DE2028143A1 - Elektrostatische Ladeeinrichtung fur elektrofotografische Gerate - Google Patents

Description

Canon Kabushiki, Kaisha 30-2, 3-chome, Shimomaruko, Ohta-ku, 0? ο k y ο ,Japan

Elektrostatische Ladeeinrichtung für elektrofotografische

Geräte

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Ladeeinrichtung zur Verwendung in elektrofotografischen Geräten. .

In elektrofotografischen Geräten ist im allgemeinen die Oberfläche eines mit einer fotoleitenden Schicht verse» henen elektrofotografischen lichtempfindlichen Teiles mit einer elektrostatischen Ladung von vorbestimmtem Betrag zu belegen. In einer hierbei verwendeten Ladeeinrichtung bzw. einer Entladungsstrecke ist im allgemeinen ein Korona-Entladungsdraht aus Wolfram oder rostfreiem Stahl von ungefähr 0,1 mm Durchmesser vorgesehen, der gegenüber der Oberfläche des lichtempfindlichen Teiles angeordnet ist. Zwischen einer Elektrode, auf der sich das lichtempfindliche Teil befindet, und dem Korona-Entladungsdraht wird eine Hochspannung angelegt, durch die eine Koronaentladung erzeugt wird, , welche die elektrostatische Ladung auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Teiles aufbringt·

Infolge der Verwendung einer hohen Spannung wird der Korona-Entladungedraht allmählich abgetragen bzw. verbraucht und die Zugfestigkeit wird soweit verringert, bis der Draht bricht. Weiterhin neigt die Koronaentladung dazu, wenn eich

Toner oder ähnliches auf dem Korona-Entladungsdraht ablagert, sich an einer Stall® zu konzentrier Dies ruft eine Funkenentladung hervor, die den Bruch des Drahtes bewirkte In manchen Fällen kann sich auch das Kopierpapier um die Ladeeinrichtung wickeln und Kontakt mit dem Korona-Entladungsdraht bekommen, was ebenfalls mit einem Bruch des Drah-= tes endet. In diesen Fällen entsteht ein Ftmkenüberschlag zwischen dem gebrochenen Draht und dem lichtempfindlichen Teil, und es wird nicht nur letzterer, sondern auch die La= deeinrichtung beschädigt» Im schlimmsten fall wird das elektrofotografische Gerät selbst beschädigt und das Be&iemmgs» " personal erhält einen elektrischen Schlag»

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist vorgeschlagea worden, ein Halteelement des Korona-Entladragsdrahtes mit einer Feder so vorzuspannen, -daß b©i ©ines Urnen des Draa~ tes das Halteelement nach außen gezogen wirt_s mad daß da=*- " durch, gleichzeitig ein. Schalter oder äkalieaes "betätigt wird, der eine Niederspanniingsquelle, wie beispielsweise die Ptl·= märseite eines Transformators, unte-rbriehto .Bei diesem Ver~ fahren muß die Ladeeinrichtung mit ©ia©a Hoehspannungskreis für die Aufladung und einem liederspamauagskreis für die Absicherung der Einrichtung versehen werden_o Bi® Spannuagsdif- ^ ferenz zwischen den beiden Kreisen.ist r©eat groß₉ so" daß viel Platz in der Einrichtung erforderlica ist, und"die Herstellungskosten steigen· Insbesondere ist Tboi Verwendung ®i~ nes schnellwirkenden liikroscaalters eia Brdasomeat ia der Größenordnung von 5"bis 10 pen für di© Betätigung d©s Schalters erforderlich. Dies
belastung« Andererseits
kungsvoll bei einer relativ »ieörigfsa Spaaauag erzeugt werden, wenn der Durchmesser äes Ior©aa@a.tl®äiiagsör®fe.t(is aicat kleiner gehalten wird, ±m mllges®in©a fe®i 0_ΰ04- Ms. O₉OS mm» Der Draht kann daß©r keiats? gse'ößsroa fegspaanuag ausgesetzt werden, weil er sonst g@f©3?& teieato- Sorait war >isa©r die Serstellung ecliwierig.»

