DE2306420B2

DE2306420B2 - ELECTROPHOTOGRAPHIC CONTACT CHARGER FOR A COATED COPY PAPER

Info

Publication number: DE2306420B2
Application number: DE19732306420
Authority: DE
Inventors: Francis Neill Valhalla N.Y.; Bujese David Patrick Toms River NJ.;(V.StA.) Rothacker
Original assignee: Copy Research Corp., Elizabeth, NJ. (V-StA.)
Priority date: 1972-03-16
Filing date: 1973-02-09
Publication date: 1977-05-26
Also published as: DE2306420A1; JPS4914132A; US3778690A; CA980406A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrofotografische < >o mtaktaufladeeinrichtung für ein beschichtetes Koirpapier der im Oberbegriff des vorstehenden luptanspruchs genannten Art.
Eine solche Kontaktaufladeeinrichuing ist aus der "-OS 19 14 036 bekannt. Bei gegeneinandergedrück- '¹^ Rollen und ohne eingeschobenes Kopierpapier uen die Rollen und der dielektrische Überzug ein mdensatorsystem auf, das eine durch die Kapazität C und den Widerstand R des elektrischen Überzugs bestimmte Zeitkonstante MRC aufweist Bei Einlauf der Vorderkante des Kopierpapiers in den Rollenspalt zwischen den mit der Gleichspannungsquelle verbundenen Rollen ändert sich das über dem Spalt liegende Potential, so daß die von der Kontaktaufladeeinrichtung auf den vorderen Bereich aufgebrachte Ladungsdichte sich von der Ladungsdichte auf dem nachlaufenden Rest des Kopierpapiers unterscheidet Der elektrofotografischen Kontaktaufladeeinrichtung ist in den Kopiergeräten eine Belichtungsstation nachgeschaltet Wegen der unterschiedlichen Aufladung des Kopierpapiers im Bereich der Vorderkante einerseits und im Bereich des Restes andererseits treten selbst bei gleichförmiger Belichtung Unterschiede auf der das Kopiergerät verlassenden Kopie auf. Der gestörte Bereich an der Vorderkante des Kopierpapiers wird um so größer, je schneller die Fördergeschwindigkeit der beiden gegeneinandergedrückten Rollen ist.The invention relates to an electrophotographic <> o clock charging device for a coated Koir paper of the type mentioned in the preamble of the preceding claim.
Such Kontaktaufladeeinrichuing is known from "-OS 19 14 036th In gegeneinandergedrück- ^'1 ^ rollers and without Dovetailed copy paper, the rollers and the dielectric coating UEN a mdensatorsystem, the particular one by the capacitance C and the resistor R of the electric coating time constant MRC has at the infeed of the front edge of the copying paper in the nip between the connected to the DC voltage source rollers changes the potential lying above the gap, so that the force applied by the contact charger to the toe of charge density of the charge density on the trailing remainder of the copying paper The electrophotographic contact charging device is followed by an exposure station in the copiers. Because of the different charging of the copy paper in the area of the leading edge on the one hand and in the area of the rest of the device, differences occur even with uniform exposure e on the copy leaving the copier. The disturbed area on the leading edge of the copy paper becomes larger, the faster the conveying speed of the two rollers pressed against one another.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrofotografische Kopiereinrichtung der im Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruchs genannten Art anzugeben, bei der bei Durchlauf des Kopierpapiers durch den Rollenspalt über die gesamte Breite des Kopierpapiers eine im wesentlichen gleichförmige Aufladung erfolgt.It is the object of the present invention to provide an electrophotographic copier as described in the preamble of the above main claim specified type, in the case of passage of the copy paper through the nip across the entire width of the copy paper a substantially uniform Charging takes place.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei gegeneinandergedrückten Rollen ohne eingeschobenes Kopierpapier das aus Rollen und dielektrischem Überzug gebildete Kondensatorsystem eine durch die Kapazität C und den Widerstand R des dielektrischen Überzugs bestimmte Zeitkonstante \/RCder Größe aufweist, daß die Durchlaufzeit für die Vorderkante des Kopierpapiers vom Einlauf in den Rollenspalt bis zum Auslauf größer ist als die der Zeitkonslantcn entsprechende Abklingzeit RC. According to the invention, that when pressed against each other rollers without Dovetailed copy paper the capacitor system formed of rollers and dielectric coating has a determined by the capacitance C and the resistance R of the dielectric coating time constant \ / RCder size that the transit time for the leading edge of the copying paper from the lead-in the roller gap up to the run-out is greater than the decay time RC corresponding to the time schedule.

