Изобретение касается способа и устройства для проявления электростатических изображений, в частности проявления таких изображений с помощью создаваемой среды на водной основе, экологически безопасной.
В процессе ксерографии [1] поверхность ксерографической пластины, представляющей собой слой фотопроводящего изоляционного материала на электропроводной подложке, заряжают однородным электрическим зарядом, а затем экспонируют на нее печатаемый объект с помощью обычных проекционных методов. Это экспонирование удаляет электрический заряд с участков поверхности в соответствии с интенсивностью излучения, достигающего этих участков, и тем самым создает скрытое электростатическое изображение на поверхности или внутри фотопроводящего слоя. Скрытое изображение обычно проявляют с помощью электростатически заряженного тонкодисперсного вещества, например, электроскопического порошка, путем поверхностного контакта порошка с фотопроводящим слоем, на котором порошок удерживается в соответствии со скрытым электростатическим изображением. Как правило, проявленное электростатическое изображение переносят на поверхность подложки и закрепляют на ней любым подходящим способом. Если электростатическая пластина содержит расходный материал, то можно осуществлять непосредственное закрепление проявленного изображения.
В другом варианте записывающий элемент может быть диэлектрическим [2] и выполненным из уплотненного анодированного пористого алюминия. На записывающем 'элементе с помощью источника тлеющего электронного разряда создают электростатический заряд, соответствующий изображению [3]. Проявление такого скрытого изображения также осуществляют электростатически заряженным тонкодисперсным материалом, например, электроскопическим порошком, который приводится в контакт с диэлектрической поверхностью и электростатически удерживается на ней в соответствии со скрытым электростатическим изображением. Как правило, проявленное электростатическое изображение переносят на поверхность подложки и закрепляют на ней любым подходящим способом. Если диэлектрический записывающий элемент содержит расходный материал, то можно осуществлять непосредственное закрепление проявленного изображения. В технике известны различные проявляющие системы, включая каскадную, порошково-облачную, жидкостную, магнитную, щеточную и другие, в каждой из которых используют частицы электроскопического красящего вещества, преимущественно полярно заряженные. Заряженные частицы подают к скрытому изображению для его проявления. Одним из общих недостатков рассмотренных проявляющих систем является наличие пыли, что вызывает необходимость сбора этой пыли.
Известна также система электростатического воспроизведения изображений, в которой использован распылитель для получения струи мелких капелек растворителя [4] . Капельки растворителя заряжают с помощью электрода и затем подают с помощью всасывающего насоса на записывающую поверхность, содержащую электростатическое изображение. Капельки растворителя притягиваются противоположно заряженным изображением и осаждаются на записывающую поверхность. Затем растворитель переносят с записывающего элемента на лист бумаги, после чего бумагу протягивают над покрытым красителем роликом, так что часть красителя растворяется в бумаге и образует изображение. В качестве растворителей предложены высококипящие спирты, целлозольв, толуол, циклогексанолацетат и водно-спиртовые смеси. Предложено также распылять смеси растворителя с типографской краской или красителем, при этом растворитель может содержать суспендированные пигменты и связующие. Однако нет указаний на жидкостную систему, в которой жидкость состоит преимущественно из воды.
Установлено [5] , что некоторые жидкости, не всегда являющиеся диэлектриками, при их распылении в виде тонкодисперсного тумана вблизи электростатически заряженного рисунка селективно осаждаются на электростатическое изображение. Путем химического окрашивания жидкости красками и пигментами, с помощью селективного осаждения получают репродукцию изображения, которое можно затем перенести с несущей поверхности или закрепить непосредственно на ней. Проявление этим способом осуществляют без использования носителя. Такая система создает затруднения для проявления сплошных участков, при этом невозможно применять такие методы внешнего управления, как проявляющий электрод.
Способы, описанные в [4, 5], отличаются неравномерным проявлением электростатического изображения с помощью тумана, в частности, тумана из жидкости, генерируемого ультразвуком. Как правило, для практического устройства офисного или промышленного репродуцирования в течение приемлемого времени лишь небольшая часть красящего вещества (красителя или пигмента) осаждается на электростатическом изображении записывающего элемента - фотопроводника или диэлектрика. Таким образом, из-за исключительно длительного времени, необходимого для проявления скрытого изображения, практическое использование этого устройства [4,5] столь же затруднительно, несмотря на небольшое количество красящего вещества, которое за это время осаждается на записывающий элемент.
Качество воздуха в помещении офисов и других мест, где используется проявление электростатического изображения, может заметно ухудшаться из-за углеводородных растворителей, используемых во многих жидкостных системах проявления, а также из-за пыли, присутствующей во многих порошковых системах проявления. Было бы желательно, чтобы в системе проявления электростатического изображения в качестве основного носителя красящего вещества использовалась вода, а не органический растворитель.
Поэтому целью изобретения является разработка нового способа проявления скрытого злектростатического изображения с использованием проявляющих систем на водной основе, включая системы, применимые для диэлектрических записывающих элементов.
Другой целью изобретения является разработка способа проявления, в котором генерируемые туманы из жидкости, главным образом состоящей из воды, эффективно проявляют скрытые электростатические изображения в ходе их движения между проявляющим электродом и скрытым изображением.
