DE1942408B1 - Elektrostatische Haltevorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft elektrostatische Haltevor- abstand getrennt oder von Gas umhüllt und in Abrichtungen, wie sie gewöhnlich zum Halten von stand von einer dielektrischen Werkstück-Träger-Gegenständen, Blättern und Filmen als Vorbereitung tafel angeordnet oder zwischen einem Paar solcher zum Fotografieren und/oder Xerografieren verwen- Tafeln angeordnet und von diesen jeweils durch einen det werden. 5 Zwischenraum getrennt. Eine dem Drahtnetzwerk zu-

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine geführte Gleichhochspannung erzeugt an dem feinen

elektrostatische Haltevorrichtung mit einer dielek- Draht eine Korona-Entladung, die wie eine unend-

trischen Tafel, die eine vordere Arbeitsfläche auf- liehe Zahl von Spitzen wirkt und das Gas leitend

weist, und mit hinter der Tafel angeordneten macht. Die erzeugten Gas-Ionen lagern sich auf den

leistungsfähigen Mitteln, an die eine hohe Gleich- io benachbarten Flächen der dielektrischen Tafel sowie

spannung angelegt wird. ■ auf einer von den Drähten entfernten Oberfläche ab,

Bei einer derartigen Haltevorrichtung besteht, die _ wodurch die Flächen nominell auf die gleiche Span-Erfindung darin, daß die leitfähigen Mittel als Netz- nung aufgeladen werden, wie sie dem Drahtnetzwerk werk aus feinen Drähten ausgebildet sind, das in zugeführt wird. Auf diese Weise kann man bewirken, kleinem Abstand von der rückwärtigen Fläche der 15 daß ein gegen die vordere Arbeitsfläche gelegter dielektrischen Tafel in einem gasgefüllten Raum an- Gegenstand elektrostatisch daran haftet. Da die vergeordnet ist. wendeten Drähte außerordentlich fein sind, nämlich

In der USA.-Patentschrift 3 359 469 ist ein elek- ungefähr 0,05 mm oder weniger, und da sich zwi-

trostatischer Blatthalter gezeigt und beschrieben, bei sehen ihnen ein verhältnismäßig großer Abstand, un-

dem an einer leitfähigen Platte, die mit der Rückseite 20 gefähr 5 cm, befindet, sind sie im wesentlichen un-

einer Isoliertafel in Berührung steht, ein Gleichhoch- sichtbar und stören die durchsichtige oder durch-

spannungspotential angelegt ist. Legt man einen scheinende Eigenschaft der dielektrischen Tafeln

Gegenstand gegen die vordere Arbeitsfläche der selbst nicht wahrnehmbar. Durch den Kanal zwischen

Isoliertafel und verbindet man ihn leitend mit der zwei benachbarten, in Abstand voneinander angeord-

anderen Seite der Hochspannungsquelle, so haftet er 25 neten dielektrischen Tafeln oder auch gegen die das

elektrostatisch mit großer Festigkeit an der Arbeits- Werkstück tragende Tafel kann heißes Gas, etwa

fläche. Der vorstehende elektrostatische Blatthalter Luft, geleitet werden, um einen etwaigen Feuchtig-

ist als ein von vorne beleuchtetes System bekannt, keitsfilm zu erwärmen und zu entfernen, der sonst den

da die verwendete leitfähige Platte lichtundurch- Oberflächenwiderstand der Arbeitsfläche verkleinern

lässig ist. 30 und die Haftfähigkeit stören könnte.

