DE2223628A1

DE2223628A1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektroionischen Drucken

Info

Publication number: DE2223628A1
Application number: DE19722223628
Authority: DE
Inventors: Mccurry Robert Ellsworth
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-06-16
Filing date: 1972-05-15
Publication date: 1972-12-21
Also published as: US3725951A; FR2141935B1; JPS5529428B1; FR2141935A1; GB1357966A

Description

QfB j?j* J^/JZwL·.. ^Böb-li»9^en» 20. Juni 1972 heb-su

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. IO

Amtliches Aktenzeichen: P 22 23 628.8 Aktenzeichen d. Anmelderin: EN 971 013

NEUE BESCHREIBUNGSEINIiEITUNG

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Konzentration von Ionen in einem unter Druck stehenden Gas, insbesondere zum elektro-ionischen Drucken

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Ionenkonzentration in einem unter Druck stehenden Gasstrom, insbesondere zxm elektro-ionischen Drucken und zum Erzeugen eines Bildes durch einen auf eine dielektrische Oberfläche gerichteten Gasstrahl, dessen Konzentration von mitgeführten Ionen gesteuert wird.

Auf diesem Gebiet gibt es einen umfangreichen Stand der Technik es sind eine große Anzahl von Einrichtungen und Verfahren zum Herstellen latenter Bilder auf Oberflächen bekannt geworden, die durch an sich bekannte Mittel in lesbare Muster oder Bilder umgeformt werden können. Viele dieser Einrichtungen verwenden optische Systeme, die Lichtenergie zur Bildung latenter Bilder auf lichtempfindliche Oberflächen lenken. Diese optischen Systeme sind jedoch nicht nur relativ teuer, sondern auch ziemlich unhandlich. Andere Systeme verwenden verschiedenartige elektrostatische Verfahren zur Erzeuguag latenter Bilder. Bei diesen elektrostatischen Verfahren sind jedoch rflativ hohe Spannungen erforderlich, was wiederum die mechaniseitön und elektrischen Einrichtungen aufwendig macht und umfangreiche Instandhaltungsprogramme erfordert.

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Der der Erfindung am nächsten kommende Stand der Technik findet sich im US-Patent 3.495.269, in dem eine Erzeugung eines latenten Bildes offenbart ist, das das Ergebnis einer in einem Luftspalt zwischen einem Kopf und einer das Bild aufnehmenden Oberfläche erzeugten lonenladung ist. Diese Ladung ergibt sich aus einem elektrischen Durchschlag im Luftspalt, der durch eine Aberregung eines metastabilen Heliumatoms bewirkt wird, weiche wiederum durch das Anlegen eines hohen elektrischen Feldes an Heliumatome erzeugt wird.

Die vorliegende Erfindung verwendet dagegen ein relativ einfaches Prinzip zur Steuerung der lonenkonzentration in einem sich bewegenden auf eine dielektrische Oberfläche gerichteten Gasstrom, um die Erzeugung des gewünschten latenten Bildes zu bewirken, £s ist daher Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren und entsprechende Vorrichtungen zur Steuerung der ionenkonzentraHon in einem sich bewegenden Galstrom aufzuzeigen, um auf diese relativ einfache und billige Weise auf einer dielektrischen Oberfläche latente Bilder zu erzeugen. Dadurch sollen elektrostatische Bilder hoher Qualität und hoher Auflösung auf einer dielektrischen Oberfläche erzeugt werden.

Die Erfindung wird somit bat einem Verfahren zum Steuern der Konzentration von tenen in einem unter Druck stehenden Gas mit hoher fonenkonzentration darin gesehen, daß das Gas mit hoher Anzahl voneinander is ei tarier Kanäle eingeleitet wird, an don unabhängig vonainandar selektiv elektrische Felder angelegt werden, um selektiv die lonenkonzentrction der einzelnen Gasströme In den jeweiligen Kanälen zu steuern.

Vorteilhafterwesse wird dabei so vorgegangen, daß das elektrische Feld jeweils ^;er zur Flußrichtung der Ströme angelegt wird und daB das Feld in seiner Stärke veränderbar ist.

