DE3007439A1

DE3007439A1 - Line scanner for document - has photoconductive film and common signal electrode with gas chamber coupling discharge chambers to photoconductive film

Info

Publication number: DE3007439A1
Application number: DE19803007439
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Phys. Dr. 6000 Frankfurt Fischer; Heinz Dipl.-Phys. 8500 Nürnberg Kleeberg
Original assignee: TA Triumph Adler GmbH
Current assignee: TA Triumph Adler GmbH
Priority date: 1980-02-28
Filing date: 1980-02-28
Publication date: 1981-09-03
Also published as: JPH0229269B2; DE3007439C2; JPS56158572A

Abstract

The document line scanner consists of a number of individual elements, each with a discharge chamber. One chamber side is formed by a carrier layer with an electrode, while the opposite side is formed by a photo-conductive film with a signal electrode and a transparent plate. The signal electrode is common for all individual elements. The individual discharge chambers are connected to the surface of the photoconductive film via at least one additional gas chamber. The electrodes of each element of a line can be energised in a three-phase mode for charging the photoconductive film, using a shift register principle. The photoconductive film is provided with an insulating film, carrying an electrode on the surface facing the discharge chamber. The gas chamber is formed by at least one aperture in the insulating film or this electrode.

Description

Anordnung zum zeilenweisen Abtasten Arrangement for line-by-line scanning

einer Bildvorlage Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum zeilenweisen Abtasten einer Bild vorlage bestehend aus einer Vielzahl von Einzelelementen mit jeweils einem Entladungsraum, der auf einer Seite von einer mit einer Elektrode versehenen Trägerschicht, auf der gegenüberliegenden Seite von einer Photoleiterschicht mit einer Signalelektrode und einer durchsichtigen Platte begrenzt ist. an image template The invention relates to an arrangement for line-by-line Scanning an image template consisting of a large number of individual elements with each with a discharge space on one side of one with an electrode provided carrier layer, on the opposite side of a photoconductor layer is limited with a signal electrode and a transparent plate.

Sie betrifft ferner ein Verfahren zu Herstellung eines bestimmten Teils der erfindungsgemäßen Anordnung.It also relates to a method for producing a specific Part of the arrangement according to the invention.

Verfahren zum punktweisen elektronischen Abtasten einer Bildvorlage unter Verwendung linearer Bild-CCDs bestehend aus einer Schieberegisteranordnung mit 1728 Einzelsensoren sind bekannt.Method for electronically scanning an original image point by point using linear image CCDs consisting of a Shift register arrangement with 1728 individual sensors are known.

Bei der Abtastung einer DIN A 4 Seite von 210 mm Breite ergibt sich damit eine Auflösung von ca. 8 Punkten/mm. Die Länge des CCDs beträgt ca. 25 mm, so daß zur Abtastung einer DIN A 4 Vorlage eine optische Verkleinerung erforderlich ist. Diese Verkleinerung beansprucht aber relativ viel Raum, so daß ein wesentlicher Vorteil des CCDs, seine kleinen geometrischen Dimensionen, nicht zum Tragen kommt.When scanning a DIN A4 page with a width of 210 mm, the result is thus a resolution of approx. 8 points / mm. The length of the CCD is approx. 25 mm, so that an optical reduction is required to scan a DIN A4 original is. This reduction takes up a relatively large amount of space, so that an essential The advantage of the CCD, its small geometric dimensions, does not come into play.

Zur zeilenweisen Wiedergabe eines in Einzelpunkte aufgelösten Bildes sind mechanische, optische, elektrische und thermische Verfahren bekannt. All diese Methoden sind aber in der Herstellung und im Aufbau sehr verschieden von den für die Bildaufnahme verwendeten CCDs, so daß für Aufnahme und Wiedergabe völlig verschiedenartige Technologien notwendig sind.For line-by-line reproduction of an image broken down into individual points mechanical, optical, electrical and thermal processes are known. All these However, methods are very different from those for the image recording used CCDs, so that completely different types of recording and playback Technologies are necessary.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, bei der für Bildaufnahme und Wiedergabe kompatible Technologien verwendet werden und die zudem ohne optische Abbildung eine direkte 1:1-Abtastung mit einer Auflösung von mehr als 10 Punkte/mm ermöglicht.The invention is therefore based on the object of providing an arrangement using compatible technologies for image capture and playback and which also do a direct 1: 1 scanning with a Resolution of more than 10 points / mm is possible.

Es hat sich gezeigt, daß sich diese Aufgabe mit einer Anordnung der eingangs genannten Art lösen läßt, bei der die Signalelektrode allen Einzelelementen gemeinsam ist und die einzelnen Entladungsräume mit der Oberfläche der Photoleiterschicht über mindestens einen Gasraum in Verbindung stehen sowie die Elektroden jedes Einzelelements einer Zeile zur Aufladung der Photoleiterschicht nach dem Schieberegisterprinzip dreiphasig ansteuerbar sind. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 erläutert.It has been shown that this task with an arrangement of Can solve initially mentioned type, in which the signal electrode all individual elements is common and the individual Discharge spaces with the surface are connected to the photoconductor layer via at least one gas space and the electrodes of each individual element of a row for charging the photoconductor layer are controllable in three phases according to the shift register principle. Advantageous further training the arrangement according to the invention are explained in claims 2 to 9.

