DE2940455A1

DE2940455A1 - Verfahren zur erzeugung einer elektrostatischen abbildung

Info

Publication number: DE2940455A1
Application number: DE19792940455
Authority: DE
Inventors: Satoru Honjo; Masakazu Iwasa; Hisashi Katou; Kanagawa Odawara
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1980-04-24
Also published as: GB2042278A; GB2042278B; DE2946959A1; GB2035221A; US4320408A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer elektrostatischen Abbildung, und insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung einer elektrostatischen latenten oder einer sichtbaren Abbildung, bei dem eine Steuerelektrodenanordnung aus zwei parallel im Abstand voneinander angeordneten, perforierten Elektroden, zwischen denen sich eine isolierende Schicht befindet, dazu verwendet wird, einen Koronaionenstrom oder einen Tonerteilchenstrom zu modulieren, wodurch eine elektrostatische Abbildung auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium erzeugt wird.

Bei einem elektrostatographischen Verfahren , wie es in den Preprints für die "5th National Conference of Society of Image Electronics" (1977) unter dem Titel "Investigation of Facsimile Receiver Using Ion Current Electrostatic Recording" und in der japanischen Patentveröffentlichung No. 20094/1975 beschrieben wird, wird eine elektrische Spannung an eine Steuerelektrodenanordnung angelegt, die eine isolierende Schicht und zwei parallele, perforierte, leitende Elektroden aufweist, zwischen denen die Schicht angeordnet ist; dadurch wird in den Perforationen ein elektrisches Feld aufgebaut, welches dazu dient, einen durch die Perforationen fließenden Koronaionenstrom zu modulieren. Auf diese Weise kann eine elektrostatische , latente Abbildung auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium erzeugt werden.

Das oben angesprochene, herkömmliche Verfahren zur Erzeugung einer elektrostatischen, latenten* Abbildung unter Verwendung eines Ionenstroms so]1 im folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschrieben werden.

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Wie sich aus Figur 1 ergibt, erzeugt eine Korona-Entladungseinrichtung 1 mit einer Draht-Anode und einer zylindrischen Kathode eine Korona-Entladung zwischen der Anode und der Kathode. Die von der Korona-Entladungseinrichtung 1 erzeugten Korona-Ionen werden zu einer Rückseiten- bzw. Gegenelektrode 2 angezogen und strömen dabei durch ein durchgehendes Loch 9 in einer Steuerelektrodenanordnung 6, die zwischen der Korona-Entladungseinrichtung 1 und der Gegenelektrode 2 angeordnet ist. Von Hochspannungsquellen 3 bzw. 4 werden jeweils Hochspannungen an die Anode der Korona-Entladungseinrichtung

1 und die Gegenelektrode 2 angelegt. Ein elektrostatisches Aufzeichnungspapier 5 wird auf der Gegenelektrode

2 gehaltert.

Die Steuerelektrodenanordnung 6 weist eine isolierende Platte 7 und zwei Kupfer-Filme bzw. Kupfer-Schichten 8aund 8b auf, die an ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen angebracht sind. Die Kupferschichten 8a bzw. 8b dienen also als zwei leitende Elektroden. Die Steuerelektrodenanordnung 6 ist mit wenigstens einem durchgehenden Loch 9 mit kleinem Durchmesser versehen. In dem durchgehenden Loch 9 wird ein elektrisches Feld aufgebaut, wenn eine elektrische Spannung zwischen den leitenden Elektroden 8a und 8b angelegt wird. Wie im folgenden noch im Detail beschrieben werden soll, kann ein durch das Loch 9 fließender Koronaionenstrom durch Steuerung der Richtung des in dem Loch 9 erzeugten elektrischen Feldes gesteuert werden. Damit wird also der durch die Steuerelektrodenanordnung 6 fließende Koronaionenstrom durch Steuerung der Richtung des an die Elektroden 8a und 8b angelegten elektrischen Feldes moduliert, so daß eine elektrostatische, latente Abbildung in Form eines Punktmusters auf dem elektrostatischen Aufzeichnungspapier

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5 erzeugt wird. Wenn die Steuerelektrodenanordnung 6 mit mehreren solchen Löchern versehen wird, wird die obere, leitende Elektrode 8a in Bereiche unterteilt, die jeweils eines dieser Löcher umgeben.

