DE3205829A1

DE3205829A1 - Elektrostatische druckvorrichtung

Info

Publication number: DE3205829A1
Application number: DE19823205829
Authority: DE
Inventors: Kiyotaka Tokyo Dochi; Akio Inagi Tokyo Hitachi; Shigemiche Toyko Honda; Kiyosuke Kitamoto Saitama Suzuki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-02-18
Filing date: 1982-02-18
Publication date: 1982-09-09
Also published as: ATA62782A; US4498090A; AU8054282A; AT380968B; CA1171130A; FR2500195A1; GB2094234B; NL8200623A; GB2094234A

Description

32U5829

Be Schreibung Elektrostatische Druckvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich generell auf Druckvorrichtungen und insbesondere auf eine elektrostatische Druckvorrichtung vom lonenströmungs- bzw. lonenflußtyp.

Elektrostatische Druckvorrichtungen sind im Stand der Technik an sich bekannt. So enthält eine bekannte elektrostatische Druckvorrichtung vom lonenströmungs- bzw. lonenflußtyp beispielsweise einen Ionengenerator, der einen isolierten Hohlzylinder aufweist, welcher längs eines Segmentes seiner Länge offen ist, wobei sich ein Koronadraht längs der Achse des betreffenden Zylinders erstreckt, An den Koronadraht wird eine Hochspannung angelegt, und dadurch erzeugte Ionen sammeln sich im Innern des Zylinders an. Eine Gegenelektrode, über die das Aufzeichnungspapier sich bewegt, wird mit einer Spannung aufgeladen, die eine entgegengesetzte Polarität zu der Spannung aufweist, die an den Koronadraht angelegt ist. Demgemäß wird zwischen dem Ionengenerator und der Gegenelektrode ein elektrisches Feld erzeugt, welches die Ionen veranlaßt, von dem Ionengenerator zu der Gegenelektrode hin

zu fließen und dadurch auf das Aufzeichnungspapier.

Um die Plazzierung der elektrostatischen Ladung auf dem Aufzeichnungspapier zu steuern, ist eine Steuerelektrode zwischen dem Ionengenerator und dem Aufzeichnungspapier

angeordnet bzw. eingefügt. Im allgemeinen enthält die Steuerelektrode eine Vielzahl von in Abstand voneinander

vorgesehenen Aperturen bzw. Öffnungen, durch die die Ionen zu strömen bzw. zu fließen vermögen. Dabei werden an obere und untere Elektrodenschichten der Steuerelektrode geeignete Potentiale angelegt, um ein zweites elektrisches Feld durch bzw. über die jeweilige Apertur zu erzeugen. Dieses zweite Elektrodenfeld wird mit dem zuvor erwähnten elektrischen Feld kombiniert, welches zwischen dem Ionengenerator und der Gegenelektrode existiert, um entweder den Fluß der Ionen durch ausgewählte Aperturen zu verhindern oder um den Fluß von Ionen durch ausgewählte Aperturen zu ermöglichen. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß der lonenfluß bzw. Ionenstrom durch die jeweilige Apertur in einer binären oder digitalen Weise gesteuert wird, wodurch ein Hindurchfließen von Ionen durch die jeweilige Apertur entweder ermöglicht oder verhindert ist. In dem Fall, daß die Aperturen kreisförmig sind, werden geladene Punktflächen auf dem Aufzeichnungspapier selektiv gebildet. Wenn das Papier danach verarbeitet wird, werden ein Pulver oder Tinte mit einer Ladung, die von entgegengesetzter Polarität zu den Ionenladungen ist, welche auf dem Papier abgelagert sind, an das Papier abgegeben, so daß die geladenen Punktflächen geschwärzt werden, während die nichtgeladenen Flächen die Farbe des Papieres behalten.

Bei der oben beschriebenen Anordnung existieren zwischen den schwarzen und weißen Bereichen auf dem Papier keine Übergangs-Gradationen. Um unterschiedliche Übergänge bzw.

Schattierungen zu erhalten, ist eine Vielzahl von Punkten, die beispielsweise in einer 4x^+-Matrix für jedes Bildoder Abbildungselement gebildet sind, zur Erzielung einer solchen Gr^iation verwendet worden. Je mehr Punktein der

jeweiligen Matrix geschwärzt sind, umso dunkler wird das 35

Bildelement damit erscheinen. Da dieses Verfahren jedoch eine Vielzahl von Punkten aus dem Papier für jedes Bild-

element benutzt, um Gradationen hinsichtlich der Schattierung· anzuzeigen, ist die Auflösung des gesamten gedruckten Bildes vermindert. Die Signalverarbeitung eines derartigen Bildes wird ebenfalls schwierig. Wenn darüber hinaus die

g Fortbewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers geändert wird oder wenn es erwünscht ist, die Auflösung des gedruckten Bildes zu ändern, dann wird sich die Dicke der gedruckten Punkte ändern, was zu einer Veränderung in der Schattierung des gesamten Bildes führt.

Es sei darauf hingewiesen, daß generell der Koronadraht parallel und in Ausrichtung zu den Aperturen der Steuerelektrode angeordnet ist. Es ist jedoch kürzlich vorgeschlagen worden, den Koronadraht und die Steuerelektrode in einer solchen Parallelanordnung zueinander zu halten, während die Steuerelektrode eingestellt wird, wobei die Aperturen in der betreffenden Steuerelektrode zu dem Koronadraht verschoben werden. Der Zweck einer derartigen Anordnung besteht darin, den Verschiebungsabstand zwischen den Aperturen in der Richtung des Koronadrahtes zu vermindern, um die Auflösung des gedruckten Bildes in einer solchen Richtung zu steigern. Bei einer derartigen Anordnung sind jedoch der Abstand zwischen den verschiedenen Aperturen und dem Koronadraht verschieden, was dazu führt, daß der Ionenfluß durch die jeweilige Apertur ebenfalls verschieden sein wird. Demgemäß variiert die Schattierung des aufgezeichneten Pegels in Übereinstimmung mit dem Abstand der jeweiligen Apertur von dem Koronadraht, was zu einer Verschlechterung der Qualität des aufgezeichneten Bildes führt.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie eine elektrostatische Druckvorrichtung auszubilden ist, die unter Vermeidung der vorstehend aufgezeigten Nachteile ein hinsichtlich der Schattierungen bzw. Gradationen qualitativ hochwertiges Bild abzudrucken gestattet.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält eine elektrostätische Druckvorrichtung vom lonenströmungs- bzw. Ionenflußtyp zum Abdrucken eines Bildes auf einem Aufzeichnungsträger auf ein Informationssignal hin eine Ionengeneratoreinrichtung für die Erzeugung von Ionen, eine Gegenelektrodeneinrichtung für die Erzeugung eines Vor-Spannungspotentials, durch welches die erzeugten Ionen veranlaßt werden, von der Ionenerzeugungseinrichtung zu der Gegenelektrodeneinrichtung hin auf den Aufzeichnungsträger zu fließen, sowie eine Steuerelektrodeneinrichtung, die zwischen der Ionengeneratoreinrichtung und der Gegenelektrodeneinrichtung derart angeordnet ist, daß durch sie der Ionenfluß gesteuert wird. Die betreffende Steuerelektrodeneinrichtung weist dabei zumindest eine Apertur auf, durch die die Ionen zu fließen vermögen. Außerdem ist eine Steuersignalgeneratoreinrichtung vorgesehen, die ein Steuersignal an die Steuerelektrodeneinrichtung abzugeben vermag, um diese zu veranlassen, die Menge der Ionen zu steuern, die durch die jeweilige Apertur fließen, und zwar in einer von zumindest drei voneinander verschiedenen Mengen auf das Informationssignal hin.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine elektrostatische Druckvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt eine Perspektivansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.
Fig.3A und 3B zeigen Perspektivansichten eines Teiles der

Steuerelektrode der in Fig. 1 dargestellten Vor- ° richtung, wobei die elektrischen Felder veranschaulicht sind, die innerhalb einer Apertur der Steuerelektrode erzeugt werden.

