DE2316643A1

DE2316643A1 - Vorrichtung zur linienmarkierung auf blech- oder plattenmaterialien

Info

Publication number: DE2316643A1
Application number: DE2316643A
Authority: DE
Inventors: Satoru Honjo; Kazuhiro Kawaziri; Seiji Matsumoto; Etuo Shiozawa; Sigeru Tezuka
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1972-04-03
Filing date: 1973-04-03
Publication date: 1973-10-31
Also published as: JPS48100800A

Description

ΡΛΤΕΝΤ/.NWÄITE

DR. EWlEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT .

MÖNCHEN HAMBURG £ 0 I D D H U

TELEFON: 555476 8000.M ö N CH E N 2,

TELEGRAMME: KARPATENT MATHI LDENSTRASSE 12

3.April 1973

W 41 550/ 13/gr

Fuji Photo Film Co.,Ltd. Minami Ashigara-shi, Kanagawa (Japan)

Vorrichtung zur Linienmarkierung auf Blechoder Plattenmaterialien

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Linienmarkierung auf einem Blech- oder Plattenmaterial, z.B. einer Stahlplatte.

Die Bildung von Linien auf einer Oberfläche einer Stahlplatte oder dergleichen ist mühsam und es besteht ein großes technisches Interesse für eine automatische Markierung unter Anwendung einer elektrophotographischen Arbeitsweise. Es ist jedoch sehr schwierig, einen Entwickler lediglich in dem erforderlichen Bereich einer Oberfläche des zu markierenden Materials während der Zuführung des

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Materials mit Hilfe einer Fördereinrichtung aufzubringen.. ..-.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Bildung von Markierungslinien auf einer Oberfläche eines zu markierenden Materials durch Aufbringen eines Überzugs aus einer elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht und Ausbilden einer Information darauf, s.B. von Markierungslinien unter Anwendung eines elektrophotographischen Verfahrens.

Gemäß der Erfindung wird eine Markierungsvorrichtung für ein zu markierendes Material mit einer elektrophotoempfindliäien Schicht geschaffen, die eine Einrichtung zum Zuführen des Materials, eine Entwicklungswalze mit einer elastischen, nicht leitenden Oberflächenschicht, wobei die Walze so angebracht ist, daß sie lediglich mit dem Material in Berührung tritt, und einer Saug einrichtung zum Absaugen von überschüssigem Entwickler nach der Entwicklung in einer Zeitspanne, die für die Durchfühnng des Entwicklung^arbeitsganges erforderlich ist,umfasst. '

Die Vorrichtung'gemäß der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eins schematische Seitenansicht einer Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Die Figuren 2-8 zeigen schematische Seitenansichten der wesentlichen Teile von Ausführungsformen gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1A,1B und 10 zeigen Einrichtungen für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, wobei Fig.1A ein Ladeverfahren, Fig.1B ein Belichtungsverfahren" und Fig. 10 ein Entwicklungsverfahren veranschaulichen. In

zu Fig.1 A bezeichnet das Bezugszeichen 3 ein markierendes Material, das z.B. aus einer Stahlp latte gebildet ist und das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine lichtempfindliche Schic?at (wobei die Schicht aus einem photöleitfähigen Pulvermaterial, z.B. Zinkoxyd Titanoxyd gemischt mit einem Harz mit einem

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hohen Isoliervermögen, wie Silikonacrylharz oder Alkydharz gebildet und auf die Oberfläche in einer Dicke von etwa 5 - 30 /U- aufgebracht ist ). Das Bezugszeichen 4-bezeichnet eine Koronaentladungselektrode deren Größe etwa 30 - 100/U Durchmesser ist. Das plattenartige Material 3> das markiert werden soll, wird mit einer Fördereinrichtung

7 in der durch den Pfeil in der Zeichnung angezeigten Richtung zugeführt und das Material wird mit der Elektrode 4- während des Durchgangs unter der Elektrode aufgeladen.

