LU81181A1 - Element de generation d'effluve en couronne,notamment pour electrophotographie - Google Patents

Description

|| . 1 j « La présente invention se rapporte à un élément de génération d'effluve en couronne, correspondant à ce qu'on appelle également l'effet corona, et elle a trait plus particulièrement à un élément i de génération d'effluve en couronne utilisable en électrophotogra- |! 5 phie.

; On utilise des éléments de génération d'effluves en couronne en électrophotographie pour appliquer une charge électrostatique j ' uniforme à la surface d'un support photoconducteur. Cette charge | appliquée peut être positive ou négative en fonction de la nature 10 du support photoconducteur. Si la charge appliquée à la surface du j . support n'est pas uniforme, l'image électrostatique formée sur j ; cette surface lors d'une exposition à un motif lumineux ne corres- ! .

j ·» pond pas exactement à ce motif, mais elle résulte en partie de va- j riations de l'uniformité de la charge appliquée. * | ; 15 Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 4 025 339, on a décrit un support photoconducteur d'une sensibilité extrêmement grande qui est capable de reproduire ou de créer des images de haute résolution, c'est-à-dire que chaque point de la surface du support est capable de se décharger sélectivement en concordance 20 avec l'intensité de la lumière incidente de manière qu'on puisse I reproduire une échelle presque infinie de teintes de gris sur l'image résultante. Le support photoconducteur accepte une charge de polarité négative. Pour exploiter intégralement les caractéristiques exceptionnelles de ce support photoconducteur, il est if ,25 nécessaire que la charge appliquée soit essentiellement uniforme i ! sur toute sa surface.

i î Un type d'élément générateur d'effluve en couronne qui est i j couramment utilisé en électrophotographie se présente sous la | forme d'un film métallique fin de section droite circulaire et | 30 d'un diamètre qui est habituellement de l'ordre d'environ 75 microns '1 Ce fil métallique est tendu entre des pièces extrêmes d'ancrage et I il est relié à une source de haute tension de grandeur suffisante

Ipour ioniser l'air autour du fil. Les ions ainsi produits sont ensuite attirés vers le support photoconducteur par tout moyen appro-35 prié. Ce type d'élément générateur d'effluve en couronne est d'une construction simple, il est d'une fabrication aisée et peu coûteuse : et il produit une effluve en couronne essentiellement uniforme sur toute sa longueur lorsqu'il est utilisé dans le mode oositif.

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Un inconvénient de ce type d'élément de génération d'effluve en couronneconsiste dans son incapacité à produire une effluve en couronne uniforme lorsqu'il est utilisé dans le mode négatif.

Plus particulièrement, on a constaté que, lorsqu'on utilise un fil 5 métallique pour engendrer une effluve en couronne négative, l'effluve ainsi produite a tendance a varier en densité d'un point à un autre sur la longueur du film. On estime que cette non-uniformité est causée par des points chauds positionnés et se déplaçant au hasard, s'établissant pour une raison ou pour une autre le long 10 du fil et devenant des sources de rayonnement intense.

Pour compenser ces points chauds et pour produire le long du fil une effluve en couronne qui soit essentiellement uniforme, on a proposé différentes solutions. L'une d'elles consiste à prévoir plusieurs éléments générateurs d'effluves en couronne constitués 15 par des fils métalliques qui sont disposés parallèlement a un axe central et qui sont entraînés en rotation autour de ce dernier.

Une autre solution proposée consiste à faire déplacer alternativement un seul fil métallique générateur d'effluve en couronne autour de son axe longitudinal. On a décrit d'autres solutions permettant 20 de compenser l'influence de points chauds dans un élément générateur d'effluve en couronne constitué par un fil métallique dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos. 2 856 533 et 3 233 156.

