DE2255132A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE FLOW OF ELECTROSTATICALLY CHARGED PARTICLES - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE FLOW OF ELECTROSTATICALLY CHARGED PARTICLESInfo
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Description
DIPL- ING. R. SPIANEMANN „..,„DIPL ING. R. SPIANEMANN "..,"
DIPt-ING, J. RICHTERDIPt-ING, J. RICHTER
«oo Mönchen 2«Oo monks 2
Tal 13Valley 13
1913-111-79171913-111-7917
Electro-Print Ina.Electro-Print Ina.
IOO6I Bubb RoadIOO6I Bubb Road
Cupertino, Califoralen (V«8t«A.)Cupertino, Califoralen (V «8t« A.)
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Strömung von elektrostatisch geladenen TeilchenMethod and device for controlling the flow of electrostatically charged particles
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Strömung von elektrostatisch geladenen Teilchen sowie zur Ausbildung eines ebenen Musters von elektrostatischen Ladungsbereiohen, die so angeordnet sind« daß sie einem Bild entsprechen· Die Erfindung findet insbesondere in einem System zur Reproduktion oder Wiedergabe einer Kopie eines sichtbaren Bildes auf einem geeigneten Medium« wie z,B. Papier, Anwendung.The invention relates to a method and a device for controlling the flow of electrostatically charged Particles as well as for the formation of a planar pattern of electrostatic charge areas which are arranged in such a way that they correspond to an image · The invention finds particular application in a system for reproducing or reproducing a copy of a visible image on a suitable medium «such as Paper, Use.
Bildreproduktionssysteme der vorstehend beschriebenen Art sind beispielsweise in den U.S,-Patentanmeldungen: 3.Ν« &&A9& vom 6. Oktober ί'967, S.N. 776 X46 vom 15* November 1968 und StK. 85 070 vom 29. Oktober 1970 besahrieben· Derartig® Systeme schließen einen Träger für ein Aufzeiohnungsm«diumf wie 2,B, Papier, ein« auf dem ein sichtbares Bild ausgebildet werden soll.Image reproduction systems of the type described above are, for example, in the US patent applications: 3.Ν « && A9 & of October 6, 1967, SN 776 X46 of November 15, 1968 and StK. 85070 of 29 October 1970 besahrieben include a support for a Aufzeiohnungsm "f dium such as 2, B, paper," on which a visible image is to be formed · Derartig® systems.
Das System kann weiterhin eine Quelle HIr Teilchen eliisiöhl lessen, die eine mit der Färb« dts Aufzeichnungsmedium® kontrastierende. Farbe aufweisen (derartige Teilchen werden typiaebemteleaThe system can continue to release a source of particles, the one that contrasts with the color of the recording medium. Have color (such particles are typiaebemtelea
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als "Tonerteilchen" bezeichnet, und diese Bezeichnung wird im folgenden verwendet werden). Bei einer Art dieses Systems ist zwisohen der Tonerteilohenquelle und dem Aufzeichnungsmedium ein mit Öffnungen versehenes Schirmgitter oder ein Netz angeordnet. Zwisohen der Tonerteilchenquelle und den Aufzeichnungsmedium wird ein elektrostatisches Feld ausgebildet, um die Teilchen durch die öffnungen in dem Schirmgitter hinduroh in Richtung auf das Aufzeichnungsmedium vorwärts zu bewegen. Kit Hilfe dee Schirmgitters wird eine Vielzahl von elektrostatischen Ladungsbereichen ausgebildet» und zwar in einem Muster» das dem zu reproduzierenden Bild entspricht, so daß elektrostatische Felder in den Offnungen selektiv den Durchgang von Tonerteilchen steuern. Von dem mit Öffnungen versehenen Schirmgitter ausgehende Tonertellohen entsprechen daher dem zu reproduzierenden Bildmuster, Nach dem Auf treffen der Toner te Hohen auf dem Aufzeichnungsmedium können ale auf diesem entsprechend bekannter Techniken fixiert oder geschmolzen werden, um ein dauerhaftes Bild zu erzeugen.referred to as "toner particles", and this designation becomes to be used in the following). One type of this system is between the toner component source and the recording medium an apertured screen grid or mesh is arranged. Between the toner particle source and the Recording medium, an electrostatic field is created to move the particles through the openings in the screen grid hinduroh forward toward the recording medium move. Kit With the help of the screen grid, a large number of electrostatic charge areas are created in a pattern that corresponds to the image to be reproduced, so that electrostatic fields in the openings selectively the Control the passage of toner particles. From the one with openings provided screen grid outgoing Tonertellohen therefore correspond to the image pattern to be reproduced, after the hit the toner te highs on the recording medium can all be This can be fixed or fused according to known techniques to produce a permanent image.
