DE2049043C3 - Modulator zum Steuern einer Ladungsträger-Strömung in einem elektrostatischen Druckwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Modulator /um Steuern einer Ladungsträger-Strömung in einem elek-

irostatischcn Druckwerk, bei dem die Ladungsträger nuf Grund einer /wischen einer Ladungsirägerquelle und einer Gegcnelekirode hinter dem Aufzeichiumgs-,Airer angelegten Spannung in Richtung /um Aiilzeichnunnsirügcr bewegbar und entlang einer Zeile des Auf-Zeichnungsträgers aufbringbar sind, wobei d.-r Modulator /ι'»¹ Steuern der Ladungsträger-Strömung /wischen der Ladungsträgerquelle und dem Aufzeichnungsträger angeordnet ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (USA.-Patentschrift 32 66 046) wird der Modulator durch ein aus gespannt«! Drähten gebildetes Gitter gebildet, an die getrennt elektrische Potentiale anlegbar sind, die eine Ladungsirägerströmung verhindern. Das ;m die Drähte des Gitters angelegte Potential ist selektiv schaltbar, so daß zwischen ausgewählten Draht er. Latlungsträgerteilchen hindurchgelangen können. Damn kann dieser Modulator nur bei zwei diskreten Beiriebszusländen betrieben werden, die einem Schwarz- oder Weißwert entsprechen. Eine Faksimile-Reproduktion. beispielsweise von Bildern, die eine kontinuierliche Grauskala erfordert, ist ein derartiger Modulator nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe /ugrunde. einen Modulator zum Steuern einer Ladungsiräger-Sirömung der eingangs genannten Art zu schallen, bei der nicht nur ein Einschalten und Unterbrechen der Ladungsträger-Strömung, sondern auch die Stärke der Ladungsträger-Strömupg kontinuierlich verändert werden kann, so daß das elektrostatische Druckwerk zum Drucken sowohl alphanumerischer Zeichen als auch von Faksimilcaufzeichnungen geeignet ist.

Diese Aulgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Modulator eine Schicht aus Isoliermaterial, eine erste Schicht aus leitendem Material auf einer Seite der Isolierschicht, mindestens eine sich durch die Isolierschicht und die leitende Schicht hindurcherstrekkende. in Zeilenrichtung angeordnete Öffnung und eine /weite Schicht aus leitendem Material auf der anderen Seite der Isolierschicht aufweist, daß die zweite Schicht aus einer Vielzahl von gegeneinander isolierten Segmenten besteht, daß die Segmente jeweils um zumindest einen Teil der mindestens einen Öffnung durch die Schichten herum angeordnet sind und daß Einrichtungen zur Zuführung ausgewählter in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung verlaufende Potentiale einzeln zwischen jedes der Segmente der zweiten Schicht und der ersten Schicht aus leitendem Material derart vorgesehen sind, daß elektrische Felder mit ausgewählter Größe und Richtung entlang der zumindest einen Öffnung des Modulators vorgesehen sind.

Es ist zwar bereits bekannt (deutsche Patentschrift 1187 816), einen elektrostatischen Druck dadurch zu erzielen, daß eine Tintendüse mit :inem bestimmten Potential gegenüber einer hinter dem Aufzeichnungsträger liegenden Unterlage beaufschlagt wird, wobei in der Bahn des auf diese Weise gebildeten Timenstrahls zwei blendenförmige Gitter mit Abstand voneinander angeordnet sind, mit denen das Auftreffen des Tintenstrahls auf die AufzeiehnungsoberfUiche moduliert werden kann. Bei dieser bekannten Anordnung ist es jedoch unmöglich, die durch die Tintendüsen gebildeten Farbgeber sowie die Modulatoren so eng nebeneinander anzuordnen, daß ein gleich/eiliges Bedrucken nebeneinanderliegender Stollen eines Aufzeichnungsträgers möglich ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Modulators ist es möglich, die Ladungsträger-Strömung kontinuierlich ausgehend von einer Sperrung bis zu einer Beschleunigung zu stci-.ern. so daß die Stärke dieser Ladungsträger-Strömung kontinuierlich verändert werden kann und das Druckwerk sowohl zum Drucken alphanumerischer Zeichen als auch von Faksimile-Aufzeichnungen geeignet ist. Da die einzelnen voneinander isolierten Segmente sehr eng nebeneinander angeordnet werden können, ergibt sich eine hohe Auflösung des erzielten Druckes.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ladungsträger geladene Farbpanikeln sind.

