DE1522726A1 - Steuerschaltung fuer eine xerographische Kopiermaschine - Google Patents

Description

RAlK XEROX LIMITED Rank Xerox House 338, Euston Road Io η d ο η, N.W· England

Steuerschaltung für eine xerographische Kopiermaschine

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Xerographie, insbesondereauf eine verbesserte Steuerschaltung für eine xeregraphische Kopiermaschine.

Im engeren Sinne betrifft die Erfindung eine verbesserte Steuerschaltung zur Steuerung der Aufladung einer xerοgraphischen Platte innerhalb einer xerographisehen Kopiermaschine, die Reproduktionen in schrittweisem Betrieb herstellt.

Beim xerοgraphischen Verfahren wird eine aus einer photoleitfähigen Isolierstoffschicht auf leitfähiger Unterlage bestehende xerographische Platte auf ihrer Oberfläche gleichmäßig elektrostatisch

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INSPECTEÖ

aufgeladen und dann mit dem zu reproduzierenden Bild belichtet, v/as durch, ein übliches Projektionsverfahren _t.;eschient. Durch die Belichtung wird die Platte in den belichteten ilächenteilen entsprechend der jeweiligen Belichtungsstärke entladen, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild auf der Plattenonerfläche entsteht. Das latente elektrostatische x>ild kann dann "beispielsweise durch Entwicklung mit einem geeignetem Tonerstoff nutzbar gemacht werden, wobei ein dem latenten elektrostatischen Bild entsprechendes sichtbares Bild entsteht.

Seit der Beschreibung dee grundlegenden xerographischen Verfahrens wurden eine Vielzanl von Maschinen und Anordnungen vorgeschlagen, mit denen dieses Verfahren zur kommerziellen Herstellung von Kopien durchgeführt werden kann. In einer Ausführungsform einer solchen kommerziellen, automatisch arbeitenden xero^raphisehen Kopiermaschine hat die xerographische Platte die Form einer Trommel, die mit gleichmäßiger Geschwindigkeit an der. verschiedenen Verfahrensstationen der Maschine vorbeibewegt wird, zu denen auch eine . Aufladestation gehört, an der eine cleichmäiüge elektrostatische Ladung auf die photoleitfähige Schicht der xerographischen Trommel aufgebracht wird.

Um die xerographische Technik auch bei der Übermittlung von BiI-dem nutzbar zu machen, beispielsweise für einen Bildschreiber oder eine ämliche Einrichtung, ist es vorteilhaft, das Abbild eines zu reproduzierenden Schriftstückes auf eine gleichmäßig aufgeladene xerographische Platte stückweise zu projizieren. Sin bestimmter Teil des Schriftstückes wird auf einem entsprechenden Plächenteil der xerographischen Platte abgebildet, die während dieser

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Belichtung,stillsteht. Kit anderen.'.."orten .,esagt, wird das Schriftstück schrittweise abgebildet,-.· beispielsweise Zeile für Zei^e^. wpzu eine...geeigne te optische Abtasteinrichtung- verwendet wird, .während, sich die xero^raphisehe Platte schri"ctwels.e. .....

wei.terbewegt_?.-. Zwischen aen Einzelschritten, steht die Platte- ..-still, und dieser. Zeitraum wird im. folgenden als Yerweilseit be- ... z.elchnet.^ Aui diese !./eise werden auf ein ander f;olgende üleile .des ,...,.,. Schriftstücke S₄ ucliritweise abgets-.stet. und es werden nacheinander Schritt für Schritt Linienbilder auf die xero.graphisehe Platte projiziert, wodurch sich ein latentes elektrostatische Bild er- Λ gibt. Die auf einander folg enden, belichtetenI'eile der xero^raphi- ., sehen Platte werden nach der Belichtung in demselben schrittwei— _ sen Betrieb innerhalb des ;.^re ce s der xer ο graphischen Platte in eine andere L. ge gebracht, so daß sie weiterbearbeitet werden können, besipielsv.eise zur .Entwicklung bzw,, zur Erzeugung eines sichtbar eil Bildes a-uf .der xer ο graphischen Platte. Dieser sphrittv/eise Betrieb der xerographisehen Haschine wird im folgenden als schrittweise Xerographie bezeichnet.

-Ein. ,wichtiger, Verf-ahreiiisphritt vor der Belichtung der xero- " graphischen Platte wird bei der Aufladung der Platte auf .eine gleichmäßige Ladespannung durchgeführt. Dazu wird eine Ladeeinrichtung verwendet, beispielsweise eine Korona-Ladeeinrichtung bzw. ein Scoröstron.