Dieses neu® Verfahren läßt sich ganz besonders vorteilhaft zur Erzeugung latenter elektrostatischer Bilder auf einer dielektrischen Oberfläche verwenden und zwar durch die Bildung einer hohen Konzentration von Jonen in einem unter Druck stehenden Gas, durch die Bildung einer Anzahl voneinander getrennter lonensrröme aus dem ionisierten

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unter Druck stehenden Gas und durch selektives Anlegen eines elektrischen Feldes an die einzelnen Ströme, um in ihrem lonengehait modulierte SfrfJme zu erzeugen und durch Ausrichten dieser modulierten Ströme auf eine dielektrische Oberfläche zur Bildung von latenten Bildern.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht darin, daß zur Bildung eines Druckkopfes eine Ionisationskammer vorgesehen ist, der über einen Einlaßstutzen ein unter Druck stehendes Gas zuführbar ist, daß Auslässe der Ionisationskammer mit gegeneinander isolierten Kanälen verbunden sind, die auf ein dielektrisches Aufzeichnungsmedium gerichtet sind und daß die leitenden Oberseiten bzw* Unterseiten der Kanäle mit einer Potentialquelle bzw. mit einem selektiv auf die einzelnen Kanäle arbeitenden Zeichenimpulsgenerator verbunden sind»

Vorteilhafterweise ist die Anordnung dabei so getroffen, daü vor dem Druckkopf eine Aufladestation zur Aufladung des dielektrischen Mediums und In Bewegungsrichtung nach dem Druckkopf eine Entwicklungsstation und ehe Fixiersiation vorgesehen sind.

Dieses neue Verfahren und die neue Vorrichtung haben besondere gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen ganz wesentliche Vorteile. Es kann z.B. jedes Gas verwendet werden, das eine stabile Korona aufweist, d.h. die Erfindung ist nicht auf Helium oder andere inerte Gase beschränkt. Die Ionen werden im wesentlichen durch den Gasstrom befördert und nicht durch ein elektrisches Beschleunigungsfeld. Ferner findet in dem Steuerbereich kein elektrischer Durchschlag statt, so daß sich dort auch keine Erosion oder andere nachteilige Wirkungen ergeben können. Die elektrische Steuerung muß lediglich die Bewegung der Ionen quer zu einem Spalt bewirken, hat aber nicht die Aufgabe, einen Durchschlag zu erzeugen. Somit kann also die Steuerspannung und die erforderliche Leistung im Vergleich mit anderen Verfahren um Größenordnungen kleiner sein. Ferner sind auch keine metastabilen Atome erforderlich.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt:

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Fig. 1: einen Druckkopf zur Erzeugung einer Anzahl voneinander ge

trennter lonenströme;

Fig. 2: eine schemarische Darstellung der Erfindung mit drei solcher Ka

näle im Druckkopf; die zwischen einer Gleichstromquelle und einem Zeichenimpulsgeber liegen;

Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Druckers unter Verwendung

eines Druckkopfes gemäß Fig. 1;

Fig. 4a, b, c: schematisch die sieben Kanäle eines Druckkopfes und die Im

pulsbilder zur Herstellung der Abbildungen der Buchstaben E und H;

Fig. 5a, b, c: schematisch wie die lonenkonzentration in einem Kanal des

Druckkopfes gesteuert wird und

Fig. 6: den lonenstromimpuls, wie er sich theoretisch verhält.

Das Verfahren zum Steuern von in einem Gasstrahl mitgeführten Ionen soll anhand von Fig. 1 erläutert werden, in der eine lonenkammer 1 dargestellt ist, wie sie ähnlich in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit der US Serial Nummer 69 647 vom 4. September 1970 mit dem Titel "Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung elektrostatischer Bilder" dargestellt und beschrieben ist. Ein Gas, beispielsweise Luft, wird unter Druck in die lonenkammer 1 durch die Einlassöffnung 2 eingeführt und die Ionen werden, wie in der oben genannten Anmeldung beschrieben, erzeugt. Das aus den Öffnungen 3 austretende Gas weist eine sehr hohe lonenkonzentration auf. Jede Öffnung 3 mündet in einen gesonderten Kanal, von denen hier 7 Kanäle 4al bis 4a7, die den Druckkopf 4 bilden, dargestellt sind. Jeder Kanal besteht aus elektrisch leitenden oberen und unteren Wänden 5a, 5b und isolierenden Seitenwänden 6. Der Druckkopf 4 wird durch geeignete, nicht dargestellte Mittel zusammengehalten und ist an der lonenkammer 3 befestigt. Man sieht also, daß der Druckkopf 4 aus einer An-