Bei der Erzeugung der elektrostatischen, latenten Abbildung wird eine Hochspannung von mehreren KV an die Gegenelektrode 2 und eine Spannung von mehreren 10 V (wobei angenommen wird, daß das Loch 9 einen Durchmesser von mehreren 10 Mikron hat) zwischen die leitenden Elektroden 8a und 8b der Steuerelektrodenanordnung

6 von einer Signalquelle 10 angelegt. Dann wird in dem

Loch 9 ein elektrisches Feld E„ und zwischen der Korona-

entladungseinrichtung 1 und der Gegenelektrode 2 ein.. elektrisches Feld E aufgebaut, wie in Figur 2 zu erkennen ist. Die von der Entladungseinrichtung 1 erzeugten Koronaionen fließen in Abhängigkeit von der Vektor-Summe der Vektoren der Felder E_ und E durch das Loch 9. Dadurch wird es also möglich, den durch das Loch 9 fließenden Ionenstrom durch Steuerung der Richtung des Vektors des elektrischen Feldes E_p in dem Loch 9 zu steuern.

Das oben beschriebene, elektrostatische Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine solche Steuerelektrodenanord nung 6 verwendet wird, kann auch zweckmäßigerweise bei einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium eingesetzt werden, das wiederholt benutzt werden kann.

Im allgemeinen wird bei einem herkömmlichen elektrostatischen Aufzeichnungssystem eine Entladungselektrode in Kontakt mit einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium gebracht oder in einem Abstand von ihm angeordnet, der mehrere 10 Mikron betragen kann. Dieser geringe Abstand

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der Entladungselektrode bringt in dem Fall keine Probleme/ daß das Aufzeichnungsmedium nicht wiederholt verwendet wird, wie es beim Faksimilebetrieb der Fall ist. Soll jedoch das Aufzeichnungsmedium wiederholt verwendet werden, so treten Schwierigkeiten aufgrund des extrem geringen Abstandes zwischen der Entladungselektrode und dem Aufzeichnungsmedium auf. Wenn nämlich das Aufzeichnungsmedium mehrmals für die Erzeugung der latenten Abbildung, die Entwicklung, die Obertragung der Abbildung und die anschließende Reinigung herangezogen wird, so verstopft sich der enge Spalt zwischen dem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium und der Entladungselektrode mit den restlichen Tonerteilchen und/oder Staubteilchen. Dadurch sinkt jedoch die Qualität der erhaltenen Abbildung, so daß im schlimmsten Falle sogar die Erzeugung einer elektrostatischen, latenten Abbildung verhindert wird. Die Reinigung sollte deshalb^möglichst gut und sorgfältig durchgeführt werden. In der Praxis ist es jedoch unmöglich, die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums so optimal zu reinigen, so daß bei einem solchen System häufig Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen.

Der Vorteil eines elektrostatischen Aufzeichnungsverfahrens mit einer solchen Steuerelektrodenanordnung liegt jedoch darin, daß die Steuerelektrodenanordnung in einem Abstand von 1 bis mehreren mm von dem Aufzeichnungsmedium angeordnet werden.ckann, so daß die oben erwähnte , sorgfältige Reinigung nicht erforderlich ist.

Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Spannung, die an die Steuerelektrodenanordnung angelegt werden sollte, erhöht werden muß, wenn der Durchmesser des Loches 9 zunimmt. Um diese erhöhte Spannung zu erhalten, wird eine komplizierte Schaltanordnung be-

^nötigt* 030017/0731

Im allgemeinen sinkt die Effektivität des elektrischen Feldes , welches das Durchströmen des Koronastroms durch das Loch 9 verhindert, wenn die Dicke der Steuerelektrodenanordnung für einen bestimmten Durchmesser des Lochs 9 verringert wird. Die Effektivität des elektrischen Feldes kann durch Erhöhen der Spannung gesteigert werden, die an die Steuerelektrodenanordnung angelegt wird. Eine erhöhte Spannung würde jedoch elektrische Funken in der Steuerelektrodenanordnung erzeugen. Das elektrische Feld sollte normalerweise in der Größenordnung von mehreren KV/cm bis mehreren 10 KV/cm liegen. Wenn der Durchmesser des Lochs ungefähr 1 mm beträgt, wäre eine hohe Spannung im Bereich von mehreren 100 V bis mehreren KV erforderlich. Um die Schaltung einer solch hohen Spannung durchzuführen, wird eine extrem komplizierte, kostspielige Schaltanordnung benötigt.