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Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Ladeeinrichtung mit einer Sicherheitsvorrichtung zu schaffen, die bei einem Bruch des Korona-Entladungsdrahtes einen Unfall oder Schaden verhindert, undjdie in der Lage ist, die Hochspannungszuführung zum Korona-Entladungsdraht sofort zu unterbrechen, wenn der Draht bricht. -

Ausgehend von einer Ladeeinrichtung für elektrofotografische Geräte mit mindestens einem Korona-Entladungsdraht und einer Sicherheitsvorrichtung, die bei einem Bruch des Drahtes wirksam wird, wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Abschirmungen in entsprechendem Abstand zum Korona-Entladungsdraht sowie Halterungen für die Abschirmungen vorgesehen sind, daß ferner mindestens eine Kurzschluß-, elektrode neben dem mit der Hochspannungszuführung verbundenen Ende des Korona-Entladungsdrahtes angeordnet ist, daß weiterhin ein elektrisch leitendes Halteelement für den Korona-Entladungsdraht auf der Seite der Hochspannungszuführung so ausgebildet ist, daß der Korona-Entladungsdraht elastisch gehalten und das Halteelement in Kontakt mit der Kurzschlußelektrode bringbar ist, wenn der Korona-Entladungsdraht bricht, und daß ein Kabel zum Anschluß an eine elektrische Energiequelle für die Zuführung der Hochspannung an den Korona-Entladungs- draht vorgesehen ist.

Dank diesen Maßnahmen ergibt sich eine Ladeeinrichtung, welche die obengenannten Schwierigkeiten beseitigt, und deren Sicherheitsvorrichtung bei einem Bruch des Drahtes die Hochspannungszuführung zum Korona-Entladungsdraht sofort erdet, indem dieser mit der am Gerätegestell oder -rahmen angeordneten Kurzschlußelektrode verbunden wird und so einen geschlossenen Strom-Ableitpfad zur Masse bzw. Erde bildet.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Halteelement für den Korona-Entladungsdraht aus elastischem Material besteht oder wenn das Halteelement eine Federbetätigung aufweist.

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Eine weitere zweckmäßige Möglichkeit zur !Realisierung der Ladeeinrichtung ergibt sich dadurch, daß gleichartige Korona-Entladungsdrähte vorgesehen sind, daß das Halteelement für den Korona-Entladungsdraht einen Drehpunkt aufweist, daß das Halteelement so in einem Zapfen gelagert ist, daß die Korona-Entladungsdrähte auf beiden Seiten des Drehpunktes festgehalten werden^ und daß mindestens zwei Kurzschlußelektroden gegenüber den freien Enden des Halteelementes für den Draht angeordnet sind»

Besonders zweckmäßig ist es«, als elektrische · Energiequelle für die Erzeugung der Hochspannung für den Korona-Entladungsdraht einen Konstantspanmmgstransformator zu verwenden, dessen Ausgangsspannung "bei Überlastung zu Mull wird.Damit wird bei einem Bruch des Drahtes die Hochspannungszuführung sofort unterbrochen«,

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigts

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ladeeinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild der Ladeeinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 .eine Darstellung der Spannungs-Strom-Charakteristik eines lonstantspannungstransformators und

Fig. 4A

und 4B Ausschnitte aus Vorderansichten weiterer Ausführungsbeispiele einer Ladeeinrichtung nach der Erfindung.

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In Fig. 1 sind Korona-Entladungsdrähte 2 von einem rahmenförmigen Abschirmkörper 1 umgeben, der -z.B. aus rostfreiem Stahl, Aluminium, etc. gefertigt ist. Die Korona-Entladungsdrähte 2 haben einen einheitlichen, passenden Durchmesser und sind aus nicht korrodierendem Material hergestellt, wie rostfreiem Stahl. Beide Enden der Korona-Entladungsdrähte 2 sind an elastischen Halteelementen 31 und 32 aus elektrisch leitendem Material befestigt. Es sei darauf hingewiesen, daß anstelle des elastischen Halteelementes 32 auch ein nichtelastisches Halteelemeat verwendet werden kann® Die Halteelemente 31 * 32 sind ihrerseits an isolierenden Seitenwia-. den 41 und 42 an beiden Enden des'r-abmenförmigen. Abschirmkör-' pers 1 befestigt. Die KurzschluBelektroden 5» die an der isolierenden Seitenwand .angebracht sind, siad geerdet„ und die Ladeeinrichtung ist mit einem Kabel 6 zur Verbindung-mit-einer elektrischen Energiequelle versehen«

