专利名称：产生潜伏电荷分布图的方法及其实施设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及从电信号产生潜伏电荷分布图的方法，並借助颜料颗粒和设备在信息载体上显出这个图形，以实现该方法。
当用电子计算机打印时，或在所谓页式复印机上以高清晰度复印完全数字化文件时，为此目的在一个面上产生潜在的看不见的许多静电载荷点，这些点将按照用来复印的原文或图象聚集形成图形。
在该程序的随后步骤中，这个带有其静电屏幕图形的面一般被送到邻近的带电荷的颗粒(例如调色剂)面前。由于在各屏幕点之间有足够的电位差，则有些点保持不变黑，而意图变黑的各屏幕点则用调色剂致黑，它是这样实现的，即带电荷的颗粒从一个传送装置(下文将称之为显象器)跳到该面加在屏幕图形上並构成所希望的图形，该过程的这一部份在下文将称之为显象。
用现今通行于复印机-静电印刷术的技术或者这个程序的类似各种技术，这个方法早已被人们所认识。目前市场上最通用的页式印刷机是使用中间存储介质，通常是导电滚筒的形式，该存储介质被加上所希望的电荷图形，滚筒外表覆以碳末粉，最后在纸上或类似物体上印出碳黑图形。
此处最通常使用的方法是光电导滚筒，它设有一层光敏表面，例如非晶硒或非晶硅。这个滚筒被逐点地暴光，通常用单色光，例如激光，而滚筒在光源的光闸开关前面滚动。另外，不经常使用的一个方法是，由一个设备给复盖在滚筒外表的适合于此目的表面层上淀积离子。
还有在商业上罕见的另一种方法是使用一种特殊的纸，它复盖有一种导电表面层，例如氧化锌，並使得这表面层构成潜在静电图形的中间介质层，该纸由于通过正交于该纸平面的电极矩阵变换电路，这些电极加荷在该纸的表面层上，以实现所希望的图形。
迄今所有通常使用的方法是设备高度复杂，费时间的程序，还需要高度保养和维修。现今市场上典型的满足清晰度的要求是每吋300点。为满足这个要求使得在容许偏差上和光学性能上的要求很高。由于导电复层的寿命短，和形成静电印刷的过程需要复杂的机构，导致上述方法使用户花费高投资和高运行成本。
对印刷工作者来说，高速度和清晰度的性能仍然十分重要。在这里，需要在滚筒上加荷的程序要增加制造厂家的成本。用中间存储介质的方法，形成一个导电滚筒，用以接受静电荷，还意味着在转印到纸上之后，将发生一定量的调色剂会粘附在滚筒上，如此一种设备，在每一个单独印刷操作之后，因此还必需要有配合的装置来清理该滚筒(上面粘附着的调色剂)。这意味着需要更多的部件和增加残留调色剂的污染。
为了在被传送的颗粒和纸之间最终产生良好的和持久的附着力，该纸通常经过热压，並且由两个热滚筒构成，它们能使弹性层融化在颗粒上，这个设备当然同样要增加制造成本和减少机器的可接近性。
静电印刷还具有关于印刷质量的许多缺点，例如一个缺点是，用以存储在表层中黑白区域之间的高电位差的中间存储介质的无效率(unability)，结果导致致黑度较低和聚焦度较低。另一个缺点是难于控制屏幕上各点单独的大小。这种性质造成所谓半光度原件复印的麻烦，在这里，屏幕上每一个单独点的大小表现出黑白的程度。为此目的，在半光度图象中，为了每一个新的单独的屏幕点，在印刷品上需要保留适当数目的紧邻屏幕点。因此为了对半光度图象的各屏幕点的形状大小不同的光学印刷品变化的目的，因此在这种方式下，就有可能激励适当数目的印刷器屏幕点。这个方法(所复印的图象)与印刷品的原件性能相比，降低了半光度图象的清晰度。
从美国尼尔逊(Nelson)等人的专利4338615早已公开了。在显象过程中，使许多所谓针形电极(它们垂直于信息载体)处于静电配合状态，这些缺点就可以全部地或部分地被消除。早已公开的设备使用针形电极，这些电极可以分别地被激励，它们通常被排列成一行或若干行，这些行通常等长，其长度等于纸卷的宽度，纸卷可以相对于针形电极的行移动，这些针形电极可以被分别地激励，並且这些针头电极的头部就聚集在矩阵变换电路内，它们可以相对于纸卷运动。这些方法结合若干个可控制的屏幕点，用在整页的印刷纸上。因为静电力作用于一个表面上，在显象过程的每一瞬间，该表面大于在这些方法中全部电极的范围。对屏幕邻近的各个点，该方法还必须依靠导体存储的可能性，这些点可能会被致黑，因为它们结合这些电极，不是无静电的。因此，这些方法並不十分可能解决上述问题。
