JPH07120794A

JPH07120794A - 光シャッタ

Info

Publication number: JPH07120794A
Application number: JP26690693A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Taki; 和也滝; Yoshiharu Yamada; 祥治山田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1993-10-26
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】【目的】応答速度が速く、構成が簡単で安定した光の
オン、オフを行うことができる光シャッタを提供する。【構成】光シャッタ１０は、プリズム１２とプリズム
１２の反射面１４に設けられた発熱体１６と、反射面１
４に光吸収率の高い液体１８を保持するためのスペーサ
２０とカバー２２とから構成される。発熱体１６が発熱
すると、反射面１４に沿って気泡３０が発生する。反射
面１４はガラスと空気との接触面となるため、ここへ照
射された光は全反射し、セルフォックレンズ４２により
感光ドラム４４に集光され露光が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光プリンタ等の露光部
において、光のオン、オフを行う光シャッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】光信号を介して記録紙へ文字・図形等の
画像記録を行う光プリンタの露光部において、光のオ
ン、オフを行う光シャッタとしては、よく知られている
液晶シャッタが用いられている。また、特開昭６３−４
３１３２号公報に示されているようなバブルシャッタも
提案されている。

【０００３】バブルシャッタ１００は図１１に示すよう
に、透明セル１０２内に充填された不透明な液体１０３
と、短片状の発熱体１０４とから構成されている。ここ
で、発熱体１０４を通電加熱することにより、発熱体１
０４の近傍の液体１０３に気泡１０６が発生する。図示
されない光源から発せられた光のうち気泡１０６のない
部分に入射した光１０８は液体１０３に吸収されるが、
気泡１０６部分に入射した光１０９は透明セル１０２を
透過し出射される。発熱体１０４への通電加熱を停止す
ると気泡１０３が消滅し、光１０９も液体１０３に吸収
されるため光源からの光は遮断される。このように気泡
１０６の発生消滅により光のオン、オフを行うことがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶シ
ャッタでは偏光板や表示画素毎に薄膜トランジスタ等か
ら成るスイッチング素子が必要であるため、素子構成が
複雑となり生産性が低く、高価である。また、液晶シャ
ッタの代わりにセラミックス結晶固体偏光素子(PLZT)シ
ャッタ、磁性流体シャッタなどを使用することも考えら
れる。しかし、セラミックス結晶固体偏光素子シャッタ
は特殊なセラミックス材料を使用したり、偏光板が必要
であったりして生産性、コスト等の面で問題がある。磁
性流体光シャッタでは入力される電気信号に対する応答
速度が1〜2m/s程度と遅く、シャッタの駆動方法にも未
解決な問題が多く残されている。

【０００５】一方、バブルシャッタ１００は、透過型で
あるため光を遮断するためには透明セル１０２を厚くす
る必要がある。さらに、気泡１０６を発生させて光を透
過させるためには、気泡１０６を十分大きくし、セル１
０２と気泡１０６の間の液体１０３層を十分薄くする必
要があることから、安定した光のオン、オフを行うには
気泡１０６の制御が難しいという問題があった。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは応答速
度が速く、構成が簡単で安定した光のオン、オフを行う
ことができる光シャッタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光シャッタは、光を反射することが可能な反
射面と、この反射面に接触するように保持された液体
と、反射面に沿って液体中に気泡を発生させる気泡発生
手段とを有する。なお、液体には光吸収率が高いものを
用いてもよい。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明の光シャッタにおい
て、光源から発せられた光は、反射面に照射される。光
シャッタがオフのときは光吸収率の高い液体が反射面に
接触するように保持されているため、光は液体に吸収さ
れ反射されない。光シャッタがオンのときは、発熱体等
の気泡発生手段により気泡が反射面に沿って発生する。
反射面に気泡が発生すると、液体による光吸収が生じな
くなるとともに反射面に入射した光は全反射するため、
光シャッタから光が出射される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１０】本発明を好適に適用した光シャッタ１０を
光プリンタの露光部に用いたときの構成を図１に示す。
光シャッタ１０は、ガラス等から成る透明なプリズム１
２とプリズム１２の反射面１４に設けられた気泡発生手
段である発熱体１６と、反射面１４に接して光吸収率の
高い液体１８を保持するためのスペーサ２０およびカバ
ー２２とから構成される。液体１８には例えばインク類
を水等に溶かしたものが用いられる。スペーサ２０およ
びカバー２２にはガラス、樹脂等が用いられる。また、
発熱体１６にはニクロム等の抵抗体が用いられる。図２
はカバー２２側から反射面１４をみたときの構成図であ
り、複数の液体１８および発熱体１６がスペーサ２０で
区切られて列状に設けられている。

【００１１】図１において、光源４０から発せられた光
は、反射面１４に照射される。ここで、発熱体１６に図
示されない制御装置により電流を流して発熱させると、
反射面１４に沿って気泡３０が発生する。反射面１４は
ガラスと空気との接触面となるため、ここへ入射角45゜
で照射された光は全反射し、セルフォックレンズ４２に
より感光ドラム４４に集光され露光が行われる。これが
光シャッタ１０のオンに対応する。一方、発熱体１６に
通電せず、気泡３０が消滅したときには、反射面１４に
照射された光は、反射面１４と接触する液体１８に吸収
されるため、反射されない。これが光シャッタ１０のオ
フに対応する。このように、発熱体１６により気泡３０
が発生した部分のみ光が全反射され感光ドラム４４への
露光が行われる。

