场效应着色方法/装置制造方法及图纸

提供了用于诸如纸片等移动基片的“场效应成象”方法与装置。将平均粒度为大约５－２０微米的非导电、非磁性色料充电到至少大约８微库仑／克的电平，然后将一个带有导电表面的第一滚筒带入与带电色料操作关联使得色料粒附着在其表面上。色料粒最好保持在一个静电流化床中，并用床中的一个电晕放电元件充电。用计算机将电极开关成操作连接到一个电位源上而有选择地分别通电或断电一个针或笔型原电极的阵列以提供不写或写条件。色料粒从第一滚筒直接转移到基片上（通过原电极之后）或者首先转移到一个第二滚筒，然后将色料粒带入与基片接触。如果使用第二滚筒，原电极与可与第一滚筒相关联，或在第一与第二滚筒之间，用于只转移“写”色料到第二滚筒。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
商品化非击打式印刷系统通常采用将色料(液体或干粉)显象到用某种写装置产生的电或磁潜象上。通常与潜象的产生相关联的有成象滚筒、用于产生图象的某种装置及用于消除残留图象与清洗的相关修整装置。所有这些部件都会在系统操作中磨损而必须加在每一印刷页的成本上。色料本身(在1994年)每页花费0.0006至0.001美元左右。加上其余的消耗性部件，成本提高到每页0.0625至0.0065美元的范围内。潜象非击打式印刷带来可观的附加成象成本。诸如喷黑技术等直接在纸上成象系统只带来油墨成本；然而许多这些技术得不出象潜象系统那样的满意或快速或万能的成象。尚未商品化但试图得到直接在纸上成象(即无潜象的)的另一种技术是美国专利3,816,840、4,402,000及4,464,672所例示的磁笔(magnetstylus)技术。该技术采用一种干性、磁吸引的导电色料，从原电极到次电极形成一条连接路径。色料的“写”条件便是有源电极条件而多余的色料是用磁场消除的。通常利用“写”条件的感应电荷，而次级电极则在其上面利用介电感受器。该技术尚未商品化，主要是因为成象与背景消除问题，以及将色料转移到基片的问题。用于直接在纸上成象的另一种提出的技术称作直接静电印刷(DEP)，并由美国专利4,860,036与4,810,604所例示。该技术通常利用某种将色料移动通过由多个小孔构成的原电极的色料输送器，在其一侧包覆有带连续的金属导电层的电绝缘的基底部件，而在对侧为分段的导电层。色料通过小孔进入一块薄片，后者移动通过一个静止的底层电极或极靴，该电极能连接到电位源上来起动印刷或清除操作之一。DEP技术中的色料分发系统远未使人满意，而互相间隔一个绝缘件的双导电小孔则比所希望的更复杂。按照本专利技术，提供了一种能以简单而高效的方式达到直接在纸上成象(即无需潜象)的方法与装置。本专利技术的技术可称作“场效应成象”。本专利技术使用并不从原到次级电极形成连接通路的非导电、非磁性色料，当原电极断电时具有“写”条件，用电场消除多余的色料，并不利用色料的感应电荷用于“写”条件”，以及使用简单的原电极，通常为配置在一个阵列中的针或笔形简单电极。在场效应方法中，只有静电附着力在“次级”电极上的色料的控制中起支配作用(次级电极通常为一个导电表面，它可以是带正或负电荷的，或者接地的，诸如带有导电表面的(滚筒)，而成象本质上是减色的(即原电极去掉非图象区中的色料)。按照本专利技术的一个方面，提供了使用平均粒度为5-20微米的非导电、非磁性色料、至少一个第一移动导电件及一个原电极阵列，将色料图象施加在一块移动基片(通常为纸片)上的一种方法。该方法包括下述基本上接连与连续的步骤(a)将平均粒度为5-20微米的非导电、非磁性色料充电到至少大约8微库仑/克的电平。(b)将第一移动导电件带入与来自步骤(a)的带电色料的操作组合，使得色料粒附着在其上形成一层。(c)有选择地通电来自原电极阵列的单个原电极，导致它们在不写条件中的色料粒的层上作用电场，其中所作用的电场存在于大于该层中的色料粒的静电附着力的电平上，作用的电场乘以色料上的电荷大于Q2/(16*π*εo*r2)，其中Q为色料上的电荷，εo为介电常数，而r则为色料粒半径；或者有选择地断电原电极阵列中的单个原电极而导致它们在写条件中在色料粒层上不作用电场，其中的色料粒层只是通过原电极阵列而没有色料粒从层上消除。(d)将通过原电极阵列后遗留在第一导电件上的色料粒转移给移动基片。以及(e)将色料粒熔化在基片上。步骤(c)通常实行为在不写条件中作用一个大于大约1.6伏/μM的电场。步骤(c)通常进一步实行为使得在不写条件中作用的电场的强度等于(V1-V2)/D，其中V1为原电极的电位，V2为第一导电表面上的电位，而D为原电极与第一导电表面之间的分隔距离，D大约为75-250微米。