DE3219074C2

DE3219074C2 - Verfahren und Anordnungen zum punktweisen Entladen eines elektrostatisch aufgeladenen Photoleiters

Info

Publication number: DE3219074C2
Application number: DE19823219074
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr. 6000 Frankfurt Fischer; Karl-Heinz Dr. 3428 Duderstadt Vatterott
Original assignee: Triumph Adler AG Fuer Buero und Informationstechnik 8500 Nuernberg; TA Triumph Adler AG
Current assignee: TA Triumph Adler AG
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1985-10-31
Also published as: JPS58215694A; DE3219074A1

Abstract

Zum punktweisen Entladen eines elektrostatisch aufgeladenen Photoleiters wird die mittels Gasentladungen erzeugte Lichtemission verwendet. Durch eine Vorionisierung kann eine verzögerungsfreie Zündung herbeigeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann durch eine zusätzliche, kurzzeitig brennende Gasentladung die Zündung der zur Lichtemission verwendeten Gasentladung gesteuert werden.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1 ein Verfahren zum punktweisen Entladen eines elektrostatisch aufgeladenen Photoleiteis, beiviem die Entladung entsprechend einer in Form elektronischer Signale vorliegenden Bildinformation durch Licht herbeigeführt wird. Das dadurch auf der Oberfläche des Photoleiters entstehende Ladungsbild kann mit den bekannten Verfahren der Elektrophotographie sichtbar gemacht werden. Ferner bezieht sich die Erfindung auf Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Verfahren zum punktweisen Entladen eines Photoleiters, z. B. einer Seiertrommel, sind bereits beschrieben. Nach einer bekannten Methode wird, wie z. B. in der DE-OS 24 58 186 gezeigt, ein Laserstrahl verwendet, der durch einen Polygonspiegel längs der Trommelachse abgelenkt wird. Die Strahlhelligkeit wird entsprechend der Bildinformation moduliert. Diese Methode gestattet hohe Schreibgeschwindigkeiten von mehr als DIN A4-Seiten/min, ist aber wegen seiner aufwendigen Mechanik relativ teuer.

In einem weiteren Verfahren wird das von einem abgelenkten und helligkeitsmodulierten Leuchtfleck einer Kathodenstrahlröhre emittierte Licht über Lichtleitfasern oder über eine Optik der Trommeloberflache zugeführt. Während die Lichtleiteranordnung in der Herstellung aufwendig ist, wird bei der Abbildung über eine Optik wegen der geringen Apertur nur ein geringer Teil des vom Leuchtfleck emittierten Licht genutzt, so daß dessen Leuchtdichte sehr hoch sein muß, was die Lebensdauer des Phosphors begrenzt.

Ferner ist auch ein Verfahren bekannt, das lineare

Leuchtdiodenzeilen verwendet, die direkt vor der Trommeloberfläche angebracht sind, so daß durch jede Leuchtdiode ein Aildpunkt definiert wird. Da die Leuchtdichte der Einzeldioden v/esentlich kleiner ist als die im Laserstrahl bzw. im Leuchtfleck der Kathodenstrahlröhre vorhandene, hängt die maximale Schreibgeschwindigkeit von der Art der Ansteuerung ab. Das Verfahren hat gegenüber den beiden oben genannten Verfahren den Vorteil des raumsparenden Aufbaus. Da aber die auf GaAs-Basis hergestellten Diodenzeilen we- ίο gen der geringen Kristallgröße nur in begrenzter Länge herstellbar sind, müssen viele dieser Zeilen zum Beschreiben einer Trommel in DIN A4-Breite zu einer Zeile von 210 mm bzw. 297 mm Länge zusammengesetzt werden. Dies ist insofern schwierig, als an den Stoßstellen keine Unterbrechung auftreten darf.

