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Diese
Erfindung betrifft im allgemeinen eine Entwicklungseinheit mit segmentierten
Elektroden (SED – Segmented
Electrode Development) eines Drucksystems und betrifft insbesondere
eine kompakte Konstruktion für
die elektrische Verbindung der SED-Rolle einer SED-Einheit.
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Im
allgemeinen beinhaltet das Verfahren des elektrophotographischen
Drucks das Aufladen eines Photorezeptors auf ein im wesentlichen
gleichmäßiges Potential,
um so die photoleitende Oberfläche
zu sensibilisieren. In 1 ist
ein herkömmlicher
Photorezeptor 10 dargestellt. Üblicherweise tastet ein Abtastlichtstrahl
eine Abtastlinie 14 auf einem Photorezeptor 10 ab.
Der Photorezeptor 10 dreht sich und demzufolge tastet der
Abtastlichtstrahl aufeinanderfolgende Abtastzeilen 14 ab,
um den Photorezeptor 10 zu entladen und ein Bild auf den
Photorezeptor zu übertragen.
Das Bild auf dem Photorezeptor 10, welches ein elektrostatisches
Bild ist, wird als ein latentes Bild bezeichnet. Sobald ein latentes
Bild bei jeder Abtastzeile erzeugt ist, muß Toner auf jede einzelne Abtastzeile 14 aufgebracht
werden, um auf ein Papierblatt übertragen
und dann erwärmt
zu werden, um es permanent auf dem Papierblatt zu fixieren.
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Ein
für die Übertragung
des Toners auf das latente Bild verwendetes Verfahren, bekannt als
Entwicklung mit segmentierter Elektrode (SED) verwendet eine SED-Rolle 16.
In 2 ist eine vergrößerte Ansicht
der SED-Rolle 16 von 1 dargestellt.
Sowohl gemäß 1 als auch 2 ist
die SED-Rolle 16 ein zylindrisches Element, welches entlang
dem Photorezeptor 10 angeordnet ist und eine Vielzahl von Elektroden 18 besitzt,
welche eng beabstandet entlang der SED-Rolle 16 angeordnet
sind.
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Während sich
der Photorezeptor 10 und die SED-Rolle 16 drehen,
werden zu jedem beliebigen Zeitpunkt eine oder mehrere Elektroden 18,
welche den geringsten Abstand zu dem Photorezeptor 10 haben,
aktiviert. Die aktivierten Elektroden 18 erzeugen eine
Tonerwolke 19 entlang dem Verlauf ihres Entwicklungsbereiches
in der Nähe
des Photorezeptors. Das latente Bild auf jeder Abtastzeile 14 besitzt eine
entgegengesetzte Ladung zu der Ladung des Toners in der Tonerwolke 19.
Von dem latenten Bild erzeugte elektrostatische Felder ziehen Toner
aus der Tonerwolke 19 an, um das latente Bild zu entwickeln.
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Um
eine ausgewählte
Anzahl von Elektroden 18 zu aktivieren, wird eine elektrische
Kohlebürste 20 verwendet.
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Die
elektrische Bürste 20 berührt einen
Abschnitt der SED-Rolle 16. Wenn sich die SED-Rolle 16 dreht,
kommen unterschiedliche Elektroden 18 mit der elektrischen
Bürste 20 in
Kontakt.
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Die
elektrische Bürste 20 ist
kein zuverlässiger
Kontakt für
die Elektroden 18. Wenn die elektrische Bürste 20,
welche eine hohe Spannung von etwa 1000 V besitzt, sich mit jeder
Elektrode 18 verbindet oder von jeder Elektrode 18 trennt,
tritt ein als (Lichtbogenbildung) bezeichnetes Phänomen auf. Die
Verbindung und Trennung von 1000 V mit und von einer Elektrode bewirkt
große
Funken. Da eine Vielzahl von Elektroden 18 vorhanden ist,
beispielsweise 312 Elektroden auf einer SED-Rolle 16 und sich
die SED-Rolle 16 mit
einer Drehzahl in den Bereich von 400 bis 600 Upm dreht, erfährt die
elektrische Bürste 20 eine
enorme Anzahl von Funken, wobei aber die Funken allmählich eine
Erosion der elektrischen Bürste 20 und
der Elektrode 18 bewirken. Demzufolge hat die elektrische
Bürste
eine kurze Lebensdauer.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt eine kompakte Konstruktion für die elektronischen
Schaltungen einer Entwicklungseinheit mit segmentierten Elektroden
bereit. In dieser Ausführungsform
wird eine gedruckte flexible Leiterplatte verwendet, um die erforderliche
Schaltung aufzunehmen. Die gedruckte flexible Leiterplatte wird
gefaltet und gerollt, um einen zylindrische Schaltung zu erzeugen,
die an die SED-Rolle der SED-Einheit anzuschließen ist. Die zylindrische Schaltung
besitzt eine Vielzahl von Ausgabeanschlüssen, wovon jeder mit einer
Elektrode einer SED-Rolle zu verbinden ist, und eine Vielzahl von
Eingabeanschlüssen,
um die erforderliche Energie für
die elektronische Schaltung aufzunehmen.