-αλΙο h '- ~:.~ .'A v.'- ■'.„■-.■'."..'-'■.- .-..-"■·.· ,".-;■■-■■■' - ''.'-.-■:■:--:-'.-·■-'.. Das Seprotron kann die in der US-Patentschrift 2 .777 957 von L.,E_a .¥alkup. beschriebene Porm haben, Ss besteht aus einer Anzahl . .von..,e;in Steuergit.ter .bildenden,Drähten, .die parallel zu einer.. __^ leitfähigen Abschirmung .,gespannt· sind, sowie aus. einer Anzahl von

eine Korona-Zntladung beviirkenden Koronodendrähten, die zwischen ^. _ . '9 09 842/^38 2- = νΐ ■ , ■^;;·""··" BAD ORIGINAL "^

den Gitterdrehten und der leitfähigen Abschirmung parallel zu dieser angeordnet sind. An den Koronodendrähten liegt eine Spannung, so daß von ihnen der Koronastrom ausgeht. Zur Aufladung einer xerographiechen Platte gelangt ein Teil der Entladung durch die Steuergitterdrähte auf die Oberfläche der photoleitfähigen Schicht, während überschüssige Entladungserscheinungen durch die Steuergitter-drähte abgeleitet v/erden. Die Stärke der vom Scorotron auf die xerographische Platte übertragenen Ladung ist eine Funktion der Koronodenspannung und der Gitterspannung, zu der noch andere Faktoren beitragen, beispielsweise der Abstand der Koronodendrähte zur xerographischen Platte, die Stärke dieser Drähte usw.

In einer handelsüblichen xerographischen Maschine wird die xerographische Platte mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit an dem Scorotron oder einer anderen Korona-Entladungseinrichtung vorbeibewegt, wodurch eine gleichmäßige Spannung auf die xerographische Platte aufgebracht wird, wenn an dem Steuergitter des Scorotrons und an den Entladungsdrähten eine konstante Spannung anliegt . Bei gleichmäßiger Bewegung der xerographischen Platte gegenüber einer Korona-Ladeeinrichtung wird die xerographische Platte also gleichmäßig aufgeladen, wobei alle anderen den Ladevorgang beeinflußenden Faktoren gleichbleiben.

Bei der schrittweisen Xerographie, bei der die xerographische Platte schrittweise weiterbewegt wird, bewegt sich ein Flächenteil der Platte zur Ladestation und bleibt darauf für einen gewissen Zeitraum still stehen. Dieser Flächenteil der Platte wird deshalb durch die Ladeeinrichtung während der Vorschubzeit und wehrend des Stillstandes, d.h. während der Verweilzeit, beeinflußt.

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Die Verweilzeitkann sich abhängig von der Schrittgeschwindigkeit der Platte ändern. Bei dieser Betriebsweise entsteht auf der xer ο graphischen Platte bei Verwendung einer üblichen Eoronaladeeinrichtung und einer üblichen ladungsSteuerschaltung für diese ladeeinrichtung eine nicht gleichmäßige elektrostatische ladung.

Wird die Steuerschaltung beispielsweisewirksamgeschaltet und die Eorona-ladeeinrichtung zur übertragung einer gleichmäßigen ladung auf die xer©graphische Platte bei deren Bewegung veranlaßt, so tritt eine nicht gleichmäßige ladung auf,wenn die xerographisehe Platte während der Terweilzeit stillsteht. Dadurch entsteht insgesamt auf der xerοgraphischen Platte eine ungleichmäßige ladung. Biese Ungleichmäßigkeit der ladung hängt von der länge der Verweilzeit nder deren Änderung ab. Die Wichtigkeit der Verweilzeit als ein den ladevorgang lieeinflußender Faktor nimmt noch zu, wenn sie während der Reproduktion eines Schriftstückes oder sogar zwischen aufeinanderfolgenden Reproduktionen geändert wird. Diese Änderung der Terweilzeit ergibt sich aus einer Änderung der Schrittgeschwindigkeit der xerographisehen Platte. ¥ird die Schrittgeschwindigkeit bzw.' die Schrittzahl geändert, so ändert sich damit die Verweiizeit. Da die ladung auf der Platte direkt abhängig von der Einwirkungszeit der Korona-ladeeinrichtung abhängt, ergibt sich mit. einer Verlängerung der Verweilzeit eine stärkere Aufladung der PlatteV Eine ungleichmäßige Ladungsverteilung auf der Platte ist unerwünscht und eine zu starke Aufladung bewirkt eine Alterung des photoleitfähigen Stoffes der xerographisehen Platte. Ferner bewirkt eine insgesamt ungleichmäßige ladungsverteilung eine extreme

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Variation des elektrös"tatisehen latenten ladungsbildes', v/ö'Ml't ^ ■ eine unerwünschte Änderung der lonefdictite bei der Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes auftritt.

Me Erfindung betrefft nun eine Steuerschaltung für eine zur Aufladung einer xerographischen Platte dienende Koronä-Ladeeinriehtung, die die xerographische Platte ;i,ttels einer Korona-Entladungselektrode durch eine Steuergitterelektrode hindurch auflädt, während die Platte an der Ladeeinrichtung in aufeinanderfolgenden

" Schrittbewegungen mit dazv,^ri. chenlie^eiiden Verweilzeiten vorbeitransportiert wird. Diese Steuerschaltung zeichnet sich gemäß der Erfindung aus durch eine Einrichtung zur Erzeugung von Impulsen mit einer auf die Frequenz der Schrittbewegun, en einstellbaren Impulsfolgefrequenz, und durch Sehalteinriclitungen, die durch die Impulse gesteuert werden und die Beibehaltung einer gleichbleibenden mittleren Spannungsdifferenz zwischen der Korona-Entladung selektrode und der Steuergitterelektrode unabhängig von der !Frequenz der Schrittbewegungen bewirken, wodurch auf die xero-

k graphische Platte unabhängig von der Dauer der Verweilzeiten eine gleichmäßige elektrostatische ladung aufgebracht värd»

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren beschrieben.

