DE2205602C3 - Coronaentladungsdraht und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Coronaentladungsdraht mit einem zwischen zwei Hallerungen eingespannten, elektrisch leitfähigen Sprühabschnitt, dessen beide Enden mit je einem Befestigungselement eine Schmelzverbindung bilden, sowie ein Verfuhren zur Herstellung des Coronaentladungsdrahtes.

Ein derartiger Coronaentladungsdraht wird in einer Coronaentladungseinrichtung gemäß DT-AS 20 21 407 verwendet. Dieser Coronaentladungsdraht ist zwischen zwei isolierenden Haltestücken eingespannt, wobei jedes isolierte Haltestück einen geschlitzten Federbügel trägt, in welchem der mit einem verdickten Endstück versehene Coronaentladungsdraht eingehängt ist. Das fertige Endstück wird von einem durch Lötung oder Schweißung mit dem Draht verbundenen Metallklötzchen gebildet. Bei dieser bekannten Coronaentladungseinrichtung wird angestrebt, die Befestigung des Coronaentladungsdrahtes unter Zwischenschaltung einer Zugfeder am Haltestück zu vereinfachen, indem das isolierte Haltestück einen geschlitzten Federbügel aufweist, in welchem der mit einem verdickten Endstück versehene Coronaentladungsdraht eingehängt ist. Der Coronuentludungsdruht ist mit seinen Endstücken fest verbunden, die lösbar in den Haltestücken eingehängt sind. Bei dieser Anordnung kann durch die auf den Coronaentladungsdraht ausgeübte Zugspannung eine unerwünschte Längenänderung desselben eintreten, wodurch es zu einem Durchhängen der Coronaentladungsdrähte mit allen nachteiligen Folgen durch einen dadurch eventuell verursachten Spannungsüberschlag kommen kann. Ebenso leidet die Gleichmäßigkeit der Aufladung, wenn die Geradheit der Coronaentladungsdrähte zu wünschen übrig läßt.

Die in der DT-AS 10 30 183 beschriebene Coronaentladungseinrichtung zeigt Elektrodendrähte, die an ihren Enden Schlaufen bilden, welche mit Federn verbunden sind. Diese Federn besitzen eine hinreichende Spannung, um die Drähte straff gespannt zu halten. Durch die ständige, auf die Drähte ausgeübte Zugspannung besteht die Gefahr eines Reißens dieser Drähte.

Die aus der GB-PS 10 72 102 bekannte Coronaentladungseinrichtung zeigt gleichfalls federgespannte Entladungsdrähte. Die Federn, mit denen die Drähte unter Spannung gehalten werden, sind in Einkerbungen längs der Umfangsseite eines Metallrahmens eingehängt.

Durch die hohe Zugspannung, der die Drähte ausgesetzt sind, besteht die Gefahr einer Längenänderung, verbunden mit einem hohen Reißrisiko aufgrund der mechanischen Beanspruchung der Drähte.

Bei den bekannten Coronavorrichtungen ist die

<>5 Herstellung der Befestigung der Cotonadrähte schwierig, zeitraubend und laßt sich nur sehr schlecht automatisieren. Eine Vorgabe der Länge des Coronaentladungsdrahtes mit einer Toleranz von etwa

±0,1 mm kann bei den bekannten Vorrichtungen im allgemeinen nicht erzielt werden. Nachteilig ist auch, daß die Befestigung der Drähte sich lockern kann, so daß die Drähte in geometrisch ungeordneter Weise in der Entladungseinrichtung angeordnet sind, wodurch die Gleichmäßigkeil der Aufladung einer Photoleiterschicht leidet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Coronaentladungsdraht der eingangs beschriebenen Art rlerari zu verbessern, daß dieser unter hoher Zugspannung seine Länge über eine lange Zeitspanne nicht verändert und daß eine Lockerung des Drahtes aus seinen Halterungen nicht auftritt. Im Rahmen dieser Aufgabe liegt es auch, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Coronaentladungsdrahtes anzugeben, das in einfacher Weise automatisch durchgeführt werden kann, um die Herstellungskosten niedrig zu hallen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Enden des Coronaernladunysdrahtes mit je einem Befestigungselement aus zwei Abschnitten verbunden sind, die den Coronacntladungsdraht im Bereich einer Schmelz- bzw. Schweißzone umschließen. innerhalb welcher der Coronacntladungsdrahi im gedehnten Zustand bei elastischer Verformung des Drahtmaterials eingespannt ist.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Coronaentladungsdrahtes und das Verfahren zur Herstellung dieses Drahtes sind in den Palentansprüchen 2 bis K) beschrieben.