Fig. 4 zeig-t in einer schema ti sehen Teilschnittansicht eine Gesamtdruckvorrichtung vom elektrostatischen Typ.

Fig. 5 zeigt eine Unteransicht eines Teiles der Steuerelektrode der Vorrichtung gemäß Fig. 1 *

Fig. 6 zeigt schematisch eine Punktmatrixanordnung, die mit Hilfe der bekannten elektrostatischen Druckvorrichtung gemäß Fig. 1 gedruckt wird,

F±g.7A bis 7^D zeigen schematisch in Diagrammen die Punktmatrixanordnung gemäß Fig. 6 mit anderen gedruckten S chat ti erungsgradat ionen.

Fig. 8 zeigt in einer Schnittansi cht einen Teil einer Steuerelektrode, die zur Steigerung der Auflösung des gedruckten Bildes vorgeschlagen worden ist. Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil der Steuerelektrode gemäß Fig. 8.

Fig.10 zeigt in einer Perspektivansicht einen Teil einer Steuerelektrodenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig.11A bis 11C zeigen in schematischen Schnittansichten einen Teil der Steuerelektrodenanordnung gemäß Fig. 10.

Fig.12A bis 12E zeigen schematische Diagramme, die zur Erläuterung der Gradationen in der Schattierung herangezogen werden, welche mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 11A bis 11C aufgezeichnet wird.

Fig.13 zeigt in einem Blockdiagramm einen Steuersignalgenerator sowie in einer Schnittansicht einen Teil einer Steuerelektrode gemäß einer zweiten

Ausführungsform der Erfindung.

Fig.i4 zeigt in einem detaillierten Blockdiagramm eine EIN-Zeitsteuerschaltung der in Fig. I3 dargestellten Schaltungsanordnung.

Fig.l5A bis I5J zeigen Signal- bzw. Impulsverläufe, die 35

zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. I3 dargestellten Schaltungsanordnung herangezogen werden.

-ιοί Im folgenden wird, zunächst auf Fig. 1 und 2 eingegangen, gemäß denen eine zum Stand der Technik gehörende elektrostatische Druckvorrichtung 20 vom Ionenströmungs- bzw. Ionenflußtyp einen Ionengenerator 22 enthält, der bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ein Koronagenerator ist. Ferner sind eine Steuerelektrode 22 und eine Metallwalze 26 vorgesehen, die als Gegenelektrode wirkt, über der das Aufzeichnungspapier 28 in einer Sub-Abtastrichtung S bewegt wird. Der Koronagenerator enthält einen Koronadraht 30, welcher längs einer Hauptabt as t richtung M verläuft, die rechtwinklig zu der zuvor erwähnten Sub-Abtastrichtung S verläuft. Ein Zylinder mit einer über ein Segment seiner Länge verlaufenden Öffnung 32a umgibt den Koronadraht 30· Dieser Zylinder ist vorzugsweise isoliert oder aus einem Metall hergestellt, welches geerdet ist. Um Ionen zu erzeugen, die für die Lieferung eines elektrostatischen Potentialbildes auf dem Aufzeichnungspapier erforderlich sind, wird eine Hochspannung von beispielsweise k bis 8 kV von einer Hochspaxinungsquelle Jk her an den Koronadraht 30 angelegt, wodurch eine sogenannte Koronaentladung hervorgerufen wird.

Die Koronaentladung ist eine Entladungserscheinung, bei der Luft teilweise dielektrisch zerlegt wird, um Ionen zu erzeugen. Die Polarität der von dem Koronagenerator 22 her erhaltenen Ionen ist gleich der Polarität der Hochspannung, die von der Hochspannungsquelle Jk an den Koronadraht 30 angelegt worden ist. Wenn die Hochspan-

nungsquelle Jk beispielsweise eine positive Spannung von + 8 kV an den Koronadraht 30 abgibt, dann wird von dem Koronagenerator 22 ein positives Ion erzeugt.

Um die erzeugten Ionen zu veranlassen, sich zu dem Auf-Zeichnungspapier 28 hin zu bewegen oder zu diesem hin zu strömen, wird eine Spannung mit einer Polarität, die generell entgegengesetzt zur Polarität der Spannung ist,

velclie an den Koronadraht 30 angelegt ist, an die Metallwalze 26 von einer Hochspannungsquelle 36 her über ein "Verbindungsteil 38 angelegt. So kann beispielsweise eine negative Spannung von - 3 kV an die Metallwalze 26.abgegeben werden. Demgemäß wird ein elektrisches Feld E in Richtung von dem Koronagenerator 22 zu der Metallwalze hin gebildet. Auf diese Weise werden positive Ionen von dem Koronagenerator 24 her veranlaßt, aufgrund des Vorhandenseins des elektrische η Feldes E durch die Öffnung 32a des Zylinders 32 zu der Metallwalze 26 hin zu fließen. Es wird einzusehen sein, daß der Zylinder J2 verschiedene Konfigurationen annehmen kann. So kann der Zylinder 32 beispielsweise eine U-förraige Konfiguration zeigen, solange die in ihm enthaltene Öffnung 32a in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Metallwalze 26 positioniert ist. Darüber hinaus kann die Polarität der an den Koronadraht 30 und an die Gegenwalze 26 angelegten Spannungen umgekehrt werden, wodurch negative Ionen von dem Koronagenerator 22 her zu der Gegenwalze 26 hin fließen wurden. In einem derartigen Falle wäre die Richtung des elektrischen Feldes E umgekehrt.

Die Steuerelektrode 2k ist etwa in der Mitte des Ionenflußweges zwischen dem Koronagenerator 22 und der Metallwalze oder Gegenelektrode 26 positioniert, um den lonenfluß auf das Aufzeichnungspapier 28 zu steuern. Die Steuerelektrode 2k weist insbesondere eine dielektrische Platte 40 auf, die beispielsweise aus einem Polyamidharz besteht und deren beide Oberflächen mit metallischen

Elektrodenschichten 42 bzw. kk überzogen sind. Eine Vielzahl von kleinen Öffnungen bzw. Aperturen 46 ist in Abstand voneinander vorgesehen in einer geradlinigen Anordnung in der Hauptabtastrichtung M vorgesehen. Diese Öffnungen befinden sich dabei in einer vertikalen Ausrich-

tung zu dem Koronadraht 3°· Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die lineare Anordnung der Öffnungen bzw. Aperturen 46 in einer Ebene angeordnet ist, die parallel

zu dem Koronadraht 30 und in geradliniger Ausrichtung dazu verläuft. Eine Differenzspannung wird von einer Steuerspannungsquelle 48 zwischen die metallischen Elektrodenschichten 42 und 44 angelegt, um ein elektrisches Steuerfeld E innerhalb der jeweiligen Apertur 46 zu bilden, mit dessen Hilfe der lonenfluß durch die jeweilige Apertur gesteuert wird. Die Vorrichtung arbeitet in einer digitalen oder binären Weise, und zwar derart, daß Ionen entweder durch die betreffenden Aperturen hindurchfließen können, oder aber daß ein Hindurchfließen der Ionen durch die Aperturen 46 nicht ermöglicht ist. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die Größe des Ionenflusses durch die Aperturen in einer von zwei Größen gesteuert wird, d.h. in einer Null-Größe und in einer bestimmten Größe, und dabei nicht einstellbar ist. Wenn beispielsweise, wie dies in Fig. 3A veranschaulicht ist, das elektrische Steuerfeld E in derselben Richtung gebildet ist

in der das elektrische Hauptfeld E innerhalb einer Apertur 46 gebildet ist, dann gelangen die Ionen von dem Koronagenerator 22 durch eine derartige Apertur 46 hindurch zu der Gegenelektrode 26 und damit auf das Aufzeichnungspapier 28. ^enn das elektrische Steuerfeld E

von entgegengesetzter Beziehung zu dem elektrischen Hauptfeld E ist, wie dies Fig. JB veranschaulicht, dann ist der Ionenfluß durch die betreffende Apertur gänzlich abgeschnitten bzw. aufgehoben.