Wie in Pig. 1B gezeigt, wird ein Original 5 mit einer Originalzeichnung z.B. mit Markierungslinien in Überlagerung auf die lichtempfindliche Schicht 2 aufgebracht.worauf die so erhaltene Anordnung mit einer geeigneten Lichtquelle 6 belichtet wird und dadurch ein elektrostatisches latentes Bild in der lichtempfindlichen Schicht 2 gebildet wird.

Das zu markierende Material mit dem darauf gebildeten latenten Bild wird der Entwicklungsstelle zugeführt,die in Fig. 1 C veranschaulicht ist. Wie aus der Fig. 1 C klar ersichtlich ist, wird eine Entwicklungswalze 8 mit einer elastischen oder federnden porösen und elektrisch isolierenden Oberfläche, in welche flüssige Entwickler infiltriert sind, über die das latente Bild aufweisende Oberfläche unter einem geeigneten Druck getrieben.um das Bild zu entwickeln. Die Walze 8 ist so ausgebildet, daß sie ein Kernmaterial aus Metall, Vinylchlorid oder Acrylharz und ein darauf gewickeltes Urethanechaumband mit einer Dicke von 0,5 - 10cm umfasst. Als flüssiger Entwickler kann z.B. Kerosin, Isopar E,H oder G ( Isoparafinlösungsmittel) oder Cyclohexan oder dgl., worin Ruß, Phthalocyaninblau od.dgl. als Pigment mit einem geeigneten Ladungseinstellmittel dispergiert ist, zur Anwendung gelangen. Nach dem Durchführen des Materials durch die Walze

8 wird der übaschüssige Entwickler mit einer Saugwalze 9 absorbiert, worauf mit Luft getrocknet wird, die aus einer Düse 10 ausgepresst wird.

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In Fig. 2 ist eine Aus führung sf orm eiier Vorrichtung zum Aufbringen von einem Entwickler auf die- lichtempfindliche Schicht 2 gezeigt. Die Walze 8 ist wie vorstehend ausgeführt, mit einem Kern aus Metall, oder Vinylchlorid oder Acrylharz und einer Oberflächenschicht aus Polyurethanschaum, Polyäthylenschaum oder Kautschukschaum, der elastisch und federnd, und porös ist und eine hohe Isolierfähigkeit aufweist, ausgebildet. Das Material 3 cLas markiert werden soll, und mit dem Förderband 7 zugeführt wird, gelangt unter die Walze 8, wo es den Entwickler durch quetschen derselben aufgrund des Druckes der Walze auf die Materialoberfläche aufnimmt. In Übereinstimmung mit dem Vorführen des Materials und der Drehung der Walze -8 kann der auf die Materialoberfläche zugeführte überschüssige Entwickler in die Walze nach dem Verlassen oder Trennen von der Materialoberfläche wieder absorbiert werden, so daß eine geeignete Menge von Entwickler auf die Oberfläche aufgebracht ,werden kann.

Vorzugsweise ist die Dicke des zu markierenden Materials größer als ein radial zusammengedrückter Abstand des federnden Teiles der Walze um eine geeignete Zuführung von flüssigem Entwickler zu gewährleisten. Versuche haben gezeigt, daß es möglich ist, bei einem zu markierenden Material mit einer Dicke von mehr als 3 mm eine angemessene Entwicklerzuführung lediglich in der notwendigen Fläche für die Markierung ohne jeden Überschuss Zuführung auf unnötige.Bereiche auszuführen. Wenn die Dicke des zu markierenden Materials kleiner ist als 3mm wird auf dem Förderband oder der Fördereinrichtung ein Plattenglied mit etwa der gleichen Größe wie das Material aufgebracht und das Material wird in Überlagerung auf dem Plattenglied angeordnet,um eine Sesamtdicke von 3 mm zu erreichen.

