DE1597897C3 - Verfahren und Vorrichtung zum gleichförmigen negativen Aufladen einer Fläche mittels einer Koronaentladung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichförmigen negativen Aufladen

einer Fläche mittels einer Koronaentladung.

Bekanntlich werden Korona-Ladeanordnungen vielfach in der Elektrofotografie, der elektrostatischen Überzugstechnik und anderen elektrostatischen Verfahren angewendet. Bei elektrostatischen Abbildungsverfahren ist es im allgemeinen . erforderlich, einen Fotoleiter mit einer gleichförmigen positiven oder negativen Ladung zu versehen. Der Unterschied zwischen positiver und negativer Korona ist insbesondere bei der bisherigen Technik wichtig, da jedes dieser Koronaverfahren nach einem besonderen bestimmten Mechanismus abläuft, der eine Auswirkung auf das Wesen der Entladung und die Ergebnisse der Ladung einer isolierenden Fläche zeigt.

Eine kurze Diskussion des Mechanismus der positiven und negativen Korona-Entladung ist zum Verständnis der bei der bisherigen Technik auftretenden Probleme erforderlich, welche durch die vorliegende Erfindung gelöst werden.

Durch natürlich auftretende Ionisationsvorgänge infolge kosmischer Strahlung befindet sich normalerweise eine geringe Anzahl freier Elektronen und positiver Ionen in der Luft. Wird eine genügend hohe positive Spannnung an einen leitfähigen Draht angelegt, so bewegen sich die ihn umgebenden freien Elektronen mit einer Geschwindigkeit auf ihn zu, die zur Ionisierung einiger von ihnen getroffener neutraler Gasmoleküle ausreicht. Auf diese Art werden zusätzliche positive Ionen und Elektronen erzeugt. Die neu erzeugten Elektronen werden in Richtung auf den Koronadraht beschleunigt und können auf ihrem Weg mit anderen neutralen Gasmolekülen zusammenstoßen, wodurch noch mehr Ionen und Elektronen erzeugt werden. Durch diesen Lawinenprozeß wird der Draht mit einer Hülle von Elektronen und positiven Ionen umgeben. Die positiven Ionen werden infolge des positiven Potentials des Koronadrahtes von diesem abgestoßen. Einige dieser positiven Ionen treffen auf eine nahe angeordnete isolierende Fläche auf, die mit einer geerdeten Fläche hinterlegt ist, wodurch sie eine elektrostatische positive Ladung annimmt. Bei diesen Vorgängen spielt derKoronadraht selbst im wesentlichen für den Vorgang der Korona-Erzeugung keine Rolle, außer der Erzeugung des erforderlichen elektrischen Feldes. Änderungen des Drahtdurchmessers wirken sich gemäß den Gesetzen der Elektrostatik auf die elektrische Feldstärke und damit auf die Eigenschaften der Korona-Entladung aus. Isolierte Punkte oder andere Oberflächenunregelmäßigkeiten des Drahtes erzeugen örtlich starke elektrische Felder nahe dem Draht. Diese Punkte führen jedoch zu Feldanomalien, die sich in erster Linie in der Nähe der Drahtoberfläche auswirken, während der Korona-Erzeugungsvorgang eine Ladungshülle in einigem Abstand von dem Draht aufbaut. Die vorstehende Beschreibung der positiven Korona gründet sich auf die Beobachtung einer blau-weißen Hülle gleichmäßiger Stärke über der gesamten Oberfläche des Drahtes. Da die erzeugte positive Korona relativ unabhängig von der genauen Natur des sie erzeugenden Koronadrahtes ist, kann ein normaler handelsüblicher Draht eine relativ gleichmäßige positive Korona-Emission erzeugen.

