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Procédé et dispositif pour la charge électrostatique des couche% isolantes.
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L'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour réaliser la charge électrosta:ique de couches isolantes, notamment de couches isolantes pho@oconductrices.
On connaît déjà des dispositifs au moyen desquels la surface de couches isolantes, c'est-à-dire de matériels ayant des propriétés diélectriques, peut être chargée électrostatiquement, La plupart des dispositifs connus utilisent, dans ce but, des fils fins sous haute tension d'où émanent des courants de décharge, Ainsi qu'il est connu, cette décharge est cependant très irrégu- libre le long des fils. Ceci a pour conséquence une charge très
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irrégulière de la surface. Ceci se manifeste encore plus fortement lorsque les fils sont réunis au pôe négatif d'une source de haute tension.
Pour de nombreuses applications), par exemple pour l'électro* photographie, on exige cependant des dispositifs de charge avec lesquels de grandes surfaces peuvent être chargées d'une façon tout à fait régulière.
On a déjà proposé également divers dispositifs pour amé- liorer la régularité de la charge. C'est ainsi que l'on connaît des dispositifs de charge dans lesquels on dispose entre les fils (ou une série de pointes) de décharge et la surface charger, une grille ou un treillis métallique qui est maintenu à un potentiel déterminé. Par son action d'écran électrostatique, cette grille arrête le processus de charge après un certain temps, savoir lorsque la charge a atteint le potentiel de la grille. Ainsi, le courant de charge décroît constamment au fur et à mesure de la charge pour devenir nul lorsque l'état final est atteint. En outre, la grille recueille une partie importante du courant de charge dirigé vers la surface à charger.
Dans ces conditions, ces disposi- tifs ont l'inconvénient que la grille limite d'autant plus la por- tion du courant de charge active pour la charge, que son action régulatrice de le charge est plus gronde et que, pour l'obtention d'une charge régulière, l'état final recherché est plus long à atteindre. La recherche avant toute choie de la régularité de la charge limite ainsi, dans ces dispositifs, la vitesse de cherge dans une mesure importante.
Dans un autre type de dispositif de charge connu, un fil unique de décharge est entouré par un écran qui présente une ouverture dirigée vers la surface à charger et qui est relié par un conducteur avec le support, souvent mis à la terre, du matériel à charger. L'écran recueille la plus grande partie du courant ionique issu du fil de décharge et rend ainsi possible le fonction- nement du dispositif de charge avec des tensions relativement éle-
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vdes, On obtient ainsi le résultat que l'émission ne provient plus, comme lorsqu'il n'y a pas d'écran, de quelques points particuliers de la surface du fil, mais s'étend d'une façon relativement régu- lière sur la surface du fil.
Dans ce dispositif également la pro-
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duction du courant de charge décroît cependant considrab1e#ent, ainsi que, par conséquent, la vitesse de charge que l'on peut obtenir, au fur et à mesure que l'action de l'écran est plus impor- tante,
Un inconvénient supplémentaire, général pour tous les fils de décharge, est leur grande sensibilité mécanique qui est d'autant plus grave que la largeur utile de l'appareil est plus
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grande, c'est-d1re que les fils sont plus longs, car plus ils sont longs et plus ils ont tendance à vibrer avec une aplttude élevée, ce qui diminue considérablement la durée de vie du dispo-
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8t Uf. d'une part en raison des dommages mécaniques aine! 1 prOdu;
tlS et, d'autre part, à la suite des décharges par étincelle Li peu- vent éventuellement se produire,
On connaît également des dispositifs constitués par des
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pointée décharge disposées en un plan oU à la Jdriph1:', qye linG:rcs rotatifs; on connaît aussi la combinaison de-8 po1i'\,bs aved des barrettes disposées parallèlement au matériel à charges titre d'lcctrodcs auxiliaires. Cette disposition ne perfft pr8 dant .d'obtenir qu'une charge très irréguliore, car les électrode* euxilirires en forme de barrettes n'ont aucune influent M)t6blw sur le courant de décharge des électrodes de décharge*
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L'invention a pour obet un procédé de charge éectro!" statique des couches isolantes et en particulier des QOU(!\'I.I. 119'" . lantes photoconductrices.
