EP0011203B1 - Device for charging a dielectric layer electrostatically - Google Patents

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EP0011203B1
EP0011203B1 EP79104302A EP79104302A EP0011203B1 EP 0011203 B1 EP0011203 B1 EP 0011203B1 EP 79104302 A EP79104302 A EP 79104302A EP 79104302 A EP79104302 A EP 79104302A EP 0011203 B1 EP0011203 B1 EP 0011203B1
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EP
European Patent Office
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electrode
voltage
layer
voltage generator
charging
Prior art date
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Expired
Application number
EP79104302A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0011203A1 (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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Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
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Publication of EP0011203A1 publication Critical patent/EP0011203A1/en
Application granted granted Critical
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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 device for electrostatically charging a dielectric layer, having a first electrode, which is connected to a first, ungrounded output of a direct current generator and is arranged at a distance from a dielectric layer to be charged, with a second electrode, which is connected to an ungrounded, connected to the first output of an alternating current generator and arranged further than the first electrode from the dielectric layer, and to a grounded third electrode on which the layer to be charged rests.
  • Such a device is known from FR-A-1041698, which relates to a grid-controlled charging electrode system.
  • an insulating layer is charged with the aid of a first electrode for generating the charge carriers and a second electrode for controlling the charge, which is arranged between the first electrode and the layer to be charged and is designed as a grid.
  • the first electrode is operated to generate charge carriers with a high AC voltage, while a smaller DC voltage is applied to the grid electrode.
  • the charge level of the insulating layer is controlled by setting a corresponding penetration of the charge carriers through the grid electrode, which is made possible by applying a suitable DC voltage.
  • the grid electrode, the charge-generating electrode and its grounded counter electrode are located above the layer to be charged.
  • an electrophotographic development method in which an electrophotographic layer is provided with an electrostatic surface charge with the aid of an electrode to which both a high-frequency high voltage and a DC voltage are applied simultaneously.
  • the electrode e.g. B. a very thin corona wire or fine metallic tips, is arranged near an insulated metal surface and generates air ions of both polarities due to the AC voltage, of which those of the corresponding polarity are accelerated by the DC voltage towards the electrophotographic layer.
  • 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 has an influence on the discharge voltage of the electrode, since this is controlled by the impressed alternating voltage in such a way that the amplitudes of the alternating voltage are superimposed on the predetermined direct voltage, which can result in voltage peaks that may occur lead to a breakdown of the layer to be charged.
  • a method for the electrographic recording of images on an insulating recording medium is known, which is drawn over a support electrode, while the charge image is recorded over the contact point with the support electrode by drawing electrodes on the other side of the recording medium.
  • 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-A-2423245 describes a method for the electrographic recording of images on an insulating recording medium by means of a corona discharge, from which part of the discharge current is removed via a slit diaphragm and used for charging the recording medium.
  • the imagewise charging is carried out by control voltages on a drawing electrode, which is in contact with the recording medium on the side of the recording medium 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 device for the gentle and safe electrostatic charging of insulating dielectric layers and for avoiding breakdown of these layers.
  • 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 on the insulating layer is possible only to a limited extent that the Koro NEN 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 quality of the charge is often unsatisfactory because breakdowns occur or the charge fluctuates due to contamination of the corona wires or due to the burning 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 device can advantageously be 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 of a purely thermoplastic recording layer.
  • the device according to FIG. 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. Pa "rallel to the output of the DC voltage regulator 16 and the direct voltage generator 1, a smoothing capacitor 33 is connected.
  • a circuit element 11 In the line to hot ungrounded output 1 1 that is the DC voltage generator 1 is a circuit element 11 having a terminal 14, which via the voltage modulation
  • the cold, ie grounded, output 1 0 is at ground potential via a line 3.
  • 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 are formed to de Ren manufacture 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 AC voltage of the AC 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 voltage, while the frequency regulator 18 is used to adjust the frequency of the alternating 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 an ungrounded cascade connection of the AC voltage to the hot connection 1 i of the DC voltage generator 1. For this purpose, the cold output 2 o of the AC voltage generator 1 is connected.
  • a switching element 10 is connected, via the connection 13 of which a voltage for modulating the alternating voltage can be fed.
  • the hot output 2 1 of the alternating voltage generator 2 is connected via a line 6 to an electrode 7, which is further charged by the electrode dielectric layer 8 is removed as the DC voltage electrode 5.
  • the AC voltage U of the AC voltage generator 2 is supplied to the AC voltage electrode 7 via the line 6.
  • 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 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 o of the AC voltage generator 2 is connected to the output 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. 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 such a way that no ions are generated in its 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 alternating voltage U- is chosen to be sufficiently high so that a sufficient number of the required ions are available in the area of the electrode 5 even with a maximum charging current requirement. With strong ionization, a visible glow occurs on the circumference of the electrode 5.
  • 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 mechanical structure of the charging device is also 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 than in the known charging corona, and is lower by approximately the corona threshold 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 combined in electrode arrangements, some of which are shown schematically in FIGS. 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 alternating voltage is electrode 7 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 DC voltage electrode 5 and secondly in the case of an AC voltage of the same size as in the electrode arrangement according to FIG. 3, a higher field strength is obtained in the air space between the electrode 5 and the insulating body 23. 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 copying machines for producing copies of large-area originals such as technical drawings.
  • the electrode arrangements described above also enable very low charges of the layer 8 with a voltage of 1 volt and below, so that 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 remaining charge becomes negligibly small when the layer 8 passes under the electrode 5.
  • a special electrode setting and balancing of the AC voltage may have to be carried out and external electrostatic fields must be kept away or compensated for.
  • 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.
  • 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 the electrostatic relief image technique, 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 also very suitable for electrostatic copiers, such as computer printers and fax machines, due to the pronounced linearity between charging current and DC voltage.
  • the line-by-line information is sequentially fed as a corresponding electrical signal to the copier, which applies a corresponding charge pattern to the insulating layer line-by-line on a dielectric recording medium, 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 area 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 half tones are reproduced in small increments.
  • the AC voltage of the AC voltage generator 2 of the device according to FIG. 1 is modulated via the switching element 10.
  • 13 pulses are given to the switching element 10 via the connection, z. B. 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 the switching element 10, which allow switching frequencies of 100 kHz 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 inside 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.
  • the charging current is increased with otherwise unchanged settings of the electrodes.
  • the DC voltage electrode 5 which works as a corona electrode, is protected from contamination by a slight overpressure in the corona region.
  • 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 in such a way that the existing contacts are not interrupted, 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.
  • 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 chip while the counter electrode 9 is moving past voltage electrode is moved via the one-sided grounded potentiometer 28 to which a voltage U is applied.
  • U -300 V to 0 V
  • 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, ... are 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. 1.
  • 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 DC voltage electrode 5 and the individual electrodes 7a, 7b, ... of the AC 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. These are 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.
  • the smoothing capacitor 33 is connected in parallel with 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, ...; 11 a, 11 b, ... and 12a, 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, ..., i. H. You can switch 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 occurs at +300 V DC voltage, 11 pA at +700 V and 22pA 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 contact 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 in Example 2.
  • a DC voltage U -800 V was applied to the DC voltage electrode 5.
  • the alternating voltage generator 2 is tuned depending on the geometric structure of the electrode arrangement 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 8 was charged, in some cases slightly higher, in part lower than to -800 V, depending on the frequency setting.
  • 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.
  • the recording layer 8 consisted of an approximately 1 micron thick sub-layer of Brompyrenharz, the 1/5 weight fraction Dicyanomethylentrinitrofluorenon and 1 ⁇ 2 proportion by weight were added to a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate. Above it was a second, approximately 0.5 ⁇ m thick partial layer made of the glycerol ester of the hydrogenated rosin.
  • the electrode arrangement was set as in Example 5, with the difference that the DC voltage at the DC voltage electrode was 5 + 5200 V. The charge was reproducible without any strikethrough on the recording layer.
  • a He / Ne laser was interfer Schlierendem light / irradiated an intensity pattern of 820 lines mm, then was s heated over a period of 1 / 10th of the recording layer to 70 ° C, it was a relief grating which bent the incident 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 rms .
  • 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.
  • 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 with a thickness of 50 ⁇ m was charged in a grid pattern to +5 kV.
  • the 20 liter thick recording layer consisted of a glycol ester of the 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 consisted of an integrated semiconductor switch, enabled a 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.
  • a DC voltage of +5 kV was present at the DC voltage electrode 5.
  • the recording material was heated with warm air at about 50 ° C., a relief grid of 5 lines / cm 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 5x5cm glass plate with a conductive transparent layer with reinforced electrodes on opposite sides. The plate electrodes were connected to leads 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 15mm 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 photomechanically etched into the copper layer connected as counter electrode 9, as can be seen from FIG. 9. 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 AC voltage of 5 kV e ff 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 signals for controlling the individual electrodes 5a, 5b, 5c, ... were given to the connections 14a, 14b, 14c, ... of the switching elements 11a, 11b, 11 ⁇ , ...
  • 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 0.3mm in the running direction and across. No breakthroughs occurred.

