DE69310852T2

DE69310852T2 - Vorrichtung zur Erzeugung von Koronaentladung

Info

Publication number: DE69310852T2
Application number: DE69310852T
Authority: DE
Inventors: Geoffrey M T Foley; William G Herbert; William W Limburg; Satchidanand Mishra; Richard L Post; Hoene Donald C Van; Robert Yu
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: EP0590840A2; DE69310852D1; JPH06118774A; EP0590840A3; US5469242A; EP0590840B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen das elektrostatographische Drucken und insbesondere Coronaerzeugungsvorrichtungen.
Gegenwärtig verbreitet eingesetzte elektrostatographische Vervielfältigungsgeräte enthalten normalerweise ein photoleitendes Element, das elektrisch geladen und anschließend mit einem Lichtbild eines Originaldokumentes belichtet werden kann, um selbiges zu vervielfältigen. Durch Belichtung des photoleitenden Elementes wird die Oberfläche desselben in Hintergrundbereichen entladen, um ein elektrostatisches, latentes Bild auf dem photoleitenden Element zu erzeugen, das den in dem Orginaldokument enthaltenen Bildbereichen entspricht. Anschließend wird das elektrostatische latente Bild auf dem photoleitenden Element durch Entwickeln des Bildes mit einem Entwicklungsmaterial sichtbar gemacht. Beim Entwickeln transportieren Trägerkörnchen Tonerteilchen zur Oberfläche des photoleitenden Elementes, und die Tonerteilchen werden von den Trägerteilchen weg durch das Ladungsmuster der Bildbereiche auf dem photoleitenden Element angezogen, so daß ein Pulverbild auf der Oberfläche des photoleitenden Elementes entsteht. Dieses Pulverbild kann anschließend auf eine Aufnahmefläche, wie beispielsweise Kopierpapier, übertragen werden, auf dem das Bild mit verschiedenen Verfahren fest fixiert werden kann. Nach dem Übertragen des Pulverbildes auf die Aufnahmefläche kann das photoleitende Element entladen und von verbliebenem Toner gereinigt werden, um die Oberfläche desselben für den nächsten Bildzyklus vorzubereiten.
Es sind verschiedene Typen Ladevorrichtungen eingesetzt worden, um ein photoleitendes Element zu laden bzw. vorzuladen. Für den industriellen Einsatz gibt es beispielsweise verschiedene Typen von Coronaerzeugungsvorrichtungen, bei denen eine Hochspannung von 5.000 - 10.000 V über eine Elektrode angelegt werden kann, um einen Coronanebel zu erzeugen, der der Oberfläche des photoleitenden Elementes elekrostatische Ladung erteilt.
Eine spezielle Coronaerzeugungsvorrichtung enthält einen einzelnen Coronadraht, der zwischen isolierenden Endblöcken gespannt ist, die an beiden Seiten einer Rinne bzw. Abschirmung angebracht sind. Eine weitere Vorrichtung, die häufig eingesetzt wird, um gleichmäßigeres Laden zu gewährleisten und Überladen zu verhindern, enthält zwei oder mehr Coronaerzeugungsvorrichtungen mit einem Steuergitter bzw. -schirm mit einer Vielzahl paralleler Drähte bzw. Öffnungen in einer Platte, die zwischen den Coronaerzeugungselektroden und dem photoleitenden Element angeordnet ist. Ein Potential mit der gleichen Polarität wie die an die Coronaerzeugungselektroden angelegte, jedoch mit einem erheblich geringeren Spannungsbetrag, normalerweise in der Größenordnung von wenigen hundert Volt, wird an das Steuergitter angelegt, um das elektrische Feld zwischen dem Steuergitter und den Coronaelektroden zu unterdrücken, so daß der Ionenstromfluß zu dem photoleitenden Element erheblich verringert wird.
