JP2549433B2 - 電気光学変調素子の駆動方法およびプリンタ - Google Patents

電気光学変調素子の駆動方法およびプリンタ

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、強誘電性液晶等の電気光学変調物質を用い
た電気光学変調素子の駆動方法およびプリンタに関す
る。
［従来の技術］ 従来、電気光学変調物質として、液晶が一般的に知ら
れているが、最近、特に、強誘電性液晶が注目されてい
る。
この強誘電性液晶を用いた電気光学変調素子は、第２
図に示すように、透明電極３と配向膜４をコーティング
したガラス基板２を、スペーサ６により間隔を一定に保
ち、その間に強誘電性液晶５を封入し、ガラス基板２の
両側または片側に偏光板１を装着した構造を持つ。
強誘電性液晶がカイラルスメクチックＣ相を示す場合
には、第３図に示すように、強誘電性液晶分子７は、そ
の分子の長さ方向の軸（分子長軸）に直角な方向に自発
分極８を持つ。また、この強誘電性液晶分子７は、配向
膜４を選ぶことにより、ガラス基板２のほぼ直角な方向
に層９を形成するように配向させることができる。この
状態で、強誘電性液晶分子７は、層９の法線13に対して
一定の傾き角θを保ったまま、ほぼコーン10に沿って運
動することができる。
このため、第３図に示したような素子においては、基
板２に垂直な方向に電界11を印加することにより、その
向きに応じて、液晶分子７をガラス基板２に平行な２つ
の安定状態12a,12bとすることができる。この状態を、
電界11の方向とは垂直は面から見たものを第４図に示
す。第４図（ａ）は紙面表から裏へ向かう電界Ｅ（11
a）を印加した状態、第４図（ｂ）は紙面裏から表へ向
かう電界（11b）を印加した状態の、強誘電性液晶分子
７の配列を示す。
このように、印加電界の向きにより、その領域の強誘
電性液晶分子７の配列は、第４図において、a,bで示す
位置に対して±θ傾いた２つの状態をとる。この特性を
複屈折効果またはゲストホスト効果と組合せれば、印加
電界の向きに応じて明暗、２状態をとることができる。
なお、便更上、以下では、強誘電性液晶素子に対し
て、前記２状態をとるのに十分な大きさの正極性の電圧
を印加したときに光を通すオン状態となり、負極性の電
圧を印加したときに光を遮断するオフ状態となるものと
して説明を進める。
さて、このような強誘電性液晶素子において、液晶層
の厚さを２μｍ程度に薄くしていくとすると、印加電界
に対するしきい値特性が生じ、いわゆるメモリー性と呼
ばれる特性が得られる。走査電極と信号電極から成る２
種類の電極の交差部で画素を形成するマトリクス構造電
極を有する電気光学変調素子において、このメモリー性
を利用すると、走査電極を順次選択し、選択された走査
電極上の画素にのみ、しきい値よりも十分大きな電界を
印加することにより、画素の状態を設定し、非選択の走
査電極上の画素には、しきい値よりも小さな電界を印加
することにより、設定された状態を保持するという時分
割駆動が可能となる。
一方、負の誘電率異方性を持つ強誘電性液晶分子に対
して、前述した自発分極に基づく応答が追随できないよ
うな交流電界を印加することにより、第３図に示すよう
に、液晶分子７をガラス基板２に平行にするような誘電
トルクを生じさせ、第４図に示したような、強誘電性液
晶分子７の配列状態を保持させうることが知られてい
る。この現象は、ACスタビライズと呼ばれ、原理的に液
晶層の厚さには依存しない。
すなわち、液晶層の厚い強誘電性液晶であっても、AC
スタビライズ効果によりメモリー性を持たせることがで
きる。従って、これを利用すれば製造の容易な液晶層の
厚い強誘電性液晶素子であっても、時分割駆動が可能と
なる。
そのような強誘電性液晶素子の駆動方法に関して、本
発明に近い公知例としては、例えば特開昭62−116925号
公報（従来例１）がある。この発明は、第５図に示すよ
うな駆動波形である。電気光学変調素子を時分割駆動す
るために、電気光学変調物質を目的の応答状態にする電
圧と、その応答状態を保持するための高周波交流電圧を
印加するものである。さらに、選択信号の供給前の初期
化信号を印加することにより、１回の走査を行なうごと
に必ず画素をオフ状態にする。
また、この他の公知例として、ナショナル テクニカ
ル レポート 第33巻 第１号（1987年、２月）第44項
から第50項（National Technical Report Vol.33,No.1,
Feb.1987,PP44〜50）（従来例２）がある。これは、第
６図に示すような駆動波形であり、非選択期間中にバイ
アス電圧の重畳していない完全対称交流電圧が印加され
るため、高コントラスト特性が得られる。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記の従来技術には、次のような問題点があ
る。
従来例１は、初期化を行なうために正負対称の電圧を
印加するが、このとき、その前半の電圧パルスによっ
て、電気光学変調素子は必ずオン状態となる。すなわ
ち、たとえ信号電極にオフ信号が印加され続けようとも
断続的にオン状態が生じてしまい、 として定義されるコントラストが低くなってしまう。ま
た非選択期間中には、高周波交流電圧には信号電極に印
加される電圧に対応した正負のバイアス電圧が重畳され
る。このバイアス電圧の影響はオン状態、オフ状態のど
ちらをも劣化させるように働いて、コントラストを低下
させる。このコントラストの低下を少なくするために大
きな高周波交流電圧を必要とする。この電圧はすべて走
査電極側から供給しなくてはならず、走査電極の印加電
圧が大きくなる。
従来例２は、従来例１のような、初期化に伴う不要な
電圧パルスがなく、また非選択期間中に正負対称の高周
波交流電圧を印加するのでコントラストは高く保てる。
しかし、実際に液晶に印加される正負対称の高周波交流
電圧の２倍の振幅の電圧を全ての信号電極に印加しなけ
ればならない。前述の文献においても液晶層厚み3.5μ
ｍの素子で±50Vの電圧を供給して駆動している。この
ため、特殊な高耐圧駆動回路を必要とし、回路が大型と
なり、消費電力が大きいという点でも問題があった。
本発明の目的は、前述した問題点を解決し、特に低駆
動電圧で高コントラストな電気光学変調素子の駆動方法
を提供し、また、それを用いて実現可能なプリンタを提
供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の電気光学変調装
置の駆動方法は、次の（１），（２）を実行するように
したものである。
（１）前記走査電極の選択期間中には、前記画素の設定
すべき状態に応じて、前記選択期間の前半と後半とで極
性の異なる直流電圧パルスを印加することにより前記画
素を第１の状態に設定するか、または、前記画素に前記
選択期間の前半と後半とで極性の異なる直流電圧パルス
の前半のパルスと同じ極性の直流電圧パルスを印加する
ことにより前記画素を他の状態に設定するかを行なう。
（２）前記直流電圧パルス印加後、前記画素に高周波交
流電圧を印加する。この高周波交流電圧は、バイアス電
圧が０かまたは一方の極性のバイアス電圧が重畳された
もので、他方の極性のバイアス電圧は、重畳されること
がないようにする。
すなわち、本発明は、直流バイアスを含まない高周波
交流電圧、または、少なくとも設定されている応答状態
一方を逆方向に応答させるように作用するバイアスを含
