DE3839897C2 - Entladungskopf für eine elektrostatische Aufzeichnungsvorrichtung - Google Patents
Entladungskopf für eine elektrostatische AufzeichnungsvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entladungskopf für eine
elektrostatische Aufzeichnungsvorrichtung, wie sie in Maschinen
wie Druckern und Faksimilegeräten verwendet wird. Insbesondere
betrifft die Erfindung einen Entladungskopf, der geladene
Partikel (Ionen) erzeugt und Bilder mittels der erzeugten Ionen
aufzeichnet.
Es sind bereits verschiedene ladungserzeugende Vorrichtungen
bekannt, die in elektrostatischen Aufzeichnungsvorrichtungen
verwendet werden. Eine solche Vorrichtung ist aus dem US-Patent
Nr. 4,155,093 bekannt (offengelegtes japanisches Patent Nr. 54-
53537).
Diese Vorrichtung besteht aus einem ersten Paar Elektroden, die auf
auf einer Seite eines ebenen dielektrischen Körpers angeordnet
sind. Zahlreiche Löcher zur Erzeugung von Ionen sind in dem
ersten Elektrodenpaar ausgeformt
und bilden Luftspaltbereiche zwischen den Elektrodenspitzen
des ersten Elektrodenpaars und der Oberfläche des dielek
trischen Körpers. Ein zweites Elektrodenpaar ist bezüglich
des Elektronenpaars auf der Rückseite des dielektrischen
Körpers auf dessen Oberfläche angeordnet. Die Oberfläche des
dielektrischen Körpers, auf welcher das erste Elektrodenpaar
angeordnet ist, ist einem Aufzeichnungskörper wie beispiels
weise dielektrisches Papier räumlich zugeordnet.
Durch eine Wechselspannung an dem ersten und zweiten Elektroden
paar werden Ionen durch eine Kriechentladung erzeugt, die
sich im Luftspaltbereich längs der Oberfläche des
dielektrischen Körpers einstellt. Mit der Vorrichtung wird ein
ein Bild durch elektrostatisches Laden der Oberfläche des
dielektrischen Papiers aufgezeichnet, durch Erzeugung von Ionen
und durch deren Emission in einer Richtung senkrecht zu der
kriechenden Entladung (senkrecht zu der Oberfläche des
dielektrischen Körpers).
Diese Vorrichtung nach dem Stand der Technik weist die folgenden
Nachteile auf. Zunächst ergibt sich aus dem Umstand, daß Ionen zur
elektrostatischen Aufladung des dielektrischen Papiers in
einer Richtung emittiert werden, die sowohl senkrecht zu der
Kriechentladung als auch senkrecht zu der Oberfläche des
dielektrischen Körpers verläuft, eine geringere Ionenerzeugungs
rate gegenüber einer Ionenemission, die nur in Richtung der
Kriechentladung erfolgen würde. Da zusätzliche Zeit benötigt
wird, um die für die Aufladung der Oberfläche des dielektrischen
Papiers auf ein vorgegebenes Potential erforderlichen Ionen zu
erzeugen, ist die Aufzeichnungsgeschwindigkeit erheblich ein
geschränkt.
Außerdem ist es notwendig, dem ersten und zweiten Elektrodenpaar
eine relativ hohe Wechselspannung zuzuführen, um die
erforderliche Ionenladung zu erhalten. Die Hochspannung erhöht
jedoch die Kriechentladung und führt zu einer elektrischen,
chemischen und thermischen Zerstörung der Elektroden und
sowie des dielektrischen Körpers. Zusätzlich gestaltet sich
die Ionenerzeugung dadurch schwierig, daß sich am ersten
Elektrodenpaar in erhöhtem Maße durch die Entladung gebildete
Stoffe absetzen. Damit läßt sich die Vorrichtung nicht über eine
längere Zeit einwandfrei benutzen.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß in einer
Aufzeichnungsvorrichtung mit einem trommelförmigen Aufzeichnungs
körper kund der beschiebenen Anordnung des Elektronenpaars,
das sich über die Oberfläche des dielektrischen Körpers
erstreckt, die Aufzeichnungsfläche groß zu bemessen ist, um das
Verhältnis der Aufzeichnungsfläche zur Fläche des trommelförmigen
Aufzeichnungskörpers zu vergrößern.
Damit lassen sich Aufzeichnungsvorrichtungen nur mit relativ
großen Abmessungen realisieren.
