DE3839897A1 - Entladungskopf fuer eine elektrostatische aufzeichnungsvorrichtung - Google Patents
Entladungskopf fuer eine elektrostatische aufzeichnungsvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entladungskopf für eine
elektrostatische Aufzeichnungsvorrichtung, wie sie in Maschinen
wie Druckern und Faksimilegeräten verwendet wird. Insbesondere
betrifft die Erfindung einen Entladungskopf, der geladene
Partikel (Ionen) erzeugt und Bilder mittels der erzeugten Ionen
aufzeichnet.
Es sind bereits verschiedene ladungserzeugende Vorrichtungen
bekannt, die in elektrostatischen Aufzeichnungsvorrichtungen
verwendet werden. Eine solche Vorrichtung ist aus dem US-Patent
Nr. 41 55 093 bekannt (offengelegtes japanisches Patent Nr.
54 53 537). Wie Fig. 14 der vorliegenden Anmeldung zeigt, besteht
diese Vorrichtung aus einem ersten Paar Elektroden 41, die
auf einer Seite eines ebenen dielektrischen Körpers 40 angeordnet
sind. Zahlreiche Löcher 42 zur Erzeugung von Ionen sind in dem
ersten Elektrodenpaar 41 ausgeformt, wie in Fig. 15 dargestellt,
und bilden Luftspaltbereiche 43 zwischen den Elektrodenspitzen
des ersten Elektrodenpaars 41 und der Oberfläche des dielek
trischen Körpers 40. Ein zweites Elektrodenpaar 44 ist bezüglich
des Elektrodenpaars 41 auf der Rückseite des dielektrischen
Körpers 40 auf dessen Oberfläche angeordnet. Die Oberfläche des
dielektrischen Körpers 40, auf welcher das erste Elektrodenpaar
41 angeordnet ist, ist einem Aufzeichnungskörper wie beispiels
weise dielektrisches Papier 45 räumlich zugeordnet.
Durch eine Wechselspannung an dem ersten und zweiten Elektroden
paar 41, 44 werden Ionen durch eine Kriechentladung erzeugt, die
sich im Luftspaltbereich 43 längs der Oberfläche des
dielektrischen Körpers 40 einstellt. Mit der Vorrichtung wird ein
ein Bild durch elektrostatisches Laden der Oberfläche des
dielektrischen Papiers aufgezeichnet, durch Erzeugung von Ionen
und durch deren Emission in einer Richtung senkrecht zu der
kriechenden Entladung (senkrecht zu der Oberfläche des
dielektrischen Körpers 40).
Diese Vorrichtung nach dem Stand der Technik weist die folgenden
Nachteile auf. Zunächst ergibt sich aus dem Umstand, daß Ionen zur
elektrostatischen Aufladung des dielektrischen Papiers 45 in
einer Richtung emittiert werden, die sowohl senkrecht zu der
Kriechentladung als auch senkrecht zu der Oberfläche des
dielektrischen Körpers verläuft, eine geringere Ionenerzeugungs
rate gegenüber einer Ionenemission, die nur in Richtung der
Kriechentladung erfolgen würde. Da zusätzliche Zeit benötigt
wird, um die für die Aufladung der Oberfläche des dielektrischen
Papiers 45 auf ein vorgegebenes Potential erforderlichen Ionen zu
erzeugen, ist die Aufzeichnungsgeschwindigkeit erheblich ein
geschränkt.
Außerdem ist es notwendig, dem ersten und zweiten Elektrodenpaar
41, 44 eine relativ hohe Wechselspannung zuzuführen, um die
erforderliche Ionenladung zu erhalten. Die Hochspannung erhöht
jedoch die Kriechentladung und führt zu einer elektrischen,
chemischen und thermischen Zerstörung der Elektroden 41 und 44
sowie des dielektrischen Körpers 40. Zusätzlich gestaltet sich
die Ionenerzeugung dadurch schwierig, daß sich am ersten
Elektrodenpaar 41 in erhöhtem Maße durch die Entladung gebildete
Stoffe absetzen. Damit läßt sich die Vorrichtung nicht über eine
längere Zeit einwandfrei benutzen.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß in einer
Aufzeichnungsvorrichtung mit einem trommelförmigen Aufzeichnungs
körper 47 und der beschriebenen Anordung des Elektrodenpaars 41,
das sich über die Oberfläche des dielektrischen Körpers
erstreckt, die Aufzeichnungsfläche groß zu bemessen ist, um das
Verhältnis der Aufzeichnungsfläche zur Fläche des trommelförmigen
Aufzeichnungskörpers 47 zu vergrößern, wie dies Fig. 16 zeigt.