まない高周波交流電圧を、応答状態を設定するパルスを
印加した後に、電気光学変調物質に印加することによっ
て、前記目的を達成するものである。
これは、本発明の第１の特徴である。もっとも、この
特徴ならびに後述する特徴については、走査電極と信号
電極とを用いる場合に限らず、結果として、電気光学変
調物質に目的の駆動波形が印加されればよい。
ところで、本発明者は、前記第１の特徴点に関連し
て、特別の作用効果があることを見い出した。すなわ
ち、選択期間中に印加する直流電圧パルスは、電気光学
変調物質の画素部分を目的の状態にするためのものであ
るが、その直流電圧パルスの直後に高周波交流電圧、特
に、正負対称の高周波交流電圧を印加すれば、その電圧
により前記画素の応答が助けられるので、必ずしも先の
直流電圧パルスによって応答が完全に終了する必要はな
いことを見い出した。
本発明の第２の特徴は、この現象を利用して、選択期
間中に画素の状態を決めるために印加する直流電圧パル
スの幅が、その電圧パルスの大きさにおいて前記電気光
学変調物質を一方の状態から他方の状態に応答させるに
必要な電圧パルスの幅よりも小さくすることができるよ
うにしたことにある。
また、前記目的を達成するための本発明の第３の特徴
は、前記電圧を電気光学変調物質に印加するために、走
査電極と信号電極とを設け、その両方に、第７図，第８
図に示すような高周波電圧パルスを含む電圧を印加する
ようにしたことにある。
さらに、前記した他の目的を達成するための第４の特
徴は、電気光学変調素子を前記した本発明の駆動方法に
より駆動することにある。
前記した他の目的を達成するための第５の特徴は、前
記した本発明の駆動方法により駆動した電気光学変調素
子を用いた電気光学変調装置にある。
この電気光学変調装置のより具体的な態様を例示すれ
ば次の通りである。
すなわち、この装置は、印加電圧の極性に応じて異な
る光学状態をとる電気光学変調物質、および、該電気光
学変調物質に電圧を印加する一対の電極からなるセルを
１または２以上有する電気光学変調素子と、前記各素子
の一対の電極に印加する電圧を供給する駆動回路とを備
える電気光学変調装置である。
さらに、本発明は、このような電気光学変調装置にお
いて、電気光学変調素子の駆動に好適な駆動回路を提供
する。
この駆動回路は、現在の光学状態を保持すべき前記電
気光学変調素子の一対の電極に、略同一周波数で略逆位
相の高周波交流電圧を供給する手段と、目的の光学状態
を設定すべき前記電気光学変調素子の一対の電極に、周
波数、位相および振幅が略同一であって、該電気光学変
調素子を目的の光学状態に設定できる直流バイアス電圧
分の差がある高周波交流電圧を供給する手段とを備えて
構成される。
本発明において用いられる高周波交流電圧は、電気光
学変調物質が追随できない程度以上の周波数であればよ
い。また、複数種類の交流波形が用いられるが、それら
の周波数、位相、振幅等は、求められる条件に一致する
ことが好ましいが、厳密な精度を要求するものではな
い。
［作用］ 前記した本発明の駆動方法は、選択期間中に画素を目
的の状態にするための直流電圧パルスが印加された後
は、印加電圧の極性に対応する電気光学変調物質の応答
が追随できないような高周波の交流電圧を印加するもの
である。ここで、この高周波交流電圧とは、（１）正負
対称の高周波交流電圧か、または、（２）その高周波交
流電圧にバイアス電圧が重畳されるが、常に、一方の極
性のバイアス電圧だけが、しかも間欠的に重畳されるだ
けであるかである。従って、状態の変化は少なくてす
み、コントラストは高く保たれる。
この作用は、高周波交流電圧に重畳される可能性のあ
る前述したバイアス電圧について、それと同じ極性の直
流電圧が印加されたときに、電気光学変調素子が光を遮
断するオフ状態となるような特性を持つようにしておけ
ば、特に効果が大きい。
さらに、発明者は、「選択期間中に印加する直流電圧
パルスは、電気光学変調物質の画素部分を目的の状態に
するためのものであるが、その直後に、高周波交流電
圧、特に、正負対称の高周波交流電圧を印加すれば、必
ずしも先の直流電圧パルスによって応答が完全に終了す
る必要はないこと」を見い出した。この現象を第９図を
用いて説明する。
すなわち、第９図（ａ）のように、位置12bにあった
強誘電性液晶分子７に直流電圧パルス14を印加する。次
に、完全な応答ではなくとも、同図（ｂ）のように、少
なくとも位置12cを超えた状態にまで至った直後に、正
負対称の高周波交流電圧15を印加する。同図（ｂ）に示
すように、強誘電性液晶分子７が負の誘電異方性を持っ
ていれば、この交流電圧による誘電トルク16は、常に液
晶分子を印加電圧の方向に対して直角な状態、すなわ
ち、第２図および第３図のような素子構成であれば、常
に液晶分子をガラス基板２に平行な状態にするように働
く。結局、強誘電性液晶分子７は、同図（ｃ）に示すよ
うに、位置12aに至ることになり、応答が完了する。さ
らに、高周波交流電圧15を印加し続ければ、その状態を
安定化させることができる。
また、走査電極と信号電極の両方に高周波電圧パルス
を印加し、さらに、第７図（ａ），（ｂ）のように両電
極間で高周波電圧パルスの位相が逆となるようにしてお
けば、両電極間の電気光学変調物質に、第７図（ｃ）の
ように、両電極に印加した電圧パルスの和（V1＋V2）の
大きさの高周波交流電圧を印加することができる。従っ
て、実質的に両電極への印加電圧を低くすることができ
る。
また、第８図（ａ），（ｂ）に示すように、信号電極
に印加する高周波電圧パルスと選択期間中に走査電極に
印加する高周波電圧パルスとが、同位相、同振幅で直流
バイアス電圧VDCの分だけ異なっているような高周波電
圧パルスにすれば、第８図（ｃ）に示すような直流電圧
パルスVDCを印加することができる。これは、両電極間
の電気光学変調物質を一方の状態から他方の状態に変化
させるために使える。
さらに、上述した本駆動方法を用いることにより高コ
ントラスト特性と低電圧駆動という相反する困難な課題
を克服して両立させることができる。従って、低消費電
力で駆動回路が小型の電気光学変調素子およびそれを用
いた電気光学変調装置が実現できる。
［実施例］ 次に、本発明の実施例について説明する。以下の実施
例は、電気光学変調素子およびその駆動方法ならびに装
置に係る発明の実施例と、これに関連する発明の実施例
とを含むものである。
（実施例１） 本発明の好ましい電気光学変調物質として、負の誘電
異方性を持つ強誘電性液晶がある。発明者が使用した強
誘電性液晶は、誘電異方性Δε＝−３のものである。第
10図は本実施例の駆動方法を用いて駆動する前記強誘電
性液晶を用いた電気光学変調素子の電極構成図で、プリ
ンタ用光スイッチアレイとして機能する。
本実施例の電気光学変調素子の電極は、複数の走査電
極16と多数の信号電極15とから成り、その交差部に画素
17がある。画素17の部分は透明電極であり、その他の電
極部はクロム電極である。この素子の断面は、第２図に
示すものと同様な構造になっており、２枚の偏光板を使
う複屈折型の液晶素子を構成している。この強誘電性液
晶素子36は、第11図に示すような駆動装置、すなわち、
走査電極駆動回路18と信号電極駆動回路19とにより駆動
する。
本実施例の駆動方法を実現する駆動波形例を第１図に
示す。
第１図に示す駆動波形は、位相がπ異なる第1,第２の
高周波交流電圧と、極性が異なる２種の直流電圧とを組
