の画素が配置されていることを特徴とする露光装置用液晶シャッタ。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタは、液晶を挟む２枚の透明基板上にそれぞれ形成された透明共通電極と透明画素電極、及びこの透明画素電極を外部に導出するリード電極を備えているもの。
【請求項３】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、
前記複数のシャッタ列は、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、
両側２列のシャッタ列の前記透明画素電極に接続する前記リード電極は、前記透明基板の両端側に引き出されており、そして、
中央のシャッタ列の前記透明画素電極に接続する前記リード電極は、前記透明基板の一方の端部に引き出されるものと、他方の端部に引き出されるものに分けられているもの。
【請求項４】
請求項３に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記中央のシャッタ列の前記透明画素電極に接続する前記リード電極は、それぞれ両側の２列のシャッタ列の前記透明画素電極の、電極と電極の間のスペースを通して引き出されているもの。
【請求項５】
請求項２に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記複数のシャッタ列間に前記２枚の透明基板の間隔を規定する隔壁が設けられているもの。
【請求項６】
請求項５に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記シャッタ列のピッチＱは、前記隔壁の幅と、前記隔壁によって形成されるフリンジの幅の２倍とを加えた距離よりも長く設定されているもの。
【請求項７】
請求項６に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記フリンジの幅が２ｍｍ以上であるもの。
【請求項８】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記複数の画素は、透明画素電極とこの透明画素電極を外部に導出するリード電極が形成された１枚の透明共通基板と、前記各シャッタ列に対応する透明共通電極が形成された複数の透明対向基板とによって、前記液晶を挟むことにより構成されるもの。
【請求項９】
請求項８に記載の露光装置用液晶シャッタであって、
前記複数のシャッタ列は、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、
前記透明共通電極が形成された前記複数の透明対向基板は、前記３列のシャッタ列に対応する３枚の透明対向基板であるもの。
【請求項１０】
請求項８に記載の露光装置用液晶シャッタであって、
前記複数のシャッタ列は、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、
前記透明共通電極が形成された前記複数の透明対向基板は、前記３列のシャッタ列のうちの隣接する２列と他の１列に対応する２枚の透明対向基板であるもの。
【請求項１１】
請求項８から１０の何れか１項に記載の露光装置用液晶シャッタであって、
前記複数の透明対向基板と前記透明共通基板に挟まれる液晶は、各透明対向基板毎にシール部材で封止されているもの。
【請求項１２】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記Ｎの値が４６であるもの。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は露光装置用液晶シャッタに関し、特に、露光装置に組み込まれて、光源からの光の遮断、及び透過を制御して、印画紙等の感光媒体への露光を制御する液晶シャッタに関するものである。
背景技術
従来、感光媒体に画像を記録する露光装置、例えば、発光ダイオード等の光源からの光の透過量を液晶シャッタによって制御し、感光媒体上に潜像やカラー画像を形成する露光装置や光プリンタ装置が知られている。このような装置では、一般に、光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類の光を光源から感光媒体に向けて放射し、これらの光の光路に液晶シャッタを配置し、液晶シャッタに近接した位置で感光媒体を液晶シャッタに対して相対的に移動させ、この動きに同期して画像データに従って液晶シャッタの各セル（画素）を開閉して、３原色の各光の透過量を制御することにより、感光媒体に適切な露光を行っている。
従来の光プリンタ装置の一例が、特開平２−２２７２６８号公報（米国特許第５、１０５、２８１号）に記載されている。この公報には、単一の光源から出射された光を、赤、緑、青の３色のカラーフィルタにそれぞれ重ねて設けられた各色用の３列の液晶シャッタを用いて感光媒体の同一部分を３回ずつ露光する構成と、各色用の３列の液晶シャッタを、それぞれ光学的に千鳥状（以後単に千鳥状と言う）の配列の２列のシャッタにより形成することが開示されている。また、この公報の実施例には、各液晶シャッタがスイッチング用のトランジスタによって開閉されるアクティブシャッタである点と、各色用の液晶シャッタが、同じ色に対して２列に千鳥状に同じピッチＰで６列にフィルムの送り方向に並べられ、フィルムの送りピッチもＰとして、フィルムが送りピッチＰで５回移動することにより、フィルムのある位置にシャッタの像が重畳されて加色混合で露光されることが開示されている。
即ち、特開平２−２２７２６８号公報には、各色用に２列に千鳥状に配置されたシャッタ列が隙間無く３列並べられ、同色用の液晶シャッタのピッチをＰとし、或る色のシャッタ列とこれに隣接する色のシャッタ列のピッチをＱとしたときに、Ｑ＝２Ｐとなることが開示されている。
しかしながら、この公報に記載の技術では、隣接する色同士のシャッタ列の間に隙間が無い（Ｑ＝２Ｐ）ために、３列のシャッタ列に同時に光が照射されると、光束が隣のシャッタ列に干渉してしまうという問題点があった。
この対策として、各色のシャッタ列の間にスペースを空けてＱの値を大きくすることが考えられる。しかしながら、Ｑの値を大きくすると、液晶シャッタの基板が大型化され、液晶シャッタにパッシブな液晶セルを使用した場合に、上下の透明基板にそりが発生し、シャッタとしての特性が劣化するという問題点が新たに発生した。
上下の透明基板のそりの問題に対しては、上下の透明基板の間にスペーサを散在させて設ける方法がある。ところが、この方法を使用すると、画素部分にスペーサが存在することになり、液晶シャッタのように通常の液晶セルよりも優れた光学特性が要求されるものに対しては、光学特性の劣化となってしまうという問題があった。
更に、パッシブな液晶セルが千鳥状に配置された３列の液晶シャッタを構成する場合、各画素へのリード電極は、両側のシャッタ列のリード電極は基板の両側に引き出し、中央のシャッタ列のリード電極は左右のシャッタ列を構成する画素の間を通して基板の両側に引き出すことになるが（このリード線の引き出しに関しては特開平６−１８６５８１号公報参照）、この方法では、中央のシャッタ列のリード電極と左右のシャッタ列を構成する画素電極と共通電極との間で発生する電界によるシャッタ列間の干渉により、シャッタ動作が妨げられるといった問題点があった。
発明の開示
従って、本発明の目的は、光束が隣のシャッタ列に干渉しないように各色のシャッタ列の間にスペースを空け、液晶シャッタにパッシブな液晶セルを使用した場合でも、上下の透明基板にそりが発生せず、しかもシャッタとしての光学特性も劣化させることのない、露光装置用液晶シャッタを提供することである。
また、本発明の他の目的は、パッシブな液晶セルを千鳥状に配置した３列のシャッタ列を備えた液晶シャッタを構成する場合でも、中央のシャッタ列のリード電極と左右のシャッタ列の画素電極と共通電極との間で発生する電界によるシャッタ列間の干渉により、シャッタ動作が妨げられることがない露光装置用液晶シャッタを提供することである。
上記目的を達成する本発明の第１の形態によれば、露光用の画素が透明基板上に複数のシャッタ列として形成されており、露光装置に組み込まれて感光媒体への露光を制御する液晶シャッタであって、各シャッタ列は、複数の画素が光学的千鳥状に２列に配置された２列の画素列から構成され、各シャッタ列のピッチをＱとし、２列の画素列のピッチをＰとしたときに、Ｎを２より大きい正の整数として、Ｑ＝ＮＰとなるように複数の画素が配置されていることを特徴とする露光装置用液晶シャッタが提供される。