Ein weiterer Typ Coronaladevorrichtung ist in US-A 4,086,650 von Davis et al. beschrieben. Dieses Patent beschreibt eine Coronaentladungselektrode, die mit einem relativ dicken dielektrischen Material, also z.B. Glas, beschichtet ist, um im wesentlichen den Strom von Leitungsstrom durch selbige hindurch zu verhindern. Bei dieser Vorrichtung wird die Abgabe von Ladung an die photoleitende Oberfläche durch einen Verschiebungsstrom oder durch kapazitive Kopplung über das dielektrische Material erreicht. Der Strom von Ladung zu der zu ladenden Oberfläche wird mittels einer Gleichvorspannung reguliert, die an die Abschirmung der Coronaerzeugungsvorrichtung angelegt wird. In Funktion erzeugt ein Wechselspannungspotential von ungefähr 5.000 bis 7.000 V bei einer Frequenz von ungefähr 4 KHz, das an die beschichtete Elektrode angelegt wird, einen Coronaerzeugungsstrom von ungefähr 1 - 2 mA. Diese Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß sie dem photoleitenden Element unter Einsatz einer relativ wartungsarmen Ladevorrichtung eine einheitliche Ladung veleiht. Diese Art Vorrichtung ist darüber hinaus außerordentlich unempfindlich gegenüber Verunreinigung durch Schmutz und muß daher nicht wiederholt gereinigt werden.
Bei der Coronaerzeugungselektrode, die in dem Patent von Davis et al. offenbart wird, handelt es sich um einen beschichteten Draht, der zwischen isolierenden Endblöcken aufgenommen ist, wobei die Vorrichtung eine leitende Gleichspannungs-Zusatzelektrode aufweist, die gegenüber der Abbildungsfläche angeordnet ist, auf die die Ladung aufgebracht werden soll. Bei anderen herkömmlichen Coronaentladungsvorrichtungen kann die leitende Coronaelektrode auch die Form einer Stiftanordnung haben oder kann einfach einen länglichen Draht umfassen, der zwischen einem Paar Endblöcke aufgenommen ist. Normalerweise ist die Elektrode teilweise von einer leitenden Abschirmung umgeben, die gewöhnlich elektrisch geerdet ist. Die zu ladende Oberfläche ist von der Elektrode gegenüber der Abschirmung beabstandet und auf einem leitenden Substrat angebracht.
Neben der Erzeugung einer Ladung auf bestimmten Typen von Photorezeptoren ist es oft vorteilhaft, auf bestimmten Typen von Photorezeptoren, so beispielsweise einem Bildrezeptor auf Basis eines Selenlegierung, vor dem Aufbringen einer zweiten Ladung darauf eine Vorladung aufzubringen. Das Vorladen dient dazu, jegliche Ladung zu neutralisieren, die nach der Übertragung des entwickelten Tonerbildes auf das Kopierblatt auf dem Photorezeptor verblieben ist, und den Photorezeptor in Vorbereitung für den nächsten Kopierzyclus zu reinigen. Normalerweise arbeitet eine derartige Vorladungs-Coronaerzeugungsvorrichtung bei einem Wechselspannungspotential zwischen 4.500 und 6.000 V (Effektivwert) bei 400 - 600 Hz. Eine herkömmliche Coronaentladungsvorrichtung dieses Typs ist allgemein in US-A- 2,836,725 dargestellt, bei dem eine leitende Coronaelektrode in Form eines länglichen Drahtes mit einer coronaerzeugenden Wechselspannungsquelle verbunden ist.
Beim Einsatz von Coronaerzeugungs-Ladevorrichtungen treten bestimmte Probleme auf. Ein Hauptproblem besteht darin, daß verschiedene Stickstoffoxidverbindungen durch die Corona erzeugt werden. Diese Stickstoffoxidverbindungen werden durch massive Flächen absorbiert. Insbesondere ist beobachtet worden, daß diese Oxidverbindungen von der leitenden Abschirmung sowie von dem Gehäuse und anderen Bauteilen in der Nähe der Coronaerzeugungsvorrichtung adsorbiert werden. Diese Adsorption von Stickstoffoxidverbindungen tritt trotz der Tatsache auf, daß die Coronaerzeugungsvorrichtung in Funktion mit einem geleiteten Luftstrom ausgestattet sein kann, um die Stickstoffoxidverbindungen abzuleiten und die Ozonemission einzuschränken. Der Luftstrom kann beim Auffangen von Ozon die Probleme noch verstärken, indem die Stickstoffoxidverbindungen zu einem betroffenen Bereich der Ladevorrichtung oder einem anderen Teil des Gerätes transportiert werden.
