DE2702456A1

DE2702456A1 - Koronaaufladevorrichtung

Info

Publication number: DE2702456A1
Application number: DE19772702456
Authority: DE
Inventors: Dror Sarid; Brian Edward Springett
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1976-01-23
Filing date: 1977-01-21
Publication date: 1977-07-28
Also published as: FR2339269A1; JPS6232468B2; JPS5292731A; NL7700013A; US4057723A; BE850335A; IT1125722B; ES455179A1; GB1569208A; FR2339269B1; BR7700379A; SE7700324L; DE2702456C2; CA1104198A; SE415301B

Description

PATENTANWÄLTE

A. CaRÜNECKCFi H. KiNKtILOEY W. STOCKMAIR K. SCHUMANN

DRRERUAI -QIFt.-rMVS

P. H. JAKOB

DVL-INS.

G. BEZOLD

OH HER MW DTL OCM

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

21. Jan. 1977

P 10 79?
D/75

XEROX CORPORATION Xerox Square, Rochester, New York 14644, USA Koronaaufladevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Koronaaufladevorrichtung zum Absetzen einer Ladung auf einer benachbarten Fläche. Genauer ist sie auf eine Koronaaufladeanordnung gerichtet, die in einem xerographisehen Reproduktionssystem zum Erzeugen eines Ionenflussee auf eine benachbarte Abbildungsfläche verwendbar ist, um die elektrostatische Aufladung auf dieser Fläche zu ändern· ffoch genauer zielt die Erfindung auf eine verbesserte Ausführungsform für eine Koronaentladungevorrichtung des Typs ab, der in der US-Patentanmeldung Serial-Nr. 595 656, eingereicht 14.7.1975t ( ) beschrieben ist.

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<ο·β) asQ.ea

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TBLESRAMME MONAPAT

In der Technik der elektrophotographisohen Reproduktion ict ca notwendig, auf einer Abbildungsfläche eine gleichmäßige elektrostatische ladung abzusetzen, und diese Ladung wird dann durch Belichtung mit einem informationohaltigen optischen Bild selektiv abgeleitet, so daß ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Das latente elektrostatische Bild wird dann entwikkelt und das entwickelte Bild wird auf eine Trägerfläche übertragen, um eine endgültige Kopie des Originale zu bilden.

Außer für die Aufladung der Abbildungsfläche eines xerographysehen Systems vor der Belichtung werden Koronavorrichtungen auch noch für eine Vielfalt anderer Funktionen in dem xercgraphischen Prozeß verwendet. Beispielsweise unterstützen Koronavorrichtungen die übertragung eines elektrostatischen Tonerbildes von einem wiederverwendbaren Photorezeptor auf ein Übertragungselement, das Haften und Lösen von Papier an dem bzw. von dem Abbildungselement, das Vorbereiten der Abbildungsfläche vor, während und nach der Ablagerung von Toner auf dieser Fläche, um die Qualität der dadurch erzeugten xerographisehen Kopie zu verbessern. Zur Ausübung vieler der oben genannten Funktionen werden Koronaeinrichtungen sowohl des Gleichspannungstyps (Gleichspannung an die Koronode angelegt) als auch des Wechselspannungstype (Wechselspannung an die Koronode angelegt) verwendet.

Sie herkömmliche Form einer Koronaentladungsvorrichtung zur Verwendung in Reproduktionssystemen des obigen Typs ist allgemein in der ÜS-PS 2 836 725 gezeigt, in der eine leitende Koronaelektrode in der Form eines langgestreckten Drahtes an eine Korona erzeugende Gleichspannung angeschlossen 1st· Der Draht ist teilweise von einer leitenden Abschirmung umgeben, die gewöhnlich elektrisch geerdet ist. Die aufzuladende Oberfläche befindet sich in einem Abstand von dem Draht auf der zur Abschirmung entgegengesetzten Seite und ist auf einer geerdeten Unterlage mqntiert. Alternativ kann eine Koronavorrichtung des obigen Typs auch in der Weise mit Spannung belegt

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sein, wie sie in der US-PS 2 879 395 gelehrt wird. Hierin ist eine Korona erzeugende Wechselspannung an die leitende Drahtelektrode angelegt und eine Gleichspannung an die leitende Abschirmung, die die Elektrode teilweise umgibt, um den Ionenfluß von der Elektrode zu der aufzuladenden Oberfläche zu regulieren. Es sind auch noch andere Vorspannanordnungen im Gebrauch, die hier nicht im einzelnen beschrieben werden.

IUt solchen. Koronavorrichtunfjsn 3ind schon von Anfang an einige Probleme verbunden. Ein Hauptproblem ist ihre Unfähigkeit, auf einer Abbildungsfläche eine verhältnismäßig gleichmäßige negative Ladung aufzubringen. Ein weiteres Problem liegt in der Bildung chemischer Verbindungen an der Koronode, wodurch gelegentlich die Funktion der Koronavorrichtung beeinträchtigt wird. Noch ein anderes Problem ist die Verschlechterung der Aufladeleistung durch Toneransammlungen an der Koronode und der umgebenden Abschirmung. Koch eine andere Schwierigkeit ist eine Vibration des Drahtes, die zur Bogenbildung und einem Bruch des Drahtes führt. Diesen Problemen wendet sich unter anderem die oben erwähnte Patentanmeldung speziell zu, in der eine neue Konfiguration der Koronaentladung vorgeschlagen wird, die die beschriebenen Probleme und auch andere bei älteren Koronavorrichtungen auftretende Probleme wesentlich reduziert oder mildert, wie hierin noch genauer erläutert wird·

Kurz zusammengefaßt offenbart die oben erwähnte Anmeldung eine neue Koronavorrichtung zur Verwendung in elektrostatischen Reproduktionsmaschinen, die einen Koronaentladungsdraht aufweist, der mit einem verhältnismäßig dicken dielektrischen überzug bedeckt ist, dessen Dicke ausreicht, um zu verhindern, daß Leitungsstrom von dem Draht fließt· Die Erzeugung von La- -dung geschieht mittels einer Spannung an der dielektrischen Oberfläche, die durch kapazitive Kopplung durch das dielektrische Material hindurch errichtet wird. Die Höhe des Ladungeflusses zu der aufzuladenden Oberfläche wird durch Anlegen einer Gleichvorspannung an einer leitenden Abschirmung regu-

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liert, die nahe oder angrenzend an der Elektrode vorgesehen ist.