还有，已经有了从电子计算机通过观看荧光屏非永久性的数据显示，这给操作者造成麻烦，诸如削弱了可读性，並且在一定程度上还有辐射的问题。由于在信息变化中对速度的要求，这个任务早已用电子束管、液晶或等离子体荧光屏而得到了解决。然而，这些方法的共同特征是降低了可读性。
本发明的目的是提供一种方法，它给出良好可读性的高质量印刷，不需要任何中间存储介质、並因此可展现出一种只有很少可动部件和比较简单的设备。因此期望为，在显象的整个过程中，完全或适当地选择的各部分表面(该表面复盖炭黑)是处于与构成设备一部份的电源为电子的、最好是静电的配合，並且它对颜料颗粒产生作用力。这意味着对印刷机的制造厂家来说可以降低成本，对用户来说可以降低运行费用。因为这个方法在设备中只需要较少的部件。本发明导致程序中不需要用于静电图象的光学产品设备。本装置也不需要任何有限寿命的导电中间层。
本发明既可以用于印刷机上作永久性的固定印刷，或可以在观察荧光屏上作暂时性的显现数据。
当用于印刷机上时，本方法一方面能够直接印刷，因为电场电力线作用于纸上或类似的物品上，因此，在显象之前，该纸被施加于电极矩阵变换电路的表面，並且在设备内的静电力完全作用于纸上;另一方面本方法能够间接印刷，首先在电极矩阵变换电路的表面上显示所希望的图象，随后传送该图象至印刷介质上(例如纸)。本发明的这两者的利用，与现有的方法相比，意味着调色剂传送到纸上的性能有更高的效率，因为上述第一运用具有100%的效率，而第二运用在电极矩阵变换电路的面上、致黑颗粒和纸之间保证作用力的充分控制。当使用导电中间层时，在程序的过程当中，发生于滚筒和调色剂之间的静电作用力，仍然不受影响。在程序的整个过程中，只有在显象的表面是与产生作用力的部件直接接触时，这才可以避免。
与现今一般的技术相比，本方法给出了在更低的制造成本下发展更高速度和更高清晰度性能印刷机的可能性，因为程序的时间极限过程取决于显象。改进目前存在的在显象上允许短时间过程的那些设备，以降低制造成本。
如果希望的话，电极矩阵变换电路也可以用于加热纸张，並因此造成印刷的图象直接在显象时成为永久性。
本发明还有一个目的是全部或部分消除现存方法含有导电中间层的某些缺点。因此，本发明在某些考虑上还提供较好的印刷性能。例如本发明对每一单独屏幕点的大小和位置提供模拟控制，这实质上改善了设备的性能。在普通的方式下，以黑白(单色)制式来生产半亮度的图象，並且最后印刷的清晰度只涉及软件控制的问题。
当使用观察荧光屏或显象设备时，各微粒决不是固定在信息载体上，而是应用适当的排斥性电压至矩阵变换电路的适当电极上，这些微粒在程序当中任何时候都可以被调动。这意味着本发明对于信息提供一种技术，它的可读性可与纸印刷品妣美。
这些任务已经得到了解决，办法是让紧贴近显象作业和预定被致黑微粒复盖的面与电极矩阵变换电路静电配合，该电极矩阵变换电路可以依次电流激励地被接到所需要的电压电源上。
电极矩阵变换电路包括两层，在每一层上带有一些纵向平行的电极。这些电极在它们的纵向保持与低的平面平行。该两层互相排列，以它们的电极纵向延伸，构成棒状图形，该图形不必须是直角的。每一个分开的电极与一个开关接触，该开关可以使该电极与至少两种电压源的电流相接触，两种电压源是彼此独立的，因此，其中之一可以显现为零电位。
因此，在某种控制方式下，遮掉位于颜料颗粒后面的某一电场，並且吸引这些颗粒，这是可能的。
通过将在矩阵变换电路内的电极连接在一频繁扫描的程序中，即可能在电极交叉和/或电极间距中产生任选的通道，从而上述的场可以吸引颜料颗粒，並且把它们输送到信息载体上。本方法允许每一个单独的屏幕点在整个显象过程中的每一瞬间从控制单元中寻址，因此，构成设备的部件所需电极的数量实际上小于对一页纸上所需的屏幕点数。根据本发明，一页A4纸的850万个屏幕点为每吋300个点，例如，就可以按照本发明依次连续地接到同样多的开关上的5900个电极分别地激励。本方法提供了新的和简化的印刷机的可能性，某些特征为，电极矩阵变换电路可以用作纸的一个输送器，因此，用真空或静电力可以得到纸相对于矩阵变换电路面的定位和作用力。根据本发明的其他设备，其特征在于，显象可以直接地作用于一叠未印空白纸的最下面一张。还有，在一定的实施例中，为加热耐久印刷而不要附加装置，这个问题已经得到了解决，即或者是让电流通过电极，从而矩阵变换电路可以作为电阻式发热元件;或者是让矩阵变换电路包含一个附加的具有这个性质的单独层。
