Einrichtung zum elektrostatischen Aufladen einer Platte Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zum elektrostatischen Aufladen einer Platte, insbesondere
einer licht.-empfindlichen Platte für Elektrofotografie-Zwecke, insbesondere für
das Elextrofax-System. Bei dem bekannten elektrofotografischen Prozeß nach dem Electrofaxsystem
sind Mittel zum Aufbringen einer elektrostatischen Ladung auf die. lichtempfindliche
Platte vorgesehen, wobei letztere eine fotoleitende Beschichtung auf einem Träger
aufweist. Entsprechend einer bekannten Methode wird die Oberfläche des Trägers der
lichtempfindlichen Platte in Kontakt mit einer geerdeten, leitenden Grundplatte
gebracht, und es wird mit Hilfe einer Koronaentladung eine elektrostatische Ladung
auf die dünne fotoleitende Schicht aufgebracht. Nach einer anderen bekannten Methode
(s. beispielsweise US-Patentschrift 2 922 883) sind zwei
Koronaentladungselektroden
einander gegenüberstehend angeordnet. Jede Koronaentladungselektrode ist von einer
leitenden Abschirmung umgeben, wobei diese gegenüber jener isoliert ist und auf
Bezugspotential (Erde) liegt. Die Koronaentladungselektroden werden an Hochspannung
des einen bzw. anderen Vorzeichens gelegt, um eine doppelte Koronaentladung zu erzeugen.
Hierdurch wird die eine Oberfläche der eingesetzten lichtempfindliehen Platte mit
negativen Ionen bombadiert und die entgegengesetzte Oberfläche der Platte mit positiven
Ionen. Im ersten Falle ist es jedoch notwendig, für die lichtempfindliche Schicht
einen Träger mit vergleichsweise hoher Le itfähigkeit wälirend des Anfangszustands
des Aufladesehrittes der lichtempfindlichen Schicht zu verwenden, des weiteren erhält
man eine ungleichförmige Aufladung in dem Maße, wie sich der Kontakt zwischen der
leitenden Grundplatte uhd dem Träger der licht-. , empfindlichen Schicht ändert.
Während es sich im letzteren Fall erübrigt, den Träger während des Aufladens leitend
zu machen, und es auch unnötig ist, eine leitende Grundplatte zu verwenden, muß
jedoch mit viel höheren Spannungen als im erstgenannten Fall gearbeitet werden.
Dies steht dem Bestreben entgegen, die Hochspannungsquelle klein zu halten, was
das erklärte Ziel bei allen elektrofotografischen Ein.
richtungen
ist. Man erhält also große, sperrige und dementsprechend teure Anordnungen, die
von einer Reihe Schwierigkeiten in der Wartung begleitet sind. Aufgabe der Erfindung
ist es daher, ein verbessertes Auflade.» system unter Verwendung einer doppelten
Koronaentiadung bereitzustellen. Hierbei soll die Anordnung so getroffen werden,
daß Koronaentladungselektroden und Hilfselektroden vorgesehen sind, durch welche
es unnötig wird, geerdete Abschirmungen zu verwenden. Des weiteren sollen die Koronaentladungsspannungen
vergleichsweise niedrig gehalten werden, wobei die hierdurch erzeugte Aufladung
steuerbar sein soll, und zwar durch entsprechendes Einstellen der an die Koronaentladungselektrode
und die Hilfselektrode angelegten Spannung. Die Aufladungseinrichtung ddr Erfindung
weist Koronaentladungselektroden auf beiden Seiten einer lichtempfindlichen Platte
auf, welche ihrerseits einen Träger mit hierauf aufgebrachter dünnen fotoleitenden
Schicht aufweist und zwischen den Koronaentladungselektroden angeordnet ist. Den
Koronaentladungselektroden auf beiden Plattenseiten sind jeweils Hilfselektroden
zugeordnet, die gegen die Koronaentladungselektroden isoliert sind. Die Koronaentladungselektroden
werden auf unterschiedlichen Plattenseiten an Hochspannungen unterschiedlichen Vorzeichens
gelegt, wäheend
ihre je zugeordneten Hilfselektroden Hochspannungen
des jeweils entgegengesetzten Vorzeichens zugeführt erhalten. Die Spannung der Koronaentladungselektroden
kann gleich den oder größer als die Spannungen der Hilfselektroden gemacht werden.