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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 eine Vorrichtung zum elektrostatischen Aufladen einer dielektrischen Schicht, mit einer ersten Elektrode, die mit einem ersten, nicht geerdeten Ausgang eines Gleichstromgenerators verbunden und im Abstand von einer aufzuladenden dielektrischen Schicht angeordnet ist, mit einer zweiten Elektrode, die mit einem nicht geerdeten, ersten Ausgang eines Wechselstromgenerators verbunden und weiter als die erste Elektrode von der dielektrischen Schicht entfernt angeordnet ist, und mit einer geerdeten dritten Elektrode, auf der die aufzuladende Schicht aufliegt.The invention relates to a device for electrostatically charging a dielectric layer, having a first electrode, which is connected to a first, ungrounded output of a direct current generator and is arranged at a distance from a dielectric layer to be charged, with a second electrode, which is connected to an ungrounded, connected to the first output of an alternating current generator and arranged further than the first electrode from the dielectric layer, and to a grounded third electrode on which the layer to be charged rests.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR-A-1041698 bekannt, die ein gittergesteuertes Aufladungselektrodensystem betrifft. Bei diesem wird eine Isolierschicht mit Hilfe einer ersten Elektrode zur Erzeugung der Ladungsträger und einer zweiten Elektrode zur Steuerung der Aufladung aufgeladen, die zwischen der ersten Elektrode und der aufzuladenden Schicht angeordnet und als Gitter ausgeführt ist. Die erste Elektrode wird zur Erzeugung von Ladungsträgern mit einer hohen Wechselspannung betrieben, während an die Gitterelektrode eine kleinere Gleichspannung angelegt wird. Die Steuerung der Aufladungshöhe der Isolierschicht erfolgt hierbei durch Einstellen eines entsprechenden Durchgriffes der Ladungsträger durch die Gitterelektrode, was durch das Anlegen einer geeigneten Gleichspannung ermöglicht wird. Über der aufzuladenden Schicht befinden sich die Gitterelektrode, die Ladungsträger erzeugende Elektrode und ihre geerdete Gegenelektrode.Such a device is known from FR-A-1041698, which relates to a grid-controlled charging electrode system. In this, an insulating layer is charged with the aid of a first electrode for generating the charge carriers and a second electrode for controlling the charge, which is arranged between the first electrode and the layer to be charged and is designed as a grid. The first electrode is operated to generate charge carriers with a high AC voltage, while a smaller DC voltage is applied to the grid electrode. The charge level of the insulating layer is controlled by setting a corresponding penetration of the charge carriers through the grid electrode, which is made possible by applying a suitable DC voltage. The grid electrode, the charge-generating electrode and its grounded counter electrode are located above the layer to be charged.

