CH629626A5

CH629626A5 - CORONA EFFECT GENERATOR.

Info

Publication number: CH629626A5
Application number: CH380379A
Authority: CH
Inventors: Manfred R Kuehnle
Original assignee: Coulter Systems Corp
Priority date: 1978-04-24
Filing date: 1979-04-23
Publication date: 1982-04-30
Also published as: DE2916330A1; LU81181A1; AT364602B; DK166679A; SE7903522L; GB2021871A; NL7903167A; FR2424649A1; ATA301479A; IT1162627B; IT7948817A0; GB2021871B; IL57173A; CA1120530A

Description

La présente invention a pour objet un élément générateur d'effet corona et, plus particulièrement, un élément générateur d'effet corona utilisable en électrophotographie. The present invention relates to a corona effect generating element and, more particularly, a corona generating element usable in electrophotography.

Les éléments générateurs d'effet corona sont utilisés, en électrophotographie, pour appliquer une charge électrostatique uniforme à la surface d'un élément photoconducteur. La charge appliquée doit être positive ou négative, suivant la nature de l'élément photoconducteur. Si la charge appliquée à la surface de l'élément n'est pas uniforme, l'image électrostatique formée à la surface lors de l'exposition à un motif lumineux ne correspond pas exactement audit motif, mais résulte, en partie, des variations d'uniformité de la charge appliquée. Corona generating elements are used in electrophotography to apply a uniform electrostatic charge to the surface of a photoconductive element. The applied load must be positive or negative, depending on the nature of the photoconductive element. If the charge applied to the surface of the element is not uniform, the electrostatic image formed on the surface when exposed to a light pattern does not correspond exactly to said pattern, but results, in part, from variations in uniformity of the applied load.

Dans le brevet USA N° 4025339, délivré à M. R. Kuehnle, il est décrit un élément photoconducteur de sensibilité extrêmement élevée qui est capable de reproduire ou de créer des images à haute résolution, c'est-à-dire dont chaque point de la surface de l'élément est capable de se décharger sélectivement selon l'intensité de la lumière incidente, de telle manière qu'une échelle quasi infinie des gris puisse être reproduite sur l'image résultante. L'élément photoconducteur accepte une charge de polarité négative. Afin d'utiliser complètement les caractères exceptionnels de cet élément photoconducteur, il est nécessaire que la charge appliquée soit sensiblement uniforme sur toute sa surface. In US Patent No. 4025339, issued to MR Kuehnle, there is described a photoconductive element of extremely high sensitivity which is capable of reproducing or creating images at high resolution, that is to say each point of the surface of the element is capable of selectively discharging according to the intensity of the incident light, so that an almost infinite gray scale can be reproduced on the resulting image. The photoconductive element accepts a charge of negative polarity. In order to fully use the exceptional characteristics of this photoconductive element, it is necessary that the applied load is substantially uniform over its entire surface.

Un type d'élément générateur d'effet corona qui est utilisé communément en électrophotographie a la forme d'un brin de fil mince métallique de section droite circulaire ayant un diamètre usuel de l'ordre d'environ 75 p. Ce fil est fortement tendu entre des pièces d'ancrage terminales et est relié à une source de haute tension suffisante pour ioniser l'air autour de ce brin. Les ions ainsi produits sont alors attirés sur l'élément photoconducteur par tout moyen convenable. Ce type d'élément générateur d'effet corona est de construction simple, bon marché et facile à fabriquer; il produit un effet corona sensiblement uniforme tout le long de sa longueur lorsqu'il est utilisé de façon positive. One type of corona generating element which is commonly used in electrophotography is in the form of a strand of metallic thin wire of circular cross section having a usual diameter of the order of about 75%. This wire is tightly stretched between end anchors and is connected to a high voltage source sufficient to ionize the air around this strand. The ions thus produced are then attracted to the photoconductive element by any suitable means. This type of corona generating element is simple in construction, inexpensive and easy to manufacture; it produces a substantially uniform corona effect along its length when used positively.

Un désavantage de ce type d'élément générateur d'effet corona réside dans son inaptitude à produire un effet corona uniforme lorsqu'il est utilisé dans un mode négatif. Plus précisément, on a trouvé que, lorsqu'un brin d'un fil métallique est utilisé pour produire un effet corona négatif, l'effet corona ainsi produit a une tendance à varier en densité d'un point à l'autre le long de la longueur du fil. On pense que cette non-uniformité est produite par des points chauds répartis de façon aléatoire, qui se déplacent et se développent pour une raison ou une autre le long du fil et deviennent des sources d'intense radiation. A disadvantage of this type of corona generating element lies in its inability to produce a uniform corona effect when used in a negative mode. More specifically, it has been found that when a strand of a wire is used to produce a negative corona effect, the corona effect thus produced tends to vary in density from point to point along the length of the wire. It is believed that this non-uniformity is produced by randomly distributed hot spots, which move and develop for one reason or another along the wire and become sources of intense radiation.

