JPH0247072A - 液晶光学ヘッド - Google Patents
液晶光学ヘッドInfo
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- JPH0247072A JPH0247072A JP63199129A JP19912988A JPH0247072A JP H0247072 A JPH0247072 A JP H0247072A JP 63199129 A JP63199129 A JP 63199129A JP 19912988 A JP19912988 A JP 19912988A JP H0247072 A JPH0247072 A JP H0247072A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
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- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
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。
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、プリンター ファクシミリ等の画像形成装置
に用いられる液晶光学ヘッドの改良に関する。
に用いられる液晶光学ヘッドの改良に関する。
［従来の技術］
従来の画像形成装置に用いられていた液晶光学ヘッドは
、単純マトリックス型の液晶シャッターを用い光源から
発せられる光を変調し感光体上に照射するというもので
あった。
、単純マトリックス型の液晶シャッターを用い光源から
発せられる光を変調し感光体上に照射するというもので
あった。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら前述の従来技術では、液晶ライトバルブ上
に形成されたシャッターで光を変調しておりこのシャッ
ターは通常パターニング等によって形成された電極によ
って構成されているためパターニング精度によって解像
度が規定されてしまい高解像度化が難しく、がっ、記録
紙の−ライン上に印刷されるドツトの総数は例えばＡ４
サイズの紙の場合、２０００ドツト以上になり一つの液
晶ライトバルブ上にそれと同等な数のシャッターを作り
込むことは非常に困難であるという課題を有する。
に形成されたシャッターで光を変調しておりこのシャッ
ターは通常パターニング等によって形成された電極によ
って構成されているためパターニング精度によって解像
度が規定されてしまい高解像度化が難しく、がっ、記録
紙の−ライン上に印刷されるドツトの総数は例えばＡ４
サイズの紙の場合、２０００ドツト以上になり一つの液
晶ライトバルブ上にそれと同等な数のシャッターを作り
込むことは非常に困難であるという課題を有する。
そこで本発明はこの様な課題を解決するものでありその
目的とするところは比較的容易に作製が可能で高解像度
化が図れる液晶光学ヘッドを提供するところにある。
目的とするところは比較的容易に作製が可能で高解像度
化が図れる液晶光学ヘッドを提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の液晶光学ヘッドは、
光導電体層と液晶層を有する液晶ライトバルブ、前記液
晶ライトバルブを光照射する光ビーム発生手段、前記光
ビーム発生手段から発せられた光ビームを走査偏向する
光ビーム走査手段、前記光ビームを液晶ライトバルブ上
に集光する書き込み光学系、前記液晶ライトバルブに形
成された画像を読み出すための読み出し光学系、前記読
み出し光学系によって読み出された読み出し光の一部を
前記液晶ライトバルブの書き込み光とするためのフィー
ドバック光学系を有することを特徴とする。
晶ライトバルブを光照射する光ビーム発生手段、前記光
ビーム発生手段から発せられた光ビームを走査偏向する
光ビーム走査手段、前記光ビームを液晶ライトバルブ上
に集光する書き込み光学系、前記液晶ライトバルブに形
成された画像を読み出すための読み出し光学系、前記読
み出し光学系によって読み出された読み出し光の一部を
前記液晶ライトバルブの書き込み光とするためのフィー
ドバック光学系を有することを特徴とする。
［実施例］
本発明の液晶光学ヘッドの一実施例を第１図から第５図
に従って説明する。１０１は半導体レーザー等による光
ビーム発生手段であり、画像データに基づき変調器１０
