DE1203969B

DE1203969B - Device for holding a sheet material by means of electrostatic attraction

Info

Publication number: DE1203969B
Application number: DEM62101A
Authority: DE
Inventors: Frank H Beardsley
Original assignee: F L MOSELEY CO
Current assignee: F L MOSELEY CO
Priority date: 1963-08-16
Filing date: 1964-08-13
Publication date: 1965-10-28

Description

Einrichtung zur Halterung eines blattförmigen Materials durch elektrostatische Anziehungskräfte Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Halterung eines blattförmigen Materials an einer Unterlagefläche durch elektrostatische Anziehungskräfte, mit zwei auf verschiedenem Potential liegenden Elektroden.Device for holding a sheet material by electrostatic means Forces of Attraction The present invention relates to a device for holding a sheet-like material on a support surface by electrostatic attraction forces, with two electrodes at different potentials.

Die zwischen zwei auf verschiedenem elektrischem Potential herrschenden Anziehungskräfte sind schon auf die verschiedenste Weise technisch nutzbar gemacht worden. Es sind z. B. elektrostatisch arbeitende Kupplungen zwischen zwei in Bezug aufeinander beweglichen Teilen bekannt, von denen mindestens eines aus einem elektrisch schlecht leitenden Material besteht. Die in bezug aufeinander beweglichen Teile werden an die Pole einer Gleich- oder Wechselspannungsquelle geschaltet. Die Größe der zwischen den beiden Teilen wirksamen Kräfte hängt dabei unter anderem von der Höhe der angelegten Spannung ab. The one prevailing between two at different electrical potentials Attractive forces have already been made technically usable in a wide variety of ways been. There are z. B. electrostatic clutches between two in relation known moving parts on each other, of which at least one consists of an electric poorly conductive material. The parts that move in relation to one another are connected to the poles of a DC or AC voltage source. The size the forces acting between the two parts depend, among other things, on the Level of the applied voltage.

Anordnungen dieser Art, bei welchem das eine Teil aus einem drehbaren Zylinder und das andere Teil aus einem den Zylinder teilweise umschlingenden Band bestehen, sind insbesondere auch zur Schallwiedergabe verwendet worden.Arrangements of this type, in which one part consists of a rotatable Cylinder and the other part from a band partially wrapping around the cylinder exist, have also been used in particular for sound reproduction.

Es ist ferner bei Drehspulmeßgeräten bekannt, am Zeiger eine elektrisch anschließbare, leitende Platte anzubringen, die einer segmentförmigen Gegenelektrode gegenübersteht. Um die Anzeige zu einem bestimmten Zeitpunkt zu fixieren, wird zwischen die am Zeiger befestigte Platte und die segmentförmige Gegenelektrode eine Spannung gelegt, so daß die Platte vom Segment angezogen und der Zeiger arretiert wird. In den die Platte und die segmentförmige Gegenelektrode enthaltenden Stromkreis ist ein Strombegrenzungswiderstand geschaltet. Die das elektrostatische Feld erzeugende Gleichspannung wird durch Gleichrichten einer Wechselspannung erzeugt. It is also known in moving coil measuring devices, an electrical one on the pointer attachable, conductive plate, which is a segment-shaped counter electrode facing. To freeze the display at a specific point in time, between the plate attached to the pointer and the segment-shaped counter-electrode generate a voltage placed so that the plate is attracted to the segment and the pointer is locked. In is the circuit containing the plate and the segment-shaped counter-electrode a current limiting resistor switched. The one generating the electrostatic field DC voltage is generated by rectifying an AC voltage.

Es ist ferner eine Transporteinrichtung zum Auswerten von Wettscheinen u. dgl. bekannt, bei welcher die auszuwertenden Wettscheine durch Aufladen einer scheiben-, walzen- oder bandförmigen Unterlage mit statischer Elektrizität glatt festgehalten werden sollen. Über die Art und Weise, wie diese Aufladung bewerkstelligt werden soll, ist nichts näheres gesagt. Es ist jedoch seit langem bekannt, daß isolierende Körper, z. B. aus Glas oder Hartgummi, durch Reiben mit einem Fell u. a. m. elektrostatisch aufgeladen werden können. It is also a transport device for evaluating betting slips and the like. Known in which the betting slips to be evaluated by loading a Disc, roller or band-shaped base with static electricity smooth should be held. About the way this charge is done is to be said, nothing more is said. However, it has long been known that insulating Body, e.g. B. made of glass or hard rubber, by rubbing with a fur and a. m. electrostatic can be charged.