本発明の第２の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタが、液晶を挟む２枚の透明基板上にそれぞれ形成された透明共通電極と透明画素電極、及びこの透明画素電極を外部に導出するリード電極を備えていることを特徴としている。
本発明の第３の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数のシャッタ列が赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、両側２列のシャッタ列の透明画素電極に接続するリード電極が、透明基板の両端側に引き出されており、そして、中央のシャッタ列の前記透明画素電極に接続するリード電極が、透明基板の一方の端部に引き出されるものと、他方の端部に引き出されるものに分けられていることを特徴としている。
本発明の第４の形態は、第３の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、中央のシャッタ列の透明画素電極に接続するリード電極が、それぞれ両側の２列のシャッタ列の透明画素電極の、電極と電極の間のスペースを通して引き出されていることを特徴としている。
本発明の第５の形態は、第２の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数のシャッタ列間に２枚の透明基板の間隔を規定する隔壁が設けられていることを特徴としている。
本発明の第６の形態は、第５の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、シャッタ列のピッチＱが、隔壁の幅と、隔壁によって形成されるフリンジの幅の２倍とを加えた距離よりも長く設定されていることを特徴としている。
本発明の第７の形態は、第６の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、フリンジの幅が２ｍｍ以上であることを特徴としている。
本発明の第８の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数の画素が、透明画素電極とこの透明画素電極を外部に導出するリード電極が形成された１枚の透明共通基板と、各シャッタ列に対応する透明共通電極が形成された複数の透明対向基板とによって、液晶を挟むことにより構成されていることを特徴としている。
本発明の第９の形態は、第８の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数のシャッタ列が赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、透明共通電極が形成された複数の透明対向基板が、３列のシャッタ列に対応する３枚の透明対向基板であることを特徴としている。
本発明の第１０の形態は、第８の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数のシャッタ列が、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、透明共通電極が形成された複数の透明対向基板が、３列のシャッタ列のうちの隣接する２列と他の１列に対応する２枚の透明対向基板であることを特徴としている。
本発明の第１１の形態は、第８から１０の何れかの形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数の透明対向基板と透明共通基板に挟まれる液晶が、各透明対向基板毎にシール部材で封止されていることを特徴としている。
本発明の第１２の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、Ｎの値が４６であることを特徴としている。
本発明の露光装置用液晶シャッタによれば、光束が隣のシャッタ列に干渉しないように各色のシャッタ列の間にスペースを空け、液晶シャッタにパッシブな液晶セルを使用した場合でも、上下の透明基板にそりが発生せず、しかもシャッタとしての光学特性も劣化させることがない。
また、パッシブな液晶セルを千鳥状に配置した３列のシャッタ列を備えた液晶シャッタを構成する場合でも、中央のシャッタ列のリード電極と左右のシャッタ列の画素電極と共通電極との間で発生する電界によるシャッタ列間の干渉により、シャッタ動作が妨げられることがない。
発明を実施するための最良の態様
図１Ａは液晶シャッタを内蔵した露光装置１０により、感光媒体１４の上に潜像１３を形成する動作を説明するものである。この図には、感光媒体１４の上を一定速度で露光装置１０が矢印Ａの方向に移動すると、感光媒体１４の上に潜像１３が形成される様子が示されている。この露光装置１０の内部構造は、例えば、図１Ｂに示すようになっている。
露光装置１０にはその筐体の中に、光源１１、集光光学系１２、及び液晶シャッタ２がある。光源１１はＲ光用光源１１ｒ、Ｇ光用光源１１ｇ、及びＢ光用光源１１ｂに分かれており、集光光学系１２には、Ｒ光用レンズ１２ｒ、Ｇ光用レンズ１２ｇ、及びＢ光用レンズ１２ｂがある。Ｒ光用光源１１ｒ、Ｇ光用光源１１ｇ、及びＢ光用光源１１ｂから出力された各色光Ｌｒ、Ｌｇ、及びＬｂは、各レンズ１２ｒ、１２ｇ、及び１２ｂによって集光され、各色用の液晶シャッタ列を有する液晶シャッタ２によって透過制御がなされることにより、感光媒体１４の上の点Ｓｒ、Ｓｇ、及びＳｂにそれぞれ結像される。
各色用光源１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｂは、各色光を発するの複数の発光ダイオード又は蛍光管と色フィルタ等から構成され、所定の長さを有する線光源である。各色用光源１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｂは、その長手方向を図面の垂直方向に合わせて配置されている。従って、感光媒体１４上の結像点Ｓｒ、Ｓｇ、及びＳｂでは、輝線状に感光媒体１４が露光される。
感光媒体１４への画像記録は、各色用光源１１ｒ、１１ｇ、及び１１ｂを連絡発光させ、図示しない制御装置から液晶シャッタ２の各色用の液晶シャッタ列の透過制御を行い、感光媒体１４を搬送させながら各色露光を同時に行うことによって感光媒体１４上にカラー潜像を形成し、その後所定の現像処理を行うことによって実現できる。
なお、図１Ａの例では感光媒体１４が固定されており、露光装置１０が図示しない搬送機構によって図中の矢印Ａの方向に一定の速度で搬送されるように構成されている。また、図１Ｂの例では、露光装置１０が固定されており、感光媒体１４が、図示しない搬送機構によって図中の矢印Ｚの方向に一定の速度で搬送されるように構成されている。このように、露光装置１０と感光媒体１４は相対的に均一な速度で移動すれば良いものである。
図２Ａは本発明の第１の実施例における露光装置用液晶シャッタ２０を平面視したものである。液晶シャッタ２０は、２枚のガラス基板２１と２２を僅かな間隔を隔てて平行に保持し、重なり合う部分の外周をシール部２３により封止し、シール部２３に設けた注入口２４から液晶を注入して基板間の隙間に液晶を充填した後、注入口２４を紫外線硬化樹脂等で封止したものである。また、液晶シャッタ２０は、Ｒ光用の液晶シャッタ列２５ｒ、Ｇ光用の液晶シャッタ列２５ｇ、及びＢ光用の液晶シャッタ列２５ｂを有している。
各シャッタ列２５には、複数の画素がガラス基板２１上に形成された透明共通電極と、ガラス基板２２上に形成された透明画素電極があり、各透明電極への電圧の印加によって各画素の光の透過が制御されるようになっている。従って、各画素の透明画素電極への配線が必要であると共に、カラー感光媒体の上に形成される画像の解像度を高めるために、液晶シャッタ列を構成する複数の画素は、液晶シャッタ列を通過した光の輝線方向にできるだけ間隔を詰めて配置する必要がある。そこで、配線のためのスペースを設け、かつ、できるだけ間隔を詰めて配置するために、各色の液晶シャッタ列を構成する画素は、２列に千鳥状に配列されている。
