DE2255132A1

DE2255132A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der stroemung von elektrostatisch geladenen teilchen

Info

Publication number: DE2255132A1
Application number: DE2255132A
Authority: DE
Inventors: Hewitt D Crane; George J Eilers; Gerald L Pressman
Original assignee: Electroprint Inc
Current assignee: Electroprint Inc
Priority date: 1971-11-11
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1973-05-17
Also published as: NL7214968A; CA1021006A; FR2159885A5; AU4695272A; GB1419520A; JPS5642868B2; US3713734A; IT966842B; CH579293A5; JPS4859840A

Description

Patentanwälte

DIPL- ING. R. SPIANEMANN „..,„

Pr. B. REtTZNER 2255132

DIPt-ING, J. RICHTER

«oo Mönchen 2

Tal 13

1913-111-7917

Electro-Print Ina.

IOO6I Bubb Road

Cupertino, Califoralen (V«8t«A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Strömung von elektrostatisch geladenen Teilchen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Strömung von elektrostatisch geladenen Teilchen sowie zur Ausbildung eines ebenen Musters von elektrostatischen Ladungsbereiohen, die so angeordnet sind« daß sie einem Bild entsprechen· Die Erfindung findet insbesondere in einem System zur Reproduktion oder Wiedergabe einer Kopie eines sichtbaren Bildes auf einem geeigneten Medium« wie z,B. Papier, Anwendung.

Bildreproduktionssysteme der vorstehend beschriebenen Art sind beispielsweise in den U.S,-Patentanmeldungen: 3.Ν« &&A9& vom 6. Oktober ί'967, S.N. 776 X46 vom 15* November 1968 und StK. 85 070 vom 29. Oktober 1970 besahrieben· Derartig® Systeme schließen einen Träger für ein Aufzeiohnungsm«dium_f wie 2,B, Papier, ein« auf dem ein sichtbares Bild ausgebildet werden soll.

Das System kann weiterhin eine Quelle HIr Teilchen eliisiöhl lessen, die eine mit der Färb« dts Aufzeichnungsmedium® kontrastierende. Farbe aufweisen (derartige Teilchen werden typiaebemtelea

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als "Tonerteilchen" bezeichnet, und diese Bezeichnung wird im folgenden verwendet werden). Bei einer Art dieses Systems ist zwisohen der Tonerteilohenquelle und dem Aufzeichnungsmedium ein mit Öffnungen versehenes Schirmgitter oder ein Netz angeordnet. Zwisohen der Tonerteilchenquelle und den Aufzeichnungsmedium wird ein elektrostatisches Feld ausgebildet, um die Teilchen durch die öffnungen in dem Schirmgitter hinduroh in Richtung auf das Aufzeichnungsmedium vorwärts zu bewegen. Kit Hilfe dee Schirmgitters wird eine Vielzahl von elektrostatischen Ladungsbereichen ausgebildet» und zwar in einem Muster» das dem zu reproduzierenden Bild entspricht, so daß elektrostatische Felder in den Offnungen selektiv den Durchgang von Tonerteilchen steuern. Von dem mit Öffnungen versehenen Schirmgitter ausgehende Tonertellohen entsprechen daher dem zu reproduzierenden Bildmuster, Nach dem Auf treffen der Toner te Hohen auf dem Aufzeichnungsmedium können ale auf diesem entsprechend bekannter Techniken fixiert oder geschmolzen werden, um ein dauerhaftes Bild zu erzeugen.

Bei einer anderen Art eines Systeme« wie sie beispielsweise in den UtS."Patentanmeldungen 9,N. 709 578 vom 1. März 1968, S.N. 864 022 vom 6. Oktober 1969 und 3,N. 101 681 vom 28. Dezember 1970 beschrieben 1st, werden Ionen oder ähnliche geladene TeHohen in einem geeigneten Muster ausgerichtet und durch eine Wolke von Tonerteilchen hindurohgeleitet. Das erfindungsgemäße Schirmgitter ist in beiden Arten von Systemen oder In irgendwelchen anderen Systemen verwendbar* bei denen die Ausbildung eines Musters von geladenen Teilchen erforderlich ist«

In den vorstehend beschriebenen Systemen ergibt die Erfindung ein verbessertes Schirmgitter«, da« viele Vorteile gegenüber den verschiedenen bekannten Schirmgittern aufweist. Der erflndungagemäfle Aufbau den Schirmgitter· ermöglicht den Betrieb

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bei relativ niedrigen Spannungen, wodurch die Herstellung und der Betrieb des Elementes vereinfacht wird.