Mit der Erfindung werden die Vorteile erzieh, daß der Coronaentladungsdraht eine exakt eingehaltene Längenabmessung aufweist und einer langdauernden. hohen Zugbeanspruchung ohne größere Längendehnung ausgesetzt werden kann und daß die Herstellung der Drähte weitgehend automatisiert ist, so daß diese von gleichbleibender Qualität bei niedrigen Herstellungskosten sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine sehemalische Darstellung des Coronaentladungsdrahtes in einer Vorrichtung zum Anbringen von Befestigungselementen,

Fig. la und Ib ein vergrößertes Detail der in Fig. I gezeigten Vorrichtung,

Fig.2 ein Befestigungselement mit dem Anfang des Sprühabschnitts des Coronaentladungsdrahtes,

Fig.3 eine weitere Ausführungsform eines Befestigungselements in Drauf- und Seitenansicht,

Fig.4 ein Befestigungselement für zwei Coronaenlladungsdrähte,

Fig. 5a und 5b eine Darstellung der Elektroden zur Durchführung der Punktschweißung und

Fig.5c eine weitere Ausführungsform einer Elektrode.

Der Coronaentladungsdraht 1 ist bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung auf einer Rolle 2 aufgewickelt und wird über die Klemm- und Spannteile 3 und 4 in Richtung des Pfeiles 5 einer Vorspannung ausgesetzt. Der Draht verläuft dabei durch zwei handelsübliche f>o Splinte 6 und 7. Die von der öse 8 dieser Splinte abstehenden Enden 9 und 10 (vgl. insbesondere F i g. 2) umfassenden Entladungsdraht 1.

In Fig. la und Ib ist vergrößert die Anordnung der Splinte in der Vorrichtung dargestellt. Der Splint ist mit (15 seiner öse 8 über einen geschlitzten Stilt Ju auf einem Sockel 31 angeordnet. Der Schlitz 32 in dem Stift 30 endet dabei in einer Höhe über dem Sockel 31. die der halben Dicke des Splints 7 entspricht. Dadurch ist gewährleistet, daß der zwischen den auf der Höhe der Sockeloberseite angeordneten Spann- und Klemmteilen 3 und 4 gespannte Entladungsdraht in der Mitte der Splinte 6 und 7 verläuft.

Mit Hilfe von Elektrodcnpaaren 11, 12 bzw. 13, 14 wird eine Punkisehweiüung an den Enden 9 und 10 der Splinte 6 und 7 vorgenommen und dabei der dünne Entladungsdraht 1 umschmolzen, wobei die schematisch dargestellte Punktschweißstelle 20 entsteht.

Nach Abtrennen des Drahtes jenseits der ösen 8 der Splinte 6 bzw. 7 ist der Coronaentladungsdraht zum Einbau in eine Coronaentladungscinrichtung fertig.

Bei Versuchen wurde gefunden, daß bei einer probeweisen, starken Zugbeanspruchung des Coronaentladungsdrahtes 1 zwischen den Splinten 6 und 7 stets der Coronaeniladungsdrahi 1 zuerst reißt, nicht dagegen die Splinte 6 und 7 sich von dem Coronadraht ablösen. Es wird angenommen, daß die Punktschweißung eine Umschmelzung des Coronaentladungsdrahtes 1 mit Splintmetall (ζ. Β Stahl) bewirkt, wobei die hohe Zugfestigkeit auf Unregelmäßigkeiten der Drahtoberfläche zurückzuführen sein dürfte, die gleichsam eine Sperre gegen ein Herausziehen des Drahtes aus der Umschmelzung bilden.

Die Befestigungselemente 6 und 7 können auch bereits fest in einem isolierenden Rahmen einer Coronaentladungseinrichtung eingebaut sein, so daß der vorgespannte Coronacniladungsdraht 1 nur noch an Ort und Stelle eingeschweißt zu werden braucht.

Zwei weitere Ausführungsbeispiele eines Befestigungselements für den Coronaentladungsdraht 1 sind in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Diese Befestigungselemente bestehen aus einem um 180° umgebogenen länglichen Blechstreifen 16, der im Knick 17 eine Bohrung 18 zur Durchführung des Coronaentladungsdrahtes 1 aufweist. Außerdem ist der Blechstreifen 16 mit einer Befestigungsbohrung 19 versehen. Auch bei diesem Befestigungselement erfolgt die Befestigung des Coronaentladungsdrahtes 1 durch eine Umschmelzung, wie es schematisch durch die Punktsehweißstelle 20 angedeutet ist.

Das in F i g. 4 gezeigte Befestigungselement entspricht im wesentlichen dem in F i g. 3 dargestellten, mit dem einzigen Unterschied, daß es zur Aufnahme zweier Coronaentladungsdrähie mit zwei Bohrungen 19, zwei Öffnungen 18 und zwei Punktschwcißsiellcn 20 versehen ist.

Zur Durchführung der Punktschweißung können nach F i g. 5 Elektroden unterschiedlicher Konfiguration verwendet werden. Bei den splintartigen Befcsligungs elementen, wie sie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt sind, haben sich Elektroden 21 (Fig. 5a, 5b) bewährt, deren zylindrisches Vorderende 22 mit einer Quer-Halbbohrung 23 versehen ist, in die die Enden 9 bzw. 10 der Splinte 6 bzw. 7 gerade nineinpassen.

Werden die in den F i g. 3 bzw. 4 dargestellten Befestigungselemente verwendet, so hat sich eine Elektrode 24 bewährt, deren zylindrischer Kopf 25 mit einem kugelkappenförmigen F.ndc 26 versehen ist (vgl. F i g. 5c).