Ce poocL est 14rgotortog .; t8, ' que l'on applique une tension continue au ëî? 8 n.,', a (J,e décharge s'étendant apn.'o,;l.ntl;I11f!n! |t*>l*||*|C ..,|. 4", j surface à charger, à au moins une opritrs OigotrQÏO" 0#, j yF, St 2 une électrode auxiliaire qui s$oterui en direction &pproxvep
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perpendiculaire à la surface à charger et qui est disposé au voi- sinage de la portion active de l'électrode de décharge, mais non dans la direction du prolongement sensiblement perpendiculaire de l'électrode de décharge vers le matériel charger.
L'invention a également pour ojet un dispositif pour
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la mise en oeuvre du procédé ci-dessus pour la cherge électrosta- tique des couches isolantes et notamment des couches isolantes nhotoconducii.ces. Ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une électrode de décharge s'étendant dans une
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direction sensiblement pepend1cula" à matériel à charger et au moins une électrode auxiliaire '''eant âus$i sensiblement perpendiculairement au matériel à charger, cette électrode auxi- liaire se trouvant au voisinage de la portion active de l'électro-
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de ce décharge, .n(1s non ians la direction du prolongement de cette électrode se.nstb3 cient perpendiculairement au matériel à charger,
Câce nu procédé et au dispositif suivant l'invention,
on peut obtenir une charge parfaitement régulière de la couche
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!solq.\te pour toutes les vrleurs intéressantes dans In pratique, On ?Ut en ygèinc, temps atteindre une vitesse de trpvil extrêmement lhv1 -ln peul passage de le couche à ohcrger étant suffisant pour satisfaire aux exigeâmes 'en ce qui concerne la régularité de
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lu charge et 3p,veleur# Pcr ,alleers les psrtioulapités .6caA1QU8S du disposi- tif ci-desSus agissent favorablement au!* le sécurité de fonction- nement, la mDnibbilitL' et sur le reppoductibilite toujours identi- que de 1* cxrge* Ce dispositif afme 4Î è, grandes largeurs de trav,,3., C1tl1rernent eu 4P. t1r,r., tiols que ceux zoom- - partnht de fils qui ont\:t.enlClncff;
\ 11 . f1tt,er et à 4o placer des distances Fetales par rapport à "4f'ac, lu m.té1el à charger.
La faible |fe*|nsj3Lon dréionjfice de l'ileotrgde de décha ge dan.s lqe,,ç4'ection tiriwiversale du mqtériel e changer permet, de façon avantaebuse la change de matériels très flexibles, c'est-à-
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dire de matériels de faible rigidité ou de couchas ondulées, car, dnns ce cas, le courant de charge ne doit pas agir en même tempe sur des distances très différentes.
On utilise avantageusement, pour la réalisation du dis- positif suivant l'invention une source unique de tension contraire- ment aux deux (ou plus de deux) sources de tension utilisées dans les dispositifs connus comportant des grilles et des électrodes auxiliaires.
Le procédé et le dispositif suivant l'invention sont décrits plus en détail en référence aux dessins annexés.
La fig. 1 représente schématiquement les principes con- structifs du dispositif. Au dessus de la couche à charger 4, sous laquelle se trouve une contre-électrode 3 reliée à la terre, sont disposées l'électrode de décharge 1 et les électrodes auxiliaires latérales 2 et 2a.
La fig. 2 représente une vue de face d'une forme de réa- lisation qui donne de bons résultats. Les électrodes de décharge 1 ont la forme de pointes et sont reliées entre elles par une barre métallique massive 5. L'une des deux électrodes auxiliaires, celle qui est désignée sur la fig. 1 par la référence 2a, est supprimée sur le dessin, tandis que l'on a représenté l'électrode auxiliaire 2. La position de la couche Isola 4 et de la contre électrode 3 et clairement figurée.
La fig, 3 représente une forme préférée de réalisation et d'utilisation. Le matériel à charger 4 est saisi par les rouleaux transporteurs 7 et 7a et poussé sur une contre-électrode 6 en forme de cylindre, puis il est saisi par les rouleaux trac- teurs 7b et 7c et extrait de l'appareil. La charge se produit également ici avec la disposition des électrodes telle que décrite sur la fig. 1. Une autre forée de réalisation du dispositif qui @onne aussi de très bons résultats est représentée sur la fig. 4.
