NL8601377A - Beeldvormingselement voor een elektrostatische drukinrichting, alsmede een drukinrichting waarin zulk een element wordt toegepast. - Google Patents

Description

V _ * *

Uitvinders: J.G.V. van Stiphout H.Pannekoek

Océ-Nederiand 3.7., te Venlo

Beeldvormlngselement voor een elektrostatische drukinrichting, alsaede een drukinrichting waarin zulk een element wordt toegeoast

De uitvinding betreft een beeldvormingselement voor een elektrostatische drukinrichting bestaande uit een eindloze drager met daarop een diëlektrische oppervlaktelaag. Het Amerikaanse octrooischrift 3 316 340 beschrijft een elektrostatische drukwerkwijse 5 en drukinrichting waarbij tussen een eerste en een tweede elektrode, die op korte afstand van elkaar zijn opgestald en waarvan er één met een laag magnetisch aantrekbaar, elektrisch geleidend tonerpoeder is bedekt, een diëlektri3ch beeldontvangstmateriaai wordt gevoerd, terwijl tussen de genoemde elektroden spanningspulsen worden aangelegd, 10 waardoor tonerpoeder in de vorm van een informatiepatroon op het beeldontvangstmateriaai wordt afgezefc. Bezwaarlijk aan deze werkwijze i3 dat alleen diëlektrisch beeldontvangstmateriaai kan worden toegepast, waardoor de keuze aan beeldontvangstmaterialen beperkt is.

Het Amerikaanse octrooischrift 3 946 402 beschrijft een elektrosta-15 tisehe 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 beeidvorming3zone is nabij het met tonerpoeder bedekte trommelop-pervlak een magneetrol opgasteld, die een stationaire, niet magne-20 tisehe 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 elektroden niet worden bekrachtigd, wordt tonerpoeder van het trom-25 meloppervlak op de magneetrol overgetrokkan, terwijl bij bekrachtiging van de elektroden, geen tonerpoeder wordt overgetrokken. Door de elektroden volgens een informatiepatroon puisvormig te bekrachtigen wordt op de trommel een met het informatiepatroon overeenstemmend tonerbeeld gevormd, dat vervolgens naar een ontvangstdrager kan worden 30 overgedragen.

Aangezien de elektroden geleidend zijn moeten ze van elkaar geïsoleerd % A f 1 Π7 V? v %/ ·. W /_ J_ 2 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, magnetische, staafvormige elektroden is bovendien erg ingewikkeld en kost-5 baar.

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

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt doordat wordt voorzien in een 10 beeldvormingselement als in de aanhef bedoeld dat is gekenmerkt doordat onder de diëlektrsche oppervlaktelaag beeldvormingselektroden aanwezig zijn die zich in het voor de beeldvorming gebruikte deel van het beeldvormingselement evenwijdig aan elkaar uitstrekken, elk volgens een schroeflijn waarvan de spoed tenminste gelijk is aan de 15 werkbreedte van het beeldvormingselement.

Onder de werkbreedte van het beeldvormingselement wordt hierbij verstaan de breedte van het voor beeldvorming gebruikte deel van het beeldvormingselement gezien in een richting loodrecht op de bewegingsrichting.

20 In het beeldvormingselement volgens de uitvinding zijn de elektroden volledig van elkaar geïsoleerd, waardoor wordt bereikt dat kortsluiting van één of meer elektroden door de aangebrachte, elektrisch geleidende toner wordt vermeden. Doordat de beeldvormingselektroden in het beeldvormingselement zelf zijn aangebracht, 25 wordt voorts bereikt dat in het beeldvormingsproces een conventionele magneetrol kan worden gebruikt. Hierdoor wordt behalve een betere kopiekwaliteit, een eenvoudigere en minder kostbare constructie bereikt. Doordat de elektroden in het voor de beeldvorming gebruikte deel van het beeldvormingselement volgens een schroeflijn verlopen van het ene 30 uiteinde van het beeldvormingsgebied naar het andere, is het volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding mogelijk om de elektronische voorzieningen voor het conform een af te drukken informatiepatroon bekrachtigen van de elektroden, nabij één of beide uiteinden van de drager op de omtrek daarvan aan te brengen. De 35 elektronische voorzieningen kunnen aldus op vrij eenvoudige wijze worden bevestigd en, wat vooral belangrijk is, zij zijn nu gemakkelijk bereikbaar voor onderhoud of voor vervanging van defecte onderdelen. Tussen de hellingshoek (C<) van de schroeflijn volgens welke de beeld- 8301377 3 vormingseiementen zich uitstrekken, de werkbreedte (V) van het beeldvormingselement en zijn diameter (d), bestaat de volgende relatie:

F.W

tan 0< = - 5 ΤΓ.ά waarin F de verhouding is tussen de spoed van de schroeflijn en de werkbreedte van het beeldvorraingselement. De waarden voor F, W en d worden bij voorkeur zó gekozen dat de hellingshoek Cx tussen 35° en 55° ligt en bij voorkeur ongeveer 45° wordt. Een hellingshoek van ongeveer 10 45° heeft de voorkeur uit het oogpunt van de vorming van beeldkarak- ters (font3).

