PL174946B1

PL174946B1 - Urządzenie do wywoływania elektrostatycznego obrazu ładunkowego w lampie obrazowej

Info

Publication number: PL174946B1
Application number: PL94305315A
Authority: PL
Inventors: George H. N. Riddle; Pabitra Datta; Ronald N. Friel; Dennis R. Mccarthy; John J. Moscony; Eugene S. Poliniak; Peter M. Ritt; Robert E. Simms; Carl C. Steinmetz; Harry R. Stork; Charles M. Wetzel
Original assignee: Thomson Consumer Electronics
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 1998-10-30
Also published as: KR950012547A; TR28245A; RU2091897C1; KR0140038B1; SG47499A1; CZ281536B6; CZ234394A3; JPH07169398A; CN1053990C; DE69406889T2; MY111654A; CA2133242A1; RU94035655A; TW290703B; CA2133242C; DE69406889D1; CN1108793A; EP0647959B1; ES2111821T3; EP0647959A1

Abstract

1. Urzadzenie do wywolywania elektrostaty- cznego obrazu ladunkowego w lampie obrazowej, na fotoreceptorze, który jest umieszczony na powierzch- ni wewnetrznej zespolu ekranowego z plyta czolowa, pokrytej materialem struktury ekranu naladowanym tryboelektrycznie i sproszkowanym na sucho, które to urzadzenie ma komore majaca izolacyjna powierzch- nie wsporcza, na której opiera sie zespól ekranowy z fotoreceptorem, do którego jest doprowadzony styk elektryczny dolaczony do ukladu kontroli osadzania ladunku, do którego jest dolaczony zbiornik materialu struktury ekranu, zawierajacy lej podajacy wyposazo- ny w slimak laczacy sie z komora Venturiego, oraz uklad rozbrabniajacy i podajacy, znamienny tym, ze zawiera dolaczony do przyrzadu pomiarowego (212, 312) ukladu kontroli osadzania ladunku, uklad osadza- nia naladowanego materialu struktury ekranu wraz z umieszczonym w komorze (202,302) do wywolywania zespolem wyrzutni tryboelektrycznej (236, 336), któ- ry jest polaczony z komora Venturiego (228) poprzez tryboelektryczny element ladujacy i konczy sie ele- mentami rozprowadzajacymi naladowany material struktury ekranu, odsunietymi od wspornika (204, 304) zespolu ekranowego (12). Urzadzenie do wywolywania elektrostatycznego obrazu ladunkowego (54) w lampie obrazowej Fig 4 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wywoływania elektrostatycznego obrazu ładunkowego w lampie obrazowej.

Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 921 767 sposób elektrofotograficznego wytwarzania zespołu ekranu elektroluminescencyjnego na wewnętrznej powierzchni płyty czołowej lampy obrazowej, przy zastosowaniu sproszkowanych na sucho, naładowanych tryboelektrycznie materiałów struktury ekranu, osadzanych na obrazie ładunkowym utworzonym na naładowanym elektrostatycznie fotoreceptorze. Fotoreceptor zawiera warstwę fotoprzewodzącą, pokrywającą warstwę przewodzącą, z których obie są osadzane kolejno z roztworów, na wewnętrznej powierzchni płyty czołowej lampy obrazowej. Zastosowano cztery urządzenia wywołujące wykorzystywane do osadzania materiałów struktury ekranu, które są urządzeniami wywołującymi z tak zwaną chmurą proszkową, w których cząstki materiałów struktury ekranu są ładowane tryboelektrycznie przez zetknięcie z ziarnami nośnika o powierzchni poddanej obróbce. Naładowane cząstki materiałów struktury ekranu są następnie wyrzucane z urządzenia wywołującego i nakładane na obraz ładunkowy. Urządzenie wywołujące z chmurą proszkową nie nadaje się do wytwarzania ekranów elektroluminescencyjnych na skalę przemysłową, ponieważ czas wywoływania przy osadzaniu każdego z różnych materiałów musi być rzędu około 15 sekund dla każdego materiału.

Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 132 188 sposób ładowania powierzchni wklęsłej płyty czołowej lampy obrazowej, w którym wytwarza się elektrofotograficznie ekran elektroluminescencyjny na wewnętrznej, wklęsłej powierzchni płyty czołowej lampy obrazowej. Sposób polega na wykorzystaniu koronowego urządzenia, ładującego do jednorodnego ładowania warstwy fotoprzewodzącej, osadzonej na wklęsłej powierzchni płyty czołowej przez dostarczenie napięcia koronowego z generatora do co najmniej jednego koronowego urządzenia ładującego, które ma elektrodę ładującą w kształcie łuku i środek krzywizny współśrodkowy ze środkiem krzywizny wklęsłej powierzchni płyty czołowej. Do koronowego urządzenia ładującego jest zamocowane obrotowo ramię wsporcze, które przesuwa urządzenie ładujące poprzez wklęsłą powierzchnię, przy czym urządzenie ładujące odpowiada i jest umieszczone w pewnej odległości od warstwy fotoprzewodzącej na wklęsłej powierzchni. Sposób ten wykorzystuje urządzenie elektrofotograficzne do wytwarzania ekranu,

174 946 z urządzeniem ładującym opartym na zjawisku koronowym i urządzeniami wywołującymi z chmurą proszkową, jak ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 921 767.

