DE2630570A1

DE2630570A1 - Abbildungsverfahren

Info

Publication number: DE2630570A1
Application number: DE19762630570
Authority: DE
Inventors: Yujiro Ando; Katsunobu Ohara; Yukimasa Shinohara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1975-07-08
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1977-01-20
Also published as: JPS5434615B2; DE2630570B2; US4284697A; JPS527731A; DE2630570C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der Gestaltung eines Bilds durch Modulation eines Stroms von Ionen oder geladenen Teilchen wie Tonerteilchen mit Hilfe eines Steuergitters mit einer Anzahl kleiner Durchlaßöffnungen oder eines Steuergitters mit einer zeichenförmigen oder anderweitig gestalteten Öffnung.

Das bei der Erfindung verwendete Steuergitter kann beispielsweise ein lichtempfindliches Steuergitter sein, daß gemäß der Beschreibung in der US-Patentanmeldung 480 280 elektrisch leitfähiges Material mit einer Anzahl kleiner Öffnungen, die durch

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Verweben eines dünnen Metalldrahts oder durch Ätzen oder Galvanoplastik gebildet sind, und wenigstens photoleitfähiges Material aufweist, mit dem das leitfähige Material überzogen ist. Auf einem solchen Steuergitter kann durch Laden aus einem Korona-Entlader od. dergleichen in Verbindung mit Anlegen von Licht wie dem Licht von einer Bildvorlage ein primäres Ladungsbild ausgebildet werden. Durch Ausnutzung des elektrischen Felds in dem Öffnungsbereich des Steuergitters wird in Übereinstimmung mit dem elektrostatischen Muster des primären Ladungsbilds der Durchlaß des Ionenstroms oder der geladenen Teilchen gesteuert oder moduliert. Auf diese Weise wird ein Ladungsbild auf einem Aufzeichnungsmaterial ausgebildet, das ein aufladbares Blatt wie ein Isolierpapier oder ein Bildaufnahmeorgan wie eine Isoliertrommel sein kann, wobei ein. derartiges Ladungsbild sekundäres Ladungsbild genannt wird. Das sekundäre Ladungsbild kann für die Weiterverwendung direkt entwickelt oder erst entwickelt und danach auf ein anderes Aufzeichnungsmaterial bzw. Bildempfangsmaterial übertragen werden. Diese elektrophotographischen Verfahren sind in der US-PS 3 582, 206, der US-PS 3 680 954 und der US-Patentanmeldung

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480 beschrieben, wobei die in diesen Veröffentlichung beschriebenen Steuergitter selbstverständlich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar sind.

Bei einem Abbildungsgerät mit Verwendung des vorstehend beschriebenen Abbildungsverfahrens ist es erforderlich, daß sowohl das Steuergitter als auch das Aufzeichnungsmaterial oder aber entweder das Steuergitter oder das Aufzeichnungsmaterial zylindrisch geformt sind oder wenigstens am Modulationsort in gewölbte Form gebracht sind,, um eine hohe Abbildungsgeschwindigkeit und einen gedrängten Aufbau des Geräts zu erzielen. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Modulation des Ionenstroms oder geladener¹Teilchen, die mit einem Steuergitter und einem Aufzeichnungsmaterial ausgeführt ist, die unterschiedliche Radien oder unterschiedliche Krümmungen an dem Modulationsort besitzen, die Ausbildung eines undeutlich oder unscharf modulierten Bilds ergibt. Wenn das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial gleich gekrümmt sind, wird bei dem ausgebildeten Bild kein Lichthof erzeugt. Wenn jedoch sowohl das Steuergitter als auch das Aufzeichnungsmaterial wie eine isolierende Trommel oder dergleichen zylinderförmig sind, ist es bei dem Aufzeichnungsorgan notwendig, um dasselbe herum unterschiedliche Baueinheiten wie eine Entwicklungsvorrichtung, eine Übertragungsvorrichtung und eine Reinigungsvorrichtung anzuordnen. Daher ist die Verringerung des Durchmessers des zylinderförmigen Aufzeichnungsmaterials

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gemäß vorstehender Beschreibung notwendigerweise begrenzt. Wenn andererseits Halte- oder Speicherkopieren durchgeführt wird, bei dem die Abbildung mehrfach von einem einzigen primären Ladungsbild durchgeführt wird, und wenn das Steuergitter endlos ist, sollte die Umfangslänge des Steuergitters vorzugsweise gleich der Summe der Länge eines Kopierblatts und des räumlichen Intervalls, mit dem die Kopierblätter zugeführt werden, oder ein ganzzahliges Vielfaches dieser Summe sein. Daher sollte zum Verkürzen des räumlichen Intervalls bei der Papierzufuhr für die Steigerung der Kopiergeschwindigkeit der Durchmesser des zylindrischen Steuergitters wünschenswerterweise so klein wie möglich sein. Aus diesen Gründen ist es schwierig, bei einem Gerät, bei dem eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit gewünscht ist, den Durchmesser des Steuergitters mit dem Durchmesser des Aufzeichnungsmaterials gleich zu machen.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Ermittlung der Ursachen der vorgenannten Schwierigkeiten ein Abbildungsverfahren zu schaffen, daß ein lichthoffreies klares Bild selbst dann ergibt, wenn das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial in ihrer Krümmung von einander verschieden sind.

Dabei soll das erfindungsgemäße Abbildungsverfahren die zueinander in Gegensatz stehenden Optimalbedingungen erfüllen, die Erzeugung lichthoffreier Abbildungen sicherstellen und für

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Hochgeschwindigkeitbetrieb geeignet sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sollen ein Verfahren zur Vermeidung einer Verlängerung einer Abbildung zu dem Aufzeichnungsmaterial hin für den Erhalt eines lichthoffreien klaren Bilds und bestimmte Maßnahmen für ein solches Verfahren angegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll die Erzeugung einer einem Vorlagebild getreuen Bildkopie mit hoher Geschwindigkeit und auf einfache Weise ermöglichen.

Das erfindungsgemäße elektrophotographische Verfahren, mit dem diese Aufgabe gelöst werden kann, ist ein Abbildungsverfahren, bei dem entweder ein eine Bildinformation tragendes Steuergitter mit einer Anzahl kleiner Öffnungen oder ein Aufzeichnungsmaterial, das ein Bildaufnahmeorgan ist, oder aber sowohl das Steuergitter als auch das Aufzeichnungsmaterial wenigstens an den Teilbereichen derselben zylinderförmig gestaltet sind, die einander an dem Modulationsort gegenüberstehen, und bei dem ein Strom von Ionen oder geladenen Teilchen dem Aufzeichnungsmaterial aufmoduliert wird, um auf diesem ein Bild zu formen. Ein Merkmal dieses Verfahrens liegt darin, daß bei zylinderförmigern Steuergitter und zylinderförmigem Aufzeichnungsmaterial mit unterschiedlichen Radien an dem Mo-