Fig.1 zeigt die schematisehe Darstellung einer xerographischen Maschine für schrittweisen Betrieb sowie die gemäß der Erfindung ausgebildete Schaltungsanordnung,,

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j?ig*2A,2B und 2C zeigen Impulsformen zur iSrläuterung der Funktion der in Pig.l dargestellten Steuerschaltung und Fig. 3 zeigt in Form einer Kurve den Zusammenhang zwischen der mittleren Gitterspannung des Scorotrons und der Schrittzahl pro Sekunde der xerographischen Platte, wie er sich aus der Anwendung der vorliegenden Erfindung ergibt. .

Vor der eingehenden Beschreibung der Erfindung sei bemerkt, daß die in der Steuerschaltung verwendeten Flip-Flop-Schaltungen und MuItivibratoren nur durch einen positiven Impuls betätigt werden. Darunter ist die Änderung einer Spannung von einem Pegel auf einen positiveren Pegel zu verstehen. Eine entgegengesetzte Spannungsänderung viird als negativer Impuls bezeichnet. Der schraffierte Teil der Schaltsymbole dieser Schaltungen ist im gesetzten Zustand durchgeschaltet, während der andere Teil der Schaltsymbole die Durchschaltung im rückgestellten Zustand angibt. BekanniLich wird durch einen positiven Impuls am Eingang der schraffierten Seite dieser Teil der Schaltung gesetzt, während ein Impuls am Rüekstelleingang die Schaltung zurückstellt, wobei hier monostabile Multivibratoren nicht betrachtet werden sollen. Die hier betrachteten Schaltungen befinden sich in ihrem rückgestellten Zustand, bevor die gesamte Steuerschaltung eingeschaltet wird. Beispiele geeigneter Flip-Flop-Schaltungen und Multivibratoren für die Schaltung gemäß Fig.1 sind in der Veröffentlichung "Digital Logic" von Harmon Eardon, Katalog ITr. 515, auf-den Seiten 11 und 12 dargestellt. Selbstverständlich können jedoch auch andere übliche Schaltungen verwendet werden.

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In fig,! ist die schema ti sehe Darstellung einer schrittweise arbeitenden xerographisehen Maschine söv/ie 'eine Steuerschaltung . gegeigt». Pie Steuerscaalxung arbeitet .mit einem üblichen ■ Stromv-er--»

sorgungsteil 2, dem eine Wechsel spannung über die JClemaen 1 zu*- geführt wird» Dieser Stromversorgungsteil besteht aus der üblichen Schaltungsauordnung mit Transformatoren^ Gleichrichterai., Piltern . und Spannungsteilern zur Bildung der erforderlichen Spannungen der jeweils gewünschten Polarität, die für die verschiedenen {[!eile der- Steuerschaltung in der im -folgenden- beschriebenen "Weise ver« . ψ wendet werden, Der Stromversorgungsteil 2 speist einen Impulsgenerator 3f&ev einen Impulsgug mit einer ^'requenz erJigt, die der gev;ünschten_; Schrittgeschwindigkeit; der Maschine entspricht» Meser Impulsgenerator ist derart ausgebildet, da|3 er jede ^eqwiz ifm^:QV" halb eines Iretuensbereiches erzeugerj. Icaan» Diese .Eigenschaft ist 0ymbaliisch durch die verschiedenen Ausgänge f^, fg Mtd f^ dargestellt, ' . . ■ . ; . . . .■■■:.'■..-■.■■. ■=■..-...-. -

2.U besseren Srfclärung der' neuartigen Eigenschaften der gemäßen Schaltungsanordnung wird deren Arbeitsweise in zwei. Bereiche unterteiltι 1, Me Steuerung des Sehrittscheltmotars und 2, die ' Steuerung der 3Jadeeinrichtung,: ■"=■■■ ;

Steuerung des Schrittschaltme-tors erzeugt der Impulsgenerator 3 ein Signal für die 5¹Iip*?lc-p~Schaltung 4, wobei diese mit jedem positiven=-Impuls- des. Impulszuges gesetzt wird* Beim Setzen der-

" 4 werden über deren-Äücicstellauggang-die - ■ S und der Multivibrator 9 gesetzt, Die Wirkung der J^ip-Jlop-Schaltung 8 wird im^; folgenden ^:

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noch ausführlicher beschrieben·. Ide V er zöge run-.; sz ei t des monostabilen Multivibrators 9 ist'durch diejenige Zeit festgesetzt, ' die zur Einschaltung ces Schrittschaltmotors 12, der den jeweiligen BetriebsüChritt durchführt, erforderlich ist.

