JP3853318B2 - 光プリンタヘッド - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、ライン状の画素列を有する液晶シャッタによって、感光体に画像を露光する光プリンタヘッドに関する。
背景技術
ライン状の液晶シャッタによってインスタントフィルム等の感光体に画像を露光し記録する光プリンタヘッドは知られている。そして、この光プリンタヘッドを含む走査型ヘッドの一例が日本で特許出願されている（特願２００１−３１３３８７号）。図１３は、上記特許出願に記載された光プリンタヘッドの断面図であり、図１４はその光プリンタヘッドを装着した光プリンタの斜視図である。
図１３に於いて、光プリンタヘッド５は、各部品を保持するフレーム体１２と、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）９ａ，９ｂ，９ｃからなる光源９と、フレーム体１２にはめ込む形で配置される液晶シャッタ１１と、光源９からの光をライン状に収束させる導光板１４と、その導光板１４を上から押さえるクッション１９と、液晶シャッタ１１を上部から覆うヘッド上蓋２１と、フレーム体１２の下部にはめ込まれる複数のレンズ群によってなるレンズアレイ１３等から構成される。
液晶シャッタ１１と光源９とは、柔軟性接続部材７のヘッド側電極３１によって電気的に接続されている。この柔軟性接続部材７は、光プリンタヘッド５の側面５ａから下面５ｅに引き回され、折り返し部２４で折り返される。更にこの折り返された柔軟性接続部材７はバネ体２６のバネ力でフレーム体１２に固定される。この柔軟性接続部材７の、ヘッド側電極３１と反対の端部には、外部回路との接続のために接続側電極３２が設けられている。
図１４に示す光プリンタは、走査型ヘッド２と、制御回路を有する制御基板３とを外ケース１内に収納したもので、その外ケース１の下部には矢示Ａ方向に引き出し可能な感光体カセット４を有する。この感光体カセット４の感光体最上部８は走査型ヘッド２の下部に位置している。
走査型ヘッド２は、図１３に示す光プリンタヘッド５と、その光プリンタヘッド５を図１４の矢示Ａ方向に往復移動可能に支持する２本の丸棒状のガイド部材６、６と、光プリンタヘッド５の側面５ａから引き出してバネ体２６で固定される柔軟性接続部材７とを備える。この走査型ヘッド２は、柔軟性接続部材７の湾曲部７ｂを介して制御基板３と電気的に接続している。また、光プリンタヘッド５は、移動方向（図１４の矢示Ａ方向）に対して側方部分に形成されている支持部５ｃ、５ｄによって、ガイド部材６、６上に沿って移動可能な構造になっている。
次にこの従来例の動作を図１３及び図１４を用いて説明する。制御基板３が柔軟性接続部材７を介して光源９と液晶シャッタ１１に制御信号を出力すると、光源９は赤、緑、青の３色光を順次発光する。液晶シャッタ１１は、制御基板３からの画像データに基づいて、図示していないがライン状の画素列を選択的にＯＮ／ＯＦＦ制御し、そのライン状の画素列の真下に位置するレンズアレイ１３のライン状の受光面を介して感光体カセット４の感光体最上部８に１ライン分の画像を結像し露光する。
次に制御基板３は、図示していない走査モータを駆動して光プリンタヘッド５を図１４の矢示Ａ方向に１ライン分移動させる。その後、制御基板３は光源９と液晶シャッタ１１を制御して次のラインの露光動作を行い、感光体カセット４の感光体最上部８に次のラインの画像を露光する。以下この動作を繰り返すことによって、感光体カセット４の感光体最上部８に１画面分の画像を露光する。
光プリンタの解像度は通常２００〜３００ｄｐｉ程度であるため、液晶シャッタ１１のライン状の画素列幅は１００μｍ前後と非常に狭い構造となっている。また、この液晶シャッタ１１の画素列からの光を受けるレンズアレイ１３の受光面の幅を画素列と同程度の幅とした場合、フレーム体１２の外形歪みや液晶シャッタ１１の外形寸法の誤差等により、液晶シャッタ１１が、図１３に於いて左右方向に僅かにずれてしまうことがある。すると、液晶シャッタ１１のライン状の画素列を通過した光は、レンズアレイ１３の受光面の中心からずれてしまって、その光の一部はフレーム体１２に遮られ、結果として感光体への露光量が著しく低下し、画像品質が悪化する結果と成る。
ここで、上記問題を回避するため、レンズアレイ１３の受光面の幅を画素列幅より十分広くすることが考えられるが、非常に細い棒状の複数のレンズ群からなるレンズアレイ１３の受光面を広くすることは、そのレンズ群の本数を大幅に増やすことになり、製造コストが著しく高くなってしまう。また、そのような幅広のレンズアレイを光プリンタヘッドに装着すると、ヘッドの外形サイズの増大やヘッド重量の増加を招き、小型軽量の光プリンタを実現するには大きな障害となる。