み合わせて形成される。ここで、位相差は、正確にπで
なくともよい。また、第２の高周波交流電圧は、第１の
高周波交流電圧の２倍の振幅を持つ。この振幅の比につ
いても、正確に２倍でなくともよい。
ここで、第1,第２の高周波交流電圧は、好ましくは方
形波の繰り返しパルスを用いるが、これに限定されな
い。また、前記直流電圧についても、方形波パルスを用
いることが好ましいが、これに限定されない。本実施例
においては、いずれも方形波を用いている。
なお、本明細書において、高周波とは、電気光学変調
物質である強誘電液晶が応答状態の変化を引き起こさ
ず、ACスタビライズ効果を発揮できる周波数であればよ
い。
前記走査電極16には、選択期間および非選択期間の２
モードがあり、信号電極15には、オン、オフの２モード
があって、これらが組み合わされて、第１図に示す４つ
のパターンの駆動波形が構成される。
走査電極16の選択期間は、前記第１の高周波交流電圧
に、選択期間の前半と後半とで極性の異なる直流電圧パ
ルスを重畳したものが印加される。すなわち、選択期間
の前半に負極性の高周波交流電圧（パルス高さ−2Vo）
が印加され、後半に正極性の高周波交流電圧（パルス高
さ2Vo）が印加される。
走査電極16の非選択期間は、前記第２の高周波交流電
圧（振幅2Vo）が印加される。
一方、信号電極15のオン時は、前記第１の高周波交流
電圧（振幅Vo）が印加される。
また、信号電極15のオフ時は、そのオフ信号印加期間
の前半に前記第１の高周波交流電圧（振幅Vo）が印加さ
れ、後半にパルス高さVoの正極性の直流電圧が印加され
る。
このような波形の電圧が各電極15,16に、目的とする
組み合わせで印加されると、対応する画素では、第１図
に示すように、次のような４パターンの電圧に印加され
る。
走査電極16の選択期間に信号電極15がオンになった
画素には、交流分が打ち消されて、期間の前半がパルス
高さ−Voの負極性直流電圧、後半がパルス高さVoの正極
性直流電圧が印加される。
走査電極16の選択期間に信号電極15がオフになった
画素では、前半は、交流分が打ち消されてパルス高さ−
Voの直流電圧が印加され、後半は、直流分が打ち消され
て振幅Voの第１の高周波交流電圧が印加される。
走査電極16の非選択期間に信号電極15がオンになっ
た画素では、位相が反転した関係にある第1,第２の高周
波交流電圧が加算されて、振幅3Voの高周波交流電圧が
印加される。
走査電極16の非選択期間に信号電極15がオフになっ
た画素では、期間の前半は、前記の場合と同様に振幅
3Voの高周波交流電圧が印加され、後半は、第２の高周
波交流電圧（振幅2Vo）のレベルを直流電圧Vo分負極性
側にシフトした電圧が印加される。
これにより、走査電極16には、常に高周波のパルス電
圧が、そして、信号電極15には、高周波電圧パルスと直
流電圧パルスから成る電圧パルスが印加される。強誘電
性液晶には、非選択期間中は、ほとんどの場合、両電極
に印加した高周波電圧パルスよりも振幅の大きな±3Vo
の高周波交流電圧が印加される。そして、信号電極にオ
フ信号が印加されたときに限り、−Voのバイアス電圧が
印加される。このため、少なくともオフ状態は、ほぼ完
全に維持され、高コントラスト特性が得られる。
この駆動波形を作るために用いる走査電極駆動回路18
は、その一例を第12図に示すように、シフトレジスタ20
と電圧出力回路21とを有して構成されている。
シフトレジスタ20は、シリアルイン・パラレルアウト
のレジスタで、走査電極16の本数に対応する選択制御信
号（１〜４）23a〜23dを出力する出力端子を有し、クロ
ック信号が入力するごとに走査電極データ信号を取り込
むと共に、取り込まれたデータを順次シフトする。
電圧出力回路21は、出力電圧供給端子22に与えられた
４つの電圧Va,Vb,Vc,Vdから、第13図に示すように、シ
フトレジスタ20からの選択制御信号23a,23b,23c,23d
と、交流化信号１および交流化信号２との値に応じて、
１つを選択して、出力電圧24として出力する。このよう
な特性を持つ電圧出力回路21は、例えば、第28図のよう
な構成で実現できる。
第28図に示す回路は、選択制御信号（１〜４）23a〜2
3dの各々に同一構成のものが設けられる。ここでは、そ
の１つとして、選択制御信号23aおよび出力電圧24aにつ
いての回路を示す。
選択制御信号23aは、インバータ101、アンドゲート10
4および105に接続される。アンドゲート105の他の入力
には交流化信号１がそのまま接続され、また、アンドゲ
ート104の他の入力には交流化信号１がインバータ103を
介して接続される。また、前記インバータ101の出力
は、アンドゲート106および107に入力される。アンドゲ
ート104の出力は、アンドゲート108および109に入力さ
れ、かつ、アンドゲート105の出力は、アンドゲート110
および111に入力される。
これらのアンドゲートのうち、106,108および110の他
の入力には、交流化信号２がインバータ103を介して接
続される。また、アンドゲート107,109および111の他の
入力には、交流化信号２がそのまま入力される。前記各
アンドゲート106〜111の出力は、それぞれ対応するアナ
ログスイッチ112〜118のゲート端子に接続される。
アナログスイッチ112および118の入力端子には出力電
圧供給端子22のVaが、アナログスイッチ113および114の
入力端子には出力電圧供給端子22のVdが、アナログスイ
ッチ115には出力電圧供給端子22のVbが、また、アナロ
グスイッチ116の入力端子には出力電圧供給端子Vcが各
々接続される。そして、これらのアナログスイッチ112
〜118の出力は、出力電圧24aとして出力される。
なお、このアナログスイッチ111〜118は、例えば、MO
Sトランジスタから構成されるアナログスイッチであ
る。
次に、信号電極駆動回路19は、第15図に示すように、
シフトレジスタ25、ラッチ回路26および電圧出力回路27
から構成されている。
シフトレジスタ25は、クロック信号により信号電極デ
ータ信号をシリアルに取り込み、信号電極15の本数に対
応する出力端子にパラレルに出力するシリアルイン・パ
ラレルアウトのレジスタにて構成される。
ラッチ回路26は、パラレルイン・パラレルアウトの構
成を有し、ラッチ信号の入力により、レジスタ25の出力
を取り込んで一時保持し、データ信号28として出力す
る。
電圧出力回路27は、出力電圧供給端子に与えられた４
つの電圧Ve,Vf,Vg,Vhから、第16図に示すように、ラッ
チ回路26からのデータ信号28と交流化信号31との値に応
じて、１つを選択して、出力電圧29として出力する。こ
のような特性を持つ電圧出力回路27は、例えば、第29図
のような構成で実現できる。
第29図に示す回路は、データ信号28の各々に同一構成
のものが設けられる。ここでは、１つのデータ信号分に
ついての構成を示す。
データ信号28は、インバータ201と、アンドゲート205
および206とに入力される。また、インバータ201の出力
は、アンドゲート203および204に入力される。
前記アンドゲート205および206の他の入力には、交流
化信号１がそのまま接続される。また、アンドゲート20
3および204の他の入力には、交流化信号１がインバータ
202を介して接続される。これらのアンドゲート203〜20
6の出力は、各々対応するアナログスイッチ207〜210の
ゲートに入力される。