Es hat sich herausgestellt, daß Adsorption ein physikalisch umkehrbarer Prozess sein kann, so daß adsorbierte Stickstoffoxidverbindungen nach einem derartigen Einwirken allmählich desorbiert werden, wenn ein Gerät für eine längere Stillstandszeit abgeschaltet wird. Es ist anzumerken, daß, obwohl die adsorbierten und desorbierten Verbindungen beide auf Stickstoff basieren, sie nicht notwendigerweise gleich sind, d.h., es kann zu einer Umwandlung von NO&sub2; zu HNO&sub3; kommen. Wenn das Gerät wieder in Funktion gesetzt wird, tritt ein Kopiequalitätsmangel, der allgemein als Stillstandslöschen (parking deletion) bezeichnet wird, auf, bei dem eine linien- oder bandförmige Bildlöschung oder ein weniger dichtes Bild über die Breite des Photorezeptors an dem Abschnitt entsteht, der beim Stillstand der Coronaerzeugungsvorrichtung gegenüber liegt. Es wird angenommen, daß die Stickstoffoxidverbindungen auf gewisse Weise mit der Oberfläche des Photorezeptors in Wechselwirkung treten und die seitliche Leitfähigkeit (lateral conductivity) desselben erhöhen, so daß der Photorezeptor eine Ladung, die dem Bildaufbau entspricht, nicht halten kann. Diese Erscheingung führt vor allem dazu, daß schmale Linien oder ausgefüllte Bereiche des Bildes verschmiert werden oder verschwimmen, so daß sie nicht als Tonerbild entwickelt werden.
Stillstandslöscherscheinungen sind bei herkömmlichen Selen- Photorezeptoren aufgetreten, die im allgemeinen einen leitenden Trommelträger umfassen, wobei eine dünne Schicht aus Selen oder einer Legierung desselben auf die Trägeroberfläche aufgetragen ist, um die Abbildungsfläche herzustellen. Das Stillstandslöschproblem ist auch bei anderen Photorezeptorkonstruktionen, so beispielsweise Platten, flexiblen Bändern und dergleichen und auch bei anderen Photorezeptormaterialien aufgetreten, zu denen eine oder mehrere Photoleitende Schichten auf einem Aufnahmeträger gehören können. Der Aufnahmeträger kann leitend sein oder mit einer leitenden Schicht beschichtet sein, auf die photoleitende Schichten aufgetragen werden können. Als Alternative dazu kann der mehrschichtige elektrisch leitende Abbildungs-Photoprozessor wenigstens zwei elektrisch funktionierende Schichten, ein bilderzeugende Schicht oder eine ladungserzeugende Schicht sowie eine Ladungstransportschicht umfassen, die normalerweise auf die leitende Schicht aufgetragen werden. Weitere Einzelheiten bezüglich einer derartigen Schicht finden sich in US-A-4,265,990. Bei diesen verschiedenen Strukturen können mehrere der Schichten mit verschiedenen bekannten Auftrageverfahren zum Erzeugen sehr dünner Schichten aufgetragen werden.
Der Kontakt des Photorezeptors mit den desorbierenden Stickstoffoxidverbindungen bei längeren Stillstandszeiten führt zu einer Verstärkung des Linienfehlers bzw. des Löschens ausgefüllter Bereiche. Obwohl der Mechanismus noch nicht vollständig bekannt ist, ist beobachtet worden, daß bereits nach relativ kurzer Funktionszeit des Gerätes, so beispielsweise 15 Minuten, und einer Stillstandszeit von beispielsweise mehreren Stunden, ein geringfügiger Liniendefekt und damit einhergehende Bildlöschung auftreten kann. Im Anfangsstadium des Kontaktes des Photorezeptors mit den desorbierenden Stickstoffoxidverbindungen findet die Reaktion zwischen dem Photorezeptor und den Stickstoffoxidverbindungen lediglich an der Oberfläche statt. Daher ist es möglich, den Photorezeptor durch Spülen oder Abriebreinigung der Oberfläche mit Alkohol oder einem anderen Lösungsmittel aufzufrischen. Nach einer längeren Zeit jedoch dringt die Reaktion in die Oberflächenschicht des photoleitenden Elementes ein, so daß der Fehler nicht mehr lediglich durch Spülen mit einem Lösungsmittel behoben werden kann. Der Prozeß läßt sich, wie oben angedeutet, in gewissem Maße durch eine Ruhezeit umkehren. Jedoch kann die betreffende Zeit in der Größenordnung von mehreren Tagen liegen, so daß sie für einen Betreiber nicht annehmbar ist.