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dulationsort das Bauelement mit dem größeren Radius mit einer höheren Geschwindigkeit als das Bauelement mit dem kleineren Radius gedreht wird, und daß, wenn von Steuergitter und Aufzeichnungsmaterial eines zylinderförmig und das andere eben ist, das ebene Teil mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt wird als das zylindrische Teil. Ein weiteres Merkmal des Verfahrens liegt darin, daß während der Ausschaltung der "Lichthof bildungV, sofern das Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial in ümfangsrichtung des Materials verlängert wird und diese Verlängerung korrigiert werden muß, das auszubildende primäre Ladungsbild in Ümfangsrichtung des Steuergitters in Übereinstimmung mit der Drehgeschwindigkeit oder Bewegungsgeschwindigkeit desselben verkleinert oder vergrößert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht eines als Beispiel gewählten Steuergitters, die der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der schematischen Darstellung des Aufbaus des Steuergitters dient;

Fig. 2 bis 4 zeigen die Verfahrensschritte zur Ausbildung eines primären Ladungsbilds auf dem Steuergitter nach Fig. 1;

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Fig. 5 zeigt die Ausbildung eines sekundären Ladungs*- bilds aus dem primären Ladungsbild auf dem gleichen Steuergitter;

Fig. 6 ist ein Teilquerschnitt des Steuergitters und des Aufzeichnungsmaterials an dem Modulationsort einer Abbildungseinrichtung und dient zur Erläuterung der Ursachen der Lichthofbildung während der Modulation ;

Fig. 7 veranschaulicht das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 8 und 9 sind schematische Querschnitte elektrophotographischer Kopiergeräte, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird;

Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer Steuergittertrommel, auf der das bei dem Gerät nach Fig. 8 verwendete Steuergitter gelagert ist.

Vor einer ins einzelnen gehenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Erläuterung eines Beispiels des bei der Erfindung verwendeten Steuergitters der Aufbau des in der vorgenannten US-Patentanmeldung 480 280 beschriebenen

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Steuergitters und ein Beispiel des Verfahrens der Ausbildung eines Ladungsbilds unter Verwendung eines solchen Steuergitters unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 in dem wesentlichen beschrieben.

Die Fig. 1 ist ein vergrößerter Teilschnitt zur schematischen Darstellung des Aufbaus des Steuergitters. Das Steuergitter 1 weist elektrisch leitfähiges Material 2 mit einer Anzahl kleiner Öffnungen sowie photoleitfähiges Material 3 und Isoliermaterial 4 auf, mit denen das leitfähige Material 2 in Schichten derart überzogen ist, daß das leitfähige Material teilweise freiliegt. *

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 wird als Beispiel der Fall beschrieben, daß das verwendete photoleitfähige Material die Eigenschaft hat, daß selbst in dem dunklen Bereich des photoleitfähigen Materials positive Löcher oder Mangelelektroden in dasselbe eingeleitet werden. D. h, es wird angenommen, daß das photoleitfähige Material 3 ein Halbleiter mit positiven Löchern als Hauptladungsträger ist, wie beispielsweise Se oder andere Legierungen.

Die Fig. 2 zeigt das Ergebnis des Anlegens einer Primärspannung. Gemäß dieser Darstellung ist das Isoliermaterial 4 des Steuergitters 1 mittels einer herkömmlichen Ladeeinrichtung

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wie eines Korona-Entladers oder dergleichen gleichförmig auf negative Polarität (-) aufgeladen. Mittels dieser Aufladung werden über das leitende Material 2 positive Löcher in das photoleitfähige Material 3 eingeleitet und an der an das Isoliermaterial 4 angrenzenden Grenzfläche eingefangen. Mit 5 ist eine Korona-Entlader bezeichnet.

Die Fig. 3 zeigt das Ergebnis des gleichzeitigen Anlegens einer Sekundärspannung und des Bildlichts. Die angewandte Sekundärspannung wird durch Korona-Entladung aus einer Spannungsquelle aufgebracht, die eine Wechselspannung mit einer überlagerten Vorspannung positiver Polarität aufweist. Wenn die Abklingkennlinie des photoleitfähigen Materials 3 im Dunkeln langsam ist, braucht das Anlegen der Spannung und das Anlegen des Bildlichts nicht immer gleichzeitig durchgeführt zu werden, sondern kann in Aufeinanderfolge stattfinden. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Bildvorlage mit einem hellen Bereich L und einem dunklen Bereich D, 7 bezeichnet Lichtstrahlen und 8 einen Korona-Entlader. Das Aufbringen des Bilds gemäß der Darstellung ist mittels die Bildvorlage durchlaufenden Lichts ausgeführt, es kann jedoch selbstverständlich auch mittels von der Bildvorlage reflektierten Lichts durchgeführt werden.

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Die Fig. 4 zeigt das Ergebnis der Gesamtbelichtung des Steuergitters 1. Wie ersichtlich ist, wechselt das Oberflächenpotential des Steuergitters 1 zur Bildung eines primären Ladungsbilds plötzlich auf ein Potential, das proportional der Oberflächenladungsmenge auf dem Isoliermaterial 4 ist. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet Lichtstrahlen.

Die Fig. 5 zeigt den Zustand, bei dem ein Ionenfluß durch das primäre Ladungsbild so moduliert wird, daß das Positiv des Vorlagebilds auf einem Aufzeichnungsmaterial ausgebildet wird. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Korona-Draht eines Entladers, 11 bezeichnet eine Gegenelektrodenelement und 12 bezeichnet ein Aufzeichnungsmaterial, das Aufzeichnungspapier sein kann, auf dem eine elektrische Ladung beibehalten wird. Mit 13 und 14 sind Teilspannungsquellen bezeichnet. Das Aufzeichnungspapier oder -material 12 ist nahe der an das Isoliermaterial 4 angrenzenden Seite des Steuergitters 1 angeordnet, wobei der Ionenstrom von dem an der anderen Seite des Steuergitters 1 angeordneten Korona-Drahts 10 unter Ausnützung des Potentialunterschieds zwischen dem Korona-Draht 10 und dem Elektrodenelement 11 zu dem Aufzeichnungspapier hin geleitet wird. Sobald dies eintritt, wirken durch die Primär-Ladungsbild-Ladung auf dem Steuergitter 1 in dem hellen Bereich durch ausgezogene Linie Oc" dargestellte elektrische Felder, die den

