JPS59218423A - 光プリンタ - Google Patents
光プリンタInfo
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- JPS59218423A JPS59218423A JP58091493A JP9149383A JPS59218423A JP S59218423 A JPS59218423 A JP S59218423A JP 58091493 A JP58091493 A JP 58091493A JP 9149383 A JP9149383 A JP 9149383A JP S59218423 A JPS59218423 A JP S59218423A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- light source
- light
- photoreceptor
- optical
- Prior art date
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- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/141—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
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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】
〔利用分野〕
本発明は、電子写真の原理を利用した光プリンタ（複写
器あるいはファクシミリ用記録装置など）に関する。
器あるいはファクシミリ用記録装置など）に関する。
光プリンタとして、レーザ光を用いる方式の機器が販売
されている。この方式は、高速印字が可能であるという
特徴がある反面、レーザ発振器が高額であり、また光学
系が複雑になるなどの問題がある。
されている。この方式は、高速印字が可能であるという
特徴がある反面、レーザ発振器が高額であり、また光学
系が複雑になるなどの問題がある。
このためＣζ、この方式の光プリンタの今後の展開をは
かる上で、光源と固体スイッチアレイを組合せたライト
バルブを用いる方式のプリンタが期待されている。この
場合の光スイツチアレイとしては、液晶素子やＰＬＺＴ
などを用いる方式が考えられる。
かる上で、光源と固体スイッチアレイを組合せたライト
バルブを用いる方式のプリンタが期待されている。この
場合の光スイツチアレイとしては、液晶素子やＰＬＺＴ
などを用いる方式が考えられる。
高速印字を行うためには、光シヤツター速度として、オ
ン・オフのトータル時間が１ｍ５ｅｃ 以下であるこ
とが好ましい。
ン・オフのトータル時間が１ｍ５ｅｃ 以下であるこ
とが好ましい。
光スイツチアレイとして液晶素子を用いる場合の問題点
は、光シヤツター速度である。従来のＴＮ液晶素子を用
いた表示方式では、オン・オフのトータル時間は ］０
００ｍ５ｅｃ以と長いので、プリンタ用のライトバルブ
としては、余り好ましくない。
は、光シヤツター速度である。従来のＴＮ液晶素子を用
いた表示方式では、オン・オフのトータル時間は ］０
００ｍ５ｅｃ以と長いので、プリンタ用のライトバルブ
としては、余り好ましくない。
そこで、誘電異方性Δεが高周波領域で負となるネマチ
ック液晶を用い、二周波風動力式で動作させるＴＮ液晶
累素子用いて、元プリンタを製作する方式が報告されて
いる（特開昭５７−６３５０９）。
ック液晶を用い、二周波風動力式で動作させるＴＮ液晶
累素子用いて、元プリンタを製作する方式が報告されて
いる（特開昭５７−６３５０９）。
この方式によれば、応答時間（メン・オフのトータル時
間）を１〜２ｍ５ｅｃ程度まで短くすることが出来る。
間）を１〜２ｍ５ｅｃ程度まで短くすることが出来る。
しかし、その反面、二周波駆動方式は、素子駆動電圧の
温度依存性が非常に大きい（１０℃の温度変化で駆動電
圧が２０％変化）という欠点を有している。
温度依存性が非常に大きい（１０℃の温度変化で駆動電
圧が２０％変化）という欠点を有している。
特に、上記液晶素子を、プリンタ用の光スイツチアレイ
としてＪｌいた場合（ｉ、ブＣ佇の茜によυ素子の温度
が大きく変化（温度上昇は４０〜５０℃となる）する。
としてＪｌいた場合（ｉ、ブＣ佇の茜によυ素子の温度
が大きく変化（温度上昇は４０〜５０℃となる）する。
このため、プリンタへの適用に際しては、温度補償が不
可欠で、信頼性上、問題が多い。
可欠で、信頼性上、問題が多い。
最近、新しい液晶材料として、スメクチック液晶が注目