Les eux électrodes auxiliaires Marquées 2 et 2a sur la fig. 1
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sont constituées par des rouleaux 8 et 9 d'assez gros diamètre, Ces électrodes auxiliaires servent en même temps, en liaison avec les rouleaux 8a et 9a, àfaire avancer le matériel à charger ou déjà charge. Dans ce dispositif également il est prévu une contre
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t'ioctrotfc 6 en fcr,.: de cylindre et une électrode de décharné bzz telle tua :elle r-1-ai est décrite sur la fige 1, pour la charge du -il.;. t':r1el.
Les différentes parties du dispositif selon l'invention qui ont eté décrite? ci-dessus dans leur principe peuvent être
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réalisées différai aent ou modifie es largement,
En ce qui concerne la forme de l'électrode de décharge, il cet d'abord exige d'après le principe, qu'elle s'étende dans une direction sensiblement perpendiculaire à la surface h charger électrostatiquement. De préférence, l'extrémité de l'électrode de décharge dirigée vers la surfpce à chprger est conformée en pointe ou en lame de couteau, Dans le cas où l'électrode de décharge est conformée en pointe, elle peut, par exemple, être constituée par une aiguille, un tlèdre pointu ou un cône pointu. Dans la pratique, on peut aussi utiliser des fils.
On obtient des résultats parti- culièrement bons, si plusieurs de ces pointes sont disposées les
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unes côté des autres transversalement à la direction d'avance- ment du matériel à charger. Les extrémités de ces pointes du côté opposé pu matériel à charger sont connectées entre elles, ainsi qu'à la source de tension.
La liaison entre les électrodes de déchirée est réalisée,
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de préférence, cru moyen d'un élément mcc<.nique"ent solide et stable.
Celui-ci .eut être une b'trrc métallique, une bande métallique ou un "'-,ent ce liaison en #latiàre plastique comportant une fine con" auctrice. Il est éf-iovnt posuible ce corfnrmer les différentes pointer 1 partir d'une fcence Mt tal7iue rigide, par des ioyen? m.. erx::re: usuels.
L'électrode de dfcrr,rr;, suivant l'invention peut, cepen-
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dant, également être en forme de ruban plat comportant un arête tranchante dans la direction du matériel à charger, 'épaisseur du ruban lui-même ne joue aucun rôle critique. Dans le cas où l'on utilise un tel ruban tranchant, la stabilité mécanique eat obtenue par construction, beaucoup plus facilement que dans le cas des pointes, cependant il a été constaté qu'il est recommandable même dans cette disposition de maintenir ces pièces tranchantes dans un support mécanique solide.
Les pointes et les électrodes à arête tranchante utili- sées suivant l'invention peuvent aussi, bien entendu, être dispo- sées en combinaison alternée de façon régulière ou non.
L'électrode de décharge doit, ainsi qu'on l'a déjà dit, attendre sensiblement perpendiculairement à la surface du maté- riel à charger, c'est-à-dire qu'elle doit posséder une certaine longueur. Cette longueur n'est pas critique en elle-même, elle peut aller d'une fraction de millimètre à 50 mm., de préférence de 2 à 30 mm. Dans la pratique, on choisit surtout des longueurs allant de 20 à à 25 mm.
Si l'on utilise des pointes comme électrodes, la distance entre deux pointes successives peut varier entre certaines limites. On a constaté qu'il est particulièrement favo- rable de choisir cette distance (qui est marqué d1 sur la fig. 2) de telle façon qu'elle soit dans un rapport déterminé en considé- ration de la distance entre les électrodes auxiliaires et l'élec- trode de décharge (marqué d2 sur la fig, 1) et de la distance existant entre la pointe de l'électrode de décharge et la surface du matériel à charger (marquée d- sur la fig. 1). Ces rapports seront précisésplus loin.
En ce qui concerne le choix du matériau dont l'électrode de décharge doit être faite, il est important que ce matériaux possède une conductibilité électrique suffisamment élevée. On obtient des résultats particulièrement bons en utilisant de l'acier inoxy- dable, du bronze ou du laiton. Suivant l'invention, on utilise une ou deux électrodes auxiliares. Ces électrodes auxiliaires doi-
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vent également s'étendre dans une direction perpendiculaire au matériel à charger. On entend par là, dans le cas présent, que ces électrodes ont une forme plate étirée longitudinalement. Ceci peut être réalise, par exemple, au moyen d'une bande ou d'un ruban.