T_atsächlich wird das elektrische Steuerfeld E in jeder der in einer Vielzahl vorgesehenen Aperturen 46 unabhängig gesteuert. So kann die Elektrodenschicht 42 beispielsweise als gemeinsame Elektrodenschicht für sämtliche Aperturen 46 ausgebildet sein, und die Elektrodenschicht 44 kann als Vielzahl von voneinander unabhängigen Elektrodenschichten 44a bis 44n ausgebildet sein, wie

dies Fig. 5 veranschaulicht. Auf diese Art und Weise kann die an die Elektrodenschichten 44a bis 44n angelegte Spannung so gesteuert werden, daß das elektrische Steuer-

- 13 feld E für jede Apertur 46 geändert wird. So kann bei-

spielsweise jede Steuerelektrodenschicht 44, wie dies Fig. 5 veranschaulicht, einen die entsprechende Apertur 46 umgebenden Materialbereich 50 und einen Verdrahtungs- bzw. Anschlußteil 52 für die Abgabe einer Steuerspannung an den betreffenden Materialbereich umfassen. Wenn somit 100 V an die gemeinsame Elektrodenschicht 42 angelegt werden, können Spannungen von 0 V oder 200 V unabhängig an den jeweiligen Materialbereich 50 angelegt werden, um einen Ionenfluß durch die betreffende Apertur 46 zu ermöglichen oder um einen derartigen Ionenfluß unabhängig von den anderen Aperturen zu unterbrechen.

Im Betrieb wird das Aufzeichnungspapier 28 von einer Papierrolle 54 über die Gegenelektrode 26 unter Berührung dieser Elektrode derart fortbewegt, daß der Berührungsbereich sich in gegenüberliegender Beziehung zu jeder der Aperturen 46 der Steuerelektrode 24 befindet. Das elektrische Steuerfeld E für die jeweilige Apertur 46 wird

dabei individuell gesteuert, um einen lonenfluß durch ausgewählte Aperturen 46 zu ermöglichen. Demgemäß werden kleine Bereiche, wie Punktbereiche, auf dem Aufzeichnungspapier 28 gegenüber der jeweils ausgewählten Apertur 46 gebildet. Auf diese Art und Welse wird ein zweidimensionales elektrostatisches latentes Bild auf dem Aufzeichnungspapier 28 durch die zuvor betrachtete Anordnung gebildet. Das Aufzeichnungspapier 28 wird dann zu einer Schneideinrichtung 56 fortbewegt, an der das betreffende Papier in die gewünschten Größen zerschnitten wird. Das Papier wird

^ou dann zu einer Entwicklungsmaschine 58 hin fortbewegt, in der Toner oder Tinte mit einer zur elektrischen Ladung des elektrostatischen latenten Bildes entgegengesetzten Polarität auf dem Aufzeichnungspapier 28 abgelagert und an diesem Aufzeichnungspapier 28 angebracht bzw. befestigt wird. Das Aufzeichnungspapier 28 wird dann zu einer Fixiermaschine 60 hin weitergeleitet, in der der Toner oder die Tinte an dem Aufzeichnungspapier 28 fixiert wird, beispiels-

weise durch Druckausübung, um auf dem Aufzeichnungspapier 28 ein sichtbares Bild zu erzeugen.

Es dürfte einzusehen sein, daß bei der zuvor erläuterten bekannten Anordnung ein binäres oder digitales Aufzeichnungsverfahren angewandt wird, bei dem jeder auf dem Aufzeichnungspapier 28 abgedruckte Punkt entweder vollständig geschwärzt bzw. dunkel oder überhaupt nicht geschwärzt ist. Obwohl irgendeine dunkle Farbe oder dunkle Farben verwendet werden können, wird im folgenden angenommen, daß der abgedunkelte Zustand schwarz ist und daß der nicht abgedunkelte Zustand weiß ist. Der zuletzt erwähnte Zustand entspricht der Farbe von Papier. Um verschiedene Schattierungen oder Schattierungs-Gradationen in dem gedruckten Bild zu erzielen, wird jedes Bild- oder Abbildungselement 62 als Matrix aus Punkten oder Zellen 64 gedruckt, beispielsweise durch eine aus einem 4x4-Quadrat bestehende 16-Zellen-Matrix, wie dies Fig. 6 veranschaulicht. Die Gradation der Schattierung wird durch die Anzahl der Zellen 64 erhalten, die durch Toner oder Tinte abgedunkelt bzw. geschwärzt werden, d.h. durch die Anzahl der Zellen, die elektrostatisch geladen sind. So würde beispielsweise ein vollständig schwarzes Bildelement dadurch erzeugt werden, daß sämtliche Zellen 64 in der Matrix 62 abgedunkelt bzw. geschwärzt sind, wie dies Fig. 1[A veranschaulicht. Demgegenüber würde ein vollständig weißes Bildelement dann erzeugt werden, wenn keine der Zellen abgedunkelt bzw. geschwärzt ist, wie dies Fig. TD veranschaulicht. Um Graubereiche mit unterschiedlichen Schat-

^ou tierungsgradationen hervorzurufen, wird die Anzahl der Zellen in einer Matrix 64, die abgedunkelt bzw. geschwärzt werden, variiert, wie dies in Fig. 7B und 7C veranschaulicht ist. Dabei zeigt das in Fig. 7B dargestellte Bildelement eine dunklere Schattierung als das Bildelement gemäß Fig. 7C, jedoch eine schwächere Schattierung als das Biideleinent gemäß Fig. 7A. Es dürfte jedoch einzusehen sein, daß bei der oben beschriebenen Verfahrens-

weise eine Vielzahl von Zellen für jedes Bild- oder Abbildungselement verwendet wird, um verschiedene Gradationen in der Schattierung auszudrücken. Demgemäß wird die Auflösung des abgedruckten Bildes vermindert. Darüber hinaus wird die zur Durchführung einer solchen Verfahrensweise dienende Schaltungsanordnung relativ kompliziert. Wenn in einer binären oder digitalen elektrostatischen Druckvorrichtung die Fortbewegungsgeschwindigkeit des
Aufzeichnungspapiers geändert wird oder wenn es erwünscht ist, die Auflösung des Bildes zu variieren, beispielsweise durch Ändern der Anzahl der Zellen 64 in der jeweiligen Matrix 62, dann wird sich überdies die Dichte der abgedruckten Punkte oder Zellen ändern, was demgemäß zu einer Veränderung in der mittleren Schattierung des gesamten abgedruckten Bildes führt.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, die oben beschriebene bekannte elektrostatische Druckvorrichtung dadurch zu
modifizieren, daß die geradlinige Anordnung der Öffnungen bzw. Aperturen 46 in Bezug auf den Koronadraht 30
versetzt angeordnet wird, wie dies Pig. 8 und 9 veranschaulichen. Der Zweck einer derartigen Anordnung besteht darin, den Verschiebungsabstand M in der Hauptabtastrichtung M zu vermindern, d.h. den Abstand zwischen den Mitten benachbarter Öffnungen 46 in der Hauptabtastrichtung M, während der tatsächliche Verschiebungsabstand 1 zwischen benachbarten Öffnungen bzw. Aperturen 46 vergrößert wird, um die Auflösung des abgedruckten Bildes in der Hauptabtastrichtung M zu steigern. Um diese An-Ordnung besser zu verstehen, sind in Fig. 8 und 9 fünf Aperturen 46a bis46e dargestellt. Bei dieser Anordnung ist der Koronadraht 30 direkt über der mittleren Apertur 46c und parallel sowie in geradliniger Ausrichtung zu
dem zugehörigen Draht- bzw. Anschlußteil 52c positioniert.

