DE2131711A1

DE2131711A1 - Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung

Info

Publication number: DE2131711A1
Application number: DE19712131711
Authority: DE
Inventors: Shinkichi Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1971-12-30
Also published as: DE2131711B2; DE2131711C3; US3714531A

Description

Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung, insbesondere zur Verwendung in elektrofotografischen Kopiergeräten.

Es gibt verschiedene herkömmliche Ausführungen von Wechselstrom-Koronaentladevorrichtungen zum Entfernen einer positiven oder negativen Ladung von einer Oberfläche unter Anwendung einer Koronaentladung.

Eine bezeichnende Eigenschaft von Wechselstrom-Koronaentladevorrichtungen besteht darin, daß der negative Anteil der Koronaentladung gewöhnlich größer ist als der· positive. Bei der Verwendung einer herkömmlichen Wechselstrom-Koronaentlarievorrichtunr besteht dementsprechend ciie C-efrt.hr-, daß die

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Oberfläche von lichtempfindlichem Material nach dem Entladevorgang^ine negative Ladung behält. Im Betrieb von elektrofotografischen Kopiergeräten und dergl. entstanden daraus zahlreiche Probleme.

Es gibt verschiedene Arten von elektrofotografischen Kopierverfahren. Insbesondere bei solchen Verfahren, bei denen ein auf lichtempfindlichem Material erzeugtes elektrostatisches. Ladungsbild oder ein darauf entwickeltes Bild auf ein Bildträgermaterial übertragen wird, ist festzustellen, daß das latente, und damit gegebenenfalls auch das entwickelte Bild auf dem lichtempfindlichen Material zurückbleiben. Die verbleibenden entv/ickelten Bildreste lassen sich dadurch in einem Reinigungsverfahren nicht entfernen, wobei das elektrostatische latente Bild in jedem Fall auf der Oberfläche des'lichtempfindlichen Materials erhalten bleibt. Daraus ergeben sich bei solchen elektrofotografischen Kopierverfahren häufig nachteilige Auswirkungen auf die Bilderzeugung.

Gewöhnlich ist in einem elektrofotografischen Kopiergerät ein Stapel von lichtempfindlichem Material oder Bildträgermaterial in einer Einführstation angeordnet, in der sie eine beabsichtigte oder auch unbeabsichtigte elektrostatische Aufladung erfahren. Aufgrund dieser elektrostatischen Aufladung unterliegen das lichtempfindliche Material oder das Bildträgeriaaterial den gleichen nachteiligen Auswirkungen wie ein Zwischenbildträger, während sie die Schritte der Bildübertragung oder -erzeugung des elektrofotografische Kopierverfahrens durchlaufen.

JL-afgrund der elektrostatischen Ladung kommt es ferner vor, daß zwei Blätter des lichtempfindlichen oder Bildträgermate-= zdais gleichseitig zugeführt werden. Da das blattförmige Material nach dem Kopiervorgang noch eine starke Ladung zurüeicTbeiiält₉ ist das ordnungsgemäße Stapeln der Blätter auf ®iiaer Ablage stark erschwert und zeitraubend. Zuweilen kann eine Bedienungsperson wegen der elektrostatischen Aufladung ■slelrörisehe Schläge erhaltene

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Die Wirkung der in vorstehend beschriebener Weise zum Entfernen der elektrostatischen Ladung von lichtempfindlichen Zwischenbildträger::, lichtempfindlichem Papier oder Bildträgermaterial verwendeten herkömmlichen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtungen reicht somit offensichtlich nicht zum restlosen Entfernen der Ladung von der Oberfläche des Materials aus, so daß eine negative Restladung darauf verbleibt. Auch bei elektrofotografischen Kopiergeräten, welche bei der Bilderzeugung eine Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung verwenden, reichen die herkömmlichen Entladevorrichtungen nicht aus, negative Restladungen von den.aufgeladenen Flächen vollständig zu entfernen, so daß scharfe, unverschleierte Bilder { nicht erzielbar sind.

Auch auf anderen technischen Gebieten treten aufgrund elektrostatischer Ladungen gewisse Probleme auf, beispielsweise auf dem Gebiet der synthetischen Fasern und Gummis. Im Drukkereigewerbe besteht durch das Zusammentreffen elektrostatischer Ladungen mit in Druckfarben enthaltenen, entflammbaren Lösungen von Gummi in Benzin eine große Unfallgefahr. Ferner bewirken elektrostatische Ladungen in Papier oder Plastikmaterial verarbeitenden Betrieben in nachteiliger Weise das Zusammenbacken und Ansetzen von Staubteilchen. Zur Beseitigung derartiger durch elektrostatische Ladungen hervorgerufener Schwierigkeiten und Nachteile wurden bisher die bekannten " Wechselstrom-Koronaentladevorrichtungen verwendet. Diese weisen jedoch die angeführten Nachteile in Bezug auf geringe Leistungsfähigkeit und Zurücklassen von negativen Restladungen auf.

Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, eine Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine negative oder positive Ladung von der Oberfläche von lichtempfindlichem Material vollständig entfernbar ist, ohne daß eine negative Restladung darauf zurückbleibt.

Bei einer Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung der genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß in einer Anordrmnp;

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mit einer in einer Abschirmung befindlichen Koronaentladungselektrode _? einer der Koronaentladungselektrode gegenüber angeordneten Gegenelektrode und einer Wechselhochspannungsquelle Einrichtungen zur Steuerung des Verhältnisses des positiven zum negativen Anteil der durch die Wechselhochspannungsquelle der Koronaentladun^selektrode zugeführten Wechselspannung vorgesehen sindo

Gesäß -einer- vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung s© ausgebildet, daß sie den negativen Anteil der zugeführten Spannung verringert, während der positive Anteil der Spannung unbeeinflußt bleibt.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Sr-fi^dimg ist vorgesehen^, daß der positive Spannungsanteil vergrößert wird,- während aer negative Anteil unbeeinflußt bleibt_o

Ia dieser Weise ist bei der erfindungsgemäßen Wechselstrom- ?5©roiiasntladevorrichtuag entweder der positive oder der nega«=

v"

"öi"⁵/© Anteil der Koronaentladung jeweils in Besug auf den anderen Anteil steuerbarem

Ifeitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der- Erfindung ssT'geben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbsispielen anhand 'der Zeichnung_o .In dieser seigts ■

J'ig_o 1 eine schematisierte Darstellung des Spannungsverlaufs bei einer herkömmlichen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung ₉

Figo 2 eine schematisierte Schrägansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Koronaentladevorrichtung

i?igo 5 eine schematisierte Darstellung des Spannungsverlaufs bei der erfindungsgemäßen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung und

f'iga 4 eine schematisierte Schrägansicht einer zweiten Ausfüh-

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Der in Fig. 1 schematisiert dargestellte Spannungsverlauf der Wechselstrom-Koronaentladung entsteht bei einer herkömmlichen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung bei Speisung mit konstanter Spannung. In dem Diagramm ist die Größe i der auf die eine Ladung enthaltenden Fläche wirkenden Koronaentladung über der Zeit t aufgetragen.

Wie aus Fig. 1 eindeutig hervorgeht, wechseln positive und negative Anteile der Entladungsspannung einander ab, wobei der positive Anteil der Spannung bei herkömmlichen Entladevorrichtungen kleiner ist als der negative. Aus diesem Grunde j ist das restlose Entfernen der Ladung von einer Fläche mittels der herkömmlichen Entladevorrichtung nicht möglich, da die zu entladende Fläche durch die Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung eine negative Aufladung erfährt.

Derartige Nachteile sind bei der in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung beseitigt. Diese weist eine Elektrodenanordnung 1 mit einer Abschirmung 3 und einer darin angeordneten Entladungselektrode 2 auf, welcher eine Gegenelektrode 4 mit darauf angeordnetem Schicht- oder Blattmaterial 5» von welchem eine Ladung entfernt werden soll, gegenübersteht. Eine Hochspannungsquelle 6 ist über einen Leiter an der Entladungselektrode 2 ä der Entladeeinrichtung und über einen zweiten Leiter an der Abschirmung 3 und der Gegenelektrode 4 angeschlossen. In dem die Spannungsquelle 6 mit der Entladungselektrode 2 verbindenden Leiter ist erfindungsgemäß ein Schaltglied mit zwei Gleichrichtern 7i 8 und einem Widerstand 9 entsprechend Fig. 2 eingefügt. Der positive Anteil der von der Hochspannungsquelle gelieferten Spannung verläuft über den Gleichrichter 7 zur Entladungselektrode, während der negative Anteil über den Gleichrichter 8 und den Widerstand 9 verläuft. In dieser Weise ist bei einer Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung mit dem beschriebenen Aufbau der negative Anteil der Entladungsspannung derart begrenzbar bzw. steuerbar, daß der positive und der negative Anteil einander gleich sind und die Ladung von einer aufgeladenen Fläche restlos entfernbar ist.

