DE2551984A1

DE2551984A1 - Koronaeinrichtung

Info

Publication number: DE2551984A1
Application number: DE19752551984
Authority: DE
Inventors: George Dominic Delvecchio
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1974-11-20
Filing date: 1975-11-19
Publication date: 1976-05-26
Also published as: US3978379A; CA1066355A; FR2292273A1; GB1524053A; NL7513034A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DWL-INQ

H. KINKELDEY

DR-IMQ

W. STOCKMAIR

DR-ING. · AbE (CALTECH

9RR1QP/ ^K- SCHUMANN

£. Ό_ψΌ I 3 O 4 DR RER NAT.· DIPL-PHVS

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

CR RER NW' DIFL-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

OR. RER. OEC IMG.

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

LINDAU

P 9728

ZEROX CORPORATION
Xerox Square

Rochester, New York 14644
U.S.A.

Koronaeinrichtung

Die Erfindung "betrifft eine Koronaeinrichtung, die wenigstens eine Koronaentladungselektrode, eine leitende Abschirmung, die teilweise die Entladungselektrode umgibt, und ein Reinigungselement aufweist, das in der Abschirmung im Kontakt mit der Entladungselektrode angebracht ist.

Die erfindungsgemäße Koronaeinrichtung findet bevorzugt Anwendung in einer elektrostatischen Kopiermaschine.

In der Praxis der Xerographie, wie sie in der US-PS 2 297 691 beschrieben ist, dient eine xerographische Oberfläche, die

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TELEFON (O89) SS 38 β2 TELEX OS-29S8O TELEGRAMME MONAPAT

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eine Schicht eines photoleitenden isolierenden Materials auf einer leitenden Unterlage aufweist, als Träger der elektrostatischen Bilder. In dem üblichen Verfahren zur Durchführung des xerographischen Prozesses wird die xerographische Platte gleichmäßig auf ihrer Oberfläche elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem Lichtmuster des wiederzugebenden Bildes belichtet, wobei die Ladung in den vom Licht getroffenen Bereichen der Schicht entladen wird. Die nicht entladenen Bereiche der Schicht bilden also ein elektrostatisches Ladungsmuster oder latentes elektrostatisches Bild, das mit der Konfiguration des Originals konform ist.

Das latente elektrostatische Bild wird dann entwickelt, indem es mit einem feinen, elektrostatisch anziehbaren Material, beispielsweise einem Kunstharzpulver, in Kontakt gebracht wird. Das Pulver wird durch die elektrostatischen Felder auf der Schicht in den Bildbereichen festgehalten. Wo das Feld am größten ist, wird die größte Materialmenge abgelagert, und wo das Feld am kleinsten ist, wird wenig oder garkein Material abgesetzt. Auf diese Weise wird konform mit dem erzeugten Bild des Originals ein Pulverbild hergestellt. Das Pulverbild wird danach auf ein Papierblatt oder ein anderes Übertragungselement übertragen und dort auf geeignete Weise fixiert, so daß eine bleibende Kopie entsteht.

Nach dem jüngsten Vorschlag für elektrostatische Kopiermaschinen wird eine Schnellblitzbelichtung des Originals verwendet und ein sich bewegendes photoleitendes Material in der Form eines endlosen Bandes, das kontinuierlich geladen wird. Weiter sind solche Kopiermaschinen mit einem Entwicklungssystem versehen, das !Eonerpartikel in verhältnismäßig großen Mengen für die Bedeckung durchgehender Flächen liefert, beispielsweise mit einer magnetischen Burstenentwicklungseinrichtung. Nachdem das Band beispielsweise eine solche magnetische Bürstenentwicklungseinrichtung passiert hat, ist auf dem Band ein xerographisches Pulverbild entstanden, das dem latenten elektrostatischen Bild entspricht. Dieses Pulverbild wird dann auf eine Träger-

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fläche ("beispielsweise ein Papierblatt) übertragen, wo es mit Hilfe einer Schmelzeinrichtung festgeschmolzen wird, so daß das Pulverbild permanent auf der Trägerfläche haftet.