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zahl paralleler Kanäle 4al bis 4a7 besteht, die voneinander isoliert sind und eine Anzahl voneinander getrennter Ionenströme liefert, deren jeder eine sehr hohe lonenkonzentration aufweist. Der Querschnitt jedes der Kanäle kann an sich beliebig sein und beispielsweise einen rechteckigen oder quadratischen oder jeden anderen gewünschten geeigneten Querschnitt aufweisen. An den oberen und unteren Seitenwänden 5al bis 5a7, 5bl bis 5b7 sind elektrische Leitungen 15a bis 15g und 16a bis 16g angeschlossen. Die Leitungen 16a bis 16g sind an eine gemeinsame Gleichstromversorgung angewiesen, während die Leitungen 15a bis 15g einzeln durch unterschiedlich zeitlich auftretende Impulse gesteuert werden, die durch einen Zeichenimpulsgenerator CPM ge-I iefert werden.

Wenn die Gasströme ihre entsprechenden Kanäle durchlaufen, nimmt die lonenkonzentration als Ergebnis einer Rekombination und Neutralisation an den Kanalwänden ab. Die durch die leitenden Wände auftretenden lonenverluste können ganz wesentlich dadurch erhöht werden, daß man an gegenüberliegenden Kanalwänden, beispielsweise an der Ober- und Unterseite der Kanäle ein elektrisches Feld anlegt. Legt man ein ausreichend starkes elektrisches Feld an, so wird die lonenkonzentration in dem Gasstrom fast vollständig unterdrückt. Wenn man dagegen die Stärke des elektrischen Feldes verringert, dann wird dadurch auch das Ausmaß der Rekombination und Neutralisation herabgesetzt. Wenn man das elektrische Feld auf im wesentlichen den Wert 0 verringert, erhält man eine maximale Konzentration der durch die Kanäle zu übertragenden Ionen. Die Konzentration der Ionen und damit die durch jeden der Kanäle übertragene elektrische Ladung wird also durch ein in geeigneter Form quer zu der Richtung des Stromflusses angelegtes elektrisches Feld gesteuert. Dieses elektrische Feld wird durch Anlegen eines elektrischen Potentials über die Leitungen 15a bis 15g induziert, die an entgegengesetzten Wänden der Kanäle, wie in Fig. 1 gezeigt, angeschlossen sind. Der Schreibzustand eines Kanals wird dann erzielt, wenn ein sehr schwaches elektrisches Feld oder ein elektrisches Feld mit dem Wert 0 angelegt wird, während der Sperrzustand durch Anlegen eines erhöhten Vorspannungsfeldes erzielt wird, durch das mehr Ionen aus dem Gasstrom entfernt werden. Für die Anwendung zum Drucken wird die Variation der elektrischen Potentiale an den einzelnen Kanälen zum Erzeugen der einzelnen Buchstaben durch einen Zeichen impulsgenerator CPM gesteuert.

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— ο —

Das Anlegen der notwendigen elektrischen Felder an einen Druckkopf 4' ist schematisch in Fig. 2 gezeigt. In dieser Anordnung ist der Druckkopf 4' mit drei Kondensatoren 4al, 4a2, 4a3 gezeigt, die die in Fig. 1 dargestellten drei Kanäle darstellen sollen. Die Platten 5a 1 und 5bl, 5a2, 5b2, 5a7, 5b7 der Kondensatoren entsprechen den unteren bzw. oberen Wänden der Kanäle. Jeder Kondensator ist über die Leitungen 15a bis 15g zwischen dem Zeichenimpulsgenerator CPM und einer Gleichstromquelle eingeschaltet, die so eingestellt ist, daß sie die gewünschte Ausgangsspannung V liefert. Während des Zeitintervalls für einen Schreibvorgang wird das über den Kondensatoren (den Kanälen) angelegte Potential soweit herabgesetzt, daß die bnenkonzentration in dem Gasstrom ihren Maximaiwert erreicht und gegen die Bildaufnahmefläche zur Erzeugung der gewünschten Abbildung gerichtet ist.