В предложенном изобретении установлено, что некоторые электропроводящие жидкости, например, вода, в виде тонкодисперсного тумана, создаваемого механическими средствами, могут быть перенесены к электростатически заряженному изображению таким образом, что частицы тумана селективно и моментально осаждаются на изображение и быстро его проявляют. Так как электропроводящая жидкость может содержать красящее вещество - краситель, пигмент или их комбинацию, то при получаемом таким способом селективном осаждении на изображении его можно перенести с поверхности, несущей изображение, или закрепить на ней в качестве репродукции изображения.
Проявление этим способом не требует обязательной исходной зарядки тумана, однако установлено, что зарядка тумана ускоряет проявку скрытого изображения, если его заряд имеет противоположную полярность; если же заряд скрытого изображения имеет ту же полярность, то оно отталкивает туман; кроме того, если скрытое изображение содержит заряды обеих полярностей, то чистота изображения будет превосходной, поскольку устраняется так называемая фоновая вуаль.
В изобретении, кроме того, предложен новый способ, в котором генерируемый туман из жидкости, содержащей в основном воду, способен к эффективному проявлению скрытого электростатического изображения при движении капель между скрытым изображением и проявляющим электродом, который, например, может иметь форму ролика, установленного и выполненного с возможностью вращения для ускорения и управления движением тумана, что улучшает проявление скрытого изображения. Мелкие капельки этого тумана могут получать заряд с помощью каких-либо внешних устройств и поэтому эффективны при проявлении скрытого электростатического изображения. Как известно специалистам, заряд капелек жидкостного тумана может быть положительным или отрицательным в зависимости от заряда скрытого изображения и требуемого вида проявляемого скрытого изображения. В другом варианте генерируемый жидкостный туман, состоящий, в общем, из незаряженных капель, эффективно проявляет скрытое электростатическое изображение при его движении между скрытым изображением и проявляющим электродом или его аналогом, помещенным на некотором расстоянии от скрытого изображения, что хорошо известно специалистам.
В изобретении, кроме того, предложен новый способ, в котором генерируемый туман, состоящий из заряженных капелек воды, эффективно проявляет скрытое электростатическое изображение при движении капель между скрытым изображением и проявляющим электродом в виде ролика, установленного с возможностью вращения для ускорения и управления движением тумана, что улучшает проявление скрытого электростатического изображения. Проявляющий электрод может подавать заряд на капельки тумана, а также содействовать и управлять движением капелек тумана, что еще больше улучшает проявление скрытого электростатического изображения.
Таким образом, в одном из вариантов изобретение заключается в способе проявления скрытого электростатического изображения, включающем в себя следующие операции:
(а) образование тумана из жидкости, состоящей главным образом из воды, содержащей красящее вещество, так, что красящее вещество удерживается в тумане;
(б) перемещение тумана к месту проявления;
(в) пропускание тумана между проявляющим электродом и записывающим элементом, содержащим электростатическое изображение, таким образом, что направление движения тумана в основном тангенциально или параллельно записывающему элементу;
(г) создание электрического поля между проявляющим электродом и записывающим элементом и
(д) притяжение тумана с помощью электрического поля к электростатическому изображению для его проявления.
В другом варианте изобретение заключается в способе проявления скрытого электростатического изображения, включающем следующие операции:
(а) образование тумана из жидкости, состоящей главным образом из воды, содержащей красящее вещество, так, что красящее вещество удерживается в тумане в месте его образования;
(б) перемещение тумана к месту проявления;
(в) пропускание тумана между проявляющим электродом и записывающим элементом, содержащим электростатическое изображение, в месте проявления, таким образом, что направление движения тумана в основном тангенциально или параллельно записывающему элементу;
(г) создание электрического поля между проявляющим электродом и записывающим элементом в месте проявления; и
(д) притяжение тумана с помощью электрического поля к электростатическому изображению для его моментального проявления.
Еще в одном варианте изобретение предусматривает устройство для проявления электростатического изображения, содержащее:
(а) средство для образования тумана из жидкости, состоящей главным образом из воды и содержащегося в ней красящего вещества, так, что красящее вещество удерживается в тумане;
(б) средство для перемещения тумана к месту проявления;
(в) средство для перемещения записывающего элемента, на котором имеется скрытое электростатическое изображение, через место проявления;
(г) средство для дальнейшего перемещения тумана по записывающему элементу между ним и расположенным рядом с ним проявляющим электродом таким образом, что направление движения тумана в основном тангенциально или параллельно записывающему элементу; и
(д) средство для создания электрического поля между проявляющим электродом и записывающим элементом так, что туман притягивается к электростатическому изображению для его проявления.
В следующем варианте изобретение предусматривает устройство для проявления электростатического изображения для печати с высокой скоростью, содержащее:
(а) средство для образования тумана из жидкости, состоящей главным образом из воды и содержащегося в ней красящего вещества, так, что красящее вещество удерживается в тумане;
(б) средство для перемещения тумана к месту проявления по дугообразной траектории;
(в) средство для перемещения записывающего элемента, на котором имеется скрытое электростатическое изображение, через место проявления;
(г) средство для дальнейшего перемещения тумана по записывающему элементу между ним и расположенным рядом с ним проявляющим электродом таким образом, что направление движения тумана в основном тангенциально записывающему элементу; и
(д) средство для создания электрического поля между проявляющим электродом и записывающим элементом так, что туман притягивается к электростатическому изображению для его моментального проявления.