Der Mechanismus der negativen Korona ist völlig anders. Die Menge und das Muster der Elektronenemission der negativen Korona ist mehr als eine Eigenschaft des Drahtmaterials und des genauen Zustandes der Drahtoberfläche zu beobachten. Faktoren, wie Schmutzflecken, oxydierte Flächen, Änderungen der Kristallstruktur des Drahtes, die Glätte der Oberfläche

u. ä., wirken sich auf die Gleichförmigkeit der negativen Korona-Emission aus. Ungeachtet der wirklichen Ursachen oder theoretischen Erklärungen kann man beobachten, daß bei Anstieg der negativen Spannung eines dünnen Drahtes die Korona-Entladung eintritt und unregelmäßige, diskrete und fast periodische Lichtemissionsstellen in Form rötlicher Büschel leuchtenden Gases längs des Drahtes auftreten. Auf einem polierten Leiter sind diese Leuchtpunkte mit fast gleichmäßigem Abstand verteilt. Wenn die Spannung weiter ansteigt, so rücken die Leuchtpunkte immer näher zusammen, wobei ihre Anzahl ansteigt, im Bereich praktisch anwendbarer Spannungen wird die Korona-Emission jedoch nicht gleichmäßig. Die Verwendung höherer Spannungen ist wegen der erhöhten Erzeugung von Ozon unerwünscht. Der Anstieg der Ozonerzeugung ist unerwünscht, da Ozon giftig ist, andere Bestandteile einer Kopiermaschine, beispielsweise Gummibänder u. ä., beschädigt und im allgemeinen als starkes Oxydationsmittel wirkt. Ferner tritt bei höheren Spannungen das Problem der Potentialzerstörung des geladenen Stoffes durch energiereiche Elektronen- oder Ionenaufprallvorgänge auf.

Im Gegensatz zum kontinuierlichen, gleichmäßigen Leuchten der positiven Korona ist das Leuchten der negativen Korona ungleichmäßig und besteht aus unregelmäßigen, diskreten, fast periodischen Leuchtpunkten. Die Unregelmäßigkeit der negativen Korona kann durch Anwendung einer Spannung, die hoch genug über dem Einsatzpunkt der negativen Korona liegt, sowie durch Verwendung eines extrem sauberen, glatten und gleichmäßigen Drahtes oder eines beispielsweise durch Sandstrahl gleichmäßig gemusterten Drahtes etwas reduziert werden. Es ist jedoch praktisch unmöglich, die Auswirkungen der diskreten Leuchtpunkte zur gleichmäßigen Ladung beispielsweise einer fotoleitfähigen Platte mittels eines der vorstehenden Verfahren zu vermeiden.

Es wurden bereits zahlreiche Versuche zur Vermeidung des Problems der nicht gleichförmigen negativen Korona-Emission durchgeführt. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, den Abstand zwischen der zu ladenden Platte und dem Koronadraht so zu erhöhen, daß sich ein radialer Streueffekt ergibt, der eine gleichmäßigere Aufladung der Platte bewirkt. Dadurch werden jedoch der Wirkungsgrad verringert und die möglichen Ladegeschwindigkeiten stark eingeschränkt. Ferner sind bei größerem Abstand höhere Spannungen erforderlich, und dielektrische Überschläge führen zu weiteren Problemen. Ferner wurde vorgeschlagen, den Koronadraht mit Sandstrahlen zu behandeln oder zu einer Litze zu verdrillen, um eine Vielzahl von Emissionspunkten zu bilden. Zur Verringerung der für das Auftreten einer Ionisation erforderlichen Spannungen wurde die Anwendung radioaktiver Quellen vorgeschlagen, um eine Verschiebung der relativen Steuerspannungen zu erzielen. Die Überlagerung einer hohen negativen Ladegleichspannung mit einem Wechselspannungssignal wurde zu Vermeidung der Unregelmäßigkeiten der negativen Korona-Emission versucht. Auch wurde vorgeschlagen, den Draht bei seiner Ladung in Schwingungen oder Drehung zu versetzen, um der nicht gleichmäßigen Korona-Emission zu begegnen. Solche Verfahren sind jedoch aus mechanischen Gründen hinderlich, wenn höhere Ladegeschwindigkeiten gewünscht sind. Auch wird die Luft oder das den Koronadraht umgebende Gas mitbewegt oder in Vibration versetzt, so daß die Emission von Ionen und Elektronen von einem jeweiligen Flächenteil des Drahtes geändert wird. Jedes dieser Verfahren führte zu einigen begrenzten Erfolgen, die jedoch jeweils einen Leistungsverlust oder Kompliziertheit mit sich brachten. Im Hinblick auf das Problem der Unregelmäßigkeit der negativen Korona-Emission wurden daher die bisherigen Forschungen mehr auf die Lösung der einfacheren Probleme der positiven Korona-Emission konzentriert. Zur wirksamen Steuerung der positiven Korona wurden elektrostatische Abschirmungen und Elektroden verwendet. Diese Elemente ermöglichen jedoch nur eine Steuerung der Elektronen und Ionen in einigem Abstand von ihrem Austrittspunkt aus dem Koronadraht.

