DE2146539C3

DE2146539C3 - Vorrichtung zum homogenen Auf· oder Entladen der Oberfläche von elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien

Info

Publication number: DE2146539C3
Application number: DE2146539A
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6206 Hahn Marx
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1971-09-17
Filing date: 1971-09-17
Publication date: 1979-10-11
Also published as: AT335841B; NL7212173A; AU468631B2; AU4678172A; SU566539A3; GB1398745A; JPS4839190A; ES406734A1; CH539285A; US3792312A; DE2146539B2; FR2154090A5; DE2146539A1; SE366125B; IT965363B; CA957722A; HU166724B; ATA789072A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum homogenen Auf- oder Entladen der Oberfläche von elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien, mit zwei parallelen Reihen von auf Lücke stehenden Nadelelektroden, die innerhalb einer Reihe gleichen Abstand voneinander aufweisen und deren Elektrodenspitzen in einer Ebene liegen, wobei die Elektroden jeder Reihe gegenüber denjenigen der anderen Reihe ein unterschiedliches Potential aufweisen und einer Gegenelektrode gegenüberliegen.

Eine aus der österreichischen Patentschrift 2 45 369 bekannten Aufladeeinrichtung zum elektrofotografischen Kopieren weist schräg zur Laufrichtung des zu behandelnden Materials Reihen von hintereinander angeordneten in einer Ebene liegenden Nadelelektroden mit dazwischenliegenden, zu den Reihen parallelen, geerdeten Abschirmbügeln auf. In dieser Anordnung ist zusätzlich eine Reihe von zur Behandlungsebcnc und zur Ebene der Nadelspitzen parallel verlaufenden Drähten vorhanden. Eine solche Anordnung ist nicht nur kompliziert, sie bietet auch keine, insbesondere bei längerer Betriebsdauer, ausreichende Homogenität der Aufladung, weil die Oberflächen der Drähte oder der Abschirmbügel nach erfolgtem Abbrand keine veränderlichen Abstrahlrichtungcn mehr zulassen, so daß .Streifenbildungen auftreten können.

Aus der DE-OS 20 12 661 ist eine Anordnung bekannt, mit schräg zur Laufrichtung des Materials angebrachten Nadelelektroden in mehreren, parallelen Reihen, wobei die Nadelelektroden auf gleichem elektrischen Potential liegen. Nachteilig daran ist, daß ein relativ großer Nadelstand erfordeflich ist und nur bei ebener Materialführung gearbeitet werden kann.

Die DE-OS 20 16 565 beschreibt eine Anordnung, in der schräg versetzt neben Nadelelektroden mit einer niedrigeren Spannung Nadelelektroden mit höherer Spannung angeordnet sind. Die Nadelelektroden sind an Stellen angeordnet, die Gitterpunkten eines Rhombusgitters entsprechen, wobei die die hohe Spannung führenden Elektroden und die gleiche Anzahl von Elektroden mit niedriger Spannung die Grundgitterpunkte des Rhombusgitters bilden. Die Anordnung wird hierdurch erheblich kompliziert und obwohl eine größere Homogenität erreicht werden kann, m>:ß ein großer Abstand zwischen den Elektroden eingehalten und von vornherein die Aufladungshöhe stark begrenzt werden, um unerwünschtes Sprühen zwischen Elektroden unterschiedlicher Spannungen zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum elektrostatischen Auf- und/oder Entladen von Oberflächen der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß bei möglichst großer Durchlaufgeschwindigkeit und langer Einsatzdauer d»T Elektroden eine gleichmäßige Auf- und/oder Entladung der Oberfläche bei Vermeidung eines Sprühens auf geometrisch kürzestem Weg zwischen den Elektroden gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen je zwei benachbarten Nadelelektroden einer Reihe eine schräg verlaufende Isolierwand angeordnet ist, die sich von der einen Reihe bis zur benachbarten Reihe erstreckt und mit der Längsrichtung der Reihen einen von 90° verschiedenen Winkel einschließt, und daß der Potentialunterschied zwischen den Nadelelektrodeiireihen so gewählt ist, daß jeweils zwischen einander zugeordneten Nadelelektroden beider Reihen eine Coronaentladung erfolgi.

Dabei ist der Winkel zwischen der Isolierwand und der Längsrichtung der Reihen kleiner als 45°. Zweckmäßigerweise beträgt der Nadelelektrodenabstand in einer Nadelelektrodenreihe drei Nadelelektrodenstärken, die 0,1 mm bis 1 mm sein können.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung liegen die Gegenelektroden und eine der Reihen von Nadelelektroden auf gleichem Potential.

Bei der Erfindung erfolgt die Coronaentladung zwischen den Nadeln der einander gegenüberliegenden Reihen längs der Nuten und die Gegenelektrode wirkt als Saugelektrode, mit der die Ionen aus der Entiadungswolke in Richtung der aufzuladenden Fläche gezogen werden. Wenn sich die Reihen der Nadelelektroden auf unterschiedlichen elektrischen Potential gegenüber der Gegenelektrode befinden, so erfolgt die Entladung einerseits in Richtung auf die aufzuladende Fläche durch die Potentialdifferenz zwischen den Spitzen der Nadeielektroden und der Gegenelektrode und andererseits in den Nuten bzw. Endladungskanälen zwischen den Isolierwänden. first dadurch, daß zwei benachbarte Nadclclektrodcnreihen auf unterschiedlichem Potential liegen, kommt es zu einer Entladung schräg quer über die Bahnbreitc der aufzuladenden Fläche, wodurch die Homogenität der Entladung gewährleistet ist. Liegt die Gegenelektrode auf dem gleichen Potential wie eine der Reihen von Nadeielektroden, so tritt nur die Entladung in den Nuten /wischen

den Isolierwänden auf.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß durch die Anordnung von nur zwei Nadelreihen eine relativ schmale Bauweise erhalten wird, die sowohl für die Behandlung des Materials in einer Ebene als auch auf gekrümmter Bahn geeignet ist. Die gegenseitige Isolierung der lonenströme durch die eingearbeiteten Isolierwände ermöglicht des weiteren ein sehr dichtes Anordnen der Nadeln, deren konstanter kurzer Abstand voneinander der homogenen Auf- bzw. Entladung förderlich ist. Von Vorteil ist auch, daß die bekannte unerwünschte Richtungsbeeinflussung der Ionenströme, bedingt durch den Abbrand der Elektrodenspitzen, nunmehr ausgenutzt wird, indem dem lonenstrom von Anfang an eine bestimmte Richtung durch die zwischengelagerten Isolierwände Rufgezwungen wird, deren Höhe so beschaffen ist, daß ein Funkenüberspringen nicht stattfindet

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht die Vorrichtung mit einer Gegenelektrode, und

Fig. 2 eine Draufsicht im Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 1.

In einen Körper 1 mit unterschiedlicher Kantenlänge aus bekanntem Isoliermaterial, wie Keramik oder Kunststoff, sind in eine seiner Oberflächen Nuten 8 (Fig. 2) eingearbeitet, in welche beiderseits längsseilig Bohrungen oder öffnungen für die einzusetzenden Nadeleleklroden 4,4' eingelassen sind.

Die Tiefe der Nut ist von der anzulegenden Hochspannung abhängig und muß ein Funkenüberspringen verhindern. Sie hängt deshalb ab vom Nadelabstand B und von der Höhe der überstehenden Nadelspitze 5. Der Nadelabstand ist konstant und kann, je nach Verwendungszweck, schwanken. Im bevorzugten Falle hat sich ein solcher von etwa drei Nadelstärken al;. günstig erwiesen. Hiermit ist gleichzeitig auch die Dicke der Isolierwan' 7 festgelegt, die eine Nadelstärke oder mehr betragen kann.

Die Bohrungen der gegenüberliegenden Nadelreihen können an sich beliebig angebracht sein. Sie können hintereinander oder auch schräg versetzt oder auf Lücke gearbeitet sein. Wegen der günstigen mechanischen Stabilität des Isolierkörpers ijt die letztere Anordnung von Vorteil.