Wie vorstehend ausgeführt, kann eine geeignete Menge von Entwickler auf die erforderliche Fläche allein mit der

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unter Druck angetriebenen porösen Entwicklerwalze, die den flüssigen Entwickler enthält, aufgebracht werden, indem man die Höhe des zu markierenden Materials im wesentlichen oberhalb 3 ism einstellt.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen Arm ^ an dessen einem Ende die Walze 8 drehbar angebracht ist, wobei der Arm mit Hilfe eine Zapfens 22 an seinem anderen Ende schwenkbar angebracht ist. Bei Mangel an Entwickler kann die Valze in eine Lage gedreht werden, die in der Zeichnung durch das Bezugszeichen 8¹ angezeigt ist. Das Bezugszeichen 23 bezeichnet eine Düse für die Zuführung von Entwickler zu der Walze wobei sich die Walze während der Entwicklerzuführung in der durch den Pfeil angezeigten Richtung dreht. Das Bezugszeichen 24 ist eine Abquetschwaize für die Entfernung von überschüssigem Entwickler. Der überschüssige Entwickler wird in einem Behälter E über einen Trog 25 gesammelt. Der in dem Vorratsbehälter R abgezogene Entwickler wird der Düse 23 mit Hilfe einer Pumpe P zugeführt.

Fach Beendigung des Entwicklerzuführungsvorganges wird die Walze 8 in ihre Arbeitsstellung von der genannten Entwicklerzuführungsstellung zurückgedreht. Während die Walze in der Zuführungsstellung ist, steht die Fördereinrichtung still.

Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung, worin ein zu markierendes plattenartiges Material bei gleichbleibender Geschwindigkeit in der durch den Pfeil angezeigten Richtung zugeführt wird. Eine lichtempfindliche Schicht 2 enthält während des Durchlaufens einer Ladungs- und Belichtungsbehandlung ein darin gebildetes latentes BiU. Eine Entwicklungswalze 8 mit einer elastischen oder federnden, porösen Oberflächenschicht dreht sich um eine Achse. Während das Material 3 unter der Walze 8, die einen Entwickler enthält, mit einem geeigneten Druck von der elastischen Oberflächenschicht der

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Walze hindurchbewegt .wird, wird der Entwickler in der Walze 8 auf die lichtempfindliche Schicht, 2. ;des Materials aufgebracht. .

Bei Verlassen von der Wals;enofeerflache wird eSne überschüssige Menge des Entwicklers auf dem Material auf die Walzenschicht erneut, absorbiert, so daß eine geeignete Menge des Entwicklers stets auf die lichtempfindliche Schicht 2 aufgebracht werden kann.

Da die Oberfläche der Walze 8 eine ausreichende Elastizität aufweist, wird eine geringe Rauheit;, «lie auf die Rauheit der Material;oberflache mrüekzuf uhren ist,vollständig kompensiert und die unregelmäßig&eit öeic iEntwicfclerzuführung wird auf ein Minimum -zurückgefltoeife^ Ifenn ;das au markierende Material eine Dicke von oberhalb 3 ήηπ besitzt, wird die äußere poröse Oberflächenschicht der Wälze nicht zusammengedrückt, wenn sie nie mit irgendwelchen -anderen ausser dem Material in Berührung gelangt, und auf diese Weise findet kein unnützer "Verbrauch von Entwickler statt«

Das Bezugszeichen y\ bezeichnet eine Entwieklerzuführungsdüse, und das Bezugszeichen 32 bezeichnet; eine JIbquetschwalze für die Zurückhaltung einer geeigneten Menge von Entwickler in der Walzenschicht.

Überschüssiger Entwickler, der von der Walze überfließt und von dieser abgequetscht wurde, wird in einem Vorratsbehälter ß über einen Trog 33 gesammelt. Das Bezug sz eichen 34-bezeichnet eine Rakel zur Verhinderung, daß überschüssiger Entwickler an der Walze erneut anhaftet. Die Ä;bquetsGhvralze 32 oder die Walze 8 kann von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben werden.