Weiterhin ist es in vorteilhafter Weise möglich, daß die Ladungsträger Ionen sind.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die zumindest eine Öffnung durch eine langgestreckte Öffnung gebildet und die zweite Schicht schließt eine Anzahl von sieh nicht berührenden Segmenten zur Ausbildung einer Anzahl von getrennt steuerbaren Feldern in der langgestreckten Öffnung ein.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Anzahl von in zumindest einer Reihe angeordneten Öffnungen vorgesehen. Dabei ist jeweils ein Segment um eine Öffnung herum angeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die erste Schicht aus leitendem Material kontinuierlich ist und um jede der OH-nungen herum angeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der ErI inclung umfassen die Einrichtungen zur Zuführung ausgewählter Potentiale eine Anzahl von jeweils mit ucn Segmenten verbundenen Leitungen sowie eine Anzahl \on Fotoleitcrzellen. und das Potential an jedem Segment ist eine Funktion des auf die dem jeweiligen Segment entsprechende Fotoleiterzelle auitreiTcnden Lichtes.

Derartige Einrichtungen zur Zuführung ausgewählter Potentiale an einzelne Segmente sind bereits bei anders ausgebildeten elektrostatischen Druckeinrichtungen bekannt (USA.-Patentschrilt 33 23 131).

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der ErI indting umfassen die Einrichtungen zur Zuführung ausgewählter Potentiale getrennt an jedes der Segmente der in Segmente unterteilten zweiten Schicht cine Anzahl von jeweils einem Segment entsprechenden Fotoleiterclcmenten. und jedes Segment ist über ein Fotoleiterelement und eine Anzahl von Leitungen mit Erdpotential verbunden während weiterhin jedes Segment über Widerstandseleniente mit einer Leistungsversorgung verbunden ist.

Weiterhin ist es selbstverständlich möglich, daß die Einrichtungen zur Zuführung ausgewählter Potentiale getrennt an jedes der Segmente der in Segmente unterteilten zweiten leitenden Schicht eine Anzahl von mit den Segmenten verbundenen elektrischen Leitungsdrähten zur Zuführung von Potentialen an die Segmente und eine einzelne elektrische Leitung umfassen, dii mit der eisten Schicht aus leitendem Material \erbun den ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiierbil fangen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in de Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noc näher erläutert. In der Zeichnung zeigt E i g. I eine erste Ausführungsform des Modulators.

E i g. 2 einen seitlichen Querschnitt in der Richtun,

der Pfeile an der Linie 2-2 des Modulators nach F i g- I

I·" i g. 3 cine schematische Darstellung eines elektrostatischen Zcilendruckcrs unter Verwendung des Modulators nach den F i g. I und 2,

F i g. 4A eine schematische Darstellung eines weheren elektrostatischen Zcilendruckcrs unter Verwendung von Koronaenlladungspunkten,

Fig. 4B eine Draufsicht auf den Modulator, die die Lage der Koronapunkte zeigt.

IMg. 5A eine schematische Darstellung eines weiteren elektrostatischen Zeilendrucker unter Verwendung eines Koronaentladungsdruhics.

l'ig. 5B eine Draufsicht auf eine Ausfiihrungsform des Modulators, die die Anordnung des Koronadrahtes zeigt.

F i g. 6 eine schematische Draufsicht auf eine optisch adrcssierbarc Ausfiihrungsform eines Teilchenmodulators zum elektrostatischen Zeilendruck.

F i g. 7 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Modulators unter Verwendung von parallelen, versetzten Reihen zur Erzielung einer vollständigen Überdeckung des Aufzeichnungsträgers.

Fig.8 eine schematische Draufsicht einer Ausfiihrungsform eines Modulators mit einem langgestreckten Schlitz.

F i g. 9 und 9A perspektivische Ansichten von Ausführungsformen von Modulatoren unter Verwendung von Elektrodenringen oder -rändern zur Steuerung der Ladungsträger-Strömung durch eine Reihe von Löchern,

Fig. 10 und 11 schemalisch Ansichten von zwei Aiisführungsformen von optisch adressierbaren Modulatoren.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform des Modulators 10 besteht aus einer mittleren, aus einem dielektrischen Material, wie z. B. Kunststoff. Keramik oder Glas hergestellten isolierenden Schicht 11. Auf eine Seite der Schicht 11 aus Isoliermaterial ist eine erste kontinuierliche Schicht 12 aus leitendem Material aufgebracht, die aus einer dünnen Schicht aus Metall oder einem anderen guten Leiter besteht. Auf der entgegengesetzten Seite der Schicht 11 aus Isoliermaterial ist eine in Segmente unterteilte leitende Schicht 14 aufgebracht, die aus einer Anzahl von isolierend getrennten leitenden Segmenten besteht, die ebenfalls mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet sind. Eine Reihe von Öffnungen 15 ist durch den Modulator 10 gebildet und die Segmente 14 sind so ausgebildet, daß ein leitendes Segment 14 jede Öffnung 15 umgibt. Zur Verringerung der Lichtbogenbildung zwischen den leitenden Segmenten kann das dielektrische Material der Schicht 11 zwischen den Segmenten hervorragen, oder es kann eine Schicht aus isolierendem Material über die gesamte in Segmente unterteilte Schicht ausgebildet werden, wobei die Zwischenräume 16 zwischen den Segmenten verkleidet werden.