Die Yerzögerungszeit des Multivibrators 9 ist abhängig von der Massenträgheit der xerograchisehen Platte, die die Last des Schrittschal tmotörs darstellt, ferner ist sie von der Konstruktion des Motors selbst abhängig. Beispielsweise benötigt eine flache xerographische Platte eine längere Einschaltzeit für den Motor als " eine zylindrische xerographi^che Platte. Ist die hierzu erforderliche Zät bekannt, so wird die Verzögerungszeit des Multivibrators 9 entsprechend eingestellt.

Die PIip-Plop-Schaltung 4 erzeugt ferner ein Ausgangssignal an ihrer Schaltseite, das der Schaltseite des Multivibrators 6 und der Plip-Plop-Schaltung 7 zugeführt wird. Perner gelangt dieses Signal auf den Eingang eines Verstärkers 5, der als Impulsleistungsverstärker bezeichnet -wird, da die durch ihn verstärkten Impulse i zur Einschaltung des Schrittschaltmotors 12 und dessen Drehung dienen. Die Amplitude der verstärkten Impulse entspricht der Spannungsdifferenz der negativen Impulse der Schaltseite der Plip-Plop-Schaltung; .4 und hat eine Dauer, die der Yerzögerungszeit des Multivibrators 9 entspricht. Ist die Verzögerungszeit des Multivibratoi-s 9 abgelaufen und die Plip-Plop-Schaltung 4 zurückgestellt, so wird der dem "Verstärker 5 zugeführte Impuls beendet.

Der positive Impuls der Schaltseite der Plip-Plöp-Schaltung: :4V deirden Leistungsimpuls beeindet, setzt ferner den Multivibrator 6 und

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die Flip-Flop-Schaltung 7. ^as Ausgangssignal der Schaltseite der ^lip-I^lop-Schaltung 7 wird dem Rück st eil eingang der ΙΊΐρ-Flop-Schaltung 8 sowie dem Verstärker 10 zugeführt, !»iaser Verstärker entspricht dem Verstärker 5 und wird als Bremsimp lsverstärker bezeichnet, da er diejenigen Impulse verstärkt, die zur Abbremsung des Schrittsciialtmotors nach der Bewegung über einen '· vorbestimmten Winkel verwendet werde... -^er negative Impuls am Ausgang der ü'li-ü-Flop-Schaltun-r 7 bei deren Setzen bildet die Vorderkante eines Bremsimpulses, der dem Eingang des Bremsimpulsfc Verstärkers 10 zugeführt wird. Dieser Bremsimpuls wird dann verstärkt und der Motor-Steuerschaltung 11 zugeführt, wie dies auch für den verstärkten Leistungsimpuls des Impulsverstärkers 5 der Pail ist. Der Bremsimpuls wird beendet, wenn die Verzcgerungszeit des monostabilen Multivibrators 6 abgelaufen ist, wodurch an seiner Schaltseite ein positiver Impuls erzeugt wird, der die flip-Plopschaltung 7 zurückstellt. ·

Die Zeitverzögerung des Multivibrators 6 hängt ähnlich wie diejenige des KuItivibrators 9 von den Eigenschaften des Schrittschal tmotors 12 und der Massenträgheit seiner Belastung ab.

Im Augenblick der Beendung des Bremsimpulses kommt der Schrittschaltmotor 12 in die Kuhelage und die xerographische Platte 14 wird über die gestrichelt dargestellte mechanische Verbindung 13 . nach der Durchführung eines Bev/egungsschrittes stillgesetzt. Es ■ ^J-'-^;-ist zu erkennen, dai für jeden positiven Impuls des im Impulsgenerator 3 erzeugten Impulszuges ein leistungsimpuls vorbestimmter ' Dauer sowie ein Bremsimptils vorbestimmter I'auer aufeinanderfolgend

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erzeugt wenden, die zur Betätigung des £©hrStt§©haltni0ti>rs 12 Und, damit eeIner Belastung,- der 3c.er&.graphis&hen Platte 14, die&en» Auf diese Weise wird : !die schrittweise Belegung der -Xerographisolien Platte über einen vorbestimmten V.^reg "bewirkt, - - · - · ■

InnephalB der in. jig,! dargestellten Binriehtung liat dig aus einem phot öl ext fälligen -Btöt£ ■ T6aai einei» go^rdeten, leitfäriigen üntea?^ lage 15; be st eilende scerögrapliiggiie Platte 14 die-.iorm einer 'I'roiraiel,-die dur.eli de.ix SiJi'irittaahaltmotoi· 12 gedreiit Afirdi. Außer an einer Ajigahl WQU ferfalirengstationgn, dia .der Üt>er_;§iaJat halter: in;Α£,.1 Etieht dargestellt sind:, wird die ϊ-röWfflel aueh an einer .Xiadeptation

, An dieser Stelle is:inahg. des? Umfangsiläehe des? ir (per su d^ren Bev/egimgsriahtTiag. in cerlngem Altend ©in 17 angeprdiiet, das sum AmfÄinge» #1ϊι©ϊ, ladung auf die