Es hat sich herausgestellt, daß das Material, aus dem die Coronaerzeugungsvorrichtung und insbesondere die Abschirmung hergestellt ist, oder mit dem sie beschichtet ist, eine erhebliche Auswirkung auf den Grad der Stillstandslöschung hat. Versuchen, das Problem durch Plattieren der Abschirmung zu lösen, war dadurch nur beschränkter Erfolg beschieden, daß sich die Plattierung oft mit den Stickstoffoxidverbindungen verbindet und ein zerfließendes Salz auf Nitratbasis entsteht, das nach längerem Einsatz durch Wasser aus der Luft feucht werden kann. Die Salzablagerung führt schließlich zu einer Wasseransammlung, durch die Tröpfchen entstehen und von dem Photorezeptor abtropfen können. Des weiteren sind die Nickelnitratsalze kristallin und weisen lose Bindungen auf, statt einen haftenden, festen Film zu bilden. Ein weiterer Versuch, ähnliche Probleme in einer Negativladungs-Wechselspannungsvorrichtung zu lösen, besteht in der Beschichtung der Abschirmung und dem anschließenden Plattieren mit Gold. Durch Goldplattieren entsteht theoretisch eine relativ innerte Oberfläche, die die Stickstoffoxidverbindungen nicht adsorbiert oder die Umwandlung in eine schädliche Form verhindert. Aufgrund des Preises von Gold wird das Gold jedoch in einer sehr dünnen Schicht plattiert, dadurch ist die Schicht ungleichmäßig und weist zahlreiche Poren in der Schicht auf. Die dünne, poröse Schicht aus Gold ermöglicht die Korrosion des Trägers unter dem Gold, so daß Nitrate auf gleiche Weise wie bei einer nichtplattierten Vorrichtung entstehen und ähnliche Probleme auftreten, die zu einer beschränkten Lebensdauer führen.
Bei anderen Versuchen, das beim Coronaladen auftretende Löschproblem zu lösen, sind erhebliche Anstrengungen unternommen worden, die Adsorption von Stickstoffoxidverbindungen zu verringern, indem Elektroüberzugbeschichtungen mit Graphit (electrodag coatings) auf Bauteiloberflächen aufgetragen wurden. Zu derartigen Beschichtungen gehört normalerweise eine reaktive Metallbasis, wie beispielsweise Nickel, Blei, Kupfer, Zink oder Gemische derselben. Diese reaktiven Metallbasismatenahen neigen dazu, Stickstoffoxidverbindungen zu absorbieren oder unschädliche Verbindungen damit einzugehen. Obwohl die obenbeschriebenen Beschichtungen in unterschiedlichem Maße in der Lage sind, auf bestimmten Einsatzgebieten zufriedenstellende Wirkungen zu erzielen, bestehen nach wie vor Probleme. Allgemein sind die Beschichtungen, die Coronaauswirkungen neutralisieren können, Alkalimetallsilikat, insbesondere Kaliumsilikat mit Graphit, das in wässrigem Medium suspendiert ist, wie dies in US-A-4.,585,322 beschrieben ist, sowie Aluminiumhydroxid, ebenfalls mit suspendiertem Graphit, wie es in US-A- 4,646,196 beschrieben ist. Stillstandslöschungen sind jedoch nach wie vor ein Problem, da die Materialien nicht über längere Zeit in der Lage sind, weiter zu absorbieren oder unschädliche Verbindungen mit dem Stickstoffoxidverbindungen einzugehen.
Daher ist es wünschenswert, eine verbesserte und wirtschaftliche Coronaerzeugungsvorrichtung zum Auftragen einer Ladung auf eine Abbildungsfläche zu schaffen, bei der schädliche Stickstoffoxidverbindungen, die durch den Coronaerzeugungsvorgang erzeugt, von Bauteilen derselben adsorbiert und, wenn sich die Vorrichtung nicht in Funktion befindet, desorbiert werden, neutralisiert werden.
US-A-3,845,307 offenbart eine Anordnung zum Verbinden einer freiliegenden Coronaelektrode sowohl mit einem herkömmlichen hohen Potential zum Erzeugen einer Corona als auch einem niedrigen Potential mit hohem Strom, um den Coronadraht zu biegen, so daß die Elektrode selbstleuchtend glüht.
US-A-4,920,266 beschäftigt sich ebenfalls mit dem Problem von Stillstandslöschungen, die durch Adsorption und Desorption von Stickstoffoxidverbindungen bewirkt werden, und schafft eine Coronaerzeugungsvorrichtung mit Elementen, die mit einer im wesentlichen durchgehenden dünnen Schicht aus Aluminiumhydroxid beschichtet sind, die Graphit und pulverförmiges Nikkel enthält. Es wird keinerlei Erwärmung der Elemente offenbart.
