DE2103956C3 - Koronaentladungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Koronaentladungsvorrichtung.

Koronaentladungsvorrichtungen werden z. B. in tlektrofotografischen Maschinen, Druckmaschinen, Papierherstellungsmaschinen od. dgl. zum Aufbringen oder Neutralisieren elektrischer Ladungen verwendet. Eine für diese Zwecke venvendete Koronaentladungsvorrichtung enthält gewöhnlich eine Koronaentladungselektrode in Form feiner Metalldrähte oder Metallstäbe und eine Gegenelektrode. Beide Elektroden bilden einen Luftspalt zwischen sich aus. Die Breite des Luftspaltes ist gewöhnlich gering — einige Millimeter —, um die Ladung mit verhältnis- C5 mäßig niedriger Spannung aufbringen zu können, so daß die Entladungselektrode, wenn sie lang ist, auf Grund elektrostatischer Anziehungen oder mechanischer Anregung zum Schwingen neigt. Diese Schwingungen oder Vibrationen können zu einer Funkenentladung oder einem Kurzschluß zwischen der Koronaentladungselektrode und der Gegenelektrode führen. Eine Funkenentladung oder ein Kurzschluß kann zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Koronaentladungselektrode führen.

In der deutschen Offenlegungsschrift 1 497 220 ist bereits eine Vorrichtung zur Unterdrückung der Schwingungen der Koronaentladungselektrode in einer Koronaentladungsvorrichtung mit einer drahtförmigen Koronaentladungselektrode und einer Gegenelektrode zur Ausbildung einer Koronaentladung beschrieben worden. Dabei ist die drahtförmig Koronaentladungselektrode an ihrem einen Ende punktförmig fest eingespannt, während sie an ihrem anderen Ende so eingespannt ist, daß sie mit einem Teil ihrer Länge dem Einspannpunkt auf einem Halteblock aufliegt, so daß die schwingfähige Länge des Drahtes in einer von dem Haltebiock weggerichteten Richtung größer ist als in der entgegengesetzten auf den Halteblock zugerichteten Richtung, wodurch die Schwingung mechanisch gedämpft wird. Diese Schwingungsdämpfung ist jedoch noch ungenügend. Wünschenswert ist eine Vorrichtung, die auf der gesamten Länge der langgestreckten Koronaentladungselektrode schwingungsunterdrückend wirkt und. die Schwingungen der Koronaentladungselektrode besser dämpft.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Koronaentladungsvorrichtung mit mindestens einer drahtförmigen Koronaentladungselektrode und einer ihr gegenüberliegenden Gegenelektrode, auf der ein aufzuladendes Material anzuordnen ist, sowie mit einer Schwingungen der Koronaentladungselektrode unterdrückenden Einrichtung, die durch elektrostatische Kräfte angeregten Schwingungen der Koronaentladungselektrode besser zu dämpfen. Gleichzeitig soll längs der Koronaentladungselektrode eine gleichförmige Koronaentladung stattfinden.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Koronaentladungsvorrichtung im Bereich der Koronaentladungselektrode bzw. der -elektroden eine oder mehrere zusätzliche Gegenelektroden aufweist, die auf dem gleichen Potential liegen wie die das aufzuladende Material tragende Gegenelektrode, wobei die zusätzlichen Gegenelektroden als beidseitig, parallel zur bzw. zu den Koronaentladungselektroden angeordnete, senkrecht stehende Platten, als eine über der bzw. über den Koronaentladungsetektroden parallel zum aufzuladenden Material liegend angeordnete Platte oder als eine die Koronaentadungselektrode bzw. -elektroden U-förmig umfassende Haube ausgebildet sind, und daß die Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung aus mehreren, im Bereich der zusätzlichen Gegenelektroden angeordneten, parallel zur bzw. zu den Koronaentladungselektroden verlaufenden drahtförmigen Elementen aus elektrisch isolierendem Material oder aus einem mit einer isolierenden Folie überzogenen Metalldraht besteht.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Wenn eine Koronaentladung stattfindet, sammeln sich auf der der Koronaentladungselektrode zugekehrten Oberfläche der elektrisch isolierenden drahtförniigen Elemente Ladungen gleicher Polarität wie

