DE1932104B2

DE1932104B2 - CORONA DISCHARGE DEVICE FOR UNIFORM CHARGING OF ELECTROGRAPHIC RECORDING MATERIALS

Info

Publication number: DE1932104B2
Application number: DE19691932104
Authority: DE
Inventors: Seiichi Nagareyama Miyakawa (Japan)
Original assignee: Katsuragawa Denki KX., Tokio
Priority date: 1968-06-27
Filing date: 1969-06-25
Publication date: 1976-09-16
Also published as: DE1932104A1; FR2014303A1

Description

Es ist bekannt, zum Aufbringen positiver oder negativer elektrostatischer Ladungen auf die Oberflache eines fotolcitfähigcn Elementes Koronaentladungsvorricitungen zu verwenden.It is known to apply positive or negative electrostatic charges to the surface of a photoconductive element, corona discharge devices to use.

Bei der Elektrofotografie wird beispielsweise ein fotoleitfähiges Element verwendet, das eine fotoleitfähige Schicht und einen leitenden Schichtträger aufweist. Auf die Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht wird eine elektrostatische Ladung, gewöhnlich von positiver Polarität, aufgebracht. Anschließend wird im Dunkeln auf die fotoleitfähige Schicht ein Lichtbild projiziert, um lauf ihrer Oberfläche ein latentes elektrostatisches Bild herzustellen, das dann im dunkeln entwickelt wird.In electrophotography, for example, a photoconductive member that is photoconductive is used Has layer and a conductive substrate. On the surface of the photoconductive layer is a electrostatic charge, usually of positive polarity, applied. Then it is in the dark a light image is projected onto the photoconductive layer to create a latent electrostatic image over its surface which is then developed in the dark.

Es ist auch vorgeschlagen worden, ein fotoleitfahiges Element als Aufzeichnungsmaterial zu verwenden, das -einen leitenden Schichtträger, eine fotoleitfähige Schicht und eine mit deren Oberfläche fest verklebte, transparente, hochisolierende Schicht aufweist, wobei die fotoleitfähige Schicht die Eigenschaft besitzt, in Gegenwart eines elektrischen Feldes die elektrischen Ladungsträger in ihren Fallenniveaus cinzufangen, wodurch die Dielektrizitätskonstante der Schicht verändert wird. Bei Verwendung eines derartigen fotoleitfähigen Elementes wird auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht ein latentes Bild dadurch erzeugt, daß auf die Oberfläche der hochisolierenden Schicht zunächst eine Ladung der einen Polarität und anschließend unter gleichzeitiger Aufprojektion eines Lichtbildes eine Ladung der entgegengesetzten Polaritat aufgebracht wird.It has also been suggested to be a photoconductive one Element to be used as recording material, the -a conductive support, a photoconductive Layer and a transparent, highly insulating layer firmly glued to the surface thereof, wherein the photoconductive layer has the property, in the presence of an electric field, the electric Trapping charge carriers in their trap levels, increasing the dielectric constant of the layer is changed. When using such a photoconductive element is on the surface of highly insulating layer creates a latent image by being on the surface of the highly insulating layer Layer first a charge of one polarity and then with simultaneous projection of one A charge of the opposite polarity is applied to the light image.

Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, weil es sich durch ein hohes Auflösungsvermögen und eine große fotografische Empfindlichkeit auszeichnet. Wenn jedoch bei einem solchen Verfahren eine Koronaentladungsvorrichuing verwendet wird, dann ist es unmöglich, die dem erwünschten Potential entsprechende Aufladung /u erzeugen, da die Dielektrizitätskonstante an den den hellen Bereichen des Lichtbildes entsprechenden Stellen des fotoleitfähigen Elementes stark ansteigt, wodurch die Intensität des Lichtbildes bzw. des von diesem entwickelten sichtbaren Bildes begrenzt wird. Ls wird angenommen, daß dies auf die unzureichende Entladungsstromdichte der üblichen Koronaentladungsvorrichtung zurückzuführen ist. Bei steigender Helleitfähigkeit des fotoleitfähigen Elementes wird nämlich die Aufladungskapazität unzureichend, so daß eine Beschleunigung des Bilderzeugungsvorgangs unmöglich ist.This method is particularly advantageous because it has a high resolution and a great photographic sensitivity. However, when using a corona discharge device in such a procedure is used, it is impossible to find the one corresponding to the desired potential Generate charge / u, since the dielectric constant corresponds to the bright areas of the light image Places of the photoconductive element increases sharply, whereby the intensity of the light image or the is limited by this developed visible image. Ls is believed to be due to the insufficient discharge current density of the usual corona discharge device. at As the photoconductive element increases, the charging capacity becomes insufficient, so that it is impossible to speed up the image forming process.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Koronaentladungsvorrichtung zum gleichförmigen Aufladen eines derartigen Aufzeichnungsmaterials mit größerer Entladungskapazität zu schaffen, damit die erwünschten Ladungsmengen schnell auf das foioleitfähige Aufzeichnungsmaterial aufgebracht werden können. It is therefore an object of the invention to provide a corona discharge device for uniform charging to provide such a recording material with a larger discharge capacity so that the desired amounts of charge quickly on the foil conductive Recording material can be applied.

Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck eine Heizvorrichtung zur Erwärmung der Koronaentladungsvorrichtung während der Koronaentladung vorgesehen. Eine Temperaturerhöhung der Koronaentladungsvorriehtung kann entweder dadurch vorgenommen werden, daß die aus Zinndrähten bestehenden Koronaelektroden direkt geheizt werden oder daß die die Koronaelektroden umgebende Luft erhitzt wird.According to the invention, a heating device for heating the corona discharge device is provided for this purpose provided during the corona discharge. An increase in temperature of the corona discharge device can either be done by using the tin-wire corona electrodes be heated directly or that the air surrounding the corona electrodes is heated.

In der DT-OS 17 72 578 ist vorgeschlagen worden. eine Reinigung der Koronaentladungselektrodcn dadurch vorzunehmen, daß die Elektroden außerhalb des normale** Betriebszustandes kurzzeitig erhitzt wurden, um Staub oder verstreutes elektroskopisches Pulver zu verdampfen. Eine solche Vorrichtung hat daher eine ganz andere Aufgabe und die hier vorliegende Aufgabe läßt sich durch die vorgeschlagene Einrichtung nicht lösen.In DT-OS 17 72 578 has been proposed. cleaning of the corona discharge electrodes thereby to ensure that the electrodes were briefly heated outside of the normal ** operating state, to evaporate dust or scattered electroscopic powder. Such a device therefore has a a completely different task and the task at hand here cannot be achieved with the proposed device to solve.

Gemäß einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein zylindrischer Schirm vorgesehen, der die aus einem dünnen Draht bestehende Koronaelektrode umgibt und durch Hindurchleiten eines elektrischen Stroms erwärmt wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist dicht an der Koronaclektrode ein elektrisch beheizter Draht vorgesehen. Schließlich wird gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung der Heizstrom direkt durch die aus einem dünnen Draht bestehende Koronaelektrode geleitet, wodurch dieselbe erhitzt wird.According to a preferred embodiment of the invention, a cylindrical screen is provided which the corona electrode consisting of a thin wire surrounds and by passing an electrical Is heated by electricity. According to another embodiment of the invention is close to the corona electrode an electrically heated wire is provided. Finally, according to a third embodiment According to the invention, the heating current is passed directly through the corona electrode, which consists of a thin wire, whereby it is heated.

Die F i g. 1 bis 3 zeigen schematisch ein fotoleitfahiges Element als elektrographisches Aufzeichnungmaicrial und eine Koronaentladungsvorrichtung gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung.The F i g. 1 to 3 schematically show a photoconductive one An electrographic recording element and a corona discharge device according to FIGS various embodiments of the invention.

Gemäß Fig. 1 enthält ein fotoleitfahiges Element 4 einen geerdeten leitenden Schichtträger 1, eine fotoleitfähige Schicht 2 aus irgend einem Fotoleiter mit einer Anzahl von Fallenniveaus, sowie eine transparente, hochisolierende Schicht 3, die mit der gesamten Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht fest verbunden ist.According to FIG. 1, a photoconductive element 4 contains a grounded conductive substrate 1, a photoconductive layer 2 made of any photoconductor a number of trap levels, as well as a transparent, highly insulating layer 3 that coincides with the entire Surface of the photoconductive layer is firmly connected.