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 elektröfotografische 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, from the reference "Tappi / February 1967, Vol. 50, No. 2, pages 77A = 79A »an electrophotographic development method is known in which an electrophotographic layer is provided with an electrostatic surface charge with the aid of an electrode to which both a high-frequency high voltage and a DC voltage are applied simultaneously. The electrode, e.g. B. a very thin corona wire or fine metallic tips, is arranged near an insulated metal surface and generates air ions of both polarities due to the AC voltage, of which those of the corresponding polarity are accelerated by the DC voltage towards the electrophotographic layer. 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 has an influence on the discharge voltage of the electrode, since this is controlled by the impressed alternating voltage in such a way that the amplitudes of the alternating voltage are superimposed on the predetermined direct voltage, which can result in voltage peaks that may occur lead to a breakdown of the layer to be charged.

Aus der DE-A-2231530 ist ein Verfahren zur elektrografischen 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-A-2231530 a method for the electrographic recording of images on an insulating recording medium is known, which is drawn over a support electrode, while the charge image is recorded over the contact point with the support electrode by drawing electrodes on the other side of the recording medium. 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-A-2423245 beschreibt ein Verfahren zur elektrografischen 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 Aufzeichnungsträgers 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-A-2423245 describes a method for the electrographic recording of images on an insulating recording medium by means of a corona discharge, from which part of the discharge current is removed via a slit diaphragm and used for charging the recording medium. Here, too, the imagewise charging is carried out by control voltages on a drawing electrode, which is in contact with the recording medium on the side of the recording medium 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, eine Vorrichtung zur schonenden und sicheren elektrostatischen Aufladung isolierender dielektrischer Schichten und zur Vermeidung von Durchschlägen dieser Schichten zu schaffen.The object of the invention is to provide a device for the gentle and safe electrostatic charging of insulating dielectric layers and for avoiding breakdown of these layers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a device having the features of claim 1.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der übrigen Patentansprüche.The further advantageous embodiment of the invention results from the features of the other claims.

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 on the insulating layer is possible only to a limited extent that the Koro NEN 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 charge voltage, the quality of the charge is often unsatisfactory because breakdowns occur or the charge fluctuates due to contamination of the corona wires or due to the burning 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.

