JPS5910927A - 光学制御装置 - Google Patents

光学制御装置

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Publication number
JPS5910927A
JPS5910927A JP57120306A JP12030682A JPS5910927A JP S5910927 A JPS5910927 A JP S5910927A JP 57120306 A JP57120306 A JP 57120306A JP 12030682 A JP12030682 A JP 12030682A JP S5910927 A JPS5910927 A JP S5910927A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
light
refractive index
incident
polarized light
Prior art date
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Pending
Application number
JP57120306A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Sekimura
関村 信行
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP57120306A priority Critical patent/JPS5910927A/ja
Publication of JPS5910927A publication Critical patent/JPS5910927A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/315Digital deflection, i.e. optical switching based on the use of controlled internal reflection

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶セルを用いた光学例(財)装置に関し、
詳しくはカメラの7ヤツタあるいti電子写真方式を利
用したページプリンタの7ヤツタアレー圧適用しうる新
規な液晶−光学シャッタに関するものである。
液晶−光学シャツタは、例えば特開昭47−11737
号、米国特許第3731986号、米国特許第3700
306号公報などに開示されている。この液晶−光学7
ヤツタtま、1対の透明電極板の間にねじれ配向の正の
訪電異方性をもつネマチック液晶を配置し、両方の透明
電極板の外側に1対の平行又tま交差偏光板を備えた構
成を有している。従って、この液晶−光学7ヤソタti
電圧印加手段により1対の電極に電圧を印加してねじれ
ネマチック液晶の光♀特性を変換させることができ、こ
の変化をま偏光板によって検知することができる。
この様な従来の液晶−光学ンヤソタは、電圧ON状態又
をま01i” F状態で数%の光線が偏光板を透過する
ため、光線を完全に遮断する光学シャッタとすることが
できないので、例えばカメラなどのシャッタに前述の液
晶−光学ンヤッタを適用することに帷しい問題を有して
bる。しかも、2枚の偏光板を用いるため、光量の損失
が大きいなどの欠点がある。
本発明の第1の目的は、液晶−光学シャッタに利用でき
る新規な光学制御装置を提供することにある1、 本発明の第2の目的は、入射光線を完全に遮断できる光
学制御装置を提供することにある。
本発明のM3の目的は、光量の損失が少ない光学制御装
置を提供することにある7、本発明の第4の目的d1電
子写写真代を用いたページプリンタのシャッタアレーを
提供することにある。
本発明の第5の目的は、液晶−光学/ヤノダfレーを光
プリンタ用ヘッドとして用いた電子写真方式プリンタ分
提供することにある。
本発明の他の目的0:J、当業者であれは下述から容易
に明らかとなるであろう。
本発明のかかる目的は、一対の基体間に液晶を挾持した
光学制御装置において、少なくとも一方を透明にした基
体間に1150 < 11gおよび+1e<ngの関係
を有するホモジニアス配列した液晶を挾持した液晶セル
、前記芦晶を等方性の液体までに昇温させる加熱手段と
前記ホ七ジニアス配列した液晶の分子軸方向に同−又は
略同−の透過軸方向を崩する直線偏光板を通して形成し
た直線偏光光を前記液晶セル中の液晶に向けて葡−1(
−n−、−!−i?暑くθ〈袖1−1(−−−−暑で決
まる角度θn、               、+1
゜で入射させる手段を有する光学制御装置(但し、n3
は透明基体の屈折率、県は液晶分子の異常光線の屈折率
、n1sOは液晶分子が等方性の液体になった時の屈折
率である)によって達成される。
以下、本発明の光学制御装置及びこれを用いたプリンタ
を図面に従って説明する。
第1図は、本発明の光学制御装置の断面図で、第2図は
別の態様の光学制御装置の断面図である。本発明で用い
る液晶セルは、屈折率ngの透明基体】と2の間に液晶
3が挟持されている。
透明基体1と2には、各々透明抵抗体4と5(酸化イ゛
ンジウム、酸化錫など)が形成されており、さらに透明
基体1と2はシールスペーサー6によって一定の間隔(
例えば約4〜15μ程度)に維持されている。また、液
晶3の中に透明基体1と2の#J隔を安定にさせるため
にガラスファイバーやガラス粒子(図示せず)を混入さ
せることができる。
液晶3としては、ネマチック液晶を用いることができ、