Durch die US-Patentschrift 28 68 989 ist bereits eine Koronaentladungsvorrichtung bekanntgeworden, bei der ein oder mehrere Koronaentladungsdrähte vorgesehen sind, die von einer die Drähte umgebenden im Querschnitt C-förmigen Abschirmung umgeben sind. Die Abschirmung gibt zwischen den Koronaentladungsdrähten und der aufzuladenden Fläche einen sehr schmalen Spalt frei, durch den freie Ladungen von den Koronaentladungsdrähten zu der aufzuladenden Fläche gelangen können. Mit einer solchen Vorrichtung werden vorzugsweise positive Ladungen auf die zu ladende Fläche aufgebracht, indem zwischen den Koronaentladungsdrähten und der aufzuladenden Fläche eine hohe Spannung angelegt wird und die Abschirmung auf einem zwischen den Potentialen der Koronaentladungsdrähte und der aufzuladenden Fläche liegenden Potential von der Größe gehalten wird, daß zwischen den Koronaentladungsdrähten und der Abschirmung eine Koronaentladung erzeugt werden kann. Die bekannte Vorrichtung kann auch zum Aufbringen von negativen Ladungen verwandt werden, jedoch wurde dabei wie bereits eingangs ausgeführt, festgestellt, daß an den Koronaentladungsdrähten eine äußerst ungleichmäßige Koronaentladung auftritt, die auch nicht wesentlich durch eine übliche Erhöhung der Entladungsspannung verbessert werden kann.

Dieselben Erfahrungen wurden mit einer aus der US-Patentschrift 28 56 533 bekannten Vorrichtung gemacht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer negativen Aufladung einer aufzuladenden Fläche die Entladungszentren auf dem Entladungsdraht der Koronaentladungseinrichtung zu verdichten.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem durch eine oder mehrere Koronaentladungselektroden erzeugten elektrostatischen Feld in bezug auf die aufzuladende Fläche mittels einer auf der der aufzuladenden Fläche abgewendeten Seite der Koronaentladungselektrode bzw. -elektroden angeordneten Feldelektrode ein homogenes, senkrecht zur aufzuladenden Fläche verlaufendes elektrostatisches Feld gleicher Richtung überlagert wird.

Wie sich überraschend gezeigt hat, lassen sich bei der Durchführung des Verfahrens entsprechend der Erfindung die Entladungszentren auf dem Koronaentladungsdraht erheblich verdichten, und es läßt sich dadurch gleichzeitig eine wesentlich gleichmäßigere negative Aufladung erzielen.

Vorzugsweise Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen

erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fi g. 1 die schematische Darstellung einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Korona-Entladungseinrichtung;

F i g. 2 den Querschnitt der in F i g. 1 gezeigten Korona-Entladungseinrichtung;

Fig.3 unter a) die Darstellung des Musters der Entladungspunkte bei einer bisher üblichen Korona-Entladung und unter b) das Muster der Entladung bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Koronaentladungsvorrichtung;

F i g. 4 eine Darstellung der von einem Korona-Entladungsdraht ausgehenden Feldlinien bei einem anderen Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Korona-Entladungseinrichtung.

