Brevet FR2525355A1 — publié le 19831021

_, 2525355 L'invention concerne un dispositif électro-optique destiné à être employé avec une imprimante de fac-simile, un télécopieur, etc, en particulier pour l'édition ligne par ligne d'informations d'images, composé d'un substrat électro-optique pouvant être commandé électriquement, fait d'un matériau électro-optique transparent, l'effet optique étant commandé par l'application d'une tension entre deux électrodes de commande placées l'une à côté de l'autre sur le substrat. Un dispositif semblable est décrit dans la demande de brevet allem DE-OS 25 57 254 Ce dispositif comporte, pour chaque point de-l'image, une électrode de commande qui peut être reliée à une tension et une électrode commune à tous les points d'image et qui est reliée au potentiel de terre, sur le substrat électro-optique Pour pouvoir obtenir un effet électrooptique désiré, une certaine tension de commande est requise Toutefois, avec un tel dispositif, l'effet électro-optique dépend de tous les paramètres de fabrication et il n'est pas certain dans tous les cas que les mêmes types de substrats, provenant de différents lots de fabrication aient le même effet, optimal ou désiré, à l'application de la même tension de commande En fonctionnement pratique, cela entraîne des conditions variables de contraste Ainsi, il peut facilement arriver que la tension de commande permettant d'obtenir un certain effet doive être, par exemple, une tension continue de 200 V. Toutefois, selon le lot, il arrive également que pour le même effet électro-optique, la tension de commande doive être choisie plus haute ou plus basse, pour obtenir à chaque fois les mêmes effets. De plus, pour une certaine intensité lumineuse et pour une certaine durée de l'exposition, la tension de commande doit être adaptée en vue de d'obtention d'un certain gris Par conséquent, et entre autres objets, l'invention vise à résoudre le problème qui consiste à avoir la possibilité de pouvoir choisir la tension de commande de façon optimale et, si nécessaire, de la garder constante, et cela notamment dans les cas o les substrats ont des ré- ponses électro-optiques différentes. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que dans la partie du substrat à commander, il existe une troisième 2 2525355 électrode complémentaire qui est séparée des deux électrodes de commande; ces deux électrodes de commande, en laissant libre la zone à commander, sont organisées à l'opposé l'une de l'autre d'un côté du substrat, alors que l'électrode complémentaire est disposée sur son coté opposé En plaçant l'électrode complémentaire de cette façon et à l'application d'une tension à cette électrode, l'effet électro-optique peut être influencé sans avoir à modifier la tension de commande Par conséquent, l'application d'une telle tension permet de compenser les tolérances de fabrication des substrats, d'obtenir différentes valeurs de gris, et de s'adapter à différentes sources lumineuses et/ou couches sensibles à la lumière. Les différents objets et caractéristiques de l'invention vont maintenant être exposés de façon plus détaillée dans la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées dont la figure 1 montre une partie du substrat comportant des électrodes conformes à l'invention, en vue plongeante, par exemple, de dessus. la figure 2 montre la même partie -du"substrat, mais vue du dessous, la figure 3 est une coupe latérale prise suivant l'axe A-B de la figure 2, la figure 4 est la représentation schématique d'un principe de fonctionnement, la figure 5 est une représentation graphique montrant la dépendance de l'intensité lumineuse par rapport à la tension de commande à différents potentiels de l'électrode complémentaire, la figure 6 est une vue latérale montrant une partie d'un tambour revêtue d'une couche photo-conductrice, la figure 7 montre une possibilité de contact du substrat du dispositif de l'invention, vue en perspective, la figure 8 montre-un dispositif d'impression conforme à l'invention, à échelle agrandie, la figure 9 montre le dispositif monté-sur une imprimante, par exemple un télécopieur, utilisant un convertisseur de forme de lumière, selon une coupe suivant l'axe C-D de la figure 11, la figure 10 montre le convertisseur de forme lumineuse de 3 2525355 l'imprimante, vu en perspective, la figure 11 montre le convertisseur de forme lumineuse de l'imprimante, vu de