Aufgrund der schiefen Anordnung der Aperturen 46a bis 46e ist der Koronadraht 30 von den übrigen Aperturen 46a, 46b, 46c und 46d versetzt, was bedeutet, daß der Koronadraht

nicht wie bezüglich der Apertur 46c direkt über diesen Aperturen positioniert ist. Demgemäß sind die lanenflußdichten durch die Aperturen 46a, 46e, 46b, 46d und 46c verschieden voneinander. Infolgedessen wird weniger elektrostatische Ladung auf dem Aufzeichnungspapier 28 an den Stellen abgelagert, die beispielsweise der Apertur 46a entsprechen, als an jenen Stellen, die der Apertur 46c entsprechen. Dies führt selbstverständlich zu einer Verschlechterung der Qualität des abgedruckten Bildes.

Nunmehr sei auf Fig. 10 bis 12 Bezug genommen. Dabei dürfte ersichtlich sein, daß in einer elektrostatischen Druckvorrichtung vom lonenströmungs- bzw. Ionenflußtyp gemäß einer Ausführungsform der Erfindung diejenigenElemente, die jenen Elementen entsprechen, welche unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 bis 5 dargestellte bekannte Vorrichtung erläutert worden sind, und die jenen Elementen der vorgeschlagenen Modifikation der betreffenden Vorrichtung gemäß Fig. 8 und 9 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, weshalb der kürzehalber eine detaillierte Beschreibung dieser Elemente hier weggelassen ist. Bei der elektrostatischen Druckvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Differenz-Steuerspannung zwischen die gemeinsame metallische Elektrodenschicht 42 und der jeweiligen unabhängigen metallischen Elektrodenschicht 44 von einer variablen Steuerspanmmgsquelle 66 her angelegt, die die jeweilige Differenzspannung entsprechend dem Pegel eines zugeführten Informationssignals abgibt. So können beispielsweise variable Steuer- spannungsquellen 66 eine Spannung von + 100 V an die gemeinsame metallische Elektrodenschicht 42 abgeben, während die an die jeweilige metallische Elektrode 44 angelegte Spannung in Übereinstimmung mit dem Informationssignal geändert wird.Durch Ändern der an die jeweilige metallische Elektrodenschicht 44 angelegten Spannung wird das elektrische Feld E innerhalb der jeweiligen Apertur bzw.

Öffnung 46 entsprechend dem Pegel des Informationssignals

geändert, was seinerseits zu Änderungen im Durchmesser des Ionenflusses durch, die betreffenden Aperturen 46 führt, wie dies Fig. 11A bis 11C veranschaulichen. Wenn, wie dies in Fig. 11A bis 11C veranschaulicht ist, eine

Spannung von beispielsweise +100 V an die gemeinsame 5

metallische Elelctrodenschicht 42 angelegt ist, dann wird der Durchmesser des Ionenflusses durch eine Apertur bzw. Öffnung 46 Werte von 0., jZL,bzw. 0_C annehmen, wenn Spannungen von -100 V, OV bzw. +100 V an die metallische Elelctrodenschicht 44 angelegt werden.

Es dürfte einzusehen sein, daß derjenige Bereich auf dem Aufzeichnungspapier 28, auf dem die elektrostatische Ladung abgelagert wird, dem Bereich des Ionenflus-

jg ses durch die entsprechende Apertur bzw. Öffnung 46 entspricht. In dem Fall, daß der lonenfluß durch die Apertur 46 kreisförmig ist und einen Durchmesser von beispielsweise 0. aufweist, wird die elektrostatische Ladung auf dem Papier 28 in einem kreisförmigen Bereich abgelagert, der ebenfalls einen Durchmesser aufweist, welcher weitgehend gleich 0. ist, wie dies Fig. 12A veranschaulicht. Auf diese Art und Weise können verschiedene Schattierungs-Gradationen erzielt werden, wobei jede Zelle oder jeder Punktbereich auf dem Aufzeichnungspapier 28 einem Bildelement entspricht. So ist beispielsweise die Schattierung jedes Punktes oder jeder Zelle in Fig. 12A dunkler als in Fig. 12B, bei der jeder Punkt oder jede Zelle dunkler ist als in Fig. 12C, usw.. Eine variable bzw. einstellbare Steuerspannungsquelle 66 steuert vorzugsweise die Spannung, die an die jeweilige metallische Elektrodenschicht 44 angelegt wird, und zwar in einer kontinuierlichen Art und Tfeise auf den Pegel des Informationssignales hin. Es dürfte jedoch einzusehen sein, daß eine derartige Spannung in diskreten Schritten gesteuert werden kann, solange mehr als zwei verschiedene Spannungen abgegeben werden können. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß dann, wenn eine

einem völlig schwarzen Punkt entsprechende erste Spannung bereitgestellt wird, und dann, wenn eine zweite Spannung bereitgestellt wird, die den Ionenfluß vollständig sperrt, so daß keine Ionen durch eine Apertur 4o hindurchgelangen, zumindest eine dritte Spannung zwischen den anderen beiden Spannungen für unterschiedliche Sehattierungs-Gradationen bereitgestellt werden muß.

Demgemäß dürfte einzusehen sein, daß die vorliegende Erfindung die zuvor erwähnten, dem Stand der Technik anhaftenden Probleme überwindet. Die vorliegende Erfindung sieht dabei insbesondere vor, daß jedes Bildelement des Bildes durch eine einzele Zelle oder einen einzelnen Punkt dargestellt wird, wobei jede Zelle oder jeder Punkt unterschiedliche Schattierungs-Gradationen zu liefern im Stande ist. Demgemäß besteht keine Forderung dahingehend, eine große Matrix bereitzustellen, um derartige Schattierungs-Gradationen zu liefern, und die Auflösung des gedruckten Bildes ist im starken Maße gesteigert. Wenn die Auflösung geändert wird oder wenn das Aufzeichnungspapier mit einer anderen Geschwindigkeit fortbewegt wird, kann außerdem eine variable bzw. einstellbare Steuerspannungsquelle 66 die an die jeweilige metallische Elektrodenschicht 44 angelegten Spannungen ändern, um das Ändern der Schattierung des gesamten Bildes zu vermeiden. W_enn beispielsweise die Dichte der Punkte oder Zellen verdoppelt wird, kann die mittlere Schattierung des gesamten gedruckten Bildes dadurch konstant gehalten werden, daß die Amplitude des elektrischen Steuerfeldes für den je-

