FR2493640A1 - Circuit electrostatique d'attaque a haute tension utilisant des diodes - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN CIRCUIT ELECTROSTATIQUE D'ATTAQUE A HAUTE TENSION UTILISANT DES DIODES. CE CIRCUIT DE COMMUTATION COMPREND UNE DIODE 14 A CHARGE MEMORISEE ELEVEE, UN CONDENSATEUR 16 RELIE A LADITE DIODE, ET DES MOYENS 12, 20 POUR APPLIQUER DE FACON SELECTIVE UNE TENSION DIRECTE A LADITE DIODE 14 ET UNE TENSION DE COMMANDE INVERSE A L'AUTRE COTE DU CONDENSATEUR 16 DE SORTE QUE LA TENSION SUR LA SORTIE EST COURT-CIRCUITEE PAR LA DIODE 14 ET EST ANNIHILEE LORSQU'UNE TENSION DIRECTE A ETE APPLIQUE ANTERIEUREMENT A LA DIODE 14 ET QUE LADITE SORTIE NE SERA PAS COURT-CIRCUITEE SI AUCUNE TENSION DIRECTE N'A ETE ANTERIEUREMENT APPLIQUEE A LA DIODE. APPLICATION NOTAMMENT AUX SYSTEMES D'ENREGISTREMENT ELECTROSTATIQUES.
Description
La présente invention concerne des systèmes d'enre-
gistrement électrographique. Les tensions sont appliquées à des électrodes ou à des aiguilles d'enregistrement, comme
cela est désiré, et un support d'enregistrement électrogra-
phique situé à proximité de l'électrode est chargé par voie
électrostatique de sorte qu'il se forme une image latente.
Un toner est ensuite appliqué au support d'enregistrement de manière à développer l'image. Le perfectionnement ici décrit concerne un circuit destiné à appliquer une tension
à des électrodes d'enregistrement.
Un système d'inscription électrographique peut com-
porter des milliers d'aiguilles auxquelles une tension peut
être appliquée rapidement, de façon efficace et économique.
De nombreux types différents de systèmes d'enregistrement électrographique ont été conçus. Par exemple le brevet des Etats Unis d'Amérique N0 3.662.396 décrit un système d'enregistrement électrographique du type utilisant un papier enduit comme support d'enregistrement. Un premier réseau d'électrodes d'enregistrement est monté à proximité
immédiate de la surface à nu de la couche du support d'enre-
gistrement, retenant la charge. Un second réseau d'électro-
des complémentaires est monté au voisinage du premier réseau de manière à coopérer avec le support d'enregistrement. Un circuit est utilisé pour appliquer une première tension
possédant une polarité au premier réseau et une seconde ten-
sion possédant une polarité opposée au second réseau d'élec-
trodes complémentaires. La seconde tension provoque de ce fait une modification du potentiel de la couche conductrice
en coïncidence avec la première tension.
Les systèmes à électrodes doubles possèdent une durée d'inscription relativement brève. Un système
Mniaue est souhaitable pour accroître la durée dispo-
nible pour l'inscription et pour réduire la taille, la com-
plexité et le coût. Des systèmes individuels d'attaque élec-
triques pour chaque aiguille injecteraient ou appliqueraient des tensions rapidement aux pointes, mais ne peuvent pas être fabriqués de façon économique étant donné le nombre élevé d'aiguilles impliquées. Des dispositifs de l'art antérieur ont suggéré d'utiliser plusieurs transistors de commutation de haute tension pour chaque pointe. La qualité
et la dépense exigées par plusieurs transistors de commuta-
tion pour chaque pointe rendent également cette-possibilité impraticable.
Un procédé permettant d'éliminer les problèmes men-
tionnés ci-dessus se trouve décrit dans les brevets des Etats-Unis d'irérique N*s 4.115.763 et 4.058.814. Ces brevets décrivent un système de commutation qui utilise une première diode à charge mémorisée élevée ou diode lente et une seconde diode à charge mémorisée faible
ou diode rapide, montée en série avec un condensateur. Lors-
qu'on désire qu'une pointe soit alimentée en énergie, on
règle la diode lente avec une polarisation directe initiale.
On applique alors une tension négative élevée au côté anode de la diode lente de manière à la polariser en inverse. Un courant inverse est alors produit à travers la diode lente pendant un bref intervalle de temps, qui est suffisamment important pour alimenter en énergie l'aiguille à des fins
d'enregistrement.
Il est apparu nécessaire de développer un système de commutation utilisant des diodes lentes et rapides et qui soit différent du système imaginé dans les brevets cités précédemment. Un but de la présente invention est de fournir un système de commutation électrique destiné à être utilisé avec
des dispositifs d'enregistrement électrographique.
