DE2711194A1

DE2711194A1 - Vorrichtung zur belichtung einer auf einem bewegbaren traeger befindlichen fotoelektrischen schicht

Info

Publication number: DE2711194A1
Application number: DE19772711194
Authority: DE
Inventors: Horst Franz Dipl Chem Dr Heil
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1977-03-15
Filing date: 1977-03-15
Publication date: 1978-09-21

Description

Vorrichtung zur Belichtung einer auf einem bewegbaren
Träger befindlichen fotoelektrischen Schicht Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Belichtung einer auf einem bewegbaren Träger befindlichen fotoelektrischen Schicht zur Umwandlung von elektrischen in optische Informationen, wobei das von einer Lichtquelle auf die fotoelektrische Schicht auftreffende Licht im Takte der elektrischen Information moduliert ist.
Insbesondere durch das Aufkommen von Lichtquellen, die sich mit hoher Frequenz modulieren lassen, haben die aus der Elektrofotografie bekannten Verfahren neues Interesse in der ratentechnik erfahren. Die zu übermittelnden Informationen liegen üblicherweise als elektrische Signal ketten vor, die in eine Datenausgabe in Form einer sichtbaren Vorlage mit Zeichen und Ziffern umzuwandeln sind. Bei Fernkopierern wird zunächst eine sichtbare Vorlage durch geeignete Sonden linien- oder punktweise abgetastet, und die erhaltenen optischen Signale werden in elektrische Signale umgewandelt. Die elektrischen Signale werden meist in codierter Form ortsfern übertragen und im Empfangsgerät wieder decodiert und dem Betrachter in Form einer sichtbaren Vorlage zur Verfügung gestellt. Im Regelfall wird die auszugebende sichtbare Vorlage ein Papierbild sein, das die Original-Information in Form von Ziffern und/oder Zeichen wiedergibt.
Dafür können die wesentlichen Bestandteile eines üblichen aus der Elektrofotografie bekannten Kopiergerätes verwendet sein, wobei aber notwendigerweise die Vorrichtung zur Belichtung nicht in der üblichen bekannten Form vorliegt.
Aus dem Prospekt "Nonimpact High-speed Printer ND2" der Firma Siemens AG ist ein Schnelldrucker bekannt, der beispielsweise der Datenausgabe eines Computers zugeordnet ist. Die in Form von elektrischen Impulsen vorliegende Datenausgabeinformation wird mittels eines Laserstrahls auf die fotoleitende Oberfläche einer rotierenden Trommel übertragen. Dazu sind ein Laser, die entsprechenden Laseroptiken zur Lichtbündelung, Modulationsmittel, durch welche der auf die fotoleitende Schicht auftreffende Laserstrahl im Takte der elektrischen Information moduliert wird, und ein mit konstanter Geschwindigkeit rotierender Drehspi-egel zur räumlichen Lichtverteilung vorgesehen.
Mittels des Drehspiegels wird die vor der Belichtung gereinigte und elektrostatisch geladene fotoleitende Oberfläche der Trommel zeilenweise abgetastet und entsprechend der ausgegebenen Information belichtet. Anschlie-Bend erfolgen die aus der Elektrofotografie bekannten Verfahrensschritte, wie Entwicklung des Ladungsbildes auf der fotoelektrischen Schicht, Obertragung des Ladungsbildes auf Papier, die Fixierung sowie die abschließende Reinigung der fotoelektrischen Schicht mit den dort bekannten und üblichen Vorrichtungen in herkömmlicher Anordnung.