die Polarität der Koranaentladungselektrode an, Bei der Nähe der Roronaentladungselektroden sind weiteiner Auslenkung durch eine Schwingung tritt eine gehend leicht, unabhängig davon, ob die drahtförmiabstoßende Kraft zwischen diesen Ladungen gleicher gen Elemente 7 verwendet werden oder nicht, vor-Polarität auf, die der Schwingungsauslenkung entge- ausgesetzt, daß die Koronaentladungselektroden stets genwirkt. Diese Kraft wächst mit wachsender Aus- 5 (stationär) an der gleichen Stelle gehalten werden, lenkung. Dadurch bleibt die Koronaentladungselek- Wenn die Koronaentladungselektroden ohne drahttrode über ihre gesamte Länge weitgehend in Ruhe, förmige Elemente transversal bewegt werden, nimmt da ihre Schwingungen nahezu völlig gedämpft wer- der Potentialgradient in der Nähe der Koronaentladen, dungselektroden auf derjenigen Seite der Koronaent-

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden io ladungseiektroden zu, auf der der Abstand zwischen

im folgenden an Hand bevorzugter Ausführungsbei- den Koronaentladungselektroden und den zusätzli-

spiele nähei beschrieben. chen Gegenelektroden abgenommen hat, während er

Fig. 1 stellt eine Seitenansicht eines Ausführungs- auPder gegenüberliegen Seite, auf der der Abstand

beispieles der Erfindung dar; zwischen diesen Elektroden zugenommen hat, ab-

Fig. 2 stellt eine Querschnittsansicht der Korona- 15 nimmt. Dadurch werden die Koronaentladungselck-

entladungsvorrichtung nach Fig. 1 dar und die txoden in Richtung auf diejenigen zusätzlichen Ge-

F i g. 3 bis 8 stellen schematisch andere Ausfüh- genelektroden angezogen, die auf der zuerst erwähn-

rungsbeispiele der Erfindung dar. ten Seite hegen. Dies hat eine Funkenentladung oder

Die Koronaentladungsvurrichtung nach den einen Kurzschluß zwischen den Koronaentladungs-F i g. 1 und 2 dient zum Aufbringen einer Ladung auf ao elektroden und den zusätzlichen Gegenelektroden zur die Oberfläche eines aufzuladenden Materials 10, das Folge. Bei Anwesenheit der drahtförmigen Elemente im dargestellten Ausführungsbeispiel ein fotoleitfähi- und" Querbewegung der Krronaentladungselektroden ges Aufzeichnungsmaterial für elektrofotografische nimmt jedoch der Potenti ,gradieut, während sich Zwecke ist und auf eine Gegenelektrode 12 auf ge- die Koronaentladungselektroder. den auf der zuerst bracht ist, wobei das Aufzeichnungsmaterial durch 25 erwähnten Seite liegenden drahtförmigen Elementen die Koronaentladungsvorrichtung hindurch bildmä- nähern, in der Nähe der Koronaentladungselektroden Big belichtet wird. Mehrere voneinander beabstan- auf Grund der Wirkung der elektrostatischen Ladung dete parallele vertikale zusätzliche Gegenelektro- ab auf den drahtförmigen Elementen, und die elekden 2 sind mit ihren Enden an zwei isolierenden Sei- trostatische Ladung auf den drahtförmigen Elementenrahmen 1 befestigt. ^Zwischen den zusätzlichen 30 ten, die die gleiche Polarität wie das Potential der Gegenelektroden 2 und parallel dazu sind Korona- Koronaentladungselektroder. aufweist, übt auf die entladungselektroden 3 in Form feiner Metalldrähte Koronaentladungselektroden eine Abstoßungskraft angeordnet. Vorzugsweise ist ein Steuergitter4 zwi- aus., so daß ihre Querschwingungen unterdrückt weischen den Gegenelektroden und dem fotoleitfähigen den. Die zur Schwingungsunterdrückung dienenden Aufzeichnungsmaterial 10 angeordnet. Während des 35 drahtförmigen Elemente unterdrücken also die Betriebes werden die zusätzlichen Gegenelektroden 2 Schwingung der Koronaentladungselektroden durch geerdet (F i g. 2) und eine hohe Gleichspannung pas- die elektrostatische Kraft und nicht durch eine mesend gewählter Polarität oder eine hohe Wechsel- chanische Dämpfungswirkung. Aus diesem Grunde spannung an den Koronaentladungselektroden 3 an- brauchen die Koronaentiadungselektroden und die gelegt, um Koronaentladungen zwischen den Koro- 40 drahtförmigen Elemente für die Schvingungsunternaentladungselektroden und Gegenelektroden auszu- drückung nicht genau ausgerichtet zu sein,
lösen und dadurch eine Ladung aulf der Oberfläche Wenn die drahtförmigen Elemente nicht aus einem des Aufzeichnungsmaterials 10 aufzubringen. Die elektrisch isolierenden Material mit hinreichend ho-Menge der aufgebrachten Ladung läßt sich mit Hilfe her mechanischer Festigkeit, Polyamid, hergestellt des Steuergitters 4, das durch eine Spannungsquelle 6 45 sind, ist es zweckmäßig, Verstärkungsstäbe aus Meauf ein passend gewähltes Potential gelegt wird, steu- tall zu verwenden,
ern. Bei einer Ausführung der Koronaentladungsvor-