Zur allgemeinen Anwendung bei Faksimilie-Reproduktion, beim Kopieren, Drucken und bei der Computerausgabe kann eine Auflösung von 20 bis 25 Zeilen pro cm annehmbar sein, wobei 20 bis 30 öffnungen pro cm in dem Modulator erforderlich sind. Bei der Ausbildung eines Modulators mit dieser Auflösung kann der Mehrlagenschirm zunächst durch Aufeinanderschichtung oder Ablagerungen gebildet werden und die Öffnungen können darauffolgend mechanisch gebohrt werden. Bei höheren Auflösungen, die so viel wie 200 oder 400 Zeilen pro cm und mehr erfordern, können bei der Bildung der Öffnungen Dünnfilm-Ätztechniken und Laser-Brenntechniken verwendet werden. Ein Öffnungsdurchmesser im Bereich von 0,02¹S bis 0.04 mm bei einer Stärke der Isolierschicht vein ungefähr dem '/:- bis 2fachen Üffnung.sdurchmcsser hat sieh als befriedigend herausgestellt. Die Stärke der Dünnfilme ist nicht kritisch. Bei diesen Abmessungen sind einige 100 Volt ills Potential zwischen den leitenden Schichten ausreichend, um die Randfelder zur Sperrung und Vergrößerung zur Modulation eines Teilclienstroms durch die Öffnungen zu bilden. Im allgemeinen ist das Poiential um so größer, je größer die Öffnungen sind. Damit wird eine Öffnung mit einem Durchmesser von 0.025 mm ungefähr eine Spannungsdifferenz von 50 Voll zwischen der durchgehenden und der in Segmente unterteilten leitenden Schicht erfordern, wiihrend eine Öffnung mit einem Durchmesser von 0.25 mm ungefähr eine Spannungsdifferenz von 300 Volt erfordern wird, um befriedigende Randfeldei zur Blockierung und Vergrößerung zu bilden. In jedem dieser Beispiele wird ein angelegtes Gcsamifeld von

jo ungefähr beispielsweise 2000 Voll pro cm zur Vorwärtsbewegung der geladenen Teilchen durch den Modulator angenommen. Bei der direkten Verwendung von Farbstoffteilchen, seien sie trocken oder flüssig, isi eine Teilchengröße von ungefähr '/κ des Öffnungsdurchmesser erwünscht, es können jedoch befriedigende Ergebnisse bei einem weiten Bereich von Teilchcngrößen erreicht werden.

Das elektrostatische Zeilendrucksystem unter Verwendung des Modulators nach den F i g. 1 und 2 wird schematisch in F i g. 3 weiter dargestellt. In diesem S>sicm liefert eine langgestreckte Tonerversorgung 20 geladene Tonerteilchen entsprechend gut bekannter Techniken, und ein elektrisches Gesamlfeld wird zwischen der Tonerversorgung 20 und der hinteren F.lcktrode 21 angelegt, wobei die Polarität so gewählt ist daß geladene Tonerteilchen in Richtung auf die Elektrode 21 vorwärtsbewegt werden. In den Weg des Tonerstroms ist ein Modulator 10. wie er in den F i g. 1 und 2 dargestellt wurde, eingefügt. Eine Anzahl von Leitungsdrähten 22. deren Anzahl der Anzahl der Segmente 14 entspricht, ist jeweils mit einem Segment 14 verbunden. Ein einzelner Leitungsdraht 23 ist mit der durchgehenden leitenden Schicht 12 verbunden, um cm festes Potential, wie z. B. ein Erdpotential an die leitende Schicht 12 anzulegen. Die Anzahl der Leitungen 22 ist mit der Adressicrungsquelie verbunden, die z. B. cm logischer Schaltkreis zur Abgabe eines Computerergebnisses oder eines graphischen Computerdrucks scm kann.