Aus dem Prospekt TelecopierZ der Firma Rank Xerox ist ein aus jeweils einem kombinierten Sende- und Empfangsgerät aufgebauter Fernkopierer bekannt. Jedes Gerät enthält im wesentlichen einen gesteuerten Hauptantrieb, einen mit konstanter Geschwindigkeit rotierenden Gabelkopf und eine Optik, wobei ein Teil der Optik auf dem Gabelkopf montiert ist. Die Optik besteht aus einer Quarz-Jod-Lampe> Hohl spiegeln, jeweils um 1800 zueinander versetzte Linsen, einem Prisma und einer Fotozelle. Das von der Lampe hereinfallende Licht wird von den Hohlspiegeln gebündelt. Vorn Original wird ein nur geringer Teil dieses Lichtes reflektiert und durch die Objektive zum Prisma geführt, das den Lichtstrahl umlenkt, der dann längs der Achse des rotierenden Gabel kopfes zur Fotozelle gelangt, die das einfallende Licht in elektrische Impulse umwandelt. Diese Impulse werden frequenzmoduliert über die Fernsprechleitung zu einem zweiten kombinierten Sende- und Empfangsgerät gesendet. Auf dem rotierenden Gabelkopf sind Schreiber montiert, die sich synchron zu den Objektiven des ortsfernen Gerätes am Empfangspapier vorbeibewegen. Die demodulierten Impulse steuern die Schreiber so, daß sich durch schnelle, unterschiedlich intensive Schläge auf ein Kohlepapier auf dem darunterliegenden eigentlichen Kopierpapier aus vielen unterschiedlichen schwarzen Punkten eine Kopie zusammensetzt.
Die bekannten Vorrichtungen weisen jeweils zu Lichtbündelung, Lichtumlenkung und zur Lichtreflexion ein relativ aufwendiges optisches System mit einer großen Anzahl optischer Teile sowie jeweils wenigstens ein mit konstanter Geschwindigkeit rotierendes Teil (Drehspiegel, Gabelköpfe) auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein sehr einfaches optisches System aufweist, und bei welcher außer dem bewegbaren Träger der fotoelektrischen Schicht keine drehenden mechanischen Teile erforderlich sind.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen der Lichtquelle und der fotoelektrischen Schicht ein durch elektrische Felder optisch veränderbares Medium angeordnet ist.
Damit ist eine Vorrichtung geschaffen, bei welcher die Modulation des Lichtes im Takte der elektrischen Information nicht wie in den bekannten Vorrichtungen durch eine Steuerung der Lichtquelle, sondern durch das Medium erfolgt.
Die Anzahl der notwendigen optischen Teile kann deshalb stark reduziert werden. Außer dem bewegbaren Träger sind keine drehenden Teile vorgesehen.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist ein Medium verwendet, bei dem durch den Einfluß elektrischer Felder die Doppelbrechung veränderbar ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Medium verwendet, bei dem durch den Einfluß elektrischer Felder die Lichtdurchlässigkeit veränderbar ist. Damit läßt sich die Vorrichtung ohne großen technischen Aufwand sehr einfach aufbauen.
In einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist das Medium als Flüssigkristallschicht ausgebildet. Durch die Einwirkung eines elektrischen Feldes parallel zur Flüssigkristallschidit läßt sich ein starker Lichtkontrast erzeugen, dessen Schwellenspannung klar definiert und im wesentlichen frequenzunabhängig ist.
In einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeisoiel ist das Medium als Kerr-Zelle ausgebildet. Durch das Einwirken eines veränderlichen elektrischen Feldes lassen sich Intensitätsschwankungen des Lichtes erzeugen.
Gemäß der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, das Medium als ferroelektrische Keramik auszubilden. Hierbei wird der physikalische Effekt der elektrisch steuerbaren Doppelbrechung ausgenutzt. Es lassen sich sehr hohe Kontrastverhältnisse bei Schaltgeschwindigkeiten im,us-Bereich, also sehr exakte Lichtsteuerungen ausführen.
Weitere Ausgestaltunoen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert; die Figur zeigt eine Yorrichtung zur Belichtung einer fotoelektrischen Schicht mit einer ferroelektrischen Keramikplatte als optisch veränderbares Medium.