Es ist deshalb ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektrostatisches Verfahren zur Erzeugung einer Abbildung mittels einer Steuerelektrodenanordnung zu schaffen, bei dem der durch das Loch der Steuerelektrodenanordnung fließende Koronaionenstrom moduliert, werden kann, ohne daß eine Spannung an die Steuerelektrode angelegt wird.

Außerdem soll ein verbessertes Verfahren zur Erzeugung einer elektrostatischen, latenten Abbildung vorgeschlagen werden, bei dem die Größe der die elektrostatische, latente Abbildung bildenden Punkte geändert werden kann, ohne daß der Durchmesser des Lochs in der Steuerelektrodenanordnung variiert werden muß.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein elektrisches Feld in einem Loch in einer Steuerelektrodenanordnung mit zwei im Abstand voneinander angeordneten,

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leitenden Elektroden aufgebaut werden, indem nur eine der leitenden Elektroden geerdet und die andere elektrisch geöffnet wird. Wenn die von der Koronaentladungseinrichtung erzeugte Koronaionen an den leitenden Elektroden haften, wird die elektrisch geöffnete Elektrode durch die Koronaionen aufgeladen, so daß sie ein elektrisches Potential hat, das höher als das der geerdeten Elektrode ist, da diese geerdet ist und nicht durch die Koronaionen aufgeladen wird. Die Potentialdifferenz zwischen den beiden leitenden Elektroden erzeugt also zwischen Ihnen ein elektrisches Feld.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein zweites elektrisches Feld zwischen der Steuerelektrodenanordnung und einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium aufgebaut. Die Größe der die elektrostatische, latente Abbildung bildenden Punkte kann geändert werden, ohne daß der Durchmesser des Lochs in der Steuerelektrodenanordnung variiert werden muß. In diesem Fall wird sie nur durch Einstellung der Stärke des zweiten elektrischen Feldes gesteuert.

Die Erfindung schafft also ein Verfahren zur Erzeugung einer elektrostatischen Abbildung, bei dem eine Steuerelektrodenanordnung zwischen einer Koronaentladungseinrichtung und einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium vorgesehen wird. Die Steuerelektrodenanordnung weist zwei leitende Elektroden auf, zwischen denen sich eine isolierende Schicht mit einem durchgehenden Loch befindet, das von der oberen leitenden Elektrode zu der unteren leitenden Elektrode verläuft. Eine ausgewählte leitende Elektrode wird durch einen Umschalter geerdet, der (lie ausgewählte Elektrode mit Erde verbindet und die andere, nicht ausge-

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wählte Elektrode von Erde trennt, um sie elektrisch zu öffnen. Koronaionen von der Koronaentladungseinrichtung laden die elektrisch geöffnete, leitende Elektrode auf, so daß ein elektrisches Feld in dem durchgehenden Loch aufgebaut wird. Der durch das durchgehende Loch fließende Koronaionenstrom kann durch Betätigung des Umschalters moduliert werden, um die Richtung des in dem durchgehenden Loch aufgebauten, elektrischen Feldes in Abhängigkeit von einem Bildsignal zu steuern, wodurch sich eine elektrostatische Abbildung auf einem Aufzeichnungsmedium erzeugen läßt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht eines herkömmlichen Verfahrens zur Erzeugung einer elektrostatischen, latenten Abbildung mittels einer Steuerelektrodenanordnung mit einem durchgehenden Loch,

Fig. 2 das elektrische Feld in dem durchgehenden Loch der Steuerelektrodenanordnung nach Figur 1,

Fig. 3 und 4 Querschnittsansichten des Prinzips der Modulierung eines Koronaionenstroms nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Prinzips für die Steuerung der Größe der Punkte,

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Beispiel der Steuerelektrodenanordnung, die bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

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Pig. 7 eine Querschnittsansicht der Steuerelektrodenanordnung nach Figur 6,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der Steuerelektrodenanordnung/ und

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Potential der gleichmäßigen Aufladung auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium und der Größe der Punkte, die eine elektrostatische Abbildung bilden.

