EP0011203A1 - Device for charging a dielectric layer electrostatically - Google Patents

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EP0011203A1
EP0011203A1 EP79104302A EP79104302A EP0011203A1 EP 0011203 A1 EP0011203 A1 EP 0011203A1 EP 79104302 A EP79104302 A EP 79104302A EP 79104302 A EP79104302 A EP 79104302A EP 0011203 A1 EP0011203 A1 EP 0011203A1
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EP
European Patent Office
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voltage
electrode
alternating
field
dielectric layer
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EP79104302A
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German (de)
French (fr)
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EP0011203B1 (en
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Kurt Dryczynski
Günther Schädlich
Roland Dr. Dipl.-Phys. Moraw
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
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Publication of EP0011203A1 publication Critical patent/EP0011203A1/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G16/00Electrographic processes using deformation of thermoplastic layers; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0291Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices corona discharge devices, e.g. wires, pointed electrodes, means for cleaning the corona discharge device
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/001Electric or magnetic imagery, e.g., xerography, electrography, magnetography, etc. Process, composition, or product
    • Y10S430/102Electrically charging radiation-conductive surface

Definitions

  • the invention relates to a method for electrostatically charging a dielectric layer to a predetermined potential with the aid of an alternating electrical field and an electrostatic constant field, and a device for carrying out the method.
  • an electrophotographic development process is known from the reference "Tappi / February 1967, Vol. 50, No. 2, pages 77A-79A", in which an electrophotographic layer is provided with an electrostatic surface charge by means of an electrode to which both a high-frequency high voltage and a DC voltage are applied simultaneously.
  • the electrode for example a very thin corona wire or fine metallic tips, is arranged close to an insulated metal surface and generates air ions of both polarities due to the alternating voltage, of which those of the corresponding polarity are accelerated towards the electrophotographic layer by the direct voltage.
  • a method for electrophotographic recording of images on an insulating recording medium is known, which is drawn over a support electrode, while the charge image is recorded by drawing electrodes on the other side of the recording medium via the contact point with the support electrode.
  • an electrode arrangement is used in which a partial current of the corona discharge of a discharge electrode reaches the recording medium through the opening of a slit diaphragm formed of electrodes and causes a charge there over the line of contact of the recording medium with the contact edge.
  • the partial discharge current is controlled via the diaphragm formed by four flat electrodes by means of electrical image signals.
  • at least one of the electrodes is divided into a number of conductor strips, via which the signal voltage is supplied.
  • DE-OS 24 23 245 describes a method for the electrophotographic recording of images on an insulating recording medium by means of a corona discharge, of which part of the discharge current via a gap aperture removed and used for charging the recording medium.
  • the imagewise charging is carried out by means of control voltages on a drawing electrode which is in contact with the recording medium on the side of the recording medium T facing away from the gap, the electrical contact between the drawing electrode and the insulating recording medium by supplying a conductive contact liquid to the contact point will be produced.
  • the recording medium can be charged in flowing nitrogen.
  • the object of the invention is to provide a method for the gentle and safe electrostatic charging of insulating dielectric layers with avoidance of breakdowns, with which the size of the charging current and the charge distribution can be varied and reproduced with great accuracy with a pronounced linearity between the charging current and a given DC voltage.
  • This object is achieved according to the invention by a method in such a way that charge carriers are generated at a distance from the surface of the dielectric layer by the alternating electrical field, which charge carriers penetrate under the influence of the electrostatic charge to be charged to the layer to be charged table DC field as a charging current to the surface of the layer.
  • the dielectric layer consists of a photoconductive and / or thermoplastic recording medium, during the charging of which at least one of the two voltage fields is modulated.
  • an electrode is arranged at a distance from the dielectric layer to be charged and is connected to the hot output of an AC generator, and a further electrode is also provided between this electrode and the layer and is connected to the hot output of a DC generator.
  • the layer to be charged lies on a counter electrode to the DC voltage electrode and the counter electrode is at ground potential.
  • the invention overcomes the disadvantages of the prior art corons, which consist in the fact that when a high DC voltage is applied to wire cores or corona needle tips, the control of such corons to achieve a predetermined charging voltage of the insulating layer is possible only to a limited extent, so that the corons are operated in conjunction with additional electrodes in the form of control grids, but the efficiency of the charging voltage, based on the charging current, is low.
  • the efficiency of the charging voltage, based on the charging current is low.
  • the efficiency of the charging voltage, based on the charging current is low.
  • the difficulties in controlling the Aufladun sbond g and the quality of charging is often unsatisfactory because breakdowns occur or vary the charging due to contamination of the corona wires or by the combustion of the corona needle tips. Such defects increase with the length of the coronas. Since high voltages of a few thousand volts have to be applied to the corones for ionization, it is necessary to take appropriate safety precautions.
  • ions are generated in a high-frequency alternating electrical field, which to a certain extent form a reservoir of charge carriers from which the charging current is transported to the recording layer with the aid of the electrostatic constant field. It is possible to surround the AC voltage electrode with an insulating body, which is a dielectric that increases the field strength in the area of the DC voltage electrode and at the same time protects the electrode against contamination.
  • the possibility of modulating the direct voltage or alternating voltage supply or the potential of the counter electrode of the direct field makes it possible to charge the dielectric layer in a modulated or locally limited manner.
  • the method and the apparatus can be advantageously used in the production of electrophotographic copies with the aid of an insulating photoconductor layer as a recording medium which is charged, imagewise exposed and developed with toner in order to make the charge image formed on the photoconductor layer into a visible image.
  • the invention can also advantageously be used in the electrophotographic production of relief images, in which the photoconductive and at the same time thermoplastic recording material is first charged, then exposed imagewise and heated until a relief image is formed. It is also possible to generate toner or relief images by imagewise charging a purely thermoplastic recording layer.
  • the DC voltage generator 1 comprises a DC voltage generator 1 and an AC voltage generator 2.
  • the DC voltage generator 1 contains a voltage regulator 16 which generates a DC voltage which is variable between zero and a maximum value of a few kV.
  • a smoothing capacitor 33 is connected in parallel with the output of the DC voltage reactor 16 or the DC voltage generator 1.
  • a circuit element 11 having a terminal 14 can be achieved over the voltage modulation of the DC voltage.
  • the cold output 1 0 is connected to ground potential via a line 3.
  • the DC voltage U of the DC voltage generator 1 is adjustable between 0 and 20 kV and is from the hot output 1 1 via a line 4 to a Electrode 5 applied, which is arranged at a distance from a dielectric layer 8 to be charged.
  • This dielectric layer 8 is, for example, a photoconductive and / or thermoplastic recording material which is charged to a desired voltage, then exposed in terms of image or information and developed with toner. Relief images can also be formed, for the production of which the photoconductive and at the same time thermoplastic recording layer is charged, then exposed imagewise and heated to form the relief images.
  • the AC voltage generator 2 comprises a voltage regulator 17 and a frequency regulator 18, which are components of an AC voltage source 32.
  • the alternating voltage of the alternating voltage generator 2 is 1 to 10 kV eff ' at a frequency between 1 and 100 kHz.
  • the voltage regulator 17 is used to adjust the height of the AC voltage, while the frequency regulator 18 is used to tune the frequency of the AC voltage.
  • the AC voltage generator 2 further comprises an isolating transformer 19, which transforms up the AC voltage supplied by the AC voltage source 32 and ensures a floating cascade connection of the AC voltage to the hot terminal 11 of the DC voltage generator 1. For this purpose, the cold output 2 0 of the AC voltage generator 2 is connected to the hot output 1 1 of the DC voltage generator 1.
  • a switching element 10 is connected, via the connection 13 a voltage for modulating the AC voltage can be fed.
  • the hot output 2 1 of the AC voltage generator 2 is connected via a line 6 to an electrode 7 which is further away from the dielectric layer 8 to be charged than the DC voltage electrode 5.
  • the AC voltage U ⁇ of the AC voltage generator 2 is via the line 6 of the AC voltage electrode 7 fed.
  • the layer 8 to be charged to the voltage U lies on an earthed electrode 9.
  • a switching element 12 is connected, via the connection 15 of which a voltage can be fed in order to change the potential of the electrode 9.
  • the electrode 5 also serves as a counter electrode for the AC voltage electrode 7, since the output 2 0 of the AC voltage generator 2 is connected to the output 1 1 of the DC voltage generator 1 and is connected to the DC voltage electrode 5 via line 4.
  • the special design of the device enables a completely new and special charging technology.
  • the AC voltage U ⁇ is present between the DC voltage electrode 5, which is a corona electrode for charging, and the AC voltage electrode 7.
  • the electrode 5 consists, for example, of a thin corona wire with a thickness of 50 to 300 ⁇ m.
  • other charging cores of a suitable design can also be used.
  • An arbitrarily shaped electrode is used as the AC voltage electrode 7, the cross section and surface of which are designed in this way are that no ions are generated in their immediate vicinity.
  • the AC voltage electrode 7 can be a round electrode with a diameter of 2 mm.
  • the ambient atmosphere of the electrode 5 is ionized and the size of the AC voltage U ⁇ is chosen to be sufficiently high that a sufficient number of the required ions are available in the area of the electrode 5 even when the charging current is at a maximum. With strong ionization, a visible glow occurs on the circumference of the electrode 5.
  • the electrode 5 is supplied with the DC voltage U, then either a positive or a negative charging current is conducted onto the layer 8, depending on the polarity of the DC voltage U.
  • the charging current I ( ⁇ A) and the direct voltage U (kV) applied to the electrode 5 over a wide working range, as can be seen from FIG. 2, curve a.
  • This pronounced linearity between the charging current and the predetermined DC voltage enables the layer 8 to be reproducibly charged to the respective predetermined DC voltage.
  • the charging current I begins in the lower current range with direct voltages of a few volts, possibly at a voltage less than 1 volt.
  • the alternating voltage must run extremely symmetrically to the common earth potential, since distortions of the alternating field producing the ions would cause changes in the predetermined charge level.
  • a stable, well-adapted mecha is also required African structure of the charging device required. Interfering external fields must be kept away or, if necessary, compensated for by switching on a suitable compensation potential.
  • Curve b in FIG. 2 shows the charging current as a function of the DC voltage of a known charging corona of the same size, which works without an alternating electrical field. It can be seen from curve b that charging only begins at a DC voltage greater than 8 kV and very quickly approaches the breakdown voltage for the layer to be charged, which is around 9 kV, for example, asymptotically.
  • the charging current I according to curve b which results for a voltage just below the breakdown voltage, can be achieved according to curve a with a much lower DC voltage, which is approximately lower by the corona voltage. This reduced DC voltage, as can be seen from FIG. 2, curve a, is approximately 2.2 kV.
  • the electrodes 5 and 7 are expediently in electrical the arrangements summarized, some of which are shown schematically in Figures 3-5.
  • the electrode arrangement in FIG. 3 comprises a thick wire as an AC voltage electrode 7 and a thin wire as a DC voltage electrode 5, which are tensioned by two insulating pieces 20 and fixed in their position relative to one another and to the layer 8 to be charged or to the counter electrode 9.
  • a wire made of copper or another metal with a diameter of 1 to several millimeters is used for the electrode 7.
  • another profile made of metal can also be used.
  • a tungsten or steel wire of approximately 10 to a few 100 ⁇ m thick is preferably selected for the electrode 5.
  • a distance 21 between the electrode 5 and the layer 8 to be charged and a distance 22 between the two electrodes 5 and 7 are 1 to about 20 mm.
  • the AC voltage electrode 7 is enclosed by an insulating body 23.
  • the electrode 7 can be melted or pushed into a glass tube. This firstly results in better insulation between the electrode 7 and the direct voltage electrode 5 and secondly gives a higher field strength in the air space between the electrode 5 and the insulating body 23 when the alternating voltage is the same as in the electrode arrangement according to FIG. 3. This results from the high dielectric constant of about "5" for glass compared to Air, since it is known that the individual field strengths are inversely proportional to the dielectric constants of different materials.
  • the freely clamped electrode 5 made of thin wire has a slight tendency to mechanical vibrations, especially when there are large span lengths.
  • the tendency to oscillate can be suppressed in part by correspondingly large clamping forces on the electrode 5.
  • the problem of the tendency of the electrode 5 to oscillate can be solved more favorably with the electrode arrangement according to FIG. 5, in which the electrode 5 is guided in direct contact with the surface of the insulating body 23.
  • the electrode 5 can easily be clamped on the surface of the insulating body 23 or melted into the surface of the same.
  • the electrode 5 can be applied to the insulating body 23 galvanically or by baking.
  • Such an electrode arrangement with an electrode 5 fixed on the insulating body 23 is particularly suitable for elongated coronas up to a length of 1 m and beyond, which are used, for example, in electrophotographic copiers for producing copies of large-area originals such as technical drawings.
  • the electrode arrangements described above also enable, as mentioned, very low charges of the layer 8 with a voltage of 1 volt and below, so that an extensive neutralization of undesired surface or residual charges on electrophotographic recording materials is possible.
  • X-ray intensity patterns irradiated in ionization chambers are converted into corresponding charge patterns on insulating layers which, after development with toner, give visible images of the X-ray intensity distribution.
  • the neutralization takes place, for example, in such a way that the DC voltage electrode 5 is switched to earth potential and the AC voltage electrode 7 receives such a high AC voltage that the residual charge when the layer 8 passes under the electrode 5 becomes negligibly small.
  • a special electrode setting and balancing of the AC voltage may have to be carried out and electrostatic external fields must be kept away or compensated for.
  • the charge images on which the relief images are based must also be rasterized for the halftone representation of relief images by Schlieren projection. Screenings of up to 10 lines / mm are also required when using electrostatic relief imaging technology, in which the rapid development by deformation without the addition of additional developer is used for X-ray image recordings on insulating deformable layers in ionization chambers or on suitable photoconductor layers, for example selenium alloys.
  • the electrode arrangement of the device is due to the pronounced linearity between load current and DC voltage also very g ut electrostatic copiers, such as computer spreader and fax machine.
  • the line-decomposed information is supplied as an electrical signal corresponding to the sequentially opierer K, the dielectric on a Aufzeich Apply a corresponding charge pattern to the insulating layer line by line, generally with the aid of an electrode matrix composed of individually controllable individual electrodes.
  • the charge pattern is made visible with toner or creates a relief image on a thermally deformed layer.
  • the pronounced linearity between the charging current and the signal voltage which replaces the DC voltage, enables a local surface charge on the recording medium which is proportional to the respective signal voltage.
  • toner is deposited or the depth of the relief image is modulated, so that good halftone reproduction is ensured. Because of the large linear modulation range of the electrode arrangement, the halftones can be reproduced in small increments.
  • the switching element 10 For periodic, grid-shaped modulations for generating rectangular charge distributions on the insulating layer, for example the AC voltage of the AC voltage generator 2 of the device according to FIG. 1 is modulated via the switching element 10.
  • pulses are given to the switching element 10 via the connection 13, for example an electromechanical relay which is opened and closed. Ions are only generated between the electrodes 5 and 7 when the switching element 10 is closed.
  • the relays used can be operated at 200 Hz, for example.
  • electromechanical relays electronic switches can also be used as switching element 10, which allow switching frequencies of 100 kH2 and beyond.
  • screened charge patterns can be applied to a record carrier moving at a speed of 10 cm / s, which have a screen of 5 lines / mm.
  • Shielded electrode arrangements are preferably used for the modulated charging.
  • the DC voltage electrode 5 and the AC voltage electrode 7 with the insulation body 23 are located in an open shielding housing 24 made of electrically insulating material.
  • the shielding housing 24 has a gap 25, on the edge of which the electrode 5 lies and under which the layer 8 is moved past.
  • the gap width is approximately 1 mm and the distance between the electrode 5 and the layer 8 is between 5 and 15 mm.
  • the ions generated in the interior of the shielding housing 24 emerge through the gap and strike the layer 8.
  • the shielding housing 24 shields the light-sensitive layer 8 to a large extent against a coronal glow of the electrode 5 and enables the generation of ions and charging within a protective gas atmosphere, for example of nitrogen, which is introduced into the shielding housing 24 and exits through the gap 25.
  • switching elements 11, 12 can be electromechanical relays or electronic switches and are controlled via the connections 14 and 15, respectively.
  • switching elements 11 and 12 When switching elements 11 and 12 are opened, the existing contacts are interrupted and signals that are variable in terms of time and amplitude can be entered.
  • the modulation can also be carried out in such a way that the switching elements 10, 11, 12 are controlled so that the existing contacts are not interrupted but only the alternating or constant field is weakened during the modulation phase.
  • the switching element 12 is particularly suitable for actuation by means of strongly changing signals.
  • the electrode 9 is then broken down into a number of individually controllable electrode sections across the recording width, over which the insulating recording layer, for example a homogeneous dielectric paper or a film, is guided.
  • the information fed in via the switching element 12 can additionally be scanned via the periodically excited switching element 10 if necessary.
  • FIG. 7 largely corresponds to the device according to FIG. 1 in the circuit structure, with the differences that there are no switching elements and that the aluminum counter electrode 9 is connected to ground potential via a direct current meter 26.
  • This arrangement served to accommodate the curves a-d and a'-d 'shown in FIG. 8.
  • the corresponding Curves a ', b', c ', d' are drawn for the same different distances between the DC voltage electrode and the counter electrode, but the electrode arrangement is only operated with DC voltage, ie there is no alternating electrical field.
  • the end points of the individual curves a - d and a '- d' represent the charging currents shortly before voltage breakdowns occur in the layer to be charged. From the curves of Fig. 8 it can be seen that at approximately the same breakdown voltages for charging the layer with direct voltage, supported by an alternating electrical field, and with direct voltage alone, without an alternating electrical field, the achievable charging currents in the former case are substantially greater than those of the second If lie.
  • FIG. 9 shows a metallic counterelectrode 9, for example a copper layer, into which raster lines are etched photomechanically on one side.
  • This counter electrode 9 is coated with an insulating recording layer 8.
  • the grid lines of the counter electrode 9 are connected to a center tap 27 of a potentiometer 28, the center tap being moved under the DC voltage electrode over the one-side grounded potentiometer 28, to which a voltage U is applied, while the counter electrode 9 is moving past.
  • the DC voltage electrode 5 consists of a number of individual metal wires which are cemented at intervals from one another and isolated from one another between two facet-like hand-ground glass plates 30. The wire tips as well as the wire ends protrude at the front and rear ends of the glass plates 30. The wire ends have connections 31 for applying the DC voltage.
  • the surface of the counter electrode 9 is slightly curved, so that a dielectric paper composed of an insulating cover layer 8 and a conductive paper carrier 29 changes its direction of movement in the region of the counter electrode 9 in accordance with the curvature of the counter electrode 9.
  • FIG. 11 schematically shows the circuit structure of the device with which the electrode arrangement according to FIG. 10 can be operated, for example.
  • the DC voltage electrode 5, as already mentioned, consists of individually controllable electrodes 5a, 5b, 5c, ..., which have a corresponding number of switching elements 11a, 11b, 11c, ... with connections 14a, 14b, 14c. .. be controlled in terms of voltage.
  • the switching elements 11a, 11b, 11c, ... are connected to the connections 31a, 31b, 31c, ... of the individual electrodes 5a, 5b, 5c, .... Otherwise, the circuit structure corresponds to that according to FIG.
  • FIG. 12 shows a circuit arrangement of the device in which each of the electrodes 5, 7 and 9 consists of a plurality of individual electrodes 5a, 5b,... 7a, 7b, ...; 9a, 9b, ... exists.
  • the individual electrodes 5a, 5b, ... of the direct voltage electrode 5 and the individual electrodes 7a, 7b, ... of the alternating voltage electrode 7 are connected to switching elements 11a, 11b, ... or 10a, 10b, ... which are connected via corresponding Connections 14a, 14b, ... or 13a, 13b, ... with voltages for modulating the voltage of each individual electrode in sections.
  • the voltages applied to the individual electrodes for modulation can be of different sizes.
  • the other parts of FIG. 12 correspond to those of FIGS. 11 and 1.
  • the smoothing capacitor 33 is located parallel to the outputs of the DC voltage regulator 16 and the DC voltage generator 1.
  • the switching elements 10, 11, 12 known from the device according to FIG. 1 are characterized by the aforementioned switching elements 10a, 10b, ...; 11a, 11b, ... and 1 2 a, 12b, .. replaced, which are connected to the corresponding individual electrodes of the AC voltage, DC voltage and counterelectrode.
  • the switching elements 10a, 10b, ...; 12a, 12b, ... are constructed analogously to the switching elements 11a, 11b, ..., ie they can switch back and forth between two positions, depending on whether a modulation voltage or a modulation signal is fed in or not.
  • the length of the DC voltage electrode 5, which forms the corona electrode, corresponds to the usual lengths of corons in office copiers.
  • a current of 2 ⁇ A is set at +300 V DC, 11 / uA at +700 V and 22 / uA at +1200 V. Similar current values were obtained when negative DC voltage was applied to a DC voltage electrode 5. These charging currents were measured at DC voltages below the required threshold voltage of the DC voltage electrode. If no alternating field was applied to the alternating voltage electrode 7, the charging current failed.
  • Example 2 The measurements of Example 2 were carried out with a similar but longer DC voltage electrode.
  • the length of the DC voltage electrode 5 was 1290 mm and a 4 mm thick VA steel wire was used as the AC voltage electrode 7.
  • the distances between the DC voltage electrode 5 and the counter electrode 9 were the same as in Example 2.
  • the charging currents were approximately 1.5 times the values according to Example 2.
  • the tuning of the alternating voltage generator 2 as a function of the geometric structure of the electrode arrangement is carried out via the voltage regulator 17 and frequency regulator 18.
  • the greatest charging current at this AC voltage was measured at 34 kHz with a half width of approximately ⁇ 4 kHz.
  • the photoconductor layer was charged to -800 V overall under the specified conditions with good reproducibility and without strikethrough of the photoconductor layer. After charging, the image was exposed, developed with toner and the toner image was transferred to paper.
  • a photoconductive thermoplastic recording layer 8 on a polyester support of 50 / um thickness which lies on a glass plate with a transparent conductive layer was charged to +5200 V.
  • the recording layer 8 consisted of an approximately 1 ⁇ m thick partial layer of bromopyrene resin, to which 1/5 part by weight of dicyanomethylenetrinitrofluorenone and 1/2 part by weight of a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate had been added. Above it was a second, about 0.5 ⁇ m thick sub-layer made of the glycerol ester of the hydrogenated rosin.
  • the electrode arrangement was set as in Example 5, with the only difference that the DC voltage at the DC voltage electrode 5 was +5200 V. The charge was reproducible without any strikethrough on the recording layer.
  • an intensity pattern of 820 lines / mm was irradiated with interfering light from a He / Ne laser, after which the recording layer was heated to 70 ° C. over a period of 1/10 s, a relief grating being formed, which diffracted the irradiated laser light .
  • the DC voltage electrode 5 was arranged at a distance of 5 mm from the polyester layer and the AC voltage electrode 7 was arranged at a distance of 10 mm from the outer diameter of the insulating body 23.
  • the DC voltage electrode 5 was set to earth potential and the AC voltage electrode 7 was initially operated at 3 kV eff .
  • the polyester layer was moved past several times under the DC voltage electrode 5.
  • the AC voltage was gradually increased to 4.5 kV cff .
  • the frequency was 32 kHz.
  • the polyester film could be neutralized to such an extent that only a residual voltage of 1.5 V was measured on the surface using a non-contact electrostatic voltage measuring device.
  • thermoplastic recording layer 8 on a polyester support of 50 / um thickness was charged grid pattern to +5 kV.
  • the 20 / um thick recording layer consisted of a Glykolester of hydrogenated rosin.
  • the alternating voltage was periodically interrupted with the switching element 10 according to FIG. 1, for which purpose a frequency generator was connected to the connection 13.
  • the switching element 10 which consists of an integrated semiconductor switch, enabled practically instantaneous control of the AC voltage.
  • the pulse duration and the dead time in which the switch was open or closed was 10 ms in each case.
  • the DC voltage electrode 5 a is a DC voltage of +5 g of kV.
  • the recording material was heated with warm air at about 50 ° C., a relief grid of 5 lines / mm being produced.
  • Example 8 was repeated, with a further charge pattern being superimposed on the grid-shaped charge.
  • the recording material charged in a grid shape was introduced into an ionization chamber together with the conductive base.
  • the conductive pad consisted of a 5x5 cm glass plate with a conductive transparent layer with reinforced electrodes on opposite sides. The plate electrodes were connected to lines leading to the outside. A second transparent electrode was located above this plate at a distance of 1 cm.
  • the housing of the ionization chamber consisted of 15 mm thick plexiglass. The chamber was evacuated and filled with xenon under a slight positive pressure. The electrode with the overlying recording layer was connected to earth potential and a voltage of -8 kV was applied to the upper electrode.
  • a 300 ⁇ m thick selenium layer on a 2 mm thick aluminum plate was coated with a 20 ⁇ m thick thermoplastic recording layer consisting of the glycol ester of the hydrogenated rosin.
  • a rastered charge to +1800 V was carried out, X-rays of 80 kV being irradiated through a flat lead wedge and heating with warm air. This resulted in a relief image of the lead wedge, which was read out with a reflective streak optic.
  • the relief image was rasterized in the form of lines at the points protected from the X-ray exposure by the lead wedge.
  • the raster intensity increased with the thickness of the lead wedge during the X-ray exposure, whereby a halftone image of the lead wedge was obtained.
  • a charge pattern with correspondingly variable input data was applied to an insulating recording layer 8.
  • the electrode arrangement with a gap width of 1 mm was used in a device according to FIG. 1, the modulation taking place via the connection 15 of the switching element 12 in the ground line of the counter electrode 9.
  • the counter electrode 9 consisted of a plastic plate with a copper coating, as used for the production of printed circuit boards. Raster lines were not photo-mechanically etched into the copper as the counter electrode 9, as can be seen in FIG. During the recording, a voltage drop of -300 V to 0 V was generated at the counter electrode 9.
  • a charge pattern corresponding to variable input data was applied to an insulating thermoplastic recording layer 8 to form relief structures.
  • the alternating voltage of 5 kV eff and 30 kHz was periodically modulated via the switching element 10 and the connection 13 by a frequency generator with 3 kHz.
  • the gap width of the shield housing 24 was 1 mm.
  • the electrode arrangement was used in a device according to FIG. 11.
  • the DC voltage U was applied to the associated individual electrodes 5a, 5b, 5c, ... via the switching elements 11a, 11b, 11c,.
  • the individual control functions for controlling the individual electrodes 5a, 5b, 5c, ... were given to the connections 14a, 14b, 14c, ... of the switching elements 11a, 11b, 11c, ...
  • the applied DC voltage was then often interrupted for different lengths of time during the recording.
  • the image developed with liquid toner showed traces of writing down to a width of about 0.3 mm in the direction of travel and across. No breakthroughs occurred.