Un autre but de la présente invention est de four-
nir un système de commutation qui accroisse la sécurité pour l'unité ellemême et pour tout opérateur par rapport
aux dispositifs antérieurs.
Un autre but de la présente invention est de four-
nir un système de commutation bon marché et de haute qualité
pour une tête d'enregistrement électrographique.
Les objectifs indiqués ci-dessus sont donnés à titre d'exemple. Ainsi d'autres objectifs souhaitables et d'autres
avantages obtenus à l'aide de la présente invention apparai-
tront à l'évidence aux spécialistes de la technique et toute
variante ou modification pouvant être apportée à la pré-
sente invention entre dans le cadre de cette dernière.
Les objectifs mentionnés ci-dessus ainsi que d'au-
tres avantages sont obtenus grâce à la présente invention.
Il est prévu un système de commutation électrique destiné
à être utilisé avec des systèmes d'enregistrement électro-
statique permettant l'enregistrement sur un support d'enre-
gistrement possédant une surface retenant la charge et une
surface conductrice. Une tête d'enregistrement électrogra-
phique comporte plusieurs aiguilles reliées de façon fonc-
tionnelle à un système de commutation qui comporte au moins
une diode à charge mémorisée élevée pour chaque aiguille.
Lorsque la diode à charge mémorisée élevée n'a pas été con-
ductrice, la tension d'attaque inverse sera couplée par l'intermédiaire d'un condensateur de manière à commander l'aiguille avec une tension suffisante pour permettre la
formation d'une image sur le support d'enregistrement. Lors-
que la diode lente a été réglée, la charge mémorisée dans
cette dernière court-circuite la tension de sortie en l'ame-
nant à moins de quelques volts de la tension de la masse
afin d'empêcher que l'aiguille ne réalise un enregistrement.
A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illus-
tré schématiquement aux dessins annexés une forme de réalisa-
tion de l'objet de l'invention.
La figure 1 est un schéma d'un ensemble partiel de
commutation à diodes.
La figure 2 montre un schéma équivalent du circuit de commutation de la figure 1 pour le mode de fonctionnement
de l'aiguille.
La figure 3 montre un schéma équivalent du circuit
de commutation de la figure 1 pour le mode d'arrêt de fonc-
tionnement de l'aiguille.
Ci-après on va décrire la présente invention en se référant aux dessins sur lesquels des chiffres de référence identiques désignent des éléments identiques du circuit sur
les différentes figures.
Il est prévu une première diode à charge mémorisée faible ou diode rapide 12 qui possède une charge d'environ nanocoulombs ou moins lorsque la diode est polarisée en
sens direct ou réglée. Il est prévu une seconde diode à char-
ge mémorisée élevée ou diode lente 14 qui possède une charge
d'environ 25 à 80 nanocoulombs lorsque la diode est polari-
sée en sens direct ou réglée. Il est préférable que les deux diodes possèdent une différence de charge mémorisée de 20 nanocoulombs ou plus. Le côté anode de la diode lente est raccordé au côté cathode de la diode rapide. Il est prévu un condensateur 16 dont une borne est raccordée à la jonction de la diode lente 14 et de la diode rapide 12. Cette jonction définit une sortie et est reliée de façon fonctionnelle à l'aiguille en vue de l'application de la tension d'attaque inverse ultérieure à cette dernière. Une résistance 18 est
reliée au côté cathode de la diode lente 14. L'autre extré-
mité de la résistance 18 est raccordée à un dispositif de commutation 20, de préférence un transistor. La diode 22 est prévue en tant que dispositif de protection du dispositif de commutation 20. Il est prévu deux tensions de commande: ED
représente la tension de la commande de la diode et EC repré-
sente la tension de commande du condensateur. L'application et la fonction de ces deux tensions de commande seront discutées plus loin. Le circuit de commutation de base à diodes ainsi décrit est du type mentionné dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N's 4.058.814
et 4.115.763, déjà cités, et est incorporé dans ledit systè-
me d'inscription électrographique de la manière décrite
dans ces brevets. Chaque ensemble de diodes situé à l'inté-
rieur du système d'enregistrement est subdivisé en réseaux et chaque réseau d'ensembles de diodes possède des tensions
individuelles de commande ED et Ec' mais le circuit de commu-
tation à diodes associé situé dans un réseau différent est partagé conformément aux dispositifs de commutation 20. Le fonctionnement du circuit de commutation à diodes sera
mieux compris en considérant les schémas équivalents repré-
sentés sur les figures 2 et 3.
