EP0207513A1 - Dispositif effaceur de charges électrostatiques - Google Patents

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EP0207513A1
EP0207513A1 EP86109043A EP86109043A EP0207513A1 EP 0207513 A1 EP0207513 A1 EP 0207513A1 EP 86109043 A EP86109043 A EP 86109043A EP 86109043 A EP86109043 A EP 86109043A EP 0207513 A1 EP0207513 A1 EP 0207513A1
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strip
electrostatic charges
dielectric
passing
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Patrice Playe
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ALCATEL BUSINESS SYSTEMS
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La Telephone Industrielle et Commerciale Telic Alcatel SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04—Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices

Definitions

  • the present invention relates to an erasing device responsible for ensuring the elimination of the electrostatic charges which are likely to be borne by dielectrics in thin strip, in particular those of the film roll type which are used as transfer ribbons. image in electrostatic printers.
  • Thin dielectric bands have the property of being easily electrified when they are in contact with other materials or with themselves during their shaping.
  • the parasitic electric fields thus created have their origin in the electrostatic charges carried on the surface by the dielectric, in the active dipoles created by the molecular chains of the material constituting this dielectric and incidentally by surface doublets.
  • Another known means consists of a metallic wire of small diameter stretched parallel to the surface of the dielectric and subjected to a high alternating voltage which creates by ionization of the ambient air a flow of ions, alternately positive then negative, intended to compensate for the surface charge of one of the two faces of the dielectric by electrostatic attraction.
  • the present invention therefore provides an erasing device for eliminating electrostatic charges for thin strip dielectric.
  • the erasing device comprises at least two electrostatic conducting rollers, forming electrodes, which are subjected to a potential difference by a high alternating voltage and which are parallel so as to make contact transversely and at the same level, each on one side of the thin strip of dielectric flowing between them.
  • the electrostatic charge erasing device presented in FIG. 1 is intended to eliminate any trace of electrostatic charge from a strip of conventional dielectric material 1, coming from a coil, with a view to being used as a temporary recording medium by an electrostatic printer indirect.
  • This indirect electrostatic printer is for example of the model mentioned in French patent n ° 2 524 390 and the strip of dielectric material is intended to serve as an intermediate support for a latent electrostatic image which must be developed and then transferred to a final support, generally paper, on which it is then fixed.
  • the erasing device is then placed between the reel of strip of dielectric material 1 and a latent image printing station associating a print head 2 and a roll counter-electrode 3.
  • the print head 2 is conventionally provided with a plurality of individual electrodes, arranged in one or more lines or in matrix form, which are arranged opposite the counter-electrode on a roll 3.
  • the strip of dielectric material 1 circulates between print head 2 and counter-electrode 3 to receive a latent electrostatic image on that of its faces which comes into contact with the print head, when the latter receives print command signals from a non-circuit shown here.
  • the erasing device according to the invention is therefore placed, in the example proposed, just upstream of the print head 2 so as to remove from the strip of dielectric material 1, before printing, all the parasitic electrostatic charges liable to s 'find there.
  • the erasing device is composed of at least two conductive rollers 4 and 5, forming electrodes, which are parallel and between which the strip of dielectric material 1, here from the coil to the printing head 2, circulates.
  • the roller 4 is constituted by a cylinder of hard conductive material, for example metallic, this cylinder is electrically connected to the ground by means of at least one electrical connector arrangement 6, placed at one end of a carrier shaft 4A of the roller 4, such as a conventional assembly, not shown, of the type with a rotating ring carried by the end of the shaft and a fixed brush placed near a bearing.
  • the roller 5 consists of an electrically conductive cylinder, for example of flexible material of the elastomer or silicone type charged with conductive particles; this cylinder is carried by a metal shaft 5A here mounted idly and connected to an alternating potential V via a second electrical connector arrangement 7.
  • the two rollers 4 and 5 are pressed against each other according to a generator of the cylinder that each one forms.
  • An elastic spring or compressed material assembly provides the necessary pressure according to a conventional arrangement conventional in the material which will not be described further since it is not directly related to the invention.
  • the alternating potential V is supplied by a conventional high-voltage source, not shown, which supplies for example an at least approximately sinusoidal signal, chosen for example from the range 1 kHz-150 kHz, the potential difference applied being of the order of 1500 volts. peak to peak.
  • the strip of dielectric material 1 which circulates between the rollers 4 and 5 is normally interposed between their respective conductive parts so as to avoid direct contact between these parts, the active width of these rollers is therefore generally limited so as to always be less to the width of the strip.
  • one of the rollers is possibly narrower than the other; alternatively insulating rings can be mounted at the ends of the rollers 4, 5, so that the strip is supported by its edges on its rings preventing the conductive parts from coming into contact in the event of slight lateral movement of the strip, during of its movement.
  • the strip of dielectric material 1 which is pressed by one roller against the other under the pressure of a conventional mechanism not shown, penetrates and / or springs between the rollers 4, 5 with a more or less pronounced inclination relative to the plane Q, the trace of which is shown in FIG. 2, which passes between the rollers 4, 5, and which is perpendicular to the plane passing the axes of the shafts 4A, 5A of these rollers.
  • the strip 1 is in contact with more or less of each of these rollers according to this inclination.
  • the introduction and exit of the strip takes place below the plane P passing between the rollers 4 and 5 which is perpendicular to the plane Q passing through the axes of the shafts 4A, 5A so that the tape is applied to a surface of the roller 4 which is greater than that where it is applied to the roller 5.
  • this surface is distributed over the roller 4 on either side of the plane passing through the axes of the shafts 4A, 5A, which makes it possible to obtain two zones of ionic discharge in the air respectively located on either side of this plane, between the roller 5 and the strip of dielectric material 1.
  • FIG. 4 recalls the necessary ionization voltage V, in air at ambient pressure and temperature, as a function of the distance between the electrode brought to the ionization potential and the face of the film facing this electrode and the film thickness e and its dielectric constant. It is shown there that there is ionic discharge over a defined interval of distances L, and consequently elimination of the electrostatic charges carried by the strip at least on the face oriented towards the roller 5.
  • the roller 5 brought to the ionization potential V can be associated with two parallel, conductive rollers, identical, such as 4, arranged for example on either side of the roller 5, so as to allow the successive passage into the same movement of each of the two faces of the strip of dielectric material 1 against the roll 5, between this roll 5 and a different roll linked to the ground for each strip face, the latter then forming a loop, not shown.
  • rollers provided both in this variant and in the example presented in FIG. 1 are conventionally positioned by bearings in a chassis, according to arrangements which are well known in the matter and which are therefore neither shown nor recalled here.