dessus. la figure 12 montre une unité de focalisation utilisée, et la figure 13 montre une coupe partiellement éclatée du convertisseur de forme lumineuse. A la figure 1, la référence 1 indique un substrat de matériau électro-optique dont les caractéristiques optiques peuvent être mo- difiées dans la partie 4 par application d'une tension entre les deux électrodes de commande 2 et 3 placées l'une à côté de l'autre, selon une relation spatiale définie Un matériau bien connu utilisable pour ce dispositifest le produit transparent appelé titanate zirconate de lanthane au plomb qui, comme cela est connu, a des propriétés de double réfraction. Dans ce mode de réalisation, il est prévu une succession de organisées selon deux lignes partielles 5 et 6 qui, ensemble, lorsqu'elles sont projetées sur une même ligne, donnent une ligne continue La division en deux lignes partielles 5 et 6 permet une subdivision très fine d'une ligne en points lumineux très étroits (zones 4) qui, en dépit de ce qui précède, peuvent être mis individuellement en contact sans que les largeurs des électrodes de commande 2 soient rendues très faibles Ceci se traduit par une fiabilité importante contre les amorçages entre une électrode de commande 2 et l'électrode voisine, et permet également une forte capacité,en courant. La deuxième électrode de commande 3 est conçue sous forme d'une électrode centrale en forme de bande qui, par conséquent, est commune à toutes les zones 4. D'après l'invention et, conformément aux figures 2 et 3, une autre électrode 7 est prévue pour chacune des zones 4, sur le côté du substrat 1, à l'opposé des électrodes de commande 2 et 3, l'électrode complémentaire 7 étant, dans le mode de réalisation, conçue comme une électrode de surface commune à toutes les zones 4 et présentant des évidements en forme de fenêtre 8 dont la forme correspond aux zones 4. Le mode de fonctionnement du dispositif électro-optique va maintenant être expliqué à l'aide des figures 4 à 6. 4 2525355 D'après le principe du fonctionnement illustré à la figure 4, on prévoit une source lumineuse 9 suivie d'un filtre polarisant 10, puis ensuite le dispositif électro-optique composé du substrat 1, des électrodes de commande 2, 3 et de l'électrode complémentaire 7. Cette électrode complémentaire 7 comporte un évidement 8 non représenté Ensuite, on trouve un deuxième filtre polarisant 11 qui, par rapport au premier, est déphasé de 90 , afin qu'aucune lumière ne puisse passer quand l'exposition est normale Après le filtre polarisant 11 se trouve un élément sensible, en particulier un élément photo-sensible ou sensible à la lumière 12, qui, dans le cas d'une imprimante électrostatique, par exemple, est un porteur revêtu d'une couche de sélénium, de cadmium ou de silicium, le cas échéant dopée en fonction des besoins. Maintenant, par exemple, si une tension continue de 200 V est appliquée aux électrodes de commande 2, 3, la lumière polarisée transmise subit une rotation de phase de sorte qu'elle peut traverser le deuxième filtre polarisant, exposant un certain point de l'élément photo-sensible 12. La transmittance pour une intensité lumineuse définie est indiquée par la courbe de la figure-5 tracée pour une tension de zéro volt eur l'électrode complémentaire 7 Si, maintenant, une tension est appliquée à l'électrode complémentaire 7, la transmittance varie conformément aux courbes de la figure Comme on peut le voir, du fait de ce qui précède en accord avec l'invention, l'intensité lumineuse sur le récepteur, c'est-à- dire sur l'élément photo-sensible 12, peut être modifiée de façon relativement large, sans avoir à changer la tension de commande appliquée aux électrodes de commande 2 et 3. Par conséquent, pour une intensité uniforme, il est possible, par exemple, de diminuer la tension de commande de 200 à 170 V, lorsqu'une tension continue de + 50 ou + 100 volts est appliquée à l'électrode complémentaire 7 Ceci a pour conséquence que les courants de commande nécessaires peuvent être fortement réduits et que les risques d'arc entre deux électrodes de commande voisines 2 (figures 1 à 3) peuvent être réduits, ou encore qu'il devient possible de cette façon de rapprocher davantage les électrodes de commande les unes des autres, ce qui entraine une subdivision encore plus fine des points individuels d'image ou des zones 4. _ 5 2525355 L'application d'une tension négative à l'électrode