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Ionenfluß sperren, während in'dem dunklen Bereich durch ausgezogene Linien O dargestellte elektrische Felder wirken, die äeh'Ionenstrom" durchlassen. Dadurch wird auf dem Aufzeichnungsmaterial ein sekundäres Ladungsbild ausgebildet, das das Positiv des Vorlägebilds ist. Wenn das Steuergitter 1 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau verwendet'wird, ist das primäre Ladungsbild auf dem Isoliermaterial ausgebildet, so daß daher der sich aus der Ladungsmenge ergebende elektrostatische Kontrast erheblich gesteigert werden kann. Ferner ist es möglich, bei dem ausgebildeten Ladungsbild die Ladungsabnahme auf ein" Mindestmaß herabzusetzen, was die Durchführung des Speicher-Köpierens erlaubt. Wenn jedoch als photoleitfähiges Material 3 des Steuergitters 1 ein Halbleiter wie CdS mit Elektronen '(-)" als Hauptladungsträger zum Aufbau des -Gitters in der Weise verwendet wird, daß während der Ausbildung eines primären Ladungsbilds auch in dem dunklen Bereich Elektronen eingeführt werden, dann muß selbstverständlich eine Primärspannüng mit zu der bei dem vorhergehenden Beispiel genannten Polarität entgegengesetzter Polarität angelegt werden .und auch während der Ausbildung eines sekundären Ladungsbilds eine Spannung entgegengesetzter Polarität angelegt werden. Das vorstehend genannte Aufzeichnungspapier weist leitfähiges Stützoder Grundmaterial, das durch auf Leitfähigkeit behandeltes Papier gebildet ist, und eine auf dieses gelagerte Isolierschicht auf; das als Material zum Ausbilden des sekundären Ladungsbilds auf

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demselben dienende Aufzeichnungsmaterial kann aber auch durch Aufbringen einer Isolierschicht auf ein Metallsubstrat gebildet sein, die ein Film aus reibungsverminderndem isolierendem Harz sein kann, so daß es unter wiederholter Verwendung eines derartigen Aufzeichnungsmaterials möglich ist, eine Abbildung für eine Tonerbildübertragung durchzuführen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, fließt der während der Ausbildung des sekundären Ladungsbilds oder der Modulation durch das Steuergitter gelassene Ionenstrom entlang elektrischen Kraftlinien zwischen dem Steuergitter und dem Aufzeichnungsmaterial und erreicht die Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials. Wenn an dem Modulationsort das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial beide eben sind, so daß der zwischen ihnen gebildete Zwischenraum parallel dazu liegt, werden zwischen dem Steuergitter und dem Aufzeichnungsmaterial elektrische Kraftlinien in Form bezüglich sowohl des . Steuergitters als auch des Materials senkrechter Linien erzeugt. Wenn daher das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial mit gleichen Geschwindigkeiten zum Durchlaufen des Modulationsorts bewegt werden, an dem der Korona-Entlader befestigt ist, ist das auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildete sekundäre Ladungsbild lichhoffrei und klar. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, daß bei unterschiedlicher Krümmung des Steuergitters und des Aufzeichnungsmediums an dem Modulationsort, d. h,, wenn beide Krümmungen haben oder wenn nur das Steuergitter gekrümmt ist, während das Aufzeichnungsmaterial

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eben ist, das erzielte sekundäre Ladungsbild in seiner Qualität und insbesondere in dem Auflösungsvermögen schlecht ist, selbst wenn das Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial mit gleichen Geschwindigkeiten zum Durchlaufen des Modulationsorts bewegt werden, Als Ergebnis von Untersuchungen wurde festgestellt, daß dies.auf die nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung aufgeführten Gründe zurückzuführen ist.

Die Fig. 6 verdeutlicht den Grund, warum ein Lichthof gebildet wird, wenn der Ionenstrom oder geladene Teilchen moduliert werden, wobei sie insbesondere den Fall betrifft, bei dem der Ionenstrom moduliert wird. In der Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 15 ein Steuergitter, das in seinem Aufbau nicht festgelegt ist und in Pfeilrichtung drehbar ist. Dem Steuergitter gegenüberliegend ist ein Aufzeichnungsmaterial 16 angeordnet, das eine isolierende Trommel sein kann, die eine von der Krümmung des Steuergitters 15 verschiedene Krümmung aufweist und die in Pfeilrichtung drehbar ist. Mit 17 ist eine Korona-Entlader bezeichnet, der an dem Modulationsort bzw. der Modulationsstation befestigt ist. Die mittels einer Entladungselektrode 18 wie einem Korona-Draht od. dgl. erzeugten Korona-Ionen werden mittels des primären Ladungsbilds auf dem Steuergitter 15 moduliert und durch Einwirkung des elektrischen Felds auf das Aufzeichnungsmaterial 16 gerichtet. Kurven A-A', BB¹, CC¹ und DD¹ deuten die elektrischen Kraftlinien zwischen dem Steuergitter 15 und dem

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Aufzeichnungsmaterial 16 an. Das Steuergitter 15 und das Aufzeichnungsmaterial 16 können bandförmig statt trommelförmig sein, wobei angenommen ist, daß sie an dem Modulationsort zur Bildung einer zylindrischen Form gemäß der Darstellung gedreht sind.

Das durch den Punkt A auf dem Steuergitter 15 laufende Korona-Ion erreicht den Punkt A¹, während das durch den Punkt B laufende Korona-Ion den Punkt B¹ erreicht; da jedoch die Bögen AB und A¹B¹ in der Länge nicht gleich sind, entsteht auf dem ausgebildeten sekundären Ladungsbild ein Lichthof oder Halo, wenn das Steuergitter 15 und das Aufzeichnungsmaterial 16 mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit bewegt werden. Das Verhältnis der Bögen AB/A¹B¹ und ' nahe der Mitte der kleinen Bögen BD/B¹D¹ ist geringfügig unterschiedlich,jedoch ist der ünterschied genügend klein, wenn der Bogen AB keinen allzu großen Bereich umfaßt, so daß es daher möglich ist, die Lichthofbildung bei dem sekundären Ladungsbild durch Bewegen des Steuergitters 15 und des Aufzeichnungsmaterials 16 unter Einhaltung der Beziehung v-/v2=arc BD/arc B¹D¹ zu vermeiden / bei der v^ und V2 jeweils die Umfangsgeschwindigkeiten des Steuergitters 15 bzw. des Aufzeichnungsmaterials 16 sind. Die Fig. 7 zeigt ein Beispiel für die Berechnung eines derartigen elektrischen Felds.

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In der Fig» 1, bei der zwei elektrisch leitfähige Zylinder mit Radien r- bzw.. r~ unter einem gegenseitigen Abstand d angeordnet sind, ist das elektrische Feld zwischen den beiden Zylindern gleich dem elektrischen Feld, das durch zwei imaginäre leitende Linien erzeugt ist, welche durch Punkte G und H parallel zu der sich senkrecht zu dem gezeigten Ursprung O 'erstreckenden Z—Achse laufen; die elektrische Kraftlinie stimmt mit einer Zylinderfläche überein, die durch die Punkte G und H läuft. . Da der Zustand in Richtung der Z-Achse gleichförmig ist, ist die Erläuterung nachstehend auf die XY-Ebene beschränkt. Die Punkte G und H sind Pole von Dipolkoordxnaten, die eine Koordinatenebene, haben, die mit den beiden Zylindern zusammenfällt.