In F i g. 1 und 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Koronaentladungseinrichtung dargestellt, die eine zu ladende Fläche 4 enthält, welche aus einer fotoleitfähigen Schicht 6 und einer unter dieser liegenden, geerdeten, elektrisch leitfähigen Platte 8 besteht. Derartige Flächen werden allgemein in den elektrofotografischen Verfahren verwendet. Die Platte 8 dient als geerdete Gegenelektrode, so daß eine Ladung auf der isolierenden Schicht 6 erhalten bleibt. Die Platte 8 kann ferner bei entsprechender Änderung der vorhandenen Spannung auch eine positive oder negative Spannung führen. In einer anderen Ausführung kann die Unterseite der fotoleitfähigen Schicht 6 bei Verzicht auf die Platte 8 einer positiven Korona-Emission ausgesetzt werden. Die fotoleitfähige Schicht 6 hat eine derart geringe Leitfähigkeit, daß eine elektrostatische Ladung ausreichend lange für praktische Anwendungszwecke gehalten wird. Dies erfordert einen spezifischen Widerstand mindestens in der Größenordnung von 10¹³ Ohm cm für eine übliche elektrofotografisehe Einrichtung.

In einem Abstand von der zu ladenden Fläche 4 sind eine oder mehrere Koronaelektroden 10 vorgesehen. Diese können zur Erzeugung der Korona-Emission jede geeignete Struktur haben, beispielsweise die Form runder Drähte, einer Messerkante o. ä. Der Abstand der Korona-Elektrode 10 von der zu ladenden Fläche 4 ist zur optimalen Ladung durch die Eigenschaften der Elektrode, ihrer Abmessungen, die verwendeten Spannungen und die Umweltbedingungen bestimmt. In der vorzugsweisen Ausführungsform wird für die Korona-Elektrode ein nicht korrodierendes Material mit gleichmäßiger Oberfläche verwendet, das eine Korona-Entladung ermöglicht und viele verschiedene Abmessungen und Formen haben kann. Eine typische Korona-Drahtanordnung besteht aus glatten, rostfreien Stahldrähten mit 0,09 mm Stärke, die mit ihren Enden in einem Polystyrol-Isolierblock (nicht dargestellt) oder einem anderen guten Isolator befestigt sind und einen gegenseitigen Abstand von 12,7 mm haben. Sie befinden sich in einer einzigen Ebene. Die Koronadrähte müssen nicht aus einem guten Leiter bestehen, sondern sie sind vorzugsweise aus einem mechanisch stabilen Metall hergestellt. Der minimale Durchmesser des Koronadrahtes 10 ist durch Überlegungen hinsichtlich mechanischer Festigkeit bestimmt. Sein maximaler Durchmesser ist durch die Tatsache bestimmt, daß die zur Korona-Entladung erforderliche Spannung mit steigendem Drahtdurchmesser ansteigt und dann der Überschlagsspannung immer näher kommt. Wegen der korrodierenden Wirkung der Korona-Entladung unter Bildung von Ozon, Stickstoffoxyden und bei Feuchtigkeit auch Salpetersäure soll der Koronadraht vorzugsweise aus einem gegenüber Korrosion widerstandsfähigen Material bestehen.

Innerhalb eines größeren Bereiches ist der Abstand zwischen dem Koronadraht 10 und der zu ladenden Fläche 4 nicht kritisch, eine befriedigende Ladung wird bei Verwendung eines rostfreien Drahtes von 0,09 mm Durchmesser und einer negativen Spannung von 4 bis 11 Kilo-Volt zwischen Platte 8 und Korona-Elektrode 10 sowie Luftatmosphäre bei 6,35 bis 12,7 mm erreicht.

In F i g. 2 ist der negative Pol einer Spannungsquelle 14 mit der Korona-Elektrode 10 zur Erzeugung einer negativen Korona-Emission elektrisch verbunden. Die Spannung der Spannungsquelle 14 beträgt in einem typischen Falle 6000 Volt. Der für die vorstehend

ij genannten Drahtdurchmesser zur Erzeugung einer Korona-Entladung erforderliche Spannungsbereich liegt zwischen ca. 4000 und 11 000 Volt, vorzugsweise beträgt die Spannung 6000 bis 8000 Volt. Dünnere Drähte benötigen geringere Spannungen, stärkere

J₀ Drähte benötigen höhere Spannungen.