Im allgemeinen wird die Hochspannung den Korona-Bntla- dungsdrähten 2 zugeführt und die. Oberfläche eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements wird dadurch, mit einer elektrostatischen Ladung belegt.

Nun sei angenommen,, daß.herkömmliche lorEOBa-EBtladungsdrähte durch die Koronaentladung verbraucht und durcli Funkenentladungen, durch Umwickeln mit Kopierpapieren oder durch, andere Umstände gebrochen sind· Wean die gebrochenen loroaa-Eötladungsdrähte sich.in der Nähe oder in direktem Kontakt .mit ' einer brennbaren Substanz befinden, wie z®B· einem lichtempfind« liehen Element, so entsteht zwischen ihnen eine Funkenentladung, die brennbare Substanz entzündet sieb und ruft einen Brand hervor. Wenn die gebrochenen Korona-Entladungsdrähte in Kontakt mit einem Metallteil stehen, kann die Bedienungsperson einen elektrischen Schlag bekommen·

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Bei Anwendung der ir©rliegenden Erfindung bekommen je=» doch die Halteelament© 31 ^nd 32 !bei einem Bruch der Koro·= na- Entladnngsdräate auf Grund der Elastizität jedes der Halteelemente 31 Kontakt mit den Kurssehlußelektroden 5°Bainit wird die Hochspannungszuführung zu den &orona-Entladungs=> drähten 2 automatisch, unterbrochen_o

Dies 1st aus Pig. 2 sofort gu erkenneso Das dargestellt te Schaltschema enthält eine Ladeeinrichtung aaeb. Figo 1 mit" einer Hochspannungsversorgung 7, dem Halt©el©ment 51₉ über das die Hochspannung d©a loroaa-Entladuagsdfaht 2 zugeführt wird, und die Kurzschlußdlektrode 5° Bei ®ia©a Bruefe des Ko= rona-Entladüngsdrahtes 2 ©rMlt das eiastiseäe Halttelsment Kontakt mit der Kurssellisßelektrod© 5? ^&<ä ä©r Stromkreis aus der Hochspannungsversorgiing 7? ^₀B₀ eine© H®©hspannungstrans=> formator, ferner eiasr Hoolispasiaiiagsgttfiiteiaagsleitiaag 4, dem Halteelemeiit 51 ^Ad ä©? SmsgsefeliLBalektrode 5 ist geschlossene

In dieses 3?all seteil^t !bei Yeruaaduag ©ines üblichen Transformators in d©r Hoelispiiaaiangsifepsorgaag 7 ©in© Siclierun auf der Eingangsseite»

Bei ferweadung ©ines Koastsintsj
gibt sich eine Spannungs-»Stroia«=Gharakt©riatikg ui© si© in Figo dargestellt ist« !Daraus ergibt si©fe₉ <äaß ii@ Hoohspaaaungszu,= führung zu den Korona^SatladTOgsdrälätss 2 iaattrteoelaea ist daß die Ausgangs spannung sm
chen ist»

» 4A zeigt @ia uülte^es Änsfliteiuiagsibdispi©! genden Erfiaduiig₉ Tb@i ä©a ©i® 1%©^ ^©a 3Snlt@©l©®_©at@a auf einer Stilt see "8 aßgeteaelt ist_o Ia ii@i©i Amsfiilbi^iiBgsTbgispi·©! -sind die Halteelemeate nicbt ©lastinslä, ©©ado^a ii© Halt@®i9ia©at©₉ aa" deren Enden die ©Btsp^i^ataaQa l©s?©aii=Eatlaä,nagsä2^>lkt® 2 !befestigt Bind, w@i?d©a img¹©^ ^©ü'oil© Qia© W®üq^ 9 teüo 10 ¥©n ©at°

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sprechender Zugkraft zu der 'Seitenwand 4-1 des rahmenförmigen Abschirmkörpers 1 gezogen.