Die Figuren 3 und 4 stellen das Grundprinzip der Modulierung des Koronaionenstroms nach der vorliegenden Erfindung dar.

Wie sich aus den Figuren 3 und 4 ergibt, ist eine Steuerelektrodenanordnung 20 zwischen einem elektrostatischen Medium 100 und einer Drahtanode 12 einer Koronaentladungseinrichtung angeordnet, deren Kathode nicht dargestellt ist. Das elektrostatische Aufzeichnungsmedium 100 weist eine Gegenelektrode 11 und eine darauf angeordnete , elektrostatische Aufzeichnungsschicht 13 auf. Die Steuerelektrodenanordnung 20 besteht aus einem isolierenden Körper 21 und einer leitenden oberen, leitenden Zwischen-. und leitenden unteren Elektrode 22, 23 und 24, die von dem Körper gehalten werden. Die untere leitende Elektrode 24 wird durch eine Leitung 24a geerdet. Die obere leitende Elektrode 22 und die leitende Zwischenelektrode 23 werden wahlweise durch einen Umschalter 25 geerdet, so daß selektiv eine dieser Elektroden geerdet und die andere elektrisch geöffnet ist, wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Die obere leitende. Elektrode 22 oder die leitende Zwischenelektrode 23 hat ein elektrisches Potential , das gleich Null oder gleich dem Potential der Kathode der Koronaentladungseinrichtung (nicht dargestellt) ist, wenn diese geerdet ist. Bei dem Umschalter 25

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kann es sich um einen mechanischen Schalter handeln, wie beispielsweise ein elektrisches Relais oder ein Leitungsbzw. Blei-Relais (lead relay); als Alternative hierzu kann auch ein elektrischer Schalter, wie beispielsweise ein Transistorschalter, verwendet werden. Die Steuerelektrodenanordnung 20 ist weiterhin mit einem durchgehenden Loch 26 versehen, das sich von ihrer oberen Oberfläche zu ihrer unteren Oberfläche erstreckt.

Wenn durch den Umschalter 25 die obere, leitende Elektrode 22 elektrisch geöffnet und die leitende Zwischenelektrode 23 geerdet werden, wie in Figur 3 zu erkennen ist, so laden die Koronaionen von der Drahtanode 12 der Korona-Entladungseinrichtung die obere Elektrode 22 und die innere Wandoberfläche des Loches 26 auf, wodurch ein elektrisches Feld, das zu der geerdeten, unteren, leitenden elektrode 23 gerichtet ist, in dem Loch 26 aufgebaut wird, wie durch die Pfeile angedeutet ist. Dementsprechend können zu diesem Zeitpunkt positiv geladene Koronaionen durch das Loch 26 nach unten fließen. Zu diesem Zeitpunkt bauen die Koronaionen, die an der inneren Wandoberfläche des Loches 26 zwischen der leitenden Zwischenelektrode 23 und der leitenden, unteren Elektrode 24 haften, elektrische Felder auf, die zu der leitenden Zwischenelektrode 23 und der unteren, leitenden Elektrode 24 hin gerichtet sind. Das elektrische Feld das zu letzterer htmgerichtet ist, ist jedoch stärker als das elektrische Feld, das zu der zuerst erwähnten hin gerichtet ist. Deshalb verhindern die elektrischen Felder nicht, daß der Koronaionenstrom durch das Loch 26 nach unten fließt.

Wenn andererseits die obere, leitende Elektrode 22 geerdet und die leitende Zwischenelektrode 23 elektrisch

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geöffnet werden, wie in Figur 4 zu erkennen ist, so bauen die Koronaionen von der Koronaentladungseinrichtung ein elektrisches Feld auf, das zu der oberen leitenden Elektrode 22 hin gerichtet ist. Dadurch wird verhindert, daß der Koronaionenstrom nach unten fließen kann.