JP-56-154,759 beschreibt eine Coronarerzeugungsvorrichtung, die eine erwärmtes leitendes Abschirmungselement umfaßt.
JP-02-251464 offenbart einen Ionenstrom-Steuerelektrodenträger, der dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Heizwiderstand an dem Trägerkörper vorhanden ist, wobei eine Steuerelektrode dem Heizwiderstand über einen isolierenden Körper gegenüber liegt. JP-03-288174-A offenbart eine Bildherstellungsvorrichtung, die eine elektrostatische Ladevorrichtung in Form einer Ladewalze mit einer Heizeinrichtung zum Stabilisieren des elektrostatischen Ladevorganges durch Ausschluß von Umgebungsbedingungen enthält.
Das Popular Science Magazine offenbart in der Ausgabe vom Juni 1991 auf Seite 45 in einem Artikel mit dem Titel "Electric Paint" die Markteinführung einer exothermen Farbe, die Wärme ausstrahlt, wenn Strom durch sie hindurchgeleitet wird, und die von Rustol Chemical Company in Tokyo (Japan) hergestellt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Schaffung einer verbesserten und wirtschaftlichen Coronaerzeugungsvorrichtung anzustreben, wie sie oben beschrieben ist.
Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung eine Coronaerzeugungsvorrichtung und eine elektrostatographische Druckvorrichtung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind.
Die vorliegende Erfindung wird weitergehend als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wobei:
Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer beispielhaften Coronaentladungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; wobei
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht ist, die eine bevorzugte Ausführung einer Coronaentladungsvorrichtung mit beheizter Abschirmung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht ist, die eine weitere bevorzugte Ausführung einer Coronaentladungsvorrichtung mit beheizter Abschirmung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Fig. 1 ist zunächst eine beispielhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt, die eine Coronaerzeugungsvorrichtung 10 mit einer Coronaentladungselektrode 12 enthält. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung hat die Coronaentladungselektrode 12 die Form eines einzelnen, länglichen, leitenden Drahtes. Es versteht sich jedoch, daß die Elektrode 12 die Form zweier leitender Drähte, einer Stiftanordnung, eines Drahtes mit einer relativ dicken Beschichtung aus dielektrischem Material oder jede andere Form, wie sie in der Technik bekannt ist, haben kann. Die Figuren und die Beschreibung der vorliegenden Erfindung dienen hier dem Zweck der Darstellung einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung und nicht der Einschränkung derselben.
Coronaentladungselektrode 12 wird zwischen isolierenden Endblockbaugruppen 14 und 16 gehalten und ist teilweise von einem leitenden Abschirmungselement 18 umgeben, das einen Kanal zur Erhöhung der Ionendichte, die für die Leitung zur Verfügung steht, bildet. Die Coronaentladungselektrode 12 ist an einem Ende an Anschluß 20 in der Endbaugruppe 14 befestigt, und am anderen Ende an Anschluß 22 von Endblockbaugruppe 16. Eine Coronapotential-Erzeugungsquelle 24 ist mit der Coronaentladungselektrode 12 über Leitung 26 verbunden. Der Durchmesser des Drahtes 12 ist nicht ausschlaggebend und kann normalerweise zwischen 12,7 µm - 381 µm (0,5 - 15 mils) liegen und beträgt vorzugsweise ungefähr 229 µm (9 mils). Für die Zwecke der dargestellten beispielhaften Ausführung kann der Coronaentladungsdraht 12 aus jedem herkömmlichen leitenden Fadenmaterial, wie beispielsweise Edelstahl, Gold, Aluminium, Kupfer, Wolfram, Platin oder dergleichen bestehen.
Die Funktion der Coronaerzeugungsvorrichtung 10 zum Auftragen einer bestimmten Gesamtladung auf einer Abbildungsfläche wird vorzugsweise erreicht, indem Wechselspannung im Bereich von 4 kV bis 7 kV über die Coronaentladungselektrode 12 mit einer Frequenz zwischen 1 kHz und 10 kHz angelegt wird. Die Frequenz der Wechselspannungsquelle 24 kann jedoch in dem Bereich von 60 Hz von Netzstrom bis mehreren MHz variieren. Eine typische herkömmliche Coronaentladungsvorrichtung dieses Typs ist allgemein in US-A-2,836,725 dargestellt, das Vyverberg erteilt wurde, wobei eine leitende Coronaelektrode in Form eines länglichen Drahtes mit einer Coronaerzeugungs-Wechselspannung verbunden ist. Der Inhalt dieses Patentes wird hiermit in seiner Gesamtheit in die vorliegende Patentanmeldung integriert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist Abschirmungselement 18 vorteilhafterweise mit einer Heizeinrichtung zum Erhöhen der Oberflächentemperatur der Abschirmung versehen. Es hat sich herausgestellt, daß mäßige Anhebungen der Oberflächentemperatur der Abschirmung 18 während der Funktion der Coronaerzeugungsvorrichtung 10 Adsorption der Coronaemissionen an der Oberfläche der Abschirmung 18 verhindern und damit Stillstandslöschungen des Photorezeptors ausschließen, die durch Desorption der Coronaemmissionen verursacht werden. Des weiteren steigt durch das Erhitzen der Abschirmung 18 der Coronaerzeugungsvorrichtung der Massetransport von Verunreinigungen von dem Photorezeptor weg. Ein Anstieg von 10ºC an der Oberfläche von Abschirmung 18 erhöht den Dampfdruck der Verunreinigungen bis auf das 100fache, so daß die Entfernung von Verunreinigungen aus dem Bereich der Abschirmung 18 verstärkt wird.
In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführung der Coronaerzeugungsvorrichtung mit erwärmter Abschirmung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Abschirmung 18 an wenigstens einer Fläche derselben mit einer im wesentlichen durchgehenden Beschichtung 40 aus exothermer Farbe, beispielsweise MRX-001 von Rustol Chemical Corporation aus Tokyo, beschichtet ist. Obwohl eine derartige Zusammensetzung zufriedenstellend funktioniert, weiß der Fachmann, daß alternative Ausführungen eingesetzt werden können, um erhebliche Wärme an der Oberfläche der Abschirmung 18 zu erzeugen.
Die im wesentlichen durchgehende Beschichtung aus exothermer Farbe kann auf der Oberfläche von Abschirmung 18 hergestellt werden, indem eine organische Lösung bzw. Dispersion als dünne Schicht darauf aufgetragen wird. Das Material könnte auch in einem Polymerbindemittel dispergiert werden, um ausreichend durchgehende Beschichtung zu gewährleisten. Normalerweise kann die dünne Schicht durch Auftragen der Beschichtungslösung bzw. -dispersion mittels Sprühen, einschließlich elektrostatisches Sprühen oder Bürsten, so beispielsweise mit einer Farbe oder durch Tauchbeschichten, hergestellt werden. Nach dem Trocknen, das bei Umgebungs- und erhöhten Temperaturen ausgeführt werden kann, stellt die Schicht eine durchgehende Beschichtung mit einer starken Haftbindung an der Oberfläche der Abschirmung 18 dar. Die exotherme Beschichtung bzw. Dispersion wird in einer Dicke aufgetragen, durch die die Funktion der Coronaerzeugungsvorrichtung nicht behindert wird. Normalerweise wird die exotherme Farbe in einer Dicke aufgetragen, die eine Beschichtungsdicke zwischen 7,6 µm und 25,4 µm (0,3 bis ungefähr 1,0 mils) als im wesentlichen gleichmäßige durchgehende Schicht ohne Poren bildet. Die Farbschicht kann, je nach Wunsch, in einer Schicht oder mehreren Schichten aufgetragen werden.
Es ist anzumerken, daß, um eine leitende Abschirmung 18 aufrechtzuerhalten, die auf Erdpotential gehalten wird, wie dies für ordnungsgemäße Funktion der Coronaerzeugungsvorrichtung 10 erforderlich sein kann, eine isolierende Schicht zwischen der leitenden Abschirmung 18 und der exothermen Farbschicht erforderlich sein kann. Es stehen die folgenden beispielhaften Ausführung, wie sie in Fig. 2 und 3 dargestellt sind, zur Verfügung.