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Ein
bevorzugtes Beispiel einer Entwicklungsrolle mit segmentierten Elektroden
gemäß dieser
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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1 einen herkömmlichen
Photorezeptor zusammen mit einer SED-Rolle darstellt;
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2 eine vergrößerte Ansicht
der SED-Rolle von 1 darstellt;
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3 eine gedruckte flexible
Schaltung mit dem gesamten erforderlichen Schaltkreis für die Bereitstellung
einer elektrischen Verbindung zu einer SED-Rolle darstellt;
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4 die flexible Schaltung
von 3 ohne die elektrischen
Schaltkreise und Verbindungen darstellt;
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5 den Prozeß des Rollens
der flexiblen Schaltung von 3 darstellt;
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6 die flexible Schaltung
von 3 in eine zylindrische
Schaltung gerollt darstellt;
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7 die zylindrische Schaltung
von 6, verbunden mit
einer SED-Rolle, darstellt;
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8 einen Wickelkörper darstellt,
welcher eine stabile Verbindung zwischen einer SED-Rolle und der
zylindrischen Schaltung von 6 bereitstellt;
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9 darstellt, wie der Wickelkörper von 7 die mit einer SED-Rolle
zu verbindende zylindrische Schaltung von 6 festhält;
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10 die Anordnung von 9 zusammen mit den elektrischen
Bürsten
und elektrischen Stiftkontakten darstellt;
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11 eine alternative Ausführungsform dieser
Erfindung darstellt;
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12 die flexible Schaltung
von 11 gefaltet, um
einen (nicht dargestellten) Wickelkörper gewickelt und mit einer
SED-Rolle verbunden darstellt;
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13 einen Schleifringzylinder
darstellt;
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14 eine Querschnittsansicht
von 13 entlang der Ebene
A darstellt;
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15 einen Schleifringzylinder
darstellt, welcher gerade über
die zylindrische Schaltung von 12 geschoben
wird; und
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16 den Schleifringzylinder
von 15 vollständig über die
zylindrische Schaltung geschoben darstellt.
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In 3 ist eine elektrische Verbindung 30 dieser
Erfindung dargestellt. In 3 ist
eine einteilige gedruckte flexible Schaltung 32 dargestellt,
welche eine Form besitzt, die als vier getrennte Abschnitte A, B,
C und D definiert werden kann. In 4 ist
die gedruckte flexible Schaltung 32 von 2 ohne die elektrischen Schaltungen und
Verbindung dargestellt, um deutlich die Abschnitte A, B, C und D
darzustellen. Zum Zwecke der Vereinfachung wird hierin nachstehend
die "gedruckte flexible Schaltung" einfach als "flexible Schaltung" bezeichnet.
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Die
flexible Schaltung 32 kann aus mehreren Lagen bestehen,
und demzufolge kann sie gedruckte Schaltungen auf beiden Seiten
aufweisen. Jedoch wird für
den Zweck der Vereinfachung in dieser Beschreibung nur eine einseitige
flexible Schaltung diskutiert.
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Gemäß nochmaliger
Bezugnahme auf 3 enthält die gedruckte
flexible Schaltung 32 eine Niederspannungsschaltung 34,
eine Hochspannungsschaltung 36, einen mechanischen Codierer 38 und einen
Indeximpulsgenerator 40. In dieser Beschreibung ist eine
Niederspannungsschaltung als eine Schaltung definiert, welche weniger
als 15 V zum Betrieb benötigt,
und eine Hochspannungsschaltung ist als eine Schaltung definiert,
welche Spannungen, wie z. B. 1000 V, handhabt. Drei Leiterbahnen 42, 44 und 46 liefern
die erforderliche Energie an die Niederspannungs- und Hochspannungsschaltungen 34 und 36.
