JPS5915920A - 光学制御装置 - Google Patents

光学制御装置

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JPS5915920A
JPS5915920A JP57126254A JP12625482A JPS5915920A JP S5915920 A JPS5915920 A JP S5915920A JP 57126254 A JP57126254 A JP 57126254A JP 12625482 A JP12625482 A JP 12625482A JP S5915920 A JPS5915920 A JP S5915920A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
incident
refractive index
shutter
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Pending
Application number
JP57126254A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Sekimura
関村 信行
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS5915920A publication Critical patent/JPS5915920A/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

Landscapes

  • 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し、肝し
くはカメラのシャッタあるいは一1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L7うる新却
な液晶−光学シャッタに関するものである。
液晶−光学シャックは、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ねでいる。仁の液晶−光学シ
ャッタは、1対の透明電極板の間にねじね配向の正の誘
電異方性をもつネマチック液晶を配置シフ、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17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[7てねじ将 わネマチック液晶の光学lを変換さゼる、ことができ、
この変化はfil″A、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、営1圧(−)N
状態又は(、)F II”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
ることができないので、例乏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ととVよ難し7
い問題を有している。しかも、2枚の偏光板を用いてい
るだめ、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−光学シャッタにオ!l 
、m−7’きる新規な光学制御装置を析供司ることにあ
2・0 121−発明の第2の目的は、入射光線を完全に遮断で
きる9′r;学制御装熟゛を提供することにある。
本発明の第3の目的は元部の損失が少ない一+’(、学
制([1j装姻を括1供することにある1、本発明の第
4の目的は、宵、子h′具方式を用いたページプリンタ
のシャツタアレー不祈供することにある。
本発明の1.5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都、子写真方式プリン
タを提供することにある。
本発明の8F!6の目的は、仰先板の使用を省略できる
光学制御装置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+d下下達ら容易に
明らかとなるであろう2、 本発明のかかる目的は、一対の基板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7た
一対の基板間にn。<ng≦旧。。の関係を有するホメ
オトロピック配向し7た液晶を挾持12.た液晶セル、
前H1;液晶を等方性の液体寸でに外淵させる加熱手段
とsin’(−)で決するn。
角度より大きい入射角で入射光を入射、さぞる手段を有
する光学制御装@(但[7、nRは透明部付の屈折率、
IIoけ液晶分子の常うY、線の屈折率、nI、。
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とわを用いたプリンタ
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d
別の態様の光学制御装置の断面図である2、オ発明で用
いる液晶セルは、屈折率ngの透明基体J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 (例オげ、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″v−6によって一定の間隔(例オげ約4〜15μ
程度)に維持さねている。また、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。
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負のもの(
以下、「Nn液晶」という)であってもよい。
液晶3は、透明基体1の表面に対してホメオトロピック
な状態■で配列する必要があるが、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を設けることができる。
この配向膜7は、例えばオクタデシルジメチル(lメ)
−1i−シシリル)フロビル〕アンモニウムクロライド
(東しシリコーン(株)−rAY 4 3 − 0 0
 6J)などのシラン化合物やCFa (CF2 )a
 8 i  (OCHa )3、CF3(CF2)4−
St−(OCHa)a、CF3(CF2)5−Si −
(OCH3)a、CF3(CF2)6 St−(OCH
a)aなどのフッ素系シラン化合物を基体に塗布した後
、100°C〜250°Cの温度で加熱することによっ
て形成することができるO nn < n,の関係を有しているので、この様にして
ホメオトロピック配向■の液晶3は、どの振動方向の入
射光8に対しても、液晶3の屈折″4< F.lnnの
値となる。しかもsin(−)で沙する1g 角度より大きい入射角θをもって入射光8を入射させる
と、入射光8は全反射して全反射光10となる。一方、
入射角θがsin(−)以下の1g 場合に仁1人射光8ti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け等方性の液体相lに相転移させ
