DE3826738A1

DE3826738A1 - Vorrichtung und verfahren zur betaetigung eines elektro-optischen lichtverschlusses

Info

Publication number: DE3826738A1
Application number: DE3826738A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Shingaki; Itaru Saito; Ken Matsubara; Hirohisa Kitano; Tomohiko Masuda
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1987-08-07
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1989-02-23
Anticipated expiration: 2008-08-06
Also published as: DE3826738C2; US5124831A; US4932761A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betätigung eines Lichtverschlusses durch Anlegen eines elektrischen Feldes an den Verschluß, welcher ein Material mit einem elektrooptischen Effekt, etwa PLZT, umfaßt.

Lichtverschlüsse, welche aus PLZT oder einem ähnlichen Material hergestellt sind, und einen elektrooptischen Kerr-Effekt aufweisen, werden üblicherweise durch eine Anordnung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, betätigt. Der abgebildete Lichtverschluß (1) weist an seinen gegenüberliegenden Seiten Elektroden (2 und 3) auf. Während die Elektrode (2) geerdet ist, wird eine Impulsspannung geeigneter Stärke an die andere Elektrode als Betätigungsspannung Vdl angebracht, wobei Licht, welches auf den Lichtverschluß (1) durch eine Polarisiereinrichtung (4) einfällt, in dem Lichtverschluß (1) polarisiert wird, um dann durch einen Analysator (5) geleitet zu werden. Das Licht wird in Abhängigkeit davon, ob die Betätigungsspannung Vdl an den Lichtverschluß (1) angelegt ist, moduliert.

In Fig. 2 ist die Beziehung zwischen der an den Lichtverschluß (1) angelegten Spannung und der Intensität des durch den Analysator geleiteten Lichtes dargestellt.

Bei derartigen Lichtverschlüssen ist bekannt, daß die Intensität des durchgeleiteten Lichtes einen Maximalwert erreicht, wenn eine bestimmte Spannung angelegt ist, bei welcher der Polarisationswinkel des Lichtes in dem Verschluß zu dem Analysator in statischen Werten paßt, d. h. wenn üblicherweise eine Halbwellenspannung V λ/2, welche kennzeichnend für den Verschluß (1) ist, angelegt wird, um das Licht mit 90° zu polarisieren.

Um den Lichtverschluß (1) zu betätigen, wird deshalb üblicherweise die Halbwellenspannung V g/2 an die andere Elektrode (3) angelegt.

In einem Fall, in welchem der Lichtverschluß bei elektrophotographischen Druckern oder Ähnlichem verwendet wird, muß der Lichtverschluß mit Impulsen in Übereinstimmung mit der Drehgeschwindigkeit der photoempfindlichen Trommel zur Ausbildung von Bildern auf dieser betätigt werden. Wenn jedoch versucht wird, den Verschluß mit der Halbwellenspannung V g/2 in Form von Impulsen zu betätigen, um ein durchgeleitetes Licht maximaler Stärke abzugeben, ergibt sich das Problem, daß die photoempfindliche Trommel nicht vollständig mit Licht belichtet werden kann und nur einen schwachen Kontrast erzeugt, wenn die Impulse von kurzer Dauer sind. Für eine vollständige Belichtung der photoempfindlichen Trommel ist es erforderlich, daß die Halbwellenspannung V λ/2 auf den Verschluß in Impulsen vergrößerter Länge oder Breite aufgebracht wird, dies führt jedoch zu dem Problem, daß die Arbeitsgeschwindigkeit des Druckers oder einer ähnlichen Einrichtung in hohem Maße reduziert wird und daß ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb nicht erzielt werden kann.

Wenn andererseits eine Anordnung von mehreren derartigen Lichtverschlüssen in einer Linie verwendet wird, beispielsweise als Schreibkopf eines elektrophotographischen Gerätes mit einem photosensitiven Bauteil, wobei eine Halbwellenspannung V λ/2 eine der Elektroden eines Verschlusses zur Betätigung des Verschlusses zugeführt wird, ist die auf die Elektrode aufgebrachte Spannung hoch, so daß die Gefahr besteht, daß ein Strom durch einen anderen Lichtverschluß, welcher nicht betätigt ist, fließt, so daß Licht durch den nicht betätigten Verschluß durchgeleitet werden kann, welches den Kontrast auf dem ausgebildeten Bild vermindert.

Zur Lösung dieses Problems wurde die Verwendung der charakteristischen Werte des Lichtverschlusses so vorgeschlagen, daß mit Bezug auf die charakteristische Kurve von Fig. 2 kein oder nur wenig Licht durchgelassen wird, bis die Spannung, welche an den Lichtverschluß angelegt wird, einen festgelegten Wert V 1 erreicht. Wenn beispielsweise der Lichtverschluß eine Breite von 60 µm zwischen den Elektroden an seinen gegenüberliegenden Seiten und eine Länge von 120 µm bezüglich des optischen Weges aufweist und mit einer Halbwellenspannung V λ/2 von ungefähr 50 V betrieben wird, wird im wesentlichen kein Licht durchgelassen, bis die Spannung einen Wert von ungefähr 20 V erreicht. Im einzelnen wurde die in Fig. 3 gezeigte Anordnung geschaffen, bei welcher eine Vorspannung Vb bis zu einem Wert von B 1 für einen Zustand, der Nicht-Lichtabgabe jederzeit an die zu erdende Elektrode negativ angelegt wurde, während eine Betätigungsspannung Vd 2, welche niedriger als die Halbwellenspannung V λ/2 ist, und zwar um einen Betrag, welcher zu der Vorspannung Vd korrespondiert, der anderen Elektrode (3) zur Betätigung des Lichtverschlusses (1) zugeführt wird.

