JPS5915919A - 光学制御装置 - Google Patents

光学制御装置

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Publication number
JPS5915919A
JPS5915919A JP57126253A JP12625382A JPS5915919A JP S5915919 A JPS5915919 A JP S5915919A JP 57126253 A JP57126253 A JP 57126253A JP 12625382 A JP12625382 A JP 12625382A JP S5915919 A JPS5915919 A JP S5915919A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
incident
refractive index
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP57126253A
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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Publication date
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Priority to JP57126253A priority Critical patent/JPS5915919A/ja
Publication of JPS5915919A publication Critical patent/JPS5915919A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Liquid Crystal (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(・た光学制御装置に関【2、
詳【−<はカメラのシャッタあるいは電子写真方式をオ
リ用したページプリンタのシャッタアレーに適用しうる
新規な液晶−光学シャッタに関するものである。
液晶−光学シャッタは、例えIl」’特開昭47−11
737号、米国特許第3731986号、米国特許第3
700306号公報などに開示されている。この液晶−
光学シャッタは、1対の透明電極板の間にねじれ配向の
正の誘電異方性をもつネマチック液晶を配置し1両方の
透明電極板の外側に1対の平行又は交差偏光板を備えた
構成を有している。従つ【、この液晶−光学シャッタは
電圧印加手段により1対の11L極に電圧な印加l−て
ねじれネマチック液晶の光学特性を変換させることがで
き、この変化は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−光学シャッタは、電圧ON状態又
はOFF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
シャッタを適用することは難しい問題を有している。し
かも、2枚の偏光板を用いているため、光量の損失が太
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。
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。
本発明の第3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。
本発明の第4の目的は、電子写真方式を用いたページプ
リンタのシャッタアレーを提供スルコトにある。
本発明の第5の目的は、液晶−光学シャッタアレーを光
プリンタ用ヘッドとして用いた′電子写真方式プリンタ
を提供することにある。
本発明の他の目的は、当業者であれば下達から容易に明
らかとなるであろう。
本発明のかかる目的は、一対の基板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一
対の基板間にno (ng およびl1la。
(ngの関係を有するホメオトロピック配向(また液晶
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入射光を sin 1 (−!!!−) (、θ< s In 1
 (n ’ g o )で決まる角1糺θng    
             ngで入射させる手段を有
する光学制御装置(但し、ngは透明基体の屈折率、 
lloは液晶分子の常光線の屈折率、 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
な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1と
2の間に液晶3が挾持されている。透明基体1と2には
、各々透明抵抗体4と5(例えは、 E12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はシールスペー号−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20間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、ネマチック液晶又はスメツクチック液
晶を用いることができ、またネマチック液晶の場合、そ
の誘電異方性が正のもの(以下、fNp液晶」 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、lNn液晶」という)であってもよい。
液晶3は、透明基体10表面に対【7てホメオトロピッ
クな状態Vで配列する必要があるが、この際かかる配列
状態を一層安定化させるために透明基体1と2にそれぞ
れ配向膜7を設けることができる。この配向膜7は、例
えばオクタデシ/Lジメチル[3−()リメトキシシリ
ノし)グロピル〕アンモニウムクロライド(東しシリコ
ーン■−J’AY 43− o o 6J )などのシ
ラン化合物やCFs(CF、 )s−si −(OCH
,)s、CF、(CFI)4Si’  (OCHs )
s、CFs (CFt )s  81  (QC)L 
)*、CFs(CF、)、−8i −(OCR,)、な
どのフッ素系シラン化合物を基体に塗布した後、100
t:’〜250Cの温度で加熱することによって形成す
ることができる。
no (ngおよびn1so (ngの関係を有し、入
射光8をsin ’ (1÷)≦θ< s+n ’ (
描He−)で決捷る角度θをもって入射させると、液晶
3がホメオトロピック配向■を維持している時、5i1
1 ” (Ha 。
以上の角度θで入射した入射光8は全反射して全反射光
10となる。一方、入射光8がs1n’ (II; )
未満の入射角θで入射した時には、この入射光8は液晶
3を透過することになる、 一方、透明抵抗体4と5をそれぞれ通電することによっ
て加熱すると、液晶3は等方性の液体相工に相転移させ
ることができる。液晶のネマチック相−液体相の温度依
存性を第6図に示す。第6図においては、30は液晶の
異常光線の屈折率(n==)、31は常光線の屈折率(
no)、3zは液体相の屈折率(nIso)で、4OC