Damit lassen sich Aufzeichnungsvorrichtungen nur mit relativ
großen Abmessungen realisieren.
Die Anmelder der vorliegenden Erfindung haben bereits in der
japanischen Patentanmeldung Nr. 62-2 12 958 eine Vorrichtung vor
geschlagen, die die vorstehend genannten Probleme löst. Diese
elektrostatische Aufzeichnungsvorrichtung, die nicht zum Stand
der Technik gehört, ist in der Weise ausgestaltet, daß
sie erstens Aufzeichnungen bei hohen Geschwindigkeiten
durch effiziente Ionenerzeugung durchführt, daß sie zweitens
die Lebensdauer der Vorrichtung durch eine Absenkung der zur
zur Erzeugung der Kriechentladung erforderlichen Spannung
verlängert und so die Zerstörung der Elektroden und dielek
trischer Teile verhindert. Schließlich ist der Aufzeichnungskopf
kompakt mit verkleinerten Abmessungen gestaltet.
Wie die Fig. 17 und 18 der vorliegenden Anmeldung zeigen weist
die vorstehend genannte Vorrichtung einen Entladungskopf 53 auf,
wobei ein erstes Elektrodenpaar 50 linear ausgeformt ist und in
ein massives dielektrisches Substrat 51 eingebettet ist. Die
Elektroden 50 sind in vorgegebenen Abständen zueinander
angeordnet; ihre Spitzen sind frei. Eine zweite Elektrode 52 ist
auf der Rückseite des dielektrischen Substrates eingebettet und
senkrecht zu den Spitzen des ersten Elektrodenpaars 50
angeordnet. In einem räumlichen Bereich G wird zwischen den
Spitzen des ersten Elektrodenpaars 50 und dem massiven
dielektrischen Substrat 51 eine kriechende Korona-Entladung
erzeugt. Der Scheibenkopf 53 wird zur Aufzeichnung elektro
statischer Bilder so angeordnet, daß die Spitzen des ersten
Elektrodenpaars einem nicht dargestellten Aufzeichnungskörper
gegenüberstehen. Eine Wechelspannung wird an das erste
Elektrodenpaar 50 und an die zweite Elektrode 52 gelegt, um eine
kriechende Koronaentladung R erzeugen, die sich von den Spitzen
des ersten Elektrodenpaars 50 über die Oberfläche des massiven
dielektrischen Substrats 51 zu der zweiten Elektrode 52 erstreckt.
Diese vorgeschlagene Vorrichtung weist jedoch die folgenden
Nachteile auf. Das erste Elektrodenpaar 50 erstreckt sich linear
längs des Aufzeichnungskörpers, während die zweite Elektrode 52
senkrecht zu den ersten Elektroden im Bereich deren Spitzen
angeordnet ist. Bei dieser Anordnung bewirkt die an die ersten
und zweiten Elektroden 50, 52 angelegte Spannung eine kriechende
Koronaentladung R, die sich wie in Fig. 19 dargestellt verteilt.
Dies führt zu einer Dehnung des durch die ersten Elektroden 50
aufgezeichneten Bildes und zu einer geringen Auflösung des
Bildes. Zusätzlich ergeben sich bei benachbarten Elektroden 50,
die gleichzeitig Ionen entladen, Nebensprecheffekte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Entladungskopf
für eine elektrostatische Aufzeichnungsvorrichtung der eingangs
genannten Art anzugeben, der eine verbeserten Auflösung bewirkt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen
Entladungskopf für elektrostatisches Aufzeichnen eines Bildes auf
einem Aufzeichnungskörper bestehend aus einer ersten Isolations
schicht mit einer ersten und zweiten Seite, aus einer Vielzahl
von Entladungselektroden, die auf der ersten Seite der ersten
Isolationsschicht angeordnet sind und jeweils eine Spitze
aufweisen, aus einer Induktionselektrode auf der zweiten Seite
der ersten Isolationsschicht, und aus einer zweiten Isolations
schicht, die auf den Entladungselektroden angeordnet sind und
diese mit Ausnahme deren Spitzen bedecken.