アナログスイッチ207〜210の入力端子には、出力電圧
供給端子30のVh〜Veが対応して入力される。そして、ア
ナログスイッチ207〜210の出力は、各々出力電圧29とし
て出力される。
なお、前記アナログスイッチ207〜210は、各々、例え
ば、MOSトランジスタにて構成される。
次に、本実施例の作用について説明する。
まず、前記走査電極駆動回路18により、走査電極16の
駆動を行なう場合について説明する。
シフトレジスタ20に、周期信号である走査電極データ
信号を入力すると共に、クロック信号を入力して、第13
図に示すように、クロック信号の立ち下りで走査電極デ
ータ信号を取り込む。そして、取り込んだデータをクロ
ック信号のタイミングで順次シフトする。この結果、選
択制御信号１〜４に、走査電極データ信号が順次現われ
ることになる。
このシフトレジスタ20からの選択制御信号23a〜23dの
各々について、該信号をゲート信号として、交流化信号
１および／または２を選択出力し、この交流化信号をゲ
ート信号として、出力電圧供給端子22の各端子に供給さ
れるVa〜Vdを選択的に交流化して、出力電圧24a（24b,2
4c,24d）として出力する。すなわち、この出力電圧24a
（24b,24c,24d）は、第13図の表に示すように、選択制
御信号、交流化信号１、交流化信号２および出力電圧Va
〜Vdとの組み合わせによって得られる。
そこで、４つの出力電圧供給端子22に、Va＝2Vo、Vb
＝Vc＝０、Vd＝−2Voの電圧を与え、第14図の走査電極
駆動回路タイミングチャートに示すような各信号を与え
れば、第１図に示した走査電極印加電圧を作ることがで
きる。
ここで、第１の高周波交流電圧と第２の高周波交流電
圧とは、交流化信号２をインバータ103を用いて反転す
ることにより位相を異ならしめて形成される。また、走
査電極の選択時の波形は、さらに交流化信号１を用いて
形成される。
次に、信号電極駆動回路19により、信号電極15の駆動
を行なう場合について説明する。
シフトレジスタ25に、信号電極データをクロック信号
により取り込みつつ、これを順次シフトする。そして、
全信号電極15についてのデータを取り込むと、ラッチ信
号により、該シフトレジスタの全データがパラレルにラ
ッチ回路26に取り込まれる。
このラッチ回路26からのデータ信号28は、電圧出力回
路27において、各々、交流化信号２と組み合わされ、出
力電圧供給端子30の各電圧Ve〜Vhを交流化し、または、
直流パルス化する。
ここで、４つの出力電圧供給端子30に、Ve＝Vf＝Vg＝
Vo、Vh＝−Voの電圧を与え、オン信号のためには第17図
（ａ）、オフ信号のためには第17図（ｂ）に示すような
データ信号28と一定の交流化信号31を与えれば、第１図
のような信号電極印加電圧を作ることができる。
すなわち、前記アナログスイッチ207および208では、
データ信号が“0"のとき、インバータ202で位相が反転
されている交流化信号と、反転されていない交流化信号
２とが交互にゲート信号となって、極性の異なるVhとVf
を交互に出力させるため、第17図（ａ）および第17図
（ｂ）の交流出力電圧が得られる。また、前記アナログ
スイッチ209および210では、データ信号が“1"の場合
に、インバータ202で位相が反転されている交流化信号
と、反転されていない交流化信号２とが交互にゲート信
号となって、極性の等しいVgとVeとを交互に出力させる
ため、第17図（ｂ）の直流出力電圧が得られる。
前記のようにして得られた走査電極の印加電圧と信号
電極の印加電圧とを組み合わせることにより、前述した
第１図の各駆動波形が得られ、各画素がこれに従って応
答したり、その状態を保持したりする。
両電極駆動回路の出力電圧供給端子に前記以外の電圧
を供給してやることにより、第１図の駆動電圧波形を変
化させることができる。
さて、この第１図に示した駆動波形により、時分割数
４、１走査周期1.2ms、１選択期間0.3ms、液晶層厚み５
μｍおよび周波数20〜25KHzの高周波交流電圧印加の条
件で、時分割駆動を行なったところ、Vo＝10〜15Vで、
コントラスト30以上の特性を得た。ここで、選択期間中
に液晶に印加される直流電圧パルス±Voが±10Vの場
合、それ単独では液晶の光学応答状態を変化させるのに
十分な値ではないが、その直後のバイアス電圧０の高周
波交流電圧印加中に完全な応答状態に達することができ
る。
なお、本実施例および後の実施例も含めて、選択期間
中に、液晶に印加される直流電圧パルスが、それ単独で
該液晶の応答状態を変化させるに十分な値を持つものを
用いてもよいことはいうまでもない。この場合、該直流
電圧パルス印加後に、高周波交流電圧が印加されると、
変化した応答状態を確実に保持できる。
従来の駆動方法では、直流電圧パルス印加後、反対極
性の直流電圧が印加されることがあったが、本発明で
は、本実施例および他の実施例においても、高周波交流
電圧のスタビライズ作用が発揮される前に反対極性の直
流電圧が印加されることはない。
また、本発明では、非選択期間に必ず高周波交流電圧
が印加されるので、前記のACスタビライズ効果を期待で
きる。特に、本実施例１では、オン・オフ共に、応答状
態を決定する直流パルス印加後、直ちに高周波交流電圧
を印加する構成となっているので、ACスタビライズ効果
が顕著に現われる。
ところで、本実施例および後の他の実施例において、
選択期間の前半と後半とは、好ましくは等しい長さとす
るが、等しくなくてもよい。
また、使用する高周波交流電圧の周波数も、前記例示
したものに限らず、電気光学変調素子の各画素を構成す
るセルの構造、電気光学変調物質の種類によって適宜選
定することができる。
次に、温度特性を改善した実施例について説明する。
強誘導性液晶の印加電界の向きに応じた応答に要する
時間は、温度の影響を強く受け、第18図に示すように、
強誘電性を示す温度範囲内で温度が高いほど応答は速く
なる。このため、素子温度が上昇すると、高周波交流電
圧の各パルスに対して応答してしまったり、逆に、素子
温度が低すぎると、選択期間中の直流電圧パルスに対し
て応答しなくなったりする。
これに対して、一定の電気光学特性を発揮させるため
の１つの方法としては、強誘電性液晶素子36の温度を駆
動期間中一定にしておく方法がある。これは、第19図に
示すように、強誘電性液晶素子の温度検知部32と、検知
部32からの信号に応じて、ヒーター33または冷却装置34
を制御する温度制御回路35とを用いることによって可能
となる。同様な効果を得るこの他の手法としては、強誘
電性液晶素子36の温度に応じて駆動電圧の大きさを変え
たり、電圧パルスの幅を変えること等がある。
本実施例で用いた強誘電性液晶は、誘電異方性Δε＝
−３であったが、高周波交流電圧印加時に発生する誘電
トルクは、この値が大きいほど大きくなる。しかし、発
明者の経験では、この誘電異方性Δεの大きな強誘電性
液晶ほど印加電界の向きに応じた応答が遅い傾向がある
ことが分かっている。このため、誘電異方性Δεの値が
−４から−２の強誘電性液晶を用いることで良好な駆動
特性を得ることができた。
なお、本発明の駆動方法における前述した第1,第2,第
３の特徴を有する駆動波形は、第１図に示す波形に限る
ものではなく、この他にも類似の駆動波形として、例え
ば、第21図，第22図または第23図に示す波形のようなも
のがある。
第21図の駆動波形は、走査電極と信号電極に印加する