Die neuesten elektrostatischen Kopiermaschinen sind Schnellkopiermaschinen, die Kopien mit einem wesentlich höheren Durchsatz herstellen als irgendwelche frühere elektrostatische Kopiermaschinen, und anderen Typen von Kopiermaschinen, beispielsweise Offset-Kopiermaschinen, Konkurrenz machen sollen« Aus diesem Grund soll die Qualität der hergestellten Kopien besonders hoch sein. Für hochqualitative Kopien sind effektive Koronaeinrichtungen sehr wichtig. In solchen Schnellkopiermaschinen werden zahlreiche Koronaeinrichtungen verwendet. Beispielsweise wird eine Koronaentladungseinrichtung benützt, um zunächst auf dem Photorezeptor vor der Belichtung eine ladung anzubringen. Koronaeinrichtungen dienen auch dazu, vor dem übertragen auf dem Hintergrund eine geeignete ladung anzubringen, um eine Übertragung von Hintergrundpartikeln zu verhindern oder wenigstens möglichst gering zu halten. In manchen Maschinen werden Koronaeinrichtungen auch benutzt, um den Übertragungsvorgang zu bewirken. Mach der Übertragung dienen Koronaeinrichtungen auch noch dazu, erstens das Übertragungselement von dem Photorezeptor zu lösen und zweitens eine geeignete ladung auf dem Photorezeptor anzubringen, um etwaigen restlichen Toner auf dem Photorezeptor zu lösen, so daß er leichter mit Hilfe einer Bürstenreinigungseinrichtung abgebürstet werden kann· Vie man sieht, sind Koronaeinrichtungen also sehr wichtig für den ordnungsgemäßen Betrieb solcher Maschinen. Viele Koronaeinrichtungen haben leitende Abschirmungen oder müssen solche haben; um derartige Koronaeinrichtungen möglichst effektiv arbeiten zu lassen, ist es sehr wesentlich, daß der Toner in periodischen Abständen effizient beseitigt wird, weil Toneransamralungen auf der Abschirmung die Funktion beeinträchtigen, da die Abschirmung einen Stromkreis zu der Stromquelle schließt und Toner ein Dielektrikum ist·

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Es sind bereits verschiedene Anordnungen in Verwendung, um Staub von solchen Koronaeinrichtungen zu entfernen. Ein Verfahren besteht darin, einen hohen Strom durch den Koronadraht zu schicken, um Staub auf dem Draht abzubrennen. Auf diese Weise läßt sich zwar der Staub auf dem Draht beseitigen, jedoch nicht auf der Abschirmung sitzender Staub· Ein anderes Verfahren verwendet ein Reinigungskissen, das sowohl mit dem Draht als auch mit der Abschirmung in Berührung gebracht wird. Das Kissen besteht im allgemeinen aus einem porösen Schaurastoff, beispielsweise Urethanschaum. Es hat sich herausgestellt, daß Kissen aus diesen Schaumstoffen den Staub nicht effektiv von der Abschirmung und dem Draht beseitigen, sondern vielmehr Staub absorbieren und ihn von einer Stelle des Drahtes oder der Abschirmung zu einer anderen übertragen. Daher besteht ein Bedarf an einer effektiven Reinigungseinrichtung für eine Koronavorrichtung, die den Staub sowohl von der Abschirmung als auch von dem Draht mindestens weitgehend beseitigt.