Afin de compenser ces points chauds et de produire un effet corona qui soit sensiblement uniforme tout le long du fil, des approches différentes ont été suggérées et/ou réellement mises en œuvre. Une solution consiste à prévoir une pluralité d'éléments générateurs d'effet corona constitués par des fils métalliques placés parallèlement les uns aux autres et qui tournent autour d'un axe central. Une autre solution proposée a consisté à déplacer en un mouvement longitudinal de va-et-vient un élément générateur d'effet corona constitué par un seul fil métallique. D'autres tentatives pour compenser les points chauds sur un élément générateur d'effet corona constitué par un fil métallique peuvent être trouvées dans les brevets USA Nos 2856533 et 3233156. In order to compensate for these hot spots and to produce a corona effect which is substantially uniform all along the wire, different approaches have been suggested and / or actually implemented. One solution consists in providing a plurality of elements generating a corona effect constituted by metallic wires placed parallel to each other and which rotate around a central axis. Another solution proposed consisted in moving in a longitudinal movement back and forth a generating element of corona effect constituted by a single metal wire. Other attempts to compensate for hot spots on a corona generating element constituted by a metal wire can be found in US patents Nos. 2856533 and 3233156.

Un autre type d'élément générateur d'effet corona utilisé fréquemment en électrophotographie comprend un rang d'électrodes en forme d'aiguilles ou de chevilles reliées conductivement les unes aux autres. Lorsqu'une source de tension élevée est reliée à ces électrodes, un effet corona est produit autour des extrémités de chacune des électrodes. Ce type d'élément ne pose pas le problème des points chauds répartis au hasard, mais pose d'autres problèmes. Par exemple, les électrodes doivent être disposées à des distances relativement grandes les unes des autres pour produire un effet corona relativement uniforme à des tensions d'environ 6 kV et, si une des électrodes cesse de fonctionner, il se produit alors une zone sur laquelle aucun effet corona n'est produit. Des exemples d'éléments Another type of corona generating element frequently used in electrophotography comprises a row of electrodes in the form of needles or dowels conductively connected to each other. When a high voltage source is connected to these electrodes, a corona effect is produced around the ends of each of the electrodes. This type of element does not pose the problem of hot spots distributed at random, but poses other problems. For example, the electrodes must be placed at relatively large distances from each other to produce a relatively uniform corona effect at voltages of about 6 kV and, if one of the electrodes stops working, then an area occurs on which no corona effect is produced. Examples of items

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générateurs d'effet corona de ce type peuvent être trouvés dans les brevets USA N°* 3581149,3624392,3649380,3691373,3765154 et 3959690. Corona generators of this type can be found in US Pat. Nos. 3,581,149.3624,392.3649,380.3691,373.3765,154 and 3,959,690.

Des exemples d'autres éléments générateurs d'effet corona utilisés dans les domaines autres que l'électrophotographie sont décrits dans les brevets USA N°* 2852093, 3294971 et 3766382. Examples of other corona generating elements used in fields other than electrophotography are described in US Pat. Nos. 2852093, 3294971 and 3766382.

Ainsi, il existe un besoin d'éléments générateurs d'effet corona du type à fil métallique qui produisent un effet corona sensiblement uniforme sur toute leur longueur lorsqu'ils sont utilisés en mode négatif. Thus, there is a need for metal wire type corona effect generating elements which produce a substantially uniform corona effect over their entire length when used in negative mode.

A cet effet, l'invention fournit un élément générateur d'effet corona formé d'un brin de fil métallique destiné à être relié à une source de haute tension pour appliquer une charge électrostatique uniforme à la surface d'un élément photoconducteur, caractérisé par le fait qu'il comprend une pluralité de parties amincies espacées, réparties le long du fil, ces parties amincies ayant une épaisseur inférieure à celle du corps du fil et chacune d'elles se terminant par au moins un bord constituant une surface d'émission corona, le tout étant capable de produire un effet corona qui soit sensiblement uniforme tout le long de la longueur de l'élément. To this end, the invention provides a corona effect generating element formed of a wire strand intended to be connected to a high voltage source to apply a uniform electrostatic charge to the surface of a photoconductive element, characterized by the fact that it comprises a plurality of spaced thinned parts distributed along the wire, these thinned parts having a thickness less than that of the body of the wire and each of them ending in at least one edge constituting an emission surface corona, the whole being capable of producing a corona effect which is substantially uniform along the length of the element.

Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et une variante. The drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention and a variant.

La fig. 1 est une vue en perspective d'un élément générateur d'effet corona comprenant un diagramme-bloc, et la fig. 2 est une vue partielle en perspective d'une variante. Fig. 1 is a perspective view of a corona generating element comprising a block diagram, and FIG. 2 is a partial perspective view of a variant.

La fig. 1 illustre un élément générateur d'effet corona désigné d'une façon générale par 11. Une source de puissance corona 13 dont la sortie est une tension de courant continu négative de 6 kV est reliée à l'élément générateur d'effet corona. Un élément photoconducteur 15 du type apte à être chargé par une tension négative est placé de façon à pouvoir recevoir une charge de l'élément générateur d'effet corona 11 sur sa surface supérieure 17. Fig. 1 illustrates a corona effect generating element generally designated by 11. A corona power source 13 whose output is a negative direct current voltage of 6 kV is connected to the corona generating element. A photoconductive element 15 of the type capable of being charged by a negative voltage is placed so as to be able to receive a charge from the corona generating element 11 on its upper surface 17.

L'élément générateur d'effet corona 11 comprend un brin de fil 19 qui pourra être en tungstène ou en tout autre métal capable de réaliser une émission corona. Le fil 19 est de section droite circulaire et présente une série de parties amincies ou aplaties 21, de forme générale rectangulaire, en forme de lame de rasoir, ayant généralement une section également rectangulaire. Ces parties aplaties 21 sont situées le long de la longueur du fili 9 à de faibles distances les unes des autres et sont formées de façon telle qu'elles se trouvent dans un plan commun, qui contient l'axe longitudinal du fil 19, et qu'elles ont une épaisseur inférieure au diamètre de celui-ci. Ces parties aplaties 21 présentent des faces latérales qui s'étendent au-delà du fil 19, et se terminent par des bords 23. Ces bords 23 fonctionnent comme des surfaces d'émission d'effet corona du type en lame de couteau. Des dimensions typiques pour des éléments générateurs d'effet corona 11 sont les suivantes: The corona generating element 11 comprises a strand of wire 19 which may be made of tungsten or any other metal capable of producing a corona emission. The wire 19 is of circular cross section and has a series of thinned or flattened parts 21, of generally rectangular shape, in the form of a razor blade, generally having a section also rectangular. These flattened parts 21 are located along the length of the thread 9 at short distances from each other and are formed in such a way that they lie in a common plane, which contains the longitudinal axis of the thread 19, and that 'they have a thickness less than the diameter thereof. These flattened parts 21 have lateral faces which extend beyond the wire 19, and terminate in edges 23. These edges 23 function as corona effect emission surfaces of the knife blade type. Typical dimensions for corona 11 generating elements are as follows:

— Diamètre de la section droite du fil: 75 [x. - Diameter of the straight section of the wire: 75 [x.

— Epaisseur des parties aplaties: 25 u.. - Thickness of the flattened parts: 25 u ..

— Dimension longitudinale des parties aplaties (c'est-à-dire dimension mesurée le long de l'axe longitudinal du fil): 0,5 mm. - Longitudinal dimension of the flattened parts (i.e. dimension measured along the longitudinal axis of the wire): 0.5 mm.

— Dimension latérale des parties aplaties: 1 mm. - Lateral dimension of the flattened parts: 1 mm.

— Distance entre les centres successifs des parties aplaties: 3 mm. - Distance between the successive centers of the flattened parts: 3 mm.

Du fait que l'épaisseur des parties aplaties, dans les dimensions de l'exemple indiqué ci-dessus, est de 1/3 du diamètre du fil, l'intensité de l'effet corona produit par chaque partie aplatie est 27 fois supérieure à l'effet corona que produirait sans cela cette partie du fil. Because the thickness of the flattened parts, in the dimensions of the example indicated above, is 1/3 of the diameter of the wire, the intensity of the corona effect produced by each flattened part is 27 times greater than the corona effect that this part of the wire would otherwise produce.