またその誘電異方性が正のもの(以下、「Np液晶1と
いう)であってもよく、あるいはその誘電異方性が負の
もの(以下、FNnNn液晶−う)であってもよい。
液I#i!13は透明基体1の表面に対してボモジニア
スな状蝮で配列する必要がある。この際、かかる配列状
態を一層安定化させるために1透明基体1と2にそれぞ
れ配向膜7を設けておき、この配向膜7を一方向にラビ
ングする方法を用いることができる。配向膜7としては
、例えばポリイミド膜、ポリアミドH、ポリビニルアル
コール膜、ゼラチン膜、S 102膜や’l” i 0
2膜などを配向膜7として形成することが望−ましい。
また、S i 02IIl!を形成する時には、斜め蒸
着を用いることによって、膜形成と四時に配向処理を施
すことができる。
また、本発明においては、基体1と2に接する液晶3の
配列方向を仏に異ならt〜めで、その中間の液晶30分
子をねじれ構造にさせて配列させることもできる。この
液晶セルには、偏光板8が入射光9の側に配置されてい
る。偏光板8は、その透過軸方向10を液晶3のポモジ
ニアス配列11の方向と同−父は略同−の方向に1−で
配置する。
ホモジニアス状態【イで配列1.、、 & N 、、、
液晶3の屈折率は、入射直線偏光光9′に対して11.
となり、この時の基体1のngとnl、f’j ne<
 11.であるので、この入射直線偏光光9′は、入射
角θが5lrrl (−−−−)以上の角度・で入射す
ると、この偏光ng 光は全反射するが、5lrrl (−−−−)未満の角
度であ0g れば液晶3を透過することができる。
一方、透明抵抗体4と5にそれぞれ通電することによっ
て加熱し7て等方性の液体相Aとなった場合では、屈折
率は入射直線偏光光11C対してnl5Oとなり、この
時の基体1のnIIとn1sOケよ、n150<”gで
あるので、入射直線偏光光9′は入射角θがsitじ1
(−ジSJ以上の角度で入射すると、0g この偏光光は全反射するが、5Ln−I (□」些〕未
満g の角度であれば液体相Aを透過することになる。
囲の入射角θを液晶3に向けて入射し、同時に透明抵抗
体4と5をそれぞれ通電状態とするか、あるいは無通電
状態とするかを選択することによって、例えば常温では
入射直線偏光光9′は液晶3を透過した透過光11とな
り、一方通電による加熱状態では入射直線偏光光9′は
全反射光12とすることができる。捷だ、加熱手段と1
゜てレーザー光線を用いてもよい。
第6図にネマチック液晶の温度と屈折率の関係を示す。
30は液晶の異常光線の屈折率(n、)、31は液晶の
常光線の屈折率(”o) 、32は等方性液体相の屈折
率(n150)を示す。33はネマナツクーアイソトロ
ビツク相転移点(N1点)である。従って、例えば透明
抵抗体の通電11Cより40 ’ C以上に加熱すると
、屈折率は32に変わるととKなる。
−また、透明基体1と2は、第1図および第2図に図示
(、たとおり、プリズムが望−茅しく、特に第2図に図
示する如く直角プリズムを用することが好ましい。
液晶は、前述しfC様にy4常yt、線の屈折率!叫お
よび等方性液体相での屈折率11.、。と透明基体の屈
折率ngO間にn、5o<n、および1]。く、n2の
関係を有することが必要であるので、上述の関係を満足
する様に液晶と透明基体を選択する。
例えば、”+30が1.60で、neが1.74のネマ
チック液晶を用い、この時透明基体としてnが1.80
のものを用いると、由−1しヲ票暑は62.7°で、0
g c sit−1(−−−一−) Fi75−2°となる
ため、62.7°くθg <75.2°の範囲の入射角θで入射直線偏光光を液晶
に向けて入射すると、透明抵抗体の通電あるいは無通電
状態とすることによって、入射光を制御することができ
る。例えば、入射直線偏光光の入射角f65°にすると
、透明抵抗体無通電状態では入射直線偏光光は液晶層を
透過するが、ここで通電による加熱状態とすると入射直
線偏光光は全反射されて、完全に遮断されることKなる
第3図は、本発明の光学制量装置を液晶−光学シャッタ
アレーに適用した時の平面図を示しており、第4図はそ
のA−A’断面図である。第3図および第4図において
、液晶−光学シャッタアレー13は、複数の7ヤソタ部
14を備えているが、このシャッタ部14は一対の電極
15と16の間に液晶17を挾持1−た構造を有してい
る。電極15と16は、それぞれの柱状直角プリズム1
9と20の対向向側しく備え付けられていて、液晶のn
。とn6および直角ン”リズムのnl、が前述の関係(
n、5o<n、およびna<”++、)を有する様に液
晶と直角プリズムを選択する。さらに、入射光側には液
晶がホメオトロピックな状態に配列した時の方向と同−
又は略同一方向に透過軸を有する偏光板18が配置され
ている。
このシャッタアレー13を用いることにより生じた液晶
層透過光あるいは全反射光の何れか1つの光線を、例え
ば感光ドラムなどの光感応部材に照射することができる
1、ぞして、デジタル信号に従ってシャッタ部14を感
光ドラムに対して開口することによって、所期の潜像を
形成し7、続いて画像形成を施すことができる1゜第5
図は、本発明の光学制(財)装置(液晶−光学シャッタ
アレー)を電子写真方式プリンタに利用した態様の説明
図である。第5図におめて、光源21は常に点灯してお
り、液晶−光学シャツタアレ−13を常に照らしている
。このシャッタアレー13は、液晶駆動回路(図示せず
)しこよって光源21よりの光線を透過あるいは全反射
させて光信号を発生し、感光ドラム22に照射する光線
を制御することができる。また、光源21から光線とシ