Une polarisation directe est appliquée aux bornes de la diode rapide 12 et de la diode lente 14 en vue de régler
ces diodes, c'est-à-dire en vue d'établir dans ces derniê-
res un état de charge initial. Afin de réaliser cette pola-
risation directe, ED est amené à une valeur positive égale de préférence à 5 volts en courant continu. L'établissement du réglage de la charge mémorisée prend de façon typique une durée d'au moins 10 microsecondes. Afin qu'un courant circu- le dans le sens de la polarisation directe, le transistor 20 doit être"passant", ce qui signifie que si le transistor 20 est un transistor NPN, l'entrée est suffisamment positive pour permettre le passage d'un courant, de préférence égal à 10 mA, lorsque la résistance 18 possède une valeur de
390 ohms. Lorsque le dispositif de commutation 20 à transis-
tor est conducteur, il.définit un état "arrêt de fonctionne-
ment de l'aiguille", pendant lequel il ne se produit aucune inscription, ni aucune alimentation en énergie de l'aiguille
(voir figure 3).
Sur la figure 2, Cs représente la capacité variable de la diode lente 14 pour la tension en sens inverse et Cp représente la capacité parasite produite par le câblage qui
est raccordé à la masse, dans les plus mauvaises conditions.
Afin d'être certain que l'aiguille est placée à la tension de commande ED de la diode, la charge sur CS et Cp doit être fournie par la tension de commande EC du condensateur. Cette tension EC doit être suffisamment plus négative que ED de
manière à créer une charge égale dans le condensateur 16.
Sur la figure 3 CF représente la capacité variable de la diode rapide 12 pour la tension en sens inverse et
Cp représente la capacité parasite qui est placée à la ten-
sion ED de commande de la diode, dans les plus mauvaises conditions. DS représente l'effet de court-circuit de la
diode lente 14.
A la fin du temps de réglage explicité précédemment, la tension ED de commande de la diode et la tension EC de commande du condensateur seront placées en présence d'une
tension négative élevée ayant une valeur comprise de préfé-
rence entre -300 et -700 V à courant continu. Lorsque ceci se produit, la diode lente court-circuite la tension de l'aiguille pour l'amener à quelques volts par rapport à la tension de la masse, ce qui empêche l'aiguille de réaliser une inscription. Afin de maintenir l'aiguille au voisinage du potentiel de la masse, la charge présente dans la diode lente 14 doit être égale à la charge totale couplée par
l'intermédiaire de CF' CP et du condensateur 16.
Lorsque l'aiguille est dans l'état "branché" de fonctionnement, qui est défini par le fait que le dispositif de commutation ou le transistor 20 n'est pas conducteur,
l'oscillation de tension négative sera transmise par l'inter-
médiaire du condensateur 16 et placera à une tension négati-
ve l'aiguille en provoquant une inscription ou un enregis-
trement pendant l'intervalle de temps d'enregistrement.
Il apparaîtra à l'évidence aux spécialistes de la technique que la tension ED de commande de la diode agit également en tant que verrouillage de tension qui empêche la
tension maximum de commande appliquée à l'aiguille de dé-
passer une certaine valeur maximale prédéterminée. Par exem-
ple si ED = -400 V en courant continu et EC = -600 V en cou-
rant continu, la tension appliquée à l'aiguille devrait être verrouillée sur une valeur égale à environ -400 V en
courant continu.
La présente invention a été décrite en référence à
des tensions négatives, mais ?oecçionnerait aussi parfai-
tement avec des tensions positives. Les spécialistes de la technique s'apercevront que ceci nécessiterait une inversion
des polarités des diodes et un changement du type de transis-
tors de commutation.
Plusieurs circuits de commutation du type décrit pré-
cédemment peuvent être montés en parallèle de manière à
définir un ensemble de commutation pour un système d'enregis-
trement électrographique.
L'utilisation de ce système de commutation n'est pas limitée aux dispositifs d'enregistrement électrographique,
mais peut être utilisé avec n'importe quel dispositif néces-
sitant l'application momentanée de tensions élevées.
La présente invention a été décrite en référence à
une forme de réalisation préférée. A la lecture de la pré-
sente invention, il apparaîtra que certaines modifications
et changements lui peuvent être apportés, sans toute-
fois sortir du cadre de la présente invention.