Lorsque le fil 19 est alimenté par la source de puissance corona 13, un effet corona de haute intensité est produit le long des faces 23 de chaque partie aplatie 21. When the wire 19 is supplied by the corona power source 13, a high intensity corona effect is produced along the faces 23 of each flattened part 21.

Le résultat net de l'effet corona produit à chacune de ces parties est une série continue d'effets corona de haute intensité sensiblement répartis de façon uniforme sur toute la longueur du fil 19. The net result of the corona effect produced at each of these parts is a continuous series of high intensity corona effects substantially uniformly distributed over the entire length of the wire 19.

Dans la variante de la fig. 2, l'élément générateur d'effet corona comprend un brin de fil 19 présentant une série de parties amincies 25 réparties sur la longueur du fil 19 à des intervalles courts; ces parties 25, en fer de hache, sont d'une façon générale similaires aux parties aplaties 21, à la différence qu'elles ont une section normale à l'axe longitudinal du fil 19 sensiblement en forme de diamant et qu'elles ont leurs bords 27 en forme de lame de rasoir qui s'étendent latéralement au-delà du corps du fil 19. Ces bords 27 en forme de lame de rasoir fonctionnent comme des surfaces d'émission corona du type en lame de couteau. In the variant of FIG. 2, the corona generating element comprises a strand of wire 19 having a series of thinned parts 25 distributed over the length of the wire 19 at short intervals; these ax-shaped parts 25 are generally similar to the flattened parts 21, except that they have a section normal to the longitudinal axis of the wire 19 substantially in the shape of a diamond and that they have their edges 27 in the form of a razor blade which extend laterally beyond the body of the wire 19. These edges 27 in the form of a razor blade function like corona emission surfaces of the knife blade type.

Les parties en fer de hache 25 sont formées de telle manière que leurs bords en forme de lame de rasoir 27 se trouvent dans un plan commun qui contient l'axe longitudinal du fil 19. Les parties inclinées 29 des parties en forme de fer de hache 25 qui sont situées entre les bords en forme de lame de rasoir 27 ont une épaisseur inférieure au diamètre du fil 19. Les bords en forme de lame de rasoir 27 sont plus minces que les bords 23 des parties aplaties 21 de la première forme d'exécution. The ax iron parts 25 are formed in such a way that their razor blade-like edges 27 lie in a common plane which contains the longitudinal axis of the wire 19. The inclined parts 29 of the ax iron parts 25 which are located between the razor blade shaped edges 27 have a thickness less than the diameter of the wire 19. The razor blade shaped edges 27 are thinner than the edges 23 of the flattened parts 21 of the first shape execution.

Lorsque le fil 19 est alimenté par la source de puissance corona 13, un effet corona de haute intensité est produit le long des bords en forme de lame de rasoir 27 de chaque partie en forme de fer de hache 25. Le résultat net de l'effet corona produit à chacun de ces déplacements est une série continue d'effets corona de haute intensité distribués sensiblement de façon égale uniforme sur toute la longueur du fil 19. When the wire 19 is supplied by the corona power source 13, a high intensity corona effect is produced along the razor blade edges 27 of each ax-shaped part 25. The net result of the corona effect produced at each of these displacements is a continuous series of high intensity corona effects distributed substantially uniformly uniform over the entire length of the wire 19.

Les parties aplaties ou amincies 21 et les parties amincies en forme de fer de hache 25 sont disposées le long de la longueur du fil 19 à des intervalles relativement courts pour produire une série continue d'effets corona de haute intensité qui soient sensiblement répartis de façon uniforme sur toute la longueur du fil 19. Les intervalles entre les parties 21 ou 25 peuvent être réguliers ou irréguliers pour autant qu'une série continue des effets corona distribués sensiblement de façon uniforme sur toute la longueur du fil 19 soit obtenue. The flattened or thinned portions 21 and the ax-shaped thinned portions 25 are disposed along the length of the wire 19 at relatively short intervals to produce a continuous series of high intensity corona effects which are substantially evenly distributed. uniform over the entire length of the wire 19. The intervals between the parts 21 or 25 may be regular or irregular provided that a continuous series of corona effects distributed substantially uniformly over the entire length of the wire 19 is obtained.