Die Größe der Punkte, welche die elektrostatische, latente Abbildung auf dem elektrostatischen Aufzeichnunsmedium 100 bilden, kann geändert werden, ohne daß der Durchmesser des durchgehenden Loches 26 variiert werden muß, wie im folgenden beschrieben werden soll. Wie man in Figur 5 erkennen kann, wird das Aufzeichnungsmedium 100 vorher mittels einer Aufladeeinrichtung 27 gleichmäßig aufgeladen. Die Aufladung des Aufzeichnungsmediums 100 baut ein elektrisches Feld 28 zwischen der unteren, leitenden Elektrode 24 und dem Aufzeichnunsmedium 100 auf. Das elektrische Feld 28 wölbt sich in den Bereich unter dem Loch über den Rand des Loches 26 hinaus. Das Ausmaß dieser Wölbung bzw. Ausbauchung des elektrischen Feldes 28 hängt von seiner Stärke ab, Die Koronaionen werden auf dem Aufzeichnungsmedium in dem gewölbten Bereich des elektrischen Feldes 28 abgelagert. Damit kann also die Größe der Punkte durch Verstärkung des< elektrischen Feldes 28 verringert oder durch Schwächung des elektrischen Feldes 28 vergrößert werden. Die Größe der Punkte läßt sich also einstellen, indem die Spannung der Aufladung auf der Rückseite der Elektrode 11 gesteuert wird.

Wenn das elektrische Feld 28 nicht existiert, divergieren die Koronaionen nach dem Durchlaufen des Loches 26 im allgemeinen nach außen. Damit steigt also die sich ergebende Größe der Punkte auf einen Wert an, der größer als der Durchmesser des Loches 26 ist. Die Größe des Punktes

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wird erhöht, wenn der Raum bzw. der Abstand zwischen der unteren Seite der Steuerelektrodenanordnung 20 und dem Aufzeichnungsmedium 100 zunimmt. Wenn der Abstand zu groß ist, hat die latente Abbildung eine geringe Ladungsdichte, so daß die Qualität der erhaltenen Abbildung ebenfalls gering ist. Deshalb wird dieser Abstand im allgemeinen auf einen Wert von ungefähr 2 mm begrenzt.

Die angesprochene, gleichmäßige Aufladung des Aufzeichnungsmediums dient auch dazu, die Qualität der erhaltenen Abbildung zu erhöhen, da die gleichmäßige Aufladung die entgegengesetzt aufgeladenen Koronaionen anzieht und damit die Ladungsdichte auf dem Aufzeichnungsmedium 100 erhöht.

Die Steuerelektrodenanordnung kann mit mehreren, durchgehenden Löchern versehen sein, wie in den Figuren 6 und 7 zu erkennen ist. Gemäß den Figuren 6 und 7 weist die Steuerelektrodenanordnung 20a eine Vielzahl von durchgehenden Löchern 31a, 31b, .... 31n auf. Die durchgehenden Löcher 31a bis 31n sind von nebeneinander angeordneten, leitenden Streifen 32a bis 32n umgeben. Die nebeneinanderliegenden, leitenden Streifen 32a bis 32n werden von einer zusätzlichen Elektrode 33 umgeben. Die Steuerelektrodenanordnung 20a ist weiterhin mit leitenden Zwischenstreifen 34a bis 34n, die jeweils die durchgehenden Löcher 31a bis 31η umgeben, wie in Fig. 7 zu erkennen ist, sowie mit einer unteren Elektrode 35 versehen.

Die zusätzliche Elektrode 33 kann direkt oder über einen Widerstand (nicht dargestellt) geerdet werden. Wenn die zusätzliche Elektrode 33 nicht vorgesehen ist, so sammelt sich eine zu große Menge an Koronaionen auf einem leitenden Streifen an, der elektrisch geöffnet ist, wodurch der Streifen zu stark aufgeladen wird; dadurch entsteht eine

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Entladung zwischen dem Streifen und einem benachbarten Streifen. Die zusätzliche Elektrode 33 läßt die überschüssigen Koronaionen abfließen, so daß die erwähnte» unerwünschte Entladung vermieden sowie die Menge von Koronaionen gesteuert wird, die durch die Löcher 31a bis 31n fließen.