Die Potentialdifferenz über die Elektroden (2 und 3) an den gegenüberliegenden Seiten des Verschlusses (1) ist die gleiche, wie in dem vorbeschriebenen Fall, bei welchem die Halbwellenspannung V λ/2 an eine der Elektroden angelegt wird, so daß der Lichtverschluß (1) einem elektrischen Feld der gleichen Intensität wie früher ausgesetzt wird und die Durchleitung von Licht in der gleichen Intensität ermöglicht, während die Betätigungsspannung Vd 2 welche an die Elektrode (3) anzulegen ist, niedriger sein kann.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß in dem Fall, in welchem der Lichtverschluß betrieben wird, weiterhin eine Licht-Leckage I _OFF auch dann auftritt, wenn der Verschluß, wie in Fig. 4 gezeigt, ausgeschaltet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zufriedenstellenden Betätigung eines Lichtverschlusses in Übereinstimmung mit den charakteristischen Werten des Verschlusses zu schaffen.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betätigung eines Lichtverschlusses zu schaffen, welche eine verbesserte Ansprechgeschwindigkeit aufweisen, um eine gewünschte Lichtmenge in einer gewünschten Zeitdauer abzugeben.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Betätigung eines Lichtverschlusses mit einer niedrigen Betätigungsspannung ohne Lichtleckage zu schaffen.

Um die oben genannte Aufgabe und die Ziele zu erfüllen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, zusätzlich zu einem elektrischen Halbwellenfeld ein überhöhtes elektrisches Feld nur anfänglich auf einen Lichtverschluß aufzubringen, wenn der Verschluß betätigt wird und nachfolgend nur das elektrische Halbwellenfeld anzulegen.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß Spannungen unterschiedlicher Polarität auf die jeweiligen Elektroden des Lichtverschlusses aufgebracht werden, um diesen zu betätigen und anschließend die Ladung, welche durch die angelegten Spannungen in dem Verschluß angesammelt sind, zu entladen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben, wobei weitere Ziele und Merkmale der Erfindung erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bekannten Verfahrens zur Betätigung eines Lichtverschlusses,

Fig. 2 eine charakteristische Kurve der auf den Lichtverschluß angelegten Spannung und der Intensität des durchgeleiteten Lichtes,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Betätigung eines Lichtverschlusses durch Anlegen einer negativen Vorspannung an eine der Elektroden des Verschlusses,

Fig. 4 ein Diagramm, welches die Beziehung der an den Lichtverschluß angelegten Spannung und der Intensität des durchgeleiteten Lichtes bei Betätigung des Verschlusses nach dem Verfahren von Fig. 3 wiedergibt,

Fig. 5 charakteristische Kurven, welche die Abwandlungen der Intensität des durchgeleiteten Lichtes zeigen, wenn eine Halbwellenspannung V g/2 oder die Spannung V λ/2 und eine überhöhte Spannung Vx auf den Lichtverschluß aufgebracht werden,

Fig. 6a und 6b eine Seitenansicht und eine Draufsicht, welche jeweils schematisch einen elektrophotographischen Drucker mit einem Lichtverschluß zeigen,

Fig. 7 bis 10 Diagramme, in welchen die Veränderung der Intensität des durchgeleiteten Lichtes dargestellt ist, wenn die jeweiligen in Fig. 5 gezeigten unterschiedlichen Spannungen mit einer Pulsbreite von 300 µSek an den Lichtverschluß angelegt werden,

Fig. 11 ein Diagramm, welches den Zustand eines an einen Lichtverschluß gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung angelegten elektrischen Feldes zeigt,

Fig. 12 ein Diagramm, welches die Intensität des durch den Lichtverschluß durchgeleiteten Lichtes bei Anlegen des in Fig. 11 gezeigten elektrischen Feldes wiedergibt,

Fig. 13a und 14a Diagramme, welche die Form von Spannungen wiedergeben, welche gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel an den Lichtverschluß angelegt wird,

Fig. 13b und 14b elektrische Schaltkreise, welche die jeweiligen Antriebseinrichtungen zur Anlegung der Spannungen gemäß den Fig. 13a und 14a an den Lichtverschluß aufzeigen,

Fig. 15 eine charakteristische Kurve, welche die Veränderungen der Intensität des durchgeleiteten Lichtes darstellt, wenn der in Fig. 1 gezeigte Lichtverschluß einem elektrischen Feld und einer anschließenden Entladung ausgesetzt ist,

Fig. 16 eine charakteristische Kurve der Veränderung der Intensität des durchgeleiteten Lichtes, wenn der in Fig. 3 gezeigte Lichtverschluß einem elektrischen Feld und einer nachfolgenden Entladung ausgesetzt ist,

Fig. 17 eine schematische Darstellung der Veränderung der Intensität des durchgeleiteten Lichtes, wenn eine negative Vorspannung nur auf eine der Elektroden des in Fig. 3 gezeigten Lichtverschlusses aufgebracht wird und anschließend eine Entladung stattfindet,