Es wird daher die eine Oberfläche der lichtempfindlichen Platte einer negativen
Koronaentladung ausgesetzt, und gleichzeitig hiermit die andere Oberfläche einer
positiven Koronaentladung, um dadurch elektrostatische Ladungen auf der fotoleitenden
Schicht aufzubringen. Nach der Erfindung erzeugt die eine Koronaentladungsanordnung
eine negative Koronaentladung, durch die die eine Fläche der lichtempfindlichen
Platte mit negativen Ionen bombadiert wird, während die andere Koronaentladungsanordnung
eine positive Koronaentladung erzeugt, durch die die gegenüberliegende Oberfläche
der lichtempfindlichen Platte mit positiven Ionen bombadiert wird. Mit dieser Anordnung
werden die beiden Plattenflächen entgegengesetzt aufgeladen, so daß im Effekt eine
Nullpotentialebene im Innern der lichtempfindlichen Platte ohne Verwendung einer
leitenden Grundplatte gebildet wird. Es besteht daher keinerlei Gefahr einer ungleichförmigen
Auf.. ladung, wie diese entstehen würde, wenn sich der Kontakt zwisehen der Oberfläche
der lichtempfindlichen Platte und der leitenden Grundplatte ändert. Der Träger der
lichtempfindlichen
Schicht kann also isolierend oder leitend ausgebildet
sein, was vorteilhaft dahingehend ist, daß elektrostatische Aufladungen auf die
Platte bei relativ niedriger Luftfeuchtigkeit aufgebracht wwrden können. Dadurch
daß erfindungsgemäß eine Spannung unter einem Vorzeichen an die Hilfselektrode angelegt
wird; das dem der Koronaentladungselektrode zugeführten Spannung entgegengesetzt
ist, wird der Vorteil erreicht, daß die Spannung der Koronaentladungselektrode zum
Erzeugen der Koronaentladung gegenüber den bekannten Anordnungen stark herabgesetzt
ist, wodurch eine kompakte und billige elektrofotografische Vorrichtung erhalten
wird, was speziell auf diesem Gebiet gefordert wird. Im folgenden ist die Erfindung
anhand der Zeichnung dargestellt; es zeigen; Fig. 1 die Außenansicht einer Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Anordnung nach Fig. 1, Fig. 3
einen senkrechten Längsschnitt durch die Anordnung nach Fig, 1; Fig. 4 eine Teilschrägansicht
der Anordnung nach Fig. 1 bei abgenommenem Gehäuseoberteil:; Fig. 5 die elektrische
Schaltung der dargestellten Anordnung.
Die dargestellte Ausführungsfarn
-weist ein längs einer Unterteilungsfuge A längs unterteiltes Gehäuse 1, 1-'1 aus
isolierendem Material, z. B. aus Bakelit, auf. Jeder GehäiLseteil hat U-förmiges
Profil. lm. Bereich der Unterteilungsfuge A sind seitliche Einführungsschlitze 2
zum Einführen der licht.- -empfindlichen Platte vgrgesehen. Leitungen 3, 3' und
4, -41 verbinden die Koronaentladungselektroden 5, 5' und die Hilfselektroden 6,
6' mit der Hochspannungsquelle 7 und sind an die gehäuseseitigen Anschlüsse der
entsprechenden Elektroden angeschlossen. Wie aas Fig. 2 - 4 hervorgeht, sind die
Koronaentladdngselektroden 5, 5' jeweils durch drei innerhalb des Gehäuses oberhalb
bzw. unterhalb des Einführungsschlitzes 2 längsverlaufend aufgespannte Wolframdrähte
gebildet. Die Drähte sind an beiden Seiten mit Hilfe von Federn 8, 8' an Blektrodenhalteplatten
10, 10r befestigt, die ihrerseits mit Hilfe von Schrauben 9, 9' am Gehäuse 1, 1'
befestigt sind. Jeweils eine der Elektrodenhalteglatteri 10, 101
isst mit
Anschlüssen 11, 11' für die Leiter 3, 8' versehen. lülfselektroden ä, 6',
die aus Kupfer oder Aluminium bestehen, haben etwa halbkreisförmiges Profil und
sind vom Gehäuse 1, i' parallel und etwa koaxial zu den Elektroden 5, 5' verlaufend
mit HiHe von Schrauben 12, 12' befestigt. Die Hilfselektroden 6, 6' sind gegenüber
dein Koronaehtladungseiektroden 5, 51 elektrisch isoliert
und je
an einem Ende mit Anschlüssen 13, 13' versehen, an die die Leiter 4, 4' angeschlossen
werden. Vorteilhaft wird der Abstand zwischen den Koronaentladungselektroden 5 und
5' gleich oder etwas kleiner als die Abstände zwischen den Koronaentladungselekiroden
und ihren zugeordneten Hilfselektroden gemacht, um die Koronaentladung wirksam auszunutzen.