Die Vorrichtung kann 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 device can advantageously be 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 of a purely thermoplastic recording layer.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zeichnerisch dargestellt sind, näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention which are illustrated in the drawings are described in more detail below.

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.
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,
  • 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. Pa" rallel zu dem Ausgang des Gleichspannungsreglers 16 bzw. des Gleichspannungsgenerators 1 ist ein Glättungskondensator 33 geschaltet. In der Leitung zum heissen d.h. nicht geerdeten 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 d. h. geerdete 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.The device according to FIG. 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. Pa "rallel to the output of the DC voltage regulator 16 and the direct voltage generator 1, a smoothing capacitor 33 is connected. In the line to hot ungrounded output 1 1 that is the DC voltage generator 1 is a circuit element 11 having a terminal 14, which via the voltage modulation The cold, ie grounded, output 1 0 is at ground potential via a line 3. The direct voltage U = of the direct voltage generator 1 is adjustable between 0 and 20 kV and is transferred from the hot output 1 1 via a line 4 to an electrode 5 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 are formed to de Ren manufacture 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 WeεhseIspannung, 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 1i des Gleichspannungsgenerators 1 sicherstellt. Hierzu ist der kalte Ausgang 2o des Wechselspannungsgenerators 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 YYerden 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 AC voltage of the AC 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 voltage, while the frequency regulator 18 is used to adjust the frequency of the alternating 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 an ungrounded cascade connection of the AC voltage to the hot connection 1 i of the DC voltage generator 1. For this purpose, the cold output 2 o of the AC voltage generator 1 is connected. In the connecting line between the alternating chip voltage source 32 and the isolating transformer 19, a switching element 10 is connected, via the connection 13 of which a voltage for modulating the alternating voltage can be fed. The hot output 2 1 of the alternating voltage generator 2 is connected via a line 6 to an electrode 7, which is further charged by the electrode dielectric layer 8 is removed as the DC voltage electrode 5. The AC voltage U of the AC voltage generator 2 is supplied to the AC voltage electrode 7 via the line 6. 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 to change the potential of the electrode 9.

Die Elektrode 5 dient zugleich als Gegenelektrode für die Wechselspannungselektrode 7, da der Ausgang 2o des Wechselspannungsgenerators 2 mit dem Ausgang 1 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 o of the AC voltage generator 2 is connected to the output 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 300µm Dicke. Es können jedoch auch andere Aufladungskoronen geeigneter Bauart verwendet werden. Als Wechselspannungselektrode 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 2mm sein. Mit Hilfe der Wechselspannungselektrode 7 erfolgt eine lonisation 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 such a way that no ions are generated in its immediate vicinity. For example, the AC voltage electrode 7 can be a round electrode with a diameter of 2 mm. With the help of the alternating voltage electrode 7, the ambient atmosphere of the electrode 5 is ionized and the size of the alternating voltage U- is chosen to be sufficiently high so that a sufficient number of the required ions are available in the area of the electrode 5 even with a maximum charging current requirement. 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 Erdrotential 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 to 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 mechanical structure of the charging device is also 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 von 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 als bei der bekannten Aufladekorona erreicht werden, und ist etwa um die Koronaeinsatzspannung geringer. 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 Aufladestrom als bei den bekannten Koronaeinrichtungen 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 than in the known charging corona, and is lower by approximately the corona threshold 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 greater charging current can be achieved than with the known corona 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 combined in electrode arrangements, some of which are shown schematically in FIGS. 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 100µm 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 20mm. 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 alternating voltage is electrode 7 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 DC voltage electrode 5 and secondly in the case of an AC voltage of the same size as in the electrode arrangement according to FIG. 3, a higher field strength is obtained in the air space between the electrode 5 and the insulating body 23. 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 copying machines for producing copies of large-area originals such as technical drawings.