3^ weiligen gedruckten Punkt um 1/2 vermindert wird. Dies ist insbesondere anwendbar für das Drucken eines fotografischen Bildes. Darüber hinaus kann im Hinblick auf die vorgeschlagene elektrostatische Druckvorrichtung gemäß Fig. 8 und 9 die Amplitude des elektrischen Steuerfeldes E entsprechend der Position jeder der Öffnungen bzw. Aperturen 46a bis 46e von dem Koronadraht 30 geändert werden, und zwar derart, daß der Ionenfluß durch

jede der Aperturen 46a bis 46e gleich gemacht wird. Demgemäß kann das gesamte elektrische Feld in den Aperturen 46a und 46e relativ zu dem gesamten elektrischen Feld innerhalb der Aperturen 46b und 46d gesteigert werden, welches seinerseits relativ zu dem gesamten elektrischen Feld in der Apertur 46c gesteigert sein kann. Wird eine Spannung von beispielsweise +100 V an die gemeinsame metallische Elektrodenschicht 42 angelegt, so können die an die metallischen Elektrodenschichten 44a, 44e bzw. 44b, 44d und 44c angelegten Steuerspannungen -30 V bzw. -15 V bzw. 0 V betragen, wie dies Fig. 8 veranschaulicht. Demgemäß betragen die für die Aperturen 44a, 44e bzw. 44b, 44d und 44c erzeugten Differenz-Steuerspannungen 130 V bzw. 715 V bzw. 100 V, um den Ionenfluß durch derartige Aperturen auszugleichen. Auf diese Art und Weise wird die Qualität des gedruckten Bildes nicht verschlechtert bzw. zerstört. Es sei darauf hingewiesen, daß den verschiedenen gewünschten Schattierungs-Gradationen entsprechende Zusatzspannungen den zuvor erwähnten Spannun-

^O gen hinzuaddiert werden können, wie dies in Fig. 8 veranschaulicht ist, um eine variable Schattierung des gedruckten Bildes zu erzielen.

Nunmehr sei auf Fig. 13 und 14 Bezug genommen, in denen ein Steuersignalgenerator für eine elektrostatische Druckvorrichtung vom Ionenflußtyp entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht ist. Dabei sind solche Elemente, die denjenigen Elementen entsprechen, welche oben unter Bezugnahme auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 5 beschrieben worden sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und überdies ist eine detaillierte Beschreibung dieser Element hier der Kürze halber weggelassen. Die Vorrichtung bzw. Schaltungsanordnung gemäß Fig. I3 und 14 bewirkt anstelle der Steuerung des Durchmessers des Ionenflusses durch die jeweilige Apertur 46 eine Steuerung der Zeitspanne, während der ein konstanter Ionenfluß durch die jeweilige

Apertur 46 erfolgt. Während die elektrostatische Druckvorrichtung gemäß der in Fig. 10 bis 12 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung den Bereich bzw. die Fläche steuert, auf der auf dem Aufzeichnungspapier 28 Ionen wahrend einer festliegenden Zeitspanne abgelagert werden, stellt die elektrostatische Druckvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung einen konstanten Bereich bereit, in welchem die Ionen abgelagert werden, wobei allerdings die Zeitspanne gesteuert wird, während der derartige Ionen in dem jeweiligen konstanten oder festliegenden Punktbereich auf dem Aufzeichnungspapier 28 abgelagert werden.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird generell ein Informationssignal, welches Daten bezüglich der Schattierungs-Gradationen des zu druckenden Bildes enthält, von einem Eingangsanschluß 68 her einem Analog-Digital-(A/D)-Wandler 70 zugeführt, in welchem das betreffende Signal abgetastet und beispielsweise in ein vier Bit umfassendes digitales Informationssignal umgesetzt wird. Das digitalisierte Informationssignal wird von dem A/D-Wandler 70 einer EIN-Zeitsteuerschaltung 72 zugeführt, die auf das Auftreten des digitalisierten Informationssignals hin ein Steuersignal an eine variable Steuerspannungsquelle 74 abgibt, welche eine Differenzspannung an die metallischen Elektrodenschichten 42 und 44 für die jeweilige Apertur 46 abgibt. Das Steuersignal von der EIN-Zeitsteuerschaltung 72 steuert dabei insbesondere die Zeitspanne, innerhalb der die variable bzw. einstellbare Steuerquelle 74 eine Differenzspannung an die metallischen Elektrodenschichten 42 und 44 abgibt, um einen Ionenfluß durch selektive Aperturen 46 zuzulassen.

Nunmehr sei auf Fig. 14 eingegangen, in der ein detaililiertes Blocksehaltdiagramm einer EIN-Zeitsteuerschaltung 72 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschau-

licht ist. Diese Steuerschaltung· umfaßt vier UND-Glieder 76a, 76b, 76c und 76d mit jeweils zwei Eingängen. Die einen Eingänge dieser UND-Glieder sind an dem Ausgang des A/D-Wandlers 70 angeschlossen. Mit ihren anderen Eingängen sind die betreffenden UND-Glieder an der Attsgangsseite einer Verknüpfungsschaltung 78 angeschlossen. Diese Verknüpfungsschaltung 78 weist einen eine Untersetzung um 16 vornehmenden Zähler 80 auf, dem ein Taktsignal CLK (Fig. 15-A-) zugeführt wird und der seinerseits wiederholt 16 Taktimpulse T-j. von 0 bis I5 in binärer Form während der jeweiligen Periode T- zählt.. Demgemäß sind vier Ausgangs signale Q., Q_B, Q_, und Q_ als Ausgangssignale des Zählers 80 vorgesehen. Die Verknüpfungsschalcung 78 umfaßt zwischen dem Ausgang des Zählers 80 und den Eingängen der UND-Glieder J6 eine Schaltungsanordnung, welche vier Bezugszeitsignale E₁, E„, E„, E. erzeugt, wie dies in Fig. I5I» 15H, 15& bzw. I5F veranschaulicht ist. Diese Signale weisen Zeitperioden T1, T2, T3

0 12 3 bzw. T4 entsprechend den 2 -, 2 -, 2 -bzw. 2 -Zyklus-Perioden T__T des Taktsignals CLK auf. Mit anderen Worten

ies, daß f
= 2°i2¹i2²i2³

ausgedrückt heißt dies, daß folgende Beziehung glitt

2°i2¹i2
1:2:4:8

Darüber hinaus werden die Bezugszeitsignale E₁ bis E· in einer nicht-überlappenden Weise erzeugt. In diesem Zusammenhang dürfte einzusehen sein, daß die selektive Addition der Bezugszeitsignale E₁ bis E. durch das digitalisierte Informationssignal von dem A/D-Wandler 70 her dazu führt, daß ausgewählte Aperturen 46 einen lonenfluß während gewünschter Zeitspannen zulassen.

Die Schaltungsanordnung, die Bezugszeitsignale E₁ bis E. aus den Ausgangssignalen des Zählers 80 erzeugt, ist so ausgelegt, daß sie wie folgt arbeitet:

^E1 = ^QA * % * ^C ' % W

- 22 E₂ = Q_B · Q₀ - Q_D (3)

E₃ = Q₀ ' Q_D (4)

E₄ = Q_D (5)

Um das Bezugszeitsignal E. zu erzeugen, werden insbesondere die Ausgangssignale von den Anschlüssen Q^, Q und Q den entsprechenden Eingängen eines NOR-Gliedes 82 zugeführt, welches seinerseits ein Ausgangssignal an ein UND-Glied 84 abgibt. Das Q^-Ausgangssignal wird dem anderen Eingang des UND-Gliedes 84 zugeführt, welches an seinem Ausgang das Bezugszeitsignal E- erzeugt, wie dies Fig. 151 veranschaulicht. Dieses Signal weist eine Bezugszeitperiode T₁ auf, die gleich einer Zyklusperiode

T__T des Taktsignals CLK ist. Um das Bezugszeitsignal E₀ L/L· d.

zu erzeugen, werden die Q^- und Q_-Ausgangssignale von dem Zähler 80 den entsprechenden Eingängen eines zwei