Bei einer anderen Art eines Systeme« wie sie beispielsweise in den UtS."Patentanmeldungen 9,N. 709 578 vom 1. März 1968, S.N. 864 022 vom 6. Oktober 1969 und 3,N. 101 681 vom 28. Dezember 1970 beschrieben 1st, werden Ionen oder ähnliche geladene TeHohen in einem geeigneten Muster ausgerichtet und durch eine Wolke von Tonerteilchen hindurohgeleitet. Das erfindungsgemäße Schirmgitter ist in beiden Arten von Systemen oder In irgendwelchen anderen Systemen verwendbar* bei denen die Ausbildung eines Musters von geladenen Teilchen erforderlich ist«In another type of system "as for example in the UtS." Patent applications 9, N. 709 578 of March 1, 1968, S.N. 864 022 of October 6, 1969 and 3, n. 101 681 of Described December 28, 1970 1st, are ions or similar charged heights are aligned in a suitable pattern and passed through a cloud of toner particles. The inventive Screen grid can be used in both types of systems or in any other system * of those the formation of a pattern of charged particles is required «
In den vorstehend beschriebenen Systemen ergibt die Erfindung ein verbessertes Schirmgitter«, da« viele Vorteile gegenüber den verschiedenen bekannten Schirmgittern aufweist. Der erflndungagemäfle Aufbau den Schirmgitter· ermöglicht den BetriebIn the systems described above, the invention results an improved screen grid «, since« many advantages over has the various known screen grids. The invention wall Structure of the screen grid · enables operation
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bei relativ niedrigen Spannungen, wodurch die Herstellung und der Betrieb des Elementes vereinfacht wird.at relatively low voltages, thereby reducing the manufacture and the operation of the element is simplified.
Ein im Nachstehenden näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung schließt ein zusammengesetztes, mit öffnungen versehenes Schirmgitter oder einen Schirm ein, der aus vier Schichten gebildet ist. Auf der in Bewegungsrichtung■"d:ir%bneh'i oder Tonerteilchen vorderen oder Vorderseite des Schirmes, und zwar auf der Seite, die auf die Tonerteilchenquelle zu gerichtet ist, weist der zusammengesetzte Schirm eine leitende Schicht auf, unter der eine isolierende Schicht liegt. An der in Bewegungsrichtung hinteren Stirnfläche der isolierenden Schicht ist eine zweite leitende Schicht angeordnet, unter der wiederum eine äußere isolierende Schicht liegt. Die freiliegende Oberfläche der äußeren isolierenden Schicht bildet die in Bewegungsrichtung der Tonerteilchen oder Ionen hintere Außenfläche des Schirmgitters»An exemplary embodiment of the invention explained in more detail below includes a composite screen grid provided with openings or a screen which is formed from four layers. On the d in the movement direction ■ ": ir% bneh 'i or front toner particles or front side of the screen, on the side which is directed to the Tonerteilchenquelle to, comprises the composite screen a conductive layer on at which an insulating layer is A second conductive layer is arranged on the rear end face of the insulating layer in the direction of movement, under which in turn an outer insulating layer lies. The exposed surface of the outer insulating layer forms the rear outer surface of the screen grid in the direction of movement of the toner particles or ions.
Das verbesserte Schirmgitter wird derart in das System eingefUgt, daß die beiden leitenden Schichten so vorgespannt werden, daß in den öffnungen ein elektrostatisches Sperrfeld ausgebil-The improved screen grid is inserted into the system in such a way that that the two conductive layers are biased so that an electrostatic blocking field is formed in the openings.
/ausrelohende/ releasing
det wird, das eine Polarität und Größe aufweist, um den Durchgang von Tonerteilchen durch die öffnungen zu sperren. Die äußer« isolierende Schicht wird selektiv elektrostatisch auf eine Polarität und mit einer Größe aufgeladen, die ausreichend ist, um ein Feld zu bilden, das Teilen des Sperrfeldes entgegenwirkt und diese übersteuert, so daß der Durchgang von Tonerteilchen in einem Muster ermöglicht wird, das einem Bild entspricht.det that has a polarity and size around the passage to block toner particles through the openings. The outer insulating layer is selectively applied electrostatically a polarity and charged with a magnitude sufficient to form a field that counteracts dividing the blocking field and overrides them to allow the passage of toner particles in a pattern resembling an image is equivalent to.
Bei einem befriedigenden AusfUhrungsbeispiel der Erfindung 1st die äußere Isolierschicht aus photoleitendem Material hergestellt, einem Material, das im dunklen Zustand einen hohen undIn a satisfactory embodiment of the invention is the outer insulating layer made of photoconductive material, a material that has a high and in the dark state