Znane jest z opisu patentowego francuskiego nr 1 535 122 urządzenie elektrostatyczne do wytwarzania ekranu, w którym płyta czołowa lampy obrazowej jest pokrywana lepką, słabo przewodzącą substancją. Materiały na luminofory są przechowywane w pojemnikach, które służąjako leje samowyładowcze dla cząstek luminoforu. Zastosowano wibratory do regularnego podawania cząstek luminoforu przez zawory na taśmę. Cząstki luminoforu przechodzą przez urządzenie ładujące, gdzie są one ładowane elektrostatycznie, a następnie do lampy obrazowej, gdzie padają do dołu na lepką substancję na płycie czołowej. Całkowity ładunek jest mierzony lub kontrolowany przez amperomierz w celu wskazania całkowitej liczby cząstek luminoforu, które opadły na lepki materiał, i określenia grubości osadu luminoforu. Jednak nie ma tutaj ujawnienia żadnych środków reagujących na kontrolowany prąd dla zakończenia osadzania cząstek luminoforu.

Znane jest z niemieckiego opisu patentowego nr 17 25 006 urządzenie do pokrywania warstwą przedmiotu przy zastosowaniu cząstek proszku, które zawiera komorę, umieszczoną w komorze płytę przepuszczającą powietrze do przyjęcia cząstek w komorze, układ elektrod w komorze, zespół mocujący do podtrzymywania przedmiotu nad układem elektrod i utrzymywania go na potencjale powodującym przyciąganie cząstek, układ do przeprowadzania pod ciśnieniem gazu przez płytę tak, że cząstki poruszają się do góry w kierunku przedmiotu i w pobliżu układu elektrod, oraz układ do wytwarzania pola elektrostatycznego pomiędzy układem elektrod i przedmiotem, aby naładować cząstki i spowodować ich osadzenie się na przedmiocie. Zespół mocujący jest obrotowy względem przedmiotu i jest wyposażony w elementy do obracania zespołu mocującego. W pobliżu komory są umieszczone układy do odpompowywania cząstek proszku, które nie osadziły się na obracającym się przedmiocie i są przenoszone do zbiornika.

Urządzenie według wynalazku zawiera dołączony do przyrządu pomiarowego układu kontroli osadzania ładunku, układ osadzania naładowanowego materiału struktury ekranu wraz z umieszczonym w komorze do wywoływania zespołem wyrzutni tryboelektrycznej, który jest połączony z komorą Venturiego poprzez tryboelektryczny element ładujący i kończy się elementami rozprowadzającymi naładowany materiał struktury ekranu, odsuniętymi od wspornika zespołu ekranowego.

Korzystne jest, gdy elementy rozprowadzające naładowany materiał struktury ekranu zawierają co najmniej jedną dyszę.

Korzystne jest, gdy elementy rozprowadzające naładowany materiał struktury ekranu zawierają deflektor.

Korzystne jest, gdy komora jest otoczona od dołu przez wsporniki dolne, z boku przez ściany boczne i od góry, przynajmniej częściowo, przez izolacyjny wspornik zespołu ekranowego.

Korzystnejest, gdy wsporniki dolne i ściany boczne stanowią wraz ze wspornikiem zespołu ekranowego obudowę izolacyjną.

Korzystne jest, gdy wspornik dolny i ściana boczna stanowią obudowę przewodzącą w kształcie cylindra o średnicy o 50% większej od przekątnej zespołu ekranowego.

Korzystne jest, gdy we wsporniku dolnym jest usytuowany wylot nadmiaru materiału struktury ekranu.

Korzystne jest, gdy w pobliżu wewnętrznej powierzchni zespołu ekranowego jest umieszczona siatka.

Korzystne jest, gdy pomiędzy komorą Venturiego i lejem podającym są umieszczone podajnik korytowy wibracyjny i sito.

Korzystne jest, gdy tryboelektryczny element ładujący zawiera rurę ładującą.

Korzystne jest, gdy do rury ładującej jest dołączony układ wspomagający ładowanie.

Korzystne jest, gdy układ wspomagający ładowanie zawiera odcinek rury z teflonu.

Korzystne jest, gdy urządzenie zawiera zespół obracający zespół ekranowy względem zespołu wyrzutni tryboelektrycznej.

Korzystne jest, gdy zespół wyrzutni tryboelektrycznej jest obrotowy.

Korzystne jest, gdy dysza zespołu wyrzutni tryboelektrycznej jest obrotowa.

174 946

Korzystne jest, gdy wspornik zespołu ekranowego jest osadzony obrotowo względem zespołu wyrzutni tryboelektrycznej.

Korzystne jest, gdy zespół wyrzutni tryboelektrycznej zawiera dwie dysze przymocowane do obrotowej rury wsporczej ustawionej wokół osi środkowej prostopadłej do powierzchni zespołu ekranowego.

Korzystne jest, gdy dysze są rozmieszczone z odstępem, z materiałem wyrzucanym w stronę płaszczyzny promieniowej pod kątem 60°C względem promienia.

Korzystne jest, gdy pomiędzy obrotową rurą wsporczą i rurą ładującą jest umieszczony sprzęgacz obrotowy.

Korzystne jest, gdy powierzchnia zewnętrzna rury ładującej ma uziemioną powłokę przewodzącą.

Korzystne jest, gdy powłoka przewodząca stanowi namalowaną powłokę grafitową.

Korzystne jest, gdy urządzenie zawiera kondensator układu kontroli osadzania ładunku, dołączony do styków, które są jedną końcówką uziemione i drugą końcówką dołączone do styku elektrycznego zespołu ekranowego i do przyrządu pomiarowego.