In praktijk-situaties wordt de werkbreedte W vastgelegd door de eis die wordt gesteld ten aanzien van het grootste (breedste) beeldformaat dat weergegeven moet kunnen worden, terwijl de diameter d vaak uit 15 constructieve overwegingen wordt vastgelegd. Om de geprefereerde hellingshoek van bijvoorbeeld 45° te realiseren, moet dan de waarde F volgens bovenstaande formule worden berekend.

Zo zal bij een beeldvormingselement met een werkbreedte van 330 mm en een diameter van 110 mm, de waarde van F 1,05 moeten bedragen om een 20 hellingshoek van ongeveer 45° te realiseren.

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

Fig.1: een schematisch aanzicht van een beeldvormingselement volgens 25 een geprefereerde uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Fig.2; een schematische weergave van de wijze waarop beelden worden afgedrukt met behulp van het beeldvormingselement volgens de uitvinding.

Fig.3: een principetekening van een elektrostatische drukinrichting, 30 uitgerust met een beeldvormingselement volgens de uitvinding.

Het beeldvormingselement volgens Fig.1 omvat een trommel 1 met een isolerend oppervlak, waarop een aantal elektroden 2 zijn aangebracht, die zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken.

In het tussen de stippellijnen 3 en 4 gelegen deel van het trommeicp-35 pervlak, zijnde het deel van de trommel 1 dat voor de beeldvorming wordt gebruikt, verloopt elke elektrode 2 volgens een schroeflijn, waarvan de spoed gelijk is aan de werkbreedte van het beeidvormings-gebied op de trommel 1, dus gelijk is aan de afstand tussen de stip- β o 013 7 7 -v V' 4 pellijnen 3 en 4. In Fig.1 zijn omwille van de duidelijkheid slechts enkele elektroden 2 volledig weergegeven. De hellingshoek (cO van de schroeflijn volgens welke de elektroden 2 verlopen bedraagt in de weergegeven uitvoeringsvorm ongeveer 45°.

5 De elektroden 2 zijn bedekt met een diëlektrische laag, die omwille van de duidelijkheid in Fig.1 evenwel niet is weergegeven.

Elke elektrode 2 is verbonden met één der blokken 5, die aan één zijkant, buiten het beeldvormingsgebied, op het trommeloppervlak zijn aangebracht en die de elektronische voorzieningen bevatten om selec-10 tief, conform een informatiepatroon, spanning op de elektroden aan te leggen. De blokken 5 omvatten elk een aantal, uit bijvoorbeeld de video-display-technieken bekende, geïntegreerde schakelingen (i.c.’s) omvattende een serie-in-parallel-uit schuifregister, een uitgangsre-gister en hiermee verbonden drivers, met een spanningsbereik van bij-15 voorbeeld 15 a 25 Volt. Elke elektrode 2 is met een driver van één der aanwezige i.c.’s verbonden.

De kwaliteit van de op het beeldvormingselement gevormde beelden is onder andere afhankelijk van het aantal elektroden 2.

Naarmate de elektrodendichtheid groter is, wordt de beeldkwaliteit 20 beter. Bij voorkeur bedraagt het aantal elektroden, gezien in een richting loodrecht op de omtreksrichting van de trommel 1, tenminste tien per millimeter, liefst veertien tot twintig per millimeter.

Het beeldvormingseiement volgens de uitvinding kan worden vervaardigd door een trommel met een isolerend oppervlak, of met een geleidend 25 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 onder toepassing van een bekende foto-ets techniek of door inbranden met een laserstraal, deze metaallaag om te 30 zetten in een patroon van volgens een schroeflijn verlopende elektroden. Het met de elektroden bedekte trommeloppervlak, of althans dat deel van het trommeloppervlak dat het beeldvormingsgebied vormt, wordt vervolgens voorzien van een diëlektrische laag, die bij voorkeur een dikte heeft van slechts enkele tienden micrometers, bijvoorbeeld 35 0,2-0,8 micrometer. Geschikte diëlektrische materialen voor het vormen van deze laag zijn uit onder andere de microelektronica bekend.

