JP2630450B2 - 光書き込み液晶ライトバルブ及びそれを用いた画像出力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光書き込み型液晶ライトバルブ及び、それ
を用いた高精細なデジタル画像出力装置、プリンタに関
するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、液晶層に閾値特性と双安定メモリ性を有す
る強誘電性液晶を用い、その閾値電圧よりも十分に大き
い直流バイアス電圧を印加することにより液晶分子のダ
イレクタを全面均一に配列保持させる第一の工程を経た
後、第一の工程とは逆極性でかつ、暗時には閾値電圧以
下であり光照射時には閾値電圧以上となる電圧を印加し
ながらレーザビームやLEDなどの光走査により画像書き
込みを行う第二の工程によりデジタル画像信号を二次元
画像に表す液晶ライトバルブ及び、その液晶ライトバル
ブに書き込まれた画像を別の感光帯上に投影露光してそ
れを現像することにより出力画像を得る画像出力装置に
おいて、その液晶ライトバルブの書き込み光源の波長と
前記投影露光に使用する波長との波長感覚を100nm以上
あけて設定し、液晶ライトバルブに用いられる全反射膜
を書き込み光は透過し、投影光は反射する波長フィルタ
とするとにより、前記液晶ライトバルブの書き込みと投
影を同じ側から行い、もって画像出力装置全体の小型化
を実現するためのものである。

〔従来の技術〕

光を書き込み光源とした液晶ライトバルブでは、アド
レッシング方法、使用する液晶の表示モードとも様々な
方式が提案されている。アドレッシング方法としては、
液晶と光導電膜を組み合わせた光書き込み型、レーザ光
を用いた熱書き込み型等があり、液晶の表示モードとし
ては、SmA相転移,Ne−ch相転移、DSN,TN,STNなどがあ
る。レーザ熱書き込み型の場合は、１画素を書き込むた
めに数マイクロ秒以上必要であり、大画面を高密度で書
き込もうとすると何分間もかかってしまうため、用途が
限定されている。光書き込み型の場合は、レーザ熱書き
込み型に比べて１桁から２桁程度感度が高いため、高速
書き込みを行うことが可能であり、動画表示などへの応
用が期待されているが、従来の光書き込み型液晶ライト
バルブでは、ほとんどの場合光導電層の可視光透過率が
極めて小さいため、液晶ライトバルブ上に書き込まれた
画像情報を読み出す際は、予め、光導電膜上に光反射層
を設けておき、書き込み側と反対側から投射光を照射し
て、反射層で反射された画像情報をスクリーンなどに投
影表示する反射型液晶ライトバルブであった。従って、
この時の投射光としては、可視光全域にスペクトルを持
った光を用いることが多く、また、書き込み光は近赤外
の発振波長を持ったレーザダイオードがしばしば使わ
れ、前記光反射層は可視光全域を略完全に反射するもの
が用いられていた。