Die soweit beschriebene Koronaentladungsvor- richtung haben die Koronaentladungselektroden jerichtung ist von herkömmlicher Bauart. Nach der Er- weils eine Länge von einem Meter und einen Durchfindung sind zwischen den Koronaeittladungselektro- 50 messer von 0,06 mm bei einem Abstand zwis^nen jeden 3 und den en'.sprechenden zusätzlichen Gegen- der Koronaentladungselektrode und den zusätzlichen elektroden 2 parallel zu diesen als Schwingungsunter- Gegenelektioden zu beiden Seiten der Entladungsdriickungsbauteile drahtförmige Elemente 7 aus Iso- elektrode von 7,5 mm. Das drahtförmige Element zur liermaterial oder Metalldrähten, die: mit einem ele'.;- Schwingungsunterdrückung besteht bei dieser Vortrisch isolierendem Material überzogen sind, an- 55 richtung aus Polyamid mit einem Durchmesser von geordnet und mit ihren Enden an Seitenrahmen 1 be- 0,3 mm. Dieses drahtförmige Element Hegt etwa in festigt. Diese Anordnung der Schwbgungsunterdrük- der Mitte zwischen jeder Koronaeiitladungselcktrode kungsbauteile begrenzt die Transversalschwingungen und der zusätzlichen Gegenelektrode. Bei dieser Köder Koronaentladungselektroden 3 und verhindert ronaentlaiuogsvorrichtung konnte keine merkliche eine Funkenentladung oder einen Kurzschluß zwi- 60 Schwingung der Koronaentladungselektroden festgeschen den Koronaentiadungselektroden und deren stellt werden, obwohl das Potential der Koronaentla-Gegenelektrode 12 sowie den zusätzlichen Gegen- dungselektroden zum Aufbringen der gleichen Laelektroden2. dungsmenge wie ohne Schwingungsunterdrückungs-

Die genauen physikalischen Vorgänge, die sich bei bauteile geringfügig (um einige °/o) erhöht werden

der Verhinderung der Funkenentladung durch die 65 mußte. Wahrend man ferner bei der bekannten Ko-

drahtförmigen Elemente 7 abspielen, sind noch nicht ronaentladungsvotrichtung eine Konzentration der

genau geklärt, doch kann man sie sich grob fol- Koronaentladung an Stellen, auf denen sich Schmutz

gendermaßen erklären. Die Potentialgradienten in oder Staub auf den Koronaentladungselektroden ange-

sammelt hat, oder auf Obcrflächcnunrcgclmäßigkcitcn der Koronaentladungselcktroden feststellen kann, was eine unregelmäßige Entladung längs der Elektroden /ur Folge hat, wird eine derartige Konzentration durch die Anwesenheit der drahtförmigcn Elemente zur Schwingungsunterdrückung stark verringert, wahrscheinlich auf Grund ihres elektrostatischen Ahschirnieffckts.

Die Anzahl und Lage (Position) der drahtförmigen Elemente zur Schwingungsunterdrückung ist nicht auf die dargestellte begrenzt.