Un autre type d'élément générateur d'effluve en couronne fréquemment utilise en électrophotographie comprend un groupe d'ëlec-25 trodes en forme d'aiguilles ou de broches qui sont reliées de façon conductrice entre elles. Lorsqu'une sourée de haute tension est reliée aux électrodes, une effluve en couronne est engendrée autour des pointes de chaque électrode. Ce type d'élément ne donne pas lieu « la difficulté des points chauds répartis de façon alêa-30 toire, mais il se pose d'autres problèmes. Par exemple, on doit^ espacer les électrodes d'une distance relativement grande les unes des autres afin de produire une effluve en couronne relativement uniforme sous des tensions d’environ kV et, lorsqu'une électrode tombe en panne, il existe une zone assez grande dans laquelle 35 aucune effluve n'est engendrée. On pourra trouver des exemples de ce type d'élément générateur d'effluve en couronne dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos. 3 581 149, 3 624 392, . 3 649 380, 3 691 373, 3 765 154 et 3 959 690.

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On a en outre décrit des exemples d'autres éléments générateurs '< d'effluves en couronne qui ont été utilisés en dehors du domaine de l’électrophotographie dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique | Nos. 2 852 093, 3 294 971 et 3 766 382.

j; ' 5 On voit par conséquent qu'il est nécessaire de disposer d'un élément générateur d'effluve en couronne du type fil métallique* qui produise une effluve en couronne essentiellement uniforme sur

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| toute sa longueur lorsqu'il est utilisé dans le mode négatif.

IJ L'invention permet de résoudre le problème défini ci-dessus à p 10 l'aide d'un élément générateur d'effluve en couronne qui peut être ;| . relié à une source de haute tension en vue de l'application d'une ! v charge électrostatique uniforme à la surface d'un support photo--v conducteur et qui se présente sous la forme d'un brin de fil métal lique, cet élément étant caractérisé en ce qu'il est prévu plusieur 15 parties minces espacées sur la longueur du fil métallique, lesdites parties minces ayant une épaisseur inférieure à celle de l'âme du fil et chaque partie mince se terminant par au moins un bord constituant une surface d'émission d'effluve en couronne, ce qui permet de produire le long desdits bords une effluve en couronne qui 20 est essentiellement uniforme sur la longueur de l'élément.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels •25 la Fig. 1 est une vue en nersoective d'un élément de génération μι: d'effluve en couronne qui est agencé selon l'invention, la figure i i-V donnant egalement un schéma synoptique; et

Jt ! | la Fig. 2 est une vue en perspective fragmentaire d'une variant U de l'élément selon l'invention.

;30 Sur la Fig. 1, on a représenté en 11 un élément de génération d’effluve 2n couronne. Une source de courant 13, qui produit une tension continue négative ce 6 kV, est reliée à cet élément 11.

: ' Un support photoconducteur 16 du type qui est chargé avec une tension négative, est positionné de façon à recevoir sur sa sur-35 face supérieure 17 une charge fournie par l'élément générateur ; q. d'effluve en couronne 11.

;r · Cet élément 11 comprend un brin de fil 19 qui peut être formé de tungstène ou d'un autre métal approprié pour une émission & / i ·· * 1 . -- ~ • -, «t ( v _ t 4 d'effluve en couronne. Le fil 19 a une section droite circulaire et il comporte une série de parties planes, minces, identiques, de configuration rectangulaire et de section droite également rectangulaires, qui ont été désignées par 21. Les parties planes 5 21 sont réparties sur la longueur du fil 19 à intervalles étroite ment espacés et elles sont agencées de façon à être situées dans un plan commun qui passe par l'axe longitudinal du fil 19, lesdites parties ayant une épaisseur inférieure au diamètre de ce fil.

Les parties planes 21 comportent des côtés qui s'étendent latéra-10 lement vers l'extérieur au delà de l'âme du fil 19 et qui se terminent par des bords latéraux 23. Ces bords latéraux 23 agissant comme des surfaces d'émission d'effluve en couronne du type en lame de couteau. Pour l'élément de génération d'effluve en couronne 11, on peut adopter en particulier les dimensions suivantes: 15 · Diamètre de section droite du fil ...... 75 microns • Epaisseur des parties planes ................ 25 microns • Dimension longitudinale des parties planes (c'est-à-dire dimension suivant l'axe longitudinal du fil) ....................... 0,5 millimètre 20 · Dimension latérale des parties planes ....... 1 millimètre • Distance entre centres de parties planes successives ................................ 3 millimètres

Puisque l'épaisseur des parties planes, pour les dimensions données ci-dessus à titre d'exemples, correspond au tiers du dia-25 mètre du fil, l'intensité de l'effluve en couronne produite dans chaque partie plane est vingt-sept fois supérieure à l'effluve qui serait autrement produite en cet endroit.