Die Leiterbahn 42 liefert 5 V sowohl an die Niederspannungs-
als auch Hochspannungsschaltungen 34 und 36, die
Leiterbahn 44 liefert Masse sowohl an die Niederspannungs-
als auch Hochspannungsschaltungen 34 und 36 und
die Leiterbahn 46 liefert 1000 V an die Hochspannungsschaltung 36.
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Die
Hochspannungsschaltung 36 weist mehrere Hochspannungschips 48 auf.
Jeder Hochspannungschip 48 empfängt eine Hochspannung, wie
z. B. 1000 V, und liefert mehrere identische Ausgangshochspannungen,
wie z. B. 1000 V. Jede Ausgangsspannung jedes Hochspannungschips 48 ist
mit einer Elektrode einer SED-Rolle über eine Leiterbahn 50 und
einen Ausgabestift 52 verbunden. Zum Zwecke der Vereinfachung
ist nur eine eingeschränkte Anzahl
von Leiterbahnen 50 dargestellt. Die Ausgabestifte 52 sind
der Verbindungspunkt der flexiblen Schaltung 32 mit den
Elektroden einer SED-Rolle. Die Leiterbahnen 50 und die
Ausgabestifte 52 sind auf die flexible Schaltung 32 aufgedruckt.
Die Anzahl von Ausgabestiften ist gleich der Anzahl der Elektroden
auf einer SED-Rolle.
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Der
mechanische Codierer 38 umfaßt eine Leiterbahn 54 und
eine Vielzahl paralleler Leiterbahnen 56, welche mit der
Leiterbahn 54 verbunden sind. Wenn ein Kontakt, wie z.
B. eine elektrische Bürste,
welche mit einer Energieversorgung verbunden ist, sich über die
Leiterbahnen 56 entlang der Leiterbahn 54 bewegt,
sendet sie dort, wo sie die Leiterbahnen 56 berührt, ein
Signal in die Leiterbahn 54, und dort, wo sie sich in die
Bereiche 58 bewegt, in welchen keine Leiterbahn liegt,
wird das Signal der Leiterbahn 54 unterbrochen. Daher empfängt die
Leiterbahn 54 Impulse, wenn sich die elektrische Bürste über die
Leiterbahnen 56 bewegt.
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Leiterbahnen 60 und 62 besitzen
eine ähnliche
Funktion wie der mechanische Codierer 38. Wenn eine elektrische
Bürste,
welche mit einer Energieversorgung verbunden ist, sich über die
Leiterbahn 62 entlang der Leiterbahn 60 bewegt,
sendet sie dort, wo sie die Leiterbahn 62 berührt, ein
Signal in die Leiterbahn 60, und dort, wo sie sich in die
Bereiche 64 bewegt, wo keine Leiterbahn vorhanden ist, wird
das Signal in der Leiterbahn 60 unterbrochen. Der durch
die Leiterbahn 62 erzeugte Impuls wird als ein Indexierungsimpuls
verwendet. Da die elektrischen Bürsten,
welche sich über
die Leiterbahnen 56 und 62 bewegen, eine niedrige
Spannung führen,
tritt kein Bürstenverschleiß oder einen
Lichtbogenbildung auf, während
die elektrischen Bürsten
sich mit der Leiterbahn 56 und 62 verbinden oder
trennen.
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Die
als Kasten 34 dargestellte Niederspannungsschaltung ist
aus diskreten Elementen aufgebaut. In der bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung sind die diskreten Elemente der Niederspannungsschaltung 34 und
die Hochspannungschips 48 der Hochspannungsschaltung 36 auf
der gedruckten flexiblen Schaltung 32 oberflächenmontiert.
Es sei jedoch angemerkt, daß auch
andere Montageverfahren, wie z. B. "Chip on Flex" oder Lötperlenmontage die Oberflächenmontage
der offenbarten Ausführungsform
ersetzen können.
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Die
Leiterbahnen 54 und 60 sind mit der Niederspannungsschaltung 34 verbunden,
und daher werden die Impulse aus den Leiterbahnen 54 und 60 an
die Niederspannungsschaltung 34 geliefert. Die Niederspannungsschaltung 34 empfängt die
Impulse und verarbeitet diese, um ein Auswahlsignal auf der Leiterbahn 66 zu
erzeugen. Die Leiterbahn 66, welche mit den Hochspannungschips 48 verbunden
ist, liefert das Auswahlsignal an die Hochspannungschips 48.