BeoEötgpon 17 teggteht aus einea? ieitfl^:hlgen Atsaürinung .1S, geerdet ist, einer Anzahl von E©röna.™--antladungsdrähten, die

die EormieAe W Mldeft und einer Bteuergitterelgfetrode 20, Wt ist alt- dem positiven Pol eines? dursii den E,gespeisten H»ehspannungsqu©lle verbunden,

Der zweite Be^rie^sijereiiJli wird im folgenden kegehrleTDen und "be*-- zieht-sieh speaipll auf die Bteuerung des SeoreiJiOns 17 swe Auf— bringung tiiier . &L:eiöhfiormigen iaiung auf die xeiographis-elie Platte J)Ie Slip-'llop'-SDhaXtung 8 wurde, gesetzt^ureh das AusgaaggsignEl der Eiictos teilte it« tea? 5¹IiP-S¹IOp^ ehal tun. g 4, die . wiederum gesetzt wurde, duroh den positiven Impuls inneriialh €eg Impuls^uges .des !»«■ pulsgeneraters■■;% Beim Setgeu. dea? IMp-Klöp-Behaltung B wij?d an Bueksteliseite ©to Ausgangeeigaal im ä>bbi

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Impulses erzeugt, dessen Dauer durch, die Zeit bestimmt ist, die zwischen dem Setzen der Flip-Flop-Sohaltung 4 und dem Rückstellen der Flip-Flop-Schaltung 7 liegt. Durch die Rückstellung der Flip-Flop-Schaltung 7 wird die Flip-Flop-Schaltung 8 zurückgestellt. Dieser Zeitraum ist annähernd gleich der gesamten Zeitdauer der . Iieistungs- und Bremsimpulse, ,-.----

Der Transistor 23 ist -mit seiner Basiselektrode 22 über den Widerstand 24 an eine positive Spannung des Stromversorgungsteiles 2

angeschlossen, während sein kollektor 25-über den V/i der stand 26 mit einer negativen Spannung verbunden ist. Der Emitter 27 ist direkt mit Erde verbunden. Die Rückstellseite der Flip-Flop-Schaltung 8 ist über den -id^rstand 21 nit der Basis 22 des Transistors 23 verbunden, ^ie an der Basis 22 über den Widerstand 24 .auftretende Vorspannung sowie die V/er te der Widerstände 21 und 24 sind derart gfwälilt, daß der Transistor 23 gesperrt ist, wenn die Flip-Flop-Schaltung 8 gesetzt .ist.. Viril· sie jedoch zurückgestellt, so wird der Transistor 23 in seinen leitfähigen Zustand gesteuert, so daß er einen Kurzschluß bildet.

Befindet sich die FIi -Flop-Schaltung 8 in ihrem gesetzten Zustand, so ist der Transistor.23 gesperrt. In diesem Zustand arbeitet er wie ein offener Schalter, und die vom Stromversorgungsteil 2 über den Widerstand 26 am Kollektor liegende Spannung liegt gleichfalls.

am Gitter 28 der Triode 29, da dieses mit dem KoIlektr direkt verbunden ist. Die negative Spannung am ^itter 28 sperrt die Triode, 29. Dieser gesperrte Zustand der Tiäode 29 fällt in den Zeitraum Näe₄s ge setzten Zustandes der Flip-Flop-Sehaltung 8. Dieser Zeitraum entspricht, dem Bewegungszeitraum des Mo.tors und damit der xero-■graphisehen Platte H. Ferner entspricht dieser Zeitraum der Dauer

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der Einschaltung und der Bremsung des Motors 12.

¥ird der positive Impuls an der H-ückstellseite der Plip-ΐΐορ-Schaltung 8 "bei deren Rückstellung auf den niedrigeren Spannungspegel gebracht, so reicht die Spannung an der Basis 22 der Transistors 23 nicht mehr aus, um diesen zu sperren und er wird leitend. Wie bereits bemerkt, arbeitet der Transistor 23 in seinem leitfähigen Zustand als Kurzschluß bzw. als geschlossener Schalter, wobei sein Kollektor 25 mit seinem E^icter 27 verbunden wird, der an Erde liegt. Damit liegt Erdpotential am ü-itter 28 der Triode 29, wodurch diese leitfähig wird. Der Zeitraum dieser leitfähigkeit der Triode 29 entspricht der Verweilzeit der xerographisehen Platte

Es ist zu erkennen, daß während des Betriebes der Steuerschaltung für die Plattenladung die Triode 29 sich in jeweils einem zweier

Betriebszustände befindet: 1. dem gesperrten Zustand, oder 2. dem leitenden Zustand.

