JPS5917528A - 光学制御装置 - Google Patents

光学制御装置

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Publication number
JPS5917528A
JPS5917528A JP57126255A JP12625582A JPS5917528A JP S5917528 A JPS5917528 A JP S5917528A JP 57126255 A JP57126255 A JP 57126255A JP 12625582 A JP12625582 A JP 12625582A JP S5917528 A JPS5917528 A JP S5917528A
Authority
JP
Japan
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liquid crystal
light
refractive index
liquid
transparent
Prior art date
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Pending
Application number
JP57126255A
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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Publication of JPS5917528A publication Critical patent/JPS5917528A/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

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制御装置に関し、詳し
くはカメラのシャッタあるいは電子写真方式を利用した
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、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。
従って、この液晶−光学シャッタは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
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々い
ので、例えばカメラなどのシャッターに前述の液晶−光
学シャッタを適用することけ難し2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ガい光学制御装置
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することにある。
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、当業者であれげ下達から容易に明
らかとなるであろう。
本発明のかかる目的は、一対の基体間に液晶を挾持し7
た光学制御装置において、少々くとも一方を透明にした
一対の基体間にn。<ngおよびnIao < ngの
関係を有する液晶を挾持した液晶セル、前記液晶を等方
性の液体才でに列温させる加熱手段と前記ホモジニアス
に配列した液晶の分子軸方向に直角又は略直角の透過軸
方向を有する直線偏光板を通して形成直線偏光光を前記
液晶セルで決捷る角度θで入射させる手段を有する光学
制御装#(但し、ngN透明基体の屈折率、noは液晶
分子の常光線の屈折率、nls。は液晶分子が等方性の
液体にか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(例えば、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(例乏は約4〜
15μ′#度)に維持されている。甘た、液晶3の中に
透明基体1と2の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0 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、「Np液晶」という)
であってもよく、あるいはその誘電異方性が狛のもの(
以下、「Nn液晶」という)であってもよい。
液晶は透明基体1の表面に対してホモジニアスな状態で
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、透明基体1と2にそれぞれ配向膜7
を設けておき、との配向膜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、ポリアミド膜、ポリビニルアルコール膜、
ゼラチン膜、8 i 02膜やTiO2膜などを配向膜
7として形成することが望ましい。また、SiO2膜を
形成する時には、斜め蒸着を用いることによって、膜形
成と同時に配向処理を施こすことができる。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
互に異々らしめて、その中間の液晶3の分子をねじれ構
造にさせて配列させることもできる。この液晶セルには
、′直線偏光板8が入射光9の側に配置されている。直
線偏光板8は、その透過軸方向10を液晶のホモジニア
ス配列I]の方向と直角又は略直角の方向にして配置す
る。
すなわち、透明抵抗体4と5を無通電とした時、液晶3
け、ホモジニアス状態Hで配列し、液晶3の屈折率は、
入射直線偏光光9+に対してn。と々す、この時の基体
1のngとn。はn。<ngであるので、以上の角度で
入射すると、この偏光光は全反射して全反射光12とな
るが、5in−1(上)未満の1g 角度であれば液晶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■に相転移させ
ることができる。液晶のネマチッり相−液体相の温度依
存性を第6図に示す。第6図において、30は液晶の異
常光線の屈折率(ne )、31は常光線の屈折率(n
o )、32け液体相の屈折率(nrso )で、40
°C付近がネマチック相−液体相転移点(N−I点)3
3であることを示している。
液体相工の屈折率nl5oは、n1so < ”gであ
るので、入射直線偏光光91は入射角θが8In−1(
nIj隻)1g 以上の角度で入射すると、この偏光光は全反射するが、
5in−1(nImo )未満の角度であれば、液g 体相■を透過する透過光12とすることができる。
従って、s+n  (−) <θ< 8tn−1(nT
io )のng         ng 範囲の入射角θで入射光9を液晶3に向けて入射し、同
時に透明抵抗体4,5をそれぞれ通電による加熱状態と
するか、あるいは無加熱状態とするかを選択することに
よって、すなわち無加熱状態では入射直線偏光光9′は
液晶3を透過することなく全反射光12となり、一方加
熱状態では、入射直線偏光光9゛は液体相Iを透過する
透過光11とすることができる。
寸だ、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ま し、い。
液晶は、前述した様にその常光線の屈折率n。
