JPH03180870A - 液晶シャッタ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真プロセスに用いる露光装置に於ける液
晶特性を利用したマイクロシャッタを複数配列した液晶
シャッタ装置の構成に関する。

〔従来の技術〕

液晶を用いた従来技術の実施例を第５図で説明する。１
は感光ドラムで、１ｂ方向又は逆に回転するもので点線
１ｂで示す主走査方向に露光され電荷の潜像を形成する
。

遮光板５で覆われている光源４の光を複数のマイクロシ
ャッタで構成した液晶シャッタ３は外部のデータ信号で
開閉して光の通過を＄１ノ御する。２はレンズアレイで
液晶シャッタ３が形成する画像を感光ドラム１上に結像
させるものである。６ａ。

６ｂ、６ｃの矢印線は光の方向を示す。

図示してないが感光ドラム上の潜像は電荷を持つトナー
で現像する。この現像された画像を記録紙に転写・定着
する。

又図示してないが液晶シャッタ３はシャッタ速度と光の
０Ｎ−ＯＦＦ比を安定させる為に３５度〜６０度程度の
範囲の中で温度制御されている。

光源４は従来では螢光ランプ、又はハロゲンランプを使
用した。螢光ランプは管内の水銀の蒸気圧を安定させな
いと安定した輝度が得られないため、温度制御が必要と
なる。更には螢光ランプは変成器を含む大型の安定器が
必要である。

ハロゲンランプの輝度は充分であるが、基本的にはフィ
ラメントランプである故、数百ワット発熱するために、
先述の液晶シャッタ３の温度制御が困難となる。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、前述の従来技術では光源が螢光ランプでは温度
制御と大きな安定器が必要で装置の小型化とコスト低減
を１１１１止する問題点を有する。

ハロゲンランプでは消泌電力が大きいことによる電源容
置によるコストアップと熱設計に大きな問題点を有する
。

そこで本発明はこれ等の問題点を解決するもので、その
目的は発熱の小さい熱陰極の電子を加速して螢光体を励
起する輝度の安定した光源を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

以上の問題点を解決するために、主走査方向に複数のマ
イクロシャッタを所定配置した液晶シャッタ装置におい
て、前記液晶シャッタ装置に投光する光源が、前記液晶
シャッタ装置のシャッタ幅以上の（］）状の螢光体と少
なくとも該螢光体全面を覆う薄膜のメタルを配せられて
いる透明基材と、前記メタルとの間で電子を加速する印
加電圧より充分低い電圧で加熱される陰極と、前記螢光
体、前記メタル、及び前記陰極を真空中に前記透明基材
と共働して保持する望ましくは内側が光の反射処理で外
側が光の透過防止処理されている緻基材で構成され、小
形構成を可能にして低消費電力化と同時にコスト低減を
図ったことを特徴とするものである。

更には、前記光源の光を前記液晶シャッタ装置に有効偏
光と位相が９０１異なる偏光に分離する分離手段、前記
９０°５１なる偏光を前記有効偏光と同相にする位相回
転手段、及び合成手段で前記有効偏光がほぼ倍増せしめ
ることも大きな特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、陰極の加熱は電子放射を
容易にする為の数ワット程度で良く温度上昇は小さい、
それ故、液晶シャッタと光源とを密着可能にする。従っ
て、小形化と低消費電力化、コスト低減が可能になる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例に於ける構成の斜視図である。

１０はシャッタ装置で、シャッタ部１０ａと光源部１０
ｂより構成される。

シャッタ部１０ａは、コモン電極を配しである透明なコ
モン基材１２とセグメント電極を配しである透明なセグ
メント基材１１をスーベーサ１３を介して対向させて液
晶１５を挟持して構成され、両側に所定の偏光角で対向
する偏光板１４を配しである。

セグメント基材１１は伸長してセグメント電極１７を駆
動するドライバ１８を搭載しである。これも本発明の特
徴で、インタフェイスが簡単になる。

１６はコモン基材からのコモン電極端子を表す。

前記コモン電極端子１６を図では４ケで示しであるが、
一般にはコモン電極端子数×セグメント電極端子数＝主
走査画素数となる。

但し、コモン電極端子数、又はマルチプレクス数を余り
増加させると光の０Ｎ−ＯＦＦ比が悪くなり品質の悪い
文字・図形となる。現状では、マルチプレクス数は１６
以下が適当である。