L'épaisseur du ruban n'a pas d'importance; elle peut être d'un ou plusieurs millimètres. L'extension des électrodes auxiliaires en direction perpendiculaire au matériel à charger doit être supé- rieure ou égale à 10 mm. L'extension longitudinale des électrodes auxiliaires doit être approximativement du même ordre que l'exten- sion de l'électrode de décharge. Le matériau dont on fait les électrodes auxiliaires est, en principe, le même que celui de l'électrode de décharge. Dans la pratique on a constaté que l'on peut utiliser également un support non conducteur muni d'un revè- taient conducteur.
L& distance entre les électrodes auxiliaires et l'élec- trode de décharge (qui est représentée sur la fig.l par d2) est définie avec plus de précision dans ce qui suit.
Il faut, d'autre part, veiller dans la mise en place des électrodes auxiliaires à ce que leur bord tourné vers la surface du matérielà charger soit à la même distance du matériel è char- ger (ou à une plus faible distance) que le bord inférieur de l'é- lectrode de décharge. Les électrodes auxiliaires sont également connectées à une source de tension. On peut utiliser une ou deux électrode auxiliaires.
Si on utilise deux électrodes auxiliaires;, il n'est pas nécessaire qu'elles aient toutes les deux la même forme et le mê- me aspect. Il suffit qu'elles satisfassent aux conditions ci-des- sus énoncées.
Suivant une forme particulière de réalisation de l'in- vention, les électrodes auxiliaires peuvent aussi être constituées par des cylindres, pourvu que ceux-ci possèdent un diamètre suffi- sant. Ces cylindres qui sont avantageusement rotatifs peuvent,
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en même temps, jouer le rôle de transporteurs du matériel à char- ger ou charge, en combinaison avec des contre-rouleaux de pressiez Dans cette forme de réalisation, il y a lieu de veiller à ce que lu génératrice des cylindres constituant les électrodes auxiliaires qui se trouve le plus près de l'électrode de décharge soit située approximativement à la hauteur de la limite inférieure de l'élec- trode de décharge,
c'est-à-dire que l'axe du cylindre doit être au niveau ou au-dessous du niveau de la partie inférieure de 1 électrode de décharge , par rapport à la couche à charger.
Quelle que soit la configuration des électrodes auxiliai- res, il faut veiller, à côté de leur distance à l'électrode de décharge à ce que ces électrodes auxiliaires ne soient pas placées à l'intérieur de l'espace déterminé par le prolongement de l'élec- trode de décharge en direction sensiblement perpendiculaire vers la couche à charger, c'est-à-dire qu'elles ne pénètrent pas dans l'espace où se produit la décharge, entre la portion active de l'électrode de décharge et le matériel à charger. On entend loi par portion active de l'électrode de décharge l'extrémité de cette électrode qui est tournée vers le matériel à charger.
Comme contre-électrode, on peut utiliser tous les dispo- sitifs connus à cet effet. La contre-électrode peut, par exemple, être constituée de façon simple par une plaque ou par des cylindres entraînés ou moteurs. On peut utiliser plusieurs contre-électrodes.
La contre-électrode est également reliée à un pale d'une source de tension ou est mise à la terre.
La tension nécessaire pour la charge peut être empruntée à une source tension continue de type connu et conçue pour cette apolication. L'un des pôles de cette source de tension est connec- té à l'électrode de décharge, tandis que l'autre pôe est connecté aux électrodes auxiliaires et à le contre-électrode.
Ce dernier pale est normalement au potentiel de la terre, c'est-à-dire que les électrodes auxiliaires et la contre-électrode sont elles-mêmes
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mises * le terre*
Pour le choix de la tension de la source de tension pour une vnlvc de charge déterminée de la couche à charger, il faut encore tenir compte souvent dans la pratique de In forme de l'élec- trode de décharge, de sa conformation vers la pointe, de la distan- ce entre l'extrémité de l'électrode de charge et la couche à cher- Ger et les électrodes auxiliaires. Ces conditions ne sont pas très critiques. On recherchera cependant souvent dans lr. pratique une densité élevée de courant, ce qui exige, bien entendu, une tension élevée.
Ainsi qu'on l'a dit plus haut, les distances d1, d2 et d3 jouent un rôle important pour la régularité et la vitesse de la charge, On doit considérer comme principe général que d3 est supérieur à d2 et d2 supérieur à d1. On obtient de bons résultats dans la mise en oeuvre pratique, si la distance d3 est d'environ 10mm ou davantage, de préférence entre 13 et 18 mm. En ce qui con- cerne la relation entre d3, d2 et d1, le rapport 3/2/1 s'est révé- lé comme étant favorable. On peut, cependant, s'écnrter plus ou moins de ces rapports, mais il faut toujours veiller néanmoins à ce que d2 et d3 ne soient pas trop petits, pour éviter le risque d'une décharge en étincelle.