２によって変調された光ビーム１０３を発する。光ビー
ム１０３は光ビーム走査手段である２次元走査光学系１
０４、書き込み光学系１０５を介してビームスプリッタ
−１０６に導入され、後に述べるフィードバック光１０
７と合成され液晶ライトバルブ１０８の光導電層側に照
射される。液晶ライトバルブ１０８の光照射が行なわれ
た部分では光導電体のインピーダンスが変化し外部電源
１０９から印加されている電界の光導電体層と液晶層に
加わる分圧比に変化がもたらされ液晶層にかかる電界が
上昇する。従って、光照射部に相当する液晶層の部分は
光ビームを照射していない時とは異なった状態を取り画
素が形成される。また、液晶ライトバルブ１０８は、第
２図に示されたように透明基板２０１上にｉＴＯから成
る透明電極２０１を形成し、光導電層２０３、誘電体多
層膜からなる光分離ミラー２０４を作製する。その後対
向基板としてＩＴＯ２０５を形成した透明基板２０６を
介して液晶２０７を封入する。２０８は光導電体層に照
射される書き込み光、２０９は読み出し光を示している
。また、２１０は透明電極２０２．２０５を介して液晶
ライトバルブに電界を印加するための電源である。
に従って説明する。１０１は半導体レーザー等による光
ビーム発生手段であり、画像データに基づき変調器１０
２によって変調された光ビーム１０３を発する。光ビー
ム１０３は光ビーム走査手段である２次元走査光学系１
０４、書き込み光学系１０５を介してビームスプリッタ
−１０６に導入され、後に述べるフィードバック光１０
７と合成され液晶ライトバルブ１０８の光導電層側に照
射される。液晶ライトバルブ１０８の光照射が行なわれ
た部分では光導電体のインピーダンスが変化し外部電源
１０９から印加されている電界の光導電体層と液晶層に
加わる分圧比に変化がもたらされ液晶層にかかる電界が
上昇する。従って、光照射部に相当する液晶層の部分は
光ビームを照射していない時とは異なった状態を取り画
素が形成される。また、液晶ライトバルブ１０８は、第
２図に示されたように透明基板２０１上にｉＴＯから成
る透明電極２０１を形成し、光導電層２０３、誘電体多
層膜からなる光分離ミラー２０４を作製する。その後対
向基板としてＩＴＯ２０５を形成した透明基板２０６を
介して液晶２０７を封入する。２０８は光導電体層に照
射される書き込み光、２０９は読み出し光を示している
。また、２１０は透明電極２０２．２０５を介して液晶
ライトバルブに電界を印加するための電源である。
液晶ライトバルブの詳細な構成を第１表に示す。
本実施例では光導電体層としてアモルファスシリコンの
ＰＩＮ構造を採用したが、アモルファスシリコンの１層
のみのものでも良いし、他に、ＣｄＳ、Ｓｅ、 ○Ｐ
Ｃ１単結晶シリコン、ＢＳＯ等も使用できる。
ＰＩＮ構造を採用したが、アモルファスシリコンの１層
のみのものでも良いし、他に、ＣｄＳ、Ｓｅ、 ○Ｐ
Ｃ１単結晶シリコン、ＢＳＯ等も使用できる。
第１表
液晶ライトバルブに形成された画像は光源１１０、偏光
ビームスプリッタ−１１１、投射レンズ１１５によって
構成される読み出し光学系によって視覚化されるが第１
表にも示されているように本実施例に用いた液晶ライト
バルブの液晶層はネマチック液晶を用いているため光ビ
ーム１０３によって形成された画素は光が照射されてい
ない時の状態に次第に戻ってしまう。一方、感光体の感
光特性は照射される光の強さと照射されている時間の両
者に依存し、光源１１０は装置の大型化、発熱量等を考
えるとあまり大きな光量を持つものにすることは望まし
くなく、また、ネマチック液晶の画素保持時間は通常１
００ｍ５ｅｃ程度であり感光体の感光特性上十分とはい
えない。そこで本実施例では、上述の欠点を克服するた
めにビームスプリッタ−１１２、反射鏡１１３及び１１
４、さらに前出のビームスプリッタ−１０６からなる光
フイードバツク光学系を新たに付加し、本来偏光ビーム
スプリッタ−１１１を出０４ （＆投射レンズ１１５を
介して感光体１１６に投射される 読み出し光の一部を
液晶ライトバルブの入力側に戻すことにより入力光及び
出力光からなる光ループを構成した。以下にこの光ルー
プによって液晶ライトバルブ上に両像が保持される機構
を説明する。
ビームスプリッタ−１１１、投射レンズ１１５によって
構成される読み出し光学系によって視覚化されるが第１
表にも示されているように本実施例に用いた液晶ライト
バルブの液晶層はネマチック液晶を用いているため光ビ
ーム１０３によって形成された画素は光が照射されてい
ない時の状態に次第に戻ってしまう。一方、感光体の感