Die Ansprüche 10 bis 13 beziehen sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bestandteils dieser Anordnung.Claims 10 to 13 relate to a method of production part of this arrangement.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abtastung und Wiedergabe einer Bildvorlage besteht im Prinzip aus zwei Einheiten, und zwar 1. aus einer punktreihenförmigen Anordnung lichtempfindlicher Elemente, mit deren Hilfe eine Bildvorlage zeilenweise abgetastet werden kann, wobei die von der Vorlage kommenden Zwischensignale in analoge elektrische Signale umgewandelt werden; 2. aus einer punktreihenförmigen Anordnung von Metallspitzen bzw. -drähten, welche parallel zu den o.g. Sensorelementen angesteuert werden und durch die verstärkten Signale dieser Elemente analoge Ladungsmengen mittels Gasentladungen z.B.The inventive device for scanning and reproducing a The original image consists in principle of two units, namely 1. a dotted line Arrangement of light-sensitive elements, with the help of which an image template is created line by line can be scanned, the intermediate signals coming from the original in analog electrical signals are converted; 2. from an arrangement in the form of a row of dots of metal tips or wires, which are controlled in parallel to the above-mentioned sensor elements and by means of the amplified signals of these elements, analog amounts of charge by means of Gas discharges e.g.

auf eine dielektrische Schicht übertragen. Dabei entsteht ein Ladungsbild, das mit Hilfe bekannter elektrographischer Verfahren entwickelt werden kann und eine Kopie der von den Sensorelementen abgetasteten Bildvorlage darstellt. transferred to a dielectric layer. This creates a charge image, which can be developed using known electrographic processes and represents a copy of the original image scanned by the sensor elements.

Die Erfindung wird durch die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen in schematischer Vereinfachung Fig. 1 die prinzipielle Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Sensorarrays; Fig. 2 den Aufbau eines Einzelelements; Fig. 3 im Falle eines Sensorarrays den in Fig. 2 gezeigten Aufbau in auseinandergezogener Darstellung; Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform für die Abtastvorrichtung; Fig. 5 die Überlappung der Trägerplatten der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung; Fig. 6 die Funktionsweise des Wiedergabearrays Fig. 7 ein Einzelelement des Wiedergabearrays; Fig. 8 a und b das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung der Lichtleiter bzw. der Metallstifte und Fig. 9 eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abtastanordnung in Kombination mit der Wiedergabevorrichtung.The invention is explained in more detail by the accompanying drawings: In a schematic simplification, FIG. 1 shows the basic mode of operation a sensor array according to the invention; 2 shows the structure of an individual element; Fig. 3 in the case of a sensor array, the structure shown in FIG. 2 in an exploded view Depiction; 4 shows a preferred embodiment for the scanning device; Fig. 5 shows the overlap of the carrier plates of the device shown in FIG. 4; Fig. 6 how the playback array works 7 shows an individual element the display array; 8 a and b show the method according to the invention for implementation the light guide or the metal pins and FIG. 9 shows a particularly advantageous embodiment the scanning arrangement according to the invention in combination with the playback device.

Das in Fig. 1 dargestellte Array besteht aus n-Einzelsensoren.The array shown in FIG. 1 consists of n individual sensors.

Jeder dieser Einzelsensoren ist aus einem Photoempfänger E (Photoleiter zwischen zwei Elektroden), einem Kondensator C und einem Schalter S aufgebaut. Die oberen Elektroden von E sind transparent und parallel geschaltet. Sie liegen über den Vorwiderstand R v an einer Gleichspannung U.Each of these individual sensors consists of a photoreceiver E (photoconductor between two electrodes), a capacitor C and a switch S. the upper electrodes of E are transparent and connected in parallel. They lie over the series resistor R v at a DC voltage U.

Durch kurzzeitiges Schließen von S wird die Kapazität des Photoempfängers E auf die Spannung U aufgeladen. Der Kondensator C wird entladen. Danach wird S wieder geöffnet. Nun fließt durch E ein zur einfallenden Lichtmenge proportionaler Photostrom, wodurch C geladen wird. Dadurch nimmt die an E liegende Spannung ab. Nach einer vorgegebenen Zeit wird S wieder kurz- zeitig geschlossen, womit C entladen und die Kapazität von E wieder auf die Spannung U aufgeladen wird. Die dabei durch den Vorwiderstand R v fließende Ladung ist proportional zum Integral über die während des Zeitintervalls eingefallene Lichtmenge (Vidikonprinzip).Briefly closing S increases the capacity of the photoreceiver E charged to the voltage U. The capacitor C is discharged. After that, S opened again. Now a flows through E which is proportional to the amount of incident light Photocurrent, which charges C. As a result, the voltage applied to E decreases. After a specified time, S is briefly closed early, with which C is discharged and the capacitance of E is recharged to the voltage U. The charge flowing through the series resistor R v is proportional to the integral on the amount of light incident during the time interval (vidicon principle).