されている。特に、強誘電性を示すスメクチック液晶を
利用することにより、従来の液晶材料では不可能であっ
た１ｍ５ｅｃ 以下の高速スイッチングがｆｉＪ能で
ある（ ＡｐｐＩ 、Ｐｈｙｓ 、Ｌｅｔｔ 。
されている。特に、強誘電性を示すスメクチック液晶を
利用することにより、従来の液晶材料では不可能であっ
た１ｍ５ｅｃ 以下の高速スイッチングがｆｉＪ能で
ある（ ＡｐｐＩ 、Ｐｈｙｓ 、Ｌｅｔｔ 。
３６（１１）、８９９〜９０１ペ一ジ診照）。
本発明の目的は、新しい液晶材′！４（強誘電性を示す
もの）を用いた光スイッチアレイ備えた光プリンタを提
供することにある。
もの）を用いた光スイッチアレイ備えた光プリンタを提
供することにある。
〔勘；１ 要Ｊ
前記の目的を達成するために、本発明（１、強誘電性を
示す％、晶利旧を用いた光スイッチンク素子を、二枚の
偏光板の間に配置し、光汎１として、感光体の高感度波
長領域の光を放射する単色光源を用いた点に特徴がある
。
示す％、晶利旧を用いた光スイッチンク素子を、二枚の
偏光板の間に配置し、光汎１として、感光体の高感度波
長領域の光を放射する単色光源を用いた点に特徴がある
。
さらに、本発明は、使用する液晶月利の屈折率異方性に
基づいて、駆動電圧印加時の光透過率がほぼ最大となる
ように、前記液晶層の厚みをノヘ定した点に特徴がある
。
基づいて、駆動電圧印加時の光透過率がほぼ最大となる
ように、前記液晶層の厚みをノヘ定した点に特徴がある
。
強誘電性を示すスメクチック液晶きしてカイラルスメク
チックＣ（以下においては、Ｃｆｒと表記することがあ
る）液晶がある。この液晶分子の配列状態を第１図に示
す。
チックＣ（以下においては、Ｃｆｒと表記することがあ
る）液晶がある。この液晶分子の配列状態を第１図に示
す。
液晶分子１は、ら腕構造を持っている。ら旋！１１１２
は、同図（ａ）に示すように、紙面に対して平行である
。紙面に垂直力向に電界が印加された時の液晶分子の配
列状態を、同図（ｂｌ 、 （ｅ）に示ず。
は、同図（ａ）に示すように、紙面に対して平行である
。紙面に垂直力向に電界が印加された時の液晶分子の配
列状態を、同図（ｂｌ 、 （ｅ）に示ず。
図ｆｂｌのようｔｃ、４Ｑ而の裏（背）面から前面方向
（こＴＬ ５’ｉＩｋ：が［１１加さｊｔた時（記号
３ａで示す）、すなわち、負の電４界が印加された時に
ｆ−Ｊ、ｉ高分子１（４、ら旋ｉ１’＋ｔ＋ ２にＸＪ
して、−〇。度の傾きを持って−（φ（こ配列−する
。
（こＴＬ ５’ｉＩｋ：が［１１加さｊｔた時（記号
３ａで示す）、すなわち、負の電４界が印加された時に
ｆ−Ｊ、ｉ高分子１（４、ら旋ｉ１’＋ｔ＋ ２にＸＪ
して、−〇。度の傾きを持って−（φ（こ配列−する
。
ｊ的に、第１図（ｃｌのように、紙面のＳ＋＋ （表）
面から外（背）面の方向（ζ「Ｊ、界Ｅが印加さλまた
１前記号３１〕で示す、すなわち、正のＴ！Ｌ界が印加
された時には、成品分子ｌは、ら旋ｒｉｌｌ ２１ζ対
して、＋００度の傾きを持って一様に配列する。
面から外（背）面の方向（ζ「Ｊ、界Ｅが印加さλまた
１前記号３１〕で示す、すなわち、正のＴ！Ｌ界が印加
された時には、成品分子ｌは、ら旋ｒｉｌｌ ２１ζ対
して、＋００度の傾きを持って一様に配列する。
このように、印加電界の方向を逆転すると己によシ、液
晶分子１は、ら旋ｌｌｌ１１２に対して一００度から十
００ 度まで、その配列状態を変化する。
晶分子１は、ら旋ｌｌｌ１１２に対して一００度から十
００ 度まで、その配列状態を変化する。
このような、電界力向に対する液晶分子の運動（変位）
方向は、従来のネマチック材ｌとは異なり、カイラルス
メクチックＣ敲晶月利独特の特性である。この特性を利
用することによって光スイツチング素子を得ることが出
来る。
方向は、従来のネマチック材ｌとは異なり、カイラルス
メクチックＣ敲晶月利独特の特性である。この特性を利
用することによって光スイツチング素子を得ることが出
来る。
このことを、以下に、第２Ａ〜２Ｃ図を用いて説明する
。第２Ａ図は素子槽成を示す図である。
。第２Ａ図は素子槽成を示す図である。
電極４ａ、４ｂを、それぞれの表面に形成さ第１た２枚
の基板５ａ、５ｂの間に、カイラルスメクチックＣ液晶
６が、そのら旋釉２が基板の面に平行１こなるように配
列されている。さらに、２枚の偏光板７，８が、それぞ
れの偏光軸が互いに直交するような関係で、基板５ａ、
５ｂの両側に配置されている。
の基板５ａ、５ｂの間に、カイラルスメクチックＣ液晶
６が、そのら旋釉２が基板の面に平行１こなるように配
列されている。さらに、２枚の偏光板７，８が、それぞ
れの偏光軸が互いに直交するような関係で、基板５ａ、
５ｂの両側に配置されている。