因此，根据本发明的印刷机可以包括两叠纸，一叠是未印的纸，一叠是已印的纸，有一个显象器放在它们之间，一个可置换的矩阵变换电路在这两叠纸之间，它位于显象器下面，並且，矩阵变换电路设有真空装置和必要的驱动装置和环绕装置。
在类似的方式下，可以有一个具有较小外形尺寸的观察荧光屏。
图1，以透视图示出一个电极矩阵变换电路带有位于其后面的板电极和显象器;
图2，示出一个带示意开关的电极矩阵变换电路，从显象器上顶视;
图3a，示出一个电场如何显现和消失，围绕着图3b-3d中的电极来说明;
图3b-3d，示意地示出电极矩阵变换电路的一部分，和电场如何可以配合产生一个不同大小的通道的这个目的。这种控制被称为点大小的控制;
图3e-3g，示意地示出电极矩阵变换电路的一些部份，带有只用4个电极就能显视的一个网格，以及在电极上如何施加不平衡电压就可以在所述的网眼内建立起带有不同位置的通道，这种控制被称为点位置控制;
图4a，用透视图示出一个被包围的带有板状电极的网状电极矩阵变换电路，和显象器的一部份。本图说明颜料颗粒如何从显象器被吸收到所希望的点上;
图4b，表示在图4a沿A-A线剖截面，从这里可以看到场力线的基本显露;
图5，用透视图只示出电极矩阵变换电路和在图4a中它的真空连接;
图6，示出图5的电极矩阵变换电路上复盖着一页纸;
图7，以透视图示出电极矩阵变换电路和显象器，没有板电极;
图8a，按照图7，当没有炭黑被带到无纸页而在使用的电极矩阵变换电路周围时，示出场力线的基本吸收情况;
图8b，示出在图8a状态中，逆对着电压源的接线示意图;
图9a，按照图7，当炭黑被作用于无纸页的而在使用的电极矩阵电路上时，示出场力线的基本吸收情况;
图9b，示出在图9a状态中，逆对着电压源的接线示意图;
图10a，以透示图示出网状电极矩阵变换电路铺上张页，和板电极以及显象器的一部份。本图说明颜料颗粒是如何从显象器落下，通过电极矩阵变换电路到所希望的点上被吸收;
图10b，是沿着图10a的A-A线剖面图，从本图可以看出场力线的基本形式;
图11a，示出显象器装有单行电极矩阵变换电路和屏蔽装置;
图11b，示出按照图11a，一张纸正在设备当中显象;
图12a，示出按照本发明的一个显示设备;
图12b，示出图12a显示设备的左下角;在这里图示已经被放大並且转动了一个角度，以便于示出构成部件的元件配置;
图13a，示出按照本发明的一个完整的印刷卡盘;
图13b，示出图13a卡盘的横断面，槽已经被放大以便示出细节;
图13c，示意地示出在印刷槽内电极排列成有角的构形的一部份;
图14a，示出带有电极清除器的一个完整的印刷卡盘;
图14b，示出在图14a中卡盘内的滚筒，同轴的电极构形被部份地放大，以便示出其细节;
图14c，示出包括用于图14b滚筒上的清除板的组件;
图15，示意地示出如何应用交流电並在显象器滚筒和电极之间偏压，以便增加调色剂传送的速度。
在图1-15中所示的电极矩阵变换电路的实施例中，它们的标记如下
1，显象器的一部份;
2，颜料颗粒;
3，信息载体，例如纸页或电极装置12上发光的平面;
4，最贴近显象器电极层，称为控制层;
5，位于控制层后面的电极层(从显象器看)，称为扫描层;
6，位于扫描层后面的板电极(从显象器看);
7，包括一个或多个开关的开关装置;
8，控制层4的电极;
8b，在控制层内的一个电极，接到用于获得致黑的电压上，该电压称为致黑电压;
9，在扫描层5内的电极;
9b，在扫描层内的一个电极，接到用于获得致黑的电压上，该电压称为致黑电压;
10，屏幕的点，例如颜料颗粒的聚集，其大小可以予定;
11，印刷的对象，例如文字或线条，由许多屏幕点组成;
12，电极装置，例如用于电极矩阵变换电路和可能的板电极的支持元件，是模铸的塑性部件，它包围着所述的元件;
13，连接装置，例如用于供给板电极电压的电缆;
14，带有可变电流方向和电压的直流电源;
15，在板电板与一个或多个颜料颗粒之间的电场力线;
16，在板电极与控制层内或扫描层内的电极之间的电场力线，该层电极连接到适于屏蔽住所述的场的电压，该电压称为致白电压;
17，在接到致黑电压的扫描层电极和一个或多个颜料颗粒之间的场力线;
18，在接到致黑电压的扫描层电极和控制层电极之间的场力线，控制层电极由适于屏蔽住所述的场的电压供给，该电压称为致白电压;
