DE3007465C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Vielzahl von Bildelektroden für das nichtmechanische gleichzeitige Aufzeichnen von Zeichen- und/oder Bildpunkten, mit Spannungsverstärkern, deren analoge hohe Ausgangsspannung als Bildsignal zugeordneten Bildelektroden zuführbar ist, und mit einem jedem Bildele­ ment zugeordneten Kondensator, welcher mit einer der Bild­ signalspannung proportionalen Spannung während einer Lade­ zeit aufladbar ist, die wesentlich kleiner als die Zeit ist, welche zum Aufzeichnen der Bildpunkte erforderlich ist, wobei die Kondensatoren in Gruppen aufgeteilt und gruppenweise aufeinanderfolgend über einen den Kondensatoren einer Gruppe gemeinsamen Gruppenschalter an ein dem Bildsignal entsprechendes Spannungspotential legbar sind. Für die Aufzeichnung graphischer Darstellung und für Faksimilesysteme werden Anordnungen verwendet, welche ausgehend von elektrischen digitalen oder analogen Zeichen- oder Bildsignalen das entsprechende Bild auf einem Aufzeichnungsträger, wie z. B. Papier, aus einzelnen Bildpunkten zusammensetzen. Die bilderzeugenden Elektroden (Bildelektroden) sind in einem feststehenden Bildelektroden­ kamm so angeordnet, daß jedem Bildpunkt eine Bildelek­ trode zugeordnet ist (Zeilen-Paralleldruck). Auch eine Matrixanordnung der Bildelektroden ist bekannt.

Aus der US-PS 29 55 894 ist ein elektrostatisches Auf­ zeichnungsverfahren bekannt, bei dem die Bildelektroden in einer Reihe oder in Matrixform angeordnet sind. Die Erzeu­ gung eines Bildpunktes bei diesem Aufzeichnungsverfahren geschieht dadurch, daß beim Überschreiten eines bestimmten Spannungsschwellwertes zwischen Bildelektrode und Auf­ zeichnungsträger eine Gasentlastung gezündet wird, welche die Ladungsträger zur elektronischen Aufladung des Bild­ punktes liefert.

Weil entsprechend der gewünschten Bildauflösung eine sehr große Zahl von Bildelektroden notwendig ist, werden Koin­ zidenverfahren zur selektiven Ansteuerung dieser Bild­ elektroden verwendet. Mit Hilfe dieser Koinzidenzver­ fahren kann die Zahl der elektronischen Schalter oder Ver­ stärker und damit der gesamte elektronische Aufwand erheblich reduziert werden.

So ist es aus der DE-PS 19 46 815 bekannt, die Bild­ elektroden in Gruppen, die selektiv und sequentiell angesteuert werden können, aufzuteilen. Auf der Rück­ seite des Aufzeichnungsträgers sind untereinander iso­ lierte Gegenelektroden angebracht. Eine Gruppe von Bild­ elektroden wird dadurch ausgewählt, daß an die dieser Gruppe gegenüberliegenden Gegenelektrode ein Spannungspuls gelegt wird, dessen Amplitude so bemessen ist, daß die Schwellspannung zur Zündung einer Gasentladung zwischen Aufzeichnungsträger und Bildelektroden überschritten wird. Die maßgebliche Zündspannung ist dabei die Summe der angelegten Bildelektrodenspannung und der ange­ legten Gegenelektrodenspannung. Da Bildelektroden­ spannungen immer kleiner als die Zündspannung sind, kann nur in Koinzidenz mit einem Spannungsimpuls an einer Gegenelektrode eine für die Aufzeichnung notwendige Gas­ entladung hervorgerufen werden. Entsprechende Bild­ elektroden der einzelnen Gruppen sind untereinander ver­ bunden, so daß die Zahl der Bildelektrodenschalter gleich der Zahl der Bildelektroden einer Gruppe ist. Die Gesamtzahl von Bildelektrodenschaltern und Gegen­ elektrodenschaltern reduziert sich im günstigen Fall auf wenn Z gleich der Gesamtzahl aller Bild­ elektroden ist.

Bei dieser Koinzidenzmethode besteht zwischen den an den Bildelektroden liegenden diskreten elektrischen Bild­ signalen und dem Auswahlplus einer Gegenelektrode für die ganze Aufzeichnungsdauer der ausgewählten Bildelektrode Koinzidenz. Die einzelnen Bildelektrodengruppen sind alle nacheinander am Aufzeichnungsvorgang beteiligt.

Aus der DE-AS 18 00 137 ist die Ansteuerung der Bild­ elektroden eines Thermodruckers bekannt, bei der jedes Widerstandselement (Bildelektrode) mit je einem Thyris­ tor verbunden ist. Mit Hilfe von Gruppenschaltern kann eine einzelne Gruppe von Widerstandselementen ausge­ wählt und ein zur Aufzeichnung ausreichender Stromfluß durch diese Widerstandselemente erzeugt werden. Die da­ für notwendige Schaltzeit ist klein gegen die Auf­ zeichnungszeit für ein Bildelement, so daß alle Gruppen in kurzer Zeit eingeschaltet werden können und danach alle Widerstandselemente gleichzeitig am Druckvorgang beteiligt sind. Durch alle am Druckvorgang beteiligten Widerstandselemente fließt der gleiche Strom bei gleichem Spannungsabfall. Eine für die einzelnen Wider­ standselemente variable Spannung und damit ein variabler Stromfluß kann mit der beschriebenen Schaltungsanordnung nicht geschaltet werden.