Die langgestreckte Tonerversorgung 20 hat eine mit der Länge des Modulators und der der zu druckender Zeilen übereinstimmende Länge. Geladene, aus der Schutzöffnung 24 in der Tonerversorgung 20 ausgestoßene Teilchen werden in Richtung auf die Elektrode 21 beschleunigt. Der lineare Teilchenstrom wird beim Durchgang durch die in dem Modulator gebildete Reihe von Öffnungen 15 dichtemoduliert und der dichtenmodulierte Strom setzt dann seine Bewegung in Richtung auf die Elektrode 21 fort. In den Weg des modu· lierten Teilchenstroms ist ein Aufzeichnungsträger 25 eingefügt, das durch eine nicht gezeigte Vorrichtung relativ zum Modulator in Längsrichtung bewegt wird Alternativ kann der Modulator relativ zum Aufzeichnungsträger vorwärtsbewegt werden. Ausgewählte elektrische Potentiale werden an die Segmente 14 entlang der Öffnungen mit Hilfe von Leitungsdrähten 22 mit einer Geschwindigkeit, die der Geschwindigkeil der Relativbewegung des Aufzeichnungsträgers ent

' S

spricht, angelegt, so daß die diclucnmodiilierien linearen Felder der Tonerteilchen kontinuierlich oder aiii einanderfolgend entsprechend der zu druckenden /eilen aiii den Aufzeichnungsträger aufgebracht weiden. Die Tonerteilchen, die auf den Aufzeichnungsträger 25 iiiil'lrcffcn und darauf liegenbleiben, werden darauffolgend ■/.. Ii. durch Aufheizung entsprechend gut bekannter Techniken fixiert.

Die Adressierung der Öffnungen 15 des Modulators mit Hilfe ύ·ν Leitungsdrähte 22 kann durch direkte Parallelverbindung an eine »eine Zeile pro /.eit«-Ausgangsvorrichiung erreicht werden oder eine aufeinanderfolgende Adressierung kann durch Verbinden jedes Leitungsdrahtes mil einer angezapften Verzögerungsleitung erreicht werden, wodurch der Eingang von einer einzelnen Quelle möglich wird, der ein lernsehähnliches Bild erzeugt, wenn der Aufzeichnungsträger 25 relativ zum Modulator bewegt wird. Alternativ kann ein Ring oder eine Hülse (mit einer daran befestigten Leitung) einen Teil jeder Öffnung innen oder außen zusammenbinden, um die Segmente zu umfassen, wodurch ein engerer Abstand zwischen den Öffnungen ermöglicht wird. Weiterhin können die Öffnungen mit einer ringförmigen Kappe versehene isolierende Hülsen aufweisen, die in Abstand in der Umgebung in oder auf einer leitenden Platte, einem Gilter oder einer Matrix angeordnet sind, weil die beschichtete Isolatorkonstruktion die Bildung der Doppelschichtladung mit ausgewählten Größen und Polaritäten ermöglicht, die andererseits die Rardfclder bildet.

An Stelle der Direktmodulation eines Stroms von l^:arbstoffteilchcn. seien sie trocken oder flüssig, kann der Modulator zur Modulation eines loncnstroms zum Auftreffen auf einen dielektrischen Aufzeichnungsträger mit einer isolierenden Schicht verwendet weiden, clic ein latentes elektrostatisches Bild tragen kann. Wie in den F i g. 4A und 4B gezeigt, ist eine Reihe von Koronacntlackingspunkien 30 mit dem Modulator ausgerichtet, so daß jeder Koronacntladungspunkt 30 mit einer Öffnung 15 des Modulators 10 ausgerichtet ist. Fin angelegtes Gesamtfeld zwischen dem Koronaentladungspunkt 30 und der Elektrode 31 erzeugt einen lonenstrom in Richtung auf die Elektrode 3t. der entsprechend der an die Segmente des Modulators angelegten Potentiale moduliert wird, wie es weiter oben beschrieben wurde. Der modulierte lonenstrom setzt seine Bewegung in Richtung der Elektrode 31 fort und trifft auf einen Aufzeichnungsträger 32. der relativ zum Teilchenstrom bewegt wird. Der Aufzeichnungsträger 32 muß ein dielektrisches Material sein oder eine di elektrische Schicht aufweisen, auf der die Ionen auf treffen können, um ein latentes elektrostatisches Bild /u bilden. Die so gebildeten latenten Zeile-für Zeile-Bilder werden danach durch Bestäuben oder mit Hilfe anderer Techniken entwickelt und fixiert. Das elektrostatische Zcilendruckersystem nach den F i g. 5A und 5B wirkt genauso, mit der Ausnahme, daß ein Koronaentladungsdraht 35 die Reihe von Koronapunktei. 30 ersetzt. Der Vorteil der Verwendung von Ionen als das BMd formende Teilchen liegt darin, daß es eine Vereinfachung der Konstruktion ergibt und das Problem der Toneransammlung auf dem Modulator entfallen läßt. Andere Gesichtspunkte des elektrostatischen Drucks mit solch einem modulierten lonenstrom werden in den USA.-Patentanmeldungen 7 09 578 und 7 09 660 der gleichen Anmelderin weiter erklärt.

Zum Drucken auf nicht dielektrischen Materialien, zum Drucken auf unregelmäßigen Oberflächen und zum mehrfachen Überdrucken, ohne daß zwischendurch fixiert und getrocknet wird, werden direkt markierende Toner, wie z. B. Trockenpulvertoner oder Aerosole verw endet.