60，磁性极靴，它利用在传送滚筒63上一个小而且合适的槽来安装在显象器1内，用以计量附在所述滚筒上的颜料颗粒合适的量;
61，屏蔽装置，它部份地包围着传送器滚筒63，它並且被布置成向第二屏蔽装置62方向形成一个槽;
62，屏蔽装置，它部份地包围着传送器滚筒63，电极层4和连接电缆64;
63，传送器滚筒，它包围着磁铁，用以从显象器1的容器中传送磁性颜料颗粒到纸3上;
64，连接电缆，用以使电极安装在显象器1上;
65，电传导装置，用以在其前面传送纸3;
66，框架，用以支持玻璃板69和电极单元12;
67，在玻璃窗69与电极单元12之间的空气悬浮颜料颗粒，这些颗粒用肉眼通过玻璃69很难被看出;
68，连接管，用于颗粒的循环;
69，玻璃窗;
70，整个印刷卡盘;
71，调色剂的储存箱;
73，印刷槽;
74，连接器，用于个别地连接电极至控制器;
75，显象器滚筒的导电环状元件，位于同轴园排列的电极(9′)之间的凹槽内;
76，显象器滚筒的绝缘管状元件;
77，清除刀片;
78，刷子或其它滑动装置，构成每一个电极的单独的电流的接触;
79，磁性材料板，用以使磁性调色剂均匀地施加在显象器滚筒上;
80，在显象器滚筒内部的固定磁芯。
根据本发明构成的可以使用的方法，可用不同的原理实现电极矩阵变换电路的构造和功能。根据其中的一个原理，电极矩阵变换电路4和5将被置于显象的表面和板电极6之间，板电极6具有与矩阵变换电路大约相同的尺寸。矩阵变换电路的电极可以是具有园形横断面的线状，因此，线的横向将要比每两个电极之间的空间较小。矩阵变换电路可以是一个由许多盖以绝缘清漆的线构成的编织网络，因此，它将具有许多网格，这些网格被在层4中的两个相邻电极和在第二层5中的两个相邻电极所界限，这样的实施例示于图4a。图1示出另一实施例，它在电极上具有矩形断面，此处各层不是互相交织的，但分别附在一张绝缘的塑性的薄片上，该薄片在图上未示出。在两个实施例中的每一个网格，为静电场15形成透过整个矩阵变换电路的可能性，该静电场在颜料颗粒2(在显象器1上)和板电极6之间形成。板电极6被接到一个适当的用于吸收颗粒的电压上，该电压即图4a中的V2。这种可能性在下文中称之为通道，改变各电极的电压，则通道的静电导通率将不同。如果加上一个足够高的使颜料颗粒相斥作用的电压，並且将图4a中的“致白电压”V3加在两层中所有的电极上，那么，在显象器1和板电极6之间电场力线15的所有通道将被封闭，因此，场力线16将延伸在板电极6和电极(接到致白电压)之间，于是整个面将排斥颗粒2，並且在显象之后将保持白色。
借助于降低加在层5(称为扫描层)中的一个电极9b的排斥电压，並加在第二层4(称为控制层)中适当数量的电极8b上，稍为降低吸收电压(称为致黑电压，它存在于板电极上)在图4a致黑电压V1与V4的交叉点周围地区将允许电场力线15从板电极6到达显象器1上的颜料颗粒2。这基本上在沿A-A线剖面的图4b上展示出来。这种顺序地进行，意味着某一定数量的颗粒将从显象器散失，並淀积于电极矩阵变换电路的表面上，位于具有致黑电压V1和V4的电极的交叉点周围的区域10中。在此种方式下，将可能建立任意选择致黑屏幕点10的数目，它由交叉点的数目来限定，它沿着一条在扫描层5中电极9b所代表的线。
借助于在一种频繁的重复循环过程(所谓扫描)中逐步移动致黑电压V4到扫描层中紧邻的电极，即可能在扫描层中每一个新的电极上激励並致黑新的任意选择的屏幕点10。
借助于选择致白和致黑电压到一个最佳程度，就有可能使两个相邻的致黑点彼此重叠。因此，有可能从屏幕点10建立起可选的图形(Patterns)11，这些屏幕点10组成文件、图表、说明书和半亮度图象。
布置在静电场内的每个导体将影响该场的几何图形，每一条场力线在空间的走径受到许多条件和参数控制，此处，导体的电位即构成了这样一个参数。因为要从显象器释放颜料颗粒就需要一定的场强，可以在导体上(即电极上)施加一定电压，以确定一个围绕所述电极的区域，在该区域内可以通过足够场强的电场力线，用来造成致黑。图3a示出这个区域是如何用电场力线16的阴影范围围绕着带有致白电压的电极8构成几何地界限的。如果加于电极上的电压意图是允许足够场强的电场力线通过，以便得到致黑，此即在图3a中所示的唯一的一条灰色光度线8b，它代表的正是在图3b、3c和3d中的那个电极，该符号用来作为示例，说明如何通过电极矩阵变换电路来实现通道。
