DE7021444U - Elektrostatische ledeeinrichtung fuer elektrofotografische geraete - Google Patents

Description

Canon Kabushiki Kaisha 30-2, 3-chome, Shimomaruko, Ohta-ku, Tokyo , Japan

Elektrostatische Ladeeinrichtung für elektrofotografische

Geräte

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Ladeeinrichtung zur Verwendung in elektrofotografischen Geräten.

In elektrofotografischen Geräten ist im allgemeinen die Oberfläche »ines mit einer fotoleitenden Schicht versehenen elektrofotografischen lichtempfindlichen Teiles mit einer elektrostatischen Ladung von vorbestimmtem Betrag zu belegen. In einer hierbei verwendeten Ladeeinrichtung bzw. einer Entladungsstrecke ist im allgameinen ein Korona-Entladungsdraht aus Wolfram oder rostfreiem Stahl von ungefänr 0,1 mm Durchmesser vorgesehen, der gegenüber der Oberfläche des lichtempfindlichen Teiles angeordnet ist. Zwischen einer Elektrode, auf der sich das lichtempfindliche Teil befindet, und dem Xorona-Entladungsdraht wird eine Hochspannung angelegt, durch die eine Koronaentladung erzeugt wird, welche die elektrostatische Ladung auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Teiles aufbringt.

Infolge der Verwendung einer hohen Spannung wird der Korona-Entladungsdraht allmählich abgetragen bzw. verbraucht und die Zugfestigkeit wird soweit verringert, bis der Draht bricht. Weiterhin neigt die Koronaentladung dazu, wenn sich

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Toner oder ähnliches auf dem Korona-Entladungsdraht ablagert, sich an einer Stelle zu konzentrien. Dies ruft eine Funkenentladung hervor, die den Bruch des Drahtes bewirkt. In manchen Fällen kann sich auch das Kopierpapier um die Ladeeinrichtung wickeln und Kontakt mit dem Korona-Entladungsdraht bekommen, was ebenfalls mit einem Bruch des Drahtes endet. In diesen Fällen entsteht ein Funkenüberschlag zwischen dem gebrochenen Draht und dem lichtempfindlichen Teil, und es wird nicht nur letzterer, sondern auch die Ladeeinrichtung beschädigt. Im schlimmsten Fall wird das elektrofotografische Gerät selbst beschädigt und das Bedienungspersonal erhält einen elektrischen Schlag.

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist vorgeschlagen worden, ein Halteelement des Korona-Entladungsdrahtes mit einer Feder so vorzuspannen, daß bei einem Bruch des Drahtes das Halteelement nach außen gezogen wird, und daß dadurch gleichzeitig ein Schalter oder ähnliches betätigt wird, der eine Niederspannungsquelle, wie beispielsweise die Primärseite eines Transformators, unterbricht. Bei diesem Verfahren muß die Ladeeinrichtung mit einem Hochspannungskreis für die Aufladung und einem Niederspannungskreis für die Absicherung der Einrichtung versehen werden. Die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Kreisen ist recht groß, so daß viel Plata in der Einrichtung erforderlich ist, und die Herstellungskosten steigen. Insbesondere ist bei Verwendung eines schnellwirkenden Mikroschalters ein Drehmoment in der Größenordnung von 5 bis 10 pcm für die Betätigung des Schalters erforderlich. Dies ergibt für den Draht eine hohe Zugbelastung. Andererseits kann die Koronaentladung nicht wirkungsvoll bei einer relativ niedrigen Spannung erzeugt werden, wenn der Durchmesser des Koronaentladungsdrahtes nicht kleiner gehalten wird, im allgemeinen bei 0,04 bis 0,08 mm. Der Draht kann daher keiner größeren Zugspannung ausgesetzt werden, weil er sonst sofort bricht. Somit war bisher die Herstellung schwierig.

Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ei'ie Ladeeinrichtung mit einer Sicherheitsvorrichtung zu schaffen, die bei einem Bruch des Korona-Entladungsdrahtes einen Unfall oder Schaden verhindert, undjdie in der Lage ist, die Hochspannungszuführung zum Korona-Entladungsdraht sofort zu unterbrechen, wenn der Draht bricht.

Ausgehend von einer Ladeeinrichtung für elektrofotografische Geräte mit mindestens einem Korona-Entladungsdraht und einer Sicherheitsvorrichtung, die bei einem Bruch des Drahtes wirksam wird, wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Abschirmungen in entsprechendem Abstand zum Korona-Entladungsdraht sowie Halterungen für die Abschirmungen vorgesehen sind, daß ferner mindestens eine Kurzschlußelektrode neben dem mit der Hochspannungszuführung verbundenen Ende des Korona-Entladungsdrahtes angeordnet ist, daß weiterhin ein elektrisch leitendes Halteelement für den Korona-Entladungsdraht auf der Seite der Hochspannungszuführung so ausgebildet ist, daß der Korona-Entladungsdraht e"'.astisch gehalten und das Halteelement in Kontakt mit der Kurzschlußelektrode bringbar ist, wenn der Korona-Entladungsdraht bricht, und daß ein Kabel zum Anschluß an eine elektrische Energiequelle für die Zuführung der Hochspannung an den Korona-Entladungsdraht vorgesehen ist.

Dank diesen Maßnahmen ergibt sich eine Ladeeinrichtung, welche die obengenannten Schwierigkeiten beseitigt, und deren Sicherheitsvorrichtung bei einem Bruch des Drahtes die Hochspannungszuführung zum Korona-Entladungsdraht soiort erdet, indem dieser mit der am Gerätegestell oder -rahmen angeordneten Kurzschlußelektrode verbunden wird und so einen geschlossenen Strom-Ableitpfad zur Masse bzw. Erde bildet.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Halteelement für den Korona-Entladungsdraht aus elastischem Material besteht oder wenn das Halteelement eine Federbetätigung aufweist.

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Eine weitere zweckmäßige Möglichkeit zur Realisierung der Ladeeinrichtung ergibt sich dadurch, daß gleichartige Korona-Entladunprs&rähte vorgesehen sind, daß das Halteelement für den Korona-Entladungsdraht einen Drehpunkt aufweist, daß das Halteelement so in einem Zapfen gelagert ist, daß die Korona-Entladungsdrähte auf beiden Seiten des Drehpunktes festgehalten werden, und daß mindestens zwei Kurzßchlußelektroden gegenüber den freien Enden des Halteelementes für den Draht angeordnet sind.

Besonders zweckmäßig ist es, als elektrische Energiequelle für die Erzeugung der Hochspannung für- den Korona-Entladungsdraht einen Konstantspannungstransformator zu verwenden, dessen Ausgangsspannung bei Überlastung zu Null wird.Damit wird bei einem Bruch des Drahtes die Hochspannungszuführung sofort unterbrochen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Alisführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Pig. 1 eine Vorderansicht einer Ladeeinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild der Ladeeinrichtung nach Pig. 1,

Pig. 3 eine Darstellung der Spannungs-Strom-Charakteristik eines Konstantspannungstransformators und

Fig. 4A

und '!-B Ausschnitte aus Vorderansichten weiterer Ausführungsbeispiele einer Ladeeinrichtung nach der Erfindung.

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In Fig. 1 sind Korona-Zrtladungsdrähte 2 von einem rah.-menförmigen Abschirmkörper 1 umgeben, der z.B. aus iv -,tfreiem Stahl, Aluminium, etc. gefertigt ist. Die Korona-Eii Icdungsdrähte 2 haben einen einheitlichen, passenden Durchmesser und sind aus nicht korrodierendem Material hergestellt, wie rostfreiem Stahl. Beide Enden der Korona-Entladungsdrähte 2 sind an elastischen Halteelementen 31 und 32 aus elektrisch leitendem Material befestigt. Es sei darauf hingewiesen, daß anstelle des elastischen Halteelementes 32 auch ein nichtelastisches Halteelement verwendet werden kann. Die Halteelemente 311 32 sind ihrerseits an isolierenden Seitenwänden 41 und 42 an beiden Enden des rahmenförmigen Abschirmkörpers 1 befestigt. Die Kurzschlußelektroden 5» die an der isolierenden Seitenwand angebracht sind, sind geerdet, und die Ladeeinrichtung ist mit einem Kabel 6 zur Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle versehen.

Im allgemeinen wird die Hochspannung den Korona-Entladungsdrähten 2 zugeführt und die Oberfläche eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements wird dadurch mit einer elektrostatischen Ladung belegt.

Nun sei angenommen, daß herkömmliche Kornona-Entladungsdrähte durch die Koronaentladung verbraucht und durch Funkenentladungen, durch Umwickeln mit Kopierpapieren oder durch andere Umstände gebrochen sind. Wenn die gebrochenen Korona-Entladungsdrähte sich in der Nähe oder in direktem Kontakt mit einer brennbaren Substanz befinden, wie z.B. einem lichtempfindlichen Element, so entsteht zwischen ihnen eine Funkenentladung, die brennbare Substanz entzündet sich und ruft einen Brand hervor. Wenn die gebrochenen Korona-Entladungsdrähte in Kontakt mit einem Metallteil stehen, kann die Bedienungsperson einen elektrischen Schlag bekommen.

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Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung bekommen jedoch, die Halteelemente 31 und 32 "bei einem Bruch der Korona=· Entladungsdrähte auf Grund der Elastizität Jedes der Halteelemente 31 Kontakt mit den Kurzschlußelektroden 5«Damit wird die Hochspannungszuführung zu den Korona-Entladungsdrähten 2 automatisch unterbrochen.

Dies ist aus Fig. 2 sofort zu erkennen. Das dargestellte Schaltschema enthält eine Ladeeinrichtung nach Fig. 1 mit einer Hochspannungsversorgung 7* dem Halteelement 31» über das die Hochspannung dem Korona-Entladungsdraht 2 zugeführt wird, und die Kurzschlußelektrode 5· Bei einem Bruch des Korona-Entladungsdrahtes 2 erhält das elastische Halteelement 31 Kontakt mit der Kurzschlußelektrode 5» und der Stromkreis aus der Hochspannungsversorgung 7, z.B. einem Hochspannungstransformator, ferner einer Hochspannungszuführungsleitung 4, dem Halteelement 31 und der Kurzschlußelektrode 5 ist geschlossen.