In de weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de elektronica blokken 5 voor het aansturen van de elektroden 2 langs één is s n i "77 £>· v* ·-? ! ^ ' - o zijkant van de trommel, buiten het beeldvormingsgebied, aangebracht. Het zal evenwel duidelijk zijn dat deze blokken ook over beide zijkanten van de trommel 1 kunnen worden verdeeld. Qe omstandigheid dat de elektronische komponenten op het buitenoppervlak van de trommel 1 zijn 5 aangebracht, heeft het voordeel dat zij gemakkelijk bereikbaar zijn en bijgevolg bij een optredend defect gemakkelijk kunnen worden vervangen, net is evenwel ook mogelijk 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 10 trommel met de elektronica te verbinden.

In Fig.3 i3 schematisch een drukinrichting weergegeven, die is uitgerust met een beeldvormingselament volgens de uitvinding, dat in deze figuur met 10 is aangegeven. In een beeldvormingsstation 11 bevindt zich op korte afstand van het oppervlak van het beeldvor-15 mingselement 10 een magneetroi 12, die een roteerbare, elektrisch geleidende, niet magnetische mantel en een inwendig, stationair magneetstelsel omvat. De roteerbare mantel van de magneetroi 12 is bedekt met een uniforme laag elektrisch geleidend en magnetisch aantrekbaar tonerpoeder, welk tonerpceder in een beeldvormingszone 13 20 in contact is met het beeidvormingselement 10. Door een spanning aan te leggen tussen de magneetroi 12 en een of meer van de selectief aanstuurbare elektroden van het beeidvormingselement 10, wordt op het beeidvormingselement 10 een poederbeeld gevormd. Dit pcederbeeld wordt door drukuitoefening overgedragen op een verwarmde, met rubber beklede 25 rol 14. Van de voorraadstapel 25 wordt een blad papier door rol 25 afgenomen en dit blad wordt via geieidebanen 24 en rollen 22 en 23 aan een verwarmingsstation 19 toegevoerd. Het verwarmingsstation 19 ocvafc 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 30 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 op elkaar afgestemd dat het beeld aan het blad papier vastsmeit. Via de transportrollen 17 wordt het van een beeld voorziene blad papier 35 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 sieepcontacten voorziene draden 31 en in de isolerende zijwand van beeidvormingselement 10 aangebrachte 3601377 r - 6 geleidende sporen 32 > worden toegevoerd aan de met de sporen 32 verbonden elektronicablokken 5. De informatie wordt serieel, lijn voor lijn fcoegevoerd aan het schuifregister van de geïntegreerde schakelingen op de blokken 5. Zijn de schuifregisters volledig gevuld 5 overeenkomstig de informatie van één lijn, dan wordt die informatie in het uitgangsregister gezet en via de drivers worden de elektroden 2 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.

10 Omdat de elektroden 2, in het beeldvormingsgebied van het beeldvor-mingselement 10, zich uitstrekken volgens een schroeflijn, waarvan de spoed gelijk is aan de werkbreedte van het beeldvormingselement, is van .elke elektrode 2 steeds slechts één gebiedje in de beeldvormingszone 13 aanwezig. Bij het afdrukken van een lijn informatie zal elke elektrode 15 2 derhalve één beeldpunt van die lijn afdrukken.

Tengevolge van het schroeflijnvormige verloop van de elektroden 2, zal het beeldpunt dat van dezelfde elektrode 2 afkomstig is, in twee opeenvolgend geschreven lijnen evenwel één plaats zijn opgeschoven.

De richting waarin het beeldpunt is opgeschoven, is daarbij afhanke-20 lijk van de draailngsrichting van de schroeflijn.

Zo zal bijvoorbeeld de elektrode 2, die bij het afdrukken van de eerste lijn het eerste beeldpunt verzorgt, bij het afdrukken van de volgende lijnen achtereenvolgens het tweede, het derde, het vierde.......en het laatste beeldpunt verzorgen.

