DE2148666B2 - Elektrostatischer Papierhalter - Google Patents

Description

a) der dielektrischen Schicht (36) höchstens 10^I5Ohm · cm, aber mindestens so viel beträgt, daß die dielektrische Schicht (36) eine geringere Leitfähigkeit als das zu haltende Papier (35) hat, und

b) des Isolierkörpers (32) mehr als 10¹⁶ Ohm · cm beträgt,

so daß die elektrostatische Aufladung des Papierhalters nach Abschalten des Potentials von den Elektroden unverzüglich abfließt.

2. Elektrostatischer Papierhalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die an sich bekannte Ausgestaltung, derart, daß die Elektroden (45, 46) an eine Spannungsquelle (50) mit hoher Spannung und niedrigem Strom anschließbar sind und die Dicke der dielektrischen Schicht (36) im Verhältnis zum Potential der Elektroden (45, 46) so bemessen ist, daß das von den Elektroden (45, 46) erzeugte elektrische Feld die dielektrisehe Schicht (36) durchdringt und das auf der Aufnahmefläche des Papierhalters (10) liegende Blatt (35) elektrostatisch aufladet.

3. Elektrostatischer Papierhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (45, 46) entgegengesetzten Vorzeichens in an sich bekannter Weise ineinandergeschachtelt sind.

4. Elektrostatischer Papierhalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei schwenkbarer Lagerung des Papierhalters (10) um eine waagerechte Achse eine Steuerung vorgesehen ist, die beim Verschwenken des Papierhalters aus der Waagerechten heraus das elektrische Potential an die Elektroden anlegt und beim Zurückschwenken des Papierhalters in die waagerechte Aufnahmestellung das elektrische Potential von den Elektroden (45, 46) abschaltet.

5. Elektrostatischei· Papierhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht (36) aus Polyvinylchlorid besteht.

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Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Parhalter mit einer die Aufnahmefläche für das )ierblatt bildenden dielektrischen Schicht auf em Isolierkörper und mit dazwischen eingebette-, mit verschiedenem Vorzeichen aufladbaren ktroden. Die Feldlinien, die von den aufgeladenen ktroden ausgehen, durchdringen die dielektrische licht und laden das auf der Aufnahmeflächc lieide Papierblatt auf, so daß dieses von dieser Auflmefiäche elektrostatisch angezogen und festgeten wird. Das ist vielfach erwünscht, z. B. bei ichriftung des Blattes oder auch beim photographischen Kopieren, wobei es wichtig ist, daß das Blatt nicht durch einen Luftzug verschoben wird oder beim Verschwenken des Papierhalters in aufrechte Lage durch sein Gewicht abgleitet.

Bei einem bekannten elektrostatischen Papierhalter dieser Art sind keine Vorkehrungen getroffen, um dafür zu sorgen, daß die elektrostatische Anziehung des Blattes beim Abschalten der Elektroden von der Spannungsquelle unverzüglich aufhört. Das ist aber vielfach erwünscht, z. B. dann, wenn nach dem photographischen Kopieren der Papierhalter aus seiner aufrechten Lage wieder in die Waagerechte verschwenkt und mit einem neuen zu photographierenden Blatt beschickt werden soll. Denn dann bedeutet es einen Zeitgewinn, wenn das Blatt nach dem Photokopieren unverzüglich vom Papierhalter abrutscht, wenn man die Spannung abschaltet.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, den elektrostatischen Papierhalter so auszugestalten, daß die elektrostatische Anziehung des Papierblatts unverzüglich aufhört, wenn die aufgeladenen Elektroden von der Spannungsquelle abgeschaltet werden.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabt dadurch gelöst, daß der spezifische elektrische Widerstand des Stoffes

a) der dielektrischen Schicht höchstens 10¹⁵ Ohm-cm, aber mindestens so viel beträgt, daß die dielektrische Schicht eine geringere Leitfähigkeit als das zu haltende Papier hat, und

b) des Isolierkörpers mehr als 10¹⁶ Ohm ■ cm beträgt, so daß die elektrostatische Aufladung des Papierhalters nach Abschalten des Potentials von den Elektroden unverzüglich abfließt.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sei nunmehr sn Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigt

F i g. 1 scherriäiisch einen Teilquerschnitt durch den Papierhalter und durch das darauf haftende Papier unter Angabe der darin fließenden Ströme, F i g. 2 das zu F i g. 1 gehörige S:haltschema,

F i g. 3 schematisch ein photographisches Vervielfältigungsgerät mit einem Papierhalter nach der Erfindung,

F i g. 4 ein Schaubild des Isolierkörpers, der Elektroden und der dielektrischen Schicht, F i g. 5 den Papierhalter im Grundriß,

F i g. 6 den Papierhalter im Schnitt nach dei Linie 6-6 der F i g. 5 und

Fig. 7 eine andere Ausführungsform der Elektroden.

Wie die F i g. 4 bis 6 zeigen, besteht der elektrostatische Papierhalter aus einer die Aufnahmefläche für das Papierblatt bildenden dielektrischen Schichl 36, aus einem diese Schicht tragenden Isolierkörpei 32, der als ebene Platte ausgebildet sein kann, und aus Elektroden 45, 46, die zwischen der dielektrischen Schicht 36 und dem Isolierkörper 32 eingebettet sind und durch eine Spannungsquelle 50 mil verschiedenem Vorzeichen aufgeladen werden können.

Der Isolierkörper 32 besteht aus einem Stoff dessen spezifischer elektrischer Widerstand der Grenzwert von 10^ieOhm-cm überschreitet. Dafüi kommt beispielsweise Polyäthylen, Polyvinylchloride von entsprechender Härte, Epoxyharze und Phenol-

harze zur Verwendung, wobei diese Harze durch Glasfasern verstärkt sein können.

Die Elektroden 45, 46 können von gedruckten Schaltungen gebildet werden, die auf den Isolierkörper 32 aufgebracht sind. Für den Druck kommt Siebdruck mit leitfähiger Farbe in Betracht. Man kann aber auch die das ganze Elektrodenaggregat 34 aufnehmende Fläche des Isolierkörpers 32 verkupfern und die Kupferschicht so weit weg ätzen, daß nur die Elektroden übrigbleiben. Auch können die m Eletroden aus Metallfolie, aus Draht, oder aus Linien und Strichen bestehen, die mit Bleistift gezogen werden.

Vorzugsweise bilden die Elektroden 45 und 46 ineinandergreifende Finger, die eine Breite von 19 mm und einen Abstand voneinander von etwa 4,7 mm haben können. Eine andere Gestalt der Elektroden ist in F i g. 7 gezeigt. Dort liegen zwei Elektroden spiralig ineinander.

Die dielektrische Schicht 36 besteht am besten aus einem weißen, undurchsichtigen Stoff, damit er sich als Blatthalter von photographischen Vervielfältigungsgeräten eignet. Seine Dicke beträgt wenigstens 0,25 mm, damit man beim Berühren der Aufnahmeflache für das Papierblatt keinen elektrischen Schlag erhält. Je dünner die Schicht 36 ist, um so größer wird die dielektrische Anziehungskraft, mit de: das auf die Aufnahmefläche gelegte Papier haftet.

Um nun zu erreichen, daß beim Abschalten der Spannungsquelle 50 die Haftung des aufgelegten Papierblatts unverzüglich aufhört, ist für die elektrische Schicht 36 ein Stoff gewählt, dessen spezifischer elektrischer Widerstand höchstens 10¹⁵Ohm · cm beträgt. Dieser spezifische elektrische Widerstand muß aber mindestens soviel betragen, daß die dielektrische Schicht 36 eine geringere elektrische Leitfähigkeit hat als das zu haltende Papier. Geeignete Stoffe für die Schicht 36 sind Polyvinylchloride, Polyvinylfluoride und glasverstärktes Melamin. Die Schicht 36 kann auch aus mehreren Lagen bestehen, wenn das erwünscht ist, um die gewünschte Farbe, Undurchsichtigkeit, Reinigungsfähigkeit und Verschleißfestigkeit zu erreichen. Bei der Wahl des Stoffes für die Schicht 36 ist jedoch darauf zu achten, daß dieser Stoff bei jeder im Betrieb in Betracht kommenden Feuchtigkeit die vorstehend geschilderten dielektrischen Bedingungen erfüllt.

