DE1946815C3 - Anordnung zur elektrostatischen Aufzeichnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur
elektrostatischen Aufzeichnung, bei welcher em Bereich auf einem Aufzeichnungsträger durch elektrisch f..^

geladene Teilchen geladen wird, die einer im elektn- ^lbstand.ge G^^;_s^_ufeei<;_hnungsg

fchen Feld zwischen einer Bildelektrode und dem P«^nk«i°^r™f^en _d^f ^Seuerten Elektrodenpaares Aufzeichnungsträger entstehenden selbständigen 5« ^a" ^r S eUe de %£%£«* Anordnung üegt in

Gasentladung entstammen, die sich ausbildet wenn ^fuhrt-£f'^JJjJ^Abnutzung des Elektrodenpaares

durch koinzidierende Ansteuerung von auf beiden der allmählich«^™^*^^^^

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denanordnungen ein Schwellwert des einsehen J ·*«ΑJJgj^J^ Α Fld übhritten wird wobei die auf der ladungs-

denanordnungen ein Schwellwert des einsehe J ΑJJgj^J^ „ΑΛβη wrjir Feldes überschritten wird, wobei die auf der ladungs- 55 ohne unterteilte Uegen ^ eKir _nem ^

bildtragenden Seite des Aufzeichnungsträgers befind- Bildetektrodeein^^derstandsp^^a ' _{k M}.

liehen Bildelektroden, die zur Formung des ge- ständigen druckkopf zu einem ^

wünschten Ladungsbildes dienen, zu Gruppen zusam- sammengefaJiJ J ^ * _t ^₀₁,,.

mengefaßt sind und korrespondierende Bildelektro- ^β™°8^· ^°^te _AX^l _a^ _an widerständen, die den der verschiedenen Gruppen gemeinsam schaltbar 6o "^ung ^derJ^o^ ^_nH₆₅ Druckkopfcs und der sind, während Gegenelektroden auf der Rückseite des komplizierte Herste "™S<^ ^υ™ _wJ_{erstaLndsnetz}. Aufieichnungsträgers zur Auswahl der jewe.ls ge- relativ hohe ^^£™^™£ mit einfachen

sind, während Gegenelektroden auf der Rückse p ^ _wJ_{erstaLndsnetz}.

Aufieichnungsträgers zur Auswahl der jewe.ls ge- relativ hohe ^^£™^™£ mit einfachen

Buchstaben und Ziffern in sogenannten Schnelldruk- Hierfür sind gruppenweise Anoranuugc kern oder bei schnellen Faksimile-Übertragungs- elektroden benutzt worden, wobei jeder Verfahren. Mit geeigneten Anordnungen, sind aber genüber eine Gegenelektrode, deren Grc

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dehnung der Gruppe entsprach, angebracht war. Liegen die Gruppen der Bildelektroden unmittelbar nebeneinander, was in praktisch allen Anwendungsbereichen der Fall ist, ergeben sich in den Randbereichen einer Gruppe Störungen im Ladungsbild, die sich je nach Aufzeichnungsbedingungen entweder als zu schwaches Ladungsbild oder als Schattendruck bemerkbar machen. Die Ursache dieser Störung liegt in der durch das Potential an den Gegenelektroden bedingten und von den Aufzeichnungsträgereigenschäften abhängigen Potentialverteilung im Substrat des Aufzeichnungsträgers. Elektrostatische Aufzeichnungsträger haben nämlich grundsätzlich eine aus mindestens zwei Schichten bestehende Struktur, und zwar zunächst ein Substrat, das durch geeignete Maßnahmen eine gewisse Leitfähigkeit (10" bis 10"⁴ S/cm) erhalten hat, und auf dem Substrat eine dünne dielektrische Schicht, auf der das Ladungsbild gebildet und gehalten wird. Die Potentialverteilung in einem Substrat, das mit auf unterschiedlichem Potential lie- »ο genden Gegenelektroden in Kontakt ist, wird einerseits durch die mehr oder weniger homogene Leitfähigkeitsverteilung im Substrat bestimmt. Andererseits wurde jedoch gefunden, daß der Übergangswiderstand zwischen Gegenelektroden und Substrat einen »5 sehr viel größeren Einfluß auf diese Potentialverteilung hat, da er im allgemeinen sehr viel größer ist als der aus der Substratleitfähigkeit hei rührende Durchgangswiderstand. Die Potentialverteilung im Substrat weist daher an der Grenze zwischen zwei auf verschiedenem Potential liegenden Gegenelektroden nicht den an sich gewünschten sprungartigen Verlaut auf, sondern zeigt einen sich über mehrere Millimeter erstreckenden allmählichen Anstieg, der bereits innerhalb des einen Gegenelektrodenbereichs beginnt und erst innerhalb des anderen Gegenelektrodenbereichs endet. Die Folge dieser allmählichen und nicht üprungartigen Potentialänderung ist bei Anwendung relativ kleiner Spannungen für die Ladungsbilderzeugung eine Schwächung des Ladungsbildes am Rande, während bei höheren Spannungen zwar auch im Randbereich der Gegenelektrode eine ausreichende Ladungsmenge übertragen wird, statt dessen aber zusätzlich Zeichen der vorigen oder folgenden Gruppe als Schattendruck auftreten.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß bei der eingangs genannten Anordnung vorgeschlagen, daß einerseits die korrespondierenden Bildelektroden der ungeradzahligen Gruppen und andererseits die korrespondierenden Bildelektroden der geradzahligen Gruppen elektrisch verbunden sind und jeweils zwei nebeneinanderliegende Gegenelektroden gleichzeitig schaltbar und so angeordnet sind, daß die beiden äußeren Randbereiche jedes möglichen Gegenelektrodenpaares um mehrere Bildelektrodenbreiten über die dem mittleren Bereich dieses Gegenelektrodenpaares gegenüberliegende Bildelektrodengruppe hinausragen.