高周波電圧パルスの位相がすべて等しい場合である。
第22図の駆動波形は、選択期間中の走査電極印加電圧
とオン状態設定のための信号電極印加電圧が、選択期間
の前半と後半とで逆位相の高周波電圧パルスとなってい
る場合である。
第23図の駆動波形は、オフ状態設定のための信号電極
印加電圧が４つの電圧レベルからなっており、このとき
画素には選択期間の後半に、第１図，第21図，第22図に
おけるよりも大きな±2Voの高周波交流電圧が印加され
るため、−Voによる画素の応答を助ける効果が大きい。
（実施例２） 本発明の駆動方法における第1,第2,第３の特徴を有す
る駆動方法を実施するための他の駆動波形としては、例
えば、第24図のようなものがある。なお、本実施例およ
び以下の実施例３〜５についても、駆動の対象となる電
気光学変調素子は、前記実施例１のものと同じである。
また、駆動装置についても、基本的には同様の構成のも
のを用いることができる。さらに、波形が形成される作
用についても、基本的な考え方は同じである。従って、
以下の駆動方法の実施例については、波形の特徴点につ
いてのみ述べる。他の事項については、前記実施例１に
ついての説明を参照されたい。
本実施例は、信号電極のオフ時の印加電圧の波形が、
前記第１図に示すものと相違する。他の波形について
は、前記第１図に示すものと同じである。従って、相違
点のみ説明する。
本実施例の信号電極のオフ時印加電圧は、その期間の
前半の波形は、前記第１図に示すものと同様に、振幅Vo
の高周波交流電圧である。一方、後半は、該前半の高周
波交流電圧に±Voの直流電圧パルスをバイアスとして重
畳して、該高周波交流電圧を正極側にシフトさせた波形
となっている。従って、この駆動波形においては、全電
極に常に高周波電圧パルスが印加されていることにな
る。
この実施例では、信号電極オン時の印加電圧は、前記
第１実施例のものと同じであるが、オフ時は、これと異
なっている。すなわち、選択期間の前半にあっては、走
査電極16の印加電圧と信号電極15の印加電圧とが、交流
分を打ち消しあって、直流電圧パルスを形成する。ま
た、後半にあっては、走査電極16の印加電圧と信号電極
15の印加電圧とが同位相、同極性であるため、直流分も
含めて打ち消しあって、画素への印加電圧が０となる。
これに対し、オフ時の非選択期間の前半は、前記第１
図に示すオフ時の非選択期間の前半と同一の波形とな
り、後半は、この波形直流電圧が重畳されて負極側にVo
シフトした波形となっている。
従って、この駆動波形においては、非選択期間中に印
加される高周波交流電圧の振幅が、常に、3Voと大き
く、高コントラスト特性が得られる。
（実施例３） 本発明の駆動方法における第１の特徴を有する駆動方
法を実施するための駆動波形としては、例えば、第25図
のようなものがある。画素の状態を保持するために、非
選択期間中に画素に印加する高周波交流電圧の大きさ
は、走査電極に印加する電圧に等しい。
（実施例４） 本発明の駆動方法における第２の特徴を有する駆動方
法を実施するための他の駆動波形としては、例えば、第
26図のようなものがある。この駆動波形では、＋（1/
2）Voと−（1/2）Voのバイアスが非選択期間中の高周波
交流電圧に断続的に重畳される。
（実施例５） 本発明の駆動方法における第３の特徴を有する駆動方
法を実施するための他の駆動波形としては、例えば第27
図のようなものがある。この駆動波形においては、全電
極に常に高周波電圧パルスが印加されている。
上記実施例においては、本発明の駆動方法により駆動
する電気光学変調物質として強誘電性液晶を用いたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、印加電界の向
きに応じて光学状態が変化し、かつ高周波交流電圧を印
加することによりその状態が保持されるものであればよ
い。
さらに、ここで述べた高周波交流電圧は、必ずしも電
気光学変調素子の動作期間を通して単一の周波数である
必要はない。
以上では、電気光学変調素子の駆動方法および装置の
各種実施例について、プリンタ用光スイッチアレイに適
用する場合を例として説明したが、本発明の用途は、こ
れに限定されるものではない。例えば、光スイッチアレ
イを表示素子とすれば、ディスプレイが構成できる。ま
た、露光制御装置に用いて、光プリンタを構成できる。
さらに、光論理素子等も構成できる。
以下、本発明の応用例について、説明する。
まず、上記強誘電性液晶素子からなる光スイッチアレ
イをプリンタに応用した一実施例について説明する。
第20図に本実施例の構成の概要を示す。
本実施例は、光スイッチアレイにより光の透過を画素
単位に制御する露光装置を備えることを特徴とする電子
写真方式のプリンタである。
前記露光装置は、静電潜像を形成する感光体39上に、
結像レンズ38、強誘電性液晶素子36および光源37を順に
配置して構成される。強誘電性液晶素子36は、例えば、
前述した第11図に示すような駆動回路と接続して、光ス
イッチとして機能する電気光学変調装置を構成する。こ
の電気光学変調装置を用いることにより、光源37からの
光を、画素ごとにスイッチングし、結像レンズ38を通し
て感光体39の上に結像させ、信号電極に印加した信号に
応じた静電潜像を形成することができる。
一般のプリントでは、トナー等による画像部の面積の
方が、トナー等が乗らず被プリント物質の紙等が地のま
まである非画像部の面積よりも小さい。従って、電子写
真プロセスの現像方式に応じて偏光板を調整し、印加電
圧の極性と光透過状態との関係を調節すれば、強誘電性
液晶素子の長期信頼性を向上させるために効果がある。
すなわち、非露光部が画像領域となる正規現像方式の場
合は、信号電極に、第１図のオフ信号を印加したときに
光を遮断するように、また、露光部が画像領域となる反
転現像方式の場合は、信号電極に、第１図のオフ信号を
印加したときに光を透過するようにすれば、オフ信号の
印加されることが少ない。また、正負対称の電圧が印加
されることが多くなり、強誘電性液晶素子の長期信頼性
を向上させるために効果がある。
なお、この目的のためには、強誘電性液晶素子が動作
していない期間に全部の走査電極と信号電極を実質的に
短絡することも効果がある。
次に、本発明を応用した光論理素子の一実施例につい
て説明する。
第32図に示す実施例の光論理素子は、２つの液晶素子
49aおよび49b、互いに偏光軸の直交した偏光板48aおよ
び48bを用いて構成される。すなわち、この光論理素子
は、偏光板48a、液晶素子49a、偏光板48b、液晶素子49b
および偏光板48aを、光軸上にこの順で直列に配置し、
前記液晶素子49a,49bを駆動する液晶素子駆動回路50aお
よび50bを有して構成される。
ここで、用いている液晶素子49a,49bは、論理ゲート
を構成する要素であって、第30図に示すように、走査電
極41と信号電極42とを格子状に配置した平面構造を有す
る。また、これらの素子は、第32図に示すように、走査
電極41および配向膜43を設けたガラス基板44と、信号電
極42および配向膜43を設けたガラス基板44とにより、強
誘電性液晶45を挟んだ立体構造を有する。
ここで、走査電極41と信号電極42は、どちらも透明電
極であり、この両電極の交差部が光信号を制御する画素
43となる。それ以外の電極がない領域や片方の電極しか
ない領域は、光を制御できない。そこでこれらの非画素
部は、遮光マスク46で覆っておくことが好ましい。