图3b示出在每层带有四个电极的矩阵变换电路的一个放大的部分，其中一层内的两个电极8b和另外一层内的两个电极9b(布置成与前两个电极横向交叉)都接上致黑电压。另外的电极9和8分别接到致白电压，並如图3a阴影部份16所示情况包围。因此，给场力线通过屏幕点10所代表的矩阵变换电路作用于颜料颗粒上建立了一个通道。
另一种控制的基本原理示于图3c，在每一层中只一个电极8b和9b接到致黑电压，于是屏幕点10将位于所示的两个电极8b和9b的交叉点上。在图3d中，示出如何在电极8和9上改变了电压，因此“封闭的”面积16比起上述的图来更加扩大。因此，屏幕点10比起图3b中屏幕网眼中的一个网眼来要减小。本发明的这种性能称为点大小的控制。
图3e-3g示出称为点位置控制的另一种性能，和该边缘场的方法相同，借助于均等地改变加在所期望点附近所有电极上的电压而能使通过该屏幕的通道缩小，利用对各有效的电极施加非对称电压也可将点定位在该屏幕的有效网眼内不对称位置。图3e表示被4个电极9c和8c所包围一个网眼当中再生的一个小点10，这些电极是接在致白和致黑电压之间的电压上，包围每个电极的封闭面积16在这种情况下是相等的。在图3f中，在上端8c和左侧9c电极上的电压已经变成更为白色电压造成较宽的封闭面积16;下端9c和右侧8c电极已变成比图3e更黑的电压;该非对称控制使点10从中间位置移到该网眼的右下角。图3g示出了类似的情况，在该图中点10已被移动到上部中间位置。
电极矩阵变换电路的作用在某种程度上可以与包围着电子管阴极细的丝网，即所谓的栅极相比拟。在矩阵变换电路的各电极上以比较低的电平即能控制位置和电场线的形状，标准电压值可以是V1＝0伏;V2＝-1000伏;V3＝+50伏;V4＝V1＝0伏。
本发明方法所提供的另一原理示于图7、8a、8b、9a和9b。在这一实施例中，扫描层的各电极最好是用矩形截面而且应比控制层的电极取得较宽些，但在各电极之间的空间对上述两层都应相等，在本原理中各层不可相互交织。
因此扫描层的各电极可用作为分立的板电极，从而，在扫描期间瞬间激励的电极9b系被接于致黑电压上，它将在颜料颗粒2上产生场强相同于前述实施例中所用的板电极所产生的场强，该场强是指在控制层中一个或多个电极接到致白电压时所产生的。随着电极9b在这种情况下建立的线形电场，连接到控制层4中致白电压的各层重叠电极8实现遮住该电场，如图8a所示，借此而该电场电力线18即从电极9b伸到控制层8中的紧邻电极，利用将控制层4中一个或更多个电极8b接到致黑电压上，该电场电力线17即能到达显影器1上的颜料颗粒2，如图9a所示。
图8b和图9b示出实施例简图，其中每一电极经开关7控制到只有两种状态，每一电极经过一个双位置开关接到两个予置电压源14，和以板电极放在后面情况下所用的方法一样，致黑电压必须通过一个频繁扫描重复循环过程接到扫描层5的所有电极。
本方法还可用另一原理构成，它是把电极矩阵变换电路置于显影器1和纸页3之间为基础进行的，电极矩阵变换电路4、5可以是一种编织的网，或是一多层矩阵变换电路，因此具有与颜料颗粒2有关的透过率。按照本方法用一个编织网络进行时的一台设备示于图10a，电极4和5的横断面方向比每对电极之间的空间薄很多。按照这个原理，或是将纸充以电位，则利用纸本身的导电性通过网络4、5而获得较佳黑度，或是用纸3例如将它用静电力固定在一个板电极6上，于是通过电极矩阵变换电路4、5产生致黑用足够的场强，电极矩阵变换电路4、5在显影过程中将分别地从纸和从板电极6遮住电场电力线16。在屏幕的各点上该处不期望变黑，因为电场电力线15可以在期望变黑的屏幕10穿透该网，示出于图10b。通过调节该网4、5和纸3之间的间隙，该电场电力线15可导致包围电极8b，並借此抵消电极8b在屏幕点10中出现白色线。将具有致黑电压的电极置于相反极性，在电极矩阵变换电路4、5上的任何剩余颜料颗粒即可复盖到显影器1上，这是在颗粒已被固定到纸上以后允许多次通过该矩阵变换电路来进行的。
图10a和10b表示具有层叠的显影器1的设备，以便获得较好的全部视象和在不同的实施例中作比较，但是为了减少由于颜料颗粒掉下来造成所不期望污染的弊病，在本实施例中的设备便于翻转过来使用。
将开关7换成一个按比例控制的激励装置，则每个独立的屏幕点的大小即能作如下所述的改变。