Ferner weist die vorstehend genannte Vorrichtung einen Entladungskopf auf,
wobei ein erstes Elektrodenpaar linear ausgeformt ist und in
ein massives dielektrisches Substrat eingebettet ist. Die
Elektroden sind in vorgegebenen Abständen zueinander
angeordnet; ihre Spitzen sind frei. Eine zweite Elektrode ist
auf der Rückseite des dielektrischen Substrates eingebettet und
senkrecht zu den Spitzen des ersten Elektrodenpaars
angeordnet. In einem räumlichen Bereich G wird zwischen den
Spitzen des ersten Elektrodenpaars und dem massiven
dielektrischen Substrats eine kriechende Korona-Entladung
erzeugt. Der Scheibenkopf wird zur Aufzeichnung elektro
statischer Bilder so angeordnet, daß die Spitzen des ersten
Elektrodenpaars einem nicht dargestellten Aufzeichnungskörper
gegenüberstehen. Eine Wechselspannung wird an das erste
Elektrodenpaar und ab die zweite Elektrode gelegt, um eine
kriechende Koronaentladung R erzeugen, die sich von den Spitzen
des ersten Elektrodenpaars über die Oberfläche des massiven
dielektrischen Substrats zu der zweiten Elektrode erstreckt.
Diese bekannte Vorrichtung weist jedoch die folgenden
Nachteile auf. Das erste Elektrodenpaar erstreckt sich linear
längs des Aufzeichnungskörpers, während die zweite Elektrode
senkrecht zu den ersten Elektroden im Bereich deren Spitzen
angeordnet ist. Bei dieser Anordnung bewirkt die an die ersten
und zweiten Elektroden angelegte Spannung eine kriechende
Koronaentladung R, die sich verteilt.
Dies führt zu einer Dehnung des durch die ersten Elektroden
aufgezeichneten Bildes und zu einer geringen Auflösung des
Bildes. Zusätzlich ergeben sich bei benachbarten Elektroden,
die gleichzeitig Ionen entladen, Nebensprecheffekte.
Die DE 32 05 590 beschreibt eine Vorrichtung zum
Andrücken eines elektrostatischen Aufzeichnungsmediums an
einem Mehrnadelelektrodenkopf mit nadelartigen
Aufladeelektroden und Hilfelektroden. Die Vorrichtung umfaßt
ferner eine Grundplatte, ein an letzterer befestigtes
elastisches Element und ein die Grundplatte sowie das
elastische Element umschließendes folienartiges Element, das
das elastische Element vor Verunreinigung schützt und die
Reibung unter Erhöhung der Betriebslebensdauer der
Vorrichtung herabsetzt.
Nachteilig bei dem bekannten Mehrnadelelektrodenkopf mit
nadelartigen Aufladeelektroden und Hilfselektroden ist, daß
die Auflösung begrenzt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Entladungskopf zum elektrostatischen Aufzeichnen von Bildern
auf einem Aufzeichnungskörper zu schaffen, der eine
verbesserte Auflösung bewirkt.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1
bis 3 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Erfindung umfaßt einen Entladungskopf
zum elektrostatischen Aufzeichnen von Bildern auf einem
Aufzeichnungskörper, bestehend aus einer ersten
Isolationsschicht mit einer ersten und zweiten Seite, aus
einer Mehrzahl von Entladungselektroden, die auf der ersten
Seite der ersten Isolationsschicht angeordnet sind und die
jeweils eine Spitze aufweisen, aus einer Induktionselektrode,
die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht
angeordnet ist, und aus einer zweiten Isolationsschicht, die
auf den Entladungselektroden angeordnet ist, wobei die
Spitzen der Vorsprünge der Induktionselektrode sich näher zum
Rand des Isolationssubstrats hin als die Spitzen der
Entladungselektroden erstrecken.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen
Entladungskopf zum elektrostatischen Aufzeichnen von Bildern
auf einem Aufzeichnungskörper, bestehend aus einer ersten
Isolationsschicht mit einer ersten und zweiten Seite, aus
einer Mehrzahl von Entladungselektroden, die auf der ersten
Seite der ersten Isolationsschicht angeordnet sind und die
jeweils eine Spitze aufweisen, aus einer Induktionselektrode,
die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht
angeordnet ist, und aus einer zweiten Isolationsschicht, die
auf den Entladungselektroden angeordnet ist, wobei die
Vorsprünge der Induktionselektrode schmaler sind als die
Entladungselektroden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen
Entladungskopf zum elektrostatischen Aufzeichnen von Bildern
auf einem Aufzeichnungskörper aus einer ersten
Isolationsschicht mit einer ersten und zweiten Seite, aus
einer Mehrzahl von Entladungselektroden, die auf der ersten
Seite der ersten Isolationsschicht angeordnet sind und die
jeweils eine Spitze aufweisen, aus einer Induktionselektrode,
die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht
angeordnet ist, und aus einer zweiten Isolationsschicht, die
auf den Entladungselektroden angeordnet ist, wobei die
Endbereiche der ersten Isolationsschicht und der zweiten
Isolationsschicht über die Spitzen der Entladungselektrode
hinausreichen, wodurch ein länglicher Raum bei den Spitzen
der Entladungselektrode gebildet wird.