Abstract

A method and an apparatus for charging a dielectric layer electrostatically to a predetermined potential. An AC electrode is arranged at a distance from the dielectric layer and connected to one output of an AC voltage generator. The AC voltage generator has the other output connected to an output of a DC voltage generator. Between the AC electrode and the dielectric layer there is a DC electrode which is connected to the other output of the AC voltage generator. The dielectric layer rests on a counter-electrode which is connected to the other output of the DC voltage generator and is at ground potential. Each of the electrodes can comprise one or a plurality of mutually insulated single electrodes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrostatischen Aufladen einer dielektrischen Schicht auf ein vorgegebenes Potential mit Hilfe eines elektrischen Wechselfeldes und eines elektrostatischen Gleichfeldes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for electrostatically charging a dielectric layer to a predetermined potential with the aid of an alternating electrical field and an electrostatic constant field, and a device for carrying out the method.

Im Stand der Technik ist aus der Literaturstelle "Tappi/February 1967, Vol. 50, No. 2, Seiten 77A-79A" ein elektrofotografisches Entwicklungsverfahren bekannt, bei dem eine elektrofotografische Schicht mit einer elektrostatischen Oberflächenladung mit Hilfe einer Elektrode versehen wird, an die sowohl eine hochfrequente Hochspannung als auch eine Gleichspannung gleichzeitig angelegt werden. Die Elektrode, z.B. ein sehr dünner Koronadraht oder feine metallische Spitzen, ist nahe einer isolierten Metallfläche angeordnet und erzeugt infolge der Wechselspannung Luftionen beiderlei Polarität, von denen diejenigen der entsprechenden Polarität durch die Gleichspannung zu der elektrofotografischen Schicht hin beschleunigt werden. Insbesondere bei negativer Spannung der Elektrode treten starke Inhomogenitäten der Luftionen dicht an der Drahtoberfläche auf und führen zu Ladungsschwankungen, die die Bilderzeugung auf der elektrofotografischen Schicht in negativer Weise derart beeinflussen, daß beispielsweise eine volle Fläche einer Vorlage ungleichmäßig wiedergegeben wird. Die Überlagerung des Gleichspannungsfeldes durch das elektrische Wechselfeld bringt eine Beeinflussung der Entladungsspannung der Elektrode mit sich, da diese durch die aufgeprägte Wechselspannung in der Weise gesteuert wird, daß ausgehend von der vorgegebenen Gleichspannung dieser die Amplituden der Wechselspannung überlagert werden, wodurch Spannungsspitzen auftreten können, die zu einem Durchschlag der aufzuladenden Schicht führen.In the prior art, an electrophotographic development process is known from the reference "Tappi / February 1967, Vol. 50, No. 2, pages 77A-79A", in which an electrophotographic layer is provided with an electrostatic surface charge by means of an electrode to which both a high-frequency high voltage and a DC voltage are applied simultaneously. The electrode, for example a very thin corona wire or fine metallic tips, is arranged close to an insulated metal surface and generates air ions of both polarities due to the alternating voltage, of which those of the corresponding polarity are accelerated towards the electrophotographic layer by the direct voltage. Particularly when the voltage of the electrode is negative, strong inhomogeneities of the air ions close to the wire surface occur and lead to charge fluctuations which have a negative influence on the image formation on the electrophotographic layer in such a way that, for example, a full area of an original is reproduced unevenly. The superimposition of the direct voltage field by the alternating electrical field brings influencing the discha g sspannung the electrode, since this is controlled by the impressed alternating voltage in such a manner that the amplitudes of the alternating voltage based on the predetermined DC voltage is superimposed, may whereby voltage peaks occur, leading to a breakdown of the charged layer to lead.

Aus der DE-OS 22 31 530 ist ein Verfahren zur elektrofotografischen Aufzeichnung von Bildern auf einem isolierenden Aufzeichnungsträger bekannt, der über eine Auflageelektrode gezogen wird, während über der Berührungsstelle mit der Auflageelektrode das Ladungsbild durch Zeichenelektroden auf der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet wird. Hierzu wird eine Elektrodenanordnung verwendet, bei der ein Teilstrom der Korona-Entladung einer Entladungselektrode durch die Öffnung einer aus Elektroden gebildeten Spaltblende auf den Aufzeichnungsträger gelangt und dort über der Berührungslinie des Aufzeichnungsträgers mit der Auflagekante eine Aufladung bewirkt. Der Entladungsteilstrom wird über die aus vier flachen Elektroden gebildete Blende durch elektrische Bildsignale gesteuert. Dazu ist mindestens eine der Elektroden in eine Anzahl von Leiterstreifen aufgeteilt, über die die Signalspannung zugeführt wird.From DE-OS 22 31 530 a method for electrophotographic recording of images on an insulating recording medium is known, which is drawn over a support electrode, while the charge image is recorded by drawing electrodes on the other side of the recording medium via the contact point with the support electrode. For this purpose, an electrode arrangement is used in which a partial current of the corona discharge of a discharge electrode reaches the recording medium through the opening of a slit diaphragm formed of electrodes and causes a charge there over the line of contact of the recording medium with the contact edge. The partial discharge current is controlled via the diaphragm formed by four flat electrodes by means of electrical image signals. For this purpose, at least one of the electrodes is divided into a number of conductor strips, via which the signal voltage is supplied.

Die DE-OS 24 23 245 beschreibt ein Verfahren zur elektrofotografischen Aufzeichnung von Bildern auf einem isolierenden Aufzeichnungsträger mittels einer Koronaentladung, von der ein Teil des Entladungsstromes über eine Spaltblende entnommen und für die Aufladung des Aufzeichnungsträgers verwendet wird. Auch hier wird die bildmäßige Aufladung durch Steuerspannungen an einer Zeichenelektrode vorgenommen, die sich im Kontakt mit dem Aufzeichnungsträger an der dem Spalt abgewandten Seite des AufzeichnungsträgeTs befindet, wobei der elektrische Kontakt zwischen der Zeichenelektrode und dem isolierenden Aufzeichnungsträger durch die Zuführung einer leitfähigen Kontaktflüssigkeit an die Kontaktstelle hergestellt wird. Dabei kann die Aufladung des Aufzeichnungsträgers in strömendem Stickstoff stattfinden.DE-OS 24 23 245 describes a method for the electrophotographic recording of images on an insulating recording medium by means of a corona discharge, of which part of the discharge current via a gap aperture removed and used for charging the recording medium. Here, too, the imagewise charging is carried out by means of control voltages on a drawing electrode which is in contact with the recording medium on the side of the recording medium T facing away from the gap, the electrical contact between the drawing electrode and the insulating recording medium by supplying a conductive contact liquid to the contact point will be produced. The recording medium can be charged in flowing nitrogen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur schonenden und sicheren elektrostatischen Aufladung isolierender dielektrischer Schichten unter Vermeidung von Durchschlägen zu schaffen, mit dem die Größe des Aufladestroms und die Ladungsverteilung bei ausgeprägter Linearität zwischen dem Aufladestrom und vorgegebener Gleichspannung variierbar und mit großer Genauigkeit reproduzierbar sind.The object of the invention is to provide a method for the gentle and safe electrostatic charging of insulating dielectric layers with avoidance of breakdowns, with which the size of the charging current and the charge distribution can be varied and reproduced with great accuracy with a pronounced linearity between the charging current and a given DC voltage.