Eingänge aufweisenden NOR-Gliedes 86 zugeführt. Das Q_B~ Ausgangs signal wird dem einen Eingang eines UND-Gliedes 88 zugeführt, und das Ausgangssignal des NOR-Gliedes wird einem \eiteren Eingang des UND-Gliedes 88 zugeführt. Dieses UND-Glied erzeugt das Bezugszeitsignal E„ mit einer Bezugszeitperiode T„, die gleich zwei Zyklusperioden T _T des Taktsignals CLK ist. Um das Bezugszeitsignal E„ zu erzeugen, wird das Q -Ausgangssignal dem einen Eingang

\j

eines UND-Gliedes 90 zugeführt, dessen anderem Eingang das Q--Ausgangssignal über einen Inverter 92 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 90 stellt das Bezugszeitsignal E„ dar. Schließlich wird das Bezugszeitsignal E^ direkt von dem Q^-Ausgang des Zählers 80 erhalten. Es dürfte einzusehen sein, daß die selektive Addition der Bezugszeitsignale E₁ bis E. durch das Informationssignal derart gesteuert werden kann, daß die EIN-Zeit der Steuerelektrode 22 derart variiert wird, daß ein lonenfluß durch die jeweilige Apertur 46 in Übereinstimmung mit dem Informationssignal gesteuert werden

kann. Zu diesem Zweck wird das vier Bit umfassende Digitalsignal von dem A/D-Wandler 70, welches der geforderten Schattierung bezüglich des gedruckten Bildes entspricht, auf vier Leitungen erzeugt, und zwar als Bit-Signale D1 , D2, D3 und D4 (Fig. 15E, I5D, 15C und "!SB). Diese Bitsignale werden den entsprechenden UND-Gliedern 76a, 76b, 76c bzw. 76d der EIN-Zeitsteuerschaltung 72 zugeführt. Die Bezugszeitsignale E1, E2, E3 und Ek werden außerdem dön entsprechenden UND-Gliedern 76a, 76b, 76c und 76d zugeführt, die auf das Auftreten der ihnen zugeführten Signale hin Ausgangssignale an die entsprechenden Eingänge eines vier Eingänge aufweisenden ODER-Gliedes 94 abgeben, in welchem die betreffenden Signale kombiniert werden. Es dürfte daher einzusehen sein, daß die Bitsignale Dl bis d4 ausgewählte Zeitsignale der Bezugszeitsignale E1 bis E4 zu dem ODER-Glied 9k für jeden auf dem Aufzeichnungspapier 28 zu druckenden Punkt oder jede dort zu druckende Zelle weiterleiten. Demgemäß entspricht das Ausgangssignal N von dem ODER-Glied 9k der Zeitspanne, in der ein Ionenfluß durch die jeweilige Apertur k6 zugelassen ist. Dieses Ausgangssignal wird an einem Ausgangsanschluß 96 der EIN-Zeitsteuerschaltung 72 erzeugt. Das EIN-Zeitsignal N wird an die variable Steuerspannungsquelle 7^ abgegeben, die in zwei Betriebsarten arbeitet, d.h. in einem EIN-Betrieb, in welchem ein konstanter Ionenfluß durch eine Apertur 46 zugelassen ist, und in einem AUS-Betrieb, in welchem kein Ionenfluß durch die betreffende Apertur 46 zugelassen ist.

Demgemäß wird während des Betriebs das Aufzeichnungspapier 28 entsprechend der Zeitspanne T_ft intermittierend fortbewegt, und die Zeitspanne, innerhalb der Ionen durch die betreffenden Apperturen 46 fließen, wird durch die EIN-Zeitsteuerschaltung 72 auf das von dem A/D-Wandler 70 hin abgegebene vier Bit umfassende digitale Informationssignal gesteuert. Es dürfte einzusehen sein, daß eine umso höhere elektrostatische Ladung in einem Punkt- oder

Zellenbereich auf dem Aufzeichnungspapier 28 abgelagert werden wird, umso länger der lonenfluß durch eine Apertur 46 zugelassen ist, und daß demgemäß die Schattierung umso dunkler sein wird, die sich, während des letzten Entwicklungsprozesses ergeben wird. Wenn beispielsweise während einer Zeitspanne T~ vom Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t_p, wie dies Fig. I5J veranschaulicht, das vier Bit umfassende digitale Informationssignal durch "0101" gegeben ist, wie dies Fig. 15B bis. 15E veranschaulichen, dann werden lediglich die UND-Glieder 76a und j6c aktiviert, um die Bezugszeitsignalß E1 bzw. E3 abzugeben. Demgemäß genügt die Zeitspanne, während der es Ionen ermöglicht ist, durch eine Apertur 46 hindurchzufließen, d.h. die EIN-Zeit T_n, folgender Beziehung:

T_n . T₁ + T₃ « 5 T_CL.

In entsprechender Weise werden während einer anderen Zeitspanne T_ vom Zeitpunkt T„ zum Zeitpunkt T„ dann, wenn das vier Bit umfassende digitale Informationssignal gleich ••1011" ist, die UND-Glieder 76a, 76b und 76d aktiviert, um die Bezugszeitsignale E1, E2 bzw. E4 zu übertragen, um eine EIN-ZeItspanne T_n = T₁ + T_ + Ti = 11 T__L zu erhalten. Es dürfte einzusehen sein, daß 16 verschiedene Schattierungs-Gradationen für jeden Punkt bei dieser zweiten Ausführungsform erzielt werden können. Dies kann dabei jedoch ohne weiteres dadurch variiert werden, daß die Anzahl der Taktimpulse T-,_T innerhalb der jeweiligen Periode T„ geändert wird und daß eine zusätzliche Schaltung sanOrdnung bereitgestellt wird.

Die elektrostatische Druckvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung überwindet auch die Probleme, die der bisher bekannten elektrostatischen Druckvorrichtung und der bezüglich dieser Vorrichtung vorgeschlagenen Modifikation anhaften. Bei der elektrostatischen Druckvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung entspricht insbesondere jeder auf dem Aufzeichnungspapier 28 zu druckende Punkt oder jede dort zu druckende Zelle

einem Bildelement, und eine Schattierung des betreffenden einen Punktes kann ohne weiteres dadurch vorgenommen werden, daß die Zeitspanne geändert wird, während der Ionen durch die jeweilige Apertur 46 fließen können. Darüber hinaus können jegliche Änderungen in der mittleren Schattierung des gesamten gedruckten Bildes vermieden werden, wenn beispielsweise die Auflösung des Bildes geändert wird oder wenn die Portbewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungspapiers geändert wird, indem lediglich die EIN-Zeit für die jeweilige Apertur 46 geändert wird. Darüber hinaus kann bei der oben erwähnten vorgeschlagenen elektrostatischen Druckvorrichtung gemäß Fig. 8 und 9 die EIN-Zeit für die Aperturen 46a und 46e relativ zu der EIN-Zeit bezüglich der Aperturen 46b und 46d gesteigert werden, deren EIN-Zeit wiederum relativ zu der EIN-Zeit für die Apertur 46c gesteigert werden kann. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß die EIN-Zeit für die jeweilige Apertur gesteigert wird, je weiter die betreffende Apertur von dem Koronadraht 30 weg angeordnet ist.