さらに、図１３に示す光プリンタヘッド５において、レンズアレイ１３は正立等倍結像する多数配列のレンズ素子で構成され、入射光側のレンズ端面である受光面から物体面までの距離と、出射光側のレンズ端面である放光面から結像面までの距離が等しくなるように設計されている。これをレンズアレイの結像距離と定義する。この結像距離と正確に一致した位置に物体面或いは結像面（例えば、図１４の感光体最上部８）があれば、ピントの合った解像度の高い画像が結像されることになる。一方、この結像距離から外れた位置に物体面或いは結像面があると、ピントの外れた解像度の低い画像が結像されることになる。
すなわち、図１３及び図１４では、液晶シャッタ１１からの透過光を受光して画像を結像するレンズアレイ１３に於いて、その物体面は液晶シャッタ１１の液晶セル基板であり、その結像面は感光体最上部８である。したがって、解像度の高い高画質の画像を得るためには、液晶シャッタ１１の液晶セル基板面からレンズアレイ１３の受光面までの距離と、レンズアレイ１３の受光面に対向する放光面から感光体最上部８までの距離とを、レンズアレイ１３の結像距離と正確に一致させる必要がある。
しかし、従来の光プリンタヘッドにおける液晶シャッタ１１は、ガラス部材よりなる液晶セル基板に接着剤を塗布して偏光板を被着した構造であって、フレーム体１２に形成された液晶シャッタ収納凹部１２ａにそのまま収納されている。したがって、液晶シャッタ収納凹部１２ａの底面に偏光板が当たる。すなわち、液晶セル基板とレンズアレイ１３との間には、接着剤を塗布した偏光板が存在することになる。この偏光板は通常数百μｍ程度の厚みであるが、製造上のばらつきでその厚みは微妙に異なり、また、偏光板に塗布される接着剤も塗布状態に応じてその厚みが微妙に異なり、更には、偏光板は樹脂板で弾力性を備えているため、液晶セル基板に接着するときの圧力差によっても被着後の接着剤厚が異なる。これらの要因が重なって、液晶シャッタ１１の液晶セル基板面とレンズアレイ１３の受光面との距離は、光プリンタヘッド毎に誤差が生じることとなる。その結果、レンズアレイ１３の結像距離と、液晶シャッタ１１の液晶セル基板面からレンズアレイ１３の受光面までの距離に差異が生じ、レンズアレイ１３によって感光体最上部８に結像される画像はピントの合っていない解像度の低い画像として露光されてしまい、画像品質が著しく低下する原因となる。
また、この光プリントヘッドは構造がシンプルなために比較的小型化し易く、モバイルプリンタ向けとしての需要が考えられ、このため出来るだけ縦方向の厚みを薄くすることが望まれている。
発明の開示
本発明は、上記問題に鑑み成されたもので、幅広のレンズアレイを使用することなく液晶シャッタのライン状の画素列と、幅の狭いレンズアレイとの中心位置を合わせることが出来る光プリンタヘッドを提供することを目的としている。
本発明による、感光体に画像を露光する光プリンタヘッドは、透過した光をレンズアレイを介して感光体に照射する液晶シャッタと該液晶シャッタを収納するフレーム体とを備える。このフレーム体は、光が通過する開口部を備えたベース部と、ベース部の上側に形成された液晶シャッタ収納凹部とを有する。さらに、液晶シャッタ収納凹部の対向する２つの壁面のうち、一方には弾性体を、他方には調整用ネジを、それぞれ配設している。こうして、弾性体と調整用ネジとによって、前記液晶シャッタ収納凹部内に於ける液晶シャッタの位置及び姿勢を調整するようにしている。
本発明による光プリンタヘッドは、以下の態様を取りえる。
フレーム体は、ベース部の下側で光が通過する開口部に対応した位置にレンズアレイ収納部を有する。
液晶シャッタ収納凹部に配される弾性体は、その液晶シャッタ収納凹部に収納された液晶シャッタの一部に当接する。具体的には、その液晶シャッタの略中央部に当接する。
液晶シャッタ収納凹部に配される調整用ネジは複数個設けられている。具体的には、液晶シャッタの弾性体当接位置に対称となる２点に２個配設される。
液晶シャッタはライン状の画素列を有すると共に、レンズアレイはライン状の受光面を有する。そして、液晶シャッタの位置は、液晶シャッタとレンズアレイとのライン同士を一致させるべく光透過方向に対して垂直方向に調整される。
液晶シャッタには外部回路との接続を行うための柔軟性接続部材が接続される。その柔軟性接続部材は、液晶シャッタ収納凹部の一方の壁面側より外部に導出される。この液晶シャッタ収納凹部の柔軟性接続部材導出側の壁面に弾性体が配設され、反対側の壁画に調整用ネジが配設される。
液晶シャッタは、液晶セル基板に該液晶セル基板より小さい偏光板を被着した構造とする。さらに、液晶シャッタ収納凹部の底部にはこの偏光板を収納できる大きさの偏光板収納用凹部を形成する。そして、液晶シャッタ収納凹部に液晶シャッタを収納したとき、偏光板が偏光板収納用凹部に収納されて、その結果、液晶セル基板がレンズアレイに対して液晶シャッタ収納凹部に接して位置決めされるようにする。