Zugleich soll eine Vorrichtung zur schonenden und sicheren elektrostatischen Aufladung isolierender dielektrischer Schichten und zur Vermeidung von Durchschlägen dieser Schichten geschaffen werden.At the same time, a device for gentle and safe electrostatic charging of insulating dielectric layers and for avoiding breakdown of these layers is to be created.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren in der Weise gelöst, daß im Abstand von der Oberfläche der dielektrischen Schicht durch das elektrische Wechselfeld Ladungsträger erzeugt werden, die unter dem Einfluß des die aufzuladende Schicht durchdringenden elektrostatischen Gleichfeldes als Aufladestrom auf die Oberfläche der Schicht geleitet werden.This object is achieved according to the invention by a method in such a way that charge carriers are generated at a distance from the surface of the dielectric layer by the alternating electrical field, which charge carriers penetrate under the influence of the electrostatic charge to be charged to the layer to be charged table DC field as a charging current to the surface of the layer.

In Ausgestaltung der Erfindung besteht die dielektrische Schicht aus einem fotoleitfähigen und/oder thermoplastischen Aufzeichnungsträger, bei dessen Aufladung zumindest eines der beiden Spannungsfelder moduliert wird.In an embodiment of the invention, the dielectric layer consists of a photoconductive and / or thermoplastic recording medium, during the charging of which at least one of the two voltage fields is modulated.

Die weiteren Verfahrensschritte ergeben sich aus den Merkmalen der Verfahrensansprüche 3 bis 18.The further process steps result from the features of process claims 3 to 18.

Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist eine Elektrode im Abstand von der aufzuladenden dielektrischen Schicht angeordnet und an den heißen Ausgang eines Wechselstromgenerators angeschlossen und ist ferner zwischen dieser Elektrode und der Schicht eine weitere Elektrode vorgesehen, die mit dem heißen Ausgang eines Gleichstromgenerators verbunden ist. Hierbei liegt die aufzuladende Schicht auf einer Gegenelektrode zu der Gleichspannungselektrode auf und befindet sich die Gegenelektrode auf Massepotential.In the device for carrying out the method, an electrode is arranged at a distance from the dielectric layer to be charged and is connected to the hot output of an AC generator, and a further electrode is also provided between this electrode and the layer and is connected to the hot output of a DC generator. The layer to be charged lies on a counter electrode to the DC voltage electrode and the counter electrode is at ground potential.

Die weitere Ausgestaltung der Vorrichtung ergibt sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 21 bis 45.The further configuration of the device results from the features of claims 21 to 45.

Mit der Erfindung werden die Nachteile der Koronen nach dem Stand der Technik überwunden, die darin bestehen, daß beim Anlegen einer hohen Gleichspannung an Drahtkoronen oder Koronennadelspitzen die Steuerung derartiger Koronen zum Erzielen einer vorgegebenen Aufladungsspannung auf der isolierenden Schicht nur in begrenzter Weise möglich ist, so daß die Koronen in Verbindung mit zusätzlichen Elektroden in Gestalt von Steuergittern betrieben werden, wobei jedoch der Wirkungsgrad der Aufladespannung, bezogen auf den Ladestrom, gering ist. Neben der Schwierigkeit bei der Steuerung der Aufladungsspannung ist auch die Qualität der Aufladung oft unbefriedigend, weil Durchschläge auftreten oder die Aufladung durch Verschmutzung der Koronadrähte oder durch den Abbrand der Korona-Nadelspitzen schwankt. Mit steigender Baulänge der Koronen häufen sich derartige Defekte. Da an den Koronen Hochspannungen von einigen Tausend Volt zur Ionisation angelegt werden müssen, ist es erforderlich, entsprechende Sicherheitsvorkehrungen zu treffen.The invention overcomes the disadvantages of the prior art corons, which consist in the fact that when a high DC voltage is applied to wire cores or corona needle tips, the control of such corons to achieve a predetermined charging voltage of the insulating layer is possible only to a limited extent, so that the corons are operated in conjunction with additional electrodes in the form of control grids, but the efficiency of the charging voltage, based on the charging current, is low. In addition to the difficulty in controlling the Aufladun sspannung g and the quality of charging is often unsatisfactory because breakdowns occur or vary the charging due to contamination of the corona wires or by the combustion of the corona needle tips. Such defects increase with the length of the coronas. Since high voltages of a few thousand volts have to be applied to the corones for ionization, it is necessary to take appropriate safety precautions.

Mit der Erfindung werden die Vorteile erzielt, daß in einem hochfrequenten elektrischen Wechselfeld Ionen erzeugt werden, die gewissermaßen ein Reservoir an Ladungsträgern bilden, aus dem mit Hilfe des elektrostatischen Gleichfeldes der Aufladestrom auf die Aufzeichnungsschicht transportiert wird. Dabei ist es möglich, die Wechselspannungselektrode mit einem Isolierkörper zu umgeben, der ein Dielektrikum darstellt, das die Feldstärke im Bereich der Gleichspannungselektrode erhöht und gleichzeitig die Elektrode gegen Verschmutzungen schützt. Durch die Modulationsmöglichkeit der Gleichspannungs- bzw. der Wechselspannungsversorgung oder des Potentials der Gegenelektrode des Gleichfeldes ist es möglich, die dielektrische Schicht moduliert bzw. örtlich begrenzt aufzuladen.The advantages of the invention are that ions are generated in a high-frequency alternating electrical field, which to a certain extent form a reservoir of charge carriers from which the charging current is transported to the recording layer with the aid of the electrostatic constant field. It is possible to surround the AC voltage electrode with an insulating body, which is a dielectric that increases the field strength in the area of the DC voltage electrode and at the same time protects the electrode against contamination. The possibility of modulating the direct voltage or alternating voltage supply or the potential of the counter electrode of the direct field makes it possible to charge the dielectric layer in a modulated or locally limited manner.

Das Verfahren und die Vorrichtung können mit Vorteil bei der Herstellung elektrofotografischer Kopien mit Hilfe einer isolierenden Fotoleiterschicht als Aufzeichnungsträger angewandt werden, der aufgeladen, bildmäßig belichtet und mit Toner entwickelt wird, um das auf der Fotoleiterschicht entstandene Ladungsbild zu einem sichtbaren Bild zu machen. Mit Vorteil kann die Erfindung auch bei der elektrofotografischen Herstellung von Reliefbildern genutzt werden, bei der das fotoleitfähige und zugleich thermoplastische Aufzeichnungsmaterial zuerst aufgeladen, dann bildmäßig belichtet und bis zur Ausbildung eines Reliefbildes erwärmt wird. Es ist auch möglich, Toner- bzw. Reliefbilder durch bildmäßige Aufladung einer rein thermoplastischen Aufzeichnungsschicht zu erzeugen.The method and the apparatus can be advantageously used in the production of electrophotographic copies with the aid of an insulating photoconductor layer as a recording medium which is charged, imagewise exposed and developed with toner in order to make the charge image formed on the photoconductor layer into a visible image. The invention can also advantageously be used in the electrophotographic production of relief images, in which the photoconductive and at the same time thermoplastic recording material is first charged, then exposed imagewise and heated until a relief image is formed. It is also possible to generate toner or relief images by imagewise charging a purely thermoplastic recording layer.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zeichnerisch dargestellt sind, näher beschrieben. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,
  • Fig. 2 den Verlauf des Aufladestroms in Abhängigkeit von der an einer im elektrischen Wechselfeld befindlichen Elektrode anliegenden Gleichspannung sowie den Verlauf des Aufladestroms ohne elektrisches Wechselfeld,
  • Fig. 3-5 schematische Schnitt- und Seitenansichten von Elektrodenanordnungen der Vorrichtung.
  • Fig. 6 eine Elektrodenanordnung mit Abschirmung,
  • Fig. 7 eine gegenüber Fig. 1 geringfügig abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung,
  • Fig. 8 den Aufladestrom in Abhängigkeit von der Gleichspannung an der Gleichspannungselektrode bei verschiedenen Abständen von der Gegenelektrode, mit und ohne elektrisches Wechselfeld,
  • Fig. 9 eine spezielle Ausführungsform der Gegenelektrode,
  • Fig. 10 eine gegenüber Fig. 6 abgewandelte, weitere Elektrodenanordnung mit Abschirmung,
  • Fig. 11 eine Schaltungsanordnung einer anderen Ausführungsform, und
  • Fig. 12 eine gegenüber Fig. 11 geringfügig abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.
Exemplary embodiments of the invention which are illustrated in the drawings are described in more detail below. Show it:
  • 1 is a schematic representation of the circuit arrangement of an embodiment of the device according to the invention,
  • 2 shows the course of the charging current as a function of the direct voltage applied to an electrode located in the alternating electrical field and the course of the charging current without an alternating electrical field,
  • Fig. 3-5 schematic sectional and side views of electrode arrangements of the device.
  • 6 shows an electrode arrangement with shielding,
  • 7 shows a slightly modified embodiment of the device compared to FIG. 1,
  • 8 shows the charging current as a function of the direct voltage at the direct voltage electrode at different distances from the counter electrode, with and without an alternating electrical field,
  • 9 shows a special embodiment of the counter electrode,
  • 10 shows a further electrode arrangement with shielding modified from FIG. 6,
  • 11 shows a circuit arrangement of another embodiment, and
  • Fig. 12 shows a slightly modified embodiment of the invention compared to Fig. 11.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 umfaßt einen Gleichspannungsgenerator 1 und einen Wechselspannungsgenerator 2. Der Gleichspannungsgenerator 1 enthält einen Spannungsregler 16, der eine zwischen Null und einem Maximalwert von einigen kV variable Gleichspannung erzeugt. Parallel zu dem Ausgang des Gleichspannunasrealers 16 bzw. des Gleichspannungsgenerators 1 ist ein Glättungskondensator 33 geschaltet. In der Leitung zum heißen Ausgang 11 des Gleichspannungsgenerators 1 liegt ein Schaltelement 11, das einen Anschluß 14 aufweist, über den eine Spannungsmodulation der Gleichspannung erreicht werden kann. Der kalte Ausgang 10 liegt über eine Leitung 3 auf Massepotential. Die Gleichspannung U des Gleichspannungsgenerators 1 ist zwischen 0 und 20 kV einstellbar und wird von dem heißen Ausgang 11 über eine Leitung 4 an eine Elektrode 5 angelegt, die im Abstand zu einer aufzuladenden dielektrischen Schicht 8 angeordnet ist. Diese dielektrische Schicht 8 ist beispielsweise ein fotoleitendes und/oder thermoplastisches Aufzeichnungsmaterial, das auf eine gewünschte Spannung aufgeladen, anschließend bild-oder informationsmäßig belichtet und mit Toner entwickelt - wird. Es können auch Reliefbilder ausgebildet werden, zu deren Herstellung die fotoleitende und zugleich thermoplastische Aufzeichnungsschicht aufgeladen, dann bildmäßig belichtet und zur Ausbildung der Reliefbilder erwärmt wird.1 comprises a DC voltage generator 1 and an AC voltage generator 2. The DC voltage generator 1 contains a voltage regulator 16 which generates a DC voltage which is variable between zero and a maximum value of a few kV. A smoothing capacitor 33 is connected in parallel with the output of the DC voltage reactor 16 or the DC voltage generator 1. In the conduit to the hot output 1 1 of the DC voltage generator 1 is a circuit element 11 having a terminal 14 can be achieved over the voltage modulation of the DC voltage. The cold output 1 0 is connected to ground potential via a line 3. The DC voltage U of the DC voltage generator 1 is adjustable between 0 and 20 kV and is from the hot output 1 1 via a line 4 to a Electrode 5 applied, which is arranged at a distance from a dielectric layer 8 to be charged. This dielectric layer 8 is, for example, a photoconductive and / or thermoplastic recording material which is charged to a desired voltage, then exposed in terms of image or information and developed with toner. Relief images can also be formed, for the production of which the photoconductive and at the same time thermoplastic recording layer is charged, then exposed imagewise and heated to form the relief images.

Der Wechselspannungsgenerator 2 umfaßt einen Spannungsregler 17 und einen Frequenzregler 18, die Bestandteile einer Wechselspannungsquelle 32 sind. Die Wechselspannung des Wechselspannungsgenerators 2 beträgt 1 bis 10 kVeff' bei einer Frequenz zwischen 1 und 100 kHz. Der Spannungsregler 17 dient zur Höheneinstellung der Wechselspannung, während mit dem Frequenzregler 18 die Frequenz der Wechselspannung abgestimmt wird. Der Wechselspannungsgenerator 2 umfaßt des weiteren einen Trenntransformator 19, der die von der Wechselspannungsquelle 32 gelieferte Wechselspannung hochtransformiert und eine erdfreie Kaskadenschaltung der Wechselspannung auf den heißen Anschluß 11 des Gleichspannungsgenerators 1 sicherstellt. Hierzu ist der kalte Ausgang 20 des Wechselspannungsgenerators 2 mit dem heißen Ausgang 11 des Gleichspannungsgenerators 1 verbunden. In die Verbindungsleitung zwischen der Wechselspannungsquelle 32 und dem Trenntransformator 19 ist ein Schaltelement 10 geschaltet, über dessen Anschluß 13 eine Spannung zur Modulation der Wechselspannung eingespeist werden kann. Der heiße Ausgang 21 des Wechselspannungsgenerators 2 ist über eine Leitung 6 mit einer Elektrode 7 in Verbindung, die weiter von der aufzuladenden dielektrischen Schicht 8 entfernt ist als die Gleichspannungselektrode 5. Die Wechselspannung U~des Wechselspannungsgenerators 2 wird über die Leitung 6 der Wechselspannungselektrode 7 zugeführt. Die auf die Spannung U= aufzuladende Schicht 8 liegt auf einer geerdeten Elektrode 9 auf. In die Erdleitung dieser Elektrode 9, die die Gegenelektrode zu der Gleichspannungselektrode 5 ist, ist ein Schaltelement 12 geschaltet, über dessen Anschluß 15 eine Spannung eingespeist werden kann, um das Potential der Elektrode 9 zu verändern.The AC voltage generator 2 comprises a voltage regulator 17 and a frequency regulator 18, which are components of an AC voltage source 32. The alternating voltage of the alternating voltage generator 2 is 1 to 10 kV eff ' at a frequency between 1 and 100 kHz. The voltage regulator 17 is used to adjust the height of the AC voltage, while the frequency regulator 18 is used to tune the frequency of the AC voltage. The AC voltage generator 2 further comprises an isolating transformer 19, which transforms up the AC voltage supplied by the AC voltage source 32 and ensures a floating cascade connection of the AC voltage to the hot terminal 11 of the DC voltage generator 1. For this purpose, the cold output 2 0 of the AC voltage generator 2 is connected to the hot output 1 1 of the DC voltage generator 1. In the connecting line between the AC voltage source 32 and the isolating transformer 19, a switching element 10 is connected, via the connection 13 a voltage for modulating the AC voltage can be fed. The hot output 2 1 of the AC voltage generator 2 is connected via a line 6 to an electrode 7 which is further away from the dielectric layer 8 to be charged than the DC voltage electrode 5. The AC voltage U ~ of the AC voltage generator 2 is via the line 6 of the AC voltage electrode 7 fed. The layer 8 to be charged to the voltage U = lies on an earthed electrode 9. In the ground line of this electrode 9, which is the counter electrode to the DC voltage electrode 5, a switching element 12 is connected, via the connection 15 of which a voltage can be fed in order to change the potential of the electrode 9.

Die Elektrode 5 dient zugleich als Gegenelektrode für die Wechselspannungselektrode 7, da der Ausgang 20 des Wechselspannungsgenerators 2 mit dem Ausgang 11 des Gleichspannungsgenerators 1 zusammengeschaltet und über die Leitung 4 mit der Gleichspannungselektrode 5 in Verbindung steht.The electrode 5 also serves as a counter electrode for the AC voltage electrode 7, since the output 2 0 of the AC voltage generator 2 is connected to the output 1 1 of the DC voltage generator 1 and is connected to the DC voltage electrode 5 via line 4.

Der besondere Aufbau der Vorrichtung ermöglicht eine völlig neue und spezielle Aufladungstechnik. Zwischen der Gleichspannungselektrode 5, die eine Koronaelektrode für die Aufladung ist, und der Wechselspannungselektrode 7 Liegt die Wechselspannung U~an. Die Elektrode 5 besteht beispielsweise aus einem dünnen Koronadraht von 50 bis 300 µm Dicke. Es können jedoch auch andere Aufladungskoronen geeigneter Bauart verwendet werden. Als Wechselspannungsgelektrode 7 wird eine beliebig geformte Elektrode eingesetzt, deren Querschnitt und Oberfläche so gestaltet sind, daß in ihrer unmittelbaren Umgebung keine Ionen erzeugt werden. So kann beispielsweise die Wechselspannungselektrode 7 eine Rundelektrode mit einem Durchmesser von 2 mm sein. Mit Hilfe der Wechselspannungselektrode 7 erfolgt eine Ionisation der Umgebungsatmosphäre der Elektrode 5 und die Größe der Wechselspannung U~wird ausreichend hoch gewählt, damit auch bei maximalem Aufladestrombedarf im Bereich der Elektrode 5 eine ausreichende Anzahl der benötigten Ionen zur Verfügung stehen. Bei starker Ionisation tritt am Umfang der Elektrode 5 ein sichtbares Glimmen auf.The special design of the device enables a completely new and special charging technology. The AC voltage U ~ is present between the DC voltage electrode 5, which is a corona electrode for charging, and the AC voltage electrode 7. The electrode 5 consists, for example, of a thin corona wire with a thickness of 50 to 300 μm. However, other charging cores of a suitable design can also be used. An arbitrarily shaped electrode is used as the AC voltage electrode 7, the cross section and surface of which are designed in this way are that no ions are generated in their immediate vicinity. For example, the AC voltage electrode 7 can be a round electrode with a diameter of 2 mm. With the aid of the AC voltage electrode 7, the ambient atmosphere of the electrode 5 is ionized and the size of the AC voltage U ~ is chosen to be sufficiently high that a sufficient number of the required ions are available in the area of the electrode 5 even when the charging current is at a maximum. With strong ionization, a visible glow occurs on the circumference of the electrode 5.