Korzystne jest, gdy do przyrządu pomiarowego układu kontroli osadzania ładunku jest dołączony sterownik, dołączony także do styków dołączonych do kondensatora, do silnika napędzającego ślimak leja podającego, do zaworu i do regulatora ciśnienia dołączonego przez komorę Venturiego do rury ładującej.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest umożliwienie jednorodnego osadzenia materiału struktury ekranu, dzięki czemu poprawia się jakość odtwarzanego obrazu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia lampę obrazową telewizji kolorowej, wykonaną w urządzeniu według wynalazku, w widoku z góry, częściowo w przekroju osiowym, fig. 2 - zespół ekranowy lampy obrazowej z fig. 1, w przekroju, fig. 3 - inny przykład wykonania zespołu ekranowego lampy obrazowej z fig. 1, w przekroju, fig. 4 - urządzenie do wywoływania elektrostatycznego obrazu ładunkowego w lampie obrazowej, fig. 5 - dysze do rozpraszania materiału w urządzeniu z fig. 4, w widoku z góry, fig. 6 - drugi przykład wykonania zbiornika urządzenia z fig. 4 i fig. 7 - drugi przykład wykonania komory urządzenia z fig. 4.

Figura 1 przedstawia lampę obrazową 10 telewizji kolorowej, mającą szklaną bańkę 11 z zespołem ekranowym 12 prostokątnej płyty czołowej i rurową szyjką 14, połączonymi przez prostokątną część stożkową 15. Część stożkowa 15 ma wewnętrzną powłokę przewodzącą, nie pokazaną na rysunku, która styka się z zaciskiem anodowym 16 i sięga do części szyjkowej 14. Zespół ekranowy 12 ma ekranową płytę czołową 18 i obwodowy kołnierz 20, który jest połączony z częścią stożkową 15 przy pomocy stopionego szkliwa 21. Trójkolorowy ekran elektroluminescencyjny 22 jest naniesiony na wewnętrznej powierzchni płyty czołowej 18. Ekran 22, przedstawiony na fig. 2, jest korzystnie ekranem paskowym złożonym z zespołu wielu elementów ekranowych R, G i B w postaci pasków emitujących światło czerwone, zielone i niebieskie, umieszczonych w grupach po trzy paski różnych kolorów, w porządku cyklicznym, biegnące w kierunku w zasadzie prostopadłym do płaszczyzny, w której są wytwarzane wiązki elektronów padające na ekran. W normalnym położeniu paski luminoforów rozciągają się w kierunku pionowym. Korzystnie jest, gdy paski luminoforów są rozdzielone od siebie przy pomocy materiału 23 matrycy pochłaniającej światło. Ekran może być również ekranem punktowym. Ekran 22 jest pokryty przez cienką warstwę przewodzącą 24, korzystnie z aluminium, która pokrywa ekran 22 i służy do doprowadzania równomiernego potencjału do ekranu, jak również do odbijania światła emitowanego przez elementy luminoforowe, przez płytę czołową 18. Ekran 22 i pokrywająca go warstwa przewodząca 24 stanowią zespół ekranowy.

Na figurze 1 wielootworowa elektroda służąca do rozdzielania barw czyli maska 25 jest zamontowana usuwalnie przy pomocy konwencjonalnych środków, w określonej odległości od zespołu ekranowego. W szyjce 14 jest umieszczona centralnie wyrzutnia elektronowa 26, oznaczona schematycznie liniami przerywanymi na fig. 1, wytwarzająca trzy wiązki elektronów 28 i kierująca je wzdłuż zbieżnych torów przechodzących przez otwory w masce 25 do ekranu 22. Wyrzutnia elektronowa 26 jest na przykład dwupotencjałową wyrzutnią elektronową.

174 946

Lampa obrazowa 10 jest wyposażona w zewnętrzny, magnetyczny zespół odchylający 30, umieszczony w obszarze połączenia szyjki z częścią stożkową. Podczas pracy zespól odchylający 30 oddziałuje na trzy wiązki elektronów 28 polami magnetycznymi, który powodują, że wiązki elektronów wybierają poziomo i pionowo prostokątną osnowę obrazu telewizyjnego na ekranie 22. Początkowa płaszczyzna odchylania P-P na fig. 1, przy zerowym odchyleniu, występuje w przybliżeniu w środku zespołu odchylającego 30. Dla uproszczenia nie przedstawiono występujących w rzeczywistości zakrzywień torów wiązek elektronów w strefie odchylania.

Ekran 22 jest wytwarzany w procesie elektrofotograficznym. Na początku procesu zespół ekranowy 12 zmywa się roztworem ługu sodowego, spłukuje się woda, trawi się buforowym kwasem fluorowodorowym i ponownie spłukuje się wodą. Następnie wewnętrzną powierzchnię płyty czołowej 18 pokrywa się warstwą fotoreceptora, której nie pokazano na rysunku, zawierającą warstwę materiału przewodzącego stanowiącego elektrodę dla nałożonej na nią warstwy fotoprzewodzącej.