Wie F i g. 1 zeigt, fließt zwischen benachbarten Elektroden des Elektrodenaggregats 34 ein Strom /., durch die als Halbleiter wirkende Schicht 36 und ein Strom I₁ durch das darauf haftende Papier 35. Eine zufriedenstellende Haftwirkung wird erreicht, wenn der Strom I_x größer ist als der Strom /., oder mindestens ebenso groß ist. Das bedeutet, daß die in dem Schaltschema der F i g. 2 angegebenen Widerstände der leitenden Strecken, die von den Strömen /, und I₂ durchflossen werden, der Bedingung genügen, daß R_x +R₂ kleiner ist als R₃.

Die Papiere, für die der hier beschriebene elektrostatische Papierhalter in Betracht kommt, bestehen aus einem Stoff, dessen spezifischer Widerstand zwischen 10³ und 10" schwankt.

Die in Fig. 2 angegebenen Widerstünde A₁, R₂ und R_s lassen sich berechnen, indem man den spezifischen Widerstand des Stoffes mit der Länge der 6_S Strombahn multipliziert und durch die Querschnittsfläche der Strombahn dividiert. Ausgehend von der Breite der ineinandergreifenden Elektroden 45, 46 und der Dicke der dielektrischen Schicht 36 läßt sich der erforderliche spezifische elektrische Widerstand der Stoffes berechnen, aus dem die dielektrische Schicht 36 besteht.

Die Zeit, innerhalb welcher nach Abschalten der Spannungsquelle 50 von den Elektroden die Kraft versiegt, mit der das Papier 35 auf der dielektrischen Schicht 36 haftet, errechnet sich als Produkt des Widerstandes R mit der Kapazität nach der Gleichung T = RC. Dabei ist C das Produkt der absoluten Elektrizitätskonstante E₀ mit einer Konstanten K und mit dem Verhältnis von Fläche zu Dicke der Schicht 36.

Die Konstante K wird abgeleitet als Verhältnis der Elektrizitätskonstante des Stoffes der Schicht 36 zur absoluten Elektrizitätskonstante E₀. Es ist also: C = E₀ · KAIt. Wenn K = EJE₀, dann ist C = E₀- EJE₀. A/t = EAIt. Der Widerstands ist das Produkt des spezifischen Widerstandes des Stoffes, aus dem die Schicht 36 besteht, mit dem Verhältnis von Dicke zur Fläche der Schicht 36. Somit gilt R = t/A. Somit ist

T = P_vtlA ■ E_nAIt oder T = P_vE_m.

Die für die dielektrische Schicht 36 in Betracht kommenden Stoffe haben Elektrizitätskonstanten, die in einem Bereich liegen, deren Grenzen im Verhältnis 1:5 stehen. Die spezifischen Widerstände dieser Stoffe schwanken aber innerhalb eines Bereiches, dessen Grenzen im Verhältnis von 1:10 000 stehen. Der spezifische Widerstand ist also der wichtigste Faktor bei der Wahl der Stoffe. Die Bestimmung der höchstzulässigen Zeit, innerhalb welcher die Haftkräfte bis zur zulässigen Grenze sinken, ermöglicht die Wahl eines für die Schicht 36 geeigneten Stoffes.

Für die Befestigung der dielektrischen Schicht 36 auf dem Isolierkörper 32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, z. B. Schweißen durch Wärme oder Ultraschall, durch Verleimen u. dgl. Beim Verleimen muß der Klebstoff etwa den gleichen spezifischen Widerstand haben wie der Stoff, aus dem die dielektrische Schicht 36 besteht. Denn bei einem zu hohen Widerstand der Leimschicht könnte der Strom Z₁, Fig. 1, nicht fließen.

Die Spannungsquelle 50 kann Gleichspannung oder Wechselspannung liefern, und die Spannung kann nach Bedarf gewählt werden und beispielsweise 1 bis 4000 Volt betragen. Da die Stärke der Ströme I_x und /₂ außerordentlich gering ist, kann es sich bei der Spannungsquelle 5 um einen sehr einfachen und billigen Spannungsvervielfacher handeln.