Entsprechend Fig. 5 ist die Koronaentladungselektrode 5 mit dem Pluspol der Hochspannungsquelle
7 über den Leiter 3 verbunden, während die Koronaentladungselektrode 5' mit dem
Minuspol der Hochspannungsquelle 7 über den Leiter 3' verbunden ist. Andererseits
ist die Hilfselektrode 6 an den Minuspol der Hochspannungsquelle 7 über den Leiter
4 sowie einen Widerstand 14 angeschlossen, und die Hilfselektrode 6' an den Pluspol
der Hochspannungsquelle 7 über den Leiter 4 und einen Widerstand 14'. Die Widerstände
14 und 14' dienen zurr Einstellen der an die jeweiligen Hilfselektroden 6 und 6"
zugeführten Spannungen, sie können Festwiderstände oder veränderliche Widerstände
sein, wobei im letzteren Falle die Einstellung entweder unabhängig voneinander oder
gekoppelt miteinander erfolgen kann. In Fig. 5 ist des weiteren die lichtempfindliche
Platte 15 dargestellt, die einen Träger 16 mit hierauf aufgebrachter dünner
fotoleitender Schicht 17 aufweist.
Bei einer speziellen Ausführungsform
beträgt die Dicke der als Koronaentladungselektroden Sund 5' verwendeten Wolfrarn.-drähte
0, 05 bis 0, 1 mm, liegt der Abstand zwischen den Elektroden 5 und 5' bei 10 - 20
mm und liefert die Hochspannungsquelle 7 einerseits eine positive Spannung von 3
- 4 kV an die Koronaentladungselektrode 5 sowie eine negative Spannung von 3 - 4
kV an die Koronaentladungselektrode 5' und andererseits, bei entsprechender Einstellung
des Widerstands 14, eine negative Spannung von 1, 5 - 2 kV an die Hilfselektrode
6 sowie, bei entsprechender Einstellung des Widerstands 14', eine positive Spannung
von 1, 5 - 2 kV an die Hilfselektrode 6'. Die lichtempfindliche Platte 15 wird mit
ihrer fotoleitenden Schicht 17 zur Elektrode 5' hinweisend, in den Schlitz 2 des
Gehäuses 1, 1' eingeführt. Die Einführung erfolgt dabei mit Hilfe nicht dargestellter
Mittel in einer mittleren Lage zwischen den Koronaentladungselektroden 5 und 5'.
In dieser Stellung wird die fotoleitende Schicht 17 der Platte 15 durch Aufnahme
negativer Ionen wegen der negativen Koronaentladung der Elektrode 5' negativ aufgeladen.
Gleichzeitig hiermit empfängt der Träger 16 positive Ionen von der positiven Koronaentladung
der Elektrode 5 und wird positiv aufgeladen. Es werden daher beide Seiten der lichtempfindlichen
Platte 15 gleichzeitig durch die doppelte, positive und negative Koronaentladung
im
entgegengesetzten Sinne aufgeladen und es entsteht im Effekt eine Nullpotential-Grenzfläche
innerhalb der lichtempfindlichen Platte 15. Bei Ausführen des Aufladevorgangs ist
es daher nicht notwendig, eine leitende Grundplatte zu verwenden. Aus diesem Grunde
entsteht keine Ungleichförmigkeit der elektrostatischen Aufladung als Folge einer
Änderung des Kontaktgrades zwischen der leitenden Grundplatte und der Oberfläche
der lichtempfindlichen Platte. Vielmehr wird die gesamte Oberfläche der lichtempfindlichen
Platte gleichförmig aufgeladen, und man erhält durch die doppelte Koronaentladung
die dadurch begründeten Vorteile der elektrostatischen Aufladungen, Da die praktisch
halbkreisförmigen Hilfselektroden 6 und 6' die Koronaentladungselektroden 5 bzw.