complémentaire 7 diminue l'intensité En conséquence, on constate qu'un dispositif électrooptique conforme à l'invention peut être adapté dans une large mesure aux exigences existantes. Sur la figure 6, le mode de fonctionnement des zones décalées 4 d'une ligne de lumière divisée en deux lignes partielles 5 et 6 va maintenant être décrit de façon abrégée Dans ce cas, l'élément photo-sensible 12 est une zone d'un tambour porteur 13 revêtu d'une couche photosensible 14 Le tambour 13 est supposé tourner dans le sens indiqué par la flèche 15 Pour imprimer une ligne, on commence par activer les différentes zones 4 de la ligne partielle 6 en appliquant brièvement une tension de commande à l'électrode inférieure 2 et à l'électrode commune 3, de sorte que, sur le tambour porteur 13, la couche 14 d'une ligne partielle 6 ' est exposée et, par exemple, déchargée Puisque le tambour porteur 13 tourne dans la direction indiquée par la flèche 15, la ligne partielle 5 est, par une application temporaire de la tension de commande à l'électrode supérieure 2 et à l'électrode centrale 3, activée lorsque la ligne partielle exposée 6 ' se trouve amenée en face des zones 4 de la ligne partielle 5 Par suite, une ligne partielle 5 ' est imprimée selon la ligne partielle 6 ' Les deux lignes partielles 5, 6 ou 5 ', 6 ' sont donc imprimées pour former une seule ligne Du fait qu'aucune connexion électrique ne doit être réalisée entre les zones 4, les zones 4 des lignes partielles 5 ', 6 ' peuvent être imprimées en se suivant directement l'une, l'autre En conséquence, la résolution obtenue est d'excellente qualité. Dans un mode de réalisation pratique, les électrodes de commande sont disposées verticalement par rapport à l'électrode centrale 3. A la figure 7, on constate que le substrat 1 est monté de façon appropriée sur un support transparent 16 qui est inséré avec une possibilité de réglage dans un bâti approprié 17 (figures 7 et 8) Sur les bords longitudinaux 18 du support 16, se trouve, de chaque côté, un circuit 19 sur lequel sont des conducteurs imprimés 20 Les conducteurs imprimés 20 qui sont en face des bords longitudinaux 18 sont chacun connectés à l'électrode de commande opposée 2, par la mince ligne de connexion 21, un fil d'or par 6 2525355 exemple, fixé des deux côtés A son tour, la carte 19 peut être montée sur un support 22 organisé de la même façon dans le bâti 17. Le support 16 et le support 22 peuvent aussi former un support commun. De façon appropriée, les conducteurs imprimés 20 sont de longueurs différentes Ceci peut être réalisé avantageusement en procédant de façon qu'un certain nombre, par exemple cinq,conducteurs imprimés 20 successifs, soient raccourcis selon des marches, en commençant par la longueur de base A leurs extrémités peuvent alors être attachés des contacts 23 comme des contacts à souder ou embrochables qui, de préférence, sont verticaux par rapport à la carte 19. La figure 8 est une coupe montrant la structure du dispositif en accord avec la figure 7 et dans un bâti 17 Le bâti 17 qui, dans un mode de réalisation pratique de l'invention, a une largeur de 15 cm environ et une longueur de 40 cm, est composé de deux plaques de type bâti 24 et 25 ou de deux plaques 24, 25, montées de façon à former un bâti, dont l'une, celle représentée à droite, comporte une ouverture centrale 26 relativement grande et un filtre polarisant 27, et celle de gauche comporte une ouverture 28 plus petite avec un filtre polarisant 29 déphasé de 90 par rapport au précédent Les plaques ou membres 24, 25 sont vissés l'un à l'autre. Dans le bâti, le substrat 1 est réglable dans le sens du plan du substrat Ceci est réalisé en insérant le bord longitudinal du substrat 1 ou d'un support éventuel 16 dans une rainure longitudinale 30 d'un épaulement réglable 31 s'étendant sur toute la longueur du bâti 17 Le bord longitudinal opposé 18 est tenu, par exemple, par une pince 32 d'un ressort compresseur 33 en forme de lame Le réglage se fait à l'aide d'une vis de réglage 34 qui, sur toute la longueur du substrat 1, existe en deux exemplaires au moins qui sont de préférence placés en extrémité et agissent par l'épaulement 31 Ce dispositif de maintien du substrat 1 permet de se passer du support 16. Puisqu'il n'est pas possible de fabriquer le substrat 1 pour lui donner n'importe quelles longueurs arbitraires et puisque, par ailleurs, pour une imprimante, par exemple pour