第32図に示す光論理素子では、レーザー光などのコヒ
ーレント光47が、液晶素子駆動回路50aにより画素の状
態が設定されている液晶素子49aによって各画素の状態
に応じた明暗２状態の光信号となり、さらに、液晶素子
駆動回路50bにより画素の状態が設定されている液晶素
子49bにより制御が加えられる。
この様子を、第34図に示す。すなわち、液晶素子49a
と49bの画素がともに明状態だったときにのみ、出力は
明状態となる。従って、明状態を１、暗状態を０と対応
させると、第32図の光論理素子は、AND素子として機能
することになる。
また、第31図に示した構成の２つの液晶素子49a,49b
と、互いに偏光軸の直交した偏光板48a,48bとを、第33
図のように配置して、他の光論理素子を構成することが
できる。すなわち、本実施例は、液晶素子49aおよび49b
を並列に配置し、２枚のスプリッタ52と、２枚の反射板
53とを用いてコヒーレント光47を分割して各液晶素子49
aと49bを透過させると共に、再び合成して出力する構成
となっている。
この例では、レーザー光などのコヒーレント光47が、
偏光板48aを通った後、ビームスプリッタ52により２方
向に分けられ、それぞれ、液晶素子駆動回路50aにより
各画素の状態が設定された液晶素子49aと、液晶素子駆
動回路50bにより各画素の状態が設定された液晶素子49b
によって、各画素の状態に応じた明暗２状態の光信号と
なる。その後、反射板53とビームスプリッタ52により両
液晶素子49a,49bからの光信号から出力51が得られる。
この様子を第35図に示す。すなわち、液晶素子49aの
画素と49bの画素が共に暗状態のときにのみ出力は暗状
態となる。従って、明状態を１、暗状態を０と対応させ
ると、第33図の光論理素子はOR素子として機能すること
になる。
ただし、明暗状態と0,1の対応を逆にし、明状態を
０、暗状態を１とすると、第32図の場合はOR素子、第33
図の場合はAND素子となる。
なお、このような光論理素子としての液晶素子の駆動
波形としては、第１図、および、第21図から第27図に示
す波形を用いることができる。この場合、状態を書き換
える必要のある画素のみ状態設定の電圧を印加すればよ
い。従って、状態を書き換える必要のある画素が存在す
る走査電極にのみ選択期間用の波形を加え、他の走査電
極には非選択期間用の波形を印加し続ければよく、必ず
しも全走査電極に順次選択期間用の波形を印加する必要
はない。
なお、上記光論理素子の例では、いずれも液晶素子を
２個用いた例であるが、３個以上用いて構成することが
できることは勿論である。
さらに、本発明による電気光学変調装置としては、上
記ディスプレイを用いたパーソナルコンピュータ、ワー
ドプロセッサ等の情報入出力機器や、上記光論理素子を
用いた光コンピュータ等がある。
以上説明した実施例では、マトリクス構造の電極を有
し、これを信号電極および走査電極として用いる構成と
なっているが、電極の使用態様は、これに限られない。
また、本発明は、電極の称呼によって限定されるもので
はなく、例えば、行電極および列電極、第１および第２
電極等のように適宜の称呼がその使用態様に合わせて選
択できる。
勿論、本発明は、マトリクス構造の電極を有するもの
に限られることなく、種々の構造の電極を有するものに
適用できる。
また、前述した各実施例における駆動波形は、OVを中
心として極性を規定しているが、このOVの位置は、絶対
的なものではなく、使用する電源装置等の事情により、
適宜設定できる。例えば、−2Voの位置を電位OVとして
もよい。要するに、電気光学変調物質に、目的の極性に
より直流電圧および高周波交流電圧が印加されればよ
い。
さらに、本発明は、走査電極と信号電極との間に中間
電極を配置する構造とすることもでき、これによって、
例えば、階調制御を行なうことが考えられる。
（その他の実施例） 実施例１で述べたように、本発明の駆動方法のうち、
第１の特徴を有する駆動方法は、印加電圧の積分値が一
方の極性に片寄るが、この片寄りを小さくすることは電
気光学変調物質の信頼性向上のために有効である。これ
を効率的に行なうためには、電気光学変調素子が、電気
光学変調物質に一定の電圧を印加したときの応答が、光
を透過する状態か、遮断する状態かを、任意に選択でき
るような特性を持っていればよい。これは、例えば、第
２図に示した強誘電性液晶素子における偏光板１が、そ
の偏光方向を任意に制御できるような特性を持っていれ
ば実現できる。この種の偏光板としては、偏光面を回転
させる旋光性を有し、その旋光性が外部から制御できる
ものであればよく、例えば、ファラデー効果を示す磁性
ガーネット薄膜や、ツイストネマチック液晶などがあ
る。
このような特性の偏光板を用いることにより、次のよ
うな駆動方法が可能となる。
（その他の実施例 その１） プリンタ用光スイッチアレイであれば、紙１枚分のプ
リントデータ、ディスプレイであれば１画面分のデータ
を、そのプリントまたは表示前に１度メモリにいれ、そ
のデータに対応して全画素がとるべき状態のうち画素数
が少ない方の光学状態を検出し、この検出結果に応じ
て、オンオフの駆動波形を設定する。すなわち、本発明
の駆動方法のうち第１の特徴を有する駆動方法において
は、信号電極のオフ時に高周波交流電圧に重畳されるこ
とのあるバイアス電圧の極性と同じ極性の直流電圧パル
スによって、前記画素数の少ない方の光学状態をとるよ
うにする。この手法により、電気光学変調物質への印加
電圧の極性の片寄りを小さくすることができる。
前記画素数の少ない方の光学状態を判定するために
は、具体的には、第36図のような判定回路を用いればよ
い。次に、この判定回路の一実施例について述べる。
この判定回路は、１ページプリントデータ数の1/2の
値Ｎを後述するカウントダウン回路55に初期値として設
定するＮ設定スイッチ54と、データ信号をカウントクロ
ック信号として前記設定された初期値からカウントダウ
ンするカウントダウン回路55とを有して構成される。ま
た、前記カウントダウン回路55へのデータ入力には、該
カウントダウン回路55のボロー信号とデータ信号との論
理積をとるアンドゲート回路56が接続してある。
次に、強誘電性液晶を用いたプリント用光スイッチア
レイの場合を例として、本実施例の判定回路の作用につ
いて説明する。
まず、前記Ｎ値を、Ｎ設定スイッチ54によりカウント
ダウン回路55に初期値として設定する。
次に、このカウントダウン回路55に、データ信号をカ
ウントクロック信号として入力させ、初期値からカウン
トダウンしてゆく。ここで使うデータ信号は、光スイッ
チアレイの画素を光透過の状態にするためのオン信号と
して第17図（ａ）中のデータ信号を、光スイッチアレイ
の画素を光遮断の状態にするオフ信号として第17図
（ｂ）中のデータ信号を用いる。従って、オフ信号が入
力するたびにカウントダウンがおこなわれてゆき、オフ
信号の数がＮに達すると、ボロー信号が出力（ロウレベ
ル）される。
このタイミングチャートを第37図に示す。ボロー信号
がロウレベルになると、データ信号中のオフ信号のカウ
ントは、停止され、次のページのデータ入力が開始され
るまで再開されない。この制御は、第37図に示すよう
に、ロード信号により行うものとする。
以上の機能を有する回路を用いれば、ボロー信号の出
力レベルにより、１ページ分のデータ中に、オン信号と
オフ信号のどちらの数が多かったかを判定することがで