应用本发明的所有各种方式，不限于在此所作的阐述，共同之处是无论是直接或间接地进行显影全都有效。在直接显影方法中，如图1和图7所示，信息载体，例如纸页3是在显影之前加到电极矩阵变换电路的表面上，则电场透过电极矩阵变换电路能导致屏幕点10淀积在该纸页的表面上。因此，它能够应用于诸如所谓的投影胶片(over-headfilm)、普通复印纸或专用介电纸。能够应用真空虹吸来确认纸与单元12的表面的接触与相对位置。
如图5和6所示，单元12可以用多孔材料制成，它的所有各边是密封的，但是打算支撑的或吸持纸的那面除外;也可以按照具体的应用目的设计成虹吸的槽並作成浅薄形状，最好在面向纸页的表面作成半圆凹槽，该凹槽接到与真空泵相接的连接器38上。
在间接方法中，如图4a所示，影象或文件首先显影在一个信息载体上，是利用在单元12上一个较便利的指定表面构成的。随后，非凝固的颜料颗粒2被传送到纸页3上，利用具有所谓电晕单元的常规传输技术，为了提高传输颜料颗粒量的效率，不用在电极矩阵变换电路表面和颗粒之间的吸力，或代之以斥力。这是在传输的瞬间产生的，是利用将所有的电极方便地连接到为此目的所选定的推斥电压上来实现的。
利用限制纸页每瞬时能够显影的距离，仅在纸运动的方向有一行屏幕点是可能的，时间消耗稍微有某些增大，可用相当简化的设备来产生如上所述的相同结果。这样的实施例示于图11a和11b，一个常规的显影器1(不限于图中所示的型式)，装配有两个屏蔽装置61和62。这些最好是用薄壁导电的向一个方向弯成的箱体构成，它们安装成与该滚筒有一小距离处並部分地包围住该传输滚筒63。屏蔽装置61和62布置成在它们之间有一宽为S的槽，基本上对应于屏幕点一边的长度，並且所述的槽主要地平行于该滚筒63的旋转轴线。在这两个屏蔽装置61和62之间在一层4中装有薄的平行电极，伸过所述的槽具有一个间隙，该间隙相当于各屏幕点之间的间隙。在层4中的这些电极经过一个信号处理装置(图中未示出)连接到屏蔽装置62内的电缆64。
逐步移动纸页，例如利用步进电动机控制该槽S与电极的距离，借助于前述的接到电缆64控制单元控制各电极的电位，此时一行屏幕点即能被显影出来。因此必须有一个电极装在纸页3的后面(从显影器方面看入)。该电极最好设计成一个滚筒65，它将纸页3用真空或静电力固附到其外围表面上，传输在该槽前面的纸页3用的滚筒65或其它装置应连接到吸附颜料颗粒的电压上。
在图12a和12b中所表示的本发明实施例中，其目的在于给操作者看得见的文件和(或)图形。这一最普通的应用是为了应用该设备作为一种可见屏幕或显示单元。本实施例与前述各实施例不同之处在于，颜料颗粒不许永久性地固附于信息载体上。在这个实施例中信息载体是在电极单元12上的一个光滑的表面形成的，例如一层抛光的聚四氟乙烯涂层，它除了具有较小的悬浮性外，应能粘附该颜料颗粒。这个装置还要求相当快的显影过程，对此，在传统的方法中应用一台相对于信息载体移动的显影器並不总是实用的。图12a所示的一种方法中，主要地是利用具有良好透光率的气氛67的一种颜料颗粒全部时间暴露到电极单元12表面上的信息载体上。为了获得所期望的气氛67，在信息载体前面的空间用框架66和一个玻璃窗格68来界限。电极单元12可用图4a相同方式构成，借此，它即可能从气氛67中集中该颜料颗粒到所期望的图形11上。它也可能利用适当地选定的推斥电压连接到电极矩阵变换电路中所提出的电极上来排除先前显示的图形，颜料颗粒藉此即排出到气氛67中。为了确认该透光率和同时安排在气氛67中均匀地分布颗粒，只要将颗粒充电使它们彼此排斥即可。还期望提供该玻璃窗69带有一种透明的导电层如“ITO”-IN2O3(SnO2)-，並且将这个和框架66接到产生排斥颗粒作用的电压上。气氛67还应当保持通过连接设备68的循环並通过适当的喷咀(图中未示出)被喷射到信息载体前面的空间。
图13a-13c和14a-14c表示根据本发明做出的一个完整印刷卡盘的实际设计示例。出自商业上的促进，提供了配置的卡盘，它包括具有极限寿命或调色剂污染危险的全部元件，该卡盘的寿命等于所包含的调色剂量(标准为400次复印)的寿命。这是激光印刷机和复印机的普通原则。如果此原则应用于本发明，则包括在卡盘中的各元件具有较低造价，即在该卡盘中没有值得推荐的电子和激励器IC(集成电路)部件。这意味着，每个电极必须单独地接到该控制器与印刷器的接口处。此外，当设计成多插针连接器74以用于手动操作时，以减少电极数目到最小限度较好，即指在每个卡盘之内的插针数目到最小限度。