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Abstract

Dispositif effaceur destiné à assure l'élimination des charges élec­trostatiques d'un diélectrique en bande mince et notamment d'un film diélectrique embobiné.
Le dispositif comporte au moins deux rouleaux (4, 5) conducteurs élec­triques formant électrodes, qui sont soumis à une différence de potentiel par une source haute tension basse fréquence.
Ces rouleaux sont parallèles et viennent prendre contact transversa­lement et au même niveau chacun sur une face d'une bande mince de diélectrique (1) circulant entre eux.
L'invention s'applique notamment aux imprimantes de type électrosta­tique.

Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif effaceur chargé d'assurer l'élimination des charges électrostatiques que sont susceptibles de porter les diélectriques en bande mince, notamment ceux du type film en rouleau qui sont mis en oeuvre en tant que rubans de transfert d'image dans les imprimantes électrostatiques.
  • Les bandes diélectriques minces présentent la propriété de s'électriser facilement lorsqu'elles sont au contact avec d'autres matériaux ou avec elles-mêmes lors de leur façonnage.
  • Cette électrisation engendre parfois des champs électriques parasites importants susceptibles de perturber le fonctionnement des appareillages qui les mettent en oeuvre.
  • Les champs électriques parasites ainsi créés trouvent leur origine dans les charges électrostatiques portées en surface par le diélectrique, dans les dipoles actifs créés par les chaînes molécu­laires du matériau constituant ce diélectrique et accessoirement par des doublets superficiels.
  • Il est donc prévu dans certaines applications, notamment en impression par voie électrostatique, d'éliminer les charges électros­tatiques portées par la bande diélectrique mince avant mise en oeuvre, c'est-à-dire lors de son déroulement dans le cas de film mis en réserve sous forme de bobine.
  • Le moyen le plus courant pour éliminer les charges électrosta­tiques consiste à faire frotter, sur la surface de diélectrique que l'on veut décharger, un ensemble conducteur, de type brosse ou guirlande, connecté de manière adéquate.. Ces ensembles conducteurs empêchent convenablement le champ électrique d'atteindre une valeur trop importante, sans toutefois permettre de l'éliminer totalement.
  • Un autre moyen connu consiste en un fil métallique de petit diamètre tendu parallèlement à la surface du diélectrique et soumis à une haute tension alternative qui crée par ionisation de l'air ambiant un flux d'ions, alternativement positif puis négatif, destiné à compenser la charge superficielle de l'une des deux faces du diélec­trique par attraction électrostatique.
  • Toutefois ce moyen est de mise en oeuvre délicate car le fil formant électrode doit être sans défaut d'état de surface et sans impureté et doit avoir un positionnement précis par rapport au film, classiquement en mouvement, sous peine de ne pas permettre un effacement uniforme.
  • La présente invention propose en conséquence un dispositif effaceur destiné à éliminer les charges électrostatiques pour diélec­trique en bande mince.
  • Selon une caractéristique de l'invention le dispositif effaceur comporte au moins deux rouleaux conducteurs électrostatiques, formant électrodes, qui sont soumis à une différence de potentiel par une haute tension alternative et qui sont parallèles de manière à prendre contact transversalement et au même niveau, chacun sur une face de la bande mince de diélectrique circulant entre eux.
  • L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit en liaison avec la figure 1.
    • La figure 1 présente un dispositif effaceur de charges électros­tatiques selon l'invention, entre un agencement d'impression et un rouleau de diélectrique dont la bande mince le tranverse.
    • La figure 2 présente une vue schématique du dispositif présenté figure 1.
    • La figure 3 présente une vue schématique d'une variante de dispositif effaceur de charges électrostatiques selon l'invention.
    • La figure 4 montre un diagramme définissant les conditions nécessaires à l'ionisation pour l'élimination des charges électrosta­tiques.
