JPH04232978A - Electronic printing system using feroelectric liquid crystal optical switch - Google Patents

Electronic printing system using feroelectric liquid crystal optical switch

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Publication number
JPH04232978A
JPH04232978A JP3135152A JP13515291A JPH04232978A JP H04232978 A JPH04232978 A JP H04232978A JP 3135152 A JP3135152 A JP 3135152A JP 13515291 A JP13515291 A JP 13515291A JP H04232978 A JPH04232978 A JP H04232978A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prism
liquid crystal
layer
optical switch
ferroelectric liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3135152A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
J Hull Virgil
バージル・ジェイ・ハル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Xerox Corp filed Critical Xerox Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
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Abstract

PURPOSE: To use individually addressable ferroelectric liquid crystal elements as a multiple gate optical switch by making a driving means spatially modulate a parallel light beam and send the modulated output beam out through the projection surface of a prism. CONSTITUTION: The sheet type parallel light beam 56 is sent in the incidence surface 68 of a prism at a certain angle ∓ of incidence from a laser light source 66. Then a driving circuit 60 supplies a driving voltage to a selected electrode 46 to generate an electric field nearby the selectively addressed electrode 46, thereby changing a relative ferroelectric liquid crystal material into an open or closed state. Therefore, the incident beam 52 is sent out of the projection surface 70 of the prism completely as an internal reflected beam 72 according to variation in the reflective index of the layer 42, or enters the layer 42 and is sent out of the projection surface 70 as a switched beam 71.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】〔発明の背景〕本発明はラインプリントシ
ステムに関し、特に、複数の個別的にアドレス可能な強
誘電性液晶要素を多重ゲート光スイッチとして用いる印
刷システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to line printing systems and, more particularly, to printing systems that utilize a plurality of individually addressable ferroelectric liquid crystal elements as multi-gate optical switches.

【0002】強誘電性液晶材料を用いる光スイッチは1
989年5月21日付で発行された米国特許第4,81
3,771号に開示されている。本発明は先行技術によ
るスイッチ要素を改良することおよびラインプリントシ
ステムにその成果を応用することを提供する。特に、本
発明は、画像の順次線上の画素の露光値の大小を表す数
値を含む一連の順次入力データサンプルにしたがって、
感光性記録媒体上の該画像を印刷する電子式ラインプリ
ンタにおいて、その片側面に形成された基板と、複数の
個別的にアドレス可能な電極と、第1面が前記基板の前
記電極面に平行に対向しているプリズムと、前記プリズ
ムと前記基板との両面を密着させた間にサンドイッチさ
れている強誘電性液晶層とを含む多重ゲートスイッチか
ら成り、さらに前記ラインプリンタは、前記プリズムの
入射面を通過して前記光スイッチの相互作用領域に入る
シート状平行光を通過させるための手段と、前記入力デ
ータサンプルを前記個別的にアドレス可能な電極に印加
して順次電界パターンを強誘電性液晶層内に発生させ、
そのことによって前記領域内の該層の透過率および屈折
率を変化させる駆動手段とを備えており、該駆動手段は
前記平行光ビームを空間的に変調し且つ該変調出力を前
記プリズムの出射面を通して送り出すことを特徴とする
プリンターに関する。
[0002] Optical switches using ferroelectric liquid crystal materials are 1
U.S. Patent No. 4,81, issued May 21, 989.
No. 3,771. The present invention provides improvements to prior art switch elements and the application of the results to line printing systems. In particular, the present invention provides a method for processing data according to a series of sequential input data samples containing numerical values representing the magnitude of exposure values of pixels on sequential lines of an image.
An electronic line printer for printing said image on a photosensitive recording medium, comprising: a substrate formed on one side thereof; a plurality of individually addressable electrodes; a first surface parallel to said electrode surface of said substrate; and a ferroelectric liquid crystal layer sandwiched between the prism and the substrate in close contact with each other on both sides; means for passing a sheet of collimated light through a surface and into an interaction region of said optical switch; and applying said input data samples to said individually addressable electrodes to sequentially create a ferroelectric field pattern. generated within the liquid crystal layer,
driving means for changing the transmittance and refractive index of the layer in the region, the driving means spatially modulating the parallel light beam and transmitting the modulated output to the exit surface of the prism. This invention relates to a printer characterized in that it sends out data through a printer.