尚、先述の主走査画素数はＡ４判で画素密度で異るが１
７００〜４０００程度である。

ｌ９は信号端子でドライバ１Ｂにコモンｆ！極の信号に
同期してデータ信号とクロックを与える。

次に第２図（ａ）、　（ｂ）で本発明の光源部１０ｂを
説明する。第２図（ａ）は一方の透明基材２５の構成を
示し、第２図（ｂ）は他方のＭ基材を示す、３Ｆ！ｎＪ
］基材２５　ト蓋Ｍ材２６　ハ実ＭＮ’？−２６ａと２
６ｂ、及び点線枠２６ｃ近傍で固着してあり、排気口３
１より真空にする。

２７は透明基月２５上に配した螢光体で発光波長は感光
体の感度波長に合せる。−股間には赤色から近赤外が望
ましい、２８は薄膜のメタルで少なくとも螢光体２７全
面を覆う様に配設する。このメタル２８は電子を加速す
る陽極として作動すると共に、螢光体２７への電子の衝
突による二次電子での負電荷市電を防止する。

更には、螢光体２７が発光した光を反射して外部への光
量を増加させる効果を有する。

２９はタングステンワイヤ等で構成される陰極で透明基
材２５に設けた支柱３０ａと３０ｂを介して外部へ導出
する陰極端子２９ａと２９ｂに導かれる。

陰極端子２９ａと２９ｂに数ボルトの電圧の交流、又は
ｌＩ！流で印加して陰極２９を赤熱しない程度に加熱す
る。赤熱しない程度にするのは陰極寿命を配慮したもの
で、電子放射上では赤熱にした方が良い、そこで、仕事
関数の小さいＥａｒ（酸化バリウム）Ｍｉの補助材を陰
極２９に塗布する。

ここで、陰極端子２９ａが２９ｂを介して陰極２９とメ
タル２８間に３０〜２００ボルトの直流電圧を印加する
。陰極２９の電子は加速されて螢光体２７に衝突する。

螢光体２７は全長にわたって励起されて所定の輝度で発
光する。

ここで、先記で陰極の加熱電圧を数ボルトとしたのは全
長にわたって加速電圧の差を小さくして電子加速の一様
性を得て輝度ムラのない様にする為である。

従って、陰極２９の温度分布も一様性が要求されるので
陰極の単位長さ当りの抵抗も有効幅以上で一様に製作す
る。

尚、シャッタ部１０ａを通過しない光は弊害になるので
、燕基材２６の内面は光を透明基材２５方向に反射させ
る様にし、外側は光を透過させない構成にする。

ここで諸量の値を説明する。感光体の感度は５〜１０μ
Ｊ（マイクロジュール）／ａｍ”である。

液晶シャッタは特定偏光のみ使用するので、透過率は５
０％以下となるので、光源部１０ｂの輝度は感光体感度
の２倍以上必要である０例えば、２０μＪ　／　ｃ　ｍ
　’とすれば螢光体の発光面積を０．　５ｘ　２０　ｃ
　ｍ”として、必要全発光エネルギーは２０ｕＪ／ｃｍ
”ｘＯ，５Ｘ２０ｃｍ”＝２００ＡＺＪとなる。これを
副走査方向でＩＫＨｚで繰返すと、２００　ｍ　Ｗ　（
ミリワット〉となる。

螢光体の発光効率は５０％以上である故、光源部１０ｂ
の必要発光エネルギーは２００　ｍ　Ｗ　ｘ　２＝４０
０ｍＷあれば良い。

ここで、電子を加速するメタル２８と陰極２９間の電圧
をＬＯＯＶ（ボルト）とすれば、陰極２９の電流は４ｍ
Ａ　（ミリアンペア〉となる。

陰極２９はこの４ｍＡと等価な電子放射をする必要があ
る。陰極２９の電子放り・１は放射面積、材料の仕Ｓ）
【関数、材料の温度に関係する。

これ等の関係の計算は面倒であるが、実際はこの場合陰
極２９の加熱はＩＷ以下で良い。

従って、光源部１０ｂの消費電力は２Ｗ以下になる。こ
の程度の消費電力では構成要素の体積から充分放熱が可
能で発熱が問題になることはない。

それ故、シャッタ部１０ａと密着しても何ら影響されず
、装置の小型化が可能となる。

次に第３図で、先述した液晶シャッタは所定の偏光しか
使っていないとしたが、無効にしていた光を有効にする
方法・手段を説明する０図で、両矢印でＰと記したのが
液晶シャッタに有効偏光とすると両矢印のＳと記したも
のが無効偏光となる。

光は全てこのＰとＳの成分に分解出来る。

光ｆｉ４０から発射した光はハーフミラ４１でＰ偏光と
Ｓ偏光に分離される。Ｐ偏光はハーフミラ４１で反射さ
れて、ミラ４２と４３で合成手段４４に導かれる１合成
手段４４のＡＡ’面で左方に反射放射される。