Eine Anwendung dieser Art lonenkonzentrationssteuerung ist in Fig. 3 zu sehen, wo rein schematisch ein Drucker gemäß der Erfindung dargestellt ist, der auf einem sich von rechts nach links unter einer Aufladestation 21 hinwegbewegenden dielektrischen Medium 20 ein latentes elektrostatisches Bild erzeugen soll. Die Aufladestation 21 soll dabei das Medium 20 mit einem gewünschten Potential und einer Polarität aufladen, die der lonenpolaritäf entgegengerichtet ist. Das aufgeladene Dielektrikum bewegt sich nunmehr unter einem Druckkopf 4" vorbei, wie er oben beschrieben wurde. Der Druckkopf steht mir dem lonengenerator 1" in Verbindung. Durch Steuern der einzelnen Kanäle des Druckkopfes mit geeigneten Spannungsimpulsen lassen sich latente Bilder von Buchstaben oder Ziffern auf der aufgeladenen dielektrischen Oberfläche des Mediums 20 abbilden. Das Medium met seinen latenten Bildern läuft durch eine Entwicklungsstation 22 und anschließend durch eine Fixiersfation 23 von an sich bekannter Bauart. Nach Durchlaufen der FixierstaHon ist das latente Bild entwickelt und fixiert und stellt hier das sichtbare Abbild von zwei Buchstaben E und H dar. Der Zeichen impulsgenerator kann dabei jede gewünschte Kombination von elektrischen Impulsen an die einzelnen Kanäle des Druckkopfes zur Erzeugung gewünschter latenter Bilder auf der dielektrischen Oberfläche des Mediums 20 abgeben. Für die spezielle hier gezeigte lineare Anordnung der Kanäle in dem Druckkopf wird eine Linie von Bildpunkten quer zu dem elektrischen Medium für ein kurzes Intervall At erzeugt, währenddessen an den Seitenwänden der Druckkopfkanäle kein elektrisches Feld vor-

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hemden ist. Die Bildung von Buchstaben und Ziffern mit Hilfe der Druckeranordnung nach Fig. 3 soll nun im Zusammenhang mit den Fig. 4a, 4b und 4c beschrieben werden .

In der schematischen Darstellung der Fig. 4a ist eine Reihe von sieben Kondensatoren zur Darstellung der sieben Kanäle eines Druckkopfes gezeigt. Die linken Platten 5al bis 5a7 der Kondensatoren sind an eine Gleichspannungsquelle von -15V angeschlossen, während die rechten Platten 5b 1 bis 5b7 der Kondensatoren an einen Zeichenimpulsgenerator, der in dieser Zeichnung nicht dargestellt ist, angeschlossen ist. Dieser liefert selektiv Spannungsimpulse an die rechten Seiten deser Kondensatoren und bewirkt damit das gewünschte latente Ladungsbild auf dem dielektrischen Medium 20. Aus Fig. 4b sieht man deutlich, daß bei der Erzeugung des Abbildes des Buchstaben E der vertikale Abschnitt des Buchstabens E während des Zeitintervalls 4 t erzeugt wird, währenddessen quer zu den Kanälen des Druckkopfes kein elektrisches Feld liegt, während gleichzeitig der Zeichenimpulsgenerator ein Impulspotential von -15V an die entsprechenden Kanalwände anlegt. Weiter erkennt man aus Fig. 4b, daß die unteren und oberen waagerechten Linien wie auch die mittlere waagerechte Linie des Buchstaben E durch das Zuführen eines Potentials von -15V an de den Kanalwänden entsprechenden Kondensatoren 4al, 4a4 und 4a7 in Fig. 4a für etwa fünf Zeitintervalle erzeugt werden. Am Ende des ersten Zeitintervalls At liefert der Zeichenimpulsgenerator die Spannung OV an die Kanalwände, die mit den Bezugszeichen 5b2, 5b3, 5b5 und 5b6 bezeichnet sind. Diese vier Kanalwände werden für die Dauer der Zeichenerzeugung oder Zeichenbildung auf Nullpotential gehalten. Das Potential von -15V wird an der Kanalwand 5b4 für vier Zeitabschnitte aufrechterhalten. Selbstverständlich ist es klar, daß das latente Bild auf dem dielektrischen Medium erzeugt wird, wenn sich dieses unter den entsprechenden Kanälen des Druckkopfes von rechts nach links bewegt.

Aus Fig. 4c sieht man in gleicher Weise das Impulsdiagramm für die Kanäle 4al bis 4a7, das der Erzeugung des Buchstabens H entspricht.