Еще в одном варианте изобретение предусматривает устройство для проявления электростатического изображения для печати с высокой скоростью, содержащее:
(а) средство для образования тумана из жидкости, состоящей главным образом из воды, содержащей красящее вещество, так, что красящее вещество удерживается в тумане;
(б) средство для перемещения тумана к месту проявления по дугообразной траектории;
(в) средство для перемещения записывающего элемента, на котором имеется скрытое электростатическое изображение, через место проявления;
(г) средство для дальнейшего перемещения тумана по записывающему элементу между ним и расположенным рядом с ним проявляющим электродом таким образом, что направление движения тумана в основном параллельно записывающему элементу; и
(д) средство для создания электрического поля между проявляющим электродом и записывающим элементом, так, что туман притягивается к электростатическому изображению для его моментального проявления.
Красящее вещество, удерживаемое в тумане, может включать бактерицидные вещества, мягчители, диспергаторы, закрепители, связующие и вещества, регулирующие электрический заряд, таким образом, что все они могут удерживаться в тумане, перемещаться с ним и осаждаться на электростатическом изображении.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения капельки генерируемого тумана жидкости, эффективно проявляющие скрытое электростатическое изображение, могут содержать красящее вещество в виде красителя или смеси красителей, пигмента или смеси пигментов, или смеси красителей и пигментов, так что скрытое электростатическое изображение становится видимым после их осаждения. В другом варианте жидкость может содержать полимерный материал, который при осаждении на записывающий элемент может быть закреплен, так, что записывающий элемент может быть использован в качестве пластины для офсетной печати без видимого изображения на ней.
Туман можно перемещать по дугообразной траектории между местом образования тумана и местом проявления. В одном из вариантов выполнения изобретения дугообразная траектория может проходить между двумя изогнутыми пластинами. Поток тумана по дугообразной траектории может быть создан струей, получаемой при генерировании тумана, или путем откачки тумана за местом проявления. В другом варианте дугообразная траектория создается движением тумана вокруг участка поверхности барабана, образующего проявляющий электрод.
Предпочтительно проявляющий электрод представляет собой барабан, установленный с возможностью вращения, а туман перемещают вокруг поверхности барабана от места образования тумана к месту проявления в потоке воздуха, вызванном вращением барабана. Поверхность барабана может иметь достаточную шероховатость, что позволяет перемещать туман от места его образования к месту проявления. Поверхность барабана может быть выполнена из алюминия с покрытием из гранулированной окиси алюминия, так что заряженный туман не разряжается через поверхность. Барабан проявляющего электрода может вращаться с такой скоростью, что скорость движения поверхности значительно выше скорости движения поверхности записывающего элемента в месте проявления. Барабан проявляющего электрода может вращаться так, что скорость движения поверхности составляет от 1 до 10 метров в секунду.
Средство для образования тумана может генерировать капельки размером от 0,1 мкм и менее до 100 мкм и выше. Для хорошего разрешения проявленного изображения желательно, чтобы диапазон изменения размера капель был не слишком широким. Если все капельки несут одинаковый заряд, то при слишком широком диапазоне размеров они дадут неравномерное изображение при их осаждении на записывающую поверхность. Предпочтительным способом отделения капель тумана нужного размера является его перемещение по дугообразной траектории между местом его образования и местом проявления, так что более крупные и массивные капли под действием своего импульса движения будут двигаться ближе к наружной части дугообразной траектории и могут быть удалены с помощью какой-либо перегородки. Самые мелкие и легкие капли не будут удаляться от барабана и в месте проявления могут оказаться недостаточно близко к записывающему элементу для участия в проявлении изображения. Капельки средних размеров могут быть отделены для проявления электростатического изображения.
Вокруг поверхности барабана с зазором относительно нее может быть установлен кожух. Туман можно удерживать в кольцевом пространстве между кожухом и поверхностью барабана с помощью электростатического поля между этими элементами, противодействующего движению капель тумана между проявляющим электродом и кожухом под действием импульса движения. Импульс движения капель обеспечивает их преимущественно тангенциальное движение в любой точке, что способствует их прямолинейному движению ближе к кожуху.
Разделение капель тумана в зависимости от размеров может быть осуществлено или улучшено путем создания электрического по ля между проявляющим электродом и кожухом. Это можно осуществить путем подачи различных напряжений на проявляющий барабан и кожух. Проявляющий электрод может иметь заряд с противоположной полярностью по отношению к каплям тумана, так что они притягиваются к проявляющему электроду. Однако движение капель по дугообразной траектории создает действующий на них импульс движения, стремящийся удалить их от проявляющего электрода. Для капель с требуемым зарядом и массой сила электростатического притяжения и движение, вызванное импульсом движения, уравновешивают друг друга и в итоге не происходит движения капель относительно поверхности барабана. Если размеры и масса капель велики по сравнению с зарядом, то движение, вызванное импульсом движения, преодолевает электростатическую силу, и капли падают на кожух. Для удаления упавших на кожух капель может быть использовано соответствующее устройство. Если размеры капель меньше, то действие электростатической силы превосходит действие импульса движения, и такие капли притянутся к барабану и не будут участвовать в процессе проявления.