Schließlich sind aus der DE-AS 21 57 437 und der DE-OS 25 15 578 Schreibvorrichtungen bekannt, bei denen eine Reihe von GasentladungszeUen dazu benutzt werden, durch in diesen Zellen stattfindenden Gasentladungen, entweder über Stiftelektroden oder direkt ein latentes Ladungsbild zu erzeugen. Da bei dier-ϊη Verfahren das Latentbild nicht auf einem Photoleiter, wie z. B. einer Selentrommel, entsteht, sondern direkt auf dem Registrierungsmedium, sind die notwendigen Spannungen an der Schreibvorrichtung unvorteilhaft hoch. Darüber hinaus benötigen derartige Verfahren spezielle Registrierpapiere.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem die Nachteile bekannter Methoden nicht auftreten. Darüber hinaus gehört es zur Aufgabe, Vorrichtungen anzugeben, mit deren Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Gasentladungszeile anzugeben, die ohne Unterbrechung eine Länge von wenigstens 210 mm aufweist

Es hat sich gezeigt daß sich diese Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art lösen läßt, wenn eine Lichtemission gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 erzeugt wird. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 beschrieben. Die Ansprüche 6 bis 12 betreffen Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Da die zur Durchführung des erfindunsgemäßen Verfahrens erforderlichen Elektrode.^anordnungen auf Gassnbstraten aufgebracht werden, ist eine Längenbegrenzung, wie bei Leuchtdioden nicht gegeben. Die Leuchtdichte in den einzelnen Entladungszellen ist auch hier relativ klein, im Virgleich zum Laserstrahl. Die Schreibgeschwindigkeit läßt sich aber auf einfache Weise dadurch erhöhen, daß mehrere oder alle Zellen parallel angesteuert werden.

Eine einfache Rechnung zeigt, welche Zeit für die Entladung eines tinzelpunktes auf einer Selentrommel benötigt wird:

Um die Sputterrate der Elektroden vernachlässigbar klein zu halten, wird bei Gleichstromentladungen mit mäßig hohen Stromdichten gearbeitet. Unter diesen Bedingungen ist eine Leuchtdichte S= 3.1O⁴ cd/m² erreichbar, J, Smith, IEEE Trans. Electron Dev. 20, 11, 1973, S. 1103) woraus sich bei einer Zellenfläche von 80 χ 80 μπι² eine Lichtstärke / = ß.F«2.10-⁴ cd und der Lichtstrom Φ = I. ω = 2,5· 10--· Im ergibt. Nimmt man an, daß die Hälfte dieses Lichistroms genutzt werden kann und legt in erster Näherung das Strahlungsäquivalent (1 Im & 1,5-10-³W bei 555 nmj zugrunde, so erhält man einen nutzbaren Strahlungsfluß von 1,8-10-⁶W. Fällt diese Strahlung auf eine Fläche von 100 χ 100 μπι², so ergibt sich eine Bestrahlungsstärke von 1,8 -10-² W/cm². Da zur Entladung der Oberfläche einer Selentrommel eine Bestrahlung von ΙΟ-⁶ Ws/cm² bei 600 nm erforderlich ist, wird eine Bestrahlungsdauer von t = 10-"/1,8-10-²S κ 50 us benötigt

Da bei einer Auflösung von 10 P/mm die DIN A4-Seite aus ca. 2000 χ 3000 = 6-10⁶ Punkten aufgebaut wird, wäre für eine Kopie bei rein seriellem Schreiben die Zeit von 300 s oder 5 min erforderlich. Diese Zeit läßt sich aber erheblich reduzieren, wenn mit teilweisem oder vollem Parallelbetrieb (Line at a Time) gearbeitet wird. Im letzteren Fall wird die gesamte Information einer Punktzeile in 50 us geschrieben, so daß für eine DIN A4-Seite 0,15 s benötigt werden, was einer Zahl von ca. 360 Kopien/min entspricht Daher läßt sich die Schreibgeschwindigkeit je nach Art der Ansteuerung, bis in den Bereich schneller Laserdrucker erhöhen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darsteUendr-i Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt in scheü.-atischer Vereinfachung

F i g. 1 eine Ausführungsform zur Vorionisierung der Gasentladungszellen;

F i g. 2 eine weitere Möglichkeit zur Vorionisierung;

Fig.3 im Querschnitt eine erfindungsgemäße Gasentladungszeile;

