УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ СКРЫТЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ 1 Советский патент 1970 года по МПК H04N1/29 

Изобретеиие относится к электрофотографии, в основе которой лежат современные достижения в исследованиях фотоэлектрических явлеиий 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 по знаку заряду скрытого изображения. Электрофотографический способ записи информации в настояи ее 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, например оптический, электродинамический и электромагнитный. Способ оптического считывания состоит в том, что световой пучок движется вдоль слоя, на котором сформировано скрытое изображение. Вблизи поверхности слоя располагается прозрачный проводящий электрод. При нейтрализации световым пучком зарядов, находящихся па поверхности слоя, на прозрачном проводящем электроде освобождается такое же количество электрических зарядов, которое было индуцировано на электроде до засветки. Этот способ не нашел щирокого применения, так как предъявляет высокие требования к равномерности переднего фронта светового 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 электрод распололчсн вблизи слоя со скрытым электростатическим изображением. Способ электромагнитного считывания заключается в том, что при быстром движении слоя со скрытым электростатическим изображением возникает электромагнитное поле, которос можно регистрировать антенной, находящейся у поверхности слоя. Так как антенна раснолагается вблизи слоя, то электромагнитный способ тоже не обеспечивает считывания с высокой разрешающей способностью, потому что нормально составляющая напряженности электрического поля каждого участка действует на ограниченном расстоянии (5-6 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 неподвил ным слоем. Это ограничивает использование в технике электромагнитного способа считывания скрытых электростатических изобран ений.

Способ электродинамического считывания основан на введении в электростатическое поле скрытого изображения проводящего колеблющегося зонда {проводник или система проводника). О зеличине потенциала данного считываемого участка скрытого изображения судят по нлотности индуцированного на поверхности зонда заряда.

Этот способ считывания имеет все недостатки электромагнитного способа. Кроме того, под действием движущегося зонда происходит движепие 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 изобрал :епий 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 считывапия.

Существуют и другие способы считывания скрытых электростатических изобрал.ений, папример электронный и фотоэлектрический, не используемые в технике из-за слол ности процесса считывания и громоздкости оборудования.

Так как нормально составляющая напряженности электростатического поля действует на очень малом расстоянии, то самое надельное считывание молсет 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 двил :ения слоя со скрытым электростатическим изобра кением.

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

На чертел е дана схема предлагаемого устройства.

Устройство содерл ит барабан 1 с фотополупроводпиковым слоем 2; считывающий проводящий элемент 3 (шарик), контактдую площадку 4 из проводящего материала; прилсимную 5, которая одновременно токопроводом; трубочку 6 из изоляционного материала; блоки схемы регистрации: входное устройство 7, усилитель 8 и модулятор 9; прул инный амортизатор 10; направляющую Л.

Вместо контактной площадки 4 и прижимной 5 в изоляционную трубочку 6 запрессовать проводящую л идкость

(эмульсию), которая будет слулсить одновременно токосъемником и токопроводом.

При вращении барабана 1 с фотополупроводниковым слоем 2, на котором сформировано скрытое электростатическое изобрал ение,

считывающий элемент 3 (шарик диаметром, например, в несколько десятков микрон) прил имается к слою контактной площадкой 4 прильимной прульинки 5 из проводящего материала, которая закреплена в трубочке 6 из

изоляционного материала. Под действием прулсинки 5 шарик 3 постоянно контактирует со слоем 2 и при вращении последнего начинает толье вращаться, обеспечивая тем самым сохранность слоя. Считанный сигнал через шарик 3 и контактную площадку 4 прилсимной 5 поступает на входное устройство 7 схемы регистрации.

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

модулятор 9. Если шарнк диаметром в несколько десятков микрон непосредственно соприкасается со слоем с помощью прильимной прульины, то контакт считывающего электрода со слоем будет чуть больше точки (теоретически контакт шарика со слоем будет определяться точкой). Это обеспечивает, высокую разрещающую способность при считывании, которая будет определяться площадью переднего фронта шарика, так как задний фронт

ни с чем не взаимодействует, поскольку заряды в процессе считывания нейтрализовались. Поэтому практически разрешающая способность определяется частью сферической поверхности, площадь которой в несколько раз

меньше поверхности полусферы шарика.

Как известно, электрически заряженный электрофотографический слой можно представить эквивалентной схемой в виде паралИз 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 считываюш,ий 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 скрытых изображений радиальный бой механических частей не разрушает слоя, так как бой можно скомпенсировать, например, пружипным амортизатором, а вращаюшийся шарик предохраняет слой от выбоин и царапин.

Предмет изобретения

Устройство для считывания скрытых электростатических изобрал ;ений, содерл ашее барабан с фотополупроводниковым слоем, проводяший электрод и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, проводящий электрод выполнен в виде вращающегося шарика, размещенного в трубочке из изоляционного материала с прижимной пружинкой-токопроводом и закрепленного над фотополупроводниковым слоем, с образованием контакта с последним.

,б

f

+++( + + 4- V 4- -t- 4 ч- +

-2