Таким образом, можно производить разделение капель по размерам и скорости движения по дугообразной траектории, например, путем подбора скорости движения поверхности барабана проявляющего электрода. Дополнительное разделение может быть произведено за счет разности потенциалов между кожухом и проявляющим электродом. Иногда следует применять оба способа разделения, поскольку при разделении только с помощью электрического поля могут не быть удалены крупные частицы, несущие большой заряд.
Разделение капель по размеру не всегда необходимо, если используется способ образования капель, в котором разброс их размеров не является слишком большим.
В качестве записывающего элемента может быть использован другой барабан или поверхность, находящаяся на другом барабане, так что местом проявления может быть место наибольшего сближения двух барабанов. В другом варианте записывающим элементом может служить плоская поверхность, перемещаемая через место проявления. В числе записывающих элементов, используемых в данном изобретении, могут быть барабан с фотопроводящей поверхностью, барабан с диэлектрической поверхностью, или расходный материал, например, бумага или пластина для офсетной печати, на которую проявляют изображение.
Туман можно получать различными способами, в частности, с помощью высокого давления и т.п. Подходящими являются размеры капель от 0,1 до 100 микрон, предпочтительными - от 0,5 до 5,0 микрон.
Туман может быть заряжен положительно или отрицательно в момент его образования или сразу после него.
Неиспользованную часть тумана можно удалять после прохождения тумана через место проявления с помощью, например, вакуумного экстрактора.
Другой возможностью является повторное использование тумана путем его рециркуляции вокруг поверхности проявляющего барабана мимо места образования тумана обратно к месту проявления. Для облегчения рециркуляции тумана может быть установлен дополнительный вентилятор или другое средство для циркуляции воздуха, при этом количество рециркулирующего тумана можно регулировать для получения постоянного потока тумана, или тумана с требуемой плотностью, через место проявления.
В одном из вариантов изобретение предусматривает способ проявления скрытого электростатического изображения для печати с высокой скоростью, включающего следующие операции:
(а) образование тумана из жидкости, состоящей главным образом из воды, содержащей красящее вещество, так, что красящее вещество удерживается в тумане;
(б) перемещение тумана к месту проявления по дугообразной траектории;
(в) пропускание тумана между проявляющим электродом и записывающим элементом с поверхностью, содержащей электростатическое изображение, в месте проявления таким образом, что направление движения тумана в основном параллельно поверхности записывающего элемента;
(г) создание электрического поля между проявляющим электродом и записывающим элементом;
(д) притяжение тумана с помощью электрического поля к электростатическому изображению для его моментального проявления; и
(е) удаление остаточного неиспользованного тумана из места проявления.
В другом варианте изобретение предусматривает устройство для проявления скрытого электростатического изображения для печати с высокой скоростью, содержащее:
(а) средство для образования тумана из жидкости, состоящей главным образом из воды и содержащегося в ней красящего вещества, так, что красящее вещество удерживается в тумане;
(б) средство для перемещения тумана к месту проявления по дугообразной траектории;
(в) средство для отделения капель тумана, размеры которых находятся в заданном диапазоне, и отбраковки капель с размерами за пределами заданного диапазона;
(г) средство для перемещения записывающего элемента, на котором имеется скрытое электростатическое изображение, через место проявления;
(д) средство для дальнейшего перемещения тумана с каплями, размеры которых находятся в заданном диапазоне, по записывающему элементу между записывающим элементом и расположенным рядом с ним проявляющим электродом таким образом, что направление движения тумана в основном параллельно или тангенциально записывающему элементу;
(е) средство для создания электрического поля между проявляющим электродом и записывающим элементом так, что туман притягивается к электростатическому изображению для его моментального проявления и
(ж) средство для удаления неиспользованного тумана из места проявления.
Еще в одном варианте изобретение предусматривает способ проявления электростатического изображения с использованием тумана, состоящего главным образом из воды и содержащегося в ней красящего вещества, так, что красящее вещество удерживается в тумане, и включающий операцию отделения капель, размеры которых находятся в заданном диапазоне, перед проявлением изображения.
В следующем варианте изобретение предусматривает устройство для проявления скрытого электростатического изображения для печати с высокой скоростью, содержащее средство для образования тумана из жидкости, состоящей главным образом из воды и содержащегося в ней красящего вещества, так, что красящее вещество удерживается в тумане, а также средство для отделения капель, размеры которых находятся выше или ниже заданного диапазона, перед проявлением электростатического изображения.
В соответствии с данным изобретением высокоскоростным может быть принтер, способный печатать изображение на записывающий элемент, например, бумагу, со скоростью до 0,5 или 1 метра в секунду, или до 100 страниц в минуту.
Выше изобретение описано в общих чертах и для лучшего понимания его особенностей, преимуществ и ограничений далее описание иллюстрируется примерами предпочтительного выполнения изобретения со ссылками на чертежи, где
На фиг. 1 схематично изображен первый вариант выполнения устройства для проявления электростатического изображения согласно изобретению.
На фиг. 2 схематично изображен второй вариант выполнения устройства для проявления электростатического изображения согласно изобретению.
