NL8601376A - Beeldvormingselement voor een elektrostatische drukinrichting, alsmede een drukinrichting waarin zulk een element wordt toegepast. - Google Patents

Description

r * ί

Uitvinders: 3. Pannekoek A.J.M. van Genuchten P.G. La Vos

Océ-Nederland 3.7., te Venlc 3eeldvormingselement voor een elektrostatische drukinriohting. alsmede een drukinriohting waarin zulk een element wordt toegeoast

De uitvinding betreft een beeldvormingselement voor een elektrostatische drukinriohting bestaande uit een eindloze drager met daarop een diëlektrische oppervlaktelaag.

Het Amerikaanse octrooischrift 3 316 340 beschrijft een elektrosta-5 tische drukwerkwijze en drukinriohting waarbij tussen een eerste en een tweede elektrode, die op korte afstand van elkaar zijn opgesteld en waarvan er één met een laag magnetisch aantrekbaar, elektrisch geleidend tonerpoeder is bedekt, een diëlektrisch beeidontvangst materiaal wordt gevoerd, terwijl tussen de genoemde elektroden span-10 ningspulsen worden aangelegd, waardoor tonerpoeder in de vorm van een informatiepatroon op het 'oeeldontvangstmateriaai wordt afgezet. Bezwaarlijk aan deze werkwijze is dat alleen diëlektrisch beeldontvangst-materiaal kan worden toegepast, waardoor de keuze aan beeldontvangstmaterialen beperkt is.

15 Het Amerikaanse octrooischrift 3 946 402 beschrijft een elektrostatische drukinrichting die een roteerbare trommel omvat, die is voorzien van een diëlektrische laag waarop een uniforme laag elektrisch geleidend, magnetisch aantrekbaar tonerpoeder is aangebracht. In een beeldvormingszone is nabij het met tonerpoeder bedekte trommelop-20 pervlak een magneetrol opgesteld, die een stationaire, niet magnetische mantel en een binnen de mantel gemonteerd roteerbaar magneetstelsel omvat. Op de mantel van deze magneetrol is in axiale richting een groot aantal magnetische, staafvormige elektroden aangebracht die elk met een spanningsbron zijn verbonden. Wanneer de 25 elektroden niet worden bekrachtigd, wordt tonerpoeder van het trom- meloppervlak op de magneetrol overgetrokken, terwijl bij bekrachtiging van de elektroden, geen tonerpoeder wordt overgetrokken. Door de elektroden volgens een informatiepatroon pulsvormig te bekrachtigen wordt op de trommel een met het informatiepatroon overeenstemmend 30 tonerbeeld gevormd, dat vervolgens naar een ontvangstdrager kan worden overgedragen.

ï 5 jl 3 7J

·#' '* 2

Aangezien de elektroden geleidend zijn moeten ze van elkaar geïsoleerd worden opgesteld. Een nadeel van deze bekende inrichting is dat het geleidende tonerpoeder enkele elektroden kan kortsluiten waardoor de beeldvorming wordt verstoord. De constructie van een rij fijne, magne-5 tische, staafvormige elektroden is bovendien erg ingewikkeld en kostbaar.

Volgens de uitvinding wordt voorzien in een beeldvormingselement voor een elektrostatische drukinrichting waarmee de hiervoor genoemde nadelen kunnen worden vermeden.

10 Dit wordt volgens de uitvinding bereikt doordat wordt voorzien in een beeldvormingselement als in de aanhef bedoeld dat is gekenmerkt doordat onder de diëlektrische oppervlaktelaag elektroden aanwezig zijn die van elkaar zijn geïsoleerd en zich als eindloze, evenwijdig aan elkaar verlopende banen in de omtreksinrichting van de drager 15 uitstrekken en doordat onder deze elektroden elektroden aanwezig zijn die eveneens ten opzichte van elkaar zijn geïsoleerd en die zich elk van een punt nabij het ene uiteinde van de drager uitstrekken in de richting van het andere uiteinde van de drager, waarbij telkens één van deze laatste elektroden elektrisch geleidend is verbonden met.