' Die Punkte G und H " sind durch die folgenden Bedingungen

festgelegt:

EG « EH = r _a ² ο (1)

= r₂ ² ..o .. (2)

Es sei angenommen, daß die Koordinatenachsen mit dem Mittelpunkt auf der Linie GH als Ursprung 0 gemäß der Darstellung die Mittelpunkte der Kreise mit Radien r.. und r₂ bei E bzw. F festlegen, deren Koordinaten zu (e,o) und (f,o) bestimmen und die Koordinaten der Punkte H und G zu (h, o) bzw. (-h, o) be-

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stimmen. Aus den vorstehenden Gleichungen (1) und (2) können folgende Gleichungen abgeleitet werden:

_Λ -

+ r₂ + ü)

2Cr₁ + r₂ + α,

Wsnn entweder das Steuergitter oder das Aufzeichnungsmaterial an dem Modulationsort eine Ebene bildet, stellt das eine Grenze dar, bei der r- oder r₂ unöndlich ist. Da die elektrische Kraftlinie zwischen' den Zylindern zu einem Kreis wird, der durch die Punkte G und H läuft, ist das Verhältnis des Bogens LJ zum Bogen MK der vorstehend erhaltene Wert, wobei L und M die Schnittpunkte des Kreises mit dem Mittelpunkt bei I (o,i) mit den jeweiligen Zylindern und J und K die Schnittpunkte der jeweiligen Zylinder mit der X-Achse sind. Ferner sind die y-Koordinaten der Schnitt-

2 2 2

punkte L und M zwischen den Kreisen (x-f) + y = r₂ und

2 2 2 2 2 2 2

(x-e) + y = E. und dem Kreis χ + (y-i) - h + i jeweils wie folgt gegeben:

¹ «(β² ₊ r ² - h²)

2Ci + e)

my = g γ- iCf + r₂ - h'

■+ r₂ ² - h²)²y (7)

Auf diese Weise kann das Verhältnis von Iy zu my an dem kürzestens Abstand zwischen den beiden Zylindern erhalten werden:

h² - (|f| + r_p)²
lxm my _ ' ' —· 2

m der Gleichung ist '" -»■*■·--' ■' ^Jh "

der Wert an dem weitesten Abstand zwischen den beiden Zylindern und kann weggelassen werden, so daß sich als gesuchter Wert fh² - (|f| - JT₂)²J /| fh² - (|e| - T₁)²] ergibt. Wenn jedoch einer der Zylinder wie beispielsweise der Zylinder mit dem Radius r„ eben ist und r unendlich ist, wird der vorstehende Wert zu h² /[h² - (|e|- - r,)

Nachstehend werden tatsächliche numerische Werte für einige besondere Beispiele gezeigt, wobei die berechneten Werte später im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden.

Rechenbeispiel 1:

Wenn der Radius r. des trommelförmigen Steuergitters gleich 55 mm, der Radius r₂ der isolierenden Trommel als Aufzeichnungsmedium gleich 110 mm und der kürzeste Abstand zwischen dem

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Steuergitter und der Trommel gleich 3 mm ist, dann ist h = 14,9326 mm, e = -56,9911 mm und f = 111,0089 mm. Für unterschiedliche Wert von i können Werte der Bögen MK und LJ gemäß der Darstellung in der nachstehenden Tabelle 1 erhalten werden.

Die Tabelle 1 zeigt ein Beispiel der Berechnung entsprechender Bogenlängen LJ und MK der Steuergittertrommel mit einem über ihre Oberfläche gespannten Steuergitter und der isolierenden Trommel für die Ausbildung eines sekundären Ladungsbilds. Die Tabelle betrifft den Fall, daß die Radien der Steuergittertrommel und der isolierenden Trommel 55 mm bzw. 110 mm sind und der Abstand zwischen diesen Trommeln. 3 mm ist.

Tabelle 1

Berechnung der entsprechenden Bogenlängen LJ und MK der Steuergittertrommel und der isolierenden Trommel

-i	(mm)	0	43.3464	1907982	11.1155	6014910
MK	(mm)	0	2o48846	4.97629	7.45283	9.94752
LJ	(mm)	I.OI34	2.45515	4.90785	7.35566	9.79623
MK	/ LJ	1.0136	i„oi4o	1.0146	1.0154

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Wie aus der vorstehenden Tabelle 1 ersichtlich ist,
können bei dein Radius des Steuergitters zu 55 mm, dem Radius
der isolierenden Trommel zu 110 mm und dem Abstand dazwischen zu 3 mm die Punkte auf dem Steuergitter immer den Punkten auf der isolierenden Trommel entsprechen, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der isolierenden Trommel das 1,013 bis 1,015-fache der Umfangsgeschwindigkeit der Steuergxttertrommel ist, so daß dadurch eine Lichthofbildung vermieden ist. Aus der Tabelle 1 ist ferner zu ersehen, daß bei gleichen Umfangsgeschwindigkeiten von Steuergitter-und isolierender Trommel bei einer auf 10 mm eingestellten Breite des Spalts, über den die Ionen für die
Ausbildung des sekundären Ladungsbilds aufgebracht werden, sich ein entsprechender Punkt auf der isolierenden Trommel um 10,14 mm bewegt,· während sich die Steuer gitter trommel um 10 mm bewegt. Daraus ist erkennbar, daß bei dem sekundären Ladungsbild auf
der' isolierten Trommel ein maximaler Lichthof von ungefähr
0,14 mm erzeugt wird.

Rechenbeispiel 2; "

Wenn r- =55 mm, r₂ =111 mm und d = 2 mm ist, dann ist h = =12,1838 mm, e = -56,3333 mm und f = 111,6667 mm undfMK/LJ für das maximale i]= 1,00909.

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Rechenbeispiel 3:

Wenn r.. = 55 mm, r- = «^(die isolierende Trommel bildet eine Ebene an dem Modulationsort) und d = 3 mm ist, dann ist MK/LJ für das maximale

i)= 1,0273. Wenn -i = 11,9500 mm ist, dann ist MK = 10 mm, LJ = 9,70922 mm und MK/LJ = 1,0300.

Rechenbeispiel 4:

Wenn r., = 55 mm, r- = 80,4 mm und d = 2,6 mm ist, dann ist h = 13,1030 mm, e = -56,5393 mm und f = 81,4607 mm sowie (MK/LJ für i =C7©)= 1,00734.

Bei den vorstehenden Rechenbeispielen 2 bis 4 sind die gleichen Bezeichnungen wie bei dem Rechenbeispiel 1 verwendet. Bei dem Rechenbeispiel 1 sind die Radien r. und r₂ für das Steuergitter bzw. die isolierende Trommel angenommen, es kann aber selbstverständlich r. für die isolierende Trommel und r₂ für das Steuergitter verwendet werden.

