Устройство для считывания скрытый электростатических изображений 1

 

274I55

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬ СТВУ

Союз Советскиз

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 06.!.1969 (№ 1294160/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 24Х!.1970. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 1.Х.1970

Кл. 21ат, 32/12

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК Н 04п 1/30

УДК 772.93(088.8) Автор изобретения

А. Е. Медведев

Ленинградский электротехнический институт связи им. проф.

М. А. Бонч-Бруевича

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ СКРЫТЪ1 ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИИ

Изобретение относится к электрофотографии, в основе которой лежат современные достижения в исследованиях фотоэлектрических явлений в полупроводниковых и диэлектрических материалах. Электрофотографический процесс формируется из образования скрытого электростатического изображения на поверхности фотополупроводникового материала, вызванного разрядкой засвеченных участков фотополупроводникового слоя, и проявления этого скрытого изображения частицами порошка, заряд которых противоположен па знаку заряду скрытого изображения.

Электрофотографический способ записи информации в настоящее время применяется в основном в фотокопировальной технике.

Наряду с этим есть ряд областей техники, где нет необходимости получения видимого (проявленного) изображения, а имеется необходимость записи и последующего стчитывания только скрытого электростатического изображения, например в блоках запоминания вычислительных машин, технике переприема фототелеграмм. Так как до настоящего времени нет простого и надежного способа считывания скрытых электростатических изображений, то не эффективно используется такое важное преимущество электрофотографии, как высокая разрешающая способность, которая резко снижается при проявлении (визуализации).

Существует несколько способов считывания скрытых электростатических изображений, на5 пример оптический, электродинамический и электромагнитный.

Спосоо оптического считывания состоит в том, что световой пучок движется вдаль слоя, на котором сформировано скрытое пзображе10 ние. Вблизи поверхности слоя располагается прозрачный проводящий электрод. При нейтрализации световым пучком зарядов, находящихся на поверхности слоя, на прозрачном проводящем электроде освобождается такое

15 же количество электрических зарядов, которое было индуцировано на электроде до засветки. Этот способ не нашел широкого применения, так как предъявляет высокие требования к равномерности переднего фронта све20 тового луча и к прозрачному проводящему электроду. Кроме того, невозможно обеспечить высокую разрешающую способность, так как на считываемый участок действуют поля соседних участков из-за того, что проводящий

25 электрод расположен вблизи слоя со скрытым электростатическим изображением.

Способ электромагнитного считывания заключается в том, что при быстром движении слоя со скрытым электростатическим изобра30 жением возникает электромагнитное поле, которое можно регистрировать антенной, находящейся у поверхности слоя. Так как антенна располагается вблизи слоя. то электромаг нитный способ тоже не обеспечивает считывания с высокой разрешающей способностью, готому что нормально составляющая напряженности электрического поля каждого участка действует на ограниченном расстоянии (5 — б мк). Приблизить же антенну к движущемуся слою на такое расстояние невозможно из-за радиального боя движущихся частей, которые практически составляют десятки микрон. В местах касания антенны со слоем антенна будет разрушать фотополупроводниковый слой.

Считывание скрытых электростатических изображений электромагнитным способом невозможно с неподвижным слоем. Это ограничивает использование в технике электромагнитного способа считывания скрытых электростатических изображений.

Способ электродинамического считывания основан на введении в электростатическое поле скрытого изображения проводяшего колеблюгцегося зонда (проводник или система проводника). О величине потенциала данного считываемого участка скрытого изображения судят по плотности индуцированного па поверхности зонда заряда.

Этот способ считывания имеет все недостатки электромагнитного способа. Кроме того, под действием движущегося зонда происходит движение молекул воздуха около фотополупроводникового слоя со скрытым электростатическим изображением. Это явление способствует утечке заряда со слоя, искажая тем самым считанный сигнал.

Во всех рассмотренных способах считывания скрытых электростатических изображений в качестве считывающего элемента используется проводящий электрод (антенна, прозрачный проводящий электрод, колеблющийся электрод), расположенный вблизи слоя. Это не обеспечивает высокой разрешающей способности и надежности процесса считывания.

Существуют и другие способы считывания скрытых электростатических изображений, например электронный и фотоэлектрический, не используемые в технике из-за сложности процесса считывания и громоздкости оборудования.