Gemäß der Figur ist mit 1 ein bewegbarer Träger bezeichnet, dessen Oberfläche mit einer fotoelektrischen Schicht 2 versehen ist. Der bewegbare Träger 1 ist in Form einer Trommel ausgebildet, die um eine Achse 3 rotierend angeordnet ist. Die fotoelektrische Schicht 2 ist vorzugsweise aus Selen, einer Selenlegierung oder -dotierung ausgebildet; sie kann aber auch aus einem anderen bekannten fotoelektrischen Material ausgebildet sein. Mit 4 ist eine ungesteuerte Lichtquelle zur Belichtung der fotoelektrischen Schicht 2 bezeichnet. Die Lichtquelle 4 ist als kontinuierlich emittierende Lichtquelle ausgebildet, deren Intensitätsmaximum vorzugsweise so gewählt ist, daß es dem Empfindlichkeitsmaximum der fotoleitenden Schicht 2 entspricht. Wenn beispielsweise die fotoelektrische Schicht aus Selen-Tellur mit einer Tellurkonzentration von zwischen 5 X und 40 % ausgebildet ist, so wird das Empfindlichkeitsmaximum der fotoleitenden Schicht bzw. das Intensitätsmaximum der Lichtquelle 4 bei ungefähr 500 nm liegen. Zwischen der Lichtquelle 4 und der fotoelektrischen Schicht 2 ist ein durch elektrische Felder optisch veränderbares Medium angeordnet. Das Medium ist in unmittelbarer Nähe der Oberfläche der fotoelektrischen Schicht 2 angeordnet und erstreckt sich vorzugsweise über deren ganze Breite, um eine optimale Ausnutzung zu erzielen. Gemäß der Figur ist das optisch veränderbare Medium als ferroelektrische Keramikplatte 5 ausgebildet.
Die ferroelektrische Keramik besteht vorzugsweise aus lantahn-dotiertem Blei-Zirkonat-Titanat (PLZT). Die Keramikplatte 5 ist beidseitig so mit Elektroden 6 versehen, daß einzelne, elektrisch ansteuerbare Rasterpunkte gebildet werden. Die Keramikplatte 5 befindet sich zwischen gekreuzten Polarisatoren, die jedoch in der Figur der Obersichtlichkeit halber nicht näher dargestellt sind.
Im spannungslosen Zustand tritt das polarisierte Licht unbeeinflußt durch die Keramikplatte, wird aber vom zweiten gekreuzten Polarisator aufgehalten. Bei angelegter Spannung wird die Schwingebene des polarisierten Lichtes gedreht, und das Licht kann jetzt den zweiten gekreuzten Polarisator passieren. Die elektrische Ansteuerung bewirkt eine Veränderung der Doppelbrechung und damit eine Veränderung des Polarisationsgrades des Lichts. Die Lichtdurchlässigkeit ändert sich in einem Kontrastverhältnis bis 10.000 : 1. Die beispielsweise aus einem Datenendgerät oder anderweitig gelieferten elektrischen Informationen werden in einem Signalumformer 7 in für die Ansteuerung geeignete elektrische Signale umgeformt.
Die Ansteuerung einzelner oder mehrerer Rasterpunkte kann so durchgeführt sein, daß sofort Ziffern oder Zeichen oder Linien entstehen. Die Rasterung auf der Keramikplatte kann so fein vorgenommen sein, daß noch vier Linien pro Millimeter dargestellt werden können.
Zwischen der Lichtquelle 4 und der fotoelektrischen Schicht 2 ist eine Schlitzblende 8 vorgesehen Gemäß der Figur ist die Schlitzblende 8 zwischen der Lichtquelle 4 und der Keramikplatte 5 angeordnet. Die Schlitzblende 8 soll die Anordnung vor unerwünschten Streulichteinflüssen schützen und eindeutige Lichtverhältnisse schaffen. Diffuses Streulicht führt zu einer verminderten Abbildungsschärfe: Daher ist auch die Keraikplatte 5 in unmittelbarer Nähe der fotoelektrischen Schicht 2 angeordnet, und es ist vorteilhaft, auch die Lichtquelle 4 nahe der Keramikplatte 5 anzuordnen.-Dies bringt auch noch den Vorteil, daß die Lichtquelle 4 entsprechend schwächer sein kann als eine entfernt angeordnete.
Die Schlitzbreite der Schlitzblende 8 entspricht vorzugsweise einer Zeile der zu übertragenden Information.