また、本発明では、画素を構成する液晶セル（液晶スイッチ）として、トランジスタ等のスイッチング素子が不要なパッシブな液晶セルを使用しているので、各色の液晶シャッタ列は、後述する十分な間隔を隔ててガラス基板２２の上に配置される。この各色の液晶シャッタ列の間の間隔が狭いと、図１Ｂに示される各色光Ｌｒ、Ｌｇ、及びＬｂの幅により、色の重なりが生じてしまう。これを図２Ｂを用いて説明する。図２Ｂは３色のシャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂの間隔が狭い従来の露光装置用液晶シャッタの一部分を拡大して示すものである。このように３色のシャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂの間隔が十分でないと、各色光Ｌｒ、Ｌｇ、及びＬｂの幅により、各色光Ｌｒ、Ｌｇ、及びＬｂの一部がそれぞれ隣接する色の液晶シャッタ列に重なってしまい、色の重なりが生じてしまうのである。よって、本発明では、この色の重なりの発生を防止するために、３色のシャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂの間隔を十分に設定してある。
図３は図２Ａに示される露光装置用液晶シャッタのＡ−Ａ線における概略断面を示すものである。第１の実施例では、光源側（上側）のガラス基板２１の下面全体に透明なＩＴＯ薄膜などによる透明共通電極３１が設けられており、透明共通電極３１の表面側には遮光層３２とポリイミドなどの配向膜３３が積層されている。また、下側のガラス基板２２の上面には、それぞれ２列で千鳥状に配置された微細な透明画素電極３６が設けられており、配向膜３５で被覆されている。また、ガラス基板２１、２２の外周がエポキシ樹脂等から構成されるシール材２３によって封止され、両基板２１、２２の配向膜３３、及び３５の間に液晶３４が充填されている。なお、液晶３４の厚さは５μｍに設定されている。また、透明共通電極３１の上に積層されている遮光層３２は、クロム材料等から構成されており、透明画素電極３６に対応する遮光層３２の箇所にはスリット３８が設けられて、その部分だけ光が通るように構成されている。また、両基板２１、２２の外側には、偏向板３０、及び３７が設けられている。
さらに、第１の実施例の液晶３４は、例えばツイスト角２４０°のＳＴＮモードで動作するものであり、２枚の偏向板３０、及び３７はこれに応じた角度で偏向軸を交差させたものである。
図３に示すように、透明共通電極３１、及び透明画素電極３６によって、Ｒ光用液晶シャッタ列２５ｒ、Ｇ光用の液晶シャッタ列２５ｇ、及びＢ光用の液晶シャッタ列２５ｂが構成されている。ここでは、各液晶シャッタ列を構成する個々の画素の大きさは、８５×８５μｍの正方形に設定されている。
図４は図２Ａの露光装置用液晶シャッタにおけるシャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂを部分的に拡大したものであり、画素電極の配置パターン、及び電極間とシャッタ列の配置ピッチを説明するものである。各色の液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂは、２列で千鳥状に配列された複数の画素から構成されている。また、各色の液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂを構成する画素の画素列のピッチＰは、全て１７０μｍに設定されている。更に、各色の液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂのシャッタ列のピッチＱは画素列のピッチＰに比べて大きく設定されており、第１の実施例におけるシャッタ列のピッチＱは７８２０μｍ、即ち、画素列のピッチＰの４６倍に設定されている。
次に、図５Ａを用いて、２列で千鳥状に配列された画素による感光媒体の露光について説明する。図５Ａでは、液晶シャッタ２０のＲ光用液晶シャッタ列２５ｒの内の２つの画素ｒ１、及びｒ２、Ｇ光用液晶シャッタ列２５ｇの内の２つの画素ｇ１、及びｇ２、及びＢ光用液晶シャッタ列２５ｂの内の２つの画素ｂ１、及びｂ２による露光について述べる。また、図中の１４ａは、感光媒体１４上で画素ｒ１、ｇ１、及びｂ１に対応した部分、１４ｂは画素ｒ２、ｇ２、及びｂ２に対応した部分を示している。なお、感光媒体１４は、少なくともＲ光に反応するＲ感光層、Ｇ光に反応するＧ感光層、及びＢ光に反応するＢ感光層を有しているものとする。さらに、感光媒体１４は、矢印Ｚの方向に一定の速度で搬送されているものとする。なお、図５Ａにおける各色用液晶シャッタ列のピッチＱは、説明の都合上図４に示すように画素列ピッチＰの４６倍ではない整数倍に設定されている。
図５Ａの（ａ）は、時間Ｔ１における感光媒体１４上の１４ａ、及び１４ｂの状態を示している。図５Ａの（ａ）では、画素ｂ１によって１４ａの領域ｎ２、画素ｇ１によって領域ｎ６、画素ｒ１によって領域ｎ１０の露光が開始された状態を示している。同様に、画素ｂ２によって１４ｂの領域ｎ１、画素ｇ２によって領域ｎ５、画素ｒ２によって領域ｎ９の露光が開始された状態を示している。
図５Ａの（ｂ）は、図５Ａの（ａ）から所定時間経過した時間Ｔ２の状態を示しており、画素ｂ１によって１４ａの領域ｎ２、画素ｇ１によって領域ｎ６、画素ｒ１によって領域ｎ１０の露光が完了している。同様に、画素ｂ２によって１４ｂの領域ｎ１、画素ｇ２によって領域ｎ５、画素ｒ２によって領域ｎ９の露光が完了している。
図５Ａの（ｃ）は、図５Ａの（ｂ）から更に時間が経過した時間Ｔ３の状態を示しており、画素ｇ１によって露光が完了した領域ｎ６の露光が画素ｂ１によって、画素ｒ１によって露光が完了した領域ｎ１０の露光が画素ｇ１によって開始された状態を示している。同様に、画素ｇ２によって露光が完了した領域ｎ５の露光が画素ｂ２によって、画素ｒ２によって露光が完了した領域ｎ９の露光が画素ｇ２によって開始された状態を示している。
図５Ａの（ｄ）は、図５Ａの（ｃ）から所定時間経過した時間Ｔ４の状態を示しており、画素ｂ１によって１４ａの領域ｎ６、画素ｇ１によって領域ｎ１０、画素ｒ１によって領域ｎ１４の露光が完了している。同様に、画素ｂ２によって１４ｂの領域ｎ５、画素ｇ２によって領域ｎ９、画素ｒ２によって領域ｎ１３の露光が完了している。
図５Ａの（ｅ）は、図５Ａの（ｄ）から更に時間が経過した時間Ｔ５の状態を示しており、画素ｒ１、及び画素ｇ１によって露光が完了した領域ｎ１０の露光が、画素ｂ１によって開始された状態を示している。同様に、画素ｒ２、及び画素ｇ２によって露光が完了した領域ｎ９の露光が、画素ｂ２によって開始された状態を示している。
図５Ａの（ｆ）は、図５Ａの（ｄ）から所定時間経過した時間Ｔ６の状態を示しており、画素ｂ１によって１４ａの領域ｎ１０の露光が完了し、領域ｎ１０では、Ｒ光、Ｇ光、及びＢ光による露光が完了した状態を示している。同様に、画素ｂ２によって感光媒体１４ｂの領域ｎ９の露光が完了し、領域ｎ９では、Ｒ光、Ｇ光、及びＢ光による露光が完了した状態を示している。図５Ａの（ａ）〜（ｆ）の動作を繰り返し実行することによって感光媒体１４上の１４ａ、及び１４ｂにカラー画像用の潜像が形成される。
図５Ａに示すように、各色液晶シャッタ列は２列の画素列を有し、さらに各色液晶シャッタ列はそれぞれ離れた位置に配置されているが、各色液晶シャッタ列のピッチＱが、各色液晶シャッタ列を構成する２列の画素列の画素列ピッチＰの整数倍に設定されていれば、各色液晶シャッタ列による感光媒体上の露光位置を簡単に位置合わせすることが可能となる。図４では、画素列ピッチＰと液晶シャッタ列ピッチＱは、１：４６に設定されているが、液晶シャッタ列ピッチＱが、画素列ピッチＰの整数倍に設定されていれば良い。即ち、Ｎを２よりも大きな正の整数として、Ｑ＝ＮＰであれば良い。
ここで、液晶シャッタ列ピッチＱを、画素列ピッチＰの整数倍に設定する必要性について説明する。なお、本発明が対象とするのは、所定の距離隔てられた複数のシャッタ列で同時に露光が実施される場合であり、複数列分の同時露光は、全てが同一色露光で実施される場合、少なくとも２色以上ある複数色露光で実施される場合の双方に該当するものである。
まず、感光媒体が露光時に間欠送りされる場合について説明する。この場合は、露光されている間は、液晶シャッタを含む記録ヘッドと感光媒体との相対位置関係が固定関係にあり、露光動作が終了した後、感光媒体上で表現されるべき記録ドットピッチに相当する長さだけ、記録ヘッドと感光媒体とが相対移動し、その位置にて再度両者が固定位置関係で止まり、次の露光動作に入るというパターンを繰り返す方式である。
図５Ｂ、５Ｃに示すように、液晶シャッタにおける開口画素０の中心と、開口画素１の中心との距離Ｐ１には、何らの規制も伴っていないものとする。この場合、Ｎ回目の露光にて開口画素０より感光媒体上に露光されたドットが、感光媒体上にて解像度を規定する記録ドットピッチＬを各露光動作間の基本移動量として、Ｍ回繰り返され、開口画素１の中心位置に最も近づいたものとする。