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Ια beleuchteten Zustand einen niedrigen Widerstand aufweist. Im Dunkel oder unbelichteten Zustand wird die photoleitende Schioht mit einer Polarität und auf eine Größe aufgeladen, die zur Außblldung von Feldern in den Öffnungen ausreicht» die das oben erwähnte Sperrfeld beseitigen oder diesem entgegenwirken. Daher sind bei unbeliebtstem Schirm alle Öffnungen so vorgespannt» daß ein Durchgang von sich von der T&nerteiIonenquelle zum Aufzeichnungsmedium bewegenden Tonerteilchen eraöglioht ist. Das auf den Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnende Bild wird dann derart auf die photoleitende Sollicht projiziert, daß Teile dieser Schicht, die hellen Teilen des Bildes entsprechen, ©inen leitenden Zustand annehmen* In diesem Zustand wird die vorher auf der photoleitenden Schioht ausgebildete Ladung entladen, wodurch doe Gegenwirkungsfeld entsprechend entladen und das Sperrfeld wirksam wirf. Daher sperren sieh in derartigen beleuchteten Bereichen befindende Öffnungen die Strömung von TonerteHohen, während dunklen oder unbelichteten Teilen des Sohinnes zugeordnete Öffnungen weiterhin einen Durohgang von Tonertellohen gestatten* Wenn, sich der Schirm, in diesem Zustand befindet, wird ein Vorrat von geladenen Toner te Hohen durch den Sohl na in Richtung au, f das Aufzeichnungsmedium geleitet, so daß die aus den Schirm1austretenden Teilchen in einem Muster angeordnet sind, das direkt oder positiv dem Bild entspricht.Ια illuminated state has a low resistance. In the dark or unexposed state, the photoconductive layer is charged with a polarity and to a size which is sufficient for the formation of fields in the openings which remove the above-mentioned blocking field or counteract it. Therefore, in the most unpopular screen, all openings are biased so that a passage of toner particles moving from the toner source to the recording medium is possible. The image to be recorded on the recording medium is then projected onto the photoconductive target light in such a way that parts of this layer, which correspond to the bright parts of the image, assume a conductive state * In this state, the charge previously formed on the photoconductive layer is discharged, thereby creating the counteracting field Discharge accordingly and throw the blocking field effectively. Therefore, openings located in such illuminated areas block the flow of toner highs, while openings associated with dark or unexposed parts of the sole still allow a passage of toner cells. If the screen is in this state, a supply of charged toner is thrown through directed the sole na in the direction au, f the recording medium, so that the particles emerging from the screen 1 are arranged in a pattern which corresponds directly or positively to the image.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den UnteransprUchen*Further advantageous refinements and developments of Invention result from the subclaims *
Die Erfindung wird im folgenden anhand von In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.The invention is explained below with reference to In the drawing illustrated embodiments explained in more detail.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
Vig. 1 eine schematische Ansicht eines eine AusfUhrungn* Vi g. 1 a schematic view of an embodiment
d«*u Snliinngitierß verwendend«!! Systems;d "* u using Snliinngitierß" !! Systems;
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Pig· 2 eine vergrößerte bruohstückhafte Ansicht einer Ausführungsforra des Schirmgitters, in der die Lage der elektrostatischen Felder in einer Offnung dargestellt ist;Pig 2 is an enlarged fragmentary view of a Execution form of the screen grid in which the The position of the electrostatic fields in an opening is shown;
die den geladenen Zustand des Schirmes vor der Belichtung mit einem Bild zeigt;which shows the charged state of the screen prior to exposure to an image;
Pig» 5 eine den Pig« 3 und 4 ähnliche Ansieht, die den Ladungssustand des Schirmes nach dem Aufprägen eines sichtbaren Bilde· auf die photoleitende Schicht »βigt;Pig "5 looks like Pig" 3 and 4, which has the State of charge of the screen after a visible image has been impressed on the photoconductive one Shift »βigt;
die ein· alternative AusfÜhrungsfor» zeigt;which shows an alternative embodiment;
W§« T eine »ohematisehe Ansicht eines weiteren alternativen Ausführung« beieplela«W§ «T an» ohematic view of a further alternative version «beieplela«
In den Zeichnungen und insbesondere in Pig. 1 bezeichnet die Beaugsjsiffer 12 ech«matleoh eine luft« und liohtunclurchiUaeige UMechlieflimg oder ein Oefciuse, in de» ein System eingeschlossen ist« da» eine AuefÜhrungeforra des verbesserten Schirmgitter« Yerwendet, In de» Gehäuse 12 ist eine Tonerteilohenque^l·Xk, ein xusawengesetstes^ mit öffnungen versehenes Schirmgitter i6f ein Biieaufseiohnungsmedium l8 und «ine leitende Halterung SO ' für das MediuM befestigt· Es ist eine Leistungsquelle 22 zur Ausbildung eines Feldes zwischen der Tonerquelle 14 und der leitenden Platte 20 derart vorgesehen, daß Tonerteilchen vonIn the drawings and in particular in Pig. 1 denotes the reference number 12 ech "matleoh an air" and liohtunclurchiUaeige UMechlieflimg or an oefciuse in which "a system is included" because an implementation of the improved screen grid "is used, in the" housing 12 is a toner partohenque ^ lxk, a xusawengesetstes ^ screen grid provided with openings i6 f a Biieaufseiohnungsmedium l8 and "ine conductive holder SO 'for the medium attached
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der Tonerquelle zur leitenden Platte hin besohleunlgt werden. Dae Schirmgitter 16 weist eine grofie Anzahl von Offnungen 24 auf. In denen geeignete Felder zum Sperren oder sum Weiterleiten von Tonerteilchen entsprechend der Form eines auf dem Aufzeichnungsmedium 18 abzubildenden Bildes I ausgebildet werden.of the toner source towards the conductive plate. The screen grid 16 has a large number of openings 24 on. In which suitable fields for blocking or transferring toner particles according to the shape of an image I to be imaged on the recording medium 18 are formed.