Die Besonderheit der Anordnung ist die Funktionsweise der Schalter S. Sie haben einerseits die Aufgabe, die Kapazitäten C zu entladen, andererseits dürfen sie zur Realisierung der in Fig. 1 angedeuteten 3-Phasenansteuerung über die zugehörigen Steuerleitungen Phl-Ph3 nur dann eingeschaltet werden können, wenn kurz vorher ein direkt benachbarter Schalter eingeschaltet war. Dann werden mit Hilfe des angegebenen Impulsprogramms die Schalter So - Sn nacheinander kurzzeitig geschlossen.The peculiarity of the arrangement is the functionality of the switches S. On the one hand you have the task of discharging the capacities C, on the other hand they are allowed to use the 3-phase control indicated in FIG. 1 the associated control lines Phl-Ph3 can only be switched on if a directly adjacent switch was switched on shortly before. Then be with Using the specified pulse program, briefly press the switches So - Sn one after the other closed.

Nachdem der letzte Schalter Sn geschlossen worden ist, beginnt durch erneutes Schließen des Hilfsschalters SO ein neuer Zyklus.After the last switch Sn has been closed, begins through renewed closing of the auxiliary switch SO a new cycle.

Dadurch werden die Kapazitäten der Bildsensoren E1 En nacheinander auf die Spannung U nachgeladen, so daß am Ausgang eine Signalfolge erscheint, deren Einzelsignale den während eines Zyklus auf die Einzelsensoren eingefallenen Lichtmengen proportional sind. Auf diese Weise läßt sich eine Bildvorlage zeilenweise abtasten, wobei die Information einer Bildzeile in n Einzelpunkte zerlegt wird. Der Zeilenvorschub erfolgt z.B. durch mechanischen Transport der Bildvorlage.This increases the capacities of the image sensors E1 En one after the other reloaded to the voltage U, so that a signal sequence appears at the output, whose Individual signals the amount of light incident on the individual sensors during a cycle are proportional. In this way, an original image can be scanned line by line, whereby the information of an image line is broken down into n individual points. The line feed takes place e.g. by mechanical transport of the original image.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines Einzelsensors gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung. Auf einer transparenten Platte 1 befinden sich die allen Sensoren gemeinsame transparente Signalelektrode 2 und die Photoleiterschicht 3. Darauf folgt eine floatende Elektrode 4, die im Prinzipschaltbild gleichzeitig die untere Kondensatorplatte von E, die rechte Kondensatorplatte von C und den rechten Anschluß des Schalters S darstellt. Darauf folgt eine Isolatorschicht 5, z.B. aus Si02, und die allen Sensoren gemeinsame Elektrode 6, die an Erdpotential liegt und mit der floatenden Elektrode 4 die Kapazität C bildet. Die Isolatorschicht 5 und die Elektrode 6 werden am Zentrum der Elektrode 4 bis zu dieser hin durchgeätzt, wodurch der Gasraum 7 entsteht, der im leitenden Zustand die Funktion des Schalters S übernimmt. Die Steuerung der Leitfähigkeit geschieht über eine Gasentladung, die im Gasraum 8 erzeugt wird. Diese Gasentladung wird gesteuert über die Elektrode 9, die mit einer der drei Phasenleitungen verbunden ist und auf die Trägerplatte 10 aufgebracht wird. Die seitlichen Begrenzungen des Gasraums 8 werden durch eine metallische Lochplatte 11 gebildet, die über die freigeätzten Kanäle 12 mit den benachbarten Gasräumen verbunden ist. Die Schicht 13 isoliert die Lochplatte 11 von der Elektrode 9.Fig. 2 shows schematically the structure of an individual sensor according to a preferred embodiment of the invention. Located on a transparent plate 1 the transparent signal electrode 2 common to all sensors and the photoconductor layer 3. This is followed by a floating electrode 4, which in the basic circuit diagram is at the same time the lower capacitor plate of E, the right capacitor plate of C and the right Connection of the switch S represents. This is followed by an insulating layer 5, e.g. Si02, and the electrode 6 common to all sensors, which is at ground potential and forms the capacitance C with the floating electrode 4. The insulator layer 5 and the electrode 6 are etched through at the center of the electrode 4 up to this, whereby the gas space 7 is created, which in the conductive state performs the function of the switch S takes over. The conductivity is controlled via a gas discharge, the is generated in the gas space 8. This gas discharge is controlled by the electrode 9, which is connected to one of the three phase lines and onto the carrier plate 10 is applied. The lateral boundaries of the gas space 8 are by a metallic perforated plate 11 formed over the etched channels 12 with the adjacent gas spaces is connected. The layer 13 insulates the perforated plate 11 from the electrode 9.

Die Gasentladung brennt zwischen der Elektrode 9 als Kathode und der Elektrode 6 bzw. der Lochplatte 11 als Anode. Der Durchgriff der Kathode 9 zur floatenden Elektrode 4 ist sehr gering und beträgt nur einige Promille. Dadurch ist der Gasraum 7 praktisch von den Vorgängen im Gasraum 8 abgekoppelt.The gas discharge burns between the electrode 9 as the cathode and the Electrode 6 or the perforated plate 11 as an anode. Of the Penetration of the Cathode 9 to floating electrode 4 is very small and is only a few per thousand. As a result, the gas space 7 is practically decoupled from the processes in the gas space 8.