  • Le dispositif effaceur de charges électrostatiques présenté figure 1 est destiné à éliminer toute trace de charge électrostatique d'une bande de matériau diélectrique 1 classique, issue d'une bobine, en vue d'être utilisée comme support temporaire d'enregistrement par une imprimante électrostatique indirecte.
  • Cette imprimante électrostatique indirecte est par exemple du modèle évoqué dans le brevet français n° 2 524 390 et la bande en matériau diélectrique est destinée à servir de support intermédiaire pour une image électrostatique latente qui doit être développée et ensuite transférée sur un support final, généralement en papier, sur lequel elle est alors fixée.
  • Le dispositif effaceur est alors placé entre la bobine de bande de matériau diélectrique 1 et un poste d'impression d'image latente associant d'une tête d'impression 2 et une contre-électrode en rouleau 3.
  • La tête d'impression 2 est classiquement dotée d'une pluralité d'électrodes individuelles, agencées en une ou plusieurs lignes ou sous forme matricielle, qui sont disposées face à la contre-électrode en rouleau 3. La bande de matériau diélectrique 1 vient circuler entre tête d'impression 2 et contre-électrode 3 pour recevoir une image électrostatique latente sur celle de ses face qui vient en contact avec la tête d'impression, lorsque cette dernière reçoit des signaux de commande d'impression provenant d'un circuit non représenté ici.
  • Le dispositif effaceur selon l'invention est donc placé, dans l'exemple proposé, juste en amont de la tête d'impression 2 de manière à éliminer de la bande de matériau diélectrique 1, avant impression, toutes les charges électrostatiques parasites susceptibles de s'y trouver.
  • Le dispositif effaceur est composé d'au moins deux rouleaux conducteurs 4 et 5, formant électrodes, qui sont parallèles et entre lesquels circule la bande de matériau diélectrique 1, ici de la bobine vers la tête d'impression 2.
  • Le rouleau 4 est constitué par un cylindre en matériau dur bon conducteur, par exemple métallique, ce cylindre est électriquement relié à la terre par l'intermédiaire d'au moins un agencement connec­teur électrique 6, placé à un bout d'un arbre porteur 4A du rouleau 4, tel un montage classique non représenté du type à bague tournante porté par le bout d'arbre et balai fixe placé à proximité d'un palier por­teur.
  • Le rouleau 5 est constitué par un cylindre conducteur électrique par exemple en matériau souple du type élastomère ou silicone chargé de particules conductrices ; ce cylindre est porté par un arbre métal­lique 5A ici monté fou et relié à un potentiel alternatif V par l'intermédiaire d'un second agencement connecteur électrique 7.
  • Les deux rouleaux 4 et 5 sont pressés l'un contre l'autre selon une génératrice du cylindre que chacun forme. Un montage élastique à ressort ou matériau comprimé assure la pression nécessaire selon un agencement classique usuel en la matière qui ne sera pas décrit plus avant dans la mesure où il est sans rapport direct avec l'invention.
  • Le potentiel alternatif V est fourni par une classique source haute tension non représentée qui fournit par exemple un signal au moins approximativement sinusoïdal, choisi par exemple dans la gamme 1 kHz-150 kHz, la différence de potentiel appliquée étant de l'ordre de 1500 volts crête à crête.
  • Un décharge ionique se produit donc entre le rouleau 5 et la face de la bande de matériau diélectrique 1 sur lequel ce rouleau vient prendre appui.
  • La bande de matériau diélectrique 1 qui circule entre les rou­leaux 4 et 5 s'interpose normalement entre leurs parties conductrices respectives de manière à éviter les contacts directs entre ces parties, la largeur active de ces rouleaux est donc généralement limitée de manière à toujours être inférieure à la largeur de la bande. En ce but l'un des rouleaux est éventuellement moins large que l'autre ; alternativement des bagues isolantes peuvent être montées aux extrémités des rouleaux 4, 5, de manière que la bande s'appuie par ses rives sur ses bagues évitant que les parties conductrices ne viennent en contact en cas de léger déplacement latéral de la bande, au cours de son mouvement.