このＭ回の移動（露光）により、Ｎ回目の露光にて開口画素０より記録された記録ドットは、Ｌ×Ｍ分の移動をすることになる。このとき、前述の仮定により、Ｌ×ｎ（ｎは任意の露光回数）で取り得るあらゆる数値の中で、ｎ＝Ｍの時が開口画素０の中心と開口画素１の中心との間の距離Ｐ１に最も近いことになる。
距離Ｌ×Ｍと距離Ｐ１との差をδ（δは正の数でピッチＬよりも小さく、δ＝Ｐ１−Ｌ×Ｍ）とすれば、この差δは開口画素０で露光された記録ドットと開口画素１で露光された記録ドット間の位置ずれを表すことになる。感光媒体上で、本来１列に並ぶべきドットに位置ずれが生じることは、画像解像力の低下を招くことになり、画像形成上で好ましくない。従って、δ＝０とすることが有効である。
言い換えれば、隣接する開口画素列間の距離Ｐ１は、Ｐ１＝Ｌ×Ｍという関係を持って液晶シャッタ上に配置される必要がある。Ｍは特定の値でなくとも良いが、整数である必要がある。これと同じ関係は、同じ液晶シャッタ上に存在する各画素列の間隔Ｐ２、Ｐ３にも該当するものである。以上をまとめると、同一液晶シャッタ上に存在する各画素列間の距離は、液晶シャッタを使用して形成される感光媒体上で規定される解像度を表すドットピッチの整数倍であることが必要になるのである。
次に、感光媒体が露光時に連続送りされる場合について説明する。この場合は、露光されている間でも、液晶シャッタを含む記録ヘッドと感光媒体との相対位置関係が一定速度で変化している場合であり、この相対移動速度は、記録ヘッドと感光媒体との相対位置関係が変化しても変動することはなく、露光動作の状況次第で変動することもなく、同一の感光媒体に対する露光動作の開始から終了に至るまで連続的に移動している。この場合は、記録ヘッドと感光媒体との相対位置関係が、感光媒体上で記録されるべき解像度を規定する記録ドットピッチ分移動する毎に、所定の露光動作を繰り返すことになる。
感光媒体が露光時に連続送りされる場合にも、記録ドット露光時の１ドット分の露光時間が常に一定である場合には、感光媒体上において、前述の記録ドットピッチ毎に露光ドットが配列されることになるので、液晶シャッタ上に設ける複数列の開口画素の配置の必要条件は、前述の感光媒体が露光時に間欠送りされる場合と全く同一なものとなる。
記録ドット露光時の１ドット分の露光時間を常に一定とするための方法としては、液晶シャッタを高速パルスによって駆動し、その駆動周波数を変化させることによって一定時間内の液晶シャッタの透過率を変化させて階調を表現する方法がある。この方法では、感光媒体の上に１ドット分の露光を行う場合に、液晶シャッタの画素の開口時間が、１つの感光媒体に対する露光開始から終了までの間で同一時間となる。
また、液晶シャタを使用して感光媒体上に露光する方法で、記録ドットに階調表現を行う方法としては、前述の高速パルス方式で露光時間を一定とする方法の他に、液晶シャッタの画素の開口時間を変化させて照射させる総露光量を制御する方法もある。
一方、記録ドットに階調を持たせる場合に、何れの階調表現に対しても、ある特定の時刻から露光を開始してしまうと、感光媒体が連続送り時の場合には、階調別に記録ドット位置が移動してしまう現象が発生する。この現象について図５Ｄを用いて説明する。
図５Ｄにおいて、点線ＥＤは任意時間の露光プロファイル、実線ＥＬは任意時間までの露光プロファイルの総和（記録ドット形状）を示し、一点鎖線ＤＣが記録ドットの中心線を示している。
図５Ｄに示すように、何れの階調表現時であっても、ある特定の時刻から液晶シャッタの画素の開口動作を始めた場合には、画素の開口動作が終了するまでに、感光媒体が移動した距離の半分に依存する形で記録ドットの中心線ＤＣが移動してしまう。この現象が発生すると、本来同一ライン上に並ぶべき記録ドットの位置が、階調変化に伴って移動してしまうため、直線の再現力の低下を招くことになる。このような現象を回避するために、感光媒体の連続移動方式では、記録ドットの階調表現を液晶シャッタ上の画素の開口時間で制御する場合には、記録ドットの露光時に階調に依存することなく、記録ドットの中心線の位置が不動となる方法を採用している。
例えば、この方法では、ある特定の時刻を基準時刻として、何れの階調表現の場合でも、階調変化のための液晶シャッタの開口時間の中央時刻が、常に記録ドットの中心線ＤＣの時刻と一致するように開口時間の制御を行う。
この駆動方法では、図５Ｅに示すように、階調がＮの場合の画素の開口開始時間と、階調がＭ（＞Ｎ）の場合の画素の階調開始時間を異ならせている。このような駆動方法により、記録ドットの中心位置が、液晶シャッタの開口駆動基準時刻において、感光媒体面の液晶シャッタの開口画素の中心位置に対応する点と一致するようになる。
図６は本発明における第２の実施例の露光装置用液晶シャッタ１２０の構成を示すものである。また、図７は図６に示される液晶シャッタ１２０のＡ−Ａ線における概略断面を示すものである。第２の実施例の液晶シャッタ１２０が、図２Ａで説明した第１の実施例の液晶シャッタ２０と異なる点は、液晶シャッタ列２５ｒと２５ｇとの間、及び液晶シャッタ列２５ｇと２５ｂとの間に隔壁状のスペーサ１２１が設けられている点のみである。よって、第２の実施例の液晶シャッタ１２０では、第１の実施例の液晶シャッタ２０と異なる点のみを説明し、第１の実施例の液晶シャッタ２０と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。
ここで、第２の実施例の液晶シャッタ１２０の液晶シャッタ列２５ｒと２５ｇとの間、及び液晶シャッタ列２５ｇと２５ｂとの間に隔壁状のスペーサ１２１が設けられている理由について説明する。
例えば、液晶シャッタ列２５ｒの１つの透明画素電極に駆動電圧が与えられて電極に面する液晶分子が運動させられると、その液晶分子の運動の影響が、隣接する液晶シャッタ列２５ｇに、及び、液晶シャッタ列２５ｇの画素の動作が影響を受けて解像度が低下することになる。液晶シャッタ列の間に設けられる壁状のスペーサ１２１は、各液晶シャッタ列間の干渉を防止するためのものである。また、各液晶シャッタ列間にスペーサ１２１が設けられていると、液晶シャッタ１２０全体の機械的な強度が増し、対衝撃性などが向上するという効果もある。
一方、エポキシ樹脂等により構成されるスペーサ１２１は、エポキシ樹脂等が熱硬化する際に発生するガスがガラス基板上の配向膜３３、及び３５を侵すため、駆動電圧に対する液晶３４の応答が本来の程度からずれてしまう。即ち、スペーサ１２１の配向膜３３、及び３５近傍には、図７に示すように、フリンジ部１２２と呼ばれる領域が存在し、その部分では光透過率にムラが生じる。そして、フリンジ部１２２に重なる部分に液晶シャッタ列が設けられると、液晶シャッタの透過率が均一でなくなってしまう。従って、液晶シャッタ１２０では、フリンジ部１２２が存在する領域を避けて各色の液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂが設けられている。
図８に、各色液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂと、スペーサ１２１の一部の拡大図を示す。図８に示す各液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂは、図４と同様に、各画素列のピッチＰは１７０μｍに、液晶シャッタ列のピッチＱは画素列ピッチＳの４６倍の７８２０μｍに設定されている。また、図８において、ｍ１はスペーサ１２１の幅、ｍ２はフリンジ部１２２の幅を示している。前述のように、液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂの液晶シャッタ列のピッチＱは、画素列ピッチＰの整数倍であることが好ましい。更に、ピッチＱはスペーサ１２１の幅ｍ１とフリンジ部１２２の幅ｍ２の２倍（左右分）を足した距離１（＝ｍ１＋２×ｍ２）より長いことが好ましい。
通常、スペーサの幅ｍ１は、０．６〜１．５μｍに設定されることが好ましく、液晶３４の厚さが５μｍの場合では、フリンジ部１２２の幅ｍ２は２ｍｍ以上と考えるべきである。よって、ピッチＱは４ｍｍより長いことが好ましい。
このように、第２の実施例の液晶シャッタ１２０では、フリンジ部１２２が存在する領域を避けて各色の液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂが設けられているので、液晶シャッタの透過率が均一である。