Ist jedoch zwischen den Elektroden 4 und 6 eine Potentialdifferenz vorhanden, so wirkt von den Kanten der Elektrode 6 ein Streufeld in den Gasraum 7 hinein zur Elektrode 4. Dies bewirkt einen Transport von Ladungsträgern aus der Gasentladung im Gasraum 8 zur Elektrode 4 hin1 bits die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 4 und 6 ausgeglichen ist. Durch Influenz fließt eine gleichgroße Ladungsmenge durch den Widerstand Rv zur Elektrode 2. Dieser Strom erzeugt an Rv einen Spannungsab fall, der über die Koppelkapazität CK einem Verstärker zugeführt wird.However, there is a potential difference between the electrodes 4 and 6 present, a stray field acts from the edges of the electrode 6 into the gas space 7 into the electrode 4. This causes a transport of charge carriers out of the Gas discharge in the gas space 8 towards the electrode 4 bits the potential difference between the electrodes 4 and 6 is balanced. An equally large one flows through influence Amount of charge through resistor Rv to electrode 2. This current generates at Rv a voltage drop that is fed to an amplifier via the coupling capacitance CK will.

Da das Meßsignal proportional zur eingefallenen Lichtmenge ist, ist eine kontinuierliche Grauwertwiedergabe möglich.Since the measurement signal is proportional to the amount of incident light, is continuous gray value reproduction is possible.

Die zum Ausgleich der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 4 und 6 benötigte Zeit liegt bei einigen 100 ns, so daß die Impulsbreite von Ust < 1 /us sein kann. Die nach der Gasentladung an der floatenden Elektrode 4 verbleibende statistische Abweichung des Potentials gegenüber der an Erdpotential liegenden Elektrode 6 ist ( 10 mV. Wegen der Nutzsignale von rund 10 V bedeutet dies ein Signal-Rausch-Verhältnis von ca. 1000 : 1 = 60 dB.To compensate for the potential difference between the electrodes 4 and 6 required time is a few 100 ns, so that the pulse width of Ust < 1 / us can be. The one remaining on the floating electrode 4 after the gas discharge statistical deviation of the potential compared to the electrode at ground potential 6 is (10 mV. Because of the useful signals of around 10 V, this means a signal-to-noise ratio of approx. 1000: 1 = 60 dB.

Es ist auch möglich, anstelle der Elektrode 6 ein Netz vorzusehen, das mittels Abstandhalter gegen die Photoleiterschicht 3 isoliert ist. Die Abstandhalter sollten in diesem Fall derart angebracht sein, daß sie sich über den massiven Teilen der Lochplatte 11 befinden.It is also possible to provide a mesh instead of the electrode 6, which is isolated from the photoconductor layer 3 by means of spacers. The spacers should in this case be attached in such a way that they extend over the solid parts the perforated plate 11 are located.

In Fig. 3 wird die in Fig. 2 gezeigte Anordnung in auseinandergezogener Darstellung wiedergegeben. Die zu einem einzelnen Bildsensor gehörenden Strukturelemente sind ebenfalls eingezeichnet. Die Gasräume 8 der Einzelsensoren sind durch den Kanal 12 miteinander verbunden. Die oben beschriebene Funktion der Schalter S1.,..Sn ergibt sich durch die Verschiebung der Gasentladung von Sensor zu Sensor nach dem Prinzip des ?VSelf Scan Plasma Panels. Diesem Prinzip liegt die Tatsache zugrunde, daß die zur Zündung einer Gasentladung benötigte Spannung umso kleiner ist, je mehr Ladungen beim Anlegen der Spannung im Gasraum vorhanden sind. Diese erhöhte Ladungsmenge wird hier durch Diffusion immer an denjenigen Sensorelementen erreicht, die einem gerade gezündeten Element benachbart sind.In Fig. 3, the arrangement shown in Fig. 2 is exploded Representation reproduced. The structural elements belonging to a single image sensor are also shown. The gas spaces 8 of the individual sensors are through the channel 12 connected to each other. The above-described function of the switches S1., .. Sn results by shifting the gas discharge from sensor to sensor according to the principle of the? VSelf Scan Plasma Panel. This principle is based on the fact that the The voltage required to ignite a gas discharge is smaller, the more charges are present in the gas space when the voltage is applied. This increased amount of charge is always achieved here by diffusion on those sensor elements that are a just ignited element are adjacent.

Dadurch können diese Nachbarelemente mit reduzierter Spannung gezündet werden.This allows these neighboring elements to be ignited with reduced voltage will.