きる。
すなわち、ボロー信号が１ページ分のデータ入力後、
ハイレベルであれば、オン信号の方が多いことを示す。
従って、オン信号が信号電極に印加される時には、正負
対称の電圧が強誘電性液晶に印加されるようにする。す
なわち、第２図に示す強誘電性液晶に正極性の電圧を印
加したときに光透過状態となるように、偏光板の偏光特
性を調整し、第１図に示すようなオン信号電圧、オフ信
号電圧を信号電極に印加する。
また、ボロー信号が１ページ分のデータ入力後、ロウ
レベルであれば、オン信号とオフ信号の数が等しいかま
たはオフ信号の方が多いことを示す。従って、オフ信号
が信号電極に印加される時には正負対称の電圧が強誘電
性液晶に印加されるようにする。すなわち、第２図に示
す強誘電性液晶に負極性の電圧を印加したときに光透過
状態となるように、偏光板の偏光特性を調整し、第１図
に示す信号電極印加電圧のオン信号電圧とオフ信号電圧
とを取替えた電圧波形を信号電極に印加する。
以上の操作を行えば、強誘電性液晶に正負非対称の電
圧が印加されることを、最小限にすることができる。
（その他の実施例 その２） プリンタ用光スイッチアレイであれば、紙１枚分のプ
リントを行なうごとに、ディスプレイであれば１画面分
のデータを表示するごとに、電気光学変調物質への印加
電圧の極性と、その時の電気光学変調装置の光学状態と
の関係を逆にする。すなわち、例えばディスプレイにお
いては、１走査期間中は正極性の電圧を印加したときに
光を透過する状態とし、次の１走査期間中は正極性の電
圧を印加したときに光を遮断する状態となるようにす
る。この手法により、電気光学変調物質への印加電圧の
極性の片寄りを小さくすることができる。
前述した実施例は、例えば、光プリンタについていえ
ば、光スイッチアレイを光が透過したとき（オン状態
時）に、白い画像となる正規現像の場合を想定してい
る。一方、本発明は、これとは明暗の態様が逆になるも
のにも適用できる。前記光プリンタについていえば、光
が照射された部分が黒い画像となる反転現像の場合があ
る。
これは、有彩色のプリントを行う場合も同様である。
すなわち、白黒も含めて色と表現することとすれば、被
プリント物質の色と、これと異なる色とにより、画像を
構成する場合に、光が照射された部分に、被プリント物
質の色により目的の像を形成する場合と、光が照射され
た部分に、被プリント物質の色と異なる色により目的の
像を形成する場合との、両者がある。
なお、前述したコントラストの定義は、光スイッチア
レイの透過光の明暗パターンのコントラストを想定した
ものである。これに対して、透過光の明暗を反転して最
終パターンを形成する場合があり、この場合には、定義
の解釈を最終パターンに合わせる必要がある。例えば、
前述した反転現像タイプの光プリンタでは、最終的に得
られるプリント画像のコントラストに合わせて前記定義
を解釈することになる。
［発明の効果］ 以上説明した本発明によれば、次の効果が得られる。
（１）電気光学変調素子の画素の状態を保持するために
印加する高周波交流電圧が正負対称であるか、または、
バイアス電圧が重畳されても、コントラストを悪化させ
ることが少ない光学状態をとることに用いられる直流電
圧と常に同一の極性であり、かつ、断続的であるため、
低電圧で高コントラスト特性が得られる。
（２）選択期間中に電気光学変調素子の画素の状態を決
めるために印加する直流電圧パルスの高さを小さくでき
るので、低電圧で高コントラスト特性が得られる。
（３）走査電極と信号電極との両方に高周波電圧パルス
を印加するため、電気光学変調素子の画素の状態を保持
するために印加する高周波交流電圧を、走査電極と信号
電極とにそれぞれ印加する高周波電圧パルスよりも大き
くすることができるので、低電圧で高コントラスト特性
が得られる。
また、本発明によれば、次の効果も得られる。
（１）上記の本発明の駆動方法を用いることにより、低
消費電力で高コントラスト特性の電気光学変調素子が得
られる。
（２）上記の本発明の電気光学変調素子を用いることに
より、低消費電力で高コントラスト特性の電気光学変調
装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の駆動方法の第１実施例に用いる駆動電
圧波形を示す説明図、第２図は強誘電性液晶素子の構造
を示す断面図、第３図および第４図は各々強誘電性液晶
の電界に対する応答を説明するための説明図、第５図お
よび第６図は従来の駆動方法に用いられる駆動波形を示
す説明図、第７図および第８図は本発明の第１実施例の
駆動方法を説明するための波形図、第９図は本発明の駆
動方法の作用を説明するための説明図、第10図は本発明
の電気光学変調素子の一実施例の構成を示す平面図、第
11図は前記素子に駆動回路を設けた電気光学変調装置の
一実施例の構成を示すブロック図、第12図は前記駆動回
路を構成する走査電極駆動回路の一例を示すブロック
図、第13図は前記走査電極駆動回路における出力電圧の
パターンを設定する例を示す表、第14図は前記走査電極
駆動回路の動作を示すタイムチャート、第15図は前記駆
動回路を構成する信号電極駆動回路の一例を示すブロッ
ク図、第16図は前記信号電極駆動回路における出力電圧
のパターンを設定する例を示す表、第17図は前記信号電
極駆動回路の動作を示すタイムチャート、第18図は強誘
電液晶の温度特性を示すグラフ、第19図は強誘電液晶の
温度補償を行なう装置の一例を示すブロック図、第20図
は本発明の光スイッチアレイおよびその駆動方法を光プ
リンタの露光装置に適用した場合の一実施例の構成を示
すブロック図、第21図，第22図および第23図は前記第１
実施例の駆動方法の変形例の駆動波形を示す説明図、第
24図〜第27図は本発明の駆動方法の第２実施例〜第５実
施例において用いる駆動波形例を示すブロック図、第28
図は前記走査電極駆動回路の電圧出力回路の一例の構成
を１系統分示す論理回路図、第29図は前記信号電極駆動
回路の電圧出力回路の一例の構成を１系統分示す論理回
路図、第30図は本発明を適用した光論理素子を構成する
ための液晶素子の一例を示す平面図、第31図はその断面
図、第32図および第33図は各々前記液晶素子を用いて構
成される光論理素子の一実施例を示す説明図、第34図お
よび第35図は前記光論理素子の論理動作を説明するため
の説明図、第36図は画素数の少ない方の光学状態を判定
するための判定回路の一実施例を示すブロック図、第37
図はその動作を示す波形図である。 ２……ガラス基板、４……配向膜、５……強誘電性液
晶、７……強誘電性液晶分子、８……自発分極、15……
信号電極、16……走査電極、17……画素、18……走査電
極駆動回路、19……信号電極駆動回路、21……電圧出力
回路、27……電圧出力回路、35……温度制御回路、36…
…強誘電性液晶素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−172029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−246721（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−278034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−56933（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−47030（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−243922（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】印加電界の向きに応じて異なった応答状態