25 De elektrode 2, die het laatste beeldpunt van de eerste lijn verzorgt, verzorgt daarna het eerste, het tweede........en het voorlaatste beeldpunt. Na elke volledige omwenteling van het beeldvormingselement 10 is de situatie weer gelijk aan die waarbij de eerste beeldlijn werd geschreven. In Fig.2 is schematisch weergegeven hoe bij opeenvolgende 30 lijnen de beeldpunten van de elektroden 2, die in de eerste lijn het eerste en het laatste beeldpunt verzorgden, zich verplaatsen. De achtereenvolgens afgedrukte lijnen informatie zijn weergegeven als gebieden 40-48. De lijn 51 geeft de verzameling beeldpunten weer die zijn verzorgd door de elektrode 2, die het eerste beeldpunt van de 35 eerste lijn verzorgde en de lijn 52 en stip 53 geven de beeldpunten weer die werden verzorgd door de elektrode 2 die bij de eerste lijn het laatste beeldpunt verzorgde. Na elke omwenteling van het beeldvormingselement 10, is de situatie weer gelijk aan de uitgangssituatie.

S601377 7 3ij start van elke afdrukcycius (dus wanneer de eerste lijn informatie afgedrukt gaat worden), moet de eenheid 30, om de schuifregisfcers op de juiste wijze te kunnen vullen, geïnformeerd zijn over de positie van het beeldvormingselement 10 ten opzichte van de besldvormingszone 5 13. In de inrichting volgens ?ig.3 wordt elke afdrukcycius gestart, wanneer het beeldvormingselement 10 een vaste uitgangspositie heeft bereikt. Het startsignaal voor het schrijven van de eerste lijn, wordt door de eenheid 30 afgeleid van een detecteringssignaal, afkomstig van een in Fig.3 niet weergegeven detector, die een op het beeldvor-10 aingselement 10 aanwezige markering 33 detecteert. Se elektronische schakeling van eenheid 30 zorgt er verder voor dat bij het schrijven van de opeenvolgende lijnen, de sehuifregisters van de blokken 5 Qp juiste wijze worden gevuld.

3ehaive optische informatie afkomstig van een origineel kunnen in de 15 eenheid 30 ook elektrische signalen, afkomstig van een computer of een gegevensverwerkende inrichting, worden omgezet in signalen dis aan de eiektronicablokken 5 worden toegevoerd.

Bij de drukinrichting volgens ?ig.3 wordt het elektrisch geleidende, magnetisch aantrekbare tonerpoeder door de magnsetroi 12 in de beeld-20 vormingszone 13 gevoerd. Het zal evenwel duidelijk zijn dat het tonerpoeder ook in een uniforme laag kan worden aangebracht op het beeldvormingselement 10 en dan in de beeldvormingszone 13 seleotief daarvan kan worden verwijderd, zoals is beschreven in het eerder genoemde Amerikaanse octrocischrift 3 946 402. Voor de vakman zuulen 25 verdere varianten van de uitvinding duidelijk zijn, die echter alle tot de uitvinding behoren zoals omschreven in de hiernavolgende conclusies.

3301377

Claims (3)

1. Beeldvormingselement voor een elektrostatische drukinrichting bestaande uit een eindloze drager (1) met daarop een diëlektri3che oppervlaktelaag, met het kenmerk, dat onder de diëlektrische oppervlaktelaag beeldvormingselektroden (2) aanwezig zijn, die zich 5 in het voor de beeldvorming gebruikte gebied van het beeldvormingselement (1) evenwijdig aan elkaar uitstrekken, elk volgens een schroeflijn waarvan de spoed tenminste gelijk is aan de werkbreedte van het beeldvormingselement (1).

2. Beeldvormingselement volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat 10 de beelvormingselektroden (2) zijn verbonden met middelen (5) om een spanning aan die beeldvormingselektroden (2) toe te voeren, welke middelen (5) buiten het voor de beeldvorming gebruikte gebied op de drager (1) zijn aangebracht.

3. Elektrostatische drukinrichting omvattende een beweegbaar 15 beeldvormingselement (10) met een diëlektrisch oppervlak, een langs de omloopbaan van het beeldvormingselement gelegen beeldvormingsstation (11), waarin een magneetrol (12) met een elektrisch geleidende mantel nabij het oppervlak van het beeldvormingselement (10) is opgesteld en middelen (5) om overeenkomstig een informatiepatroon een elektrisch 20 veld op te wekken tussen het beeldvormingselement (10) en de magneetrol (12), terwijl elektrisch geleidend, magnetisch aantrekbaar tonerpoeder wordt toegevoerd aan de zone (13) tussen het beeldvormingselement (10) en de magneetrol (12), met het kenmerk, dat een beeldvormingselement aanwezig is volgens de voorgaande conclusies 1 of 2. ö £ ft 1 17 7 y v li i g (/ J