第２Ｂ図および第２Ｃ図は素子の光スイッヂング現象を
説明するための図である。
説明するための図である。
液晶層６（一対して３ａの方向に（例えば、ＴＬ極４ａ
が負、４ｂが正となるように）直流電界−Ｅが印加され
た時、液晶分子１は、第１図（ｂ） ｊζて説明し、ま
た第２Ｂ図に示したように、ら旋釉２に対して一〇。度
方向に一様に配列する。
が負、４ｂが正となるように）直流電界−Ｅが印加され
た時、液晶分子１は、第１図（ｂ） ｊζて説明し、ま
た第２Ｂ図に示したように、ら旋釉２に対して一〇。度
方向に一様に配列する。
このときの液晶分子１の配列方向と、偏光軸７ａが平行
になるように、偏光板７を配置する。
になるように、偏光板７を配置する。
偏光板８の偏光軸８ａと偏光板７の偏フを軸７ａとは、
前述のように直交状態１Ｃある力）ら、第２Ｂ図の状態
では、光源９より光スイツチング素子１こ入射した光は
、素子を透過することができず、観察者１０側から見る
と′暗状態、となる。
前述のように直交状態１Ｃある力）ら、第２Ｂ図の状態
では、光源９より光スイツチング素子１こ入射した光は
、素子を透過することができず、観察者１０側から見る
と′暗状態、となる。
次に、印加電圧の極性を反転させ、液晶層６（ζ対して
３ｂの方向に（例えば、電極４ａが正、４ｂが負となる
ように）７に界十Ｅを印加すると、液晶分子１は、第１
図（ｅ）に関して説明し、また第２Ｃ図に示したようし
ら旋釉２に対して十００の方向に配列する。
３ｂの方向に（例えば、電極４ａが正、４ｂが負となる
ように）７に界十Ｅを印加すると、液晶分子１は、第１
図（ｅ）に関して説明し、また第２Ｃ図に示したようし
ら旋釉２に対して十００の方向に配列する。
この時、光スイツチング素子を透過して観察者ｌＯの目
に入る光の強度Ｉ。を求めると、つぎのようになる。第
３図は、計算の便宜上、第２図を書き直したものである
。
に入る光の強度Ｉ。を求めると、つぎのようになる。第
３図は、計算の便宜上、第２図を書き直したものである
。
偏光板７（ポーラライザー）の偏光軸７ａをＸ軸力向に
とり、偏うを板８（アナライザー）の偏光軸８ａをｙ軸
力向にとる。
とり、偏うを板８（アナライザー）の偏光軸８ａをｙ軸
力向にとる。
第２Ｂ図ζこ示したよ伸こ、液晶層６（こ負の１口、圧
−ｇを印加した時、液晶分子ｌの酊自刃向力Ｓ、１涌光
板７の偏光ＩＩＩＩＩｌＴ＆（ｘ軸力向）に一致すると
する。これを１ａで示す。−力、第２Ｃ図のよう番こ、
正の電圧十Ｅが印加された時の液晶分子ｌの配向状態を
ｌｂで示す。
−ｇを印加した時、液晶分子ｌの酊自刃向力Ｓ、１涌光
板７の偏光ＩＩＩＩＩｌＴ＆（ｘ軸力向）に一致すると
する。これを１ａで示す。−力、第２Ｃ図のよう番こ、
正の電圧十Ｅが印加された時の液晶分子ｌの配向状態を
ｌｂで示す。
光スイツチング素子に正の電圧が印加された時の、電磁
波としての透過光Ｉ。の電界成分ＥＸ ＩＥｙを求める
と、つぎのようになる。
波としての透過光Ｉ。の電界成分ＥＸ ＩＥｙを求める
と、つぎのようになる。
ＥＸｏ２πｎ８ｄ ２πｎｏｄ
Ｅｙ＝−Ｓｌｎ ４θｏ（（ｃｏｓ λ−Ｏｍ、
）２πｎｄ ＋ｉ（ｓ＋ｎ−−１−３Ｌｎ−虹→） λ λ Ｉｙ＝Ｉ。
）２πｎｄ ＋ｉ（ｓ＋ｎ−−１−３Ｌｎ−虹→） λ λ Ｉｙ＝Ｉ。
一１弓 ｌ２
−− Ｉ ＥＸｏ＋ ２．ａｉｔ内θ。、５ｉｎ２ （
” ”ｅ−ｎ□）ｄ 。
” ”ｅ−ｎ□）ｄ 。
λ
■・ πΔｎ−ｄ■。＝ −Ｌ
・ｓｍ ” ４θ。・ｓｉｎ ２（７）ここで、偏光
板７，８の光透過早を各々 η１゜η２ Ｌするき、（
１）式 ％式％ なお、以上５ζおいて１１は光昨９から光スイツチング
素子に入射する光の強度、Δｎは液晶分子の屈折率異方
性（＝ｎ、−ｎｏ）ｄは液晶層６の厚み、λは光源９か
ら放射される光の波長である。
・ｓｍ ” ４θ。・ｓｉｎ ２（７）ここで、偏光
板７，８の光透過早を各々 η１゜η２ Ｌするき、（
１）式 ％式％ なお、以上５ζおいて１１は光昨９から光スイツチング
素子に入射する光の強度、Δｎは液晶分子の屈折率異方
性（＝ｎ、−ｎｏ）ｄは液晶層６の厚み、λは光源９か
ら放射される光の波長である。
カイラルスメクチックＣ（Ｃ★）液晶の場合、電界印加
による液晶分子の偏位角θ。の大きさは、月別の種類に
よって多少異なるが、はぼ２０度から２２．５ 度の範
囲の値である。
による液晶分子の偏位角θ。の大きさは、月別の種類に
よって多少異なるが、はぼ２０度から２２．５ 度の範
囲の値である。
従って、今、θ。を ２２．５度とすると、（１）式は
（２）式のようになる。
（２）式のようになる。
（２）式から分るように、透過光の強度工。は、入射光
の波長によって変化する。そして、透過光強度Ｉ。は、