ることができる。液晶のネマチック相−液体相の温度依
存性を第6図に示す。第6図においては、30は液晶の
異常光線の屈折率(n,、)、31は常光線の屈折率(
no)、32は液体相の屈折率(nlso)で、40°
C付近がネマチック相−原体相転移点(N−4点)33
であることを示L7ている。
液体相Iの屈折率nlsoは、ng < nlsoであ
るので、入射光8け何れの入射角θにおいても液体相I
を透過し7て透過光9となる。
従って、no<ng≦nl5oの関係を有する透明基体
および液晶を選択し、sxn   (−)で決g まる角度より大きい入射角で入射光を入射させると、無
加熱で液晶相が維持されていれば、入射光を全反射させ
ることができ、一方加熱によシ液晶相が液体相に相転移
すると入射光を透過させることができる。例えば、常光
線の屈折率n。が1.52、その液体相の屈折率nl5
oが1.60の液晶と屈折重重が1.58のガラス基体
を用いると、5in−”’  ” )” 5in−1(
」二り左)  −74,2°ます大”g       
      1.5 8きい角度で入射光を入射させ、
透明抵抗体の加熱あるいは無加熱状態の倒れかを選択す
ることにより、入射光を透過あるいは全反射の何れかに
制御することができる。
液晶を加熱する方法としては、前述の透明抵抗体の通電
による加熱の他に、レーザなどによシ加熱する方法を用
いることができる。
また、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″!1[7い。
第3図は、本発明の光学制御装置を液晶−光学シャツク
アt/−に適用1.た時の平面図を示1でおり、第4図
1そのA −A’断面図である。洋3図および第4図に
おいて、液晶−光学シャッタアレー]1は、複数のシャ
ッタ部12を備えでいるが、このシャッタ部12は透明
抵抗体13と14の間に液晶15を挾持した構造を有し
ている。透明抵抗体1.3 表14は、そわぞわの柱状
直角プリズム16と17の対向面側に備乏付けられてい
て、液晶のn。とその液体相のnTsoおよび直角ブリ
ズノ・のngが前述の関係(no<nu≦旧、。)を有
する様に液晶と直角プリズムを選択する。
このシャッタアレー11を用いることにより生じた液体
相透過光あるいけ全反射光の何れか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12を感
光ドラムに対[、、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Pffij (液晶−光学
シャッタアレー)を電子写真方式フリンタに利用り一ノ
ト態様の説明図である。第5図において、光源18は猟
に点灯1−でおり、液晶−光学シャッタアし=11を常
に照らしている。このシャッタアレー=11は、液晶駆
動回路(図示せず)によって先願118よりの光線を透
過あるいは全反射させて光(M号を発生(7、感光ドラ
ム19に照射する光線を制御することができる。また、
光源18がら光線とシャッタアレー11からの光信号の
集光性を得るために、光路中にレンズ2oと21f屹置
しておくことが望まし、い。感光ドラム19は、光イバ
号の照射に先立って予めコロナ放電装向斤と?lT備え
た帯電ステーション22でプラス又はマイナスに帯電さ
れ、感光ドラム19におりる光照射されたDlでは、帯
電電荷が消滅して静電潜像が形成される。この様にしで
形成された静電潜イψは、’fly、像部23で帯電時
の極性と反対極性又は反転物像に−よる時K iJ同一
極性のトナーとキャリアからなるSj像剤の存在下に現
像バイアスを印加し7ながら磁気ブラシ現像法などによ
って現像1.〕ζ−後、転写部24で像保持部材25 
(例えば、紙など)に転U1〜、次いで定着部26で熱
や圧力々とによって定着され、完全に固定化されたプリ
ント物が得られる0 シャツタアl/ −11から発生した光信号を受ける感
光体19は、前述の如き電子写真方式のもの匝限らず、
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、1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(7てい
る。
(1)入射光を全反射により完全に辿断できるので、高
コントラスト制御が可能である。
(2)偏光板の使用を省略する仁とができるので、光量
の損失が少なく、明るい透過光を得るととざ 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、遅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書き込みが発生しない。
首来のねじれネマチックモードを用いたシャッタでは、
シャッタの遅閉時に数%和度の光線の漏油があるが、本
発明は入射光線を完全に遮断することができる。
(4)  光栄シャッタの高速制御が可能である。
(51大型の光学シャックが可能である。
(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、本発明の光学制御氾圓の断面図
である。第3図は、本発明の液晶−光学シャソタアレー
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働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・・・入射光 9・・・透過光 10・・・全反射光 θ・・・入射角 ■・・・ホメオトロピック配列状態 ■・・・液体相 IJ・・・液晶−光学シャツタアレ− 12・・・シャッタ部 13.14・・・透明抵抗体 15・・・液晶層 16.17・・・柱状直角プリズム 18・・・光49 」9・・・感光ドラム 20.21・・・レンズ 22・・・帯電ステーション 23・・・現像部 24・・・転写部 25・・・像保持部相 26・・・定着部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一対の基板間に液晶を挾持し、た光学制御装置において
    、少なくとも一方を透明s: I−、た一対の基体間に
    no < ng <旧、。の関係を有するポメオトロビ
    ツク配向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ぜる加熱手段と入射光を入射させ
    る手段を有することを特徴とする光学制御装@(但し、
    販は透明基体の屈折率、nl、は液晶分子の常光線の屈
    折率、rLrsoは液晶分子が等方性の液体になった時
    の屈折率である)。
JP57126254A 1982-07-20 1982-07-20 光学制御装置 Pending JPS5915920A (ja)

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