NL8801450A - Werkwijze en inrichting voor het op een dragermateriaal aanbrengen van een patroon van elektrisch geleidende en isolerende materialen. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het op een dragermateriaal aanbrengen van een patroon van elektrisch geleidende en isolerende materialen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het op een dragermateriaal aanbrengen van een patroon van elektrisch geleidend materiaal, in het bijzonder voor het vervaardigen van één- of meerlaags gedrukte bedradingen.

Voor het vervaardigen van gedrukte bedradingen, waarbij op een drager van elektrisch isolerend materiaal een patroon van elektrisch geleidende sporen en aansluitvlakjes wordt aangebracht, zijn in de praktijk verschillende technieken bekend. In het algemeen gaat men daarbij uit van een plaat dragermateriaal die aan iën of beide zijden van een dunne laag metaal is voorzien. Op deze laag metaal wordt een laag foto-gevoelige lak aangebracht, waarop een met de te vormen gedrukte bedrading corresponderend masker wordt gelegd. Het geheel wordt vervolgens met behulp van bijvoorbeeld ultraviolet licht belicht, waarna de foto-gevoelige lak in een ontwikkelbad wordt ontwikkeld. Op de plaatsen waar de bedradingssporen moeten worden gevormd bevinden zich nu lakresten, terwijl de rest van de laag metaal onbedekt is. Door het vervolgens in een etsbad wegetsen van het onbedekte metaal, en het daarna verwijderen van de resten fotogevoelige lak wordt een dragermateriaal met een patroon van elektrisch geleidende sporen en/of aansluitvlakjes verkregen.

Hoewel er in de praktijk ook andere methoden voor het vervaardigen van gedrukte bedradingen bekend zijn, zoals opdampteehnieken, wordt de bovenbeschreven etstechniek op grote schaal toegepast.

Bij complexe elektrische schakelingen of bij hoge componentdicht-heid kan het voorkomen dat er geen zodanige componentopstelling kan worden gevonden, dat er een kruisingsvrij sporenpatroon kan worden ontworpen· In de praktijk gaat men er dan toe over om zogeheten meerlaags gedrukte bedradingen te vormen. Hiertoe worden in het algemeen meerdere lagen dragermateriaal, elk voorzien van een eigen sporenpatroon, op elkaar gestapeld, waarbij het zo gevormde samenstel op voorafbepaalde plaatsen wordt doorboord. Via een dergelijk boorgat worden dan de geleidende sporen van één of meer lagen met elkaar doorverbonden.

Dit is echter een moeilijke techniek, waarbij een hoge mate van precisie wordt gevraagd ten aanzien van de onderlinge positionering van de lagen en de elektrische verbinding van de doorboorde bedradingssporen. Om toepassing van meerlaags gedrukte bedradingen zoveel mogelijk te kunnen vermijden, wordt er in de praktijk dan ook tamelijk veel tijd besteed om een zodanig uitgekiende componentopstelling te vinden* dat er een zoveel mogelijk kruisingsvrij sporenpatroon wordt verkregen. Hierbij is de inzet van dure geautomatiseerde systemen vaak onontbeerlijk.

Aan de uitvinding ligt in eerste instantie de opgave ten grondslag een relatief eenvoudige en goedkope manier voor het op een dragermateri-aal aanbrengen van een patroon van electrisch geleidend materiaal, in het bijzonder voor het vervaardigen van gedrukte bedradingen, aan te geven.

Dit wordt volgens de uitvinding aldus bereikt dat het genoemde patroon onder toepassing van een elektrisch geleidend tonermateriaal in een afdruk- of reproductie-inrichting op het dragermateriaal wordt aangebracht .

Door het overeenkomstig de uitvinding toepassen van elektrisch geleidend tonermateriaal, waaronder in deze aanvrage tonermateriaal wordt verstaan waarmee een patroon van elektrisch geleidend materiaal kan worden gevormd, kan het dragermateriaal in êén enkele bewerkingsstap van een gedrukt bedradingspatroon worden voorzien.