Ein im Nachstehenden näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung schließt ein zusammengesetztes, mit öffnungen versehenes Schirmgitter oder einen Schirm ein, der aus vier Schichten gebildet ist. Auf der in Bewegungsrichtung■"d^:ir%bneh'ⁱ oder Tonerteilchen vorderen oder Vorderseite des Schirmes, und zwar auf der Seite, die auf die Tonerteilchenquelle zu gerichtet ist, weist der zusammengesetzte Schirm eine leitende Schicht auf, unter der eine isolierende Schicht liegt. An der in Bewegungsrichtung hinteren Stirnfläche der isolierenden Schicht ist eine zweite leitende Schicht angeordnet, unter der wiederum eine äußere isolierende Schicht liegt. Die freiliegende Oberfläche der äußeren isolierenden Schicht bildet die in Bewegungsrichtung der Tonerteilchen oder Ionen hintere Außenfläche des Schirmgitters»

Das verbesserte Schirmgitter wird derart in das System eingefUgt, daß die beiden leitenden Schichten so vorgespannt werden, daß in den öffnungen ein elektrostatisches Sperrfeld ausgebil-

/ausrelohende

det wird, das eine Polarität und Größe aufweist, um den Durchgang von Tonerteilchen durch die öffnungen zu sperren. Die äußer« isolierende Schicht wird selektiv elektrostatisch auf eine Polarität und mit einer Größe aufgeladen, die ausreichend ist, um ein Feld zu bilden, das Teilen des Sperrfeldes entgegenwirkt und diese übersteuert, so daß der Durchgang von Tonerteilchen in einem Muster ermöglicht wird, das einem Bild entspricht.

Bei einem befriedigenden AusfUhrungsbeispiel der Erfindung 1st die äußere Isolierschicht aus photoleitendem Material hergestellt, einem Material, das im dunklen Zustand einen hohen und

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Ια beleuchteten Zustand einen niedrigen Widerstand aufweist. Im Dunkel oder unbelichteten Zustand wird die photoleitende Schioht mit einer Polarität und auf eine Größe aufgeladen, die zur Außblldung von Feldern in den Öffnungen ausreicht» die das oben erwähnte Sperrfeld beseitigen oder diesem entgegenwirken. Daher sind bei unbeliebtstem Schirm alle Öffnungen so vorgespannt» daß ein Durchgang von sich von der T&nerteiIonenquelle zum Aufzeichnungsmedium bewegenden Tonerteilchen eraöglioht ist. Das auf den Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnende Bild wird dann derart auf die photoleitende Sollicht projiziert, daß Teile dieser Schicht, die hellen Teilen des Bildes entsprechen, ©inen leitenden Zustand annehmen* In diesem Zustand wird die vorher auf der photoleitenden Schioht ausgebildete Ladung entladen, wodurch doe Gegenwirkungsfeld entsprechend entladen und das Sperrfeld wirksam wirf. Daher sperren sieh in derartigen beleuchteten Bereichen befindende Öffnungen die Strömung von TonerteHohen, während dunklen oder unbelichteten Teilen des Sohinnes zugeordnete Öffnungen weiterhin einen Durohgang von Tonertellohen gestatten* Wenn, sich der Schirm, in diesem Zustand befindet, wird ein Vorrat von geladenen Toner te Hohen durch den Sohl na in Richtung au, f das Aufzeichnungsmedium geleitet, so daß die aus den Schirm¹austretenden Teilchen in einem Muster angeordnet sind, das direkt oder positiv dem Bild entspricht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den UnteransprUchen*

Die Erfindung wird im folgenden anhand von In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Vig. 1 eine schematische Ansicht eines eine AusfUhrungn*

d«*u Snliinngitierß verwendend«!! Systems;

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Pig· 2 eine vergrößerte bruohstückhafte Ansicht einer Ausführungsforra des Schirmgitters, in der die Lage der elektrostatischen Felder in einer Offnung dargestellt ist;

Pig· 3 eine bruohstüokhafte Ansicht eines größeren Teils eines Schirmgitters; Pig. 4 eine der Pig. j? ähnliche bruehstüokhafte Ansicht*

die den geladenen Zustand des Schirmes vor der Belichtung mit einem Bild zeigt;

Pig» 5 eine den Pig« 3 und 4 ähnliche Ansieht, die den Ladungssustand des Schirmes nach dem Aufprägen eines sichtbaren Bilde· auf die photoleitende Schicht »βigt;

Pig· 6 eine der Pig* 1 Ähnliche sohematisohe Ansicht,

die ein· alternative AusfÜhrungsfor» zeigt;

W§« T eine »ohematisehe Ansicht eines weiteren alternativen Ausführung« beieplela«

In den Zeichnungen und insbesondere in Pig. 1 bezeichnet die Beaugsjsiffer 12 ech«matleoh eine luft« und liohtunclurchiUaeige UMechlieflimg oder ein Oefciuse, in de» ein System eingeschlossen ist« da» eine AuefÜhrungeforra des verbesserten Schirmgitter« Yerwendet, In de» Gehäuse 12 ist eine Tonerteilohenque^l·Xk, ein xusawengesetstes^ mit öffnungen versehenes Schirmgitter i6_f ein Biieaufseiohnungsmedium l8 und «ine leitende Halterung SO ' für das MediuM befestigt· Es ist eine Leistungsquelle 22 zur Ausbildung eines Feldes zwischen der Tonerquelle 14 und der leitenden Platte 20 derart vorgesehen, daß Tonerteilchen von

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der Tonerquelle zur leitenden Platte hin besohleunlgt werden. Dae Schirmgitter 16 weist eine grofie Anzahl von Offnungen 24 auf. In denen geeignete Felder zum Sperren oder sum Weiterleiten von Tonerteilchen entsprechend der Form eines auf dem Aufzeichnungsmedium 18 abzubildenden Bildes I ausgebildet werden.