In Fig. 4-B ist noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem ein einzelnes Halteelement 3 auf einem Zapfen drehbar gelagert ist. Die Korona-Entladungsdrähte 2, die an beiden Enden des Halteelementes befestigt sind, sind im Normalfall im Gleichgewicht» Wenn ein Draht gebrochen ist, wird ein Ende des Halteelenentes 3 durch die Zugkraft des anderen Drahtes mit der Kurzschlußelektrode 5 in Kontakt gebracht.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine sehr zuverlässige Sicherheitsvorrichtung durch die Anordnung der Kurzschlußelektrode 5 gegenüber dem ^alteelement 3 für die Drähte erreicht. Die Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung erspart einen Schalter, Leitungsdrähte, usw., die in üblichen Anordnungen erforderlich sind. Weiterhin werden die Korona-Entladungsdrähte nur einer geringen Zugspannung ausgesetzt, weil es ausreicht, die Halteelektrode 3 in einem geringen Abstand von der Kurzschlußelektrode 5 zu halten.

Deshalb ist nicht zu befürchten, daß die Korona-Entladungsdrähte 2, die in vorher bekannten Einrichtungen unter hoher Zugspannung standen, brechen. Vielmehr bietet die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung mit ihrer einfach aufgebauten Sicherheitsvorrichtung einen zuverlässigen Schutz gegen Unfälle oder Schaden, die durch einen Bruch des Entladungsdrahtes entstehen könnten.

- Patentansprüche -

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   Ladeeinrichtung für elektrofotografische Geräte mit mindestens einem Korona-Entladungsdraht und einer Sicherheitsvorrichtung, die bei einem Bruch des Drahtes wirksam wird, dadurch gekennzeichnet , daß Abschirmungen

   (1) in entsprechendem Abstand zum Korona-Entladungsdraht(2) und Halterungen (31, 32) für die Abschirmungen (1) vorgesehen sind, daß ferner mindestens eine Kurzschlußelektrode (5) neben dem mit der Hochspannungszuführung verbundenen Ende

   " des Korona-Entladungsdrahtes (2) angeordnet ist, daß weiterhin ein elektrisch leitendes Halteelement (31) für den Korona-Entladungsdraht (2) auf der Seite der Hochspannungs'zuführung so ausgebildet ist, daß der Korona-Entladungsdraht

   (2) elastisch gehalten und das Halteelement in Kontakt mit der Kurzschlußelektrode (5) bringbar ist, wenn der Korona-Entladungsdraht (2) bricht, und daß ein Kabel (6) zum Anschluß an eine elektrische Energiequelle für die Zuführung der Hochspannung an den Korona-Entladungsdraht vorgesehen ist.
2. 2. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η fc ζ e i ch η e t , daß das Halteelement (31) für den Korona-Entladungsdraht (2) aus elastischem Material besteht.
3. 3· Ladeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Federbetätigung (9,10) für das Halteelement für den Korona-Entladungsdraht (2) vorgesehen ist.
4. 4. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß gleichartige Korona-Entladungsdrähte (2) vorgesehen sind, daß das Halteelement (3)

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   für die Korona-Entladungsdrähte (2) einen Drehpunkt aufweist, daß das Halteelement so in einem Zapfen gelagert ist, daß die Korona-Entladungsdrähte (2) auf beiden Seiten des Drehpunktes gehalten sind und daß mindestens zwei Kurzschlußelektroden (5) gegenüber den freien Enden des Haiteelementes (3) für die Korona-Entladungsdrähte (2) angeordnet sind· ·
5. 5. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennz e i ohne t, daß die elektrische Energiequelle (7) einen Konstantspannungstransformator enthält.

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