Brevet FR2002479A1 — publié le 19691017

, 2t07479 « i 1 Vf La présente invention concerne un circuit de commande utilisé pour former une image électrostatique latente dans un dispositif d'impression électrostatique. On peut former une image électrostatique latente 5 sur un milieu d'enregistrement, en utilisant un procédé d'impression électrostatique consistant à maintenir un milieu d'enregistrement, constitué d'une mince couche d'un matériau très isolant, entre deux électrodes opposées l'une à l'autre, à appliquer une différence de potentiel entre ces deux électrodes"et à former 10 ainsi une image par la charge électrostatique sur le milieu d'enregistrement. La figure 1 représente, sous la forme d'une courbe, la relation entre la tension V appliquée au milieu d'enregistrement et la densité de charge DC de l'image électrostatique, c'est-à-dire que la densité de charge augmente proportionnellement avec 15 la tension appliquée lorsque celle-ci est supérieure à une certaine tension critique et qu'aucune image par charge électrostatique ne peut être formée lorsque la tension appliquée est inférieure à la tension critique VL» On peut dire qu'en général, dans la formation des images, une décharge à effet de couronne 20 a une grande influence stimulante dans l'étape initiale de la formation de l'image. Pour cette raison, on sait que si l'image est formée dans une atmosphère qui permet facilement la production d'un effet de couronne, la tension de formation de l'image est abaissée. D'autre part, la tension de production de l'effet de 25 couronne est supérieure à sa tension de maintien dans la zone où il est produit et, en utilisant cette propriété, on a conçu un autre dispositif pour former des images, dans lequel on n'applique la h«ute tension qu'au moment de la production de l'effet de couronne. Lorsqu'on utilise les caractéristiques de l'impression 30 électrostatique décrites précédemment, le dispositif utilisé pour former des images par charge électrostatique comprend un papier d'enregistrement revêtu d'un film ou d'une mince couche d'un matériau très isolant, inséré entre deux électrodes, dont l'une constitue une électrode de formation, c'est-à-dire une électrode 35 correspondant au caractère d'écriture ou électrode à matrice de pointes qui détermine la forme de l'image électrostatique sous l'effet d'un signal, et dont l'autre constitue une contre-électrode. On applique des tensions de polarités opposées à ces deux électrodes en les distribuant de sorte que la tension totale 43 puisse dépasser la tension critique Vl et former l'image. 6, 0*411 • 2 2002479 La figure 2 illustre un dispositif connu d'impression électrostatique. Un milieu d'enregistrement 10 se déplace perpendiculairement au plan de la figure, et une électrode 11 de formation des caractères est constituée par un certain nombre de 5 colonnes faisant partie des groupes d'électrodes à matrice de pointes, 111, 112, 113 . . Un autre dispositif classique effectue l'impression 35 électrostatique en utilisant le fait que la tension initiale, qui produit la décharge par effet de couronne, est supérieure à la tension nécessaire pour maintenir cet effet dans la zone où il s'est produit. On va maintenant décrire ce dispositif en se référant à la figure 3. On a désigné par 20 le milieu d'enregistrement 40 et par 21 l'électrode de formation des caractères qui comprend des rr) Q££n 2002479 groupes d'électrodes à matrice de pointes, 211, 212, 213 ... Dans l'électrode à matrice de pointes, qui est illustrée en figure 4, les pointes d'excitation 24 sont disposées au voisinage des électrodes à pointes 23. La figure 5a est une coupe longitudinale 5 de l'électrode à matrice de pointes illustrée en figure 4. Si l'on applique une tension + V (figure 5b) à l'électrode à pointes 23 pour déterminer la forme de l'image par charge électrostatique et si, par l'intermédiaire d'un circuit de commande 26, on applique simultanément une tension de polarité inverse - V (figure 5b) 10 à l'électrode d'excitation 24 se trouvant à l'emplacement correspondant à la position de la colonne, la haute tension nécessaire au déclenchement de l'effet de couronne est ainsi appliquée aux ensembles d'électrodes à matrice de pointes, 211, 212, 213 ... faisant partie de l'électrode de formation des caractères qui a 15 été soumise à ces deux tensions et, par conséquent, la production d'un effet de couronne est accélérée ; après quoi, le champ électrique de l'effet de couronne est maintenu par la tension appliquée sur l'électrode à pointes et l'image électrostatique est formée. 