Als afdruk- of reproductie-inrichting kunnen op zich in de praktijk bekende inkjet-, diffusie-, ionen- en/of electrostatische afdruk- of tekenmachines alsmede kopieerapparaten worden gebruikt. Afdruk- en/of tekenmachines bieden het voordeel dat het sporenpatroon electronisch kan worden verwerkt en opgeslagen. Kopieerapparaten kunnen worden toegepast wanneer, overeenkomstig de in het voorgaande beschreven etstechniek, een met het sporenpatroon korresponderend masker is vervaardigd.

Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat een op het genoemde patroon van elektrisch geleidend tonermateriaal aansluitend verder patroon onder toepassing van een elektrisch isolerend tonermateriaal in een afdruk- of reproductie-inrichting op het dragermateriaal wordt aangebracht.

Door het volgens deze uitvoeringsvorm van de uitvinding op die gebieden van het dragermateriaal waar zich geen elektrisch geleidend tonermateriaal bevindt aanbrengen van elektrisch isolerend tonermateriaal, in eenzelfde laagdikte als het elektrisch geleidende tonermateriaal, wordt een dragermateriaal met gedrukte bedrading verschaft met een egaal oppervlak aan de bedradingszijde.

Een weer verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij een dergelijk egaal oppervlak van bijzonder voordeel is, heeft het kenmerk, dat meerdere lagen van patronen van elektrische geleidend en isolerend tonermateriaal zodanig over elkaar worden aangebracht, dat de patronen van elektrisch geleidend tonermateriaal van twee of meer lagen op voorafbepaalde plaatsen elektrisch contact met elkaar maken.

Op deze wijze kunnen eenvoudig meerlaags gedrukte bedradingen worden vervaardigd, met een grote betrouwbaarheid ten aanzien van de elektrische verbindingen tussen de geleidende sporen van één of meer lagen. Doordat slechts ëén laag dragermateriaal noodzakelijk is, is de werkwijze volgens de uitvinding onder meer bijzonder geschikt voor het vervaardigen van meerlaags gedrukte bedradingen op een flexibel dragermateriaal, waarbij de flexibele eigenschappen bij de uiteindelijk gevormde gedrukte bedrading behouden blijven. Doordat de patronen langs elektronische weg met behulp van afdruk- of tekenmachines of kopieerapparaten kunnen worden aangebracht, kan aan de vereisten omtrent de precisie bij het onderling positioneren van de lagen op gemakkelijke wijze worden voldaan met een geschikt transportmechanisme van de toegepaste afdruk- of tekenmachine c.q. het toegepaste kopieerapparaat.

Doordat met de werkwijze volgens de uitvinding op relatief eenvoudige wijze kwalitatief goede meerlaags gedrukte bedradingen kunnen worden vervaardigd, vervalt de in het voorgaande beschreven noodzaak om een zodanige componentopstelling te zoeken, dat een zoveel mogelijk kruisingsvrij sporenpatroon kan worden ontworpen. Het zal duidelijk zijn dat het ontwerpen van gedrukte bedradingen hierdoor aanzienlijk wordt vereenvoudigd. Dit is vooral van voordeel tijdens de ontwikkeling van elektronische schakelingen of bij beperkte series. Een bijkomend en zeker niet onbelangrijk voordeel ligt in het feit, dat de componenten bij toepassing van meerlaags gedrukte bedrading volgens de uitvinding onderling optimaal qua elektrische eigenschappen en beïnvloeding ten opzichte van elkaar kunnen worden gerangschikt. Dit is vooral bij hoogfrequent toepassingen van belang om een zo optimaal mogelijk functionerende schakeling te verkrijgen.