フレーム体は押さえ蓋で覆われる。該押さえ蓋に形成された開口内に、光源と、該光源からの光をライン状に収束させる導光体と、該導光体の面を覆う複数個の反射シートと、該導光体を弾力でもって前記光源の方に向けて押圧するスペーサ部材とを収納する。
複数個の反射シートの内の一つは、一枚の板状材料にその長手方向に２本の切り込みを入れ、それからその両側部を内側に直角に折り曲げて形成された、前記導光板の上面及び左右側部を覆うための反射シートである。
押さえ蓋に形成された開口の内壁に、反射シートの挿し込み側の角部を受け入れるための凹部を形成する。
スペーサ部材の、導光体に対向する面には反射シートを貼り付けている。
本発明による光プリンタヘッドは以上の構成を備えるので、液晶シャッタのライン状の画素列と開口部に対応するライン状のレンズアレイ同士の位置調整を複数の調整ネジで精密に且つ容易に行える。したがって、フレーム体の形状歪みや液晶シャッタの外形誤差が生じても、液晶シャッタからの透過光を減衰させることなく、レンズアレイの受光面の中心に正確に照射できるので、画像品質の優れた露光が実現できる。
発明を実施するための最良の形態
まず、本発明の第１の実施形態による光プリンタヘッドについて図１〜図４を用いて説明する。
図１は本実施形態による光プリンタヘッドの断面図であり、基本的構成は図１３に示す従来の光プリンタヘッド５と同様であるので、重複する部分の構成の説明は省略する。
図１において、符号４１は光プリンタヘッド、４２はフレーム体、４３は押さえ蓋である。フレーム体４２は、光が通過する開口部４２ａを備えたベース部４２ｂと、ベース部４２ｂの上側に形成された液晶シャッタ収納凹部４２ｃとを備える。また、液晶シャッタ収納凹部４２ｃの、対向する２つの壁面のうち、一方には弾性体保持部４２ｄが、他方には調整用ネジ穴４２ｅが、それぞれ設けられている。さらに、前記ベース部４２ｂの下側で前記開口部４２ａに対応した位置にはレンズアレイ収納部４２ｆが設けられている。
フレーム体４２の液晶シャッタ収納凹部４２ｃには液晶シャッタ４５が収納されている。この液晶シャッタ４５を構成するガラス基板４５ａの一方の辺には弾性体保持部４２ｄに保持された弾性体である板バネ５２が当接し、他方の辺には調整用ネジ穴４２ｅにねじ込まれた２本の調整用ネジ５３が当接している。これら板バネ５２と調整用ネジ５３とで後述する液晶シャッタ４５の位置調整機構を構成している。さらにレンズアレイ収納部４２ｆにはレンズアレイ５１が位置決め保持されている。
押さえ蓋４３の開口４３ａ内に、複数の発光色をライン状に発光する光源４４が収納されている。光源４４の下面に形成された発光窓４４ａがフレーム体４２の開口部４２ａに対向するよう位置決めされる。なお、図１（及び図５）で光源４４として示すものは、前述の図１３の複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）９ａ，９ｂ，９ｃからなる光源９と、その光源９からの光をライン状に収束させる導光板１４とを併せたものに相当する。
液晶シャッタ４５及び光源４４と外部回路（図示せず）とは柔軟性接続部材４６により電気的に接続されている。この柔軟性接続部材４６は、液晶シャッタ４５を構成するガラス基板４５ａの押さえバネ５４が当接した側の辺より導出される。
フレーム体４２及び押さえ蓋４３に各エレメントを収納した後、これらフレーム体４２と押さえ蓋４３とを係合させ、押さえバネ５４のバネ力によって固定することにより、光プリンタヘッド４１が完成する。そしてこの状態において、前記液晶シャッタ４５の位置調整機構（板バネ５２及び調整用ネジ５３）と柔軟性接続部材４６との位置関係は以下のとおりである。すなわち、板バネ５２が柔軟性接続部材４６の導出側に置かれ、調整用ネジ５３がその反対側に置かれることで、後述する液晶シャッタの位置及び姿勢調整が前記柔軟性接続部材４６に邪魔されることなく行うことが出来る。
次に、この光プリンタヘッド４１の動作を図１を参照して説明する。図示しない外部回路が制御信号を柔軟性接続部材４６に供給すると、この柔軟性接続部材４６と電気的に接続している光源４４はその制御信号に基づいて前記発光窓４４ａよりライン状の赤、緑、青の３色光を順次発光して、液晶シャッタ４５に照射する。
液晶シャッタ４５は、外部回路からの画像データを入力してライン状の画素列を選択的にＯＮ／ＯＦＦ制御する。その結果、液晶シャッタ４５によって変調されたライン状の光は、液晶シャッタ４５の真下に位置する開口部４２ａを通過して、レンズアレイ５１のライン状の受光面に入力し、レンズアレイ５１から一定の距離に置かれた図示しない感光体に１ライン分の画像を露光する。
ここで、光プリンタヘッド４１は、図示しない走査モータによって感光体上を１ライン毎に移動し、光源４４と液晶シャッタ４５は走査モータの動きに同期して外部回路によって露光動作を繰り返すので、感光体に画像を面露光することが出来る。