Auf diese Weise ist ersichtlich, daß mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren irgendeine Lichthofbildung bei dem Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial während der Modulation des

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Ionenstroms vermieden werden kann. Wenn der Radius des Steuergitters kleiner als derjenige des Aufzeichnungsmaterials ist, ist das auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildete sekundäre Ladungsbild in bezug auf das primäre Ladungsbild auf dem Steuergitter 1 in axialer Richtung gleich, aber in Umfangsrichtung etwas vergrößert. Wenn.die Vergrößerung des Bilds auf dem Aufzeichnungsmaterial innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, sind keine besonderen Maßnahmen dagegen vorzusehen, wenn aber die Vergrößerung des Bilds in einem praktisch fragwürdigen Bereich liegt, kann das primäre Ladungsbild in Bezug auf das Vorlagebild insgesamt dem Mittel entsprechend verkleinert werden. Dadurch wird das auf das Aufzeichnungsmaterial modulierte Bild in axialer Richtung geringfügig verkleinert und in Umfangsrichtung geringfügig vergrößert, so daß es auf diese Weise dem Vorlagebild angenähert wird. Wenn ferner eine isolierende Trommel als Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, kann die "Verlängerung" des vorgenanten Bilds auch durch Ausnutzung des Unterschieds der Schrumpfung in Längsrichtung und Querrichtung während des Befeuchtens oder Trocknens des BiIdübertragungs- oder Bildempfangsmaterials wie gewöhnlichen Papiers oder dergleichen korrigiert werden. Wenn ferner das Vergrößerungsausmaß in einem unzulässigen Bereich über einigen Prozent liegt, kann die vorstehend beschriebene Korrektur dadurch ausgeführt werden, daß mittels einer später beschriebenen optischen Einrichtung für die Bildprojektion das primäre Ladungsbild nur in

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der Umfangsrichtung verkleinert wird, so daß auf diese Weise eine unnatürliche "Verlängerung" des Bilds vermieden wird.

Durch Steuerung der Geschwindigkeiten von Steuergitter und Aufzeichnungsmaterial in der beschriebenen Weise kann die Lichthofbildung auf dem Aufzeichnungsmaterial vermieden werden und nötigenfalls die Verlängerung des Bilds auf dem Aufzeichnungsmaterial in dessen Umfangsrichtung verhindert werden, so daß ein gutes orginalgetreues Bild geschaffen werden kann.

Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Kopiergerät als Abbildungseinrichtung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die in den Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispielen beschrieben.

Ausführungsbeispiel 1 '

Ein elektrophotographisches Kopiergerät 19 besitzt eine Steuergittertrommel, die durch Gestaltung des in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Steuergitters in eine Trommelform in der Weise ausgebildet ist, daß das Isoliermaterial des Steuergitters die äußere Umfangsfläche der Trommel einnimmt. Die Ausbildung eines Ladungsbilds auf der Steuergittertrommel 20 wird mittels des in Verbindung mit den Fig. 2 bis 5 beschriebenen Verfahrens bewerkstelligt. Das leitfähige Material des Steuergitters wird durch Ätzen einer korrosionsbeständigen Metallplatte mit 30 um Dicke zur Bildung kleiner Öffnungen von 70 /im Durchmesser in der-

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selben in einer Häufigkeit von 10 Öffnungen je mm (100 Öffnungen je mm } hergestellt. Nachfolgend . wird auf dem leitfähigen Material durch ein Aufsprühverfahren eine Schicht aus mittels eines Harzes verbundenen CdS-Teilchen in der Weise ausgebildet, daß das leitfähige Material nur an einer Seite freiliegt, und weiterhin wird auf dieser Schicht eine Isolierschicht ausgebildet, so daß auf diese Weise das Steuergitter fertig gestellt ist. Dieses Steuergitter wird dann an einen Tragteil mit einem Verbindungsband 20a und an den entgegengesetzten Enden des Verbindungsbands befestigten kreisringförmigen Teilen 20b geklebt, so daß dadurch die Steuergittertrommel 20 entsteht (Fig· 10)·

Die Steuergittertrommel 20 wird mittels einer nicht <3^e~ zeigten Antriebseinrichtung in Pfeilrichtung gedreht und mittels eines Korona-Entladers 21 gleichförmig auf eine Primärspannung von +7 kV aufgeladen, wonach das Bild einer mittels einer Lampe 23 beleuchteten Vorlage 25 auf einer Vorlagenauflage 24 über eine optische Einrichtung 22 mit Spiegeln und einem Linsensystem spaltweise projiziert wird. Zugleich mit der Bildprojektion wird die Steuergittertronunel 20 einer Sekundärspannung ausgesetzt, die durch eine mit -200 V überlagerte Wechselstrom-Korona-Entladung von 7 kV gebildet ist, wonach dann die Steuergittertrommel zur Ausbildung eines primären Ladungsbilds einer Gesamtbelichtung mittels einer Lampe 27 unterzogen wird. Zu diesem Zeitpunkt be-

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ginnt eine geerdete isolierende Trommel 28 in Pfeilrichtung mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als während der Primärladungsbild-Ausbildung zu drehen, wobei die Steuergittertrommel mit der Trommel 28 mittels eines Getriebes verbunden ist. Die isolierende Trommel 2 8 weist einen Trommelgrundkörper aus Aluminium auf, der durch Beschichten oder Aufkleben mit einer 15 /im starken Schicht aus Isoliermaterial wie Harz oder dergleichen bedeckt ist. Mittels des vorstehend beschriebenen Mechanismus werden von einem innerhalb der Steuergittertrommel 20 angeordneten Ionenmodulations-Korona-Entlader 29 Korona-Ionen mit -11 kV über das primäre Ladungsbild auf der Steuergittertrommel 20, an der -5 kV angelegt sind, auf die isolierende Trommel 28 aufgebracht, wodurch auf dieser ein sekundäres Ladungsbild mit ungefähr -300 V ausgebildet wird. Danach wird das sekundäre Ladungsbild auf der isolierenden Trommel 28 mittels einer Entwicklungsvorrichtung 30 mit'' Toner entwickelt und dann wird durch Einwirkung eines Bildübertragungs-Korona-Entladers 33 bei -6 kV das Tonerbild auf Übertragungspapier 32 wie gewöhnliches Papier übertragen, wobei das Übertragungspapier mittels einer Zuführwalze 31 zugeführt wird. Das nunmehr das Tonerbild tragende Übertragungspapier oder Bildempfängspapier 32 wird auf einem Förderband 34 zur Wärmefixierung in eine Heizwalzen-Fixiervorrichtung 35 befördert, aus der das Papier auf einen Ausgabetisch 36 ausgegeben wird. An einem Umfangsbereich der isolierenden Trommel 28 ist eine Reinigungsklinge 37 für

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das Beseitigen überschüssigen Toners angeordnet, wobei zum Sammeln des mittels der Reinigungsklinge 37 beseitigten Toners ein Tonersammler 38 vorgesehen ist. Der Tonersammler 38 ist mit der Entwicklungsvorrichtung 30 mittels einer (nicht gezeigten) Transportvorrichtung wie einer Schraube so verbunden, daß der Toner aus dem Tonersammler 38 wieder verwendet werden kann. Ein Korona-Entlader 39 mit positiver Polarität (+) ist dafür, vorgesehen, die Isoliertrommel 28 nach dem Reinigen von Elektrizität freizumachen. Mittels des Entladers 39 wird das sekundäre elektrostatische Ladungsbild vollständig von der isolierenden Trommel entfernt, so daß diese auf diese Weise für einen weiteren Zyklus der elektrostatischen Ladungsabbildung bereit ist. Eine an einem Umfangsteilbereich der Steuergittertrommel 20 angeordnete Lampe 40 dient dazu, auf die Steuergittertrommel 20 eine gleichförmige Vorbelichtung oder Anfangsbelichtung aufzubringen.

Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Gerät der Durchmesser der Steuergittertrommel 110 mm, der Durchmesser der isolierenden Trommel 220 mm und der Abstand zwischen den beiden 3 mm ist, und wenn die Anzahl der Zähne des Steuergittertrommelzahnrads 111 ist, die Anzahl der Zähne des Isoliertrommelzahnrads 222 ist und die beiden Trommeln mit gleichen Umfangsgeschwindigkeiten gedreht werden, wurde festgestellt, daß die Bildauflösung auf der isolierenden Trommel in deren Umfangsrichtung so schlecht ist, daß sich eine Lichthofbildung von 0,1 mm oder mehr ergibt. (Siehe Rechenbeispiel 1),Wenn die Anzahl der Zähne des Steuergittertrommel-

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zahnrads und die Anzahl der Zähne des Isoliertrommelzahnrads 112 bzw. 221 sind, (so daß die Umfangsgeschwindigkeit der Isoliertrommel das 1,0136-fache derjenigen der Steuergittertrommel ist), ist die Bildauflösung auf der isolierenden Trommel so weit verbessert, daß 6,3 Linien je mm aufgelöst werden, so daß auf diese Weise jegliche in der Praxis störende Lichthofbildung vermieden ist. Wenn die Zahnzahlen des Steuergittertrommelzahnrads und des Isoliertrommelzahnrads 112 und 222 sind, ist das Ümfangsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen den beiden Trommeln 1,009, was eine nicht ausreichende Korrektur ergibt; es wurde aber eine Auflösung von 5 Linien je mm für die Bildung eines praktisch verwendbaren Bilds erreicht. Wenn die Zahnzahlen der beiden Trommelzahnräder 111 und 221 sind, ist das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis 1,0045, wobei in diesem Fall eine Auflösung von 5 Linien je mm schwierig zu erzielen ist.

Wenn das trommeiförmige Steuergitter und das Aufzeichnungsmaterial verwendet werden, die in ihrem Radien verschieden sind, ist es möglich, eine Lichthofbildung bei dem Bild dadurch zu vermeiden, daß in Übereinstimmung mit diesen Radien und den vorstehend beschriebenen Gesichtspunkten das Organ mit dem größeren Radius mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit gedreht wird als das Organ mit dem kleineren Radius.

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Ausführungsbeispiel 2:

Bei. einem dem Gerät nach dem Ausführungsbeispiel .1 gleichartigen'Gerät ist der Durchmesser der Steuergittertrommel 110 mm, der Durchmesser der isolierenden Trommel. 222 mm und der Abstand zwischen den beiden 2 ram. (Siehe Rechenbeispiel 2) Wenn die. Anzahl der Zähne des Steuergittertrommelzahnrads und des Isoliertrommelzahnrads- 1 10 bzw. 220 ist, (d. h. die Umfangsgeschwindigkeit der Isoliertrommel das 1,0091-fache derjenigen der Steuer-, gittertrommel ist), besitzt das ausgebildete Bild eine gute. Auflösung. Bei diesem Ausführungsbe'ispiel ist die Anzahl der Zähne des Isoliertrommelzahnrads ein ganzzahliges Vielfaches derjenigen des Steuergittertrommelzahnrads, so daß beim Speicher-Kopieren sichergestellt ist, daß das- sekundäre, elektrostatische Ladungsbild immer an der gleichen Stelle auf der isolierenden Trommel ausgebildet wird. .

Ausführungsbeispiel 3;

Das Steuergitter einer bei'den elektrophotographischen Kopiergerät nach Fig. 9 verwendeten Steuergittertrommel 42 unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und weist elektrisch leitfähiges Material und photoleitfähiges Material auf. Dieses Steuergitter ist durch Verweben von korrosionsbeständigem Draht mit 40 Xim Durchmesser in leitfähiges Material mit 200 Maschen und Vakuumaufdampfen von

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Se auf dieses leitfähige Material ohne Verstopfung der Öffnungen desselben hergestellt. Das Aufdampfen des photoleitfähigen Materials ist so durchgeführt, daß sich eine maximale Stärke von ungefähr 50 Aim ergibt, und ist insbesondere nur auf einer Seite des Steuergitters ausgeführt, so daß das elektrisch leitfähige Material an einer Seite des Steuergitters freiliegt. Das Aufdampfen des photoempfindlichen Materials könnte nach dem Aufspannen des elektrisch leitfähigen Materials über einem Steuergitter-Tragelement 43 durchgeführt werden. Das auf diese Weise hergestellte Steuergitter ist mit dem aufgedampften photoleitfähigen Material an der äußeren Umfangsflache liegend angeordnet, was eine Steuergittertrommel 42 ergibt, die im Aufbau mit der schon bei dem Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Steuergittertrommel 20 identisch ist. Das Tragelement 43 ist mit Hilfe von Walzen 44, 45 und 46 drehbar gelagert. Das bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Steuergitter dient dazu, auf ihm mittels Laden und Belichtung ein primäres Ladungsbild auszubilden und mittels der Ladung in seinen Öffnungen den Durchlaß des Ionenstroms zu steuern. Dieses Steuergitter ist in der US-Patentanmeldung 469 892 ausführlich beschrieben.

Zur Ausbildung eines einem Vorlagebild entsprechenden primären Ladungsbilds auf der Steuergittertrommel 42 wird diese zuerst mittels eines Korona-Entladers 47 auf +500 V aufgeladen. Danach wird das Bild einer (nicht gezeigten) Vorlage, die auf die Glasplatte eines bewegbaren Vorlageschlittens 4 8 aufgelegt

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ist, welcher mit einer Geschwindigkeit bewegt ist, die etwas höher als die Umfangsgeschwindigkeit der Steuergittertrommel 42 ist, mit Hilfe einer Lampe 49 beleuchtet und auf die in Pfeilrichtung drehende Steuergittertrommel 42 über Spiegel 50, 51 .. ein Linsensystem 52 und eine zylindrische Linse 53 projiziert, welche das optische Bild nur in der Umfangsrichtung der Steuergittertrommel 0,973-fach vergrößert, wobei dadurch ein primäres Ladungsbild auf der Steuergittertrommel ausgebildet wird. Sobald die Steuergittertrommel 42 mit dem darauf ausgebildeten primären Ladungsbild in eine Stellung gedreht ist, in der ein sekundäres Ladungsbild ausgebildet wird, wird ein Bogen von Übertragungspapier 55, das dem bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 verwendeten gleichartig ist, aus einer Papierzufuhrkassette 54 mittels einer Zuführwalze 56 und über Registrierwalzen 57 und 58 zugeführt und auf einem Förderband 60 befördert, das innen eine Saugvorrichtung 59 enthält. Die Registrierrollen 57 und 58 werden mittels einer herkömmlichen Steuereinrichtung so betrieben, daß der Teilbereich der Steuergittertrommel 42, der das primäre Ladungsbild trägt, und das Übertragungspapier 55 an dem Modulationsort bzw. der Modulationsstation zeitlich miteinander in Übereinstimmung gebracht sind, wobei das Förderband 60 das-Übertragungspapier mit einer Geschwindigkeit befördert, die das 1,028-fache der Umfangsgeschwindigkeit der Steuergittertrommeln 42 beträgt.