Die elektrostatischen und thermografischen Aufzeichnungs­ verfahren erlauben keine echte Halbtonwiedergabe, weil die einzelnen Bildpunkte nicht gezielt in ihrer Ladungs­ dichte oder Größe variiert werden können. Durch eine Punktdichte-Modulation lassen sich lediglich sogenannte Pseudo-Halbtöne realisieren.

Um die steigende Anforderung an die Qualität der aufge­ zeichneten Bilder wie z. B. bei Aufzeichnungen von echten Halbtonbildern oder Farbbildern mit echten Farb­ tönen erfüllen zu können, müssen andere Bildaufzeichnungs­ verfahren herangezogen werden. So sind hierzu das aus der DE-OS 29 08 446 bekannte elektrophoretische Aufzeichnungs­ verfahren und das in der DE-OS 19 34 890 beschriebene Koronaverfahren durchaus geeignet.

Bei diesen Bildaufzeichnungsverfahren ist ebenso wie beim elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren eine große Zahl von Bildelektroden für die Erzeugung der einzelnen Bild­ punkte vorgesehen, so daß eine Anordnung zur Koinzidenz­ ansteuerung der Bildelektroden erforderlich ist.

Da jedoch die Ladungsdichte und die Schwärzung (Grauton) eines Bildpunktes bei den beiden zuletzt genannten Auf­ zeichnungsverfahren eine Funktion der Spannung an der Bildelektrode ist, müssen statt diskreter Spannungen analoge Hochspannungssignale verarbeitet werden. Eine Schwellenspannung, unterhalb welcher keine Aufzeichnung mehr stattfindet, wie beim elektrostatischen Verfahren, gibt es nicht. Die Handhabung analoger Hochspannungs­ signale erfordert jedoch aufwendige Verstärkerelemente, so daß der Einsatz derartiger Verfahren nur dann denk­ bar ist, wenn es gelingt, die Zahl dieser Verstärker­ elemente erheblich zu reduzieren.

Des weiteren wären für eine echte, d. h. originalgetreue Grautonwiedergabe anders als beim "klassischen" elektro­ statischen Verfahren, bei dem die Aufzeichnungszeit pro Bildpunkt nur einige 10 µs beträgt, Auszeichnungszeiten von einigen Millisekunden notwendig. Ein Koinzidenzan­ ordnung, die jede Bildgruppe nacheinander zur Wirkung bringt, würde dann bei den üblichen Bildauflösungen von 4 bis 8 Punkten/mm für eine gesamte DIN A4-Seite eine nicht mehr annehmbare Druckzeit zur Folge haben.

Sollen daher auch vom Prinzip her langsame Aufzeichnungs­ verfahren wie z. B. das elektrophoretische Aufzeichnungs­ verfahren oder das Koronaverfahren die mit dem "klassi­ schen" elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren erreich­ baren Druckgeschwindigkeiten pro Bildseite aufweisen, so ist dies nur bei gleichzeitiger Wirkung aller Bildelektroden (Parallelaufzeichnung) möglich.

Eine Schaltung der eingangs genannten Art ist durch die DE-OS 24 45 543 bekannt.

Dort sind die Kondensatoren in Gruppen zusammengefaßt, weil sie auf nur mit einer begrenzten Anzahl von Schaltern verfügbare Multiplexer ohne eigentliche technische Not­ wendigkeit aufgeteilt werden mußten. Die einzelnen, einer Gruppe von Kondensatoren zugeordneten Schalter werden mit Hilfe eines Zählers ausgewählt. Dabei wird nur ein einziger Schalter jeweils für die Dauer eines Bildelements aktiviert. Infolgedessen sind 900 Auskoppel­ verstärker erforderlich, da je Bildpunkt ein eigener Ver­ stärker benötigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Aufzeichnungsver­ fahren mit analogen Bildelektrodenspannungen, einer rela­ tiv langen konstanten Aufzeichnungszeit von einigen Milli­ sekunden pro Bildpunkt und einem feststehenden Kamm von Bildelektroden, wobei jedem Bildpunkt eine Bildelektrode zugeordnet ist, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei der der Aufwand für die Verstärkerelemente und insbesondere deren Anzahl erheblich reduziert und trotzdem eine gleichzeite Wirkung aller Bildelektroden (Parallelauf­ zeichnung) gewährleistet ist, so daß eine kurze Druckzeit pro Bildseite erreicht wird.

Diese Ausgabe wird dadurch gelöst, daß die Anzahl der Verstärker der Anzahl k der Kondensatoren einer Gruppe gleich ist, daß die Ausgangsspannung der Verstärker parallel je einem der Kondensatoren der Gruppe zugeführt ist, und daß durch die Verstärker gleichzeitig jeweils die Kon­ densatoren der Gruppe aufladbar sind, deren Gruppenschalter geschlossen sind.