Die zuvor beschriebenen Elektrodenanordnungen ermöglichen, wie schon 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 lonisationskammern 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.As already mentioned, the electrode arrangements described above also enable very low charges of the layer 8 with a voltage of 1 volt and below, so that 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 remaining charge becomes negligibly small when the layer 8 passes under the electrode 5. To do this, a special electrode setting and balancing of the AC voltage may have to be carried out and external electrostatic 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 Tonerabscheidung 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. For example, it is generally known that when developing charge images with large full 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 possibility for achieving full-surface toner deposition and for improving the halftone reproduction is to rasterize the charge image. In this case, charging is generally carried out homogeneously first and then exposed in a grid-like manner. 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. For this purpose, a grid of up to 20 lines / mm, preferably 5 to 10 lines / mm, is completely sufficient for the requirements for high-quality 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 lonisationskammern 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 the electrostatic relief image technique, 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 Linearitätzwischen Ladestrom und Gleichspannung auch sehr gut für elektrostatische Kopierer, wie Computer-Ausdrucker und Telekopierer. In diesen Anwendungsfällen 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 dem 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 also very suitable for electrostatic copiers, such as computer printers and fax machines, due to the pronounced linearity between charging current and DC voltage. In these applications, the line-by-line information is sequentially fed as a corresponding electrical signal to the copier, which applies a corresponding charge pattern to the insulating layer line-by-line on a dielectric recording medium, 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 area charge on the recording medium which is proportional to the respective signal voltage. Depending on the area 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 half tones are 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. 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 kHz und darüber hinaus zulassen.For periodic, raster-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, 13 pulses are given to the switching element 10 via the connection, z. B. 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 the switching element 10, which allow switching frequencies of 100 kHz 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 15mm. Die im Innern 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 inside 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, the DC voltage electrode 5, which works as a corona electrode, is protected from contamination by a slight overpressure in the corona region.

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, dass die bestehenden Kontakte nicht unterbrochen werden sondern nur das Wechsel- bzw. Gleichfeld während der Modulationsphase abgeschwächt wird.Further modulation options exist 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 in such a way that the existing contacts are not interrupted, 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 Computerausdrucken oder Telekopierern auftreten, wird dann die Elektrode 9 in eine Anzahl von einzelnen 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 Schaltelement 10 gerastert werden.Circuit relationships that are easy to overlook 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 occur in computer printouts or facsimile machines, 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 (fAÄ) 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 ersten Fall die erzielbaren Aufladestromstärken wesentlich über denjenigen des zweiten Falls liegen.8 shows the linear relationship between the charging current I (fAÄ) 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 are a ', b', c ', d' 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. It can be seen from the curves in FIG. 8 that with 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 first case are significantly higher 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 chip while the counter electrode 9 is moving past voltage electrode is moved via the one-sided grounded potentiometer 28 to which a voltage U is applied. 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 Gleichspannungselektrode 5 besteht, wie schon erwähnt wurde, aus einzeln ansteuerbaren Elektroden 5a, 5b, 5c,..., die über eine entsprechende Anzahl von Schaltelementen 11 a, 11 b, 11c,... mit Anschlüssen 14a, 14b, 14c,... spannungsmässig angesteuert werden. Die Schaltelemente 11a, 11b, 11c,... sind mit den Anschlüssen 31 a, 31b, 31c,... der einzelnen Elektroden 5a, 5b, 5c,... verbunden. Im übrigen entspricht der Schaltungsaufbau demjenigen nach Fig. 1.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, ... are 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. 1.

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 11a, 11b,... bzw. 10a, 10b,... 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 DC voltage electrode 5 and the individual electrodes 7a, 7b, ... of the AC 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. These are 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 Gleichspannungsreglers 16 bzw. des Gleichspannungsgenerators 1 liegt der Glättungskondensator 33.The smoothing capacitor 33 is connected in parallel with 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, 10b,...; 11 a, 11 b,... und 12a, 12b,... ersetzt, die mit den entsprechenden Einzelelektroden der Wechselspannungs-, Gleichspannungs- und Gegenelektrode verbunden sind. Die Schaltelemente 10a, 10b,...; 12a, 12b,... sind analog zu den Schaltelementen 11a, 11 b,... 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, ...; 11 a, 11 b, ... and 12a, 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, ..., i. H. You can switch 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 Vorrichtung nach Fig. 7 eingesetzt. Im Abstand von 4mm 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: 1,8mm dicker Kupferdraht
  • Gleichspannungselektrode 5: 50µm dicker Wolframdraht
  • Isolationskörper 23: 5mm dickes Polytetrafluoräthylen
  • Länge der Gleichspannungselektrode 5: 40cm 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 electrode 7: 1.8mm thick copper wire
  • DC voltage electrode 5: 50µm thick tungsten wire
  • Insulation body 23: 5mm thick polytetrafluoroethylene
  • Length of the DC voltage electrode 5: 40cm AC voltage: 5 kVeff / 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 2µA ein, bei +700 V von 11 pA und bei +1200 V von 22pA. 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 Auflagestrom 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 2µA occurs at +300 V DC voltage, 11 pA at +700 V and 22pA 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 contact 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, even if with great attenuation, frequency adjustment 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: 1,8mm dicker Kupferdraht
  • Gleichspannungselektrode 5: 100µm dicker Stahldraht
  • Isolationskörper 23: Glasrohr mit 14mm Durchmesser
  • Länge der Gleichspannungselektrode 5: 780mm 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: 1.8mm thick copper wire
  • DC electrode 5: 100µm thick steel wire
  • Insulation body 23: glass tube with 14mm diameter
  • Length of the DC voltage electrode 5: 780mm 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 13mm durchgeführt wurden, sind in Fig. 8 in den 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 3Example 3

Die Messungen des Beispiels 2 wurden mit einer ähnlichen, jedoch längeren Gleichspannungselektrode durchgeführt. Die Länge der Gleichspannungselektrode 5 betrug 1290mm und als Wechselspannungselektrode 7 wurde ein 4mm 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 1,5fache 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 in Example 2.