Während der Korona-Entladung im Scorotron 1? arbeitet die ^teuergitterelektrode 20 als eine die Korona-Entlt.dung regulierende Elek trode, in-dem sie positive Ionen aus der Korona-Entladun,j.szone anzieht. Diese positiven Ionen repräsentieren einen zu starken Koronastrom, der durch die Steuergitterelektrode 20 abgeleitet wird. V/ähEnd des gesperrten Zustandes der Triode 29 wird dieser zu starke Koronaetrom von der Koronode 19 durch den Elektronenfluß in der bereits beschriebenen Steuerschaltung für das Scorotron neutralisiert. Da die triode 29 gesperrt ist, werden die positiven Ionen auf dem Steuergitter 20 des Scorotrons durch den Elektrpnen-

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fluß vom positiven Anodenspannun-.spol des Sxroniversorgunrsteiles 2 über den Anodenwiderstand 32 der Triode 29 zur Steuergitterelektrode 20 neutralisiert. Dieser Elektroneniluß über den V/id-erstand 32 erzeugt einen Spannungsabfall an diesem Widerstand, der die positive Anodenspannung an der Anode 31 ■ erhöht. Auf diese V/eise v/ird die an der Steuer_c~itterelektrode 20 herrschende Spannung über die vom Stromversorgungsteil 2 gelieferte Anοdenspannung hinaus erhöht. Diese Erhöhung entspricht dem Spannungsabfall am V/i der st and 32, der durch den neutralisierenden ElekLronenfluß erzeugt wird.

Während des leitfähi.en Zustandes der triode 29 wird der überschüssige Koronascrom, der in i'onn positiver Ionen von der Koronode 19 ausgeht, durch die Steuergitterelektrode abgeleitet, wie es beim gesperrten Zustand-der Triode der Pail ist. Nun ist diese jedoch leitfähig. Dabei arbeitet sie als Elektronenquelle und liefert mit öhrer Kathode 30 negative Ladungen zur Neutralisierung der positiven Ionen auf der ^teuergitterelektrode 20. Daher wird der durch den Widerstand 32 im Anodenkreis der Triode 29 fließende Elektronenstrom durch den leitfähigen Zustand der Triode 29 verursacht. Die Spannung an der Steuergitterelektrode 20 während des leitfähi^en Zustandes der Triode 29 hat deshalb einen Wert, der gleich der durch den Stromversorgungsteil 2 erzeugten Anodenspannung abzüglich dem Spannungsabfall am Anodenwidersrand 32 ist. Diese Steuergitterspannung ist geringer als beim gesperrten Zustand der Triode 29.

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Während des leitfähig en Zustandes der Triode <-9 "bzw. während der Verweilzeit de r xero.'rapliischen Platte 14 hat die Spannung an der Steuer-gitterelektrode 20 einen geringen "Jert. '/fahrend des · gesperrten Zu ε tt.nd.es der iriode 29 "bzw» während des Bewegungsschrittes der xerograpiiischen Hatte 14 hat die-Spannung an der Steuergitter elektrode 20 einen hohen V,ert gegenüber der Spannung während des leitfähircen Zustandes. Durch die Verwendung der Triode 29 als Sch lter kann die mittlere Spannungsdifferenz zwischen der Steuergitter elektrode 20 und der ICoronode 19 wirkvam gesteuert werden. £>ies ist an Hand der Yig.ZA,ZB und 2C "besser % zu erkennen.

In Pig.2A ist der Verlauf der inirtleren Spannung an· der Steuergitterelektrode 20 des Scorotrons dargestellt, Zur Zeit ti wird der Schrittschaltmotor 12 eingeschaltet, wodurch ein neuer -^l ächenteilder xerographischen Platte 14 in den Einflußbereich des Scorotrons 17 "bewegt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Plip-JE¹Iop-Schaltung 8 gesetzt, v.odurch der transistor 23 leitfähig und die Triode 29 gesperrt wird. Damit liegt eine hohe positive Span- λ nung an der Steuergitterelektrode 20, beispielsweise von 100OVoIt. Zur Zeit t2 wird die Steuergitterelektrodenspannung auf einen geringeren Wert gebracht, beispielsweise 450 Volt, da die Triode 29 leitfähig wird. Ferner wird zum Zeitpunkt t2 die xerographische Platte stillgesetzt und es beginnt die Verweilzeit des Elächenteiles unter dem Scorotron 17. Kiese Verweilzeit dauert bis zum Zeitpunkt t3 an, zu dem ein weiterer Leistungsimpuls auf die MotorSteuerschaltung 11 des Schrittschaltmotors 12 gegeben wird und die Triode 29 gesperrt wird. Dann wiederholen sich die bereits beschriebenen Vagänge.

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Aus den i^lig.2B und 2C, die die Spannung an der Steuere-itterelektrode 20 für Schrittfrequenzen von 30 "bzw. 20 Schritten pro Sekunde anzeigen, geht hervor, daß die Verweil zeit von t2 "bis t-3 mit abnehmender Schrittzahl der xerographischen Platte H zunimmt. Ferner ist zu erkennen, daß trotz einer Zunahme der Verweilzeit die durchschnittliche ^teuergitterelektrodenspannüng mit abnehmender Schrittzahl gleichfalls abnimmt. Dies vird im folgenden eingehender erläutert.