Weiterhin befindet sich In dem Gehäuse 12 eine Ladungs te Hohen -quelle« wie z.B. eine Koronaquelle 26, die zur Ausbildung einer gleichförmigen Ladung auf der hinteren Oberfläche 28 des Schirmgitter« 24 verwendet wird. Naoh der Ausbildung einer derartigen gleichförmigen Ladung wird ein Bild 30 über ein einen Reflektor 32 und einen Versohluemeohanismus 34 elnsohlleflendes optlaones System auf die hinter· Ob·rfHohe des Schirmgitters 24 projiziert. Die Beleuchtung der hinteren Oberfläche 28 des Schirmgitters 24 ändert das Ladungsmuster In den Offnungen des Schirmes 24 derart, daJ Tonerteilchen aus den Sohirmöffnungen in einem Muster austreten« das dam Bild 30 entspricht, so dal das Bild I auf dem Aufzeichnungsmedium 18 gebildet wird·Furthermore, in the housing 12 there is a charge level source, such as a corona source 26, which is used to form a uniform charge on the rear surface 28 of the screen grid «24 is used. Upon formation of such a uniform charge, an image 30 becomes over a one Reflector 32 and a spanking mechanism 34 insole optlaones system on the rear upper level of the screen grid 24 projected. The illumination of the rear surface 28 of the screen grid 24 changes the charge pattern in the openings of the Screen 24 in such a way that toner particles from the screen openings into to emerge from a pattern «which corresponds to Figure 30, so that Image I is formed on the recording medium 18
Bin vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Schirmgitter· 16 ist bruohattiokhaft mit steril vergröflerteo Maße tab In flg. 2 dargestellt. Da· Schirmgitter l6 aohlieflt eine Vorderfläohe 36 «in« dl· auf dl· Tonerteilohenquelle gerichtet 1st. Dl· Vorderfläohe 1st durch «Ine leitende 3ohiaht 38 gebildet, unter der ein· Isolierschicht 40 angeordnet 1st. Auf der von der leitenden Schicht 36 abgewandten Oberfläche der isolierenden Schicht 40 1st eine zweite oder Innere leitend« Sohioht 42 angeordnet. Der Aufbau de· Sohirmei 16 wird durch ein« Sohioht 44 aus photoleitendem Material vervollständigt, deren äußere Oberfläche dl· Btiokfläohe 28 de· Schirmgitters 16 bildet· Bei einem praktisoh ausgeführten Schirmgitter wiesen die Isolierende Sohioht 40 und die photoleitend· Sohioht 44 Jeweils eine Dick· von ungtführ 0,02$ mm (0,001 Zoll) auf, wobei die leitenden Sohlohten 38 und 4fi alsAn advantageous embodiment of the screen grid x 16 is bruohattiokhaft with sterile enlarged dimensions tab shown in flg. 2. The screen grid 16 has a front surface 36 "in" dl · is directed to dl · toner part source. Dl front surface Is formed by a conductive tube 38, under which an insulating layer 40 is arranged. On that of the conductive layer 36 facing away from the surface of the insulating layer 40, a second or inner conductive layer 42 is arranged. The structure de · Sohirmei 16 is made of photoconductive by a «Sohioht 44 Completed material, the outer surface of which dl · Btiokfläohe In a practically designed screen grid, the insulating layer 40 and the photoconductive layer 44 each had a thickness of approximately 0.02 mm (0.001 inch) with conductive pads 38 and 4fi as
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int iutLJ*. tdm ϊ iei» «. & int iutLJ *. tdm ϊ iei »«. &
dünne Film© auf diesen Isolierenden Schichten** abgesohieästi
den· Bei diesem AusfilhrungsbeiEpl®! vtiemm öle öffnungen 2
einen .Durohmesser von mjgafito 0,15 mm (Q0OOS Zoll) auf
die öffnungen erstrecktes sieh« rci© dies
stellt ist, dure« alle S
in der diethin film © on these insulating layers ** removed with this design at EPL®! vtiemm oils openings 2 a. diameter of mjgafito 0.15 mm (Q 0 OOS inches) extended to the openings see rci © this is, dure "all S
in which the
In den öffnungen 24 weräan Bpeprf©ldeF Vorspannung oder ©inen PotentialsIn the openings 24 weräan Bpeprf © ldeF Bias or potential
und 42 ausgebildet, und zwar mit ©Ines3 Größe"and 42 trained, namely with © Ines 3 size "
tat, die ausreicht, um ©iae Lacta Schicht ^O aussubilden« di© «Smsr- Sp©rr"fsld Zweok wnd unter der Annatas©*, so vorgeepamit isfcs daS die aufweisen, wird die leitend© -Sohiufot ^ Schicht %2 positiv vorgespasmto Eine d@£wfelg©did sufficient © iae Lacta layer ^ O aussubilden "di ©« Smsr- Sp © rr "fsld Zweok wnd © *, vorgeepamit under the AnnaTas so ISFC S is having the conducting © ^ -Sohiufot layer is 2% positively pre-spasmto A d @ £ wfelg ©
durch Verbinden einer Anzapfung #β €©r L©litimgsqii©ll® 2by connecting a tap # β € © r L © litimgsqii © ll® 2
der leitenden Schieht JB wnö der Leistungsquell© mit dsr l®ife@Eäen Sehiahtthe leading Schicht JB wnö the power source © with dsr l®ife @ Eänen Sehiaht
Wirkung einer d@rarfcig©xs ¥orgpgisrasßg teateht dariisfl Effect of a d @ rarfcig © xs ¥ orgpgisrasßg teateht dariis fl
an der leitenden Schicht JB anliegeni« Oberfllola©against the conductive layer JB are in contact with the surface