一方ハーフミラ４１を通過したＳ偏光はミラ４５で反射
されて、ビームスプリッタ４６を通過する。このＳ偏光
は１／４波長板を通過すると両矢印で記したＺ偏光（４
５°）に流向される。ミラ４８で反射されて再び１／４
波長板を通過して更に４５°施向されてＰ偏光となる。

ビームスプリッタ４６は４６ａ面でＰ偏光を反射する。

このＰ偏光になった光はミラ４９を介して合成手段４４
のＢＢ’面で反射されて先記の元のＰ偏光と合成される
。途中の吸収があるが、有効Ｐ偏光が約２倍となる。

光源部１０ｂは第３図の構成を応用すれば消費電力を半
減出来るのである。又、光路の断面は０゜５ｃｍｘ２０
ｃｍ程度である故、光源部１０ｂの容積も問題にならな
い。

次に第４図で本発明に用いる液晶シャッタの例を説明す
る０図では、マルチプレクス数が４の場合のコモン基材
６０に配した４ケのコモン電極の配置を示す、　　１．
　２．　３．　４と記した部分がマイクロシャッタを構
成する。この１組に対向して図示されないセグメント基
村上にセグメント７１Ｘ極が設けられる。６１，６２，
８３．６４はコモン電極を表し、マイクロシャッタ部を
構成しない部分は電極抵抗を低減する為にニッケル等で
互に短絡しない範囲で接近、覆う様にしである。これは
不要な光透過を防止するマスクの役目もする。シャッタ
部は透明電極でシート抵抗が比較的高い。

６１　ａ、　　６２　ａ、　　６３　ａ、　　６４　ａ
はコモン？ＩＥ１！Ｉｉの外部導出の端子である。

尚、第４図でマイクロシャッタの配置を上下で、画素ピ
ッチをＷとすれば、　（１＋１／４）Ｗのピッチにずら
しである。この様にしないとマイクロシャッタの必要な
大きさがＷｘＷである故、所定の抵抗の電極配置が不可
能になる故である。

１／４Ｗずらして、マイクロシャッタ部を小さくすると
、例えば罫線が点線になる。

尚又、少なくとも１／４Ｗずらずのは、マイクロシャッ
タを４分割の時分割で駆動する故、主走査方向の直線が
ノコギリ歯にならない様にする為である。

尚更に又、シャッタ部の電極配置パターンは、マルチプ
レクス数に依って種々変形出来る。光源部を含めた液晶
シャッタ装置ユニットとして種々変形出来るのも勿論で
ある。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明によれば、光源部を加熱陰極と螢
光体にメタルを配置した４Ｒ戒とし、液晶マイクロシャ
ッタアレイを適切に配置することにより、小形にして低
消費電力でかつコスト低減した液晶シャッタ装置が得ら
れる効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に於ける構成の斜視図。 第２図（ａ）、　（ｂ）は本発明の光源部の構成例を示
す斜視図で、　（ａ）図が螢光体を持つ透明基材、　（
ｂ）図は真空を保持する蓋基材である。 第３図は本発明の光源部の光の有効偏光を倍増する構成
例を示す構成図である。第４図は本発明に用いるシャッ
タ部のマイクロシャッタのコモン電極の構成例を示す断
面図である。 第５図は本発明に係る従来技術による実施例と応用例を
示す分解図である。 以　　上 出頼人　セイコーエプソン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主走査方向に複数のマイクロシャッタを所定配置
   した液晶シャッタ装置において、前記液晶シャッタ装置
   に投光する光源が、 前記液晶シャッタ装置のシャッタ幅以上の帯状の螢光体
   と少なくとも該螢光体全面を覆う薄膜のメタルを配せら
   れている透明基材、 前記メタルとの間で電子を加速する印加電圧より充分低
   い電圧で加熱される陰極、 前記螢光体、前記メタル、及び前記陰極を真空中に前記
   透明基材と共働して保持する望ましくは内側が光の反射
   処理で外側が光の透過防止処理されている蓋基材、 で構成されたことを特徴とする液晶シャッタ装置。
2. （２）請求項１記載の液晶シャッタ装置に於て、前記光
   源の光を前記液晶シャッタ装置に有効偏光と位相が９０
   °異なる偏光に分離する分離手段、前記９０°異なる偏
   光を前記有効偏光と同相にする位相回転手段、及び合成
   手段で前記有効偏光をほぼ倍増せしめたことを特徴とす
   る液晶シャッタ装置。