図２は、図１に示す液晶シャッタ４５を、ベース部４２ｂの上側に形成された液晶シャッタ収納凹部４２ｃに収容した状態を示す上面図である。同図において、弾性体保持部４２ｄに保持された板バネ５２は、液晶シャッタ４５を構成するガラス基板４５ａの一辺のほぼ中央に当接している。一方、調整用ネジ穴４２ｃにねじ込まれた２つの調整用ネジ５３ａ，５３ｂ先端は、ガラス基板４５ａの他辺に（板バネ５２が当接している辺と反対の辺に）当接している。
液晶シャッタ４５は、形状の大きいガラス基板４５ａと形状の小さい上ガラス基板４５ｂとの間に液晶を封止したものである。符号５６は液晶シャッタ４５に形成されたライン状の画素列である。また、符号５５ａ，５５ｂ，５５ｃは、ガラス基板４５ａの、液晶シャッタを構成しない部分に実装されたドライバＩＣであって、柔軟性接続部材４６からの画像データを入力して液晶シャッタ４５に形成されるライン状の画素列５６を駆動する。
図３Ａは、ライン状の画素列５６とライン状の開口部４２ａとの位置関係を示す上面拡大図である。フレーム体４２の開口部４２ａの幅は、同図に示すように、液晶シャッタ４５の画素列５６の幅よりも僅かに広く形成されている。また、開口部４２ａの両端は外側に向かって突起して、その突起先端５７ａ，５７ｂは、開口部４２ａの中心線上に位置する。
更に、レンズアレイ収納部４２ｆで、フレーム体４２の開口部４２ａに対応した位置には、図１に示すように、レンズアレイ５１が収納されている。
ここで、液晶シャッタ４５が液晶シャッタ収納凹部４２ｃに正しい位置及び姿勢で収納されていれば、図３Ａに示すように、画素列５６の中心と開口部４２ａの中心は一致して、画素列５６から出た光は妨げられることなくすべて開口部４２aを通ってレンズアレイ５１の受光面中心位置に達する。その結果、レンズアレイ５１は受光した光を正しく感光体に照射して適正な画像を露光することが出来る。
しかし、フレーム体４２に形成された液晶シャッタ収納凹部４２ｃの僅かな形状歪みや液晶シャッタ４５を構成するガラス基板４５ａに僅かな寸法誤差が存在すると、液晶シャッタ収納凹部４２ｃの中で液晶シャッタ４５の位置及び姿勢にずれが生じるので、画素列５６の中心とフレーム体４２の開口部４２ａの中心とがずれてしまうことは避けられない。
液晶シャッタ収納凹部４２ｃの中で液晶シャッタ４５がフレーム体４２の開口部４２ａに対してずれることは、画素列５６の中心線がレンズアレイ５１の中心線上に重ならず、レンズアレイ５１の中心線に対して傾くことを意味する。以下、この点についてさらに図３Ｂを用いて説明する。
図３Ｂは、フレーム４２のベース部４２ｂに形成された開口部４２ａから見たレンズアレイ５１の配列を示す。このレンズアレイ５１はオプティカルファイバー５１ａを２列束ねて構成したものである。このレンズアレイ５１の光量分布は、レンズアレイ５１の中心線ＣＬのところで最大となり、中心線ＣＬから外れるにしたがって少なくなる。このことは、液晶シャッタ４５を、その画素列５６の中心線がレンズアレイ５１の中心線ＣＬと重なるように配置すれば、画素列５６を透過する光はレンズアレイ５１に対して均等に入射する、ということを意味する。画素列５６を透過する光がレンズアレイ５１に対して均等に入射するとレンズアレイ５１を出射する光も均等になる。図３Ｂでは、液晶シャッタ４５の画素列５６を破線で示してある。この図では、画素列５６の中心線がレンズアレイ５１の中心線ＣＬと重なっている。
これに反して、液晶シャッタ４５の位置がずれて画素列５６の中心線がレンズアレイ５１の中心線ＣＬに対して傾いていると、画素列５６を透過した光の一部はレンズアレイ５１の端部側に入射することになる。この、レンズアレイ５１の端部側に入射した光は、レンズアレイの光量分布の影響を受けて、レンズアレイ５１を出射する光にムラが生じて、画質に大きな影響を与えてしまう。
ところが、本発明によれば、レンズアレイ５１を用いた光プリンタヘッドは、液晶シャッタ４５の位置調整機構を備えているため、液晶シャッタ４５の位置・姿勢を、その画素列５６の中心線がレンズアレイ５１の中心線ＣＬと重なるように調整することができるので、常に高い画質を保持することができる。
図４は、図１に示す液晶シャッタ４５が液晶シャッタ収納凹部４２ｃ内で位置ずれを起こした状態で収納されていることを説明している。図４に示す例では、液晶シャッタ４５は、液晶シャッタ収納凹部４２ｃの形状歪みや液晶シャッタ４５の外形誤差等を原因として、ベース部４２ｂに形成された開口部４２ａに対して右下方向に傾いて位置ずれを起こしている。
このように、液晶シャッタが位置ずれを起こしている状態では、画素列５６から出た光は、レンズアレイ５１の受光面の中心からずれた位置に照射され、その一部の光は開口部４２ａの壁面等に当たり、結果としてレンズアレイ５１の受光面に達する光は減少し、感光体に対して正しい露光が出来なくなる。