On peut avec le dispositif et le procédé décrits, char- ger des couches isolantes, notamment des couches isolantes photo- conductrices, avec les avantages mentionnés plus haut. Comme couche isolante, on peut utiliser toutes les couches connues et appliquées en électrophotographie. Celles-ci peuvent être aussi bien constituées par de* photo-semiconducteurs organiques que mi- néraux, avec ou sans lient, ou additions ou activateurs.
Ces cou- ches isolantes photoconductrices sont souvent déposées sur un sup- port dont la conductibilité atteint plusieurs puissances de 10. On tel support peut être constitué par exemple par du papier conduc- teur et surtout par des feuilles métalliques telles quo des f euiles d'aluminium.
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Dans le cas où, par suite de la grande flexibilité ou d'autres propriétés indésirables du matériau formant la couche iso- lante, une charge sur une contre-électrode plate n'est pas indis- pensable, on peut conférer de façon connue cette couche maint.- nue suspendue des charges de signe contraire sur les deux faces.
A cet effet, l'électrode de décharge décrite ci-dessus peut être disposée de la mène façon des deux côtés.
Un avantage supplémentaire du procède et de l'appareil- lage suivent l'invention réside dans le fait que le courant de charge ou la vcleur de la charge peuvent vprier entre de larges licites. Cette circonstance est d'une grande importance dans la pratique vu les exigences de la technique imposant de? valeurs de charge différentes suivant l'épaisseur de la couche isolante.
On peut frire varier la chrrge de trois façons dans le procédé et :le dispositif suivant l'invention!
1 ) par modification de la distance entre la pointe de l'électrode de décharge et la surface de la couche à charger, le courant de chnrge diminuant lorsque cette distance augmente,
2 ) par modification de la vitesse de passage de la cou- che isolante dans l'anpnreil. La chnrge conférée à un élément de surface est, quant3 sa valeurinversement proportionnelle à la vitesse de passage,
3 ¯ La troisième modification possible est celle de la tension.
Le dispositif suivant l'invention est susceptible de fonctionner avec une tension qui est juste supérieure à celle né- cessnire pour laisser passer un courant de décharge, mais il peut fonctionner aussi bien avec une tension beaucoup plus élevée.
En appliquant l'une de ces possibilités de variation ou plusieurs d'entre elles, on bénéficie de l'avantage remarquable que la régularité de la charge est entièrement conservée.
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Method and device for electrostatic charging of% insulating layers.
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The subject of the invention is a method and a device for carrying out the electrostatic charge of insulating layers, in particular of pho @ oconductive insulating layers.
Devices are already known by means of which the surface of insulating layers, that is to say of materials having dielectric properties, can be electrostatically charged. Most of the known devices use, for this purpose, fine high voltage wires. from which emanate discharge currents. As is known, this discharge is however very irregular along the wires. This results in a very
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irregular surface. This is even more evident when the wires are joined to the negative pole of a high voltage source.
For many applications), for example for electro * photography, however, charging devices are required with which large surfaces can be charged in a quite regular manner.
Various devices have also already been proposed for improving the regularity of the charge. Thus, charging devices are known in which there is placed between the discharge wires (or a series of spikes) and the charging surface, a grid or a metal mesh which is maintained at a determined potential. By its electrostatic screen action, this grid stops the charging process after a certain time, namely when the charge has reached the potential of the grid. Thus, the charging current constantly decreases as the charging progresses to become zero when the final state is reached. In addition, the grid collects a significant portion of the charge current directed to the surface to be charged.
Under these conditions, these devices have the drawback that the grid limits the portion of the active load current for the load all the more, the more its regulating action on the load is greater and that, to obtain with a regular charge, the desired end state takes longer to reach. The primary search for the regularity of the load thus limits, in these devices, the search speed to a large extent.
In another type of known charging device, a single discharge wire is surrounded by a screen which has an opening directed towards the surface to be charged and which is connected by a conductor with the support, often earthed, of the material to be charged. load. The screen collects most of the ionic current from the discharge wire and thus makes it possible to operate the charging device with relatively high voltages.