Fig. 18 ein Schaltbild einer Betätigungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 19 eine Zeitkarte für den Betrieb der Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 18,

Fig. 20 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der aufgebrachten Spannung und der Intensität des durchgeleiteten Lichtes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wiedergibt,

Fig. 21 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der Intensität des durchgeleiteten Lichtes eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung aufzeigt, wenn der Anstieg der Intensität des durchgeleiteten Lichtes beschleunigt wird,

Fig. 22 eine Schaltanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels, welche zur Betätigung einer Lichtverschlußanordnung von einem Block zu dem nächsten geeignet ist und

Fig. 23 eine Zeitkarte der in Fig. 22 gezeigten Anordnung.

In der nachfolgenden Beschreibung sind jeweils gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Im nachfolgenden werden ein erstes und ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Das Prinzip des ersten Ausführungsbeispiels wird zunächst in Verbindung mit Fig. 5 erläutert, welche Abwandlungen der Intensität des durchgeleiteten Lichtes über die Zeit darstellt, wenn eine Halbwellenspannung V λ/2 oder die Halbwellenspannung V λ/2 zusätzlich zu einer erhöhten Spannung Vx auf den gleichen Lichtverschluß, welcher in Fig. 1 dargestellt ist, aufgebracht wird. Die zusätzliche Spannung Vx weist einen Wert von 10 V, 20 V oder 30 V auf. Als Ordinate in Fig. 5 ist die Intensität des durchgeleiteten Lichtes (%) relativ zu der möglichen Intensität des durchgeleiteten Lichtes (Spitze in Fig. 2) welche mit 100 angesetzt wird, in Übereinstimmung mit dem elektrischen Halbwellenfeld E λ/2 dargestellt. Die Zeit (mSek) ist in der Abszisse angetragen. Das Diagramm zeigt, daß je höher die überhöhte zusätzliche Spannung Vx, welche aufgebracht wird, desto schneller der Anstieg der Lichtintensität und desto höher die Antwortgeschwindigkeit ist. Weiterhin ergibt sich, daß die Lichtintensität allmählich mit der Zeit abnimmt, wenn die Spannung Vx ansteigt.

Die Fig. 6a und 6b zeigen eine Anordnung von Lichtverschlüssen ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, welche in einer Reihe angeordnet sind und bei einem elektrophotographischen Drucker verwendet werden. Das Licht von einer Halogenlampe (11) wird durch einen Wärmeabsorbierungsfilm (12) auf eine Lichtführung (13) geleitet, von welcher das Licht auf eine Bahnlinse fällt. Das durch die Bahnlinse (14) geleitete Licht wird in gebündelter Form auf die Lichtverschlußanordnung (10) geleitet, bei welcher ein elektrisches Feld einer erforderlichen Impulsbreite zu einem Lichtverschlußelement zu einer geeigneten Stelle gebracht wird, um das Licht durch dieses durchzuleiten. Das Licht, welches durch das Lichtverschlußelement gelangt, wird in einer Anordnung von Bahnlinsen (15) kollimiert, welche in Form eines Bündels optischer Fasern ausgebildet ist. Anschließend wird das Licht auf eine photoempfindliche Trommel (16) zur Ausbildung eines Punktes auf dieser projiziert.

Die Zeitdauer, während welcher das Licht zur Ausbildung des Punktes eingeschaltet ist, dauert im längsten Falle bis zu hunderten von Mikrosekunden, die Zeitdauer nimmt ab, wenn die Systemgeschwindigkeit des elektrophotographischen Druckers ansteigt. Die Fig. 7 bis 10 zeigen Abwandlungen der Intensität des durchgeleiteten Lichtes, wenn die gleichen jeweiligen Spannungen an den Lichtverschluß mit einer Impulsbreite von 300 µSek wie in dem in Fig. 5 gezeigten Fall angelegt werden. Dabei wird angenommen, daß eine Zeitperiode jeweils 300 µSek beträgt. Fig. 7 zeigt die Veränderungen der Spannung V λ/2, in Fig. 8 ist eine Spannung von V g/2 + 10 V berücksichtigt, während Fig. 9 eine Spannung von V λ/2 + 20 V und Fig. 10 eine Spannung von V g/2 + 30 V berücksichtigt. Als Ordinate ist in diesen Diagrammen die Betätigungsspannung sowie die Intensität des durchgeleiteten Lichtes (%) relativ zu der möglichen, mit 100 angenommenen Intensität des durchgeleiteten Lichtes, welche von der Halbwellenspannung V λ/2 herrührt, angetragen. Die Abszisse zeigt die Zeit in µSek. Der Impuls der Betätigungsspannung ist in gestrichener Linie dargestellt. Der gestrichelte Bereich jedes Diagramms gibt eine kumulative Menge durchgeleiteten Lichtes wieder. Folglich führt bei einer Zeitperiode von 300 µSek die Aufbringung einer Spannung von angenähert V g/2 + 20 V zu der größten kumulativen Menge durchgeleiteten Lichtes. Somit belichtet diese Spannung, wenn sie an den Lichtverschluß angelegt wird, in wirksamer Weise die photosensitive Trommel mit Licht.