その液体相の屈折率nl5oと透明基体の屈折率ngの
間にn。<ngおよびnl5o < ng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、常光線の屈折率n。
が1.52で、その液体相の屈折率nls。
が1.60のネマチック液晶を用い、その時ガラス基体
の屈折率ngが1.65であるとすると、5fn−” 
(”−) ’;−θ< 5in−” (−’−’!01
− )すなわちn g               
   n g67.1°≦θ<75.9°の範囲にある
入射角θの直線偏光光を入射させる際、無加熱で液晶相
が維持されていれば、この偏光光は全反射され、一方加
熱により液晶相が液体相に相転移するとこの偏光光は液
体相を透過することになる。例えば、入射直線偏光光の
入射角を70°にすると、無加熱状態では入射直線偏光
光は全反射するが、ここで加熱により等方性の液体相に
相転移させると入射直線偏光光は透過光と力る。
まだ、液晶を加熱する方法としては、前述の透明抵抗体
の通電による加熱方法の他に、レーザなどにより加熱す
る方法を用いることができる。
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、複数のシャッタ部1
4を備えているが、このシャッタ部14は一対の透明抵
抗体15と16の間に液晶17を挾持した構造を有して
いる。
透明抵抗体15と16は、それぞれの柱状直角プリズム
19と20の対向面側に備え付けられていて、液晶のn
。とその液体相のnl5oおよび直角プリズムのngが
前述の関係(no < ngおよびn1so < ng
 )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7た時の方向と直角又は略直角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、続いて画像形成を施すことができる。
第5図は、本発明の光学制御装置(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図において、光源21は常に点灯してお
り、液晶−光学シャッタアレー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
)によって光源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を得るために、光
路中にレンズ23と24を配置しておくことが望着しい
。感光ドラム22は、光信号の照射に先立って予めコロ
ナ放電装置などを備乏た帯電ステーション25でプラノ
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、帯軍電荷が消滅して静電潜像が形成される
この様に[7て形成された静電潜像は、沙像部26で¥
tf電時の極性と反対極性又は反転現像による時には同
一極性のトナーとキャリアからなる現像剤の存在下に現
像バイアスを印加しながら磁気ブラシ現像法などによっ
て現像した後、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、完全に同定化されたプリント物が得ら
れる。
シャッタアレー13から発生[7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(例えば、モノクロペーパーカラ
ーペーパー、米国スリーエム社「ドライシルバー」など
)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
(1)入射光を全反射によシ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)偏光板の使用が1枚であるので、光量の損失が少
なく、明るい透過光を得ることができる。
(3)  カメラのシャッタあるいは光プリンタのシャ
ッタアレーに用いた時、連間シャッターからの光線の漏
洩がなく、不寮な情報の撮影や書き込みが発生し々い。
従来のねじれネマチックモードを用いたシャッタでは、
シャッタの辿閉時に数%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・・・偏光板 9・・・入射光 9゛・・・入射直線偏光光 10・・・偏光板の透過軸方向 11・・・透過光 12・・・全反射光 θ・・・入射角 H・・・ホモジニアス配列状態 ■・・・液体相 13・・・液晶−光学シャッタアレー 14・・・シャッタ部 15.16・・・透明抵抗体 17・・・液晶層 18・・・仰光板 19.20・・・柱状直角プリズム 21・・・光源 22・・・感光ドラム 23.24・・・レンズ 25・・・帯電ステーション 26・・・現像部 27・・・転写部 28・・・像保持部材 29・・・定着部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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一対の基体間にn。<ng
    およびnl5o<ngの関係を有するホモジニアス配列
    り、 *、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に
    配列1.だ液晶の分子軸方向に直角ヌは略直角の透過軸
    方向を有する直線偏光板を通して形成直線偏光光を前記
    液晶セル中の液で決まる角度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7、ngは透明
    基体の屈折率、noは液晶分子の常光線の屈折率、nT
    soけ液晶分子が等方性の液体になった時の屈折率であ
    る)。
JP57126255A 1982-07-20 1982-07-20 光学制御装置 Pending JPS5917528A (ja)

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JP57126255A JPS5917528A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 光学制御装置

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JPS5917528A true JPS5917528A (ja) 1984-01-28

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JP57126255A Pending JPS5917528A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 光学制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0289426U (ja) * 1988-12-27 1990-07-16

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0289426U (ja) * 1988-12-27 1990-07-16

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