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Der Widerstand 9 ist vorzugsweise als Stellwiderstand ausgebildet, so daß die gegenseitige Beziehung der Spannungsanteile willkürlich steuerbar ist.

Bei der in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Primärspule 10 eines Hochspannungstransformators an einer (nicht dargestellten) WechselSpannungsquelle angeschlossen. Die Sekundärwicklung setzt sich aus einer ersten Spule 11 und einer zweiten Spule 12 zusammen. An der aweiten Spule 12 ist ein Gleichrichter 13 und ein Kondensator 14 in der in Fig. 4 gezeigten Anordnung angeschlossen. Durch diese Anordnung erhält die Entladungselektrode 2 die gesamte in der Spule 11 induzierte Wechselhochspannung und zusätzlich den positiven Anteil der in der zweiten Spule 12 induzierten Wechselhochspannung.

Dadurch sind die positiven und negativen Anteile der Entladungsspannung gegenseitig ausgeglichen, so daß die Koronaentladung den in Fig. 3 dargestellten idealen Verlauf zeigt.

Ist an Stelle der zweiten Spule 12 eine veränderliche Spule "/orgesehen_s so läßt sich die Vorrichtung verschiedenen Betriebsbedingungen anpassen. Bei den in Fig. 2 und 4 gezeigten Ausführungen der Koronaenladevorrichtung können die Abschirmungen 3 sowohl aus elektrisch leitendem Material s?ie ro st rf r ei em Stahl oder Aluminium als auch aus nicht leitenden Werkstoffen wie Porzellan, Glas oder Akryl-Kunststoffen gefertigt sein. Ebenso ist e,s möglich, daß die Seitenteile 5⁸ der Abschirmungen 3 aus leitendem und das Deckelösll 3" aus nicht leitendem Werkstoff besteht. Vorzugsweise ist das Deckelteil 3" der Abschirmung 3 aus einem elektrisch leitenden, lichtdurchlässigen Werkstoff gebildet oder gänzlich weggelassen, um dem Licht durchtritt zu gewähren« Die a&rgssteilte Entladungselektrode ist als Drahtelektrode ausgebildet,, Sfoens© können Spitzen- oder Platten-Koronaentlactosgselektroden verwendet und in geeignetem Abstand von der

angeordnet sein.

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Die vorstehend beschriebene'Ausbildung der erfindungsgemäßen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung erbringt den Vorteil, daß von einer Fläche sowohl positive als auch negative Ladungen restlos entfernbar sind, so daß keinerlei elektrisches Potential zurückbleibt. Dadurch werden in elektrofotografischen Kopiergeräten lichtempfindliche Flächen zum Zweck der Reinigung vollständig entladen, wodurch die Reinigung selbst mühelos und wirkungsvoll vonstatten geht. Da auf dem.lichtempfindlichen Material keinerlei Reste des elektrostatischen Ladungsbildes verbleiben, lassen sich beim nachfolgenden Kopiervorgang äußerst scharfe und schleierfreie Kopien erzielen. Ferner läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die elektrostatische Ladung des in die Zufuhrstation eingelegten lichtempfindlichen Materials oder des Bildträgermaterials restlos davon entfernen, wodurch das Zuführen jeweils einzelner Blätter des Materials sowie deren sauberes und ordentliches Ablegen auf einer Ablage erleichtert ist.

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Claims

Patentansprüche

MJ Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung, insbesondere zur Verwendung in elektrofotografischen Kopiergeräten, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Anordnung mit einer in einer Abschirmung (3) befindlichen Koronaentladungselektrode (2), einer der Koronaentladungselektrode gegenüber angeordneten Gegenelektrode (4) und einer Wechselhochspanmingsquelle (6 bzw. 10, 11,12) Einrichtungen (7, 8, 9 bzw. 13, 14) zur Steuerung des Verhältnisses- von positivem zu negativem Anteil der durch die Wechselhochspanmmgsquelle der Koronaentladungselektrode zugeführten Wechselspannung vorgesehen sind«. :

2. Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung nach Anspruch 1_} dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuereinrichtungen (7? 8, 9) eier negative Anteil der angeführten Wechselspannung verringerb'ar ist.

ο Wechselstrom-Koronaentlade vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuereinrichtungen (12, 13? 14·) der positive Anteil der zugeführten Wechselspannung vergrößerbar ist.

4g Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung nach einem der Anaprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen einen Widerstand (9) aufweisen.

η ο οc Q / iift?

5. Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Abschirmung (3) an ihrer Oberseite (3") optisch durchlässig ist.

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