この様な反射型書き込み型液晶ライトバルブを用いた
画像出力装置の構成図を第４図に示す。第４図におい
て、液晶ライトバルブ17は、最初に、‖の位置にあり、
レーザスキャナ51により、画像が書き込まれる。この時
のレーザスキャナ51の主走査方向は、紙面に垂直な方向
となっており、また、副走査方向は、図の矢印Ａの方向
となっている。画像書き込み終了後、液晶ライトバルブ
17は、矢印Ｂにしたがって‖の位置まで移動し、その画
像は、投影光学系によって、マイクロカプセル紙20上に
投影される。この投影光学系は、光源10,コンデンサレ
ンズ11及び14,熱線カットフィルタ12,色フィルタ13,フ
ィールドレンズ15,偏光板16及び18,投影レンズ19よりな
り、偏光板16及び18は、液晶ライトバルブ17に何も画像
が書き込まれていなかったときにクロスニコルの状態に
なるようにセットされている。従って、液晶ライトバル
ブ17に書き込まれた画像にしたがって、マイクロカプセ
ル紙20上に明暗のパターンができることになる。マイク
ロカプセル紙20は、第５図に示すように、シート上に、
３種類のマイクロカプセル20a,20b,20cを分散塗布した
もので、そのマイクロカプセルは、それぞれ450nm,550n
m,650nmに最大感度を有する光硬化性となっており、そ
れぞれイエロー，マゼンタ，シアンに発色するロイコ染
料を封入している。従って、450nmを中心波長とする光
束による明暗のパターンでマイクロカプセル紙20を照明
すれば、その明暗のパターンにしたがって、マイクロカ
プセルの硬化する部分と硬化しない部分ができる。この
プロセスを３種類の色フィルタとそれに対応した画像デ
ータを用意して繰り返し、次に、このマイクロカプセル
紙と発色剤を塗布したレシーバ紙を重ねて圧力ローラで
圧接することにより、硬化しなかったマイクロカプセル
から染料が流出して発色剤と反応し、レシーバ紙上にカ
ラーの画像を形成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような従来の液晶ライトバルブ
を用いた画像出力装置では、第４図から解るように、液
晶ライトバルブの上側にはレーザスキャナなどの書き込
み光学系が、液晶ライトバルブの下には投影光学系が配
置されて、装置全体の形状が上下方向に大きいものとな
っていた。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明の光書き込み液晶ライトバルブ及びそれ
を用いた画像出力装置では、光書き込み液晶ライトバル
ブの書き込みと投影を同じ側から行うために、液晶ライ
トバルブに照射する投影光の波長域の上限と該液晶ライ
トバルブへの書き込み光の波長とを100nm以上離すとと
もに、該液晶ライトバルブの全反射ミラーの替わりに、
書き込み光の波長は透過し投影光の波長は反射するダイ
クロイックフィルタを配設した。

〔作用〕

上述の液晶ライトバルブの中のダイクロイックフィル
タは透過域での透過率を略100％に近く、反射域での透
過率を略０とすることができる。そこで、該液晶ライト
バルブに対する書き込みを、投影光の照射と同一の側か
ら行うことができる。

〔実施例〕 以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。第１
図は、本発明による液晶ライトバルブの構造を示す断面
図である。透明基板１の外側には無反射コーティング２
が施され、この透明基板１の内側には透明電極3a,液晶
配向膜4aが形成される。また、基板５の内側には対向透
明電極3b,光導電層6,ダイクロイックフィルタ7,液晶配
向膜4bが形成されている。これら一対の基板は、グラス
ファイバ等のスペーサ剤を含む外周シール８によって重
ね合わされ、その間隙には強誘電性液晶９が封入されて
いる。この様にして形成された液晶ライトバルブの２つ
の透明電極3a,3bの間に適当なバイアス電圧を与えてお
き、レーザビームやLEDなどの光書き込み手段を用いて
投射表示したい画像情報を透明基板１の側から光で書き
込む。光照射を受けた光導電層６はキャリアを発生して
低抵抗状態となり、印加されていたバイアス電圧は抵抗
分割された形で液晶層に印加され、液晶分子を励起す
る。光照射を受けない領域は高抵抗を保持したままであ
り、従って液晶分子にはほとんど電圧が印加されず、液
晶分子は励起されない。

閾値特性及び双安定メモリ性を有する強誘電性液晶を
用いた光書き込み型液晶ライトバルブにおいては中間状
態を取りえず、常にオン状態かオフ状態になるが、一度
書き込まれた画像は外部から閾値電圧以上の電圧印加、
あるいは強い圧力、液晶の層変化が起こるほどの高い温
度などが加わらぬかぎり、半永久的に保持されたことに
なる。この様にして書き込まれた画像は、第４図に示し
たような反射型投影装置を用いて、スクリーン上に投射
表示したり、別の感光体上に投影露光することができ
る。

以下に、本実施例の従来例と異なる部分を中心に具体
的に説明する。例えば、第１図におけるダイクロイック
フィルタ７としては、第３図に示すような分光透過率特
性のプロセスが誘電体多層膜を形成することにより得ら
れる。そこで、書き込み光源として、波長780nmの半導
体レーザで画像の書き込みを行えば、その書き込み光
は、ダイクロイックフィルタ７を略100％近く透過して
光導電層６へ到達し、書き込みが行われる。