次に、位置調整機構による液晶シャッタ４５の位置調整動作を説明する。光プリンタヘッド４１の組み立て時において、光源４４とレンズアレイ５１を取り付ける前に、液晶シャッタ４５を収納したフレーム体４２の開口部４２ａ側から液晶シャッタ４５の画素列５６を視認して、調整用ネジ５３ａ，５３ｂを小型ドライバ等によって回転することで、画素列５６と開口部４２ａの位置ずれを調整することが出来る。
すなわち、図４に示すごとく、液晶シャッタ４５が右下方向に位置ずれしている場合は、液晶シャッタ４５に対して左側にある調整用ネジ５３ａを左回転させて液晶シャッタ４５の左側を若干下に移動し、右側にある調整用ネジ５３ｂを右回転させて液晶シャッタ４５の右側を若干上に移動させ、画素列５６の中心と開口部４２ａの中心が一致するように調整する。このように、液晶シャッタの位置調整機構を構成する調整ネジ５３として２本のネジ（５３ａ、５３ｂ）を使用することで、液晶収納凹部４２ｃ内での液晶シャッタ４５の平行移動のみならず、液晶シャッタ４５の時計方向及び反時計方向の回動も可能となる。
このとき、板バネ５２は、調整用ネジ５３ａと５３ｂに対向するガラス基板４５ａの壁面に位置し、前記ガラス基板４５ａの略中央部を部分的に保持しているので、板バネ５２のバネ力により、調整用ネジ５３ａ，５３ｂの僅かな移動量で液晶シャッタ４５を左右均等に位置調整することが出来る。
図２及び図３Ａに示す状態は、この調整用ネジ５３ａ，５３ｂの調整によって画素列５６と開口部４２ａの位置調整が完了した状態を示している。
ここで、フレーム体４２のレンズアレイ収納部４２ｆは開口部４２ａに対応しているので、結果として開口部４２ａの中心とレンズアレイ５１の受光面の中心とは一致しており、画素列５６の中心と開口部４２ａの中心を合わせることは、画素列５６の中心とレンズアレイ５１の受光面の中心を合わせることに相当する。また、調整用ネジ５３ａ，５３ｂで位置調整する作業者は、正しく位置決めされた状態においては開口部４２ａの両端の突起先端５７ａ，５７ｂが該開口部４２ａの中心線と一致するので、その両突起先端５７ａ，５７ｂと液晶シャッタ４５の画素列５６とを見比べながら調整することにより、容易にその中心を合わせることが出来る。
なお、本実施形態では液晶シャッタ４５のライン状の画素列５６は１列であるが、２列以上の複数列や千鳥状の画素列でもよい。また、本実施形態に於いて調整用ネジの数は２個であるが構造によっては３個以上あってもよく、また弾性体（板バネ５２）も１個であるが複数個あってもよい。
以上の説明から明らかなように、本実施形態による光プリンタヘッドによれば、液晶シャッタのライン状の画素列と開口部に対応するライン状のレンズアレイ同士の位置調整を複数の調整用ネジで精密に且つ容易に行うことが出来るので、フレーム体の形状歪みや液晶シャッタの外形誤差が生じても、液晶シャッタからの透過光を減衰させることなくレンズアレイの受光面中心に正確に照射でき、画像品質の優れた露光が実現できる。また、本実施形態の光プリンタヘッドでは、複数のレンズ群によるレンズアレイを液晶シャッタの画素列幅に対して同等又は僅かに広い幅の受光面を持てばよいので、高価なレンズアレイの大幅なコストダウンが可能であり、更には、光プリンタヘッドの小型軽量化に寄与するところ大である。また、外部からの制御信号を入力する柔軟性接続部材は、調整用ネジが配置される壁面に対して反対側に配置されるので、柔軟性接続部材が光プリンタヘッドから長く延びていたとしても、作業者が調整用ネジを操作する上で邪魔になることはなく、調整作業に優れた光プリンタヘッドを提供することが出来る。
次に本発明の第２の実施形態による光プリンタヘッドについて図５〜図８を用いて説明する。
図５は本実施形態による光プリンタヘッドの断面図であり、基本的構成は図１（及び図１３）に示した光プリンタヘッドと同様であるので、重複する部分の構成の説明は省略する。
図５の光プリンタヘッドでは、液晶シャッタ４５が図８に示す構造である点で図１の光プリンタヘッドと異なる。すなわち、液晶シャッタ４５は、図８に示すように、幅広の液晶セル基板４５ａと幅狭の液晶セル基板４５ｂとが張り合わされ、幅広の液晶セル基板４５ａにはその液晶セル基板４５ａより小さい形状の偏光板６０ａが接着剤で被着され、一方、幅狭の液晶セル基板４５ｂにも該液晶セル基板４５ｂより小さい形状の偏光板６０ｂが接着剤で被着されている。
液晶シャッタ４５が図８に示す構造であることに伴い、フレーム体４２のべ一ス部４２ｂの液晶シャッタ収納凹部４２ｃの底部には、偏光板６０ａよりも厚さ（深さ）及び面積においてやや大きな第二凹部４２ｇが形成されている。
ここで、ベース部４２ｂの液晶シャッタ収納凹部４２ｃに液晶シャッタ４５が収納された状態を説明する。液晶シャッタ４５は、その液晶セル基板４５ａに偏光板６０ａ（図８）が被着されているので、その偏光板６０ａの厚み分だけ凸部がある。ところが、液晶シャッタ収納凹部４２ｃの底部には、図５に示すように、第二凹部４２ｇが形成されているため、液晶セル基板４５ａに被着されている偏光板６０ａはこの第二凹部４２ｇ内に収納される。その結果、液晶シャッタ収納凹部４２ｃに液晶シャッタ４５が収納されたときは、液晶セル基板４５ａが液晶シャッタ収納凹部４２ｃの底部に密着した状態となる。