Wenn die Lichtverschlußanordnung mit einer Pulsbreite von 100 µSek betätigt wird, ist es wünschenswert, eine Betätigungsspannung von V λ/2 + 30 V oder höher zu verwenden. Somit wird eine geeignete zusätzliche Spannung Vx zusätzlich in Übereinstimmung mit der Belichtungszeitdauer zur Ausformung von Punkten verwendet.

Wenn das elektrische Feld, welches an den Lichtverschluß angelegt ist, an Intensität über das elektrische Halbwellenfeld E λ/2, welches durch die Halbwellenspannung V λ/2 angelegt ist, ansteigt, beschleunigt sich der Anstieg der Intensität des durchgeleiteten Lichtes und führt somit zu einer höheren Ansprechgeschwindigkeit, während die erhöhte Intensität stabil bleibt, wenn der Verschluß anschließend mit der Halbwellenspannung V λ/2 angetrieben wird.

Folglich wird diese Art der Spannungsanlegung bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Wie im einzelnen im Zusammenhang mit Fig. 11 erläutert, wird ein elektrisches Halbwellenfeld E λ/2 plus ein überhöhtes elektrisches Feld Ex, welches diesem überlagert ist, nur anfänglich an den Lichtverschluß angelegt, wenn der Verschluß zur Anhebung der Intensität des durchgeleiteten Lichtes betätigt wird. Der Verschluß wird daraufhin lediglich mit dem elektrischen Halbwellenfeld E λ/2 betrieben ohne daß das überhöhte elektrische Feld angelegt wird. Die Lichtintensität steigt dann sehr schnell an und verbleibt, wie aus Fig. 12 ersichtlich, um eine maximale kumulative Menge an durchgeleitetem Licht unabhängig von der Lichteinschaltdauer zu ergeben. Zum Bezug ist in diesem Diagramm mit gestrichelter Linie die Veränderung der Intensität des durchgeleiteten Lichtes angetragen, wenn der Lichtverschluß nur mit dem elektrischen Halbwellenfeld E g/2 betrieben wird.

Der Lichtverschluß kann auf diese Weise durch Anlegung einer elektrischen Betätigungsspannung Vd betrieben werden, welche die Halbwellenspannung V λ/2 plus die dieser überlagerte überhöhte Spannung Vx ist, wobei dies nur dann erfolgt, wenn die Lichtintensität, wie in Fig. 13a dargestellt, ansteigt. Fig. 13b zeigt eine elektrische Schaltung eines Ausführungsbeispiels der Betätigungsvorrichtung für diesen Anwendungszweck. Um der in Fig. 13b gezeigten Schaltung wird die Spannung V λ/2 + Vx an einen Anschluß T 1 angelegt, während die Spannung V λ/2 an einem Anschluß T 2 anliegt. Ein periodisches Impulssignal S 1 wird dem Anschluß T 3 zugeführt. In Übereinstimmung mit dem Impulssignal S 1 werden Daten zum An- und Ausschalten des Lichtverschlusses (1) einem Anschluß T 4 zugeführt. Wenn Daten zum Einschalten des Verschlusses zugeführt werden, wird die Spannung V λ/2 + Vx einer der Elektroden (3) des Verschlusses (1) nur während der Dauer des Impulses des Signales S 1 anfänglich zugeführt. Die Spannung V λ/2 wird während der nachfolgenden Einschalt-Zeitperioden angelegt. Die andere Elektrode (2) des Verschlusses (1) ist geerdet.

Alternativ dazu kann der Lichtverschluß mittels eines elektrischen Feldes, ähnlich dem in Fig. 11 gezeigten, betätigt werden, in dem eine Spannung Vd′, die in Fig. 14a gezeigt ist, angelegt wird. In diesem Falle wird an eine der Elektroden die Halbwellenspannung V λ/2 angelegt, während eine überhöhte zusätzliche Spannung von -Vx entgegengesetzter Polarität anfänglich an die andere Elektrode angelegt wird. In Fig. 14b ist eine elektrische Schaltung einer Betätigungsvorrichtung, welche in diesem Fall verwendbar ist, dargestellt. In diesem Diagramm wird die Halbwellenspannung V λ/2 an einen Anschluß T 5 angelegt, während die zusätzliche, überhöhte Spannung -Vx an den Anschluß T 6 angelegt wird. Ein Impulssignal S 1 und Daten ähnlich denen, die in Bezug auf die Fig. 13a und 13b beschrieben wurden, werden jeweils den Anschlüssen T 6 und T 7 zugeleitet.

Wenn folglich Daten zum Einschalten des Lichtverschlusses (1) zugeführt werden, wird die Spannung V λ/2 an eine der Elektroden (3) des Verschlusses (1) angelegt, während die Spannung -Vx anfänglich an die andere Elektrode (2) angelegt wird, wodurch der Verschluß (1) einem elektrischen Feld E λ/2 + Ex ausgesetzt wird. Wenn das Impulssignal S 1 anschließend abfällt, ist nur die Spannung V g/2 zur Einwirkung eines elektrischen Feldes E λ/2 auf den Verschluß an diesem angelegt.

Das Betätigungsverfahren und die Betätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels, welches oben beschrieben wurde, verbessert in hohem Maße die Antwortgeschwindigkeit des Lichtverschlusses, um eine gewünschte Quantität durchgeleiteten Lichtes in einer verkürzten Zeitperiode zu ermöglichen.