Der Modulator kann mit Hilfe der Anordnung nach Fig. b optisch adressiert werden. Entsprechend dieser Anordnung ist jedes der leitenden Segmente 14 des mit Hilfe einer Leitung über eine Fotolciterzclle 40 an ein Erdpotential 41 oder ein anderes festes Potential angeschaltet, wie es im folgenden beschrieben wird. Gleichzeitig wird eine elektrische Leistungsversorgung über eine Leitung 42 und über Widerstände 43 mit jedem Segment 14 verbunden.

Die Foioleiter/cllen 40 können durch kontinuierlidies Hindurchlaufen eines Bildes über eine Reihe von Fotoleilerzellcn adressiert werden oder durch Hindurchlaufen eines Bildes Zeile für Zeile längs einer Reihe von Fotoleitcrzellcn. Außerdem kann eine aufeinanderfolgende Abtastung mit Hilfe einer einzelnen rnodulierten Lichtquelle entlang der Reihe der Fotoleiter verwendet werden. In jeder dieser Beispiele kann die Bild- oder Lichtquelle relativ zum Modulator hindurchgeführt werden oder der Modulator kann relativ zur Bild- oder Lichtquelle bewegt werden. Als weiteres Beispiel können optische Faserrohre verwendet werden, um jede Fotolcitcrz.elle 40 individuell zi. adressieren. Das an ein spezielles Segment angelegte elektrische Potential ist somit eine Funktion des auf den mit dem Segment verbundenen Fotoleiter fallenden Lichts und proportional hierzu. Außerdem können andere auf optische Signale ansprechende Anordnungen zur Zuführung der ausgewählten Potentiale an die Segmente verwendet werden.

Um innerhalb der Öffnungen 15 des Modulators 10 vergrößernde Randfelder zur Beschleunigung und Verbreiterung des durch die Öffnungen verlaufenden Teilchenslroms zusätzlich zu den sperrenden Randfeldcrn zur Verhinderung der Hindurchbewegung der Teilchen zu schaffen, müssen Felder mit entgegengesetzter Rich-Hing und Polarität innerhalb der Öffnungen gebildet werden. Um dies bei dem elektrostatischen Zeilcndrucksystem nach F i g. 3 zu erreichen, kann die durchgehende leitende Schicht 12 auf Erdpotential gehallen werden, während an die Leitungsdrähte 22 von negativcr in die positive Richtung wechselnde elektrische Potentiale angelegt werden, abhängig davon, ob sperrende oder vergrößernde Felder erforderlich sind. Weiterhin kann die durchgehende leitende Schicht 12 auf einem anderen festen Potential als dem Null-Potential gehalten werden und das über Leitungsdrähte 22 an die leitenden Segmente angelegte elektrische Potential kann auf einer der Seiten des Potentials an der leitenden Schicht 12 verändert werden. Um sowohl sperrende als auch vergrößernde Felder für den optisch adres- sierbaren Modulator nach F i g. 6 zu schaffen, wird der Leitungsdraht 41 von den Fotoleiterzellen 40 an ein elektrisches Potential mit einer zur an die Leitung 42 angelegten Spannungsquelle entgegengesetzten Polarität angelegt. Als weiteres Beispiel kann das an die durchgehende leitende Schicht angelegte Potential eingestellt werden. Mit diesem Hilfsmittel kann sowohl die Richtung der Polarität als auch die Stärke des Feldes entsprechend des auf die Fotoleiterelemente 40 fallenden Lichts verändert werden. Die Umkehrung der Po-

larität und der Feldrichtung der Öffnungen ermöglicht die Umschaltung von positivem zu negativem Druck und umgekehrt.

Um einen engeren Abstand der Öffnungen des Mo-

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diilators zur Erzielung einer besseren Steuerung einer kontinuierlichen Aufzeichnung /λ erreichen, können zwei Öffnungsreihen in dem Modulator vorgesehen sein, die gegenseitig versetzt sind, wie es in F i g. 7 daigestcllt ist. In dieser Figur ist ein Ausschnitt eines Modulators 50 gezeigt, der aus einer Schicht von isolierendem Material und einer durchgehenden leitenden, auf einer Seile des isolierenden Materials aufgebrachten leitenden Schicht bestellt, wie es oben beschrieben wurde. Auf der isolierenden Schichi sind zwei Reihen von leitenden Segmenten 51 und 52 vorgesehen. Die zwei Scgmcntrcihcn 51 und 52 entsprechen den zwei Öffnungsreihen 52 und 54, die durch den Modulator gebildet sind, ledes dieser Segmente 51 und 52 ist von jedem alitieren Segment isolierend getrennt. Weiterhin ist jedes der Segmente 51 um eine Öffnung 53 gebildet, während jedes der Segmente 52 um eine Öffnung 54 herum gebildet ist. Die Öffnungsreihen 53 und 54 sind um 180 gegeneinander versetzt, so daß die Lcken eines Loches 53 mit den Ecken des nächsten Loches 54 übereinstimmen oder sie überlappen. Mit Hilfe tier versetzten Öffnungsreihen 53 und 54 wird die völlige Bedeckung des Bereiches hinter dem Modulator und die Steuerung des Druckes auf dem Aufzeichnungsträger, das sich relativ zum Modulator bewegt, erzielt.