Weiter ist es in hohem Maß erstrebenswert, daß die für verschiedene Koronaeinrichtungen bestimmten Energiequellen effizient genützt werden. In einer Koronaeinrichtung mit einer leitenden Abschirmung ist der Gesamtstrom gleich dem Abschirmungs« strom (Strom zwischen Koronadraht und Abschirmung) plus dem Plattenstrom (Strom zwischen Koronadraht und Photorezeptor). Zwar verwenden manche Koronaeinrichtungen Abschirmungen, die vollständig aus einem dielektrischen Material konstruiert sind, eine Koronaeinrichtung jedoch, die zum anfänglichen Aufladen eines Photorezeptors dient, muß eine leitende Abschirmung haben, um ordnungsgemäß zu arbeiten; die Abschirmung liegt in dem geschlossenen Kreis der Energiequelle. In solch einer Einrichtung ist es wünschenswert, daß der Plattenstrom so hoch wie möglich ist (annähernd 30$ des Gesamtstromes). Eine Möglichkeit, um den Plattenstrom zu erhöhen und den Abschirmungsstrom zu erniedrigen, besteht darin, die Abschirmung derartig zu konstruieren, daß ihr dem Photorezeptor gegenüberliegender Innenraum eine dielektrische Oberfläche hat, die die Platten-

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Stromkomponente erhöht und die Abschirmungsstromkomponente erniedrigt, indem sie einen Teil der nach oben gerichteten Koronaentladungen zum Photorezeptor nach unten lenkt. Naturgemäß wird dadurch die Herstellung der Abschirmung kompliziert und die Kosten für ihre Fertigung steigen.

Die Erfindung zielt auf eine verbesserte Koronaeinrichtung ab, die einen Mechanismus zum Reinigen des Koronadrahtes und der Abschirmung hat. Erfindungsgemäß weist dieser Mechanismus ein Reinigungselement auf, das aus einem Material (z.B. einem Faservlies) imprägniert mit einem Schmirgelmittel (z.B. Flint) besteht. Um das Reinigungselement entlang dem Draht und der Abschirmung hin- und herzubewegen und um den Abschirmungsstrom kleiner und den Plattenstrom größer zu machen, ist mit dem Reinigungselement eine Stange aus einem geeigneten dielektrischen Material verbunden, die zwischen dem Draht und der Abschirmung angeordnet ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig.1 eine schematische Schnittansicht einer elektrostatischen Kopiermaschine mit den Merkmalen der Erfindung;

Fig.2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Ausführung sform der Erfindung;

Fig.3 eine Schnittansicht nach der linie 3-3 der Fig.2, die das Reinigungselement und die Stange veranschaulicht.

Zum allgemeinen Verständnis einer elektrostatischen Kopiermaschine, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebaut sein, kann, wird auf Fig.1 verwiesen, in der die verschiedenen Bestandteile des Systems für die Maschine schematiseh veranschaulicht sind. Wie in allen elektrostatischen Systemen der gezeigten Art wird ein Lichtbild eines zu kopierenden Originals auf die sensibilisierte Oberfläche einer xerographisehen Platte geworfen, um dort ein latentes elektrostatisches Bild zu for-

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men. Danach wird das latente Bild mit einem entgegengesetzt aufgeladenen Entwicklungsmaterial entwickelt, wodurch ein xero« graphisches Pulverbild in Übereinstimmung mit dem latenten Bild- auf der Plattenoberfläche gebildet wird. Das Pulverbild wird dann elektrostatisch auf eine Trägerflache übertragen, auf der es mit Hilfe einer Schmelzvorrichtung aufgeschmolzen wird, wodurch das Pulverbild permanent auf der Trägerflache fixiert wird·

In der dargestellten Maschine 10 wird ein zu kopierendes Original D auf einen transparenten Tisch P gelegt, der ortsfest in einer Beleuchtungseinrichtung, die insgesamt mit 11 bezeichnet ist, am linken Ende der Maschine angeordnet ist} eine nicht dargestellte Deckplatte wird dann auf das Original D gesenkt, um dieses zu bedecken. Während das Original auf dem Tisch P liegt, wird es von dem Beleuchtungssystem mit Licht blitz en beleuchtet, wodurch Bildstrahlen erzeugt werden, die den Informationsbereichen des Originals entsprechen. Die Bild strahlen werden von einem optischen System auf die lichtempfindliche Oberfläche der xerographischen Platte oder des Photorezeptors geworfen, um diese zu belichten. Der Photorezeptor hat die 2Orm eines flexiblen photoleitenden Bandes 12. Die Oberfläche des Bandes ist in einem vorausgehenden Verfahrensschritt photoleitend gemacht worden, indem sie mit Hilfe einer Koronaeinrichtung 13 gleichmäßig aufgeladen wurde. Um das Bild weiter zu verarbeiten, ist das Band 12 auf einer Bandführung angebracht, die insgesamt mit 14 bezeichnet ist.