Dicht oberhalb des fotoleitfähigen Elementes 4 ist eine Koronaentladungsvorrichtung 6 angeordnet, die eine Koronaelektrode 9 in Form eines dünnen, mit einer Gleichspannungsquelle 5 verbundenen Metalldrahtes und einen zylindrischen Schirm 8 aufweist, der die Koronaelektrode 9 umgibt. Der Schirm 8 besteht aus einem elektrischen Widerstandsmaterial und ist an eine Spannungsquelle 7 angeschlossen. Der leitende Schichtträger 1 des fotoleitfähigen Elementes 4 ist geerdet.A corona discharge device 6 is arranged just above the photoconductive element 4, which a corona electrode 9 in the form of a thin metal wire connected to a DC voltage source 5 and a cylindrical screen 8 surrounding the corona electrode 9. The screen 8 consists of an electrical resistance material and is connected to a Voltage source 7 connected. The conductive substrate 1 of the photoconductive element 4 is grounded.

Beim Betrieb findet eine Relativbewegung zwischen der Koronaentladungsvorrichtung 6 und dem fotoleitfähigen Element 4 statt. Wenn ein fotoleitfahiges Element mit ebener Oberfläche verwendet wird, dann wird die Koronaentladungsvorrichtung horizontal über die Oberfläche des Elements geführt. Wenn dagegen das fotoleitfähige Element um eine Trommel gelegt ist, dannDuring operation there is a relative movement between the corona discharge device 6 and the photoconductive one Element 4 instead. If a photoconductive element with a flat surface is used, then the Corona discharge device guided horizontally across the surface of the element. If on the other hand that photoconductive element is wrapped around a drum, then

wird diese Trommel gedreht. Je nach dem zur Herstellung des latenten Bildes angewendeten Verfahren können ein oder mehrere derartige Koronaentladungsvorrichtungen vorgesehen sein. Das Lichtbild wird durch die Koronaentladungsvorrichtung auf das fotoleitfähige Element projiziert, wie schematisch durch den Pfeil Λ dargestellt ist.this drum is rotated. One or more such corona discharge devices may be provided, depending on the method used to produce the latent image. The light image is projected onto the photoconductive element by the corona discharge device, as shown schematically by the arrow Λ .

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel wird die Spannung der Gleichspannungsquelle 5 auf einem konstanten Wert von 4800 V gehalten. Wenn man den Schirm 8 mittels der Spannungsquelie 7 bei Zimmertemperatur von 25°C auf etwa 200³C erhitzt, dann erhöht sich der Koronaentladungsstrom von 6 mA/cm² auf 12 mA/cm². Durch diese Stromerhöhung erhält man sehr intensive latente Bilder und daher sehr klare sichtbare Bilder.In a special embodiment, the voltage of the DC voltage source 5 is kept at a constant value of 4800 V. When heating the screen 8 by means of the Spannungsquelie 7 at room temperature of 25 ° C to about 200 C ^3, then the corona discharge current is increased from 6 mA / cm ² to 12 mA / cm ^2. This increase in current results in very intense latent images and therefore very clear visible images.

Bei der Ausführungsform nach Fi^. 2 ist nahe der Koronaelektrode 9 ein Heizdraht 10 vorgesehen, der an einer Spannungsquelie 7 liegt. Der Schirm 8 ist in diesem Fall geerdet. Der Durchmesser des Heizdrahtes 10 beträgt etwa 0,2 mm. d. h. er ist etwa dreimal so stark wie der Draht der Koronaclektrode 9. Wenn der Heizdraht bei Zimmertemperatur von 25°C und einer Koronaspannung von 480Ü V auf etwa 200" C erhitzt wird, dann erhöht sich der Koronaentladungsstroni wiederum um 6 mA/cm². Wenn die Temperatur des Heizdrahtes 10 auf etwa 300 C eingostelli wird, dann erhöht sich der Koronaentladungsstroni um etwa 10 mA/cm-.In the embodiment according to Fi ^. 2, a heating wire 10 is provided near the corona electrode 9 and is connected to a voltage source 7. The screen 8 is grounded in this case. The diameter of the heating wire 10 is approximately 0.2 mm. ie it is about three times as strong as the wire of the corona electrode 9. If the heating wire is heated to about 200 "C at room temperature of 25 ° C and a corona voltage of 480 V, the corona discharge current increases again by 6 mA / cm ² . If the temperature of the heating wire 10 is adjusted to about 300 C, then the corona discharge current increases by about 10 mA / cm-.