（２）式にお°・１７ のとき、最大となシ、また のとき、最小となる。なお、ここで、ｋは自然数（＝１
，２，３．・・・曲・曲）である。
の波長によって変化する。そして、透過光強度Ｉ。は、
（２）式にお°・１７ のとき、最大となシ、また のとき、最小となる。なお、ここで、ｋは自然数（＝１
，２，３．・・・曲・曲）である。
透過九強度工 が最大になる時の光の波長を２ｍＡア、
最小になる時の光の波長を ２ｍ１０とすると、前掲の
式から となる。以上の解析結果を第４図に示す。第４図・）ら
れかるように、光透過強度Ｉ。は、光の波長によって周
期的に、かつ大きく変化する。
最小になる時の光の波長を ２ｍ１０とすると、前掲の
式から となる。以上の解析結果を第４図に示す。第４図・）ら
れかるように、光透過強度Ｉ。は、光の波長によって周
期的に、かつ大きく変化する。
一方、良く知られているように、感光体の感度には波長
依存性がある。第５図に、その−例を示Ｓｓ（セレン）
感光体の場合、４００〜５５０ｎｍの波長範囲（高感度
波長領域）の光に対しては高い感度を示すが、６００ｎ
ｍ付近になると、感度は急激に低下すＺ）。これに対し
０ＰＣ（有機半導体）では、最高感度はＳｅのそれより
も小さいが、比較的、広い波長領域において、高い感光
特性を持っている。
依存性がある。第５図に、その−例を示Ｓｓ（セレン）
感光体の場合、４００〜５５０ｎｍの波長範囲（高感度
波長領域）の光に対しては高い感度を示すが、６００ｎ
ｍ付近になると、感度は急激に低下すＺ）。これに対し
０ＰＣ（有機半導体）では、最高感度はＳｅのそれより
も小さいが、比較的、広い波長領域において、高い感光
特性を持っている。
従って、光スイツチング素子を透過して感光体の表面に
照射される光（換言すれば、光源９から放射される光）
の波長を使用する感光体の高感度領域の波長に合わせる
必要がある。
照射される光（換言すれば、光源９から放射される光）
の波長を使用する感光体の高感度領域の波長に合わせる
必要がある。
このためには感光体の高感度領域（例えば、最高感妾の
５０−以上の領域）の波長をλ８としたとき、第２Ａ図
の光源９を、λ８ なる波長の光を多量に含む光源（な
るべくは単色光源）とし、次の（３）式が成りたつよう
な、液晶層厚みを有する素子構成にする必要がある。
５０−以上の領域）の波長をλ８としたとき、第２Ａ図
の光源９を、λ８ なる波長の光を多量に含む光源（な
るべくは単色光源）とし、次の（３）式が成りたつよう
な、液晶層厚みを有する素子構成にする必要がある。
前記（３）式の条件を満足するような素子を使用するこ
とにより、感光体の高感度な光（波長λＢ）を最大限、
感光体に照射出来るよう（ζなる。
とにより、感光体の高感度な光（波長λＢ）を最大限、
感光体に照射出来るよう（ζなる。
良く知られているように、液晶の屈折率異方性Δｎの値
は、使用する材料（Ｃよって決るから、第２Ａ図および
第３図における液晶層６の厚みｄは、（３）式より、λ
、の関数として決定することができる。
は、使用する材料（Ｃよって決るから、第２Ａ図および
第３図における液晶層６の厚みｄは、（３）式より、λ
、の関数として決定することができる。
実際に使用する光源としては、カラー螢光燈が好ましい
。カラー螢光燈には青、緑、赤など各回の単色光を出す
ものがあるが、これらの単色光はいずれも、単一波長光
ではなく、第６図に示すように、ある波長域を有する連
続スペクトル光となっている。
。カラー螢光燈には青、緑、赤など各回の単色光を出す
ものがあるが、これらの単色光はいずれも、単一波長光
ではなく、第６図に示すように、ある波長域を有する連
続スペクトル光となっている。
第６図は、ブルー螢光燈およびグリーン螢光燈の各発光
スペクトル分布を示す図で、曲線Ｂｌはブルー螢光燈の
もの、曲線Ｇｒ１式グリーン螢光燈のものである。また
、図の横軸は波長（単位：ｎｍ）であり・また縦軸は放
射エネルギー（相対値）をあられしている。
スペクトル分布を示す図で、曲線Ｂｌはブルー螢光燈の
もの、曲線Ｇｒ１式グリーン螢光燈のものである。また
、図の横軸は波長（単位：ｎｍ）であり・また縦軸は放
射エネルギー（相対値）をあられしている。
従って、光スイツチング素子の液晶Ｗｊ６の厚みｄは、
使用する単色光源に含まわる各光スペクトルλ８につい
て、（３）式を満足するように定めておけば良い。
使用する単色光源に含まわる各光スペクトルλ８につい
て、（３）式を満足するように定めておけば良い。
今、ブルー螢光燈を使用し、放射エネルギーが最大値の
５０−以上となる波長領域（第６図においてλ８□〜λ
８□の範囲）の光を利用するとすると、（３）式より、
液晶層６の）７みｄは、っぎの（４）式〔実施例〕 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