ャッタアレー13からの光信号の集光性f得るために、
光路中にレンズ23と24を配置しておくことが望まし
い。感光ドラム22ば、光信号の照射に先立って予めコ
し・す放電装置などを備えfCC電電ステーション25
グラス又はマイナスに帯電され、感光ドラムにおける光
照射された所では、帯電電荷が消滅して静電/i像が形
成される。この様にして形成された静電壱鍬は、現像部
26で帯電時の極性と反対他作又は反転現像による時に
は同一11註のトナーとギヤリアからなる現像剤の存在
下に現像バイアスを印加しながら磁気ブラシ現像法など
によって現像L7た後、転写部27で像保持部材28(
例えば、紙など)に転写し、次いで定着部29で熱や圧
力などによって定着され、完全に固定化されたプ17ン
ト物が得られる。。
シャッタアレー13から発生した光信号を受ける感光体
は、前述の如き電子写真方式のものに限らず、例えば銀
塩写真方式の感光体(例えハ、モノクロベーハ+1./
7 ラ−パー パー 、米Llスリ・−エム社1−ドラ
イシルバー17にと)であってもよい。
本発明の光学制御装置は、下記の如き利点を有している
(])入射光を全反射ycより完全に遜断できるので、
高コントラスト制肖[が可能である。
(2)  偏光板の使用が1枚であるので、光鳳の損失
が少なく、明るい透過光を得ることができる。
(3)  カメラのツヤツタあるいは光プリンタの7ヤ
ツタアレーに用いた時、逃閉/ヤッタからの光線の漏洩
がなく、不要な情報の撮影や書き込みが発生[,7ない
従来のねじれネマチックモードを用いたシャッタでは、
シャッタの迩閉時に数%程度の光線の漏洩があるが、本
発明は入射光線を完全に遮断することができる。
(4)光学シャッタの電子制御が可能である。
(5)大型の光学シャッタが可能である。
(6)高速度の光学シャッタが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図および算2図は、本発明の光学制御装置の断面図
である。第3図は、本発明の液晶−光学シャッタアレー
の平面図で、第4図はそのAA′断面図である。第5図
は本発明の光学制御装置を電子写真方式プリンタに利用
した態様の説明図である。第6図は、ネマチック液晶に
おける温度と屈折率の関係を示す説明図である。 1.2・・・・ 透明基体 3・・・・・・・・・・・・液晶 4.5・・・・・ 透明抵抗体 6・・・・・−・・・・シールスペーサー7 ゛°° 
゛配向膜 8・・・・・・−・・・・・(1,i先板9・・・・・
・・・・・入射光 91・・・・・・・・・・・・・入射直線端〉!−光1
0・ ・・・・・偏光板の透過軸す向11・・・・・・
・・・・−・透過光 12・ ・・・・・・全反射光 θ・・・・・・・・・入射角 H・・・・・・・・・・・・・・ホモジニアス配列状態
A ・・・・・・・・・・等−す性の液体相13・・・
・・・・・・・・液晶−光学シャツタアレ−14・・・
・・・・・・・・シャッタ部15.16−・・・透明抵
抗体 17  ・−・・・・・・・・液晶を憎18・・・・−
・・・・・・ 偏光板 19.20・ 柱状直角プリズム 21・・・・・・・・・・・・・・光源22・・・・・
・・・・・・感光ドラム23.24−・・・・t/ンズ 25・・・・・・・・・−・・・・・帯電ステーション
26・・・・・・・・・・・現1寡部 27− −・・・・転写部 28  ・ ・・・−像保持部材 29  ・−・・・・・矩庸部 特許出願人  ギ)・ノン株式会月

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一対の基体間に液晶を挾持した光学制御装置において、
    少なくとも一方を透明にした基体間にII I5゜<n
    gおよびna < ngの関係を有するホモジニアス配
    列した液晶を挾持した液晶セル、前記液晶を等方性の液
    体までに昇温させる加熱手段と前記ホモジニアス配列し
    た液晶の分子軸方向に同−又は略同−の透過軸方向を有
    する直線偏光板を通して形成した直線偏光光をf!tI
    記液晶セル中の液晶に向けて で入射させる手段を有することを特徴とする光学制御装
    置(但し、ngは透明基体の屈折率、11、は液晶分子
    の異常光線の屈折率、n、、、oJd液晶分子が等方性
    の液体になった時の屈折率である)。
JP57120306A 1982-07-09 1982-07-09 光学制御装置 Pending JPS5910927A (ja)

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JP57120306A JPS5910927A (ja) 1982-07-09 1982-07-09 光学制御装置

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JP57120306A JPS5910927A (ja) 1982-07-09 1982-07-09 光学制御装置

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JP (1) JPS5910927A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002178062A (ja) * 2000-12-18 2002-06-25 Sanyo Mach Works Ltd 可搬式シートメタル結合装置

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