【0003】〔図面の説明〕図1は先行技術による強誘
電性光スイッチの側面図である。図2は強誘電性液晶光
スイッチを用いる電気光学的ラインプリンタの側面図で
ある。図3は図2のプリンタの底部から見た拡大図であ
る。図4は図2の光スイッチの拡大斜視図である。図5
は図2の光スイッチの底部から見た拡大図である。
DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view of a ferroelectric optical switch according to the prior art. FIG. 2 is a side view of an electro-optic line printer using ferroelectric liquid crystal optical switches. FIG. 3 is an enlarged bottom view of the printer of FIG. FIG. 4 is an enlarged perspective view of the optical switch of FIG. 2. Figure 5
3 is an enlarged view of the optical switch of FIG. 2 seen from the bottom; FIG.

【0004】〔発明の説明〕図1は先行技術による強誘
電性光スイッチの動作の説明図である。強誘電性液晶材
料の薄い(普通2ミクロン)層10は2個のプリズム1
2、14間にサンドイッチされており、各プリズムはそ
の内面に透明な導電性膜16、18を有している。これ
ら内面には液晶分子の配向を制御するための有機高分子
の配向制御層(代表的なもので1ミクロン未満)も付い
ている。スメクチック層は入射光ビーム20の光路の入
射面に対してある角度で以て配向され、したがって、少
なくとも好ましくは2つの交互の配向の内の一つで該強
誘電性液晶はこの入射面内にあるかまたは垂直面内にあ
るかどちらかの状態にある。このように配向制御を行な
うことはビーム20が出会う層の屈折率に最大の変化を
生じさせることになる。液晶層10の屈折率がプリズム
12の屈折率に合致している場合、屈折率の変化が該ビ
ームに及ぼす影響は、全反射によって該ビームが出力ビ
ーム22としてプリズム12から完全に反射されるか、
または層10に取り込まれて出力ビーム24として透過
させられるかのどちらかである。
[Description of the Invention] FIG. 1 is an explanatory diagram of the operation of a ferroelectric optical switch according to the prior art. A thin (typically 2 micron) layer 10 of ferroelectric liquid crystal material forms two prisms 1
Each prism has a transparent conductive film 16, 18 on its inner surface. These inner surfaces are also provided with an organic polymer alignment control layer (typically less than 1 micron) for controlling the alignment of liquid crystal molecules. The smectic layer is oriented at an angle to the plane of incidence of the optical path of the incident light beam 20, so that the ferroelectric liquid crystal lies in this plane of incidence, at least preferably in one of two alternating orientations. either in the vertical plane or in the vertical plane. This orientation control results in the greatest change in the refractive index of the layers that the beam 20 encounters. If the refractive index of the liquid crystal layer 10 matches the refractive index of the prism 12, the effect of a change in the refractive index on the beam is whether the beam is completely reflected from the prism 12 as an output beam 22 by total internal reflection or not. ,
or is either incorporated into layer 10 and transmitted as output beam 24.