20 telkens één van de in omtreksrichting verlopende elektroden en deze laatste elektroden verder zijn verbonden met middelen om een elektrische spanning toe te voeren.

In het beeldvormingselement volgens de uitvinding zijn de elektroden volledig van elkaar geïsoleerd, waardoor wordt bereikt dat 25 kortsluiting van een of meer elektroden door de aangebrachte, geleidende toner wordt vermeden. Doordat de beeldvormingselektroden in het beeldvormingselement zelf zijn aangebracht, wordt voorts bereikt dat in het beeldvormingsproces een conventionele magneetrol kan worden gebruikt. Hierdoor wordt behalve een betere kopiekwaliteit, een een-30 voudigere en minder kostbare constructie bereikt.

Volgens een geprefereerde uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de elektronische voorzieningen voor het conform een af te drukken informatiepatroon bekrachtigen van de elektroden, nabij een of beide uiteinden van de drager, op de omtrek daarvan aangebracht. Hierdoor 35 wordt bereikt dat deze elektronische voorzieningen op vrij eenvoudige wijze kunnen worden aangebracht en, wat vooral belangrijk is, zij gemakkelijk bereikbaar zijn voor onderhoud of vervanging van defecte onderdelen.

i t ? g v*· tS \s ΐ w- i p™"' 3

De uitvinding voorziet tevens in een inrichting voor het afdrukken van informatie, in welke inrichting een beeldvormingselement volgens de uitvinding wordt toegepast.

De uitvinding en de voordelen ervan zullen hierna nader worden toege-5 licht, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde figuren die voorstellen:

Fig.1: een schematisch aanzicht van een gedeelte van een beeldvormingselement volgens een geprefereerde uitvoeringsvorm van de uitvinding.

10 Fig.2: een principetekening van een elektrostatische drukinrichting uitgerust met een beeldvormingselement volgens de uitvinding. Het beeldvormingselement volgens Fig.1 omvat een trommel 1 met een isolerend oppervlak, waarop een aantal zich in axiale richting van de trommel 1 uit3trekkende elektroden 2 zijn aangebracht. Elke elektrode 15 2 i3 verbonden met een der blokken 3, die aan één zijkant op de trom mel 1 zijn aangebracht en die de elektronische voorzieningen bevatten om selectief, conform een informatiepatroon spanning op de elektroden 2 aan te leggen. De elektroden 2 zijn bedekt met een isolerende laag, die omwille van de duidelijkheid in Fig.1 evenwel niet is weergegeven. 20 Op deze isolerende laag zijn elektroden 4 aangebracht, die zich als eindloze banen, evenwijdig aan elkaar op onderling gelijke afstand, in de omtreksrichting van de trommel 1 uitstrekken. Via met geleidend materiaal opgevulde perforaties in de tussenliggende isolerende laag, Ï3 telkens één elektrode 4 geleidend verbonden met telkens één 25 elektrode 2. De geleidende verbindingen zijn in Fig.1 als punten 5 aangegeven. Het met de elektroden 4 bedekte deel van de trommel 1 is bedekt met een diëlektrische laag, die in Fig.1 weer niet is aangegeven. Aldus zijn de elektroden 2 en 4, afgezien van de geleidende verbindingen 5 volledig van elkaar geïsoleerd.

30 Het aantal elektroden 2 op de trommel 1 13 gelijk aan het aantal elektroden 4, waarbij telkens één elektrode 2 geleidend is verbonden met telkens één elektrode 4. Be kwaliteit van de op het beeldvormingselement gevormde beelden is o.a. afhankelijk van het aantal elektroden 4. Naarmate de elektrodendichtheid groter is wordt de 35 beeldkwaliteit beter. 3ij voorkeur bedraagt het aantal elektroden 4 tenminste 10 per millimeter en liefst 14 tot 20 per millimeter. Volgens een geprefereerde uitvoeringsvorm is het aantal elektroden 4 gelijk aan 16 per millimeter, waarbij de elektroden 4 een breedte hebben van

ί 5 0 1 3 H

W"r 4 '7 -¾ circa 40 micrometer en de afstand tussen de elektroden onderling circa 20 micrometer bedraagt.