Wie unter erneuter Bezugnahmen auf Fig. 2 ersichtlich ist, ist die leitende Abschirmung 18 an ihrer Aussenfläche mit einer ersten isoherenden Schicht 42 beschichtet. Die isolierende Schicht 42 kann aus verschiedenen Materialien bestehen, zu denen jedes geeignete Isoliermaterial gehört, das mit jeder geeigneten Einrichtung auf die leitende Abschirmung 18 aufgetragen wird, so beispielsweise aus einem Mylar-Streifen, der an die leitende Abschirmung 18 geklebt wird. Ein weiteres geeignetes Verfahren kann das Laminieren einer Polymer-Isolierschicht auf die leitende Abschirmung 18 einschließen. Bei einem bevorzugten Verfahren kann eine Schicht aus Isolierfarbe, wie beispielsweise MRX-003 von Rustol Chemical Company, aufgetragen werden, um bessere Wärmeübertragung zu ermöglichen. Als Alternative dazu kann Schicht 42 durch ein Infrarotstrahlungsmaterial, wie beispielsweise MRX-002 ersetzt werden, das ebenfalls von Rustol Chemical Company bezogen werden kann. Eine Beschichtung aus exothermer Farbe 40 wird dann auf die isolierende Schicht 42 aufgetragen und bildet ein Mittel zum Erwärmen der leitenden Abschirmung 18. Die Schicht aus exothermer Farbe wird weiterhin an eine veränderliche Gleichspannungsquelle 30 und eine Erdelektrode 32 angeschlossen, so daß Strom durch die exotherme Farbe fließen kann und erhebliche Wärme an der Oberfläche der Abschirmung 18 erzeugt werden kann. Die Gleichspannungsquelle 30 kann über einen Schalter 34 mit der Heizeinrichtung verbunden sein, der durch einen Thermoelementschalter 36 ersetzt werden kann, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, um der Heizeinrichtung wahlweise Strom zuzuführen. Wenn beispielsweise eine erfaßte Temperatur höher ist als ein Bezugswert, kann Thermoelementschalter 36 geöffnet werden, um Stromfluß durch das Heizelement zu verhindern und Geräteteile vor zu hoher Wärmeeinwirkung zu schützen.
Bei einer alternativen Ausführung, die in Fig. 3 dargestellt ist, kann die Innenfläche der leitenden Abschirmung 18 mit einer isolierenden Schicht beschichtet werden, die mit einer Beschichtung der exothermen Farbe versehen ist. Bei dieser Auführung wird eine zweite isolierende Schicht 42 (oder als Alternative dazu, wie oben erläutert, eine Schicht aus infrarotstrahlender Farbe) auf die exotherme Farbe aufgetragen, um die Wärmeübertragung zu verbessern, und anschließend mit einer dünnen Metallschicht bzw. -folie 44 abgedeckt, wie dies dargestellt ist, um direkten Kontakt der Schicht aus exothermer Farbe mit der von Elektrode 12 erzeugten Corona zu vermeiden, wobei die elektrostatische Integrität der Coronaerzeugungsvorrichtung aufrechterhalten wird.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß offensichtlich ist, daß die Coronaerzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine beheizte leitende Abdeckung in Form einer leitenden Abdeckung mit einer Schicht exothermer Farbe umfaßt. Die Schicht aus exothermer Farbe ist mit einer Spannungsquelle verbunden, um Strom durch selbige und damit Wärme zu erzeugen und so die Oberflächentemperatur der leitenden Abdeckung zu erhöhen. Erwärmung der leitenden Abschirmung verstärkt den Massetransport von Verunreinigung durch höheren Dampfdruck der Verunreinigungen, so daß die Entfernung von Verunreinigungen aus dem die Coronaentladungselektrode umgebenden Bereich verstärkt wird.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungen beschrieben wurde, liegt für den Fachmann auf der Hand, daß viele Alternativen, Abwandlungen und Veränderungen daran vorgenommen werden können. Die vorliegende Offenbarung soll derartige Abwandlungen und Alternativen, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen, einschließen.