本实行步骤(a)期间，色料通常在静电流化床中，诸如欧洲公布专利申请494454中所示的，并在实行步骤(b)中第一表面移动通过流化床，而在实行步骤(c)期间在不写条件中移动的色粒则返回到流化床中。原电极最好为针或笔，且第一导电表面为第一滚筒的外表面。在这一情况中步骤(d)是通过将第一滚筒的外表面带到与移动基片相接触，及通过将一转移电力(诸如在来自滚筒的移动纸片的对侧使用转移电晕放电)作用在第一滚筒的外表面上的色料上而导致色料从第一滚筒转移到基片上来实行的。作为替代也可设置一个具有第二导电外表面的第二滚筒，在这一情况中步骤(d)可通过将色料从第一滚筒电转移到第二滚筒，然后将第二滚筒的外表面带到与移动基片相接触，以及通过在第二滚筒的外表面上的色料上作用一个转移电力以导致色料从第二滚筒转移到基片上来实行。步骤(c)可通过利用配置在第一与第二滚筒之间或与远离第二滚筒的第一滚筒相关联的原电极来实行。当利用两个滚筒时，可通过将远离它们之间最靠近的邻接区的滚筒互相屏蔽而预防色料过早地从第一滚筒转移到第二滚筒。步骤(c)通常通过用计算机控制电子开关将阵列的各原电极针或笔的连接电子开关到电位源来实行。也可在原电极阵列的第一滚筒的运动方向的紧靠下游处安装一个流体屏而使从第一滚筒清除的色料粒由于重力而落入它下面的流化床中。按照本专利技术的另一方面，提供了包括下述部件的一种场效应成象装置一个非导电、非磁性色料粒的静电流化床。用于在其上安装施加色料的移动基片的装置。用于对流化床中的色料粒充电的装置。安装有一个导电的外表面的一个第一滚筒，用于邻接流化床转动以便在其表面上的一层中接受来自流化床的带电色料粒。一个原电极阵列。用于根据存在的是不写还是写条件而有选择地施加电位或者不施加电位到单个原电极上的装置。以及用于将色料从第一滚筒转移到由安装移动基片装置所安装的移动基片上的装置。阵列最好包括针或笔形电极的阵列，阵列可以下述两种方式之一安装邻近第一滚筒但与之隔开且在流化床与基片之间(在这一情况中色料转移装置直接从第一滚筒将色料转移给移动基片)；或者可在第一滚筒与基片之间设置一个第二滚筒。在这一情况中，原电极可以与第一电极相关联，也可以配置在滚筒之间，从而只使“写”从色料第一滚筒转移到第二滚筒。可将阵列针或笔安装成与第一滚筒或两个滚筒之间间隔大约75-250微米。可以设置一个流体屏使被原电极的不写条件所清除的色料落回到流化床中，以及第一与第二滚筒之间的一个屏障。用于对流化床中的色料粒充电的装置可以是浸在流化床中的一个带有许多电晕放电点的滚筒或者一条电晕放电线。按照本专利技术的另一方面，提供了包括下述部件的一种场效应成象装置。用于安装移动基片的装置。带电色料粒源。具有一个导电外表面的第一滚筒，安装成靠近色料粒源转动而在其表面上的一层中接受来自该源的带电色料粒。一个针或笔形原电极阵列。用于根据存在的是不写还是写条件有选择地施加电位或者不施加电位到单个针或笔形原电极上的装置。以及用于将色料从第一滚筒转移到安装移动基片装置所安装的移动基片上的装置。按照本专利技术的另一方面，提供了包括下述部件的一种场效应成象装置。用于安装移动基片的装置。带电色料粒源。具有一个导电外表面的第一滚筒，安装成靠近色料粒源转动而在其表面上的一层中接受来自该源的带电色料粒。一个针或笔形原电极阵列。用于根据存在的是不写还是写条件有选择地施加电位或者不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将色料图象施加在移动基片上的方法，使用平均粒度大约为５－２０微米的非导电、非磁性色料、至少一个第一移动导电件及一个原电极阵列，包括下述基本上接连与连续的步骤：（ａ）将平均粒度大约为５－２０微米的非导电、非磁性色料充电到至少大约８微库 仑／克的电平；（ｂ）将第一移动导电件来入与来自步骤（ａ）的带电色料操作上相关联，使得色料粒附着在其上面形成一层；（ｃ）有选择地通电原电极阵列中的单个原电极，以导致它们在不写条件中的色料粒层上作用电场来实现色料粒的清除，其中所作用的电 场存在于大于该层中的色料粒上的静电附着力的电平上，所作用的电场乘上色料上的电荷大于Ｑ↑［２］／（１６＊π＊ε↓［ｏ］＊ｒ↑［２］，其中Ｑ为色料上的电荷，ε↓［ｏ］为色料的介电常数，而ｒ则为色料粒半径；或者有选择地断电原电极阵列中的单个原电极以导致它们在写条件中不作用电场在色料粒的层上，其中色料粒层只通过原电极的阵列而没有色料粒被从层上清除。（ｄ）在第一导电件通过原电极阵列之后将遗留在第一导电件上的色料粒转移到移动基片上；以及（ｅ）将色料粒熔化在基片上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：奥林D克里斯蒂，
申请(专利权)人：穆尔商用表格有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]