【0005】ここで図2および図3を参照すれば、光導
電性ドラム34露光用の多重ゲート光スイッチ32を用
いる電気光学的ラインプリンタ30が図示されている。 光スイッチ32(側面および底部から見た拡大図は図4
および図5参照)は底面に透明な導電性層38を有する
プリズム36を含んでいる。強誘電性液晶材料層42は
プリズム36と、複数の個別的にアドレス可能な電極4
6を有するシリコン集積回路44との間にサンドイッチ
されている。プリズムの表面にも集積回路の表面にも液
晶配向制御層が付けられている。電極46は、コントロ
ーラ62からデータ入力信号を受信したドライバー回路
60によって個別的にアドレス付けされる。図示のよう
に、レーザ光源66からの光ビーム52は実質的に電気
光学的要素32の幅員全体を照射し、しかも電気光学的
要素36を通過する際一連の順次入力データサンプルに
したがって位相面に変調を与える。該データサンプルは
画像の順次線の各画素の露光値の大小を示す数値を含ん
でいる。好適実施例では駆動制御回路には米国特許第4
,450,459号に開示されている種類のエンコーダ
およびマルチプレクサが含まれている。該特許の内容は
参考文献として本特許に収められるものである。該エン
コーダおよびマルチプレクサは協働して差動的に符号化
されたデータを電極46へデータ速度に合った速度で順
次印加するようになっている。
Referring now to FIGS. 2 and 3, an electro-optic line printer 30 is illustrated that utilizes a multiple gate optical switch 32 for exposing a photoconductive drum 34. Optical switch 32 (enlarged view from the side and bottom is shown in Figure 4)
and FIG. 5) includes a prism 36 having a transparent conductive layer 38 on the bottom surface. A layer of ferroelectric liquid crystal material 42 includes prisms 36 and a plurality of individually addressable electrodes 4.
6 and a silicon integrated circuit 44 having 6 . A liquid crystal alignment control layer is applied to both the surface of the prism and the surface of the integrated circuit. Electrodes 46 are individually addressed by a driver circuit 60 that receives data input signals from a controller 62. As shown, the light beam 52 from the laser light source 66 illuminates substantially the entire width of the electro-optic element 32 and, as it passes through the electro-optic element 36, is brought into phase plane according to a series of sequential input data samples. Gives modulation. The data sample includes numerical values indicating the magnitude of the exposure value of each pixel in a sequential line of the image. In the preferred embodiment, the drive control circuit is incorporated by reference to U.S. Pat.
, 450,459. The contents of this patent are incorporated herein by reference. The encoder and multiplexer cooperate to sequentially apply differentially encoded data to electrodes 46 at a rate consistent with the data rate.

【0006】装置が起動されると、シート状の平行光ビ
ーム56がレーザ光源66からある入射角θでプリズム
36の入射面68に送り込まれる。この角度θは上述の
先行技術のシステムと違ってかすめ入射角である必要は
ない。駆動回路60は駆動電圧を選ばれた電極46に与
える。電界が選択的にアドレス付けされた電極の近傍に
発生し関連する強誘電性液晶材料の状態を開または閉の
状態に変化させる。従って、層42の屈折率の変化に応
じて入射ビーム52は完全に内部反射ビーム72として
プリズム36の出射面70から送り出されるか、または
層42に進入してスイッチされたビーム71として出射
面70から送り出される。チップ44の表面は粗面化し
てあることが望ましい。これはビームを散乱させるため
電極46を粗面化することにもつながっている。そのよ
うになっていれば、視野レンズ82、制御絞り84およ
び円筒レンズ86を含むシュリーレン光学系80は、受
光ドラム34上に結像するためのビーム命令の一つを選
ぶように設定することが可能である。レーザ光源および
プリズムの間に二分の一波長板を挿入して入力光ビーム
の偏光状態の変動を達成しておくことも望ましいことで
ある。
When the device is started, a sheet-shaped collimated light beam 56 is sent from a laser light source 66 to an entrance surface 68 of the prism 36 at a certain angle of incidence θ. This angle θ does not have to be a grazing incidence angle as in the prior art systems described above. Drive circuit 60 applies a drive voltage to selected electrodes 46 . An electric field is generated in the vicinity of the selectively addressed electrodes to change the state of the associated ferroelectric liquid crystal material to an open or closed state. Thus, depending on the change in the refractive index of layer 42, the incident beam 52 will either be transmitted out of the exit face 70 of the prism 36 entirely as an internally reflected beam 72, or will enter the layer 42 and exit the exit face 70 as a switched beam 71. sent from. It is desirable that the surface of the chip 44 be roughened. This also leads to roughening of the electrode 46 in order to scatter the beam. If so, the schlieren optics 80, including the field lens 82, the control diaphragm 84, and the cylindrical lens 86, can be configured to select one of the beam commands for imaging onto the receiver drum 34. It is possible. It may also be desirable to insert a half-wave plate between the laser source and the prism to achieve variation in the polarization state of the input light beam.

【0007】本発明は反射モードで図示されているが、
透過型として実施することも可能であり、その場合はや
はりシリコン集積回路44を透明層で置換すればよい。 その際、集積回路は薄膜トランジスタで置換されること
になって、この組合せはより高い制御比を提供出来るよ
うになる。
Although the invention is illustrated in reflection mode,
It is also possible to implement it as a transmission type, in which case the silicon integrated circuit 44 may also be replaced by a transparent layer. The integrated circuit will then be replaced by a thin film transistor, and this combination will be able to provide a higher control ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】  先行技術による強誘電性光スイッチの上部
側面図である。
FIG. 1 is a top side view of a ferroelectric optical switch according to the prior art.