Beispiel 4Example 4

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

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8mm dicker Kupferdraht
  • Länge der Gleichspannungselektrode 5: 620mm 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 electrode 7: 1.8mm thick copper wire
  • Length of the DC voltage electrode 5: 620mm 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 10pm 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 pm and equal molar proportions of poly-N-vinylcarbazole and trinitrofluorenone, which are applied to a conductive carrier made of aluminized polyester film, was charged to a direct voltage of -800 V.

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

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8mm dicker Kupferdraht
  • Gleichspannungselektrode 5: 100µm dicker Stahldraht
  • Länge der Gleichspannungselektrode 5: 300mm Isolationskörper 23: Glasrohr von 14mm Durchmesser
  • Abschirmgehäuse 24: 3mm dicker Kunststoff Spaltbreite: 3mm
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 electrode 7: 1.8mm thick copper wire
  • DC electrode 5: 100µm thick steel wire
  • Length of the DC voltage electrode 5: 300mm insulation body 23: glass tube of 14mm diameter
  • Shielding housing 24: 3mm thick plastic gap width: 3mm

An die Gleichspannungselektrode 5 wurde eine Gleichspannung U= -800 V angelegt.A DC voltage U = -800 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 kVelf 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 kVelf 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 alternating voltage generator 2 is tuned depending on the geometric structure of the electrode arrangement via the voltage regulator 17 and frequency regulator 18. In the control range U- for alternating voltage = 1 to 5.7 kV eleven , the voltage on the photoconductive layer 8 was initially less than the predetermined direct voltage, increased but with increasing AC voltage up to the specified setpoint. With an alternating voltage U- = 5.7 kVelf, 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 , the photoconductor layer 8 was charged, in some cases slightly higher, in part lower than to -800 V, depending on the frequency setting.

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 50µm Stärke, der auf einer Glasplatte mit einer transparenten, leitfähigen Schicht aufliegt, wurde auf +5200 V aufgeladen.A photoconductive thermoplastic recording layer 8 on a 50 μm thick polyester support, 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 ½ Gewichtsanteil eines Copolymeren aus Vinylchlorid und Vinylacetat zugesetzt waren. Darüber befand sich eine zweite, etwa 0,5µm dicke Teilschicht aus dem Glycerinester des hydrierten Kolophoniums.The recording layer 8 consisted of an approximately 1 micron thick sub-layer of Brompyrenharz, the 1/5 weight fraction Dicyanomethylentrinitrofluorenon and ½ proportion by weight were added to a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate. Above it was a second, approximately 0.5 µm thick partial 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 difference that the DC voltage at the DC voltage electrode was 5 + 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, a He / Ne laser was interferierendem light / irradiated an intensity pattern of 820 lines mm, then was s heated over a period of 1 / 10th of the recording layer to 70 ° C, it was a relief grating which bent the incident laser light .

Beispiel 7Example 7

Auf einer Polyesterfolie von 50)im Dicke wurde in einer lonisationskammer 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 Elektronenanordnung vermieden:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8mm dicker Kupferdraht
  • Gleichspannungselektrode 5: Wolframdraht mit 50llm Durchmesser
  • Isolationskörper 23: Glasrohr mit 9mm Aussendurchmesser
A charge image corresponding to the irradiated X-ray intensity pattern, which was made visible with toner, was produced on a polyester film of 50) in thickness in an ionization chamber. Fluctuations in density of the fired also occurred in places of equal intensity the amount of toner. These fluctuations were avoided by subsequent neutralizing charging of the polyester film with the following electron arrangement:
  • AC electrode 7: 1.8mm thick copper wire
  • DC electrode 5: tungsten wire with 50 l lm diameter
  • Insulation body 23: glass tube with 9mm outer diameter

Im Abstand von 5mm zu der Polyesterschicht wurde die Gleichspannungselektrode 5 und im Abstand von 10mm 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 kVeff 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 rms . 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 50llm Dicke wurde auf +5 kV rasterförmig aufgeladen. Die 20llm dikke Aufzeichnungsschicht bestand aus einem Glykolester des hydrierten Kolophoniums.A thermoplastic recording layer 8 on a polyester support with a thickness of 50 μm was charged in a grid pattern to +5 kV. The 20 liter thick recording layer consisted of a glycol ester of the hydrogenated rosin.