Bei einem vorbekannten von hinten beleuchteten Durch die Erfindung wird also eine elektro-Blatthalter wird Licht von der Rückseite des Blatt- statische Haltevorrichtung geschaffen, die gut geeighalters durch die das Werkstück tragende Tafel ge- net ist, durchsichtige oder durchscheinende Gegenrichtet, um halbdurchsichtige Gegenstände, wie etwa stände von hinten mit minimaler Störung zu beleuch-Foto- oder Röntgenfilme, zu beleuchten oder Repro- 35 ten. Die elektrostatische Haftfähigkeit wird dabei ausduktionsarbeiten durch eine durchsichtige Platte hin- schließlich durch die Erzeugung von Gas-Ionen von durch auszuführen, wie dies etwa bei fotografischen einem dazwischenliegenden Hochspannungs-Draht-Druckern oder xerografischen Kopiergeräten ge- netzwerk vermittelt, das in Abstand von der hinteren schieht. Anfängliche Versuche, auf eine durchsichtige Fläche einer dielektrischen Arbeitstafel angeordnet dielektrische Platte einen durchsichtigen leitfähigen 40 ist. Als Ladungsmedium wird ein Gas verwendet, das Belag aufzubringen, haben fehlgeschlagen, da der Be- sich erwärmen und gegen die dielektrische Arbeitslag dazu neigte, unter der angelegten Hochspannung tafel richten läßt, um Feuchtigkeit zu entfernen, die durchzuschlagen und zu erodieren. Drahtgitter, die sonst den Oberflächenwiderstand reduzieren und die man früher als leitfähige Platte für die Hochspannung Haftfähigkeit stören könnte. Die erfindungsgemäße verwendete, haben die Lichttransmissions-Eigen- 45 Vorrichtung wird vorzugsweise mit ionisiertem Gas schäften der Frontplatte beträchtlich gestört und aktiviert. Fernerhin wird durch die Erfindung eine außerdem die Zeichen oder Merkmale auf den zu elektrostatische Haltevorrichtung geschaffen, bei der reproduzierenden Gegenständen oder Blättern über- keine Dichtungsprobleme auftreten und die leicht schattet oder verdunkelt. und billig herzustellen, stabil in ihrer Bauweise so-Bei der in der prioritätsälteren Patentanmeldung 50 wie hochwirksam und leistungsfähig im Betrieb ist. P 19 30 196.3-51 angegebenen Ausbildung verwen- Die vorgenannten Merkmale und weitere Eigendet man Flüssigkeiten, wie etwa Wasser oder sonstige schäften und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich Lösungen, als das an der dielektrischen Werkstück- aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung von Haltetafel anliegende, durchsichtige, leitfähige EIe- Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen verment. Hierbei ergeben sich wegen der von dem 55 anschaulicht sind.
Hydraulikstand entwickelten Drucke Dichtungs- In den Zeichnungen zeigt

Probleme, insbesondere wenn man den Blatthalter in Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer er-

die aufrechte Lage bringt. findungsgemäßen mit ionisiertem Gas aktivierten

Die Erfindung überwindet sämtliche vorstehenden elektrostatischen Haltevorrichtung,

Probleme und Schwierigkeiten durch die Verwendung 60 F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der

eines einzelnen feinen Drahtes oder einer ausgewähl- F i g. 1,

ten minimalen Anzahl feiner Drähte, die zu einem F i g. 3 eine fragmentarische perspektivische Dar-

Netz oder Netzwerk mit beliebigem Muster geformt stellung eines Spannelementes zur Aufnahme eines

sind, bei dem die Flächen zwischen benachbarten Netzwerks von Korona-Entladungs-Drähten in einem

Drähten in Vergleich zum Drahtdurchmesser 65 Gasraum,

(0,025 bis 0,05 mm) äußerst groß (mehrere cm) sind. F i g. 4 eine Vorderansicht der Haltevorrichtung, Das Drahtnetzwerk ist nahe einer dielektrischen die ein Muster für die Verspannung des Drahtnetz-Tafel angeordnet, jedoch von dieser durch einen Luft- werks zeigt,

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F i g. 5 einen Schnitt längs der Lime 5-5 der irischen Leitfähigkeit besteht der Draht vorzugsweise

Fig. 4, aus rostfreiem Stahl von 0,05 mm Durchmesser und

Fig. 6 eine Vorderansicht einer anderen Verspan- ist in einer Ebene gehalten, die ungefähr je 1,3 cm von

nungsart für das Drahtnetzwerk, den Innenflächen der Tafeln A und B entfernt ist.

F i g. 7 eine Vorderansicht einer weiteren Ver- 5 Die seitlichen Streifen 14 werden bei dieser Ausfüh-

spannungsart für das Drahtnetzwerk in der elektro- rungsform nicht benutzt,

statischen Haltevorrichtung, In F i g. 4 und 5 ist ein Netzwerk C1 dargestellt,

F i g. 8 eine perspektivische Darstellung einer ab- bei dem der Draht in mehreren in Abstand vonein-

geänderten Ausführungsform einer mit ionisiertem ander angeordneten parallelen Linien in rechtwinkli-

Gas aktivierten elektrostatischen Haltevorrichtung, io ger Ausrichtung zwischen dem oberen und dem unte-

bei der in dem Zwischenraum Heißluft zirkuliert, ren Kämmelement 14 verspannt ist. Der Draht ist in

und regelmäßigen und gleichen Abständen angeordnet

F i g. 9 eine perspektivische Ansicht einer elektro- und verläuft über die gesamte frei liegende Fläche

statischen Haltevorrichtung, bei der die Vorderfläche der Vorrichtung in Schritten von vielleicht 5 cm.

durch eine Strahlungsplatte erwärmt wird. 15 In Fig. 6 ist ein Netzwerkmuster C2 gezeigt, bei