Die obenerwähnten bekannten Einrichtungen eignen sich nicht zur Halterung eines blattförmigen Materials an einer Unterlagefläche, wenn besondere Anforderungen an die Bedienungssicherheit, Bequemlichkeit und Güte der Halterung gestellt werden. The above-mentioned known devices are not suitable for holding a sheet-like material on a support surface, if special requirements the operational safety, convenience and quality of the holder.

Es ist nämlich nicht möglich, wie bei den zuerst er- wähnten bekannten Einrichtungen, das blattförmige Material direkt an eine Elektrode anzuschließen, ohne daß die Gefahr von Unfällen durch Berührung von auf hoher elektrischer Spannung liegenden Teilen heraufbeschworen wird. Bei größeren Abmessungen des blattförmigen Materials, das unter Umständen elektrisch sehr schlecht leitet, wäre auch eine einwandfreie Halterung in einem von den Anschlüssen entfernten Bereich nicht mehr gewährleistet.It is not possible, as with the first imagined acquaintances Facilities for connecting the sheet material directly to an electrode, without the risk of accidents from touching high voltage lying parts is conjured up. With larger dimensions of the leaf-shaped Material that under certain circumstances conducts very poorly electrically would also be flawless Bracket no longer guaranteed in an area removed from the connections.

Eine elektrostatische Aufladung der Unterlagefläche durch Reiben oder eine Koronaentladung, wie sie beispielsweise bei elektrostatischen Druckverfahren bekannt ist, ist umständlich und nicht für beliebig lange Zeiten wirksam. An electrostatic charge of the surface from rubbing or a corona discharge, such as is the case with electrostatic printing processes is known to be cumbersome and not effective for indefinitely long periods of time.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Einrichtung zur Halterung eines blattförmigen Materials an einer Unterlagefläche durch elektrostatische Anziehungskräfte mit zwei auf verschiedenem Potential liegenden Elektroden angegeben, die diese Nachteile vermeidet. The present invention provides a device for holding a sheet material on a support surface by electrostatic attraction with two electrodes lying at different potentials, which these disadvantages avoids.

Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß eine einwandfreie Halterung des blattförmigen Materials an der Unterlagefläche auch dann möglich ist, wenn das die Unterlagefläche bildende Bauteil mindestens eine völlig in die Unterlagefläche eingebettete Elektrode enthält. Erfindungsgemäß bestehen die Elektroden aus zwei Gruppen von völlig in die Unterlagefläche eingebetteten Leitern. It has been shown, surprisingly, that a flawless It is also possible to hold the sheet-like material on the support surface if the component forming the supporting surface is at least one completely into the supporting surface contains embedded electrode. According to the invention, the electrodes consist of two Groups of conductors fully embedded in the support surface.

Die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellt dar Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines typischen Registriergerätes, bei dem die Erfindung zur Anwendung kommen kann, F i g. 2 eine schematische Darstellung einer speziellen Ausführungsform der Erfindung, die teilweise als Blockschaltbild und teilweise als Draufsicht, bei der Teile einer isolierenden Unterlagefläche weggebrochen sind, gehalten ist, Fig.3 eine Schnittansicht eines Teiles der in F i g. 2 dargestellten Anordnung in einer Ebene 3-3, Fig.4 eine typische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Unterlagefläche und Gitteranordnung, die bei der Erfindung Verwendung finden können und Fig. 5 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. The invention characterized in the claims is based on of embodiments in Connection with the drawing closer explained. In the drawing, FIG. 1 shows a perspective view of a typical recorder in which the invention can be used, F i g. 2 shows a schematic representation of a special embodiment of the invention, partly as a block diagram and partly as a plan view, in which parts of a insulating support surface are broken away, is held, Figure 3 is a sectional view a part of the in F i g. 2 arrangement shown in a plane 3-3, Figure 4 a typical sectional view of a second embodiment of a support surface and Grid arrangements which can be used in the invention and FIG. 5 shows a View of a further embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt ein Registriergerät 10 in Form eines Koordinatenschreibers, das eine Schreibfeder 12 enthält, die auf einer Brücke 13 montiert und von dieser getragen ist. Die Feder 12 ist mit ihrer Halterung 11 in Richtung der einen Koordinate längs der Brücke 11 beweglich, während die Brücke selbst in Richtung der anderen Koordinate über die Aufzeichnungsfläche des Registriergerätes wandern kann. Die Feder 11 kann also unter Steuerung durch dem Gerät zugeführte elektrische Eingangssignale an jede beliebige Stelle der Aufzeichnungsfläche gebracht werden und schreibt dabei entsprechende Kurven u. dgl. auf einen Aufzeichnungsträger 14, z. B. ein Papierblatt, der sich auf der Aufzeichnungsfläche befindet. Damit die Aufzeichnung eine exakte Wiedergabe der Eingangssignale darstellt, ist es unbedingt erforderlich, daß das Papier 14 während der Aufzeichnung ganz glatt und fest gehalten wird. Fig. 1 shows a recording device 10 in the form of a coordinate recorder, which contains a pen 12 which is mounted on a bridge 13 and from this is worn. The spring 12 is with its holder 11 in the direction of one coordinate movable along the bridge 11, while the bridge itself is movable in the direction of the other Coordinate can wander over the recording surface of the recorder. the Spring 11 can therefore, under control, electrical input signals supplied by the device be brought to any point on the recording surface and writes in the process corresponding curves and the like onto a recording medium 14, e.g. B. a sheet of paper, which is located on the recording surface. So that the recording is an exact Playback of the input signals, it is imperative that the Paper 14 is kept quite smooth and firm during recording.