また、液晶シャッタ４５の液晶セル基板４５ａの一方の辺には、弾性体保持部４２ｄに保持された弾性体である板バネ５２が当接し、また、液晶セル基板４５ａの他方の辺には調整用ネジ穴４２ｅにねじ込まれた２本の調整用ネジ５３の先端が当接している。これら板バネ５２と調整用ネジ５３とは、第１の実施形態における位置調整機構と同様の、液晶シャッタ４５の位置調整機構を構成している。
ここで、液晶シャッタ４５とレンズアレイ５１との位置関係について図５を用いて説明する。液晶シャッタ４５の液晶セル基板４５ａとレンズアレイ５１の受光面５１ａとの距離Ａは、レンズアレイ５１固有の結像距離と正確に一致させる必要がある。ところで、本実施形態では、図５に示すように、液晶セル基板４５ａに被着する偏光板６０ａは液晶シャッタ収納凹部４２ｃの底部に形成された第二凹部４２ｇに収納されるので、偏光板６０ａの厚さや該偏光板６０ａと液晶セル基板４５ａとを被着する定着剤の厚さが距離Ａに影響を与えることはない。すなわち、距離Ａはベース部４２ｂの形状寸法だけで決定される。
ここで、距離Ａはベース部４２ｂに形成された液晶シャッタ収納凹部４２ｃの底面から開口部４２ａの下端迄の距離に等しいので、距離Ａがレンズアレイ５１の結像距離と等しくなるようにベース部４２ｂの形状を決定することができる。特に、ベース部４２ｂを含むフレーム体４２は金型によって精密に成形できるので、距離Ａとレンズアレイ５１の結像距離とを正確に一致させることは可能である。
図６は、図５及び図８に示す液晶シャッタ４５の上面図である。液晶シャッタ４５は２枚の液晶セル基板４５ａと４５ｂとを張り合わせて構成されたものである。液晶セル基板４５ｂには、偏光板６０ｂが、該液晶セル基板４５ｂに形成される画素列（図示せず）を覆う形で被着されている。さらに、液晶セル基板４５ａの、液晶セル基板４５ｂと重ならない部分には、液晶シャッタを駆動するドライバＩＣ５５ａ，５５ｂ，５５ｃが実装されている。
図７は図６で示す液晶シャッタ４５の下面図である。液晶シャッタ４５の液晶セル基板４５ａには偏光板６０ａが該液晶セル基板４５ａに形成される画素列（図示せず）を覆う形で被着されている。
図８は、図６で示す液晶シャッタ４５のＢ−Ｂ断面図である。図８に示すように、液晶シャッタ４５を構成する２枚の液晶セル基板４５ａ，４５ｂにはそれぞれその表面に対向して偏光板６０ａ，６０ｂが被着され、更に液晶セル基板４５ａ，４５ｂの張り合わせ部４５ｃには数μｍ程度のギャップが形成されて、このギャップ内に液晶が注入されている。
液晶セル基板４５ａに実装されるドライバＩＣ５５ａ，５５ｂ，５５ｃは、液晶セル基板４５ａ、４５ｂ上に対向して形成される透明電極（図示せず）を介して張り合わせ部４５ｃにある液晶に電圧を印加する。そして、電圧を印加された液晶は、その電圧量に応じて透過光の位相角を変化させ、液晶セル基板４５ａ，４５ｂに被着される２枚の偏光板６０ａ，６０ｂの偏光特性に応じてその透過光をＯＮ又はＯＦＦして液晶シャッタとして機能する。
次に、この光プリンタヘッド４１の露光動作を図５及び図１４を参照して説明する。図示しない外部回路が制御信号を柔軟性接続部材４６に供給すると、柔軟性接続部材４６と電気的に接続している光源４４は、制御信号によって発光窓４４ａよりライン状の赤、緑、青の３色光を順次発光して液晶シャッタ４５に照射する。液晶シャッタ４５は、外部回路からの画像データを入力して、図示しないライン状の画素列を選択的にＯＮ／ＯＦＦ制御する。その結果、液晶シャッタ４５によって変調されたライン状の透過光は、液晶シャッタ４５の真下に位置する開口部４２ａを通過してレンズアレイ５１の受光面５１ａに照射して、レンズアレイ５１の結像距離と等しい距離に置かれる感光体８（図１４）に１ライン分の画像を露光する。
そこで、光プリンタヘッド４１は、図示しない走査モータによって感光体８上を１ライン毎に移動する。そして、光源４４と液晶シャッタ４５は走査モータの動きに同期して外部回路によって露光動作を繰り返す。以上によって感光体８上に画像を面露光させる事が出来る。
なお、本実施形態において、光プリンタヘッド４１はライン状の液晶シャッタ４５によるライン露光であるが、光源４４、液晶シャッタ４５、レンズアレイ５１等を面構成とした面露光の光プリンタヘッドとしてもよい。
本実施形態による光プリンタヘッドによれば、液晶シャッタを構成する液晶セル基板に被着する偏光板の厚みや該偏光板を被着する接着剤の厚みが製造ばらつき等で変化したとしても、液晶セル基板とレンズアレイとの距離をレンズアレイ固有の結像距離と正確に一致させることができるので、解像度の優れた高画質の光プリンタヘッドを実現できる。