Dann kann die Information Zeile für Zeile mit einer der Rotation des Trägers 1 entsprechenden Geschwindigkeit auf der fotoelektrischen Schicht 2 abgebildet werden.
Die vorbeschriebene Vorrichtung ist vorzugsweise einem aus der Elektrofotografie im Zusammenhang mit fotoelektrischen Schichten auf bewegbaren Trägern bekannten Kopiergerät zugeordnet. Dort wird dann in an sich bekannter Weise die fotoelektrische Schicht vor der Belichtung mit elektrostatischer Ladung versehen, nach der Belichtung wird das durch den Belichtungsvorgang auf der fotoelektrischen Schicht entstandene Ladungsbild entwickelt, auf Papier übertragen und fixiert, d.h. den aus der Elektrofotografie bekannten Verfahren unterworfen, so daß die zu übermittelnde Information auf Papier in gewünschter Vervielfachung vorliegt.
Anstelle einer ferroelektrischen Keramik als optisch veränderbares Medium kann eine Kerr-Zelle verwendet sein.
Bei Kerr-Zellen ändert sich die Stärke der Drehuna der Polarisationsebene mit der Schwankung eines elektrischen Feldes, das senkrecht zum einfallenden Licht steht. Die zu übertragenden elektrischen Signale werden verstärkt und den Platten einer zwischen zwei Polarisatoren befindlichen Kerr-Zelle zugeführt. Dadurch wird die elektrische Schwankung in eine Lichtintensitätsschwankung umgesetzt.
Anstelle einer ferroelektrischen Keramik als optisch veränderbares Medium kann auch eine Flüssigkristallschicht verwendet sein; beispielsweise wird hierzu eine nematische Substanz geeigneter dielektrischer Anisotropie verwendet. Wenn beide Oberflächenorientierungen orthogonal sind, und die Molekül ausrichtung zwischen den Oberflächen 900 Drehung hat, so wird die Polarisationsebene von längs der Schraubenachse durchgelassenem Licht 900 gedreht. Wird diese Flüssigkristallschicht zwischen zwei parallele Polarisatoren gebracht, so entsteht Löschung, wird sie jedoch zwischen zwei gekreuzte Polarisatoren gebracht, so wird Durchlässigkeit erzielt.
Legt man parallel zur Flüssigkristallschitht ein elektrisches Feld an, so wird eine homöotrope Ausrichtung erreicht und die optische Drehung zerstört. Auf diese Weise kann ein kontra streicher Wechsel in der Lichtdurchlässigkeit erzielt werden.
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Claims

Ansprüche Vorrichtung zur Belichtung einer auf einen bewegbaren Träger befindlichen fotoelektrischen Schicht zur Umwandlung von elektrischen in optische Informationen, wobei das von einer Lichtquelle auf die fotoelektrische Schicht auftreffende Licht im Takte der elektrischen Information moduliert ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwischen der Lichtquelle und der fotoelektrischen Schicht ein durch elektrische Felder optisch veränderbares Medium angeordnet ist.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Medium verwendet ist, bei dem durch elektrische Felder die Doppelbrechung veränderbar ist.
3.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da3 ein Medium verwendet ist, bei dem durch elektrische Felder die Lichtdurchlässigkeit veränderbar ist.
4.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium als Flüssigkristallschicht ausgebildet ist.
5.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium als Kerr-Zelle ausgebildet ist.
6.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium als ferroelektrische Keramik ausgebildet ist.
7.) Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium in unmittelbarer Nähe der Oberfläche der fotoelektrischen Schicht angeordnet ist.
8.) Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Medium über die ganze Breite der fotoelektrischen Schicht erstreckt.
9.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Träger die Form einer Trommel hat.
10.) Vorrichtung nach den AnsDrüchen 6 bis 9,:dadurch gekennzeichnet, da das Medium als ferroelektrische Keramikplatte ausgebildet ist, die mit einem leitfähigen Raster, dessen einzelne Rasterpunkte elektrisch ansteuerbar sind, versehen ist.
11.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle und der fotoelektrischen Schicht eine Schlitzblende angeordnet ist.
12.) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite der Schlitzblende einer Zeile der zu übertragenden Information entspricht.