【図2】  強誘電性液晶光スイッチを用いる電気光学
的ラインプリンタの側面図である。
FIG. 2 is a side view of an electro-optic line printer using ferroelectric liquid crystal optical switches.

【図3】  図2のプリンタの底部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged bottom view of the printer of FIG. 2;

【図4】  図2の光スイッチの拡大斜視図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view of the optical switch of FIG. 2.

【図5】  図2の光スイッチの底部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged bottom view of the optical switch of FIG. 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  層、12,14  プリズム、16,18  
透明導電性膜、20  入射光ビーム、22,24  
出力ビーム、30  ラインプリンタ、32  多重ゲ
ート光スイッチ、34  光導電性ドラム、36  プ
リズム、38  導電性層、43  液晶材料層、44
  集積回路、46  電極、52  光ビーム、56
  平行光ビーム、60  ドライバー回路、62  
コントローラ、66  レーザ光源、68  入射面、
70  出射面、71  スイッチされたビーム、72
  内部反射ビーム、80シュリーレン光学系、82 
 視野レンズ、84  制御絞り、86  円筒レンズ
10 layers, 12, 14 prisms, 16, 18
Transparent conductive film, 20 Incident light beam, 22, 24
Output beam, 30 Line printer, 32 Multi-gate optical switch, 34 Photoconductive drum, 36 Prism, 38 Conductive layer, 43 Liquid crystal material layer, 44
Integrated circuit, 46 Electrode, 52 Light beam, 56
Parallel light beam, 60 Driver circuit, 62
controller, 66 laser light source, 68 incidence plane,
70 exit surface, 71 switched beam, 72
Internally reflected beam, 80 Schlieren optics, 82
Field lens, 84 Control diaphragm, 86 Cylindrical lens

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  画像の順次線上の画素に対する露光値
の大小を表す数値を含む一連の順次入力データサンプル
にしたがって、感光性記録媒体上の該画像を印刷する電
子的ラインプリンタにおいて、その片側面に形成された
基板と、複数の個別的にアドレス可能な電極と、前記基
板の前記電極面に平行に対向している第一面を有するプ
リズムと、前記プリズムと前記基板との間に両面と密着
してサンドイッチされている強誘電性液晶層とを含む多
重ゲートスイッチとを組み合わせてなり、前記ラインプ
リンタはさらにシート状平行光を前記プリズムの入射面
を通り前記光スイッチの相互作用領域に送り込むための
手段と、該積層強誘電性液晶層内に順次電界のパターン
を発生するため個別的にアドレス可能な前記電極に前記
入力データサンプルを印加しそのことによって前記層の
前記領域内の透過率および屈折率を変化させる駆動手段
とを含み、前記駆動手段は前記平行光ビームを空間的に
変調し、且つ該変調出力ビームを前記プリズムの出射面
を通して送り出すものである、電子的ラインプリンタ。
1. An electronic line printer that prints an image on a photosensitive recording medium according to a series of sequential input data samples containing numerical values representing the magnitude of exposure values for pixels on a sequential line of the image, a prism having a substrate formed therein; a plurality of individually addressable electrodes; a prism having a first surface parallel to and opposing the electrode surface of the substrate; a multi-gate switch comprising closely sandwiched ferroelectric liquid crystal layers, the line printer further directing a sheet of collimated light through the entrance face of the prism and into the interaction region of the optical switch. means for applying said input data samples to said individually addressable electrodes to generate a pattern of sequential electric fields within said laminated ferroelectric liquid crystal layer, thereby increasing the transmittance within said region of said layer; and a drive means for changing the refractive index, said drive means spatially modulating said collimated light beam and directing said modulated output beam through an exit face of said prism.
JP3135152A 1990-06-13 1991-06-06 Electronic printing system using feroelectric liquid crystal optical switch Withdrawn JPH04232978A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US53783890A 1990-06-13 1990-06-13
US537838 1990-06-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04232978A true JPH04232978A (en) 1992-08-21

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ID=24144316

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