Durch diese Anordnung wird in jedem Fall gewährleistet, daß im Bereich der gewünschten Gruppe der angesteuerten Bildelektroden das Potential im Substrat den vollen Wert angenommen hat und im Bereich der übrigen Gruppen der angesteuerten Bildelektrodlen das Potential im Substrat auf dem Minimalwert bleibt. Schattendruck oder zu schwache Bilder in den Ftandbereichen der Gegenelektroden können hierbei nicht auftreten.

Eine nähere Beschreibung eines Ausführungsbei-

spiels wird an Hand der Zeichnung durchgeführt. Es zeigt

Fig. 1 die Potentialverteilung im Substrat an der Grenze zweier Gegenelektroden mit unterschiedliehern Potential,

Fig. 2 Anordnung und Schaltung von Bild- und Gegenelektroden.

Wird ein elektrostatischer Aufzeichnungsträger, insbesondere ein solcher, dessen Substrat eine papierartige Substanz ist, mit einer Gegen- oder Grundelektrode in Kontakt gebracht, so kann man in der Kontaktzone einen von verschiedenen Parametern abhängigen Übergangswiderstand feststellen. Bei nicht zu großem Kontaktdruck ist dieser auf die Flächeneinheit bezogene Widerstand sehr viel größer als der ebenfalls auf die Flächeneinheit bezogene Durchgangswiderstand des Substrats. Die Ursache hierfür liegt z.T. sicherlich darin, daß die papierartige, d. h. relativ rauhe Substanz nur an wenigen Punkten mitderGegenelektrode in elektrischem Kontakt steht. Die Folge dieses Übergangswiderstandes ist eine schematisch in Fig. 1 dargestellte Potentialverteilung Φ, im Substrat, wenn der Aufzeichnungsträger auf zwei Gegenelektroden Ja und Ib mit unterschiedlichem Potential (z.B. + U bzw. - U) liegt. Der Aufzeichnungsträger 2 besteht aus dem relativ leitfähigen Substrat 4 und der Iadungsbildtragenden Schicht 5. Zwischen Substrat 4 und den Gegenelektroden 1 entsteht der Übergangswiderstand 3. Die Kurve 6 stellt die ortsabhängige Potentialverteilung an der Grenze zwischen Substrat 4 und elektrischer Schicht 5 dar.

Der in Fig. 1 dargestellte typische Potentialverlauf verliert seine störende Wirksamkeit, wenn eine Elektrodenanordnung gemäß Fig. 2 verwendet wird. Der Aufzeichnungsträger 2 kann senkrecht zur Zeichenebene durch die Druckkopf-Elektrodenanordnung, bestehend aus den Bildelektroden 12 und den Gegenelektroden 11, hindurchbewegt werden, so daß ein reihen- oder zeilenweiser Aufbau des Ladungsbildes möglich ist. Die Bildelektroden sind zu Gruppen Gr₁ bis Gr₁₁ zusammengefaßt und werden durch Schalter Z₁₁₁ (v= 1 oder 2, y= 1 ...m) geschaltet.