.renden Schicht 40 eine Vielsabl von .positiven Ladtagon imö an der an der leitenden Schicht ^S anliegenden ©barfläcsli© ,ö©!5 isolierenden Sohlobt ©ine Vielsehl von negativen* Laöymgen ausgebildet wird. Die Interferesas derartiger Ladungen to Jeder öfftiung bildet ein elektrostatisches Feld in der Öffnung aus, daß durch Feldlinien 50 bezeichnet "ist, die ©in© gum Sperren de®At the end of the layer 40, there is a multitude of positive Ladtagon imö on the © barfläcsli ©, ö ©! 5 isolating Sohlobt © ine a variety of negative * Laoymgen is formed. The interferesas of such charges to each opening forms an electrostatic field in the opening that is denoted by field lines 50 ", the © in © gum locking de®
■ gangs von Tonerteilchen dureh dl© öffnung ausreichende- und Polarisation aufweisen* In dem vorstehend nfflier erläuter« ' ten praktischen Ausftihrungsbeispi®! ist ein Potential von 200 bis 300 Volt zwischen den leitenden Schichten >f3 und 42 als ausreichend zu betrachten, um pin Feiü in dcsr Of fining 2k auagubii-, den, das den Durchgang von Tonerteilchen durch (Sie Öffnung vollständig sperrt;.■ The passage of toner particles through the opening has sufficient polarization * In the practical example explained above! A potential of 200 to 300 volts between the conductive layers> f 3 and 42 is to be regarded as sufficient to pin Feiü in the Of Fining 2k auagubii-, the one that completely blocks the passage of toner particles through (you opening;
3 0 9 B 2 ü i Π 9 7 i 3 0 9 B 2 ü i Π 9 7 i
ITm einen Durchgang von TonerteHohen duroh die öffnung 24 zu ermöglichen» sieht die vorliegende Erfindung die Erzeugung «Ines elektrostatischen Feldes vor, das dem duroh die Feldlinien 50 bezeichneten Feld entgegenwirkt oder dies Übersteigt. In Fig. 2 sind die Feldlinien des Gegenwlrkungsfel· dee duroh die Bezugsziffer 52 bezeichnet. Dieses Qegenwirkungefeld wird dadurch ausgebildet, daß auf die Oberfläche der photoleitenden Soliioht la dunklen oder nicht leitenden Zustand Ladungen mit geeigneter Polarität aufgeprägt werden« und Ewar in deui in den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsbelepiel positive Ladungen» Di«ee Ladungen können durch irgendwelche geeigneten Mittel, beispieleweiße durch Bombardieren der Oberfläche 28 mit positiven Ionen von einer Koronastrahlerquelle» radioaktiven Quelle o.a. ausgebildet werden· Xn jedem Fall weisen die auf dl« hinttre Fläche 28 aufgeprägten Ladungen «Ine derartige OrHSe und Polarität auf, daß das duroh die Feldlinien 52 axigeielgte Gegenwirkungsfeld duroh das Zusammenwirken der Ladungen auf der Oberfläche 28 und den auf den Oberflächen der Inneren isolierenden Sohioht 40 vor· handenen Ladungen gebildet 1st· In dem In den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsbe!spiel sind die auf der RüokfJ.äche ausgebildeten Ladungen positiver als die sich aufgrund der mit den leitenden Sohlohtan JB und 42 verbundenen Vorspannung» quellen ergebenden Ladungen·In order to allow toner heights to pass through the opening 24, the present invention provides for the generation of an electrostatic field which counteracts or exceeds the field indicated by the field lines 50. In FIG. 2, the field lines of the countercurrent field are denoted by the reference number 52. This counter-effect field is formed by the fact that charges with a suitable polarity are impressed on the surface of the photoconductive soliioht the dark or non-conductive state and, in the execution example shown in the drawings, positive charges can be applied by any suitable means, for example through white Bombarding the surface 28 with positive ions from a corona emitter "radioactive source" or the like can be formed In the embodiment shown in the drawings, the charges formed on the back surface are more positive than those due to the conductive soles at JB and 42 connected bias voltage »sources resulting charges ·
Die den Feldlinien 50 und 52 in den Zeichnungen sugeordneten Richtungspfeile zeigen lediglich, daß die Felder entgegengesetzt polarisiert sind. Offensichtlich hängt die Richtung des Feldes oder der sich daraus ergebenden Kraft von der !Polarität der Ladung auf den Tonertellohen und nicht von irgendeiner Vorausseteung ab, die zur Erläuterung der Erfindung angenommen wurde. Weiterhin können Sperr· und Oegenwirkungsfelder für ein vorgegebenes Schirmgitter einsein oder In Mehrsahl betrachtet werden.Those assigned to the field lines 50 and 52 in the drawings Directional arrows only show that the fields are oppositely polarized. Obviously, the direction of the Field or the force resulting therefrom depends on the polarity of the charge on the toner cells and not on any Vorseteung from the adopted to explain the invention became. Furthermore, blocking and counteracting fields can be used one for a given screen grid or viewed in plurality will.