取得比最后的印制点的间距较大的电极间距的一种方法是，应用具有非横向网的一个非线形排列的网眼图形。利用将电极控制在相对于纸页运动的关系进行扫描，则在最后印制中两个相邻点即不会同时被印刷。这样的控制称为点跟踪控制。图13c表示该印刷槽的图解部分带有定名为t1-t8的黑方块的线表示在纸页上一条水平线中的各点10b。两个相邻点，例如t5和t6是在纸以实际纸速移动一个网眼节距所需的时间内印制的。该黑方块10a表示点被印上的实际网眼位置。在该例13c中，印刷槽是8个点宽度，垂直方向电极的数目以8的因数减少。对于每英寸200点A4尺寸的复印机的典型值为每水平线1666个点，当应用图13c所述的电极构形时，电极的总数将减少到217个。
图13a所示卡盘具有8网孔宽(S)的印刷槽73。用一个背面电极65形成的滚轮将纸页3传送过印刷槽73。在纸页和各电极之间的间隙(c)由构成该印刷槽73中各边之一的一个滑动边进行调整，这个构造示于图13b。
如果有一台未装配完好的印刷单元70，最好它能适于在其卡盘内一并装入某种使完整清除设备。图14a-14c所示的解决办法是设有许多同心电极9′，它们整装在该显影器滚筒63上，每个电极9′用一个绝缘部件76支撑，在各电极9′之间形成一个谷。在每一谷底加有一同心的导电层，用来代替标准显影器滚筒的导电特性。刀片79保证在滚筒63上调色剂2的数量，因此必须呈凹槽形。带有清除刀片77，用于在滚筒63旋转时保证电极表面不受污染。为了与每个电极9′进行电流连系，可用滑动电刷或类似物78或用某种内部旋转连接器来实现。该屏蔽装置61和62布置成具有较大距离，所以通常加上一推斥电压，以便保证该单元清洁地运行。
图15表示提高本发明的印制速度的方法，利用将交流电源与该控制电压串联地加到每个电极上，也即加在电极8、9和显影器滚筒63之间，提高了从该滚筒63释放和传送每个调色剂颗粒2到纸页3上的电场门限值。这一偏压的标准值为频率2-5千赫、500-2000伏峰到峰电压值，它也能较好地补偿该交流中间值几百伏。
本发明不限于这里所描述的由金属导体构成的矩阵变换电路的各实施例，这样地实现电极矩阵变换电路是可能的，何如由导体、半导体，或其它电阻性的或导电激励材料、气体、液体构成电极矩阵变换电路结构都属于本发明范围之内。由于一根导体对电场起屏蔽作用，故也可以与其它材料合并组成该电极矩阵变换电路，在屏幕形式中各种材料的导电性是可激励到实现遮住所述电场的目的。因此，一层液晶的中间层被加在各电极层之间，它们的相互间的接触即能被遮断。进一步还可期望获得，将一层整体结合在电极单元12的某处，它可解决平衡电场波动的问题，该波动是由于扫描程序中在各电极上返复的电位改变所造成的。
权利要求
1.一种根据电信号产生一个潜在的电荷分布图形并借助于颜料颗粒将这个图形显影在一个信息载体上的方法，其特征为，信息载体(3；12)被电的结合到具有至少一个屏幕形或晶格形的矩阵变换电路上，最好是一个电极矩阵变换电路(4、5、6；4、61、62)，该阵列由于是按照所期望图形的构形进行控制，故至少部分地打通和关闭通过该矩阵变换电路的通路，利用接到至少一个电压源上得到的电流连接，並藉此通过被打通的通路而呈现一个电场，以用于将颜料颗粒吸到信息载体上。
2.按照权利要求1的方法实施的一个设备，根据电信号产生一个潜在的电荷分布图形和利用颜料颗粒将这个图形显影在一个信息载体上，其特征为，设置至少一个屏幕形或晶格形矩阵变换电路(4、5、6;4、61、62)，最好是一个电极矩阵变换电路，它的屏幕线或晶格线(8、9)是通过一个控制单元(30)电流的连接到至少一个电压源，按照所期望图形的构形至少部分地打开和关闭通到该矩阵变换电路(4、5、6;4、61、62)的通道，並且一个信息载体(3;12)被置放或布置在与该矩阵变换电路进行电结合的位置，因此通过已打通的通道呈现出的电场将颜料颗粒吸到信息载体上。