Lorsque le fil métallique 19 est excité par la source de cour-rant 13, une effluve en couronne de haute intensité est produite 30 le long des bords latéraux 23 de chaque partie plane 21. La résultante des effluves en couronne qui sont engendrées dans chacune de ces parties est constituée par une série continue d'effluves de haute intensité qui sont reparties essentiellement uniformément sur toute la longueur du fil métallique 19.

35 Sur la Fig. 2, on a représenté un autre mode de réalisation de l'élément générateur d'effluve en couronne 11. Dans ce cas, l'élément 11 comprend le brin de fil 19 qui est pourvu d'une série de parties minces 25 en forme de fer de hache réparties sur la loncueur ,./¾ r t 5 du fil 19 à intervalles étroitement espacés. Les parties 25 en 1 forme de fer de hache sont généralement semblables aux parties planes 21, excepté que les parties 25 ont une section droite, perpendiculaire à l'axe longitudinal du fil 19, qui a essentiel-5 leraent une forme de losange et qu'elles comportent des parties en forme de lames de rasoir 27 qui s'étendent latéralement au f delà de l'âme du fil 19. Ces lames de rasoir 27 jouent le rôle des surfaces d'émission d'effluve en couronne du type lames de ^ couteau.

10 Des parties 25 en fer de hache sont agencées de manière que i ,i les lames 27 soient situées dans une zone commune qui contient l'axe longitudinal du fil 19. La portion inclinée 29 des parties 25 en fer de hache qui sont situées entre les lames 27 a une épaisseur inférieure au diamètre du fil 19. Les lames 27 sont 15 plus minces que les bords latéraux 23 des parties planes 21.

Lorsque le fil 19 est excité par la source de courant 13, une effluve en couronne de haute intensité est produite le long des lames 27 de chaque partie 25 en fer de hache. La résultante des effluves en couronne engendrées dans chacune de ces zones 20 est constituée par une série continue d'effluves en couronne de ! haute intensité qui sont réparties essentiellement uniformément sur la longueur du fil 19.

Les parties planes minces 21 et les parties en fer de hache minces 25 sont réparties sur la longueur du fil 19 à intervalles 25 étroitement espacés de façon à produire une série continue d'ef-v fluves en couronne de haute intensité qui sont réparties essentiellement uniformément sur toute la longueur du fil 19. Les intervalles existant entre les parties 21 ou 25 peuvent être ji réguliers ou irréguliers à condition qu'une série continue I* 30 d'effluves en couronne soit réoartie essentiellement uniformément « 1¾

Il sur toute la longueur du fil 19.

ii i* De préférence, la partie 25 comporte deux lames 27 qui s’éten- ii j| dent au delà de l'âme du fil 19. Une lame 27, située sur une part] | 25, pourrait former l'effluve en couronne désirée, mais il est prc J'S 35 férable d'utiliser deux lames. Egalement, si une des lames 27 se p rompt, la lame ou bord nouvellement formé fonctionne comme une surface génératrice d'effluve en couronne. En outre, puisque l'ef- I ^fluve en couronne est engendrée sur les lames 27 et puisque r ' 6 ces lames 27 sont plus minces que les autres parties du fil et que les bords latéraux 23 des parties planes 21, l'intensité de l'effluve en couronne produite sur les lames 27 est bien supérieure à celle de l'effluve qui serait autrement engendrée.

5 Enfin, et ce qui est plus important, puisque l'effluve en couronne est engendrée le long des lames 27 étroitement espacées et non le long des autres parties du fil, le risque de génération de points chauds, de positions et déplacement aléatoires, quand le fil est utilisé dans le mode négatif, est fortement réduit, 10 sinon totalement éliminé.