Der Modulator kann in anderen Ausführungslormen als den oben angegebenen ausgebildet sein. So können die leitenden Schichten auf jeder Seite der isolierenden Schicht beide in Segmente unterteilt sein, wobei ausgewählte Potentiale als Funktionen des zu druckenden Materials an tlic Segmente einer Seite angelegt werden und im allgemeinen feste Potentiale an die Segmente auf der anderen Seite angelegt werden. Weiterhin ist es nicht erforderlich, daß jedes Segment notwendigerweise eine Öffnung umgibt, sondern es kann eine Öffnung teilweise umgeben oder in getrennten Teilen gebildet sein, die gegen entgegengesetzte Kanten einer Öffniuiü anliegen.

Als weiteres, in F i g. 8 dargestelltes Beispiel kann an Stelle der Öffnungsreihen eine langgestreckte Öffnung oder ein Schlitz durch den Modulator 61 zur Hindurchführung tier Teilchen gebildet werden. Zumindest eine der leitenden Schichten auf einer Seite des Modulators ist in Segmente unterteilt, wobei Teile jedes Segments 62 an entgegengesetzten Ecken de* Schlitzes in Reihen entlang dem Schlitz anliegen, um eine Anzahl von getrennt steuerbaren elektrischen Feldern innerhalb des Schlitzes zu bilden. Wie in den vorstehenden Beispielen wird ein im allgemeinen festes Potential an die leitende Schicht auf der anderen Seile des Modulators angelegt, während ausgewählte Potentiale als Funktion eines zu reproduzierenden Bildes an die Reihen der leitenden Segmente 62 entlang des Schlitzes angelegt werden. Mit Hilfe dieser Konstruktion kann eine Reihe oder eine lineare Anordnung von getrennt steuerbaren elektrischen Feldern innerhalb des Schlitzes gebildet wer den. um einen linearen Strom von geladenen, durch die langgestreckte Öffnung fließenden Teilchen /u modulieren. Die leitende Schicht auf beiden Seiten des Modulators kann in Reihen entlang des Schlitzes ungeordnete Segmente unterteilt werden, oder eine Schicht kann in Segmente unterteilt werden und die andere ist durchgehend.

F i g. 9 zeigt einen Modulator 70. der aus einer Schicht 71 aus isolierendem Material und einer Schicht 72 aus leitendem Material besteht, wie /. B. eine aiii einer Seite gebildete Metallschicht. Eine Reihe von Löchern 73 ist durch die Schichten 71 und 72. beispielsu ei se durch Bohren gebildet. Innerhalb jedes Loches 73 ist eine Isolierhiilse 74 befestigt, die sich durch das Loch erstreckt, wobei ein Rand 75 aus Metall oder anderem leitenden Material an einem Knde tier I lülse 74 gegen die isolierende Schichi 71 ties Modulators festgehalten wird. Line elektrische Leitung 76 ist mil jedem Rand oder Ring 75 verbunden. Ausgewählte Potentiale können an jedem der Ränder 75 entlang der l.ochreihe 73 in dem Modulator angelegt werden, während ein Krtl- oder gemeinsames Potential an die Metallschicht 72 zur selektiven Modulation eines Stromes von durch die l.ochreihe 73 fließenden Tonerteilchen angelegt wird. Kin positiver und negativer Druck kann durch Veränderung der an jedem der Meiallriinder 75 angelegten Potentiale von Plus nach Minus in bezug auf das gemeinsame, an die Metallschicht 70 angelegte Potential erreicht werden.

In dem Modulator nach F Ϊ g. 4A ist jede Isolierhiilse 74 mil dem an einem Ende befestigten Rand 75 aus Metall oder anderem leitenden Material an ihrem anderen Ende an einer Metallplatte 77 befestigt, die eine Reihe von durch sie gebildeten Löchern 78 aiii weist |ede Isolierhiilse 74 ist über einem Loch 78 befestigt, um eine Öffnung zu bilden, durch die tier Toner Hiel.it Ein Strom von Tonerteilchen wird durch tlas Anlegen von ausgewählten Potentialen an an den leitenden Rändern oder Ringen 75 befestigten Leitungen moduliert, während ein gemeinsames oder Krdpoieiitial an die Metallplatte 77 angelegt wird.