Mehrere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung und deren
Prinzipien werden nun anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungs
form eines Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Explosionszeichnung des Entladungskopfes nach
Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt durch den Entladungskopf nach Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt durch den Entladungskopf nach Fig. 1 mit
einer kriechenden Koronaentladung;
Fig. 5 eine Vorderansicht des Entladungskopfes nach Fig. 1;
Fig. 6 ein Diagramm, das das Verhältnis des Entladungskopfes
nach Fig. 1 zu einer Aufzeichnungstrommel darstellt;
Fig. 7 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines
Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 8 eine Vorderansicht des Entladungskopfes nach Fig. 7;
Fig. 9 eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsform eines
Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 10 eine Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform
eines Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 11 eine Vorderansicht des Entladungskopfes nach Fig. 10;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungs
form eines Entladungskopfes gemäß der Erfindung;
Fig. 13 eine Explosionszeichung des Entladungskopfes nach Fig.
12;
Fig. 14 einen Schnitt der ladungspartikelerzeugenden Vor
richtung nach dem Stand der Technik;
Fig. 15 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 14;
Fig. 16 ein Diagramm, das das Verhältnis der Vorrichtung nach
Fig. 14 zu einem trommelförmigen Aufzeichnungskörper
darstellt;
Fig. 17 eine perspektivische Ansicht des erfinderischen Ent
ladungskopfes;
Fig. 18 eine Seitenansicht des Entladungskopfes nach Fig. 17
und
Fig. 19 eine Vorderansicht des Entladungskopfes nach Fig. 17.
Der Entladungskopf gemäß der Erfindung verbessert die Auflösung,
indem eine Streuung individueller Entladungen verhindert und
Störungen wie Nebensprechen eliminiert werden.
Die elektrostatische Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung
umfaßt eine erste Isolationsschicht, die zwischen einer
Entladungselektrode und einer Induktionselektrode angeordnet ist.
Die Entladungselektrode ist gerade ausgeformt und ist von einer
zweiten Isolationsschicht abgedeckt. Die Induktionselektrode
überlappt die Entladungselektrode und weist Vorsprünge auf, die
sich in der gleichen Richtung wie die Entladungselektrode
erstrecken.
Die erste und zweite Isolationsschicht kann aus synthetischem
Harz wie Bakelit und Glasepoxidharz, keramischen Materialien wie
Tonerde (alumina), Zirkonerde (Zirconia) oder aus anorganischen
Materialien wie Glas oder Glimmererde (mica) bestehen.
Da viele Entladungselektrodenstreifen linear und parallel zuein
ander auf der Oberfläche der ersten Isolationsschicht angeordnet
sind, bietet es sich an, die Entladungselektrode entweder durch
Ätzen einer dünnen plattenförmigen Metallschicht, beispielsweise
aus rostfreiem Stahl oder Nickel, oder durch Drucken eines
Elektrodenmusters auf die Oberfläche der ersten Isolationsschicht
zu fertigen. Bei dem Druckverfahren kann eine pastenähnliche
Tinte verwendet werden, die Materialien wie Wolfram oder Silber
enthält.
Die Induktionselektrode kann in die Rückseite der ersten
Isolationsschicht im Bereich der Spitzen der Entladungselektroden
eingebettet sein. Sie kann kammähnlich mit Einschnitten und
Vorsprüngen ausgeformt sein oder andere Formen aufweisen.
Bei der vorliegenden Erfindung weist die Induktionselektrode
Vorsprünge auf; sie überlappt die Entladungselektrode und
erstreckt sich mit ihren Vorsprüngen in der gleichen Richtung.
Störungen wie Nebensprechen zwischen benachbarten Entladungs
elektroden können damit unterbunden und die Bildauflösung kann
verbessert werden.
Außerdem erstreckt sich eine kriechende Koronaentladung, die
zwischen der Entladungs- und der Induktionselektrode erzeugt
wird, nur in Richtung der Induktionselektrodenvorsprünge.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines Entladungs
kopfes gemäß der Erfindung.
Eine erste Isolationsschicht 4 ist zwischen Entladungselektroden
2 und einer Induktionselektrode 3 im Entladungskopf 1 angeordnet.
Die erste Isolationsschicht 4 ist flach ausgebildet und besteht
aus einem massiven dielektrischem Material.
Eine Vielzahl von Entladungselektroden 2 ist auf der Ober
fläche der ersten Isolationsschicht 4 angeordnet, wobei die
Elektroden 2 linear ausgeformt und parallel zur Breitseite der
Schicht 4 beziehungsweise in Latitudinalrichtung bezüglich
dieser Schicht 4 angeordnet sind. Die Spitzen 2 a der Entladungs
elektroden 2 sind gegenüber dem Rand der ersten
Isolationsschicht 4 zurückgesetzt und in Längsrichtung der ersten
Isolationsschicht 4 ausgerichtet. Räumliche Bereiche G (Fig. 3)
zwischen den Endbereichen der Spitzen 2 a der Entladungselektroden
2 und der Oberfläche der Isolationsschicht 4 dienen der Aufnahme
erzeugter kriechender Entladungen.