На фиг. 3 схематично изображен третий вариант выполнения устройства для проявления электростатического изображения согласно изобретению.
На фиг. 4 схематично изображен четвертый вариант выполнения устройства для проявления электростатического изображения согласно изобретению.
На фиг. 5 схематично изображен альтернативный вариант устройства для проявления согласно изобретению.
На фиг. 1 схематично показан вариант выполнения изобретения. Расположение различных частей не обязательно совпадает с предпочтительным расположением частей в действующей модели такой машины.
Устройство для проявления электростатического изображения включает в себя устройство 1 для образования водяного тумана, направляющее туман в дугообразное пространство 2 между проявляющим барабаном 3 и кожухом 4. Проявляющий барабан 3 может вращаться в указанном стрелкой направлении и перемещать туман по дугообразной траектории. Туман перемещается к месту 5 проявления, представляющему собой место наибольшего сближения проявляющего барабана 3 и записывающего барабана 6. Неиспользованный туман перемещается дальше вокруг проявляющего барабана 3 к вытяжному каналу 7. Удаление неиспользованного тумана ускоряется с помощью вытяжного вентилятора 8. Туман можно сконденсировать, а конденсат направить в сборную емкость (не показана) или рециркулировать в устройство для образования тумана. На поверхности записывающего барабана может находиться записывающий элемент, на который с помощью проекционного устройства 9 производится запись электростатического изображения, после чего барабан вращается в указанном стрелкой направлении к месту проявления для моментального проявления изображения. Проекционное устройство 9 может включать в себя средство для подачи заряда на записывающий элемент и формирования рисунка изображения из электростатических зарядов, известное в технике. Специалистам известны способы фиксирования сформированного изображения или последующего переноса изображения (не показано) после проявления.
На фиг. 2 показан другой вариант выполнения изобретения. На поверхность вращающегося диэлектрического записывающего элемента 11 с потенциалом V1 нанесен электростатический рисунок изображения с помощью блока 12 источников тлеющего электронного разряда с компьютерным управлением. Записывающий элемент вращается, так что состоящий из электрических зарядов рисунок приводится в контакт с туманом 13 в месте 10 проявления. Туман 13 перемещается к месту проявления с помощью цилиндрического проявляющего электрода 14 с приложенным к нему потенциалом V2. Туман попадает на цилиндрический проявляющий электрод 14 от ультразвукового распылителя 15 с потенциалом V3, генерирующего туман и подающего его через загрузочный канал 19 с потенциалом V5 на проявляющий электрод 14. Краску подают по трубке 17 к распылителю 15, а расположение распылителя 15 таково, что частицы тумана притягиваются к проявляющему электроду 14 и далее к скрытому электростатическому изображению на записывающем элементе 11. При перемещении к месту проявления туман удерживается с помощью кожуха 16 с потенциалом V4, а избыточные капли тумана удаляют средством 18 для вакуумной откачки, расположенным за местом проявления.
Туман, перемещаясь вокруг проявляющего электрода 14, движется по дугообразной траектории, так что импульс движения капель стремится продолжить их тангенциальное прямолинейное движение от проявляющего электрода. Это движение под действием импульса движения уравновешено силой электрического поля, создаваемое разностью потенциалов V4 и V2, так что капли с необходимым соотношением заряда и массы перемещаются к месту 10 проявления. Капли, имеющие более высокое соотношение заряда и массы, перемещаются к проявляющему электроду 14, а капли, имеющие более низкое соотношение заряда и массы - к кожуху 16. Таким образом, происходит разделение капель по размеру, что обеспечивает равномерное разрешение проявленного изображения.
На фиг. 3 показан еще один вариант выполнения изобретения. Вращающийся электрофотографический записывающий элемент 21 с потенциалом V1 заряжают однородным электрическим зарядом с помощью коронного разряда 22, экспонируют через линзу 30 в отраженном свете от освещенного оригиналодержателя 31, при этом происходит селективный разряд записывающего элемента во всех местах попадания света, что создает скрытое изображение. Записывающий элемент 21 приводится в контакт с жидкостным туманом 23 путем вращения цилиндрического проявляющего электрода 24 с потенциалом V2. Туман получают с помощью ультразвукового распылителя 25 с потенциалом V3, краску подают к распылителю по трубке 27. Расположение распылителя 25 выбирают так, чтобы капли тумана притягивались к проявляющему электроду 24 и далее к скрытому изображению на записывающем элементе. Туман удерживается кожухом 26, имеющим потенциал V4. Избыток частиц тумана уносится барабаном 24 к центробежному вентилятору 35, способствующему рециркуляции тумана к месту проявления, обеспечивая тем самым его повторное использование. Это обеспечивает работу в режиме замкнутой или почти замкнутой системы с минимальным количеством потерь расходуемых материалов, при этом система оказывает минимальное воздействие на качество воздуха в помещении.
В данном варианте также происходит перемещение тумана вокруг проявляющего электрода по дугообразной траектории, определяемой снаружи кожухом 26, при этом под действием импульса движения капли тумана стремятся двигаться наружу. Этот импульс движения уравновешен силой электрического поля, создаваемого благодаря разности потенциалов V4 и V2, так что капли с необходимым соотношением заряда и массы перемещаются к месту 23 проявления. Капли с более высоким соотношением заряда и массы перемещаются к проявляющему электроду 24, капли с более низким соотношением заряда и массы - на кожух 26. Таким образом, происходит разделение капель по размерам, что обеспечивает равномерное разрешение проявленного изображения.
