DE2153288C3 - Korona-Entladungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eirv Koronaentladungsvorrichlung /um Aufladen einer wahre ύ der Aufladung in Bezug auf die Koronucntladungsvorrichtung feststehende Fläche, mit wenigstens einem, von einer Abschirmung umgebenen Koronaentladungsdrahl, an den eine Entladungsspannung anlegbar ist. und mit einem /wischen den Koronaentladungsdrähtcn und der aufzuladenden ("lache angeordneten Steuergitter, an das eine die Aufladungshöhe der feststehenden Fläche begrenzende, vorbestimmte Steuerspannung anlegbar ist.

Das grundlegende elektrografisch«: Verfahren isi durch die US-Patentschrift 22 97 691 bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine elektrografisehe Platte mit einer auf leitfähiger Unterlage angeordneten fotoleitfähigen Schicht auf ihrer Oberfläche gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem /u reproduzierenden Bild bestrahlt, wozu eines der üblichen Projektionsverfahren angewendet wird. Durch diese Bestrahlung -.vird die Plane in den bestrahlten Bereichen entsprechend der jeweiligen Strahlungsintensität entladen, wodurch ein clcktrosiiuisches latentes Bild auf oder in der Schicht auf der Platte entsteht, welches dann mit einem elektroskopisehcii Material entwickelt werden kann, das elektrostatisch in einer dem latenten elektrostatischen Bild entsprechenden Verteilung an der Plallcnobeifläche anhaftet. Das einwickelte Bild kann danach auf einen anderen liikltriiger übertrügen wurden, ;uif dem es in geeigneter Weise fixiert wird.

Die Aufladung der elektrografischcn Platte vor der Bestrahlung kann mittels einer Koroiui-Entladimgsvor richtung erfolgen, die eine elektrostatische Ladung auf die Platleriobcrflächc aufbringt und deren Potential ;;iif einen Wert von ca. WO bis 600 Volt bringl. Line ArI einer Korona-FiilladunL'svornclriini! liir diese /wecke ist durch die US-Patentschrift 27 77 957 bekannt, sie enthält mehrere parallel zueinander angeordnete Drähte, die mit einer I lochspannungsquelle verbunden und innerhalb einer elektrisch leitenden Abschirmung angeordnet sind, wobei sie in geringem Abstand zu der zu ladenden Fläche liegen. Wenn die Drähte mil I lochspannung gespeist werden, wird eine Koronaentladung an den Drahtoberflächen erzeugt, und es werden Ionen auf der benachbarten fotoleitfähigen .Schichtoberfläche abgelagert Normalerweise wird zwischen der zu ladenden Fläche und der Korona-Entladungsvorrichtung eine Relativbewegung erzeugt. Eine zwischen den Korona-Entladungsdrähtcn und der elektrografischen Platte angeordnete an einer Vorspannung liegende Drahtabschirmung ermöglicht eine Speisung der Korona-Entladungsdrähte auf ein Potential über dem für die Koronaerscheinung erforderlichen Schwellwert, ohne eine Beschädigung der elektroarafischen Platte befürchten zu müssen, da der über den zur richtigen Aufladung der Platte hinausgehende Strom durch die Abschirmung abgeleitet wird.

Bekanntlich sind das Korona-Schwellwertpolential und der Koronastrom eines mit Hochspannung gespeisten Drahtes Funktionen des Drahtdurchmessers, d. h. der Potentialschwellwert steigt und der Koronasirom sinkt für jedes vorgegebene Potential, wenn der Drahtdurchmesser erhöht wird. Änderungen des an einem Koronadraht vorgegebenen Durchmessers angeschalteten Potentials verursachen relativ große Änderungen des Koronastromes mit entsprechenden Änderungen der Ladegeschwindigkeit. Ferner werden das Schwellwertpotential und der Koronastrom auch direkt durch Ablagerungen von Staub beeinträchtigt, die auf dem Draht auftreten können. Gleiche Einwirkungen zeigen die Bewegung und die lonisierungsbedingiingen der Luft, die den Draht umgibt. Beim Betrieb mil dem Schwellwertpolential können bei winzigen Änderungen des Drahtdurchmessers, leichten .Staubansammlungen auf dem Draht oder Änderungen der Luftströmung oder des Luftdruckes drastische BeeiiKrächligungen des Koronapotenlials am Entladungsriraht auftreten, die eine ungleichmäßige l.adungsablagerung auf dem elektrografischcn Aufzeichnungsträger zur Folge haben.