Een bijzonder voordelige uitvoeringvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij het tonermateriaal volgens het elektrostatische afdrukprincipe op het dragermateriaal wordt aangebracht, heeft het kenmerk, dat de beide tonermaterialen onderling tegengesteld elektrostatisch worden opgeladen, waarbij het dragermateriaal van een, met de te vormen patronen overeenstemmend latent elektrostatisch ladingsbeeld wordt voorzien, voor het selectief aantrekken van de beide tonermaterialen. Een voor deze toepassing bijzonder geschikt elektrisch geleidend tonermateriaal vormt het voorwerp van een verdere octrooiaanvrage ten name van aanvraagster. Als isolerend tonermateriaal kan gebruikelijk in afdruk- of tekenmachines c.q. kopieerapparaten toegepast tonermateriaal worden gebruikt.

Door het op deze wijze tegengesteld elektrisch opladen van de beide tonermaterialen kan met een enkel, uit verschillende polariteiten opgebouwd ladingsbeeld of met opeenvolgende ladingsbeelden van verschillende polariteit selectief tonermateriaal op de drager worden aangebracht. De latente ladingsbeelden kunnen bijvoorbeeld op bekende wijze uit raster-punten worden opgebouwd.

De uitvinding heeft mede betrekking op een inrichting voor het langs elektrostatische weg op een dragermateriaal aanbrengen van tonermateriaal, omvattende een tonermateriaaleenheid, middelen voor het in een polariteit elektrostatisch opladen van het tonermateriaal, middelen voor het in tegengestelde polariteit op een dragermateriaal vervaardigen van een latent ladingsbeeld, en middelen voor het met elkaar in contact brengen van het drager- en tonermateriaal, met het kenmerk, dat een verdere tonermateriaaleenheid is verschaft, middelen voor het in een polariteit tegengesteld aan het ene tonermateriaal elektrostatisch opladen van verder tonermateriaal, verdere middelen voor het vervaardigen van een latent ladingsbeeld op het dragermateriaal in een polariteit tegengesteld aan de polariteit van het verdere tonermateriaal, en een met de middelen voor het vormen van ladingsbeeld en gekoppelde besturingseenheid voor het volgens ién of meer patronen vormen van een ladingsbeeld met eenzelfde of verschillende polariteit voor het selectief op het dragermateriaal aanbrengen van tonermateriaal.

Een voordelige, ruimtebesparende verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de beide toner-materiaal-eenheden êén enkele voorraadruimte omvatten, voor het gemeenschappelijk opnemen van de onderling elektrisch tegengesteld opgeladen tonermaterialen.

De uitvinding heeft verder betrekking op een dragermateriaal voorzien van ëén of meer patronen van elektrisch geleidend en/of isolerend tonermateriaal verkregen door toepassing van de werkwijze en/of de inrichting volgens de uitvinding. Als dragermateriaal zijn een groot aantal elektrisch isolerende materialen geschikt welke in een afdruk- of tekenmachine of in een kopieerapparaat kunnen worden verwerkt, zoals papier, kunststoffolie en dergelijke. Toepassing van het elektrostatische afdrukprincipe heeft verder het voordeel dat hiermee een groot aantal dragermaterialen kan worden bedrukt·

De uitvinding wordt in het navolgende toegelicht aan de hand van een op de tekening schematisch weergegeven inrichting voor het langs elektrostatische weg aanbrengen van tonermateriaal op een drager.

De figuur toont schematisch een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding voor het onder toepassing van het elektrostatische afdrukprincipe op een elektrisch isolerend dragermateriaal 1, zoals papier of kunststof, aanbrengen van bijvoorbeeld een uit één of meer lagen opgebouwde gedrukte bedrading. De inrichting omvat een eerste tonermateriaal-eenheid of hopper 2, voor het opnemen van elektrisch geleidend tonermateriaal en een tweede tonermateriaal-eenheid of hopper 3, voor het elektrisch isolerende tonermateriaal. De bestemming van de beide tonermateriaal-eenheden kan zonder bezwaar worden verwisseld. De beide tonermateriaal-eenheden 2, 3 omvatten verder middelen voor het bijvoorbeeld langs tribo-elektrische of inductieve weg respectievelijk in de ene en de ander polariteit elektrostatisch opladen van het betreffende tonermateriaal.