Wie man weiter in Fig. 5 erkennen kann, ist die Steuerelektrodenanordnung 20 mit einer dritten leitenden Elektrode, d.h., der unteren leitenden Elektrode 24, versehen, wobei das elektrische Feld für die Einstellung der Größe der Punkte zwischen der unteren, leitenden Elektrode 24 und dem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium 100 aufgebaut wird. Es kann jedoch auch eine Steuerelektrodenanordnung ohne die dritte leitende Elektrode verwendet werden, wie in Fig. 8 zu erkennen ist. Wenn die Steuerelektrodenanordnung 20b nach Fig. 8 verwendet wird, wird das elektrische Feld für die Einstellung der Größe der Punkte zwischen der unteren, leitenden Elektrode 4 0 und dem gleichmäßig aufgeladenen Aufzeichnungsmedium 100 aufgebaut. Das elektrische Feld für die Ilodulierung des Koronaionenstroms wird zwischen der unteren Elektrode 4 0 und der oberen leitenden Elektrode 41 aufgebaut.

Als Steuerelektrodenanordnung kann eine kommerziellaerhältliche laminierte Platte, eine sogenannte Sandwich-Platte, verwendet werden; als Alternative hierzu kann die Steuerelektroden-Anordnung auch aus einem isolierenden Material und Metall-Filmen bzw. Metall-Folien bestehen, wie beispielsweise Kupferschichten, die auf die beiden Seiten eines plattenförmigen, isolierenden Materials, insbesondere durch Galvanisieren, aufgebracht worden ist. Weiterhin

hat sich herausgestellt, daß das isolierende Material βίο λ

nen Widerstand von wenigstens 10 ^J*· , nach einer bevorzugten Ausführungsform 10 il bis 10 JT, , haben sollte. Die Dicke des isolierenden Materials sollte im Bereich von 0,05 mm bis 3 mm liegen, während die Dicke des Metallfilms von mehreren μ bis 200 μ betragen sollte. Der Durch-

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messer des durchgehenden Loches in der Steuerelektrodenanordnung liegt nach einer bevorzugten Ausführungsform zwischen 0,2 mm und 4,0 mm.

Wenn der Widerstand des isolierenden Materials kleiner als 10 SL ist, so kann die Ladung der an der inneren Wandoberfläche des durchgehenden Loches haftenden Koronaionen elektrisch durch das isolierende Material absorbiert werden; es wird dann sehr schwierig, in dem durchgehenden Loch das elektrische Feld aufzubauen. Wenn kein ausreichendes elektrisches Feld vorhanden ist, sobald die Koronaionen auf dem Aufzeichnungsmedium abgelagert werden sollen, können die Koronaionen nicht beschleunigt werden. Dies führt zu einer nicht ausreichenden Ladungsdichte und qualitativ minderwertigen Abbildungen. Wenn andererseits kein ausreichendes elektrisches Feld aufgebaut wird, wenn die Koronaionen nicht auf dem Aufzeichnungsmedium abgelagert werden sollen, würden einige Koronaionen das Aufzeichnungsmedium erreichen, wodurch sich ebenfalls qualitativ minderwertige Bilder ergeben-

Die Menge der Koronaionen, die durch das Loch in der Steuerelektrodenanordnung strömen, wenn die gleichmäßige Aufladung nicht dem Aufzeichnungsmedium zugeführt wird, ι hängt von dem Durchmesser des Loches, dem Abstand zwischen der Steuerelektrode und dem Aufzeichnungsmedium, der Dicke des isolierenden Materials und der leitenden Elektroden sowie ähnlichen Parametern ab. Es ist experimentell bestätigt worden, daß kein Koronaionenstrom durch das durchgehende Loch fließen kann oder der Koronaionenstrom nur aufgrund des elektrischen Feldes fließt, das in dem durchgehenden Loch aufgebaut wird, wenn die Dicke des isolierenden Materials 0,05 mm bis 3 mm, die Dicke der leitenden Elektrode mehrere μ bis 200 μ und der Durchmesser des durchgehenden Loches 0,2 0 bis 4,0 0 betragen. Weiterhin ist experimentell bestätigt worden, daß eine elektrostati-

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GORV (

sehe, latente Abbildung mit ausreichender Ladungsmenge sogar dann erhalten werden kann, wenn dem Aufzeichnungsmedium keine gleichmäßige Aufladung zugeführt wird.