Weiterhin befindet sich In dem Gehäuse 12 eine Ladungs te Hohen -quelle« wie z.B. eine Koronaquelle 26, die zur Ausbildung einer gleichförmigen Ladung auf der hinteren Oberfläche 28 des Schirmgitter« 24 verwendet wird. Naoh der Ausbildung einer derartigen gleichförmigen Ladung wird ein Bild 30 über ein einen Reflektor 32 und einen Versohluemeohanismus 34 elnsohlleflendes optlaones System auf die hinter· Ob·rfHohe des Schirmgitters 24 projiziert. Die Beleuchtung der hinteren Oberfläche 28 des Schirmgitters 24 ändert das Ladungsmuster In den Offnungen des Schirmes 24 derart, daJ Tonerteilchen aus den Sohirmöffnungen in einem Muster austreten« das dam Bild 30 entspricht, so dal das Bild I auf dem Aufzeichnungsmedium 18 gebildet wird·

Bin vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Schirmgitter· 16 ist bruohattiokhaft mit steril vergröflerteo Maße tab In flg. 2 dargestellt. Da· Schirmgitter l6 aohlieflt eine Vorderfläohe 36 «in« dl· auf dl· Tonerteilohenquelle gerichtet 1st. Dl· Vorderfläohe 1st durch «Ine leitende 3ohiaht 38 gebildet, unter der ein· Isolierschicht 40 angeordnet 1st. Auf der von der leitenden Schicht 36 abgewandten Oberfläche der isolierenden Schicht 40 1st eine zweite oder Innere leitend« Sohioht 42 angeordnet. Der Aufbau de· Sohirmei 16 wird durch ein« Sohioht 44 aus photoleitendem Material vervollständigt, deren äußere Oberfläche dl· Btiokfläohe 28 de· Schirmgitters 16 bildet· Bei einem praktisoh ausgeführten Schirmgitter wiesen die Isolierende Sohioht 40 und die photoleitend· Sohioht 44 Jeweils eine Dick· von ungtführ 0,02$ mm (0,001 Zoll) auf, wobei die leitenden Sohlohten 38 und 4fi als

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int iutLJ*. tdm ϊ iei» «. &

dünne Film© auf diesen Isolierenden Schichten** abgesohieästi den· Bei diesem AusfilhrungsbeiEpl®! vtiemm öle öffnungen 2 einen .Durohmesser von mjgafito 0,15 mm (Q₀OOS Zoll) auf die öffnungen erstrecktes sieh« rci© dies stellt ist, dure« alle S
in der die

In den öffnungen 24 weräan Bpeprf©ldeF Vorspannung oder ©inen Potentials

und 42 ausgebildet, und zwar mit ©Ines³ Größe"

tat, die ausreicht, um ©iae Lacta Schicht ^O aussubilden« di© «Smsr- Sp©rr"fsld Zweok wnd unter der Annatas©*, so vorgeepamit isfc_s daS die aufweisen, wird die leitend© -Sohiufot ^ Schicht %2 positiv vorgespasmto Eine d@£wfelg©

durch Verbinden einer Anzapfung #β €©r L©litimgsqii©ll® 2

der leitenden Schieht JB wnö der Leistungsquell© mit dsr l®ife@Eäen Sehiaht

Wirkung einer d@rarfcig©xs ¥orgpgisrasßg teateht dariis_fl

an der leitenden Schicht JB anliegeni« Oberfllola©

.renden Schicht 40 eine Vielsabl von .positiven Ladtagon imö an der an der leitenden Schicht ^S anliegenden ©barfläcsli© ,ö©!⁵ isolierenden Sohlobt ©ine Vielsehl von negativen* Laöymgen ausgebildet wird. Die Interferesas derartiger Ladungen to Jeder öfftiung bildet ein elektrostatisches Feld in der Öffnung aus, daß durch Feldlinien 50 bezeichnet "ist, die ©in© gum Sperren de®

■ gangs von Tonerteilchen dureh dl© öffnung ausreichende- und Polarisation aufweisen* In dem vorstehend nfflier erläuter« ' ten praktischen Ausftihrungsbeispi®! ist ein Potential von 200 bis 300 Volt zwischen den leitenden Schichten >^f3 und 42 als ausreichend zu betrachten, um pin Feiü in dcsr Of fining 2k auagubii-, den, das den Durchgang von Tonerteilchen durch (Sie Öffnung vollständig sperrt;.

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ITm einen Durchgang von TonerteHohen duroh die öffnung 24 zu ermöglichen» sieht die vorliegende Erfindung die Erzeugung «Ines elektrostatischen Feldes vor, das dem duroh die Feldlinien 50 bezeichneten Feld entgegenwirkt oder dies Übersteigt. In Fig. 2 sind die Feldlinien des Gegenwlrkungsfel· dee duroh die Bezugsziffer 52 bezeichnet. Dieses Qegenwirkungefeld wird dadurch ausgebildet, daß auf die Oberfläche der photoleitenden Soliioht la dunklen oder nicht leitenden Zustand Ladungen mit geeigneter Polarität aufgeprägt werden« und Ewar in deui in den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsbelepiel positive Ladungen» Di«ee Ladungen können durch irgendwelche geeigneten Mittel, beispieleweiße durch Bombardieren der Oberfläche 28 mit positiven Ionen von einer Koronastrahlerquelle» radioaktiven Quelle o.a. ausgebildet werden· Xn jedem Fall weisen die auf dl« hinttre Fläche 28 aufgeprägten Ladungen «Ine derartige OrHSe und Polarität auf, daß das duroh die Feldlinien 52 axigeielgte Gegenwirkungsfeld duroh das Zusammenwirken der Ladungen auf der Oberfläche 28 und den auf den Oberflächen der Inneren isolierenden Sohioht 40 vor· handenen Ladungen gebildet 1st· In dem In den Zeichnungen dargestellten AusfUhrungsbe!spiel sind die auf der RüokfJ.äche ausgebildeten Ladungen positiver als die sich aufgrund der mit den leitenden Sohlohtan JB und 42 verbundenen Vorspannung» quellen ergebenden Ladungen·