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Das
Auswahlsignal auf der Leiterbahn 66 wählt den geeigneten Hochspannungschip 48 aus und
veranlaßt,
daß der
ausgewählte
Hochspannungschip 48 ausgewählte Ausgänge einschaltet, um nur eine
ausgewählte
Anzahl von den Elektroden einer SED-Rolle zu aktivieren. Es sei
angemerkt, daß für den Zweck
der Vereinfachung das Auswahlsignal als nur eine Leiterbahn 66 dargestellt
ist. Jedoch erfordert die Auswahl der Hochspannungschips und die
Auswahl der Ausgänge
innerhalb jedes Chips 48 mehr als ein Signal, und die Niederspannungsschaltung
sendet mehrere Auswahlsignale aus.
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Für den Zweck
der Verbindung der gedruckten flexiblen Schaltung 32 mit
einer SED-Rolle
wird die flexible Schaltung 32 entlang der Linie 68 in
einer solchen Weise gefaltet, daß die Oberfläche E und
die Oberfläche
F voneinander weg weisen, und die Rückseite G der flexiblen Schaltung 32 innerhalb
der gefalteten flexiblen Schaltung liegt. Nachdem die flexible Schaltung 32 gefaltet
ist, wird sie in eine im wesentlichen zylindrische Form gerollt.
Hierin nachstehend wird für
den Zweck der Vereinfachung die "im wesentlichen
flexible Schaltung" als "zylindrische Schaltung" bezeichnet. Gemäß 5 muß, um eine zylindrische Schaltung
zu erzeugen, die flexible Schaltung 32 in einer solchen
Weise gerollt werden, daß Abschnitte
A und B innerhalb der zylindrischen Schaltung angeordnet sind und
ein Abschnitt C sich außerhalb
der zylindrischen Form befindet.
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Gemäß 6 muß die gerollte flexible Schaltung 32 angezogen
werden, um den Abschnitt D über
den Abschnitt H zu überlappen.
Sobald der Abschnitt D über
den Abschnitt H plaziert ist, müssen sie
aneinander durch eine Sicherungseinrichtung, wie z. B. einem Kleber,
befestigt werden. Nachdem der Abschnitt D an dem Abschnitt N befestigt
ist, erzeugt jede von den Leiterbahnen 60, 42, 44, 46 und 54 eine
geschlossene Schlei fe. Auf jeder Schleife wird ein leitendes Material
wie z. B. Epoxid auf die Nahtleitung aufgebracht, um eine leitende
Schleife zu erzeugen. Die Schleifen 42 und 44 sind
der Eingang zu der Niederspannungsschaltung 34 und Hochspannungsschaltung 36 und
die Schleife 46 ist der Eingang zu der Hochspannungsschaltung 36. Anschließend muß die gerollte
flexible Schaltung 32 zur Ausrichtung zu dem Rand 72 mit
dem Rand 74 justiert werden. Der Abschnitt A der flexiblen
Schaltung 32 wird innerhalb der zylindrischen Schaltung 76 angeordnet.
Die zylindrische Schaltung 76 wird durch eine Befestigungseinrichtung,
wie z. B. eine Klammer 78, befestigt.
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Sobald
die zylindrische Schaltung 76 ausgebildet ist, sind die
Ausgabestifte 52 von 3 innerhalb
der zylindrischen Schaltung 76 entlang des Randes 60 angeordnet.
Gemäß 7 wird die zylindrische
Schaltung 76 über
die Elektroden 82 einer SED-Rolle 84 in einer
solchen Weise geschoben, daß sich
nur die Ausgabestifte 52 (6)
der zylindrischen Schaltung 76 über der SED-Rolle 84 befinden.
Dann wird die zylindrische Schaltung 76 zur Ausrichtung
jedes Ausgabestiftes 52 (6)
an eine entsprechende Elektrode 82 justiert. Um die Ausrichtung
aufrechtzuerhalten, wird eine O-Ringklammer 86 verwendet,
um Druck auf den Kontakt zwischen den Ausgabestiften 52 und
den Elektroden 82 der SED-Rolle 84 auszuüben. Diese
Verbindung ist jedoch keine stabile Verbindung.