Die Bandführung 14 für das photoleitende Band ist verschieblieh auf zwei Wellen gehaltert, von denen die eine am-Maschinenrahmen befestigt ist und zum Antreiben des Bandes 12 mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles dient. Während dieser Bewegung des Bandes wird das reflektierte Iiichtbild des auf dem Tisch liegenden Originals auf die Oberfläche des Bandes aufgeblitzt, um dort in einer Belichtungsstation A latente elektrostatische Bilder zu erzeugen·

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Während sich die Bandoberfläche kontinuierlich weiterbewegt, läuft das latente elektrostatische Bild durch eine Entwicklungsstation B, in der eine insgesamt mit 16 bezeichnete Entwicklungseinrichtung angeordnet ist. Die Entwicklungseinrichtung sorgt für die Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes mit Hilfe magnetischer Bürsten 18.

Das entwickelte elektrostatische Bild wird dann von dem Band zu einer Übertragungsstation 0 transportiert, wo ein Blatt eines Kopiepapiers zwischen einer Übertragungsrolle 20 und dem ■^and mit einer zu dem bewegten Band synchronen Geschwindigkeit durchgeführt wird, um eine Übertragung des entwickelten Bildes zu bewerkstelligen. In dieser Station ist ein Blatttransportmechanismus 22 angeordnet, der Papierblätter von einem Blatthandhabungsmechanismus 24 zu dem entwickelten Bild auf dem Band in der Station G transportiert.

Nachdem das entwickelte-Bild auf das Blatt übertragen ist, wird letzteres von dem Band 12 abgestreift und in eine Schmelzvorrichtung 26 weiterbefordert, wo das entwickelte und übertragene xerographisehe Pulverbild auf dem Blatt permanent fixiert wird. Wenn, auf diese Weise eine Kopie hergestellt ist, wird sie von dem Blatttransportmechanismus 28 zu einem Ausgabetrog 30 weiterbefördert.

ITaehdem das Bild in der Übertragungsstation C übertragen worden ist, läuft das Band an einer Koronaeinrichtung 13b vorbei, wo die restlichen Tonerpartikel oder der restliche Hintergrund gelöst werden, indem von der Koronaeinrichtung 13b auf den restlichen Toner eine passende ladung aufgebracht wird. Der restliche Toner kann dann leicht mit Hilfe einer Reinigungsbürste 32 abgebürstet werden, worauf er durch einen Yakuumkanal 34 abgesaugt wird. Wie schon erwähnt, können in einer Maschine mehrere Koronaeinrichtungen vorhanden sein, und jede solche Einrichtung benötigt eine periodische Reinigung, damit die Einrichtung effektiv arbeitet. In der vorliegenden Erfindung sind lediglich zwei

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solche Koronaeinrichtungen 13a,13~b veranschaulicht. Selbstverständlich können jedoch zahlreiche andere Koronaeinrichtungen benutzt ■werden und die Erfindung ist auch auf diese Einrichtungen anwendbar.

Weitere Einzelheiten bezüglich der elektrostatischen Kopiermaschine sind in der US-Patentanmeldung Serial Hr. 312 411 beschrieben· Auch wenn dies hierin nicht eigens erwähnt ist, kann die Erfindung auch für andere Typen elektrostatischer Kopieroder Vervielfältigungsmaschinen verwendet werden und ist nicht auf die hierin beschriebene Schnellkopiermaschine beschränkt«