Die vorstehend beschriebene Koronavorrichtung, die in der erwähnten US-Patentanmeldung Serial-Nr. 595 656 offenbart ist, löst zwar vieloanderen bekannten Koronaeinrichtungen eigene Probleme, es ist jedoch erstrebenswert, eine Koronavorrichtung »u schaffen, die im Betrieb für vorgegebene Betriebspotentiale höhere Ladeströme erzeugt. Höhere Stromwerte werden "bei bisherigen Vorrichtungen gev/öhnlich dadurch erzielt, daß die Betriebsspannungen der Koronavorrichtungen angehoben werden. Bekanntlich erzeugen jedoch Koronavorrichtungen, wenn sie bei relativ hohen Spannungen betrieben werden, eine größere Kenge von Ozon, die zu einem Gesundheitsrisiko werden kann, wenn sie nicht richtig kontrolliert wird. Höhere Betriebsspannungen tendieren also zu einer Erzeugung höherer Ozonmengen· Aus diesem Grund wäre es vorteilhaft, eine Koronavörrichtung zu schaffen, die einen vorgegebenen Ladestrom bei einem niedrigeren Erregungspotential liefert, als dies mit bisherigen Vorrichtungen möglich ist. Zudem sind niedrigere Erregungspotentiale ein Vorteil für sich, weil sie die Kosten reduzieren und die Spannungsversorgungsanlagen, Isolation usw. vereinfachen.

Sin weiterer Nachteil herkömmlicher Koronaentladungsvorrichtungen (ein Problem, das auch von der verbesserten Koronavorrichtung der US-Patentanmeldung Serial-Nr. 595 656 geteilt wird) ergibt sich aus der Tatsache, daß die Koronaelektrode oder der Koronadraht solcher Vorrichtungen gemeinhin zwischen dielektrischen Stutzblöcken an den entgegengesetzten Enden der Vorrichtung aufgehängt ist. Diea hat einmal den Nachteil, dem Durchmesser der Elektrode eine untere Grenze zu setzen, da die Elektrode eine ausreichende Zugfestigkeit haben muß, um im gespannten Zustand gehaltert zu werden und unter wechselnden Betriebsbedingungen in der gleichen relativen Lage zu bleiben. Auoh die Ausdehnungskoeffizienten sind natürlich bei der Wahl einer geeigneten Elektrode für solche bisherigen Koronavor-

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richtungen wichtig. Zudem neigt eine in der oben beschriebenen Weise aufgehängte Elektrode dazu, aufgrund der hohen elektrischen Felder, in denen sie aufgehängt ist, zu vibrieren» Ein weiterer Nachteil der Aufhängung der Koronode im gespannten Zustand zwischen Stutzblöcken ist, daß der Draht selbst sich nur schwer durch Abreiben reinigen läßt.

Ein weiterer Mangel bekannter Koronavorrichtungen ist, daß sie verhältnismäßig voluminös sind. Dies .Lei; in erster lirin dem ungenutzten Raum zwischen der Koronode und der umgebenden Abschirmung und in zweiter Linie der Abschirmungskonstruktion selbst zuzuschreiben, die allgemein einen U-förmigen Querschnitt hat, um die Koronode teilweise einzuschließen.

Ein Ziel der Erfindung ist es daher, eine kompaktere Konstruktion für eine Koronavorrichtung zu schaffen, und speziell eine kompaktere Koronavorrichtung des Typs, wie er in der US-Patentanmeldung Serial-Nr. 595 656 ( ) beschrieben ist.

Weiter bezweckt die Erfindung eine Koronavorrichtung, in der die Koronaelektrode oder Koronode nicht dadurch, daß sie lose in einem elektrischen Feld aufgehängt ist, einer Vibration unterworfen ist. Die Erfindung will ferner eine Anordnung vorsehen, bei der die Koronode auf ihrer Länge starr abgestützt ist, um eine feste Oberfläche zu bieten, die sich bequemer reinigen und genauer in die richtige Lage bringen läßt·

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Koronavorrichtung su schaffen, die derart funktioniert, daß sie eine vorgegebene Höhe des Ladestromes bei Betriebsspannungen erzeugt, die unter solchen liegen, die in Ubliohen Koronavorrichtungen benötigt wurden, und unter denen, die in der in der oben erwähnten US-Patentanmeldung beschriebenen Konstruktion erforderlich sind.

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Außerdem will die Erfindung eine Koronavorrichtung vorsehen, die weniger Ozon erzeugt als bisher verwendete Vorrichtungen.'

Diese und weitere Ziele werden gemäß der Erfindung durch eine Koronaentladungsvorrichtung erreicht, die eine Koronaentladunnrselektrode und ein leitendes Vorspannungselement oder eine Abeohirmung aufweist, die nächst der Elektrode angeordnet ist, und deren Elektrode einen Draht umfaßt, der mit einem verhältnismäßig dicken dielektrischen Material tibersogen i3t, co önS nur ein vernachläosigbarer Fluß von Leitungsstrom durchgehen kann. Die Erzeugung von Ladung geschieht mittels einer Spannung, die an der dielektrischen Oberfläche durch kapazitive Ankopplung durch das dielektrische Material hindurch errichtet wird. Der Ladungsfluß zu der aufzuladenden Oberfläche wird mit Hilfe einer Gleichvorspannung reguliert, die an ein leitendes Vorspannungselement angelegt wird und zwischen der aufzuladenden Oberfläche und dem Element ein gleichgerichtetes elektrisches Feld errichtet, um die gewünschte Ladung auf die Oberfläche zu lenken oder fegen. Die Elektrode ist auf annähernd ihrer gesamten Länge in Kontakt mit einer Stützfläche, die entweder isolierend oder leitend sein kann· Wenn das Stützelement leitend ist, kann es ebenfalls vorgespannt werden, um eine Steuerfunktion auszuüben. Wenn die Stützfläche ein Dielektrikum ist, muß in sehr enger Nachbarschaft zur Elektrode ein leitendes Element angeordnet sein, wie später noch beschrieben wird. Das Vorspannelement kann die Form einer ebenen leitenden Platte haben, die selbst die Elektrode abstützt, aber von dem Draht durch den dielektrischen Überzug isoliert ist. Alternativ kann das Vorspannelement auch aus einem dünnen leitenden Körper bestehen, der von einem dielektrischen Stützblock getragen wird, welcher dazu dient, die Handhabung und Wartung der Vorrichtung sicherer zu machen, indem er den Kontakt mit dem unter Spannung stehenden Element verhindert· Sie leitenden Vorspannelemente können durchgehend oder unterteilt sein oder sonstwie konstruiert sein_v solange sie nur ausreichend nahe an*der Elektrode angeordnet sind, wie später

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noch genauer "beschrieben wird·

Ein bevorzugter Erfindungsgedanke liegt in einer Koronaentladungevorrichtung, die eine Koronaentladungselektrode im Kontakt oder in kleinem Abstand von einer leitenden Abschirmelektrode aufweist, wobei die Entladungselektrode einen leitenden Draht umfaßt, der mit einem verhältnismäßig dicken dielektrischen Material überzogen ist, so daß kein Leitungsetrom hindurchfließen kann. Wenn dio Elektrode vor. der Ab schirm· mc bs-· abstandet ist, wird sie auf ihrer länge von einer dielektrischen Fläche getragen und wenn sie mit der Abschirmung in Kontakt ist, kann die Abschirmung selbst die Abstützung für den Draht auf dessen länge bilden oder alternativ kann die Abetützung von einer dielektrischen Unterlage vorgesehen sein, auf der die Abschirmung angebracht ist. Das Aufbringen von Ladung auf die photoleitende Oberfläche geschieht mit Hilfe eines elektrischen Feldes, das die von der Entladungselektrode erzeugten Ladungen trennt. Diese Ladungen werden von einer Wechselspannung erzeugt, die an die Entladungselektrode angelegt ist. Der Ladungsfluß zu der aufzuladenden Oberfläche wird mit Hilfe einer Gleichvorspannung reguliert, die an die Absohirmelektrode angelegt wird·