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Um
eine stabile Verbindung zu erzeugen, ist ein Wickelkörper so
ausgelegt, daß er
die zylindrische Schaltung 76 festhält. In 8 ist ein Wickelkörper 90 dargestellt,
welcher eine Verbindungseinrichtung zwischen einer SED-Rolle und
einer zylindrischen Schaltung ist. Der Wickelkörper 90 besitzt eine
zylindrische Öffnung 92 entlang
seiner Achse für die
Aufnahme der Welle einer SED-Rolle. Die Öffnung 92 ist für eine enge
Aufnahme der Welle ausgelegt.
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Der
Wickelkörper
besitzt einen Schlitz 94 für die Aufnahme des Abschnittes
A und Einschnitte 96 auf seiner Oberfläche 98, um die Hochspannungschips 48 der
flexiblen Schaltung 32 von 3 aufzunehmen.
Die flexible Schaltung 32 von 3 wird entlang der Linie 68 gefaltet
und um den Wickelkörper 90 in
derselben Weise wie bei der Erzeugung der zylindrischen Schaltung 76 gewickelt.
Vor dem Wickeln der flexiblen Schaltung 32 um den Wickelkörper 90 muß der Abschnitt
A in dem Schlitz 94 plaziert werden.
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Während die
flexible Schaltung 32 um den Wickelkörper 90 gewickelt
wird, wird jeder Hochspannungschip 48 in seinem entsprechenden
Einschnitt 96 plaziert.
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Gemäß 3 und 6 wird, nachdem die flexible Schaltung 32 um
den Wickelkörper 90 gewickelt ist,
diese angezogen, um den Abschnitt D über den Abschnitt N zu überlappen.
Sobald der Abschnitt D über
den Abschnitt N plaziert ist, müssen
sie aneinander durch eine Befestigungseinrichtung, wie z. B. einem
Kleber, befestigt werden. Nachdem der Abschnitt D an dem Abschnitt
H befestigt ist, erzeugt jede einzelne von den Leiterbahnen 60, 42, 44, 46 und 54 eine
geschlossene Schleife. Auf jeder Schleife wird ein leitendes Material,
wie z. B. Epoxid, auf die Nahtlinie aufgebracht, um eine geschlossene
Schleife zu erzeugen. Die Schleifen 42 und 44 sind
der Eingang zu der Niederspannungsschaltung 34 und Hochspannungsschaltung 36 und
die Schleife 46 ist der Eingang zu der Hochspannungsschaltung 36. Dann
muß die
gerollte flexible Schaltung 32 zur Ausrichtung des Randes 72 zu
dem Rand 74 justiert werden. Anschließend muß die flexible Schaltung 32 an dem
Wickelkörper 94 von 8 durch eine Befestigungseinrichtung,
wie z. B. eine Schraube oder einen Kleber befestigt werden.
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Sowohl
gemäß 8 als auch 9 erstreckt sich, sobald die flexible
Schaltung 32 um den Wickelkörper 90 gewickelt
ist, ein Abschnitt der flexiblen Schaltung 32, welcher
die Ausgabestifte 52 enthält über den Rand des Wickelkörpers hinaus,
um die Elektroden 82 der SED-Rolle 84 zu kontaktieren. Dann
wird die Welle 100 der SED-Rolle 84 in die Öffnung 92 des
Wickelkörpers 90 geschoben,
bis die Oberfläche 102 des
Wickelkörpers
die Oberfläche 104 der
SED-Rolle 84 berührt.
Der Wickelkörpers 90 kann
an der SED-Rolle 84 durch
jede allgemein bekannte mechanische Verriegelung befestigt werden. Der
Wickelkörper 90 kann
in einer solchen Weise ausgelegt sein, daß sobald er auf der SED-Rolle 84 verriegelt
ist, die Ausgabestifte 52 der gewickelten flexiblen Schaltung 32 zu
ihren entsprechenden Elektroden 82 ausgerichtet sind und
damit Kontakt haben. Es ist unwesentlich, ob die flexible Schaltung 32 um den
Wickelkörper 90 gewickelt
und mit der SED-Rolle 84 verbunden wird, oder ob der Wickelkörper 90 mit der
SED-Rolle 84 verbunden wird, und dann die flexible Schaltung 32 um
den Wickelkörper 90 gewickelt wird.
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Um
eine bessere Verbindung zwischen den Ausgabestiften 52 der
flexiblen Schaltung 32 und den Elektroden 82 zu
erzeugen, wird ein O-Ring 106 über der flexiblen Schal tung 32 über den
Ausgabestiften 52 angeordnet. Der O-Ring 106 übt einen
Druck auf die Ausgabestifte 52 aus und hält diese
mit ihren entsprechenden Elektroden 82 ausgerichtet und
befestigt, während
die SED-Rolle 84 rotiert.