Eine Entwicklermenge von etwa 0,1 - 0,8 cnr/curin der Walzenschicht bevorzugt bei einer geringeren Entwicklermenge eine ungenügende Entwcklung verursacht und eine überschüssige Entwicklermenge die Oberfläche der markierten Oberfläche verunreinigt, bzw. verschmutzt.

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Die bevorzugte Entwicklermenge, die von der Walze zugeführt werden soll, wird in Übereinstimmung mit der in dem Entwickler enthaltenen Menge Toner bestimmt, und wenn die Menge des Entwicklers mit einem (Donergehalt von Xg/1 im Bereich von 5- 500 car/ m liegt, kann die bevorzugte Menge des Entwickler^, die auf die lichtempfindliche Oberfläche zugeführt werden soll, unter Anwendung des nachstehenden Ausdruckes bestimmt werden:

4Ox j- 1000 χ 1 )

Beispielsweise ist die bevorzugte Menge des Entwicklers mit einem Tonergewicht von 4 g/l etwa im B_ereich von 100 250 cm /m Entwickler und liegt bei einem Entwickler mit einem

•7 ρ

Tonergehalt von 2g/l im Bereich von etwa 20 - 500 cnr/m , bei einem Enwickler mit einem Tonergehalt von 1 g/l im Bereich

■7 ρ

von etwa 20 - 500 cnr/m ₅ bei einem Entwickler mit einem

■7 ' ρ

Tonergehalt von 8 g/l im Bereich von etwa 5-125 cm/m und bei einem Entwickler mit einem Tonergehalt von 16g/l im

•7 p

Bereich von 5-100 cnr/m .

Ein verschwommenes Bild kann erhalten werden, wenn die Entwicklermenge zu gering ist, während mit einer überschüssigen Entwicklermenge die lichtempfindliche Oberfläche befleckt wird und verdorben wird.

Da das poröse Glied der Walze eine ausreichende Elastizität besitzt, wird hierdurch eine geringe Unebenheit einer lichtempfindlichen Oberfläche des Materials aufgrund der Rauhigkeit der Materialoberüläche, einer Ungenauigkeit der Fördereinrichtung od. dgl. kompensiert. Versuche haben gezeigt, daß ein poröses Glied mit Poren oder Blasen mit einem Durchmesser im Bereich von 50 - 900 /U eine optimale Menge an Entwickler zurückhalten kann und daß eine Walze mit einem

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Durchmesser von 25 - 40 mm für den praktischen Gebrauch am meisten geeignet war.

Der in der Walze enthaltene Entwickler neigt infolge der Schwerkraft oder des Gewichtes^ zum Herausfallen, wenn die Walze plötzlich angehalten wird und wenn kein Herausfallen stattfindet, neigt der Entwickler zu einem Ansammeln in dem unteren Raum der Walze. Es ist daher erwünscht, die Walze kontinuierlich, nicht nur während der Zuführung des Entwicklers zu dem Material^sondern auch während des Leerlaufs zu drehen. Vorzugsweise wird die Walze mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 Umdrehungen/ Minute gedreht während sie nicht in Berührung mit der Materialoberfläche vorliegt.

Fig. 4- veranschaulicht eine Ausführungsform einer Saugwalze, die den bereits verwendeten Entwickler nach dem Aufbringen des Entwicklers auf ein zu markierendes Material absaugt. Nachdem ein Entwickler auf eine lichtempfindliche Schicht eines zu markierenden Materials aufgebracht worden ist und ein latentes Bild entwickelt worden ist, wird das Material einer Lage oder Stellung zugeführt, wo eine Saugwalze etwa in einer Entfernung von 5 - 200 cm von der Entwicklungswalze angebracht ist. Der verwendete Entwickler wird von dem Material mit Hilfe der Saugwalze entfernt. Die Saugwalze 9 besitzt einen aus Metall, Kunststoff oder einem anderen Material gebildeten Kern und eine elastische poröse hohe öl absorbierende Schicht die z.B. aus Polyäthylenschaum gebildet ist und um den Kern herum angebracht ist. Die in der Saugwalze enthaltenen Blasen oder Poren, die im wesentlichen. denjenigen der Entwicklerwalze hinsichtlich der Größe ähnlich oder etwas kleiner sind, d.h. mit einem Durehmesser im Bereich von etwa 30 - 700/U, können bevorzugt zur Anwendung gelangen.