F i g. 4 die Elektrodenanordnung der in F i g. 3 gezeigten Gasentladungszeile in perspektivischer Darstellung;

Fig.5 das Blockschaltbild einer möglichen Methode zur Anpassung der Dauer der Gasentladungen an die Lichtempfindlichkeit des Photoleiters;

F i g. 6 den Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gasentladungszeile;

F i g. 7 ein mögliches Scnaltungsprinzip zur Ansteuerung der Gasentladungszelle;

Fig.8 das Funktionsprinzip einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei der die Gasentladungszellen seriell über einen Gasentladungsschieberegister angesteuert werden und

""ig.9 den Aufbau einer Einzelzelle zum Betrieb der in F i g. 8 beschriebenen Verfahrens.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, werden die Entladungszellen einzeln von außen angesteuert Zur Vermeidung von Zündverzugszeiten muß das Gas in den Zellen vorionisiert sein. Dies geschieht entweder nach F i g. 1 durch eine parallel zu den Zellen angeordnete, ständig schwach brennende Entladungsstrecke oder nach F i g. 2 dadurch, daß in den Zellen selbst ständig ein schwacher Entladungsstrom fließt, dessen Lichtemission vernachlässigbar klein ist.

In Flg. 1 liegt die Kathode 1 der Vorionisierungsstrecke über einen Vorwiderstand 2 an Erdpotential. Die Kathoden 3 der Gasentladungszellen liegen jeweils über einen regelbaren Vorwiderstand Λ und einen Schalter 5 an Erdpotential. Der Vorwidersiand 4 und der Schalter 5 werden hintereinander geschaltet Die Anode 6 der Vorionisierungsstrecke steht in Verbindung mit der allei., oder Gruppen von Zellen gemeinsamentranspirenten Anode 7 bzw. Anoden der Gasentladungszellen und liegt ständig an einer positiven Spannung.

In der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform wird eine Vorionisierung in den zur Lichtemission verwendeten Zellen erzeugt Die Anode 7 dieser Zellen ist allen gemeinsam, transparent und liegt ständig an einer positiven Spannung.

Die einzelnen Kathoden 3 liegen über einen Vorwi-

derstand 2 an Erdpotential. Dieser Vorwiderstand 2 bestimmt die Größe der Vorionisation. Der Strom im Entladungsraum ist dadurch so klein, daß er zur Vorionisation ausreicht aber noch keine nennenswerte Lichtemission hervorruft. Parallel zu diesem Vorwiderstand 2 sind ein regelbarer Widerstand 4 und ein Schalter 5 hintereinander geschaltet. Nach Schließen des !Schalters 5 und entsprechender Einstellung des regelbaren Vorwiderstands 4 reicht der Strom im Entladungsraum zur erhöhten Lichtemission aus.

F i g. 3 zeigt in einem Querschnitt durclfi die Gasentladungszeile den Aufbau einer Entladungszelle und die Anordnung der Elektroden nach dem Beispiel von F i g. 1. Auf dem Glassubstrat 8 befinden sich die Kathoden 3 der Einzelzellen und eine Isolierschicht 9, auf der die Kathode 1 der ständig brennenden Entladungsstrekke angebracht ist Durch die beiden Abstandshalter 10 und die dünne Glasplatte 11, von vorzugsweise 100 μπι Dicke, wird der Gasraum 12 definiert, der z. B. mit Neon oder Neon + 0,1% Argon gefüllt wird. Dieser Gasraum 12 verläuft durch die Gasentladungszelle. Auf der dem Gasraum 12 zugewandten Oberfläche der Glasplatte 11 befindet sich die gemeinsame Anode 7 bzw. 6, die im Bereich über den Kathoden 3 transparent und über der Kathode 1 nicht transparent ist. Auf der äußeren Oberfläche der Glasplatte 11 befindet sich eine nicht transparente Blendenschicht 13, die im Bereich 14 über den Einzelzellen entfernt ist, um dort den Durchgang des Lichts zu ermöglichen. Die Gasentladungszeile wird relativ zur Selentrommel so montiert, daß die Fenster 14 in der Blendenschicht 13 ca. 100 μπι von der Trommeloberfläche entfernt sind. Anstelle von Blenden 13 können auch Lichtleitfasern verwendet wurden, um die Geometrie der Lichtpunkte zu definieren.