Durch geeignete Wahl des Materials des dielektrischen Überzugs kann eine so kurze Abklingzeit RC eingestellt werden, daß bei Einlauf der Vorderkante des Kopierpapiers sich das neue Potential über den Rollenspalt bereits eingependelt hat, ehe die der Vorderkante folgenden Bereiche des Kopierpapiers in größerem Ausmaß durch den Rollenspalt hindurch gefördert worden sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Kopierfläche des Kopierpapiers gleichmäßig aufgeladen wird und somit keine Graustufenunterschiede in der fertigen Kopie auftreten können, die auf ungleichmäßige Aufladung des Kopierpapiers in Förderrichtung zurückzuführen sind.By suitable choice of the material of the dielectric coating, a decay time RC can be set so short that when the leading edge of the copy paper enters the new potential across the roll gap, before the areas of the copy paper following the front edge to a greater extent through the roll gap have been promoted. In this way it is achieved that the copy surface of the copy paper is charged uniformly and thus no gray scale differences can occur in the finished copy, which are due to uneven charging of the copy paper in the conveying direction.

Die erfindungsgemäße Einstellung der der Zeitkonstanten MRCzugeordnete Abklingzeit ÄCim Vergleich zur Durchlaufzeit der Vorderkante des Kopierpapiers vom Einlauf in den Rollenspalt bis zum Auslauf ist in der DT-OS 19 14 036 nicht angesprochen, so daß dort insbesondere bei hohen Fördergeschwindigkeiten Unterschiede in der Ladungsdichte zwischen dem voreilenden Teil des Kopierpapiers und dem nacheilenden Teil des Kopierpapiers auftreten müssen.The inventive setting of the decay time ÄC assigned to the time constant MRC compared to the lead time of the leading edge of the copy paper from the entry into the roll gap to the exit is not addressed in DT-OS 19 14 036, so that there, especially at high conveyor speeds, differences in the charge density between the leading part of the copy paper and the trailing part of the copy paper must occur.

Normalerweise wird die mit den beiden Rollen verbundene Gleichspannungsqueile der elektrofotografischen Kontaktaufladeeinrichtung von der Netzwechselspannung gespeist, die auf die Primärwicklung eines Hochspannungstransformators geführt wird, dem ein Gleichrichter nachgeschaltet ist. Es ist auch möglich, dem Hochspannungstransformator nicht die Netzwechselspannung selbst, sondern eine dieselbe Frequenz wie die Netzspannung aufweisende Wechselspannung anderer Amplitude zuzuführen. Die Brummfrequenz derNormally the DC voltage source connected to the two rollers is the electrophotographic one Contact charging device fed by the AC voltage applied to the primary winding of a High-voltage transformer is performed, which is followed by a rectifier. It is also possible, the high-voltage transformer is not the AC voltage itself, but the same frequency as to supply the mains voltage having alternating voltage of a different amplitude. The hum frequency of the

Ausgangsspannung des Gleichrichters kann insbesondere bei hohen Fördergeschwindigkeiten zwischen den beiden Rollen zu einer Ladungsdichteverteilung führen, die auf der fertigen Kopie zu einer Streifenbildung Anlaß gibtOutput voltage of the rectifier can, especially at high conveyor speeds, between the both rollers lead to a charge density distribution, which leads to banding on the finished copy Cause

Um erkennbare Streifenbildung auf der fertigen Kopie zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Gleichspannungsquelle einen von einer Netzwechselspannung gespeisten Hochspannungstransformator und einen von diesem gespeisten Gleichrichter aufweist, und daß dem Hochspannungstransformator ein Oszillatorkreis als Frequenzwandler vorgeschaltet ist, der die Frequenz der dem Hochspannungstransformator zugeführten Speisespannung und damit die Frequenz der dem Gleichrichter zugeführten Wechselspannung im Vergleich zu der Frequenz der Netzwechselspannung um einige Größenordnungen auf einen Wert von mindestens 10 kHz erhöht.In order to avoid noticeable streaking on the finished copy, the invention provides that the DC voltage source is a high-voltage transformer fed by a mains AC voltage and a rectifier fed by this, and that the high-voltage transformer an oscillator circuit is connected upstream as a frequency converter, which adjusts the frequency of the high-voltage transformer supplied supply voltage and thus the frequency of the supplied to the rectifier AC voltage in comparison to the frequency of the mains AC voltage by several orders of magnitude increased to a value of at least 10 kHz.

Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kontaktaufladeeinrichtung. Further subclaims relate to advantageous configurations of the contact charging device according to the invention.