また、偏光仮を液晶シャッタ収納凹部の底辺に設けた第二凹部内に収納するので、少なくとも偏光板の厚み分だけ光プリンタヘッドの縦方向の厚みを薄くすることが出来、この光プリンタヘッドを搭載する光プリンタの薄型化に効果を発揮する。
次に、上記各実施形態の光プリンタヘッドにおいて、複数の発光色をライン状に発光する光源４４を押さえ蓋４３の開口４３ａ内に収納する態様について図９〜図１２を用いて説明する。
図１及び図５に示す光源４４は、押さえ蓋４３の開口４３ａ内に収納されたとき、その下面に形成された発光窓４４ａがフレーム体４２の開口部４２ａに確実に対向しなければならない。すなわち、光源４４は、押さえ蓋４３の開口４３ａ内で正確に位置決めされなければならない。以下、そのための構成を説明する。
光源４４は、図９に示すように、導光板４４ｄと、その導光板４４ｄの上面及び側面を覆う第一の反射シート４４ｃと、導光板４４ｄの下面を覆う第二の反射シート４４ｆと、導光板４４ｄの一端面を覆う第三の反射シート４４ｇとからなる。
導光板４４ｄの上面及び側面を覆う第１の反射シート４４ｃは、図１０に示すように、一枚の反射シート材料にその長手方向に２本のスリット４４ｃ１及び４４ｃ２を入れて左右側部を内側に直角に折り曲げることにより形成する。反射シート材料が０．１８８ｍｍの厚さの場合、スリット４４ｃ１、４４ｃ２の深さは０．１４ｍｍ前後が適当である。このスリット４４ｃ１、４４ｃ２の形成によって反射シート４４ｃは折り曲げ部が曲面にならず完全に直角になるので、導光板４４ｄの上面と側面とに完全に密着することができるので、導光板４４ｄの導光効率を向上させることができる。
導光板４４ｄの下面を覆う第二の反射シート４４ｆは、その中央部に長手方向に沿って発光窓４４ａが形成されている。また、導光板４４ｄの１端面（図９では右端面）を覆う第三の反射シート４４ｇは、図９に示すように、以下に説明するスペーサ部材６１の一面に貼り付けられている。
図１１は、押さえ蓋４３の開口４３ａ内に図９に示す第二の反射シート４４ｆを収納し、且つその反射シート４４ｆの一端部（ＬＥＤ６２と対向する端部と反対側の端部）上に図９に示すスペーサ部材６１を配置したことを示す上面図である。なお、図１１において符号６３はヘッドベースを示す。
図１２は、図１１に示す第二の反射シート４４ｆ上に図９に示す導光板４４ｄを載せた状態を示す上面図である。このように、押さえ蓋４３の開口４３ａ内に、第二の反射シート４４ｆ及びスペーサ部材６１に加え、導光板４４ｄをさらに組み込むと、スペーサ部材６１が圧縮されその反力でその導光板４４ｄがＬＥＤ６２側に（図１２で矢印Ｂ方向に）押し付けられる。その結果、導光板４４ｄの押さえ蓋４３の開口４３ａ内での位置決めが行われる。また、導光板４４ｄがＬＥＤ６２に近接することで、導光効率が向上する。
このスペーサ部材６１は、導光板４４ｄの組み込みによって５０〜７０％程度に圧縮されるような厚さ及び材質を備えることが望ましい。例えば、このようなスペーサ部材６１の一例として、１ｍｍ厚さのシリコン発泡剤を用いることができる。また、前述したようにスペーサ部材６１の一面（導光板４４ｄに当接する側の面）には第三の反射シート４４ｇが貼られるが、その第三の反射シート４４ｇはＰＥＴにアルミ蒸着したものであって、厚さは０．０８４ｍｍとすることができる。このスペーサ部材６１と第三の反射シート４４ｇとを両面テープを用いて一体化したものをプレス抜きすることによって、図９に示すような、所定の幅及び高さの、反射シート付きのスペーサ部材６１を得ることができる。
図１２に示す導光板４４ｄは、さらに、図９に示す第一の反射シート４４ｃでその上面及び両側面を覆われなければならない。しかし、導光板４４ｄの側面と押さえ蓋４３の開口４３ａ内側壁との間には、反射シート４４ｃの厚さだけの隙間があいているだけである。したがって、導光板４４ｄの上面のほかに側面も覆う図９に示す第１の反射シート４４ｃをスペーサ部材６１の方から上記隙間にＬＥＤ６２に向けて差し込むのは著しく困難となる。
そこで、図１２に示すように、押さえ蓋４３の開口４３ａの左右の内側壁で、スペーサ部材６１に近い部位に凹部６５、６６を形成する。こうすれば、導光板４４ｄの上面及び側面を覆う第一の反射シート４４ｃを導光板４４ｄの側面と押さえ蓋４３の開口４３ａ内側壁との間の隙間にわずかの長さだけ差し込んだとき、その反射シート４４ｃの挿し込み側の先端角部が凹部６５、６６に一旦入り込むので、その後さらなる反射シート４４ｃの挿し込みが容易になる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態による光プリンタヘッドの縦断面図である。
図２は、図１の光プリンタヘッドにおける液晶シャッタとフレーム体の位置関係を示す上面図である。
図３Ａは、図２の液晶シャッタとフレーム体とに形成されたライン状の画素列と開口部との位置関係を示す上面拡大図である。
図３Ｂは、図１の液晶シャッタに形成された画素列とレンズアレイとの位置関係を概念的に示す図である。