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigern

Fig.1 eine erläuternde Schnittansicht der erfindungsgemäßen Koronaauflad eanordnung;

Fig.2 eine perspektivische Ansicht einer Auefuhrungsform der Erfindung}

Fig·3 ein Diagramm, das den von der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelieferten Gleichstrom als Funktion der zwischen der Abschirmung und dem die zu ladende Oberfläche tragenden Substrat angelegten Vorspannung für verschiedene Wechaelstrom-Erregungspotentiale des Drahtes veranschaulicht;

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Pig.4 eine Ausführungsform der Erfindung, die durch aufeinanderfolgendes Aufdampfen von Elementen auf ein Substrat konstruiert ist j und

Fig.5 eine andere Ausführungsform der Erfindung, in der die leitenden Abschirmeletaente einen Abstand von der Koronaelektrode haben.

In den Fig.1 und 2, in denen ein Ausführungobeiapiel der Erfindung gezeigt ist, ist die erfindurt&ügemäße Koronavorrichtung 10 nächst einem Abbildungselement 50 einer herkömmlichen xerographi sehen Reproduktionsmaschine angebracht dargestellt* Die Konstruktioneinzelheiten des Abbildungselementes 50 sind in der Technik bekannt und nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung. Kurz gesagt umfaßt das Abbildungselement 50 jedoch eine photoleitende Fläche 55 auf einem leitenden Substrat 56. Während des Betriebs des xerographisehen Systems wird öas leitende Substrat 56 auf einem Bezugspotential gehalten, gewöhnlich an Masse. Während eines typischen Zyklus einer xerographischen Reproduktionsmaschine wird das Abbildungselement einige Male zu verschiedenen Zwecken Ladungsablagerungen von Koronavorrichtungen ausgesetzt·

Der Koronagenerator der Erfindung weist eine Koronode oder Koronaentladungselektrode 11 in der Form eines leitenden Drahtes

12 auf, der einen verhältnismäßig dicken dielektrischen überzug

13 hat. Der Draht 12 und der Überzug 15 haben in der Darstellung kreisförmigen Querschnitt, doch sind auch andere Querschnitte, beispielsweise quadratische oder rechteckige, brauchbar·

Die Koronode 11 ist in Kontakt mit einem leitenden Vorspannelement oder einer Abschirmung 14 gehaltert und das Element 14 ist an einem dielektrischen Stützblook 15 angefügt, auf diesem aufgesetzt oder von ihm gehaltert. Das Element 14 kann die Form eines dünnen Metallbleches oder einer Metallplatte haben, die an dem Block 15 befestigt ist. Das Element 14 v/ei st

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eine frei liegende, der Koronode 11 zugekehrte ebene Fläche auf, die mit der Koronode in Kontakt ist. Das Element 14 1st an irgendeinem geeigneten Teil, vorzugsweise außerhalb des Koronaentladungsbereiches, mit einem Anschluß oder einer geeigneten Verbindung zum Anlegen eines elektrischen Potentials versehen, wie in Pig.2 bei 22 dargestellt. Wie deutlich aus Pig.2 ersichtlich, kann der Draht 12 mit seinen Enden an Anschlüssen 16 befestigt sein, über die ein Korona erzeugendes Potential angelegt wird, wie später noch genauer erläutert wird. Alle Teile der Anschlüsse 16 und des Drahtes 12 außerhalb des Koronaentladungsbereiches sind vorzugsweise mit einem dicken dielektrischen oder isolierenden Material überzogen, um eine Bogenbildung zu benachbarten Flächen zu verhindern. Der Draht 12 ist an den Klötzen 16 derart angeschlossen, daß der dielektrische überzug 13 entlang dem größten Teil der Koronode 11 in Kontakt mit dem Element 14 gehalten wird.

In der in Fig.2 gezeigten Anordnung dient der Block 15 wie ersichtlich als feste Abstützung sowohl für die Elektrode 11 ala auch für das leitende Element 14. Die Abbildungsfläche 50 ist auf der zu dem leitenden Element 14 und dem Stütablock 15 entgegengesetzten Seite der Koronode 11 angeordnet·

Das elektrische Erregungββohema der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung ist ähnlich dem in der oben erwähnten US-Patentanmeldung Serial-Nr. 595 656 beschriebenen, auf die hiermit verwiesen wird. Zwischen dae Substrat 56 und den Koronadraht 12 ist eine Wechselspannungequelle 18 gelegt und die Höhe der Wechselspannung ist so gewählt, daß eine Koronaentladung an der Elektrode 11 erzeugt wird·

Das Vorspannelement oder die Abschirmung 14 haben die Funktion, Höhe und Polarität der zu der Oberfläche 50 angelieferten Ladung zu steuern. Zu diesem Zweck ist mit dem Element 14 ein Schalter 22 verbunden, der je nach seiner Stellung bewirkt, daß die Koronavorrichtung entweder in einem ladungsneutrali-

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sierenden Betriebsmodus oder in einem ladungsablagernden Betriebsmodus arbeitet. Wenn der Schalter 22 die gezeigte Stellung hat, liegt das Element 14 der Koronavorrichtung über eine Leitung 24 an Erde, in dieser Stellung wird zwischen dem Vorspannelement 14 und der Fläche 50 kein Gleichspannungsfeld erzeugt. Wenn der Schalter 22 die gestrichelt angedeutete untere Stellung einnimmt, ist eine Spannungsquelle 23 angeschlossen und eine negative Ladung wird zur Photoleiterfläche 50 getriebon, wie noch genauer erklärt wird, wobei die Stürze der abgesetzten Ladung von der Höhe der angelegten Spannimg abhängt. In der anderen gestrichelten Stellung des Schalters 22 ist die positive Klemme einer Gleichspannungaquelle 27 mit dem Element 14 verbunden. Unter diesen Umständen bringt die Koronavorrichtung eine positive Nettoladung auf die Oberfläche 50 auf, deren Höhe von der Höhe der an das Vorsparuielement 14 angelegten Gleichspannung abhängt·

Der Draht 12 kann aus irgendeinem gebräuchlichen leitenden Drahtmaterial sein, beispielsweise rostfreier Stahl, Gold, Aluminium, Kupfer, Wolfram, Platin o.dgl. Der Durchmesser des Drahtes 12 ist nicht entscheidend und kann beispielsweise zwischen 12 und 381 um, vorzugsweise etwa 76 bis 152 μια betragen·

