DE2319434C3 - Aufladesteuereinrichtung - Google Patents

Description

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das passive Bauelement mit konstantem Spannungsabfall (24) eine Diode mit konstantem Spannungsabfall ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das passive Bauelement mit konstantem Spannungsabfall (24) eine Entladungsröhre mit konstantem Spannungsabfall ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsröhre mit konstantem Spannungsabfall (24) in Reihe mit einer Diode (25) geschaltet ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Aufladung bzw. Entladung eines zwischen Korona-Elektroden und einer Gegenelektrode angeordneten Gegenstandes mit einer Wechselspannungsquelle, mit einem ersten Stromzweig, durch den nur die positive oder die negative Halbwelle der Wechselspannung zwischen die Korona-Elektroden und die Gegenelektrode angelegt wird, und mit einem zweiten Stromzweig, durch den die jeweils andere Halbwelle der Wechselspannung mit einem bestimmten Wert zwischen die Korona-Elektroden und die Gegenelektrode angelegt wird.

Es ist bereits die in F i g. 1 gezeigte Aufladeeinrichtung benutzt worden. Die Vorrichtung weist Korona-Elektroden 12 auf, die von einem Abschirmrahmen umgeben sind. Den Elektroden gegenüber ist im Abstand eine Gegenelektrode 13 vorgesehen. Zwischen den Korona-Elektroden 12 und der Gegenelektrode 13 ist eine Gleichspannungsquelle 14 vorgesehen. Ferner ist zwischen den Korona-Elektroden 12 und der gegenüberliegenden Gegenelektrode 13 eine Steuergitterelektrode 15 vorgesehen. Diese Steuergitterelektrode weist eine Vielzahl von dünnen, parallelen Drähten auf. Zwischen der Steuergitterelektrode 15 und der Gegenelektrode 13 ist eine weitere Gleichspannungsquelle 16 vorgesehen.

Die Glcichspannungsquelle 16 gibt eine Spannung ab, deren Polarität gleich der von der Spannungsquelle 14 abgegebenen Spannung ist. Ihre Ausgangsspannung ist niedriger als die Ausgangsspannung der Spannungsquelle 14. Die Ausgangsspannung der Spannungsquelle 16 ist auf einen Wert eingestellt, der dem gewünschten Pegel der elektrischen Ladung des aufzuladenden Gegenstandes 17 entspricht. Die Spannungsquellen 14 und 16 sind mit einer Schaltung versehen, mit der der Ausgang einer üblichen Wechselspannungsquelle gleichgerichtet und geglättet wird. Die Schaltung weist Dioden und Kondensatoren auf. Der aufzuladende Gegenstand 17 befindet sich zwischen der Steuergitterelektrode 15 und der Gegenelektrode 13.

Bei einer Koronaentladung von den Korona-Elektroden 12 über die Steuergitterelektrode 15 und den aufzuladenden Gegenstand 17 zur Gegenelektrode 13 wird der Gegenstand 17 elektrisch aufgeladen.

Es ist z.B. aus der DT-PS 9 24 420 bekannt, zum Aufladen fotoleitfähiger Schichten eine Wechselspannung zu verwenden, mit der auch (siehe US-PS 29 65 481) positiv oder negativ aufgeladen werden kann.

Obwohl derartige Ladeeinrichtungen den Vorteil bietsn, daß der Pegel der elektrischen Ladung auf dem Gegenstand 17 mittels der Steuergitterelektrode 15 und der Gleichspannungsquelle 16 begrenzt werden kann, wird der Aufbau der Einrichtungen durch die Verwendung einer Steuergitterelektrode 15 sehr kompliziert und aufwendig sowie störungsanfällig.

Aus der DT-OS 21 31 711 ist eine Schaltung bekannt, bei der mittels eines hinter eine Diode geschalteten einstellbaren Widerstandes die eine Halbwelle der an die Korona-Elektroden angelegten Wechselspannung gesteuert werden kann.

Diese Einrichtung wird aber nur zum Entladen nach der Bildübertragung benutzt. Die Spannung an dem erwähnten Widerstand ändert sich mit dem auf die Korona-Elektroden fließenden Strom, der seinerseits von der Quellenspannung, dem Atmosphärendruck, der Feuchtigkeit, Fremdkörpern auf den Elektroden sowie anderen Größen abhängt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit der auf einfache Weise ein bestimmter Wert für die Aufladung bzw. Entladung erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Stromzweig ein passives Bauelement mit konstantem Spannungsabfall aufweist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere in folgender Wirkungsweise:

Der zweite Stromzweig der Schaltung ist während z.B. der negativen Halbwelle der Wechselspannung durchgeschaltet, so daß der zu ladende Gegenstand negativ aufgeladen wird. Dann liegt die positive Halbwelle über den ersten Stromzweig der Schaltung und damit über das passive Bauelement mit konstantem Spannungsabfall an den Korona-Elektroden an. Hat die zuvor auf den Gegenstand aufgebrachte negative Ladung nur einen niedrigen Wert, so findet während der positiven Halbwelle keine Korona-Entladung statt, weil die für eine positive Koronaentladung erforderliche Potentialdifferenz nicht erreicht wird. Während der nächsten negativen Halbwelle fließt wieder ein Strom, wodurch der Gegenstand negativ aufgeladen wird. Hat dann die negative Ladung des Gegenstandes einen hohen Wert, so besteht während der positiven Halbwelle eine höhere Potentialdifferenz zwischen den Korona-Elektroden und dem Gegenstand, wodurch eine positive Korona-Entladung über dem Gegenstand stattfindet. Damit gelangt eine die negative Ladung teilweise kompensierende positive Ladung auf den Gegenstand. Die Ladung auf dem Gegenstand steigt jeweils so lange an, bis die positive Ladung und die während der negativen Halbwelle zugeführte negative Ladung ein stationäres Gleichgewicht erreichen. Je nachdem, ob die negative Halbwelle oder die positive

Halbwelle durch den zweiten Stromzweig, der das passive Bauelement mit konstantem Spannungsabfall nicht enthält, geschaltet werden, ist die Polarität der Ladung auf dem Gegenstand im stationären Gleichgewicht negativ oder positiv. Da andererseits der Wert der elektrischen Ladung auf dem Gegenstand in Abhängigkeit von dem vorher einzustellenden konstanten Spannungsabfall im passiven Bauelement veränderbar ist läßt sich durch die Wahl eines geeigneten konstanten Spannungsabfalls im Bauelement ein beliebiger Wert der elektrischen Ladung auf dem Gegenstand einstellen. Als passives Bauelement mit konstantem Spannungsabfall wird z.B. zweckmäßig eine Entladungsröhre mit konstantem Spannungsabfall oder eine Diode mit konstantem Spannungsabfall verwendet Das passive ,₅ Bauelement mit konstantem Spannungsabfall hat im Vergleich zu dem nach der DT-OS 2131711 verwendeten Widerstand noch folgenden Vorteil: die Spannung an dem Widerstand neigt dazu, sich gemäß dem Laststrom zu ändern, der mit der Quellenspannung, dem ^ Atmosphärendruck, der Feuchtigkeit Fremdkörpern auf den Elektroden sowie unter Einfluß anderer Größen variiert. Beim Einsatz eines passiven Bauelementes mit konstantem Spannungsabfall läßt sich jedoch dann, wenn die Wechselspannungsquelle 27 keine konstante Spannung liefert ein vorherbestimmter Aufladungspegel auf dem Gegenstand 28 erreichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines j₀ bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.

F i g. 1 zeigt ein Schaltbild einer Aufladesteuereinrichtung schon verwendeter Art;

Fig.2 zeigt ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Korona-Elektroden 22 sind in einem Abschirmrahmen 21 untergebracht. In einem bestimmten Abstand ist gegenüber einer öffnung im Abschirmrahmen eine Gegenelektrode 23 vorgesehen. Der Abschirmrahmen 21 und die Gegenelektrode sind geerdet. Die Korona-Elektroden 22 sind über ein passives Bauelement mit konstantem Spannungsabfall, nämlich z. B. eine Entladungsröhre 24 mit konstantem Spannungsabfall, mit der Kathode einer Diode 25 und mit der Anode einer Diode 26 verbunden.

Die Entladungsröhre 24 mit konstantem Spannungsabfall weist eine Kennlinie mit konstanter Spannung auf. Die Spannung zwischen ihren beiden Klemmen überschreitet daher einen bestimmten Spannungswert nicht

Die Anode der Diode 23 und die Kathode der Diode 26 sind mit einem Ausgang einer Wechselspannungsquelle 27 verbunden. Der andere Ausgang der Spannungsquelle 27 ist ebenso wie die Gegenelektrode 23 geerdet

Der gesteuert aufzuladende Gegenstand 28 ist zwischen den Korona-Elektroden 22 und der Gegenelektrode 23 angeordnet. Wird die Einrichtung gemäß &, der Erfindung als Aufladeeinrichtung für ein elektrofotografisches Kopiergerät verwendet, dann handelt es sich bei dem Gegenstand 28 um ein fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial. Es besteht aus einem leitenden Träger mit einer Schicht aus einem organischen, fotoleitendem Material.