なお、光導電層６としては、有機光導電膜や、Se系,a
−Si系の光導電膜などが使用可能である。次に600nm以
下の波長の光を用いて、第４図に示す光学系で投影照射
を行えば、投影光は、ダイクロイックフィルタ７で略10
0％反射され、書き込まれた画像に影響を与えることな
しに、その画像を投影することができる。従って、投影
の結像面にマイクロカプセル紙をおき、例えば、それぞ
れ420nm,490nm,560nmに発光パワーのピークがある３種
類の光源で、従来例のようにそれぞれの光源に応じて書
き込まれた画像の投影を行い、加圧現像を行うことによ
り、カラー画像を得ることができる。なお、このマイク
ロカプセル紙の一例として、米国ミード社からサイカラ
ーペーパが発表されている。また、上述の３種類の光源
は、例えば１つの光源からの光を３種類の波長選択フィ
ルタに通すことによって得ることができる。

この時の画像出力装置の光学系の構成を第２図に示
す。投影光学系については第４図に示した従来例と同様
である。但し、書き込みが投影と同じ側からできるた
め、レーザスキャナ51は液晶ライトバルブ17に対して投
影レンズと同じ側に配置されている。なお、ここでは画
像書き込み装置としてレーザスキャナを用いているが、
LEDスキャナや液晶ヘッドを用いた書き込みスキャナな
ど、光学的書き込み装置は皆使用可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の液晶ライトバルブを使用する
ことによって、画像の書き込みと投影が同じ側から行う
ことができるので、それを利用した画像出力装置では、
第２図に示すようにその光軸方向の装置のサイズを小さ
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像出力装置の一実施例の構成図、第
２図は本発明液晶ライトバルブの構造を示す断面図、第
３図はダイクロイックフィルタの分光透過率特性を示す
グラフ、第４図は従来の画像出力装置の構成図、第５図
はマイクロカプセル紙の構造を示す概念図である。 3a,3b……透明電極 4a,4b……液晶配向膜 ６……光導電層 ７……ダイクロイックフィルタ ８……外周シール ９……強誘電性液晶 10……光源 11……コンデンサレンズ 12……熱線カットフィルタ 13……色フィルタ 14……コンデンサレンズ 15……フィールドレンズ 16,18……偏光板 17……液晶ライトバルブ 19……投影レンズ 20……マイクロカプセル紙 20a,20b,20c……マイクロカプセル 51……レーザスキャナ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光導電層、液晶配向層、電圧印加手段、光
   透過率と印加電圧の間に閾値特性と双安定メモリ性を有
   する強誘電性液晶層を具備し、該液晶層に、閾値電圧よ
   り十分大きい直流バイアス電圧を印加して液晶分子を配
   列保持させる第１の工程と、第１の工程とは逆極性でか
   つ、暗示には閾値電圧以下であり、光照射時には閾値電
   圧以上となる直流バイアス電圧を印加しながら、光書き
   込み手段によって画像を形成する第２の工程によって駆
   動される光書き込み型液晶ライトバルブにおいて、 該強誘電性液晶層と該光導電層との間にある波長域内で
   長波長の光は略100％透過し、短波長の光は略100％反射
   するダイクロイックフィルタを形成したことを特徴とす
   る液晶ライトバルブ。
2. 【請求項２】レーザビーム、LEDなどの光照射による画
   像書き込み手段と、該画像書き込み手段によって画像を
   書き込む第一の画像媒体と、該画像媒体に書き込まれた
   画像を投影する投影手段と、その投影手段により露光さ
   れる第二の感光型画像媒体と、該第二の画像媒体の現像
   手段とを具備した画像出力装置において、該第一の画像
   媒体は特許請求の範囲第１項に記載の液晶ライトバルブ
   であり、前記画像書き込み手段で使用する書き込み光の
   波長と、該液晶ライトバルブに照射する投影光の波長域
   の上限とを100nm以上離し、前記画像書き込み手段を該
   液晶ライトバルブに対して前記投影手段と同じ側に配設
   したことを特徴とする画像出力装置。