Dadurch ist eine gleichzeitige Aufzeichnung der Infor­ mation einer Reihe durch alle Bildelektroden gegeben. Nach erfolgter Aufladung werden die Ausgangssignale der Hoch­ spannungsverstärker entsprechend den weiteren Informationen geändert und die nächste Gruppe von Bildkonden­ satoren durch den entsprechenden Gruppenschalter mit den geänderten Bildsignalen versorgt. Die Aufladezeit einer Kondensatorgruppe muß so gewählt sein, daß die Summe aller Gruppenladezeiten während der Ladeperiode (Zeit zur einmaligen Aufladung aller Kondensatoren­ gruppen) kleiner als die Aufzeichnungszeit pro Bild­ punkt wird.

Bei der Anordnung nach der Erfindung ist also eine Koin­ zidenz zwischen den von den Hochspannungsverstärkern ge­ lieferten analogen Bildsignalen und dem Schaltimpuls für den entsprechenden Gruppenschalter nur während der Lade­ zeit der betreffenden Kondensatorgruppe gegeben. Als Auf­ zeichnungsperiode einer Bildelektrodengruppe sei die Zeit von der Aufladung der entsprechenden Kondensatorgruppe bis zum Zeitpunkt der nächsten Ladung dieser Kondensator­ gruppe auf die neue Bildspannung definiert. Koinzidenz von Bildsignalen und Schaltimpulsen liegt im Gegensatz zu den bekannten Koinzidenzverfahren bei der elektro­ statischen Aufzeichnung nur während eines Bruchteils der gesamten Aufzeichnungsperiode eine Bildelektroden­ gruppe vor. Weil für den nächsten Koinzidenzvorgang nicht mehr das Ende der Aufzeichnungsperiode der vorher ausgewählten ersten Bildelektrodengruppe abgewartet werden muß, ist eine gleichzeitige (parallele) Wirkung aller Bildelektroden möglich.

Da beim elektrophoretischen Aufzeichnungsverfahren und beim Koronaverfahren wegen der fehlenden Schwellen­ spannung und der analogen Bildsignalwerte eine Gegen­ elektrode im Sinne der bekannten elektrostatischen Auf­ zeichnungsverfahren nicht verwendbar ist, müssen die korrespondierenden Bildelektroden der verschiedenen Gruppen, die an einen einzigen Hochspannungsverstärker angeschlossen sind, durch geeignete Maßnahmen entkoppelt werden. Ebenfalls muß die Möglichkeit zur Ent- oder Um­ ladung der Bildkondensatoren nach einer Aufzeichnungs­ periode vorgesehen sein, weil diese Kondensatoren während einer Aufzeichnungsperiode nur zum geringen Teil entladen werden. Eine geringe Kondensatorenentladung während der Aufzeichnung eines Bildpunktes ist erwünscht, weil dadurch die Aufzeichnungsperiode wesentlich verkürzt werden kann.

Bei der Realisierung der Schaltungsanordnung nach der Er­ findung mit verschiedenen elektronischen Entkopplungs­ elementen, Entladeelementen und Gruppenschaltern kann eine ganze Reihe von Lösungswegen beschritten werden. Die Auswahl unter den einzelnen Möglichkeiten ist natürlich nur in Hinsicht auf das zu verwendende Aufzeichnungsver­ fahren zu treffen.

Die genannten elektronischen Bauelemente können durch Dioden, Zenerdioden, Photodioden, Transistoren, Photo­ transistoren, Triacs oder photoleitfähige Materialien realisiert werden. Eine Anordnung dieser Elemente auf einem Druckkopf zusammen mit den Bildelektroden unter Anwendung verschiedener PC-, Hybrid- und/oder Aufdampf­ techniken erlaubt die kostengünstige Herstellung der­ artiger Druckköpfe. Eine Integration der auf eine dünne Folie aufgedämpften Kondensatoren in den Druckkopf kann ebenfalls ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger Aus­ führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Ein Blockschaltbild zur Realisierung der gleich­ zeitigen Wirkung aller Bildelektroden (parallele Aufzeichnungsweise),

Fig. 2 ein Impulsdiagramm für die Spannung an den korrespondierenden Bildkondensatoren C _1i , C _2i , . . . C _Ni , ohne Zwischenentladung dieser Kondensatoren,

Fig. 3 ein Impulsdiagramm für die Spannung an den korrespondierenden Bildkondensatoren C _1i , C _2i , . . . C _Ni bei vollständiger und gleichzeitiger Zwischenentladung aller Kondensatoren,

Fig. 4 ein Schaltungsbeispiel nach dem Impulsdiagramm von Fig. 3 mit Dioden und Transistoren als Ent­ koppel- und Schaltelemente,

Fig. 5 Schaltungsbeispiel nach dem Impulsdiagramm von Fig. 3 mit Zenerdioden und Transistoren als Ent­ koppel- und Schaltelemente,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Einsatz eines bildmäßig modulierten Elektronenstrahles und rein elektronischer Entladung der Bildkonden­ satoren,

Fig. 7 eine Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 mit Einsatz eines bildmäßig modulierten Elektronenstrahles jedoch mit photoelektrischer Entladung der Bild­ kondensatoren,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit photoleit­ fähigen Elementen und Lumineszenzdioden als Ent­ kopplungs- und Schaltelemente,

Fig. 9 Querschnitt einer integrierten Anordnung nach Fig. 8 mit Photowiderständen,

Fig. 10 Vorderansicht der Anordnung von Fig. 9,

Fig. 11 Bildelektrodengruppen mit Triacs als schaltbare "Widerstände".