F i g. 4 zeigt die Elektrodenanordnung gemäß F i g. 3 in perspektivischer Darstellung. Sie wird vorzugsweise auf photolithographischem Wege hergestellt Die Kathoden 3, der zur Lichtemission vorgesehenen Zellen bestehen vorzugsweise aus einer ca. 10 μπι dicken Nikkeischicht, die mit Hilfe des Electroforming-Verfahrens hergestellt wird. Die Zuleitungen sind nach beiden Seiten herausführbar und bestehen aus einem Widerstandsmaterial, z. B. NiCr, das durch Sputtern aufgebracht wird. Sie bilden somit gleichzeitig die Vorwiderstände zum Betrieb der Gleichstromentladungen. Am Ende der Zuleitungen werden integrierte Halbleiterschaltkreise angeschlossen. Aus dieser Diirsteilung geht ferner hervor, daß sowohl die Kathode 1 der Vorionisierungsstrecke als auch die transparente und nicht transparente Anode 7 und 6 sich längs der Gasentladungszelle erstrecken.

Der Betrieb erfolgt vorzugsweise im »Line at a Time«-Verfahren. Das Blockschaltbild hierfür ist in F i g. 5 dargestellt Jeder Entladungszelle ist ein Treibertransistor 17, zwei hintereinandergeschaltete Speicherzellen

15 und 16 und ein Element eines Schieberegisters 18 zugeordnet Die seriell ankommende Videoinformation einer Punktzeile wird mit Hilfe des Schieberegisters 18 zunächst in den Speicher 15 eingelassen und von dort aus nach Beendigung der Zeile parallel im aen Speicher

16 übertragen, der über die zugehörigen Treiber 17, den Stromfluß durch die Entladungszellen und damit deren Lichtemission kontrolliert Speicher 15 vrird währenddessen mit der Information der nächsten IPunktzeile beschrieben usw. Wenn Grauwerte wiedergegeben werden sollen, verwendet man in den Speichern Sample und Hold-Stufen, sonst genügen einfache digitale Speicherzellen.

Der Aufbau der Gasentladungszeile ist in Fig.6 in nicht maßstäblicher Wiedergabe dargestellt. Die Teile 1 bis 14 wurden bereits in Fig.3 beschrieben. Die integrierten Schaltkreise 19 werden an die auf dem Substrat 8 herausgeführten Zuleitungen angebondet. Die Abstandshalter 10 und die Glasplatte 11 werden miteinander und mit der Substratplatte 8 verklebt. Letztere ist an beiden Enden der Gasentladungszeile mit einer Bohrung 20 versehen und steht dadurch mit dem Gasraum

ίο 21 in Verbindung, der gebildet wird aus den beiden Platten 8 und 22 sowie den Abstandshaltern 23. Dieser Gasraum 21 ist ca. 2 mm dick und dient als Vorratsbehälter für den kleinen Gasraum 12. Dadurch werden Druckänderungen im Gasraum 12, hervorgerufen z. B. durch Temperaturerhöhung aufgrund der brennenden Gasentladungen, ausgeglichen. Die Platten 8 und 22 werden mit den Abstandshaltern 23 verklebt. Die Platte 22 enthält eine Bohrung 24, die mit einem Pumpstutzen 25 verbunden ist. Nach dem Verkleben wird die Anordnung durch diesen Pumpstutzen 25 evakuiert und mit Neon bzw. Neon + 0,1% Argon, auf eine Druck von 200—400 mbar gefüllt. Danach wird der Pumpstutzen versiegelt, womit die Gasentladungszeile betriebsbereit ist.

