EP1034078B1 - Elektrostatische anordnung für ein tief- und flexodruckwerk - Google Patents
Elektrostatische anordnung für ein tief- und flexodruckwerk Download PDFInfo
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- EP1034078B1 EP1034078B1 EP97913072A EP97913072A EP1034078B1 EP 1034078 B1 EP1034078 B1 EP 1034078B1 EP 97913072 A EP97913072 A EP 97913072A EP 97913072 A EP97913072 A EP 97913072A EP 1034078 B1 EP1034078 B1 EP 1034078B1
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- B41F9/001—Heliostatic printing
Definitions
- the present invention relates to an arrangement for transmission an electrostatic charge within a Gravure and flexographic printing unit to improve print quality by polarizing the ink drops on the printing form cylinder.
- the electrostatic Charge applied to the outer surface of a press from which they go to the outer jacket of the printing form cylinder flowing forth.
- the electrostatic is brought into the flexographic printing unit Charge on the printing form cylinder, of which them to both the substrate transfer roller and the Counter pressure cylinder flows.
- Under the influence of a applied electric field are those in the wells of the printing form cylinder (gravure) or that on the surface of the printing form cylinder (flexographic printing) Color molecules polarize, and learn the color droplets overall an increase in volume.
- a fluent one electric current is taken up for the polarization work to supply the necessary energy.
- the droplets of color from the substrate become polarized attracted and moreover the transfer of color droplets by increasing their volume to those passed by Imprints favored.
- FIGS. 1A and 1D in connection with FIG. 1C show a two-roll system of a gravure printing unit with a multi-layer impression roller 1 - but here already three-layer according to the invention -, the printing form cylinder 2 and the printing material 4 passed between the two over the deflection roller 3.
- a rod-shaped voltage electrode 5 extending over its entire length is arranged above the impression roller 1 .
- the ink squeegee 6 is indicated for stripping excess ink from the printing form cylinder 2.
- the inking roller and the return, which are not shown, are seated in an ink trough 7 .
- the voltage electrode 5 is connected to a high voltage source 8 .
- the outer surface of the three-layer impression roller 1 has a semiconductor layer 10 and a high-conductor layer 11 underneath. Below the high conductor layer 11, as electrical insulation to the impression core 13 , there is an insulator layer 12 .
- FIG. 1B shows a three-roller system which, in deviation from the two-roller system described above, has an additionally arranged support roller 9 above the multi-layer impression roller 1 , which is preferably electrically insulated.
- the voltage electrode 5 is positioned here on the side of the multi-layer impression roller 1 .
- FIG. 1E with the electrical circuit diagram of the two- or three-roller system according to FIGS. 1A to 1D illustrates the current flow within the electrostatic arrangements.
- a direct voltage U is supplied to the voltage electrode 5 from the high voltage source 8 and the voltage electrode 5 has the internal resistance R 1 .
- the air gap S existing between the voltage electrode 5 and impression roller 1 - usually in the size of approximately 5 mm to 30 mm - represents the resistor R 2.
- the upper semiconductor layer 10 and the high conductor layer 11 form the resistors R 3 , R 4 .
- the grounded insulator layer 12 acts as an oversized resistor R 5 .
- the current flows through the semiconductor layer 10 lying below , which here forms the resistor R 6 , further through the printing material 4, which represents the resistor R 7 .
- Printing aids where the current is over the impression core is initiated and largely against pollution are protected so that practically no maintenance is given (see e.g. EP-A-0 115 611; company letter of Spengler Electronic AG, Biel-Benken / CH: Electrostatic Printing aid, SR-HELIOFURN 94). These are the most modern to date Printing aids cause a relatively high mechanical Effort with new printing presses from the start equipped with it is still acceptable. When retrofitting older printing presses in operation with encapsulated pressure aids and introduction of the current into the However, the retrofitting effort would be enormous rise, so that the previous printing aids continue to do so used with long, rod-shaped voltage electrodes. (see, for example, the company lettering of SHTNKO Co., Ltd., Osaka / JP: ESAPRINT 21, ELECTROSTATIC ASSIST SYSTEM; Print No .: 97043000).