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Es
sei angemerkt, daß der
O-Ring 166 durch jede andere Einrichtung ersetzt werden
kann, welche dieselbe Funktion erfüllt. Beispielsweise kann die
flexible Schaltung 32 mit der SED-Rolle 84 über einen leitenden
Kleber oder eine Lötung
verbunden werden.
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Die
eingeschlossene Ausführungsform
dieser Erfindung eliminiert die elektrische Bürste 20 von 2, benötigt aber unterschiedliche
elektrische Bürsten,
um Energie an die flexible Schaltung 32 zu liefern. Es
sei angemerkt, daß die
in dieser Erfindung verwendeten elektrischen Bürsten eine längere Betriebslebensdauer
haben, und sie wesentlich länger als
die elektrische Bürste 20 von 2 halten. Die Konstruktion
der eingeschlossenen Ausführungsform dieser
Erfindung stellt eine Lösung
zur Verlängerung der
Lebensdauer jeder elektrischen Bürste
bereit.
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Gemäß 10 liefern, sobald die zylindrische
Schaltung 76 mit der SED-Rolle 82 verbunden ist,
drei elektrische Bürsten 110, 112 und 114 die
Energie an die flexible Schaltung 32. Die elektrische Bürste 110,
welche die Leiterbahn (Schleife) 42 kontaktiert, liefert
5 V. Die elektrische Bürste 112,
welche die Leiterbahn (Schleife) 44 kontaktiert, ist für die Masse.
Die elektrische Bürste 114,
welche die Leiterbahn (Schleife) 46 kontaktiert, liefert
1000 V. In derselben Weise erzeugen die zwei elektrischen Bürsten 116 und 118 die
erforderlichen Impulse auf dem mechanischen Codierer 38 und
dem Indeximpulsgenerator 40.
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In
dieser Erfindung haben die elektrischen Bürsten, wenn sich die SED-Rolle
dreht, einen kontinuierlichen Kontakt mit ihren entsprechenden Leiterbahnen,
und verursachen daher keinerlei Funken. Dieses eliminiert das Lichtbogenerzeugungsproblem und
stellt eine längere
Betriebslebensdauer für
die in dieser Erfindung verwendeten elektrischen Bürsten bereit.
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Der
Indeximpulsgenerator 40 erzeugt einen Impuls, um jede Umdrehung
der SED-Rolle 84 anzuzeigen. Da nur eine einzige Leiterbahn 62 mit
der Leiterbahn 60 verbunden wird, wird nur ein einziger
Impuls pro Umdrehung erzeugt, welcher der Index für die Drehung
der SED-Rolle 84 ist. In derselben Weise erzeugt der mechanische
Codierer 38 Impulse, wenn sich die SED-Rolle dreht. Die
Anzahl der von dem mechanischen Codierer 38 erzeugten Impulse während jeder
Umdrehung der SED-Rolle 84 ist proportional zu der Anzahl
der Elektroden 82 der SED-Rolle 84.
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In 11 ist eine alternative
Ausführungsform
dieser Erfindung dargestellt, welche eine bessere elektrische Verbindung
bereitstellt. Die flexible Schaltung 130 weist eine Niederspannungsschaltung 132 und
eine Hochspannungsspannung 134 auf, welche miteinander
in derselben Weise wie die Niederspannungsschaltung 34 und
die Hochspannungsschaltung 36 von 3 verbunden sind. Ferner sind die Niederspannungsschaltung 132 und
die Hochspannungsschaltung 134 dieselben und erfüllten dieselbe
Funktion wie die Niederspannungsschaltung 34 und die Hochspannungsspannung 36 von 3. Für den Zweck der Vereinfachung
sind die Details der Hochspannungsspannung 132 nicht dargestellt.
Jedoch sind die Ausgabestifte 136 und ein Paar von den
Leiterbahnen 138, welche die Ausgänge der Hochspannungsschaltung 134 mit
den Ausgabestiften 136 verbinden, dargestellt.
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In 11 sind der mechanische
Codierer 38 von 3 und
der Indeximpulsgenerator 40 von 3 entfernt. Auch in 11 sind die Leiterbahnen 142, 144 und 146,
welche dieselben wie die Leiterbahnen 42, 44 und 46 von 3 sind, miteinander verbunden.