Die den Feldlinien 50 und 52 in den Zeichnungen sugeordneten Richtungspfeile zeigen lediglich, daß die Felder entgegengesetzt polarisiert sind. Offensichtlich hängt die Richtung des Feldes oder der sich daraus ergebenden Kraft von der !Polarität der Ladung auf den Tonertellohen und nicht von irgendeiner Vorausseteung ab, die zur Erläuterung der Erfindung angenommen wurde. Weiterhin können Sperr· und Oegenwirkungsfelder für ein vorgegebenes Schirmgitter einsein oder In Mehrsahl betrachtet werden.

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Dae zwischen den Ladungen auf d©r RUolcfl&dhe 28 und den Ladun» gen auf den Oberfläohen der inneren isolierenden 8d&±Qht 40 ausgebildete Feld ruft Rand- oder Int©rfer©nzf@ld@r in der öffnung 24 hervor, die eine derartige QrtiBe und KiofetaBg aufweisen« die ausreicht, um dem Sperrfeld 50 so entgegenzuwirken« daß die Tonerteilchen duroh die öffnung 2h hinctaotila.u·» fen können, wobei sich dieser Zustand so lang® ergibtj, wie die leitende Schicht 44 in dunklem Zustand gehalten wiri.

Eine Projektion des Bildes I auf dia Btickfläoh® 28 beleuchtet alle Teile der leitenden Sohiohfc mit Ausnahme der B©r©ioh©, die der Stelle von dunklen Linien und/oder Bereichen des Bildes entsprechen« Die beleuchteten oder belichteten Teile d@r photoleitenden Schicht 44 werden örtlich leitend, so da£ ein Stromfluß duroh die Schicht ermöglicht wird. Ein derartiger StromfluS entlädt das Gegenwirkungsfeld 52 in allen Öffnungen 24« die hellen Teilen des Bildes I zugeordnet sind« so daß nur das Sperrfeld 50 4n diesen öffnungen vorhanden ist. In' dunklen Bereichen des Bildes entsprechenden öffnungen ©rfolgt jedoch kein Stromfluß duroh die photoleitende Schicht 44« so daß in diesen öffnungen Gegenwirkungsfelder 52 vorhanden sind. Somit verbleibt selbst naoh Entfernung des Bildes von der RUckfläche 28 ein elektrostatisches Bild auf dem Schirmgitter l6, so daß bei Einschalten des Besohleunigungs» oder Projektionsfeldes zur Bewegung der Tonerteilchen von der Quelle l4 zur leitenden Platte 20 lediglich die den dunklen Teilen des Bildes I entsprechenden öffnungen den Zugang und die Weiterleitung von Tonerteilchen an das Aufzeichnungsmedium l8 ermöglichen. Alle anderen öffnungen, d.h. Öffnungen« dl© beleuchteten oder belichteten Bereichen des Schirmes 16 entsprechen, sperren den Durchgang von Tonerteilchen, da in diesen öffnungen lediglioh das Sperrfeld 50 wirksam ist. Daher wird ein positives Bild durch die Tonerteilchen auf dam Aufzeichnungsmedium 18 gebildet, und dieses Bild kann durch

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darauffolgendeβ Fixieren oder Schmelzen der Tonerteilchen auf den Medium 18 dauerhaft gemacht werden.

Ein typisches, auf die Rüokfläohe dea Schirmgitters 16 projiaiertes Bild sohlte ttBere iahe ohne Kontrastinformation, Bereiohe_f die vollständig schwarz (oder von anderer Kontrastfarbe) sind und Bereiche ein« die zwischen diesen beiden &Ktr4»n»n liegen (d.h. unterschiedliche Grautöne aufweisen). Das erfindungsgemäße Schirmgitter ermöglicht eine genaue Wiedergabe aller Bereiche des Bildes. Wenn das Bild auf die photoleitende Schicht 44 projiziert wird, werden Bereiche dieser Schicht proportional zur Intensität des auftreffenden Lichts leitend» Hellen oder hellsten Teilen des Bildes entsprechende Bereiche der photοleItenden Schicht werden maximal beleuchtet und daher im wesentlichen volletänding entladen. Bereiche der photoleitenden Schicht, die den Grauteilen des Bildes entsprechen, werden lediglich teilweise belichtet und damit auch nur teilweise entladen. Schwarzen Teilen des Bildes entsprechende Bereiche der leitenden Schicht werden nicht belichtet und damit nicht entladen. Entsprechend erfolgt der Durchgang von Tonerteilchen durch verschiedene Öffnungen 24 in dem Schirmgitter I6 direkt proportional zur Lage und relativen Intensität in dem Bild»