- electrostatic Printing aids are known in which a roller electrode is attached a three-layer impression roller with an outer semiconductor layer, an underlying conductor layer and one Insulator layer underneath that on the impression core adjacent, is applied.
- the roller electrode is in direct electrical contact with an exposed ring surface the conductor layer.
- a voltage electrode is in the form of an arrangement Brush in direct electrical contact with a semiconductor layer a multi-shift press.
- DE-U-94 19 540 there is an electrostatic arrangement described in which a voltage electrode at a distance an outer semiconductor layer of a three-layer pressurizer with a high-conductor layer lying under the semiconductor layer and an underlying insulator layer, which is adjacent to the impression core.
- a voltage electrode at a distance an outer semiconductor layer of a three-layer pressurizer with a high-conductor layer lying under the semiconductor layer and an underlying insulator layer, which is adjacent to the impression core.
- Sheet metal part, grid or the like trained voltage electrode and the semiconductor layer and the high conductor layer form a capacitor that is used for transmission of AC voltage is suitable.
- the electrostatic arrangement according to the independent Claim 1 is compared to that in the DE-A-27 09 254 described electrostatic arrangement demarcated.
- electrostatic printing aids lies the invention based on the task of creating an arrangement where a dirty voltage electrode from one person can be removed, cleaned and re-installed quickly. Or one should quickly counter the soiled voltage electrode a clean electrode can be exchanged for cleaning the dirty electrode externally. service costs and machine downtimes have to be reduced significantly become.
- the arrangement should be as small as possible with electrodes Dimension, especially for retrofitting printing machines be suitable and the initial procurement costs be kept low. Apply to print quality but still high demands.
- rod-shaped voltage electrode one such that the outer shell of the press or the Printing cylinder surrounded by a gap in a gap.
- the homogeneous charge distribution over the entire pressure range is achieved by using the relatively low impedance High conductor layer of the impression cylinder or the printing form cylinder in the axial direction and the high-resistance semiconductor layer reached in the radial direction.
- Frontal insulation is used to increase safety the impression cylinder or the printing form cylinder against their cores provided by applying an insulation coating that at least from the high conductor layer into the adjacent one Areas of the overlying semiconductor layer and the underlying one Insulator layer extends. Isolation can also by shortening the high-conductor layer on the face side when filling in the resulting from the shortening Free space achieved with the semiconductor or insulator layer become.
- the three-layer impression roller 1 has a jacket over the impression roller core 13 , which externally consists of a semiconductor layer 10 , an underlying high-conductor layer 11 and an underlying insulator layer 12 adjoining the impression roller core 13 . All three layers 10, 11, 12 extend to the end faces of the impression roller 1 , so that an electrical short circuit can occur in particular when they are soiled, for example by color residues. To prevent this, various isolating measures are taken.
- the high-conductor layer 11 is preferably of large volume and is, for example, at least 1/3 of the thickness of the semiconductor layer 10.
- the Hochleiter- and the insulating layer 11,12 to the adjacent regions of the outer semiconductor layer 10 and the inner roll core 13 are each provided frontally with an insulating coating 14 for insulation purposes.
- the front insulation is here a shortening of the high-conductor and semiconductor layers 11, 10 set back on both sides and filling of the space created by the shortening with the overlapping insulator layer 12 , which extends up to the outer surface of the semiconductor layer 10 and which intersects the cut edges of both shortened layers 11, 10 surrounds, reached.
- the external semiconductor layer 10 is shortened from the left end side, so that an annular surface 110 of the high-conductor layer 11 lying under the semiconductor layer 10 is exposed.
- an insulator coating 14 can also be provided on this end face, which covers the high-conductor layer 11 and the insulator layer 12 underneath and extends to the edge region of the adjacent impression core 13 .
- the exposed ring surface 110 allows a voltage electrode 5a, 5b, 5c to be attached to it (see the further figures).
- Emission needles 51 are systematically arranged in a row in an elongated insulation body 50 , for example at a distance of 1 cm.
- a protective resistor 52 is connected behind each emission needle 51 .