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vdes, We thus obtain the result that the emission no longer comes, as when there is no screen, from a few particular points on the surface of the wire, but extends in a relatively regular way on the surface of the wire.
In this device also the pro-
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The increase in the charging current, however, decreases considerably, as well as, consequently, the charging speed which can be obtained, as the action of the screen is greater,
An additional drawback, general for all discharge wires, is their great mechanical sensitivity which is all the more serious as the useful width of the device increases.
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large, that is, the wires are longer, because the longer they are the more they tend to vibrate with high aplttude, which considerably reduces the service life of the device.
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8t Uf. on the one hand due to mechanical groin damage! 1 product;
tlS and, on the other hand, as a result of Li spark discharges may possibly occur,
Devices are also known consisting of
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pointed discharge arranged in a plane where Jdriph1: ', qye linG: rotary rcs; we also know the combination of-8 po1i '\, bs aved bars arranged parallel to the load material as auxiliary lcctrodcs. This arrangement only allows a very irregular charge to be obtained beforehand, for the separate electrodes in the form of bars have no influence whatsoever on the discharge current of the discharge electrodes *
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The object of the invention is a process for electrostatically charging insulating layers and in particular photoconductive QOUs (! \ 'I.I. 119' ".
This poocL is 14rgotortog .; t8, 'that a direct voltage is applied to the ëî? 8 n., ', A (J, e discharge extending apn.'o,; l.ntl; I11f! N! | T *> l * || * | C .., |. 4 ", j surface to charge, at least one opritrs OigotrQÏO "0 #, j yF, St 2 an auxiliary electrode which s $ oterui in direction & pproxvep
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perpendicular to the surface to be charged and which is disposed in the vicinity of the active portion of the discharge electrode, but not in the direction of the substantially perpendicular extension of the discharge electrode towards the material to be charged.
The invention also relates to a device for
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the implementation of the above process for the electrostatic extraction of the insulating layers and in particular of the nhotoconducii.ces insulating layers. This device is characterized by the fact that it comprises at least one discharge electrode extending into a
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direction substantially dependent on the material to be charged and at least one auxiliary electrode '' 'lying substantially perpendicular to the material to be charged, this auxiliary electrode being located in the vicinity of the active portion of the electro-
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of this discharge, .n (1s not ians the direction of the extension of this electrode se.nstb3 cient perpendicular to the material to be charged,
Thanks to a method and to the device according to the invention,
one can obtain a perfectly regular load of the layer
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! solq. \ te for all the interesting vrleurs in In practice, On? ut en ygèinc, time to reach a trpvil extremely lhv1 -ln peul passage of the layer to ohcrger being sufficient to meet the requirements' as regards the regularity of
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read load and 3p, velor # Pcr, go to the psrtioulapities .6caA1QU8S of the above device act favorably on! * operating safety, mDnibbilitL 'and on reppoductibility always identical to 1 * cxrge * This device afme 4Î è, large working widths, 3., C1tl1rernent had 4P. t1r, r., tiols than those zoom- - partnht of sons that have \: t.enlClncff;
\ 11. f1tt, er and at 4o place Fetal distances in relation to "4f'ac, lu m.té1el to load.
The weak | fe * | nsj3Lon deréionjfice of the release ileotrgde in lqe ,, ç4'ection tiriwiversale of the material to be changed allows, in an advantageous way the exchange of very flexible materials, that is to-
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say materials of low rigidity or wavy layers, because, in this case, the charging current must not act at the same time over very different distances.
Advantageously, for the production of the device according to the invention, a single voltage source is used, unlike the two (or more than two) voltage sources used in known devices comprising grids and auxiliary electrodes.
The method and the device according to the invention are described in more detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 schematically represents the constructive principles of the device. Above the layer to be charged 4, under which there is a counter-electrode 3 connected to the earth, the discharge electrode 1 and the side auxiliary electrodes 2 and 2a are arranged.
Fig. 2 shows a front view of an embodiment which gives good results. The discharge electrodes 1 have the shape of spikes and are interconnected by a massive metal bar 5. One of the two auxiliary electrodes, that which is designated in FIG. 1 by reference 2a, is deleted in the drawing, while the auxiliary electrode 2 has been shown. The position of the Isola layer 4 and of the counter electrode 3 is clearly shown.