Die Zahl der benötigten Steuerschaltungen läßt sich durch eine seriell-parallel-Ansteuerung auf Kosten der Schreibgeschwindigkeit verringern. Dies läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß man die Anode auftrennt und in den Zuleitungen jeweils einen Schalter Si, 52 usw. anbringt. F i g. 7 zeigt das Schaltungsprinzip dieser Ansteuerung. Der Schaltungsaufwand wird minimal, wenn die Ansteuerung nach dem Prinzip der quadratischen Matrix erfolgt. Bei einer Länge der Gasentladungszeile von ca. 2100 Punkten wird die Anode in η = 46 Teilstücke aufgeteilt, denen jeweils 46 Kathoden zugeordnet sind. Die Zuleitungen zu den Kathoden werden über eine Schaltung nach F i g. 5 angesteuert, die jetzt aber nur 46 Einzelstufen besitzt Im Betrieb wird zunächst die Videoinformation in die 46 Speicherzellen, des in F i g. 5 gezeigten Speichers 15, eingelesen. Ca. 1 us vor dem Umladen der Information von Speicher 15 in Speicher 16 werden die Schalter Si und S_z geschlossen, wodurch die Zündspannung an die erste Anode angelegt wird. Die Zündung erfolgt innerhalb 1 με. Danach wird Sz geöffnet und Sb geschlossen, so daß jetzt die kleinere Spannung Ub anliegt, die zur Speisung der Vorionisierungsstrecke ausreicht Mit dem Schließen von So erfolgt auch die parallele Anschaltung der 46 Einzelkathoden für die Zeit von ca. 50 μ^. Danach wird Si geöffnet, S₂ geschlossen und die Information für die nächsten 46 Entladungszellen von Speicher 12 in Speich.r 13 übergeführt usw. Das kurzzeitige Anlegen der Zündspannung Uz an die zweite Anode ist jetzt nicht mehr erforderlich, da der Gasraum im Anfangsbereich der zweiten Anode vorionisiert ist, so daß diese Strecke jetzt mit der Spannung Ub zündet Die Arbeitsgeschwindigkeit ist bei Verwendung der gleichen maximalen Leuchtdichte wie im vorherigen Beispiel, um den Faktor 46 kleiner als dort Wegen des kleinen Taktverhältnisses von 1 :46 kann aber hier mit größeren Stromstärken je Einzelzelle gearbeitet werden, womit die Leuchtdichte um einen Faktor 5—10 erhöht und damit die Leuchtzeit entsprechend verkürzt werden kann.

In einer weiteren Ausführung werden die Entladungszellen seriell über ein Gasentladungsschieberegister angesteuert Fig.8 gibt das Funktionsprinzip wieder. Die Kathoden der Entladungszellen E₁ bis E_n liegen über die Vorwiderstände R\ bis R_n und die Diode D\ an einer