Bei der in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung besteht der den Aufzeichnungsträger 14 tragende Tisch 20 des Registriergerätes 10 aus einer praktisch ebenen Fläche, die eine Anzahl von Leitern 22, 24 enthält. Die Leiter 22 der einen Gruppe liegen jeweils zwischen den Leitern 24 der anderen Gruppe, und die Leiter der beiden Gruppen, sind an gegenüberliegenden Enden jeweils an einen gemeinsamen Leiter 26 bzw. 28 angeschlossen. Die gemeinsamen Leiter 26, 28 führen über einen Schalter 31 und einen Widerstand32 zu Klemmen einer Spannungsquelle 30. Die Spannungsquelle kann entweder eine Wechselspannung oder eine Gleichspannung liefern; bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung war die Spannungsquelle 30 für eine Gleichspannung von 2000 Volt ausgelegt, und der Widerstand 32, der den Innenwiderstand der Spannungsquelle 30 darstellt, lag in der Größenordnung von 10 Megohm. In the case of the in FIG. 2 shown arrangement according to the invention the table 20 of the recording device 10 carrying the recording medium 14 from a practically flat surface containing a number of conductors 22,24. The ladder 22 of one group lie between the conductors 24 of the other group, and the heads of the two groups are at opposite ends to one each common conductor 26 or 28 connected. The common conductors 26, 28 lead Via a switch 31 and a resistor 32 to clamp a voltage source 30. The voltage source can either be an alternating voltage or a direct voltage deliver; in a preferred embodiment of the invention, the voltage source was 30 designed for a DC voltage of 2000 volts, and the resistor 32, the Representing the internal resistance of the voltage source 30 was on the order of 10 Megohm.

Bei Inbetriebnahme des Registriergerätes 10 wird ein Blatt Registrierpapier in die gewünschte Lage auf den Tisch 20 gebracht. Der Schalter 31 wird dann geschlossen, und das Papier 14 lädt sich dann automatisch durch die Potentialdifferenz auf, die durch die Spannungsquelle 30 erzeugt wird und zwischen den beiden Leitergruppen 22, 24 herrscht. Das Papier 14 wird dann fest in seiner Lage gehalten, solange der Schalter 31 geschlossen ist, und wegen der Fähigkeit des Papiers, eine Ladung aufrechtzuerhalten, und wegen der isolierenden Folie oder Fläche des Tisches 20 wird das Papier 14 sogar noch eine gewisse Zeit nach dem Abschalten der Spannungsquelle 30 durch Öffnen des Schalters 31 auf dem Tisch fest- gehalten. Das Papier 14 läßt sich jedoch bequem vom Tisch 20 abnehmen, auch wenn der Stromkreis noch geschlossen ist, indem man eine Ecke des Papiers anhebt und es dann vom Tisch 20 abschält. When the recording device 10 is put into operation, a sheet of recording paper is used brought into the desired position on the table 20. The switch 31 is then closed, and the paper 14 is then automatically charged by the potential difference that is generated by the voltage source 30 and between the two conductor groups 22, 24 prevails. The paper 14 is then held firmly in place as long as the Switch 31 is closed, and because of the ability of the paper to maintain a charge, and because of the insulating film or surface of the table 20, the paper 14 is even a certain time after switching off the voltage source 30 by opening the Switch 31 on the table held. However, the paper 14 can be conveniently remove from table 20, even if the circuit is still closed, by lift one corner of the paper and then peel it off the table 20.