Der "Schieberegisterbetrieb" läuft wie folgt ab: Am Anfang der Sensorkette befindet sich ein Schalter SO, der keine Sensorfunktion besitzt, in dessen Gasraum aber durch Anlegen der Zündspannung U, Uz eine erste Gasentladung erzeugt wird (Phase Pho in Fig. 1). Die nahezu verzögerungsfreie Einleitung dieser Entladung geschieht dadurch, daß an der Kathode eine geringe Zahl von Elektronen durch Feldemission zur Verfügung gestellt wird. Der Aufbau der dadurch ausgelösten Gasentladung ist nach einigen 100 ns beendet. Aufgrund von Diffusion durch den Kanal 12 hindurch findet ein Ladungstransport zum Gasraum der benachbarten Zelle Nr.1 statt. Nach ( 1 /us wird die Spannung an Pho abgeschaltet und an Ph1 eine Spannung U5 Uz angelegt. Aufgrund der vorhandenen Ladung im Gasraum des Elements Nr.1 genügt dort die Spannung USt zur Einleitung einer Entladung. Die parallel geschalteten Kathoden der Elemente Nr. 4, 7, 10 etc. liegen zwar ebenfalls an der Spannung Ust Dort fehlt aber die am Element Nr.1 vorhandene Ladung im Gasraum, so daß die Spannung USt keine Zündung hervorruft. Durch die Entladung im Gasraum des Elements Nr.1 wird dessen floatende Elektrode 4 auf Erdpotential gebracht und gleihzeitig diffundiert Ladung zum Gasraum des Elements Nr. 2. Nach(l /us wird die Spannung Ust an Ph1 abgeschaltet und an Ph2 angeschaltet. Dadurch erlischt die Entladung im Gasraum des Elements Nr. 1 usw..The "shift register operation" works as follows: At the beginning of the sensor chain there is a switch SO, which has no sensor function, in its gas compartment but through Applying the ignition voltage U, Uz a first gas discharge is generated (phase Pho in Fig. 1). The almost instantaneous initiation of this Discharge happens because a small number of electrons at the cathode provided by field emission. The structure of the triggered The gas discharge ends after a few 100 ns. Due to diffusion through the channel 12 through which there is a charge transport to the gas space of the neighboring cell no instead of. After (1 / us) the voltage at Pho is switched off and a voltage at Ph1 U5 Uz created. Due to the existing charge in the gas space of element no. 1 is sufficient there the voltage USt to initiate a discharge. The parallel connected Cathodes of elements 4, 7, 10 etc. are also connected to the voltage Ust There, however, the charge in the gas space at element no. 1 is missing, so that the voltage USt does not cause ignition. The discharge in the gas space of element no its floating electrode 4 brought to earth potential and diffused at the same time Charge to the gas space of element no. 2. After (l / us, the voltage Ust at Ph1 is switched off and connected to Ph2. This extinguishes the discharge in the gas space of the element No. 1 etc.

Nachdem das Element Nr. 3 gezündet hat, wird das Element Nr. 4 über die Leitung Ph1 angesteuert, über die vorher das Element Nr. 1 betrieben wurde. Um zu verhindern, daß jetzt das Element Nr. 1 nochmals zündet, muß dort die nach dem Erlöschen noch vorhandene Ladung beseitigt sein, was vornehmlich durch Neutralisation an den Wänden geschieht. Dieser Vorgang läuft aufgrund der kleinen Dimensionen der Gasräume sehr schnell ab, womit die Weiterschaltung der Gasentladungen mit nur 3 Phasen realisierbar ist.After element # 3 has ignited, element # 4 is over the line Ph1 is activated, via which the element no. 1 was previously operated. To prevent now the item No. 1 ignites again, the charge still present after the extinction must be removed there, which is primarily happens through neutralization on the walls. This process is due to the small dimensions of the gas spaces very quickly, which means that the switching of the Gas discharges can be realized with only 3 phases.

Die Schiebefrequenz beträgt ca. 1 MHz. Der Mittenabstand der Einzelsensorpunkte kann (100 /um sein, so daß die Auflösung >10 Punkte/mm ist. Zur Wiedergabe einer DIN A 4 Seite ist die Sensorzeile 21 cm lang.The shift frequency is approx. 1 MHz. The center-to-center distance of the individual sensor points can be (100 / µm, so that the resolution is> 10 dots / mm. To reproduce a On A4 page, the sensor line is 21 cm long.