Spannung, die zwischen 0 V und ca. —180 V mit einem Tastverhältnis von ca. 1 :1 und einer Pulsbreite von ca. I μς geschaltet wird. Am Ende jedes Pulses wird der Schalter S kurzzeitig geschlossen, um die Kathoden wieder auf 0 V zu legen. Die Anoden liegen an Erdpotcntial. Die Spannung von —180 V an den Kathoden reicht nicht aus, um in den Entladungsstrecken eine Gasentk,<öung zu zünden. Sie reicht aber aus, um eine einmal gezündete Entladung aufrecht zu erhalten. Die Entladung erlischt zwar am Ende jedes Pulses, wird aber wegen der im Gasraum beim Beginn des nächsten Pulses noch vorhandenen Ladungen erneut aufgebaut. Die Zündung wird über die Zündelektroden Zi bis Z_n bewirkt. Diese liegen im Ruhezustand über die Widerstände Ri\ bis R/n an Erdpotential; sie werden über die Schalter S\ bis S_n angesteuert. Diese Schalter symbolisieren das Gasentladungsschieberegister und schalten an die zugehörigen Zündelcktroden eine Spannung von ca. +50 V bis 4-80 V. Sie werden nacheinander, beginnend bei Si für die Zeit von ca. 1 με geschlossen, wobei zwischen dem öffnen des Schalters und dem Schließen des nächsten Schalters eine Pause von ebenfalls ca. 1 μ5 liegt. Wie aus dem Impulsdiagramm von Fig.9 zu erkennen ist, treten die Pausen genau dann ein, wenn an die Kathoden über D\ die Spannung von ca. —180 V angelegt wird und umgekehrt. Bei dieser Betriebsweise kann keine der Zellen Ei bis E_n gezündet werden, weil die Spannungen an den Kathoden und den Zündelektroden nicht gleichzeitig anliegen. Die Zündung einer bestimmten Zelle erfolgt dadurch, daß in der Pause der Puk..ipannung an D, eine Spannung von ca. —180 V an Di angelegt wird, die das Videosignal darstellt Da gleichzeitig einer der Schalter St bis S_n geschlossen ist. liegt zwischen der Zündelektrode der zugehörigen Zelle und der Kathode, eine Potentialdifferenz von ca. 250 V, wodurch in dieser Zelle eine Entladung gezündet wird. Diese Entladung wird jetzt, wie oben beschrieben, aufrechterhalten, bis die Pulsspannung an D\ für eine Dauer von ca. 5 Pulsen unterbrochen wird; dann ist die verbliebene Restladung so weit abgebaut, daß beim erneuten Anlegen der Pulsspannung keine Entladung mehr erfolgt. Durch das Videosignal an Eh wird bestimmt, welche Zelle gezündet wird. Da die Zellen nur die beiden Zustände »ein« oder »aus« besitzen, können mit dieser Anordnung keine Graustufen wiedergegeben werden. Ferner brennt beim Durchlauf durch die Gasentladungszeile, die zuerst gezündete Entladung wesentlich langer als die zuletzt gezündete.

Um dies zu vermeiden bzw. erheblich zu reduzieren, wird die Kathodenzuleitung z. B. zehnfach unterteilt Bei 2100 Entladungszellen besitzen also 210 Zellen eine gemeinsame Kathodenzuleitung. In jeder Zuleitung befindet sich e^;n Schalter Sk- Während des Durchlaufs durch die Gasentladungszeile sind diese Schalter alle geschlossen. Kurz vor Ende des Durchlaufs wird der Schalter Sk\ für die Dauer von 5 Pulsen des Signals D\ geöffnet so daß alle gezündeten Entladungen im Bereich der zugehörigen Kathoden erlöschen. Dann verhalten sich die Leuchtdauern zwischen der ersten und der 21 Oten Entladungszelle wie 10:9. Wegen der steilen Gradation des elektrophotographischen Verfahrens ergibt dies keinen erkennbaren Dichteunterschied.

Nach Beendigung des Durchlaufs kann ohne Unterbrechung ein neuer Durchlauf zur Darstellung der nächster. Punktzeile beginnen, da die Entladungsstrecken 1 bis 210 jetzt neu beschrieben werden können. Die Entladungszellen 211 bis 2100 zeigen währenddessen noch die Information der vorherigen Zeile. Erst wenn die neue Zeile beim Element 205 ankommt, wird 5« für die Dauer von 5 Pulsen geöffnet, so daß alle gezündeten Entladungen in diesem Bereich erlöschen usw.

Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß nur wenige Zuleitungen erforderlich sind. Bei Unterteilung der Anode in 10 Teilstücke, werden insgesamt 17 Zuleitungen benötigt. Ein Bildspeicher ist hier nicht erforderlich. Das Verfahren eignet sich für mittlere Schreibgeschwindigkeiten bis ca. 10 Kopien/min.

ίο Fig.9 zeigt den Aufbau einer Einzelzelle zum Betrieb des beschriebenen Verfahrens (Querschnitt durch die Gasentladungszelle). Jeder Entladungszelle (Displayzelle) (rechte Hälfte von Fig.9) ist eine Zelle dem Gasentladungsschieberegisters zugeordnet (linke Hälfte von Fig.9).