So lassen sich die Schwingungen der Koronaentladungselektrode beispielsweise auch durch die in den Fig. 3,4 und 5 dargestellten relativen Anordnungen der Koronaentladungselektrode 3 und der drahtförmigen Elemente 7 sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung verhindern. Wenn mehrere Koronaentladungselektroden 3 zwischen nebeneinanderliegenden zusätzlichen Gegenelektroden angeordnet sind, wie es in F i g. 6 dargestellt ist, werden die drahtförmigen Elemente 7 zwischen jeder Koronacnt-Iadungselektrode und einer mit dieser zusammenarbeitenden zusätzlichen Gegenelektrode angeordnet. Wenn eine transparente, elektrisch leitende Glasplatte 11 als zusätzliche Gegenelektrode verwendet wird, wie es in F i g. 7 dargestellt ist, können die Koronaentladungsclektroden 3 und die drahtförmigcn Elemente 7 in zwei parallelen Reihen versetzt angeordnet sein. Wenn die bildmäßige Belichtung nicht durch die Koronaentladiingsvorrichtung hindurch zu erfolgen braucht, kann die zusätzliche (iejienelektrocle 2 die Form einer umgekehrten Tasse oder einer U-förmicen Haube aufweisen, svie es in Fig. 8 dargestellt ist. in der drahtförmige Elemente 7 zwischen

ίο einer Koronaentladungselcktrode 3 und drei Seiten der zusätzlichen Gegenelektrode angeordnet sind. Die Koronaentladungselektrode braucht jedoch nicht in allen Fällen im geometrischen Mittelpunkt der Schwingtingsunterdrückungsbauteile angeordnet zu

«5 sein, wie es bei den Vorrichtungen nach den F i g. 3 und 4 der Fall ist, sondern sie kann auch geringfügig exzentrisch angeordnet isein.

Die Erfindung schafft mithin eine verhältnismäßig einfaches Mittel, mit dessen Hilfe es möglich ist, die

ao Schwingung der Koronaentladungselektrode zu verhindern. Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist nicht nur auf die Elektrofotografie beschränkt. Die Koronaentladungsvorrichtung ist vielmehr auch überall dort verwendbar, wo elektrische Ladungen

as aufgebracht oder neutralisiert werden sollen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Koranaentladungsvorrichtung rait mindestens einer drahtförmigen Koronaentladungselektrade und einer ihr gegenüberliegenden Gegenelektrode, auf der ein aufzuladendes Material anzuordnen ist, sowie mit einer Schwingungen der Koronaentladungselektrode unterdrückenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Bereich der Koronaentladungselektrode (3) bzw. der -elektroden eine oder mehrere zusätzliche Gegenelektroden (2) aufweist, die auf dem gleichen Potential liegen wie die das aufzuladende Material (10) tragende Gegenelektrade (12), wobei die zusätzlichen Gegenelektroden (2) als beidseitig, parallel zur bzw. zu den Koronaentladungselektroden (3) angeordnete, senkrecht stehende Platten, als eine über der bzw. den Koronaentladungselektroden parallel zum aufzuladenden Material liegend angeordnete Platte (Ii) oder als eine die Koronaentladungselektrode bzw. -elektroden U-förmig umfassende Haube ausgebildet sind, und daß die Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung aus mehreren, im »5 Bereich der zusätzlichen Gegenelektroden (2) angeordneten, parallel zur bzw. zu den Koronaentladungselektroden (3) verlaufenden drahtförmigen Elementen (7) aus elektrisch isolierendem Material oder aus einem mit einer isolierenden Folie überzogenen Metalldraht besteht.

2. Kon ^entladungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Koronaentladungsvorri-htung hindurch ein Lichtbild projizierbar ist.

3. Koronaentladungsvoriwhtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als zusätzliche Gegenelektrode ausgebildete, über der Koronaentladungselektrode (3) liegende Platte (11) aus elektrisch leitendem Glas besteht und die Elemente ^7) zur Schwingungsunterdrückung und mehrere Koronaentladungselektroden (3) in parallelen Reihen getrennt in zwei zu der Platte (11) parallelen Ebenen angeordnet sind, und zwar so, daß die Elemente (7) und die Koronaentladungselektroden (3) gegeneinander versetzt sind.