Als überzug 13 kann jedes geeignete dielektrische Material verwendet werden, das unter der angelegten Korona-Wechselspannung nicht durchschlägt und unter den in einer Koronavorrichtung herrschenden Bedingungen chemischen Angriffen widersteht. Anorganische Dielektrika haben sich dafür als geeigneter erwiesen ale organische Dielektrika aufgrund ihrer höheren Durchschlagfestigkeit und ihrer größeren Widerstandsfähigkeit gegen chemische Korrosion in der Koronaumgebung und gegen das Ionenbombardement·

Die Dicke des in der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung verwendeten dielektrischen Überzugs 13 ist so groß, daß praktisch kein Leitungsstrom oder Ladegleichetrom durch den Üöer-

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möglich ist. Im typischen Fall ist die Dicke so gewählt, daß der kombinierte Durchmesser von Draht und Dielektrikum in den Bereich von 0,089 bis 1,2 mm fällt, v/obei die typische Dichte des Dielektrikums zwischen 38 und 635 /im beträgt, womit eine ausreichend hohe Durchschlagfestigkeit des Dielektrikums gegeben ist. Einige im Handel erhältliche Gläser haben sich im Versuch als gut geeignet für das dielektrische überzugmaterial erwiesen. Der gewählte Glasüberzug muß frei von Blasen und Einschlüssen sein und einen guten Kontakt mit dem Draht, auf dem er angebracht ist, herstellen oder diesen Draht benetzen. Andere mögliche überzüge sind keramische Materialien» wie beispielsweise Tonerde, Zirkonerde, Bornitrid , Berylliumoxid und Siliziumnitrid. Organische Dielektrika, die in einer Koronaentladung ausreichend stabil sind, können ebenfalls verwendet werden.

Die Frequenz der Wechselstromquelle 18 kann im Bereich von 60 Hz Netzspannung bis zu einigen Megahertz breit variieren. Die Vorrichtung wurde bei 4 kHz betrieben und getestet und arbeitet, wie sich herausgestellt hat, auch zufriedenstellend unter den typischen Bedingungen des xerographischen Verfahrene im Bereich zwischen 1 kHz und 50 kHz.

Das Vorspannelement oder die Abschirmung 14 ist in der Darstellung eben und rechteckig geformt. Doch können verschiedene Formen mit befriedigenden Ergebnissen verwendet werden. Fig.5 zeigt eine Variation in Konfiguration und Lage der Abschirmung, die später noch erläutert wird.

Nachstehend sind typische Abmessungen und Konstruktionsäeteile für eine erfindungegemäße Vorrichtung nach Fig.1 aufgezählt:

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-Mo

Element

Substrat oder
Block 15

Abschirmung 14

Draht 12

Dielektr.
Überzug 13

Abmeoaungen

3 χ 0,5 x 45 cm

1 χ 2,5 · 10"⁵ χ 40 cm

Außen- 7,5 · 10~⁵ cm Länge 45 cm

Außen- 7,5 · 10 cm Länge 45 cm

Materiel

Lucite oder ein anderes Isolationsmaterial

Aluminium, Nickel oder ein anderes leicht aufdampfbares Metall

Gleiches Materie.! wie Abschirmung oder Ytolframdraht

Glas oder ein anderes aufdampfbares oder aufschichtbares Dielektrikum

Betrieb als Neutralieierungovorrichtung

Bei der Stellung des Schalters 22 gemäß Pig.1, in der die Abschirmung 20 geerdet ist, arbeitet die Vorrichtung in der Weise, daß sie jede auf der Oberfläche 14 vorhandene Ladung von sich aus neutralisiert. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß aufgrund des dicken dielektrischen Überzugs 13 auf dem Draht 12 kein nutzbarer Ladegleichstrom durch die Elektrode 11 geht·

Die Funktion der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung in dem neutralisierenden Betriebsmodus ist die gleiche wie die Funktion der in der oben erwähnten US-Patentanmeldung Serial-Nr. 595 656 beschriebenen Vorrichtung und hat die gleiche angestrebte Eigenschaft, keinen nutzbaren Ladegleichstrom zu einer benachbarten Oberfläche zu schicken, wenn diese Oberfläche auf dem gleichen Potential gehalten wird wie das Vorspannelement oder die Abschirmung. Der Grund für diese Eigenschaft ist, wie in der erwähnten Patentanmeldung genauer diskutiert wird,

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daß der dicke dielektrische Überzug auf dem Draht eine Nettoladung annimmt, um die größere Mobilität negativer Ladungen zu kompensieren. Diese Nettoladung zwingt die Koronavorrichtung, während jeder Wechselstromperiode gleiche positive und negative Ladungen auf der ladungssammelnden Fläche abzusetzen. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewirkt dieser Ladungsaufbau auch, daß die Elektrode 11 in fester Anlage an der Abschirmung 14 gehalten wird· . ~ '

Auf diese Weise wird also eine Oberfläche, beispielsweise 55 in Fig.1, durch die Koronavorrichtung 10 vollständig neutralisiert (bei fest ausgezogener Schalterstellung 22), wenn diese Fläche ausreichend lang mit der Vorrichtung in ladungsempfangender Beziehung stehen kann·

Ein besseres Verständnis dafür, warum die erfindungsgemäße Koronavorrichtung im Betrieb eine benachbarte geladene Oberfläche vollständig neutralisiert, kann aus Fig·3 gewonnen werden, die Kennlinien der Vorrichtung veranschaulicht·

In Fig.3 ist der von der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung gelieferte Ladegleichstrom I als eine Funktion des Potentials V_e« von der Abschirmung 14 zur leitenden Platte 56 bei ver-

schiedenen Wechselstrom-Erregungspotentialen V_w dargestellt·

An dieser Stelle sei erwähnt, daß Fig.3 in erster Linie gezeigt ist, um das Verständnis für das typische Verhalten der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung zu fördern, und daß diese Fig· nicht die Charakteristika einer speziellen Ausbildungsform darstellen soll, da solche spezifische Werte eine Funktion einer Vielzahl von Parametern sind.

In Übereinstimmung mit der obigen Erläuterung der Funktion einer erfindungsgemäßen Koronavorrichtung als ladungsneutralisierende Einrichtung ist aus Fig.3 ersichtlich, daß der Ladestrom I 0 ist, wenn das Potential zwischen der Platte 56 und

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dem Element 14 O ist. Dies steht natürlich im Gegensatz zu früheren Vorrichtungen, die eine negative Nettoladung auf ein.e aufladbare Oberfläche liefern, die auf dem gleichen Potential gehalten ist wie die umgebende Abschirmung. Diese charakteristische Eigenschaft bleibt gültig unabhängig von der Erregungsspannung V des Drahtes, wie aus Hg.3 ersichtlich·

Betriebsweise zum Absetzen einer Nettoladung

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung zum Ab se*::; on einer spezifischen Nettoladung auf einer Abbildungsfläche wird dadurch hergestellt, daß der Schalter 22, Pig.1, in eine der gestrichelt gezeigten Stellungen gebracht wird, wodurch an die Abschirmung 14 ein veränderbares Gleichstrompotential von entweder positivem oder negativem Vorzeichen bezüglich der Oberfläche 56 angelegt wird.