Die Erfindung wird nun anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be explained in more detail with reference to the exemplary embodiment shown in the drawings explained. It shows

F i g. 1 eine schematische perspektivische Darstellung der gegeneinandergedrückten Rollen mit im Rollenspalt befindlichen Kopierpapier,F i g. 1 is a schematic perspective illustration of the rolls pressed against one another in the roll gap copy paper present,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Rollen gemäß F i g. 1 senkrecht zu ihrer Achse,F i g. 2 shows a side view of the rollers according to FIG. 1 perpendicular to its axis,

F i g. 3 die linke Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 2,F i g. 3 the left side view of the arrangement according to FIG. 2,

F i g. 4 die rechte Seitenansicht der Anordnung gemäß F i g. 2,F i g. 4 shows the right side view of the arrangement according to FIG. 2,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch die Anordnung gemäß F i g. 2,F i g. 5 shows a longitudinal section through the arrangement according to FIG. 2,

F i g. 6 ein Ersatzschaltbild der Kontaktaufladeeinrichtung undF i g. 6 shows an equivalent circuit diagram of the contact charging device and

F i g. 7 einen Schaltplan der Gleichspannungsquelle.F i g. 7 is a circuit diagram of the DC voltage source.

Gemäß Fig. 1 wird ein Kopierpapier 10 zwischen einer ersten leitenden Rolle 12 und einer zweiten leitenden Rolle 14 hindurchgezogen, die zur Begrenzung des Stromflusses mit einem dielektrischen Überzug 16 versehen ist. Das Kopierpapier kann dem Rollenspalt als Einzelblatt oder als Kopierpapierbahn zugeführt werden. Der dielektrische Überzug 16 ist hülsenartig ausgebildet und ist bei einer Ausführungsform etwa 0,16 cm dick und 25,4 cm lang und besteht aus Gummi. Die beiden Rollen 12 und 14 werden mit Hilfe von Federn 18 derart gegeneinandergedrückt, daß das Kopierpapier 10 bei Durchlauf durch den Rollenspalt die Oberfläche der Rolle 12 und die Oberfläche des dielektrischen Überzugs 16 berührt.Referring to Fig. 1, a copy paper 10 is sandwiched between a first conductive roller 12 and a second Conductive roller 14 pulled through it to limit the flow of current with a dielectric Coating 16 is provided. The copy paper can be used in the roll gap as a single sheet or as a copy paper web are fed. The dielectric coating 16 is sleeve-like and, in one embodiment, is approximately 0.16 cm thick and 25.4 cm long and consists of Rubber. The two rollers 12 and 14 are pressed against each other with the help of springs 18 so that the Copy paper 10 as it passes through the nip, the surface of the roll 12 and the surface of the dielectric coating 16 contacts.

Mittels einer Gleichspannungsquelle 20 wird an die Rolle 12 ein positives und an die Rolle 14 ein negatives Potential gelegt. Um eine große Sicherheit und eine geringe Ladung auf dem Kopierpapier 10 zu erreichen, wird die Rolle 12 vorzugsweise auf einem Nullpotential und die Rolle 14 dementsprechend auf einem negativen Potential gehalten. Wenn das Kopierpapier zwischen den Rollen hindurchgeführt wird, tritt ein kleiner Verluststrom zwischen den beiden Rollen durch die Hülse 16 aus Gummi hohen Widerstands auf.By means of a DC voltage source 20, a positive is applied to roller 12 and a negative to roller 14 Potential. In order to achieve a high level of security and a low charge on the copy paper 10, the roller 12 is preferably on a zero potential and the roller 14 accordingly on a negative Potential held. When the copy paper is fed between the rollers, a small one occurs Leakage current between the two rollers through the sleeve 16 made of high resistance rubber.

Bei einer Ausführungsform legt die Gleichspannungsquelle eine Spannung von ungefähr 3000V an; der Verluststrom liegt dann in der Größenordnung von 50 μΑ. Das Kopierpapier 10 ist dabei dann ein zinkoxidbeschichtetes Kopierpapier, bei dem die besrhiohtete Oberfläche 10c mit der Gummihülse 16 der negativen Rolle 14 in KonUkt ist Die Gummihülse besteht dabei aus Butadien-Acrylnitril, welches in einer Dicke von beispielsweise 0,16 cm eingesetzt wird und einen sehr hohen Widerstand R aufweist, wobei zugleich d<e Kapazität Czwischen der. Rollen 12 und 14 klein ist Der auftretende Verluststrom von 50 μΑ sorgt für eine entsprechende negative Aufladung der beschichteten Oberfläche lOcdes Kopierpapiers 10.In one embodiment, the DC voltage source applies a voltage of approximately 3000V; the leakage current is then in the order of 50 μΑ. The copier paper 10 is then a zinc oxide-coated copier paper in which the coated surface 10c is in contact with the rubber sleeve 16 of the negative roller 14 has a very high resistance R , at the same time d <e capacitance C between the. Rolls 12 and 14 is small. The leakage current of 50 μΑ that occurs ensures a corresponding negative charge on the coated surface 10 of the copy paper 10.