Die optische Abbildung der Bildvorlage mit Hilfe eines Objektivs benötigt einen beträchtlichen Volumenanteil innerhalb eines Kopiergerätes. Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung ist billig herstellbar, hat eine integrierte Beleuchtungseinrichtung, ist platzsparend und ermöglicht bis zu den Bildrändern verzerrungsfreie 1 : 1 Ablichtung. Diese Anordnung besteht aus den beiden Glassubstraten 1 und 10, zwischen denen die Lochplatte 11 angebracht ist, welche die Gasräume 8 der einzelnen Sensorzellen definiert. Jeder Sensorzelle ist ein durch das Substrat 1 hindurchlaufender Lichtleiter 17 zugeordnet. Dadurch wird das von einem Punkt 18 der Bildvorlage, die sich direkt über dem Substrat 1 befindet, ausgehende Licht direkt dem zugeordneten Sensor zugeführt. Die Beleuchtung der Vorlage kann mit Hilfe von zwei Gasentladungsstrecken 22 geschehen, die eine transparente Elektrode 20 und eine spiegelnde Metallelektrode 21 besitzen und parallel zum Sensorarray verlaufen. Durch eine lichtabsorbierende Schicht 19 auf der Oberfläche des Substrats 1 kann nur der in Fig. 4 gestrichtelt eingezeichnete Anteil des von den Entladungsstrecken emittierten Lichts an den Durchstoßpunkten des Lichtleiters austreten und die Vorlage beleuchten. Der Rest des emittierten Lichts wird durch die Schicht 19 absorbiert.The optical imaging of the original image with the help of a lens is required a considerable volume fraction within a copier. The in Fig. 4 The arrangement shown is cheap to manufacture, has an integrated lighting device, is space-saving and enables distortion-free 1: 1 imaging up to the edges of the image. This arrangement consists of the two glass substrates 1 and 10, between which the Perforated plate 11 is attached, which defines the gas spaces 8 of the individual sensor cells. Each sensor cell is a light guide 17 running through the substrate 1 assigned. This is done by a point 18 of the template that is directly Located above the substrate 1, outgoing light is fed directly to the associated sensor. The illumination of the template can be done with the help of two gas discharge paths 22 happen, the one transparent electrode 20 and one reflective metal electrode 21 and run parallel to the sensor array. Through a light-absorbing Layer 19 on the surface of the substrate 1 can only be shown in broken lines in FIG Drawn proportion of the light emitted by the discharge paths at the penetration points exit the light guide and illuminate the template. The rest of the emitted The layer 19 absorbs light.

Die Beleuchtungsstärke auf der Bildvorlage ist durch den geringen Abstand der Lichtquellen (ca. 3 mm) relativ hoch.The illuminance on the original picture is due to the low Distance between the light sources (approx. 3 mm) relatively high.

Nach Fertigstellung und Justierung des Arrays werden die Substrate 1 und 10 mit Hilfe von Epoxydharz 25 am Rand miteinander verklebt. Durch einen in Fig. 5 eingezeichneten Pumpstutzen 27 wird abgepumpt und mit dem Zündgas Neon + 0,1 % Argon auf ca.After completing and adjusting the array, the substrates are 1 and 10 glued together at the edge with the aid of epoxy resin 25. Through an in Fig. 5 drawn pump nozzle 27 is pumped out and with the ignition gas Neon + 0.1% argon to approx.

1 bar gefüllt. Dann wird der Pumpstutzen abgeschmolzen. Die in form dünner Schichten auf den Substraten 1 und 10 aufgebrachten Stromzuführungen 26 verlaufen unter der Epoxydharzschicht durch und bilden die äußeren Anschlüsse.1 bar filled. Then the pump nozzle is melted off. The in form Thin layers on the substrates 1 and 10 applied power supply lines 26 run under the epoxy resin layer and form the external connections.

Das Prinzip des Wiedergabearrays ist bekannt (Y. Terezawa, T.The principle of the display array is known (Y. Terezawa, T.

Ihkubo, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED. 21,No. 9, S. 593 (1974)). Wie in Fig. 6 gezeigt ist, besteht es aus einer linear angeordneten Reihe von Metallstiften 14, die in ähnlicher Weise wie das Sensorarray durch eine dreiphasige Ansteuerung der Kathoden 15 selektiert werden. Uber eine Gasentladung wird der jeweils angesteuerte Metallstift mit dem Potential der allen Stiften gemeinsamen Anode 16 verbunden. In geringem Abstand zu den Metallstiften 14 befindet sich eine dielektrische Schicht 28 und eine rückwärtige Elektrode 29, an die das vom jeweils abgetasteten Sensorelement gelieferte, verstärkte Signal angelegt wird. Ist die Potentialdifferenz U zwischen einem Metallstift und der Elektrode 29 größer als die Zündspannung um Uz in der dazwischenliegenden Gasschicht (im allgemeinen Luft), so kommt es zu einem Ladungsübertritt zur Oberfläche der dielektrischen Schicht 28. Die Ladungsmenge ist proportional zu U - Uz, so daß insgesamt ein zu den Hell-Dunkelunterschieden der Vorlage proportionales Ladungsbild erzeugt wird, das mit Hilfe der bekannten elektrographischen Technik entwickelbar ist.Ihkubo, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED. 21, no. 9, P. 593 (1974)). As shown in Fig. 6, it consists of a linearly arranged Row of metal pins 14, which in a similar manner to the sensor array by a three-phase control of the cathodes 15 are selected. Above a gas discharge is generated by the respective triggered metal pin with the potential of all pins common anode 16 connected. At a short distance from the metal pins 14 there is a dielectric layer 28 and a rear electrode 29, to which the amplified signal supplied by the respective scanned sensor element is created. Is the potential difference U between a metal pin and the electrode 29 greater than the ignition voltage by Uz in the gas layer in between (generally Air), there is a transfer of charge to the surface of the dielectric layer 28. The amount of charge is proportional to U - Uz, so that a total of one to the light-dark differences the original proportional charge image is generated, which with the help of the known electrographic technology is developable.

Ein Einzelelement des Wiedergabearrays ist in Fig. 7 dargestellt.A single element of the display array is shown in FIG.