In den Zeichnungen, in denen ähnliche Teile mit dem der Aufbau eine Reihe von unregelmäßigen

gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist eine mit Diagonallinien in der Nähe des rechten und des

ionisiertem Gas aktivierte elektrostatische Haltevor- linken Randes mit einem freien Raum im mittleren

richtung gezeigt, die eine erste dielektrische Tafel A, Abschnitt bildet. In Fig. 7 umfaßt das Netzwerk ein

eine in Abstand von dieser angeordnete zweite di- zo gitterartiges Muster C 3, das mit sich rechtwinklig

elektrische Tafel B, ein leitendes Drahtnetzwerk C, kreuzenden Drähten an den Rändern ausgebildet ist

das zwischen den Innenflächen der vorderen und der und eine freie Zone im mittleren Abschnitt umgibt,

hinteren Tafel und in Abstand von diesen gespannt Je nach den Bedürfnissen des endgültigen Benutzers

ist, sowie einen an das Drahtnetzwerk angeschlosse- und seinen Anforderungen an die Haftfähigkeit

nen Gleichhochspannungsgenerator D umfaßt. 25 können viele weitere Variationen und Kombinationen

Die vorderen und hinteren Tafeln A und B können des Drahtnetzwerks angewendet werden,
zwar aus beliebigem isolierendem Material bestehen, Wird das Drahtnetzwerk C in geeigneter Weise mit vorzugsweise wird jedoch Glas verwandt, da sein der spannungsführenden Seite eines positiven oder Volumwiderstand gegenüber den meisten Kunst- negativen Hochspannungsgenerators mit Nennleistunstoffen in dem gewünschten Bereich liegt. Für durch- 30 gen von 5000 bis 15 000 Volt bei 2 Milliampere ansichtige Materialien hat Glas außerdem eine größere geschlossen, so wirkt der Draht mit dem Verhältnis-Festigkeit gegen Verkratzen als Kunststoffe,-wie etwa mäßig kleinen Durchmesser so, als ob er aus einer Polyvinylazetate oder Polyakrylate. Die Tafein A unendlichen Anzahl von Spitzen oder punktförmigen und B können lichtundurchlässig, durchscheinend Quellen bestünde. Demgemäß bewirkt die Koronaoder durchsichtig sein. Bei Beleuchtung von hinten 35 Entladung an diesen vielen Punktquellen des Drahtes kann man beispielsweise eine durchscheinende Tafel die Ionisierung des Gases in dem Raum zwischen für diffuses Licht wie bei Röntgen-Betrachtung ver- dem Drahtnetzwerk C und den Innenflächen der wenden. Ähnlich kann man für Fotodruck oder xero- Tafeln A und B. Das heißt, Gase, wie etwa Luft, grafisches Kopieren eine durchsichtige Tafel ver- Stickstoff, Argon und dergleichen, werden durch das wenden. 40 hohe elektrische Feld an den feinen Drähten leitend