Auf diese Art und Weise kann der Ionenfluß durch jede der Aperturen derart reguliert werden, daß eine gleichmäßige Schattierung erzielt werden kann.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß eine elektrostatische Druckvorrichtung vom lonenströmungs- bzw. lonenflußtyp einen Ionengenerator (22) enthält, der einen isolierten Hohlzylinder (32) aufweist, welcher in seiner Länge über ein Segment (32a) offen ist, wobei ein Koronadraht (30) längs der Achse des betreffenden Zylinders gestreckt verläuft. An dem Koronadraht (30) wird eine Hochspannung angelegt, wodurch Ionen erzeugt werden, die sich im Innern des Zylinders sammeln. Eine Gegenelektrode (26), über die das Aufzeichnungspapier (28) sich bewegt, wird mit einer Spannung geladen, die von entgegengesetzter Polarität zu der an den Koronadraht (30) angelegten Spannung ist. Demgemäß wird zwischen dem Ionengenerator (22) und der Gegenelektrode (26) ein elektrisches Feld (E ) erzeugt, um die

Ionen zu veranlassen, von dem betreffenden Ionengenerator zu der Gegenelektrode hin zu fließen und damit auf das Aufzeichnungspapier (28) zu gelangen.

Um die Aufbringung der elektrostatischen Ladung auf das Aufzeichnungspapier (28) zu steuern, ist eine Steuerelektrode (24) zwischen dem Ionengenerator (22) und dem Aufzeichnungspapier (28) eingefügt. Diese Steuerelektrode enthält im wesentlichen eine Vielzahl von in Abstand voneinander vorgesehenen Öffnungen bzw. Aperturen (46), durch die die Ionen zu fließen vermögen. Eine gemeinsame obere sowie eine Vielzahl von unteren Elektrodenschichten (42, 44) der Steuerelektrode (24) erhalten geeignete Potentiale zugeführt, um ein elektrisches Steuerfeld (E ) durch die jeweilige Apertur (46) zu erzeugen. Dieses Steuer-Elektrodenfeld (E ) wird mit dem zuvor erwähnten elektrischen ^x c

Feld (Ε ) kombiniert, welches zwischen dem Ionengenerator (22) und der Gegenelektrode (26) existiert, um entweder das Fließen von Ionen durch ausgewählte Aperturen (46) zu vermeiden oder um das Fließen von Ionen durch ausgewählte Aperturen (46) zu ermöglichen. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, daß das Fließen von Ionen durch die jeweilige Apertur (46) in einer binären oder digitalen Weise gesteuert wird, wodurch Ionen entweder durch die jeweilige Apertur fließen können oder wodurch ein solches Fließen verhindert ist. In dem Fall, daß die Aperturen (46) kreisförmig ausgebildet sind, werden geladene Punktflächen auf dem Aufzeichnungspapier selektiv gebildet. Wenn das Papier danach verarbeitet wird, wird Pulver oder Tinte mit einer zu den Ionenladungen, die auf dem Papier abgelagert sind, entgegengesetzten Polarität auf dem betreffenden Papier abgelagert, so daß die geladenen Punktflächen geschwärzt werden, während die nicht geladenen Flächen die Farbe des Papieres beibehalten.

Bei der oben beschriebenen Anordnung existieren keine Schattierungs-Gradationen zwischen den schwarzen und weißen Bereichen auf dem Papier. Um beim Stand der Technik verschiedene Schattierungen zu erhalten, ist eine Vielzahl von Punkten (64), die beispielsweise in einer 4x4-Matrix (62) für jedes Bild- oder Abbildungselement angeordnet ist, unter Erzielung einer derartigen Gradation verwendet worden. Je mehr Punkte in der jeweiligen Matrix geschwärzt sind, umso dunkler wird somit das BiIdelement erscheinen. Da diese Verfahrensweise eine Vielzahl von Punkten auf dem -^apier für jedes Bildelement benutzt, um Gradationen in der Schattierung anzuzeigen, ist jedoch die Auflösung des gesamten gedruckten Bildes vermindert. Außerdem wird die Signalverarbeitung eines derartigen Bildes schwierig. Venn darüber hinaus die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers geändert wird oder wenn es erwünscht ist, die Auflösung des gedruckten Bildes zu ändern, dann wird sich die Dichte der gedruckten Punkte ändern, und zwar mit dem Ergebnis einer Änderung in der Schattierung des gesamten Bildes. Es ist außerdem vor kurzem vorgeschlagen worden, die Steuerelektrode und die darin enthaltenen Aperturen in Bezug auf den Koronadraht (3O) schief anzuordnen, um die Auflösung des gedruckten Bildes zu erhöhen. Bei einer derartigen Anordnung ist jedoch der Abstand zwischen den verschiedenen Aperturen und dem Koronadraht unterschiedlich, was dazu führt, daß der Ionenfluß durch die Aperturen auch unterschiedlich sein wird. Demgemäß variiert die Schattierung des aufgezeichneten Bildes entsprechend dem Abstand der jeweiligen Apertur von dem Koronadraht, was zu einer Verschlechterung der Qualität des aufgezeichneten Bildes führt.

Die vorliegende Erfindung überwindet nun die mit dem stand der Technik verknüpften, zuvor betrachteten Probleme dadurch, daß die Menge der Ionen gesteuert wird, die durch die jeweilige Apertur (46) fließen, und zwar

in einer von zumindest drei verschiedenen Mengen in Abhängigkeit von dem Informationssignal, wobei eine erste Menge der voneinander verschiedenen Mengen einem schwarzen Bereich auf dem Papier (28) entspricht, während eine zweite Menge einem weißen Bereich auf dem Papier (28) entspricht. Die übrigen Mengen entsprechen Graubereichen mit verschiedenen Schattierungen. Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 10 bis 12) wird eine festliegende Spannung (+100 V) an die gemeinsame Elektrodenschicht (42) angelegt, und die an die jeweilige untere Elektrodenschicht (44) für eine entsprechende Apertur (46) angelegte Spannung wird in Übereinstimmung mit dem Pegel des Informationssignals variiert, um den Bereich bzw. die Fläche des Ionenflusses durch die jeweilige Apertur (46) zu steuern. Demgemäß wird die Größe des jeweils geschwärzten Punktes auf dem Papier variiert, um einen Gesamt-Schattierungseffekt für den jeweiligen Punkt hervorzurufen.

Die elektrostatische Druckvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 13 bis 15) liefert eine konstante Fläche, innerhalb der die Ionen abgelagert werden, wobei jedoch die Zeitspanne gesteuert wird, innerhalb der derartige Ionen in der jeweils konstanten oder festliegenden Punktfläche auf dem Aufzeichnungspapier (28) abgelagert werden. Demgemäß wird ein Informationssignal, welches Daten bezüglich der Schattierungsgradationen des zu druckenden Bildes enthält, einem Analog-Digital- (a/d)-Wandler (70) zugeführt, in welchem das

° betreffende Signal abgetastet und beispielsweise in ein vier Bit umfassendes digitales Informationssignal (D1, D2, D3, D4) umgesetzt wird. Das digitalisierte Informationssignal wird von dem A/D-Wandler (70) einer EIN-Zeitsteuerschaltung (72) zugeführt, die auf das betreffende digitalisierte Informationssignal und auf Bezugszeitsignale (E1, E2, E3, E4) hin ein Steuersignal an eine variable bzw. einstellbare Steuerspannungsquelle

(74) abgibt, welche die Differenzspannungen an die metallischen Elektrodenschichten (42, 44) für die jeweilige Öffnung bzw. Apertur (46) abgibt. Das von der EIN-Zeitsteuerschaltung (72) abgegebene Steuersignal steuert dabei insbesondere die Zeitspanne, innerhalb der die variable bzw. einstellbare Steuerquelle (74) eine Differenzspannung an die metallischen Elektrodenschichten (42, 44) abgibt, um einen Ionenfluß durch selektive Aperturen (46) zuzulassen.