Die erste Isolationsschicht kann aus dielektrischem
Material bestehen.
Weiterhin können die Entladungselektroden linear
ausgebildet, parallel zueinander angeordnet und in
Längsrichtung des Druckkopfes ausgerichtet sein.
Ferner können die Spitzen der Entladungselektroden
gegenüber dem Rand der ersten Isolationsschicht zurückgesetzt
angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann die Induktionselektrode einen
linearen Teil und eine Mehrzahl räumlich getrennter
paralleler Vorsprünge aufweisen, wobei sich der lineare Teil
in Längsrichtung des Entladungskopfes erstreckt und die
Mehrzahl der Vorsprünge rechtwinklig zu dem linearen Teil
angeordnet sind.
Ferner kann der Entladungskopf Mittel aufweisen, die im
Zusammenwirken mit den Entladungselektroden eine
Gleichspannungspotentialdifferenz zwischen den
Entladungselektroden und dem Aufzeichnungskörper erzeugen.
Vorzugsweise ist ein Isolationssubstrat auf der Seite
der Induktionselektrode an der ersten Isolationsschicht
angeordnet.
Vorzugsweise erstrecken sich die Vorsprünge der
Induktionselektrode näher zum Rand des Isolationssubstrats
als die Spitzen der Entladungselektroden.
Ferner kann die erste und zweite Isolationsschicht sowie
das Isolationssubstrat aus keramischem Material bestehen.
Mehrere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung und deren
Prinzipien werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungs
form eines Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Explosionszeichnung des Entladungskopfes nach
Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt durch den Entladungskopf nach Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt durch den Entladungskopf nach Fig. 1 mit
einer kriechenden Koronaentladung;
Fig. 5 eine Vorderansicht des Entladungskopfes nach Fig. 1;
Fig. 6 ein Diagramm, das das Verhältnis des Entladungskopfes
nach Fig. 1 zu einer Aufzeichnungstrommel darstellt;
Fig. 7 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines
Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 8 eine Vorderansicht des Entladungskopfes nach Fig. 7;
Fig. 9 eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsform eines
Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 10 eine Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform
eines Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 11 eine Vorderansicht des Entladungskopfes nach Fig. 10;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungs
form eines Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 13 eine Explosionszeichnung des Entladungskopfes nach Fig.
12.
Der Entladungskopf gemäß der Erfindung verbessert die Auflösung,
indem eine Streuung individueller Entladungen verhindert und
Störungen wie Nebensprechen eliminiert werden.
Die elektrostatische Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung
umfaßt eine erste Isolationsschicht, die zwischen einer
Entladungselektrode und einer Induktionselektrode angeordnet ist.
Die Entladungselektrode ist gerade ausgeformt und ist von einer
zweiten Isolationsschicht abgedeckt. Die Induktionselektrode
überlappt die Entladungselektrode und weist Vorsprünge auf, die
sich in der gleichen Richtung wie die Entladungselektrode
erstrecken.
Die erste und zweite Isolationsschicht kann aus synthetischem
Harz wie Bakelit und Glasepoxidharz, keramischen Materialien wie
Tonerde (alumina), Zirkonerde (Zirconia) oder aus anorganischen
Materialien wie Glas oder Glimmererde (mica) bestehen.
Da viele Entladungselektrodenstreifen linear und parallel zuein
ander auf der Oberfläche der ersten Isolationsschicht angeordnet
sind, bietet es sich an, die Entladungselektrode entweder durch
Ätzen einer dünnen plattenförmigen Metallschicht, beispielsweise
aus rostfreiem Stahl oder Nickel, oder durch Drucken eines
Elektrodenmusters auf die Oberfläche der ersten Isolationsschicht
zu fertigen. Bei dem Druckverfahren kann eine pastenähnliche
Tinte verwendet werden, die Materialien wie Wolfram oder Silber
enthält.
Die Induktionselektrode kann in die Rückseite der ersten
Isolationsschicht im Bereich der Spitzen der Entladungselektroden
eingebettet sein. Sie kann kammähnlich mit Einschnitten und
Vorsprüngen ausgeformt sein oder andere Formen aufweisen.
Bei der vorliegenden Erfindung weist die Induktionselektrode
Vorsprünge auf; sie überlappt die Entladungselektrode und
erstreckt sich mit ihren Vorsprüngen in der gleichen Richtung.
Störungen wie Nebensprechen zwischen benachbarten Entladungs
elektroden können damit unterbunden und die Bildauflösung kann
verbessert werden.