Das Ausluliriingsbeispicl nach F i g. K) ist gleich dem in F i g. b gezeigten und umfaßt einen Modulator 80 mit einer Isolierschicht 81 mit einer durch sie gebildeten Lochreihe 82. Auf einer Seile der isolierenden Schicht 81 ist jedes tier Löcher 82 von einem leitenden Seg· ment 83 umgeben, das isolierend von jedem der anderen Segmente 83 getrennt ist und jedes der Segmente 33 ist mit einem fotoleitenden Element 84 verbunden. In dem Modulator 80 nach F i g. 10 ist jedoch jedes der Segmente 83 libcr ein fotoleiiendes Kiemen! 84 an eine Spannungsversorgungslcitung 85 angeschaltet ledes der foioleiicndcn Elemente 84 wirkt als ein Widerstand in Serie mil der Spannungsquelle. um dadurch ein ausgewähltes Potential an jedes der Segmente als Funktion des auf die entsprechenden fo'oleiientlen 1 iemenie 84 fallenden Lichtes zu liefern. Ein gemeinsames oiL'r F.rtlpoteniial wird an eine Schicht" aus Metall oder einem anderen leitenden Material auf tier entgegengesetzten Seile der isolierenden Schicht 81 angelegt

Ein weiterer optisch gesteuerter Modulator 90. der -^so positiven oder negativen Druck ermöglicht, ist in i ι g. 11 gezeigt. Wie in den vorhergehenden Beispielen best'»hl der Modulator 90 aus einer isolierenden Schicht 91 mit durch sie gebildeten Lochreihen 92. wo bei jedes Loch auf einer Seite der isolierenden Schichi mit einem Segment 93 aus Metall oder eindcrem leiten den Material umgeben ist. das isolierend von jedem an deren Segment 93 getrennt ist. In diesem Ausführungs bcispicl ist jedoch jedes der Segmente 93 über ein erstcs foiolciiendcs Element 94 an eine erste Spannung*- versorgungsleitung 95 angeschaltet und ein /weites fotoleitendes Element 95 ist an eine /weite Spannungsversorgungsleitung 97 angeschaltet. Die fotolcitcnden. mit jedem Segment 93 verbundenen Elei lcntc 94 und % sind voneinander mit Hilfe von Licht; blcnkplaitcn 5 98 optisch isoliert. Die entgegengesetzte Seite der isolierenden Schicht 91 ist mit einer Schichi von Metall oder anderem leitenden Material überzogen, an die ein gemeinsames oder Erdpotential anseiest wird. Eine

Spannungsversorgungsleitung 9S kann mil einer Spniinungsqiielle verbunden werden, die /. 11. positiv in be /ng aiii' das genieinsiuiie Potential isi. wahrend die Spannungsversorgungsleuimg 97 mil einer Spannungs-(|uelle verbunden werden kann, die negativ in be/ug au I' das im die Metallschicht auf der entgegengesetzten Seite tier isolierenden Schicht 91 angelegte Potential ist.

I.in Sperrl'ekl oder ein Vergröl.iertingsield kann innerhalb jeder der Öffnungen 92 gebildet werden, abhängig davon, ob Lieht auf das dem jeweiligen Segment 9} entsprechende lololeiiende Llenient 94 oder 9b lälii. Somii sind sowohl die Stärke als auch die Polarität tier innerhalb tier Öffnungen 92 gebildeten Felder opiiseh steuerbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