5' umgeben und gegenüber diesen isoliert sind, wobei die an die Hilfselektroden
jeweils angelegten Spannungen gegenüber den an die zugeordneten Koronaentladungselektroden
jeweils angelegten Spannungen entgegengesetztes Vorzeichen haben, sowie gleich oder
etwas kleiner als diese sind, erhält man den Effekt einer hochungleichförmigen Verteilung
des elektrischen Feldes, so daß die Erzeugung einer Koronaentladung leicht vd)nstattengehen
kann und die Koronaerzeugungsspannung bemerkenswert niedrig wird.
Vergleicht
man daher die vorliegende Anordnung mit bekannten Anordnungen, wobei die übrigen
Bedingungen praktisch die gleichen sein sollen, so ist eine Spannung von 5 - 6 kV
bei den bekannten Anordnungen für die Koronaentladungselektroden notwendig, wenn
der Abstand zwischen der lichtempfindlichen Platte und den Elektroden zwischen 10
und 20 mm liegt und Wolframdrähte von 0, 05 - 0, 1 mm 0 verwendet werden. Bei der
vorliegenden Anordnung wird jedoch eine Spannung von 3 - 4 kV den Koronaentladungselektroden
zugeführt, ebenso eine Spannung von 1 - 2 kV den Hilfselektroden, und es kann eine
ausreichende Koronaentladung erzeugt werden. Im Vergleich zu den bekannten Systemen
ist daher die elektrische Speisespannung um etwa 30% reduziert, wobei die den Hilfselektroden
zugeführte Spannung von der gleichen Speisequelle unter Ausbildung eines entsprechenden
Spannungsabfalls geliefert werden kann. Deshalb kann die Hochspannungsspeisequelle
stark minimalisiert werden, das sich insbesondere bei elektrofotografischen Einrichtungen
vorteilhaft und wirtschaftlich auswirkt. Wenn andererseits die den Elektroden zugeführte
Spannung so eingestellt wird, daß sie gleich der bei den bekannten Einrichtungen
verwendeten Spannung ist und werden die gleichen Kuranaentladungen erzeugt, so kann
der Durchmesser der Drähte der
Koronaentladungselektrode größer
gemacht werden, wodurch die Befestigung der Drähte leichter und die Aufladungseinrichtung
stabiler wird. Aus diesem Grunde wird die Herstellung und Wartung der Aufladeeinrichtung
stark vereinfacht. Dcs weiteren kann die den Hilfselektroden zugeführte Spannung
in sehr leicht durch die Änderung des diesem Stromkreis vorgesehenen Vorwiderstands
eingestellt werden. Deshalb kann die Größe der elektrostatischen Aufladung der lichtempfindlichen
Schicht optimal einfach dadurch ausgewählt werden, daß die Hilfselektrodenspannung
gegenüber den Koronaentladungselektroden entsprechend eingestellt wird. Diese Einstellung
kann auch dann leicht vorgenommen werden, wenn Halbtöne zu reproduzieren sind, oder
wenn die Dicke der lichtempfindlichen Platte und andere Faktoren stark geändert
werden. Neben der dargestellten Halbschalenausführ ung für die Hilfselektroden sind
zahlreiche weitere Ausbildungen möglich. So können die Hilfselektroden gebildet
sein durch eine Mehrzahl parallelverlaufender ausgespannter Leiter, die längs eines
zu den Entladungselektroden etwa koaxial verlaufenden Umfangs bei entsprechendem
Abstand verteilt sind, oder es können halbzylindrische Drahtnetze
und
dergleichen mehr vorgesehen sein. Auch soll hier der Ausdruck Platte in seinem allgemeinsten
Sinne aufgefaßt werden, also beispielsweise auch biegsame, beschichtete Folien und
dergleichen umfassen.