Weiterhin sollte, wie bereits oben erwähnt wurde, das in dem durchgehenden Loch aufgebaute elektrische Feld, wenn der Koronaionenstrom nicht durch dieses Loch fließt, ausreichend stark sein, um zu verhindern, daß der Koronaionenstrom sogar dann fließen kann, wenn das Aufzeichnungsmedium gleichmäßig aufgeladen wird. Es ist experimentell bestätigt worden, daß ein ausreichend starkes elektrisches Feld aufgebaut wird, wenn die leitenden Elektroden eine Dicke von mehreren μ bis 200 μ und das isolierende Material eine Dicke von 0,05 mm bis 3 mm haben.

Bei dem Experiment wurde das Verhältnis der Dicke der isolierenden Schicht zwischen der oberen Elektrode und der Zwischenelektrode zu der Dicke zwischen der Zwischenelektrode und der unteren leitenden Elektrode von 1:1 bis 1 - 10 : 1 variiert, wobei die Dicke der leitenden Elektroden konstant gehalten wurde. Bei diesem Experiment wurden latente Abbildungen mit ausreichender Qualität und mit ausreichender Ladungsmenge über den gesamten Bereich des Dickenverhältnisses erhalten.

Weiterhin ist experimentell festgestellt worden, daß eine gewünschte Ladungsmenge für jede Geschwindigkeit der Erzeugung der latenten Abbildung erhalten werden kann, indem die Dicke der leitenden Elektroden und das Dickenverhältnis der isolierenden Schichten in geeigneter Weise ausgewählt werden.

Es wurde ein Experiment durchgeführt, um die Beziehung zwischen der Größe der Punkte und dem Potential des Aufzeichnungsmediums zu untersuchen. Bei diesem Experiment wurde, der Koronaionenstrom unter Verwendung einer Steuer-

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elektrodenanordnung moduliert, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist. Die Steuerelektrodenanordnung hatte einen Abstand von 1 mm von dem Aufzeichnungsmedium; das Aufzeichnungsmedium wurde mit einer Geschwindigkeit von 30 m /min. transportiert. Das sich ergebende, latente Bild wurde mittels eines Kaskade-Entwicklungsverfahrens entwickelt; anschließend wurde die Größe des aufgeladenen Punktes gemessen.

Das Aufzeichnungsmedium wurde vorher aufgeladen, und das erhaltene Potential wurde mittels eines Oberflächenpotential-Meßgerätes bestimmt. Unter Variation des Potentials in einem weiten Bereich wurde die Größe des aufgeladenen Fleckes gemessen. Das Experiment wurde für drei verschiedene Durchmesser der durchgehenden Löcher durchgeführt, nämlich für 2,3 0, 1,5 0 und 1,0 0. Die Ergebnisse sind in Fig. 9 dargestellt.

Wie sich aus der Kurvendarstellung von Fig. 9 ergibt, kann die Größe des Punktes von einem Wert, der größer als der Durchmesser des durchgehenden Loches ist, auf einen Wert geändert werden, der kleiner als dieser Durchmesser ist, indem das Potential der gleichmäßigen Aufladung des Aufzeichnungsmediums variiert ist.

Es hat sich auch herausgestellt, daß das Potential der gleichmäßigen Aufladung nicht höher als 4000 V sein sollte, da eine elektrische Entladung zwischen dem Aufzeichnungsmedium und der Steuerelektrodenanordnung auftritt, wenn das Potential höher als 4000 V ist.