Bei einer in der Praxis ausgeführten Einrichtung hat die Metallrolle 12 einen Durchmesser von etwa 1,8 cm und die Metallrolle 14 einen Durchmesser von etwa 1,6 cm; beide Rollen sind drehbar in Lagern 21a und 216 gelagert Die Lager 21a sind unmittelbar in elektrisch isolierten Endplatten 22R, 22L befestigt die wiederum an einem nicht dargestellten Traggerüst angeordnet sind. Die Lager 216, welche die untere Rolle 14 tragen, schwimmen in den Endplatten 22/?, 22L und werden von Federn 18 getragen. Die Enden der Federn 18 sind mit Vorsprüngen 22p der Endplatten 22L, 22/? verbunden. Die Federn 18 halten damit die Rolle 14 und drücken diese mit ihrer Gummihülse 16 gegen die Rolle 12.In the case of a facility carried out in practice metal roller 12 has a diameter of about 1.8 cm; and metal roller 14 has a diameter of about 1.6 cm; both rollers are rotatable in bearings 21a and 216 stored The bearings 21a are attached directly in electrically insulated end plates 22R, 22L which in turn are arranged on a supporting structure, not shown. The bearings 216 supporting the lower roller 14 swim in the end plates 22 / ?, 22L and are of Springs 18 worn. The ends of the springs 18 are provided with projections 22p of the end plates 22L, 22 /? tied together. The springs 18 thus hold the roller 14 and press it with its rubber sleeve 16 against the roller 12.

An einer Verlängerung 28 der Welle der oberen Rolle 12 ist ein Antriebszahnrad 26 angeordnet. Infolge der Reibung zwischen Hülse 16 und Kopierpapier 10 nimmt die Rolle 12 die Hülse 16 und damit die Rolle 14 mit. Die Gummihülse 16 dient nicht nur zur Begrenzung des Stromflusses zwischen den Rollen 12 und 14, sondern zieht auch das Kopierpapier 10 zwischen den Rollen 12 und 14 hindurch. Die Gummihülse 16 dient auch als Kontaktpolster gegen die beschichtete Oberfläche 10c des Papiers 10, um somit Beschädigungen der Beschichtung zu vermeiden.A drive gear 26 is arranged on an extension 28 of the shaft of the upper roller 12. As a result of Friction between the sleeve 16 and the copy paper 10, the roller 12 takes the sleeve 16 and thus the roller 14 with it. the The rubber sleeve 16 not only serves to limit the flow of current between the rollers 12 and 14, but also also pulls the copy paper 10 through between rollers 12 and 14. The rubber sleeve 16 also serves as a Contact pads against the coated surface 10c of the paper 10, thus avoiding damage to the Avoid coating.

Der +-Pol der Gleichspannungsquelle 20 ist über einen Leiter 30 und eine Klemme 32 mit dem rechten Lager 21a verbunden, das den Kontakt zur oberen Rolle herstellt. Entsprechend ist der --Pol über einen Leiter 34 und einen Kontakt 36 mit dem rechten Lager 21 b verbunden, das mit der unteren Metallrolle 14 in elektrischem Kontakt steht.The + pole of the DC voltage source 20 is connected via a conductor 30 and a terminal 32 to the right bearing 21a, which makes contact with the upper roller. According to the negative polarity by a conductor 34 and a contact 36 with the right bearing 21 is connected b which communicates with the lower metal roller 14 in electrical contact.

Es ist wünschenswert, daß diejenige Rolle, mit der das Kopierpapier 10 in unmittelbarem Kontakt steht (das ist die Rolle 12), elektrisch gegenüber dem Traggerüst schwimmt.It is desirable that the roller with which the copy paper 10 is in direct contact (that is the roller 12), electrically floats opposite the supporting structure.

Bei dem in der Fig.6 gezeigten Ersatzschaldbild beträgt die Ausgangsspannung der Gleichspannungsquelle 3000 V, welche an die innere Oberfläche der dielektrischen Hülse 16 gelegt werden. Die dielektrische Hülse 16 weist einen Widerstand R und eine Kapazität C auf. Die äußere Oberfläche der dielektrischen Hülse steht in unmittelbarem Kontakt mit der beschichteten Oberfläche 10c. Die freie Oberfläche 10fa des Kopierpapiers 10 steht unmittelbar in elektrischem Kontakt mit der Rolle 12, die mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle 20 verbunden ist. Vorzugsweise sind die Gleichspannungsquelle 20 und die Rollen 12 und 14 vollständig gegen das Traggerüst elektrisch isoliert.In the equivalent circuit diagram shown in FIG. 6, the output voltage of the direct voltage source is 3000 V, which is applied to the inner surface of the dielectric sleeve 16. The dielectric sleeve 16 has a resistance R and a capacitance C. The outer surface of the dielectric sleeve is in direct contact with the coated surface 10c. The free surface 10fa of the copy paper 10 is in direct electrical contact with the roller 12, which is connected to the other pole of the DC voltage source 20. The DC voltage source 20 and the rollers 12 and 14 are preferably completely electrically isolated from the supporting structure.