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

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8mm dicker Kupferdraht
  • Gleichspannungselektrode 5: 50gm dicker Wolframdraht
  • Isolationskörper 23: Glasrohr mit 9mm Durchmesser, Spaltbreite 1 mm
  • Wechselspannung: 5 kVeff/30 kHz
  • Abstand zwischen den Elektroden 5 und 7: 6,5mm
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 electrode 7: 1.8mm thick copper wire
  • DC voltage electrode 5: 50gm thick tungsten wire
  • Insulation body 23: glass tube with 9mm diameter, gap width 1mm
  • AC voltage: 5 kV eff / 30 kHz
  • Distance between electrodes 5 and 7: 6.5mm

Zur Modulation der Aufladespannung der Aufzeichnungsschicht wurde mit dem Schaltelement 10 nach Fig. 1 die Wechselspannung 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 consisted of an integrated semiconductor switch, enabled a 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. A DC voltage of +5 kV was present at the DC voltage electrode 5.

Nach der rasterförmigen Aufladung wurde das Aufzeichnungsmaterial mit Warmluft von etwa 50°C erwärmt, wobei ein Reliefgitter von 5 Linien/ cm entstand.After the grid-like charging, the recording material was heated with warm air at about 50 ° C., a relief grid of 5 lines / cm 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 lonisationskammer eingebracht. Die leitfähige Unterlage bestand aus einer 5x5cm 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 15mm 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 Röntgenexposition 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 Bleikeils 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 5x5cm glass plate with a conductive transparent layer with reinforced electrodes on opposite sides. The plate electrodes were connected to leads 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 15mm 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 with 80 kV X-rays, a flat lead wedge was placed in the beam path. When the lower electrode was heated by a voltage surge of 70 V for 0.1 s, a relief image was created 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 lead wedge possible.

Beispiel 10Example 10

Eine 300µm dicke Selenschicht auf einer 2mm dicken Aluminiumplatte wurde mit einer 20µm 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 5mm unter einer Elektrodenanordnung nach Fig. 6 mit einer Geschwindigkeit von 45cm/s vorbeigeführt. Die übrigen Daten lauteten:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8mm dicker Kupferdraht
  • Gleichspannungselektrode 5: 50m dicker Wolframdraht
  • tsolationskörper 23: Glasrohr von 9mm 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 electrode 7: 1.8mm thick copper wire
  • DC voltage electrode 5: 50m thick tungsten wire
  • Insulation 23: 9mm diameter glass tube
  • 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 Kupferschicht 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 photomechanically etched into the copper layer connected as counter electrode 9, as can be seen from FIG. 9. 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 Laufstrekke 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, more and more toner was deposited on the recording layer 8 along the running track. 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 20µm dicken Schicht des Glykolesters des hydrierten Kolophoniums auf einer 50µm 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 3 kHz 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 AC voltage of 5 kV e ff 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 0,5mm Abstand unter einer Elektrodenanordnung nach Fig. 10 mit einer Geschwindigkeit von 25cm/s vorbeibewegt. Die übrigen Daten lauteten:

  • Wechselspannungselektrode 7: 1,8mm dicker Kupferdraht
  • Gleichspannungselektrode 5: einzelne Wolframdrähte mit 150µm Dicke, die in Abständen von etwa 300µm 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 approximately 0.5 mm away under an electrode arrangement according to FIG. 10 at a speed of 25 cm / s. The rest of the data was:
  • AC electrode 7: 1.8mm thick copper wire
  • DC electrode 5: individual tungsten wires with a thickness of 150 µm, which were insulated from each other at intervals of about 300 µm
  • AC voltage: 5 kVeff / 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 11a, 11b, 11c,... an die zugehörigen Einzelelektroden 5a, 5b, 5c,... angelegt. An die Anschlüsse 14a, 14b, 14c,... der Schaltelemente 11a, 11b, 11ε,... wurden die einzelnen Steuersignale 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 signals for controlling the individual electrodes 5a, 5b, 5c, ... were given to the connections 14a, 14b, 14c, ... of the switching elements 11a, 11b, 11ε, ...

Zuerst wurden alle Drahtenden über die Anschlüsse 31a, 31 b, 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, similarly to Example 11, a direct voltage U which varied continuously from -500 V to 0 V was obtained via a potentiometer tap 27 (FIG. 9) = 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 a single 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 0,3mm 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 0.3mm in the running direction and across. No breakthroughs occurred.