Wird die Elektrode 5 mit der Gleichspannung U beaufschlagt, so wird je nach Wahl der Polarität der Gleichspannung U entweder ein positiver oder ein negativer Aufladestrom auf die Schicht 8 geleitet. Hierbei besteht über einen weiten Arbeitsbereich ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen dem Aufladestrom I (µA) und der an der Elektrode 5 anliegenden Gleichspannung U= (kV), wie aus Fig. 2, Kurve a, ersichtlich ist. Diese ausgeprägte Linearität zwischen Aufladestrom und vorgegebener Gleichspannung ermöglicht eine reproduzierbare Aufladung der Schicht 8 auf die jeweilige vorbestimmte Gleichspannung. Der Aufladestrom I beginnt im unteren Strombereich bereits bei Gleichspannungen von wenigen Volt, eventuell bei einer Spannung kleiner als 1 Volt. Hierzu muß die Wechselspannung äußerst symmetrisch zum gemeinsamen Erdpotential verlaufen, da Verzerrungen des die Ionen erzeugenden Wechselfeldes Veränderungen der vorgegebenen Aufladungshöhe hervorrufen würden. Zum Erzielen einer extrem genauen Aufladungshöhe ist außerdem ein stabiler, gut angepaßter mechanischer Aufbau der Aufladungsvorrichtung erforderlich. Störende Fremdfelder müssen ferngehalten oder erforderlichenfalls durch Zuschalten eines geeigneten Kompensationspotentials ausgeglichen werden.If the electrode 5 is supplied with the DC voltage U, then either a positive or a negative charging current is conducted onto the layer 8, depending on the polarity of the DC voltage U. There is an almost linear relationship between the charging current I (μA) and the direct voltage U = (kV) applied to the electrode 5 over a wide working range, as can be seen from FIG. 2, curve a. This pronounced linearity between the charging current and the predetermined DC voltage enables the layer 8 to be reproducibly charged to the respective predetermined DC voltage. The charging current I begins in the lower current range with direct voltages of a few volts, possibly at a voltage less than 1 volt. For this purpose, the alternating voltage must run extremely symmetrically to the common earth potential, since distortions of the alternating field producing the ions would cause changes in the predetermined charge level. To achieve an extremely precise charge level, a stable, well-adapted mecha is also required African structure of the charging device required. Interfering external fields must be kept away or, if necessary, compensated for by switching on a suitable compensation potential.

Die Kurve b in Fig. 2 zeigt den Aufladestrom in Abhängigkeit der Gleichspannung einer bekannten Aufladungskorona gleicher Größe, die ohne elektrisches Wechselfeld arbeitet. Aus Kurve b ist ersichtlich, daß die Aufladung erst bei einer Gleichspannung größer als 8 kV beginnt und sich sehr schnell asymptotisch der Durchschlagsspannung für die aufzuladende Schicht nähert, die beispielsweise um 9 kV herum beträgt. Der Aufladestrom I nach Kurve b, der sich für eine Spannung dicht unterhalb der Durchschlagspannung ergibt, kann nach Kurve a mit wesentlich kleinerer Gleichspannung erreicht werden, die etwa um die Koronaeinstzspannung geringer ist. Diese verringerte Gleichspannung beträgt, wie aus Fig. 2, Kurve a entnommen werden kann, etwa 2,2 kV. Diese um die Koronaeinsatzspannung reduzierte Gleichspannung, in Verbindung mit der von der Koronaentladung getrennten Ionenerzeugung mit Hilfe des hochfrequenten elektrischen Wechselfeldes reduziert die Zahl der Durchschläge der Schicht 8 erheblich. Wird nach der Erfindung die Gleichspannungselektrode 5 als Koronaelektrode mit der gleichen Spannung wie herkömmliche Koronaeinrichtungen betrieben, so kann ein wesentlich größerer Aufladestron als bei den bekannten Korcnaeinrichtungen erzielt werden.Curve b in FIG. 2 shows the charging current as a function of the DC voltage of a known charging corona of the same size, which works without an alternating electrical field. It can be seen from curve b that charging only begins at a DC voltage greater than 8 kV and very quickly approaches the breakdown voltage for the layer to be charged, which is around 9 kV, for example, asymptotically. The charging current I according to curve b, which results for a voltage just below the breakdown voltage, can be achieved according to curve a with a much lower DC voltage, which is approximately lower by the corona voltage. This reduced DC voltage, as can be seen from FIG. 2, curve a, is approximately 2.2 kV. This DC voltage, which is reduced by the corona threshold voltage, in conjunction with the generation of ions separated from the corona discharge by means of the high-frequency electrical alternating field, considerably reduces the number of breakdowns of the layer 8. If, according to the invention, the DC voltage electrode 5 is operated as a corona electrode with the same voltage as conventional corona devices, a much larger charging current can be achieved than with the known Korcna devices.

Die Elektroden 5 und 7 sind zweckmäßigerweise in Elektrodenanordnungen zusammengefaßt, von denen einige in den Figuren 3 - 5 schematisch dargestellt sind.The electrodes 5 and 7 are expediently in electrical the arrangements summarized, some of which are shown schematically in Figures 3-5.

Die Elektrodenanordnung in Fig. 3 umfaßt einen dicken Draht als Wechselspannungselektrode 7 und einen dünnen Draht als Gleichspannungselektrode 5, die durch zwei Isolierstücke 20 gespannt und in ihrer Lage zueinander und zur aufzuladenden Schicht 8 bzw. zur Gegenelektrode 9 fixiert werden. Für die Elektrode 7 wird beispielsweise ein Draht aus Kupfer oder aus einem anderen Metall mit 1 bis mehreren Millimetern Durchmesser verwendet. Anstelle eines Drahtes kann auch ein anderes Profil aus Metall verwendet werden. Für die Elektrode 5 wird bevorzugt ein Wolfram- oder Stahldraht von etwa 10 bis zu einigen 100 µm Dicke gewählt.The electrode arrangement in FIG. 3 comprises a thick wire as an AC voltage electrode 7 and a thin wire as a DC voltage electrode 5, which are tensioned by two insulating pieces 20 and fixed in their position relative to one another and to the layer 8 to be charged or to the counter electrode 9. For example, a wire made of copper or another metal with a diameter of 1 to several millimeters is used for the electrode 7. Instead of a wire, another profile made of metal can also be used. A tungsten or steel wire of approximately 10 to a few 100 μm thick is preferably selected for the electrode 5.

Ein Abstand 21 zwischen der Elektrode 5 und der aufzuladenden Schicht 8 und ein Abstand 22 zwischen den beiden Elektroden 5 und 7 betragen 1 bis etwa 20 mm. Bei der in Fig. 4 dargestellten Elektrodenanordnung ist die Wechselspannungselektrode 7 von einem Isolierkörper 23 umschlossen. Hierzu kann beispielsweise die Elektrode 7 in ein Glasrohr eingeschmolzen oder eingeschoben sein. Dadurch wird erstens eine bessere Isolation zwischen der Elektrode 7 und der Gleichspannungselektrode 5 erreicht und zweitens bei gleichgroßer Wechselspannung wie bei der Elektrodenanordnung nach Fig. 3 eine höhere Feldstärke im Luftraum zwischen der Elektrode 5 und dem Isolierkörper 23 erhalten. Dies ergibt sich durch die hohe Dielektrizitätskonstante von etwa "5" für Glas im Vergleich zu Luft, da bekannterweise die Einzelfeldstärken den Dielektrizitätskonstanten verschiedener Materialien umgekehrt proportional sind.A distance 21 between the electrode 5 and the layer 8 to be charged and a distance 22 between the two electrodes 5 and 7 are 1 to about 20 mm. In the electrode arrangement shown in FIG. 4, the AC voltage electrode 7 is enclosed by an insulating body 23. For this purpose, for example, the electrode 7 can be melted or pushed into a glass tube. This firstly results in better insulation between the electrode 7 and the direct voltage electrode 5 and secondly gives a higher field strength in the air space between the electrode 5 and the insulating body 23 when the alternating voltage is the same as in the electrode arrangement according to FIG. 3. This results from the high dielectric constant of about "5" for glass compared to Air, since it is known that the individual field strengths are inversely proportional to the dielectric constants of different materials.

Die frei eingespannte Elektrode 5 aus dünnem Draht neigt leicht zu mechanischen Schwingungen, besonders dann, wenn große Spannlängen vorliegen. Die Schwingneigung kann zum Teil durch entsprechend große Spannkräfte auf die Elektrode 5 unterdrückt werden. Günstiger läßt sich das Problem der Schwingneigung der Elektrode 5 mit der Elektrodenanordnung gemäß Fig. 5 lösen, bei der die Elektrode 5 in direkter Berührung mit der Oberfläche des Isolierkörpers 23 geführt ist. Hierzu kann die Elektrode 5 in einfacher Weise auf der Oberfläche des Isolierkörpers 23 aufgespannt oder in die Oberfläche desselben eingeschmolzen sein. Des weiteren kann die Elektrode 5 galvanisch oder durch Einbrennen auf den Isolierkörper 23 aufgebracht werden. Eine derartige Elektrodenanordnung mit auf dem Isolierkörper 23 fixierter Elektrode 5 eignet sich insbesondere für langgestreckte Koronen bis zu einer Länge von 1 m und darüber hinaus, die beispielsweise in elektrofotografischen Kopiergeräten zur Herstellung von Kopien von großflächigen Vorlagen wie technischen Zeichnungen eingesetzt werden.The freely clamped electrode 5 made of thin wire has a slight tendency to mechanical vibrations, especially when there are large span lengths. The tendency to oscillate can be suppressed in part by correspondingly large clamping forces on the electrode 5. The problem of the tendency of the electrode 5 to oscillate can be solved more favorably with the electrode arrangement according to FIG. 5, in which the electrode 5 is guided in direct contact with the surface of the insulating body 23. For this purpose, the electrode 5 can easily be clamped on the surface of the insulating body 23 or melted into the surface of the same. Furthermore, the electrode 5 can be applied to the insulating body 23 galvanically or by baking. Such an electrode arrangement with an electrode 5 fixed on the insulating body 23 is particularly suitable for elongated coronas up to a length of 1 m and beyond, which are used, for example, in electrophotographic copiers for producing copies of large-area originals such as technical drawings.

Die zuvor beschriebenen Elektrodenanordnungen ermöglichen, wie sehen erwähnt, auch sehr niedrige Aufladungen der Schicht 8 mit einer Spannung von 1 Volt und darunter, so daß dadurch eine weitgehende Neutralisation von unerwünschten Oberflächen- bzw. Restladungen auf elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien möglich ist. Beispielsweise werden in-Ionisationskammern eingestrahlte Röntgenintensitätsmuster in entsprechende Ladungsmuster auf isolierenden Schichten überführt, die nach der Entwicklung mit Toner sichtbare Bilder der Röntgenintensitätsverteilung ergeben. Dabei kann es vor der Einstrahlung der Röntgenintensitätsmuster erforderlich sein, Oberflächenladungen auf den isolierenden Schichten, die beispielsweise durch triboelektrischen Kontakt mit anderen Schichten entstehen, zu neutralisieren, damit diese sich nicht in unerwünschter Weise-den Ladungsmustern überlagern können. Die Neutralisation erfolgt zum Beispiel derart, daß die Gleichspannungselektrode 5 auf Erdpotential geschaltet und die Wechselspannungselektrode 7 eine so hohe wechselspannung empfängt, daß die Restladung beim Vorbeiziehen der Schicht 8 unter der Elektrode 5 verschwindend klein wird. Hierzu muß unter Umständen eine spezielle Elektrodeneinstellung und Symmetrierung der Wechselspannung vorgenommen und elektrostatische Fremdfelder ferngehalten oder kompensiert werden.The electrode arrangements described above also enable, as mentioned, very low charges of the layer 8 with a voltage of 1 volt and below, so that an extensive neutralization of undesired surface or residual charges on electrophotographic recording materials is possible. For example X-ray intensity patterns irradiated in ionization chambers are converted into corresponding charge patterns on insulating layers which, after development with toner, give visible images of the X-ray intensity distribution. Before the X-ray intensity pattern is irradiated, it may be necessary to neutralize surface charges on the insulating layers, which arise, for example, from triboelectric contact with other layers, so that they cannot undesirably overlap the charge patterns. The neutralization takes place, for example, in such a way that the DC voltage electrode 5 is switched to earth potential and the AC voltage electrode 7 receives such a high AC voltage that the residual charge when the layer 8 passes under the electrode 5 becomes negligibly small. For this purpose, a special electrode setting and balancing of the AC voltage may have to be carried out and electrostatic external fields must be kept away or compensated for.

Wie schon erwähnt wurde, besteht bei der Vorrichtung nach Fig. 1 die Möglichkeit von modulierten Aufladungen, für die ein vielseitiger Bedarf vorhanden ist. So ist es allgemein bekannt, daß bei der Entwicklung von Ladungsbildern mit großen Vollflächen eine bevorzugte Tonerabscheidung an den Bildrändern stattfindet, wodurch sogenannte Kantenbilder entstehen, falls keine besonderen Maßnahmen wie das Vorsehen zusätzlicher Entwicklungselektroden getroffen werden. Eine andere Möglichkeit zum Erzielen einer vollflächigen Toner abscheidung und zur Verbesserung der Halbtonwiedergabe besteht in der Rasterung des Ladungsbildes. Hierbei wird im allgemeinen zuerst homogen aufgeladen und dann rasterförmig belichtet. Es ist auch möglich, die Rasterung mit guter Qualität als stetiger Raster, beispielsweise mit einer sinusförmigen Ladungsverteilung, oder als durchmodulierter Raster, beispielsweise mit einer rechtecksförmigen Ladungsverteilung, zusammen mit der Aufladung in einem Verfahrensschritt aufzubringen. Hierzu reicht eine Rasterung bis zu 20 Linien/mm, vorzugsweise 5 bis 10 Linien/mm für die Anforderungen an qualitativ einwandfreie Bürokopien völlig aus.As already mentioned, in the device according to FIG. 1 there is the possibility of modulated charges, for which there is a versatile need. Thus, it is generally known that when developing charge images with large solid areas, a preferred toner deposition takes place at the edges of the image, which results in so-called edge images if no special measures such as the provision of additional development electrodes are taken. Another way to achieve full toner deposition and improve half sound reproduction consists in the rasterization of the charge image. In this case, charging is generally carried out homogeneously first and then exposed in a grid pattern. It is also possible to apply the screening with good quality as a continuous screen, for example with a sinusoidal charge distribution, or as a modulated screen, for example with a rectangular charge distribution, together with the charging in one process step. A grid of up to 20 lines / mm, preferably 5 to 10 lines / mm, is completely sufficient for the requirements of qualitatively perfect office copies.

Auch für die Halbtondarstellung von Reliefbildern durch Schlierenprojektion müssen die den Reliefbildern zugrundeliegenden Ladungsbilder gerastert werden. Ebenso sind Rasterungen bis zu 10 Linien/mm bei der Anwendung der elektrostatischen Reliefbildtechnik erforderlich, bei der die schnelle Entwicklung durch Verformung ohne Zuführung von zusätzlichem Entwickler für Röntgenbildaufzeichnungen auf isolierenden verformbaren Schichten in Ionisationskammern oder auf geeigneten Fotoleiterschichten, beispielsweise Selenlegierungen, genutzt wird.The charge images on which the relief images are based must also be rasterized for the halftone representation of relief images by Schlieren projection. Screenings of up to 10 lines / mm are also required when using electrostatic relief imaging technology, in which the rapid development by deformation without the addition of additional developer is used for X-ray image recordings on insulating deformable layers in ionization chambers or on suitable photoconductor layers, for example selenium alloys.