W celu utworzenia matrycy w procesie elektrofotograficznym, warstwę fotoprze wodzącą ładuje się do właściwego potencjału w zakresie +200 do +700 V, przy użyciu koronowego urządzenia ładującego. Maskę 25 wstawia się do zespołu ekranowego 12 i przez maskę 25 naświetla się dodatnio naładowaną warstwę fotoprzewodzącą światłem ksenonowej lampy błyskowej lub innego źródła światła o wystarczającym natężeniu, na przykład rtęciowego, umieszczonego w potrójnej oprawie świetlnej. Po każdym naświetleniu lampę obrazową przemieszcza się do innego położenia w celu odtworzenia kątów, pod którymi padają wiązki elektronów z wyrzutni elektronowej. Wymagane są trzy naświetlenia, przy trzech różnych położeniach lampy obrazowej, w celu rozładowania obszarów warstwy fotoprzewodzącej, na których są następnie osadzane luminofory emitujące światło, tworzące ekran. Po etapie naświetlania maska 25 zostaje usunięta z zespołu ekranowego 12 i przeniesiona do pierwszego urządzenia do wywoływania opisanego poniżej, które zawiera właściwie przygotowane, sproszkowane na sucho cząstki materiału struktury tworzącej na ekranie czarną matrycę pochłaniającą światło. Materiał matrycy zostaje naładowany tryboelektrycznie ujemnie przez urządzenie do wywoływania. Ujemnie naładowany materiał matrycy jest osadzany bezpośrednio w jednym etapie albo w dwóch etapach. Dwuetapowy proces osadzania matrycy zwiększa współczynnik pochłaniania matrycy przez zapewnienie ponownego selektywnego rozładowywania naświetlonych obszarów warstwy fotoprzewodzącej w celu zwiększenia kontrastu napięciowego między naświetlonymi i nie naświetlonymi obszarami warstwy. Pierwsza warstwa matrycy działa jako maska, która zapewnia zjawisko zaciemniania zapobiegające rozładowaniu znajdujących się poniżej części warstwy fotoprzewodzącej, gdy jest ona powtórnie naświetlana, na przykład światłem reflektora szerokostrumieniowego. Druga warstwa ujemnie naładowanego materiału matrycy jest osadzana na pierwszej warstwie w celu zapewnienia większej gęstości otrzymanej matrycy, niż jest to możliwe w przypadku tylko jednej warstwy matrycy.

Innym sposobem tworzenia matrycy jest proces na mokro, w którym po wstępnym oczyszczeniu wewnętrznej powierzchni zespołu ekranowego nie stosuje się fotoreceptora. Zamiast tego jest stosowana warstwa właściwego fotorezystora, którego rozpuszczalność zmienia się po naświetleniu. Ta warstwa jest naświetlana w sposób opisany powyżej przy zastosowaniu potrójnej oprawy, przy czym światło pada na warstwę przez maskę 25. Przez zanurzenie naświetlonej warstwy w wodzie usuwa się obszary warstwy o większej rozpuszczalności, w wyniku czego na płycie czołowej zostają odsłonięte obszary paskowe. Wewnętrzna powierzchnia zespołu ekranowego zostaje pokryta zawiesiną czarnej matrycy, która przylega do odsłoniętych obszarów zespołu ekranowego. Materiał matrycy pokrywający pozostałe obszary warstwy zostaje usunięty, a warstwa matrycy zostaje zachowana na uprzednio odsłoniętych obszarach zespołu ekranowego.

W odróżnieniu od obu opisanych procesów tworzenia matrycy, w których matryca jest tworzona jako pierwsza, matrycę nanosi się elektrofotograficznie po osadzeniu luminoforów przy pomocy procesu elektrofotograficznego. W tym procesie matryca jest tworzona jako ostatnia.

174 946

Figura 3 przedstawia zespół ekranowy, w którym matryca jest tworzona jako ostatnia. Elementy luminoforowe R, B i G, emitujące światło czerwone, niebieskie i zielone, są tworzone przez kolejne osadzanie naładowanych tryboelektrycznie dodatnio cząstek materiałów struktury ekranu elektroluminescencyjnego na naładowanej dodatnio warstwie fotoprzewodzącej fotoreceptora. Naładowana warstwa zostaje rozładowana przez umieszczenie maski 25 w zespole ekranowym 12 i umieszczenie zespołu ekranowego w oprawie, w której jest umieszczona ksenonowa lampa błyskowa w położeniu przybliżającym kąt padania wiązki elektronów na dany luminofor emitujący światło barwne. Do osadzenia luminoforów są potrzebne trzy oprawy świetlne, po jednej dla każdego luminoforu emitującego daną barwę. Po rozładowaniu warstwy fotoprzewodzącej przy pomocy światła padającego na nią przez otwory w masce, maskę tę usuwa się z zespołu ekranowego, a zespół ekranowy umieszcza się w urządzeniu do wywoływania. Cząstki materiału struktury ekranu elektroluminescencyjnego zostają naładowane tryboelektrycznie i rozprowadzone przez urządzenie do wywoływania oraz osadzone w procesie wywoływania odwracalnego na rozładowanych obszarach warstwy fotoprzewodzącej. Wywoływanie odwracalne oznacza, że naładowane tryboelektrycznie cząstki materiału struktury ekranu są odpychane przez jednoimiennie naładowane obszary warstwy fotoprzewodzącej, a zatem są osadzane na rozładowanych obszarach warstwy fotoprzewodzącej. Po osadzeniu tych trzech luminoforów warstwa fotoprzewodząca zostaje ponownie naładowana równomiernie do potencjału dodatniego, a zespół ekranowy z uprzednio osadzonymi elementami luminoforowymi zostaje nałożony na matrycowe urządzenie do wywoływania, które dostarcza ujemny ładunek tryboelektryczny do materiału struktury ekranu matrycy. Naładowane dodatnio, odsłonięte obszary warstwy fotoprzewodzącej, dzielące elementy ekranowe, są wywoływane bezpośrednio przez osadzanie na odsłoniętych obszarach materiałów matrycy naładowanych ujemnie, dla utworzenia matrycy 123. Proces ten jest nazywany wywoływaniem bezpośrednim. Na ekran 122 jest nakładana warstwa 124 z aluminium. Opisany proces wytwarzania ekranu jest modyfikowany przez odwrócenie biegunowości ładunku doprowadzanego do warstwy fotoprzewodzącej, jak i biegunowości ładunku tryboelektrycznego indukowanego w materiałach struktury ekranu, dla otrzymania zespołu ekranowego identycznego do opisanego powyżej.