De elektronische besturingsblokken 3 omvatten elk een aantal uit bijvoorbeeld de videodisplay-technieken bekende geïntegreerde schake-5 lingen (i.c.'s) omvattende een serie-in-parallel-uit schuifregister, een uitgangsregister en hiermee verbonden drivers met een spanningsbereik van bijvoorbeeld 15 a 25 volt. Elke elektrode 2 is met een driver van één der aanwezige i.c.'s verbonden.

Het beeldvormingselement volgens de uitvinding kan worden vervaardigd 10 door een trommel met een isolerend oppervlak, of met een geleidend oppervlak dat van een isolerende laag is voorzien, op bekende wijze, bijvoorbeeld door opdampen of galvanische bekleding, van een elektrisch geleidende metaallaag te voorzien, bijvoorbeeld van koper en vervolgens, bijvoorbeeld met behulp van een bekende foto-ets techniek, 15 deze metaallaag om te zetten in een elektrodenpatroon van zich in dwarsrichting uit3trekkende elektroden 2. Het deel van het trommelop-pervlak waarop de in omtreksrichting verlopende elektroden 4 dienen te worden aangebracht, wordt vervolgens bedekt met een isolerende laag en in deze isolerende laag worden, bijvoorbeeld door inbranden met een 20 laserstraal, perforaties aangebracht ter plaatse waar de elektrisch geleidende verbindingen 5 dienen te worden gevormd tussen de elektroden 2 en de nog aan te brengen elektroden 4. De perforaties kunnen ook fotografisch worden gevormd door het van de elektroden 2 voorziene oppervlak van de trommel te bedekken met een lichtgevoelige laklaag, 25 deze laklaag te belichten met uitzondering van de plaatsen waar de perforaties 5 dienen te worden gevormd en de onbelichte delen van de laklaag met een geschikt oplosmiddel te verwijderen. De uitbelichte laklaag dient dan tevens als isolerende tussenlaag. Nadat de perforaties in de isolerende laag zijn aangebracht, wordt over deze iso-30 lerende laag, onder gelijktijdig opvullen van de perforaties, een geleidende metaallaag aangebracht. Deze metaallaag kan op dezelfde wijze worden aangebracht en bestaan uit hetzelfde materiaal als de metaallaag waaruit eerder de elektroden 2 werden gevormd. Uit deze metaallaag worden dan, bijvoorbeeld opnieuw onder toepassing van 35 een bekende foto-ets techniek, de in omtreksrichting verlopende elektroden 4 gevormd, waarbij vanzelfsprekend elke elektrode 4 wordt gevormd ter plaatse waar een elektrische verbinding tot stand is gebracht tussen de metaallaag en één van de daaronder liggende 8801376 **. -5 elektroden 2. Het met de elektroden 4 uitgeruste deel van de trommel 1 wordt tenslotte met een gladde diëlektische laag bedekt, waardoor de elektroden 4 volledig van elkaar worden geïsoleerd.

Met behulp van op zichzelf bekende bevestigingstechnieken worden ver-5 volgens de elektronica blokken 3} voor het selectief aansturen van de elektroden 2, op de zijkant van de trommel bevestigd,

De isolerende laag, die de elektroden 2 van de elektroden 4 scheidt heeft bijvoorbeeld een dikte van tenminste 5 micrometer en een doorslagspanning van bijvoorbeeld 100 V of meer. De laag kan met 10 behulp van de bekende isolerende materialen worden gevormd. Sen geschikt materiaal voor het vormen van deze isolerende laag is epoxyhars, bijvoorbeeld Ξρο-tek type 360 of 353 ND van de firma Epoxy Technology Ine. De diëlektrische toplaag die wordt aangebracht over de elektroden 4 heeft bij voorkeur een dikte van slechts enkele tienden 15 micrometer (bijvoorbeeld 0,2 - 0,8). Geschikte diëlektrische materialen voor het vormen van deze laag zijn uit o.a. de microelektronica bekend.