imprimer une ligne sur une page au format DIN A 4, la ligne de lumière doit avoir 7 2525355 une longueur de 18 à 20 centimètres au moins, plusieurs substrats 1 sont disposés les uns à c 8 té des autres Pour chaque substrat 1 il existe alors deux ressorts 33 et deux vis de réglage 34 ainsi qu'un épaulement 31. De préférence, plusieurs épaulements 31 peuvent être combinés pour former un seul épaulement commun qui, dans la zone du joint en aboutement entre deux substrats 1 adjacents comporte une échancrure de sorte que plusieurs épaulements partiels aisément mobiles sont joints les uns aux autres, les longueurs correspondant chacune à peu près à celles d'un substrat 1 Les épaulements 31 sont de préférence faits d'un matériau élastique, par exemple un plastique approprié. La figure 9 est une description d'une imprimante en accord avec l'invention, c'est-à-dire utilisant le dispositif électro-optique décrit Le bâti 17 est disposé sur un support 35. Au dessus du premier filtre polarisant 27 se trouve un convertisseur de forme lumineuse 36 permettant de convertir un faisceau de rayons lumineux provenant d'une source lumineuse 37 et frappant la face d'entrée 38 du convertisseur 36 Ce convertisseur 36 transforme la surface lumineuse circulaire 38 en une ligne de lumière 39 Ce convertisseur de forme lumineuse est présenté de façon plus détaillée aux figures 10 et 11 Il est évident que la face d'entrée circulaire 38 est convertie en une ligne de lumière 39 Le convertisseur peut être composé d'une pièce de plastique transparent moulée par injection De préférence, il est constitué d'un faisceau de fibres de verre mises en forme de façon appropriée Ce faisceau est caractérisé par de faibles pertes de transmission et par le fait qu'il peut être exposé à des températures plus hautes qu'une pièce de plastique moulée par injection. Le convertisseur de forme lumineuse 36 est disposé dans un bottier 40 Il est possible d'aligner ce bottier en s'aidant de pièces mécaniques appropriées, dans le sens du filtre polarisant 27 et, par conséquent, par rapport au substrat 1 et transversalement par rapport à la direction de la ligne, et il est monté de façon à être réglable (flèches 41 et 42 de la figure 9) De cette façon, il peut être rendu exactement parallèle à la ligne du substrat ou aux lignes partielles 5 et 6 du substrat et, en le déplaçant dans la direction a 8 2525355 indiquée par la flèche 41, l'intensité de la lumière à transmettre peut être modulée Un montage approprié pour changer sa position sera décrit plus loin, avec la figure 13. Comme il apparaît à la figure 9, un filtre absorbant la chaleur 43 est disposé entre la source lumineuse et l'entrée 38 En- plus de ce filtre, des filtres 43 ' peuvent être insérés afin de permettre seulement à la longueur d'onde désirée ou à la bande de longueurs d'ondes désirées de passer, c'est-a-dire, par exemple, celles auxquelles la couche photosensible 14 du tambour porteur 13 réagit particulièrement bien. En dessous du deuxième filtre polarisant 29 se trouve une unité en fibres optiques auto-focalisante 44 Cette unité sert à rectifier les rayons lumineux qui sont commandés dans les zones 4, pour former un pinceau parallèle de rayons qui, dans un mode fortement groupé, frappent la couche 14 du tambour porteur 13 légèrement écarté de la face de sortie 45, formant ainsi un point lumineux aux arêtes très définies. La figure 12 montre l'unité de fibres optiques 44 représentée schématiquement vue en perspective Elle est composée essentiellement d'un remplissage 46, les fibres optiques 47 étant main- tenues dans ce matériau pour être parallèles les unes aux autres Ces dernières sont décalées les unes par rapport aux autres de telle façon que les faces d'entrée 45 ' et les faces de sortie 45 soient dans la même configuration que les zones 4 du substrat 1 Les fibres optiques 47 sont de préférence des fibres à gradient d'indice qui, à la suite d'un dopage ou d'un traitement thermique approprié dans une atmosphère spéciale, présentent un indice de réfraction continuellement décroissant de l'intérieur vers l'extérieur Bien entendu, on peut également employer d'autres sections de fibres optiques dont l'indice de réfractions varie de façon abrupte, d'une valeur élevée à une valeur plus faible. La figure 13 présente une glissière transversale permettant de régler le convertisseur 36 Le convertisseur de forme lumineuse 36 est fixé à la place par deux de ses glissières transversales disposées aux extrémités des bords longitudinaux du bottier 40 Une glissière transversale est composée d'un arbre 48 portant un filet à pas étroits 49 sur lequel se trouve une roue moletée réglable. 