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Dae zwischen den Ladungen auf d©r RUolcfl&dhe 28 und den Ladun» gen auf den Oberfläohen der inneren isolierenden 8d&±Qht 40 ausgebildete Feld ruft Rand- oder Int©rfer©nzf@ld@r in der öffnung 24 hervor, die eine derartige QrtiBe und KiofetaBg aufweisen« die ausreicht, um dem Sperrfeld 50 so entgegenzuwirken« daß die Tonerteilchen duroh die öffnung 2h hinctaotila.u·» fen können, wobei sich dieser Zustand so lang® ergibtj, wie die leitende Schicht 44 in dunklem Zustand gehalten wiri.The field formed between the charges on the surface 28 and the charges on the surfaces of the inner insulating 8d & ± Qht 40 causes edge or interferers in the opening 24 which have such a shape and KiofetaBg having "sufficient so counteract the lock field 50 'that the toner particles can duroh fen the opening 2h hinctaotila.u ·», with this state so ergibtj lang® as the conductive layer wiri kept in the dark state 44th
Eine Projektion des Bildes I auf dia Btickfläoh® 28 beleuchtet alle Teile der leitenden Sohiohfc mit Ausnahme der B©r©ioh©, die der Stelle von dunklen Linien und/oder Bereichen des Bildes entsprechen« Die beleuchteten oder belichteten Teile d@r photoleitenden Schicht 44 werden örtlich leitend, so da£ ein Stromfluß duroh die Schicht ermöglicht wird. Ein derartiger StromfluS entlädt das Gegenwirkungsfeld 52 in allen Öffnungen 24« die hellen Teilen des Bildes I zugeordnet sind« so daß nur das Sperrfeld 50 4n diesen öffnungen vorhanden ist. In' dunklen Bereichen des Bildes entsprechenden öffnungen ©rfolgt jedoch kein Stromfluß duroh die photoleitende Schicht 44« so daß in diesen öffnungen Gegenwirkungsfelder 52 vorhanden sind. Somit verbleibt selbst naoh Entfernung des Bildes von der RUckfläche 28 ein elektrostatisches Bild auf dem Schirmgitter l6, so daß bei Einschalten des Besohleunigungs» oder Projektionsfeldes zur Bewegung der Tonerteilchen von der Quelle l4 zur leitenden Platte 20 lediglich die den dunklen Teilen des Bildes I entsprechenden öffnungen den Zugang und die Weiterleitung von Tonerteilchen an das Aufzeichnungsmedium l8 ermöglichen. Alle anderen öffnungen, d.h. Öffnungen« dl© beleuchteten oder belichteten Bereichen des Schirmes 16 entsprechen, sperren den Durchgang von Tonerteilchen, da in diesen öffnungen lediglioh das Sperrfeld 50 wirksam ist. Daher wird ein positives Bild durch die Tonerteilchen auf dam Aufzeichnungsmedium 18 gebildet, und dieses Bild kann durchA projection of the image I on the Btickfläoh® 28 illuminates all parts of the conductive Sohiohfc with the exception of the B © r © ioh ©, which correspond to the location of dark lines and / or areas of the image «The illuminated or exposed parts of the photoconductive layer 44 become locally conductive, so that a current can flow through the layer. Such a current flow discharges the counteracting field 52 in all openings 24 "the bright parts of the image I are assigned" so that only the blocking field 50 4n is present in these openings. In openings corresponding to dark areas of the image, however, no current flows through the photoconductive layer 44 so that counteracting fields 52 are present in these openings. Thus, even after the image has been removed from the rear surface 28, an electrostatic image remains on the screen l6, so that only the openings corresponding to the dark parts of the image I when the acceleration or projection field is switched on to move the toner particles from the source 14 to the conductive plate 20 enable the access and transfer of toner particles to the recording medium 18. All other openings, that is to say openings corresponding to illuminated or exposed areas of the screen 16, block the passage of toner particles, since only the blocking field 50 is effective in these openings. Therefore, a positive image is formed by the toner particles on the recording medium 18, and this image can pass through
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darauffolgendeβ Fixieren oder Schmelzen der Tonerteilchen auf den Medium 18 dauerhaft gemacht werden.subsequent fixing or melting of the toner particles can be made permanent on the medium 18.
Ein typisches, auf die Rüokfläohe dea Schirmgitters 16 projiaiertes Bild sohlte ttBere iahe ohne Kontrastinformation, Bereiohef die vollständig schwarz (oder von anderer Kontrastfarbe) sind und Bereiche ein« die zwischen diesen beiden &Ktr4»n»n liegen (d.h. unterschiedliche Grautöne aufweisen). Das erfindungsgemäße Schirmgitter ermöglicht eine genaue Wiedergabe aller Bereiche des Bildes. Wenn das Bild auf die photoleitende Schicht 44 projiziert wird, werden Bereiche dieser Schicht proportional zur Intensität des auftreffenden Lichts leitend» Hellen oder hellsten Teilen des Bildes entsprechende Bereiche der photοleItenden Schicht werden maximal beleuchtet und daher im wesentlichen volletänding entladen. Bereiche der photoleitenden Schicht, die den Grauteilen des Bildes entsprechen, werden lediglich teilweise belichtet und damit auch nur teilweise entladen. Schwarzen Teilen des Bildes entsprechende Bereiche der leitenden Schicht werden nicht belichtet und damit nicht entladen. Entsprechend erfolgt der Durchgang von Tonerteilchen durch verschiedene Öffnungen 24 in dem Schirmgitter I6 direkt proportional zur Lage und relativen Intensität in dem Bild»A typical image projected onto the back surface of the screen grid 16 would include ttBere almost without contrast information, areas f that are completely black (or of a different contrasting color) and areas that lie between these two & Ktr4 "n" n (ie have different shades of gray). The screen grid according to the invention enables an accurate reproduction of all areas of the image. When the image is projected onto the photoconductive layer 44, areas of this layer become conductive in proportion to the intensity of the incident light. Areas of the photoconductive layer corresponding to light or brightest parts of the image are maximally illuminated and therefore essentially completely discharged. Areas of the photoconductive layer which correspond to the gray parts of the image are only partially exposed and thus only partially discharged. Areas of the conductive layer corresponding to black parts of the image are not exposed and therefore not discharged. Correspondingly, the passage of toner particles through various openings 24 in the screen grid I6 takes place in direct proportion to the position and relative intensity in the image »
Die vorstehend erwähnten Steuerfunktionen werden entsprechend Üblicher Techniken und Schaltungen ausgeführt« und eine derartige Übliche Schaltung 1st sohematisoh in Fig. 1 durch die Beaugsziffer 53 bezeichnet. Zur Wiederholung der Betriebsweise des erfindungsgemäSen Schirmgitters wird im folgenden auf die Pig. 3 bis 5 Bezug genommen. Fig. 3 zeigt das Schirmgitter l6 in dem Zustande der vorhanden 1st« nachdem die Leistungsquelle 22 eingeschaltet wurde. In diesem Zustand bildet eine Potentialdifferenz zwischen der inneren Elektrode 42 und der äuBeren Elektrode 38 Sperrfelder 50 in jeder öffnung 24 aus« so daB irgendwelche negativ geladenen Teilchen,The above-mentioned control functions are carried out according to conventional techniques and circuits and the like Usual circuit is sohematisoh in Fig. 1 by the Beaugsziffer 53 designated. To repeat the operation of the screen grid according to the invention is described below on the Pig. 3 to 5 referred to. Fig. 3 shows the screen grid 16 in the state that is present after the Power source 22 has been turned on. In this state, a potential difference forms between the inner electrode 42 and the outer electrode 38 blocking fields 50 in each opening 24 from «so that any negatively charged particles
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die sich der vorderen« bei unteren Stirnfläche nMhera« gosparct durch die öffnungen in Fig. 4 zeigt das Schirmgitter aaeh von der Tellchenquell© während sich dasthose of the front «at lower end face nMhera «gosparct the screen grid shows aaeh through the openings in FIG from the Tellchenquell © while the
diesem Sustand werden GegenKlsttungsfaldes?will this state be counter-armed forces?