Door middel van elektroden 5, 6 wordt onder besturing van een hiermee gekoppelde besturingseenheid 4, welke een processor kan bevatten, een met de betreffende patronen overeenkomend latent elektrostatisch ladingsbeeld op het dragermateriaal 1 aangebracht. De elektroden 5, 6 kunnen uit meerdere beweegbare naalden zijn opgebouwd, waarmee het dragermateriaal 1 puntsgewijs met verschillende polariteit elektrostatisch kan worden geladen.

Het op deze wijze elektrostatisch geladen dragermateriaal wordt daarbij met een niet-getoonde transport-inrichting volgens pijlrichting langs de tonermateriaal-eenheden 2, 3 gevoerd. Daarbij wordt als gevolg van de verschillende elektrostatische polariteiten plaatselijk elektrisch geleidend of elektrisch isolerend tonermateriaal aangetrokken. Het dragermateriaal passeert vervolgens een zogeheten "fuser" 7 waarbij het tonermateriaal onder invloed van warmte hecht met het dragermateriaal wordt verbonden.

Op het dragermateriaal wordt bijgevolg een egale laag gevormd, deels opgebouwd uit bijvoorbeeld sporen en/of aansluitvlakjes van elektrisch geleidend tonermateriaal en deels bestaande uit elektrisch isolerend tonermateriaal. Over deze eerste laag van gedrukte bedrading kan op soortgelijke wijze een verdere laag van gedrukte bedrading worden gevormd, waarbij de patronen zodanig kunnen worden gekozen, dat de elektrisch geleidende sporen van de ene laag op vooraf te bepalen plaatsen elektrisch contact maken met de geleidende sporen van een andere laag.

In plaats van het vormen van een elektrostatisch ladingsbeeld met verschillende polariteiten, kan het dragermateriaal overeenkomstig de gewenste patronen ook eerst van een ladingsbeeld van de ene polariteit worden voorzien, waarna het betreffende tonermateriaal op de drager wordt aangebracht, en vervolgens van een ladingsbeeld van de andere polariteit voor het aantrekken van het andere tonermateriaal» De elektrode 6 kan daarbij uit een eenvoudige, vaste elektrode bestaan welke het gehele drageroppervlak kan omvatten.

Het onderling tegengesteld elektrostatisch opladen van het tonermateriaal heeft onder meer het voordeel dat er geen middelen hoeven te worden verschaft om te verhinderen dat tijdens de processtap van het aanbrengen van het ene tonermateriaal het andere tonermateriaal ook zal worden aangetrokken. Dit komt de eenvoud van opbouw en de betrouwbaarheid van de inrichting ten goede.

Bij een bijzonder voordelige, ruimtebesparende uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt bijgevolg slechts één enkele, gemeenschappelijke voorraadruimte toegepast, waarin de beide onderling elektrisch tegengesteld opgeladen tonermaterialen gezamenlijk kunnen worden ondergebracht en aan het dragermateriaal kunnen worden toegevoerd.

Het zal duidelijk zijn dat er meerdere wijzigingen van de inrichting mogelijk zijn, bijvoorbeeld waarbij het dragermateriaal eerst in zijn geheel van een ladingsbeeld wordt voorzien, en daarna pas langs de tonermateriaal-eenheden wordt gevoerd.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding houdt in, dat er met tribo-elektrisch opgeladen tonermateriaal wordt gewerkt, waarbij zowel het geleidende tonermateriaal als het isolerende tonermateriaal door wrijving elektrisch worden opgeladen, en wel met onderling tegengestelde polariteit.

Hoewel de uitvinding geïllustreerd is aan de hand van het elektrostatische afdrukprincipe, kan de werkwijze volgens de uitvindig ook met afdruk- of tekenmachines gebaseerd op het zogeheten inkjet-principe, het diffusie-principe, het ionen-principe en dergelijke onder toepassing van elektrisch geleidend tonermateriaal en zonodig elektrisch isolerend tonermateriaal worden toegepast. Uiteraard is de toepassing van de uitvinding niet beperkt tot gedrukte bedradingen, maar kan een grote variëteit aan patronen worden gevormd.