Außerdem erstreckt sich eine kriechende Koronaentladung, die
zwischen der Entladungs- und der Induktionselektrode erzeugt
wird, nur in Richtung der Induktionselektrodenvorsprünge.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines Entladungs
kopfes gemäß der Erfindung.
Eine erste Isolationsschicht 4 ist zwischen Entladungselektroden
2 und einer Induktionselektrode 3 im Entladungskopf 1 angeordnet.
Die erste Isolationsschicht 4 ist flach ausgebildet und besteht
aus einem massiven dielektrischem Material.
Eine Vielzahl von Entladungselektroden 2 ist auf der Ober
fläche der ersten Isolationsschicht 4 angeordnet, wobei die
Elektroden 2 linear ausgeformt und parallel zur Breitseite der
Schicht 4 beziehungsweise in Latitudinalrichtung bezüglich
dieser Schicht 4 angeordnet sind. Die Spitzen 2a der Entladungs
elektroden 2 sind gegenüber dem Rand der ersten
Isolationsschicht 4 zurückgesetzt und in Längsrichtung der ersten
Isolationsschicht 4 ausgerichtet. Räumliche Bereiche G (Fig. 3)
zwischen den Endbereichen der Spitzen 2a der Entladungselektroden
2 und der Oberfläche der Isolationsschicht 4 dienen der Aufnahme
erzeugter kriechender Entladungen.
Eine zweite Isolationsschicht 5 ist oberhalb der Entladungs
elektroden 2 vorgesehen, unter denen die erste Isolationsschicht 4
angeordnet ist. Die Schicht 5 deckt die Entladungselektroden 2
mit Ausnahme der Spitzen 2a ab. Die zweite Isolationsschicht 5
hat eine Länge, die gleich der Länge der ersten Isolationsschicht
4 ist, und eine Breite, die geringfügig kleiner ist als die
Breite der ersten Isolationsschicht 4. Die zweite Isolations
schicht 5 ist auf der ersten Isolationsschicht 4 und den Ent
ladungselektroden laminiert. Ihr Rand schließt mit den End
bereichen der Spitzen 2a der Entladungselektroden 2 ab.
Eine Induktionselektrode 3 ist in Längsrichtung und bezüglich der
Entladungselektroden 2 auf der rückseitigen Oberfläche der ersten
Isolationsschicht 4 angeordnet. Die Induktionselektrode 3 ist
durch ein Isolationssubstrat 6 abgedeckt, welches gleich breit
wie die erste Isolationsschicht 4 und geringfügig länger ist.
Die Induktionselektrode 3 hat einen linearen Teil 3a, der sich in
der Längsrichtung des Isolationssubstrats 6 erstreckt, und Vor
sprünge 3b, die auf einer Seite des linearen Teils 3a hervor
stehen. Die Vorsprünge 3b erstrecken sich parallel zu den
Entladungselektroden 2 und überlappen diese.
Die Induktionselektrode 3 hat eine Form ähnlich eines Kamms, der
durch die Vorsprünge 3b und Einschnitte 3c zwischen den
Vorsprüngen 3b gebildet wird. Diese Vorsprünge erstrecken sich in
den Bereich der Spitzen 2a der Entladungselektroden 2.
Die erste und zweite Isolationsschicht 4, 5 sowie das Isolations
substrat 6 haben eine dünne, plattenähnliche Form und können
durch Sintern eines keramischen Materials wie Tonerde (alumina)
oder Zirkonerde (zirconia) gebildet werden.
Entladungselektroden 2 sind auf der ersten Isolationsschicht
unter Verwendung einer pastenähnlichen Tinte gedruckt, die aus
Materialien wie Wolfram oder Silber besteht. Die Induktions
elektrode 3 ist auf dem keramischen Material der Isolations
substrats 6 unter Verwendung derselben pastenähnlichen Tinte ge
druckt. Beide Elektrodenpaare sind übereinstimmend mit vor
bestimmten Mustern angeordnet.
Zunächst wird die zweite Isolationsschicht 5 auf der ersten
Isolationsschicht 4 laminiert, dann das Isolationssubstrat 6 auf
der ersten Isolationsschicht 4 wie in Fig. 1 dargestellt. Die
Schichten können durch einen Sinterprozeß bei einer Temperatur
im Bereich von 1500°C bis 1800°C laminiert werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend
beschriebene Ausführungsform eines Entladungskopfes 1. Das
Isolationssubstrat sowie die erste und zweite Isolationsschicht
können aus synthetischem Harz wie Bakelit, einem Glasepoxidharz,
oder aus einem anorganischen Material wie Glas oder Glimmerde
(mica) gebildet werden.