Figury 4, 5 i 6 przedstawiają przykład wykonania urządzenia do wywoływania według wynalazku. Przedstawione na fig. 4 urządzenie 200 do wywoływania zawiera komorę 202 mającą koniec dolny i koniec górny. Wsporniki dolne 203 służą do zapewnienia pewnego dopływu powietrza do urządzenia do wywoływania. Wspornik 204 zespołu ekranowego, mający otwór przelotowy 205, który ma nieco mniejsze wymiary od opartego na nim zespołu ekranowego 12 lampy obrazowej, zamyka koniec górny urządzenia do wywoływania. Korzystne jest, gdy wspornik 204 zespołu ekranowego jest wykonany z izolacyjnego materiału plastycznego, na przykład pleksiglasu, i ma wymiar zewnętrzny większy niż wymiar izolacyjny ścian bocznych 206 komory 202, usytuowanej między wspornikami dolnymi 203 i wspornikiem 204 zespołu ekranowego. Korzystne jest, gdy komora 202 jest prostokątna i ma przekątną około 25% większą niż wymiar zespołu ekranowego 12. Do ściany bocznej 206 jest przymocowany zespół przegród 207. Wspornik 204 zespołu ekranowego ma styk elektryczny 208 w postaci sprężyny stykowej kołka przewodzącego, który dociska konwencjonalny kołek, nie pokazany, osadzony w ścianie bocznej 206 zespołu ekranowego i utrzymujący maskę wewnątrz zespołu ekranowego podczas działania lampy obrazowej, oraz który jest dołączony do warstwy przewodzącej fotoreceptora, również nie pokazanej. Przewodząca ścieżka stykowa, której nie pokazano, umożliwia połączenie wzajemne warstwy przewodzącej fotoreceptora i kołka. Styk elektryczny 208 w postaci sprężyny stykowej jest z kolei połączony z kondensatorem uziemiającym 210, na którym powstaje napięcie, proporcjonalne do ładunku naładowanych tryboelektrycznie cząstek luminoforów, osadzanych na obrazie ładunkowym utworzonym na warstwie fotoprzewodzącej fotoreceptora. Napięcie wytwarzane na kondensatorze 210 jest sprawdzane przez przyrząd pomiarowy 212, na przykład elektrometr, który jest połączony ze sterownikiem 214, zaprogramowanym na zatrzymanie wywoływania, kiedy to napięcie osiąga zadaną wartość, która odpowiada wymaganej grubości luminoforu. Przed każdym cyklem wywoływania, napięcie na kondensatorze 210 jest zwierane do masy przez styki 216, w wyniku działania sterownika 214. Źródło 218 wysokiego napięcia jest połączone z siatką 220 w celu

174 946 sterowania polem elektrycznym w pobliżu obrazu ładunkowego utworzonego na warstwie fotoprzewodzącej, umieszczonej na wewnętrznej powierzchni zespołu ekranowego 12 lampy obrazowej. Bez siatki 220 pole elektryczne w pobliżu obrazu ładunkowego mogłoby wzrosnąć do nadmiernej wartości w wyniku ładunku przestrzennego, powstającego przy rozprowadzaniu luminoforów i naładowanych cząstek, gromadzących się na izolacyjnych ścianach bocznych komory. Siatka 220 jest spolaryzowana do napięcia około 3 kV i ma tę samą biegunowość, jak biegunowość naładowanego tryboelektrycznie materiału osadzanego w urządzeniu 200 do wywoływania.

Dla każdego z trzech luminoforów konieczne jest zastosowanie oddzielnego urządzenia do wywoływania dla zapobiegania wzajemnemu zanieczyszczaniu luminoforów, które mogłoby wystąpić przy stosowaniu jednego urządzenia do wywoływania i różnych materiałów emitujących barwne światło, doprowadzanych do wspólnej komory. Zgodnie z tym w procesie elektrofotograficznym potrzebne są trzy urządzenia do wywołania dla luminoforów, każde zaopatrzone we własny zbiornik 222 materiału. Poza tym, jeżeli matrycajesttworzona w procesie elektrofotograficznym, to potrzebne jest jeszcze jedno urządzenie do wywoływania dla materiału matrycy. Zbiornik 222 jest zaopatrzony w lej podający 224 do dostarczania sproszkowanego na sucho materiału 226 luminoforu. Korzystne jest, gdy cząstki luminoforu są poddane obróbce powierzchniowej przy pomocy właściwego materiału polimerowego w celu regulacji parametrów ładunku tryboelektrycznego. Podczas operacji wywoływania, cząstki luminoforu emitujące światło barwne, osadzane na obrazie ładunkowym, są przenoszone z leja podającego 224 do komory Venturiego 228 przy pomocy ślimaka 230 z przymocowanym do niego mieszadłem, przechodzącego pionowo przez lej podający 224. Silnik 232 napędza ślimak 230 zgodnie z rozkazami wytwarzanymi przez sterownik 214. Mieszadło przymocowane do ślimaka 230 rozdrabnia cząstki luminoforu i rozprowadza je równo wewnątrz leja podającego 224, który reguluje ilość cząstek luminoforu wchodzących do komory Venturiego, gdzie są one mieszane z właściwą ilością powietrza. Uruchomienie podawania powietrza odbywa się przez otwarcie zaworu 233 sterowanego przez sterownik 214. Ciśnienie powietrza jest nastawiane przy pomocy regulatora 234 ciśnienia. Zazwyczaj cząstki luminoforu są wprowadzane do strumienia powietrza z szybkością podawania około 1 do 10 g/minutę.