24 ausgebildet» wobei ütem© ständig oder teilweise üit flußten öffnung übersteuern nähernde Tonerteilchen ta°oh öas24 formed »whereby ütem © constantly or partially overflowed opening overdrive approaching toner particles ta ° oh öas
In Fig. 5 entspricht der bezeichnete und durch «31© Bejgugssiffer freien und hellen Teilen eines Teil des Schirmgitters Teilen des schwarz sind oder irgendeine In dem belichteten Bereich 5% wird $i© pto©t©l©!t<indQ 44 örtlich leitend und dl® da® erhaltenden Ladungen werben alsg©l®ii5S5fea den öffnungen in dem ' der öffnung 24a» ausschlle@ll@b- am .Sperrf©ld ^O wirlssi^^ so daß Tonerteilchen» beispielsweise l%a» γοη stoßen werden und nicht durch die öffmmg 24a In den nicht durch das Bild beleuchteten oder öffnungen bleibt ,jedoch das 0«@@nwirleung©feld wiite« un.1 Übersteuert das Sperrfeld» so daß dl© Ton@rt@lloh@B» beigpioleweise l4b» durch die öffnungen hindurch gelangen Is5m®% Di® in teilweise belichteten Bereichen des Schirmes g©logen©n öffnungen ermöglichen den Durchgang von ..Tonerteilehan in verringerter Menge. Entsprechend wird in Bewegungsrlohtusig d@r Tonerteilchen hinter» d.h. in Flg. 5 Über dem Schirmgitter durch die mit der Bessugselffer l4c beissichneten Tonerteilchen ein Bild ausgebildet.In Fig. 5 the marked and by 31 © Bejgugssiffer free and bright parts of a part of the screen corresponds to parts that are black or any and advertise DL® DA® maintaining charges ALSG © l®ii5S5fe a the openings in the 'of the opening 24a' ausschlle @ ll @ b- at .Sperrf © ld ^ O ^^ wirlssi so that toner particles ", for example, l% a" push γοη and not through the öffmmg 24a In the not illuminated by the picture or openings remains, however the 0 «@@ nwirleung © field wiite« un.1 Overrides the blocking field »so that the © Ton @ rt @ lloh @ B» pioleweise l4b »Is5m®% Di® pass through the openings in partially exposed areas of the screen. Correspondingly, the toner particles behind »ie in Flg. 5 An image is formed over the screen grid by the toner particles which were picked up with the Bessugselffer 14c.
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In den Pig· 6 und 7 sind verschiedene alternative Techniken zur Ausbildung von Oegenwlrkungsfeidern dargestellt. In diesen Figuren ist ein modifiziertes Sohirmgitter 16* dargestellt« Dieses modifizierte Sohirmgitter weist leitende Schichten 38 und 42 sowie eine innere isolierende Schicht 40 auf« die zu dem vorstehend beschriebenen Aufbau Identisch sind und daher identische Bezugszoffern aufweisen. In diesem modifizierten Sohirmgitter ist jedoch die leitende Sohicht durch eine isolierende oder dielektrische Sohloht 60 ersetzt» die gegenüber Lioht unempfindlich ist. Weil die Schicht 60 aus Isolierendem Material gebildet ist« kann sie eine Ladung im dunklen oder hellen Zustand in der gleichen Welse speiohern«wle die photoleitende Schicht im Dunkelzustand eine Ladung speichert«Various alternative techniques for forming scroll fields are shown in Figures 6 and 7. In These figures show a modified screen grid 16 *. This modified screen grid has conductive elements Layers 38 and 42 and an inner insulating layer 40 on «identical to the structure described above and therefore have identical reference digits. In this modified base grid, however, the conductive base is replaced by an insulating or dielectric base 60 » which is insensitive to Lioht. Because the layer 60 is made of insulating material, it can carry a charge Speiohern in the same catfish in the dark or light state, choose the photoconductive layer in the dark state Charge stores «
In dem In Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß Qegenwirkungsfeider 52 durch Aufprägen einer Ladung auf die leitende Schicht 60 in einer Welse ausgebildet wurden« die zu der vorstehend beschriebenen äquivalent 1st, beispielsweise durch Aufprall von Ionen oder anderen geladenen Teilchen von einer Koronaquelle o.a. Eine mehrschichtige Entladungsplatte 6l, auf der ein dem gewünschten sichtbaren Bild entsprechendes elektrostatisches Bild ausgebildet wurde, wird mit der isolierenden Sohloht 60 in Berührung gebracht, um selektiv die Oegenwlrkungsfelder 52 zu entladen.In the embodiment shown in FIG. 6, it is assumed that counteracting fields 52 by impressing a Charge has been formed on the conductive layer 60 in a manner equivalent to that described above, for example through the impact of ions or other charged particles from a corona source or similar Discharge plate 6l on which an electrostatic image corresponding to the desired visible image has been formed, is brought into contact with the insulating sole 60, to selectively discharge the force fields 52.