Das Entladungskopfsystem 1 kann in der Weise hergestellt werden,
bei der die Entladungselektroden 2 oder die Induktionselektroden
3 durch Ätzen einer dünnen metallischen Platte beispielsweise aus
rostfreiem Stahl oder Nickel gebildet werden.
Die Elektroden 2 und 3 können dann auf das Isolationssubstrat 6
und die erste Isolationsschicht 4 durch ein Verfahren wie Bonden
aufgebracht werden, wobei die übrigen Schichten durch Bonden in
der zuvor beschriebenen Reihenfolge verbunden werden können.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der eine Wechselspannungsquelle
7 mit den Entladungselektroden 2 und der Induktionselektrode 3
verbunden ist. Die Wechselspannung der Wechselspannungsquelle 7
wird dann an die Entladungselektroden 2 und an die Induktions
elektrode 3 gelegt und in Abhängigkeit von der Bildinformation
ein- und ausgeschaltet. Die Wechselspannung ist hinreichend
kleiner als die Durchbruchspannung der ersten Isolationsschicht 4
und wird auf eine vorgegebene Spannung eingestellt, die eine
kriechende Korona-Entladung erzeugen kann.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist ein Aufzeichnungskörper 8
gegenüber dem Entladungskopf 1 angeordnet. Der
Aufzeichnungskörper B hat eine dielektrische Schicht 9 auf einer
Seite und ein elektrisch leitendes Stützmaterial 10 auf der
anderen Seite. Eine vorgegebene Gleichspannung wird von einer
Gleichspannungsquelle 11 den Entladungselektroden 2 und dem
leitenden Stützmaterial 10 zugeführt.
Der Entladungskopf 1 ist in einer Position angeordnet, wo die
dielektrische Schicht 9 des Aufzeichnungskörpers 9 in Richtung
der Erzeugung der kriechenden Korona-Entladung von den
Entladungselektroden 1 angeordnet ist.
Ein elektrostatisches Bild wird unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Entladungskopfes 1 wie folgt aufgezeichnet:
Eine der Bildinformation entsprechende Wechselspannung wird von
der Wechselspannungsquelle 7 an die Entladungselektroden 2 und an
die Induktionselektrode 3 gelegt. Erreicht die Spannung einen
höheren Wert als einen vorgegebenen Schwellwert entsteht eine
kriechende Korona-Entladung R in den räumlichen Bereichen G, die
durch die freien Teile der Spitzen 2a der Entladungselektroden 1
und die Oberfläche der ersten Isolationsschicht 4 wie in Fig. 4
dargestellt gebildet wird. Die Induktionselektrode 3 hat die
Funktion einer Hilfselektrode und fördert die Ionisierung in den
räumlichen Bereichen G.
Während eines ersten Halbzyklus der angelegten Wechselspannung
akkumuliert sich die elektrostatische Ladung auf der Oberfläche
der ersten Isolationsschicht 4 durch eine kriechende Korona-Entladung
R, die durch die Entladungselektroden 2 erzeugt wird.
Im nächsten Halbzyklus wird eine der akkumulierten Ladung inverse
Spannung zugeführt, so daß die Potentialdifferenz zwischen den
Entladungselektroden 1 und der Oberfläche der ersten Isolations
schicht 4 zum Tragen kommt. Während des zweiten Halbzyklus
entwickelt sich die kriechende Korona-Entladung R weit von den
Entladungselektroden 2 längs der Oberfläche der Isolationsschicht
4 in Richtung der Kante des Isolationssubstrats 6. Dabei ist ein
Aufzeichnungskörper 8 unterhalb des Isolationssubstrats 6
angeordnet.
Ein elektrisches Feld wird zwischen dem Entladungskopf 1 und dem
Aufzeichnungskörper 8 gebildet, um die in den räumlichen
Bereichen C erzeugten Ionen in Richtung der Seite des Auf
zeichnungskörpers 8 zu bewegen. Ionen mit sowohl positiver und
negativer Polarität, entsprechend dem spezifischen Druckbild,
werden von dem elektrischen Feld bewegt.
Dieses elektrisches Feld wird zwischen dem leitenden Stütz
material 10 des Aufzeichnungskörpers 3 und den Entladungs
elektroden 2 von einer Gleichspannung gebildet, die von der
Gleichspannungsquelle 11 geliefert wird.
Als nächstes wird ein elektrostatisches Ionenbild auf dem
Aufzeichnungskörper 8 durch einen Abtastprozeß aufgezeichnet.
Während des Abtastprozesses wird der Raum zwischen dem
Aufzeichnungskörper 8 und dem Entladungskörper 1 konstant
gehalten; dabei wird entweder eine der beiden Spannungen, das heißt
die Gleich- oder die Wechselspannung, oder beide Spannungen
werden ein- und ausgeschaltet.