Die Elektrodenanordnung der Vorrichtung eignet sich aufgrund der ausgeprägten Linearität zwischen Ladestrom und Gleichspannung auch sehr gut für elektrostatische Kopierer, wie Computer-Ausdrucker und Telekopierer. In diesen Anwendunqsfällen wird die zeilenweise zerlegte Information als entsprechendes elektrisches Signal sequentiell dem Kopierer zugeführt, der auf einem dielektrischen Aufzeichnungsträger zeilenweise, im allgemeinen mit Hilfe einer Elektrodenmatrix aus einzeln ansteuerbaren Einzelelektroden, ein entsprechendes Ladungsmuster auf die isolierende Schicht aufbringt. Das Ladungsmuster wird mit Toner sichtbar gemacht oder erzeugt auf einer durch Wärme verformten Schicht ein Reliefbild. Dabei ermöglicht die ausgeprägte Linearität zwischen Aufladestrom und Signalspannung, die hierbei die Gleichspannung ersetzt, eine der jeweiligen Signalspannung proportionale lokale Flächenladung auf den Aufzeichnungsträger. Entsprechend der Flächenladung wird Toner abgeschieden oder die Reliefbildtiefe moduliert, so daß eine gute Halbtonwiedergabe gewährleistet ist. Wegen des großen linearen Aussteuerbereichs der Elektrodenanordnung können die Halbtöne in kleinen Abstufungen wiedergegeben werden.The electrode arrangement of the device is due to the pronounced linearity between load current and DC voltage also very g ut electrostatic copiers, such as computer Ausdrucker and fax machine. In these Anwendunqsfällen the line-decomposed information is supplied as an electrical signal corresponding to the sequentially opierer K, the dielectric on a Aufzeich Apply a corresponding charge pattern to the insulating layer line by line, generally with the aid of an electrode matrix composed of individually controllable individual electrodes. The charge pattern is made visible with toner or creates a relief image on a thermally deformed layer. The pronounced linearity between the charging current and the signal voltage, which replaces the DC voltage, enables a local surface charge on the recording medium which is proportional to the respective signal voltage. Depending on the surface charge, toner is deposited or the depth of the relief image is modulated, so that good halftone reproduction is ensured. Because of the large linear modulation range of the electrode arrangement, the halftones can be reproduced in small increments.

Für periodische, rasterförmige Modulationen zur Erzeugung von rechtecksförmigen Ladungsverteilungen auf der isolierenden Schicht wird beispielsweise die Wechselspannung des Wechselspannungsgenerators 2 der Vorrichtung nach Fig. 1 über das Schaltelement 10 moduliert. Hierzu werden über den Anschluß 13 Impulse auf das Schaltelement 10 gegeben, z.B. ein elektromechanisches Relais, welches geöffnet und geschlossen wird. Nur im geschlossenen Zustand des Schaltelements 10 werden zwischen den Elektroden 5 und 7 Ionen erzeugt. Die verwendeten Relais können beispielsweise mit 200 Hz betrieben werden. Anstelle von elektromechanischen Relais können auch elektronische Schalter als Schaltelement 10 verwendet werden, die Schaltfrequenzen von 100 kH2 und darüber hinaus zulassen.For periodic, grid-shaped modulations for generating rectangular charge distributions on the insulating layer, for example the AC voltage of the AC voltage generator 2 of the device according to FIG. 1 is modulated via the switching element 10. For this purpose, pulses are given to the switching element 10 via the connection 13, for example an electromechanical relay which is opened and closed. Ions are only generated between the electrodes 5 and 7 when the switching element 10 is closed. The relays used can be operated at 200 Hz, for example. Instead of electromechanical relays, electronic switches can also be used as switching element 10, which allow switching frequencies of 100 kH2 and beyond.

Bei einer Schaltfrequenz von 500 Hz können auf einem mit einer Geschwindigkeit von 10 cm/s bewegten Aufzeichnungsträger beispielsweise gerasterte Ladungsmuster aufgebracht werden, die eine Rasterung von 5 Linien/mm aufweisen.At a switching frequency of 500 Hz, for example, screened charge patterns can be applied to a record carrier moving at a speed of 10 cm / s, which have a screen of 5 lines / mm.

Für die modulierte Aufladung werden bevorzugt abgeschirmte Elektrodenanordnungen verwendet, wie sie in den Fig. 6 und 10 dargestellt sind.Shielded electrode arrangements, as shown in FIGS. 6 and 10, are preferably used for the modulated charging.

Bei der Anordnung nach Fig. 6 befinden sich die Gleichspannungselektrode 5 und die Wechselspannungselektrode 7 mit dem Isolationskörper 23 in einem offenen Abschirmgehäuse 24 aus elektrisch isolierendem Material. Das Abschirmgehäuse 24 weist einen Spalt 25 auf, an dessen Kante die Elektrode 5 liegt und unter dem die Schicht 8 vorbeibewegt wird. Die Spaltbreite beträgt etwa 1 mm und der Abstand der Elektrode 5 zur Schicht 8 liegt zwischen 5 und 15 mm. Die im Inneren des Abschirmgehäuses 24 erzeugten Ionen treten durch den Spalt aus und treffen auf die Schicht 8 auf. Das Abschirmgehäuse 24 schirmt die lichtempfindliche Schicht 8 weitgehend gegen ein Koronaleuchten der Elektrode 5 ab und ermöglicht die Erzeugung der Ionen und die Aufladung innerhalb einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise aus Stickstoff, der in das Abschirmgehäuse 24 eingeleitet wird und durch den Spalt 25 wieder austritt. Bei der Füllung mit reinem Stickstoff mit einem Reinheitsgrad von 99 oder besser wird bei sonst unveränderten Einstellungen der Elektroden der Aufladestrom vergrößert. Darüber hinaus wird durch einen geringen Überdruck im Koronabereich die Gleichspannungselektrode 5, die als Koronaelektrode arbeitet, vor Verunreinigungen geschützt.In the arrangement according to FIG. 6, the DC voltage electrode 5 and the AC voltage electrode 7 with the insulation body 23 are located in an open shielding housing 24 made of electrically insulating material. The shielding housing 24 has a gap 25, on the edge of which the electrode 5 lies and under which the layer 8 is moved past. The gap width is approximately 1 mm and the distance between the electrode 5 and the layer 8 is between 5 and 15 mm. The ions generated in the interior of the shielding housing 24 emerge through the gap and strike the layer 8. The shielding housing 24 shields the light-sensitive layer 8 to a large extent against a coronal glow of the electrode 5 and enables the generation of ions and charging within a protective gas atmosphere, for example of nitrogen, which is introduced into the shielding housing 24 and exits through the gap 25. When filling with pure nitrogen with a degree of purity of 99 or better, the charging current is increased with otherwise unchanged settings of the electrodes. In addition, a slight overpressure in the corona hub rich the DC voltage electrode 5, which works as a corona electrode, protected from contamination.

Weitere Modulationsmöglichkeiten bestehen über das Schaltelement 11 im Gleichspannungsgenerator 1 und das Schaltelement 12 in der Erdleitung der Gegenelektrode 9. Diese Schaltelemente 11,12 können elektromechanische Relais oder elektronische Schalter sein und werden über die Anschlüsse 14 bzw. 15 angesteuert. Beim Öffnen der Schaltelemente 11 und 12 werden die bestehenden Kontakte unterbrochen und es können zeitlich wie amplitudenmäßig variable Signale eingegeben werden. Die Modulation kann auch in der Weise vorgenommen werden, daß die Schaltelemente 10, 11, 12 so angesteuert werden, daß die bestehenden Kontakte nicht unterbrochen werden sondern nur das Wechsel- bzw. Gleichfeld während der Modulationsphase abgeschwächt wird.There are further modulation options via the switching element 11 in the DC voltage generator 1 and the switching element 12 in the ground line of the counterelectrode 9. These switching elements 11, 12 can be electromechanical relays or electronic switches and are controlled via the connections 14 and 15, respectively. When switching elements 11 and 12 are opened, the existing contacts are interrupted and signals that are variable in terms of time and amplitude can be entered. The modulation can also be carried out in such a way that the switching elements 10, 11, 12 are controlled so that the existing contacts are not interrupted but only the alternating or constant field is weakened during the modulation phase.

Gut zu übersehende Schaltungsverhältnisse werden bei einer Modulation des Potentials der Gegenelektrode 9 durch Ansteuerung des Schaltelements 12 über den Anschluß 15 erhalten. Das Schaltelement 12 eignet sich insbesondere für die Ansteuerung durch sich stark ändernde Signale. Bei zusammengesetzten Signalen, wie sie bei Computer ausdrucken oder Telekopierern auftreten, wird dann die Elektrode 9 in eine Anzahl von einzeln ansteuerbaren Elektrodenabschnitten quer über die Aufzeichnungsbreite zerlegt, über die die isolierende Aufzeichnungsschicht, beispielsweise ein homogenes dielektrisches Papier oder eine Folie, geführt wird. Die über das Schaltelement 12 eingespeiste Information kann im Bedarfsfall zusätzlich über das periodisch erregte Schaltelcment 10 gerastert werden.Circuit relationships that are easy to miss are obtained when the potential of the counterelectrode 9 is modulated by driving the switching element 12 via the connection 15. The switching element 12 is particularly suitable for actuation by means of strongly changing signals. In the case of composite signals, such as those printed out on computers or facsimiles, the electrode 9 is then broken down into a number of individually controllable electrode sections across the recording width, over which the insulating recording layer, for example a homogeneous dielectric paper or a film, is guided. The information fed in via the switching element 12 can additionally be scanned via the periodically excited switching element 10 if necessary.

Die in Fig. 7 gezeigte Anordnung stimmt im Schaltungsaufbau zum größten Teil mit der Vorrichtung nach Fig. 1 überein, mit den Unterschieden, daß keine Schaltelemente vorhanden sind und daß die Gegenelektrode 9 aus Aluminium über einen Gleichstrommesser 26 mit Massepotential verbunden ist. Diese Anordnung diente zur Aufnahme der in Fig. 8 dargestellten Kurven a-d und a'-d'.The arrangement shown in FIG. 7 largely corresponds to the device according to FIG. 1 in the circuit structure, with the differences that there are no switching elements and that the aluminum counter electrode 9 is connected to ground potential via a direct current meter 26. This arrangement served to accommodate the curves a-d and a'-d 'shown in FIG. 8.

Fig. 8 zeigt den linearen Zusammenhang zwischen dem Aufladestrom I (/UA) und der Gleichspannung U = (kV) von Kurven a, b, c, d für unterschiedliche Abstände zwischen der Gleichspannungselektrode 5 und der Gegenelektrode 9. Zu Vergleichszwecken sind die entsprechenden Kurven a', b', c', d' für die gleichen unterschiedlichen Abstände zwischen der Gleichspannungselektrode und der Gegenelektrode eingezeichnet, wobei jedoch die Elektrodenanordnung nur mit Gleichspannung betrieben wird, d.h. kein elektrisches Wechselfeld vorhanden ist. Die Endpunkte der einzelnen Kurven a - d und a' - d' geben die Aufladestromstärken kurz vor dem Auftreten von Spannungsdurchschlägen der aufzuladenden Schicht wieder. Aus den Kurven der Fig. 8 ist zu ersehen, daß bei etwa gleichen Durchschlagsspannungen für eine Aufladung der Schicht mit Gleichspannung, unterstützt durch ein elektrisches Wechselfeld, und mit Gleichspannung allein, ohne elektrisches Wechselfeld, im ersteren Fall die erzielbaren Aufladestromstärken wesentlich über denjenigen des zweiten Falls liegen.Fig. 8 shows the linear relationship between the charging current I ( / U A) and the DC voltage U = (kV) of curves a, b, c, d for different distances between the DC voltage electrode 5 and the counter electrode 9. For comparison purposes, the corresponding Curves a ', b', c ', d' are drawn for the same different distances between the DC voltage electrode and the counter electrode, but the electrode arrangement is only operated with DC voltage, ie there is no alternating electrical field. The end points of the individual curves a - d and a '- d' represent the charging currents shortly before voltage breakdowns occur in the layer to be charged. From the curves of Fig. 8 it can be seen that at approximately the same breakdown voltages for charging the layer with direct voltage, supported by an alternating electrical field, and with direct voltage alone, without an alternating electrical field, the achievable charging currents in the former case are substantially greater than those of the second If lie.

Fig. 9 zeigt eine metallische Gegenelektrode 9, beispielsweise eine Kupferschicht, in die auf einer Seite fotomechanisch Rasterlinien geätzt sind. Diese Gegenelektrode 9 ist mit einer isolierenden Aufzeichnungsschicht 8 beschichtet. Die Rasterlinien der Gegenelektrode 9 sind mit einem Mittelabgriff 27 eines Potentiometers 28 verbunden, wobei der Mittelabgriff während der Vorbeibewegung der Gegenelektrode 9 unter der Gleichspannungselektrode über das einseitig geerdete Potentiometer 28 bewegt wird, an dem eine Spannung U anliegt. Auf diese Weise kann während der Aufzeichnung an der Gegenelektrode 9 ein Spannungsabfall von beispielsweise U = -300 V bis 0 V erzeugt werden, wodurch eine Modulation der Aufzeichnung durch diese Veränderung des Potentials an der Gegenelektrode 9 erhalten wird.9 shows a metallic counterelectrode 9, for example a copper layer, into which raster lines are etched photomechanically on one side. This counter electrode 9 is coated with an insulating recording layer 8. The grid lines of the counter electrode 9 are connected to a center tap 27 of a potentiometer 28, the center tap being moved under the DC voltage electrode over the one-side grounded potentiometer 28, to which a voltage U is applied, while the counter electrode 9 is moving past. In this way, a voltage drop of, for example, U = -300 V to 0 V can be generated at the counter electrode 9 during the recording, as a result of which a modulation of the recording is obtained as a result of this change in the potential at the counter electrode 9.

Fig. 10 zeigt eine weitere Elektrodenanordnung, die ein Abschirmgehäuse 24 umgibt. Die Gleichspannungselektrode 5 besteht aus einer Anzahl von einzelnen Metalldrähten, die in Abständen zueinander und gegeneinander isoliert zwischen zwei facettenartig handgeschliffenen Glasplatten 30 eingekittet sind. Die Drahtspitzen ebenso wie die Drahtenden stehen am vorderen bzw. hinteren Ende der Glasplatten 30 vor. Die Drahtenden weisen Anschlüsse 31 zum Anlegen der Gleichspannung auf. Die Oberfläche der Gegenelektrode 9 ist leicht gekrümmt, so daß ein dielektrisches Papier aus einer isolierenden Deckschicht 8 und einem leitfähigen Papierträger 29 im Bereich der Gegenelektrode 9 seine Bewegungsrichtung entsprechend der Krümmung der Gegenelektrode 9 ändert. Entsprechend der Anzahl der Elektrodendrähte 5a, 5b, 5c, ... gibt es genauso viele Anschlüsse 31a, 31b, 31c, ... an den Drahtenden der Gleichspannungselektroden.10 shows a further electrode arrangement which surrounds a shielding housing 24. The DC voltage electrode 5 consists of a number of individual metal wires which are cemented at intervals from one another and isolated from one another between two facet-like hand-ground glass plates 30. The wire tips as well as the wire ends protrude at the front and rear ends of the glass plates 30. The wire ends have connections 31 for applying the DC voltage. The surface of the counter electrode 9 is slightly curved, so that a dielectric paper composed of an insulating cover layer 8 and a conductive paper carrier 29 changes its direction of movement in the region of the counter electrode 9 in accordance with the curvature of the counter electrode 9. Corresponding to the number of electrode wires 5a, 5b, 5c, ... there are just as many connections 31a, 31b, 31c, ... at the wire ends of the DC electrodes.

Fig. 11 zeigt schematisch den Schaltungsaufbau der Vorrichtung, mit der die Elektrodenanordnung nach Fig. 10 beispielsweise betrieben werden kann. Die Gleichspannungs- elektrode 5 besteht, wie schon erwähnt wurde, aus einzeln ansteuerbaren Elektroden 5a, 5b, 5c, ..., die über eine entsprechende Anzahl von Schaltelementen lla, llb, llc, ... mit Anschlüssen 14a, 14b, 14c ... spannungsmäßig angesteuert werden. Die Schaltelemente lla, llb, llc, ... sind mit den Anschlüssen 31a, 31b, 31c, ... der einzelnen Elektroden 5a, 5b, 5c, ... verbunden. Im übrigen entspricht der Schaltungsaufbau demjenigen nach Fig. l.FIG. 11 schematically shows the circuit structure of the device with which the electrode arrangement according to FIG. 10 can be operated, for example. The DC voltage electrode 5, as already mentioned, consists of individually controllable electrodes 5a, 5b, 5c, ..., which have a corresponding number of switching elements 11a, 11b, 11c, ... with connections 14a, 14b, 14c. .. be controlled in terms of voltage. The switching elements 11a, 11b, 11c, ... are connected to the connections 31a, 31b, 31c, ... of the individual electrodes 5a, 5b, 5c, .... Otherwise, the circuit structure corresponds to that according to FIG.

In Fig. 12 ist eine Schaltungsanordnung der Vorrichtung dargestellt, bei der jede der Elektroden 5, 7 und 9 aus mehreren, voneinander isolierten Einzelelektroden 5a, 5b, ...; 7a, 7b, ...; 9a, 9b, ... besteht. Die Einzelelektroden 5a, 5b, ... der Gleichspannungselektrode 5 und die Einzelelektroden 7a, 7b, ... der Wechselspannungselektrode 7 stehen mit Schaltelementen lla, llb, ... bzw. lOa, lOb, ... in Verbindung, die über entsprechende Anschlüsse 14a, 14b, ... bzw. 13a, 13b, ... mit Spannungen zur abschnittsweisen Modulation der Spannung jeder Einzelelektrode beaufschlagbar sind. Die an die Einzelelektroden angelegten Spannungen zur Modulation können unterschiedlich groß sein. Die übrigen Teile der Fig. 12 entsprechen denjenigen der Fig. 11 und 1. Es handelt sich hierbei um den Wechselspannungsgenerator 2 mit der Wechselspannungsquelle 32, der den Spannungsregler 17 und den Frequenzregler 18 umfaßt, und um den Trenntransformator 19.FIG. 12 shows a circuit arrangement of the device in which each of the electrodes 5, 7 and 9 consists of a plurality of individual electrodes 5a, 5b,... 7a, 7b, ...; 9a, 9b, ... exists. The individual electrodes 5a, 5b, ... of the direct voltage electrode 5 and the individual electrodes 7a, 7b, ... of the alternating voltage electrode 7 are connected to switching elements 11a, 11b, ... or 10a, 10b, ... which are connected via corresponding Connections 14a, 14b, ... or 13a, 13b, ... with voltages for modulating the voltage of each individual electrode in sections. The voltages applied to the individual electrodes for modulation can be of different sizes. The other parts of FIG. 12 correspond to those of FIGS. 11 and 1. This is the AC voltage generator 2 with the AC voltage source 32, which comprises the voltage regulator 17 and the frequency regulator 18, and the isolating transformer 19.