【００１２】気泡３０の発生、消滅を繰り返す応答速度
は0.01msecと極めて速い。また、気泡３０の厚さは数μ
m以上あれば反射面１４において光が全反射するため、
気泡３０の厚さの変動の影響を受けにくく安定した特性
が得られる。

【００１３】以上、本発明の一実施例を図１及び図２を
用いて詳細に説明したが、本発明は以上詳述した実施例
に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲
で種々の変更を加えることができる。

【００１４】スペーサ２０の形状や、発熱体１６の配置
は特に限定しない。例えば、図３のように液体１８と発
熱体１６を個別に仕切る必要はない。また、図４のよう
に、発熱体１６を千鳥状に配置してもよい。

【００１５】また、図５（ａ）のように、発熱体１６を
反射面１４上部に配置してもよい。これにより、気泡３
０を完全に消滅させる必要はなくなり、液体１８上部に
常に気泡３０が残存してもよい。さらに、図５（ｂ）の
ように反射面１４とカバー２２との間隔を場所により変
化させてもよい。すなわち、気泡３０の先端ほど間隔を
狭めることにより応答性をさらに向上させることができ
る。

【００１６】また、図６のように反射面１４に透明電極
からなる発熱体５０を設けてもよい。これにより、発熱
体５０の表面近傍に気泡３０が発生すれば全反射が生じ
るため応答速度を向上させることができる。

【００１７】また、図７のようにカバー２２に発熱体５
２を設けてもよい。さらに、気泡３０と反射面１４との
間の液体１８の厚さを制御することにより反射光量の制
御が可能となる。

【００１８】また、反射面１４に撥水処理を行ってもよ
い。これにより気泡の発生、消滅を滑らかに行うことが
できる。

【００１９】また、必要に応じ、プリズム１２の光の入
出射面に反射防止コーティングを行ったり、ビームの大
きさを規定するアパーチャを設けてもよい。

【００２０】また、図８のようにプリズム１２の一部に
凹部５５を設け反射面としてもよい。これによりスペー
サが不要となり構成が簡単となる。

【００２１】また、反射面１４はプリズム１２に設けら
れている必要はない。例えば、図９のようにガラス等の
平板６０、６１の間にスペーサ６２を介して液体１８を
保持しても同様の効果が得られる。このとき、平板６０
の入出射面６４に反射防止コーティングを行ってもよ
い。

【００２２】また、液体１８は必ずしも光吸収率の大き
なものである必要はない。例えば、図１において、屈折
率が高くプリズム１２にほぼ等しい液体１８を用いても
よい。これにより、気泡３０が生じていない場合は、プ
リズム１２と液体１８の屈折率がほぼ等しいため、光は
反射面１４ではほとんど反射されず液体１８中を透過す
る。従ってカバー２２に光吸収率が高い材料を用いるこ
とによりオフ時の反射光をほぼなくすることができる。

【００２３】また、液体１８の組成についても特に限定
せず、例えば、光吸収率や屈折率が高い液体に沸点が低
く気泡が生じ易い液体を混合してもよい。

【００２４】また、スペーサ２０およびカバー２２の材
料も特に限定しない。

【００２５】また、発熱体１６の形状、材料も特に限定
しない。例えば、発熱体の形状は薄膜状の他にワイヤ状
としてもよい。また、材料もTi、W等の金属や合金、あ
るいは導電体ペーストでもよい。

【００２６】また、気泡発生手段は発熱体１６に限定さ
れるわけではない。例えば、図１０のように圧電素子７
０等を用いて、空洞７２に圧力を印加し気泡３０を発生
させてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の光シャッタでは反射面に沿って液体中に気泡を発
生させ、気泡が生じた反射面における全反射を利用して
光のオン、オフを行う。このため、構成が簡単であり、
安価な光シャッタを提供することができる。さらに、気
泡の厚さの変動の影響を受けにくく安定した光のオン、
オフを高速で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光シャッタとそれを用いた露光装置の
一実施例を示す要部断面図である。

【図２】本発明の光シャッタの一実施例を示す要部平面
図である。

【図３】本発明の光シャッタの他の実施例を示す要部平
面図である。

【図４】本発明の光シャッタの他の実施例を示す要部平
面図である。

【図５】本発明の光シャッタの他の実施例を示す要部断
面図である。

【図６】本発明の光シャッタの他の実施例を示す要部断
面図である。

【図７】本発明の光シャッタの他の実施例を示す要部断
面図である。

【図８】本発明の光シャッタの他の実施例を示す要部断
面図である。

【図９】本発明の光シャッタの他の実施例を示す要部断
面図である。

【図１０】本発明の光シャッタの他の実施例を示す要部
断面図である。

【図１１】従来の光シャッタを示す要部断面図である。

【符号の説明】

１０光シャッタ１４反射面１６発熱体(気泡発生手段) １８液体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を反射することが可能な反射面と、前
記反射面に接触するように保持された液体と、前記反射
面に沿って前記液体中に気泡を発生させる気泡発生手段
とを有することを特徴とする光シャッタ。
【請求項２】請求項１に記載の光シャッタにおいて、
前記液体はその光吸収率が高いことを特徴とする光シャ
ッタ。