Wie vorstehend beschrieben werden räumliche Bereiche G zwischen
den Entladungselektroden 2 und der ersten Isolationsschicht 4
zur Erzeugung einer kriechenden Entladung gebildet. Der
Entladungskopf 1 ist in einer Position angeordnet, wo die
dielektrische Schicht 9 des Aufzeichnungskörpers 8 in Richtung
der von den Entladungselektroden 2 erzeugten kriechenden Korona-Entladung
R angeordnet ist. Wenn eine Wechselspannung zwischen
den Entladungselektroden 2 und der Induktionselektrode 3
angelegt wird, entwickelt sich eine kriechende Korona-Entladung R
längs der Oberfläche der ersten Isolationsschicht 4 und die von
der Korona-Entladung R gebildeten Ionen werden in Richtung der
kriechenden Korona-Entladung R emittiert.
Die Konfiguration gemäß der Erfindung ermöglicht eine
Ionenemission hohen Wirkungsgrades in Richtung des Aufzeichnungs
körpers 8 durch die kriechende Korona-Entladung R. Im Ergebnis
ermöglicht die Erfindung, Ionen mit einem hohen Wirkungsgrad zu
erzeugen und Bilder schnell auf den Aufzeichnungskörper
aufzuzeichnen, also ein schnelles Aufzeichen zu realisieren.
Darüber hinaus sind geringere Spannungen erforderlich, da die
Ionenerzeugung mit einem höheren Wirkungsgrad erfolgt. Damit wird
auch die Zerstörung der Entladungselektroden 2 und 3 sowie der
ersten Isolationsschicht 4 unterbunden, die sonst durch die
Entladung bewirkt wird. Hierdurch wird die Lebensdauer des
Entladungskopfes 1 verlängert.
Ferner wird durch die Erfindung ermöglicht, einen dünnen
Entladungskopf 1 zu bilden, da die erste Isolationsschicht 4
zwischen den Entladungselektroden 2 und der Induktionselektrode 3
angeordnet ist und der Aufzeichnungskörper 8 in Richtung der
kriechenden Korona-Entladung angeordnet ist. Daher kann bei einem
trommelförmigen Aufzeichnungskörper 8 der Trommeldurchmesser im
Vergleich zu der in Fig. 16 gezeichneten Vorrichtung klein
bemessen werden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Somit wird
die Herstellung einer kompakten elektrostatischen Aufzeichnungs
vorrichtung möglich.
Die Induktionselektrode 3 überlappt die Entladungselektroden 2
und besitzt Vorsprünge 3b, die sich in der gleichen Richtung wie
die Entladungselektroden 2 erstrecken. Daher bewegen sich, wie in
Fig. 5 dargestellt ist, eine kriechende Korona-Entladung R und
der sich ergebende Ionenpartikelfluß nur in Längsrichtung der
Entladungselektroden 2, ohne daß der Fluß seitlich streut.
Folglich wird es durch die Erfindung möglich, die Auflösung des
sich ergebenden Ionenpartikeiflusses zu verbessern, wodurch
schärfere elektrostatische Bilder entstehen.
Da darüberhinaus die zuvor beschrieben der Ionenpartikelfluß
eingegrenzt werden kann, werden Störungen zwischen Ionenflüssen,
die von benachbarten Entladungselektroden 2 emittiert werden, und
das Auftreten von Nebensprecheffekten unterbunden.
Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform des
Entladungskopfes gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
erstrecken sich die Spitzen der Vorsprünge 3b der Induktions
elektrode näher zum Rand des Isolationssubstrats 6 hin als die
Spitzen 2a der Entladungselektroden 2. Bei dieser
Ausführungsform wird die kriechende Korona-Entladung R von der
Entladungselektrode 2 in Richtung der Induktionselektrode 3
erzeugt und kann näher an den Rand des Isolationssubstrats 6
geführt werden. Daher kann sich die kriechende Korona-Entladung
R leichter zu dem Aufzeichnungskörper 8 erstrecken und
ein seitwärtiges Streuen des Ionenpartikelflusses kann weiter
eingeschränkt werden, so daß das Aufzeichnen verbessert wird.
Weitere Merkmale dieser Ausführungsform sind mit denen der
vorhergehend beschriebenen Ausführungsform identisch.
Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform des Aufzeichnungskopfes
gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind die
Vorsprünge 3b der Induktionselektrode 3 schmaler als die
Entladungselektroden 2. Wenn die Breite der Spitzen 2a der
Entladungselektroden 2 auch kleiner wird, ist der Bereich der
kriechenden Korona-Entladung enger, wodurch der Wirkungsgrad der
Ionenerzeugung vermindert wird. Jedoch ist der Wirkungsgrad der
Ionenerzeugung kaum betroffen, wenn nur die Breite der Vorsprünge
3b der Induktionselektrode 3 schmaler ist.