Bei dem in F i g. i dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Koronaelektrode 9 gleichzeitig als Heizdraht verwendet und zur Erv. ;irniu"s: an eine Spannungsquelle 7 angeschlossen. Bei Verwendung eines Wolframdrahtes von 0.06 mm Durchmesser als Koronaelektrode ergibt sich ohne Einschalten der Spannungsquelle 7 bei Zimmertemperatur von 25 C und einer Koronaentladiingsspannung von 4800 V ein Koronaentladungsstroni von 6 mA/cm².In the case of the FIG. i illustrated embodiment, the corona electrode 9 is used at the same time as a heating wire and for Erv. ; irniu "s: connected to a voltage source 7. If a tungsten wire with a diameter of 0.06 mm is used as the corona electrode, a corona discharge current of 6 mA / cm ^{2 is obtained without switching on the voltage source 7 at a room temperature of 25 C and a corona discharge voltage of 4800 V.}

Bei Erhöhung derTemperatur der Koronaelektrode 9 auf 6O⁰C durch Einschalten der Spannungsquelle 7 erhöht sich der Koronaentbdungsstrom auf 12 mA/cm². wohingegen sich bei einer Temperaturerhöhung der Koronaelektrode auf etwa 90 C eine Erhöhung des Koronaentladungsstroms auf 18 mA/cm² ergibt.When increasing the temperature of the corona electrode 9 at 6O ⁰ C by turning on the power source 7, the Koronaentbdungsstrom increased to 12 mA / cm ^2. whereas if the temperature of the corona electrode is increased to about 90 ° C., the corona discharge current increases to 18 mA / cm ² .

Durch die direkte Beheizung der Koronaelektrode nach dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich in der Zeiteinhei' eine stark vergrößerte Aufladung des fotoleitfähigen Elementes. so daß in äußerst kurzer Zeit wesentlich klarere sichtbare Bilder hergestellt werden können, als es be; Anwendung irgendeines bekannten, mittels Koronaelektroden durchgeführten Verfahrens möglich ist.Due to the direct heating of the corona electrode according to the last described embodiment the invention results in a strong unit of time increased charge on the photoconductive element. so that in an extremely short time much clearer visible images can be produced as it be; Use of any known corona electrodes carried out procedure is possible.

Durch Temperaturen von weniger als 100 C kann der Koronaentladungsstroni wirksam vergrößert werden. so daß bei Anwendung einer auf diese relativ niedrige Temperatur erhitzten Koronaelektrode die Funktionsweise des foioleitfähigen Elementes, die von Natur aus von den Schwankungen der Umgebungstemperatur abhängt, nicht durch die Temperatur der Koronaelektrode beeinflußt wird. Außerdem ist die lineare Ausdehnung der Koronaelektrode vernachlä«.sigbar klein, so daß durch ihre Erwärmung die Qualität der reproduzierten Bilder nicht in unerwünschter Weise beeinflußt wird.The corona discharge current can be effectively increased by temperatures below 100 ° C. so that when a corona electrode heated to this relatively low temperature is used, the mode of operation of the foil conductive element, which by nature depends on the fluctuations in the ambient temperature, not on the temperature of the corona electrode being affected. In addition, the linear expansion of the corona electrode is negligible small, so that by heating them, the quality of the reproduced images will not be undesirable being affected.

Es wird angenommen, daß die Erhöhung des Koronaeniladungsstroms bei Erhöhung der Betriebstemperatur der Koronaelektrode dadurch bewirkt wird. daß die Differenz zwischen den Austrutsarbeiten ucr Koronaelektrode und der umgebenden Luft abnimmt und die Beweglichkeit der elektrischen Ladungen im Bereich der Koronaelektrode zunimmt.It is believed that the increase in the corona charge current as the operating temperature of the corona electrode is increased is caused thereby. that the difference between the work done by the corona electrode and the surrounding air decreases and the mobility of the electrical charges in the area of the corona electrode increases.

Anstelle der in der Zeichnung dargestellten Aiisführungsbeispiele der Erfindung können zur Erhöhung der Temperatur der Koronaelektrode oder der umgebenden Luft auch andere geeignete Vorrichtungen vorgesehen werden.Instead of the examples shown in the drawing of the invention can be used to increase the temperature of the corona electrode or the surrounding Air, other suitable devices can be provided.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Corona discharge device for uniformly charging electrographic recording material, characterized by a heating device for heating the corona discharge device during the corona discharge.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a corona electrode (9) surrounding it Screen (8) and a device (7) for electrical heating of the screen.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that that a heating wire (10) is arranged close to the corona electrode (9).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the corona electrode (9) for charging at the same time to a high-voltage cue (5) and a heating current source (7) is connected.

5. Device according to one of the claims of 1 to 4, characterized in that the corona electrode (9) consists of a thin wire.