Die beiden Taf ein A und B, die bei den meisten gemacht. Diese Ionen berühren die Innenflächen der Anordnungen in ihrer ebenen Gestaltung gleich sind, dielektrischen Tafeln A und/oder B, lagern sich an werden durch einen ringförmigen, in diesem Falle diesen ab und verursachen in sehr kurzer Zeit, daß rechteckigen Rahmen 12 aus Isoliermaterial in Ab- die Oberflächen, auf denen sie sich ablagern, das stand voneinander gehalten. Je nach dem Bedarf des 45 gleiche Potential erreichen, wie es dem Drahtnetz-Benutzers oder der Ausrichtung der äußeren Tafeln werkC von dem Hochspannungsgenerator D zukönnen jedoch auch andere Umrißformen verwendet geführt wird. Legt man Gegenstände, wie etwa ein werden. Um das Drahtnetzwerk C in irgendeinem Blatt Papier, gegen die Vorderseite einer Tafel und von mehreren Mustern gespannt zu halten, ist am stellt man einen leitenden Weg von dem Gegenstand inneren Rand des ringförmigen Rahmens 12 ein 50 zur Erdseite des Gleichstromgenerators her, so beleitendes kammartiges Element 14 mittels geeigneter wirkt man, daß die Gegenstände an der Arbeitsfläche Befestigungsschrauben 16 angebracht. Der Kamm 14 der dielektrischen Tafel hängen bleiben,
hat vorzugsweise Streifenform und läßt sich daher . In Fig. 8 ist der innere Zwischenraum zwischen leicht auf Länge zuschneiden; zur Erzielung sowohl den Tafelnd und B an ein HeißluftgebläseE anvon Elastizität als auch von elektrischer Leitfähig- 55 geschlossen. Das Gebläse E umfaßt ein Gehäuse 20 keit besteht er aus Phosphorbronze. An dem Streifen mit einem darin befindlichen Ventilator 22. Der ragen mehrere klauenartige Finger 15 heraus, die Ventilator 22 leitet Luft durch eine Reihe von Heiz-Haken bilden und ein Spannen des Drahtnetzwerks elementen 24 und durch einen in dem ringförmigen in beliebiger Konfiguration gestatten. Wie ersichtlich, Rahmen 12 ausgebildeten Einlaßkanal 26 zwischen kann ein einzelner Draht zwischen den Fingern 15 60 die beiden dielektrischen Tafelnd und B. Aus dem gespannt werden, die sich zwischen Kammstreifen 14 Zwischenraum tritt die Luft durch einen Auslaßangegenüberliegenden und/oder benachbarten Teilen kanal 28 wieder in das Gehäuse 20 ein, wo sie der des Ringelementes 12 erstrecken. Ventilator 22 wieder durch die Heizelemente 24 hinin Fig. 1 bildet das Netzwerke ein einzelner durch zirkulieren läßt. Unter sehr feuchten Bedin-Draht, der in einer Reihe von gleichwinkligen Dia- 65 gungen neigt die Feuchtigkeit dazu, auf der Obergonallinien zwischen dem oberen und dem unteren fläche der dielektrischen Tafel einen verhältnismäßig Kammstreif en 14 verläuft. Wegen der Korrosions- stark leitenden Film zu bilden. Die erwärmte Luft festigkeit, der mechanischen Festigkeit und der elek- bewirkt eine Verdampfung dieses Feuchtigkeitsfilms

an den Arbeitsflächen der dielektrischen Tafeln, so daß dessen Abschinneffekt aufgehoben wird. Dadurch, daß man die Temperatur der dielektrischen Tafeln A und B anhebt, wird also die Haftfähigkeit der Haltevorrichtung bei Anwesenheit hoher Um- S gebungsfeuchtigkeit beibehalten.

In Fi g. 9 wird die Vorderfläche der Tafel A durch eine Strahlungsplatte 30 erwärmt, die den Feuchtigkeitsfilm nicht durch die Tafel hindurch von innen, sondern direkt verdampft. Zur Darstellung der An-Ordnung für die Beleuchtung von hinten ist eine Lampe 32 gezeigt, und der GleichhochspannungsgeneratorD ist wiederum an das Netzwerk angeschlossen. Auch in F i g. 9 wird beispielsweise ein Blatt Papier 34 elektrostatisch an der Vorderfläche der Tafel A haftend gehalten.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, besteht die Erfindung in erster Linie in der Verwendung eines feinen Drahtnetzwerks, dem zur Erzeugung von Gas-Ionen in dem benachbarten Raum eine hohe Gleichspannung zugeführt wird. Die Ionen gleicher Polarität lagern sich dabei auf einer benachbarten dielektrischen Tafel ab, die in wirksamer Weise auf die gleiche Spannung aufgeladen wird, wie sie vom Gleichspannungsgenerator abgegeben wird.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Elektrostatische Haltevorrichtung mit einer dielektrischen Tafel, die eine vordere Arbeitsfläche aufweist, und mit hinter der Tafel angeordneten leistungsfähigen Mitteln, an die eine: höhe Gleichspannung angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Mittel als Netzwerk (C) aus feinen Drähten ausgebildet sind, das in kleinem Abstand von der rückwärtigen Fläche der dielektrischen Tafel in einem gasgefüllten Raum angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite dielektrische Tafel (B), die den gasgefüllten Raum auf der der ersten dielektrischen Tafel gegenüberliegenden Seite begrenzt und in kleinem Abstand von dem Drahtnetzwerk (C) angeordnet ist und eine weitere Arbeitsfläche bildet, an der Gegenstände durch elektrostatische Anziehung haften können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (JE; 30) zum Heizen der dielektrischen Tafeln (.4, B).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in dem Zwischenraum Luft ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Tafeln (A, B) aus Glas bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (E) eine Einrichtung (22) zum Umwälzen von heißem Gas in dem Zwischenraum zwischen den Tafeln (A, B) umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk (C) in einer Ebene parallel zu der benachbarten Oberfläche liegt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk (C) mehrere Drahtelemente aufweist, die in regelmäßigen Abständen voneinander entfernt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtelemente des Netzwerks (C) in einer Zone dichter angeordnet sind und in einer anderen Zone einen offenen Bereich bilden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Tafeln (A, B) transparent sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen