DE2131711B2

DE2131711B2 - Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung

Info

Publication number: DE2131711B2
Application number: DE2131711A
Authority: DE
Inventors: Shinkichi Tokio Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1974-08-08
Also published as: US3714531A; DE2131711C3; DE2131711A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung, insbesondere zur Verwendung in elektrofotografischen Kopiergeräten, wie sie im Gattungsteil des Hauptanspruches festgelegt ist.

Es gibt verschiedene herkömmliche Ausführungen von Wechselstrom-Koronaentladevorrichtungcn 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-Koronaentladevorrichtung besteht dementsprechend die Gefahr, daß die entladende Oberfläche nach dem Entladevorgang eine negative Ladung behält. Im Betrieb von elektrofotografischen Kopiergeräten u.dgl. entstanden daraus zahlreiche Probleme.

Es gibt verschiedene Arten von elektrofotografischen Kopierverfahren. Insbesondere bei solchen Verfahren, bei denen ein auf fotoleitfS.iigem Aufzeichnungsmaterie! einengte« Ladungsbild oder ein darauf entwickeltes BiW «wi em Büdtiügermaterm! übertragen wird ist festzustellen, daß das latente, und damit gegebenenfalls auch das entwickelte Bild auf dem Aufzeichnungsmateria! zurOckbleibea Die verbleibenden entwickelten Bildreste lassen sich dadurch in einem Reinigungsverfahren nicht entfernen, wobei das Ladungsbild in jedem Fall erhalten bleibt Daraus ergeben sich bei solchen elektrofotografischen Kopierverfahren häufig nachteilige Auswirkungen auf die Bilderzei gung.

Gewöhnlich ist in einem elektrofotografischen Kopiergerät ein Stapel von fotoleitfähigem Aufzeich nungsmaterial In einer Einführstation angeordnet, in der es eine beabsichtigte oder auch unbeabsichtigte elektrostatische Aufladung erfährt. Auf Grund dieser elektrostatischen Aufladung unterliegt es den gleichen nachteiligen Auswirkungen wie ein Zwischenbildträger, während es die Schritte der Bildübertragung oder er zeugung des elektrofotografischen Kopierverfahrens durchläuft.

Auf Grund der elektrostatischen Ladung kommt es ferner vor, daß zwei Blätter eines Aufzeichnungsmaie rials gleichzeitig zugeführt werden. Da das blattförmige Material nach dem Kopiervorgang noch eine starke Ladung zurückbehält, ist das ordnungsgemäße Stapeln der Blätter auf einer Ablage stark erschwert und zeitraubend. Zuweilei kann eine Bedienungsperson wegen der elektrostatischen Aufladung elektrische Schläge erhalten.

Die Wirkung der in vorstehend beschriebener Weise zum Entfernen der elektrostatischen Ladung von der Oberfläche derartiger Materialien verwendeten her kömmlichen Wechselstrom-Koronaentladevorrichiu,< gen reicht somit offensichtlich nicht zum restlosen Kmfernen der Ladung aus, so daß eine negative Restid dung darauf verbleibt. Auch bei elektrofotografischen Kopiergeräten, welche bei der Bilderzeugung eine Wechselstrom-KoronaentladevoTichtung verwenden reichen die herkömmlichen Entladevorrichtungen nithi aus, negative Restladungen von den aufgeladenen Flächen vollständig zu entfernen, so daß keine scharfen. unverschleierten Bilder erzielbar sind.

Auch auf anderen technischen Gebieten treten auf Grund elektrostatischer Ladungen gewisse Probleme auf. beispielsweise auf dem Gebiet der Handhabung synthetischer Fasern und Gummis. Im Druckereigewer be besteht durch das Zusammentreffen elektrostatischer Ladungen mit in Druckfarben enthaltenen, entflammbaren Lösungen von Gummi in Benzin eine große Unfallgefar>r. 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.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine negative oder positive Ladung von einer Oberfläche vollständig entfernbar ist, ohne daß eine negative Restladung darauf zurückbleibt.

Bei einer Wcchsclstrom-Koronneniladevorrichtung der genannten Art ist dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im Hochspannungskreis Einrichtungen

tür Steuerung des Verhältnisses des positiven zum neptiven Anteil der durch die Wechselhoehspannungsquelle der Karonaentladungselektrode zugeführten Wechselspannung angeordnet sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Steuerungseinrichtung so ausgebildet, daß sie den negativen Anteil der zugeführten Spannung verringert, während der positive Anteil der Spannung unbeeinflußt bleibt

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß der positive Spannungsanteil vergrößert wird, während der negative Anteil unbeeinflußt bleibt.

In dieser Weise ist bei der erfindungsgemäßen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtuiig entweder der positive oder der negative Anteil der Koronaentladung jeweils in bezug auf den anderen Anteil steuerbar. Einzelheiten der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

l^: i g. 1 eine schematisierte Darstellung des Spannungsverlaufs bei einer herkömmlichen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung,

F i g. 2. eine schematisierte Schrägansic'u einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäilen Koronacntlade vorrichtung,

F i g. 3 eine schematisierte Darstellung des Spannungsverlaufs bei der erfindungsgemäßen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung und

F i g. 4 eine schematisierte Schrägansich· einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselst rom-Koronaentlade vorrichtung.

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

Wie aur Fi g. 1 eindeutig hervorgeht, wechseln positive und negative Anteile der Entladungsspannung einander ab, wobei der positive Anteil der Spannung bei herkömmlichen Entladevorrichtungen Heiner ist als der negative. Aus diesem Grunde 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 F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Wechselstrom-Koronaeniladcvorrichtung beseitigt. Diese weist eine Elektrodenanordnung 1 mit einer Abschirmung 3 und einer dann angeordneten Entladungselektrode 2 auf. welcher eine Gegenelektrode 4 mit darauf angeordnetem Schichtoder Blattmaterial 5, von welchem eine Ladung entfernt werden soll, gegenübersteht. Fine Hochspanniingsquelle 6 ist über einen Leiter an der Entladungselektrode 2 der Entladeeinrichtung und über einen /weiten 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 7, 8 und einem Widerstand 9 entsprechend F i g. 2 eingefügt. Der positive Anteil der von der Hochspannungsquclle 6 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 F.ntla-S dungsspannung derart begrenzbar bzw steuerbar, daß der positive und der negative Anteil einander gleich sind und die Ladung von einer aufgeladenen Fläche restlos entfernbar ist

Der Widerstand 9 ist vorzugsweise als Stellwiderw stand 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) is Wechselspannungsquelle angeschlossen. Die Sekundärwicklung setzt sich aus einer ersten Spule 11 und einer zweiten Spule 12 zusammen. An der zweiten Spule 12 ist ein Gleichrichter 13 und ein Kondensator 14 in der in F i g. 4 gezeigten Anordnung angeschlossea Durch ao diese Anordnung erhält die Entladungselektrode 2 die gesamte in der Spule 11 induzierte Wechselhochspannung und zusätzlich den pos^:tiven Anteil der in der zweiten Spule 12 induzierten W^chselhochspannung.

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

Ist an Stelle der zweiten Spule 12 eine veränderliche Spule vorgesehen, so läßt sich die Vorrichtung verschiedenen Betriebsbedingungen anpassen. Bei den in F i g. 2 und 4 gezeigten Ausführungen der Koronaentladevorrichtung können die Abschirmungen 3 sowohl aus elektrisch leitendem Material wie rostfreiem Stahl oder Aluminium als auch aus nicht leitenden Werkstoffen wie Porzellan, Glas oder Acryl-Kunststoffen gefertigt sein. Ebenso ist es möglich, daß die Seitenteile 3' der Abschirmungen 3 aus leitendem und das Deckelteil 3" aus nicht leitendem Werkstoff besteht. Vorzugsweise ist das Deckelteil 3" der Abschirmung 3 aus einem ♦o elektrisch leitenden, lichtdurchlässigen Wt-kstoff gebildet oder gänzlich weggelassen, um dem Licht Durchtritt zu gewähren. Die dargestellte Entladungselektrode ist als Drahtelektrode ausgebildet. Ebenso können Spitzen- oder Platten-Koronaentladungselektroden verwendet und in geeignetem Abstand von der Gegenelektrode angeordnet sein.

Die vorstehend beschriebene Ausbildung der erfindungsgemäßen Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung erbringt den Vorteil, daß von einer Fläche sowohl 50 positive als auch negative Ladungen restlos entfernbar sind, so daß keinerlei elektrisches Potential zurückbleibt. Dadurch werden in elektrofotografischen Kopiergeräten Aufzeichnungsflächen zum Zweck der Reinigung vollständig entladen, wodurch die Reinigung 55 selbst mühc'os und wirkungsvoll vonstatten geht. Da /. B. auf einem fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial keinerlei Reste eines Ladungsbildes verbleiben, lassen sich beim nachfolgenden Kopiervorgang äußerst scharfe und sclileicrfrcie Kopien erzielen. Ferner iäßt sich 60 mit der eifindungsgemaßen Vorrichtung die elektrostatische Ladung des in die Zufuhrstation eingelegten Aufzcichnungsmaterials restlos davon entfernen, wodurch das Zuführen jeweils einzelner Blätter sowie deren sauberes und o/dentliches Ablegen auf einer Ablage er-65 leichtert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

213Ϊ7Π

Patentansprüche:

I. Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung, insbesondere zur Verwendung in elektrofotografi- sehen Kopiergeräten, die eine Anordnung mit einer in einer Abschirmung befindlichen Koronaentladungselektrode, einer der Koronaentladungselektrode gegenober angeordneten Gegenelektrode und einer Wechselhochspannungsquelle aufweist, w dadurch gekennzeichnet, daß im Hochspannungskreis Einrichtungen (7, 8, 9 bzw. 13. 14) zur Steuerung des Verhältnisses des positiven zum negativen Anteil der durch die Wechselhochspannungsquelle der Koronaenuadungselektrode züge- t$ führten Wechselspannung angeordnet sind.

Z Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuereinrichtungen (7,8,9) der negative Anteil der zugeführten Wechselspannung verringerbar ist. ao

3. Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuereinrichtungen (12, 13,14) der positive Anteil der zugeführten Wechselspannung vergrößerbar ist. as

4. Wechselstrom-Koronaentladevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen zwei Gleichrichter (7,8) in Antiparallelschaltung aufweisen, von denen der für den negativen Anteil der Wechselspannung durchlässige Gleichrichter (8) mit einem gegebenenfalls einstellbaren Widerstand (9) in Reihe geschaltet ist.

5. Wechselstrom-Koronaer"'adevorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochspannungs-Speisetrarisfoi ,nator neben einer ersten Sekundärwicklungsspule (U) eine in den Hochspannungskreis eingeschaltete, gegebenenfalls einstellbare zweite Sekundärwicklungsspuie (12) trägt, die über einen Gleichrichter (13) mit der ersten Sekundärwicklungsspule (11) verbunden ist, wobei der mit dem Gleichrichter (13) verbundene Anschluß der ersten Sekundärwicklungsspule (II) über einen Kondensator (14) an Masse liegt.