2D Par conséquent, dans ce cas, il n'est pas nécessaire de placer un certain nombre de contre-électrodes indépendantes les unes des autres en face des colonnes, mais il faut seulement placer une seule contre-électrode 25 en face de toutes les colonnes. L'image peut également être formée en mettant cette contre-25 électrode 25 à la masse ou en lui appliquant une tension de polarisation constante. Ce dispositif est appelé dispositif à commande par la face antérieure, du fait que l'on peut désigner comme emplacement de la formation de l'image, le côté du dispositif comportant l'électrode de formation. Dans ce dispositif, la consti-30 tution des matrices de pointes est complexe, et le contrôle de la valeur de la tension appliquée aux électrodes d'excitation ainsi que de sa durée d'application doivent être effectués dans des conditions extrêmement précises. La présente invention concerne un dispositif de com-35 mande de la formation d'une image par charge électrostatique a matrices de pointes, qui est du type à commande unique par la face antérieure, mais qui est différent des dispositifs de commande décrits précédemment, dans lequel la structure de l'électrode de formation est simple et dans lequel il n'est pas nécessaire 40 d'indiquer l'emplacement de la colonne destinée à effectuer 69 04411 . 4 2002479 l'impression avec la contre-électrode. La présente invention vise plus particulièrement un dispositif d'impression électrostatique comprend n groupe de p d'électrodes à pointes destinées à effectuer l'impression de n 5 colonnes dans une ligne, chaque colonne comportant m électrodes à pointes, une contre-électrode susceptible d'être mise sous tension et montée en face des électrodes à pointes, m circuits de commande de pointes destinés à exciter simultanément les électrodes à pointes qui sont situées dans des emplacements corres-30 pondants dans les différents groupes d'électrodes à pointes des colonnes, n circuits de commande de colonnes destinés a produire des signaux présentant la polarité inverse de celle des circuit? de commande de pointes et à commander les électrodes à pointes colonne par colonne, et des circuits à diodes destinés à fixer 15 la tension des électrodes à pointes de sorte que la différence de potentiel existant entre ces dernières et la contre-électrod» puisse devenir inférieure à une tension critique au-dessous de laquelle l'image de la charge électrostatique ne peut se former : - Le circuit conforme à l'invention est caractérisé par le fait 20 que les électrodes a pointes sont excitées sélectivement par des signaux fournis par un seul des circuits de commande de pointes ou des circuits de commande de colonnes, ces signaux ayant une polarité qui n'est pas fixée par les circuits à diodes, et 1'impression étant effectuée sur un papier d'enregistrement inséré 25 entre les électrodes à pointes et la contre-électrode. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante, et en se référant au dessin annexé dont les figures 1 à 5 concernent des dispositifs classiques d'impression électrostatique et les figures 6 à 9 concernent un dispositif 30 d'impression électrostatique réalisé suivant l'invention, et dans lequel : La figure 1 est une courbe représentative de la densité de charge de l'image électrostatique formée, en fonction de la tension appliquée. 35 La figure 2 représente un dispositif à commande par la face arrière. La figure 3 représente un dispositif à commande par la face avant et comportant des électrodes d'excitation. La figure 4 est une vue en bout d'une électrode 40 à matrice de pointes. 6^ 04411 2002479 La figure 5 a est une coupe longitudinale de l'électrode de la figure 4. La figure 5b représente les formes d'onde des tensions appliquées à l'électrode de la figure 4. 5 La figure 6 est une représentation schématique d'une forme de réalisation du dispositif d'impression électrostatique suivant l'invention. La figure 7 représente les circuits de commande du dispositif de la figure 6. 10 La figure 8 représente la forme d'onde de la tension destinée à former l'image dans le circuit de commande de la figure 7. La figure 9 représente la forme d'onde de la tension destinée à contrôler l'emplacement de la colonne dans le circuit 15 de la figure 7. On va maintenant décrire la présente invention plus en détail, en se référant aux figures 6 à 9. Dans la figure 6, on désigne par 30 un milieu d'enregistrement constitué d'un film d'un matériau très isolant, ou d'un papier revêtu d'une mince 20 couche d'un matériau très isolant, par 31 une électrode de formation et par 32 une contre-électrode. L'électrode de formation 31 comprend n groupes d'électrodes à matrice de pointes, 311, 312, 313 ... destinées à effectuer l'impression de n colonnes dans une ligne, chaque groupe d'électrodes à matrice de pointes comprenant 25 m électrodes à pointes a, b, ç, d et e. La contre-électrode 32 est prévue pour permettre d'établir une différence de potentiel entre elle et les électrodes à pointes, et on applique une tension constante à cette contre-électrode (par exemple en la mettant à la masse). 