Так как нормально составляющая напряженности электростатического поля действует на очень малом расстоянии, то самое надежное считывание может быть тогда, когда считывающий элемент имеет непосредственный контакт с фотополупроводниковым слоем. Но при сохранении постоянного контакта надо обеспечить сохранность слоя, т. е. считывающий элемент, находящийся в контакте со слоем, не должен оставлять царапин, выбоин и т. д. на слое при любых скоростях движения слоя со скрытым электростатическим изображением.

Для обеспечения высокой разрешающей способности и надежности процесса считывания в предлагаемом устройстве приводящий электрод выполнен в виде вращающегося шарика, размещенного в трубочке из изоляционного материала с прижимной пружинкойтокопроводом и закрепленного над фотополупроводниковым слоем, с образованием контакта с последним.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит барабан 1 с фотополупроводпиковым слоем 2; считывающий проводящий элемент 8 (шарик), контактную пло15 щадку 4 из проводящего материала; прижимную пружину 5, которая одновременно служит токопроводом; трубочку б из изоляционного материала; блоки схемы регистрации: входное устройство 7, усилитель 8 и мо20 дулятор 9; пружинный амортизатор 10; направляющую 11.

Вместо контактной площадки 4 и прижимной пружинки 5 в изоляционную трубочку б можно запрессовать проводящую жидкость (эмульсию), которая будет служить одновременно токосъемником и токопроводом.

При вращении барабана 1 с фотополупроводниковым слоем 2, на котором сформировано скрытое электростатическое изображение, 30 считывающий элемент 8 (шарик диаметром, например, в несколько десятков микрон) прижимается к слою контактной площадкой 4 прихкимной пружинки 5 из проводящего материала, которая закреплена в трубочке 6 из

35 изоляционного материала. Под действием пружинки 5 шарик 8 постоянно контактирует со слоем 2 и при вращении последнего начинает тоже вращаться, обеспечивая тем самым сохра пость слоя. Считанный сигнал через ша40 рик 8 и контактную площадку 4 прижимной пружины 5 поступает на входное устройство 7 схемы регистрации.

Далее при необходимости сигнал усиливается усилителем 8 и поступает, например, на

45 модулятор 9. Если шарик диаметром в несколько десятков микрон непосредственно соприкасается со слоем с помощью прижимной пружины, то контакт считывающего электрода со слоем будет чуть больше точки (теоре50 тически контакт шарика со слоем будет определяться точкой). Это обеспечивает высокую разрешающую способность при считывании, которая будет определяться площадью переднего фронта шарика, так как задний фронт

55 ни с чем не взаимодействует, поскольку заряды в процессе считывания нейтрализовались.

Поэтому практически разрешающая способность определяется частью сферической поверхности, площадь которой в несколько раз

60 меньше площади поверхности полусферы шарика.

Как известно, электрически заряженный электрофотографический слой можно представить эквивалентной схемой в виде парал65 лсльцого соединения емкости и сопротивления, 274155

Предмет изобретения

Составитель Ю. Гаврилов

Редактор Т. Иванова

Корректор С. М. Сигал

Заказ 2573(3 Тира>к 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий нри Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Из анализа оптического, электродинамического и электромагнитного способов считывания ясно, что в процессе считывания важную роль играет добавочная емкость воздушного промежутка.

Эта добавочная емкость изменяется из-за радиального боя барабана от минимальной величины до максимальной. Изменение величин емкости вносит паразитную модуляцию на считываемый сигнал, что снижает отношение полезного сигнала к сигналу шума.

При считывании предлагаемым способом добавочная емкость исключается, так как считывающий электрод находится в контакте со слоем. Изменение емкости самого слоя из-за шероховатости поверхности практически не сказывается на качестве считывания, потому что шероховатость можно свести до минимальной величины путем хорошей обработки металлической подложки, на которую наносится слой.

В предлагаемом способе считывания скрыTIIx изображений радиальный бой механических частей не разрушает слоя, так как бой можно скомпенсировать, например. пружинным амортизатором, а вращающийся шарик предохраняет слой от выбоин и царапин.

Устройство для считывания скрытых электростатических изображений, содержащее барабан с фотополупроводниковым слоем, проводящий электрод и блок регистрации, от,ш15 чаюи ееся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, проводящий электрод выполнен в виде вращающегося шарика, размещенного в трубочке из изоляционного материала с прижимной пружинкой-токопроводом

20 и закрепленного над фотополупроводниковым слоем, с образованием контакта с последним.