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Wenn die Steuergittertrommel 42 auf diese Weise den Modulationsort erreicht hat, wird von einem innerhalb der Steuergittertrommel 42 fest angebrachten Korona-Entlader 61 ein Korona-Ionenstrom abgegeben,so daß ein sekundäres Ladungsbild auf dem Übertragungspapier auf dem Förderband 60 ausgebildet wird, das von dem primären Ladungsbild in 3 mm Abstand abliegt. Die Korona-Entladung aus dem Korona-Entlader 61 hat negative Polarität. Andererseits ist eine Spannung von +3 kV an das Förderband 60 angelegt, das zur Bildung einer Gegenelektrode aus elektrisch leitfähigem Gummi hergestellt ist. Das Übertragungspapier mit einem auf diese Weise darauf ausgebildeten sekundären Ladungsbilds wird mittels Transportwalzen 62 und 63 zu einer Entwicklungsvorrichtung 64 befördert, mittels der das sekundäre Ladungsbild entwickelt wird, wonach das Übertragungspapier mittels eines zwischen und über Walzen 65 und 66 gespannten Bands 67 befördert wird und eine Heizwalzen-Fixiervorrichtung 68 erreicht, in der eine Wärmequelle untergebracht ist. Das Tonerbild auf dem Übertragungspapier wird mit Hilfe der Heizwalzen-Fixiervorrichtung 68 fixiert, wonach das Papier mittels einer Führungsplatte 69 aus dem Gerät ausgegeben wird, so daß auf diese Weise eine Kopie fertig gestellt ist. Die fertiggestellte Kopie ist gleich groß wie die Bildvorlage und darüberhinaus lichhoffrei und klar.

Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde so dargestellt, daß dabei das sekundäre LaduPgs-

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bild in Übereinstimmung mit dem auf dem Steuergitter ausgebildeten primären Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht nur bei der Ionenmodulation anwendbar, sondern auch bei der Modulation geladener Teilchen wie mit Ladung versehener Tonerteilchen. Ferner ist das Steuergitter hinsichtlich der Form und des Aufbaus keinen Einschränkungen unterworfen, sofern es zur Ausbildung des Bilds ohne Kontakt mit dem Aufzeichnungsmaterial führt. Weiterhin besteht bei dem bei der Erfindung verwendbaren Steuergitter keine Einschränkung auf das Gitter mit photoleitfähigem Material, sondern es können auch Gitter mit Öffnungen verwendet werden, die wie Zeichen oder andere Bilder geformt sind. Amch ist 'das Sichtbarmachen des Ladungsbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial nicht auf das gezeigte Verfahren beschränkt, sondern es kann auch mittels eines Verfahrens durchgeführt werden, bei dem durch elektrostatisches Einfangen von Entwicklernebel während der Ionenmodulation ein sichtbares Bild direkt auf dem Aufzeichnungsmaterial erhalten werden kann. Ein weiteres alternatives Verfahren zum Sichtbarmachen des Bilds besteht darin, einen Ionenstrom über ein primäres Ladungsbild einem Aufzeichnungsmaterial ohne leitfähige Schicht zuzuleiten, während zugleich elektrisch leitfähiger Entwickler der anderen Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials zugeführt wird, die von derjenigen verschieden ist, die ein sekundäres Ladungsbild trägt.

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263057s:

Es ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß ein Steuergitter und ein Aufzeichnungsmaterial zu Zylindern mit verschiedenen Radien geformt sind, wobei der Zylinder mit größerem Radius mit einer höheren Geschwindigkeit dreht als der Zylinder mit dem kleineren Radius, oder entweder ein Steuergitter oder ein Aufzeichnungsmaterial zu einem Zylinder geformt ist, während das andere Element in ebener Form aufgebaut ist, wobei das ebene Element mit höherer Geschwindigkeit bewegt ist als das zylindrische Element. Die Bewegungsgeschwindigkeiten können z. B. auf folgende Weise festgelegt werden: Es sei hinsichtlich der kartesischen Koordinaten angenommen, daß die Polorte bei Dipolkoordinaten mit Koordinatenebenen, die mit dem Steuergitter an dem Modulationsort für Ionen oder geladene Teilchen und dem auf einem elektrisch ladbaren Material gebildeten Aufzeichnungsmaterial wie elektrostatischem Aufzeichnungspapier oder einer isolierenden Trommel zusammenfallen, gleich (h, o) bzw. (-h,o) sind und die Koordinaten der Mittelpunkte sowie die Radien des Steuergitters bzw, des Aufzeichnungsmaterials gleich (e, o), (f, o), -r. bzw. r„ sind. Dann ergeben sich die Geschwindigkeiten ν- und V₂ des Steuergitters bzw. des Aufzeichnungsmaterials in Übereinstimmung mit:

h² -

^vl ⁼ h² -

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26305^" =

Wenn entweder das Steuergitter oder das Aufzeichnungsmaterial eben ist, ist der Wert von entweder r.. oder r~ gleich

unendlich und daher , = h² - ( IfI - r_o)²/h² oder

2 1 I ' ö

_v /_v _ _b2. 2 . , , ο

₂/ ₁ - Ii /n - ^ je| - r^J . Durch Steuern der Drehgeschwindigkeit oder Bewegungsgeschwindigkeit des Steuergitters oder des Aufzeichnungsmaterials auf einen Wert, der gleich dem auf diese Weise erhaltenen Wert ist, ist es möglich, ein Kopierbild herzustellen, das einem Vorlagebild getreu entspricht. Wenn ferner ein Steuergitter verwendet wird, das gemäß der Darstellung in Fig. 1 auf der Oberfläche eine Isolierschicht oder dergleichen besitzt, um dadurch ein Speicherkopieren zu ermöglichen, können genaue Kopierbilder mit einer höheren Geschwindigkeit und mittels eines gedrängten Aufbaus erzielt werden.