Wenn der Schalter 22 so umgelegt wird, daß er die Spannungsquelle 23 mit der Abschirmung 14 verbindet, ist die Spannung gegen Erde V_„ zwischen der Abschirmung 14 und der leitenden

⁸P Platte 56 negativ. Wenn der Schalter 22 so gestellt ist, daß er die Spannungequelle 27 mit der Abschirmung 14 verbindet, ist

V__ positiv. Aus Pig.3 kann man sehen, daß bei positivem V_e^ ⁸P ⁸P

(Quelle 27 mit Abschirmung 14 verbunden) der Ladestrom von der Koronavorrichtung positiv ist und langsam und bei niedrigen Werten von V_o_ linear zunimmt, dann bei höheren V_ -V/erten ex-

Bp Bp

ponential wächst. Ein ähnlicher Anstieg des negativen Ladestromes I ist festzustellen, wenn die Quelle 27 mit der Abschirmung 14 verbunden ist, und der Ladestrom nimmt fortschreitend in negativer Richtung zu·

Um eine genauere Vorstellung von den in Fig.3 gezeigten Werten zu erhalten, der Bereich B liegt allgemein zwischen 4 und 20 yUA/cm Elektrodenlänge und der Bereich A liegt zwischen 2 und 6 kV, wobei V_fl - Vw₅ in dem Bereich von 2000 bie 2700 V Wechselspannung liegen. Der exponentiell Anstieg des Ladestroms erlaubt also, unter ,Verwendung praktischer Vorspannungen einen

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verhältnismäßig großen Ladestrom zu erzielen.

Dieser exponentiell Anstieg des Ladestromes I als Funktion der zunehmenden Vorspannung von der Abschirmung zur Platte V ist ein offensichtlicher Vorteil in Situationen, wo eine rasche Aufladung eines Photorezeptors erwünscht ist, wie bei der anfänglichen Aufladung eines Photorezeptore in dem xerographiechen Verfahren. Ba die Arbeitsgeschwindigkeiten des xerographiechen Systems zunehmen, ist die Fähigkeit, Ladeströme solcher Höhe aufzubringen, außerordentlich wichtig.

Der exponentiell Anstieg des Ladestroms, wie er oben geschildert wurde, steht generell im Gegensatz zu dem Stroraanstieg bei früheren Koronavorrichtungen und bei Koronavorrichtungen des Typs, wie er in der erwähnten US-Patentanmsldung gezeigt ist. Solche Stromanstiege sind in Pig.3 mit gestrichelten Linien angedeutet. Wie man sieht, steigen die gestrichelten Kennlinien allgemein linear mit der Zunahme des Potentials von der Abschirmung zur Platte.

Der endgültige Potentialwert, auf den die Bammelnde Fläche durch die erfindungsgemäße Koronavorrichtung gebracht wird, ist in Höhe und Vorzeichen gleich der an die Abschirmung angelegten Vorspannung V_. Wenn also über den Schalter 22 der Pig.1 ein positives Potential von + Z Volt an die Abschirmung gelegt wird, würde die Abbildungsfläche 55 auf eine Spannung zur Erde von X Volt aufgeladen, wenn man eine genügend lange Ladezeit annimmt. Wenn die Abschirmung mit einer Spannung von - X Volt vorgespannt wird, lädt sioh die Oberfläche 55 auf eine endgültige Spannung von - X Volt auf. Wenn die aufzuladende Fläche ein Potential erreicht, das gleich dem an die Abschirmung angelegten ist, wird kein weiterer Ladestrom entnommen und die Ladung auf der Oberfläche bleibt dann unverändert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet also in ähnlicher Weise wie die in der US-PS 2 879 395 beschriebene Aufladevorrichtung und auch wie die in der erwähnten Patentanmeldung gezeigte Vorrichtung. Zwar ist die endgültige Aufladung, die

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erzielt wird, die gleiche, aber die pro Zeiteinheit von der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgesetzte Ladung ist sehr viel größer, wie in Fig.3 gezeigt.

Die oben beschriebene charakteristische Eigenschaft, das Potential der aufladbaren Fläche auf einen stetigen Zuetand oder endgültigen Viert zu bringen, der gleich der Vorspannung an der Abschirmung ist, ist aus den Kurven der Fig.3 ersichtlich, die anzeigen, daß der ladestrora I sich O nähert, wenn die Differenz zwischen dem Potential der Platte und dem Potential der Abschirmung sich 0 nähert.

Die Funktion der Vorspannung V_e„ an der Abschirmung zur Bestin-

Bp

mung der endgültigen Nettoladung auf einer benachbarten Oberfläche soll aus der folgenden Erläuterung verständlich werden. Zunächst sei angenommen, daß sich sowohl die Abschirmung 14 als auch die aufzuladende Fläche 55 auf Erdpotential (V__ = O)

sp

befinden. Unter diesen Voraussetzungen gibt es, obwohl die Koronaentladung kontinuierlich positive Ionen, negative Ionen und Elektronen erzeugt, keinen merklichen Nettostrom weder zu der Abschirmung, noch zu dem Ladungsempfänger. Die ist so, weil in der negativen Halbperiode der an die Koronode angelegten Wechselspannung die Abschirmung nahezu alle negative Ladung empfängt, während in der nachfolgenden positiven Halbperiode eine gleiche Menge positiver Ladung an die Abschirmung geliefert wird. Dieser Zustand ist, wie früher erklärt, eine Folge des dicken dielektrischen Überzuges, der keinen nutzbaren Koronodegleichstrom zuläßt. Ohne einen dielektrischen überzug würde ein Nettostrom auftreten, da die positiven und negativen Ladungeträger unterschiedliche Mobilität haben. In der vorliegenden Erfindung nimmt die Oberfläche des dielektrischen Überzugs eine Nettoladung an, die gerade den Effekt der Mobilitätsunterschiede ausgleicht. Diese Wirkung ist der Vorrichtung eigen und die Oberflächenladung stellt sich automatisch auf den riohtigen Wert ein und kompensiert dabei Änderungen der Feuchtigkeit, der Temperatur, des Drucks und andere Schwankun-

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gen in den Eigenschaften des Gases, denen die Vorrichtung ausgesetzt ist. Wenn V « 0, wird also jede von der Oberfläche 55 mitgeführte Ladung zu O reduziert. Wenn die Oberfläche zu Beginn neutralisiert ist, bleibt sie so.