Bei der dritten Ausführungsform konzentriert sich der
Ionenpartikelfluß auf die Vorsprünge 3b der Induktionselektrode
3, so daß der Ionenpartikelfluß in diesem Sinn weiter
eingeschränkt ist und Aufzeichnungen mit höherer Auflösung
realisiert werden. Weitere Merkmale dieser Ausführungsform sind
mit denen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform
identisch.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 10
und 11 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform hat die zweite
Isolationsschicht 5 dieselbe Breite wie die erste
Isolationsschicht 4, wodurch ein länglicher Raum 15 bei den
Spitzen 2a der Entladungselektrode 2 gebildet wird.
Dieser Raum 15 erstreckt sich von den Endbereichen der
Entladungselektroden 2 zu den Endbereichen der ersten und zweiten
Isolationsschicht 4, 5, wobei die Spitzen 2a der Entladungs
elektroden 2 frei liegen. Die kriechende Korona-Entladung R
der Entladungselektroden 2 entwickelt sich nur innerhalb des
länglichen Raums 15. Diese Ausgestaltung minimiert Streuungen
des Ionenpartikelflusses, verhindert Störungen zwischen
benachbarten Entladungselektroden und ermöglicht ein Aufzeichnen
mit höherer Auflösung. Weitere Merkmale der vierten Ausführungsform
sind mit denen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen
identisch.
Eine fünfte Ausführungsform ist in den Fig. 12 und 13 dar
gestellt. Dieser Ausführungsform des Entladungskopfes 1 umfaßt
zwei Paar Entladungselektroden 2, 2′ und Induktionselektroden 3,
3′, die in in Schichten angeordnet sind. Außerdem sind die
Entladungselektroden jedes Elektrodenpaars zueinander versetzt,
überlappen sich also nicht. Insbesondere weist der Entladungskopf
1 zwei Paar erster Isolationsschichten 4 und 4′. Die Entladungs
elektroden 2 und 2′ sind innerhalb jeder Schicht in einem
vorgegebenen Abstand Po zueinander angeordnet. Die ersten
Isolationsschichten 4 und 4′ sind mit ihren jeweiligen
Entladungselektroden 2 und 2′ laminiert, also in Schichten
angeordnet, wobei die Entladungselektroden der einen Schicht
gegenüber den Entladungselektroden der anderen Schicht in einem
Abstand Po/2 zueinander versetzt sind, sich also nicht
überlappen.
Die Induktionselektroden 3 und 3′ sind mit Vorsprüngen 3b und 3b′
gegenüber den Entladungselektroden 2 und 2′ auf der Rückseite der
ersten Isolationsschichten 4 beziehungsweise 4′ angeordnet. Die
Vorsprünge 3b bzw. 3b′ sind wie auch bei den anderen Ausführungs
formen der Erfindung den entsprechenden Entladungselektroden 2
bzw. 2′ zugeordnet.
Mit einer Mehrzahl von Entladungselektronenpaaren 2 und
Induktionselektroden 3 (der Fall mit nur zwei Elektrodenpaaren
ist in dem Beispiel dargestellt), die in Schichten laminiert und
was die Entladungselektroden betrifft versetzt, also nicht
überlappend in einem Entladungskopf 1 vorgesehen sind, kann die
Aufzeichnungsgenauigkeit elektrostatischer Bilder verbessert
werden und ein Aufzeichnen mit hoher Auflösung realisiert werden.
Weitere Merkmale der fünften Ausführungsform sind identisch mit
Merkmalen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform, so daß
sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
Claims (11)
1. Entladungskopf (1) zum elektrostatischen Aufzeichnen von
Bildern auf einem Aufzeichnungskörper bestehend
aus einer ersten Isolationsschicht (4) mit einer ersten und zweiten Seite,
aus einer Mehrzahl von Entladungselektroden (2), die auf der ersten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet sind und die jeweils eine Spitze (2a) auf weisen,
aus einer Induktionselektrode (3), die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet ist, und
aus einer zweiten Isolationsschicht (5), die auf den Entladungselektroden (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Vorsprünge (3b) der Induktionselektrode sich näher zum Rand des Isolationssubstrats (6) hin als die Spitzen (2a) der Entladungselektroden (2) erstrecken.
aus einer ersten Isolationsschicht (4) mit einer ersten und zweiten Seite,
aus einer Mehrzahl von Entladungselektroden (2), die auf der ersten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet sind und die jeweils eine Spitze (2a) auf weisen,
aus einer Induktionselektrode (3), die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet ist, und
aus einer zweiten Isolationsschicht (5), die auf den Entladungselektroden (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Vorsprünge (3b) der Induktionselektrode sich näher zum Rand des Isolationssubstrats (6) hin als die Spitzen (2a) der Entladungselektroden (2) erstrecken.