Auf der der zu ladenden Fläche 4 entgegengesetzten Seite der Korona-Elektrode 10 ist eine an negativer Spannung liegende Feldelektrode 12 vorgesehen, die zur Erzeugung eines Feldes dient, welches eine gegenüber der normalen unregelmäßigen negativen Korona-Emission eine regelmäßige, kotinuierliche Emission bewirkt. In der beschriebenen Anordnung wird zwar eine Metallplatte 12 zur Erzeugung dieses Feldes nahe dem Koronadraht 10 verwendet, es kann jedoch auch jede andere geeignete Struktur zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes vorgesehen sein. Beispielsweise können parallele Litzen aus leitfähigen Drähten, ein gewebtes Drahtgitter, ein ebenes, polygonales, zylindrisches oder anderweitig gekrümmtes, kontinuierliches, leitfähiges Teil, ein durch Öffnungen gebildetes Gitter, eine durchgehende isolierende Fläche mit eingebetteten Leitern oder eine Platte aus einem starren leifähigen Stoff, wie Stahl oder Aluminium zusammen mit der geeigneten Spannung verwendet werden. Die Form der das elektromagnetische Feld in der Nähe der Korona-Elektrode 10 erzeugenden Elemente ist derart, daß die an ihren verwendeten Spannungen nicht selbst eine Korona-Emission erzeugen. Im allgemeinen hat die Feldelektrode 12 eine Breite des 10- bis lOOfachen Drahtdurchmessers oder mindestens die Abmessungen der Korona-Elektrode, um sicherzustellen, daß das erzeugte elektromagnetische Feld an allen Stellen des Kegels der Ladungsemission wirksam ist. Der Abstand der Feldelektrode 12 von der Korona-Elektrode 10 soll so groß sein, daß ein dielektrischer Überschlag vermieden wird. Er hängt von den verwendeten Spannungen ab. Typische Abstandswerte liegen in der Größenordnung von 12,7 mm.

Ein geeignetes elektromagnetisches Feld kann erzeugt werden, indem eine negative Spannung der Spannungsquelle 16 an die Metallplatte 12 angelegt wird. Der absolute Wert dieser Spannung soll gleich oder größer sein als die Spannung des Koronadrahtes

10. Liefert die Spannungsquelle 14 beispielsweise eine negative Spannung von 6000 Volt gegenüber der zu ladenden Fläche 4, so soll die Spannungsqueile 16 vorzugsweise eine negative Spannung zwischen ca. 7000 und 8000 Volt für die Metallplatte 12 liefern, um ein ausreichend abstoßend wirkendes Feld zu erzeugen, welches ein kontinuierliches Leuchtmuster an der zu ladenden Fläche 4 bewirkt, es können jedoch auch höhere Spannungen bis zu ca. 11 000 Volt verwendet

werden, die jedoch unter demjenigen Wert liegen müssen, bei dem dielektrische Überschläge auftreten. Geringere Spannungen bis zu ca. 4000 Volt sind gleichfalls möglich. Es sind Änderungen der von der Spannungsquelle 16 an die Platte 12 gelieferten Spannung erforderlich, um, abhängig von Änderungen der Spannung 14 des Koronadrahtes 10 sowie anderen veränderlichen Parametern, eine optimale Einstellung zu erreichen.