Wenn eine Spannung V__ an die Abschirmung angelegt wird, wird

^BP zwischen der Abschirmung und der aufzuladenden Oberfläche ein elektrisches Feld erzeugt. Dieses elektrische Feld trennt die positiven und negativen Ladungen und treibt sie zu den entcrwechenden Oberflächen. Positive Ladungen bewegen sich zu der negativ vorgespannten Oberfläche und negative Ladungen wandern zu der positiv geladenen Oberfläche. Wenn die Abschirmung bezüglich der ladungsempfangenden Fläche positiv vorgespannt ist, wird ein beträchtlicher Anteil der in der Nähe des Draht*3 befindlichen positiven Ionen während der an die Koronode angelegten positiven Halbperlode der Spannung zu der ladungsempfangenden Fläche gelenkt. Entsprechend wird in der negativen Halbperiode ein unerheblicher Anteil negativer Ladungen zu der ladung sempfangenden Fläche geschickt. Diese kombinierten Wirkungen ergeben einen Nettogleichstrom zu der Ladungsempfangsflache und einen gleichgroßen und entgegengesetzten Strom zu der Abschirmung. Dieser Prozeß geht weiter, bis die Oberfläche 55 das Potential der Abschirmung erreicht und V zu 0 reduziert wird. Die Umkehrung des oben beschriebenen Vorganges findet statt, wenn an die Abschirmung bezüglich der ladungsempfangenden Fläche über die leitende Platte 56 ein negatives Potential angelegt wird.

Hervorragende Eigenschaftan

Wie bereits erwähnt, hat die erfindungsgemäße Koronavorrichtung viele hervorragende Vorzüge, von denen sie einige mit der Koronavorrichtung der US-Patentanmeldung Serial-Nr. 595 656 ( ) teilt. Die gemeinsamen Vorzüge

werden nun kurz beschrieben: Die erfindung8gemäße Vorrichtung wird nicht so rasch wie frü-

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here Vorrichtungen durch chemisches Wachstum an ihrer Oberfläche verschlechtert. Tatsächlich haben Versuche ergeben, daß die , Nutzlebensdauer einer nach der Erfindung konstruierten Koronavorrichtung vorsichtig ausgedrückt drei bis viermal länger ist als die herkömmlicher Koronavorrichtungen.

Die Gründe für diese unerwartete Zunahme der Nutzlebensdauer sind zwar nicht vollständig bekannt, doch mag das Folgende zu diesen Resultaten beitragen. Zwar schreitet das Wachstum sowohl an den Metall- als auch an den Glasoberflächen etwa mit der gleichen Geschwindigkeit voran, doch die Anwüchse auf einer metallischen Oberfläche ändern die Natur der Oberfläche und verhindern schließlich eine Korona an den Wachstumsstelleru Andererseits wirken Anwüchse auf einer dielektrischen oder Glasoberfläche hauptsächlich als Verlängerungen der dielektrischen Fläche und beeinträchtigen demzufolge den Koronaeffekt nicht wesentlich.

Außerdem werden vermutlich einige Anwüchse teilweise durch lokalisierte Durchgriff- oder Durchschlageffekte verursacht, die von dem Aufbau einer Ladung über einer isolierenden Ablagerung oder einem solchen Anwuchs stammen. Wenn die Ladung über der Ablagerung groß genug wird, tritt quer durch die Ablagerung eine lokalisierte Entladung auf, die noch mehr schwerwiegende Anwüchse verursacht. Die genannten Effekte sind in der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung dadurch beseitigt, daß der dicke dielektrische Überzug vorgesehen ist, dessen Durchschlagfeld im Betrieb der Vorrichtung nicht überschritten wird.

Ein weiterer Faktor, der mit den chemischen Anwüchsen auf der Elektrode in Beziehung steht, ist die Oberflächenstruktur« Der Augenschein läßt vermuten, daß rauhe Draht ob erfläch en viel leichter zur Bildung von Anwüchsen tendieren. Da der erfindungsgemäße dielektrische Überzug mittels verschiedener Beschich·« tungstechnlken aufgebracht werden kann, ist eine glattere Aussenfläche möglich. Dies gilt insbesondere für Glas als Dielek-

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trikum, bei dem eine spiegelglatte Oberfläche möglich ist·

Wie sich herausgestellt hat, sammelt die erfindungsgemäße Koronavorrichtung beim Gebrauch in einer xerographisehen Umgebung weniger Toner an und wird von einer solchen Anhäufung weniger beeinträchtigt. Aufgrund der Einwirkung der elektrischen Felder auf den Toner wird auf der Abschirmung der erfindungsgemäßen Koronavorriehtung, die mit einer Vorspannung der Abschirmung betrieben wird, weniger Toner abgelagert. IVi ansaerdem die erfindungsgemäße Koronavorrichtung gewöhnlich bei einer Frequenz von über 1 kHz betrieben wird, besteht eine Tendenz, eine geringere Nettoladung auf einem zirkulierenden Tonerpartikel abzusetzen, wodurch dessen Tendenz, zu einer Oberfläche angezogen zu werden, vermindert wird. Experimentelle Daten zeigen auch, daß der Toner, der auf den Oberflächen einer erfindungsgemäßen Koronavorrichtung abgesetzt wird, eine geringere Auswirkung auf die Leistung und Gleichmäßigkeit der Vorrichtung hat, im Vergleich zu bisher verwendeten Vorrichtungen·

Teils als Ergebnis der oben erwähnten günstigen Eigenschaften bezüglich der Toneransammlung und des chemischen Anwuchses und teilweise aufgrund von noch nicht bekannten Faktoren zeigt die erfindungsgemäße Koronavorrichtung eine hervorragende Verbesserung in der Gleichmäßigkeit der auf einem Photorezeptor abgesetzten negativen Ladung. Bei bisherigen Koronavorrichtungen mit nacktem Draht kann die Höhe der von diskreten Bereichen entlang der Drahtlänge gelieferten Ladung zwischen + 75 $> schwanken bei Erregung durch eine negative Gleichspannung zur Erzeugung der Koronaentladung. Im Gegensatz hierzu erhält man, wenn die Vorrichtung gemäß Fig.1 mit einer negativen Abschir- · mungsvorspannung (Quelle 23 angeschlossen) betrieben wird, eine Schwankung von nur + 3 £ in der Dichte der abgesetzten Ladung entlang der zu dem Draht parallel laufenden Länge der aufzuladenden Oberfläche, wae mit bisher gebräuchlichen Koronavorrichtungen mit nacktem Draht vergleichbar ist, die mit einer positiven Gleichspannung erregt werden.

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Die vorstehenden Eigenschaften teilt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der in der US-Patentanmeldung Serial-Nr. 595 656 beschriebenen. Die nachstehend erwähnten Vorzüge sind der er- " findungsgemäßen Koronavorrichtung zusätzlich zu denen der Vorrichtung der erwähnten Patentanmeldung eigen.

A. Niedrigere Schwellenpotentiale

Die erfindungsgemäße Koronavorrichtung hat, wie sich herausgestellt hat, einen Schwellenwert des Drahtpotentials (das Potential auf dem Draht, bei dem die Koronaentladung beginnt), der um einen Paktor 5 kleiner ist als bei bisher bekannten Koronavorrichtungen mit nacktem Draht und bei der Koronavorrichtung der erwähnten US-Patentanmeldung, die eine Elektrode des gleichen Außendurchmessers hat. Ein erster Vorzug dieser Tatsache ist, daß die zum Betrieb der Vorrichtung benötigten Spannungsversorgungen aufgrund der niedrigeren Betriebsspannungen weniger kompliziert und kostspielig sind. Zudem erzeugen niedrigere Betriebsspannungen weniger Ozon, was eine höchst erwünschte Eigenschaft ist. Die niedrige Potentialschwelle für dis Koronaentladung bei der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung ist eine Folge des geringen Abstandes zwischen den felderzeugenden Elementen. Dieser geringe Abstand erzeugt eine hohe elektrische Feldstärke in den Bereichen 60, Fig.1, zwischen der Elektrode und der Abschirmung· Da das Schwellenpotential eine Funktion der elektrischen Feldstärke ist, ergibt dieses konzentrierte elektrische Feld ein niedrigeres Schwellenpotential.