2. Entladungskopf (I) zum elektrostatischen Aufzeichnen von
Bildern auf einem Aufzeichnungskörper bestehend
aus einer ersten Isolationsschicht (4) mit einer ersten und zweiten Seite,
aus einer Mehrzahl von Entladungselektroden (2), die auf der ersten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet sind und die jeweils eine Spitze (2a) auf weisen,
aus einer Induktionselektrode (3), die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet ist, und
aus einer zweiten Isolationsschicht (5), die auf den Entladungselektroden (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (3b) der Induktionselektrode (3) schmaler sind als die Entladungselektroden (2).
aus einer ersten Isolationsschicht (4) mit einer ersten und zweiten Seite,
aus einer Mehrzahl von Entladungselektroden (2), die auf der ersten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet sind und die jeweils eine Spitze (2a) auf weisen,
aus einer Induktionselektrode (3), die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet ist, und
aus einer zweiten Isolationsschicht (5), die auf den Entladungselektroden (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (3b) der Induktionselektrode (3) schmaler sind als die Entladungselektroden (2).
3. Entladungskopf (1) zum elektrostatischen Aufzeichnen von
Bildern auf einem Aufzeichnungskörper bestehend
aus einer ersten Isolationsschicht (4) mit einer ersten und zweiten Seite,
aus einer Mehrzahl von Entladungselektroden (2), die auf der ersten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet sind und die jeweils eine Spitze (2a) auf weisen,
aus einer Induktionselektrode (3), die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet ist, und
aus einer zweiten Isolationsschicht (5), die auf den Entladungselektroden (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche der ersten Isolationsschicht (4) und der zweiten Isolationsschicht (5) über die Spitzen (2a) der Entladungselektrode (2) hinausreichen, wodurch ein länglicher Raum (15) bei den Spitzen (2a) der Entladungselektrode (2) gebildet wird.
aus einer ersten Isolationsschicht (4) mit einer ersten und zweiten Seite,
aus einer Mehrzahl von Entladungselektroden (2), die auf der ersten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet sind und die jeweils eine Spitze (2a) auf weisen,
aus einer Induktionselektrode (3), die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet ist, und
aus einer zweiten Isolationsschicht (5), die auf den Entladungselektroden (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche der ersten Isolationsschicht (4) und der zweiten Isolationsschicht (5) über die Spitzen (2a) der Entladungselektrode (2) hinausreichen, wodurch ein länglicher Raum (15) bei den Spitzen (2a) der Entladungselektrode (2) gebildet wird.
4. Entladungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Isolationsschicht (4) aus
dielektrischem Material besteht.
5. Entladungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Entladungselektroden (2) linear
ausgebildet sind, parallel zueinander angeordnet und in
Längsrichtung des Druckkopfes ausgerichtet sind.
6. Entladungskopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spitzen (2a) der Entla
dungselektroden (2) gegenüber dem Rand der ersten Iso
lationsschicht (4) zurückgesetzt angeordnet sind.
7. Entladungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Induktionselektrode (3) einen
linearen Teil und eine Mehrzahl räumlich getrennter
paralleler Vorsprünge (3b) aufweist, wobei sich der
lineare Teil in Längsrichtung des Entladungskopfes (1)
erstreckt und die Mehrzahl der Vorsprünge (3b)
rechtwinklig zu dem linearen Teil angeordnet sind.
8. Entladungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Entladungskopf (1) Mittel
aufweist, die im Zusammenwirken mit den Entla
dungselektroden (2) eine Gleichspannungspotentialdif
ferenz zwischen den Entladungselektroden (2) und dem
Aufzeichnungskörper (8) erzeugen.
9. Entladungskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Isolationssubstrat (6) auf der Seite der
Induktionselektrode (3) an der ersten Isolationsschicht
(4) angeordnet ist.
10. Entladungskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorsprünge (3b) der Induktionselektrode (3) näher
zum Rand des Isolationssubstrats (6) erstrecken als die
Spitzen (2a) der Entladungselektroden (2).
11. Entladungskopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und zweite Isolationsschicht (4, 5) sowie
das Isolationssubstrat (6) aus keramischem Material
bestehen.
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DE3839897C2 true DE3839897C2 (de) | 1997-09-18 |
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- 1988-11-25 US US07/275,865 patent/US4875060A/en not_active Expired - Fee Related
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