Anhand der Fig. 1 sei das Grundkonzept der Koinzidenz- Schaltanordnung zur parallelen Bildaufzeichnung er­ läutert. Die Gesamtheit der Bildelektroden, BE₁₁ bis BE _NK wird in N Gruppen mit je K Bildelektroden unterteilt. Die Zahl der Hochspannungsverstärker V 1 bis VK entspricht der Zahl der Bildelektroden BE₁₁ bis BE _1K in einer Gruppe 1 bis N. Jeder Gruppe 1 bis N der Bildelektroden BE₁₁ bis BE _NK ist ein Gruppenschalter S 1 bis SN zugeordnet. Die Gesamtzahl der Hochspannungsverstärker V und der Gruppen­ schalter S wird zum Minimum, wenn die Beziehung mit Z als Gesamtzahl aller Bildelektroden, erfüllt ist. Selbstverständlich können auch andere geeignete Werte für N und K gewählt werden. Die Summe der Gruppenlade­ zeiten in der Ladeperiode muß jedoch immer kleiner als die Aufzeichnungszeit pro Bildpunkt bleiben.

Im einfachsten Fall liegen die Bildelektroden BE in der Reihe, und benachtbarte Elektroden können, wie in Fig. 1 dargestellt, zu einer Gruppe zusammengefaßt werden. Falls zwei oder mehrere gegeneinander versetzte Reihen von Bild­ elektroden im Druckkopf angeordnet sind, können sich andere Gruppenaufteilungen als zweckmäßig erweisen. Im folgenden sei zur Vereinfachung ein Druckkopf zugrunde­ gelegt, dessen Bildelektroden in einer Reihe angeordnet sind.

Jeder Hochspannungsverstärker V ist über elektronische Schaltkreise SK mit den korrespondierenden Bildelektkroden BE _1K , BE _2K , . . . BE _NK und den entsprechenden Bildkondensatoren C _1K , C _2K , . . . C _NK verbunden. Die Schaltkreise SK müssen eine Endkopplung zwischen den korrespondierenden Bildelektroden BE und außerdem die Ladung und Entladung der Bildkondensatoren C ermöglichen. Die Gruppenschalter S dienen zur Auswahl einer bestimmten Gruppe von Bild­ elektroden. Die Gruppenschalter S werden nacheinander so eingeschaltet, daß immer nur eine Bildkondensatorgruppe zur Zeit aufgeladen wird.

Je nach Ausführung der Schaltkreise SK und der Gruppen­ schalter S ergeben sich unterschiedliche zeitliche Ab­ läufe hinsichtlich des Lade- und Aufzeichnungsvorganges. In den Diagrammen der Fig. 2 und 3 sind zwei mögliche Ab­ läufe dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine Spannungsverlauf an korrespondierenden Bildkondensatoren C _1K , C _2K , . . . C _NK als Funktion der Zeit, ohne Zwischenentladung dieser Kondensatoren.

Die Aufzeichnungsperiode t _P setzt sich zusammen aus Lade­ zeit t _L und Aufzeichnungszeit t _A · t _A und t _L sind für alle Gruppen gleich. Während der Ladezeit t _L werden die Bildkondensatoren C einer Gruppe auf die der aufzu­ zeichnenden Information entsprechenden analogen Spannungen gebracht. Während der Aufzeichnungszeit t _A entladen sich die Kondensatoren teilweise und werden am Ende von t _A auf neue anlagoe Spannungen umgeladen. Weil die neuen Konden­ satorladungen größer oder kleiner als die alten Konden­ satorladungen sein können, müssen die Schaltkreise SK den Stromfluß in beiden Richtungen zulassen. Sofort nach dem Laden der ersten Kondensatorgruppe C 1 wird der Ladevor­ gang für die zweite Gruppe C 2 gestartet, usw. Der Lade­ vorgang für die Gruppe N ist bereits abgeschlossen, bevor die Aufzeichnungszeit t _A der ersten Gruppe beendet ist. Da eine aufzeichnende Wirkung der Bildelektroden BE bereits bei niedrigen Spannungen möglich ist und auch während der Ladezeit t _L schon vorhanden ist, sollte t _L gegenüber t _A möglichst klein sein, so daß eine Beeinflussung der Bild­ punktschwärzung durch die Übergangsspannung während der Zeit t _L ohne Bedeutung ist.

Fig. 3 zeigt das Impulsdiagramm für die korrespondierenden Bildkondensatoren C _1i , C _2i , . . . C _Ni bei vollständiger und gleichzeitiger Zwischenentladung aller Bildkondensatoren zum Ende einer Aufzeichnungsperiode der ersten Gruppe.

Die Aufzeichnungsperiode t _P setzt sich zusammen aus Lade­ zeit t _L , Aufzeichnungszeit t _A und Entladezeit t _E . Die Aufladung aller Kondensatorgruppen erfolgt innerhalb der Aufzeichnungszeit t _A ⁽¹⁾ der ersten Gruppe.