- Emission needles 51 and protective resistors 52 are advantageously positioned on a printed circuit board which is inserted into the insulating body 50 and is cast, for example, with synthetic resin.
- the connection contact of the voltage electrode 5 is connected to the high voltage source 8 , so that the voltage U is present.
- This likewise rod-shaped voltage electrode 5a differs from the embodiment according to FIG. 3A only in that three axially extending rows of emission needles 51 are now provided instead of a row of emission needles 51 . This allows the overall length of the voltage electrode 5a to be further shortened and / or the required high voltage U to be reduced.
- the number of emission needles 51 can be further reduced for a voltage electrode 5a - here arranged in an approximately square field - and thus the size of the voltage electrode 5a can be further reduced.
- the emission needles 51 are arranged within a circular area and the insulation body 50 has a cylindrical shape.
- the rod-shaped voltage electrode 5a which is reduced in length, for example to 1/6 the length of the three-layer impression 1 , is placed in a gravure printing unit on an impression 1 with a gap distance S.
- the voltage electrode 5a can advantageously be arranged in all positions in a semicircle around the impression roller 1 above the running web of the printing substrate 4 .
- the arrangement of the voltage electrode 5a below the printing substrate 4 and directed towards the semiconductor layer 10 of the impression roller 1 is also conceivable.
- the printing material 4 for example damp paper, then acts as a current conductor.
- the voltage electrode 5a is connected to the high-voltage source 8 , so that a current flows from the voltage electrode 5a through the impression cylinder 1 and the polarization of the color molecules in the cells of the printing form cylinder 2 occurs.
- the high voltage applied is up to 30 kV DC
- the air gap S is set at 5 mm to 30 mm, here preferably at 5 mm to 15 mm.
- the voltage electrode 5c has a half-shell shape and surrounds the three-layer impression roller 1 with a gap distance S.
- the voltage electrode 5c with its insulating body 50 extends in an arc over 180 °, with a row of emission needles 51 therein is provided.
- the voltage electrode 5c will be arranged at least near one end of the impression roller 1 .
- the length of the arcuate voltage electrode 5c corresponds approximately to half the outer circumference of the impression roller 1 , if the necessary increase due to the gap distance S is disregarded.
- the flexographic printing unit has the three-layer printing form cylinder 20 , the substrate transfer roller 30 arranged below it (also called inking roller or anilox roller) and the impression cylinder 40 (also called the pressure roller) located at the level of the three-layer printing form cylinder 20 .
- the web of printing material 4 runs between the three-layer printing form cylinder 20 and the impression cylinder 40 .
- a shortened rod-shaped voltage electrode 5a is placed on top of the three-layer printing form cylinder 20 with a gap distance S , which acts as a contactless inductor electrode and has, for example, approximately 1/6 the length of the three-layer printing form cylinder 20 .
- the voltage electrode 5a is preferably located at one end of the three-layer printing form cylinder 20, in order thus to facilitate lateral access for service work.
- the printing ink is fed to the substrate transfer roller 30 from a scoop roller 60 , which is immersed in the ink tank 7 .
- the voltage electrode 5a can advantageously be variably arranged in all positions in a semicircle around the three-layer printing form cylinder 20 in the two spaces between the substrate transfer roller 30 and the impression cylinder 40 .
- the three-layer printing form cylinder 20 externally has the cliché 24 made of semiconductor material, underneath a high-conductor layer 21 and an insulator layer 22 underneath the latter.
- the insulator layer 22 sits on the inner cylinder core 23 .
- the voltage electrode 5a is connected to the high voltage source 8 ; a current flows from the three-layer printing form cylinder 20 to the substrate transfer roller 30 on the one hand and to the impression cylinder 40 on the other hand.
- the electrostatic charge has the effect that the ink particles are better transferred from the substrate transfer roller 30 to the three-layer printing form cylinder 20 , ie its plate 24 , and ultimately to the printing material 4 .
- State-of-the-art flexographic printing units also dispense with a scoop roller 60 .
- the printing ink is sprayed onto the substrate transfer roller 30 with a comb doctor 6a ; Excess ink sucks off the squeegee 6a .