図９は本発明における第３の実施例の露光装置用液晶シャッタ２２０の構成を示すものである。第３の実施例の液晶シャッタ２２０が、図６で説明した第２の実施例の液晶シャッタ１２０と異なる点は、液晶シャッタ列２５ｒと２５ｇとの間、及び液晶シャッタ列２５ｇと２５ｂとの間に加えて、液晶シャッタ列２５ｒの外側と、液晶シャッタ列２５ｂの外側にも、隔壁状のスペーサ２２１が設けられている点のみである。よって、第３の実施例の液晶シャッタ２２０では、第２の実施例の液晶シャッタ１２０と異なる点のみを説明し、第２の実施例の液晶シャッタ１２０と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。
図９のように液晶シャッタ列２５ｒの外側と液晶シャッタ列２５ｂの外側にもスペーサ２２１を設けると、各液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂの画素電極に駆動電圧を印加して液晶を運動させる場合に、各画素列に対応する液晶の容量がどの液晶シャッタ列においてもほぼ同様になる。図９のように、各液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂに対応した液晶の容量はほぼ一定にすることによって、各液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂによるシャッタ動作を更に一様に制御することができるという利点がある（隔離効果）。
なお、第３の実施例においても、各液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂは、スペーサ２２１、及びスペーサ２２１によって生じるフリンジ部（図７参照）を避けて配置され、且つ液晶シャッタ列のピッチＱが画素列ピッチＰの整数倍に設定されることが好ましい。
図１０は本発明の第４の実施例の露光装置用液晶シャッタ３２０の構成を示すものである。第４の実施例の液晶シャッタ３２０が、図９で説明した第３の実施例の液晶シャッタ２２０と異なる点は、液晶シャッタ列２５ｒと２５ｇとの間、及び液晶シャッタ列２５ｇと２５ｂとの間、及び液晶シャッタ列２５ｒの外側と、液晶シャッタ列２５ｂの外側に設けられた隔壁状のスペーサ２２１が、途中に切欠き部３２２を有するスペーサ３２１に置き換えられている点のみである。よって、第４の実施例の液晶シャッタ３２０では、第３の実施例の液晶シャッタ２２０と異なる点のみを説明し、第３の実施例の液晶シャッタ２２０と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を省略する。
図１０のように各スペーサ３２１に切り欠き部３２２を設けると、注入口２４から液晶を注入して充填する際に、各液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂの隔離効果を損なわずに、スムーズに液晶が流れて全体によく行き渡り、各液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂによるシャッタ動作を更に一様に制御することができるという利点がある。
なお、第４の実施例の液晶シャッタ３２０においてもあって、各液晶シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂは、スペーサ３２１、及びスペーサ３２１によって生じるフリンジ部（図７参照）を避けて配置され、且つ液晶シャッタ列のピッチＱが画素列のピッチＰの整数倍に設定されることが好ましい。
図１１は本発明の第１から第４の実施例の液晶シャッタにおける一般的な画素電極８とリード電極１５のパターン例を拡大して示すものであり、図１１には第１の実施例の液晶シャッタ２０が示されている。
Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した３列の液晶シャッタ列（画素列）２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂのうち、両側２列のシャッタ列２５ｒと２５ｂの透明画素電極８に接続するリード電極１５は、透明ガラス基板２２の両端側に引き出されている。そして、中央のシャッタ列２５ｇの透明画素電極８に接続するリード電極１５は、透明ガラス基板２２の一方の端部に引き出されるものと、他方の端部に引き出されるものに分けられている。中央のシャッタ列２５ｇの２列の透明画素電極８に接続するリード電極８のうち、液晶シャッタ列２５ｒに近い列の透明画素電極８は、液晶シャッタ列２５ｒの２列の透明画素電極８の電極間のスペースを通して引き出されており、液晶シャッタ列２５ｂに近い列の透明画素電極８は、液晶シャッタ列２５ｂの２列の透明画素電極８の電極間のスペースを通して引き出されている。
図１２は図１１のＡ−Ａ線における断面を拡大して示すものであり、液晶シャッタ列２５ｂの部分を拡大したものである。画素電極８ｂに駆動電圧が印加されていない時は、ガラス基板２１、２２間の液晶分子５ｍは、長軸が水平方向に横になっており、配向膜３３、３５の作用で長軸の向きが液晶３４の層の厚さ方向に沿って螺旋状に捻れ捩じれている。ＳＴＮ液晶における捻じれ角の一例は１８０°である。この状態を模式的に図１２の左右両端部に示してある。一方、図１２の右寄りの画素電極８ｂは、駆動電圧が印加された状態で、画素電極８ｂと共通電極３１の間の電界を受けて、液晶分子５ｍの長軸が水平方向に対して直立する。偏光板３０を通って入射した原色光が、液晶分子５ｍの長軸が水平で捻じれた液晶層を通った時は偏光板３７を通過せず、液晶分子５ｍの長軸が直立した液晶層を通った時は、偏光板３７を通過するように、偏光板３０、３７の偏光軸の交差角度が選ばれている。
図１２の左右両端部では、液晶層は画素電極８ｂでなく、画素電極間を通るリード電極１５に面している。図１２の中央部でも液晶層が画素電極８ｂでなくリード電極１５に面している。これらのリード電極１５は、図１１の中央のシャッタ列２５ｇの画素電極８に接続されており、シャッタ列２５ｇと同じ駆動電圧が印加されるので、共通電極３１との間に電界が生じ、その領域の液晶分子５ｍは電界に応じて水平になったり直立したりする。図１２は両端部のリード電極１５に駆動電圧が印加されていない場合で、この個所の液晶分子５ｍは水平になるが、図１２の中央のリード電極１５は駆動電圧が印加される画素電極に接続されており、そのために共通電極３１との間に電界が生じ、この部分の液晶分子５ｍが直立する。
リード電極１５は画素電極８よりも微細であるが、画素電極８と同様に共通電極３１との間に電界を生じるから、その箇所においても液晶分子５ｍが水平になったり立ったりして光シャッタ作用を持つ。光がその部分を透過して不必要に印画紙を感光させるのでは露光装置は成り立たないので、その部分が光を通さないように、図１２に示されるように、当初からリード電極１５に面するガラス基板２１の共通電極３１の上に遮光層３２が形成されている。
遮光層３２により、リード電極１５による寄生的な光シャッタ作用は防止されるが、リード電極１５に面する液晶分子５ｍの運動が、近傍の画素電極８の領域の液晶分子５ｍの姿勢に影響を及ぼすという課題が残っていた。図１２において、前述のように中央のリード電極１５はたまたま駆動電圧が印加されるとオンとなる画素電極に接続しており、共通電極３１との間に電界を生じ、その間の液晶分子５ｍは直立して透光性になっている。上部に遮光層３２があるので、この部分が光を透過させることはないが、液晶分子５ｍのこの動きが隣接の液晶層に伝わる。
図１２の中央左側の画素電極８ｂの部分が非選択のオフ状態であって、その部分の液晶分子５ｍが水平になって光を遮断すべき場合にも、右側のリード電極１５の上部の液晶分子５ｍが直立する動きに引きずられて立ち上がろうとし、斜めになって若干透光性を帯びてしまう。この結果、この部分で画像データからずれた露光が行われて色むらが生じる。これは、ある画素列から出たリード電極１５が他の画素列の画素電極８の間を通る個所全部に起こり得ることであり、このままでは画像品質が低下することになる。
そこで、本発明では、この課題を解消して、リード電極１５による画像ノイズが生じないような液晶シャッタの構成とした。その実施例を以下に説明する。