Eine zweite Isolationsschicht 5 ist oberhalb der Entladungs
elektroden 2 vorgesehen, unter denen die erste Isolationsschicht 4
angeordnet ist. Die Schicht 5 deckt die Entladungselektroden 2
mit Ausnahme der Spitzen 2 a ab. Die zweite Isolationsschicht 5
hat eine Länge, die gleich der Länge der ersten Isolationsschicht
4 ist, und eine Breite, die geringfügig kleiner ist als die
Breite der ersten Isolationsschicht 4. Die zweite Isolations
schicht 5 ist auf der ersten Isolationsschicht 4 und den Ent
ladungselektroden laminiert. Ihr Rand schließt mit den End
bereichen der Spitzen 2 a der Entladungselektroden 2 ab.
Eine Induktionselektrode 3 ist in Längsrichtung und bezüglich der
Entladungselektroden 2 auf der rückseitigen Oberfläche der ersten
Isolationsschicht 4 angeordnet. Die Induktionselektrode 3 ist
durch ein Isolationssubstrat 6 abgedeckt, welches gleich breit
wie die erste Isolationsschicht 4 und geringfügig länger ist.
Die Induktionselektrode 3 hat einen linearen Teil 3 a, der sich in
der Längsrichtung des Isolationssubstrats 6 erstreckt, und Vor
sprünge 3 b, die auf einer Seite des linearen Teils 3 a hervor
stehen. Die Vorsprünge 3 b erstrecken sich parallel zu den
Entladungselektroden 2 und überlappen diese.
Die Induktionselektrode 3 hat eine Form ähnlich eines Kamms, der
durch die Vorsprünge 3 b und Einschnitte 3 c zwischen den
Vorsprüngen 3 b gebildet wird. Diese Vorsprünge erstrecken sich in
den Bereich der Spitzen 2 a der Entladungselektroden 2.
Die erste und zweite Isolationsschicht 4, 5 sowie das Isolations
substrat 6 haben eine dünne, plattenähnliche Form und können
durch Sintern eines keramischen Materials wie Tonerde (alumina)
oder Zirkonerde (zirconia) gebildet werden.
Entladungselektroden 2 sind auf der ersten Isolationsschicht
unter Verwendung einer pastenähnlichen Tinte gedruckt, die aus
Materialien wie Wolfram oder Silber besteht. Die Induktions
elektrode 3 ist auf dem keramischen Material der Isolations
substrats 6 unter Verwendung derselben pastenähnlichen Tinte ge
druckt. Beide Elektrodenpaare sind übereinstimmend mit vor
bestimmten Mustern angeordnet.
Zunächst wird die zweite Isolationsschicht 5 auf der ersten
Isolationsschicht 4 laminiert, dann das Isolationssubstrat 6 auf
der ersten Isolationsschicht 4 wie in Fig. 1 dargestellt. Die
Schichten können durch einen Sinterprozeß bei einer Temperatur
im Bereich von 1500°C bis 1800°C laminiert werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend
beschriebene Ausführungsform eines Entladungskopfes 1. Das
Isolationssubstrat sowie die erste und zweite Isolationsschicht
können aus synthetischem Harz wie Bakelit, einem Glasepoxidharz,
oder aus einem anorganischen Material wie Glas oder Glimmerde
(mica) gebildet werden.
Das Entladungskopfsystem 1 kann in der Weise hergestellt werden,
bei der die Entladungselektroden 2 oder die Induktionselektroden
3 durch Ätzen einer dünnen metallischen Platte beispielsweise aus
rostfreiem Stahl oder Nickel gebildet werden.