Die vorstehend erwähnten Steuerfunktionen werden entsprechend Üblicher Techniken und Schaltungen ausgeführt« und eine derartige Übliche Schaltung 1st sohematisoh in Fig. 1 durch die Beaugsziffer 53 bezeichnet. Zur Wiederholung der Betriebsweise des erfindungsgemäSen Schirmgitters wird im folgenden auf die Pig. 3 bis 5 Bezug genommen. Fig. 3 zeigt das Schirmgitter l6 in dem Zustande der vorhanden 1st« nachdem die Leistungsquelle 22 eingeschaltet wurde. In diesem Zustand bildet eine Potentialdifferenz zwischen der inneren Elektrode 42 und der äuBeren Elektrode 38 Sperrfelder 50 in jeder öffnung 24 aus« so daB irgendwelche negativ geladenen Teilchen,

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die sich der vorderen« bei unteren Stirnfläche nMhera« gosparct durch die öffnungen in Fig. 4 zeigt das Schirmgitter aaeh von der Tellchenquell© während sich das

diesem Sustand werden GegenKlsttungsfaldes?

In Fig. 5 entspricht der bezeichnete und durch «31© Bejgugssiffer freien und hellen Teilen eines Teil des Schirmgitters Teilen des schwarz sind oder irgendeine In dem belichteten Bereich 5% wird $i© pto©t©l©!t<indQ 44 örtlich leitend und dl® da® erhaltenden Ladungen werben alsg©l®ii5S5fe_a den öffnungen in dem ' der öffnung 24a» ausschlle@ll@b- am .Sperrf©ld ^O wirlssi^^ so daß Tonerteilchen» beispielsweise l%a» γοη stoßen werden und nicht durch die öffmmg 24a In den nicht durch das Bild beleuchteten oder öffnungen bleibt ,jedoch das 0«@@nwirleung©feld wiite« un.1 Übersteuert das Sperrfeld» so daß dl© Ton@rt@lloh@B» beigpioleweise l4b» durch die öffnungen hindurch gelangen Is5m®% Di® in teilweise belichteten Bereichen des Schirmes g©logen©n öffnungen ermöglichen den Durchgang von ..Tonerteilehan in verringerter Menge. Entsprechend wird in Bewegungsrlohtusig d@r Tonerteilchen hinter» d.h. in Flg. 5 Über dem Schirmgitter durch die mit der Bessugselffer l4c beissichneten Tonerteilchen ein Bild ausgebildet.

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In den Pig· 6 und 7 sind verschiedene alternative Techniken zur Ausbildung von Oegenwlrkungsfeidern dargestellt. In diesen Figuren ist ein modifiziertes Sohirmgitter 16* dargestellt« Dieses modifizierte Sohirmgitter weist leitende Schichten 38 und 42 sowie eine innere isolierende Schicht 40 auf« die zu dem vorstehend beschriebenen Aufbau Identisch sind und daher identische Bezugszoffern aufweisen. In diesem modifizierten Sohirmgitter ist jedoch die leitende Sohicht durch eine isolierende oder dielektrische Sohloht 60 ersetzt» die gegenüber Lioht unempfindlich ist. Weil die Schicht 60 aus Isolierendem Material gebildet ist« kann sie eine Ladung im dunklen oder hellen Zustand in der gleichen Welse speiohern«wle die photoleitende Schicht im Dunkelzustand eine Ladung speichert«

In dem In Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß Qegenwirkungsfeider 52 durch Aufprägen einer Ladung auf die leitende Schicht 60 in einer Welse ausgebildet wurden« die zu der vorstehend beschriebenen äquivalent 1st, beispielsweise durch Aufprall von Ionen oder anderen geladenen Teilchen von einer Koronaquelle o.a. Eine mehrschichtige Entladungsplatte 6l, auf der ein dem gewünschten sichtbaren Bild entsprechendes elektrostatisches Bild ausgebildet wurde, wird mit der isolierenden Sohloht 60 in Berührung gebracht, um selektiv die Oegenwlrkungsfelder 52 zu entladen.

Die Platte 6l schließt eine durchsichtige Trägerschicht 62 ein« auf deren einer Oberfläche eine dünne durohsiohtlge leitende Sohloht 64 aufgebracht 1st. über der durchsichtigen leitenden Sohicht 64 liegt eine photoleitende Sohloht 66« die mit der isolierenden Schicht 60 des Schirmgitters 16* in Berührung bringbar ist. Ein geeignetes Vorspannungspotential wird durch einen Anschluß an die leitende Sohloht 64 auf die

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Platte aufgebracht. Im dunklen Zustand wird die Platte 6l in Berührung mit der isolierenden Schicht 60 gebracht» worauf das sichtbare Bild durch die durchsichtigen Sohlohten 62 und 64 auf die photoleitende Schicht 66 projiziert wird. Die belichteten Bereiche der photoleitenden Schicht werden leitend und entladen daher Felder 52 an entsprechenden Bereichen des Schirmgitters l6' · Entsprechend wird die Ladungeverteilung auf der isolierenden Schicht 60 selektiv entsprechend dem auf die Platte 61 proj!zierten Feld modifiziert ,so daß nach Entfernung der Platte 6l und Beschleunigung von Tonerteilchen durch das Schirmgitter 16* die Tonerteilchen entsprechend dem sichtbaren Bild angeordnet sind·