Im Arbeitszustand bewegt sich das Aufzeichnungsmaterial auf der Gegenelektrode 23, wobei die fotoleitfähige Schicht den Korona-Elektroden zugewandt ist Die positive Halbwelle der Spannung von einer Wechselspannungsquelle 27 liegt über die Diode 25 und die Entladungsröhre 24 mit konstantem Spannungsabfall an den Koronaentladungselektroden 22 an. Die negative Halbwelle des Stroms liegt über die Diode 26 an den Korona-Elektroden 22 an. Zwischen den Korona-Elektroden 22 und der Gegenelektrode 23 findet durch das zwischen ihnen angeordnete Aufzeichnungsmaterial 28 eine Koronaentladung statt wodurch die organische, fotoleitfähige Schicht des Materials 28 aufgeladen wird. Sie erhält dabei eine elektrische Ladung mit einem bestimmbaren Pegel oder Wert

Die Diode 26 ist während der negativen Halbwelle der Wechselspannung von der Quelle 27 durchgeschaltei. Es liegt also der negative Spannungsanteil an den Korona-Elektroden 22 an, und die fotoleitfähige Schicht wird negativ aufgeladen. Der positive Wechselspannungsanteil liegt über die Diode 25 und die Entladungsröhre 24 während der positiven Halbwelle der Wechselspannung an den Korona-Elektroden an. Es fließt ein Strom von den Korona-Elektroden 22 zum Abschirmrahmen 21. Der positive Anteil der konstanten Spannung entsprechend dem konstanten Spannungsabfall in der Entladungsröhre 24 liegx also an den Korona-Elektroden 22 an.

Hat die negative Ladung der fotoleitfähigen Schicht auf dem Aufzeichnungsmaterial 28 nur einen niedrigen Wert, fließt während der positiven Halbwelle wegen dem für die positive Korona-Entladung höher liegenden Spannungs-Schwellwert kein Koronaentladungsstrom über das Material 28. Erst während der folgenden negativen Halbwelle fließt wieder ein Strom; die organische, fotoleitfähige Schicht des Aufzeichnungsmaterials 28 erhält erneut eine negative Ladung.

Hat dann die negative Ladung der fotoleitfähigen Schicht einen hohen Wert, steigt während der positiven Halbwelle die Potentialdifferenz zwischen den Korona-Elektroden 22 und dem Material 28. Es fließt jetzt ein Koronaentladungsstrom über das Aufzeichnungsmaterial 28. Es gelangt damit eine positive Ladung auf die negativ aufgeladene Schicht, die die negative Ladung kompensiert.

Der Wert der elektrischen Ladung auf der organischen, fotoieitfähigen Schicht auf dem Aufzeichnungsmaterial 28 steigt, bis die positive Ladung und die während der negativen Halbwelle zugeführte negative Ladung ein Gleichgewicht erreichen. Der bei diesem Gleichgewichtszustand erreichte Wert wird nicht überschritten.

Der Wert der elektrischen Ladung auf der organischen, fotoleitfähigen Schicht ist in Abhängigkeit vom konstanten Spannungsabfall in der Entladungsröhre 24 veränderbar. Auf diese Weise kann der Wert der elektrischen Ladung auf dem Aufzeichnungsmaterial 28 durch die Wahl eines geeigneten konstanten Spannungsabfalls in der Entladungsröhre 24 beliebig eingestellt werden.

In einem elektrofotografischen Kopiergerät wird die organische, fotoleitfähige Schicht des Aufzeichnungsmaterials 28, auf dem sich eine so aufgebrachte elektrische Ladung befindet, mit dem Bild eines zu kopierenden Originals belichtet. Die Ladung der belichteten Regionen der fotoleitfähigen Schicht fließt über den leitenden Träger des Aufzeichnungsmaterials 28 ab. Auf dem Aufzeichnungsmaterial 28 entsteht ein latentes elektrostatisches Bild des Originals. Dieses kann nun entwickelt und fixiert werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wurde an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem der Gegenstand 28 negativ aufgeladen wird. Selbstverständlich kann der Gegenstand 28 auch positiv aufgeladen werden, wenn die Anordnung der Dioden 25 und 26 umgekehrt wird. Wird der Spannungsabfall an der Entladungsröhre so eingestellt, daß die Ladung des Gegenstandes 28 den Wert Null Volt erreicht, kann eine auf dem Gegenstand 28 befindliche Ladung abgeführt werden, wenn er zwischen die Korona-Elektroden 22 und die Gegenelektrode 23 gebracht wird. Die Vorrichtung arbeitet dann als Entladungsvorrichtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung der Aufladung bzw. Entladung eines zwischen Korona-Elektroden und einer Gegenelektrode angeordneten Gegenstandes mit einer Wechselspannungsquelle, mit einem ersten Stromzweig, durch den nur die positive oder die negative Halbwelle der Wechselspannung zwischen die Korona-Elektroden und die Gegenelektrode angelegt wird, und mit einem zweiten Stromzweig, durch den die jeweils andere Halbwelle der Wechselspannung mit einem bestimmten Wert zwischen die Korona-Elektroden und die Gegenelektrode angelegt wird, dadurch gekenn- _!5 zeichnet, daß der erste Stromzweig ein passives Bauelement mit konstantem Spannungsabfall (24) aufweist