Die Aufzeichnungsperiode t _P ist wie im ersten Fall für alle Gruppen gleich, jedoch ist die Aufzeichnungszeit t _A ^(N) der N-ten Gruppe um die (N-1)-fache Aufladezeit t _L kleiner als die Aufzeichnungszeit t _A ⁽¹⁾ der ersten Gruppe. Damit der Unterschied in der Wirkung der einzelnen Gruppen vernachlässigbar ist, muß die Zeit [N-1) · t _L gegen die Aufzeichnungszeit t _A ⁽ⁱ⁾ (i e|1, N|) sehr klein sein. Man kann selbstverständlich die Ent­ ladung der Bildkondensatoren gesondert für jede Gruppe vornehmen, so daß jeder Gruppe die gleiche Aufzeichnungs­ zeit zur Verfügung steht. In diesem Falle ist jedoch mit einem erhöhten elektronischen Aufwand zu rechnen.

Während der Entladezeit t _E ist ebenfalls eine aufzeichnende Wirkung der Bildelektroden vorhanden, doch fällt dieser Beitrag kaum ins Gewicht, weil die Entladezeit t _E klein gegen die Aufzeichnungszeit t _P gemacht werden kann. Ob die Ladezeit t _L ebenfalls zur Aufzeichnung genutzt werden kann oder nicht, hängt von der jeweiligen Ausführung der Schaltkreise SK und der Schalter S ab.

Fig. 4 gibt ein Schaltungsbeispiel wieder, das nach dem in Fig. 3 dargestellten Impulsdiagramm arbeitet und eine parallele Aufzeichnungsweise sowohl beim elektro­ phoretischen Bildaufzeichnungsverfahren als auch beim Korona-Aufzeichnungsverfahren ermöglicht.

Alle Bildkondensatoren C seien entladen und die Gruppen­ schalter S gesperrt. Die Ausgangsspannungen der Analog­ verstärker V liegen im Bereich von 0 Volt bis U Volt. Solange die Gruppenschalter S gesperrt sind, liegen die Bildelektroden BE auf dem Potential U, unabhängig von den Spannungen an den Ausgängen der Verstärker V₁-V _K . (Dies gilt natürlich nur für eine Zeitspanne der Größenordnung R _D · C, mit R _D als Diodensperrwiderstand). Durch eine Kompensationsspannung am Aufzeichnungsträger oder an einer Referenzelektrode muß dafür gesorgt sein, daß noch keine Aufzeichnung stattfinden kann.

Für die Aufladung der ersten Kondensatorengruppe wird der zugeordnete Gruppenschalter S 1 während der Ladezeit t _L geschaltet, so daß nunmehr der gemeinsame Schaltpunkt G der ersten Gruppe, der vorher auf Potential U lag, nun­ mehr auf Null-Potential gebracht wird. Damit können die Kondensatoren C₁₁ bis C _1K über die Steuerdioden D₁₁ bis D _1K auf die entsprechenden analogen Spannungen der zuge­ ordneten Verstärker V₁ bis V _K aufgeladen werden. Am Ende der Ladezeit t _L wird der Transistor S 1 gesperrt und die Aufladung der Kondensatoren dieser Gruppe beendet. Die Spannung an den Bildelektroden steigt auf die Spannung U+V _Ci an, wobei V _Ci die am i-ten Kondensator der be­ treffenden Gruppe anliegende Spannung ist. Die Spannung V _Ci kann natürlich von Kondensator zu Kondensator unter­ schiedlich sein. Wegen der Kompensation trägt nur die Kondensatorspannung V _Ci zur Aufzeichnung bei.

Die einzelnen Kondensatorgruppen C₁ bis C _N werden nachein­ ander aufgeladen bis alle Bildkondensatoren BE am Ende der Ladeperiode nach der Zeit N · t _L auf der entsprechenden Spannung V _Ci liegen.

Nach Beendigung der Ladeperiode aller Gruppen 1-N werden die Ausgänge der Verstärker V auf die Spannung U gebracht, damit die Entladung der Kondensatoren C über den Sperrwiderstand der Dioden D minimal wird. Dadurch wird außerdem die Verlustleistung der Verstärker V auf ein Minimum begrenzt. Durch den Aufzeichnungsstrom und durch Leckströme werden die Kondensatoren C während der Aufzeichnung zum Teil entladen.

Bevor die Kondensatoren C zur Aufzeichnung der nächsten Bildzeile neu geladen werden können, müssen sie zunächst vollständig entladen werden. Diese Entladung wird über die Dioden E für alle Kondensatoren C gleichzeitig vorge­ nommen. Während der Aufzeichnung ist der gemeinsame Ent­ ladetransistor 4 gesperrt und die Dioden E sind, wie Fig. 4 zeigt, in Sperrichtung gepolt. Zur Entladung wird der Entladetransistor 4 durchgeschaltet, so daß die Dioden E in Durchlaßrichtung umgepolt sind. Die Konden­ satoren C werden vollständig entladen.

Bei Umkehrung aller Stromrichtungen und Polaritäten ist es natürlich möglich, die Bildelektroden mit negativen Spannungen zu versorgen.