Die Anordnung wird auf einem Glassubstrat 26 aufgebaut. Darauf befinden sich die Kathode 27 der Schieberegisterzelle und die Kathode 28 der Displayzelle, deren Zuleitung 29 ais Dünnschichtwiderstand ausgebiidet ist und als Vorwiderstand für die Entladung dient. Die Schicht 30 ist eine Isolierschicht von ca. 20 μίτι Dicke, z. B. Polyimid. Sie wird auf photolithographischem Wege strukturiert und bildet im Bereich der Kathode 27 einen in Richtung des Arrays durchgehenden Kanal, während im Bereich der Kathode 28 eine quadratische Fläche von ca. 80 μπι χ 80 μίτι ausgespart wird. Das Metallblech 31 wird nach dem Electroforming-Verfahren hergestellt. Es ist ca. 20 μηι dick und besitzt Aussparungen von ca. 80 μηι χ 80 μηι über den Kathoden

27. Das dünne Metallnetz 32 ist mit dem Blech 31 verbunden. Das Metallblech 33 entspricht in seinem Aufbau dem Blech 31. Die Schicht 34 ist eine ca. 2 μιη dicke Isolierschicht. Auf dem Glassubstrat 35 befindet sich die transparente Elektrode 36, welche im Bereich der Schieberegisterzelle die Widerstandsschicht 37 überlappt. Die Schicht 37 stellt einen der Widerstände Rz in F i g. 8 Hai* 7llt* Δ ι lel^/M-M-iltirt fr i^qc I \/>\-i te at ic riar F^iertlatJTollö ict

hier ein Lichtleiter 38 vorgesehen. Das Licht kann aber auch in gleicher Weise wie in F i g. 3 ausgekoppelt werden.

Die Funktion ist wie folgt: An der Kathode 28 der Displayzelle liegt ständig die gepulste Spannung über Du Das Blech 33 ist allen Displayzellen gemeinsam und stellt die geerdete Anode dar. Die transparente Elektrode 36 ist die Zündelektrode, die über die Widerstandsschicht 37 an Erdpotential liegt. Im Ruhezustand brennt keine Entladung, da die Spannung an D\ zum Zünden zu klein ist Während die Gasräume der Displayzellen keine direkte Verbindung miteinander besitzen, sind die Gasräume der Schieberegisterzellen über den Kanal in der Schicht 30 miteinander verbunden. Über diesen Kanal findet eine Vorionisierung statt, wenn die vorhergehend benachbarte Zelle gezündet wird. Dadurch kann diese Zelle mit einer Spannung gezündet werden, die ca.

50 V unter der Zündspannung, für eine nicht vorionisierte Zelle liegt Aufgrund dieser bekannten Tatsache kann eine Gasentladung durch eine dreiphasige Aussteuerung der Kathoden 27 von Zelle zu Zelle verschoben werden.

Das Blech 31, in Verbindung mit dem Netz 32 stellt die Anode der Schieberegisterzelle dar. Sie liegt auf einer Spannung von +50V bis +80V. Wird an die Kathode 27 eine Spannung von ca. —140 V angelegt, so zündet nur dann eine Entladung, wenn kurz zuvor die Nachbarzeüe gezündet war. Dann brennt die Entladung zwischen der Kathode 27 und der Anode 31 bzw. 32. Dadurch werden auch die Bereiche zwischen den Maschen des Netzes 32 elektrisch leitend. Da diese Leitfä-

higkeit größer ist, als die über den hochohmigen Widerstand 37, wird die Elektrode 36 auf das Potential des Netzes 32 angeschoben. Liegt an der Kathode 28 gleichzeitig ein Videosignal über Lh, so liegt an der Displayzelle eine Potentialdifferenz von ca. 250 V₁ die dort zur Zündung einer Entladung ausreicht. Nach dem Abschalten der Entladung in der Schieberegisterzelle wird das Potential an der Elektrode 36 über den Widerstand 37 wieder auf 0 V gezogen, während die Entladung in der Displayzelle, wie oben beschrieben, aufrechterhalten wird.