30 La figure 7 représente un schéma de câblage des électrodes à matrice de pointes. Suivant la figure 7, les électrodes à pointes qui sont situées à des emplacements équivalents parmi les électrodes à pointes a, b, c, d et e, constituant les groupes d'électrodes à matrice de pointes 311, 312, 313 ..., sont 35 reliées à un fil commun et sont commandées par m circuits de commande de pointes 34 par l'intermédiaire de résistances Rg. D'autre part, chaque groupe d'électrodes a matrice de pointes 311, 312, 313 ... est relié dans sa totalité à un fil commun, ces groupes étant commandés séparément par n circuits de commande de 40 colonnes 33 par l'intermédiaire de résistances • Chaque élec- 6 2002479 69 044'. ! trode à pointes est mise à la masse par l'intermédiaire d'une diode D dont l'anode est à la masse. La figure 8 représente la forme d'onde d'une tension + qui est appliquée par un circuit de commande de pointes 34, 5 et la figure 9 représente la forme d'onde d'une tension - Vg qui est appliquée par un circuit de commande de colonnes 33. D'après la figure 7, on peut obtenir la formation d'une image pour la seule électrode a d'un groupe d'électrodes à matrice de pointes 312, en apoliquant seulement un signal 10 d'excitation au circuit 341 faisant partie des circuits de commande de pointes 34 et en n'appliquant pas de signal d'excitation au circuit 332 faisant partie des circuits de commande de colonnes 33. Dans ce cas, la tension appliquée à l'électrode à pointes a, du groupe 312 d'électrodes à matrice de pointes devient 15 ^ . Rn. Les valeurs de R. et Rn (figure 7) et de V. (fi- RA + RB B A B A gure 8) doivent être déterminées de façon que cette tension puisse devenir supérieure à la tension critique du papier d'enregistrement de la figure 1. 20 Oh va maintenant indiquer les tensions qui peuvent être appliquées aux électrodes et qui ne réalisent pas la formation de l'image. En ce qui concerne les électrodes à pointes b à e qui font partie des groupes d'électrodes à matrice de pointes 311 et 313, on n'applique pas de signal d'excitation au circuit 25 342 faisant partie des circuits de commande de pointes 34, et on applique des signaux aux circuits 331 et 333 faisant partie des circuits de commande de colonnes 33. Pour cette raison, la ten- \ "* * B sion appliquée aux électrodes à pointes devient RA + RB Ra, c'est-à-dire une tension négative, mais celle-ci est en 30 réalité fixée à environ O volt par les diodes D insérées dans les circuits des électrodes. Cette valeur est inférieure à la tension critique du papier d'enregistrement de la figure 1 et, par conséquent, la formation d'une image ne peut être effectuée par les électrodes à pointes b à e des groupes 311 et 313 d'é-35 lectrodes a matrice de pointes. D'autre part, lès électrodes à pointes a_ des groupes 311 et 313 d'électrodes à matrice de , pointes reçoivent un signal d'excitation provenant du circuit 341 faisant partie des circuits de commande de pointes 34 et des signaux d'excitation provenant des circuits 331 et 333 faisant 0»4,i 2002479 partie des circuits de commande de colonnes 33 et, par conséquent, Va la tension appliquée à ces électrodes devient V. - D A Ra + rb— " Si les valeurs et Vg sont déterminées de façon que cette ten-5 sion appliquée puisse devenir inférieure à la tension critique du papier d'enregistrement de la figure 1, aucune formation d'image ne peut être effectuée. De plus, en ce qui concerne les électrodes b à e du groupe 312 d'électrodes à matrice de pointes, ni les circuits de commande de pointes 34 ni les circuits de 10 commande de colonnes 33 ne sont excités et, par conséquent, la tension appliquée à ces électrodes est de 0 volt. Si l'on choisit pour V^, Vg, B.^, Rg et les valeurs 25 Ra = Rb = 10 ké * VA = - VB = i 000 V VL = 300 V, 15 par exemple, la valeur de la tension appliquée à l'électrode à pointes a du groupe 312 d'électrodes à matrice de pointes, qui réalise la formation d'une image d'après le schéma de la figure 7 précédemment décrit,peut s'exprimer par : VA . R„ « 1 000 10 . 