付近がネマチック相−液体相転移点(N−I点)33で
あることな示している。
この際、入射光8はsin  (T)未満の入射角θで
液体相工を透過して、透過光9とすることができる。ま
た、入射光8かsin()以上11− の入射角θで入射すると、この入射光8は全反射するこ
とになる。
従って、入射光8をs In −1(n o ) <θ
 (sin’g   − (fllso )の範囲の入射角θで入射させ、液晶3
を11g 加熱により液体相工に相転移させるか、あるいは無加熱
のままで液晶相を維持させるかの何れかを選択すること
によって、入射光8を透過あるいは全反射の倒れかに制
御することができる。例えば、常光線の屈折率noが1
.52、その液体相の屈折率n1soが1.60の液晶
および屈折率ngが1.65のガラス基体を用いた際、
sin ’ 弓邊)≦θ<5in−1(n4Ho。
すなわち67.1’≦θ<75.9−の範囲の入射角θ
で入射光8を入射させると、液晶相の時、入射光8は全
反射光10となり、液体相の時、入射光8は透過光9と
なる。
液晶を加熱する方法としては、前述の透明抵抗体の通電
による加熱の他に、レーザーなどにより加熱する方法を
用いることができる。また、透明基体1と2は、第1図
および第2図に図示したとおり、プリズムが望しく、特
に第2図に図示する如く直角プリズムを用いることが好
捷しい3、第3図は、本発明の光学制御装置を液晶−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図は七〇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11は、複数
のシャッタ部12を備えているが。
このシャッタ部12は透明抵抗体13と14の間に液晶
15を挾持した構造を有している。透明抵抗体13と1
4は、それぞれの柱状直角プリズム16と17の対向面
側に備え付けられていて、液晶のnoとその液体相のn
1aeおよび直角プリズムのngが前述の関係(no 
(ng 、 n1aa (ng )を肩する様に液晶と
直角プリズムを選択する。
このシャッタアレー11を用いることにより生じた液体
相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
。そして、デジタル信号に従つてシャッタ部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、続いて画像形成を施すことができる。
第5図は1本発明の光学制御装置(液晶−光学シャッタ
アレー)な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図において、光源18は常に点灯1−て
おり、液晶−光学シャッタアレー11を常に照らしてい
る。このシャッタアレー11は、液晶駆動回路(図示せ
ず)によって光源18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19に照射する光線
を制御することができる。1だ、光源18か5光線とシ
ャッタアレー11からの光信号の集光性を得るために、
光路中にレンズ20と21を配置しておくことが望まし
い。感光ドラム19は、光(8号の照射に先立って予め
コロナ放電装置などを備えた帯電ステーション22でプ
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、帯電電場が消滅して静電潜像が形成さ
れる。この様に形成された静電潜像は、現像部23で帯
電時の極性と反対極性又は反転現像による時には同一極
性σ)トナーとキャリアからなる現像剤の存在下に現像
バイアスな印加」7ながも磁気ブラシ現像法などによっ
て現像した後、転写部24で像保持部材25(例えば1
紙など)に転写し、次いで定着部26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リント物が得ら
れる。
シャッタアレー11から発生した光信号を受ける感光体
19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(例えは、モノクロペーパー、
カラーペーノS−5米国ス17−エム社「ドライシルバ
ー」など)であってもよ(S00本発明光学制御装置は
、下記の如き利点を有している〇 (1)入射光を全反射により完全に遮断できるので、高
コントラスト制御が可能である。
(2)偏光板の使用を省略することができるσ)で、光
量の損失が少なく明る(・透過光を得ること力lできる
0 (3)  カメラのシャッタあるいは光プリンタのシャ
ツタアレ−に用いた時、遅閉シャッターからの光線の漏
洩がなく不要な情報の撮影や書き込みが発生しない。
従来のねじれネマチックモードを用いたシャッタでは、
シャッタの遅閉時に数チ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)光学シャッタの高速制御が可能である。
(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図および第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A−A’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
の屈折率における温度依存性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・・・入射光、9・・・透過光、10・・・全反射
光、θ・・・入射角。 ■・・・ホメオトロピック配列状態、■・・・液体相、
11・・・液晶−光学シャッタアレー、12・・・シャ
ッタif[Li2,14・・・透明抵抗体、15・・液
晶■パ。 16.17・・・柱状直角プリズム、18・・・光源。 19−゛−感光ドラム、20,21°゛レンズ、22・
・・帯電ステーション、23・・・現像部、24・・・
転写部、25・・・像保持部材、26・・・定着部。 特許出願人 キャノン株式会社 F′l二ls7.ij。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一対の基板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一対の基板間にnOぐ+1
    gおよびn1atr (ngの関係を有するホメオトロ
    ピック配向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入射光をsin
     ’ (−!!−!−) <θ< stn (n;Ha
     )1  − で決まる角度θ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、Ilg は透明基体の屈折率
    、llo  は液晶分子の常光線の屈折率、n1soは
    液晶分子が等方性の液体になった時の油接率である)。
JP57126253A 1982-07-20 1982-07-20 光学制御装置 Pending JPS5915919A (ja)

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