Bevorzugt werden C oronaentladungsdrähte angewandt, deren Sprühabschnitt aus einem Wolframdraht mit 54 μηι Durchmesser besteht. GuI geeignete Metallegierungen für die Befestigungselemente 6, 7, 16 sind handelsüblicher Stahl. Chromnickelstahl. Messing. Bronze.

In vorteilhafter Weise erfolgt die Umschmelzung des

Coronaentladungsdrahtes derart, daß dieser zwischen zwei Teile bzw. Abschnitte eines umgebogenen Befestigungselements aus gleichem Material eingeklemmt und punktgeschweißt wird. Hierdurch wird eine besonders gute mechanische Verbindung zwischen dem Coronaentladungsdraht und dem Befestigungselement erreicht.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, Coronaentladungsdrähte jeder beliebigen, definierten Länge durch einfaches einseitiges Versetzen des zur Umschweißung verwendeten Befestigungselements herzustellen. Besondere Justicreinrichtungen für die Länge des Drahtes sind nicht erforderlich, da die gewünschte Herstellungslänge des Coronaentladungsdrahies automatisch aus dem Abstand der beiden Befestigungselemente sich ergibt, der wiederum durch die Vorrichtung festgelegt ist. Die Einbaulänge unterscheidet sich von der Herstellungslänge durch die Zugspannungsdehnung. Dieses Verfahren läßt sich ohne weiteres mit ungeschultem Personal durchführen und kann in einfacher Weise automatisierl werden. Neben der größeren Betriebssicherheit dieser Coronaentladungsdrähte ergibt sich eine nicht unerheb liehe Verbilligung der Coronaentladungseinrichtung be der Herstellung. Es ist zudem möglich, die Coronaentla dungseinrichtung auch in bezug auf das gesamte Kopiergerät mit wesentlich geringeren Abmessungs toleranzen zu bauen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Coronaentladungsdrahi mit einem zwischen zwei Halterungen eingespannten, elektrisch leitfähigen Sprühabschnitt, dessen beide Enden mit je einem Befestigungselement eine Schmelzverbindung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Coronaentladungsdrahtes (1) mit je einem Befestigungselement (6, 7 bzw. Ί6) aus zwei Abschnitten verbunden sind, die den Coronaentladungsdraht (1) im Bereich einer Schmelz- bzw. Schweißzone (20) umschließen, innerhalb welcher der Coronaentladungsdraht (1) im gedehnten Zustand bei elastischer Verformung des Drahtmaterials eingespannt ist.

2. Coronaentladungsdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (6, 7) aus einem Drahtstück besteht, dessen zwei Enden unter Bildung einer ringförmigen Erweiterung (8) sich parallel zu dem Coronaentladungsdraht (1) erstrecken und diesen zwischen sich aufnehmen.

3. Coronaentladungsdraht nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement ein genormter Splint ist.

4. Coronaentladungsdraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (16) aus einem länglichen Blechstreifen besteht, der um 180° umgeknickt ist und der zumindest eine öffnung (18) zur Durchführung des Coronaentladungsdrahtes (1) in der Knickkante aufweist und daß die aufeinanderliegenden Blechabschnitte in der Schmelz- bzw. Schweißzone (20) den Coronaentladungsdraht (1) umfassen.

5. Coronaentladungsdraht nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Coronaentladungsdraht (1) aus Wolfram besteht.

6. Coronaentladungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das Befestigungselement eine Metallegierung aus der Gruppe Stahl, Chromnickelstahl, Messing und Bronze vorgesehen ist.

7. Coronaentladungseinrichtung mit zumindest einem Coronaentladungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Coronaentladungsdraht (1) mit seinen Befestigungselementen (6, 7, 16) isoliert in einem Rahmen unter Zugspannung angeordnet ist und daß die Befestigungselemente (6, 7, 16) die elektrische Verbindung zwischen dem Sprühabschnitt des Coronaentladungsdrahtes (1) und der Hochspannungsquelle bilden.

8. Coronaentladungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente (6, 7, 16) für den Coronaentladungsdraht (1) fest mit dem Rahmen der Coronaentladungseinrichtung verbunden sind und daß der SprühabschniU des Coronaentladungsdrahtes (1) in vorgespanntem Zustand in die Befestigungselemente (6, 7, 16) eingeschmolzen bzw. -geschweißt ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Coronaentladungsdrahtes nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Coronaentladungsdraht innerhalb des Bereiches der elastischen Verformung einer Vorspannung unterworfen wird, die mindestens gleich der Zugspannung ist, der der Draht in einer Coronaentladungseinrichtung ausgesetzt ist, daß im gespannten Zustand der Draht nahe seinen Enden mit Befestigungszonen von Befestigungselementen in Berührung gebracht wird und unter Aufrechterhaltung der Vorspannung bis zum Erstarren der Schmelze mit diesen verschmolzen bzw. verschweißt wird.

10. Verfuhren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung durch Punktschweißen erfolgt.