Claims

1. Coronaerzeugungsvorrichtung (10), die enthält:

ein Coronaentladungselektrode (12);

ein leitendes Abschirmelement (18), das eine Kammer mit offenen Enden bildet, in der die Coronaentladungselektrode (12) angeordnet ist; und

eine Heizeinrichtung (30, 34, 40) zum Erwärmen des leitenden Abschirmelementes (18), um die Temperatur desselben zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen durchgehende Schicht exothermer Farbe, d.h. einer Farbe, die Wärme ausstrahlt, wenn Strom durch sie hindurchgeleitet wird, auf wenigstens einer Fläche des leitenden Abschirmelementes vorhanden ist.

2. Coronaerzeugungsvorrichtungen nach Anspruch 1, wobei die Heizeinrichtung (30, 34, 40) enthält:

ein Heizelement (40), das an das leitende Abschirmelement (18) angrenzt; und

eine Quelle (30 elektrischen Stroms, die mit dem Heizelement (40) verbunden ist, um selbigem elektrischen Strom zuzuführen.

3. Coronaerzeugungsvorrichtungen nach Anspruch 2, wobei die Heizeinrichtung (30, 34, 40) eine Schalteinrichtung (34, 36) enthält, die mit der Stromquelle (30) verbunden ist, um dem Heizelement (40) wahlweise elektrischen Strom zuzuführen.

4. Coronaerzeugungseinrichtungen nach Anspruch 2 wobei die Schalteinrichtung (34, 36) einen thermostatisch gesteuerten Schalter (36) enthält.

5. Coronaerzeugungsvorrichtungen nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus exothermer Farbe eine Dicke im Bereich von ungefähr 7,62 µm bis 25,4 µm (ungefähr 0,3 bis ungefähr 1,0 mils) aufweist.

6. Coronaerzeugungsvorrichtungen nach Anspruch 1, die weiterhin eine Schicht aus elektrisch isolierendem Material (42) enthält, die sich zwischen dem Abschirmelement (18) und der Schicht aus exothermer Farbe (40) befindet.

7. Coronaerzeugungsvorrichtungen nach Anspruch 1, die enthält:

eine elektrisch isolierende Schicht (42), die an der Innenfläche des Abschirmelementes (18) angeordnet ist;

eine Schicht exothermer Farbe (40), die auf der zuerst erwähnten elektrisch isolierenden Schicht (42) angeordnet ist;

eine zweite elektrisch isolierende Schicht (42), die auf der Schicht exothermer Farbe (40) angeordnet ist; und

eine Metallfilmschicht (44), die auf der zweiten elektrisch isolierenden Schicht (42) in der Nähe der Coronaentladungselektrode (12) angeordnet ist.

8. Elektrostatisches Druckgerät, das eine Coronaerzeugungsvorrichtung zum Auftragen einer Ladung auf eine Abbildungsfläche enthält, wobei die Coronaerzeugungsvorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 7 entspricht.