Landscapes
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Description
- Figur 1A:
- ein Zwei-Rollensystem eines Tiefdruckwerks mit Druckformzylinder, Presseur und hieran angeordneter Spannungselektrode als Prinzipdarstellung;
- Figur 1B:
- ein Drei-Rollensystems eines Tiefdruckwerks mit Druckformzylinder, Stützwalze und Presseur mit daran angeordneter Spannungselektrode;
- Figur 1C:
- ein Zwei-Rollensystem eines Tiefdruckwerks mit stabförmiger Spannungselektrode gemäss dem Stand der Technik als Perspektivdarstellung;
- Figur 1D:
- das System gemäss Figur 1C im Vertikalschnitt betrachtet;
- Figur 1E:
- das elektrische Schaltbild des Systems gemäss den Figuren 1A bis 1D;
- Figur 2A:
- einen Dreischicht-Presseur in der Perspektivdarstellung mit durchgehenden Schichten nach dem Stand der Technik;
- Figur 2B:
- den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2A im axialen Vertikalschnitt;
- Figur 2C:
- den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2A mit stirnseitiger Isolationsbeschichtung nach. dem Stand der Technik;
- Figur 2D:
- den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2A mit stirnseitig hochgezogener Isolationsschicht nach dem Stand der Technik;
- Figur 2E:
- den Dreischicht-Presseur mit stirnseitig zurückgesetzter Hochleiterschicht nach dem Stand der Technik;
- Figur 2F:
- einen Dreischicht-Presseur mit seitlich offener Hochleiterschicht als Perspektivansicht;
- Figur 2G:
- den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2F im axialen Vertikalschnitt;
- Figur 3A:
- eine längliche Spannungselektrode als Perspektivdarstellung nach dem Stand der Technik;
- Figur 3B:
- das elektrische Schaltbild der Spannungselektrode gemäss Figur 3A;
- Figur 3C:
- eine längliche Spannungselektrode mit mehreren Reihen von Emissionsnadeln als Perspektivdarstellung;
- Figur 3D:
- eine Spannungselektrode mit einem mehrreihigen, quadratischen Feld von Emissionsnadeln als Perspektivdarstellung;
- Figur 3E:
- eine zylindrische Spannungselektrode mit mehreren über eine Kreisfläche verteilten Emissionsnadeln als Perspektivdarstellung;
- Figur 4A:
- eine Ausführungsform der erfindungsgemässen elektrostatischen Anordnung für ein Tiefdruckwerk mit oben auf dem Presseur angeordneter, länglicher Spannungselektrode als Perspektivdarstellung;
- Figur 4B:
- die Anordnung gemäss Figur 4A im Querschnitt betrachtet;
- Figur 4C:
- die Anordnung gemäss Figur 4A mit variabel positionierbarer Spannungselektrode;
- Figur 5A:
- eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen elektrostatischen Anordnung für ein Tiefdruckwerk mit einem Presseur und daran angesetzter, bogenförmiger Spannungselektrode als Perspektivdarstellung;
- Figur 5B:
- die halbbogenförmige Spannungselektrode gemäss Figur 5A als Perspektivdarstellung;
- Figur 6A:
- die erfindungsgemässe elektrostatische Anordnung für ein Flexodruckwerk mit oben auf dem Dreischicht-Druckformzylinder angeordneter, länglicher Spannungselektrode, dem Gegendruckzylinder und der Substrat-Übertragungswalze als Perspektivdarstellung;
- Figur 6B:
- die Anordnung gemäss Figur 6A mit variabel positionierbarer Spannungselektrode und einer Schöpfwalze als Prinzipdarstellung;
- Figur 6C:
- die Anordnung gemäss Figur 6A mit variabel positionierbarer Spannungselektrode und einer Substrat-Übertragungswalze als Prinzipdarstellung; und
- Figur 6D:
- die Anordnung gemäss Figur 6A mit variabel positionierbarer Spannungselektrode und einer Substrat-Übertragungswalze mit Kammrakel als Prinzipdarstellung.