Claims (11)
1. Circuit de commutation, caractérisé en ce qu'il
comporte une diode (14) à charge mémorisée élevée, un conden-
sateur (16), dont une borne est reliée de façon opérationnel-
le à un côté de la diode à charge mémorisée élevée (14), définissant une sortie, des moyens (20) pour appliquer de façon sélective une tension directe aux bornes de la diode (14) à charge mémorisée élevée de manière à provoquer une circulation du courant dans le sens direct, et des moyens permettant d'appliquer de façon sélective une tension de commande inverse à l'autre borne dudit condensateur (16), de telle manière que la tension présente sur ladite sortie est court-circuitée par ladite diode (14) à charge mémorisée
élevée lorsqu'une tension directe a été appliquée préalable-
ment aux bornes de ladite diode (14) à charge mémorisée éle-
vée, et de telle manière que ladite tension de commande in-
verse sera transmise par l'intermédiaire du condensateur (16) et de la sortie non court-circuitée par cette diode lorsqu'aucune tension directe n'aura été antérieurement
appliquée aux bornes de ladite diode (14) à charge mémori-
sée élevée.
2. Circuit de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (20) permettant d'appliquer de façon sélective une tension directe incluent un transistor (20) relié de façon opérationnelle à ladite
diode (14) à charge mémorisée élevée.
3. Circuit de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une diode (12) à charge
mémorisée faible branchée de façon opérationnelle entre la-
dite diode (14) à charge 3némorisée élevée et lesdits moyens (20) permettant d'appliquer de façon sélective une tension
directe, lesdits moyens permettant d'appliquer de façon sé-
lective une tension directe réalisant simultanément une commutation sur la même polarité que la tension de commande inverse lorsque la commutation se produit, de sorte que si la tension de commande inverse dépasse une certaine valeur prédéterminée, la tension commutée simultanément verrouille ladite tension de sortie par l'intermédiaire de ladite diode
(12) à charge mémorisée faible.
4. Circuit de commutation selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite diode (12) à charge mémorisée faible possède une charge inférieure à 5 nanocoulombs après sa polarisation directe.
5. Circuit de commutation selon l'une des revndicaticns 1 et 3, -caractérisé en ce que la diode (14) à charge mémorisée élevée possède une charge mémorisée supérieure d'au moins nanocoulombs à celle de la diode (12) à charge mémorisée
faible, après polarisation directe.
6. Circuit de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diode (14) à charge mémorisée élevée possède une charge d'environ 25 à 80 nanocoulombs
après sa polarisation directe.
7. Système d'enregistrement électrographique, carac-
térisé en ce qu'il comporte une tête d'enregistrement élec-
trographique incluant plusieurs aiguilles reliées de façon opérationnelle à un système de commutation (12, 14, 16, 20,
22), que ce système de commutation comporte au moins un en-
semble à diodes, que chaque ensemble à diodes comporte plusieurs circuits de commutation à diodes commandant la tension des différentes aiguilles, chaque circuit de
commutation à diodes comportant une diode (14) à charge mé-
morisée élevée, un condensateur (16) relié de façon opéra-
tionnelle à cette diode et une aiguille faisant partie de
l'ensemble desdites aiguilles, des moyens (12, 20) permet-
tant d'appliquer de façon sélective une tension directe aux bornes de ladite diode (14) à charge mémorisée élevée pour en régler la charge et des moyens pour appliquer de façon sélective une tension de commande inverse à l'autre extrémité du condensateur (16) de telle manière que ladite
tension de commande inverse soit transmise par l'intermé-
diaire du condensateur à l'aiguille lorsque ladite diode
(14) à charge mémorisée élevée n'a pas été polarisée en di-
rect ou réglée et de telle manière que la tension appliquée
à l'aiguille et transmise par l'intermédiaire du condensa-
teur (16) sera annihilée lorsque ladite diode (14) à charge mémorisée élevée aura été réglée.
8. Système d'enregistrement électrographique selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens
(12, 20) permettant d'appliquer de façon sélective une ten-
sion directe aux bornes de ladite diode (14) à charge mémo-
risée élevée incluent une diode (12) à charge mémorisée
faible, branchée en série avec la diode (14).
9. Système d'enregistrement électrographique selon
la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des ai-
guilles est reliée de façon fonctionnelle à un circuit de
commutation à diodes (12, 14, 16, 20).
10. Système d'enregistrement électrographique selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens
(12, 20) permettant d'appliquer de façon sélective une ten-
sion directe aux bornes de ladite diode (14) à charge mémo-
risée élevée incluent un dispositif de commutation (20) relié de façon fonctionnelle à plusieurs des ensembles à diodes.
11. Système d'enregistrement électrographique selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit dispositif
de commutation (20) est un transistor.
Applications Claiming Priority (1)
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| US06/204,494 US4401999A (en) | 1980-11-06 | 1980-11-06 | Electrostatic high voltage drive circuit using diodes |
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