５０−以上となる波長領域（第６図においてλ８□〜λ
８□の範囲）の光を利用するとすると、（３）式より、
液晶層６の）７みｄは、っぎの（４）式〔実施例〕 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
Ｉ第７図は、本発明の光プリンタの一実施例を示す断面
図である。９ｉ′ｌｔカラー螢）しηｒＩ、１１は信号
電極 ４ｂ、共通電極４ａのそれぞれと液晶層６との間
に形成された配向膜であり、１２はセル７オツクレンズ
アレイなどからなる光結像素子である。
図である。９ｉ′ｌｔカラー螢）しηｒＩ、１１は信号
電極 ４ｂ、共通電極４ａのそれぞれと液晶層６との間
に形成された配向膜であり、１２はセル７オツクレンズ
アレイなどからなる光結像素子である。
なぢ、同図において、第２Ａ図および第３図と同一の符
号は、同一または同等部分をあられしている。
号は、同一または同等部分をあられしている。
カラー螢光ｆｆ１９から出た単色光１４１才、回光軸が
互、いＣζ直交するように１配置された二枚の旧光仮８
．７でサンドイッチされたＳｍＣ”（カイラルスメクチ
ックＣ）液晶層６に照射される。
互、いＣζ直交するように１配置された二枚の旧光仮８
．７でサンドイッチされたＳｍＣ”（カイラルスメクチ
ックＣ）液晶層６に照射される。
＜１１ ％ Ｆ！ ＋執４ｂと共通電極４８間に選択■
、圧が０和される己、単色光１４が液晶層６および偏光
板（アナライデー）８を通過するようになる。、通過し
た光は、光結像素子１２により、感光体畳面１３に集光
される。
、圧が０和される己、単色光１４が液晶層６および偏光
板（アナライデー）８を通過するようになる。、通過し
た光は、光結像素子１２により、感光体畳面１３に集光
される。
一方、信号６、極４ｂと共通電極４ａ間に選択電圧が印
加されない状態では、光１４は偏光板８によって阻止さ
れる。したがって、感光体１３には何らの光も照射され
ず、また変化も生じない。
加されない状態では、光１４は偏光板８によって阻止さ
れる。したがって、感光体１３には何らの光も照射され
ず、また変化も生じない。
本発明者らの実験においては、液晶層６の材料としては
、カイラルスメクチックＣ（Ｃ” ）相を示すヒフエニ
ール系の液晶を用い、配向膜１１としては、有機膜をラ
ビング処理したものを用いた。
、カイラルスメクチックＣ（Ｃ” ）相を示すヒフエニ
ール系の液晶を用い、配向膜１１としては、有機膜をラ
ビング処理したものを用いた。
また、光許９としては、グリーン蛍光燈を用いた。この
蛍光燈の発光スペクトルは λＢ１ が５００ｎｍ、
λ が５２５ ｎｒＪλ、２が５５０ｎ ｍＳ汀旧Ｘ である。一般に、成品利刺の屈折串異方性 Δｎは、波
長（こ依存する。
蛍光燈の発光スペクトルは λＢ１ が５００ｎｍ、
λ が５２５ ｎｒＪλ、２が５５０ｎ ｍＳ汀旧Ｘ である。一般に、成品利刺の屈折串異方性 Δｎは、波
長（こ依存する。
この実施例の場合は、使用した液晶材料のΔｎを考慮す
ると、（４）式よシ となることがわかった。それ故に、 ｋ＝１のときは、０．８μｍ に、 ｄ り（１，９５
μｍｋ＝２のときは、２．４μｍりｄ＜ ２．８５ ｐ
ｍｋ＝３のときは、４．０μｍ≦ｄ＜４．７５１１ｍｋ
＝４のときは、５．６μｍくｄ、＜ ６．６５μｍｋ＝
５のときは、７，２μｍ ＜ ｄ ＜ ８．５５μｍｋ
＝６のときは、８．８μｍ≦ｄ（１０，４５μｍとなる
。
ると、（４）式よシ となることがわかった。それ故に、 ｋ＝１のときは、０．８μｍ に、 ｄ り（１，９５
μｍｋ＝２のときは、２．４μｍりｄ＜ ２．８５ ｐ
ｍｋ＝３のときは、４．０μｍ≦ｄ＜４．７５１１ｍｋ
＝４のときは、５．６μｍくｄ、＜ ６．６５μｍｋ＝
５のときは、７，２μｍ ＜ ｄ ＜ ８．５５μｍｋ
＝６のときは、８．８μｍ≦ｄ（１０，４５μｍとなる
。
このように、（５）式を満足する液晶層の厚みｄの値は
、ｋの値（” １ ｒ ２ ｔ ３’ ｒ・・・・・・
）によって変化し、ｄの値として、いずれの状態を選ん
でも艮い。
、ｋの値（” １ ｒ ２ ｔ ３’ ｒ・・・・・・
）によって変化し、ｄの値として、いずれの状態を選ん
でも艮い。
しかし、厚みｄの値が小さい場合、例えばに＝１．２の
場合には、液晶層６の厚み変動（ばらつき）を素子全面
にわたって０．４５μｍ以内におさえる必要がある。こ
れは、素子製造技術上、きわめて峻しいことである。そ
こで、本実施例で１ｌｋ＝４、すなわち、５．６μｍ≦
ｄ ＜６．６５μｍの範囲内になるような厚み条件を採
用した。
場合には、液晶層６の厚み変動（ばらつき）を素子全面