Pig·2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines · Ausführungsbeispiels der Erfindung. Eine Koronaeinrichtung 13 hat eine Reinigungsvorrichtung 36. Die Koronaeinrichtung ist mit einer im wesentlichen TJ-förmigen Abschirmung 38 aus einem leitenden Material und isolierenden Endblöcken 40 und 42 zur Halterung von Koronadrähten oder Elektroden 44 und 46 in der Abschirmung versehen· Die Abschirmung 38 umgibt teilweise die Koronadrähte 44 und 46 und zwischen den Koronadrähten erstreckt sich eine Wand 48, An den Endblöcken 40 und 42 sind geeignete Anschlüsse (nicht dargestellt), wie sie beispielsweise in der US-Patentanmeldung Serial Hr· 136 125 beschrieben sind, vorgesehen, um die Koronadrähte mit einer Spannungsquelle zu verbinden. Die Reinigungseinrichtung 36 weist Stützplatten 50 und auf, die in der. Abschirmung 38 derart angebracht sind, daß sie entlang der Abschirmung verschieblich sind. Die Stützplatten 50 und 52 sind so bemessen, daß sie im Paß sitz in der Abschirmung aufgenommen eind, so daß, wenn Schmirgelelemente 54 und 56 an ihnen gehaltert sind, sich letztere im Preßsitz gegen den Draht und die Abschirmung legen» Ein geeignetes Material für diese Schmirgelelemente ist ein Faservlies imprägniert mit einem Schmirgelmittel (beispielsweise SOOTCH-BRIiTS Typ "P', ein von der 3M-0ompany hergestelltes Schmirgelmittel). Es können auch andere geeignete Reinigungselemente verwendet werden.

Um die Stützplatten entlang der Abschirmung 38 zu bewegen,

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sind mit den Stützplatten zwei Stangen 58 und 60 verbunden, die durch öffnungen in einem der Endblöcke 40 ragen. Diese öffnungen sind so bemessen, daß Staub- oder Toneransammlüngen auf den Stangen beseitigt werden, wenn die Stangen bewegt werden. Ein Handgriff 62 ist mit den Enden der Stangen verbunden. Jede Stange ist aus einem geeigneten dielektrischen Material (z.B. Fiberglas). Die dargestellten Stangen haben Kreisquerschnitt, doch können selbstverständlich auch andere Querschnitte geeignet sein, beispielsweise ein quadratischer Querschnitt.

Wenn die Koronadrähte 44 und 46 und die Innenfläche der Abschirmung 58 gereinigt werden sollen, erfaßt die Bedienungsperson den Handgriff 62 und bewegt die Stützplatten 50 und 52 entlang der Abschirmung und den Koronadrähten hin und her.

Es hat sich herausgestellt., daß durch die Verwendung der dielektrischen Stangen 58 und 60 die vorhandene Energiequelle sehr viel effizienter genutzt werden kann. Die dielektrischen Stangen dienen dazu, den Strom zwischen den Koronadrähten 44 und 46 und der die Drähte umgebenden Abschirmung teilweise zu blokkieren, wodurch der Abschirmungsstrom niedriger und der Platten— strom höher wird. Ein Teil der Ionenemissionen wird von der Abschirmung weg zum Band 12 gelenkt. Daher liefert die erfindungsgemäße Anordnung eine wesentlich bessere Nutzung der Energiequelle.

Im Rahmen der Erfindung sind gegenüber der beschriebenen Konstruktion Abänderungen möglich·

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Claims

Ansprüche

1. Koronaeinrichtung mit wenigstens einer Koronaentladungselektrode, einer leitenden Abschirmung, die teilweise die Entladungselektrode umgibt, und mit einem Reinigungselement, das in der Abschirmung im Kontakt mit der Entladungselektrode angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Entladungselektrode (44, 46) und der Abschirmung (38) Vorrichtungsteile einschließlich eines dielektrischen Seiles (60, 58) angeordnet sind, um das Reinigungselement (54, 56) entlang der Entladungselektrode (44, 46) und der Abschirmung (38) zu bewegen.

2. Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungs element (54, 56) auch mit der Abschirmung (38) in Kontakt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da& das Reinigungselement (5i, 56) aus einem Material besteht, das mit einem Schmirgelmittel imprägniert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmirgelmittel Flint ist.

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