図１３は本発明の第５の実施例の液晶シャッタ４２０の構成を示すものである。ガラス基板２２には、千鳥状に配列された画素電極８（Ｒ画素電極８ｒ、Ｇ画素電極８ｇ、及びＢ画素電極８ｂ）を備えた３列のシャッタ列２５ｒ、２５ｇ、及び２５ｂが形成されている。一方、ガラス基板２２に対向する位置には、約５μｍの隙間を隔てて、対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、及び２１Ｂが設けられており、ガラス基板２２との間にそれぞれ液晶が充填され、シール部３で封止されている。即ち、ガラス基板２２に対向する位置に、各色用に互いに独立した３つの液晶シャッタが形成されている。各液晶シャッタはＲ、Ｇ、Ｂの３つのシャッタ列２５ｒ、２５ｇ、２５ｂを１つずつ分担して含んでいる。
また、各シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、２５ｂの駆動回路４が各対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、及び２１Ｂの脇に設けられており、各シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、２５ｂとリード電極１５で接続されている。更に、各対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、及び２１Ｂは、ガラス基板２１の上面に接続された破線で示す３枚の柔軟な印刷回路基板（以後ＦＰＣ）２６でガラス基板２２の外部に引き出され、図示しない外部の制御回路に接続される。この図では、ガラス基板２２の上面に余り余裕がないために、ＦＰＣ２６の幅の一部が、隣接する液晶シャッタにオーバラップしている。
図１４Ａは図１３の液晶シャッタ４２０の下部を部分的に拡大したものであり、図１４Ｂは図１４ＡのＢ−Ｂ線における断面を示すものである。第５の実施例の液晶シャッタ４２０では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、２５ｂにおいて、画素電極８が各対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、及び２１Ｂの一方の端部にリード電極１５によって引き出されており、ＩＣ化された駆動回路４に各対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、及び２１Ｂの外で接続されている。この駆動回路４は、図１３に示すように、各対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、及び２１Ｂの長手方向に沿って多数個設けられており、リード電極１５がこれらの駆動回路４に振り分けられて接続している。そして、各駆動回路４は、ＦＰＣ２６でガラス基板２２の外部に設けられた制御回路に接続する。
各色用に互いに独立した３つの液晶シャッタの構造は、図１４Ｂに示すように基本的に同じである。図１４Ｂには偏光板の図示は省略されている。また、遮光層３２、配向膜３３、３５等の構成は図１２で説明した構造と同様であるので、更なる説明を省略する。
なお、ガラス基板２２の上に駆動回路４を実装せず、ガラス基板２２の上からＦＰＣ２６を用いて各リード電極１５を外部の制御回路に導く構造も可能であるが、この実施例のようにガラス基板２２の上に駆動回路４を実装する方が、ＦＰＣ２６によって制御回路に接続する信号線の本数を低減することができる。
図１３から図１４Ｂによって明らかなように、第５の実施例では、ある原色の画素列の画素電極８に接続するリード電極１５は、隣接する画素列に達する前に駆動回路４に接続されるので、他の原色の画素電極８の間を通らない。このため、図１２で説明した例のように、リード電極１５に面する液晶の運動によって他の原色の画素電極８に面する液晶分子の姿勢が影響されず、色むらの発生が防止される。
もっとも、図１４Ａに示すように、各画素列において画素電極８が千鳥状の配列になっているため、一方の列の画素電極８から出るリード電極１５がもう一方の列の画素電極８の間を通ることは避けられないが、これは異なる原色の間のことでなく、同じ原色の、しかも隣接する画素電極８同士のことであるから、駆動電圧差も小さく、リード電極１５による影響は問題にならないほど軽微である。なお、第５の実施例では、リード電極１５は各シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、２５ｂから右側に引き出されているが、リード電極１５の引き出し方向は限定されるものではなく、必要に応じて何れかの方向に引き出せば良い。
次に図１５から図１６Ｂにより、本発明の第６の実施例の液晶シャッタ５２０の構成を説明する。図１５は液晶シャッタ５２０を平面視したものであり、図１６Ａは図１５の液晶シャッタの下部を部分的に拡大したものであり、図１６Ｂは図１６ＡのＢ−Ｂ線における断面を示すものである。
第５の実施例では、ガラス基板２２の上に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各シャッタ列２５ｒ、２５ｇ、２５ｂに対して、それぞれ１つずつの対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、及び２１Ｂが設けられていた。一方、第６の実施例では、ガラス基板２２の上に、Ｒ、Ｇの各シャッタ列２５ｒ、２５ｇに対して１つの対向基板２１ＲＧが設けられ、Ｂのシャッタ列２５ｂに対して１つの対向基板２１Ｂが設けられている。すなわち、対向基板２１Ｂは第５の実施例と同様にＢのシャッタ列２５ｂを単独で収容しているが、対向基板２１ＲＧはＲとＧの２つのシャッタ列２５ｒ、２５ｇを収容している。このため、Ｒのシャッタ列２５ｒとＧのシャッタ列２５ｇに接続するリード電極１５は、対向基板２１ＲＧの両側に設けられた駆動回路４に接続されている。
第６の実施例のその他の構造は第５の実施例とほぼ同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。第６の実施例では、第５の実施例に比べて対向基板の数が少なくなるので、部品点数が削減され、液晶の注入や封止の工数も削減される。なお、第５の実施例では、同寸法の液晶シャッタを３つ並べた構成であったので、３つの画素列間を等間隔に構成できたが、第６の実施例では、画素列間の距離が異なっている。しかしながら、この点は制御系の設計に盛り込むことによって、機能上問題にならないようにすることができる。
そして、前述の第５、第６の実施例のごとく、１枚のガラス基板上にシャッタ列毎の対向基板を２枚、又は３枚、別々に設ける構成（第６の実施例では３列のシャッタ列のうち、隣接する２つのシャッタ列の対向基板が共通になっている）によれば、各シャッタ列間の寸法、及び位置精度は１枚のガラス基板で決まるため、極めて構成度が得られると共に、各液晶シャッタは、各対向基板毎に独立して構成されるために、駆動時に発生する相互の干渉がなく、良好なシャッタ動作が可能となる。
図１７は本発明における第５、第６の実施例の液晶シャッタの製造工程の一例を示すものである。
ステップ７０１では、ガラス基板２２に画素電極８、リード電極１５、外部電極（図示せず）等を、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対応させて３組形成する。画素電極８は８５μｍ×８５μｍ、厚さは０．２μｍで、千鳥状の配列である。また、第５の実施例にするか、第６の実施例にするかによって、３枚組の対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、或いは２枚組の対向基板２１ＲＧ、２１Ｂを用意し、これらの全面に共通電極を形成する。電極材料はいずれもＩＴＯである。
ステップ７０２では、対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、或いは２１ＲＧ、２１Ｂの共通電極３１の上に、クロム（Ｃｒ）材で遮光層３２を形成する。形成するのはガラス基板２２にある画素電極８と対向する箇所意外の領域である。
ステップ７０３では、ガラス基板２２、対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、或いは２１ＲＧ、２１Ｂの内面にポリイミド（ＰＩ）を印刷塗布し、熱硬化させて配向膜を形成する。硬化後にはそれぞれラビングを施す。
ステップ７０４では、ビーズ・スペーサを混入したエポキシ樹脂を使用し、ガラス基板２２または対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、或いは対向基板２１ＲＧ、２１Ｂの配向膜３３、３５の上にシール部３をスクリーン印刷する。