Die Schaltung nach Fig. 4 kann vorteilhaft bei einer Druck­ einrichtung verwendet werden, die auf dem elektro­ phoretischen Aufzeichnungsverfahren beruht. Dabei sind die Bildelektroden BE als Stifte ausgebildet und in ge­ ringem Abstand von dem dabei verwendeten Aufzeichnungs­ material oder der verwendeten Aufzeichnungstrommel ange­ bracht. Zur Vermeidung von elektrischen Überschlägen zwischen den Bildelektroden wird mit einer maximalen Potentialdifferenz von U=+400 V zwischen benachbarten Elektroden gearbeitet. Aus dieser Potentioaldifferenz resultiert eine Aufzeichnungsperiode t _P von etwa 10 ms. Die Größe der Bildkondensatoren ist durch den Auf­ zeichnungsstrom, parasitäre Leckströme, die Kapazität der Bildelektroden gegen Masse und insbesondere die Kapa­ zität der Bildelektroden gegeneinander bestimmt. In der elektrophoretischen Bildaufzeichnung ist der Ladungsver­ lust der Bildkondensatoren durch den Aufzeichnungsstrom zu vernachlässigen. Im wesentlichen ist die Kapazität der Bildkondensatoren durch die parasitären Kapazitäten nach unten begrenzt. Bei Kapazitätswerten zwischen 50 pF und 100 pF pro Bildkondensator sind die parasitäten Kapazitäten bereits zu vernachlässigen. Als Ladezeit t _L kann eine Zeit zwischen 5 und 20 µs und als Entladezeit t _E eine Zeit von einigen hundert µs erreicht werden. Bei einer Auflösung von 4 Bildelektroden pro mm und einer Ein­ teilung von 21 Gruppen à 40 Bildelektroden führt dies zu einer Ladeperiode von T=N · t _L gleich 100 bis 400 µs. Somit ist die Ladeperiode T klein gegen die Aufzeichnungs­ periode t _P von 10 ms. Weil sich die Elektroden auf dem Potential U+V _C (0 Volt V _C +400 V, V _C =Spannung an einem Bildkondensator) befinden, muß die Kompensationsspannung U _K =U an den Aufzeichnungsträger gelegt werden, damit nur die Spannungen V _C der Bildkondensatoren zur Auf­ zeichnung beitragen.

Als weiterer Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Koinzidenzverfahren nach dem Schaltungsbeispiel der Fig. 4 sei das in der DE-OS 19 34 890 beschriebene Auf­ zeichnungsverfahren mit einer Koronaionenquelle aufge­ führt.

Wegen der äußerst geringen Ladungsmengen, die bei diesem Verfahren auf die Bildelektroden BE gelangen, sind die Kapazitäten der Bildkondensatoren C zwischen 50 pF und 100 pF hinreichend. Sind z. B. negative Ionen als Ladungs­ träger vorhanden, dann ist der Ionenstrom durch eine ge­ gebene Öffnung in der Isolatorfolie in dem Augenblick vollständig gesperrt, in dem das Potential der gemeinsamen der Koronaquelle gegenüberliegenden Elektrode das Potential der dieser Öffnung zugeordneten Bildelektrode BE um die Spannung V _Sperr übersteigt. Bei hinreichend dünnen Folien und genügend kleinen Öffnungen liegt V _Sperr etwa zwischen 50 und 100 V. Legt man daher die gemeinsame Elektrode auf die Spannung U+V _Sperr und die Bildelektroden BE gemäß der Schaltung nach Fig. 4 auf die Spannungen U+V _C (OV V _C U Volt, V _C =Spannung an einem Bildkondensator), so kann der Ionenstrom bildmäßig durch die Spannungen V _C gesteuert werden.

In Fig. 5 ist ein weiteres Schaltungsbeispiel dargestellt, dem das Impulsdiagramm von Fig. 3 zugrundeliegt. Die beiden entkoppelnden Dioden D und E aus der Schaltungs­ anordnung von Fig. 4 sind jeweils durch eine einzige Zener­ diode Z mit der Durchbruchspannung 2U ersetzt. Während der Ladezeit t _L verhalten sich die Zenerdioden Z wie die Dioden D in Fig. 4 und ermöglichen beim Durchschalten eines Schalters S die Aufladung der entsprechenden Gruppe von Bildkondensatoren C. Die Entladeschalter SL sind während der Ladezeit t _L und der Aufzeichnungszeit t _A geschlossen, so daß während der Aufzeichnungszeit, wie bei Fig. 4, die Spannungen U+V _C an den Bildelektroden BE liegen. Die Spannung U muß wieder durch eine gleiche Spannung am Aufzeichnungsträger oder an einer Referenz­ elektrode kompensiert werden.