Das Unterteil des Elements entspricht in Aufbau und Geometrie genau der Sensorzelle (Gasraum 8, Kathode 9, Glassubstrat 10, Lochplatte 11, Kanal 12, Si02-Schicht 13). Das Oberteil besteht hier aus der Glasplatte 1, in die die Metallstifte 14 eingelassen sind.The lower part of the element corresponds exactly in structure and geometry the sensor cell (gas space 8, cathode 9, glass substrate 10, perforated plate 11, channel 12, Si02 layer 13). The upper part here consists of the glass plate 1 into which the metal pins 14 are embedded.

Fig. 8 a zeigt ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren zur Durchführung der Lichtleiter in Fig. 4 bzw. der Metallstifte in Fig. 7 Die ca. 5 mm dicken Glasplatten 1, 2, 3 und 4 haben eine Länge L, die ca. 10 mm größer ist als die Breite der zu kopierenden Vorlage (bei DIN A 4 also 210 + 10 = 220 mm). Die Breite B ist etwa ebenso groß. Die Platten werden jeweils auf einer Oberfläche auf photolithographischem Weg mit Rillen versehen, deren Tiefe kleiner als der Radius der verwendeten Lichtleitfasern bzw. Metalldrähte ist und deren Breite etwa dem Durchmesser der Lichtleitfasern bzw. Metalldrähte entspricht. Der Mittenabstand der Rillen entspricht der geforderten Punktauflösung, also z.B.Fig. 8 a shows an advantageous manufacturing method for implementation the light guide in Fig. 4 and the metal pins in Fig. 7 The approx. 5 mm thick glass plates 1, 2, 3 and 4 have a length L which is approx. 10 mm larger than the width of the to copying template (with DIN A4 so 210 + 10 = 220 mm). the Width B is about the same. The plates are each based on a surface Photolithographic way provided with grooves, the depth of which is smaller than the radius of the optical fibers or metal wires used and their width is about the Corresponds to the diameter of the optical fibers or metal wires. The center-to-center distance of the grooves corresponds to the required point resolution, e.g.

10 Rillen/mm. Mit Hilfe der halbzylinderähnlichen Aufnahmen 5 und 6 werden die Platten 2 und 3 so fixiert, daß ihre gerillten Oberflächen außen zu liegen kommen. Der Radius der Aufnahmen 5 und 6 muß größer sein als der kleinste zulässige Biegeradius der verwendeten Lichtleitfasern. Dann werden die Rillen mit Epoxydharz gefüllt und mit einem Lichtleiter bzw. einem Metalldraht so bewickelt, daß in jede Rille ein Lichtleiter bzw. ein Metalldraht zu liegen kommt. Danach werden auch die Rillen der Platten 1 und 4 mit Epoxydharz gefüllt und so auf die bewickelten Platten 2 und 3 gedrückt, daß die Rillen in die vorhandene Wicklung zu liegen kommen. Zur Aufnahme überschüssigen Epoxydharzes und der weggedrückten Luft sind die Platten 1 und 4 mit parallelen Querrinnen 7 von ca. 1 mm Breite und 0,5 mm Tiefe versehen. Der Abstand der Querrinnen beträgt ca. 3 mm.10 grooves / mm. With the help of the half-cylinder-like recordings 5 and 6, the plates 2 and 3 are fixed so that their grooved surfaces outside come lying down. The radius of the recordings 5 and 6 must be larger than the smallest permissible bending radius of the optical fibers used. Then the grooves are made with Epoxy resin filled and wrapped with a light guide or a metal wire so that that a light guide or a metal wire comes to rest in each groove. After that will be also the grooves of the plates 1 and 4 filled with epoxy resin and so wound on the Plates 2 and 3 pressed so that the grooves come to lie in the existing winding. The plates are designed to absorb excess epoxy resin and the air that is pushed away 1 and 4 provided with parallel transverse grooves 7 approximately 1 mm wide and 0.5 mm deep. The distance between the transverse channels is approx. 3 mm.

Nach der Aushärtung des Epoxydharzes und Durchtrennung der Lichtleiter- bzw. Metalldrahtwicklung über den Aufnahmen 5 und 6 erhält man zwei identische Plattenpaare 1 - 2 und 3 - 4, die nun längs der Querrillen in den Platten 1 und 4 durchgesägt werden.After the epoxy resin has hardened and the light guide or metal wire winding over the receptacles 5 and 6, two identical pairs of plates are obtained 1 - 2 and 3 - 4 that are now along the transverse grooves in the plates 1 and 4 are sawn through.

Nach dem Schleifen und Polieren der gesägten Oberflächen erhält man über 100 der in Fig. 8 b im Ausschnitt dargestellten Glasstreifen, durch welche die Lichtleiter bZw. die Metalldrähte in einer durch die Rillen exakt festgelegten Periodizität durchgeführt sind.After sanding and polishing the sawn surfaces, one obtains over 100 of the glass strips shown in detail in FIG. 8 b, through which the light guides or the metal wires in a precisely defined by the grooves Periodicity are carried out.

Die Herstellung der übrigen Strukturen erfolgt mit den bekannten Verfahren der Dünnschichttechnologie und der Photolithographie.The other structures are produced using the known processes thin film technology and photolithography.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in Fig. 9 dargestellt.A particularly advantageous embodiment of the invention is shown schematically shown in FIG.