На фиг. 4 показан следующий вариант выполнения изобретения. На поверхность вращающегося диэлектрического записывающего элемента 41 с потенциалом V1 нанесен рисунок в виде электрических зарядов с помощью блока 42 источников тлеющего электронного разряда с компьютерным управлением. Записывающий элемент приводится в контакт с туманом 43 из жидкости с помощью цилиндрического проявляющего электрода 44 с потенциалом V2, на который осаждается туман с помощью воздушного распылителя 45 с потенциалом Уз. Краску подают с помощью насоса (не показан) по трубке 47 и воздуха под давлением от компрессора (не показан) по линии 49. Расположение распылителя выбирают так, чтобы частицы тумана притягивались к проявляющему электроду 44, а затем - к скрытому изображению на записывающем элементе 41. Туман удерживается кожухом 46, имеющим потенциал V4, а избыток капель тумана удаляют с помощью средства 48 для вакуумной откачки. В этом варианте рециркуляции подлежит лишь часть тумана. Степень рециркуляции регулируют с помощью средства 48 для вакуумной откачки.
На фиг. 5 показан еще один вариант выполнения изобретения. Электрофотографическую пластину 51, конечной длины или непрерывную, которая может быть выполнена из расходуемого материала и которая имеет потенциал V1, равномерно заряжают электрическим зарядом с помощью коронного разряда 52, экспонируют через линзу 60 в отраженном свете от освещенного оригиналодержателя 61, при этом происходит селективный разряд записывающего элемента во всех местах попадания света, что создает скрытое изображение. Записывающий элемент приводится в контакт с туманом 53 из жидкости в месте 57 проявления с помощью цилиндрического проявляющего электрода 54, имеющего потенциал V2, на который попадает туман после его образования в ультразвуковом распылителе 55, имеющем потенциал V3. Краску, из которой получают туман, подают по трубке 59. Расположение распылителя таково, что частицы тумана притягиваются к проявляющему электроду 54, а затем к скрытому изображению на электрофотографической пластине 51, удерживаясь кожухом 56 с потенциалом V4. Избыток капель тумана удаляют с помощью средства 58 для вакуумной откачки. В этом варианте используется частичная рециркуляция тумана. Степень рециркуляции можно регулировать с помощью средства 58 для вакуумной откачки.
Предпочтительно капли тумана имеют размеры, при которых их объемное сопротивление и диэлектрическая постоянная в воздухе существенно не снижают электростатическое поле скрытого изображения. Туман можно получать различными способами, в том числе с помощью ультразвуковых преобразователей, распылителей высокого давления и т.п. Допустимыми являются размеры капель от 0,1 до 100 мкм, предпочтительными - от 0,5 до 5,0 мкм. Капли могут иметь электрический заряд, но это не является существенным требованием изобретения. Однако установлено, что качество изображения зависит как от распределения заряда между каплями, так и от распределения капель по размерам. Специалистам известно, что при узком распределении капель по зарядам, включая отсутствие зарядов, можно получить более высокое качество изображения, чем при широком распределении. Аналогично в отношении распределения капель по размерам, при узком распределении можно получить отличное качество изображения, особенно с точки зрения разрешения и фоновой вуали. Установлено, что быстрое проявление скрытого изображения осуществляется при узком распределении как по размерам капель, так и по их зарядам.
Проявляющий электрод, как описано выше, имеет форму цилиндра или ролика, эффективно перемещающего капли тумана к записывающему элементу для моментального его проявления. Специалистам известно, что проявляющий электрод усиливает электростатическое поле, исходящее от записывающего элемента, что улучшает так называемую насыщенность проявленного изображения. В данном изобретении проявляющий электрод способствует осаждению красящих частиц в виде мелких капель, а также перемещает капельный туман к скрытому изображению для осуществления моментального проявления. Установлено, что скорость движения поверхности цилиндра проявляющего электрода влияет на эффективность проявления скрытого изображения. Для моментального проявления записывающего элемента допустима скорость движения поверхности от 0,1 до 10 метров в секунду, предпочтительно - от 1 до 5 метров в секунду. Другими характеристиками проявляющего электрода, влияющими на проявление, являются топология поверхности, поверхностное и объемное сопротивление. Установлено, что для моментального проявления скрытого изображения предпочтительна гранулированная металлическая поверхность, но это не следует понимать как ограничение объема изобретения. Путем подачи соответствующих электрических потенциалов V1 и V2 в ходе проявления скрытого изображения можно легко достичь высокой оптической плотности с очень низкой фоновой вуалью. В предпочтительном варианте проявляющий электрод имеет потенциал земли, a V1 лежит в пределах от 50 до 100 вольт, однако проявление изображения происходит при потенциалах от 0 до 500 вольт.