Parallel zu den Ausgängen des Gleichsnannungsreglers 16 bzw. des Gleichspannungsgenerators 1 liegt der Glättungskondensator 33.The smoothing capacitor 33 is located parallel to the outputs of the DC voltage regulator 16 and the DC voltage generator 1.

Die von der Vorrichtung nach Fig. 1 her bekannten Schaltelemente 10, 11, 12 sind durch die zuvor erwähnten Schaltelemente 10a, lOb, ...; 11a, 11b, ... und 12a, 12b, .. ersetzt, die mit den entsprechenden Einzelelektroden der Wechselspannungs-, Gleichspannungs- und Gegenelektrode verbunden sind. Die Schaltelemente 10a, lOb, ...; 12a, 12b,... sind analog zu den Schaltelementen 11a, llb, ... aufgebaut, d.h. sie können zwischen zwei Stellungen hin und her schalten, je nachdem, ob eine Modulationsspannung bzw. ein Modulationssignal eingespeist wird oder nicht.The switching elements 10, 11, 12 known from the device according to FIG. 1 are characterized by the aforementioned switching elements 10a, 10b, ...; 11a, 11b, ... and 1 2 a, 12b, .. replaced, which are connected to the corresponding individual electrodes of the AC voltage, DC voltage and counterelectrode. The switching elements 10a, 10b, ...; 12a, 12b, ... are constructed analogously to the switching elements 11a, 11b, ..., ie they can switch back and forth between two positions, depending on whether a modulation voltage or a modulation signal is fed in or not.

In den folgenden Beispielen sind Betriebsdaten und Parameter der Vorrichtung angegeben.In the following examples, operating data and parameters of the device are given.

Beispiel 1example 1

Eine Elektrodenanordnung nach Fig. 4 wurde in einer Vcrrichtung nach Fig. 7 eingesetzt. Im Abstand von 4 mm unterhalb der Gleichspannungselektrode 5 wurde die plattenförmige Gegenelektrode 9 aus Aluminium angeordnet, die über den Gleichstrommesser 26 mit Erdpotential verbunden war. Weitere Daten waren:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8 mm dicker Kupferdraht Gleichspannungselektrode 5: 50 µm dicker Wolframdraht Isolationskörper 23: 5 mm dickes Polytetrafluoräthylen Länge der Gleichspannungselektrode 5: 40 cm Wechselspannung: 5 kVeff /30 kHz.
An electrode arrangement according to FIG. 4 was used in a device according to FIG. 7. At a distance of 4 mm below the DC voltage electrode 5, the plate-shaped counter-electrode 9 made of aluminum was arranged, which was connected to earth potential via the DC current meter 26. Other dates were:
  • AC voltage electrode 7: 1.8 mm thick copper wire DC voltage electrode 5: 50 µm thick tungsten wire insulation body 23: 5 mm thick polytetrafluoroethylene Length of the DC voltage electrode 5: 40 cm AC voltage: 5 kV eff / 30 kHz.

Die Länge der Gleichspannungselektrode 5, die die Koronaelektrode bildet, entspricht den üblichen Längen von Koronen in Bürokopierern. Bei +300 V Gleichspannung stellt sich ein Strom von 2 µA ein, bei +700 V von 11 /uA und bei +1200 V von 22 /uA. Ähnliche Stromwerte wurden beim Anlegen negativer Gleichspannung an eine Gleichspannungselektrode 5 erhalten. Diese Aufladeströme wurden bei Gleichspannungen unterhalb der erforderlichen Einsatzspannung der Gleichspannungselektrode gemessen. Wurde an die Wechselspannungselektrode 7 kein Wechselfeld angelegt, so fiel der Aufladestrom aus.The length of the DC voltage electrode 5, which forms the corona electrode, corresponds to the usual lengths of corons in office copiers. A current of 2 µA is set at +300 V DC, 11 / uA at +700 V and 22 / uA at +1200 V. Similar current values were obtained when negative DC voltage was applied to a DC voltage electrode 5. These charging currents were measured at DC voltages below the required threshold voltage of the DC voltage electrode. If no alternating field was applied to the alternating voltage electrode 7, the charging current failed.

Bei exakter Einstellung der Wechselspannung hinsichtlich ihrer Symmetrie und ihrer Verzerrungsfreiheit konnte schon bei einer Gleichspannung nahe von 0 Volt ein Aufladestrom bei angelegtem Wechselfeld an die Wechselspannungselektrode 7 gemessen werden. Bei der exakten Einstellung ist zu beachten, daß, wenn der Trenntransformator 19 des Wechselspannungsgenerators 2 im Gebiet der Eigenresonanz betrieben wird, wenn auch mit großer Dämpfung, eine Frequenznachstimmung zu Phasenverschiebungen und Beeinflussungen des Sinusverlaufes der Wechselspannung führt.With exact adjustment of the AC voltage with regard to its symmetry and freedom from distortion, a charging current with an AC field applied to the AC voltage electrode 7 could already be measured with a DC voltage close to 0 volts. When making the exact setting, it should be noted that if the isolating transformer 19 of the AC voltage generator 2 is operated in the area of natural resonance, albeit with great attenuation, frequency readjustment leads to phase shifts and influences on the sine curve of the AC voltage.

Beispiel 2Example 2

Die Elektrodenanordnung nach Fig. 4 wurde in der Vorrichtung nach Fig. 7 eingesetzt. Die Daten lauteten:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8 mm dicker Kupferdraht Gleichspannungselektrode 5: 100 µm dicker Stahldraht Isolationskörper 23: Glasrohr mit 14 mm Durchmesser Länge der Gleichspannungselektrode 5: 780 mm Wechselspannung: 5,5 kVeff/30 kHz.
The electrode arrangement according to FIG. 4 was used in the device according to FIG. 7. The data were:
  • AC electrode 7: 1.8 mm thick copper wire DC voltage electrode 5: 100 µm thick steel wire insulation body 23: glass tube with 14 mm diameter. Length of the DC voltage electrode 5: 780 mm AC voltage: 5.5 kV eff / 30 kHz.

Die Ergebnisse dieser Messungen, die für Abstände zwischen der Gleichspannungselektrode 5 und der Gegenelektrode 9 von 5,8,10 und 13 mm durchgeführt wurden, sind in Fig. 8 in der Kurven a, b, c und d dargestellt.The results of these measurements, which were carried out for distances between the DC voltage electrode 5 and the counter electrode 9 of 5, 8, 10 and 13 mm, are shown in FIG. 8 in curves a, b, c and d.

Beispiel 3 Example 3

Die Messungen des Beispiels 2 wurden mit einer ähnlichen, jedoch längeren Gleichspannungselektrode durchgeführt. Die Länge der Gleichspannungselektrode 5 betrug 1290 mm und als Wechselspannungselektrode 7 wurde ein 4 mm starker VA-Stahldraht verwendet. Die Abstände zwischen der Gleichspannungselektrode 5 und der Gegenelektrode 9 waren die gleichen wie im Beispiel 2. Die Aufladeströme betrugen etwa das l,5fache der Werte nach Beispiel 2.The measurements of Example 2 were carried out with a similar but longer DC voltage electrode. The length of the DC voltage electrode 5 was 1290 mm and a 4 mm thick VA steel wire was used as the AC voltage electrode 7. The distances between the DC voltage electrode 5 and the counter electrode 9 were the same as in Example 2. The charging currents were approximately 1.5 times the values according to Example 2.

Beispiel 4Example 4

Eine Elektrodenanordnung entsprechend Fig. 5 wurde in der Vorrichtung nach Fig. 7 eingesetzt. Als Gleichspannungs- elektrode 5 wurde ein etwa 1 mm breiter Streifen aus Gold-Palladium auf einem Isolierkörper 23 aus Keramik von 8 mm Durchmesser aufgebracht und eingebrannt. Die übrigen Daten waren:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8 mm dicker Kupferdraht Länge der Gleichspannungselektrode 5: 620 mm Wechselspannung: 3 kVeff/20 kHz
An electrode arrangement corresponding to FIG. 5 was used in the device according to FIG. 7. As a DC voltage electrode 5, an approximately 1 mm wide strip of gold-palladium was applied to an insulating body 23 made of ceramic and 8 mm in diameter and baked. The rest of the data was:
  • AC voltage electrode 7: 1.8 mm thick copper wire Length of the DC voltage electrode 5: 620 mm AC voltage: 3 kV eff / 20 kHz

Der gemessene lineare Stromanstieg in Abhängigkeit von der Gleichspannung, die zwischen 1 und 7 kV variiert wurde, ist in Kurve a in Fig. 2 dargestellt. Wie aus der Kurve b in Fig. 2 ersichtlich ist, tritt ohne Wechselspannungsunterstützung erst oberhalb einer Gleichspannung von 8 kV ein Ladestrom auf, wobei oberhalb von 9 kV Spannungsdurchschläge auf der aufzuladenden Schicht 8 auftraten.The measured linear current rise as a function of the DC voltage, which was varied between 1 and 7 kV, is shown in curve a in FIG. 2. As can be seen from curve b in FIG. 2, without AC voltage support, a charging current only occurs above a DC voltage of 8 kV, with voltage breakdowns occurring on the layer 8 to be charged above 9 kV.

Beispiel 5Example 5

Eine Fotoleiterschicht von 10 µm Dicke aus gleichen molaren Anteilen Poly-N-Vinylcarbazol und Trinitrofluorenon, die auf einem leitfähigen Träger aus aluminisierter Polyesterfolie aufgetragen sind, wurden auf eine Gleichspannung von -800 V aufgeladen.A photoconductor layer with a thickness of 10 μm and equal molar proportions of poly-N-vinylcarbazole and trinitrofluorenone, which are applied to a conductive support made of aluminized polyester film, was charged to a direct voltage of -800 V.

Hierzu wurde die Fotoleiterschicht 8 in 5 mm Abstand unter der Gleichspannungselektrode 5 der Elektrodenanordnung nach Fig. 6 mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/s vorbeigeführt. Weitere Daten lauteten:

  • Wechselspannungselektrode 7:.1,8 mm dicker Kupferdraht Gleichspannungselektrode 5: 100.um dicker Stahldraht Länge der Gleichspannungselektrode 5: 300 mm Isolationskörper 23: Glasrohr von 14 mm Durchmesser Abschirmgehäuse 24: 3 mm dicker Kunststoff Spaltbreite: 3 mm An die Gleichspannungselektrode 5 wurde eine Gleichspannung U= = -80C V angelegt.
For this purpose, the photoconductor layer 8 was passed at a distance of 5 mm below the DC voltage electrode 5 of the electrode arrangement according to FIG. 6 at a speed of 30 cm / s. Other data were:
  • AC voltage electrode 7: .1.8 mm thick copper wire DC voltage electrode 5: 100 µm thick steel wire Length of the DC voltage electrode 5: 300 mm Insulation body 23: Glass tube of 14 mm diameter shielding housing 24: 3 mm thick plastic gap width: 3 mm A DC voltage U = = -80C V was applied to the DC voltage electrode 5.

Die Abstimmung des Wechselspannungsgenerators 2 in Abhängigkeit vom geometrischen Aufbau der Elektrodenanordnung erfolgt über den Spannungsregler 17 und Frequenzregler 18. Im Regelbereich U~ für Wechselspannung = 1 bis 5,7 kVeff war zunächst die Spannung auf der Fotoleitschicht 8 kleiner als die vorgegebene Gleichspannung, stieg jedoch mit größer werdender Wechselspannung bis auf den vorgegebenen Sollwert an. Bei einer Wechselspannung U~ = 5,7 kVeff war die Spannungshöhe relativ unabhängig von der Frequenz und entsprach dem vorgegebenen Gleichspannungswert. Der größte Aufladestrom bei dieser Wechselspannung wurde bei 34 kHz bei einer Halbwertsbreite von etwa ± 4 kHz gemessen.The tuning of the alternating voltage generator 2 as a function of the geometric structure of the electrode arrangement is carried out via the voltage regulator 17 and frequency regulator 18. In the control range U ~ for alternating voltage = 1 to 5.7 kV eff , the voltage on the photoconductive layer 8 was initially less than the predetermined direct voltage, rose however, with increasing AC voltage up to the specified setpoint. At an alternating voltage U ~ = 5.7 kV eff , the voltage level was relatively independent of the frequency and corresponded to the specified direct voltage value. The greatest charging current at this AC voltage was measured at 34 kHz with a half width of approximately ± 4 kHz.

Im Regelbereich U~ =5,7 bis 10 kVeff wurde in Abhängigkeit von der Frequenzeinstellung die Fotoleiterschicht 8 teilweise geringfügig höher, teilweise niedriger als auf -800 V aufgeladen.In the control range U ~ = 5.7 to 10 kV eff , depending on the frequency setting, the photoconductor layer 8 was partially charged slightly higher, sometimes lower than to -800 V.

Die Aufladung der Fotoleiterschicht auf -800 V erfolgte unter den angegebenen Bedingungen insgesamt gesehen mit guter Reproduzierbarkeit und ohne Durchschläge der Fotoleiterschicht. Nach der Aufladung wurde bildmäßig belichtet, mit Toner entwickelt und das Tonerbild auf Papier übertragen.The photoconductor layer was charged to -800 V overall under the specified conditions with good reproducibility and without strikethrough of the photoconductor layer. After charging, the image was exposed, developed with toner and the toner image was transferred to paper.

Beispiel 6Example 6

Eine fotoleitende thermoplastische Aufzeichnungsschicht 8 auf einem Polyesterträger von 50/um Stärke, der auf einer Glasplatte mit einer transparenten, leitfähigen Schicht aufliegt, wurde auf +5200 V aufgeladen.A photoconductive thermoplastic recording layer 8 on a polyester support of 50 / um thickness which lies on a glass plate with a transparent conductive layer was charged to +5200 V.

Die Aufzeichnungsschicht 8 bestand aus einer etwa 1 µm dicken Teilschicht aus Brompyrenharz, dem 1/5 Gewichtsanteil Dicyanomethylentrinitrofluorenon und 1/2 Gewichtsanteil eines Copolymeren aus Vinylchlorid und Vinylacetat zugesetzt waren. Darüber befand sich eine zweite, etwa 0,5 µm dicke Teilschicht aus dem Glycerinester des hydrierten Kolophoniums.The recording layer 8 consisted of an approximately 1 μm thick partial layer of bromopyrene resin, to which 1/5 part by weight of dicyanomethylenetrinitrofluorenone and 1/2 part by weight of a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate had been added. Above it was a second, about 0.5 µm thick sub-layer made of the glycerol ester of the hydrogenated rosin.

Die Elektrodenanordnung wurde wie im Beispiel 5 eingestellt, nur mit dem Unterschied, daß die Gleichspannung an der Gleichspannungselektrode 5 +5200 V betrug. Die Aufladung erfolgte reproduzierbar, ohne daß Durchschläge auf der Aufzeichnungsschicht auftraten.The electrode arrangement was set as in Example 5, with the only difference that the DC voltage at the DC voltage electrode 5 was +5200 V. The charge was reproducible without any strikethrough on the recording layer.

Nach der Aufladung wurde mit interferierendem Licht eines He/Ne-Lasers ein Intensitätsmuster von 820 Linien/mm eingestrahlt, danach wurde während einer Zeitdauer von 1/10 s die Aufzeichnungsschicht auf 70 °C erwärmt, dabei entstand ein Reliefgitter, welches das eingestrahlte Laserlicht beugte.After charging, an intensity pattern of 820 lines / mm was irradiated with interfering light from a He / Ne laser, after which the recording layer was heated to 70 ° C. over a period of 1/10 s, a relief grating being formed, which diffracted the irradiated laser light .