B. Kompakte Bauart

Da das elektrische Feld in dem Bereich 60 nächst der Elektrode 11 aufgrund der Konfiguration der Koronavorrichtung sehr konzentriert ist, kann das Abschirmelement 14 selbst im Vergleich zu Abschirmkonstruktionen früherer Vorrichtungen sehr klein sein. Beispielsweise sind die Koronaabschirmungen früherer Anordnungen im typischen Fall von der Größenordnung 2 cm,

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wogegen die Abschirmung 14 nur wenige Millimeter groß oein muß. Die verminderte Größe der Abschirmung wird durch die erhöhte elektrische Feldstärke, die von den eng beabstandeten Elementen erzeugt wird, ermöglicht. Dies, in Kombination mit der Verminderung der Größe aufgrund der Anbringung der Elektrode 11 im Kontakt mit der Abschirmung, sorgt für eine sehr kompakte Koronavorrichtung.

C« Strukturelle Festigkeit

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung resultiert aus ihrer Festigkeit. Da die Elektrode 11 feut auf der Abschirmung 14 ruht, wird eine Vibration der Elektrode praktisch ausgeschaltet· Dies steht in starkem Gegensatz zu bisherigen Vorrichtungen, in denen die Elektrode zwischen isolierenden Endblöcken aufgehängt ist und dazu neigt, im Betrieb merklich zu vibrieren. Die Festigkeit der Abstützung der Elektrode erlaubt eine bequemere Reinigung der Elektrodenoberfläche durch Abreiben mit einem Schleifmittel. Bisherige Reinigungseinriohtungen mußten notwendigerweise mit einer unerwünschten Rücksichtnahme konstruiert werden, um einen Bruch oder ein Lockern der Elektrode zu vermeiden. Diese Probleme sind bei der erfindungsgemäßen Koronavorrichtung weitgehend beseitigt.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Aueführungebeispiels gezeigt und beschrieben worden; im Rahmen der Erfindung können jedoch für den Fachmann naheliegende Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden. Beispielsweise dient der Isolierende Block 15 der Fig.1 einfach dazu, eine isolierte Abstützung für die Abschirmung 14 und die Koronode 11 vorzusehen. Der Block 15 kann ganz entfallen und die Abschirmung 14 kann in der Form einer leitenden rechteckigen Platte, ähnlich der Form des Blockes 15, ausgeführt sein, die zum Stützen der Elektrode 11 geeignet ist. In dieser Konfiguration ist jedoch gewöhnlich ein isolierender Belag über der Platte erforderlich, um die Benutzer der Maschine und die Wartungstechniker

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gegen die hohen an die Platte angelegten Spannungen zu schützen, die einige tausend Volt betragen können und daher eina Gefahr darstellen· .

Die Elektrode 11 kann, statt daß sie nächst der Abschirmung 14 durch die Enden des Drahtes 12 gehaltert ist, auch mit Hilfe einer dünnen Epoxydschicht oder eines anderen geeigneten Klebstoffes auf der Abschirmung festgeklebt sein· Diese Konfiguration würde sogar erlauben, noch einen dünneren Draht 12 zu verwenden, da der Draht keine Halterungsfunktion nehr hat.

Weiter können das leitende Element H, der dielektrische Überzug 11 und der Draht 12 in einer der Lehre der Erfindung entsprechenden Konfiguration durch Aufdampfen der Materialien der betreffenden Elemente nacheinander erzeugt werden. Gemäß Fig.4, in der die Bezugsziffern Elemente kennzeichnen, die funktionell den gleichbesifferten Elementen der Pig.1 und 2 äquivalent Bind, wird zuerst ein leitendes Element 14 auf den dielektrischen Stützblock 15 aufgedampft. Dann wird eine erst3 dünne dielektrische Schicht 13 mit den für die Erfindung typischen Abmessungen in der Mitte und entlang der Länge des Elementes aufgedampft. Danach folgt die Auf dämpfung eines leitenden Materials 12 mit den für die Erfindung typischen Abmessungen, um teilweise die isolierende Schicht 13 zu überziehen· Zuletzt wird über das Drahtmaterial 12 eine Deckschicht 13 aus dielektrischem Material aufgedampft. Es werden geeignete Anschlüsse vorgesehen, um an die Elemente 14 und 12 Betriebsspannungen anzulegen·

In der Darstellung des Ausführungsbeispiels der Pig. 1 ist die Elektrode 11 auf ihrer gesamten Länge mit dem Abschirmelement 14 in Kontakt; selbstverständlich kann jedoch im Rahmen der Erfindung die Abschirmung in Querrichtung des Drahtes 12 geteilt oder unterbrochen sein, wobei Vorspannungen an jedes Segment angelegt werden.

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Ferner bleiben die erfindungsgemäßen Vorzüge einschließlich aas exponentiellen Stromverlaufes erhalten, selbst wenn die Elektrode einen sehr kleinen Abstand von dem Abschirmelement hat und auch wenn die Abochirmelemente andere Formen anstelle der ebenen Flächenform haben« Fig.5 zeigt z.B» eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung, in der die Bezugsziffern Elemente kennzeichnen, die funktionell den gleichbezifferten Elementen der Fig.1 und 2 äquivalent sind. Sie Koronaentladungselektrode 11 weist einen Draht 12 und einen dielektrischen Üυeraag

13 auf, wobei der Draht von einer Wechseletromquelle 18 beaufschlagt wird. Die Vorspann- oder Abschirmelemente 14 Bind von der Elektrode 11 beabstandet und haben die Form von Drähten, die sich parallel zu der Elektrode 11 entlang der Vorrichtung erstrecken. Die Abschirmelemente Ί4 sind an eine ein elektrisches Feld errichtende Gleichspannungsquelle 27 angeschlossen· Die aufzuladende Oberfläche 55 ist auf einem geerdeten Substrat 56 nächst der Ladevorrichtung 10 angebracht. Die Drähte

14 und die Elektrode 11 ruhen auf einer gemeinsamen ebenen Oberfläche des dielektrischen Blockes 15· Die Drähte 14 müssen sehr nahe an der Elektrode angebracht sein, um die in Fig.3 gezeigten Stromcharakteristiken zu gewährleisten. Der maximale Abstand zwischen den Elementen 14 und der Elektrode 11 ist zwar teilweise von der räumlichen Gestaltung der Vorrichtung und den Betriebespannungen abhängig, das eigentliche Ziel ist jedoch, in dem Baum zwischen den Drähten 14 und der Elektrode 11 ein ausreichend konzentriertes dichtes elektrisches Feld zu erhalten. Ein Abstand bis zu maximal einigen Elektrodendurchmessern ist im Betrieb zufriedenstellend. Dies ergibt in einem typischen Fall einen Abstand von bis etwa 0,15 onu