Die Platte 6l schließt eine durchsichtige Trägerschicht 62 ein« auf deren einer Oberfläche eine dünne durohsiohtlge leitende Sohloht 64 aufgebracht 1st. über der durchsichtigen leitenden Sohicht 64 liegt eine photoleitende Sohloht 66« die mit der isolierenden Schicht 60 des Schirmgitters 16* in Berührung bringbar ist. Ein geeignetes Vorspannungspotential wird durch einen Anschluß an die leitende Sohloht 64 auf dieThe plate 61 includes a transparent carrier layer 62, on one surface of which there is a thin, thermoset layer conductive Sohloht 64 applied 1st. Over the transparent conductive layer 64 is a photoconductive layer 66 " those with the insulating layer 60 of the screen grid 16 * can be brought into contact. A suitable bias potential is applied by connection to the conductive base 64
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Platte aufgebracht. Im dunklen Zustand wird die Platte 6l in Berührung mit der isolierenden Schicht 60 gebracht» worauf das sichtbare Bild durch die durchsichtigen Sohlohten 62 und 64 auf die photoleitende Schicht 66 projiziert wird. Die belichteten Bereiche der photoleitenden Schicht werden leitend und entladen daher Felder 52 an entsprechenden Bereichen des Schirmgitters l6' · Entsprechend wird die Ladungeverteilung auf der isolierenden Schicht 60 selektiv entsprechend dem auf die Platte 61 proj!zierten Feld modifiziert ,so daß nach Entfernung der Platte 6l und Beschleunigung von Tonerteilchen durch das Schirmgitter 16* die Tonerteilchen entsprechend dem sichtbaren Bild angeordnet sind·Plate applied. In the dark state, the plate 61 is brought into contact with the insulating layer 60, whereupon the visible image is projected through the transparent soles 62 and 64 onto the photoconductive layer 66. The exposed areas of the photoconductive layer become conductive and therefore discharge fields 52 in corresponding areas of the screen grid 16 '. Correspondingly, the charge distribution on the insulating layer 60 is selectively modified in accordance with the field projected onto the plate 61, so that after the plate 61 and acceleration of toner particles through the screen grid 16 * the toner particles are arranged according to the visible image
Flg. 7 zeigt eine weitere Abänderung» bei der das Schirmgitter Ιβ1 zu dem vorstehend in Verbindung mit Fig. 6 beschriebenen identisch ist. Das AusfUhrungsbelspiel nach Fig. 7 schließt eine Platte 68 ein, auf der ein latentes elektrostatisches Bild entsprechend den Verfahren ausgebildet wurde» die in den U.S«-Patentanmeldungen S.N. 673 499 und S.N, 776 l46 beschrieben sind. Die Ladungen auf der Platte 68, die ein elektrostatisches latentes Bild auf dieser Platte bilden, werden auf die Oberfläche der Isolierschicht 60 des Schirmgitter 16' übertragen, wenn die Platte mit dem Schirmgitter in Berührung gebracht wird. Derartige Ladungen bilden Qegenwirkungsfelder 52 lediglich In den Öffnungen, durch die der Hindurohgang von Tonerteilchen gewünscht ist· Somit kann durch Verwendung der Modifikation nach Fig. der Zwisohensohritt der Aufprägung eines Oegenwirkungsfeldes 52 über die gesamte Fläche des Schirmgitter· entfallen.Flg. 7 shows a further modification in which the screen grid Ιβ 1 is identical to that described above in connection with FIG. The embodiment of Figure 7 includes a plate 68 on which an electrostatic latent image has been formed in accordance with the methods "described in US" patent applications SN 673 499 and SN, 776146. The charges on plate 68, which form an electrostatic latent image on that plate, are transferred to the surface of insulating layer 60 of screen grid 16 'when the plate is brought into contact with the screen grid. Such charges form opposing fields 52 only in the openings through which the passage of toner particles is desired. Thus, by using the modification according to FIG.
Somit ist zu erkennen, daß erflndungegeaäi ein verbesserte* Schirmgitter zur Ausbildung eines elektroetatiaehen Bild**, das zwangsweise auf ein sichtbares Bild bezogen iet, g«*ohaf-It can thus be seen that the invention provides an improved * Screen grid for the formation of an electrostatic image **, which is compulsorily related to a visible image, g «* ohaf-
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fen wird« so daß mit einen derartigen Schirmgitter positive Bilder auf einem geeigneten Aufselohnungsnediuiii gebildet werden können· Weiterhin kann das Schirmgitter bei relativ niedrigen Spannungen betrieben werden und weist einen relativ unkompliaierten Aufbau auf.fen is «so that with such a screen grid positive Images can be formed on a suitable resolution medium · Furthermore, the screen grid can be used at relatively operated at low voltages and has a relatively straightforward structure.
ν 309820/097tν 309820 / 097t
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