Der Widerstand Rund die Kapazität Cliegen parallel zwischen dem —-Pol der Gleichspannungsquelle 20 und der Oberfläche 10c des Papiers 10. Nehmen wir eine ideale Gleichspannungsquelle 20 an, die frei von Weliigkeiten ist, dann wird sich ein Stromfluß zu und von den zwei Oberflächen des Papiers 10 ausbilden in etwa derselben Art, als wenn die Platten einer Batterie von einer Gleichspannungsquelle her geladen weiden. Der Gleichstrom fließt durch den Widerstand R von der Oberfläche 10c, die negativ aufgeladen wird, zur Oberfläche 10b, die eine positive Ladung erhält. Wird das Kopierpapier 10 nach rechts bewegt, dann kommenThe resistance R and the capacitance C lie in parallel between the -Pole of the DC voltage source 20 and the surface 10c of the paper 10. Assuming an ideal DC voltage source 20 which is free from ripples, a current will flow to and from the two surfaces of the paper 10 form in approximately the same way as when the plates of a battery are charged from a DC voltage source. The direct current flows through the resistor R from the surface 10c, which is negatively charged, to the surface 10b, which receives a positive charge. If the copy paper 10 is moved to the right, then come

ständig neue Abschnitte der oberen Oberfläche 10c und der unteren Oberfläche 106 in Kontakt mit der dielektrischen Hülse 16 bzw. mit der unteren Rolle 12, so daß ständig neue Ladungen auf das Papier aufgebracht werden und sich auf diese Weise ein ständiger Stromfluß ergibt.constantly new portions of the upper surface 10c and the lower surface 106 in contact with the dielectric sleeve 16 and with the lower roller 12, respectively, so that new charges are continuously applied to the paper and thus there is a constant flow of current.

Bei einer Ausführungsform liegt der Gleichstrom in der Größenordnung von 50 μΑ, und die Spannung an der positiven Oberfläche 106 des Kopierpapiers 10 beträgt ungefähr 500 V. Damit liegt ein Spannungsabfall von 2500 V quer über der Hülse 16 und der Widerstand der Hülse damit 50 ΜΩ.In one embodiment, the direct current is on the order of 50 μΩ and the voltage on the positive surface 106 of the copy paper 10 is approximately 500 V. Thus, a voltage drop of 2500 V across the sleeve 16 and the resistance of the sleeve is 50 Ω.

Wenn sich kein Papier 10 zwischen den Rollen befindet, wird das Kondensatorsystem mit der Kapazität C auf einen Spannungspegel von 3000 V aufgeladen. Läuft Kopierpapier 10 in den Rollenspalt ein, dann entspricht dies dem Zuschalten eines weiteren Kondensators mit der Kapazität Q₀ in Reihe. Die Ladung und der Spannungsabfall werden damit zwischen der Kapazität Cund der Kapazität Qo des Papiers 10 geteilt. Die Übergangszustände bis zum Auftreten stabiler Ladebedingungen führen zu einer ungleichmäßigen Ladungsdichteverteilung auf dem Kopierpapier 10. Es ist deshalb wichtig, den Wert der Kapazität C so niedrig wie möglich zu halten, so daß das Kondensatorsystem von einer Ladespannung von 3000 V über der Hülse so schnell wie möglich auf eine Spannung von 2500 V über der Hülse entladen werden kann. Da die Kapazität C der Hülse bei einer Ausführungsform einen Wert von 75 μμΡ aufweist, erfolgt diese Entladung sehr schnell. Damit kann das Kopierpaier sehr schnell durch den Rollenspalt gezogen werden, wobei auf dem Kopierpapier eine gleichmäßige Ladung angebracht wird. Es wird auf diese Weise z. B. eine lineare Geschwindigkeit von 618,5 cm/min möglich.If there is no paper 10 between the rollers, the capacitor system with the capacitance C is charged to a voltage level of 3000 V. If copy paper 10 runs into the roller gap, this corresponds to the connection of a further capacitor with the capacitance Q ₀ in series. The charge and the voltage drop are thus shared between the capacitance C and the capacitance Qo of the paper 10. The transition states up to the occurrence of stable charging conditions lead to an uneven charge density distribution on the copy paper 10. It is therefore important to keep the value of the capacitance C as low as possible so that the capacitor system of a charging voltage of 3000 V across the sleeve as quickly as possible to a voltage of 2500 V across the sleeve. Since the capacitance C of the sleeve in one embodiment has a value of 75 μμΡ, this discharge takes place very quickly. This allows the copy paper to be pulled through the roller gap very quickly, with an even charge being applied to the copy paper. It is in this way z. B. a linear speed of 618.5 cm / min possible.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Gummihülse 16 auf die Rolle 14 aufgeschmolzen. Außer dem Butadien-Acrylnitril-Gummi können selbstverständlich auch andere Materialien eingesetzt werden, solange sie die gewünschten Widerstands- und Kapazitätseigenschaften aufweisen. Die Hülse 16 soll vorzugsweise so elastisch sein, daß zwischen den Rollen ein mehr als linienförmiger Kontakt zustande kommt und die Spannung der Federn 18 so eingestellt werden kann, daß der für den benötigten Stromfluß notwendige Kontaktbereich erhalten wird. Eine elastische Hülse 16 hat darüber hinaus den Vorteil, daß das Kopierpapier 10 ordnungsgemäß zwischen den Rollen hindurchgeführt wird.In one embodiment of the invention, the rubber sleeve 16 is melted onto the roller 14. Except the butadiene-acrylonitrile rubber can of course other materials can also be used, as long as they have the desired resistance and capacitance properties exhibit. The sleeve 16 should preferably be so elastic that between the rollers there is more than linear contact and the tension of the springs 18 can be adjusted so that that the contact area necessary for the required current flow is obtained. An elastic sleeve 16 also has the advantage that the copy paper 10 is properly passed between the rollers will.