In Fig.6 sind zu beiden Seiten der gestrichelten Linie zwei alternative elektrische Erregungsechaltbilder gezeigt· In einem Schaltbild, das links von der gestrichelten Linie dargestellt ist, ist zwischen die Abschirmung 14 und den Draht 12 ein koronaerregendes Weohselstromsignal gelegt· Zwischen da3 Abschirmelement 14 und daa geerdete Substrat 56 ist ein Bezuge-

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potential gelegt. Das Bezugspotential, das positive oder negative Gleichspannung oder Erde sein kann, wird an die Abschirmung 14 durch Einstellen des Schalters 22 auf eine seiner drei Schaltstellungen, wie sie In der Zeichnung gezeigt sind, angelegt.

Das andere elektrische Erregungsschaltbild, das in Fig.6 rechte von der gestrichelten Linie gezeigt ist, legt das koronaerregende Wecheeistrompotential zwischen das Abschirmelement 14 und das geerdete Substrat 56. Der Draht 12 wird entweder auf einer positiven oder auf einer negativen Vorspannung oder auf Erdpotential gehalten, indem eine der drei alternativen Stellungen der Schaltanordnung 22' gewählt wird. Das zuletzt beschriebene Schaltschema ist zweckmäßig für einen Betrieb mit niedrigem Strom oder für die Absetzung von bipolarer Ladung. Für den Fachmann liegt auf der Hand, daß verschiedene Kombinationen der beiden Schaltschemen nützlich sein können.

Die gezeigten Auoführungsformen der Erfindung haben eine einzige Koronaelektrode 11, selbstverständlich können jedoch auch mehrere Elektroden verwendet werden·

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Claims

Ansprüche

1·) Koronavorrichtung, gekennzeichnet durch ein leitendes Element (14),
eine an das Element angrenzende Koronaelektrode (11), die einen leitenden Draht (12), überzogen mit einem dicken dielektrischen Material (13) umfaßt, wobei die Dicke des dielektrischen Überzugs (13) ausreicht, um zu verhindern, daß ein Leitungsetrom durch den Draht fließt, und wobei das Element (14) von dem Draht (12) elektrisch isoliert ist, und

Einrichtungen (18; 22-27) zum Anlegen einer Korona erzeugenden Wechselspannung an den Draht (12) und eines Be?..ugspotentials an das Element (14)·

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abbildungsfläche (55) und dadurch, daß die Elektrode (11) zwischen dem Element (14) und der Abbildungsflache (55) angeordnet ist·

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (14) eine flache Platte ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Abbildungsfläche (55) und dadurch, daß die Elektrode (11) zwischen der Abbildungsfläche und dem Element (14) liegt·

5· Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (13) Glas ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (14) eine flaohe Platte ist.

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch.eine Abbildungefläohe (55) und dadurch, daß die Elektrode (11) zwischen der Fläche (55) und der Platte (14) angeordnet iat.

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ORIGINAL INSPECTED

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugspotential Erde ist und daß die Wechselspannung symmetrisch um dieses Bezugspotential schwingt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsflache (55) eine photoleitende Schicht umfaßt, die auf einem leitenden Substrat (56) angebraoht ist, daß die Wechselspannung symmetrisch um das konstante gemeinsame Potential schwingt und daß das Bezugspotential ein konstantes Gleichstrompotential über oder unter dem Bezugspotential ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, aaß die Koronaelektrode (11) von dem leitenden Element (14) gestützt ist·

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dielektrischen Träger (15), an dem das Element (14) und die Elektrode (11) unbeweglich gehaltert sind.

12. Koronavorrichtung, gekennzeichnet durch ein leitendes Element (14),

eine an das Element angrenzende Koronaelektrode (11), die einen leitenden Draht (12), überzogen mit einem dicken dielektrischen Material (13), umfaßt, wobei die Dicke des dielektrischen Überzugs (13) ausreicht, um zu verhindern, daß ein Leitungsstrom durch den Draht (12) fließt, eine Abbildungsfläche (55) auf einem leitenden Substrat (56), die in der Nähe der Elektrode (11) angeordnet ist,

eine Einrichtung (18), um nächst der Elektrode (11) ein Korona erzeugendes elektrisches Wechselfeld zu errichten,

eine Einrichtung (22·) zum Erzeugen eines elektrischen Gleichfeldes in dem Baum zwischen dem Draht (12) und dem Substrat (56).

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13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (13) Glas ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13t dadurch gekennzeichnet, da3 das Element (14) eine flache Platte ist.

15. Vorrichtung nach Anspruoh 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Koronaelektrode (11) von dem leitenden Element (14) gestützt ist·

16· Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen dielektrischen Träger (15), an dem das Element (14) und die Elektrode (11) unbeweglich gehaltert sind.

17· Koronavorrichtung, gekennzeichnet durch ein leitendes Element (14),

eine an das Element angrenzende Koronaelektrode (11), die einen leitenden Draht (12), überzogen mit einem dicken dielektrischen Material (13), umfaßt, wobei die Dicke des dielektrischen Überzugs (13) ausreicht, um zu verhindern, daß ein Leitungsstrom durch den Draht (12) fließt, eine Einrichtung (18) zum Erzeugen eines Korona erzeugenden Wechselfeldes nächst der Oberfläche der Elektrode (11) ' und

eine Einrichtung (22^f) zum Erzeugen von Gleichfeldern zwischen der aufladbaren Oberfläche (55) und der Elektrode (11) und zwischen dem Element (14) und der Elektrode (11), wodurch Ladung als Funktion der relativen Feldstärke der Gleichfelder aus der Umgebung der Elektrode wegbewegt wird·

18. Koronaaufladeanordnung, gekennzeichnet durch eine Elektrode (11), die einen Leiter (12), überzogen mit · einem dicken dielektrischen Überzug (13), umfaßt, wobei die Dioke des dielektrischen Überzugs so wirkt, daß sie den Durchfluß von Leitungsstrom verhindert, eine Abbildungsfläche (55), die in der Nähe der Elektrode (11) angeordnet ist,

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ein an die Elektrode angrenzendes leitendes Element (14),

eine Einrichtung (18) zum Anlegen eines Korona erzeugenden Wechselfeldes, um an der Oberfläche der Elektrode eine Koronaentladung hervorzurufen, und

eine Einrichtung (22, 22') zum Anlegen eines ladungslenkenden Feldes, um Ladung von der Oberfläche der Elektrode (11) zu der Abbildungsfläche (55) zu transportieren.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material Glas ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die letztgenannte Einrichtung (22) derart konstruiert lot, daß sie ein Gleichfeld zwischen das Element (14) und did Fläche (55) anlegt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsfläche (55) ein photoleitendes Material .ist.

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