Wird im Betrieb der Anordnung eine ausreichend hohe negative Spannung 14 an die Koronadrähte 10 angelegt, so ergibt sich eine Korona-Entladung in Form unregelmäßiger, diskreter, fast periodischer Leuchtpunkte 21 rings um den Koronadraht 10. Ohne die Erfindung auf irgendeine spezielle theoretische Erklä- |₅ rung dieser Vorgänge einschränken zu wollen, wird angenommen, daß der Grund für diese periodische Struktur der negativen Koronapunkte darin liegt, daß die Emission jeweils an einem erhöhten Punkt auf dem Draht beginnt, an dem die stärksten Felder auftreten. Die resultierenden negativen Ladungen und entsprechenden Felder verzögern die Emission von benachbarten Punkten längs der Korona-Elektrode 10 aus, die innerhalb eines Bereiches starker Wechselwirkung mit den ersteren Punkten liegen. Der nächste Emissionspunkt muß daher derjenige Punkt hoher Feldstärke sein, der gerade außerhalb dieses Bereiches starker Wechselwirkung liegt. Dieser Bereich wird durch Streuung und Defokussierung von Elektronen und negativen Ionen im Gas scheinbar vergrößert. Er wird verringert durch ein abstoßendes Feld in der Nähe des Koronadrahtes 10, das durch Anlegen einer negativen Spannung gleich oder größer als diejenige des Koronadrahr.es 10 an die Metallplatte 12 erzeugt wird. Die Verringerung dieses Bereiches starker Wechselwirkung tritt scheinbar zumindest teilweise deswegen auf, weil das abstoßende Feld der Platte 12 die radiale Streuung der emittierten Elektronen verringert, wie dies durch die gestrichelten Linien in F i g. 1 angedeutet ist. Dieses Feld verringert daher die Auswirkung der emittierten Elektronen und negativen Ladungen auf benachbarte erhöhte Punkte, und daher wird der Bereich der Wechselwirkung zwischen den Leuchtpunkten 22 auf dem Koronadraht 10 eingeengt. Die Leuchtpunkte 22 rücken näher zusammen und gehen eventuell ineinander auf, wodurch die Gleichmäßigkeit der Ladung verbessert wird, indem ein kontinuierliches Leuchtmuster bei allen Abständen entsteht, die gleich oder größer als der Abstand der zu ladenden Fläche 4 von der Korona-Elektrode 10 sind. Die vorstehend beschriebene Wirkung ist in F i g. 3 dargestellt. Fig.3a zeigt das Ladungsmuster einer Reihe unregelmäßiger, diskreter, fast periodischer Ladungspunkte 18 auf einer zu ladenden Fläche 4, wenn die Korona-Elektrode 10 bei ca. 6000 Volt ohne abstoßendes Feld betrieben wird. Bei Erzeugung eines solchen Feldes durch Anlegen einer Spannung von ca. 7500 Volt an die Platte 12 entsteht eine kontinuierliche Linienladung 20, wie sie in F i g. 3b dargestellt wird.