Es sei daran erinnert, daß die ladung der xerographischen Platte

pro-14 sich direkt y^ortional mit der Verweilzeit der Platte ändert, wobei alle anderen Jaktoren gleichbleiben. Der erwartete Anstieg der Ladung auf der xerographischen Platte mit zunehmender Verweilzeit, wie in den Fig_o2B und 2C gezeigt, tritt jedoch nicht auf. Dies hat seine Ursache darin, daß die mittlere Steuergitterelektrodensapnnung. mit ansteigender Verweilzeit abnimmt, weil die Steuergitterelektrode 20 mit Impulsen gesteuert wird. Dieser Zusammenhang geht deutlicher aus Fig.3 hervor.

In Fig.3 ist eine Kurve dargestellt, die die durchschnittliche Steuergitterelektrodenspannung als eine Funktion der Schrittgeschwindigkeit der xerographischen Platte darstellt, wobei die Koronodenspannung auf einem, konstanten, hohen positiven Wert liegt. Aus dieser Kurve geht hervor, daß zwischen der Schrittgeschwindigkeit der xerographischen Platte und der durchschnittlichen Steuerelektrodenspannung ein linearer Zusammenhang besteht. Daher fällt die mittlere Steuerelekirödenspannung ab, wenn die Schrittzahl der xerographischen blatte abnimmt und die Verweilzeit zunimmt.

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Da die Hronodenspannung konstant ist, können die vorstehenden Betrachtungen anstatt auf die mittlere Steuer itterelektrodenspannung auch auf die-Spannungsdifferenz-zwischen der Koronode und der Steuergitterelektrode bezogen werden.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Steuerung des Scorotrons ermöglicht das Aufbringen einer gleichbleibenden Ladung auf eine xerographische Platte unabhängig von deren Schrittgeschwindigkeit. Durch Änderung der mittleren SteuergitTerelek- ^ trodenspannung relativ zur Verweilzeit der xerographischen Platte kann die optimale Ladungsmenge auf die Platte aufgebracht werden und eine ungleichmäßigkeit oder eine zu starke Ladung wird vermieden.

Als ein für hohe Schaltgeschwindigkeiten geeigneter Schrittschaltmotor 12 kann der in dem Artikel "Printed Circuit Motors for High-Speed Incrementing of inertial and Dissipative Loads", IEEE Transactions on Industrial Electronics, Hai 1963, Ceite 28 beschriebene verwendet werden. "

Während die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben wurde, ist sie auf dieses jedoch nicht beschränkt, da auch andere gleichwertige elekxrische Schaltelemente anstelle der beschriebenen verwendet werden können, ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann anstelle der in der Schaltungsanordnung gemäß ϊίε.1 verwendeten Barallelregelung der Spannung an der Steuergitterelektrode 20 auch eine . Serienregelung angewendet werden, die aux" dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung beruht* 8AD OR/Qj^l

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Es ist ferner möglich, die vorliegende Erfindung in einer Maschine zu verwenden, in der das Scorotron 17 sich schrittweise über eine feststehende xerographische Platte cewegt. ?ür die -^nv/enäung der Erfindung ist lediglich ausschlaggebend, daß zwicchen der Korona-Ladeeinrichtung und der ai ladenden xerοgraphischen Platte eine schrittweise Bewegung stattfindet.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß sich der Motor 12 immer um einen bestimmten Winkel innerhalb eines bestimmten Zeitraumes dreht, unabhängig von der jeweils verwendeten Schri ..tceschwindigkeit.

" Ides ist leicht zu erkennen, wenn man berücksichtigt, daß öie Schalt- und Bremsimpulse immer dieselbe Dauer und Größe haben, die vom Hotor,- der Belastung ubw, abhängt. Dies ist in der Pig. 2A-C graphisch dargestellt, in denes ler Zeitraum ti bis t2 dem Bewegungsschritt entspricht. Dieser feste Zusammenhang zwischen dem Zeitraum und der Länge der Kotorbewegung fürjeden B^egungsschritt ermöglicht die Verwendung einer Photodetektor-Einrichtung anstelle des Multivibrators 9, die die Rückstellimpulse für die iFlip-JFlop-Schaltung 4 erzeugt. Hit ihr wird der Durchgang einer Zeitgebermarke auf dem Schrittschaltmotor 12 an einer bestimmten Stelle festgestellt und ein entsprechender Rückstellimpuls für die Flip-Flop-Schaltung erzeugt.

Eine andere Abwendung der vorliegenden Erfindung besteht in einer Verwendung der Steuerschaltung zur impulsmäßigen Steuerung der Spannung an der Koronode zwischen geeigneten vxrenzv;erten, während äie Spannung der Steuergitterelektrode konstant bleibt.

Aus der Beschreibung der Schaltungsanordiiung gemäß Pig.i geht her vor, daß anstelle der Plip-Plop-Schaltungen und MuItivibratoren

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auch andere Anordnungen mit denselben Ergebnissen verwendet werden können. Beispielsweise kann£ie Flip-Flop-Schaltung 8 durch einen monostabilen Multivibrator ersetzt werden, der direkt durch die Impulse eines geeigneten Impalsgenerators gesetzt wird, der mit einer der SehrittgescMndigkeit entsprechenden Frequenz arbeitet.