Die Elektroden 2 und 3 können dann auf das Isolationssubstrat 6
und die erste Isolationsschicht 4 durch ein Verfahren wie Bonden
aufgebracht werden, wobei die übrigen Schichten durch Bonden in
der zuvor beschriebenen Reihenfolge verbunden werden können.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der eine Wechselspannungsquelle
7 mit den Entladungselektroden 2 und der Induktionselektrode 3
verbunden ist. Die Wechselspannung der Wechselspannungsquelle 7
wird dann an die Entladungselektroden 2 und an die Induktions
elektrode 3 gelegt und in Abhängigkeit von der Bildinformation
ein- und ausgeschaltet. Die Wechselspannung ist hinreichend
kleiner als die Durchbruchspannung der ersten Isolationsschicht 4
und wird auf eine vorgegebene Spannung eingestellt, die eine
kriechende Korona-Entladung erzeugen kann.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist ein Aufzeichnungskörper 8
gegenüber dem Entladungskopf 1 angeordnet. Der
Aufzeichnungskörper 8 hat eine dielektrische Schicht 9 auf einer
Seite und ein elektrisch leitendes Stützmaterial 10 auf der
anderen Seite. Eine vorgegebene Gleichspannung wird von einer
Gleichspannungsquelle 11 den Entladungselektroden 2 und dem
leitenden Stützmaterial 10 zugeführt.
Der Entladungskopf 1 ist in einer Position angeordnet, wo die
dielektrische Schicht 9 des Aufzeichnungskörpers 9 in Richtung
der Erzeugung der kriechenden Korona-Entladung von den
Entladungselektroden 1 angeordnet ist.
Ein elektrostatisches Bild wird unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Entladungskopfes 1 wie folgt aufgezeichnet:
Eine der Bildinformation entsprechende Wechselspannung wird von
der Wechselspannungsquelle 7 an die Entladungselektroden 2 und an
die Induktionselektrode 3 gelegt. Erreicht die Spannung einen
höheren Wert als einen vorgegebenen Schwellwert entsteht eine
kriechende Korona-Entladung R in den räumlichen Bereichen G, die
durch die freien Teile der Spitzen 2 a der Entladungselektroden 1
und die Oberfläche der ersten Isolationsschicht 4 wie in Fig. 4
dargestellt gebildet wird. Die Induktionselektrode 3 hat die
Funktion einer Hilfselektrode und fördert die Ionisierung in den
räumlichen Bereichen G.
Während eines ersten Halbzyklus der angelegten Wechselspannung
akkumuliert sich die elektrostatische Ladung auf der Oberfläche
der ersten Isolationsschicht 4 durch eine kriechende Korona-
Entladung R, die durch die Entladungselektroden 2 erzeugt wird.
Im nächsten Halbzyklus wird eine der akkumulierten Ladung inverse
Spannung zugeführt, so daß die Potentialdifferenz zwischen den
Entladungselektroden 1 und der Oberfläche der ersten Isolations
schicht 4 zum Tragen kommt. Während des zweiten Halbzyklus
entwickelt sich die kriechende Korona-Entladung R weit von den
Entladungselektroden 2 längs der Oberfläche der Isolationsschicht
4 in Richtung der Kante des Isolationssubstrats 6. Dabei ist ein
Aufzeichnungskörper 8 unterhalb des Isolationsubstrats 6
angeordnet.
Ein elektrisches Feld wird zwischen dem Entladungskopf 1 und dem
Aufzeichnungskörper 8 gebildet, um die in den räumlichen
Bereichen G erzeugten Ionen in Richtung der Seite des Auf
zeichnungskörpers 8 zu bewegen. Ionen mit sowohl positiver und
negativer Polarität, entprechend dem spezifischen Druckbild,
werden von dem elektrischen Feld bewegt.
Dieses elektrisches Feld wird zwischen dem leitenden Stütz
material 10 des Aufzeichnungskörpers 8 und den Entladungs
elektroden 2 von einer Gleichspannung gebildet, die von der
Gleichspannungsquelle 11 geliefert wird.
Als nächstes wird ein elektrostatisches Ionenbild auf dem
Aufzeichnungskörper 8 durch einen Abtastprozess aufgezeichnet.
Während des Abtastprozesses wird der Raum zwischen dem
Aufzeichnungskörper 8 und dem Entladungskörper 1 konstant
gehalten; dabei wird entweder eine der beiden Spannungen, das heißt
die Gleich- oder die Wechselspannung, oder beide Spannungen
werden ein- und ausgeschaltet.
Wie vorstehend beschrieben werden räumliche Bereiche G zwischen
den Entladungselektroden 2 und der ersten Isolationsschicht 4
zur Erzeugung einer kriechenden Entladung gebildet. Der
Entladungskopf 1 ist in einer Position angeordnet, wo die
dielektrische Schicht 9 des Aufzeichnungskörpers 8 in Richtung
der von den Entladungselektroden 2 erzeugten kriechenden Korona-
Entladung R angeordnet ist. Wenn eine Wechselspannung zwischen
den Entladungselektroden 2 und der Induktionselektrode 3
angelegt wird, entwickelt sich eine kriechende Korona-Entladung R
längs der Oberfläche der ersten Isolationsschicht 4 und die von
der Korona-Entladung R gebildeten Ionen werden in Richtung der
kriechenden Korona-Entladung R entleert.