Die Gleichspannungsquelle 20 ist vorzugsweise in einem gewissen Ausmaß einstellbar, so daß beim Aufstellen und Einjustieren der Kopiermaschine die Spannung so eingestellt werden kann, daß der gewünschte Strom auftritt und die gewünschte Ladung auf das Kopierpapier gebracht wird, damit auf diesem auch eine kräftige Abbildung entstehtThe DC voltage source 20 is preferably adjustable to a certain extent, so that when Setting up and adjusting the copier, the voltage can be adjusted so that the desired current occurs and the desired charge is placed on the copy paper so that on this a strong image also emerges

Der Widerstand R der Hülse 16 ist vorzugsweise um ein Vielfaches größer als der des eingesetzten Kopierpapiers 10, so daß der wesentlichste Spannungsabfall Ober der Hülse 16 liegt und der Widerstand über der Hülse 16 in erster Linie die Größe des Ladestroms bestimmtThe resistance R of the sleeve 16 is preferably several times greater than that of the copy paper 10 used so that the most significant voltage drop is the upper sleeve 16 and the resistance across the sleeve 16 primarily determines the size of the charging current

Der Aufbau der Gleichspannungsquelle 20 ist von wesentlicher Bedeutung für eine ordnungsgemäße Arbeitsweise der Erfindung. Fig.7 zeigt eine Ausführungsform, die mit einer Netzspannung von 110 V und 50 oder 60 Hz gespeist wird. Aus dieser Eingangsspannung wird eine Gleichspannung von 3000 V mit einer relativ niedrigen Brummamplitude und einer relativ hohen Brummfrequenz (25 kHz) abgeleitet. Der Ausgang der Gleichspannungsquelle 20 hat darüber hinaus eine Impedanz mit besonders, und zwar genügend < niedriger Kapazität, so daß die den Rollen zugeführte Leistung möglichst wirkungsvoll einsetzbar ist.The structure of the DC voltage source 20 is essential for a proper Operation of the invention. 7 shows an embodiment those with a mains voltage of 110 V and 50 or 60 Hz is fed. This input voltage becomes a DC voltage of 3000 V with a relatively low hum amplitude and a relatively high hum frequency (25 kHz). The exit the DC voltage source 20 also has an impedance with particularly, and indeed sufficient <low capacity, so that the power supplied to the rollers can be used as effectively as possible.

Der einstellbare Widerstand R X von 100 Ohm ist ein Reduzierwiderstand für die Einstellung des Ausgangsspannungspegels von Hand. Die Diode D1, der ι« Widerstand R2 und der Kondensator Cl stellen einen Gleichrichtkreis dar. Der Kondensator C2 und der kleine induktive Widerstand L1 stimmen die Primärwicklung Pi des Transformators Ti auf 25 kHz ab. Entsprechend ist der Kondensator Ci ausgewählt, um is die Sekundärwicklung des Transformators TX auf 25 kHz abzustimmen. Der Kondensator C2, die Induktivität L 1 und die Primärwicklung P1 bilden einen Schwingkreis für den Transistor QX, wobei ein Oszillator mit 25 kHz gebildet wird. Die wenige >u Windungen aufweisende Primärspule P2 ist mit der Basis des Transistors Q1 verbunden, um als Rückkopplungsspule zu wirken. Die Zahl der Windungen dieser Rückkopplungsspule wird unter Berücksichtigung des Ausmaßes der Regelung und der Größe der Ausgangsjs gleichspannung ausgewählt.The adjustable resistor RX of 100 Ohm is a reducing resistor for setting the output voltage level by hand. The diode D 1, the resistor R2 and the capacitor Cl represent a rectifying circuit. The capacitor C2 and the small inductive resistor L 1 tune the primary winding Pi of the transformer Ti to 25 kHz. The capacitor Ci is selected accordingly in order to tune the secondary winding of the transformer TX to 25 kHz. The capacitor C2, the inductance L 1 and the primary winding P 1 form a resonant circuit for the transistor QX, an oscillator with 25 kHz being formed. The primary coil P2, which has a few> u turns, is connected to the base of the transistor Q 1 in order to act as a feedback coil. The number of turns of this feedback coil is selected taking into account the degree of regulation and the magnitude of the output DC voltage.