    を示す電気光学変調物質と、前記電気光学変調物質に電
    圧を印加する一対の電極とからなるセルを１または２以
    上有する電気光学変調素子の駆動方法において、 前記電気光学変調物質を目的の応答状態に設定すると
    き、前記一対の電極の一方に、前記異なる応答状態に対
    応する極性の直流電圧パルスを、当該設定を行なう期間
    の前半側と後半側とに分けて重畳した高周波交流電圧を
    印加すると共に、他方の電極に、目的とする応答状態を
    設定するための直流電圧パルスを前記電気光学変調物質
    に印加するため、前記一方の電極に印加される高周波交
    流電圧の全部を打ち消す高周波交流電圧か、または、前
    記一方の電極に印加される高周波交流電圧の一部および
    直流電圧の一部を、前記設定を行なう期間の前半側と後
    半側とに対応して打ち消す高周波交流電圧および直流電
    圧を時分割に含む電圧を印加することを特徴とする電気
    光学変調素子の駆動方法。
  2. 【請求項２】前記一方の電極に印加される高周波交流電
    圧と、前記他方の電極に印加される高周波交流電圧とが
    同位相である請求項１記載の電気光学変調素子の駆動方
    法。
  3. 【請求項３】印加電界の向きに応じて異なった応答状態
    を示す電気光学変調物質と、走査電極および信号電極と
    から成る２種類の電極の交差部に前記電気光学変調物質
    を挟んで画素を形成するマトリクス構造電極とを有する
    電気光学変調素子の駆動方法において、 前記画素の非選択期間中に前記画素の前記電気光学変調
    物質に印加される電圧が、前記電気光学変調物質の印加
    電界の向きに応じて示す応答が追随できない周波数の高
    周波交流電圧であって、かつ、一方の極性のバイアス電
    圧は重畳されることがなく、 前記交流電圧に重畳されることのある極性の前記バイア
    ス電圧は、前記電気光学変調素子の動作期間中にとる確
    率の低い光学変調状態を書き込むために、前記電気光学
    変調素子に印加する電圧と同じ極性であることを特徴と
    する電気光学変調素子の駆動方法。
  4. 【請求項４】印加電界の向きに応じて異なった応答状態
    を示す電気光学変調物質と、該電気光学変調物質に電圧
    を印加する一対の電極を有する電気光学変調素子の駆動
    方法において、 前記光学変調物質を目的の応答状態に設定する電圧とし
    て、前記電気光学変調物質を目的の応答状態に誘導する
    直流電圧と、該誘導による応答の後半段階以降に応答状
    態を確定させる高周波交流電圧とを順次印加し、 前記光学変調物質に印加する全ての電圧は、その電圧に
    おける前記光学変調物質の応答時間よりも短いパルス幅
    であることを特徴とする電気光学変調素子の駆動方法。
  5. 【請求項５】印加電圧の極性に応じて異なる光学状態を
    とる電気光学変調物質、および、該電気光学変調物質に
    電圧を印加する一対の電極からなるセルを１または２以
    上有する電気光学変調素子と、前記各素子の一対の電極
    に印加する電圧を供給する駆動回路とを備える電気光学
    変調装置であって、 前記駆動回路は、現在の光学状態を保持すべき前記電気
    光学変調素子の一対の電極に、同一周波数で逆位相の高
    周波交流電圧を供給する手段と、目的の光学状態を設定
    すべき前記電気光学変調素子の一対の電極に、同一周波
    数、同位相および同一振幅であって、該電気光学変調素
    子を目的の光学状態に設定できる直流バイアス電圧分の
    差がある高周波交流電圧を供給する手段とを備えて構成
    されることを特徴とする電気光学変調装置。
  6. 【請求項６】印加電界の向きに応じて異なった応答状態
    を示す電気光学変調物質と、前記電気光学変調物質に電
    圧を印加する一対の電極とからなるセルを１または２以
    上有する電気光学変調素子の駆動方法において、 前記電気光学変調物質を目的の応答状態に設定すると
    き、前記一対の電極の一方に、前記異なる応答状態に対
    応する極性の直流電圧パルスを、当該設定を行なう期間
    の前半側と後半側とに分けて重畳した高周波交流電圧を
    印加すると共に、他方の電極に、目的とする応答状態を
    設定するための直流電圧パルスを前記電気光学変調物質
    に印加するため、前記一方の電極に印加される高周波交
    流電圧の全部を打ち消す高周波交流電圧か、または、前
    記一方の電極に印加される高周波交流電圧の一部および
    直流電圧の一部を、前記設定を行なう期間の前半側と後
    半側とに対応して打ち消す高周波交流電圧および直流電
    圧を時分割に含む電圧を印加し、 かつ、前記電気光学変調物質を目的の応答状態に保持す
    るとき、前記２つの電極の一方に、高周波交流電圧を印
    加し、他方の電極に、高周波交流電圧、または、応答状
    態の変化を起さない極性の直流電圧パルスを印加期間の
    １周期の一部に含む高周波交流電圧を印加することを特
    徴とする電気光学変調素子の駆動方法。
  7. 【請求項７】プリントすべきパターンに対応する照射パ
    ターンを形成する光スイッチアレイを構成する電気光学
    変調素子と、 前記照射パターンを形成するため、前記電気光学変調素
    子を駆動する駆動回路と、 前記電気光学変調素子に光を投射する光源と、 前記電気光学変調素子による光源からの照射光の透過／
    非透過に応じた光の照射パターンに応じた静電潜像を形
    成し、トナーにより現像して被プリント物質に印刷を行
    なう感光体とを備え、 前記電気光学変調素子は、印加電界の向きに応じて異な
    った応答状態を示す電気光学変調物質と、走査電極およ
    び信号電極とから成る２種類の電極の交差部に前記電気
    光学変調物質を挟んで画素を形成するマトリクス構造電
    極とを有し、 前記駆動回路は、前記画素の非選択期間中に前記画素の
    前記電気光学変調物質に印加するための電圧として、 前記電気光学変調物質の印加電界の向きに応じて示す応
    答が追随できない周波数の高周波交流電圧であって、か
    つ、一方の極性のバイアス電圧は重畳されることがな
    く、 前記交流電圧に重畳されることのある極性の前記バイア
    ス電圧は、前記電気光学変調素子の動作期間中にとる確
    率の低い光学変調状態を書き込むために、前記電気光学
    変調素子に印加する電圧と同じ極性である電圧を出力
    し、 前記感光体は、前記バイアス電圧の前記交流電圧に重畳
    されることのある極性の電圧が前記電気光学変調素子の
    前記電気光学変調物質に印加されたときに、被プリント
    物質の色と異なる色の像をプリントすること を特徴とするプリンタ。
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