Im nachfolgenden wird das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben.

Es soll nachfolgend zuerst das dem zweiten Ausführungsbeispiel zugrundeliegende Prinzip beschrieben werden. Die Fig. 15 zeigt Veränderungen der Intensität des durchgeleiteten Lichtes durch den gleichen in Fig. 1 gezeigten Lichtverschluß, wenn dieser einem elektrischen Feld unterworfen wird, wobei eine Elektrode geerdet ist und wobei eine Spannung an die andere Elektrode wie in dem in Fig. 1 gezeigten Fall angelegt wird und ebenso, wenn die Beaufschlagung von dem Verschluß freigegeben wird. Fig. 15 zeigt, daß Veränderungen der Lichtintensität zu einem Hystereseverhalten führen. Während des Vorganges, bei welchem ein elektrisches Feld E λ/2 angelegt wird, wenn die angelegte Spannung zu der Halbwellenspannung V λ/2 ansteigt, ist kein oder nur eine geringe Menge an durchgeleitetem Licht verfügbar, bis ein elektrisches Feld E 1 durch eine Spannung V 1 aufgebaut ist. Während des Entladungsvorganges ist eine geringe Menge durchgeleiteten Lichtes wegen der Spannung V 1 im elektrischen Feld E 1 vorhanden. Folglich wurde der Lichtverschluß auf Abwandlungen der Intensität des durchgeleiteten Lichtes durch Aufbringung einer negativen Vorspannung -Vb ( = -V 1) auf eine Elektrode zu allen Zeitpunkten überprüft sowie einer Betätigungsspannung Vd 2 (= V λ/2 - Vb) auf die andere Elektrode, zum Aufbau eines elektrischen Feldes wie in dem in Fig. 3 gezeigten Fall, und ebenso durch Entfernung der Ladung von dem Verschluß. Es hat sich infolgedessen herausgestellt, daß wenn die Vorspannung Vb auf eine Elektrode des Verschlusses aufgeleitet wurde und eine Entladung folgte, im wesentlichen kein durchgeleitetes Licht auftrat, so wie dies in Fig. 17 dargestellt ist. Wenn jedoch die Vorspannung Vb auf eine Elektrode und die Betätigungsspannung Vd 2 auf die andere Elektrode aufgebracht wurden, zeigt die Lichtintensität Hysterese-Charakteristika, welche in Fig. 16 dargestellt sind, und zwar derart, daß auch nachdem die Ladung, welche durch die Betätigungsspannung Vd 2 hervorgerufen wurde, entladen wurde, ein Lichtdurchlaß I _OFF unter einem elektrischen Feld Eb wegen der Vorspannung Vb auftrat.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird deshalb der Lichtverschluß durch Anlegung von Spannungen unterschiedlicher Polarität an seine Elektroden betätigt, wobei die in dem Verschluß angesammelte, durch die Aufbringung der Spannungen hervorgerufene Ladung vollständig entladen wird.

Die Fig. 18 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, bei welcher die Lichtverschlüsse (1) einer Lichtverschlußanordnung (10) mit einzelnen Elektroden (20) zur Anlegung einer Betätigungsspannung Vd versehen sind. Diese individuellen Elektroden (20) sind einzeln mit einer Verschlußbetätigungsschaltung (21) verbunden. Für die Aufbringung einer Negativvorspannung -Vb weisen die Lichtverschlüsse (1) eine gemeinsame elektrische Elektrode (22) auf, welche mit einer Vorspann-Betätigungsschaltung (23) verbunden ist.

Ein geeigneter Lichtverschluß (1), welcher in der Anordnung (10) aufgenommen ist, wird auf der Basis von Daten mittels der in Fig. 18 dargestellten Schaltung betätigt. Wie sich aus der Zeitkarte ergibt, werden die Daten einem Verschieberegister (24) zugeführt und in eine Halteschaltung (Gatter) gehalten. Ein Abtastsignal bewirkt anschließend, daß die Verschluß-Betätigungsschaltung (21) bzw. die Verschluß-Treiberschaltung (21) ein Impuls der Betätigungsspannung Vd 2 auf die einzelnen Elektroden (20) des Lichtverschlusses (1) aufbringt. Synchron zu dem Impuls der Betätigungsspannung Vd 2 wird ein Impuls einer negativen Vorspannung -Vb auf die gemeinsame Elektrode (22) durch die Vorspann-Betätigungsschaltung (23) aufgebracht. Nachdem der geeignete, jeweilige Verschluß (1) auf diese betätigt wurde, wird in dem Verschluß (1) angesammelte Ladung mit der Betätigungsspannung Vd 2 und die Ladung der Vorspannung -Vb, welche auf die gemeinsame Elektrode (22) aufgebracht wurde, zur gleichen Zeit entladen.