Nur der Entladevorgang während der Entladezeit t _E unter­ scheidet sich von dem bei der Schaltung nach Fig. 4. Zur gleichzeitigen und vollständigen Entladung aller Bild­ kondensatoren C werden alle Entladeschalter SL₁ bis SL _N durchgeschaltet und die Ausgänge der Hochspannungsver­ stärker V auf 0 Volt gelegt. Dies hat zur Folge, daß in Sperrichtung an den Zenerdioden Z eine Spannung von 2U+V _Ci abfällt, wodurch die Zenerdiode Z in den leitenden Zustand übergehen und die Bildkondensatoren C entladen.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel prinzip­ mäßig dargestellt, bei dem die Aufladung der Bildkonden­ satoren C mittels eines bildmäßig modulierten Elektronen­ strahls 17, der die Verstärker V ersetzt, dargestellt. Wiederum gilt das Impulsdiagramm von Fig. 3. Der Einfach­ heithalber ist nur noch die Gruppe 1 der Bildelektroden BE mit den zugehörigen Bildkondensatoren C gezeichnet. Diese Art der Kondensatoraufladung erlaubt im Gegensatz zu allen anderen beschriebenen Schaltungsanordnungen, welche sowohl eine positive als auch eine negative Bild­ elektrodenspannung zulassen, nur eine negative Bild­ elektrodenspannung.

Die Bildkondensatoren C sind mit Stiften 19, die in die Glaswand 20 einer Kathodenstrahlröhre eingeschmolzen sind, verbunden. Ein in seiner Intensität modulierter Elektronenstrahl 17 tastet die Stifte 19 ab und lädt die Bildkondensatoren auf die bildmäßige Spannung auf. Eine vollständige und gleichzeitige Entladung dieser Kondensatoren wird erreicht, indem der Entladetransistor 21 durchgeschaltet wird. Während der Auflade- und Auf­ zeichnungszeit sind die Dioden 18 als Entkopplungs­ elemente notwendig.

Fig. 7 zeigt eine prinzipiell ähnliche Schaltanordnung, jedoch mit einer anderen Entlademethode der Bildkonden­ satoren. Wie in der Schaltanordnung der Fig. 6 werden die in die Glaswand 20 einer Kathodenstrahlröhre einge­ lassenen Stifte 19 von einem in seiner Intensität bild­ mäßig modulierten Elektronenstrahl 17 abgetastet und die auf einem Träger 31 aus photoleitfähigem Material inte­ grierten Bildkondensatoren C auf die entsprechende Spannung geladen. Die Kondensatoren C weisen eine ge­ meinsame, geerdete und transparente, leitfähige Schicht 22 auf. Bei der Entladung der Kondensatoren C wird die photoleitfähige Schicht des Trägers 31 durch die trans­ parente leitfähige Schicht 22 mit einer Lumineszenzdiode 23 bestrahlt, wodurch eine Widerstandsverringerung der photoleitfähigen Schicht des Trägers 31 und damit die gemeinsame Entladung der Bildkondensatoren C bewirkt wird.

Für die weiteren Beispiele nach den Fig. 8 bis 11 gilt das Impulsdiagramm der Fig. 2. Bei den in diesen Schaltungen verwendeten Indices bedeuten i die Ordnungs­ zahl einer beliebigen Bildelektrodengruppe und j die Ordnungszahl innerhalb dieser Gruppe. Fig. 8 zeigt eine Schaltungsanordnung mit photoleitfähigen Elementen P und Lichtquellen (z. B. Lumineszenzdioden) 24 als Entkoppel- und Schaltelemente. Die photoleitfähigen Elemente P können aus zwei in Serie geschalteten und entgegengesetzt ge­ polten Photodioden oder aus Photowiderständen bestehen. Charakteristisch ist, daß in beiden Richtungen ein Strom­ fluß zustandekommen kann, und somit eine gemeinsame Ent­ ladephase t _E zur vollständigen Entladung der Bildkonden­ satoren C nicht notwendig ist.

Während der Aufladezeit t _A einer bestimmten Gruppe von Bildkondensatoren C bestrahlt die dieser Gruppe zuge­ ordneten Lumineszenzdiode 24 die photoleitfähigen Elemente P in dieser Gruppe mit Licht und bewirkt dadurch eine Widerstandsverringerung, so daß je nach den anliegenden Verstärkerspannungen die Bildkondensatoren C sowohl auf- als auch entladen werden können.

Fig. 9 stellt den Querschnitt eines photoleitfähigen Elementes P in einer integrierten Anordnung unter Ver­ wendung eines Photowiderstandes dar. Der Bildkonden­ sator C wird durch eine allen Bildkondensatoren ge­ meinsame auf Masse liegende Elektrode 25, einen Iso­ lator 26 und die Bildelektrode BE gebildet. Der Photo­ widerstand 27 wird zur Auf- und Entladung des Bild­ kondensators durch eine transparente, auf bildmäßiger Spannung V _i liegende Elektrode 28 mit einer Lumineszenz­ diode 24 vom Dunkel- auf den Hellwiderstand geschaltet.

Die prinzipmäßige Vorderansicht dieser integrierten Anordnung mit mehreren Bildelektroden BE und Photowider­ ständen 27 ist in Fig. 10 wiedergegeben.

Eine Gruppe von Bildelektroden BE mit zugehörigen Elementen P nach Fig. 8 kann auch gegen eine Schaltungs­ anordnung nach Fig. 11 ausgetauscht werden. Als schalt­ bare "Widerstände", die einen Stromfluß in beide Richtungen zulassen, sind hier Triacs 29 verwendet. Die Schaltung der Triacs 29 erfolgt unabhängig von der Polarität der an den Triacs abfallenden Spannung über eine gemeinsame Leitung 30 durch einen Spannungsimpuls an der Gate-Elektroden.