Da die Strukturen der Unterteile von Lese- und Schreib anordnung völlig gleich aufgebaut sind, können sie in rationeller Weise auf den beiden Oberflächen desselben Substrats 10 hergestellt werden. Eine der Oberflächen wird dann mit dem Lichtleiterarray 17, die andere mit dem Drahtstiftarray 14 montiert. Dann kann an der Oberseite von leine Bildvorlage gelesen und deren Information an der Unterseite von 14 in Form eines Ladungsbildes geschrieben werden. Da das Lesen der Vorlage seitenverkehrt erfolgt, werden Lese- und Schreibanordnung gegenläufig angesteuert, so daß das Bild seitenrichtig geschrieben wird. Die Laufrichtung der Gas entladungen läßt sich einfach dadurch steuern, daß an beiden Enden der Arrays Hilfszellen angebracht werden.Since the structures of the lower parts of reading and writing arrangement completely have the same structure, they can be placed on both surfaces in a rational manner the same substrate 10 can be produced. One of the surfaces is then connected to the Light guide array 17, the other mounted with wire pin array 14. Then can read the top of a picture template and its information on the bottom of 14 can be written in the form of a charge image. Since reading the template is reversed, read and write arrangements are activated in opposite directions, so that the picture is written the right way round. The direction of the gas discharges can be easily controlled by that at both ends of the arrays Auxiliary cells are attached.

Sollen die Gas entladungen nicht wie bisher beschrieben von links nach rechts, sondern von rechts nach links laufen, so wird jeweils zu Beginn die rechtsseitige Hilfszelle gezündet und die Phasenfolgen Ph1-Ph2-Ph3 in die Folge Ph3-Ph2-Ph1 verkehrt.Should the gas discharges not from the left as previously described to the right, but from right to left, the right auxiliary cell ignited and the phase sequences Ph1-Ph2-Ph3 in the sequence Ph3-Ph2-Ph1 wrong.

Die beschriebene Anordnung ist wegen ihrer geometrischen Kleinheit besonders zum Aufbau von Kleinkopiergeräten geeignet.The arrangement described is because of its geometric smallness particularly suitable for setting up small copiers.

Gleichzeitig kann sie für die Fernübertragung von Bildern (Faksimile) eingesetzt werden.At the same time, it can be used for remote transmission of images (facsimile) can be used.

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Claims

Claims 1. Arrangement for line-by-line scanning of an original image, consisting of a large number of individual elements, each with a discharge space, the one on one side of a carrier layer provided with an electrode the opposite side of a photoconductor layer with a signal electrode and a transparent plate, characterized in that the signal electrode (2) is common to all individual elements and that the individual discharge spaces (8) with the surface of the photoconductor layer (3) via at least one further gas space (7) are in connection, as well as that the electrodes (9) of each individual element one Line for charging the photoconductor layer (3) according to the shift register principle, three-phase are controllable.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the photoconductor layer (3) is provided with an insulator layer (5), which is on the discharge space (8) facing surface carries an electrode (6) and in the insulator layer (5) or electrode (6) at least one breakthrough is present, which the gas space (7) forms.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the Electrode (6) designed as a network and by means of spacers against the photoconductor layer (3) is insulated, the spacer delimiting the discharge space (8) Leaves surface of the mesh electrode (6) free.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that a floating electrode () 4) is attached to the photoconductor layer (3), which has the same diameter as the discharge space (8).

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the surface of the transparent plate (1) rests on the original and that in the transparent plate (1) a light guide (17) is provided for each pixel is through which the light, which is diffusely scattered by the original, onto the associated Single element of the row is concentrated.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that on the transparent plate (1) two transparent electrodes (20) and on the carrier plate (4) two metallic electrodes (21) are applied, the electrodes (20,21) run parallel to the image line and each have a linear gas discharge path form, which serves as a light source to illuminate the original image.

7. Arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the transparent plate (1) is covered with a light-absorbing layer (9), which exposes the penetration points of the light guides (17).

8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that that it is connected to a writing device, which the amplified signals of the individual elements arranged in a row of dots via a row of dots of metal wires in the form of electrical charges on a dielectric surface transmits.

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that it is with a writing device is connected via a common carrier plate (10) in such a way that that the line from the individual elements parallel to the arrangement of the metal wires runs.

10. Process for producing the light guide or metal wire feedthrough in the arrangement according to claims 5 to 9, characterized in that at least two plates that form the transparent plate or the carrier plate (1 to 10), photolithographically the diameter of the light guide or the metal wires Corresponding grooves applied and in the grooves of a plate using an adhesive, the light conductor or metal wires are wound and that after pressing together appropriately dimensioned segments are cut out of the panels.

11. The method according to claim 10, characterized in that the unwound Plate is provided with transverse grooves that absorb the excess glue enable.

12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that four plates are used and the light guides or metal wires are wound on two plates which are fixed to one another by means of semi-cylindrical receptacles.

13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that that the plates are made of glass and to carry out the light guide instead of the adhesive glass solder is used.