Die Zeitkarte von Fig. 19 zeigt wie das erste Verschlußelement (1 a) und das zweite Verschlußelement (1 b) betätigt oder getrieben werden. Zuerst wird ein Impuls der Betätigungsspannung Vd 2 auf die einzelnen Elektroden (20 a und 20 b) des ersten und des zweiten Verschlußelements (1 a und 1 b) aufgebracht, und zwar synchron zu dem Impuls. Ein Impuls einer negativen Vorspannung -Vb der gleichen Zeitdauer wie Impuls der Betätigungsspannung Vd 2 wird auf die gemeinsame Elektrode (22) aufgebracht, wodurch bewirkt wird, daß das erste und das zweite Verschlußelement (1 a, 1 b) Licht durch sich hindurchleiten lassen. Nachfolgend wird ein Impuls der Betätigungsspannung Vd 2 auf die einzelne Elektrode (20 a) des ersten Verschlußelementes (1 a) aufgebracht, ohne irgendein Impuls auf die einzelne Elektrode (20 b) des zweiten Verschlußelementes (1 b) aufgebracht wird. Weiterhin wird nur ein Impuls einer negativen Vorspannung -Vb auf die gemeinsame Elektrode (22) aufgebracht, um auf das zweite Verschlußelement (1 b) einzuwirken. Somit wird Licht durch das erste Verschlußelement (1 a), nicht jedoch durch das zweite Lichtverschlußelement (1 b) durchgeleitet.

Die Vorspannung Vb, welche auf die gemeinsame Elektrode (22) aufgebracht wird, ist geringer als die Spannung V 1, bei welcher nur wenig oder kein Licht durch den Lichtverschluß durchgeleitet wird und, wie in Fig. 2 gezeigt, verfügbar ist, so daß kein Lichtdurchlaß durch den nicht betätigten Lichtverschluß (1) auftritt, wenn die Vorspannung Vb an die Elektrode (22) angelegt wird, welche den einzelnen Lichtverschlüssen (1) gemeinsam ist. Die Betätigungsspannung Vd 2, welche an den Lichtverschluß (1) angelegt werden soll, ist so bestimmt, daß die Summe der Vorspannung Vb und der Betätigungsspannung Vd 2 gleich ist zu der Halbwellenspannung V λ/2, bei welcher durchgeleitetes Licht maximaler Intensität zur Verfügung steht.

Wenn der Impuls der Betätigungsspannung Vd 2 der einzelnen Elektrode (20) des Lichtverschlusses (1) zur Durchleitung von Licht durch diesen zugeleitet wird und der Impuls der Negativvorspannung -Vb gleicher Dauer als der Impuls der Betätigungsspannung Vd 2 auf die gemeinsame Elektrode (22) geleitet wird, wird der Lichtverschluß einem elektrischen Feld ausgesetzt, welches gleich ist zu dem, welches durch die Aufbringung der Halbwellenspannung V λ/2 aufgebaut ist, um die gleiche Menge an Licht durchzuleiten wie in letzterem Fall, welcher in Fig. 20 dargestellt ist. Nachdem die Ladungen, welche durch die Betätigungsspannung Vd 2 und die Vorspannung Vb aufgebaut wurden, abgebaut worden sind, läßt der Verschluß (1) kein Licht durch, so daß sich kein Lichtdurchlaß bzw. keine Leckage ergibt.

In dem Fall, in welchem die Summe der Betätigungsspannung Vd 2 und der Vorspannung Vb gleich ist zu der Halbwellenspannung V λ/2, und diese Betätigungs- und Vorspannung an den Lichtverschluß (1) angelegt sind, steigt die Intensität des durchgelassenen Lichtes langsam an und erfordert einige Zeit, um einen ausreichenden Wert zu erreichen, so wie dies bereits in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

Es ist folglich wünschenswert, den Anstieg der Lichtintensität durch den Lichtverschluß durch anfängliches Anlegen einer negativen Beschleunigungsspannung -VR einer kurzen Impulsdauer (t) zu beschleunigen, wenn der Verschluß, wie in Fig. 21 gezeigt, betätigt werden soll. In Fig. 21 wird die negative Anstiegsspannung -VR der kurzen Impulsdauer (t) zusammen mit der negativen Vorspannung -Vb synchron zu der Aufbringung der Betätigungsspannung Vd 2 nur anfänglich bei der Betätigung des Lichtverschlusses aufgebracht, wodurch die Intensität des durch den Verschluß geleiteten Lichtes früher gesteigert werden kann, um durchgeleitetes Licht ausreichender Intensität in einer kürzeren Zeitperiode als in dem in Fig. 20 gezeigten Fall, abzugeben.

Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, bei welchem eine Lichtverschlußanordnung (10) eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Lichtverschlüssen (1) umfaßt und in mehrere Blöcke G unterteilt ist, wobei die Betätigung, wie in Fig. 22 dargestellt, von Block zu Block erfolgt.

In der in Fig. 22 gezeigten Schaltung weist jeder Block G der Anordnung (10) N Lichtverschlüsse (1 ₁) bis (1 _N) auf, sowie M derartige Blöcke G ₁ bis G _M. Die Lichtverschlüsse sind insgesamt in einer Anzahl von M × N vorgesehen.

Für die Aufbringung einer Betätigungsspannung Vd 2 sind N Elektroden (20) einzeln für die N Lichtverschlüsse (1 ₁) bis (1 _N) in jedem der Blöcke G ₁ bis G _M vorgesehen und sind mit N Signallinien L ₁ bis L _N in korrespondierender Weise verbunden. Andererseits ist jeweils eine Elektrode (22), an welche eine negative Vorspannung -Vb angelegt ist, für jeden Block G ausgebildet, welche elektrisch gemeinsam für die Verschlüsse (1) vorhanden ist. Die gemeinsamen Elektroden (22 ₁) bis (22 _M) der Blöcke G ₁ bis G _M sind jeweils mit Analogschaltern S ₁ bis S _M verbunden, welche in einem Multiplexer (26) angeordnet sind.