Fig, 3 shows a preferred embodiment and use. The material to be loaded 4 is seized by the conveyor rollers 7 and 7a and pushed onto a counter-electrode 6 in the form of a cylinder, then it is seized by the traction rollers 7b and 7c and extracted from the apparatus. The charging also occurs here with the arrangement of the electrodes as described in fig. 1. Another bored embodiment of the device which also gives very good results is shown in FIG. 4.
The second auxiliary electrodes marked 2 and 2a in FIG. 1
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consist of rollers 8 and 9 of fairly large diameter. These auxiliary electrodes serve at the same time, in conjunction with the rollers 8a and 9a, to advance the material to be loaded or already loaded. Also in this device there is a counter
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t'ioctrotfc 6 in fcr,.: of cylinder and a discharged electrode bzz such as tua: it r-1-ai is described in fig 1, for the charge of -il.;. t ': r1el.
The different parts of the device according to the invention which have been described? above in principle can be
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carried out differently or modified widely,
With regard to the shape of the discharge electrode, it is first of all required in principle that it extend in a direction substantially perpendicular to the surface to be electrostatically charged. Preferably, the end of the discharge electrode directed towards the surface to be chprgered is shaped as a point or knife blade, In the case where the discharge electrode is shaped as a point, it may, for example, be formed by a needle, a pointed tedra or a pointed cone. In practice, it is also possible to use wires.
Particularly good results are obtained if several of these points are arranged
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next to each other transversely to the direction of advance of the material to be loaded. The ends of these tips on the opposite side of the material to be charged are connected to each other, as well as to the voltage source.
The connection between the torn electrodes is made,
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preferably, raw medium of a solid and stable mcc <.nique "element.
This one .eut be a metal b'trrc, a metal band or a "'-, ent this bond in # latiàre plastic comprising a thin con" auctrice. It is indeed posuible this corfnrmer the different points 1 starting from a rigid Mt tal7iue fcence, by means? m .. erx :: re: usual.
The electrode of dfcrr, rr ;, according to the invention can, however
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While also being in the form of a flat ribbon having a sharp edge in the direction of the material to be loaded, the thickness of the ribbon itself is not critical. In the case where such a cutting tape is used, the mechanical stability is obtained by construction, much more easily than in the case of the points, however it has been found that it is advisable even in this arrangement to maintain these sharp parts. in a strong mechanical support.
The tips and the sharp-edged electrodes used according to the invention can, of course, also be arranged in alternating combination, regularly or not.
The discharge electrode must, as has already been said, wait substantially perpendicularly to the surface of the material to be charged, that is to say it must have a certain length. This length is not critical in itself, it can range from a fraction of a millimeter to 50 mm., Preferably from 2 to 30 mm. In practice, we mainly choose lengths ranging from 20 to 25 mm.
If tips are used as electrodes, the distance between two successive tips can vary between certain limits. It has been found that it is particularly favorable to choose this distance (which is marked d1 in fig. 2) so that it is in a ratio determined in consideration of the distance between the auxiliary electrodes and l the discharge electrode (marked d2 in fig. 1) and the distance between the tip of the discharge electrode and the surface of the material to be charged (marked d- in fig. 1). These reports will be specified later.
Regarding the choice of the material from which the discharge electrode is to be made, it is important that this material has a sufficiently high electrical conductivity. Particularly good results are obtained using stainless steel, bronze or brass. According to the invention, one or two auxiliary electrodes are used. These auxiliary electrodes should
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wind will also extend in a direction perpendicular to the material to be loaded. By this is meant, in the present case, that these electrodes have a flat shape stretched longitudinally. This can be done, for example, by means of tape or tape.
The thickness of the tape does not matter; it can be one or several millimeters. The extension of the auxiliary electrodes in a direction perpendicular to the material to be charged must be greater than or equal to 10 mm. The longitudinal extension of the auxiliary electrodes should be approximately of the same order as the extension of the discharge electrode. The material from which the auxiliary electrodes are made is, in principle, the same as that of the discharge electrode. In practice, it has been found that it is also possible to use a non-conductive support provided with a conductive coating.
The distance between the auxiliary electrodes and the discharge electrode (which is shown in fig. 1 by d2) is defined more precisely in the following.
On the other hand, care must be taken when placing the auxiliary electrodes that their edge facing the surface of the material to be charged is at the same distance from the material to be charged (or at a shorter distance) than the lower edge of the discharge electrode. The auxiliary electrodes are also connected to a voltage source. One or two auxiliary electrodes can be used.