Jede von den Leiterbahnen 142, 144 und 146 ist
mit einer leitenden Eingabeplatte 152, 154 bzw. 156 verbunden.
Leiterbahnen 158 und 160, welche mit der Niederspannungsschaltung 132 verbunden
sind, sind auch mit den Eingabeplatten 162 bzw. 164 verbunden.
Hierin nachstehend werden für
den Zweck der Vereinfachung die "leitenden
Eingabeplatten" als "Eingabeplatten" bezeichnet.
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Die
Eingabeplatte 162 nimmt einen Indeximpuls aus einer externen
Quelle auf, und die Eingabeplatte 164 nimmt die erforderlichen
Impulse von einem externen Codierer auf. Ebenso nehmen die Eingabeplatten 152 und 156 5
Volt bzw. 1000 Volt von externen Quellen auf, und die Eingabeplatte 154 ist mit
einer externen Masse verbunden. Die Verbindung der Platten 152, 154, 156, 158 und 164 mit
den externen Quellen wird detailliert hierin nachstehend detailliert
beschrieben.
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In 12 ist die flexible Leiterplatte 130 von 11 gefaltet, und um einen
(nicht dargestellten) Wickelkörper
gewickelt dargestellt, um eine zylindrische Schaltung 170 zu
erzeugen, welche mit der SED-Rolle 172 verbunden ist. Ein
O-Ring 174 sichert die Verbindung der zylindrischen Schaltung 170 mit der
SED-Rolle 172.
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In 13 ist ein Schleifringzylinder 180 dargestellt.
Der Schleifringzylinder 180 ist so geformt, daß er eine
glatte Zylinderoberfläche
ausbildet. Der Schleifringzylinder wird durch ein (Zweifach)-Verfahren
zur Form-internen Schaltungserzeugung von Mitsui-Pathtek hergestellt. In diesem Prozeß wird ein nicht-katalytisches
Harz in eine Form eingespritzt, welches die Leiterbahnen definiert.
Sobald das nicht-katalytische Harz geformt und aus der Form entnommen
ist, weist es Aussparungen für
die Leiterbahnen des Schaltkreises sowohl auf der Außenoberfläche als
auch auf der Innenoberfläche
des Zylinders auf.
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Anschließend wird
der Zylinder in eine weitere Form eingebracht und ein plattierbares
katalytisches Harz in die Form injiziert, um die Aussparungen auf
der Innenoberfläche
und Außenoberfläche des
Zylinders auszufüllen.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Zylinder aus der zweiten Form entnommen
und chemisch behandelt, um die Plattierbarkeit des katalytischen
Harzes zu verbessern. Die chemische Behandlung rauht die Oberfläche des
katalytischen Harzes auf, um Mikroporen zu erzeugen, welche als
Ankerstellen zur Plattierung funktionieren.
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Bei
dem letzten Schritt wird der Zylinder bis zu einer spezifischen
Dicke mit Kupfer plattiert. Die Kupferplattierung haftet nur an
dem katalytischen Harz an, welches in den Aussparungen des Zylinders angeordnet
ist. Daher wird die Kupferplattierung nur auf den Bahnen der Schaltung
der Außenoberfläche und
der Innenoberfläche
des Zylinders angeordnet, um Leiterbahnen des Zylinders zu erzeugen.
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Es
sei angemerkt, daß jedes
Verfahren, das den Schleifringzylinder 108 dieser Erfindung
erzeugen kann, den Verfahren von Mitsui-Pathtek ersetzen kann.
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Gemäß 13 erzeugt jede von den
Leiterbahnen 182, 184, 186, 188 und 190 auf
der Außenoberfläche 192 des
Schleifringzylinders eine geschlossene Schleife auf dem Schleifringzylinder 180.
Eine Vielzahl paralleler Leiterbahnen 194 sind mit der
Leiter bahn 188 verbunden, um einen mechanischen Codieren 195 zu
erzeugen, und eine Leiterbahn 196 ist mit der Leiterbahn 182 verbunden,
um einen Indeximpulsgenerator 197 zu erzeugen.