Zur Ansteuerung oder Betätigung eines Blockes der Lichtverschlußanordnung (10) werden Druckdaten einem Schieberegister (24) zugesandt und anschließend in einer Halteschaltung (25) (Latch) gehalten. Die Verschlußtreiberschaltung (21) bringt nachfolgend die Betätigungsspannung Vd 2 auf die einzelnen Elektroden (20) des Verschlusses (1) in dem Block durch die N-Signallinie L auf. Andererseits werden die Analogschalter S ₁ bis S _M des Multiplexers (26) mit den jeweiligen gemeinsamen Elektroden (22 ₁) bis (22 _M) der Blöcke G ₁ bis G _M verbunden und sind so in der Lage, daß ein geeigneter Analogschalter S nur mittels einer Multiplexer-Steuerschaltung (27) betätigt wird. Synchron zu dem Impuls der Betätigungsspannung Vd 2 wird ein Impuls der negativen Vorspannung -Vb einer Vorspann-Treiberschaltung (23) der gemeinsamen Elektrode (22) eines speziellen Blockes G zugeführt, für welchen der Analogschalter S somit betätigt ist, wodurch der Lichtverschluß (1) in dem Block G betätigt wird.

Nachfolgend wird in zeitlicher Beziehung zu der Reduzierung der Betätigungsspannung Vd 2 auf Null, die Spannung Vc an der gemeinsamen Elektrode (22), auf welche die negative Vorspannung -Vb aufgebracht ist, auf Null reduziert, um die in dem Lichtverschluß (1) angesammelte Ladung vollständig zu entladen.

Die weitere Beschreibung erfolgt anhand eines Falles, bei welchem der erste Block G ₁ betätigt wird. Nur der Analogschalter S ₁ für den ersten Block G ₁ wird dabei, wie in Fig. 22 gezeigt, betätigt oder geschlossen. Mit Bezug auf die in Fig. 23 gezeigte Zeitkarte, wird die Betätigungsspannung Vd 2, welche als Drucksignal dient, durch die Signallinie L der einzelnen Elektrode (20) eines geeigneten Lichtverschlusses (1) in dem ersten Block G ₁ zugeführt. Weiterhin wird synchron zu der Anlegung der Spannung Vd 2 die negative Vorspannung -Vb durch die Vorspanntreiberschaltung (23) der gemeinsamen Elektrode (22 ₁) des Blockes G ₁ auferlegt, um die Spannung Vcl der gemeinsamen Elektrode (22 ₁) auf den Wert -Vb zu bringen.

Folglich wirkt wegen der Spannung Vd 2 + Vb ein elektrisches Feld über die Elektrode des Lichtverschlusses (1) in dem Block G ₁, wobei auf diesen Verschluß die Betätigungsspannung Vd 2 für diesen Verschluß zur Durchlassung von Licht durch diesen angelegt ist. Andererseits wirkt die negative Vorspannung -Vb nur auf die anderen Lichtverschlüsse (1) des Blockes G ₁, so daß diese Verschlüsse kein Licht durchlassen, wenn die Vorspannung Vb auf einen Wert festgesetzt ist, welcher geringer ist, als die Spannung V ₁, bei welcher, wie bereits erwähnt, fast kein durchgelassenes Licht vorhanden ist. Da die Analogschalter S ₂ bis S _M ausgeschaltet sind, welche eine Verbindung zu den gemeinsamen Elektroden (22 ₂) bis (22 _M) der anderen Blöcke G ₂ bis G _M aufweisen, wirkt kein elektrisches Feld über die Elektroden der Verschlüsse (1) in diesen Blöcken, so daß kein Licht durch diese durchgelassen wird.

Nachdem das Licht durch einen geeigneten Lichtverschluß (1) in dem ersten Block G ₁ in dieser Weise durchgelassen wurde, wird die Spannung Vcl an der gemeinsamen Elektrode (22 ₁) auf Null reduziert, und zwar in zeitlicher Beziehung zu der Reduzierung der Betätigungsspannung Vd 2 auf Null, um die in dem Verschluß (1) angesammelte Ladung vollständig zu entladen und um dadurch den Verschluß vollständig auszuschalten oder zu schließen.

Auf gleiche Weise wie in dem Fall des ersten Blocks G ₁, welcher oben beschrieben wurde, sind die Lichtverschlüsse (1) in dem zweiten, dem dritten und dem M-ten Block G ₂, G ₃ bis G _M von Block zu Block betätigbar oder ansteuerbar.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, welches oben im einzelnen erläutert wurde, werden Spannungen unterschiedlicher Polarität an die jeweiligen Elektroden der Lichtverschlüsse angelegt, um eine ausreichende Potentialdifferenz über deren Elektroden aufzubauen. In diesem Falle kann die Betätigungsspannung, welche an eine der Elektroden des Lichtverschlusses angelegt wird, niedriger sein, als wenn der Verschluß durch Anlegen einer Spannung an nur eine Elektrode betätigt wird. Dies vermindert die Beschädigung der Schalterelemente für die Ein-Aus-Steuerung des Verschlusses und gestattet die Verwendung eines Schaltelements geringerer Spannungsbeständigkeit und dient somit dazu, den Verschluß mit niedrigeren Kosten herzustellen. Aus all diesen Punkten ergeben sich erhebliche Vorteile. Die niedrige an eine der Elektroden des Lichtverschlusses anzulegende Betätigungsspannung verhindert die Wahrscheinlichkeit eines Lichtdurchlasses im Gegensatz zu dem bekannten Stand der Technik und führt folglich zur Ausbildung von Bildern hohen Kontrastes.