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Obgleich der genaue Mechanismus noch nicht vollständig bekannt ist, sollen jedoch einige theoretische Gesichtspunkte dargelegt und der Ablauf dieser lonenaktion dargelegt werden, um zu zeigen, was sich etwa bei der Steuerung oder Beeinflussung der lonenkonzentration in einem sich durch einen mit Kanälen versehenen Druckkopf hindurchtretenden Gasstrom abspielt. Dies soll jedoch in keiner Weise als Einschränkung des Schutzbereiches der Erfindung aufzufassen sein. Unter dieser Voraussetzung soll die nachfolgende theoretische Abhandlung eine mögliche und plausible Erklärung für die lonenwirkung geben, die bei der Erzeugung des gewünschten Abbildes benutzt wird, z.B. zum Darstellen oder Drucken von Zeichen und Buchstaben unter Verwendung eines Druckkopfes, der entsprechend einiger wünschenswerter Parameter ausgestaltet ist.

Angenommen, Ionen der Konzentration η seien am Eingang eines Kanals mit rechteckigem Querschnitt in einem gleichförmigen elektrischen Feld gleichförmig verteilt und die Geschwindigkeit des den Kanal durchströmenden Gases sei V . Die Zeit, die ein Molekül oder lon benötigt, um durch den Kanal eines Druckkopfes der Länge L hindurchzutreten, ist Tl = -TT— .

- 3

Die Zeit für ein lon mit der Mobilität υ für eine Drift quer zum Kanalkopf ist

Ti = -W.

v_D

Vernachlässigt man die Neutralisationszeit, dann können im wesentlichen alle Ionen aus dem strömenden Gas dadurch entfernt werden, daß man das Vorspannungspotential V so einstellt

T2 ^- Tl · (3)

g — /^L (4)

ν ⁷WT^ ^K'

Wird diese Bedingung nicht erfüllt, dann sind die übertragenen Ionen nicht gleichförmig veiteilt, d.h. alle Ionen werden aus der Querschnittsfläche (a · x) entfernt,

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wo α die Elektrodenbreite und

X = Tl χ V_D (5)

ist (siehe Fig. 5a bis 5 c).

Unter diesen Bedingungen wird der übertragene lonenstrom

I = nq V a(W-X) (6)

wobei q die Ladung je lon ist.

Die lonenstromdichte ändert sich mit dem Abstand X von der Kollektorelektrode von 0 auf nq · V . Von diesem Gesichtspunkt aus besteht der Unterschied zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand in der Querschnittsfläche, durch den hindurch die Ionen übertragen werden..

Betrachtet man nun die Ladungsdichte, die an ein Dielektrikum abgegeben und auf diesem abgelagert werden kann, das sich mit Relativgeschwindigkeit V parallel zu der Richtung, in der W und X gemessen werden, bewegt, und vernachlässigt man dabei die Steuerung, die durch die Raumladungs- und Viskositätseffekte verursacht werden, dann beträgt die niedergeschlagene Ladungsdichte

ng V₉(W-X) ₌ nq 2_y

_Sd ___ g _r

P P

Wie in anderen elektrostatischen Verfahren zur Abbildung von Bildern und Zeichen ist der erzeugte Spannungskontrast proportional zur Differenz in der Oberflächenladungsdichte. Die Proportionalitätskonstante ist dabei der Kehrwert der Kapazität je Einheitsfläche. Daher ist in dem oben genannten Fall die Änderung im Oberflächenpotential, das auf einem dielektrischen Blatt oder Folie der Dicke d und der Dielektrizitätskonstante K erzeugt wird

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V = d Q (8)

^s TköT ^s

Die Breite einer geschriebenen Linie wäre dann α und ihre Länge V · T , wobei

P P T die Impulszeit ist.

Bisher war angenommen worden, daß Einschwingvorgänge, d.h. die Einschalt- und Abschaltzeiten keine beschränkenden Faktoren sind, so daß sich die Oberflächenladungsdichte wie bei (7) angegeben ändert, statt mit einem etwas geringeren Betrag. Es ist jedoch von Interesse, das Einschwingverhalten beim Ein- und Ausschalten zu betrachten, wie es sich bei einer solchen Art von Druckkopf einstellen wird.

Entsprechend der hier benutzten einfachen Theorie sind die lonenbahnen gerade Linien, Wenn wir die Einschaltzeit zuerst betrachten (d.h. als Folge eines Spannungssprungs) sehen wir, daß die gesamte Einschalteinschwingzeit gleich der Übertragungszeit Tl aus Gleichung (1) ist.