Die Konfiguration gemäß der Erfindung ermöglicht eine
Ionenemission hohen Wirkungsgrades in Richtung des Aufzeichnungs
körpers 8 durch die kriechende Korona-Entladung R. Im Ergebnis
ermöglicht die Erfindung, Ionen mit einem hohen Wirkungsgrad zu
erzeugen und Bilder schnell auf den Aufzeichnungskörper
aufzuzeichnen, also ein schnelles Aufzeichen zu realisieren.
Darüber hinaus sind geringere Spannungen erforderlich, da die
Ionenerzeugung mit einem höheren Wirkungsgrad erfolgt. Damit wird
auch die Zerstörung der Entladungselektroden 2 und 3 sowie der
ersten Isolationsschicht 4 unterbunden, die sonst durch die
Entladung bewirkt wird. Hierdurch wird die Lebensdauer des
Entladungskopfes 1 verlängert.
Ferner wird durch die Erfindung ermöglicht, einen dünnen
Entladungskopf 1 zu bilden, da die erste Isolationsschicht 4
zwischen den Entladungselektroden 2 und der Induktionselektrode 3
angeordnet ist und der Aufzeichnungskörper 8 in Richtung der
kriechenden Korona-Entladung angeordnet ist. Daher kann bei einem
trommelförmigen Aufzeichnungskörper 8 der Trommeldurchmesser im
Vergleich zu der in Fig. 16 gezeichneten Vorrichtung klein
bemessen werden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Somit wird
die Herstellung einer kompakten elektrostatischen Aufzeichnungs
vorrichtung möglich.
Die Induktionselektrode 3 überlappt die Entladungselektroden 2
und besitzt Vorsprünge 3 b, die sich in der gleichen Richtung wie
die Entladungselektroden 2 erstrecken. Daher bewegen sich, wie in
Fig. 5 dargestellt ist, eine kriechende Korona-Entladung R und
der sich ergebende Ionenpartikelfluß nur in Längsrichtung der
Entladungselektroden 2, ohne daß der Fluß seitlich streut.
Folglich wird es durch die Erfindung möglich, die Auflösung des
sich ergebenden Ionenpartikelflusses zu verbessern, wodurch
schärfere elektrostatische Bilder entstehen.
Da darüber hinaus wie zuvor beschrieben der Ionenpartikelfluß
eingegrenzt werden kann, werden Störungen zwischen Ionenflüssen,
die von benachbarten Entladungselektroden 2 emittiert werden, und
das Auftreten von Nebensprecheffekten unterbunden.
Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform des
Entladungskopfes gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
erstrecken sich die Spitzen der Vorsprünge 3 b der Induktions
elektrode näher zum Rand des Isolationssubstrats 6 hin als die
Spitzen 2 a der Entladungselektroden 2. Bei dieser
Ausführungsform wird die kriechende Korona-Entladung R von der
Entladungselektrode 2 in Richtung der Induktionselektrode
erzeugt und kann näher an den Rand des Isolationssubstrats 6
geführt werden. Daher kann sich die kriechende Korona-Entladung
R leichter zu dem Aufzeichungskörper 8 erstrecken und
ein seitwärtiges Streuen des Ionenpartikelflusses kann weiter
eingeschränkt werden, so daß das Aufzeichnen verbessert wird.
Weitere Merkmale dieser Ausführungsform sind mit denen der
vorhergehend beschriebenen Ausführungsform identisch.
Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform des Aufzeichnungskopfes
gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind die
Vorsprünge 3 b der Induktionselektrode 3 schmaler als die
Entladungselektroden 2. Wenn die Breite der Spitzen 2 a der
Entladungselektroden 2 auch kleiner wird, ist der Bereich der
kriechenden Korona-Entladung enger, wodurch der Wirkungsgrad der
Ionenerzeugung vermindert wird. Jedoch ist der Wirkungsgrad der
Ionenerzeugung kaum betroffen, wenn nur die Breite der Vorsprünge
3 b der Induktionselektrode 3 schmaler ist.