Fig.3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teiles der in F i g. 2 dargestellten Unterlagefläche 20 in einer Ebene3-3. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können die Leiter durch Ätzen einer aus Kupfer oder einem anderen leitenden Material bestehenden Folie, die an einer Basisschicht33 befestigt worden war, hergestellt werden. Nach dem Ätzen, bei dem die unerwünschten Teile der leitenden Folie entfernt und die dargestellte Leiteranordnung gebildet werden, wird eine dünne Folie 32 aus einem geeigneten Isoliermaterial, wie Fiberglas, deren Dicke wenige 25 um betragen kann, über die Basisschicht33 und die geätzten Leiter 22, 24 gebracht und dient als Schutzschicht für die ganze Anordnung. FIG. 3 shows a cross-sectional view of part of the FIG. 2 Support surface 20 shown in a plane 3-3. In this embodiment of the Invention can make the conductors by etching one made of copper or another conductive one Material consisting of film which had been attached to a base layer33 will. After etching, during which the unwanted parts of the conductive foil are removed and the illustrated conductor arrangement are formed, a thin film 32 is made of a suitable insulating material, such as fiberglass, which is a few 25 µm thick can, brought over the base layer 33 and the etched conductors 22, 24 and serves as a protective layer for the whole arrangement.

Fig. 4 zeigt eine andere Anordnung, die ein Leitergitter bildet und im Tisch 20, der in F i g. 2 dargestellten Anordnung verwendet werden kann. Bei dieser Figur ist ein Teil 20' dargestellt, das eine Lage 21 aus Glas oder einem ähnlichen Material enthält, in die die Leiter 22, 24, die die Form von Drähten haben, eingebettet sind. Diese Anordnung kann leicht dadurch hergestellt werden, daß man die Leiter 22', 24' beim Bilden der Lage 21 in diese einbettet. Fig. 4 shows another arrangement which forms a conductor grid and in table 20, which is shown in FIG. 2 can be used. at this figure is a part 20 'is shown, which is a layer 21 of glass or a contains similar material into which the conductors 22, 24, which are in the form of wires, are embedded. This arrangement can easily be made by embeds the conductors 22 ', 24' in the formation of the layer 21.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Tisch eine Schichtstruktur aus sich abwechselnden isolierenden und leitenden Folien oder Lagen 42 bzw. 44 besteht. An den leitenden Lagen 44 sind Klemmen 45 angebracht, die einen Anschluß an die Spannungsquelle 30 (F i g. 2) ermöglichen. Im Betrieb erzeugt eine den Klemmen 45 zugeführte Spannung ein elektrisches Feld, das ein Papierblatt oder einen anderen Aufzeichnungsträger an der oberen isolierenden Folie oder Lage 42 festhält, wie bereits beschrieben wurde. Fig. 5 shows another embodiment of the invention in which the table has a layered structure of alternating insulating and conductive Foils or layers 42 and 44 respectively. There are terminals 45 on the conductive layers 44 attached, which allow a connection to the voltage source 30 (Fig. 2). During operation, a voltage applied to terminals 45 generates an electric field, that a sheet of paper or another recording medium on the upper insulating Holds film or layer 42 in place, as previously described.

Claims

Claims: 1. Device for holding a sheet-shaped Material, in particular a recording medium, on a support surface electrostatic attractive forces, with two connectable to different potentials Electrodes, characterized in that the electrodes consist of two groups of completely There are ladders embedded in the support surface.

2. Device according to claim 1, characterized in that the conductors of the two groups along the base surface in the form of staggered grids alternate.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the support surface of a layer structure with a number of insulating Layers between which the conductors are arranged.

4. Device according to claim 3, characterized in that the head consist of a selectively etched conductive foil, which is on an insulating Carrier layer is arranged.

5. Device according to claim 2, characterized in that the support surface consists of a glass plate (21), embedded in the wire-shaped conductors (22 ', 24') are.

6. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the support surface consists of an arrangement of alternating one on top of the other layered conductive or insulating films or plates (42, 44) and that to the conductive foils connecting terminals (45) for supplying the voltage are attached.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the electrodes are connected to a voltage source (30, 32) via a switch (31) Internal resistance are connected.

8. Device according to claim 7, characterized in that the voltage source is a DC voltage source.

9. Device according to claim 7, characterized in that the voltage source is an AC voltage source.

10. Device according to claim 8, characterized in that the Voltage source supplies a direct voltage of about 2000 volts.

11. The device according to claim 9, characterized in that the AC voltage source has a voltage of about 2000 Veff at a frequency between 60 and 400 Hz supplies.

12. Device according to claim 10 or 11, characterized in that that the voltage source is provided with a current limiting arrangement.

13. Device according to claim 12, characterized in that the Voltage source has an internal and / or series resistance of around 10 in total Includes megohm.

Considered publications: German Patent Specifications No. 454 198, 587 309, 817 824; U.S. Patent No. 2,663,005.