1. Patentansprüche:

   I. Modulator zum Steuern einer Ladungsträger-Strömung in einem elektrostatischen Druckwerk, bei dem die Ladungsträger auf Grund einer zwischen einer Ladungsträgerquelle und einer Gegenelektrode hinter dem Aufzeichnungsträger angelegten Spannung in Richtung zum Aufzeichnungsträger bewegbar und entlang einer Zeile des Aufzeichnungsträgers aufbringbar sind, wobei der Modulator zum Steuern der Ladungsträger-Strömung zwischen der Ladungsträgerquelle und dem Aufzeichnungsträger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (10. 50, 61. 70) eine Schicht (11. 71) aus Isoliermaterial, eine erste Schicht (12, 72, 77) aus leitendem Material auf einer Seite der Isolierschicht, mindestens eine sich durch die Isolierschicht und die leitende Schicht hindurcherstreckende, in Zeilenrichtung angeordnete Öffnung (J5. 53. 54, 60, 73, 78) und eine zweite Schicht aus leitendem Material auf der anderen Seite der Isolierschicht aufweist, daß die /weite Schicht aus einer Vielzahl von gegeneinander isolierten Segmenten (14. 51. 52,62, 75) besteht, daß die Segmente jeweils um zumindest einen Teil der mindestens einen Öffnung durch die Schichten herum angeordnet sind und daß Einrichtungen (22. 23) zur Zuführung ausgewählter in Vorwärts- bzw. Rückwäiisrichtung verlaufender Potentiale einzeln zwischen jedes der Segmente (14, 51. 52, 62, 75) der zweiten Schicht und der ersten Schicht aus leitendem Material derart vorgesehen sind, daß elektrische Felder mit ausgewählter Größe und Richtung entlang der zumindest einen Öffnung des Modulators vorhanden sind.
2. 2. Modulator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsträger geladene Farbpartikcln sind.
3. 3. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsträger Ionen sind.
4. 4. Modulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Öffnung durch eine langgestrecke Öffnung (60) gebildet ist und daß die zweite Schicht eine Anzahl von sich nicht berührenden Segmenten (62) zur Ausbildung einer Anzahl von getrennt steuerbaren Feldern in der langgestreckten Öffnung (60) einschließt.
5. 5. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von in zumindest einer Reihe angeordneten Öffnungen vorgesehen ist.
6. 6. Modulator nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Segment (14) um eine Öffnung (15) herum ausgebildet ist.
7. 7. Modulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß clic erste Schicht (12, 72, 77) aus leitendem Material kontinuierlich ist und um jede der Öffnungen (15, 53. 54. 73, 78) herum angeordnet ist.
8. 8. Modulator nach einem der Ansprüche I bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Zuführung ausgewählter Potentiale eine Anzahl von jeweils mit den Segmenten (83) verbundenen Leitungen .-owie eine Anzahl von Fotoleiierzellen (84) umfassen, und daß das Potential an jedem Segment [83) eine Funktion des auf die dem jeweiligen Segment entsprechende Fotolciterzclle aufireffeiiden Lichtes ist.
9. 9. Modulator nach einem der Ansprüche I bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen /w Zuführung ausgewählter Potentiale getrennt an jedes der Segmente (83) der in Segmente unterteilten zweiten Schicht eine Anzahl von jeweils einem Segment (83) entsprechenden Fotoleiterelementen (84) umfaßt, daß jedes Segment (83) über ein Foioleiierelement (84) und eine Anzahl von Leitungen nut ErdpotentiaJ verbunden ist und daß jedes Segment (83) über Widerstandselementc mit einer Leisiun·."»- versorgung verbunden ist.
10. 10. Modulator nach Anspruch 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Zuführung ausgewählter Potentiale getrennt an jedes der Segmente der in Segmente unterteilten zweiten leitenden Schicht eine Anzahl von mit den Segmenten verbundenen elektrischen Leitungsdrähten zur Zuführung von Potentialen an die Segmente und eine einzelne elektrische Leitung umfassen, die mil der ersten Schicht aus leitendem Material verbunden ist.
11. 11 Modulator nach einem der Ansprüche I bis 7.

    dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Zuführung ausgewählter getrennter Potentiale eine Anzahl von Fotoleiterzellen (84) ur.ifai.Si. daß jedes der Segr.iente (83) der zweiten leitenden Schicht über eine getrennte Fotozelle (84) mit Erdpotential verbunden ist und daß jedes Segment (83) über ein Widerstandselement und elektrische Leitungen mn einer elektrischen Leistungsversorgung verbunden ist.
12. 12. Modulator nach einem der Ansprüche 7 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Vorwärtsbewegung geladener Teilchen durch den Teilchenmodulator (10) eine Teilchcnqiielle (20). die eine erste Elektrode auf einer Seite des Teilchenmodulators (10) bildet und eine /weite Elektrode

    (21) einschließen, die eine zur Teilchenquelle (20) entgegengesetzte Polarität aufweist und auf der anderen Seite mit Abstand von dem Teilchenniodulalor(lO) angeordnet ist. und daß die /weile Elektrode (21) und die Teilchenquelle (20) über eine l.eisiungsquelle miteinander verbunden sind.
13. 13. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 12. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Zuführung ausgewählter getrennter Potentiale an die Segmente Einrichtungen (84. 94. 96) zur opiisehen Änderung der an die Segmente (83. 93) der zweiten leitenden Schicht angelegten Potentiale umfassen.
14. 14. Modulator nach einem der Ansprüche I bis I i. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen /w Zuführung getrennter ausgewählter Potentiale Einriehlungen (94. 96, 95, 97) zur Auswahl der Polarität der elektrischen Felder in Vorwärts- und Rückwärtsrichiungen einschließen.
15. 15. Modulator nach einem der Ansprüche I bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftlinien dielektrischen Felder in den Öffnungen im allgemeinen parallel zur Slrömungsrichtung der Teilchen durch die Öffnungen ausgerichiei sind.