Man hat bisher angenommen, daß Reproduktionen mit beständig guter Bildc|iialität am besten dann erzeugt werden können, wenn ein gleichmäßiges Potential an die elektrografisch^* Platte bei deren Vorbereitung für die Bestrahlung angelegt wird. Wird die Plalte nicht auf ein ausreichendes Potential aufgeladen, so ist das elektrostatische latente Bild nach der Bestrahlung relativ flau, und die bei der Entwicklung erreichte Ablagerung des elekiroskopischen Entwicklermalerials ist entsprechend gering. Ist die elektrografisch^* Platte jedoch überladen, so tritt das gegenteilige Ergebnis ein. Dies kann da/u führen, daß die fololeitfähige Schicht und damit der gesamte Aufzeichnungsträger dauerhaft beschädigt werden.

Da der Kontrastwert. dei mil demjenigen der üblichen Ilalogensilberpapiere vergleichen werden kann, bei einem elektrostatischen hilenten DiIcI direkt von dem l.adepotenlial des Aufzeichnungsträgers vor der Bestrahlung abhängt, ist zu erkennen, daß bei ungleichmäßiger Aufladung der Plattenoberfläche in unterschiedlichen Bereichen des Bildes unterschiedliche Konlfiisiwerte auftreten und ein fleckiges Aussehen des entwickelten Bildes er/eiigl wird.

Line verbesserte Koronacntladur.gsvorrichliing. mit

der eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf einen elekirogra fischen Aufzeichnungsträger aufgebracht werden kann, ist durch die IJS-Patentschrili JU 62 4¹Jb bekannt. Diese Vorrichtung be-.leh' aus einer Schirm platte, Koronaentladungs-Elektrodendrähtcn und Gitterdrähten. Die Entladungselektrode!! bewirken infolge der Koronaentladung eine Aufladung der fotoleiifähigen Schicht eines elektrografischen Aufzeichnungsträgers. Das dabei ;-iif seiner Oberfläche erzeugte Potential kann durch Änderung des Gitlerpotentials geändert werden. Um einen konstanten Ladestrom während des Betriebs einer solchen Vorrichtung für einen vorgegebenen Kontrastwert zu erreichen, enthält die Steuerschaltung für diese Vorrichtung einen Stromsiabilisator und eine regelbare Gleichstromquelle. DerStromstabilisaior isl eine Vorrichtung zur Steuerung des Ladestromes und bewirkt eine automatische Einstellung des Gilterpotentials, wenn eine Stromänderung auftritt.

[Seim Betrieb der Entladungsvorrichtung erzeug! jede Änderung des Ladestromes zwischen den Eniladungs-

rung der Gitterspannung einer Steuerröhre, '^is weise einer Leisiungspentode, deren Ausgangsleistung den Gitterdrähten der Koronaentladungsvorrichtung zugeführt wird. Auf diese Weise erzeugt jede Änderung des Ladestroms, der von den Entladungselektroden ausgeht, eine Änderung des Innenwiderstandes dieser Steuerröhre, wodurch wiederum eine Änderung des Potentials an den Gitterdrähten erzeugt wird. Mit einer solchen Steuerschaltung kann der Innenwiderstand der Steuerröhre bei Abfall des Ladestroms erhöht werden, wodurch die Spannung an den Gitterdrähten der Koronaenlladungsvorrichtung erhöht wird und einen Anstieg des Ladestroms auf seinen gewünschten Wert erzeugt. Die gegenteilige Wirkung tritt auf. wenn der Ladestrom über einen vorgegebenen Wert ansteigt. Auf diese Weise kann der Ladestrom auf einem konstanten Wert gehalten werden, so dal] er durch jede der üblichen variablen Größen, beispielsweise die Geometrie der Koro.^entladungsvorrichtung. Spannungsänderiingen. Verschmutzungen, atmosphärische Änderungen usw. nicht beeinflußt wird, die normalerweise seinen Wert beeinträchtigen könnten.

Obwohl eine Koronaentladungsvorrichlung dieser Art die Herstellung von Reproduktionen hoher Qualität mit vorgegebenem Koninistwert in kontinuierlichem und automatischem Betrieb ermöglicht, ist es durch die laufenden Verbcsserungen der eleklrografischen Verfahren und Maschinen erforderlich geworden, im Hinblick auf die dabei erzielten hohen Reproduktiongeschwindigkeiten eine schnelles Laden der Aufzeichnungsträgci zu verwirklichen. Die bei den üblichen Koronaentladungsvorrichtungen sowie anderen Ladevorrichtungen erforderlichen Lade/eilen stellen einen einschränkenden Eaktor für die weilläufige Anwendung schnell arbeitender Reproduktionsmaschinen dar.

Aus der US-Patentschrift 27 78 946 war bereits eine Koronaenlladungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, bei der die Sleuerdrähte auf einer vorbestimmten festliegenden Stellerspannung gehalten werden. Da diese Steiierspannung die Höhe des Potentials bestimmt, auf das der Aufzeichnungsträger aufgeladen werden soll, ist bei dieser bekannten Kuronaentladungsvorriehtiing gleich/eilig mit der Bestimmung der Höh'·, auf die die aufzuladende Hache aufgeladen werden soll, auch clic /eil festgelegt, die für diese Aufladung henölipt wird. Diese /eil isl jedoch verhältnismäßig lanir.

Der vorliegenden Lrfindung liegt deshalb die Aulgabe zugrunde, eine Koronaeniladungsvorrichuin^ der eingangs erwähnten Art zu schalfen, mit der eine gleichmäßige elektrostatische Aufladung einer Hache in möglichst kurzer Zeit erreicht werden kann. Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Koronaentladunysvomchtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemiiß dadurch gelöst, daß sie eine Einrichtung zum Anlegen einer zwischen der Hntladungsspannung und der vorbestimmten .Steuerspannung liegenden 'jnd während der Aufladung auf die vorbcstimrnte Sicuerspannung erniedrigbaren Spannung an das Sieutrgitter aufweist.

Die erfindungsgemäße Koronaentladungsvorrichtung ermöglicht eine wesentlich verringerte Aufladungszeil, ohne daß dabei die Gleichmäßigkeil der Aufladung verlorengehl.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform wird die Koronaenlladungsvorrichtung deran ausgebildet, daß die Linrichlung aus einem Kunde" ator besteht, der

f. II,.

iihcr ri,-

vorbestimmten Steuerspannung liegenden Ladespannung liegt und mittels eines Schallers zu oder nach Beginn der Aufladung von dieser trennbar und parallel zu einer die vorbestimmie .Steuerspannung an das Steuergitler legenden Hinrichtung schaltbar ist.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten einzigen Figur e lauten werden, in der eine schematische Darstellung einer Steuerschaltung für eine Koronaeniladungsvorrichiung gezeigt ist, in der ein mit der Zeit sich ändernder .Spannungsgradient erzeugt w ird.

Die in der Zeichnung gezeigte S. haltung kann liir Kοrona-Lnlladungsvorrichtungen verwende! werden, wie sie in der Elektrografie angewendet werden, auch wenn keine Relativbewegung zwischen der zu ladenden !lache und der Entladungsvorrichtung während des Ladevorganges erzeugt wird. Bei der in der Zeichnung gezeigten Schaltungsanordnung ist die Primärwicklung 10 eines Hochspannungsiransformators 12 mn einer We. hselspannungsquelle verbunden, beispielsweise mit dem normalen l.ichtnetz. Das eine Ende der Hochspannungssekundärwicklung 14 ist mit der Anode einer I lochspannungsgleichrwhlerröhre 18 verbunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung ist an einen Spaunungsteilerwiderstand oder ein Potentiometer 20 angeschaltet und bilde! mit der Gleichrichterröhre 18 einen Gleichrichterkreis, in dem ein pulsierender Gleichstrom durch den Widerstand 20 fließt. Ein Glätuingskondensator 22 ist dem Widerstand 20 parallel geschähe! ijr'd bewirkt eine Glättung des pulsierenden Gleichstromes, so daß dieser einen gleichbleibenden Wert erhält. Das llochspannungsende des Spannungsteilers 20. d. h. das mit der Kathode 24 der Gleichrichterröhre 18 verbundene EnJe ist über eine Leitung 2b an den elekinschen Anschluß 28 der Korona-EntladunKsdrähte 30 angeschaltet. Das Nieder spannungsende des Spannungsteilers ist vorzugsweise in dargestellter t :\ geerdet und ferner über eine I.ellung 32 mil dem elektrischen Anschluß 33 der zu ladender, I lache 34 verbunden.