Капли тумана могут получить заряд от каких-либо внешних средств, в частности через загрузочный канал 19 на фиг.2 и т.п., но путем индуктивной зарядки благодаря созданию соответствующей разности потенциалов между соплом распылителя или форсунки 45 и проявляющим электродом 44 (фиг. 4), или между кожухом 16, 26, 46, 56 и проявляющим электродом 14, 24, 44, 54, или между записывающим элементом 11, 21, 41, 51 и проявляющим электродом 14, 24, 44, 54. В предпочтительном варианте разность потенциалов создают между соплом распылителя высокого давления и проявляющим электродом, величина этой разности потенциалов составляет от 500 до 5000 вольт, предпочтительно от 1000 до 2000 вольт. Тем не менее можно получить изображения с высокой оптической плотностью и без внешней зарядки капель тумана.
Взаимное расположение средства для вакуумной откачки, кожуха и проявляющего электрода должно быть таким, чтобы достаточный поток капель тумана попадал на скрытое изображение для осуществления его моментального проявления. Показанное в различных вариантах выполнения изобретения расположение элементов является лишь условным.
Интенсивность работы средства для вакуумной откачки должна быть такой, чтобы капельный туман полностью смог проявить скрытое изображение с высокой оптической плотностью без осаждения на не содержащих изображения или фоновых участках с образованием фоновой вуали. Специалистам известно, что средство для вакуумной откачки можно заменить системой нагнетательного вытеснения, например, вентилятором или аналогичным устройством, перемещающим туман к скрытому изображению. Такое устройство имеет ряд преимуществ с точки зрения рециркуляции капель тумана, что позволяет получить так называемую замкнутую систему проявления, предназначенную для работы в помещениях с высокими требованиями к чистоте воздуха.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют выполнение нескольких вариантов изобретения.
Пример 1.
В устройстве, изображенном на фиг.2, использовали диэлектрический барабан с поверхностью из закрытопористого анодированного алюминия.
Диэлектрический записывающий элемент вращали и на его поверхность наносили рисунок в виде электрических зарядов с помощью блока источников тлеющего электронного разряда с компьютерным управлением.
Записывающий элемент с нулевым потенциалом вращали со скоростью 0,2 мс-1, при этом электростатический рисунок приводили в контакт с жидкостным туманом.
Туман получали в ультразвуковом распылителе с нулевым потенциалом и подавали через зарядную трубку с потенциалом - 2000 В. Туман удерживали с помощью кожуха с потенциалом 100 В.
Туман перемещали к месту проявления с помощью цилиндрического проявляющего электрода, вращающегося со скоростью 2,0 мс-1 и имеющего потенциал 150 В.
Таким способом было получено изображение с хорошим разрешением и плотностью.
Пример 2.
В устройстве, изображенном на фиг. 2, использовали диэлектрический барабан, поверхность которого была покрыта пленкой из Тефлона FEP фирмы Du Pont.
Диэлектрический записывающий элемент вращали и на его поверхность наносили рисунок в виде электрических зарядов с помощью блока источников тлеющего электронного разряда с компьютерным управлением.
Записывающий элемент с потенциалом 50 В вращали со скоростью 0,2 мс-1, при этом электростатический рисунок изображения приводили в контакт с жидкостным туманом.
Туман получали в ультразвуковом распылителе с нулевым потенциалом и подавали через зарядную трубку с потенциалом - 2000 В. Туман удерживали с помощью кожуха с нулевым потенциалом.
Туман перемещали к месту проявления с помощью цилиндрического проявляющего электрода, вращающегося со скоростью 2,0 мс-1 и имеющего нулевой потенциал.
Таким способом было получено изображение с высокой плотностью и хорошим разрешением.
Пример 3.
В устройстве, изображенном на фиг. 2, использовали диэлектрический барабан, поверхность которого покрыта пленкой полиэфира Tetlight TCF фирмы Oikes Со. Ltd.
Диэлектрический записывающий элемент вращали и на его поверхность наносили рисунок в виде электрических зарядов с помощью блока источников тлеющего электронного разряда с компьютерным управлением.
Записывающий элемент с потенциалом 50 В вращали со скоростью 0,2 мс-1, при этом электростатический рисунок изображения приводили в контакт с жидкостным туманом.
Туман получали в ультразвуковом распылителе с нулевым потенциалом и подавали через зарядную трубку с потенциалом - 2000 В. Туман удерживали с помощью кожуха с потенциалом - 100 В.
Таким способом было получено изображение с очень хорошим разрешением.
Пример 4.
В устройстве, изображенном на фиг. 3, использовали оптически фотопроводящий барабан.
Записывающий элемент вращали, равномерно заряжая с помощью коронного разряда, экспонировали через линзу в свете, отраженном от оригиналодержателя, при этом происходил селективный разряд записывающего элемента на участках поверхности, подвергнутых воздействию света, и формирование скрытого изображения.
Записывающий элемент с нулевым потенциалом вращали со скоростью 0,2 мс-1, при этом скрытое изображение приводили в контакт с туманом. Туман получали в ультразвуковом распылителе с потенциалом 2000 В. Туман удерживали с помощью кожуха с нулевым потенциалом.
Туман перемещали к месту проявления с помощью цилиндрического проявляющего электрода, вращающегося со скоростью 2,0 мс-1 и имеющего нулевой потенциал.
Таким способом было получено изображение с хорошим разрешением и высокой плотностью.
Пример 5.