Zespól wyrzutni tryboelektrycznej 236 zawiera co najmniej jedną dyszę 238 i tryboelektryczny element ładujący z rurą ładującą 240. Dysza 238 wyrzutni jest odsunięta od wspornika 208 zespołu ekranowego i zapewnia rozprowadzanie naładowanych tryboelektrycznie dodatnio, osadzanych cząstek luminoforów oraz wywołuje obraz ładunkowy na warstwie fotoprzewodzącej fotoreceptora. Jak to pokazano na fig. 4, element ładujący jest rurą ładującą 240, odchodzącą od końca wylotowego 242 komory Venturiego 228 do sztywnej rury wsporczej 244 dyszy, zamontowanej w sprzęgaczu obrotowym 246, przechodzącym przez wsporniki dolne 203. Sprzęgacz obrotowy 246 jest napędzany przy pomocy obrotowego silnika napędowego, zawartego w zespole obracającym 248. Rura ładująca 240 jest wykonana z materiału, któryjest w stanie przekazywać dodatni ładunek tryboelektryczny cząstkom luminoforu przechodzącym przez niego i wchodzącym w kontakt z jego powierzchnią wewnętrzną. Właściwymi materiałami są polipropylen, polietylen, fluorowany siloksan, polimetakrylan fluorowany, polichlorek winylu i polimer żywicy syntetycznej, na przykład teflon, chociaż zalecane jest stosowanie polipropylenu. Wraz z rurą ładującą 240 wykonaną z polipropylenu, polietylenu lub polichlorku winylu stosuje się również układ wspomagający 250 ładowanie, mający odcinek rury z teflonu, o średnicy około 6,35 mm i długości około 25,4 do 76,2 mm. Korzystne jest, gdy układ wspomagający 250jest umieszczony przy wylocie komory Venturiego 228 i nie dalej niż 3 m od dyszy 238. Na zewnętrznej powierzchni rury ładującej 240 jest nałożona powłoka przewodząca 252, na przykład naniesiona przez malowanie powłoka grafitowa. Powłoka przewodząca 252 jest uziemiona w celu zapewnienia toru powrotnego dla małego prądu, uzupełniającego ładunek odbierany przez luminofor.

Przez ścianę boczną 206 komory 202, do przestrzeni między oddalonymi warstwami przegród 207, wchodzi wylot 254 do usuwania nadmiaru luminoforu, który nie został osadzony na obrazie ładunkowym, na wewnętrznej powierzchni zespołu ekranowego 12. Wylot 254 jest usytuowany w kierunku dna komory 202, między przegrodami 207, w celu zapobiegania

174 946 zawirowaniom spowodowanym przez usuwanie materiału przez wylot, zakłócającym rozprowadzanie luminoforu w pobliżu zespołu ekranowego 12. Umieszczenie wylotu 254 między przegrodami 207 zapewnia również, że nie będzie on zakłócał obrazu ładunkowego dla materiału luminoforu. Pompa odsysająca, nie przedstawiona na rysunku, usuwa z komory 202 nadmiar materiału luminoforu.

Chociaż w zespole wyrzutni tryboelektrycznej 236 wymagana jest co najmniej jedna dysza 238 wyrzutni, zalecane jest stosowanie dwóch dysz oddalonych o około 127 mm i usytuowanych w płaszczyźnie znajdującej się około 178 mm poniżej krawędzi uszczelniającej, to znaczy dolnej krawędzi zespołu ekranowego 12.

Figura 5 przedstawia, że dwie dysze 238 są przymocowane do przeciwległych końców obrotowego ramienia rurowego 256, które jest przymocowane do górnego końca sztywnej rury wsporczej 244 dyszy i doprowadza do dysz materiał luminoforu. Korzystne jest, gdy wyjściowy strumień rozpylany z każdej z dysz jest skierowany pod kątem około 60° względem wymiaru wzdłużnego ramienia 256, dla bardziej całkowitego pokrycia obrazu ładunkowego podczas obrotu ramienia 256 wokół osi wzdłużnej urządzenia do wywoływania, w odpowiedzi na obroty silnika napędowego 248. Zwykle w cyklu wywoływania wymaganych jest dziesięć obrotów ramienia 256, a przepływ powietrza, nastawiany przez regulator 204 ciśnienia, wynosi około 100 litrów na minutę.

Figura 6 przedstawia, że w celu dalszego poprawienia rozdrobnienia cząstek luminoforu stosuje się między lejem podającym 224 i komorą Venturiego 228 podajnik korytowy wibracyjny 258 i sito 260 o otworach odpowiadających wymiarom cząstek luminoforu, na przykład sito o oczkach o średnicy 0,15 mm.