Claims (11)

1. Werkwijze voor het op een dragermateriaal aanbrengen van een patroon van elektrisch geleidend materiaal, met het kenmerk, dat het genoemde patroon onder toepassing van een elektrisch geleidend toner-materiaal in een afdruk- of reproductie-inrichting op het dragermateriaal wordt aangebracht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een op het genoemde patroon van elektrisch geleidend tonermateriaal aansluitend verder patroon onder toepassing van een elektrisch isolerend tonermateriaal in een afdruk- of reproductie-inrichting op het dragermateriaal wordt aangebracht.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de genoemde patronen van elektrisch geleidend en isolerend tonermateriaal laagsgewijs op het dragermateriaal worden aangebracht.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de lagen van elektrisch geleidend en isolerend tonermateriaal met gelijke dikte op het dragermateriaal worden aangebracht.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat meerdere lagen van patronen van elektrische geleidend en isolerend tonermateriaal zodanig over elkaar worden aangebracht, dat de patronen van elektrisch geleidend tonermateriaal van twee of meer lagen op voorafbepaalde plaatsen elektrisch contact met elkaar maken.

6. Werkwijze volgens conclusie 2, 3, 4 of 5, waarbij het tonermateriaal volgens het elektrostatische afdrukprincipe op het dragermateriaal wordt aangebracht, met het kenmerk, dat de beide tonermaterialen onderling tegengesteld elektrostatisch worden opgeladen, waarbij het dragermateriaal van een met de te vormen patronen overeenstemmend latent elektrostatisch ladingsbeeld wordt voorzien, voor het selectief aantrekken van de beide tonermaterialen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het ladingsbeeld overeenkomstig de te vormen patronen uit elektrisch tegengesteld geladen gebieden wordt opgebouwd, waarna de beide tonermaterialen op het dragermateriaal worden aangebracht.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het ladingsbeeld overeenkomstig de te vormen patronen achtereenvolgens uit gebieden met de ene elektrische lading wordt opgebouwd, waarna het bijbehorende tonermateriaal op het dragermateriaal wordt aangebracht, en uit gebieden met de andere tegengestelde elektrische lading wordt opgebouwd, waarna het daar bijbehorende tonermateriaal op het dragermateriaal wordt aangebracht .

9. Inrichting voor het langs elektrostatische weg op een dragermateriaal aanbrengen van tonermateriaal, omvattende een tonermateriaal-eenheid, middelen voor het in een polariteit elektrostatisch opladen van het tonermateriaal, middelen voor het in tegengestelde polariteit op een dragermateriaal vervaardigen van een latent ladingsbeeld, en middelen voor het met elkaar in contact brengen van het drager- en tonermateriaal, met het kenmerk, dat een verdere tonermateriaal-eenheid is verschaft, middelen voor het in een polariteit tegengesteld aan het ene tonermateriaal elektrostatisch opladen van verder tonermateriaal, verdere middelen voor het vervaardigen van een latent ladingsbeeld op het dragermateriaal in een polariteit tegengesteld aan de polariteit van het verdere tonermateriaal, en een met de middelen voor het vormen van ladingsbeelden gekoppelde besturingseenheid voor het volgens êén of meer patronen vormen van een ladingsbeeld met eenzelfde of verschillende polariteit voor het selectief op het dragermateriaal aanbrengen van tonermateriaal.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de beide tonermateriaal-eenheden ëën enkele voorraadruimte omvatten, voor het gemeenschappelijk opnemen van de onderling elektrisch tegengesteld opgeladen tonermaterialen.

11. Dragermateriaal voorzien van êën of meer patronen van elektrisch geleidend en/of isolerend tonermateriaal verkregen door toepassing van de werkwijze en/of inrichting volgens êên of meer van de voorgaande conclusies.