Es zeigte sich ferner, daß die Erzeugung eines relativ positiven Feldes (durch Anlegen einer gegenüber der Spannung der Elektrode 10 geringeren negativen Spannung an die Platte 12) eine Wirkung ähnlich der beschriebenen zeigt. Liegen beispielsweise an der Korona-Elektrode 10 ca. 6000 Volt, so wird durch eine negative Spannung von ca. 4000 Volt an aufwärts ein kontinuierliches Ladungsmuster erzeugt. Man nimmt an, daß negative Ladungen am Umfang des Kegels emittierter Ladungen eines jeden Leuchtpunktes zurückgebogen und von der Platte 12 angezogen werden, wie in F i g. 4 dargestellt. Ferner wird angenommen, daß die relativ höheren Geschwindigkeiten der geladenen Teilchen nahe der Achse des Emissionskegels in Richtung senkrecht zur Platte jegliche bedeutende Streuung dieser Teilchen verhindert, auch wenn die Ladungen am Umfang des Kegels durch das Feld abgelenkt werden. Durch diesen Vorgang wird die radiale Streuung des Emissionskegels gleichfalls eingeengt und die Wirkung auf benachbarte erhöhte Punkte verringert. Damit verringert sich der Bereich der Wechselwirkung zwischen benachbarten Leuchtpunkten, wodurch sie näher zusammenrücken und eine gleichmäßigere Ladung erzeugen. Der Vorgang des Umlenkens unerwünschter Ladungen am Umfang des Emissionskegels durch die Platte 12 hängt von deren Abstand von der Elektrode 10 sowie den relativen Abmessungen dieser Elemente ab. Die Breite der Platte 12 ist um einige Größenordnungen größer als der Durchmesser der Elektrode 10, um ein wirksames Feld im Bereich der Elektrode 10 zu sichern. In dem speziellen Fall, daß die Spannungen der Platte 12 und der Elektrode 10 übereinstimmen, wird durch das Feld eine Tangentialkomponente der Feldstärke erzeugt, die eine fokussierende Wirkung auf den Ladungsemissionskegel ausübt.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß anstelle der Platte 12 gemäß der Erfindung auch jede andere ebene Anordnung zur Erzeugung eines Feldes in der Nähe der negativen Korona-Elektrode 10 verwendet werden kann.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ein elektromagnetisches Feld in der Nähe des negativen Koronadrahtes 10 zur Minimalisierung der Wechselwirkung zwischen benachbarten Leuchtpunkten der negativen Korona erzeugt, wodurch diese Punkte näher aneinanderrücken und ineinander übergehen. Damit wird die Gleichmäßigkeit des Koronamusters auf der zu ladenden Fläche verbessert. Der Bereich der Wechselwirkung zwischen benachbarten Emissionspunkten der negativen Korona-Emission wird verringert, da die Divergenz des Kegels emittierter Ladungen bei jedem Emissionspunkt entweder durch ein abstoßendes Feld, eine Tangentialkraftwirkung auf die Ladungen oder durch Umlenkung der Ladungen des Kegelumfanges durch ein anziehendes Feld, welches etwas positiver gegenüber der Koronaspannung ist, verringert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 709 682/21

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gleichförmigen negativen Aufladen einer Fläche mittels einer Koronaentladung, dadurch gekennzeichnet, daß dem durch eine oder mehrere Koronaentladungselektroden erzeugten elektrostatischen Feld in bezug auf die aufzuladende Fläche mittels einer auf der der aufzuladenden Fläche abgewendeten Seite der Koronaentladungselektrode bzw. -elektroden angeordneten Feldelektrode ein homogenes, senkrecht zur aufzuladenden Fläche verlaufendes elektrostatisches Feld gleicher Richtung überlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der absolute Wert der an die Feldelektrode angelegten Spannung gleich oder größer als der Spannungswert der an die Koronaentladungselektrode bzw. -elektroden angelegten Spannung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Koronaelektrode eine negative Spannung von 6 Kilo-Volt angelegt wird, und daß an die Feldelektrode eine negative Spannung von 7 bis 8 Kilo-Volt angelegt wird.

4. Koronaentladungsvorrichtung zum gleichmäßigen negativen Aufladen einer Fläche, mit einer Koronaentladungselektrode und mit einer Spannungsquelle zum Anlegen eines gegenüber der aufzuladenden Fläche negativen Potentials an die Koronaentladungselektrode, gekennzeichnet durch eine auf der der aufzuladenden Fläche (4, 6) abgewandten Seite der Koronaentladungselektrode (10) angeordnete, ein homogenes, senkrecht zur aufzuladenden Fläche (4, S) verlaufendes elektrostatisches Feld gleicher Richtung wie das zwischen Koronaentladungselektrode (107) und aufzuladender Fläche erzeugte Feld erzeugende Feldelektrode (12).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldelektrode (12) auf einem negativen Potential liegt, dessen Absolutwert gleich oder größer als der Absolutwert des Potentials ist, auf dem die Koronaentladungselektrode (10) liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koronaentladungselektrode (10) annähernd · in der Mitte zwischen der Feldelektrode (12) und der aufzuladenden Fläche (4,

6) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldelektrode (12) aus einer elektrisch leitenden Metallplatte besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Breite der Feldelektrode (12) jeweils wesentlich größer als die geringste Breite der Koronaentladungselektrode (10) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Koronaentladungselektrode (10) an einer negativen Spannung 6°. von 6 Kilo-Volt und die Feldelektrode (12) an einer negativen Spannung von 7 bis 8 Kilo-Volt liegt.