  • Préférablement la bande de matériau diélectrique 1, qui est pressée par un rouleau contre l'autre sous la pression d'un mécanisme classique non représenté, pénétre et/ou ressort entre les rouleaux 4, 5 avec une inclinaison plus ou moins accentuée par rapport au plan Q, dont la trace est montrée en figure 2, qui passe entre les rouleaux 4, 5, et qui est perpendiculaire au plan passant les axes des arbres 4A, 5A de ces rouleaux. De ce fait la bande 1 est en contact sur une plus ou moins grande partie de chacun de ces rouleaux suivant cette incli­naison. Dans l'exemple de réalisation présenté, l'introduction et la sortie de bande s'effectuent en dessous du plan P passant entre les rouleaux 4 et 5 qui est perpendiculaire au plan Q passant par les axes des arbres 4A, 5A de sorte que la bande est appliquée sur une surface du rouleau 4 qui est supérieure à celle où elle s'applique sur le rouleau 5. Dans cet exemple cette surface est répartie sur le rouleau 4 de part et d'autre du plan passant par les axes des arbres 4A, 5A, ce qui permet d'obtenir deux zones de décharge ionique dans l'air respectivement situées de part et d'autre de ce plan, entre le rouleau 5 et la bande en matériau diélectrique 1.
  • La figure 4 rappelle la tension d'ionisation V nécessaire, dans l'air à pression et température ambiantes, en fonction de la distance entre l'électrode portée au potentiel d'ionisation et la face du film tournée vers cette électrode et de l'épaisseur du film e et de sa constante diélectrique . On y montre qu'il y a décharge ionique sur un intervalle défini de distances L, et par conséquent élimination des charges électrostatiques portées par la bande au moins sur la face orientée vers le rouleau 5.
  • Pour parfaire l'élimination des charges électrostatiques, en cas de besoin il est possible de traiter identiquement la seconde face de la bande de matériau diélectrique 1 par passage de cette bande de manière que cette seconde face soit à son tour orientée vers un rouleau porté au potentiel d'ionisation contre lequel elle est appliquée par un rouleau relié à la terre.
  • Ceci s'obtient par exemple à l'aide d'un second jeu de deux rouleaux disposés de part et d'autre de la bande de matériau diélec­trique en positions inversées par rapport aux rouleaux 4, 5.
  • En variante, le rouleau 5 porté au potentiel d'ionisation V peut être associé à deux rouleaux parallèles, conducteurs, identiques, tels que 4, disposés par exemple de part et d'autre du rouleau 5, de manière à permettre le passage successif en un même mouvement de chacune des deux faces de la bande de matériau diélectrique 1 contre le rouleau 5, entre ce rouleau 5 et un rouleau différent lié à la masse pour chaque face de bande, cette dernière formant alors une boucle, non représentée.
  • En variante supplémentaire présentée figure 3, l'élimination des charges électrostatiques réparties sur les deux faces d'une bande de matériau diélectrique 1 est obtenue à l'aide de deux rouleaux 4', 5' dont seule la disposition change par rapport à l'exemple de réalisation présenté figure 1.
  • Pour se faire l'introduction et la sortie de bande entre les rouleaux 4' et 5' s'effectuent de part et d'autre du plan P, passant entre ces rouleaux qui est perpendiculaire au plan Q passant par les axes des arbres 4'A, 5'A desdits rouleaux, de sorte que la bande s'applique relativement largement sur chacun des rouleaux ainsi que le montre la figure 3 et que deux zones comparables de décharge ionique dans l'air soient respectivement crées, l'une entre le rouleau 5' et la bande avant passage de celle-ci entre les rouleaux 4' et 5', et l'autre entre le rouleau 4' et la bande 1, après passage de celle-ci entre les rouleaux ; chacune des zones concernant une face différente de la bande.
  • Les rouleaux prévus tant dans cette variante que dans l'exemple présenté figure 1 sont classiquement positionnés par des portées dans un châssis, selon des dispositions, bien connues en la matière et qui ne sont donc ni représentées, ni rappelées ici.