Claims (24)

1. Device for electrostatically charging a dielectric layer, comprising a first electrode (5) which is connected to a first, ungrounded output (1i) of a DC voltage generator and arranged at a distance from a dielectric layer (8) to be charged; a second electrode (7) which is connected to a first, ungrounded output (21) of an AC voltage generator and arranged at a greater distance from the dielectric layer than the first electrode; and a third electrode (9) which is grounded and on which the layer to be charged rests, characterized in that, in addition to the DC voltage generator, the first electrode is also directly connected to a second output (20) of the AC voltage generator, and that the electrodes (5, 7) arranged on the same side of the layer to be charged are designed such and the output voltage of the two generators is selected such that charge carriers are only produced at the first electrode (5) and by the AC voltage field.
2. Device as claimed in claim 1, characterized in that the DC voltage of the DC voltage generator (1) can be adjusted from 0 to 20 kV.
3. Device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the AC voltage of the AC voltage generator (2) is 1 to 10 kVeff, at a frequency of between 1 and 100 kHz.
4. Device as claimed in claim 1, characterized in that the AC voltage generator (2) includes an AC voltage source (32) comprising a voltage regulator (17) for adjusting the amplitude of the AC voltage and a frequency control means (18) for tuning the frequency of the AC voltage.
5. Device as claimed in claim 4, characterized in that the AC voltage generator (2) comprises an isolating transformer (19) for stepping up the AC voltage supplied by the AC voltage source.
6. Device as claimed in claims 4 and 5, characterized in that between the AC voltage source (32) and the isolating transformer (19) a switching element (10) is connected which can be supplied via a connection (13) with a voltage for amodulating the AC voltage.
7. Device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that into the line to the ungrounded output (11) of the DC voltage generator (1) a switching element (11) is connected, to which via a connection (14) a voltage for modulating the DC voltage can be applied.
8. Device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that into the earthline of the counter-electrode (9) a switching element (12) is connected, to which via a connection (15) a voltage for modifying the voltage of the counter-electrode (9) can be applied.
9. Device as claimed in claim 1, characterized in that the first and the second electrode (5, 7) consist of several, mutually insulated single electrodes (5a, 5b, 5c,...; 7a, 7b, 7c,...).
10. Device as claimed in claim 1, characterized in that the third electrode (9) consists of several, mutually insulated single electrodes (9a, 9b, 9c,...).
11. Device as claimed in claims 9 and 10, characterized in that each of the single electrodes (5a, 5b, 5c,...; 9a, 9b, 9c,...) of the first electrode (5) and/or the third electrode (9) is connected to a switching element (11a, 11b, 11c,...; 12a, 12b, 12c,...), to which via a corresponding connection (14a, 14b, 14c,...; 15a, 15b, 15c,...) a voltage for the section- by-section modulation of the DC voltage and for modifying the voltage of the single third electrode can be applied and that the voltages applied to the single electrodes are of different amplitudes.
12. Device as claimed in claims 6 to 8 and 10, characterized in that the switching element (10; 11; 12; 10a, 10b,...; 11a, 11b,...; 12a, 12b,...) is an electromechanical switch, such as a relay, or an electronic switch.
13. Device as claimed in claim 1, characterized in that the first electrode (5) consists of a corona wire of a diameter of 5!!m to 2mm.
14. Device as claimed in claim 1, characterized in that the first electrode (5) is a metal tape with a rectangular cross-section of a thickness between 5!!m and 2mm.
15. Device as claimed in claims 1 and 9, characterized in that the first electrode (5) consists of a needle arrangement with mutually insulated and individually controllable needles.
16. Device as claimed in claim 1, characterized in that an insulating body (23) encloses the second electrode (7).
17. Device as claimed in claims 1 and 16, characterized in that the first electrode (5) is arranged at a distance of from 1 to 10mm from the insulating body (23) enclosing the second electrode (7).
18. Device as claimed in claims 1 and 16, characterized in that the first electrode (5) rests directly against the insulating body (23) enclosing the second electrode (7).
19. Device as claimed in claims 1 and 16 to 18, characterized in that the distance between the first electrode (5) and the second electrode (7) is 1 to 20mm.
20. Device as claimed in claims 1 and 9, characterized in that the second electrode (7) consists of a metal wire with a diameter of 1 to 20mm or of a metal section with a cross-section of a thickness which corresponds to the diameter of the wire.
21. Device as claimed in claims 1, 9 and 10, characterized in that the distance between the first electrode (5) and the third electrode (9) is from 1 to 20mm.
22. Device as claimed in claims 1 to 15, characterized in that between the first electrode (5), and the dielectric layer (8) an opaque shield (24) is arranged.
23. Device as claimed in claim 22, characterized in that the shield (24) of the first electrode (5) is provided with an exit gap (25) for the charging current.
24. Device as claimed in claims 22 and 23, characterized in that the shield (24) forms a casing filled with gas.
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