If two auxiliary electrodes are used, it is not necessary that they both have the same shape and appearance. It is sufficient that they satisfy the conditions set out above.
According to a particular embodiment of the invention, the auxiliary electrodes can also be constituted by cylinders, provided that the latter have a sufficient diameter. These cylinders which are advantageously rotary can,
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at the same time, to play the role of conveyors of the material to be loaded or loaded, in combination with press-counter rollers In this embodiment, it is necessary to ensure that the generator of the cylinders constituting the auxiliary electrodes which is closest to the discharge electrode is located approximately at the height of the lower limit of the discharge electrode,
that is, the axis of the cylinder must be at or below the level of the lower part of the discharge electrode, relative to the layer to be charged.
Whatever the configuration of the auxiliary electrodes, care must be taken, apart from their distance from the discharge electrode, that these auxiliary electrodes are not placed inside the space determined by the extension of the line. 'discharge electrode in a direction substantially perpendicular to the layer to be charged, that is to say that they do not enter the space where the discharge takes place, between the active portion of the discharge electrode and the material to be loaded. The term “active portion of the discharge electrode” is understood to mean the end of this electrode which is turned towards the material to be charged.
As a counter electrode, it is possible to use all the devices known for this purpose. The counter-electrode can, for example, be constituted simply by a plate or by driven cylinders or motors. Several counter-electrodes can be used.
The counter electrode is also connected to a blade of a voltage source or is earthed.
The voltage necessary for the charge can be taken from a DC voltage source of known type and designed for this application. One of the poles of this voltage source is connected to the discharge electrode, while the other pole is connected to the auxiliary electrodes and to the counter electrode.
This last blade is normally at earth potential, i.e. the auxiliary electrodes and the counter-electrode are themselves
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put * the earth *
For the choice of the voltage of the voltage source for a determined charge vnlvc of the layer to be charged, it is often necessary to take into account in practice the shape of the discharge electrode, its conformation towards the tip. , the distance between the end of the charging electrode and the layer to be sought and the auxiliary electrodes. These conditions are not very critical. However, we will often search in lr. practices a high current density, which, of course, requires a high voltage.
As we said above, the distances d1, d2 and d3 play an important role for the regularity and the speed of the load. We must consider as a general principle that d3 is greater than d2 and d2 greater than d1. Good results are obtained in the practical implementation, if the distance d3 is about 10mm or more, preferably between 13 and 18mm. Regarding the relation between d3, d2 and d1, the ratio 3/2/1 was found to be favorable. One can, however, be entered more or less of these ratios, but one must always take care nevertheless that d2 and d3 are not too small, to avoid the risk of a discharge in spark.
With the device and method described, it is possible to load insulating layers, in particular photo-conductive insulating layers, with the advantages mentioned above. As the insulating layer, it is possible to use all the known layers applied in electrophotography. These can be both organic and mineral photo-semiconductors, with or without binder, or additions or activators.
These photoconductive insulating layers are often deposited on a support, the conductivity of which reaches several powers of 10. Such a support can be constituted, for example, by conductive paper and especially by metal sheets such as foils. aluminum.
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If, owing to the great flexibility or other undesirable properties of the material forming the insulating layer, a charge on a flat counter-electrode is not essential, this layer can be imparted in a known manner. maint.- bare suspended loads of opposite sign on both sides.
For this purpose, the discharge electrode described above can be arranged in the same way on both sides.
A further advantage of the method and apparatus according to the invention is that the load current or the load velocity can vary between large amounts. This circumstance is of great importance in practice in view of the technical requirements of? different load values depending on the thickness of the insulating layer.
The chrrge can be varied in three ways in the process and: the device according to the invention!
1) by modifying the distance between the tip of the discharge electrode and the surface of the layer to be charged, the current of change decreasing when this distance increases,
2) by modifying the speed of passage of the insulating layer in the anpnreil. The change conferred on a surface element is, as for its value inversely proportional to the speed of passage,
3 ¯ The third possible modification is that of the tension.
The device according to the invention is capable of operating with a voltage which is just greater than that necessary to allow a discharge current to pass, but it can operate equally well with a much higher voltage.
By applying one or more of these variation possibilities, one benefits from the remarkable advantage that the regularity of the load is entirely preserved.