ステップ７０５では、ガラス基板２２と３枚または２枚の対向基板を合わせ、加圧加熱（１５０°Ｃで２時間）して接合する。
ステップ７０６では、液晶注入口から２７０°ツイストのＳＴＮ液晶を注入する。
ステップ７０７では、接合したガラス基板２２と、対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、或いは２１ＲＧ、２１Ｂを加圧し、ギャップ（基板間距離）、即ち、液晶３４の層厚が５μｍになるように修正を行う。
ステップ７０８では、各液晶シャッタの液晶注入口をＵＶ硬化型の樹脂で封止する。
ステップ７０９では、対向基板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、或いは２１ＲＧ、２１Ｂに沿って、即ち、独立した各液晶シャッタの長手方向に沿って、ガラス基板２２の上に駆動回路４を実装する。
以上の工程により、簡単な構造で、色むらのない高性能の液晶シャッタが実現可能である。
産業上の利用可能性
本発明に示される、露光装置用液晶シャッタの構成によれば、パッシブな液晶セルを千鳥状に配置したシャッタ列を、各色のシャッタ列の間にスペースを空けて配置して液晶シャッタを構成した場合でも、上下の透明基板にそりが発生せず、シャッタとしての光学特性も劣化させることがなく、しかも、電界によるシャッタ列間の干渉により、シャッタ動作が妨げられることもない。このため、光学特性の優れた液晶シャッタを、安価に信頼性良く製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記および他の目的、特徴、利点等を以下に添付図面に示す実施例に従って詳細に説明するが、図中において、
図１Ａは液晶シャッタを内蔵した露光装置により、感光媒体上に潜像を形成する動作を説明する斜視図である。
図１Ｂは図１ＡのＢ−Ｂ線における断面図である。
図２Ａは本発明の露光装置用液晶シャッタの第１の実施例の概略平面図である。
図２Ｂは３色のシャッタ列の間隔が狭い従来の露光装置用液晶シャッタにおける露光時の問題点を説明する図である。
図３は図２Ａに示される露光装置用液晶シャッタのＡ−Ａ線における概略断面図である。
図４は図２Ａの露光装置用液晶シャッタにおけるシャッタ列の部分拡大図であり、画素電極の配置パターン、及び電極間とシャッタ列の配置ピッチを説明するものである。
図５Ａは図２Ａの露光装置用液晶シャッタによる感光媒体の露光について説明する説明図である。
図５Ｂは液晶シャッタにおける開口画素のピッチを説明する図である。
図５Ｃは図５Ｂの液晶シャッタによる、Ｎ回目とＮ＋Ｍ回目の感光媒体への露光状態を説明する図である。
図５Ｄは感光媒体の露光時の連続送りにおいて発生する記録ドット中心線の移動を説明する図である。
図５Ｅは液晶シャッタの開口駆動基準時刻が一致するように、階調に応じて画素の開口時刻を変化させる制御を説明する図である。
図６は本発明の露光装置用液晶シャッタの第２の実施例の概略平面図である。
図７は図６に示される露光装置用液晶シャッタのＡ−Ａ線における概略断面図である。
図８は図６の露光装置用液晶シャッタにおけるシャッタ列の部分拡大図であり、画素電極の配置パターン、電極間とシャッタ列の配置ピッチ、及び隔壁の幅とシャッタ列の配置ピッチとの関係を説明するものである。
図９は本発明の露光装置用液晶シャッタの第３の実施例の概略平面図である。
図１０は本発明の露光装置用液晶シャッタの第４の実施例の概略平面図である。
図１１は本発明の第１から第４の実施例の液晶シャッタにおける一般的な画素電極とリード電極のパターン例を示す部分拡大図である。
図１２は図１１のＡ−Ａ線における断面図である。
図１３は本発明の露光装置用液晶シャッタの第５の実施例の概略平面図である。
図１４Ａは図１３の液晶シャッタの下部を部分的に拡大した拡大図である。
図１４Ｂは図１４ＡのＢ−Ｂ線における断面図である。
図１５は本発明の露光装置用液晶シャッタの第６の実施例の概略平面図である。
図１６Ａは図１５の液晶シャッタの下部を部分的に拡大した拡大図である。
図１６Ｂは図１６ＡのＢ−Ｂ線における断面図である。
図１７は本発明における露光装置用液晶シャッタの製造工程を示す流れ図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年9月26日(2002.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光用の画素が透明基板上に複数のシャッタ列として形成されており、露光装置に組み込まれて感光媒体への露光を制御する液晶シャッタであって、
前記液晶シャッタは、液晶を含む２枚の透明基板を備え、
前記各シャッタ列は、複数の画素が光学的千鳥状に２列に配置された２列の画素列から構成され、
前記複数のシャッタ列間の少なくとも１カ所に前記２枚の透明基板の間隔を規定する隔壁が設けられていることを特徴とする露光装置用液晶シャッタ。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタは、液晶を挟む２枚の透明基板上にそれぞれ形成された透明共通電極と透明画素電極、及びこの透明画素電極を外部に導出するリード電極を備えているもの。
【請求項３】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、
前記複数のシャッタ列は、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、
両側２列のシャッタ列の前記透明画素電極に接続する前記リード電極は、前記透明基板の両端側に引き出されており、そして、
中央のシャッタ列の前記透明画素電極に接続する前記リード電極は、前記透明基板の一方の端部に引き出されるものと、他方の端部に引き出されるものに分けられているもの。
【請求項４】
請求項３に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記中央のシャッタ列の前記透明画素電極に接続する前記リード電極は、それぞれ両側の２列のシャッタ列の前記透明画素電極の、電極と電極の間のスペースを通して引き出されているもの。
【請求項５】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記各シャッタ列のピッチをＱとし、前記２列の画素列のピッチをＰとしたときに、Ｎを２より大きい正の整数として、Ｑ＝ＮＰとなるように前記複数の画素が配置されていることを特徴とする露光装置用液晶シャッタ。
【請求項６】
請求項５に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記シャッタ列のピッチＱは、前記隔壁の幅と、前記隔壁によって形成されるフリンジの幅の２倍とを加えた距離よりも長く設定されているもの。
【請求項７】
請求項６に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記フリンジの幅が２ｍｍ以上であるもの。
【請求項８】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記複数の画素は、透明画素電極とこの透明画素電極を外部に導出するリード電極が形成された１枚の透明共通基板と、前記各シャッタ列に対応する透明共通電極が形成された複数の透明対向基板とによって、前記液晶を挟むことにより構成されるもの。
【請求項９】
請求項８に記載の露光装置用液晶シャッタであって、
前記複数のシャッタ列は、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、
前記透明共通電極が形成された前記複数の透明対向基板は、前記３列のシャッタ列に対応する３枚の透明対向基板であるもの。
【請求項１０】
請求項８に記載の露光装置用液晶シャッタであって、
前記複数のシャッタ列は、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、
前記透明共通電極が形成された前記複数の透明対向基板は、前記３列のシャッタ列のうちの隣接する２列と他の１列に対応する２枚の透明対向基板であるもの。
【請求項１１】
請求項８から１０の何れか１項に記載の露光装置用液晶シャッタであって、
前記複数の透明対向基板と前記透明共通基板に挟まれる液晶は、各透明対向基板毎にシール部材で封止されているもの。
【請求項１２】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記Ｎの値が４６であるもの。