にわたって０．４５μｍ以内におさえる必要がある。こ
れは、素子製造技術上、きわめて峻しいことである。そ
こで、本実施例で１ｌｋ＝４、すなわち、５．６μｍ≦
ｄ ＜６．６５μｍの範囲内になるような厚み条件を採
用した。
第８図は、本発明の詳細な説明するための図である。す
なわち、第７図に示した光スイツチング素子の、信号電
極４ｂと共通電極４８間に、第８図（ａｔに示すような
矩形波交流電圧を印加し、光源９としてグリーン蛍光燈
を用いた時の光透過特性を測定した。結果を示す図であ
る。この図において、横軸は時間である。
なわち、第７図に示した光スイツチング素子の、信号電
極４ｂと共通電極４８間に、第８図（ａｔに示すような
矩形波交流電圧を印加し、光源９としてグリーン蛍光燈
を用いた時の光透過特性を測定した。結果を示す図であ
る。この図において、横軸は時間である。
第８図（ｂｌは、液晶層６の厚みｄを５．６μｍ＜ｄ＜
６．６５μｍと、（５）式を満足するように設定した素
子の特性である。図からも分るように、素子に印加され
る電圧が負の時Ｃζは、光はほとんど透過しないが、正
の電圧が印加された時には光が透過する。
６．６５μｍと、（５）式を満足するように設定した素
子の特性である。図からも分るように、素子に印加され
る電圧が負の時Ｃζは、光はほとんど透過しないが、正
の電圧が印加された時には光が透過する。
一方、液晶層６の厚みｄが（５）式を満足しない時には
、第８、図（ｃ）に示すように、素子に正の電圧が印加
されても、光はほとんど透過しない。
、第８、図（ｃ）に示すように、素子に正の電圧が印加
されても、光はほとんど透過しない。
また・同図（ｄ）は、液晶ＮＡ６の厚みｄを、前述と同
じ５６μｍくｄ＜６．６５μｍとし、光源９として白色
の蛍光燈を用いた場合の特性である。この蛍光燈は白色
光源であるから、当然 ５００ｎｍ〜５５０ ｎ ｍ
の光が含まれる。
じ５６μｍくｄ＜６．６５μｍとし、光源９として白色
の蛍光燈を用いた場合の特性である。この蛍光燈は白色
光源であるから、当然 ５００ｎｍ〜５５０ ｎ ｍ
の光が含まれる。
このため、光スイツチング素子に正の電圧が印加される
とうＹ：が透過する。しかし、第８図（ｄｌ Ｉこ示し
たように、この場合の透過光の波形は、［ｂ１図４Ｃ比
べて乱れ、また、負の電圧が印加された時の光の漏れ贋
も大きいことがわかった。
とうＹ：が透過する。しかし、第８図（ｄｌ Ｉこ示し
たように、この場合の透過光の波形は、［ｂ１図４Ｃ比
べて乱れ、また、負の電圧が印加された時の光の漏れ贋
も大きいことがわかった。
表１は、駆動雷、圧Ｖ を２０ Ｖとし、光源９をグリ
ーンおよび白色蛍光燈とした時の、光スイッチング素子
の特性の比較を示すものである。
ーンおよび白色蛍光燈とした時の、光スイッチング素子
の特性の比較を示すものである。
表 １
表１かられかるよう番こ、単色光源（ここではグリーン
螢光燈）を用いた方が、応答時間（オン・オフトータル
時間）も短く、コントラストも高い。
螢光燈）を用いた方が、応答時間（オン・オフトータル
時間）も短く、コントラストも高い。
このように高速応答性を有するカイラルスメクチックＣ
液晶を、プリンタ用光スイツチアレイ素子として使用す
る場合の最も良い方法は、（１）使用する感光体１２の
高感度領域（最高感度の ５０チＪソ、上となる波長領
域）に対応する波長の光を放射する単色光源を用い、 （２）液晶層６を有する光スイツチング素子のシャッタ
ーが開いた時（実際には、正の電圧を印加）に、上記単
色光源の光が最大限透過して、前記感光体に到達するよ
うＩこ、液晶層６の材料及びその厚みが（４）式を満足
するような素子構成とすること、 である。本発明者らの実験においては、前記実施例の光
スイツチアレイを用いて、印字速度１０００行／分、解
像度１０ｄｏｔ、／闘の光プリンタを製作することが出
来た。
液晶を、プリンタ用光スイツチアレイ素子として使用す
る場合の最も良い方法は、（１）使用する感光体１２の
高感度領域（最高感度の ５０チＪソ、上となる波長領
域）に対応する波長の光を放射する単色光源を用い、 （２）液晶層６を有する光スイツチング素子のシャッタ
ーが開いた時（実際には、正の電圧を印加）に、上記単
色光源の光が最大限透過して、前記感光体に到達するよ
うＩこ、液晶層６の材料及びその厚みが（４）式を満足
するような素子構成とすること、 である。本発明者らの実験においては、前記実施例の光
スイツチアレイを用いて、印字速度１０００行／分、解
像度１０ｄｏｔ、／闘の光プリンタを製作することが出
来た。
なぢ、以上では、液晶材料としてカイラルスメクチック
ＣＩ＆晶を用いた例ζこついてのみ述べたが、本発明に
用いる液晶打着は強誘電性を示すものであればよく、例