Wie vorstehend angemerkt ist, können die Drehung oder Bewegung von Steuergittern und Aufzeichnungsmaterial mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten die Ausbildung eines Kopierbilds _ ergeben, das in Richtung der Drehung oder Bewegung vergrößert oder verkleinert ist/ eine derartige Vergrößerung oder Verkleinerung muß jedoch nicht korrigiert werden, wenn sie praktisch keine Unzulänglichkeit bildet. Wenn eine Korrektur notwendig ist, kann die Abbildung auf dem Steuergitter im voraus in Richtung der Drehung der Bewegung vergrößert oder verkleinert werden, wie beispielsweise durch optisches Korrigieren des Bilds während der Bildprojektion. Wenn z. B. das Steuergitter und das Auf-

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INSPECTED

Zeichnungsmaterial beide trommeiförmig sind und das Steuergitter einen kleineren Radius als das Aufzeichnungsmaterial aufweist, und wenn das Steuergitter ein lichtempfindliches Gitter ist, wird durch die Funktion der zylindrischen Linse und des Vorlageschlittens oder der Spiegel während der Bildprojektion ein in Drehrichtung des Steuergitters verkleinertes primäres Ladungsbild ausgebildet. Wenn im Gegensatz dazu das Steuergitter einen größeren Radius aufweist, als das Aufzeichnungsmaterial, ist selbstverständlich„ das auf dem Steuergitter ausgebildete primäre Ladungsbild ein in Drehrichtung des Steuergitters vergrößertes Bild. Wenn ferner die Belichtungsschlitzbreite klein ist, braucht die Einrichtung für das Vergrößern oder Verringern des Bilds in nur einer Richtung nicht eine besondere optische Vorrichtung wie die zylindrische Linse zu sein, sondern es können als Maßnahme zum Vergrößeren oder Verkleinern auf einfache Weise die Abtastgeschwindigkeiten für die Bildvorlage und das Steuergitter gemäß den Erfordernissen verändert v/erden.

Mit der Erfindung ist ein Abbildungsverfahren zur Ausbildung eines Bilds durch Modulation eines Ionenstroms oder geladener Teilchen mit Hilfe eines Steuergitters mit einer Anzahl kleiner Durchlaßöffnungen geschaffen, bei dem wenigstens entweder das Steuergitter oder ein Bildaufnahmematerial an dem Modulationsort einen gewölbten Querschnitt aufweist und bei dem auf dem Steuergitter ein Bild ausgebildet wird. Von Steuergitter und Bildaufnahmematerial wird das Element mit dem größeren

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Radius mit einer höheren Geschwindigkeit gedreht oder bewegt, wobei das Bild auf das Bildaufnahmematerial moduliert wird.

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Claims

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Patentansprüche

<j » Abbildungsverfahren zur Ausbildung eines Bilds durch Modulieren eines Ionenstroms oder geladener Teilchen mit Hilfe eines Steuergitters mit einer Anzahl kleiner Durchlaßöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter (1; 15; 20; 42) und ein Bildaufnahmematerial (12; 16; 28; 55) verwendet wird, wobei wenigstens eines dieser Elemente an dem Modulationsort einen gewölbten Querschnitt aufweist, daß auf dem Steuergitter ein Bild ausgebildet wird, und daß das Element mit dem größeren Radius mit einer höheren Geschwindigkeit als das andere gedreht oder bewegt wird, wobei das Bild auf das Bildaufnahmematerial moduliert wird.
2. Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter und das Bildaufnahmematerial die Form von Trommeln mit unterschiedlichen Radien aufweisen.
3. Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder das Steuergitter oder das Aufzeichnungsmaterial trommeiförmig ist und das jeweils andere Element flach ist.

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4. Abbildungsverfahren zur Ausbildung eines Bilds durch Modulieren eines Ionenstroms oder geladener Teilchen mit Hilfe eines Steuergitters mit einer Anzahl kleiner Durchlaßöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter und ein Bildaufnahmematerial verwendet wird, von denen wenigstens ein Element an dem Modulationsort einen gewölbten Querschnitt aufweist, daß auf dem Steuergitter ein Bild ausgebildet wird und daß die Geschwindigkeiten (v,,, v„) der Drehung oder Bewegung des Steuergitters und des Bildaufnahmematerials an dem Modulationsort im wesentlichen auf .

^v2^/vy

eingestellt werden, wobei (h,o) und (-h,o) in kartesischen Koordinaten gesehene Polorte von Dipolkoordinaten mit Koordinatenebenen sind, die mit dem Steuergitter und dem Bildaufnahmematerial an dem Modulationsort zusammenfallen, und wobei (e, ο), (f, ο), r. und r~ die Koordinaten der Mittelpunkte ^un{^· die Krümmungsradien des Steuergitters und des Bildaufnahmematerials sind.
5. Abbildungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem Steuergitter ausgebildete Bild in Dreh- oder Bewegungsrichtung verkleinert ist, wenn der Radius des Steuergitters kleiner als der Radius des Bildaufnahmematerials ist.
6. Abbildungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem Steuergitter ausgebildete Bild in

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Dreh- oder Bewegungsrichtung vergrößert ist, wenn der Radius des Steuergitters größer als der Radius des Bildaufnahmematerials
7. Abbildungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei trommelförmigem Steuergitter und flachem Bildaufzeichnungsmaterial v₂/v.| gleich J₁ ²ZJh² -(IeI -r)²}. ist.
8. Abbildungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei flachem Steuergitter und trommelförmigem Bildaufnahmematerial v~/v.. gleich Th - (ff | - r ) f-/h .
9. Abbildungsverfahren zur Ausbildung eines Bilds durch Modulieren eines Ionenstroms oder geladener Teilchen mit Hilfe eines Steuergitters mit einer Anzahl kleiner Durchlaßöffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter und ein Bildaufnahmematerial trommeiförmig aufgebaut sind, wobei das Bildaufnahmematerial zur Bildung eines sekundären Ladungsbilds auf demselben für die Aufnahme eines mittels eines primären Ladungsbilds auf dem Steuergitter modulierten Ionenstroms dient, daß ein primäres Bild auf dem Steuergitter ausgebildet wird, und daß danach von Steuergitter oder Bildaufnahmematerial das Element mit dem größeren Radius mit einer höheren Geschwindigkeit als das andere gedreht wird, wobei der Ionenstrom moduliert wird.

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10. Abbildungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh- oder Bewegungsgeschwindigkeiten (V₁/ V₂) des Steuergitters und des Bildaufnahmematerials an dem Modulationsort im wesentlichen auf ν /v = J h² - (If I -r )² /

_h ²

2 1
_ (|ej .-.^₁.) J i_ eingestellt sind, wobei (h, o)

und (-h,o) die in kartesischen Koordinaten gesehenen Polorte von Dipolkoordinaten mit Koordinatenebenen sind, die mit dem Steuergitter und dem Bildaufnahmematerial an dem Modulationsort zusammenfallen, und wobei (e, o), (f, o), r- und r^ die Koordinaten der Mittelpunkte bzw. die Krümmungsradien des Steuergitters bzw. des Bildaufnahmematerials sind.

•
11. Abbildungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Ladungsbild auf dem Steuergitter in seiner Vergrößerung in R ichtung der Bewegung des Steuergitters verändert ist und daß der Ionenstrom mittels des auf diese Weise geänderten primären Ladungsbilds moduliert wird, um dadurch eine Veränderung des sekundären Ladungsbilds in der Drehrichtung zu vermeiden.
12. Abbildungsverfahren nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung für die Bildmäßige Belichtung des Steuergitters zum Verändern der Vergrößerung des primären Ladungsbilds vorgesehen ist.

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