3.按照权利要求2的设备，其特征为，该电极矩阵变换电路(4、5)在至少两层交选层中包括有多个线性电极，它们形成带有许多方块和交叉点的栅网图形，围绕着每一电极在至少一层中合适地建立起一个电场，它防止电场产生的力(force-generating field)吸引颜料颗粒，並且该矩阵变换电路通道的透过率对作用到该颜料颗粒上的电场是可变的，並且藉助于一个控制单元(30)按照所期望图形的构形进行控制，因此所述的通过“已打通的通路”的电场，如方格和/或包围各交叉点的面积处的电场，即有能力将颜料颗粒传送到位于该电场中的信息载体(3;12)上。
4.按照权利要求2的一台设备，其特征为，该电极矩阵变换电路包括至少两层(4、5)，这两层具有多根线形电极相互电气绝缘並且主要地在每层平面中平行地排列，在层(4)之一中的各线形电极被布置成与另一层(5)的各电极有一个角度，並且每个独立的电极通过一个开关装置(7)有选择地连接到至少两个相互独立的电压电平上，是藉助于一个控制单元(30)发出的控制信号进行选择控制。
5.按照权利要求3的一台设备，其特征为，每个独立电极的电位是用一个比例激励单元进行选择性地控制，用于改变每个通路，诸如每个屏幕点的大小和位置，是按照控制单元(30)发出的信号控制的，该信号相应于所期望图形的构形。
6.按照权利要求2的一台设备，其特征为，一个电极板(6)和该电极矩阵变换电路的各层(5)之一分别地被布置在一侧作为相反的极用于两层或一层(4、5;4)的电位，並且在另一侧作为相反的极用于显影器(1)的电位。
7.按照权利要求2的一台设备，其特征为，该信息载体(312)企图被置于该电极阵列(4、5)和该显影器(1)之间，交替地处于离开该显影器(1)表面的电极矩阵变换电路(4、5)的该侧上，藉此使该颜料颗粒经过该矩阵变换电路而进行排列。
8.按照权利要求2的一台设备，其特征为，显影是安排成利用在含有气氛(67)的一种颜料颗粒中将颜料颗粒(2)聚集到一个信息载体上，所述的气氛最好具有良好的透光性。
9.按照权利要求8的一台设备，其特征为，该电极矩阵变换电路(4、5)被安排成推斥颜料颗粒聚集到该信息载体上，从而将它们返还到周围的气氛(67)中。
10.按照权利要求2的一台设备，其特征为，该矩阵变换电路(4)是单行的並包括至少两个主要地平行的线形电极，该电极彼此电气绝缘並且至少有两个屏蔽装置(61、62)完全地布置成或部分地布置成包围用于颜料颗粒的一个传输器(63)，並且所述的屏蔽装置被布置形成在它们之间有一个槽，在槽中设有电极矩阵变换电路(4)。
11.按照权利要求3的一台设备，在其中的该显影的静电荷分布图形是可固定住的，其特征为，在该电极矩阵变换电路(4、5)中的某些电极上也具有加热元件的功能，或是这种加热元件分别地设置在该矩阵变换电路中。
12.如权利要求2的一台设备，其特征为，该电极矩阵变换电路(4、5)在信息载体的传输方向被限制到较少数行的矩阵变换电路通道;该电极矩阵变换电路(4、5)设置在蔽屏装置(61、62)中的一个槽(5)中，该屏蔽装置使显影器(1、63)屏蔽住至少一个背电极(65);该电极矩阵变换电路的电极(4、5)的供电是按照在该槽(s)前面的信息载体(3)的传输速度的关系控制的;该电极矩阵变换电路的线性线路图形是排列成相互以一个角度相交叉，该角不是直角。
13.按照权利要求2的一台设备，其特征为，该电极矩阵变换电路为一圆柱体(63)，並且这些电极(9′)为同心的环形突出，各突出部之间被各槽隔开，在各槽中设有同心的导电层(75)形成该装置的显影器的一部分。
14.按照权利要求2的一台设备，其特征为，刮刷器(79)和/或清洁装置(77)被设在或可插在圆柱形电极矩阵(63)的各环形电极(9′)之间的各槽中。
15.按照权利要求2的一台设备，其特征为，这些电极(8、9、63)可接到与一控制电流相串联的交流电流。
全文摘要
根据电信号产生潜在的电荷分布图形并利用颜料颗粒显影在信息载体上。信息载体(3)送到与具有至少一个屏幕或晶格形矩阵变换电路中进行电结合，最好用一套电极矩阵变换电路(4、5、6)利用按照所期望图形的构形控制通过该矩阵变换电路的通道打通和关闭，利用接到至少一个电压源上与其进行电流连接，通过该打通的通路而呈现出一个电场，用于将颜料颗粒吸到该信息载体上。本发明也提供出实施该方法的设备。
文档编号G03G15/34GK1036169SQ8810838
公开日1989年10月11日 申请日期1988年12月8日 优先权日1987年12月8日
发明者奥伏·拉森 申请人:奥伏拉森生产公司