えば、スメクチックＨ液晶なども利用可能である。
ＣＩ＆晶を用いた例ζこついてのみ述べたが、本発明に
用いる液晶打着は強誘電性を示すものであればよく、例
えば、スメクチックＨ液晶なども利用可能である。
本発明によれば、感光体の高感度波長領域の光を、信号
？＋！、極への印加電圧に応じて、選択的に感光体表面
上に照射でき、また、光スイッチングに要する時間は１
ｍ５ｅｃ以下であり、さらに オン・オフ時の光透過量
の比（コントラスト）もきわめて高い、光スイツチング
素子を得ることが出来高速光プリンタとしての効果はき
わめて大である。
？＋！、極への印加電圧に応じて、選択的に感光体表面
上に照射でき、また、光スイッチングに要する時間は１
ｍ５ｅｃ以下であり、さらに オン・オフ時の光透過量
の比（コントラスト）もきわめて高い、光スイツチング
素子を得ることが出来高速光プリンタとしての効果はき
わめて大である。
第１図はカイラルスメクチックＣ液晶分子の電界応答性
を示すための模式図、第２Ａ図はカイラルスメクチック
Ｃ液晶素子を用いた光スイッチング素子の断面図、第２
Ｂ図および第２Ｃ図はその動作を記明するための模式図
、第３図は、第２Ａ図の構成を有する光スイツチング素
子における光透過量を計算するために用いる図、第４図
は第２図の素子に白色光を照射した時の光透過特性を示
す図、第５図は感光体の感度特性を示す図、第６図は単
色光源の放射エネルギー特性を示す図、第７図は本発明
の光プリンタの一実施例の断面図、第８図は本発明の効
果を示すための測定波形図である。 】・・液晶分子、 ２・・・ら旋釉、 ３・・・電界力
向、４ａ・・・共通Ｗ１．極、 ４ｂ・・・信号電極、
５・・・基板、 ６・・・液晶層、 ７・・・偏光板
（アナライザー）、 ８・・・偏光板（ポーラライザー
）、９・・・光源、 ｌＯ・・・観察者、 １１・・・
配向膜、１２・・・光結像素子、 １３・・・感光体
矛 １ 図 升２八目 牙２８図 葎 ３ 図 ；ｌ−４圓 １、Ｉ 矛 ５ 囮 濃 長 人（ＴＬＩ’）１） 汁 ６ 図 址 ７ 囮 、、／／’／／ ／ ／゛
を示すための模式図、第２Ａ図はカイラルスメクチック
Ｃ液晶素子を用いた光スイッチング素子の断面図、第２
Ｂ図および第２Ｃ図はその動作を記明するための模式図
、第３図は、第２Ａ図の構成を有する光スイツチング素
子における光透過量を計算するために用いる図、第４図
は第２図の素子に白色光を照射した時の光透過特性を示
す図、第５図は感光体の感度特性を示す図、第６図は単
色光源の放射エネルギー特性を示す図、第７図は本発明
の光プリンタの一実施例の断面図、第８図は本発明の効
果を示すための測定波形図である。 】・・液晶分子、 ２・・・ら旋釉、 ３・・・電界力
向、４ａ・・・共通Ｗ１．極、 ４ｂ・・・信号電極、
５・・・基板、 ６・・・液晶層、 ７・・・偏光板
（アナライザー）、 ８・・・偏光板（ポーラライザー
）、９・・・光源、 ｌＯ・・・観察者、 １１・・・
配向膜、１２・・・光結像素子、 １３・・・感光体
矛 １ 図 升２八目 牙２８図 葎 ３ 図 ；ｌ−４圓 １、Ｉ 矛 ５ 囮 濃 長 人（ＴＬＩ’）１） 汁 ６ 図 址 ７ 囮 、、／／’／／ ／ ／゛
Claims (3)
- （１） 光源と、前記光源より放射された光を受ける
感光体と、前記光源および感光体の中間に配置され、光
源から感光体に到達する光を制御する光スイツチアレイ
と、光スイツチアレイと感光体との間に配置され、光ス
イツチアレイを透過した光を感光体上に結像させる光結
像素子とを具備した光プリンタにおいて、前記光源は、
前記感光体の高感度波長領域にに１する波長の光を放射
する単色光源であシ、かつ前記光スイツチアレイは、強
誘電性を示す液晶月利の１ｉＥ Ｉｌ？Ｉ層と、前記液
晶層を挾むように配置された信号電板および共通電板と
、前記各電板の外側に配置され、互いに交さする偏光軸
を有する一対の偏光板とよりなることを特徴とする光プ
リンタ。 - （２）強誘電性液晶＠料がカイラＪレスメグチックＣ液
晶であることを特徴とする特許の請求範囲第１項記載の
光プリンタ。 - （３）単色光源から出る光の波長領域をλ１〜 λ２（
λ２〉λｌ）とし、液晶材料の屈折率異方性をΔｎとし
た時液晶層の厚みｄが、つぎの不等式を満足するように
選定されたことを特徴とする特許の請求範囲第１項また