光特性は照射される光の強さと照射されている時間の両
者に依存し、光源１１０は装置の大型化、発熱量等を考
えるとあまり大きな光量を持つものにすることは望まし
くなく、また、ネマチック液晶の画素保持時間は通常１
００ｍ５ｅｃ程度であり感光体の感光特性上十分とはい
えない。そこで本実施例では、上述の欠点を克服するた
めにビームスプリッタ−１１２、反射鏡１１３及び１１
４、さらに前出のビームスプリッタ−１０６からなる光
フイードバツク光学系を新たに付加し、本来偏光ビーム
スプリッタ−１１１を出０４ （＆投射レンズ１１５を
介して感光体１１６に投射される 読み出し光の一部を
液晶ライトバルブの入力側に戻すことにより入力光及び
出力光からなる光ループを構成した。以下にこの光ルー
プによって液晶ライトバルブ上に両像が保持される機構
を説明する。
液晶ライトバルブに対する書き込み光の強度を工、。、
読み出し光学系によって読み出される読み出し光の強度
を■。１とした場合、光ループが構成されているときの
両者の関係は ■。ｕＬ”α （１，ｎ＋β１゜ｕｔ） ・ ・ ・
・ （１）α、βはそれぞれ定数 で与えられる。
読み出し光学系によって読み出される読み出し光の強度
を■。１とした場合、光ループが構成されているときの
両者の関係は ■。ｕＬ”α （１，ｎ＋β１゜ｕｔ） ・ ・ ・
・ （１）α、βはそれぞれ定数 で与えられる。
つまり、書き込み光量、。と読み出し光量。ｕＬの一部
（：β工。ｕｔ）が液晶ライトバルブによってα倍に光
増幅され出力光となる。一方、本実施例で用いたネマチ
ック液晶は、第３図に示したように印加された電界（＝
ＶＬＣ）に対して非線形な光学応答を示すため液晶ライ
トバルブからの出力光■。ｕｔも同様な特性を持つ。さ
らに液晶層に加わる電界ＶＬＣは光導電体層に照射され
る光量、すなわち、■。＋β工。ｕｔに依存し、これら
全てが相互に相関を持ち以下に示す条件のもとて入力光
に対し双安定な特性を示すようになる。
（：β工。ｕｔ）が液晶ライトバルブによってα倍に光
増幅され出力光となる。一方、本実施例で用いたネマチ
ック液晶は、第３図に示したように印加された電界（＝
ＶＬＣ）に対して非線形な光学応答を示すため液晶ライ
トバルブからの出力光■。ｕｔも同様な特性を持つ。さ
らに液晶層に加わる電界ＶＬＣは光導電体層に照射され
る光量、すなわち、■。＋β工。ｕｔに依存し、これら
全てが相互に相関を持ち以下に示す条件のもとて入力光
に対し双安定な特性を示すようになる。
液晶層、光導電体層のインピーダンスをそれぞれＺＬＣ
，Ｚｐｃとすると、 ＺｐｃはＺｐｃ ＝ Ｚ
ｄ ＋ γＩ。
，Ｚｐｃとすると、 ＺｐｃはＺｐｃ ＝ Ｚ
ｄ ＋ γＩ。
と表される。ここで、Ｚｄは光導電体層の暗状態でのイ
ンピーダンス、γ工。は光照射によるインピーダンスの
低下分を表す項であり近似的に照射光量。に比例するも
のとし、比例係数をγとした。
ンピーダンス、γ工。は光照射によるインピーダンスの
低下分を表す項であり近似的に照射光量。に比例するも
のとし、比例係数をγとした。
液晶層に印加される電界ＶＬＣは外部から液晶ライトバ
ルブに印加する電界をＶＥＸとすると次式で与えられる
。
ルブに印加する電界をＶＥＸとすると次式で与えられる
。
ＺＬＣ
本実施例では、上式（２）の■。は光導電体層に入射す
る光ｉ Ｉｉ。＋８丁。ｕｔ で与えられるが、こ
こで液晶ライトバルブの反射率をＲ２読み出し光源の光
量をＩＳとしく２）式に代入すると、次のように表され
る。
る光ｉ Ｉｉ。＋８丁。ｕｔ で与えられるが、こ
こで液晶ライトバルブの反射率をＲ２読み出し光源の光
量をＩＳとしく２）式に代入すると、次のように表され
る。
ＶＬＣ＝
ＺＬＣ
ＶＬＣ＝ ＶＥＸ
ＺＬＣ
ＺＰＣ＋ ＺＬＣ
この（３）式はネマチック液晶の反射率Ｒと液晶層に印
加される電界ＶＬＣの関係とみることができるが、この
反射率Ｒ自身が第３図に示されたようにＶＬＣに対する
依存性を持っている。第４図に入射光ｆｉｌＩ：、をパ
ラメータとしく３）式を第３図内に示したものを与える
。第４図内の（１）〜（５）は（１）＜ （２）＜ （
３）＜ （４）＜ （５）の順に入射光置型１゜を増し
ている。第４図において液晶の光学特性を示す曲線と（
３）式の交点が実際に液晶ライトバルブがとる状態であ
る。出力光■。ｕｌは入射光重１゜に対して第５図に示
されたようにヒステリシスを描くように応答し、第４図
内のＡ−Ｇの各点が第５図のＡ−Ｇに対応する。上記の
原理により、本実施例に示した液晶ライトバルブは入力
光に対して双安定性を示すわけであるが、双安定性を示