Urządzenie do wywoływania, służące do osadzania materiału matrycy na obrazie ładunkowym, jest podobne do opisanego powyżej urządzenia do wywoływania dla luminoforu. Jednak z tego względu, że materiał struktury ekranowej matrycy jest naładowany tryboelektrycznie ujemnie w celu bezpośredniego wywoływania naładowanej dodatnio warstwy fotoprzewodzącej, to skład materiału rury ładującej musi być różny od składu materiałów opisanych powyżej. W celu zapewnienia ujemnego ładunku tryboelektrycznego w materiale matrycy, rura ładująca 240 jest wykonana z nylonu, poliuretanu, pleksiglasu, żywicy epoksydowej, aminosiloksanu, szkła borokrzemianowego i innych materiałów o dodatnim potencjale tryboelektrycznym, przy czym zalecane jest stosowanie nylonu. Zewnętrzna powierzchnia rury ładującej jest również pokryta nanoszoną przez malowanie powłoką przewodzącą, na przykład grafitową, jak to przedstawiono powyżej.

Figura 7 przedstawia drugi przykład wykonania urządzenia do wywoływania. Urządzenie 300 do wywoływania ma wewnętrzną komorę 302, która jest cylindryczna i ma średnicę o około 50% większą od przekątnej zespołu ekranowego 12. Komora 302 jest zamknięta na jednym końcu przez przewodzący wspornik dolny 303, a na drugim końcu przez wspornik 304 zespołu ekranowego, wykonany z materiału izolacyjnego, na przykład pleksiglasu, i ma otwór przelotowy 305, który ma nieco mniejsze wymiary niż wsparty na nim zespół ekranowy 12 lampy obrazowej. Od wspornika dolnego 303 do płaszczyzny A-A odchodzi przewodząca ściana boczna 306, sąsiadująca ze wspornikiem 304 zespołu ekranowego i przyciągająca nadmiar luminoforu na zewnątrz chmury proszku, zapobiegająca tworzeniu się ładunku przestrzennego w komorze 302 czyli powstawaniu wysokiego potencjału elektrostatycznego na ścianie komory. W tych warunkach nie jest potrzebne zastosowanie siatki skierowanej do wnętrza zespołu ekranowego 12 w celu regulacji pola elektrycznego w sąsiedztwie powierzchni zespołu ekranowego. Wspornik dolny 303 i ścianę boczną 306 komory wewnętrznej otacza komora zewnętrzna. Komora zewnętrzna zawiera ścianę boczną 307, która odchodzi od zewnętrznego wspornika dolnego 309 do wspornika 304 zespołu ekranowego. Szczelina wylotowa 311 usytuowana na górnym obwodzie komory i między komorami wewnętrzną i zewnętrzną stanowi drogę usuwania nadmiaru materiału struktury ekranu, który nie został osadzony na obrazie ładunkowym utworzonym na warstwie fotoprzewodzącej, na powierzchni wewnętrznej zespołu ekranowego 12, ani zgromadzony na ścianie bocznej 306 komory lub wsporniku dolnym 303. Umieszczenie szczeliny wylotowej 311 na górnym obwodzie komory 302 powoduje usuwanie materiału struktury ekranu na zewnątrz w kierunku naroży zespołu ekranowego 12, zwiększając w ten

174 946 sposób gęstość osadu w narożach i zwiększając jednorodność ekranu. Wylot 354 jest dołączony do pompy, nie pokazanej na rysunku, która usuwa nadmiar materiału z komory.

Do styku z powłoką przewodzącą fotoreceptora jest stosowany stuk elektryczny 308, podobny do opisanego w odniesieniu do pierwszego przykładu wykonania wynalazku. Przyrząd pomiarowy 312, przedstawiony schematycznie jako elektrometr, określa ilość naładowanego materiału osadzonego na zespole ekranowym, przy czym możliwe jest również stosowanie przyrządu pomiarowego 312, zawierającego sterownik podobny do sterownika 214 i obwody sterownicze. Urządzenie 300 do wywoływania różni się od urządzenia 200 do wywoływania tym, że w drugim przykładzie wykonania zawiera wyrzutnię tryboelektryczną 336, wykonaną z materiału nadającego się do bezpośredniego wywoływania ładunku tryboelektrycznego na materiałach, przechodzących między powierzchnią zewnętrzną 337 wyrzutni i umieszczoną centralnie dyszą odchylającą 339. Cząstki zostają naładowane przez zetknięcie z jedną lub obiema częściami 337 i 339 wyrzutni, które są wykonane z polipropylenu, polietylenu, polichlorku winylu, fluorowanego siloksanu, polimetakrylanu fluorowego lub teflonu, w celu dostarczenia dodatniego ładunku do cząstek luminoforu, albo też z nylonu, poliuretanu, pleksiglasu, żywicy epoksydowej i szkła borokrzemianowego, w celu dostarczenia ujemnego ładunku do cząstek matrycy. Ze względu na to, że ładowanie elektryczne materiałów struktury ekranu występuje bezpośrednio w wyrzutni tryboelektrycznej 306, nie ma potrzeby stosowania zewnętrznej rury ładującej i koniec wylotowy 242 komory Venturiego, opisany w odniesieniu do fig. 4, uchodzi bezpośrednio do przewodu wejściowego 340. Wyrzutnia tryboelektryczną 336 lub przewód wejściowy 340 są uziemione. Wyrzutnia tryboelektryczną 336 jest na przykład stacjonarna i w tym przypadku stosuje się zespół obracający 341 z łożyskami obrotowymi na wsporniku 304 zespołu ekranowego, w celu umożliwienia obrotu całego wspornika 304 wraz z zespołem ekranowym 12 przynajmniej o 180°C. W odróżnieniu od tego, wspornik 304 zespołu ekranowego może pozostać stacjonarny i w tym przypadku wyrzutnia tryboelektryczną 336 obraca się wokół osi wzdłużnej w celu zapewnienia jednorodnego rozprowadzania materiałów struktury ekranu na obrazie ładunkowym.