は第２項記載の光フ゛「ノンタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58091493A JPS59218423A (ja) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | 光プリンタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58091493A JPS59218423A (ja) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | 光プリンタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59218423A true JPS59218423A (ja) | 1984-12-08 |
Family
ID=14027932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58091493A Pending JPS59218423A (ja) | 1983-05-26 | 1983-05-26 | 光プリンタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59218423A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63192023A (ja) * | 1987-02-04 | 1988-08-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶電気光学装置 |
| JPS63198024A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶電気光学装置 |
| JPH01304966A (ja) * | 1988-06-01 | 1989-12-08 | Canon Inc | 表示装置 |
| US5029983A (en) * | 1986-12-06 | 1991-07-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal device with a smectic chiral liquid crystal |
| US5046831A (en) * | 1987-09-29 | 1991-09-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal electro-optical device having micro-domains |
| US5126864A (en) * | 1989-03-14 | 1992-06-30 | Stanley Electric Company | Ferroelectric liquid crystal panel having a ferroelectric optical compensating liquid crystal cell |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56107216A (en) * | 1980-01-08 | 1981-08-26 | Clark Noel A | Liquid crystal electrooptical device and production thereof |
| JPS58176623A (ja) * | 1982-04-09 | 1983-10-17 | Hitachi Ltd | 電気光学装置 |
-
1983
- 1983-05-26 JP JP58091493A patent/JPS59218423A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56107216A (en) * | 1980-01-08 | 1981-08-26 | Clark Noel A | Liquid crystal electrooptical device and production thereof |
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| JPS63198024A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶電気光学装置 |
| US5046831A (en) * | 1987-09-29 | 1991-09-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal electro-optical device having micro-domains |
| JPH01304966A (ja) * | 1988-06-01 | 1989-12-08 | Canon Inc | 表示装置 |
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