Die Diodenbrücke 40 bewirkt eine Vollweg-Gleichrichtung der 25-kHz-Ausgangsspannung des Hochspannungstransformators Π. Wegen der hohen Impedanz der auf der Hülse 16 und dem Papier 10 zwischen den v> Rollen bestehenden Last erfordert ein wirkungsvoller Betrieb der Leistungsversorgung 2!0, daß die Ausgangsimpsdanz der Brücke groß ist Dementsprechend werden in der Brücke Dioden eingesetzt, deren Spitzensperrspannung in der Größenordnung von 4000V liegt; die Spitzensperrspannung liegt damit oberhalb der Ausgangsgleichspannung. Darüber hinaus ist es für eine gute Impedanzanpassung wichtig, daß die Kapazität der Dioden so klein wie möglich ist. Es wird aber über den Ausgang der Diodenbrücke 40 ein kleiner Kondensator C5 von ungefähr 50D0 μμΡ gelegt, um die Größe des Brumms zu reduzieren.The diode bridge 40 effects a full-wave rectification of the 25 kHz output voltage of the high-voltage transformer Π. Because of the high impedance of the load existing on the core 16 and the paper 10 between the v> rolls, an efficient operation of the power supply 2! 0 requires that the output impedance of the bridge is large of 4000V; the peak reverse voltage is thus above the DC output voltage. In addition, for good impedance matching, it is important that the capacitance of the diodes is as small as possible. However, a small capacitor C5 of approximately 50D0 μμΡ is placed across the output of the diode bridge 40 in order to reduce the size of the hum.

Bei der Ausbildung der Gleichspannungsquelle gemäß der Schaltung der F i g. 7 wird die Frequenz der gleichzurichtenden Wechselspannung ganz wesentlich erhöht, wobei dann mit minimalen Strom- und Spannungswerten gearbeitet werden kann. Wie die F i g. 7 zeigt, wird auf den Gleichrichter 40 eine 25-kHz-Eingangswechselspannung geschaltet, so daß die Brummfrequenz der Ausgangsgleichspannung einen so hohen Wert annimmt. Diese hohe Frequenz allein bedeutet, daß die Streifen des sich infolge der Brummfrequenz auf der Kopie einstellenden Streifenmuster auf der Kopie viel dichter aneinanderdrücken und das Auge sie nicht wahrnimmt Bei einer solchen Auslegung der Gleichspannungsquelle braucht keine aufwendige Filterbaugruppe, die darüber hinaus einen großen Strompegel in der Spannungsversorgung erforderlich macht der Diodenbrücke 40 nachgeschalt el zu werden, denn die hohe Brummfrequenz von ζ. Β 25 kHz erleichtert das Filtern der Ausgangsgleichspannung ganz wesentlich, so daß mit einfachen Mitteln die Größe der Welligkeit der Ausgangsgleichspannung ganz beachtlich reduziert werden kann. Bei derr Ausführungsbeispiel liegt die Brummamplitude dei f>5 Ausgangsspannung des Gleichrichters 40 unterhalb 2°k des Gleichspannungswertes.In the design of the DC voltage source according to the circuit of FIG. 7, the frequency of the alternating voltage to be rectified is increased quite significantly, and it is then possible to work with minimal current and voltage values. As the F i g. 7 shows, an AC input voltage of 25 kHz is applied to the rectifier 40, so that the ripple frequency of the DC output voltage assumes such a high value. This high frequency alone means that the stripes of the stripe pattern that appears on the copy as a result of the hum frequency press much closer together and the eye does not perceive them Power supply requires the diode bridge 40 to be connected downstream, because the high hum frequency of ζ. Β 25 kHz makes filtering the DC output voltage much easier, so that the size of the ripple in the DC output voltage can be reduced considerably with simple means. In this exemplary embodiment, the ripple amplitude dei f> 5 output voltage of the rectifier 40 is below 2 ° k of the direct voltage value.