В устройстве, изображенном на фиг.4, использовали диэлектрический барабан, покрытый пленкой полиэфира Tetlight TCF фирмы Oikes Со. Ltd.
Диэлектрический записывающий элемент вращали, при этом на его поверхность наносили рисунок в виде электрических зарядов с помощью блока источников тлеющего электронного разряда с компьютерным управлением.
Записывающий элемент с потенциалом -100 В вращали со скоростью 0,5 мс-1, при этом электростатический рисунок изображения приводили в контакт с жидкостным туманом.
Туман получали в распылителе высокого давления с диаметром сопла 150 мкм при давлении 75 кПа и потенциале 3000 В. Туман удерживали с помощью кожуха с потенциалом 200 В.
Туман перемещали к месту проявления с помощью цилиндрического проявляющего электрода, вращающегося со скоростью 5,0 мс-1 и имеющего потенциал 300 В.
Таким способом было получено изображение с хорошей плотностью и высоким разрешением.
Пример 6.
В устройстве, изображенном на фиг. 4, использовали диэлектрический барабан, покрытый пленкой полиэфира Tetlight TCF фирмы Oikes Со. Ltd.
Диэлектрический записывающий элемент вращали, при этом на его поверхность наносили рисунок в виде электрических зарядов с помощью блока источников тлеющего электронного разряда с компьютерным управлением.
Записывающий элемент с потенциалом -100 В вращали со скоростью 0,5 мс-1, при этом электростатический рисунок изображения приводили в контакт с туманом.
Туман получали в распылителе высокого давления с диаметром сопла 150 мкм при давлении 150 кПа и потенциале 3000 В. Туман удерживали с помощью кожуха с потенциалом 200 В.
Туман перемещали к месту проявления с помощью цилиндрического проявляющего электрода, вращающегося со скоростью 5,0 мс-1 и имеющего потенциал 300 В.
Таким способом было получено изображение с высокой плотностью и хорошим разрешением.
Пример 7.
В устройстве, изображенном на фиг. 5, использовали электрофотографическую пластину на основе оксида цинка.
Записывающий элемент вращали, при этом его равномерно заряжали коронным разрядом, экспонировали через линзу в отраженном от оригиналодержателя свете, при этом происходил селективный разряд записывающего элемента на всех участках поверхности, подвергнутых воздействию света, и формирование скрытого изображения.
Записывающий элемент с потенциалом - 50 В вращали со скоростью 0,3 мс-1, при этом электростатический рисунок изображения приводили в контакт с жидкостным туманом.
Туман получали в ультразвуковом распылителе с потенциалом 3000 В. Туман удерживали с помощью кожуха с потенциалом 100 В.
Туман перемещали к месту проявления с помощью цилиндрического проявляющего электрода, вращающегося со скоростью 5,0 мс-1 и имеющего потенциал 150 В.
Таким способом было получено изображение с хорошей плотностью и высоким разрешением.
В описании и пунктах формулы, если не указано иное, слова "содержать" и "включать в себя", а также "содержащий" и "включающий в себя", следует понимать как включение указанного элемента или группы элементов, но не исключение любого другого элемента или группы элементов.
Источники информации.
1. Пат. США 2297691.
2. Пат. США 4413049.
3. Пат. США 4267556.
4. Пат. США 2690394.
5. Пат. США 3795443.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УСТРОЙСТВО для ПРОЯВЛЕНИЯ СКРЫТОГО ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ | 1972 |
|
SU358874A1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ | 2011 |
|
RU2533341C2 |
| Способ проявления скрытого электростатического изображения пересыщенными парами красителя | 1989 |
|
SU1734069A2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАПЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) | 1994 |
|
RU2110409C1 |
| ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО | 2014 |
|
RU2639614C2 |
| СПОСОБ РАССЕИВАНИЯ ТУМАНОВ И ОБЛАКОВ | 1996 |
|
RU2101922C1 |
| Устройство для маркирования стальных листов | 1977 |
|
SU728694A3 |
| ПРОЯВЛЯЮЩИЙ СКРЫТОЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ТОНЕР | 2012 |
|
RU2568952C2 |
| ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ | 2004 |
|
RU2346754C2 |
| ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ И ТЕРМОВЕНТИЛЯТОР С ТАКИМ РАСПЫЛИТЕЛЕМ | 2008 |
|
RU2401164C2 |
Способ проявления скрытого электростатического изображения включает образование тумана из жидкости, перемещение тумана к месту проявления по дугообразной траектории, пропускание тумана между проявляющим электродом и записывающим элементом, между которыми создают электрическое поле, и удаление неиспользованного тумана из места проявления. Способ осуществляют с помощью устройства для проявления электростатических изображений. Устройство может содержать средство для отделения капель тумана с размерами в заданном диапазоне и удаления капель с размерами за пределами заданного диапазона, а также средство для удаления неиспользованного тумана из места проявления. Обеспечивается использование проявляющих систем на водной основе, в которых проявление осуществляется при движении капель. 8 с.п. 39 з.п.ф-лы, 5 ил.
| US 3795443 A, 05.03.74 | |||
| US 4126711 A, 21.11.78 | |||
| DE 3820023 A1, 29.12.88 | |||
| Способ проявления скрытого электростатического изображения пересыщенными парами красителя | 1989 |
|
SU1734069A2 |