Die korrespondierenden Bildelektroden in den ungeradzahligen Gruppen sind elektrisch verbunden und zu einer Serie von Zeichenschaltern Z,_T (Z₁₁... Z₁₁₁₁) geführt, während entsprechend die Bildelektroden in den geradzahligen Gruppen zu den Zeichenschaltern Z_2y (Z₂₁ ... Z₂J geführt sind. Die Gegenelektroden 11 liegen einzeln an entsprechenden Schaltern G, bis G_{11 + 1}, die in praxi natürlich durch geeignete elektronische Schaltungen realisiert werden können. Die räumliche Anordnung der Gegenelektroden ist derart gewählt worden, daß eine Bildelektrodengruppe Gr_x dem den Schaltern G_x und G_x+1 zugeordneten Gegenelektrodenpaar 11 gegenüberliegt und die dieser Gruppe Gr_x nicht gegenüberliegenden Randbereiche des Gegenelektrodenpaares etwa gleiche Größe haben, wobei λ eine ganze Zahl aus der Zahlenreihe 1 ... η bedeutet. Wird nun eine Aufzeichnung im Bereich der Bildelektrodengruppe Gr_x gewünscht, so müssen für ungerades λ die notwendigen Zeichenschalter Z₂₁ und für gerades λ die entsprechenden Schalter Z_ly betätigt sowie die Schalter G_x und G_x+1 eingeschaltet werden.

Für die Anwendung dieses Verfahrens in schnellen Zeilendruckern ergibt sich für die G_x ein sehr einfacher Impulsplan, da man zweckmäßigerweise die Auf-

zeichnung gruppenseriell vornehmen sollte. Im ersten Takt einer Reihe sind daher Gegenelektrodenschalter G₁ und G₂ einzuschalten; von den Bildelektroden 12 aus Gruppe Gr₁ können jetzt durch Auswählen bestimmter, die Information wiedergebender Schalter von Z_ly die gewünschten Ladungsbildpunkte aufgezeichnet werden. Im zweiten Takt folgen Gegenelektrodenschalter G₂ + G₃ sowie für Gruppe Gr₂ die gewünschten Schalter Z_2y. Im dritten Takt folgen Gegenelektrodenschalter Gj und G₄ für die Gruppe Gr₃, für diese Gruppe jedoch wieder bestimmte Schalter Z₁ . Die Schaltergruppen Z₁ und Z_2y wechseln sich also jeweils ab, während die Schalter G_x seriell ein- und ausgeschaltet werden und dabei zwei Takte lang eingeschaltet bleiben.

Doch auch für beliebige Reihenfolge der Bildelektrodengruppen, z. B. für schnelle Recorder und Plotter, ist die Anordnung vorteilhaft anwendbar. Es muß lediglich dafür Sorge getragen werden, daß bei einer in Gruppe Gr_x gewünschten Aufzeichnung die beiden Gegenelektrodenschalter G_x und G^₊₁ eingeschaltet werden.

Auf Grund der Beschreibung ist bei Anwendung der Anordnung in Schnelldruckern ein weiterer Vorteil des Erfindungsgedankens erkennbar. Da nämlich die Zeichenschalter Ζ_1γ und Ζ_2γ abwechselnd gebraucht werden, entfällt die Wartezeit zwischen zwei Takten, die bei Verwendung von elektronischen Bauelementen in den Schaltern als Erholzeit für die eingeschalteten Zeichenschalter notwendig ist. Diese

ίο Erholzeit kann durch die Arbeitszeit der anderen Gruppe von Zeichenschaltern ausgefüllt werden, wenn das Ausschwingen der Zeichenschalter in Form eines Überschwingens in entgegengesetzter Richtung vor sich geht, wie z. B. in transformatorgekoppelten Schaltern.

Gegenüber einer Druckkopfanordnung mit Widerstandsnetzwerk hat die vorgeschlagene Anordnung den Vorteil, daß die zweckmäßig durch Halbleiterbauelemente zu realisierenden Gruppen- und Zei-

»o chenschalter (G_x und Ζ_Υγ) nur für etwa die halbe Spannung ausgelegt werden müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

u v„,.w «Her sonstige bildliche Darstellonauch Kurvenzuge öderen «^^ sie bestehen Patentansprüche: Kgerndnefaül-drei Vorrichtungen, ™**£?£