Eine weitere Sekundärwicklung 3b ties ΐ· iisiormaiors 12 liefert den I leizslrom für die Kathode 24. hier/u kann jedoch auch eine andere Energiequelle vorgesehen sein.

Der Anschluß 38 'y.s Sle'.iergitlers 40 isl über eine Leitung 42 mit einer Anzapfung 44 des Spannungsteileis 20 verbunden, so daß das Sleuergitlcr 40 ein l'olcnii.il vorheslimmler Höhe erhält, das unter dem Potential

21

!88

'λι.ίΊ (In" Kororiadrahlc )0 In.·).·!, f.s kann ,ruh eine andere Spanniingsqiiellc. beispielsweise eine li.iiune. angesehen sein, inn die an d,is Stcucigillei anzulegen de Slciicrspannung /n erzeugen. I in Anschluß 4h dun ι /in· Verbindung der Schirmlläehe 48 im ι f rdc <>der mim. einem niedrigen l'oientiiil.

Line Spannung von mindestens ia. 4 (»Hi VnIi /wiseheii den Koronadriihlen und ilen diesen gegen überhegenden Elektroden ist üblicherweise ei Toni ei lieh. um) eine niil/barc Koronaentladung /n erzeugen. Vorzugsweise liegt die Spannung inner K)IKK) Voll, um eine I unkcnbildung oder eine /w starke Kaiimadung innerhalb Anordnungen mil praktischen Dimensionen /η vermeiden. Ks kann entweder eine posili\e oder eine negalive Ladung auf der /u ladenden I lache abgelagert werden, was von der Polarität der Speisespannungen abhangt. In der Zeichnung sind die für eine positive Aufladung geeigneten Polaritäten ge/eigl. Die (deich spannung kann entweder konstant oder pulsierend sein, wie sie beispielsweise durch einen I lalbwellengleich nchtcr er/eugl wird, Line Wechselspannung kann auch angewendet werden, da Ionen beider Polaritäten dann in abwechselnden /vklen der Wechselspannung zur Verfügung stehen.

Die an das Stciiergilter i;nd an die /u ladende Hache ?4 angeschaltete .Spannung ist eine konstante (ileich spannung oder eine pulsierende Spannung, die mit einer pulsierenden Koronaspannung synchronisiert ist. Bei einer (ileichspannungs-koronaenlladiing kann die Spannung des Sleuergilters /wischen den Poientialwer ten der Korona Entladungselektrode!! und der leitenden Unterlage der /ii ladenden Hache liegen oder mil dem Potential dieser !eilenden Unterlage übereinstimme!). In jedem lalle wird die Spannung /wischen dem Sieuergiller und tier leitenden Unterlage der /u ladenden Hüche unter der Durchschlagsspannung tier /ii ladenden isolierenden Hiiche gehallen. Bei eleklrogralischen Aufzeichnungsträgern hegt diese Spannung üblicherweise nicht über 1000 Voll. Bei einer (deich spa timings-Koronaentladung ist die Polarität der auf die zu ladende Hache aufgebrachten Ladung dieselbe wie diejenige der Korona-Lntladungselektroden. unabhan-

Kit WMi i.ii_i t iH<iiit,li ν H. ·. .} t C v! t." 1 £ Il t C1 S. OCI L'lliei Wechselspannungs-Koronaentladung ist die Polarität der auf die isolierende aufzuladende Hiiche aufgebrachlen Ladung dieselbe wie diejenige ties Sleuergilters.