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Eine derartige Saugwalze entfernt den verwendeten Entwickler augenblicklich und in ausreichendem Ausmaß. Eine Saugwalze mit einem Durchmesser von etwa 25 - 4-0 cm ist besonders günstig. Das Bezugszeichen 4-1 bezeichnet eine Saugdüse»die den bereits/gesaugten Entwickler zu der Walze entfernt. Der Saugschlitz der Düse soll vorzugsweise eine Breite von 2-20 mm besitzen, wobei ein Druck von 400 -1000mm Wasser( 400-IOOOmm water head)in einer Saugpumpe P bevorzugt wird.

Selbst wenn hierbei eine leichte Rauhigkeit auf der Oberfläche des zu markierenden Materials vorhanden ist, kann die überwiegende Menge des verwendeten Entwicklers mit Hilfe der Saugwirkung einer Saugwalze und der Saugpumpe entfernt werden um zu verhindern, daß der Entwickler in der Saugwalze angesammelt wird.

Vorzugsweise wird die Lage bei welcher die Saugwalze angeordnet werden soll, so bestimmt, daß die Saugwalze, mit dem verwendeten Entwickler auf dem zu markierenden Material etwa 0,5 - 20 Sek. nach Beendigung des Entwicklungsvorganges in Berührung gelangt. Daher ist die Lage etwa 5-200 cm von der Entwicklungsstelle entfernt wenn die Fördergeschwindigkeit 10cm/Sek. beträgt.

Pig. 5 veranschaulicht eine andere Ausführungsform einer SaugwaIzeneißrichtung gemäß der Erfindung. Der verwendete Entwickler kann in eine poröse Schicht einer Saugwalze 9 durch eine Düse 51 absorbiert werden und dann mit einer Saugpumpe P abgesaugt werden. Das Bezugszeichen 52 bezeichnet eine drehbare Walze; die an dem Schlitz der Düse 51 zum Abquetschen des Entwicklers in der Walze 9 angebracht ist. Diese drehbare Walze 52 saugt nicht nur den Entwickler in der Walze 9 wirksam ab, sondern verhindert auch eine Abnützung der porösen Schicht der Walze 9«

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Fig. 6 veranschaulicht eine weitere .Ausführungsform. . einer Saugwalzenreinrichtung gemäß der Erfindung» Ein . , hohles rohrähnliches Gehäuse 62 mit einer· achsial geformten, , Öffnung "besitzt ein Innenrohr 61 mit einer Mehrzahl von kleinen Löchern oder Öffnungen, wobei .der freiliegende Teil des Innenrohres unter Zwang in Berührung mit der porösen . , Oberfläche .der Saugwalze 9 zum Absaugen des.verwendeten Entwicklers durch die Öffnung, wie int der Figur gezeigt,, gebracht ist. Der mittlere hohle Teil innerhalb des Rohres 61 wird bei einem negativen Druck mittels einer Saugpumpe(nicht gezeigt) gehalten, so daß der verwendete Entwickler in den hohlen Teil gesaugt werden kann. Das Bezugs ζ eichen 62 bezeichnet das Gehäuse zur Verhinderung des Hitreißens von Luft von den öffnungen oder Löchern, die nicht mit der Saugwalze 9 in Kontakt vorliegen. Das Bezugszeichen 63 bezeichnet einen Trog für das Sammeln des abgesaugten Entwicklers.