す条件としては、第４図に示されたように（３）式の曲
線が、液晶の光学特性を示す曲線と２つ以上の交点を持
つ状態を実現することが必要で、実際には読み出し光源
の光量、読み出し光をフィードバックせる量を適切に設
定することにより上述の条件を満足するようになる。以
上に述べた原理により本実施例に示した液晶光学ヘッド
は、液晶ライトバルブ上に一度、レーザービームで画像
を記録するとその画像がレーザービームの照射を止めて
も保持されるため、感光体に長時間画像を照射でき、感
光体の感光特性を満たす事が可能となり、実際に感光体
を露光したところ、良好な感光特性を得ることができた
。また、液晶ライトバルブは特別なバターニングを必要
とせず形成される画像の解像度はレーザービームのビー
ム径のみに依存しているため非常に高精細なものであり
、従来技術のように液晶ライトバルブ上に記録紙の１ラ
イン分のドツトに相当する電極を形成する必要がなくな
り液晶ライトバルブの形成が非常に簡略化された。
加される電界ＶＬＣの関係とみることができるが、この
反射率Ｒ自身が第３図に示されたようにＶＬＣに対する
依存性を持っている。第４図に入射光ｆｉｌＩ：、をパ
ラメータとしく３）式を第３図内に示したものを与える
。第４図内の（１）〜（５）は（１）＜ （２）＜ （
３）＜ （４）＜ （５）の順に入射光置型１゜を増し
ている。第４図において液晶の光学特性を示す曲線と（
３）式の交点が実際に液晶ライトバルブがとる状態であ
る。出力光■。ｕｌは入射光重１゜に対して第５図に示
されたようにヒステリシスを描くように応答し、第４図
内のＡ−Ｇの各点が第５図のＡ−Ｇに対応する。上記の
原理により、本実施例に示した液晶ライトバルブは入力
光に対して双安定性を示すわけであるが、双安定性を示
す条件としては、第４図に示されたように（３）式の曲
線が、液晶の光学特性を示す曲線と２つ以上の交点を持
つ状態を実現することが必要で、実際には読み出し光源
の光量、読み出し光をフィードバックせる量を適切に設
定することにより上述の条件を満足するようになる。以
上に述べた原理により本実施例に示した液晶光学ヘッド
は、液晶ライトバルブ上に一度、レーザービームで画像
を記録するとその画像がレーザービームの照射を止めて
も保持されるため、感光体に長時間画像を照射でき、感
光体の感光特性を満たす事が可能となり、実際に感光体
を露光したところ、良好な感光特性を得ることができた
。また、液晶ライトバルブは特別なバターニングを必要
とせず形成される画像の解像度はレーザービームのビー
ム径のみに依存しているため非常に高精細なものであり
、従来技術のように液晶ライトバルブ上に記録紙の１ラ
イン分のドツトに相当する電極を形成する必要がなくな
り液晶ライトバルブの形成が非常に簡略化された。
［発明の効果］
以上に示したように本発明によれば特別なパタニングを
必要としない液晶ライトバルブで画像形成装置用の光学
ヘッドを構成でき、形成される画像の解像度はレーザー
ビームのビーム径で決まり、従来技術の単純マトリック
ス型の液晶ライトバルブを用いる場合のように液晶ライ
トバルブに形成する電極のピッチで解像度が規定される
ことがなくなった。また、単純マトリックス型では液晶
ライトバルブ上に千ドツト以上の画素を形成することは
製造上の問題が多く現実的ではなかったが、本発明を用
いると例えば１１ｃｍ角のライトバルブを使用してレー
ザービームのビーム径を数十μｍに設定すれば、数千ド
ツトの画素数を容易に達成できる。また、本発明に示し
た液晶光学ヘッドは画像の保持機構を持っているため感
光体に画像情報を照射する時間を任意に設定でき感光体
の感光特性に対し適切な露光が可能になり比較的弱い光
でも十分に露光できるようになったため、光源を小型化
することができたため発熱が少なくなり画像形成装置と
しての長寿命化にも貢献した。
必要としない液晶ライトバルブで画像形成装置用の光学
ヘッドを構成でき、形成される画像の解像度はレーザー
ビームのビーム径で決まり、従来技術の単純マトリック
ス型の液晶ライトバルブを用いる場合のように液晶ライ
トバルブに形成する電極のピッチで解像度が規定される
ことがなくなった。また、単純マトリックス型では液晶
ライトバルブ上に千ドツト以上の画素を形成することは
製造上の問題が多く現実的ではなかったが、本発明を用
いると例えば１１ｃｍ角のライトバルブを使用してレー
ザービームのビーム径を数十μｍに設定すれば、数千ド
ツトの画素数を容易に達成できる。また、本発明に示し
た液晶光学ヘッドは画像の保持機構を持っているため感