103 = 500 Volts. 20 RA + RB 10 . IO3+io . IO3 Du fait que cette valeur est supérieure à la tension critique = 300 volts, du papier d'enregistrement, la formation d'une image est réalisée* La valeur de la tension appliquée aux électrodes à pointes b à é des groupes 311 et 313 d'électrodes à matrice de pointes qui ne réalisent pas la formation d'une image, devient - VB . R. = - 1 000 . 10 . 103= -500 volts. R* Rr 3 3 3Q 10 . 10e* + 10 . 10* Cette tension est fixée à environ 0 volt par les diodes D. Du fait que cette valeur est inférieure a la tension critique VL = 300 volts, du papier d'enregistrement, la formation d'une image n'est pas effectuée. Les valeurs des tensions appliquées aux 35 électrodes a pointe a des groupes 311 et 313 d'électrodes à matrice de pointes, deviennent vfl - "A + "B . ra = 1 000 - 1000 H- 1000 _ 10.103- Ovolt. RA + RB 10 . 103 + 10 .103 40 Du fait que cette valeur est inférieure à la tension critique 69 044 il s 2002479 = 300 volts, du papier d'enregistrement, la formation d'une image n'est pas effectuée. On va maintenant décrire un autre mode de réalisation de l'opération consistant à former une image, en utilisant seule 5 ment l'électrode à pointes a du groupe 312 d'électrodes à matric; de pointes du dispositif suivant la présente invention qui est illustré en figure 7. On obtient les mêmes résultats que ceux décrits précédemment et l'on exécute une excellente impression électrostatique en n'excitant pas le circuit 341 faisant partie 10 des circuits de commande de pointes 34 et en excitant tous les autres circuits de commande de pointes, en excitant seulement le circuit 332 faisant partie des circuits de commande de colonnes 33 et en n'excitant pas tous ses autres circuits. Dans ce cas, il est nécessaire que les diodes des 15 circuits de fixation soient montées avec leur anode mise à la masse, comme l'illustre la figure 7, et l'on forme une image négative de charge électrostatique sur le milieu d'enregistrement{ c'est-à-dire que les polarités des tensions des signaux illustrées en figures 8 et 9 sont inversées. 20 On peut réaliser facilement le dispositif suivant l'invention du fait que la structure d'une pointe d'électrode est celle d'une pointe unique. Egalement, suivant la présente invention, on peut réduire le nombre des circuits de commande destinés à la formation de l'image du caractère d'écriture du 25 fait que ces circuits de commande sont constitués par le nombre d*éléments~-'nécersscrires~à-"lci—formartion-de lM-mage du caractère pour une colonne et par le nombre d'éléments correspondant au nombre des colonnes de façon à exciter en commun les pointes des électrodes des colonnes. De plus, suivant la présente inven-— 30 tion, il n'est pas nécessaire de mettre en oeuvre plusieurs conistï-électrodes séparées les unes des autres et faisant face aux emplacements des colonnes et, par conséquent, les pointes des électrodes peuvent être constituées sous forme d'éléments accouplés dans une ligne, on peut tracer des images continues et on peut 35 former effectivement des graphiques sans relation avec les emplacements des colonnes. 69 04411 9 2002A79 -REVENDICATIONS- Dispositif d'impression électrostatique comprenant m groupes de n électrodes à pointes destinées à effectuer l'impression de n colonnes dans une ligne, chaque colonne comportant m 5 électrodes à pointes, une contre-électrode susceptible d'être mise sous tension et montée en face des électrodes à pointes, m circuits de commande de pointes destinés à exciter simultanément V les électrodes à pointes qui sont situées dans des emplacements équivalents parmi les électrodes à pointes des colonnes, n cir-10 cuits de commande de colonnes destinés à produire des signaux présentant la polarité inverse de celle des circuits de commande de pointes et à commander les électrodes à pointes, colonne par colonne, et des circuits à diodes destinés à fixer la tension des électrodes à pointes de sorte que la différence de potentiel 15 existant entre ces dernières et la contre-électrode puisse devenir inférieure à une tension critique, au-dessous de laquelle l'image de la charge électrostatique ne peut se former, caractérisé par le fait que les électrodes à pointes sont excitées sélectivement par des signaux fournis par un seul des circuits de commande de 20 pointes ou des circuits de commande de colonnes, ces signaux ayant une polarité qui n'est pas fixée par les circuits à diodes, et l'impression étant effectuée sur un papier d'enregistrement inséré entre les électrodes a pointes et la contre-électrode.