Ein Teil dieser Zeit wird jedoch eine einfache Verzögerung sein, wenn T2 < Tl ist, und diese Verzögerungszeit ist gerade T_n = Tl - T2. Nach Ablauf von T2 steigt der lonenstrom linear bis auf seinen Endwert an, den er zum Zeitpunkt Tl erreicht.

Wenn T2 -2i. Tl ist, dann ist T_n = 0 und der lonenstrom fängt unmittelbar zu steigen an. Dies ist in Fig. 6 dargestellt.

Es soll nunmehr die Abschaltzeit betrachtet werden und man sieht zunächst, daß es dort keine vergleichbare Verzögerungszeit gibt, d.h. daß der lonenstrom unmittelbar abzunehmen beginnt. Jedoch ist in diesem Fall die Übergangszeit vollständig gegeben durch T2 mit einem Maximum bis Tl.

Man kann daher auf der Grundlage dieser Übergangszeit-Betrachtungen erwarten, daß die Strichlänge für kurze Impulse eine Funktion der Steuer- oder Vorspannung wie auch der Impulslänge sein wird.

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Bisher wurde die Gleichförmigkeit der lonenverteilung, wie sie aus dem Kopfquerschnitt heraustritt, vernachlässigt und es wurde nur der Gesamtstrom betrachtet. Da die Einschwingvorgänge, wie sie oben dargestellt wurden, in der vereinfachten Theorie mit der eindimensionalen Änderung der Eintrittsfläche des Kopfes, durch die die Ionen hindurch übertragen werden, verbunden sind und da bei der vorliegenden geometrischen Anordnung die Änderung einer Dimension parallel zu der Richtung von V erfolgt,

könnte «man erwarten, daß die gedruckten Linien eine Richtungswirkung mit der Bewegung des Dielektrikums aufweisen. Somit können die Vorder- und Hinterkanten einer Linie unterschiedlich sein, wobei wegen der Bewegung des Dielektrikums die Vorderkante etwas schärfer ausgebildet sein sollte als die Hinterkante, wenn diese Bewegung von der lonenkol lektorwand zu der gegenüberliegenden Wand verläuft.

Typische Vorspannungswerte, die zu guten Ergebnissen führen, sind 15V und es wird

geschätzt, daß dabei die lonenmobilität zwischen 1 und 2 cm /V-sec. liegt. Daher wird T2 ungefähr zu 5 bis 10 · 10" Sekunden. Dieser Wert von T2 stellt einen 10 mal kleineren Faktor dar als erwartet.

Es kann erwartet werden, daß der Wert von Tl wesentlich zuverlässiger ermittelt werden kann und man kann Tl als beste Schätzung für den Einschaltübergangszeitraum ansehen, von dem ein Teil eine vollständige Verzögerung sein kann. Ein wichtiger Punkt ist hier, daß diese Zeit ungefähr gleich der Übergangszeit bzw. Einschwingzeit ist (d.h. ein Punkt auf dem dielektrischen Blatt wird die Schlitzbreite ungefähr in der gleichen Zeit wie die Übergangszeit überqueren). Das sollte zu einer viel schärferen Kante in der einen Richtung als in der anderen führen, d.h. der Gradient der Ladungsdichte ist viel größer an der einen Kante als an der anderen Kante.

Zu diesem Zeitpunkt mag es nützlich erscheinen, eine mehr quantitative Vorstellung der Größe dieses Effektes zu gewinnen. Zunächst kann das lonenprofil in einem Kopf im AUS-Zusland in einfachster Weise als Keil aufgefaßt werden. Während der Einschalt- und Abschaltübergänge bewegt sich der Keil durch den Kanal in Richtung auf das Papier oder in der Gegenrichtung in Richtung auf den lonengenerator. In diesem FaH kann man die Schärfe der Kanten berechnen, d.h. den Abstand, über den sich

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die Ladungsdichte ändert. Damit wird

in

T +I₇

W= W [l -(-=£—) J* W (9)

es *" in

für V und V. in der gleichen Richtung, wobei der Plus- oder Minusexponent so gewählt ist, daß S 1 und
^T2

W = W+T2 V > W (10)

eo ρ ^v

für V und V.. in entgegengesetzter Richtung. In diesen Ausdrücken ist T die Ober-

P »*■ _W P

flächentransportzeit quer zur Schlitzbreite, d.h. T = ~rj—

^P P

V. ist die Geschwindigkeit des lonenprofils quer zur Kanalbreite, d.h.

V = ——
^Vit T2

die Geschwindigkeit in der Vorwärtsrichtung ist gerade V , d.h. die Geschwindigkeit

der Gasströmung.