Claims (5)

1/ Dispositif effaceur de charges électrostatiques pour diélectrique en bande mince (1), notamment du type film diélectrique embobiné, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux rouleaux conducteurs électriques, (4,5) formant électrodes, qui sont soumis à une différence de potentiel par une haute tension basse fréquence et qui sont parallèles de manière à prendre contact transversalement et au même niveau, chacun sur une face de la bande mince de diélectrique circulant entre eux.
2/ Dispositif effaceur de charges électrostatiques selon la revendica­tion 1, caractérisé en ce que l'introduction et la sortie de bande entre rouleaux (4, 5) conducteurs électriques formant électrodes s'effectue du même côté d'un plan (P) passant entre les roueaux qui est perpendiculaire au plan (Q) passant par les axes des arbres (4A, 5A) de ces rouleaux pour créer deux zones de décharge ionique dans l'air pour une même face de bande.
3/ Dispositif effaceur de charges électrostatiques selon la revendica­tion 1, caractérisé en ce que l'introduction et la sortie de bande entre rouleaux (4', 5') s'effectue de part et d'autre d'un plan (P) passant entre les rouleaux qui est perpendiculaire au plan (Q) passant par les axes des arbres (4'A, 5'A) de ces rouleaux, pour créer une zone de décharge ionique dans l'air pour chacune des faces de la bande.
4/ Dispositif effaceur de charges électrostatiques selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un rouleau (4) en matériau métallique dur et conducteur, l'autre rouleau (5) étant en matériau souple de type élastomère ou silicone chargé de particules conductrices.
5/ Dispositif effaceur de charges électrostatiques selon l'une des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que deux rouleaux (4, 5) associés en un même dispositif sont soumis à une différence de potentiel alternative de valeur voisine de 1500 volts et de fréquence comprise dans une gamme variant de 1 à 150 kHz.
EP86109043A 1985-07-03 1986-07-03 Dispositif effaceur de charges électrostatiques Expired - Lifetime EP0207513B1 (fr)

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EP (1) EP0207513B1 (fr)
JP (1) JPS62503200A (fr)
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