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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

15

25

30

35

50

55

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum punktweisen EntJaden eines elektrostatisch aufgeladenen Phofoleiters, bei dem die Entladung entsprechend einer, in Form elektronischer Signale vorliegenden Bildinformation durch Licht herbeigeführt wird, dadurch gekennzeichne t.daß mittels der Bildinformation eine Vielzahl von Gasentladungszellen angesteuert werden, die zellenförmig vor dem Photoleiter angeordnet sind, derart, daß in den angesteuerten Gasentladungszellen eine Gasentladung gezündet wird, die eine Lichtemission zur Folge hat, die ihrerseits den Photoleiter punktförmig entlädt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der einzelnen Gasentladungen der Lichtempfindlichkeit des Photoleiters angepaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichen daß zur verzögerungsfreien Zündung der Gasentladungen, durch eine parallele ständig schwach brennende Gasentladungsstrecke oder durch eine ständig schwach brennende Entladung in der zur Lichtemission verwendeten Gasentladungsstrecke eine Vorionisierung herbeigeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zündung einer zusätzlichen kurzzeitig brennenden Gasentladung die Zündung der zur Lichtemission verwendeten Gasentladung gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zürcdsigna! ier kurzzeitig brennenden Gasentladung gleichzeitig mit dem Bildsignal zur Zündung der zur Licht mission verwendeten Gasentladung benutzt wird.

6. Anordnung ^ur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren, eine Zeile bildenden Gasentladungszellen mit einem durchgehenden Gasraum (12) besteht, wobei die Anode (7) der Gasentladungszellen transparent und allen Gasentladungszellen gemeinsam ist und ständig an einer positiven Spannung liegt, und daß die einzelnen Kathoden (3) der Gasentladungszellen über einen hintereinandergeschalteten regelbaren Widerstand (4) und Schalter (5) an Erdpotential angelegt sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem regelbaren Widerstand (4) ein Vorwiderstand (2) vorgesehen ist, der die so Größe der Vorionisation derart bestimmt, daß der Strom im Gasraum (12) so klein ist, daß er zur Vorionisation ausreicht, aber noch keine nennenswerte Lichtemission hervorruft, und daß nach Schließen des Schalters (5) der Strom im Gasraum (12) entsorechend der Einstellung des regelbaren Widerstands (4) zur erhöhten Lichtemission ausreicht.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine, allen Gasentladungszellen gemeinsame Vorionisierungsstrecke vorgesehen ist, deren Anode (6) nicht transparent und mit der transparenten Anode (7) der Gasentladungszellen verbunden ist, und daß die Kathode (1) der Vorionisierungsstrecke über einen Vorwiderstand (2) an Erdpotential angelegt ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der allen Gasentladungszellen gemeinsame Gasraum (12) mit einem weiteren größeren Gasraum (21) in Verbindung steht, der als Vorratsbehälter dient

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduktion der Zahl der Zuleitungen die Anode (7) der Gasenlladungszellen in getrennt schaltbare Teilstücke aufgeteilt ist, die mit den zugehörigen Kathoden (3) eine Matrix bilden.

11. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren separaten, eine Zeile bildenden Gasentiadungszelien besteht, die jeweils eine Kathode (28) und eine ringförmige Anode (33) aufweisen, und daß die Gasräume nach oben durch eine transparente Zündelektrode (36) begrenzt sind, welche im Ruhezustand auf Erdpotential liegt, und daß jeder Gasentladungszelle über die Zündelektrode (36) eine weitere Gasentladungszelle zugeordnet ist, die Teil eines Gasentladungsschieberegisters ist, dessen Kathoden (27) mehrphasig ansteuerbar sind, und daß die Kathoden (28) aller Gasentladungszellen über jeweils einen Widerstand gruppenweise zusammengefaßt und die Gruppen jeweils über einen Schalter mit einem gemeinsamen Eingang verbunden sind.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Geometrie der Lichtpunkte, oberhalb der transparenten Elektrode (7, 36) eine Blende (13) oder eine Lichtleitfaser (38) vorgesehen ist. wobei der Photoleiter sich dicht oberhalb der die Gasentladungszellen definierenden Fenster (14) der Blende bzw. dicht oberhalb der Lichtleiterfasern (38) befindet.