174 946

Fig. 3 >123

124 >123

174 946

Fig. 5

Fig. 6

WLOT POWIETRZA silnik Ślimaka proszek

WIBRATOR

UCHODZĄCY STRUMIEŃ POWIETRZA

174 946

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do wywoływania elektrostatycznego obrazu ładunkowego w lampie obrazowej, na fotoreceptorze, który jest umieszczony na powierzchni wewnętrznej zespołu ekranowego z płytą czołową, pokrytej materiałem struktury ekranu naładowanym tryboelektrycznie i sproszkowanym na sucho, które to urządzenie ma komorę mającą izolacyjną powierzchnię wsporczą, na której opiera się zespół ekranowy z fotoreceptorem, do którego jest doprowadzony styk elektryczny dołączony do układu kontroli osadzania ładunku, do którego jest dołączony zbiornik materiału struktury ekranu, zawierający lej podający wyposażony w ślimak łączący się z komorą Venturiego, oraz układ rozbrabniający i podający, znamienny tym, że zawiera dołączony do przyrządu pomiarowego (212, 312) układu kontroli osadzania ładunku, układ osadzania naładowanego materiału struktury ekranu wraz z umieszczonym w komorze (202, 302) do wywoływania zespołem wyrzutni tryboelektrycznej (236,336), który jest połączony z komorą Venturiego (228) poprzez tryboelektryczny element ładujący i kończy się elementami rozprowadzającymi naładowany materiał struktury ekranu, odsuniętymi od wspornika (204,304) zespołu ekranowego (12).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy rozprowadzające naładowany materiał struktury ekranu zawierają co najmniej jedną dyszę (238, 339).
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy rozprowadzające naładowany materiał struktury ekranu zawierają deflektor.
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że komora (202, 302) jest otoczona od dołu przez wsporniki dolne (203, 303), z boku przez ściany boczne (206, 306) i od góry, przynajmniej częściowo, przez izolacyjny wspornik (204, 304) zespołu ekranowego.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wsporniki dolne (203) i ściany boczne (206) stanowią wraz ze wspornikiem (204) zespołu ekranowego obudowę izolacyjną.
6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wspornik dolny (303) i ściana boczna (306) stanowią obudowę przewodzącą w kształcie cylindra o średnicy o 50% większej od przekątnej zespołu ekranowego (12).
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że we wsporniku dolnym (303) jest usytuowany wylot (354) nadmiaru materiału struktury ekranu.
8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w pobliżu wewnętrznej powierzchni zespołu ekranowego (12) jest umieszczona siatka (220).
9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pomiędzy komorą Venturiego (228) i lejem podającym (224) są umieszczone podajnik korytowy wibracyjny (258) i sito (260).
10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że tryboelektryczny element ładujący zawiera rurę ładującą (240).
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że do rury ładującej (240) jest dołączony układ wspomagający (250) ładowanie.
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że układ wspomagający (250) ładowanie zawiera odcinek rury z teflonu.
13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera zespół obracający (248,341) zespół ekranowy (12) względem zespołu wyrzutni tryboelektrycznej (236, 336).
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że zespół wyrzutni tryboelektrycznej (236, 336) jest obrotowy.
15. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że dysza (238) zespołu wyrzutni tryboelektrycznej (236) jest obrotowa.
16. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wspornik (304) zespołu ekranowego jest osadzony obrotowo względem zespołu wyrzutni tryboelektrycznej (336).

174 946
17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że zespół wyrzutni tryboelektrycznej (236) zawiera dwie dysze (238) przymocowane do obrotowej rury wsporczej (244) ustawionej wokół osi środkowej prostopadłej do powierzchni zespołu ekranowego (12).
18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że dysze (238) są rozmieszczone z odstępem, z materiałem (226) wyrzucanym w stronę płaszczyzny promieniowej pod kątem 60° względem promienia.
19. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, ze pomiędzy obrotową rurą wsporczą (244) i rurą ładującą (240) jest umieszczony sprzęgacz obrotowy (246).
20. Urządzenie według zastrz. l0, znamienne tym, że powierzchnia zewnętrzna rury ładującej (240) ma uziemioną powłokę przewodzącą (252).
21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że powłoka przewodząca (252) stanowi namalowaną powłokę grafitową.
22. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera kondensator (210) układu kontroli osadzania ładunku, dołączony do styków (216), które są jedną końcówką uziemione i drugą końcówką dołączone do styku elektrycznego (208) zespołu ekranowego (12) i do przyrządu pomiarowego (212).
23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że do przyrządu pomiarowego (212) układu kontroli osadzania ładunku jest dołączony sterownik (214) dołączony także do styków (216) dołączonych do kondensatora (210), do silnika (232) napędzającego ślimak (230) leja podającego (224), do zaworu (233) i do regulatora (234) ciśnienia dołączonego przez komorę Venturiego (228) do rury ładującej (240).