In der F i g. 7 ist nicht dargestellt wie die Gleichspan nungsquelle mit Masse verbunden ist Dies ist absichtlidIn FIG. 7 is not shown like the same chip power source connected to ground This is intentional

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geschehen, da bei der erfindungsgemäßen Kontaktaufadeeinrichtung der Ausgang der Gleichspannungsquel-Ie gegenüber dem Maschinengestell der Kopiermaschine isoliert werden kann. Infolge dieser Isolierung der Gleichspannungsquelle wird eine Aufladung zwischen dem Kopierpapier und dem Maschinengestell auf ein Minimum herabgesetzt. Damit wird die elektrostatische Aufladun;g, die zu einem Hängenbleiben des Kopierpapiers in der Maschine und zu einer Erschwernis der Handhabung der Kopierpapiers führen könnte, auf ein Minimum reduziert. Dieser Vorteil ergibt sich aus dem sehr niedrigen Strompegel, der bei der vorliegenden Kontaktaufladeeinrichtung erforderlich ist.happen because in the contact charging device according to the invention the output of the DC voltage source with respect to the machine frame of the copier can be isolated. As a result of this isolation of the DC voltage source, a charge between the copy paper and the machine frame reduced to a minimum. This becomes the electrostatic Charges that cause the copy paper to stick in the machine and make the Handling of copy paper could result in reduced to a minimum. This advantage arises from the very low level of current required by the present contact charger.

Der von der Gleichspannungsquelle ausgangsseitig abgegebene Strom liegt in der Größenordnung zwischen 50 und 100 μΑ. Wenn ein Benutzer der Kopiermaschine die Hülse 16 berührt, liegen der Spannungsabfall und der durch den Körper der die Hülse 16 berührende Strompcgel in einer solchen Größenordnung, daß die Berührung völlig harmlos ist.The current delivered by the DC voltage source on the output side is of the order of magnitude between 50 and 100 μΑ. When a user of the copier touches the sleeve 16, the lie Voltage drop and the current peg touching the sleeve 16 through the body in such a Order of magnitude that the touch is completely harmless.

Außer dem Ausgangsstrom der Gleichspannungss quelle in Höhe von 50 bis ΙΟΟμΑ werden folgende Parameterbereiche bevorzugt:In addition to the output current of the DC voltage source in the amount of 50 to ΙΟΟμΑ, the following are Parameter ranges preferred:

Brummfrequenz: 10— 100 kHz,
Ausgangsgleichspannung: 1500-4000 V(In diesem Spannungsbereich wird eine übermäßige Ozonerzeugung vermieden),Hum frequency: 10-100 kHz,
DC output voltage: 1500-4000 V (in this voltage range, excessive ozone generation is avoided),

Kapazität Cder Hülse 16:25 μμΡ-150 μμΡ,
Abklingzeit RC der Hülse 16: nicht größer als 5 msec.Capacity of the sleeve 16: 25 μμΡ-150 μμΡ,
Decay time RC of sleeve 16: not greater than 5 msec.

Vorzugsweise wird ein Aufladestrom bevorzugt, der nicht größer als 60 μΑ ist.Preferably, a charging current is preferred which is not greater than 60 μΑ.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Electrophotographic contact charging for a coated printing paper, first with a ■> conductive roll, one for limiting the current flow with a dielectric coating provided second conductive roller and means connected to the two rollers DC voltage source, in which the copy paper r with the beschichte-, - th side in contact with the dielectric coating for applying a static charge is passed between the rollers pressed against one another, characterized in that when the rollers (12, 14) are pressed against one another without copier paper inserted, the capacitor system formed from rollers and dielectric coating (16) is one through the Capacitance C and the resistance R of the dielectric coating has a certain time constant 1 / ÄC of the size that the κ »transit time for the leading edge of the copy paper from the entry into the roller gap to the exit is greater than the decay time RC corresponding to the time constant.

2. Contact charging device according to claim 1, ^ characterized in that the DC voltage source (20) has a high-voltage transformer (Ti) fed by a mains alternating voltage and a rectifier (40) fed by this, and that the high-voltage transformer .i «tor (Ti) a The oscillator circuit (Li, Cl, Qi, P2) is connected upstream as a frequency converter, which reduces the frequency of the supply voltage fed to the high-voltage transformer (Ti) and thus the frequency of the AC voltage fed to the rectifier (40) by a few compared to the frequency of the mains AC voltage Orders of magnitude increased to a value of at least 10 kHz.

3. Contact charging device according to claim 1 or 2, characterized in that the decay time (RC) is not greater than 5 msec.

4. Contact charging device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Resistance of the dielectric coating (16) is so great that the charging current is not greater than 60 μΑ is.

5. Contact charging device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the dielectric coating (16) consists of butadiene-acrylonitrile.

6. Contact charging device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the The ripple amplitude of the output voltage of the rectifier (40) is less than 5% of the DC voltage value.