Will man die zu photographierende Vorlage aus mehreren Blättern zusammensetzen, die man hierzu überlappend auf die Aufnahmefläche legt, dann empfiehlt es sich, die Elektroden 45, 46 breit zu bemessen. Doch soll der Abstand der Elektroden nicht erößer bemessen werden, als es den Abmessungen der kleinsten dabei zu verwendenden Blätter entspricht.

Ein photographisches Vervielfältigungsgerät, bei dem die zu vervielfältigenden Vorlagen von einem Papierhalter der vorstehend erläuterten Art getragen werden, sei nunmehr mit Bezug auf F i g. 3 erläutert. Die zu vervielfältigenden Auflagen werden nacheinander auf einen Tisch 10 aufgeschoben, der hierbei seine waagerechte Lage einnimmt, aber mittels eines Antriebes in Gestalt eines Handhebels 12 in die

strichpunktierte lotrechte Lage gebracht werden kann. Dieser Tisch trägt den in seine Tischfläche eingelassenen elektrostatischen Papierhalter nach den F i g. 4 bis 6. Wird der Antrieb 12 eingeschaltet, um den Tisch 10 mit der zu vervielfältigenden Vorlage in die strichpunktierte lotrechte Stellung zu bringen, dann wird dadurch die Spannungsquelle 50 an die Elektroden 45, 46 angeschlossen. Infolgedessen haftet das Papier am Tisch 10, wenn dieser in die strichpunktierte lotrechte Lage gelangt. In dieser befindet sich die zu vervielfältigende und aus dem haftenden Papier bestehende Vorlage vor der Öffnung einer Belichtungskammer 15. Zur Belichtung dienende Röhren bzw. Lampen 16 beleuchten das Innere der Belichtungskammer 15 und die Oberseite des Brettes bzw. der Auflage mit geeigneter Intensität, so daß die Belichtung durchgeführt werden kann.

Ein Balg 18 und eine Linse 19 vervollständigen den Verschlußteil der Kamera. Ein Spiegel 20 ist der Kamera zugeordnet, um das Bild nach oben in die horizontale Objektebene zu projizieren. Ein selbsttätiges Einstellungsgelenksystem 21 wirkt dahingehend, die Linse 19 und den Spiegel 20 in geeigneter Beziehung zu bewegen, so daß das Bild auf den Brennpunkt richtig eingestellt werden kann.

Ein Vorrat nicht belichteten elektrostatischen

Druckformpapiers ist als Stapel 22 gelagert, so daß das Druckformpapier über eine Ladestation 23 an die Unterseite eines Vakuumförderers 24 herangebracht werden kann. Die geladene Druckform wird gefördert, bis sie einen vom Spiegel 20 getragenen Schalter 25 berührt. Der Schalter 25 schaltet daraufhin den Förderer ab, bis die Belichtung vollzogen ist. Unabhängig von der ausgefahrenen Position des Spiegels 20 befindet sich also das Druckformblatt in geeigneter Lage auf der Bildebene.

Nach Belichtung wird die Druckform über eine Tonerstation 26 einem Förderer 27 zugeleitet. Der Förderer 27 transportiert die mit einem Tonermaterial versehene Druckform in eine Schmelzstation 29. Schließlich wird die angeschmolzene Druckform auf einen Tisch 30 gefördert.

Jedesmal, wenn die Belichtung durchgeführt ist, wird die Spannungsquelle 50 von den Elektroden 45 und 46 abgeschaltet. Infolgedessen gleitet die photographierte Vorlage unverzüglich herab und kann abgelegt werden. Dann wird der Tisch 10 wieder in die waagerechte Lage gebracht und mit der nächsten zu vervielfältigenden Vorlage beschickt. Ist das geschehen, dann wird die Spannungsquelle 50 an die Elektroden wieder angeschaltet, bevor der Antrieb 12 den Tisch 10 in die lotrechte Stellung bringt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Papierhalter mit einer die Aufnahmefläche für das Papierblatt bildenden dielektrischen Schicht auf einem Isolierkörper und mit dazwischen eingebetteten, mit verschiedenem Vorzeichen aufladbaren Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische elektrische Widerstand des Stoffes