JPS5915918A - 光学制御装置 - Google Patents

光学制御装置

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Publication number
JPS5915918A
JPS5915918A JP57125265A JP12526582A JPS5915918A JP S5915918 A JPS5915918 A JP S5915918A JP 57125265 A JP57125265 A JP 57125265A JP 12526582 A JP12526582 A JP 12526582A JP S5915918 A JPS5915918 A JP S5915918A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
refractive index
incident
angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP57125265A
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 JPS5915918A publication Critical patent/JPS5915918A/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

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  • 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、液晶セルを用いた光学制御装置に関1−1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#′f′第3731986号、米国特許第37
00306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l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m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、t)fON状態
又はOFF状態で数チ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ーに前述の液晶−
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枚の偏先板を用いているため、光量の損失
が大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ととK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ととK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(
σ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、一対の基体間に液晶を挾持した
光学制御装置におい−C1少なくとも一方を透明にした
基体間にno (ng (n□、。の関係を有するホモ
ジニアス配列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前記ホモジニ
アス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した直線偏光光
を前記液晶セル中の液晶に向けて*−+(=)  で決
まる角度よng り大きい入射角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、noは液晶分子
の常光線の屈折率、n□9o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
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l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)が形成され訃り、さ八 らに透明基体lと2はシールスペーサー6によ−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lと2の間隔を安定にさせ
るためにガラスファイノ(−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(7ては、ネマチック液晶を用いることができ
、その誘電異方性が正のもの(以下、rNp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、r Nn 液晶」という)テアッてもよい。
また、スメツクチック液晶も用いることができる。
液晶は透明基体1の表面に対してホモジニアスな状帽で
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、SiO,膜やTi、02 膜などを配向膜
7として形成することが望ましい。まだ、S10.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
互に異ならしめて、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lO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
。tなわぢ、透明抵抗体4と5を無通電とした時、液晶
3の屈折率は入射直線偏光光りに対してnoとなりこの
時基体1のngとnoはno (ngであるので、この
入射直線偏光光りは、ml、−I(−)で決まるng 角度より大きい入射角0で入射すると、全反射して全反
射光12となる。一方、m−’(=−)より小さ0g い角度で入射した直線偏光光9′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rると、液晶3は等方性の液体相Iに相転移させ
ることができる。液晶のネマチツり相−液体相の温度依
存性を第6図に示す。第6図においC130は液晶の異
常光線の屈折率(net。
31は常光線の屈折率(no )であり、32は液体相
の屈折率(n工、lo)で、40℃付近がネマチック相
−液体相転移点(N−I点)33であることを示゛Cい
る。
液体相Iの屈折率n5゜は、ng < nran  で
あるので、入射直線偏光光9′の角度に関係なく液体相
Iを透過して、透過光11とすることかできる。
また、透明基体lと2は、第1図および第2図に図示し
たとおり、プリズムが望と<、!痔に第2図に図示する
如く直角プリズムを用いることが好土しい。
液晶は、前述した様にその常光線の屈折率+1’o、そ
の等方性の液体相の屈折率n、9゜と透明基体の屈折率
〜の間にno (ng (n工、。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noが1.
52でその液体相の屈折率n□、。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ng75(
1,58であるとすると、透明抵抗体の無加熱状態では
入射直線偏光光に対する屈折率は1、52 (no)で
あるので、s!TI−+ (−E” ) = = 1(
! )ng         1.58 =74.2°で決まる角度で直線偏光光は全反射し、次
いで透明抵抗体を通電により加熱することによってネマ
チック相を液体相に相転移さ忙ると、入射直線偏光光に
対する屈折率は、l、60(nl、lo)に変化し、こ
の時ng (nア。であるので、入射直線偏光光はこの
液体相を透過することKなる。
従・−C1本発明の装置では、透明抵抗体による加熱あ
るいは無加熱によって入射光を全反射させたりあるいは
透過させることができる。
また、液晶を加熱側る方法としては、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
方法を用いることもできる。
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−λ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は透明抵抗体1
5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
oとその液体相n7.。および直角プリズムのngが前
述の関係(no < ng < nws。)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た時の方向と
直角又は略直角方向に透過軸を有する直線偏光板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yf:、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rることか
できる。そして、デジタル信号に従ってシャッタ部14
を感光ドラノ・に対して開口rることによ−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聾様の説明
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−光学シャツタアレ−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・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ましい
。感光ドラム22は、光信号の照射に先立つて予めコロ
ナ放電装置などを備えた帯電ステーション25でグラス
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、帯電電荷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26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7)
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、完全に固定化されたプリント物が得られる。
シャッタアレー13から発生した光信号を受けろ感光体
、・rよ、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(例えに1′、モノクロベー
ハー、カラーペーハーt 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)偏光板の使用が1枚であるので、光線の損失が少
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け光プリンタのシャ
ッタアレーに用いた時、遮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漏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
ャッタの遮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かできる。
(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1fよ、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−x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     リ
・・・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I・
・・液体相     13・・・液晶−光学いツカシー
14・・・7ヤツタ部   15 、16・・・透明抵
抗体17・・・液晶層     18・・・偏光板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・・・定着部特許出願人  キ
ャノン株式会社

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側#装置において、
    少なくとも一方を透明にした基体間に” < ng <
     nzs。の関係を有するホモジニアス配列した液晶を
    挾持した液晶セル、前記液晶を等方性の液体までに昇温
    させる加熱手段と前記ホモジニアス配列した液晶の分子
    軸方向に直角又は略1百角の透過軸方向を有する直線偏
    光板を通して形成した直線偏光光を前記液晶セル中の液
    晶に向けてqn−’  (n、 )で決まる角度より大
    きい入射角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、ng  は透明基体の屈折率、n
    o  は液晶分子の常光線の屈折率、nfsoは液晶分
    子が等方性の液体になった時の屈折率である)。
JP57125265A 1982-07-19 1982-07-19 光学制御装置 Pending JPS5915918A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57125265A JPS5915918A (ja) 1982-07-19 1982-07-19 光学制御装置

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JPS5915918A true JPS5915918A (ja) 1984-01-27

Family

ID=14905796

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JP57125265A Pending JPS5915918A (ja) 1982-07-19 1982-07-19 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
JPS63253373A (ja) * 1987-04-09 1988-10-20 Mita Ind Co Ltd 画像形成を行う装置の自己診断装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63253373A (ja) * 1987-04-09 1988-10-20 Mita Ind Co Ltd 画像形成を行う装置の自己診断装置

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