In de weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de elektronica blokken 3 voor het aansturen van de elektroden 2 langs één zij-20 kant van de trommel aangebracht. Het zal evenwel duidelijk zijn dat deze blokken ook over beide zijkanten van de trommel 1 kunnen worden verdeeld. De omstandigheid dat de elektronische komponenten op het buitenoppervlak van de trommel 1 zijn aangebracht, heeft het voordeel dat zij gemakkelijk bereikbaar zijn en bijgevolg bij een optredend 25 defect gemakkelijk kunnen worden vervangen. Het is evenwel ook moge-lijk om de elektronica voor het aansturen van de elektroden 2 binnen de trommel 1 aan te brengen en de elektroden 2 met afzonderlijke aansluitdraden via de zijkanten van de trommel met de elektronica te verbinden.

30 De in dwarsrichting van de trommel 1 verlopende elektroden 2 hoeven zich niet in axiale richting uit te strekken en zij hoeven niet alle de volledige werkbreedte van de trommel 1 te bestrijken. Zij hoeven zich vanzelfsprekend elk slechts uit te strekken tot de plaats waar de elektrisch geleidende verbinding tot stand wordt gebracht met de 35 daarboven liggende elektrode 4.

In Fig.2 is schematisch een drukinrichting weergegeven, die is uitgerust met een beeldvormingselement volgens de uitvinding, dat in deze figuur met 10 is aangegeven. In een beeldvormingsstation 11 1301375 6 F9 r bevindt zich op korte afstand van het oppervlak van het beeldvormingselement 10 een magneetrol 12, die een roteerbare, elektrisch geleidende, niet magnetische mantel en een inwendig, stationair magneetstelsel omvat. De roteerbare mantel van de magneetrol 12 is 5 bedekt met een uniforme laag elektrisch geleidend en magnetisch aantrekbaar tonerpoeder, welk tonerpoeder in een. beeldvormingszone 13 in contact is met het beeldvormingselement 10. Door een spanning aan te leggen tussen de magneetrol 12 en een of meer van de selectief aanstuurbare elektroden van het beeldvormingselement 10, wordt op het 10 beeldvormingselement 10 een poederbeeld gevormd. Dit poederbeeld wordt door drukuitoefening overgedragen op een verwarmde, met rubber beklede rol 14. Van de voorraadstapel 26 wordt een blad papier door rol 25 afgenomen en dit blad wordt via geleidebanen 24 en rollen 22 en 23 aan een verwarmingsstation 19 toegevoerd. Het verwarmingsstation 19 omvat 15 een band 21 die om een verwarmde rol 20 loopt. Door contact met de band 21 wordt het papierblad verwarmd. Het aldus verwarmde blad papier wordt nu tussen de rollen 14 en 15 doorgevoerd, waarbij het op rol 14 aanwezige, verweekte beeld volledig naar het blad papier wordt overgedragen. De temperaturen van de band 21 en de rol 14 zijn zodanig 20 op elkaar afgestemd dat het beeld aan het blad papier vastsmelt. Via de transportrollen 17 wordt het van een beeld voorziene blad papier naar een vergaarbak 18 gevoerd. Eenheid 30 omvat een elektronische schakeling die de optische informatie van een origineel omzet in elektrische signalen welke via van sleepcontacten voorziene draden 31 25 en in de isolerende zijwand van beeldvormingselement 10 aangebrachte geleidende sporen 32, worden toegevoerd aan de met de sporen 32 verbonden elektronicablokken 3. De informatie wordt serieel lijn voor lijn toegevoerd aan het schuifregister van de geïntegreerde schakelingen op de blokken 3. Zijn de schuifregisters volledig gevuld 30 overeenkomstig de informatie van één lijn, wordt die informatie in het uitgangsregister gezet en via de drivers worden de elektroden 2,4 afhankelijk van het signaal, al dan niet onder spanning gezet. Terwijl deze lijn wordt gedrukt, wordt de informatie van de volgende lijn aan de schuifregisters toegevoerd.