Flg. 7 zeigt eine weitere Abänderung» bei der das Schirmgitter Ιβ¹ zu dem vorstehend in Verbindung mit Fig. 6 beschriebenen identisch ist. Das AusfUhrungsbelspiel nach Fig. 7 schließt eine Platte 68 ein, auf der ein latentes elektrostatisches Bild entsprechend den Verfahren ausgebildet wurde» die in den U.S«-Patentanmeldungen S.N. 673 499 und S.N, 776 l46 beschrieben sind. Die Ladungen auf der Platte 68, die ein elektrostatisches latentes Bild auf dieser Platte bilden, werden auf die Oberfläche der Isolierschicht 60 des Schirmgitter 16' übertragen, wenn die Platte mit dem Schirmgitter in Berührung gebracht wird. Derartige Ladungen bilden Qegenwirkungsfelder 52 lediglich In den Öffnungen, durch die der Hindurohgang von Tonerteilchen gewünscht ist· Somit kann durch Verwendung der Modifikation nach Fig. der Zwisohensohritt der Aufprägung eines Oegenwirkungsfeldes 52 über die gesamte Fläche des Schirmgitter· entfallen.

Somit ist zu erkennen, daß erflndungegeaäi ein verbesserte* Schirmgitter zur Ausbildung eines elektroetatiaehen Bild**, das zwangsweise auf ein sichtbares Bild bezogen iet, g«*ohaf-

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fen wird« so daß mit einen derartigen Schirmgitter positive Bilder auf einem geeigneten Aufselohnungsnediuiii gebildet werden können· Weiterhin kann das Schirmgitter bei relativ niedrigen Spannungen betrieben werden und weist einen relativ unkompliaierten Aufbau auf.

Patentansprüche t

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Claims

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Patentansprüche;

Vorrichtung zur Steuerung der Strömung von elektrostatisch geladenen Teilchen entlang eines Pfades, gekenn ze lohne t durch Einrichtungen (22, ;J8, 40, 42) zur Ausbildung eines ersten elektrischen Feldes (50) mit einer derartigen Polarisation, daß eine Bewegung von Teilchen entlang des Pfades verhindert ist, und Einrichtungen (52) zur selektiven Gegenwirkung gegen das erste elektrische Feld (50).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Einrichtungen zur selektiven Gegenwirkung gegen das erste elektrische Feld (50) ein zweites elektrisches Feld (52) umfassen, das mit Abstand von dem ersten elektrischen Feld (50) angeordnet 1st.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge -

kennzeichnet, daß die Einrichtungen zur selektiven Gegenwirkung gegen das erste elektrische Feld (50) liohtabhänglg und die Einrichtungen zur Ausbildung des ersten elektrischen Feldes lichtunabhängig sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Gegenwirkung gegen das erste elektrische Feld (50) Einrichtungen (44, 26) zur Ausbildung eines zweiten elektrischen Feldes (52) mit einer gegenüber dem ersten Feld (50) entgegengesetzten Polarität und größeren Stärke zur Gegenwirkung gegen das erste Feld (50) und Einrichtungen zur selektiven Entladung des zweiten Feldes (52) umfassen.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dad die Einrichtungen sur Ausbildung eines der Felder liohtabhXngig und dl« Einrichtungen sur Ausbildung dee anderen der Felder liohtunabhMngig sind·

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, daduroh gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Ausbildung der Felder eo angeordnet sind* daß die Felder (52, SO) einen Abstand aufweisen.

7· Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Körper (l6) mit einer Öffnung (24), die eine den Tellohenpfad umgebende Wand bildet« wobei die ersten und zweiten Einrichtungen sur Ausbildung des ersten bzw. zweiten Feldes (50, 52) In dem Körper (l6) angeordnet sind und die jeweiligen Felder (50, 52) in der Öffnung (24) ausbilden.

8, Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g β -kennzeichnet, daß der Körper (16) erst« und zweite leitende Schichten (33, 42) und eine xwlachen den leitenden

Schichten eingefügte isolierende Schicht (40) umfaßt, wobei die Sohlohten (38, 40, 42) in der Wand der Öffnung (24) enden« so daß eine Potentialdifferenz zwischen den leitenden Sohlohten aufreoht erhalten werden kann, um die Einrichtungen sur Ausbildung des ersten Feldes (50) zu bilden.

9. Vorrichtung nach Anspruoh 8, gekennzeichnet durch eine photoleitende Schicht (44), die über der von der isolierenden Schioht (40) abgewandten Flüche der zweiten leitenden Schicht (42) angeordnet ist, wobei die photoleitende Schicht (44) in der Wand der Öffnung (24) endet

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und zusammen mit der ersten und zweiten leitenden Schicht (38« 42) die Einrichtungen zur Ausbildung des zweiten elektrischen Feldes (52) bildet.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden

Ansprüche zur Ausbildung eines elektrostatischen Bildes* das einem optischen Bild entspricht« gekennzeichnet durch ein zusammengesetztes Schirmgitter (16» l6') mit einer Vielzahl von mit Abetand angeordneten Offnungen (24) und einer äußeren leitenden» die Vorderfläoh· (26) des Schirmgitters bildenden Schicht (38)» einer über der Äußeren leitenden Schicht (38) liegenden isolierenden Schicht (40)» einer inneren» über der isolierenden Schicht (40) liegenden leitenden Schicht (42) und mit einer photoleitenden» über der Inneren leitenden Schicht (42) angeordneten und die Rüokflache (28) des Schirmgitters bildenden Schicht (44), zwischen der äußeren und der inneren leitenden Schicht (38* 42) angeschaltete Einrichtungen (22) zur Ausbildung eines Spannungegradienten längs der isolierenden Schicht (40)« wobei der Spannungsgradient ein erstes elektrostatisches Feld (50) bildet« das sich in die Offnungen (24) zur Bildung von in einer ersten Richtung polarisierten Sperrfeldern (50) erstreckt« Einrichtungen (26) zur Ausbildung einer Ladung auf der Rttokflache (28), die zusammen mit den inneren und äufteren leitenden Schichten (38« 42) ein zweites Feld (52) in den Öffnungen (24) bildet« das «ine Polarität und ausreichend· OrOIe aufweist« um dem «raten Feld (52) entgegenzuwirken« wenn die photoleitende Sohioht (44) 1« Dunkelzuetand 1st« und Hinrichtungen (32« 24) zum Aufprägen des optischen Bildes (30) auf die Rüokflache (28) derart« dag relativ hell· Bereich· des Bildes (30) eine Leitfähigkeit entsprechender Bereich· der photoltittnden Schicht (44) und ein· Entladung entsprechender Teile des »weiten Feldes (52) hervorrufen.

11· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche sur Ausbildung eines positiven Blldee eines Gegenstandes auf einer Oberfläche« gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Teilchen mit einer Farbe, die zu der Farbe der Oberfläche eines BiIdaufzeichnungsmedium« in Kontrast steht. Einrichtungen sur Ausbildung eines elektrischen Feldes zwischen den Teilchen und dem Blldaufnahmemedluw zur Beschleunigung der Teilchen auf einem Pfad in Rlohtung auf die Oberfläche des Bildaufzeichnungsmediuos, ein für Teilchen durchlässiges Schirmgitter (16), das in den Pfad Im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Blldaufseiohnungsmediums angeordnet 1st» wobei das Schirmgitter eine auf die Oberfläche des Bildaufzeiohnungsmediums gerichtete RUokfläohe (28)« einer dieser RUokfläohe (28) entgegengesetzte Vorderfläche (36) und eine Vielzahl von sich durch da« Schirmgitter hinduroh zwischen der RUokfläohe (28) und der Vorderfläohe (36) erstreckenden Offnungen (24) aufweist, die eine ausreichende Oröße aufweisen» um den Durchgang von Teilchen su ermöglichen, wobei das Schirmgitter (l6) weiterhin eine elektrisch leitende äußer« Sahloht (38) auf der Vorderflache (36), eine unter der äußeren leitenden Schicht (38) liegende elektrisch isolierende Sohloht (40), eine unter der Isolierenden Schicht (40) liegende elektrisch leitende innere Sohioht (42) und eine unter der Inneren leitenden Sohioht (42) liegende und die RUokfläohe (28) bildende photoleitende Sohioht (44) einschließt. Einrichtungen (22) zur Ausbildung eines ersten elektrischen Feldes zwischen der inneren und äußeren leitenden ßohicht (38, 42), das so polarleiert 1st, das eioh den Öffnungen von der Richtung der Vorderfläche (36) nähernde Teilchen abgestoßen werden« Einrichtungen (26) sur Ausbildung eines «weiten elektrischen Feldes (52) swlsohen der inneren leitenden Sohlcht (42) und der photoleitenden Sohioht (44), das ein· Polarität und Oröie aufweist, die ausreicht, um dem

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ersten Feld (50) entgegenzuwirken ₉ und Einrichtungen 02« 54) zur Projektion eines Bildes eines Gegenstandes (30) auf der Rtiekf läohe (28) derart« daß belichtete Teile der photolelten» den Schicht (44) einen leitenden Pfad zur Entladung des zweiten Feldes (52) in den belichteten Teilen ausbilden^ so daß Teilchen von dem ersten Feld (50) an Öffnungen (24) Ia derartigen belichteten Teilen des Schirmgitters (16) abg©·» stoßen werden·

12. Verfahren zur Steuerung der Strössung von

elektrostatisch geladenen Te Hohen durch eine Öffnung« gekennzeichnet durch die Schritte der Ausbildung eines ersten Feldes (50) in der Öffnung (24)« das so polarisiert ist« daß der Durchgang von Teilchen durch die Öffnung (24) gesperrt ist» der Ausbildung eines zweiten Feldes (52) in der Offnung (24), das eine dem ersten Feld (50) entgegengesetzte Polarität und eine größere Stärke aufweist als dieses erste Feld (50), derart« daß es diesem ersten Feld (50) entgegenwirkt« und der selektiven Entladung des zweiten Feldes (52)*

13· Verfahren nach Anspruoh 12, gekennzeichnet durch die Ausbildung einer koplanaren Anordnung einer ersten Vielzahl von bipolaren elektrostatischen Feldern Bit einer zur Sperrung einer Strömung von geladenen« durch die Anordnung (16) gerichteten Teilchen ausreichenden Feldst&rke und Ausrichtung« der überlagerung einer koplanaren Anordnung einer zweiten Vielzahl von bipolaren elektrostatischen Feldern (52) über der ersten Vielzahl von bipolaren elektrostatischen Feldern (50)» wobei die zweite Vielzahl von bipolaren elektrostatischen Feldern (52) gegenüber der ersten Vielzahl von Feldern (50) in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet 1st und ein« Feldstärke aufweist, die ausreicht» um diesen ersten Feldern (50) entgegenzuwirken, und der selektiven

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Verringerung der Feldstärke der zweiten Vielzahl von bipolaren elektrostatischen Feldern (!32) entsprechend eines zu reproduzierenden Bildes.