【請求項１３】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記複数のシャッタ列は、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、それぞれのシャッタ列の間に隔壁が設けられているもの。
【請求項１４】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記シャッタの外周に設けたシール部と前記複数の画素列の間にも隔壁を有するもの。
【請求項１５】
請求項１４に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記複数の隔壁は略等間隔に設けてあるもの。
【請求項１６】
請求項１に記載の露光装置用液晶シャッタであって、前記隔壁は液晶注入時の液晶の流れを良くするための切り欠き部を有するもの。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ッタを構成する場合、各画素へのリード電極は、両側のシャッタ列のリード電極は基板の両側に引き出し、中央のシャッタ列のリード電極は左右のシャッタ列を構成する画素の間を通して基板の両側に引き出すことになるが（このリード線の引き出しに関しては特開平６−１８６５８１号公報参照）、この方法では、中央のシャッタ列のリード電極と左右のシャッタ列を構成する画素電極と共通電極との間で発生する電界によるシャッタ列間の干渉により、シャッタ動作が妨げられるといった問題点があった。
発明の開示
従って、本発明の目的は、光束が隣のシャッタ列に干渉しないように各色のシャッタ列の間にスペースを空け、液晶シャッタにパッシブな液晶セルを使用した場合でも、上下の透明基板にそりが発生せず、しかもシャッタとしての光学特性も劣化させることのない、露光装置用液晶シャッタを提供することである。
また、本発明の他の目的は、パッシブな液晶セルを千鳥状に配置した３列のシャッタ列を備えた液晶シャッタを構成する場合でも、中央のシャッタ列のリード電極と左右のシャッタ列の画素電極と共通電極との間で発生する電界によるシャッタ列間の干渉により、シャッタ動作が妨げられることがない露光装置用液晶シャッタを提供することである。
上記目的を達成する本発明の第１の形態によれば、露光用の画素が透明基板上に複数のシャッタ列として形成されており、露光装置に組み込まれて感光媒体への露光を制御する液晶シャッタであって、液晶シャッタは、液晶を含む２枚の透明基板を備え、各シャッタ列は、複数の画素が光学的千鳥状に２列に配置された２列の画素列から構成され、複数のシャッタ列間の少なくとも１カ所に２枚の透


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
明基板の間隔を規定する隔壁が設けられていることを特徴とする露光装置用液晶シャッタが提供される。
本発明の第２の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタが、液晶を挟む２枚の透明基板上にそれぞれ形成された透明共通電極と透明画素電極、及びこの透明画素電極を外部に導出するリード電極を備えていることを特徴としている。
本発明の第３の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数のシャッタ列が赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、両側２列のシャッタ列の透明画素電極に接続するリード電極が、透明基板の両端側に引き出されており、そして、中央のシャッタ列の前記透明画素電極に接続するリード電極が、透明基板の一方の端部に引き出されるものと、他方の端部に引き出されるものに分けられていることを特徴としている。
本発明の第４の形態は、第３の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、中央のシャッタ列の透明画素電極に接続するリード電極が、それぞれ両側の２列のシャッタ列の透明画素電極の、電極と電極の間のスペースを通して引き出されていることを特徴としている。
本発明の第５の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、各シャッタ列のピッチをＱとし、２列の画素列のピッチをＰとしたときに、Ｎを２より大きい正の整数として、Ｑ＝ＮＰとなるように複数の画素が配置されていることを特徴としている。
本発明の第６の形態は、第５の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、シャッタ列のピッチＱが、隔壁の幅と、隔壁によって形成されるフリンジの幅の２倍とを加えた距離よりも長く設定されていることを特徴としている。
本発明の第７の形態は、第６の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、フリンジの幅が２ｍｍ以上であることを特徴としている。
本発明の第８の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタに


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
おいて、複数の画素が、透明画素電極とこの透明画素電極を外部に導出するリード電極が形成された１枚の透明共通基板と、各シャッタ列に対応する透明共通電極が形成された複数の透明対向基板とによって、液晶を挟むことにより構成されていることを特徴としている。
本発明の第９の形態は、第８の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数のシャッタ列が赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、透明共通電極が形成された複数の透明対向基板が、３列のシャッタ列に対応する３枚の透明対向基板であることを特徴としている。
本発明の第１０の形態は、第８の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数のシャッタ列が、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、透明共通電極が形成された複数の透明対向基板が、３列のシャッタ列のうちの隣接する２列と他の１列に対応する２枚の透明対向基板であることを特徴としている。
本発明の第１１の形態は、第８から１０の何れかの形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数の透明対向基板と透明共通基板に挟まれる液晶が、各透明対向基板毎にシール部材で封止されていることを特徴としている。
本発明の第１２の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、Ｎの値が４６であることを特徴としている。
本発明の第１３の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数のシャッタ列が、赤、緑、青に対応した３列のシャッタ列であり、それぞれのシャッタ列の間に隔壁が設けられていることを特徴としている。
本発明の第１４の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、シャッタの外周に設けたシール部と前記複数の画素列の間にも隔壁を有することを特徴としている。
本発明の第１５の形態は、第１４の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、複数の隔壁が略等間隔に設けてあることを特徴としている。
本発明の第１６の形態は、第１の形態の露光装置用液晶シャッタにおいて、隔壁が液晶注入時の液晶の流れを良くするための切り欠き部を有することを特徴としている。
本発明の露光装置用液晶シャッタによれば、光束が隣のシャッタ列に干渉しないように各色のシャッタ列の間にスペースを空け、液晶シャッタにパッシブな液晶セルを使用した場合でも、上下の透明基板にそりが発生せず、しかもシャッタとしての光学特性も劣化させることがない。
また、パッシブな液晶セルを千鳥状に配置した３列のシャッタ列




【国際調査報告】
2002063382.tif 000028
2002063382.tif 000029
2002063382.tif 000030
2002063382.tif 000031