9 _ 2525355 L'arbre 48 est relié rigidement, par exemple, au bâti 17 Sur l'arbre 48 est monté un bloc de guidage 51 qui, à sa partie inférieure, comporte une fente 52 dont la largeur correspond à l'épaisseur de la roue moletée 50 Sur l'arbre vertical 53 du bloc de guidage 51 se trouve une rainure de guidage 54, un boulon fileté 55 sur lequel est glissé un ressort de compression 56 Un bloc de réglage 57 peut être inséré à cet endroit, le perçage 58 prévuidans la fixation 59 pou- vant être fixé à cette position à l'aide de l'écrou de réglage 60. L'enceinte 40 du convertisseur 36 est montée sur le bloc 57 En faisant tourner la roue moletée 50, le bottier 40 peut être réajusté dans le sens indiqué par la flèche 42 et en tournant l'écrou de réglage 60,dans le sens indiqué par la flèche 41 En utilisant les deux glissières transversales montées aux extrémités longitudinales du bottier 40 (figure 9), il est possible d'obtenir un alignement strictement parallèle de la ligne de lumière 39 par rapport à la ligne ou aux lignes partielles 5 et 6 du substrat 1. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. -10 2525355 REVENDICATIONS 1 Dispositif électro-optique destiné à être employé avec une imprimante de fac-simile, un téléeopieur, etc, en particulier pour l'édition ligne par ligne d'information d'images, composé d'un substrat électro-optique pouvant être commandé électriquement en matériau électro-optique transparent, l'effet optique étant commandé par l'application d'une tension entre deux électrodes de commande placées l'une à côté de l'autre sur le substrat, caractérisé par le fait que dans la zone ( 4) du substrat ( 1) à commander, il est prévu troisième électrode complémentaire ( 7) qui est séparée des deux électrodes de commande ( 2, 3), les deux électrodes de commande ( 2, 3), en laissant libre la partie ( 4) à commander, étant disposées en opposition l'une par rapport à l'autre sur un côté du substrat ( 1) et l'électrode complémentaire ( 7) étant disposée sur le côté opposé de ce substrat. 2 Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que pour plusieurs zones ( 4) à commander, il est bien prévu une seule électrode complémentaire ( 7). 3 Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé par le fait que pour plusieurs zones ( 4) à commander, ladite électrode complémentaire ( 7) est conçue comme une électrode unique présentant un évidement ressemblant à une fenêtre ( 8) pour chacune desdites zones ( 4) à commander. 4 Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé par le fait que pour les zones ( 4) à commander, l'une des deux électrodes de commande ( 2 ou 3) est une électrode continue qui est commune à toutes lesdites zones ( 4). Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé par le fait que lesdites zones ( 4) et lesdits évidements type fenêtre ( 8) sont organisés en rangées. 6 Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisé par le fait qu'une ligne qui doit être tracée en continu est subdivisée en deux lignes partielles au moins ( 5, 6) et que les points d'image adjacents de la ligne sont décalés alternativement pour constituer deux lignes partielles respectives ( 5, 6) . 7 Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé par le fait qu'une électrode de commande commune ( 2, 3) revêt la -1 i 2525355 forme d'une électrode centrale ( 3) en bande ( 3) entre les deux lignes partielles ( 5, 6). 8 Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdites électrodes de commande séparées ( 2) sont organisées en alternance par rapport à ladite électrode centrale ( 3 dans le plan du substrat ( 1). 9 Dispositif conforme à l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait que les électrodes de commande séparées ( 2) sont connectées à des broches de contact ( 23) disposées perpendiculairement par rapport au plan du substrat. Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé par le fait que lesdites broches de contact ( 23) d'une ligne partielle ( 5 ou 6) sont disposées en plusieurs rangées. 11 Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que ledit substrat ( 1) est constitué d'une céramique en titanate zirconate de lanthane/plomb.