図４は、図１の光プリンタヘッドにおける液晶シャッタとフレーム体の位置関係を示す上面図である。
図５は、本発明の第２の実施形態による光プリンタヘッドの縦断面図である。
図６は、図５の光プリンタヘッドにおける液晶シャッタの上面図である。
図７は、図６の液晶シャッタの下面図である。
図８は、図６の液晶シャッタをＢ−Ｂ断面から見た断面図である。
図９は、図１及び図５の光プリンタヘッドで使用される導光板、導光板を覆う第１、第２及び第３の反射シート、及びスペーサ部材を示す斜視図である。
図１０は、図９の導光板の上面及び左右側面を覆う第１の反射シートの展開図である。
図１１は、図１及び図５の光プリンタヘッドの押さえ蓋の開口に、図９の導光板の下面を覆う第２の反射シートと、該導光板の一端面を覆う第３の反射シートとスペーサ部材との一体物とを収納した状態を示す上面図である。
図１２は、図１１の第２の反射シートの上に図９の導光板を載せた状態を示す上面図である。
図１３は、従来の光プリンタヘッドの縦断面図である。
図１４は、図１３の光プリンタヘッドを装着した光プリンタの斜視図である。

Claims (13)

1. 液晶シャッタと該液晶シャッタを収納するフレーム体を備え、前記液晶シャッタを透過した光をレンズアレイを介して感光体に照射する光プリンタヘッドにおいて、
   前記液晶シャッタは、液晶セル基板に該液晶セル基板より小さい偏光板を被着した構造を備え、
   前記フレーム体は、光が通過する開口部を備えたベース部と、前記ベース部の上側に形成された液晶シャッタ収納凹部とを有するとともに、該液晶シャッタ収納凹部の底部には前記偏光板を収納できる大きさの空間である偏光板収納部を有しており、
   前記レンズアレイは前記ベース部の下側に位置し、
   前記液晶シャッタは前記ベース部における前記液晶シャッタ収納凹部の底部に接して位置し、
   前記液晶シャッタ収納凹部に前記液晶シャッタを収納すると、前記偏光板が前記偏光板収納部に収納されて、前記液晶セル基板が前記レンズアレイに対して位置決めされるようにした、光プリンタヘッド。
2. 前記液晶シャッタ収納凹部の対向する２つの壁面のうち、一方には弾性体を、他方には調整用ネジを、それぞれ配設して、
   前記弾性体と調整用ネジとによって、前記液晶シャッタ収納凹部内に於ける液晶シャッタの光透過方向に対して垂直方向の位置を調整するようにした、
   請求項１記載の光プリンタヘッド。
3. 前記液晶シャッタには外部回路との接続を行うための柔軟性接続部材が接続されると共に、該柔軟性接続部材は前記液晶シャッタ収納凹部の一方の壁面側より外部に導出されており、前記液晶シャッタ収納凹部の柔軟性接続部材導出側の壁面に前記弾性体が配設され、反対側の壁面に前記調整用ネジが配設されている、請求項２記載の光プリンタヘッド。
4. 前記フレーム体は、前記ベース部の下側で前記開口部に対応した位置に、前記液晶シャッタを透過した光が前記レンズアレイを通過するように、前記レンズアレイを収納するレンズアレイ収納部を有する、請求項１記載の光プリンタヘッド。
5. 前記弾性体は、前記液晶シャッタ収納凹部に収納された液晶シャッタの一部に当接している、請求項２又は３記載の光プリンタヘッド。
6. 前記弾性体は、前記液晶シャッタ収納凹部に収納された液晶シャッタの略中央部に当接している、請求項５記載の光プリンタヘッド。
7. 前記調整用ネジは複数個設けられている、請求項２又は３記載の光プリンタヘッド。
8. 前記調整用ネジは、前記液晶シャッタの弾性体当接位置に対称となる２点に２個配設されている、請求項７記載の光プリンタヘッド。
9. 前記液晶シャッタはライン状の画素列を有すると共に、前記レンズアレイはライン状の受光面を有し、前記液晶シャッタの位置調整は、前記液晶シャッタとレンズアレイとのライン同士を一致させるように調整する、請求項２又は３記載の光プリンタヘッド。
10. 前記フレーム体は押さえ蓋で覆われ、該押さえ蓋に形成された開口内に、光源と、該光源からの光をライン状に収束させる導光体と、該導光体の面を覆う複数個の反射シートと、該導光体を弾力でもって前記光源の方に向けて押圧するスペーサ部材とを収納した、請求項１記載の光プリンタヘッド。
11. 前記複数個の反射シートの内の一つは、一枚の板状材料にその長手方向に２本の切り込みを入れ、その両側部を内側に直角に折り曲げることで、前記導光板の上面及び左右側部を覆うための反射シートに形成した、請求項１０記載の光プリンタヘッド。
12. 前記押さえ蓋に形成された開口の内壁に、前記反射シートの挿し込み側の角部を受け入れるための凹部を形成した、請求項１１記載の光プリンタヘッド。
13. 前記スペーサ部材の、前記導光体に対向する面には反射シートを貼り付けた、請求項１０記載の光プリンタヘッド。

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