Fig. 7 veranschaulicht eine Einrichtung, die in der Trocknungsstufe zur Anwendung gelangt. Das Bezugszeichen 71 bezeichnet eine Luftdüse die oberhalb der von einer Fördereinrichtung 7 zugeführten empfindlichen Oberfläche in einem Abstand von 2-30 mm angeordnet ist und ein Abpressen und Trocknen des zurückbleibenden Entwicklers bewirkt. Eine übermäßig hohe Luftgeschwindigkeit kann zu einer Beschädigung " des auf dem Material, das markiert werden soll, gebildeten ^: Bildes führen und eine zu niedrige Geschwindigkeit bringt eine herabgesetzte Wirkung hervor. Eine Geschwindigkeit; des Luftstroms im Bereich von 0,5 - 10 m/Sek. und eine Richtung des Luftstroms unter einem Winkel von 45 - 90 zu der Oberfläche des zu markierenden Materials wird bevorzugt.

Fig. 8 veranschaulicht eine weiter Ausfühnngsform eines Trocknungsverfahrens. Eine Saugwalze 9 ist in Nähe einer Luft düse 81 für die Erhöhung der Saugwirkung der Walze ange-

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ordnet;. Die Saugwalze besitzt eine poröse und elastische Oberflächenschicht und die Oberfläche ist in Berührung mit einer lichtempfindlichen Schicht 2. Gleichlaufend mit der Drehung der Walze 9 wird der in die Walze gesaugte Entwickler dann in eine Düse 4-1 gesaugt und der Eest wird in die Walze 9 aufgrund eines Luftstromes von der Düse 81 , der in die Walze 9 gesaugt wird, zurückgeführt. Es ist natürlich, daß der von der Düse 81 austretende luftstrom einen Teil der Eestmenge mit sich führt (enaporate).

Der Abstand zwischen der Linie, welche die Berührungslinie der Saugdüse 9 niit der Oberfläche des zu markierenden Materials bildet, und der Linie, welcher der von der Düse 81 austretende Luftstrom gegen die Oberfläche des Materials strömt, liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 3-50 mm. Der Winkel zwischen der Luftstromausstoßrichtung und der Richtung der Materialoberfläche 5.st vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 4-5 - 90°.

Wie vorstehend ausgeführt, kann gemäß der Erfindung der Harkierungsvorgang auf einem elektroleitfähigen Material mit einer Dicke von oberhalb J mm wirksam ausgeführt werden.

Durch die Anwendung von 2 oder mehreren Entwicklungswalzen, Saugwalzen und Luftdüsen können die Entwicklungsund ülrocknungseffekte erhöht werden.

Gemäß der Erfindung kann ein Markierungslinienbild von hohem Kontrast mit einem minimalen Entwicklerverlust auf zu markierenden Materialien von verschiedenen Abmessungen erhalten werden und überdies wird eine lichtempfindliche Schicht nach oben gerichtet, so daß keine Störungen im mechanischen System, insb. im Belichtungssystem auftreten.

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Claims

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Patentanspruch

Vorrichtung zum Markieren eines zu markierenden Materials mit einer elektrophotoempfindlichen Schicht darauf durch Aufladen, Belichten, Tonerdispergierung und Entwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zuführeinrichtung für das Zuführen des zu markierenden Materials, eine Entwicklungswalze mit einer schwaminähnlichen, nicht leitfähigen Oberflächenschicht, die so angeordnet ist, daß sie mit der Zuführungseinrichtung nicht in Berührung gelangt, jedoch mit dem zu markierenden Material wenigstens an der Unterseite der Oberflächenschicht in Berührung gelangt, und eine Saugeinrichtung zum Absaugen von überschüssigem Entxvlckler nach dem Entwicklungsvorgang in einem Zeitabstand, der für den Entwicklungsvorgang erforderlich ist, umfasst.

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