光体に画像情報を照射する時間を任意に設定でき感光体
の感光特性に対し適切な露光が可能になり比較的弱い光
でも十分に露光できるようになったため、光源を小型化
することができたため発熱が少なくなり画像形成装置と
しての長寿命化にも貢献した。
第１図は、本発明の一実施例に於ける液晶光学ヘッドの
構成図を表す図。 第２図は、本発明に係わる液晶ライトバルブの断面図を
示す図。 第３図は、本発明に係わるネマチック液晶の光学特性を
表す図。 第４図は、本発明に係わる液晶ライトバルブの動作点を
示す図。 第５図は、本発明に係わる液晶光学ヘッドに於ける書き
込み光と読み出し光の関係を示す図。 １０６、 １０２ 光ビーム発生手段 光ビーム ２次元走査光学系 ビームスプリッタ− 液晶ライトバルブ 読み出し光源 ・偏光ビームスプリッタ− 投射レンズ ３、 反射鏡 以上
構成図を表す図。 第２図は、本発明に係わる液晶ライトバルブの断面図を
示す図。 第３図は、本発明に係わるネマチック液晶の光学特性を
表す図。 第４図は、本発明に係わる液晶ライトバルブの動作点を
示す図。 第５図は、本発明に係わる液晶光学ヘッドに於ける書き
込み光と読み出し光の関係を示す図。 １０６、 １０２ 光ビーム発生手段 光ビーム ２次元走査光学系 ビームスプリッタ− 液晶ライトバルブ 読み出し光源 ・偏光ビームスプリッタ− 投射レンズ ３、 反射鏡 以上
Claims (1)
- 光導電体層と液晶層を有する液晶ライトバルブ、前記液
晶ライトバルブを光照射する光ビーム発生手段、前記光
ビーム発生手段から発せられた光ビームを走査偏向する
光ビーム走査手段、前記光ビームを液晶ライトバルブ上
に集光する書き込み光学系、前記液晶ライトバルブに形
成された画像を読み出すための読み出し光学系、前記読
み出し光学系によって読み出された読み出し光の一部を
前記液晶ライトバルブの書き込み光とするためのフィー
ドバック光学系を有することを特徴とする液晶光学ヘッ
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199129A JPH0247072A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 液晶光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199129A JPH0247072A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 液晶光学ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0247072A true JPH0247072A (ja) | 1990-02-16 |
Family
ID=16402623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63199129A Pending JPH0247072A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 液晶光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0247072A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04282619A (ja) * | 1991-03-12 | 1992-10-07 | Sharp Corp | 光導電型液晶ライトバルブ |
| JPH05113576A (ja) * | 1991-08-28 | 1993-05-07 | Victor Co Of Japan Ltd | オーバーヘツドプロジエクタ |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP63199129A patent/JPH0247072A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04282619A (ja) * | 1991-03-12 | 1992-10-07 | Sharp Corp | 光導電型液晶ライトバルブ |
| JPH05113576A (ja) * | 1991-08-28 | 1993-05-07 | Victor Co Of Japan Ltd | オーバーヘツドプロジエクタ |
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