35 Behalve optische informatie afkomstig van een origineel kunnen in de eenheid 30 ook elektrische signalen, afkomstig van een computer of een gegevensverwerkende inrichting, worden omgezet in signalen die aan de elektronicablokken 3 worden toegevoerd.

&sn i t? $ 7 3ij de drukinrichting volgens ?ig.2 wordt het elektrisch geleidende, magnetisch aantrekbare tonerpoeder door de magneetroi 12 in de beeld-vormingszone 13 gevoerd. Het zal evenwel duidelijk zijn dat het tonerpoeder ook in een uniforme laag kan worden aangebracht cp het 5 beeldvormingselement 10 en dan in de beeldvoraingszone 13 selectief daarvan kan worden verwijderd, zoals is beschreven in het eerder genoemde Amerikaanse octrooischrift 3 946 402. Voor de vakman zuilen verdere varianten van de uitvinding duidelijk zijn, die echter alle tot de uitvinding behoren zoals omschreven in de hiernavolgende 10 conclusies.

360137a

Claims (5)

1. Beeldvormingselement voor een elektrostatische drukinrichting bestaande uit sen eindloze drager (1) met daarop een diëlektrische oppervlaktelaag, met het kenmerk dat onder de diëlektrische oppervlak-telaag elektroden (4) aanwezig zijn die van elkaar zijn geïsoleerd en 5 zich als eindloze, evenwijdig aan elkaar verlopende banen in de omtreksrichting van de drager uitstrekken en dat onder deze elektroden (4), elektroden (2) aanwezig zijn, die eveneens ten opzichte van elkaar zijn geïsoleerd en die zich elk van een punt nabij het ene uiteinde van de drager (1) uitstrekken in de richting van het andere TO uiteinde van de drager (1), waarbij telkens één van deze laatste elektroden (2) elektrisch geleidend is verbonden met telkens één van de in omtreksinrichting verlopende elektroden (4) en de elektroden (2) verder zijn verbonden met middelen (3) om elektrische spanning aan die elektroden toe te voeren.

2. Beelvormingselement volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de elektroden (2) zich in axiale richting van de drager uitstrekken.

3. Beeldvormingselement volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat de elektroden (2) in een isolerende laag zijn ingebed.

4. Beeldvormingselement volgens conclusie 1 met het kenmerk dat 20 de middelen (3) om een elektrische spanning aan de elektroden (2) toe te voeren aan één of beide zijkanten op de omtrek van de drager (1) zijn aangebracht.

5. Inrichting voor het afdrukken van informatie omvattende een beweegbaar beeldvormingselement (10) met een dielektrisch oppervlak, 25 een langs de omloopbaan van het beeldvormingselement gelegen beeldvor-mingsstation (11), waarin een magneetrol (12) met een elektrisch geleidende mantel nabij het oppervlak van het beeldvormingselement (10) is opgesteld en middelen (3) om overeenkomstig een informatiepatroon een elektrisch veld op te wekken tussen het beeldvor-30 mingselement (10) en de magneetrol (12), terwijl elektrisch geleidend, magnetisch aantrekbaar tonerpoeder wordt toegevoerd aan de zone tussen het beeldvormingselement (10) en de magneetrol (12), met het kenmerk, dat een beeldvormingselement aanwezig is volgens een der voorgaande conclusies 1-4. 1601376