Beispiel 7Example 7

Auf einer Polyesterfolie von 50 µm Dicke wurde in einer Ionisationskammer ein dem eingestrahlten Röntgenintensitätsmuster entsprechendes Ladungsbild erzeugt, das mit Toner sichtbar gemacht wurde. Dabei traten auch in intensitätsgleichen Stellen Dichteschwankungen der abgeschiedenen Tonermenge auf. Diese Schwankungen wurden durch eine nachfolgende neutralisierende Aufladung der Polyesterfolie mit folgender Elektrodenanordnung vermieden:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8 mm dicker Kupferdraht Gleichspannungselektrode 5: Wolframdraht mit 50 µm Durchmesser Isolationskörper 23: Glasrohr mit 9 mm Außendurchmesser
A charge image corresponding to the irradiated X-ray intensity pattern, which was made visible with toner, was generated on a polyester film 50 μm thick in an ionization chamber. Here, fluctuations in density of the separated amount of toner also occurred in points of equal intensity. These fluctuations were avoided by subsequent neutralizing charging of the polyester film with the following electrode arrangement:
  • AC voltage electrode 7: 1.8 mm thick copper wire DC voltage electrode 5: tungsten wire with 50 µm diameter Insulation body 23: glass tube with 9 mm outside diameter

Im Abstand von 5 mm zu der Polyesterschicht wurde die Gleichspannungselektrode 5 und im Abstand von 10 mm bis zum Außendurchmesser des Isolationskörpers 23 die Wechselspannungselektrode 7 angeordnet. Die Gleichspannungselektrode 5 wurde auf Erdpotential gelegt und die Wechselspannungselektrode 7 zunächst mit 3 kVeff betrieben. Die Polyesterschicht wurde mehrfach unter der Gleichspannungselektrode 5 vorbeibewegt. Hierbei wurde die Wechselspannung schrittweise bis auf 4,5 kVcff erhöht. Zur weiteren Neutralisation der Restladung auf der Polyesterfolie wurde zur Symmetrierung der Wechselspannung deren Frequenz, ausgehend von 35 kHz schrittweise im Bereich zwischen 30 und 40 kHz verändert, bis eine optimale Ladungsneutralisation erhalten wurde. Die Frequenz betrug dabei 32 kHz.The DC voltage electrode 5 was arranged at a distance of 5 mm from the polyester layer and the AC voltage electrode 7 was arranged at a distance of 10 mm from the outer diameter of the insulating body 23. The DC voltage electrode 5 was set to earth potential and the AC voltage electrode 7 was initially operated at 3 kV eff . The polyester layer was moved past several times under the DC voltage electrode 5. The AC voltage was gradually increased to 4.5 kV cff . To further neutralize the residual charge on the polyester film, its frequency was gradually changed in the range between 30 and 40 kHz, starting from 35 kHz, in order to symmetrize the alternating voltage, until an optimal charge neutralization was obtained. The frequency was 32 kHz.

Mit diesen Einstellungen konnte die Polyesterfolie soweit neutralisiert werden, daß auf der Oberfläche nur noch eine Restspannung von 1,5 V mit einem berührungslos arbeitenden elektrostatischen Spannungsmeßgerät gemessen wurde.With these settings, the polyester film could be neutralized to such an extent that only a residual voltage of 1.5 V was measured on the surface using a non-contact electrostatic voltage measuring device.

Beispiel 8Example 8

Eine thermoplastische Aufzeichnungsschicht 8 auf einem Polyesterträger von 50/um Dicke wurde auf +5 kV rasterförmig aufgeladen. Die 20/um dicke Aufzeichnungsschicht bestand aus einem Glykolester des hydrierten Kolophoniums.A thermoplastic recording layer 8 on a polyester support of 50 / um thickness was charged grid pattern to +5 kV. The 20 / um thick recording layer consisted of a Glykolester of hydrogenated rosin.

Das Aufzeichnungsmaterial wurde auf einer geerdeten Unterlage in 5 mm Abstand von der Gleichspannungselektrode 5 unter einer Elektrodenanordnung nach Fig. 6 mit einer Geschwindigkeit von 10 cm/s vorbeibewegt. Die übrigen Daten lauteten:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8 mm dicker Kupferdraht Gleichspannungselektrode 5: 50 µm dicker Wolframdraht Isolationskörper 23: Glasrohr mit 9 mm Durchmesser, Spaltbreite 1 mm Wechselspannung: 5 kVeff/30 kHz Abstand zwischen den Elektroden 5 und 7: 6,5 mm
The recording material was moved on a grounded base at a distance of 5 mm from the DC voltage electrode 5 under an electrode arrangement according to FIG. 6 at a speed of 10 cm / s. The rest of the data was:
  • AC voltage electrode 7: 1.8 mm thick copper wire DC voltage electrode 5: 50 µm thick tungsten wire Insulation body 23: glass tube with 9 mm diameter, gap width 1 mm AC voltage: 5 kV eff / 30 kHz distance between electrodes 5 and 7: 6.5 mm

Zur Modulation der Aufladespannung der Aufzeichnungsschicht wurde mit dem Schaltelement 10 nach Fig. 1 die Wechseispannung periodisch unterbrochen, wozu an den Anschluß 13 ein Frequenzgenerator angeschlossen wurde. Das Schaltelement 10, das aus einem integrierten Halbleiterschalter bestand, ermöglichte eine praktisch verzögerungsfreie Steuerung der Wechselspannung.In order to modulate the charging voltage of the recording layer, the alternating voltage was periodically interrupted with the switching element 10 according to FIG. 1, for which purpose a frequency generator was connected to the connection 13. The switching element 10, which consists of an integrated semiconductor switch, enabled practically instantaneous control of the AC voltage.

Die Impulsdauer wie die Totzeit, in der der Schalter geöffnet bzw. geschlossen war, betrug jeweils 10 ms. An der Gleichspannungselektrode 5 lag eine Gleichspannung von +5 kV an.The pulse duration and the dead time in which the switch was open or closed was 10 ms in each case. At the DC voltage electrode 5 a is a DC voltage of +5 g of kV.

Nach der rasterförmigen Aufladung wurde das Aufzeichnungsmaterial mit Warmluft von etwa 50 °C erwärmt, wobei ein Reliefgitter von 5 Linien/mm entstand.After the grid-like charging, the recording material was heated with warm air at about 50 ° C., a relief grid of 5 lines / mm being produced.

Beispiel 9Example 9

Das Beispiel 8 wurde wiederholt, wobei der rasterförmigen Aufladung ein weiteres Ladungsmuster überlagert wurde. Dazu wurde das rasterförmig aufgeladene Aufzeichnungsmaterial zusammen mit der leitfähigen Unterlage in eine Ionisationskammer eingebracht. Die leitfähige Unterlage bestand aus einer 5x5 cm großen Glasplatte mit einer leitfähigen transparenten Schicht mit verstärkten Elektroden an gegenüberliegenden Seiten. Die Plattenelektroden wurden an nach außen führenden Leitungen angeschlossen. Oberhalb dieser Platte befand sich in einem Abstand von 1 cm eine zweite transparente Elektrode. Das Gehäuse der Ionisationskammer bestand aus 15 mm dickem Plexiglas. Die Kammer wurde evakuiert und mit Xenon unter leichtem Überdruck gefüllt. Die Elektrode mit der aufliegenden Aufzeichnungsschicht wurde auf Erdpotential gelegt und an die obere Elektrode eine Spannung von -8 kV gelegt. Vor der Röntgenexpositτon mit 80 kV-Röntgenstrahlen wurde ein flacher Bleikeil in den Strahlengang gebracht. Beim Erwärmen der unteren Elektrode durch einen Spannungsstoß von 70 V für eine Dauer von 0,1 s entstand auf der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht ein Reliefbild, das mit einer Schlierenoptik ausgelesen wurde. In den Bereichen abgeschwächter Röntgenstrahlung durch den Bleikeil waren dessen Umrisse, überlagert von einer linienförmigen Rasterstruktur, zu erkennen. Die Rasterintensität nahm mit der Dicke des Bleikeils bei der Röntgenexposition zu, wodurch eine entsprechende Halbtonwiedergabe des Eleikeils ermöglicht wurde.Example 8 was repeated, with a further charge pattern being superimposed on the grid-shaped charge. For this purpose, the recording material charged in a grid shape was introduced into an ionization chamber together with the conductive base. The conductive pad consisted of a 5x5 cm glass plate with a conductive transparent layer with reinforced electrodes on opposite sides. The plate electrodes were connected to lines leading to the outside. A second transparent electrode was located above this plate at a distance of 1 cm. The housing of the ionization chamber consisted of 15 mm thick plexiglass. The chamber was evacuated and filled with xenon under a slight positive pressure. The electrode with the overlying recording layer was connected to earth potential and a voltage of -8 kV was applied to the upper electrode. Before the X-ray exposure a flat lead wedge was brought into the beam path with 80 kV X-rays. When the lower electrode was heated by a voltage surge of 70 V for 0.1 s, a relief image was formed on the thermoplastic recording layer, which was read out using Schlieren optics. In the areas of attenuated X-ray radiation through the lead wedge, its outlines, superimposed by a linear grid structure, could be seen. The raster intensity increased with the thickness of the lead wedge during the X-ray exposure, which made a corresponding halftone reproduction of the Eleikeil possible.

Beispiel 10Example 10

Eine 300/um dicke Selenschicht auf einer 2 mm dicken Aluminiumplatte wurde mit einer 20 µm dicken thermoplastischen Aufzeichnungsschicht, bestehend aus dem Glykolester des hydrierten Kolophoniums, beschichtet. Mit den Einstellungen des Beispiels 8 erfolgte eine gerasterte Aufladung auf +1800 V, wobei mit Röntgenstrahlen von 80 kV durch einen flachen Bleikeil hindurch bestrahlt und mit Warmluft erwärmt wurde. Dabei entstand ein Reliefbild des Bleikeils, das mit einer Reflexions-Schlierenoptik ausgelesen wurde. An den durch den Bleikeil vor der Röntgenexposition geschützten Stellen war das Reliefbild linienförmig gerastert. Die Rasterintensität nahm mit der Dicke des Bleikeils bei der Röntgenexposition zu, wodurch ein Halbtonbild des Bleikeils erhalten wurde.A 300 µm thick selenium layer on a 2 mm thick aluminum plate was coated with a 20 µm thick thermoplastic recording layer consisting of the glycol ester of the hydrogenated rosin. With the settings of Example 8, a rastered charge to +1800 V was carried out, X-rays of 80 kV being irradiated through a flat lead wedge and heating with warm air. This resulted in a relief image of the lead wedge, which was read out with a reflective streak optic. The relief image was rasterized in the form of lines at the points protected from the X-ray exposure by the lead wedge. The raster intensity increased with the thickness of the lead wedge during the X-ray exposure, whereby a halftone image of the lead wedge was obtained.

Beispiel 11Example 11

Auf eine isolierende Aufzeichnungsschicht 8 wurde ein Ladungsmuster mit entsprechend variablen Eingangsdaten aufgebracht.A charge pattern with correspondingly variable input data was applied to an insulating recording layer 8.

Die Aufzeichnungsschicht 8 wurde im Abstand von 5 mm unter einer Elektrodenanordnung nach Fig. 6 mit einer Geschwindigkeit von 45 cm/s vorbeigeführt. Die übrigen Daten lauteten:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8 mm dicker Kupferdraht Gleichspannungselektrode 5: 50/um dicker Wolframdraht Isolationskörper 23: Glasrohr von 9 mm Durchmesser, Wechselspannung: 5 kVeff/30 kHz Gleichspannung: - 300 V
The recording layer 8 was passed at a distance of 5 mm under an electrode arrangement according to FIG. 6 at a speed of 45 cm / s. The rest of the data was:
  • AC voltage electrode 7: 1.8 mm thick copper wire DC voltage electrode 5: 50 / um thick tungsten wire Insulation body 23: glass tube of 9 mm diameter, AC voltage: 5 kV eff / 30 kHz DC voltage: - 300 V

Die Elektrodenanordnung mit einer Spaltbreite von 1 mm wurde in einer Vorrichtung nach Fig. 1 eingesetzt, wobei die Modulation über den Anschluß 15 des Schaltelements 12 in der Masseleitung der Gegenelektrode 9 erfolgte.The electrode arrangement with a gap width of 1 mm was used in a device according to FIG. 1, the modulation taking place via the connection 15 of the switching element 12 in the ground line of the counter electrode 9.

Die Gegenelektrode 9 bestand aus einer Kunststoffplatte mit einer Kupferbeschichtung, wie sie zur Herstellung von Leiterplatten benutzt werden. In die als Gegenelektrode 9 geschaltete Kupferscnicht wurden fotomechanisch Rasterlinien geätzt, wie dies aus Fig. 9 ersichtlich ist. Während der Aufzeichnung wurde an der Gegenelektrode 9 ein Spannungsabfall von -300 V bis 0 V erzeugt.The counter electrode 9 consisted of a plastic plate with a copper coating, as used for the production of printed circuit boards. Raster lines were not photo-mechanically etched into the copper as the counter electrode 9, as can be seen in FIG. During the recording, a voltage drop of -300 V to 0 V was generated at the counter electrode 9.

Bei der Entwicklung mit Flüssigtoner wurde auf der Aufzeichnungsschicht 8 entlang der Laufstrecke zunehmend mehr Toner abgeschieden. Das auf Papier übertragene Tonerbild ließ die Schwärzungszunahme längs der Laufstrecke deutlich erkennen und die Rasterlinien der Gegenelektrode 9 wurden eindeutig wiedergegeben. Es traten keine Durchschläge der Aufzeichnungsschicht 8 auf.When developing with liquid toner, increasingly more toner was deposited on the recording layer 8 along the running path. The toner image transferred to paper clearly showed the increase in blackening along the running distance and the raster lines of the counter electrode 9 were clearly reproduced. No breakdown of the recording layer 8 occurred.

Beispiel 12Example 12

Auf eine isolierende thermoplastische Aufzeichnungsschicht 8 wurde unter Bildung von Reliefstrukturen ein Ladungsmuster entsprechend variablen Eingangsdaten aufgebracht.A charge pattern corresponding to variable input data was applied to an insulating thermoplastic recording layer 8 to form relief structures.

Die Aufzeichnungsschicht 8 bestand aus einer 20,um dicken Schicht des Glykolesters des hydrierten Kolophoniums auf einer 50 µm dicken Polyesterfolie und wurde nach den Einstellungen des Beispiels 11 aufgeladen, wobei die vorgegebene Gleichspannung U_ = -5kV betrug. Die Wechselspannung von 5 kVeff und 30 kHz wurde über das Schaltelement 10 und den Anschluß 13 von einem Frequenzgenerator mit 3kHz periodisch moduliert.The recording layer 8 consisted of a 20 .mu.m thick layer of the glycol ester of the hydrogenated rosin on a 50 .mu.m thick polyester film and was charged according to the settings in Example 11, the predetermined direct voltage being U_ = -5 kV. The alternating voltage of 5 kV eff and 30 kHz was periodically modulated via the switching element 10 and the connection 13 by a frequency generator with 3 kHz.

Beim Entwickeln der Aufzeichnungsschicht 8 mit Warmluft von etwa 50 °C wurde ein Reliefbild der Gegenelektrode 9 erhalten. Längs der Laufstrecke nahm die Relieftiefe zu. Bei der Projektion mit einer Schlierenoptik stellte sich die Gegenelektrode 9 in Laufrichtung zunehmend dunkler dar.When developing the recording layer 8 with warm air at about 50 ° C., a relief image of the counter electrode 9 was obtained. The relief depth increased along the route. When projected with Schlieren optics, the counter electrode 9 became increasingly darker in the direction of travel.

Beispiel 13Example 13

Auf die isolierende Aufzeichnungsschicht 8 eines dielektrischen Papiers mit einem leitfähigen Papierträger 29 wurde ein Ladungsmuster mit entsprechend variablen Eingangsdaten aufgebracht. Das dielektrische Papier wurde etwa in 0,5 mm Abstand unter einer Elektrodenanordnung nach Fig. 10 mit einer Geschwindigkeit von 25 cm/s vorbeibewegt. Die übrigen Daten lauteten:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8 mm dicker Kupferdraht Gleichspannungselektrode 5: einzelne Wolframdrähte mit 150 µm Dicke, die in Abständen von etwa 300 /um gegeneinander isoliert angeordnet waren Wechselspannung: 5 kVeff/30 kHz
A charge pattern with correspondingly variable input data was applied to the insulating recording layer 8 of a dielectric paper with a conductive paper carrier 29. The dielectric paper was moved about 0.5 mm apart under an electrode arrangement according to FIG. 10 at a speed of 25 cm / s. The rest of the data was:
  • AC voltage electrode 7: 1.8 mm thick copper wire DC voltage electrode 5: single tungsten wires of 150 micron thickness which were arranged to isolated against each other at intervals of about 300 / AC voltage: 5 kV eff / 30 kHz

Die Spaltbreite des Abschirmgehäuses 24 betrug 1 mm. Die Elektrodenanordnung wurde in einer Vorrichtung nach Fig. 11 eingesetzt. Die Gleichspannung U wurde über die parallel zueinander liegenden Schaltelemente lla, llb, 11c, ... an die zugehörigen Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, ... angelegt. An die Anschlüsse 14a, 14b, 14c, ... der Schaltelemente lla, llb, llc, ... wurden die einzelnen Steuersionale zur Ansteuerung der Einzelelektroden 5a, 5b, 5c, ... gegeben.The gap width of the shield housing 24 was 1 mm. The electrode arrangement was used in a device according to FIG. 11. The DC voltage U was applied to the associated individual electrodes 5a, 5b, 5c, ... via the switching elements 11a, 11b, 11c,. The individual control functions for controlling the individual electrodes 5a, 5b, 5c, ... were given to the connections 14a, 14b, 14c, ... of the switching elements 11a, 11b, 11c, ...