14» Verfahren zum elektrostatischen Drucken naoh einem der Ansprüche 12 oder 12* gekennzeichnet durch die Schritte der Verwendung eines Schirmgitters (16) mit einer darin ausgebildeten Anordnung von Offnungen (24), der Ausbildung von in den öffnungen (24) wirksamen Sperrfeldern (50)* der selektiven Ausbildung von Gegenwlrkungefeidern (52) entsprechend eines zu reproduzierenden Bildes in den Offnungen und mit Abstand von den Sperrfeldern (50) und des Hindurchleitens von geladenen Teilchen durch das Schirmgitter (16) in Richtung auf das Empfangemedium entsprechend dem Ladungsmuster« das in den öffnungen (24) wirksam ist.

15, System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennze lohne t durch Einrichtungen (38, 40« 42) zur Ausbildung einer koplanaren Anordnung einer ersten Vielzahl von bipolaren elektrostatischen Feldern (50), die gleichmäßig ausgerichtet sind und eine Feldstärke aufweisen, die ausreicht, um eine Strömung von geladenen Teilchen durch die Anordnung zu verhindern, Einrichtungen zur Ausbildung einer koplanaren Anordnung einer zweiten Vielzahl von bipolaren elektrostatischen Feldern (52), die gleichförmig in einer Richtung ausgerichtet sind, die der der ersten Vielzahl von Feldern (50) entgegengesetzt 1st, wobei die zweite Vielzahl von elektrostatischen Feldern (52) der ersten Vielzahl von Feldern (50) Überlagert ist und eine Feldstärke aufweist, die ausreicht, um der ersten Vielzahl von Feldern entgegenzuwirken, und Einrichtungen (44) zur selektiven Ableitung der zweiten Vi«l:r.ahl von bipolaren PeI-

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dem (52) derart» daß die Strömung von geladenen und durch die Anordnung hindurohgeleiteten Teilchen entsprechend einem zu reproduzierenden Bild moduliert ist.

l6. Mehrschichtiges , mit Öffnungen versehenes Schirmgitter zur Verwendung in einem System nach Anspruch 15» gekenn ze i ohne t durch eine erste Schicht (38) aus leitendem Material» eine zweite, der ersten Schicht (38) benachbarte'Schicht (40) aus isolierendem Material» eine dritte» benachbart zur Isolierenden Schicht (40) ausgebildete und elektrisch von der ersten leitenden Schicht (38) gefesrennte Sohioht (42) und eine vierte Schicht aus photoleitendem Material (44), die auf der Außenseite der dritten leitenden Sohioht (42) aufgebracht ist.

17 · Mehrschichtiges Schirmgitter nach ·&Ε®ρ»©& 16« gekennze ich net durch eine isolierende Beiblatt ^(40), die auf beiden Seiten mit Schichten (28, 42) aus leitendem Material überzogen 1st, wobei eine Schicht (44) aus photoleitendem Material auf der Außenseite einer der leiten« den Schichten aufgebracht 1st« '

18. Mehrschichtiger, mit öffnungen versehener Schirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Steuerung der Strömung von geladenen Teilchen, g e k e nnze ic h net durch vier durch abwechselnde Schichten aus elektrisch leitendem Material (38, 42) und elektrisch isolierenden Material (40, 60) gebildete Sohirmaohiohten, wobei die abwechselnden leitenden Schichten (38, 42) voneinander isoliert •Ind.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur elektrostatischen Modulation der Strömung von

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geladenen Teilohen, gekennzeichnet durch die Sahritte der Ausbildung einer koplanaren Anordnung einer ersten Vlelsahl von bipolaren elektrostatischen feldern (50), die gleichförmig ausgerichtet sind und eine im wesentlichen gleichförmige Feldstärke derart aufweisen» daß die Strömung von geladenen» durch die Anordnung (16*) hindurchgeleiteten Teilchen gesperrt ist und der selektiven Überlagerung einer zweiten koplanaren Anordnung einer zweiten Vielzahl von bipolaren elektrostatischen Feldern (52) Über die erste Anordnung von Feldern (50), wobei die zweiten Felder gleichförmig in entgegengesetzter Richtung gegenüber der ersten Vielzahl von Feldern (50) ausgerichtet sind und eine ausgewählte Größe aufweisen» um der ersten Vielzahl von Feldern (50) in der Form eines zu reproduzierenden Bildes selektiv entgegenzuwirken.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Überlagerung einer zweiten Vielzahl von Feldern (52) die Schritte der Ausbildung einer aus einer zweiten Anzahl von bipolaren elektrostatischen Feldern bestehenden Anordnung, die sich parallel zu den ersten Feldern (50) erstreokt, wobei die zweiten Felder (52) eine Polarität und Feldstärke aufweisen, die ausreicht, um den ersten Feldern entgegenzuwirken, und der selektiven Entladung zumindest eines der zweiten Felder (52).

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