Gemäß den Gleichungen (9) und (10) hängt der Ladungsdichtegradient von der Richtung der Relativbewegung der dielektrischen Oberfläche und der Polarität des Druckkopfes ab, die bestimmt, welche Elektrode als lonenkollektor arbeitet. Insbesondere kann man gemäß Gleichung (9) die Vorder- oder Rückkante in idealer Weise verschärfen, wenn T = T2 ist, während das mit der anderen jeweiligen Kante nicht geht, d.h. der Gradient der Ladungsdichte wird bei einer Distanz größer als die Spalfbreite von 0 verschieden sein. Daraus ergibt sich ein Richtungsfluß, der dadurch klein gehalten werden kann, daß man T2 klein hält, d.h. durch dieses Verfahren geht W -^W.

Obgleich die Erfindung im Hinblick auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben und erläutert wurde, ist es dem Fachmann ohne weiteres klar, daß dadurch eine Beschränkung des Schutzumfanges der Erfindung nicht beabsichtigt sein kann.

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Claims

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Böblingen, 20. Juni 1972 heb-su

eingegangen am

NEUER PATENTANSPRUCH 1

Verfahren zum Steuern der Konzentration von Ionen in einem unter Druck stehenden Gas mit hoher Ionenkonzentration/ insbesondere zum elektro-ionischen Drucken, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in eine Anzahl voneinander isolierter Kanäle eingeleitet wird, an den unabhängig voneinander selektiv elektrische Felder angelegt werden, um selektiv die Ionenkonzentration der einzelnen Gasströme in den jeweiligen Kanälen zu steuern.

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A*

PATENTANSPRÜCHE

. Verfahren zum Steuern der Konzentration von Ionen in einem unter Dnj£

stehenden Gas mit hoher lonenkonzentration, dadurch gekennzeichnet, daß

" jJas Gas in eine Anzahl voneinander isolierJej>«Kfinäle eingeleitet wird, an η unabhängig voneinander sej*l<ttvelektrische Felder angelegt werden, selektiv diej£W*en1<onzentration der einzelnen Gasströme in den jeweizu steuern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld jeweils quer zur Flußrichtung der Ströme angelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld in seiner Stärke veränderbar ist.
4. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 auf ein Verfahren zur Erzeugung latenter elektrostatischer Bilder auf einer dielektrischen Oberfläche, gekennzeichnet durch die Bildung einer hohen Konzentration von Ionen in einem unter Druck stehenden Gas, durch die Bildung einer Anzahl voneinander getrennter lonensfröme aus einem ionisierten unter Druck stehenden Gas und durch selektives Anlegen eines elektrischen Feldes an die einzelnen Ströme, um in ihrem lonengehalt modulierte Ströme zu erzeugen und Ausrichten dieser modulierten Ströme auf eine dielektrische Oberfläche zur Bildung von latenten Bildern.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen lonenströme einen vorbestimmten Querschnitt aufweisen.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Felder derart verändert werden, daß sich Veränderungen in der intensität

^«j*.^....der. latent?.¹! Bilder ergeben.

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7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektri-

sehe Oberfläche während der Erzeugung des latenten Bildes bewegt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Druckkopfes (4) eine Ionisationskammer (1) vorgesehen ist, der über einen Einlaßstutzen ein unter Druck stehendes Gas zuführbar ist, daß Auslässe (3) der Ionisationskammer mit gegeneinander isolierten Kanälen verbunden sind, die auf ein dielektrisches Aufzeichnungsmedium (20) gerichtet sind und daß die leitenden Oberseiten bzw. Unterseiten der Kanäle mit einer Potentialquelle bzw. mit einem selektiv auf die einzelnen Kanäle arbeitenden Zeichenimpulsgenerator verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Druckkopf (4) eine Aufladestation (21) zur Aufladung des dielektrischen Mediums und in Bewegungsrichtung nach dem Druckkopf eine Entwicklungsstation (22) und eine Fixierstation vorgesehen sind.

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