Zuerst wurden alle Drahtenden über die Anschlüsse 31a, 31b, 31c, ... leitend miteinander verbunden und es wurde ähnlich wie im Beispiel 11 über einen Potentiometerabgriff 27 (Fig. 9) eine sich von -500 V bis 0 V stetig ändernde Gleichspannung U an die Drahtenden der Einzelelektroden angelegt. Bei der Entwicklung mit Flüssigtoner wurde auf dem dielektrischen Papier in Laufrichtung zunehmend weniger Toner abgeschieden. Dabei entstanden keine strichförmigen Schreibspuren der einzelnen Elektroden 5a, 5b, 5c, .... Es traten keine Durchschläge auf und die Halbtonwiedergabe war durchwegs zufriedenstellend. Die Linienzüge benachbarter Einzelelektroden fügten sich trennlinienfrei zusammen, so daß optisch der Übergang von einer Einzelelektrode auf die benachbarte Einzelelektrode nicht feststellbar war.First, all the wire ends were conductively connected to one another via the connections 31a, 31b, 31c, ... and it was similar to Example 11 via a potentiometer tap 27 (FIG. 9) has a constantly changing from -500 V to 0 V DC voltage U applied to the wire ends of the individual electrodes. When developing with liquid toner, increasingly less toner was deposited on the dielectric paper in the direction of travel. No line-shaped traces of writing of the individual electrodes 5a, 5b, 5c, ... were produced. There were no strikethroughs and the halftone reproduction was consistently satisfactory. The lines of adjacent individual electrodes joined together without dividing lines, so that the transition from one individual electrode to the adjacent individual electrode could not be determined optically.

Bei diesem Beispiel wurde auch nur an eine einzelne Elektrode, beispielsweise die Elektrode 5a, oder eine Gruppe von Einzelelektroden eine Gleichspannung U= = -500 V angelegt, während die übrigen Einzelelektroden auf Erdpotential lagen. Die angelegte Gleichspannung wurde dann während der Aufzeichnung des öfteren unterschiedlich lang unterbrochen. Das mit Flüssigtoner entwickelte Bild zeigte in Laufrichtung und quer dazu Schreibspuren bis zu einer Breite von etwa 0,3 mm herab. Es traten keine Durchschläge auf.In this example, a direct voltage U = = -500 V was also applied to only a single electrode, for example electrode 5a, or a group of individual electrodes, while the remaining individual electrodes were at ground potential. The applied DC voltage was then often interrupted for different lengths of time during the recording. The image developed with liquid toner showed traces of writing down to a width of about 0.3 mm in the direction of travel and across. No breakthroughs occurred.

Claims (45)

1. Verfahren zum elektrostatischen Aufladen einer dielektrischen Schicht auf ein vorgegebenes Potential mit Hilfe eines elektrischen Wechselfeldes und eines elektrostatischen Gleichfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand von der Oberfläche der dielektrischen Schicht durch das elektrische Wechselfeld Ladungsträger erzeugt werden, die unter dem Einfluß des die aufzuladende Schicht durchdringenden elektrostatischen Gleichfeldes als Aufladestrom auf die Oberfläche der Schicht geleitet werden.1. A method for electrostatically charging a dielectric layer to a predetermined potential with the aid of an alternating electrical field and an electrostatic constant field, characterized in that charge carriers are generated at a distance from the surface of the dielectric layer by the alternating electrical field, which under the influence of the to be charged Layer penetrating electrostatic constant field as a charging current to the surface of the layer. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht aus einem photoleitfähigen und/oder thermoplastischen Aufzeichnungsträger besteht, bei dessen Aufladung zumindest eines der beiden Spannungsfelder moduliert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the dielectric layer consists of a photoconductive and / or thermoplastic recording medium, when charged at least one of the two voltage fields is modulated. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Wechselfeld in seiner Stärke variabel ist und so eingestellt wird, daß die Ionisation der Umgebungsatmosphäre bis zum Sättigungswert erfolgt.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the alternating electric field is variable in strength and is set so that the ionization of the ambient atmosphere takes place up to the saturation value. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß während der Aufladung der dielektrischen Schicht das Potential der Gegenelektrode des Gleichfeldes moduliert wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the potential of the counter electrode of the DC field is modulated during the charging of the dielectric layer. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Regulierung der Gleichspannung des elektrostatischen Gleichfeldes zwischen Null und einem vorgegebenen Maximalwert ein Aufladestrom von O bis zu einem entsprechenden Maximalwert in nahezu linearer Abhängigkeit von der Gleichspannung erhalten wird.5. The method according to claim 1, characterized in that a charge current of 0 to a corresponding maximum value is obtained in almost linear dependence on the DC voltage by regulating the DC voltage of the electrostatic DC field between zero and a predetermined maximum value. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes im Bereich von 5 bis 100 kHz einstellbar ist.6. The method according to claim 1, characterized in that the frequency of the alternating electric field is adjustable in the range from 5 to 100 kHz. 7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselfeld spannungsmäßig moduliert wird.7. The method according to claim 2, characterized in that the alternating field is modulated in voltage. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselfeld durch von außen aufgeprägte Spannungen moduliert wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the alternating field is modulated by externally applied voltages. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselfeld mit periodischen Rechtecksspannungsimpulsen moduliert wird.9. The method according to claims 7 and 8, characterized in that the alternating field is modulated with periodic square-wave voltage pulses. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselfeld mit einer informationsmäßigen Span- nung moduliert wird.10. The method according to claim 7, characterized in that the alternating field is modulated with an informational span- now g . 11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichfeld spannungsmäßig moduliert wird.11. The method according to claim 2, characterized in that the DC field is modulated in voltage. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichfeld periodisch moduliert wird.12. The method according to claim 11, characterized in that the DC field is periodically modulated. 13. Verfahren nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichfeld mit einer informationsmäßigen Spannung moduliert wird.13. The method according to claims 11 and 12, characterized in that the DC field is modulated with an informational voltage. 14. Verfahren nach den Ansprüchen 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation des Gleichfeldes in diskreten Raumabschnitten quer zur dielektrischen Schicht erfolgt.14. The method according to claims 11 to 13, characterized in that the modulation of the constant field is carried out in discrete spatial sections transverse to the dielectric layer. 15. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselfeld und das Gleichfeld moduliert werden.15. The method according to claims 7 and 11, characterized in that the alternating field and the constant field are modulated. 16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeladene dielektrische Schicht durch einen Ionenstrom oder durch elektromagnetische Strahlung beaufschlagt wird, um die elektrostatische Aufladung zu modifizieren.16. The method according to claims 1 to 15, characterized in that the charged dielectric layer is acted upon by an ion current or by electromagnetic radiation in order to modify the electrostatic charge. 17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum Löschen von Restladungen von vorhergegangenen Aufladungen die dielektrische Schicht auf Nullpotential aufgeladen wird.17. The method according to claims 1 to 16, characterized in that the dielectric layer is charged to zero potential for deleting residual charges from previous charges. 18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung in einer Fremdgasatmosphä-' re erfolgt.18. The method according to claims 1 to 17, characterized in that the charging in a Fremdgasatmosphä- 're takes place. 19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode (7) im Abstand von der aufzuladenden dielektrischen Schicht (8) angeordnet und an den heißen Ausgang (2.) eines Wechselspannungsgenerators (2) angeschlossen ist und daß zwischen dieser Elektrode (7) und der Schicht (8) eine weitere Elektrode (5) vorgesehen ist, die mit dem heißen Ausgang (11) eines Gleichspannungsgenerators (1) verbunden ist.19. Device for performing the method according to claims 1 to 18, characterized in that a Electrode (7) is arranged at a distance from the dielectric layer (8) to be charged and is connected to the hot output (2.) of an AC voltage generator (2) and that between this electrode (7) and the layer (8) there is a further electrode (5 ) is provided, which is connected to the hot output (1 1 ) of a DC voltage generator (1). 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzuladende Schicht (8) auf einer Gegenelektrode (9) zu der Gleichspannungselektrode (5) aufliegt und daß die Gegenelektrode (9) auf Massepptential liegt.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the layer to be charged (8) rests on a counter electrode (9) to the DC voltage electrode (5) and that the counter electrode (9) is located on p tential Massep. 21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß der kalte Ausgang (20) des Wechselspannungsgenerators (2) mit dem heißen Ausgang (11) des Gleichspannungsgenerators (1) verbunden ist.21. Device according to claims 19 and 20, characterized in that the cold output (2 0 ) of the AC voltage generator (2) with the hot output (1 1 ) of the DC voltage generator (1) is connected. 22. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung U= des Gleichspannungsgenerators (1) zwischen Null und 20 kV einstellbar ist.22. Device according to claims 19 to 21, characterized in that the DC voltage U = of the DC voltage generator (1) is adjustable between zero and 20 kV. 23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung des Wechselspannungsgenerators (2) 1 bis 10 kVeff bei einer Frequenz zwischen 1 und 100 kHz beträgt.23. Device according to claims 19 to 21, characterized in that the alternating voltage of the alternating voltage generator (2) is 1 to 10 kV eff at a frequency between 1 and 100 kHz. 24. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der an sich bekannte Wechselspannungsgenerator (2) eine Wechselspannungsquelle (32) aus einem Spannungsregler (17) zur Höheneinstellung der Wechselspannung und einen Frequenzregler (18) zur Abstimmung der Frequenz der Wechselspannung enthält.24. The device according to claim 19, characterized in that the known AC voltage generator (2) an AC voltage source (32) q from a voltage regulator (17) for height adjustment of the AC voltage and a Fre uenzregler (18) for tuning the frequency of the AC voltage. 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselspannungsgenerator (2) einen Trenntransformator (19) umfaßt, der die von der Wechselspannungsquelle (32) zugeführte Wechselspannung hochtransformiert und eine erdfreie Kaskadenschaltung der Wechselspannung auf den heißen Anschluß (11) des Gleichspannungsgenerators (1) bildet.25. The device according to claim 24, characterized in that the AC voltage generator (2) comprises an isolating transformer (19) which transforms up the AC voltage supplied by the AC voltage source (32) and an ungrounded cascade connection of the AC voltage to the hot terminal (1 1 ) of the DC voltage generator (1) forms. 26. Vorrichtung nach den Ansprüchen 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Wechselspannungsquelle (32) und den Trenntransformator (19) ein Schaltelement (10) geschaltet ist, dem über einen Anschluß (13) eine Spannung zur Modulation der Wechselspannung zuführbar ist.26. Device according to claims 24 and 25, characterized in that between the AC voltage source (32) and the isolating transformer (19), a switching element (10) is connected, to which a voltage for modulating the AC voltage can be supplied via a connection (13). 27. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung zum heißen Ausgang (11) des Gleichspannungsgenerators (1) ein Schaltelement (11) geschaltet ist, das über einen Anschluß (14) mit einer Spannung zur Modulation der Gleichspannung beaufschlagbar ist.27. The device according to claims 19 to 22, characterized in that in the line to the hot output (1 1 ) of the DC voltage generator (1), a switching element (11) is connected, which via a connection (14) with a voltage for modulating the DC voltage can be applied. 28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß in die Erdleitung der Gegenelektrode (9) ein Schaltelement (12) geschaltet ist, das über einen Anschluß (15) mit einer Spannung zur Veränderung der Spannung der Gegenelektrode (9) beaufschlagbar ist.28. Device according to claims 19 and 20, characterized in that in the ground line of the counter electrode (9), a switching element (12) is connected, which can be acted upon via a connection (15) with a voltage for changing the voltage of the counter electrode (9) is. 29. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Elektroden (5,7) aus mehreren, voneinander isolierten Einzelelektroden (5a, 5b, 5c, ...; 7a, 7b, 7c, ...) besteht.29. The device according to claim 19, characterized in that each of the electrodes (5,7) consists of a plurality of individual electrodes (5a, 5b, 5c, ...; 7a, 7b, 7c, ...) which are insulated from one another. 30. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (9) aus mehreren, voneinander isolierten Einzelelektroden (9a, 9b, 9c ...) besteht.30. The device according to claim 20, characterized in that the counter electrode (9) consists of a plurality of mutually insulated individual electrodes (9a, 9b, 9c ...). 31. Vorrichtung nach den Ansprüchen 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Einzelelektroden (5a, 5b, 5c, ...; 9a, 9b, 9c, ...) der Gleichspannungs-Elektrode (5) bzw. der Gegenelektrode (9) mit einem Schaltelement (lla, llb, llc, ...; 12a, 12b, 12c, ...) in Verbindung steht, das über einen entsprechenden Anschluß (14a, 14b, 14c, ...; 15a, 15b, 15c, ...) mit einer Spannung zur abschnittsweisen Modulation der Gleichspannung bzw. zur Veränderung der Spannung der einzelnen Gegenelektroden beaufschlagbar ist und daß die an die Einzelelektroden angelegten Spannungen unterschiedlich groß sind.31. Device according to claims 29 and 30, characterized in that each of the individual electrodes (5a, 5b, 5c, ...; 9a, 9b, 9c, ...) of the DC voltage electrode (5) and the counter electrode ( 9) is connected to a switching element (lla, llb, llc, ...; 12a, 12b, 12c, ...) which is connected via a corresponding connection (14a, 14b, 14c, ...; 15a, 15b, 15c, ...) can be acted upon with a voltage for section-wise modulation of the direct voltage or for changing the voltage of the individual counter electrodes and that the voltages applied to the individual electrodes are of different sizes. 32. Vorrichtung nach den Ansprüchen 26 bis 28 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (10; 11; 12; 10a; lOb; ...; lla; llb,...; 12a; 12b; ...) ein elektromechanischer Schalter wie ein Relais oder ein elektronischer Schalter ist.32. Device according to claims 26 to 28 and 30, characterized in that the switching element (10; 11; 12; 10a; lOb; ...; lla; llb, ...; 12a; 12b; ...) a electromechanical switch like a relay or an electronic switch. 33. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungselektrode (5) aus einem Koronadraht mit einem Durchmesser von 5 µm bis 2 mm besteht.33. Apparatus according to claim 19, characterized in that the DC voltage electrode (5) consists of a corona wire with a diameter of 5 µm to 2 mm. 34. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungselektrode (5) ein Metallband mit rechteckigem oder einem Bandquerschnitt ist, der eine Dicke zwischen 5 µm und 2 mm besitzt.34. Apparatus according to claim 19, characterized in that the DC voltage electrode (5) is a metal strip with a rectangular or a strip cross-section, which has a thickness between 5 microns and 2 mm. 35. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 und 29, dadurcn gekennzeichnet, daß die Gleichspannungselektrode (5) aus einer Nadelanordnung mit voneinander isolierten, einzeln ansteuerbaren Nadeln besteht.35. Device according to claims 19 and 29, characterized in that the DC voltage electrode (5) consists of a needle arrangement with mutually insulated, individually controllable needles. 36. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolierkörper (23) die Wechselspannungselektrode (7) umschließt.36. Apparatus according to claim 19, characterized in that an insulating body (23) encloses the AC voltage electrode (7). 37. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 und 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungselektrode (5) von dem die Wechselspannungselektrode (7) umhüllenden Isolierkörper (23) in einem Abstand von 1 bis 10 mm angeordnet ist.37. Device according to claims 19 and 36, characterized in that the direct voltage electrode (5) of the insulating body (23) enveloping the alternating voltage electrode (7) is arranged at a distance of 1 to 10 mm. 38. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 und 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungselektrode (5) direkt an dem die Wechselspannungselektrode (7) umschliessenden Isolierkörper (23) anliegt.38. Device according to claims 19 and 36, characterized in that the DC voltage electrode (5) bears directly on the insulating body (23) enclosing the AC voltage electrode (7). 39. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 und 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Gleichspannungselektrode (5) und der Wechselspannungselektrode (7) 1 bis 20 mm beträgt.39. Device according to claims 19 and 36 to 38, characterized in that the distance between the DC voltage electrode (5) and the AC voltage electrode (7) is 1 to 20 mm. 40. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungselektrode (7) aus einem Metalldraht mit einem Durchmesser von 1 bis 20 mm oder aus einem Metallprofil mit einem Querschnitt entsprechender Dicke zu dem Drahtdurchmesser besteht.40. Device according to claims 19 and 29, characterized in that the alternating voltage electrode (7) consists of a metal wire with a diameter of 1 to 20 mm or of a metal profile with a cross section of corresponding thickness to the wire diameter. 41. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19, 20 und 29, 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Gleichspannungselektrode (5) und der Gegenelektrode (9) 1 bis 20 mm beträgt.41. Device according to claims 19, 20 and 29, 30, characterized in that the distance between the DC voltage electrode (5) and the counter electrode (9) is 1 to 20 mm. 42. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gleichspannungselektrode (5) und der dielektrischen Schicht (8) eine lichtundurchlässige Abschirmung (24) angeordnet ist.42. Device according to claims 19 to 35, characterized in that an opaque shield (24) is arranged between the DC voltage electrode (5) and the dielectric layer (8). 43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (24) der Gleichspannungselektrode (5) einen Austrittsspalt (25) für den Aufladestrom aufweist.43. Apparatus according to claim 42, characterized in that the shield (24) of the DC voltage electrode (5) has an outlet gap (25) for the charging current. 44. Vorrichtung nach den Ansprüchen 42 und 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (24) eine Hülle, gefüllt mit Fremdgas, bildet.44. Device according to claims 42 and 43, characterized in that the shield (24) forms a shell filled with extraneous gas. 45. Vorrichtung nach den Ansprüchen 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Gleichspannungselektrode (5) unter Überdruck steht.45. Device according to claims 42 to 44, characterized in that the region of the DC voltage electrode (5) is under positive pressure.
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