Bei der Betrachtung der Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung muß berücksichtigt werden, daß die photoleitfähi"e Schicht der xerography sehen Platte vie ein Kondensator wirkt und daher eine augenblickliche Ladung der Platte auf einen bestimmten Wert nicht möglich ist. Die endgültig erreichte Ladung der photolatfähigen Schicht hängt mehr von der mittleren ^itterelektrodenspannung der Koronaeinrichtung ab als von den einzelnen bestimmten Ladungszeiten, wie sie'in J?i;-.Z dargestellt sind. Ferner sind die in Pig.2 gezeigten Zeitintervalle des besseren Überblicks wegen etwas übertrieben dargestellt. Durch die Beibehaltung der konstanten mittleren Gitterelektrodenspannung während der Aufladung bestimmter Flächenteile der xerographisehen Trommel ist die in dem jeweiligen TIa- " chenteil erreichte Ladung gleichfalls konstant bzw. gleichmäßig. Diese Art der Korona-Aufladung einer schrittweise transporti^rtien xerographisehen Platte kann besser verstanden werden, wenn man berücksichtigt, daß der erste Teil eines ungeladenen i'lächenteiles der xerοgraphischen Platte dem Einfluß der Korona-Ladeeinrichtung langer ausgesetzt ist als der letzte Teil dieses ungeladenen 1"¹Iachenteiles, während es in den Einflußbereich der Korona-Ladeeinrichtung bewegt wird. Tfenn also der Ladevorgang der xerographischen Platte von der mittleren ^itterelektrodenspannung und der Verweil-

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zeit abhängt, ist die ^x'olge eine praktisch gleichmäßige Aufladung der xerographischen Platte. Die Richtigkeit dieser Überlegung wurde experimentell nachgewiesen. Die höhere mittlere 'Steuergitterelektrodenspannung bei höherer Schrittgeschwindigkeit, wie sie in Pig.3 dargestellt ist, ermöglicht eine Gesamtaufladung mit einer kurzen Verweilzeit, die praktisch gleich der ladung ist, die bei einer geringeren Schrittgeschwindigkeit erreicht wird, wenn die Verweilzeit langer und die mittlere Gitterelektrodenspannung geringer ist.

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Claims (2)

1. P_a_t_e_n_t__a_n_s_O_r_ü_c_li_e

   "f.) Steuerschaltung für eine zur Aufladung einer xerographisehen Platte dienende Korona-Ladeeinrichtung, die die xerographische Platte mittels einer Korona-Entladungselektrode durch eine Steuergitterelektrode hindurch auflädt, während die Platte an der ladeeinrichtung in aufeinanderfolgenden Schrittbe-.verungen. mit dazwischenliegenden· Verweilzeiten vorbeiTransportiert wird, insbesondere für xerographisehe Kopiermaschinen mit einer xerogra- M phischen Platte in Form eines auf einer leitfähigen Unterlage angeordneten photoleitfähigen Elementes, einer ersten und einer zweiten Potentialquelle, einer aus Steuergitterelektrode, Korona-Entladungselektrode und leitfähiger Abschirmung bestehenden Korona-Ladeeinrichtung, die unmittelbar auf das photoleitfähige Element einwirkt, einer schrittweise arbeitenden Antriebseinrichtung mit Bewegungsmechanismus zur Erzeugung einer relativen, aus Bewegungsschritten mit dazwi: chenliegenden Verweilzeiten gebildeten Bewegung^;zwischen der Ladeeinrichtung und dem photoleitfähigen Element, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (3) zur Erzeugung von Impulsen mit einer auf die Frequenz der Schrittbewegungen einstellbaren Impulsfolgefrequenz (z.B. f1), und durch Schalteinrichtungen (23,29), die durch die Impulse gesteuert werden und die Beibehaltung einer gleichbleibenden mittleren Spannungsdifferenz zwischen der Korona-Entladungselektrode (19) und der Steuergitterelektrode (20)unabhängig von der Frequenz (z.B. f1) der Schrittbewegungen bewirken, wodurch auf die xerographische Platte (14) unabhängig von der Dauer der Yerweilzeiten eine -gleichmäßige elektrostatische Ladung aufgebracht wird«

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2. 2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtungen (25,29) zwischen der Korona-JEntladungselektröde (19) der Steuergitterelektrode (20) während der Schrittbev/egungszeiten; eine erste Spannungsdifferenz und während der Yerweilzeiten eine zweite, gegenüber der ersten geringere Spannungsdifferenz erzeugen*

   3· Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die t die zweite Spannungsdifferenz verursachende Spannung über einen Widerstand (32) auf die Steuergitterelektrode (£0) geführt ist,

   4· Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Schalteinrichtung (8) vorgesehen ist, die durch die Impulse gecteuert wird und eine zweite Reihe von Impulsen erzeugt, deren Breite gleich der Bev/egungszeit einer Schrittbewegung ist und die die erstgenannten Schalteinrichtungen (23,29) derart steuern, daß diese während der Schrittbewegungszeiten offene und während der Verweilzeiten geschlossene Schalter bilden»

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