Ein weiteres Experiment, das dem oben beschriebenen Versuch ähnelte, wurde unter Verwendung von drei verschiedenen Steuerelektrodenanordnungen nach Fig. 8 durchgeführt. Bei diesem Experiment wurden die drei Steuerelektroden mit durchgehenden Löchern versehen, die jeweils Durchmesser von 0,2 0, 0,4 0 bzw. 0,6 0 hatten. Der Abstand zwischen den Steuerelektroden und dem Aufzeichnungs-

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medium wurde auf 0,5 mm gehalten. Auch durch diesen Versuch wurde bestätigt, daß die Größe des Punktes von einem Wert, der größer als der Durchmesser des durchgehenden Loches ist, auf einen Wert geändert werden kann, der kleiner als dieser Durchmesser ist, indem das Potential der gleichmäßigen Aufladung des Aufzeichnungsmediums geändert wird.

Obwohl in der obigen Beschreibung der vorliegenden Erfindung als Beispiel nur die Verwendung von positiv aufgeladenen Koronaionen erwähnt wurde, können auch negativ aufgeladene.Koronaionen eingesetzt werden; außerdem können statt der Koronaionen auch aufgeladene Tonerteilchen verwendet werden.

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L e e r s e i t e

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

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H. KINKELDEY

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P. H. JAKOB

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G. BEZOLD

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8 MÜNCHEN

MAXIMIUANSTRASSE

5. Okt. 1979

P 14 359

FUJI PHOTO FILM CO., I/TD.

Nakanuma, Minamiashigara-shi, Kanagavia-ken, Japan

Verfahren zur Erzeugung einer elektrostatischen

Abbildung

Patentansprüche

ί 1y Verfahren zur Erzeugung einer elektrostatischen Abbildung auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium, bei dem der die Abbildung erzeugende Strom aus geladenen Teilchen, der durch ein durchgehendes Loch in einer Steuerelektrodenanordnung fließt, durch ein elektrisches Feld moduliert wird, das in dem durchgehenden Loch in Abhängigkeit von einem die auf dem Aufzeichnungsmedium

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ORIGINAL INSPECTED

zu erzeugende Abbildung darstellenden Bildsignal aufgebaut wird, wobei die Steuerelektrodenanordnung zwei leitende Elektroden aufweist; zwischen denen ein isolierendes Material angeordnet ist, und die das durchgehende Loch umgeben, dadurch gekennzeichnet , daß das elektrische Feld aufgebaut wird, indem selektiv eine der beiden leitenden Elektroden geerdet und die andere elektrisch geöffnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Abbildung erzeugenden Teilchen Korona-Ionen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Abbildung bildenden Teilchen Tonerteilchen sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Material einen Wider* stand von nicht weniger als 10 jfl hat.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß das isolierende Material einen Widerstand von 10 SL bis 10¹⁶XL hat.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Material eine Dicke von 0,05 mm bis 3 mm hat.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Elektrode eine Dicke von mehreren μ bis 200 μ hat.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das durchgehende Loch einen Durchmesser von nicht mehr als 4 mm hat.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Steuerelektrodenanordnung und dem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium ein zusätzliches, elektrisches Feld aufgebaut wird_# und daß die Größe des aufgeladenen Punktes für die Erzeugung der elektrostatischen Abbildung durch das zusätzliche elektrische Feld eingestellt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium vorher gleichmäßig mit einer Polarität aufgeladen wird, die entgegengesetzt zu der Polarität der die Abbildung erzeugenden Teilchen ist, und daß das zusätzliche elektrische Feld zwischen dem gleichmäßig aufgeladenen Aufzeichnungsmedium und der benachbarten, leitenden Elektrode aufgrund der gleichmäßigen Aufladung aufgebaut wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche, leitende Elektrode zwischen dem Aufzeichnungsmedium und der Kante des durchgehenden Loches in der Nähe des Aufzeichnungsmediums vorgesehen wird, daß das Aufzeichnungsmedium vorher gleichmäßig mit einer Polarität aufgeladen wird, die entgegengesetzt zu der

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Polarität der die Abbildung erzeugenden Teilchen 1st, und daß das zusätzliche elektrische Feld zwischen der zusätzlichen leitenden Elektrode und dein Aufzeichnungsmedium mittels der gleichmäßigen Aufladung aufgebaut wird, wobei die zusätzliche leitende Elektrode geerdet wird.

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