1. Anordnung zur elektrostatischen Aufzeich- ersten Y^^^l^KEl^denatior^u^en nung, bei welcher ein Bereich auf einem Aufzeich- 5 ^nuaf »™£'*2*^formation entsprechendes La· nungsträger durch elektrisch geladene Teilchen ein der g^^UI^J.^ln _w°_{rd Dies}es unsichtbare Lageladen wkd, die einer im elektrischen Feld zwi- dungsbi d hergestellt w^ _{Vorrichtung durcb ge}fchen einer Bildelektrode und dem Aufzeich- dungsbUdw d.nemerzwc ^ ^^ _1mduaa nungsträger entstehenden selbständigen Gasent- eignete Mittel?"^tw* '_ίοπεη sichtbar gemacht, ladungentstammen.diesichausbildet.wenndurch 10 Pulver ^gf^, notwendig, in einerdritkoinzidierende Ansteuerung von auf beiden Sei- Das sichtbare Bild wird « Aufzeichnungsten des Aufzeichnungsträgers wirkenden Elektro- ten Vornch «"g dauerhatt rn^ denanordnungen ein Schwellwert des elektrischen trager ^^un£_un ^d _gs ^h _vorgang beginnt also mit einer Feldes überschritten wird, wobei die auf der la- De^^fSHng des Aufzeichnungsträgers mit dungsbildtragenden Seite des Aufzeichnungstra- .5 b^maßigen Aufladung ° ^^ _BiMekkt|oden gersbefindUchen Bildelektroden, die zur Formung Hilfe von »^B»«f"~ _{den Se}ite des Aufzeichdes gewünschten Ladungsbildes dienen, zu Grup- sind der tadungÄüdtragena^ _{Rückseite des} pen zusammengefaßt sind und korrespondierende "^uf^st.^ra8^er""^g|_fi ^W _e ^a _rf_mir sogenannten Gegenelek-Bildelektroden der verschiedenen Gruppen ge- Autohnungsjrageis ^ ^ ^_{β Zwischen} : o„i.oi»h»r cinH während Geeene ektro- »o tiüden in Kontakt georaLm «<-

Bildelektroden der verschiedenen Gruppen ge ^Auif^eiJ&^l_hcht werden muß. Zwischen meinsam schaltbar sind, während Gegenelektro- »o twden in ^⁰"*;" g^n_muß zur Erzeugung eines den auf der Rückseite des Aufzeichnungsträgers BiU- und «W^gSSc Spannung⁶ angelegt zur Auswahl der jeweils gewünschter. Bildelektro- Ladungsbildes ^^'^Abstand ßildelektrodedengruppe dienen, dadurch gekennze.ch- *^"'^_ε^

η e t, daß einerseits die korrespondierenden Bild- Gegenelektrode und ( ^ae _{ß mindest}ens so

elektroden der ungeradzahligen Gruppen (Gr₁, a₅ schäften ^ΧΐΒ, Aschen Bildelektrode Gr,...) und andererseits die korrespondierenden groß sein, daß ^im J-^u"^&P _o ^a _b"_{erf|äche ein}e selbständige Bildelektroden der geradzahligen Gruppen (Gr und Aufzeichnungstragerobenia Gr₄...) elektrisch verbunden sind und jeweils ^Ga«^nttaJ^u"f8^7_n\_önneilsehrve«»chiedeiiaiiig zwei nebeneinanderliegcnde Gegenelektroden ^Dl^ ^BlJ^de'f_n ^ktÄ_eiSl zur Aufzeichnung be-

(11) lichzeitig schaltbar und so angeordnet sind 30 angeordnet sein.""J™ _i ndbar sind

zwei nebeneinanderliegcnde Gegenelektroden ^Dl^ ^BlJ^de'f_n ^ktÄ_eiSl zur Aufzeichnung be-

(11) gleichzeitig schaltbar und so angeordnet sind, 30 angeordnet sein.. ""J™ _ationen verwendbar sind

daß die beiden äußeren Randbereiche jedes mog- «^ieb'g.^e^ß^r.^aP^h^^C _e ^h _n ^er J^E ektroden jeweils einen

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liehen Gegenelektrodenpaares um mehrere Bid- nur Anor d™»»^; Jf JJ^ _{wie z}. B. in einer Reihe elektrodenbreiten über die dem mittleren Bereich ^kle'"en Ladungspunkt JgJJ angeordnete StiftdiesesGegenelektrodenpaaresgegenüberhegende ™*^Ξ!^Α »Ä Sd«iW^ von Druk-Bildelektrodengmppe hinausragen 35 '''""""^.S.' raten zur Erreichung einer aus-

2. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch ge- ^ke.™ ⁰⁰^gJEJf' mehrere hundert bis tausend kennzeichnet, daß die Gruppen- und Zeichen- g^HTiizwectaifil· die Stifte schalter (GA und Ζνμ) Halbleiter sind bzw. aus Stifte erforderlKh'«"£'»« _{zur Wirkung m brin}-Ha,b.eiter-Baue.ementen-bestehen. ÄSffilctene Methoden^,ei

nschlagen und ausgeführt worden. Es sind z. B. BUd-

efekirodenanordnungen bekannt, bei denen ,ede

Sttftelektrode von einer Hilfselektrode begleitet tst.

während eine einzige Gegenelektrode fur alle BiId-