De préférence, les parties 25 présentent deux bords en forme de lame de rasoir 27 s'étendant au-delà du corps du fil 19. Un bord en forme de la me de rasoir 27 sur la partie en fer de hache 25 fonctionne pour produire l'effet corona désiré, mais deux bords sont préférés. De même, si un des bords en forme de lame de rasoir 27 vient à se casser, l'arête nouvellement formée fonctionne comme surface productrice d'effet corona. En outre, du fait que l'effet corona est produit aux arêtes en forme de lame de rasoir 27 et du fait que ces arêtes 27 sont plus minces que les autres parties du fil et que les faces 23 des parties aplaties 21, l'intensité de l'effet corona aux arêtes en forme de lame de rasoir 27 est bien plus grande que l'effet corona qui serait produit autrement. Preferably, the portions 25 have two edges in the form of a razor blade 27 extending beyond the body of the wire 19. An edge in the form of the razor core 27 on the ax iron portion 25 functions to produce the corona effect desired, but two edges are preferred. Likewise, if one of the razor blade-like edges 27 breaks, the newly formed edge functions as a surface producing a corona effect. In addition, because the corona effect is produced at the edges in the shape of a razor blade 27 and the fact that these edges 27 are thinner than the other parts of the wire and that the faces 23 of the flattened parts 21, the intensity the corona effect with the edges in the shape of a razor blade 27 is much greater than the corona effect which would be produced otherwise.

Finalement, et ceci est de la plus haute importance, du fait que l'effet corona est produit le long des arêtes en forme de lame de rasoir 27 peu espacées les unes des autres et non le long d'autres parties du fil, les points chauds irrégulièrement espacés qui sont produits lorsqu'un fil simple est utilisé en mode négatif sont grandement réduits, sinon totalement éliminés. Finally, and this is of the utmost importance, since the corona effect is produced along the razor blade-like edges 27 spaced apart from one another and not along other parts of the wire, the points irregularly spaced hot wires produced when a single wire is used in negative mode are greatly reduced, if not completely eliminated.

L'élément générateur d'effet corona suivant l'invention peut être réalisé à partir d'un tronçon de fil métallique de section circulaire sur lequel on forme des parties amincies au marteau, par frappe, par pinçage ou de toute autre manière. The corona generating element according to the invention can be produced from a metal wire section of circular section on which thinned parts are formed with a hammer, by striking, by pinching or in any other way.

Alors que l'invention a été décrite ici en rapport avec l'application d'une charge électrostatique de polarité négative, il est évident que celle-ci peut être utilisée pour l'application d'une charge électrostatique de polarité positive. While the invention has been described here in connection with the application of an electrostatic charge of negative polarity, it is obvious that this can be used for the application of an electrostatic charge of positive polarity.

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1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims

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1. Corona effect generating element formed of a wire strand intended to be connected to a high voltage source to apply a uniform electrostatic charge to the surface of a photoconductive element, characterized in that it comprises a plurality of spaced thinned parts (21,25) distributed along the wire, these thinned parts having a thickness less than that of the body of the wire and each of them ending in at least one edge constituting a corona emission surface, the whole being capable of producing a corona effect which is substantially uniform along the length of the element.

2. Corona generating element according to claim 1, characterized in that each thinned part comprises two edges.

2

3. Corona generating element according to one of claims 1 or 2, characterized in that said thinned parts have at least one edge defined by converging planar surfaces.

4. Corona generating element according to one of claims 1 or 2, characterized in that said thinned parts have opposite faces located in parallel planes.

5. Corona generating element according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the edge of said thinned parts is located outside beyond the body of the wire.

6. Corona generating element according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the wire is of circular cross section.

7. Corona generating element according to claim 6, characterized in that said thinned parts are located in a common plane.

8. Corona generating element according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the longitudinal axis of the wire is in the plane in which the thinned parts are located.

9. Corona generating element according to one of claims 1,2 or 3, characterized in that the thinned parts have a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the wire substantially in the shape of a diamond and have their edges which are razor-sharp.

10. Corona generating element according to one of claims 1,2 or 4, characterized in that the thinned parts have a section perpendicular to the longitudinal axis of the wire substantially rectangular and have their edges which define faces.

11. Corona generating element according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the thickness of the thinned parts is approximately 1/3 of the diameter of the wire.

12. Corona effect generating element according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the thickness of the thinned parts is approximately 25 μm. and the wire diameter of about 75 (z.

13. Corona generating element according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the wire is made of tungsten.

14. Corona effect generating element according to one of claims 1,2 or 3, characterized in that the edges of the thinned parts constitute corona effect emission surfaces of the knife blade type.

15. Corona generating element according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the edges of the thinned parts are rounded.

16. Corona generating element according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the thinned parts are located at equal distances from each other.

17. Corona generating element according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the distance between the centers of the successive thinned parts is approximately 3 mm.