On peut fabriquer l'élément de génération d'effluve en couronne 11 à partir d'une certaine longueur d'un fil métallique de section droite circulaire, puis en profilant les parties minces par martelage, estampage, emboutissage ou par tous autres moyens appropriés 15 et connus dans ce domaine.

Bien qje l'invention ait été décrite ci-dessus en référence à l'application d’une charge électrostatique de polarité négative, il va de soi que l'invention est aussi utilisable dans le cas de 1'application d’une charge électrostaticue de polarité positive.

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Claims (10)

1.- Elément de génération d'effluve en couronne pouvant être relié à une source de haute tension en vue de l'applicaton d'une charge électrostatique uniforme à la surface d’un support photo-; 5 conducteur, cet élément étant formé d'un brin de fil métallique i et étant caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs parties j! minces espacées sur la longueur du fil métallique, lesdites i parties minces ayant une épaisseur inférieure à celle de l'âme | du fil et chaque partie mince se terminant par au moins un bord 10 constituant une surface d'émission d'effluve en couronne, ce qui permet de produire le long desdits bords une effluve en couronne qui est essentiellement uniforme sur la longueur de l'élément. !‘

2. Elément de génération d'effluve en couronne selon la re~ ' vendication 1, caractérisé en ce que chaque partie mince comprend 15 deux bords,

3,- Elément de génération d'effluve en couronne selon la re- I vendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites parties minces comportent au moins un bord défini par des surfaces planes conver-i gentes. i 20 4.- Elément de génération d'effluve en couronne selon la re- : vendication 1 ou 2, caractérisé en ce crue ladite partie mince ! - | comporte des surfaces opposées situées dans des plans parallèles. '1

5.- Elément de génération d'effluve en couronne selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le I * 25 bord des parties minces s'étend vers l'extérieur au delà de l'âme |Ί du fil métallique.

6. Elément de génération d'effluve en couronne selon l'une )f lt quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fil jl "* !| a une section droite circulaire. il 30 7.- Elément de génération d'effluve en couronne selon la re vendication 6, caractérisé en ce que les parties minces sont dis-ï posées dans un plan commun. s

8. Elément de génération d'effluve en couronne selon l'une I quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'axe I 35 longitudinal du fil est situé dans le plan où les parties minces I f sont disposées, i * K N ' 8

9.- Elément de génération d'effluve en couronne selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les parties minces ont une section droite normale à l'axe longitudinal du fil, ont essentiellement une forme de losange et comportent des bords 5 gui sont vifs à la façon d'une lame de rasoir.

10,- Elément de génération d’effluve en couronne selon la revendication 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que les parties minces ont une section droite normale à l'axe longitudinal du fil, ont essentiellement une forme rectangulaire et comportent des bords 10 qui définissent des côtés.

11,- Elément de génération d'effluve en couronne selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les parties minces sont placées à intervalles étroitement espacés. 15 12.- Elément de génération d'effluve en couronne selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'épaisseur des parties minces est à peu près égale au tiers du diamètre du fil de sorte que l'intensité de l'effüuve en couronne produite dans chaque partie mince est environ vingt-sept fois 20 supérieure à l'intensité de l'effluve en couronne qui serait autrement produite dans cette zone. 13, - Elément de génération d'effluve en couronne selon l'une . quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'épaisseur des parties minces est d'environ 25 microns et en ce 25 que le diamètre du fil est d'environ 75 microns. 14, - Elément de génération d'effluve en couronne selon l'une , quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le fil est formé de tungstène. 15, - Elément de génération d'effluve en couronne selon la re-30 vendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits bords constituent des surfaces d'émission d'effluve en couronne du type en lames de couteau. 16, - Elément de génération d'effluve en couronne selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les 35 coins des parties minces sont arrondis. 17, - Elément de génération d'effluve en couronne selon l'une ^ quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les parties minces sont réparties à intervalles réguliers. - 9 * -

18.- Elément de génération d'effluve en couronne selon l'une i quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la dis- ü tance séparant des centres de parties planes successives est d environ 3 millimètres. J I ^ i j ! i % \ i * ! ί f i « il î C S i Ψ t,