Weiterhin werden die Ladungen, welche in dem Lichtverschluß bei Anlegung der Spannungen an die jeweiligen Elektroden aufgebaut wurden, vollständig entladen, was zu dem Ergebnis führt, daß der Lichtverschluß nach der Entladung frei von jeder Spannung ist. Dadurch wird die Möglichkeit vermieden, daß Licht durch den Verschluß unter Einwirkung einer Vorspannung durchtritt, wodurch ebenfalls die Erzeugung von Bildern hohen Kontrastes unterstützt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele vollständig beschrieben wurde, ist zu erwähnen, daß sich für den Fachmann vielfältige Abwandlungen und Modifikationen ergeben.

Claims

1. Betätigungsvorrichtung für eine Lichtverschlußanordnung (10) mit mehreren Lichtverschlußelementen (1), welche in einer Linie angeordnet sind, wobei jedes der Lichtverschlußelemente (1) einen elektro- optischen Effekt zur Polarisierung einfallenden Lichtes durch Aufbringen eines elektrischen Feldes auf dieses aufweist, wobei die Vorrichtung mehrere einzelne Elektroden (20) umfaßt, welche jeweils in der Wandung des jeweiligen Lichtverschlußelementes (1) angeordnet sind, sowie eine gemeinsame Elektrode (22) welche an der gegenüberliegenden Wandung des Lichtverschlußelements (1) vorgesehen ist und elektrisch gemeinsam ausgebildet ist, um den einzelnen Elektroden (20) gegenüberliegend angeordnet zu sein, eine erste Steuerschaltung (21, 24, 25) mit welcher die einzelnen Elektroden (20) einzeln verbunden sind und einer zweiten Steuerschaltung (23), welche mit der gemeinsamen Elektrode (22) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerschaltung (21, 24, 25) eine erste Spannung Vd 2 auf die einzelnen Elektroden (20) in einem periodischen Zeitraum auf der Basis von Daten zum Ein- und Ausschalten des jeweiligen Lichtverschlußelementes (1) aufbringt, während die zweite Steuerschaltung (23) eine zweite Spannung -Vb auf die gemeinsame Elektrode (22) aufbringt, welche eine unterschiedliche Polarität zu der ersten Spannung aufweist und geringer ist als eine spezifische Spannung V 1 des untersten Wertes zur Aktivierung der Lichtverschlußelemente (1) mit deren statischen Kennwerten, wobei die Aufbringung der zweiten Spannung in periodischen Zeitintervallen unabhängig von den Daten erfolgt, wobei die erste und die zweite Spannung Vd 2, -Vb ein erstes elektrisches Feld zum Einschalten des Lichtverschlußelementes (1) ausbilden, wenn Einschaltdaten vorliegen, wobei die zweite Spannung -Vb nur dann ein zweites elektrisches Feld zum Ausschalten des Lichtverschlusses ausbildet, wenn keine Einschaltdaten vorliegen und wobei keine Spannung auf die einzelnen und die gemeinsame Elektrode (20, 22) nachfolgend auf die Aufbringung der ersten und der zweiten Spannung Vd 2, -Vb aufgebracht wird, bis nächste Betätigungsvorgänge erfolgen, um das in den Lichtverschlußelementen (1) aufgebaute elektrische Feld zu entladen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste als auch die zweite Spannung Vd 2, -Vb ein elektrisches Halbwellenfeld E λ/2 ausbilden, welches so ausgewählt ist, daß einfallendes Licht in den statischen Kennwerten des Lichtverschlußelements (1) in einem Winkel von 90° polarisiert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannung Vd 2 in einer Anwendungsperiode geändert wird, um anfänglich ein überhöhtes elektrisches Feld Ex zusätzlich zu einem elektrischen Halbwellenfeld E λ/2 auszubilden, welches so ausgebildet ist, daß einfallendes Licht durch die statischen Kennwerte der Lichtverschlußelemente (1) in einem Winkel von 90° polarisiert wird, und um nachfolgend nur das elektrische Halbwellenfeld E λ/2 aufzubauen, während die zweite Spannung -Vb konstant gehalten wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannung -Vb in einer Anwendungsperiode geändert wird, um anfänglich ein überhöhtes elektrisches Feld Ex zusätzlich zu einem elektrischen Halbwellenfeld E λ/2 auszubauen, welches so ausgewählt ist, daß einfallendes Licht in den statischen Kennwerten der Lichtverschlußelemente (1) in einem Winkel von 90° polarisiert wird und um nachfolgend nur das elektrische Halbwellenfeld E λ/2 aufzubauen, während die erste Spannung Vd 2 konstant gehalten wird.