In diesem Fall schmilzt bei Verwendung eines üblichen Transformators in der Hochspannungsversorgung 7 eine Sicherung auf der Eingangsseite.

Bei Verwendung eines KonstantSpannungstransformators ergibt sich eine Spannungs-Strom-Charakteristik, wie sie in Fig.3 dargestellt ist. Daraus ergibt sich, daß die Hochspannungszuführung zu den Korona-Entladungsdrähten 2 unterbrochen ist und daß die Ausgangsspannung zu Null wird, sobald der Draht gebrochen ist.

Fig. 4-A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Paar von Halteelementen auf einer Stütze -8 angebracht ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Halteelemente nicht elastisch, sondern die Halteelemente, an deren Enden die entsprechenden Korona-Entladungsdrähte 2 befestigt sind, werden durch jeweils eine Feder 9 bzw. 10 von ent-

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""·. .-chender Zugkraft zu der Seitenwand 41 des rahmenförmigen .iLi-..:.uliirmkörpers 1 gezogen.

In Fig. 4B ist noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem ein einzelnes Halteelement 3 auf einem Zapfen drehbar gelagert ist. Die Korona-Entladungsdrähte 2, die an beideu Enden des Halteelementes befestigt sind, sind im Normalfall im Gleichgewicht. Wenn ein Draht gebrochen ist, wird ein Ende des Halteelementes 3 durch die Zugkraft des anderen Drahtes mit der Kurzschlußelektrode 5 in Kontakt gebracht.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine sehr zuverlässige Sicherheitsvorrichtung durch die Anordnung der KurζSchlußelektrode 5 gegenüber dem ^alteelement 3 für die Drähte erreicht. Die Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung erspart einen Schalter, Leitungsdrähte, usw., die in üblichen Anordnungen erforderlich sind. Weiterhin werden die Korona-Entladungsdrähte nur einer geringen Zugspannung ausgesetzt, weil es ausreicht, die Halteelektrode 3 in einem geringen Abstand von der Kurzschlußelektrode 5 zu halten.

Deshalb ist nicht zu befürchten, daß die Korona-Entladungsdrähte 2, die in vorher bekannten Einrichtungen unter hoher Zugspannung standen, brechen. Vielmehr bietet die erfindungsgemäße Ladeeinrichtung mit ihrer einfach aufgebauten Sicherheitsvorrichtung einen zuverlässigen Schutz gegen Unfälle oder Schäden, die durch einen Bruch des Entladungsdrahtes entstehen könnten.

Sprüche -

712144*-?. ti. 7*

Claims (5)

sprüche

1. Ladeeinrichtung für elektrofotografische Geräte mit mindestens einem Korona-Entladungsdraht und einer Sicherheitsvorrichtung, die "hei einem Bruch des Drahtes wirksam wird, dadurch gekennzeichnet , daß Abschirmungen

(1) in entsprechendem Abstand zum Korona-Entladungsdraht(2) und Halterungen (31, 32) für die Abschirmungen (1) vorgesehen sind, daß ferner mindestens eine Kurzschlußelektrode (5) neben dem mit der Jclochspannungszuführung verbundenen Ende des Kcrona-Sntladungsdrahtes (2) angeordnet ist, daß weiterhin ein elektrisch leitendes Halteelement (31) für den Korona-Entladungsdraht (2) auf der Seite der Hochspannungszuführung so ausgebildet ist, daß der Korona-Entladungsdraht

(2) elastisch gehalten und das Halteelement in Kontakt mit der Kurzschlußelektrode (5) bringbar ist, wenn der Korona-Entladungsdraht (2) bricht, und daß ein Kabel (6) zum Anschluß an eine elektrische Energiequelle fU* die Zuführung der Hochspannung an den Korona-Entladungsdraht vorgesehen ist.

2. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ e i ch η e t , daß das Halteelement (31) für den Korona-Entladungsdraht (2) aus elastischem Material besteht.

3. Ladeeinrichtung nach Anspruch Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federbetätigung (9»10) für das Halteelement für den Korona-Entladungsdraht (2) vorgesehen ist.

4·. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß gleichartige Korona-Entladungsdrähte (2) vorgesehen sind, daß das Halteelement (3)

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für die Korona-Entlaaungsdrähte (2) einen Drehpunkt aufweist, daß das Halteelement so in einem Zapfen gelagert ist, daß die Korona-Entladungsdrähte (2) auf beiden Seiten des Drehp .nktes gehalten sind und daß mindestens zwei Kurzschlußelektroden (5) gegenüber den freien Enden des Halteelementes (3) für die Korona-Entladungsdrähte (2) angeordnet sind.

5. Ladeeinrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energiequelle (7) einen Konstantspannungstransformator enthält.

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