F-/-. hat sich gezeigt, dal! tier auf die /u ladende Hache ühernel ende Ladestrom von dem Potential des StCUi i i'üvrx .i!"h.ri;'i i ic ι· I ,1. Ii¹·-! γι im kann als ρ ι' ·','■ ■'■ linn.il el··! I >itt«-r·-:·,- zwimIii'H ilt'in PoIi nil,Ί de' Stein! .'itli-is ίμιΙ .1, in PoU-ii!:,il der Obei ll.ich'· di" /' l.nlendi'n I Ι,ιι In- ans-eschen wcidi'ii Wenn ein nhe· Ji. Ζ,.,ι _M, l, ,,!idernds·! V-. '!en! iaU'1 .\:\\:-\:\ an die .": '.!■!·. ':<!■. Hache angelegt und niiilel· des als Sicm ri l· ^L "· <-\<. w irkendeii Sleiiei gilieis ..TZeHi¹! w ird. isl eine st lnn'l¹- 11 AuIl,idling eines eleklrogralisehen Aufzeiehnuii'.'sn .1 gers möglich. Bei tier in der /dehnung ge/i ii'Ui Aiisluhrungsform erhall man das mit der /en 1.1 ändernde Potential durch Verbindung eines geladene' Kondensators 50 mit dem Sieuergiller derail, dall ei sich über dieses entladen kann. I ine SeliallungsaiM.'d llung /111 I r/eiigiing einer sich ändernden lloihspu niing enthalt den Kondensator SO. einen Schalter Ϊ2 i:m eine I loi-hspannuiigsinielle. beispielsweise eine BaHeiu >4. Der Kondensator wird geladen, wenn der Schall ei 11 der Stellung ,/ liegt In dieser Stellung arbeitet du KoronaentladungsMii tu htung in tier bisher bck.innici Weise 1st ledoeh eine hesonders hohe I .adegc^ \\\\ ·<< digkeil ertorderhch. kann tier Sehalter 52 in the Sielliuii¹ /'gebr.uhl werden, wozu eine geeignete zeitliche I öl·.'■.■ mit der l.inschaltung der Speisespannung bit J.:¹-Sleiiergitler eingehallen wird. Aul diese Weise is: |ie (iroKe tier erhohlen Steiiergitterspanming ilmdi .;,:■. Potential der Ballern· 54 bestimmt, wahrend die I),11 ei dieses Potentials durch die /eilkonslante ties ImIa dungsslrociweges bestimm! isi

Beim iJetneb tier Anordnung isl es beispielsweise erwünscht, einen Aufzeichnungsträger aiii !00 \oh aulzulatlen, wobei dann eine übliche Spannung an tl·. im Sleuergitter — JOO Volt betragt. (i'>niiiB tier Lrlintliing kann jedoch eine vonibergehenil sich ändernde Hochspannung von beispielsweise —8OOV0I1 an das Steuergilter angeschaltet werden, indem tier Kondcnsa tor 50 über these Drahte entladen wird und daher eine sich ändernde Hochspannung fur eine /eil lielert. die abhangig von seiner /eilkonstante ist. Danach hai das Steiiergnter wieder scm übliches Potential von - SIK) Voll Auf these Weise werden höhere Anfangslaileslro nie möglich, so daß sich eine zu ladende Hache schneller auflädt.

iiei dem dargestellten /MisiunrungsDeispiel wunten die Stromquellen 54 als unabhängige Stromquellen dargestellt. Das jeweils erforderliche Potential kann jedoch leicht auch durch geeignete Abgriffe an der Hauptstromquelle, beispielsweise durch Abgriffe am Spannungsteiler 20 verwirklicht werden.

Hierzu I Blalt Zeichnungen

Claims (2)

I *;t ι c nt an s |i rüfh L-':

1. Koronacntladungsvorrichtung /um Aufladen einer während der Aufladung in Bezug auf die Koronaentludungsvorrichtung feststehende Flüche, mit wenigstens einem, von einer Abschirmung umgebenen Koronaeniladurigsdrahi, an den eine Kntladungsspannung anlegbar ist. und mit einem /wischen den Koronaentladungsdrähten und der aufzuladenden Flächen angeordneten Steuergitter, an das eine die Aufladungshöhe der feststehenden fläche begrenzende, vorbestimmte Steuerspannung anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daü sie eine Einrichtung (50) zum Anlegen einer zwischen der Entladungsspannung und der vorbestimmten Steuerspannung liegenden und während der Aufladung auf die vorbestimmte Stcuerspannung erniedrigbaren Spannung an das Steuergitter (40) aufweist.

2. Koronaentladungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einem Kondensator (50) besteht, der an einer Ladespannungsquelle (54) mit einer über der vorbestimmten Steuerspannung liegenden Ladespannung liegt und mittels eines Schalters (52) zu oder nach Beginn der Aufladung von dieser trennbar und parallel zu einer die vorbestimmte .Steuerspannung an das Steuergitter legenden Einrichtung (20) schaltbar ist