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Jede
Leiterbahn 182, 184, 186, 188 und 190 besitzt
ein Loch 198, 200, 202, 204 bzw. 206,
um eine Öffnung
zur die Innenoberfläche 208 hin
zu erzeugen. Die Löcher 198, 200, 202, 204 und 206 werden während der
Formung des nicht-katalytischen Harzes erzeugt. Während der
Injektion des katalytischen Harzes wird eine Schicht aus katalytischem
Harz auf den Wänden
der Löcher
plaziert. Demzufolge wird während
des Kupferplattierungsschrittes eine Schicht aus Kupfer an den Wänden der
Löcher 198, 200, 202, 204 und 206 abgeschieden.
Daher stellen die Löcher 198, 200, 202, 204 und 206 eine
elektrische Verbindung zwischen der Außenoberfläche 192 und der Innenoberfläche 208 des
Zylinders 180 bereit. In 14 ist
eine Querschnittsansicht von 3 entlang
der Ebene 8 dargestellt.
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14 stellt die Innenoberfläche 208 des Schleifringzylinders 180 entlang
der Ebene A dar. Jedes von den Löchern 198, 200, 202, 204 und 206 ist mit
einer leitenden Platte 210, 212, 214, 216,
bzw. 218 über
eine Leiterbahn 220, 222, 224, 226 bzw. 228 verbunden.
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Die
Löcher 198, 200, 202, 204 und 206 erzeugen
eine elektrische Verbindung von den Leiterbahnen 182, 184, 186, 188 und 190 auf
der Oberfläche 192 (13) zu den Leiterbahnen 220, 222, 224, 226 bzw. 228 auf
der Innenoberfläche 208.
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In 15 ist der Schleifringzylinder 180 über die
zylindrische Schaltung 170 von 12 geschoben dargestellt. Sobald der
Schleifringzylinder 180 vollständig über der zylindrischen Schaltung 170 liegt,
muß er
dann zur Ausrichtung der Leiterplatten 218, 216, 214, 212 und 210 auf
der Innenoberfläche 208 zu
den Eingangsplatten 162, 152, 154, 156 bzw. 164 justiert
werden. Der Schleifringzylinder 180 wird auf der zylindrischen
Schaltung 170 durch eine beliebige allgemein bekannte mechanische
Verriegelung befestigt. Die mechanische Verriegelung kann so aufgebaut
sein, daß sie
die Eingangsplatten 162, 152, 154, 156 bzw. 164 und
die Leiterplatten 218, 216, 214, 212 und 210 ausrichtet.
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Zusätzlich besitzt
der Wickelkörper 230,
um welchen die zylindrische Schaltung 170 gewickelt ist, eine
Vielzahl von (nicht dargestellten) Federn, wovon jede unter einer
von den Eingangsplatten 162, 152, 154, 156 und 164 der
zylindrischen Schaltung 170 angeordnet ist. Die Federn
drücken
die Eingabeplatten 162, 152, 154, 156 und 164 gegen
die Leiterplatten 218, 216, 214, 212 und 210 des
Schleifringzylinders, um eine feste Verbindung zu erzeugen.
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In 16 ist der Schleifringzylinder
von 15 vollständig über die
zylindrische Schaltung 170 geschoben dargestellt. Sobald
der Schleifring 180 über
die zylindrische Schaltung 170 geschoben ist, tiefem elektrische
Bürsten 232, 234 und 236 die Energie
an die zylindrische Schaltung 170. Die elektrische Bürste 232,
welche die Leiterbahn (Schleife) 184 kontaktiert, liefert
5 Volt. Die elektrische Bürste 234,
welche die Leiterbahn (Schleife) 186 kontaktiert, dient
als Masse. Die elektrische Bürste 236,
welche die Leiterbahn (Schleife) 188 kontaktiert, liefert
1000 Volt. In derselben Weise erzeugen zwei elektrische Bürsten 238 und 240 Impulse
auf dem mechanischen Codierer 195 und dem Indeximpulsgenerator 197.
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Es
sei angemerkt, daß sich
in dieser Erfindung abhängig
von den Anforderungen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung
die Anzahl elektrischer Bürsten
verändern kann.
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Es
sei ebenfalls angemerkt, daß in
den offenbarten Ausführungsformen
dieser Erfindung die SED-Rolle, die zylindrische Schaltung und der Schleifringzylinder
mit zylindrischer oder im wesentlichen zylindrischer Form offenbart
sind. Jedoch sind die zylindrische Schaltung und der Schleifringzylinder
nicht auf zylindrische Formen beschränkt. Eine SED-Rolle, welche
keine im wesentlichen zylindrische Form besitzt, kann zur Entwicklung
nicht verwendet werden.