Die Nadeln 4 sind aus elektrisch leitendem Material gearbeitet, etwa Stahl, eine spezielle Stahl- oder andere Metall-Legierung oder Edelmetall. Die Nadeln sind in zwei Nadelreihen 2, 3 leitend mit je einem Metallprofil verbunden, die parallel zueinander angeordnet sind, und ragen aus der Grundfläche der Nut heraus. Es hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, daß lediglich die angeschliffene Spitze übersteht. Die Nadelstärken liegen im Bereich von etwa 2 mm bis 0,1 mm. In Abhängigkeit vom Material 6, das behandelt werden soll, können auch dickere oder sogar dünnere Nadeln verwendet v/erden. So wird man bei der Entladung ve π Texliloberflächen dicke Nadeln, und bei der bevorzugten elektrostatischen Aufladung photoelektrisch leitfähiger Isolierschichten extrem dünne Nadeln mit Stärken zwischen etwa 0,1 und etwa 1 mm mit ausgeprägt feinen Spitzen benutzen.

Die Spitzen 5 der Nadeln, die unter sich eine Ebene bilden, die parallel oder nahezu parallel der Materialoberfläche ist, haben zum Material einen Abstand in einem Bereich von etwa 5 — 30 mm in Abhängigkeit von der angelegten Hochspannung.

Das zu behandelnde Material 6 v.ird quer zur Längskante des Isolierkörpers 1 in Richtung C geführt. Durch die .Schräganordnung der zugehörigen Nadeln 4 wird gewährleistet, daß jede Stelle der Oberfläche ues Materials, ^uch bei nicht zu verhinderndem Ausfall eines Nadelpaares, behandelt wird, indem die Behandlung durch benachbarte Nadelpaare erfolgen kann.

Die Durchlaufgeschwindigkeit für das zu behandelnde Material ist beliebig und kann zwiscne": etwa 1 und 50 m/mir: schwanken. Hierbei sind Geschwindigkeiten zwischen etwa 4 und 20 m/min besonders geeignet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestat'et das Anlegen von Hochspannung, die im Bereich - wischen 1 und 15 kV liegt.

Insbesondere bei der Aufladung elektrophotographischer Materialien ist eine Gegenelektrode 9 mit gleichem Potential wie dem einer Nadelreihe notwendig, die als Walze oder als ein anderes Transportmi*>el gearbeitet sein kann.

In einer Ausführungsform für die elektrostatische Aufladung elektrophotographischer Isolierschichten in DIN A2 Format hat die erfindungsgemäße Vorrichtung folgende Maße: Der Isolierkörper 1 mißt 440 χ 30 χ 10 mm, die Nuttiefe beträgt 12 mm. die Nadelstärke beträgt I mm, der Abstand de.· Nadehr ist 3 mm, die Nutbreite 1 mm, die Breite der Isolierwand 7 beträgt 1 mm. der Abstand zweier, zugehöriger Nadeln A ist 10 mm und der Winkel der Nut zur Längskante des Isolierkörpers etwa 42°.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum homogenen Auf- oder Entladen der Oberfläche von elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterialien, mit zwei parallelen Rei- ^r< hen von auf Lücke stehenden Nadelelektroden, die innerhalb einer Reihe gleichen Abstand voneinander aufweisen und deren Elektrodenspitzen in einer Ebene liegen, wobei die Elektroden jeder Reihe gegenüber denjenigen der anderen Reihe ein ι» unterschiedliches Potential aufweisen und einer Gegenelektrode gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei benachbarten Nadelelektroden (4, 4') einer Reihe eine schräg verlaufende Isolierwand (7) angeordnet ist, die sich von der einen Reihe bis zur benachbarten Reihe erstreckt und mit der Längsrichtung der Reihen einen von 90° verschiedenen Winkel einschließt, und daß der Potentialunterschied zv/ischen den Nadelelektrodenreihen so gewählt ist, daß -<> jeweils zwischen einander zugeordneten Nadelelektroden (4, 4') beider Reihen eine Koronaentladung erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Isolierwand 2> (7) und der Längsrichtung der Reihen kleiner als 45° ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelelektrodenabsiand (B) in einer Nadelelektrodenreihe drei 3d Nadelelektmdenstärken beträgt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dL Nadelelcktrodenstärken 0,1 mm bis 1 mm be:ragen.

5. Vorrichtung nach Anspruch I Jadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (9) und eine der Reihen von Nadelelektroden (4, 4') auf gleichem Potential liegen.