- Beim Dreischicht-Presseur 1 gemäss den Figuren 2F und 2G könnte alternativ auch die Halbleiterschicht 10 von der rechten Stirnseite her verkürzt sein, oder die Halbleiterschicht 10 ist auf beiden Stirnseiten verkürzt, so dass eine Ringfläche 110 der Hochleiterschicht 11 links und/oder rechts freiliegt.
- Die bogenförmige Spannungselektrode 5c lässt sich in einem Bogenmass von ca. 270° bis zu einer nahezu punktartigen Dimension gestalten. Je nach Breite und Länge des Isolationskörpers 50 kann man die Emissionsnadeln 51 in einer oder mehreren Reihen anordnen sowie quadratähnliche und kreisförmige Bestückungsmuster vorsehen. Im Prinzip wäre es sogar denkbar, eine Spannungselektrode 5a,5b,5c mit nur einer einzigen Emissionsnadel 51 auszustatten. Entsprechend platz- und materialsparend könnte der Isolationskörper 50 gestaltet werden.
- Auch im Flexodruckwerk sind die verschiedenen Spannungselektroden 5a,5b,5c einsetzbar; man kann offenliegende Ringflächen der Hochleiterschicht 21 vorsehen (vgl. Fig. 2G) und wird analoge Vorkehrungen zur Isolation der Stirnseiten am Dreischicht-Druckformzylinder 20 (vgl. Fig. 2C bis 2E) treffen.
Claims (10)
- Elektrostatische Anordnung für ein Tiefdruckwerk mit:a) einem Mehrschicht-Presseur (1), einer daran mit einem Luftspalt (S) im Abstand angesetzten Spannungselektrode (5a,5b,5c) und einem Druckformzylinder (2), wobeib) die Spannungselektrode (5a,5b,5c) als Induktorelektrode zueinander beabstandete Emissionsnadeln (51) enthält, von deren Spitzen im Betriebszustand, in dem an die Spannungselektrode (5a,5b,5c) eine Gleichspannung angelegt ist, Strom durch den ionisierten Luftspalt (S) in den Presseur (1) einfliesst,c) zwischen dem Presseur (1) und dem Druckformzylinder (2) die Durchführung der Bahn eines Bedruckstoffs (4) vorgesehen ist, undd) die Anordnung zur Polarisation der Farbmoleküle in den Näpfchen des Druckformzylinders (2) bestimmt ist,
dadurch gekennzeichnet, dasse) der Mehrschicht-Presseur ein Dreischicht-Presseur (1) mit einer äusseren Halbleiterschicht (10), einer darunterliegenden Hochleiterschicht (11) und einer darunterliegenden Isolatorschicht (12), die an den Presseurkern (13) angrenzt, ist und die Spannungselektrode (5a,5b,5c)f) mit dem Luftspalt (S) im Abstand zur Halbleiterschicht (10) angesetzt ist; oderg) mit dem Luftspalt (S) im Abstand zu einer Stirnfläche der Hochleiterschicht (11) angesetzt ist; oderh) mit dem Luftspalt (S) im Abstand zu einer offenliegenden Ringfläche (110) der Hochleiterschicht (11) angesetzt ist; wobeii) eine sich axial längs erstreckende Spannungselektrode (5a,5b) eine Länge im Bereich von ca. ≤ 50%, vorzugsweise ca. ≤ 10%, der Länge des Presseurs (1) aufweist; oderj) eine sich radial um den Presseur (1) erstreckende Spannungselektrode (5c) eine Bogenlänge im Bereich von ca. ≤ 270°, vorzugsweise ca. ≤ 30°, aufweist. - Elektrostatische Anordnung für ein Flexodruckwerk mit:a) einem Mehrschicht-Druckformzylinder (20), einer daran mit einem Luftspalt (S) im Abstand angesetzten Spannungselektrode (5a,5b,5c), einer Substrat-Übertragungswalze (30) und einem Gegendruckzylinder (40), wobeib) die Spannungselektrode (5a,5b,5c) als Induktorelektrode zueinander beabstandete Emissionsnadeln (51) enthält, von deren Spitzen im Betriebszustand, in dem an die Spannungselektrode (5a,5b,5c) eine Gleichspannung angelegt ist, Strom durch den ionisierten Luftspalt (S) in den Mehrschicht-Druckformzylinder (20) einfliesst,c) zwischen dem Mehrschicht-Druckformzylinder (20) und dem Gegendruckzylinder (40) die Durchführung der Bahn eines Bedruckstoffs (4) vorgesehen ist, undd) die Anordnung zur Polarisation der Farbmoleküle auf der Substrat-Übertragungswalze (30) und dem Mehrschicht-Druckformzylinder (20) bestimmt ist,