Bei der dritten Ausführungsform konzentriert sich der
Ionenpartikelfluß auf die Vorsprünge 3 b der Induktionselektrode
3, so daß der Ionenpartikelfluß in diesem Sinn weiter
eingeschränkt ist und Aufzeichnungen mit höherer Auflösung
realisiert werden. Weitere Merkmale dieser Ausführungsform sind
mit denen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform
identisch.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 10
und 11 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform hat die zweite
Isolationsschicht 5 dieselbe Breite wie die erste
Isolationsschicht 4, wodurch ein länglicher Raum 15 bei den
Spitzen 2 a der Entladungselektrode 2 gebildet wird.
Dieser Raum 15 erstreckt sich von den Endbereichen der
Entladungselektroden 2 zu den Endbereichen der ersten und zweiten
Isolationsschicht 4, 5, wobei die Spitzen 2 a der Entladungs
elektroden 2 frei liegen. Die kriechende Korona-Entladung R
der Entladungselektroden 2 entwickelt sich nur innerhalb des
länglichen Raums 15. Diese Ausgestaltung minimiert Streuungen
des Ionenpartikelflusses, verhindert Störungen zwischen
benachbarten Entladungselektroden und ermöglicht ein Aufzeichnen
mit höherer Auflösung. Weitere Merkmale der vierten Ausführungsform
sind mit denen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen
identisch.
Eine fünfte Ausführungsform ist in den Fig. 12 und 13 dar
gestellt. Diese Ausführungsform des Entladungskopfes 1 umfaßt
zwei Paar Entladungselektroden 2, 2′ und Induktionselektroden 3,
3′, die in Schichten angeordnet sind. Außerdem sind die
Entladungselektroden jedes Elektrodenpaars zueinander versetzt,
überlappen sich also nicht. Insbesondere weist der Entladungskopf
1 zwei Paar erster Isolationsschichten 4 und 4′. Die Entladungs
elektroden 2 und 2′ sind innerhalb jeder Schicht in einem
vorgegebenen Abstand Po zueinander angeordnet. Die ersten
Isolationsschichten 4 und 4′ sind mit ihren jeweiligen
Entladungselektroden 2 und 2′ laminiert, also in Schichten
angeordnet, wobei die Entladungselektroden der einen Schicht
gegenüber den Entladungselektroden der anderen Schicht in einem
Abstand Po/2 zueinander versetzt sind, sich also nicht
überlappen.
Die Induktionselektroden 3 und 3′ sind mit Vorsprüngen 3 b und 3 b′
gegenüber den Entladungselektroden 2 und 2′ auf der Rückseite der
ersten Isolationsschichten 4 beziehungsweise 4′ angeordnet. Die
Vorsprünge 3 b bzw. 3 b′ sind wie auch bei den anderen Ausführungs
formen der Erfindung den entsprechenden Entladungselektroden 2
bzw. 2′ zugeordnet.
Mit einer Mehrzahl von Entladungselektrodenpaaren 2 und
Induktionselektroden 3 (der Fall mit nur zwei Elektrodenpaaren
ist in dem Beispiel dargestellt), die in Schichten laminiert und
was die Entladungselektroden betrifft versetzt, also nicht
überlappend in einem Entladungskopf 1 vorgesehen sind, kann die
Aufzeichnungsgenauigkeit elektrostatischer Bilder verbessert
werden und ein Aufzeichnen mit hoher Auflösung realisiert werden.
Weitere Merkmale der fünften Ausführungsform sind identisch mit
Merkmalen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform, so daß
sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
Claims (21)
1. Entladungskopf (1) zum elektrostatischen Aufzeichnen von Bildern
auf einem Aufzeichnungskörper bestehend
aus einer ersten Isolationsschicht (4) mit einer ersten und zweiten Seite,
aus einer Mehrzahl von Entladungselektroden (2), die auf der ersten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet sind und die jeweils eine Spitze (2 a) aufweisen,
aus einer Induktionselektrode (3), die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet ist, und
aus einer zweiten Isolationsschicht (5), die auf den Entladungselektroden (2) angeordnet ist und diese mit Ausnahme der Spitzen (2 a) bedeckt.
aus einer ersten Isolationsschicht (4) mit einer ersten und zweiten Seite,
aus einer Mehrzahl von Entladungselektroden (2), die auf der ersten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet sind und die jeweils eine Spitze (2 a) aufweisen,
aus einer Induktionselektrode (3), die auf der zweiten Seite der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet ist, und
aus einer zweiten Isolationsschicht (5), die auf den Entladungselektroden (2) angeordnet ist und diese mit Ausnahme der Spitzen (2 a) bedeckt.
2. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Isolationsschicht (4) aus dielektrischem Material besteht.
3. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Entladungselektroden (2) linear ausgebildet sind, parallel
zueinander angeordnet und in Längsrichtung des Druckkopfes
ausgerichtet sind.
4. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spitzen (2 a) der Entladungselektroden (2) gegenüber dem Rand
der ersten Isolationsschicht (4) zurückgesetzt angeordnet sind.
5. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Isolationsschicht (5) eine Länge hat, die gleich der
Länge der ersten Isolationsschicht (4) ist, und eine Breite, die
geringfügig kürzer ist als die Breite der ersten
Isolationsschicht (4), daß die zweite Isolationsschicht (5) die
Entladungselektroden (2) mit Ausnahme deren Spitzen (2 a) abdeckt.
6. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Induktionselektrode (3) einen linearen Teil aufweist und eine
Mehrzahl räumlich getrennter paralleler Vorsprünge (3 b), daß sich
der lineare Teil in Längsrichtung des Entladungskopfes (1)
erstreckt und daß die Mehrzahl der Vorsprünge (3 b) rechtwinklig
zu dem linearen Teil angeordnet sind.
7. Entladungskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Isolationssubstrat (6) auf der Seite der Induktionselektrode (3)
an der ersten Isolationsschicht (4) angeordnet ist.
8. Entladungskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mehrzahl der Vorsprünge (3 b) der Induktionselektrode (3) sich zu
einem Bereich erstrecken, der den Spitzen (2 a) der Entladungs
elektrode (2) entspricht.
9. Entladungskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und zweite Isolationsschicht (4, 5) sowie das Isolations
substrat (6) aus keramischem Material bestehen.
10. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Entladungselektroden (2) auf der ersten Seite der ersten
Isolationsschicht (4) unter Verwendung von Tinte aufgedruckt
sind, die Materialien wie Wolfram und Silber enthält.
11. Entladungskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Induktionselektrode (3) auf dem Isolationssubstrat (6) unter
Verwendung von Tinte aufgedruckt ist, die Materialien wie Wolfram
und Silber enthält.
12. Entladungskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und zweite Isolationsschicht (4, 5) sowie das Isolations
substrat (6) Isolationsmaterialien wie synthetisches Harz,
Glasepoxidharz und anorganische Materialien enthalten.
13. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Entladungselektroden (2) und die Induktionselektroden (3) durch
Ätzen dünner Metallschichten gebildet sind.
14. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß
der Entladungskopf (1) eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer
Wechselspannungsquelle (7) aufweist.
15. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Entladungskopf (1) Mittel aufweist, die im Zusammenwirken mit
den Entladungselektroden (2) eine Gleichspannungspotentialdifferenz
zwischen den Entladungselektroden (2) und dem Aufzeichnungs
körper (8) erzeugen.
16. Entladungskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Vorsprünge (3 b) der Induktionselektrode (3) näher zum Rand
des Isolationssubstrats (6) erstrecken als die Spitzen (2 a) der
Entladungselektroden (2).
17. Entladungskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorsprünge (3 b) der Induktionselektrode (3) eine geringere Breite
aufweisen als die Entladungselektroden (2).
18. Entladungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste und zweite Isolationsschicht (4, 5) ungefähr gleich breit
sind.
19. Entladungskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiterer Entladungskopf auf der Oberfläche des
Isolationssubstrats (6) gegenüber der Induktionselektrode (3)
angeordnet ist, daß der weitere Entladungskopf eine Vielzahl
laminierter zusätzlicher Entladungselektroden (2′) aufweist sowie
eine zusätzliche erste Isolationsschicht (4′), die auf den zusätz
lichen Entladungselektroden (2′) angeordnet ist, zusätzliche In
duktionselektroden (3′), die auf der ersten zusätzlichen
Isolationsschicht (4′) angeordnet sind, und ein zusätzliches
Isolationssubstrat (6′), das auf den zusätzlichen Induktions
elektroden (3′) angeordnet ist.
20. Entladungskopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzlichen Entladungselektroden (2′) gegenüber dem ersten
Paar der Entladungselektroden (2) versetzt und nicht überlappend
angeordnet sind.
21. Entladungskopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorsprünge (3 b′) der zusätzlichen Induktionselektrode (3)
gegenüber den Vorsprüngen (3 b) der ersten Induktionselektrode
versetzt und nicht überlappend angeordnet sind.
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- 1988-11-25 US US07/275,865 patent/US4875060A/en not_active Expired - Fee Related
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