Die Ladezeit t _L für die Bildkondensatoren einer Gruppe ist durch den maximal zugelassenen Kondensatorstrom und durch den Wert des Triac-Haltestromes bestimmt. Die nächste Gruppe von Triacs darf erst dann geschaltet werden, wenn die Stromstärke durch jeden einzelnen Triac 29 der vorausgegangenen Gruppe den Wert des Haltestromes unterschritten hat und die betreffenden Triacs sich da­ mit wieder im Sperrzustand befinden.

Claims (11)

1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Vielzahl von Bildelekroden für das nichtmechanische gleichzeitige Aufzeichnen von Zeichen- und/oder Bildpunkten, mit Spannungsverstärkern, deren analoge hohe Ausgangsspannung als Bildsignal zugeordneten Bildelektroden zuführbar ist, und mit einem jedem Bildelement zugeordneten Kondensator, welcher mit einer Bildsignalspannung proportionalen Spannung während einer Ladezeit aufladbar ist, die wesentlich kleiner als die Zeit ist, welche zum Aufzeich­ nen der Bildpunkte erforderlich ist, wobei die Kondensa­ toren in Gruppen aufgeteilt und gruppenweise aufeinander­ folgend über einen den Kondensator einer Gruppe gemein­ samen Gruppenschalter an ein dem Bildsignal entsprechendes Spannungspotential legbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Verstärker (V₁ . . . V _k ) der Anzahl k der Kondensatoren (C _{N 1} . . . C _Nk ) einer Gruppe gleich ist, daß die Ausgangsspannung der Verstärker (V₁ . . . V _k ) parallel je einem der Kondensatoren der Gruppen zugeführt ist, und daß durch die Verstärker gleichzeitig jeweils die Konden­ satoren der Gruppe aufladbar sind, deren Gruppenschalter (S₁ . . . S _k ) geschlossen sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelektroden (BE) über Gleichrichterdioden (D) mit den Verstärkern (V) verbunden sind, daß die gemeinsamen Schaltpunkte (G) einer Bildelek­ trodengruppe jeweils mit der Durchlaßstrecke eines als Gruppenschalter wirkenden Schalttransistors (S) und mit einer Spannungsquelle (U) verbunden sind, deren Spannung gleich oder höher als die höchstmögliche von den Verstär­ kern (V) abzugebende Analogspannung ist, und daß der Schalttransistor (S) beim Einschalten einer Gruppe von Kondensatoren (C) leitend ist und dem gemeinsamen Schalt­ punkt (G) auf Null-Potential legt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zwischenentladung der Kondensatoren (C) jede Bildelektrode (BE) über je eine weitere Gleichrichterdiode (E) an einen weiteren gemein­ samen Schaltpunkt (G 2) angeschlossen ist, der über nach dem Aufzeichnungsvorgang leitend gesteuerte Schalter an eine Spannung legbar ist, welcher der Spannung (U) am gemeinsamen Schaltpunkt (G) einer jeden Gruppe entspricht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelektroden (BE) jeweils über eine Zenerdiode (Z) mit den Verstärkern (V) verbunden sind, daß der gemeinsame Schaltpunkt (G) einer Bildelektrodengruppe mit der Durchlaßstrecke eines als Gruppenschalter wirkenden Schalttransistors (S) und mit einer Spannungsquelle (U) verbunden ist, wobei die Spannung der Spannungsquelle (U) geringer als die einer weiteren Spannungsquelle (2U), die durch einen weiteren Schalttransistor (SL) an den gemeinsamen Schaltpunkt (G) anschaltbar ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zwischenentladung der Kondensatoren (C) die Schalttransistoren (SL) aller Gruppen durchgeschaltet und die Spannungsverstärker (V) auf Null-Potential gelegt sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelektroden (BE) einer jeden Gruppe zur Bildung der Verstärker (V) mit zugeordneten Stiften (19) in der Glaswand (20) einer Kathodenstrahlröhre verbunden sind, und daß die Kondensatoren (C) durch einen die Stifte (19) abtastenden Elektrodenstrahl (17) aufladbar sind, welcher mit der jedem Stift (19) zugeordneten Analogspannung für die Aufzeichnung moduliert ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (C) einer Gruppe zur Bildung eines Gruppenschalters auf einem Träger (31) aus photoleitfähigem Material angeordnet sind, welches zur Einschaltung der Gruppe von Kondensatoren (C) von einer Lichtquelle (23) bestrahlt wird.

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (C) in dem Träger (31) integriert sind und eine gemeinsame, geerdete und transparente, leitfähige Schicht (22) aufweisen.

9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Restentladung der Kondensatoren (C) die allen Gruppen gemeinsame Lichtquelle (23) wirksam ist.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelektroden (BE) jeweils über photoleitfähige Elemente (P) mit den Verstärkern (V) verbunden sind, daß der gemeinsame Schaltpunkt einer Bildelektrodengruppe auf Null-Potential gelegt ist und daß zur Ermöglichung der Auf- oder Umladung der Kondensatoren (C) die photoleitfähigen Elemente (P) gruppenweise nacheinander von einer oder mehreren Lichtquellen, die als Gruppenschalter wirken, bestrahlt werden.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (C), Bildelektroden (BE) und photoleitfähigen Elemente (P) im Druckkopf integriert sind (Fig. 9).