dadurch gekennzeichnet, dasse) der Mehrschicht-Druckformzylinder ein Dreischicht-Druckformzylinder (20) mit einer äusseren Halbleiterschicht als Klischee (24), einer darunterliegenden Hochleiterschicht (21) und einer darunterliegenden Isolatorschicht (22), die an den Zylinderkern (23) angrenzt, ist und die Spannungselektrode (5a,5b,5c)f) mit dem Luftspalt (S) im Abstand zum halbleitenden Klischee (24) angesetzt ist; oderg) mit dem Luftspalt (S) im Abstand zu einer Stirnfläche der Hochleiterschicht (21) angesetzt ist; oderh) mit dem Luftspalt (S) im Abstand zu einer offenliegenden Ringfläche der Hochleiterschicht (21) angesetzt ist; wobeii) eine sich axial längs erstreckende Spannungselektrode (5a,5b) eine Länge im Bereich von ca. ≤ 50%, vorzugsweise ca. ≤ 10%, der Länge des Dreischicht-Druckformzylinders (20) aufweist; oderj) eine sich radial um den Dreischicht-Druckformzylinder (20) erstreckende Spannungselektrode (5c) eine Bogenlänge im Bereich von ca. ≤ 270°, vorzugsweise ca. ≤ 30°, aufweist. - Elektrostatische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Emissionsnadeln (51) der Spannungselektrode (5a,5b,5c) systematisch zueinander beabstandet sind.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Presseur (1) bzw. am Dreischicht-Druckformzylinder (20) jeweils stirnseitig eine die Schnittflächen der Hochleiterschicht (11,21) und der Isolatorschicht (12,22) überdeckende und bis in die angrenzenden Bereiche der zuoberst gelegenen halbleitenden Schicht (10,24) sowie des zuunterst gelegenen Kerns (13,23) sich erstreckende Isolatorbeschichtung (14) vorgesehen ist.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Presseur (1) bzw. am Dreischicht-Druckformzylinder (20) jeweils stirnseitig die Hochleiterschicht (11,21) verkürzt zurückgesetzt ist und der durch die Verkürzung entstehende Freiraum von der bis auf die Isolatorschicht (12,22) herunter gezogenen halbleitenden Schicht (10,24) ausgefüllt wird, welche die Schnittkanten der verkürzten Schicht (11,21) umgibt.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Presseur (1) bzw. am Dreischicht-Druckformzylinder (20) jeweils stirnseitig die halbleitende Schicht (10,24) und die Hochleiterschicht (11,21) verkürzt zurückgesetzt sind und der durch die Verkürzung entstehende Freiraum von der bis auf die äussere Oberseite der halbleitenden Schicht (10,24) hochgezogenen Isolatorschicht (12,22) ausgefüllt wird, welche die Schnittkanten der verkürzten Schichten (10,11; 24,21) umgibt.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Spannungselektrode (5a,5b,5c) angelegte Hochspannung (U) bis 30kV beträgt.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungselektrode (5a,5b,5c) in einem wirksamen Spaltabstand (S) zwischen 5mm und 30mm am Presseur (1) bzw. am Dreischicht-Druckformzylinder (20) angeordnet ist.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungselektrode (5a,5b,5c) an einem Endbereich des Presseurs (1) bzw. des Dreischicht-Druckformzylinders (20) angeordnet ist.
- Elektrostatische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Hochleiterschicht (11,21) mindestens 1/3 der Dicke der halbleitenden Schicht (10,24) beträgt.
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