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Es dürfte demgemäß einzusehen sein, daß die vorliegende Erfindung die mit dem Stand der Technik verknüpften, oben erwähnten Probleme überwindet. So bringt es die vorliegende Erfindung insbesondere mit sich, daß jedes BiId- element des Bildes durch eine einzelne Zelle oder einen einzelnen Punkt dargestellt ist, die bzw. der unterschiedliche Schattierungs-Gradationen zu liefern im Stande ist. Demgemäß besteht keine Forderung dahingehend, eine große Matrix bereitzustellen, um solche Schattierungs-Gradationen zu liefern. Außerdem ist die Auflösung des gedruckten Bildes in hohem Maße gesteigert. Wenn die Auflösung geändert wird oder wenn das Aufzeichnungspapier mit einer anderen Geschwindigkeit fortbewegt wird, dann kann außerdem die einstellbare Steuerspannungsquelle {66, 74) die an die jeweilige metallische Elektrodenschicht (44) abgegebenen Spannungen entsprechend ändern, um eine Änderung der Schattierung des gesamten Bildes zu vermeiden. Darüber hinaus kann bei der vorgeschlagenen elektrostatischen Druckvorrichtung gemäß Fig. 8 und 9 die Amplitude des

elektrischen Steuerfeldes (E ) entsprechend der Position

der jeweiligen Apertur (46a bis 46e) von dem Koronadraht (30) derart geändert werden, daß der Ionenfluß durch jede der Aperturen (46a bis 46e) gleichgemacht ist.

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/ I

itanwalt

Leerseite

Claims

Dipl.-lnq. H. MITSCHERLICH D-BODO MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr.rer.not. W. KÖRBER '^S>
(089) * ^{29 66 84}

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

18. Februar 19 82

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagava-ku

Tokio, Japan

Patentansprüche

1. Elektrostatische Druckvorrichtung vom Ionenströmungstyp zum Drucken eines Bildes auf einem Aufzeichnungsträger auf ein Informationssignal hin, mit einem Ionengenerator für die Erzeugung von Ionen, mit einer Gegene.lektrode für die Erzeugung eines Vorspannungspotentials, durch das die betreffenden erzeugten Ionen veranlaßt werden, von dem Ionengenerator zu der Gegenelektrode hin auf den Aufzeichnungsträger zu strömen,

und mit einer zwischen dem Ionengenerator und der Gegenelektrode eingefügten Steuerelektrode, die die Ionenströmung zwischen dem Ionengenerator und der Gegenelektrode zu steuern gestattet und die zumindest eine Apertur aufweist, durch die die Ionen zu strömen vermögen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuersignalgenerator (66; 70, 72, 74, 78) an die Steuerelektrode (2h) ein solches Steuersignal abgibt, daß die betreffende Steuerelektrode veranlaßt wird, die Menge der durch die jeweilige Apertur (66) strömenden Ionen in einer von zumindest drei verschiedenen Mengen auf das Informationssignal hin zu steuern.

2. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Menge der zumindest drei voneinander verschiedenen Mengen einem. Bereich des AufZeichnungsträgers entspricht, der abgedunkelt ist, daß eine zweite Menge der zumindest drei voneinander verschiedenen Mengen einem Bereich auf dem Aufzeichnungsträger entspricht, der nicht abgedunkelt ist, und daß die übrigen Mengen der zumindest drei voneinander verschiedenen Mengen zumindest einem Bereich auf dem Aufzeichnungsträger entsprechen, der teilweise abgedunkelt ist.

3. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (66; 70, 72, 74, 78) das Steuersignal an die Steuerelektrode (24) derart abgibt, daß diese Steuerelektrode den Bereich der Ionenströmung durch die jeweilige Apertur (46) zu einem der zumindest drei voneinander verschiedenen Bereiche (0.J 0_B> 0_C) auf das Informationssignal hin steuert

4. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerelektrode (24) eine Elektrodenschicht (42) enthält, die für jede der durch zumindest eine Apertur gebildeten Aperturen (46) gemeinsam vorgesehen ist,

und wobei zumindest eine Steuerelektrodenachicht (44) vorgesehen ist, deren jede einer entsprechenden Apertur der betreffenden Aperturen (46) zugehörig ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuersignalgenerator (66; 70, 72, 74, 78) ein bestimmtes Signal (+100 V) von dem betreffenden Steuersignal an die gemeinsame Elektrodenschicht (42) und ein variables Signal (-100 V, O V, +100 V) von dem betreffenden Steuersignal an jede der durch zumindest eine Schicht gebildeten Steuerelektrodenschicht (44) derart abgibt, daß die betreffende Steuerelektrode (24) veranlaßt ist, die Menge der Ionen zu steuern, die durch die jeweilige Apertur (46) in einer von zumindest drei voneinander verschiedenen Mengen auf das Informationssignal hin strömen.

Ι 5· Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (66; 70, 72, 74, 78) das variable Signal an jede der durch zumindest eine Schicht gebildeten Steuerelektro-

g denschichten (44) derart abgibt, daß die betreffende Steuerelektrode (24) veranlaßt wird, den Bereich der Ionenströme durch die jeweilige Apertur (46) zu einem der zumindest drei voneinander verschiedenen Bereiche (0., 0_R, 0 ) auf das Informationssignal hin zu steuern.

6. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (66; 70, 72, 74, 78) das Steuersignal an die Steuerelektrode (24) derart abgibt, d_aß durch diese Steuerelektrode die Zeitspanne gesteuert wird, innerhalb der Ionen durch die jeweilige Apertur (46) zu einer von zumindest drei verschiedenen Zeiten auf das Informationssignal hin strömen.

7. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (66', 70, 72, 74, 78) eine variable S teuer signal schaltung (7^) für die Abgabe des Steuersignals an die genannte Steuerelektrode (24) und eine EIN-Zeitsteuerschaltung (72) für die Abgabe eines EIN-Zeitsteuersignals (n) an die variable Steuersignalschaltung (7^) umfaßt, derart, daß diese Steuersignalschaltung die Steuerelektrode (24) veranlaßt, die Zeitspanne zu steuern, innerhalb der Ionen durch die jeweilige Apertür (46) strömen.

8. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 7 j dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (66; 70» 72, 74, 78) einen Bezugsgenerator (80) für die Erzeugung von Bezugszeitsignalen (E1, E2, E3, e4) enthält und daß die EIN-Zeitsteuerschaltung (74) das EIN-Zeitsignal (n) auf das Auftreten der Bezugszeitsignale (El, E2, E3» E4) und des Informationssignals hLn erzeugt,

9. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsgenerator (8θ) einen Zähler enthält, der Zählausgangssignale (Q , Q , Q , Q ) auf ein ihm zugeführtes Taktsignal (ULK) hin erzeugt, und daß eine "Verknüpfungsschaltung (78) vorgesehen ist, die die Bezugszeitsignale (El, E2, E3, E4) auf die Zählausgangssignale (Q_aj Q-q» Q_c» Q_d) hin erzeugt.

10. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die EIN-Zeitsteuerschaltung

(74) Verknüpfungseinrichtungen (76a, 76b, 76c und 76d) aufweist, durch die ausgewählte Signale der Bezugszeitsignale (E1, E2, E3, Ek) auf das Auftreten des Informationssignals weiterleitbar sind,

und daß eine Zusammenfassungseinriohtung (94) vorgesehen ist, welche die weitergeleiteten Bezugszeitsignale unter Erzeugung des EIN-Zeitsignals (N) kombiniert.

11. Elektrostatische Druckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (66; 70, 72, 74, 78) einen Wandler (70) enthält, der das Informationssignal in eine dem Pegel des betreffenden Informationssignals entsprechende digitale Form umsetzt, und daß die EIN-Zeitsteuerschaltung (74) das EIN-Zeitsignal (N) auf die Bezugszeitsignale (E1, E2, E3, E4) und das digitalisierte Informationssignal (D1, D2, D3, d4) hin erzeugt.