PL70053B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Xerox Corporation, Rochester (Stany Zjedno¬ czone Ameryki) Urzadzenie wyladowania ulotowego do elektrostatycznego ladowania zwlaszcza powierzchni plyty kserograficznej Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie wylado¬ wania ulotowego do elektrostatycznego ladowania zwlaszcza powierzchni plyty kserograficznej.W procesie kserograficznym plyte kserograficz¬ na, która posiada warstwe fotoprzewodzacego ma¬ terialu, umieszczona na przewodzacym podlozu la¬ duje sie równomiernie powierzchniowo, po czym za pomoca róznych technik projekcyjnych rzutuje sie na plyte powielany obraz. Naswietlenie rozla¬ dowuje plyte zgodnie z natezeniem padajacego na nia swiatla, tworzac utajony obraz elektrostatyczny.Wywolanie obrazu dokonuje sie za pomoca wy¬ wolywaczy, które zazwyczaj skladaja sie z mie¬ szaniny odpowiednio barwionego proszku zywico¬ wego zwanego dalej tonerem i ziarnistego nosnika, który wytwarza ladunek tryboelektryczny i prze¬ nosi toner. Zadaniem nosnika jest mechaniczne sterowanie tonera albo doprowadzenie go do po¬ wierzchni obrazu i jednoczesnie zapewnienie pra¬ wie calkowitej jednorodnosci ladunku. W czasie wywolywania obrazu, toner przylega do powierz¬ chni warstwy fotoelektrycznej i jest elektrosta¬ tycznie utrzymywany w ksztalcie odpowiadajacym utajonemu obrazowi elektrostatycznemu. Nastepnie wywolany obraz kserograficzny jest przenoszony na material nosny i utrwalany w dowolny sposób, na przyklad przez wtopienie cieplne.Dotychczas stosowano rózne sposoby i.urzadzenia do równomiernego ladowania plyty kserograficz¬ nej. Znane jest na przyklad urzadzenie, w którym 10 15 20 25 elektroda, na przyklad drut, otoczona elektrycznie przewodzaca, uziemiona oslona jest umieszczona w poblizu uziemionej powierzchni i jest przylaczo¬ na do zródla wysokiego napiecia w celu wytworze¬ nia ulotowego wyladowania wzdluz powierzchni drutu. Wyladowanie ulotowe powstaje, gdyz gra¬ dient potencjalu elektrycznego miedzy drutem a uziemiona powierzchnia powoduje przebicie po¬ wietrza otaczajacego drut. W rezultacie wokól dru¬ tu grupuja sie jony, które pod wplywem pola elek¬ trycznego plyna do ladowanej powierzchni. Ten przeplyw jonów wykorzystany jest dla wprowadze¬ nia elektrostatycznego ladunku na uziemiona po¬ wierzchnie, która znajduje sie w poblizu otworu w przewodzacej oslonie. Urzadzenie to jest znane powszechnie pod nazwa koronotronu.Wydajnosc tego urzadzenia zalezy od takich czynników jak srednica drutu ulotowego, odleglosc drutu od uziemionej plyty i geometryczne charak¬ terystyki ulotu. Prad ulotowy plynacy od drutu do plyty fotoelektrycznej jest proporcjonalny do róz¬ nicy potencjalów miedzy dwoma elementami, która zmienia sie w czasie ladowania w miare przyby¬ wania ladunku na pólprzewodzacej powierzchni fotoelektrycznej.Wielkosc pradu jonowego miedzy drutem a ply¬ ta decyduje o szybkosci z jaka plyta kserograficzna laduje sie. Równiez jesli miedzy plyta a elemen¬ tem o wyladowaniu ulotowym wystapi wzgledny ruch, co jest zjawiskiem typowym w kserografii, 70 05370 053 wzgledna predkosc miedzy nimi bedzie regulowac wielkosc ladunku fotoreceptora. Predkosc z jaka powierzchnia fotoelektryczna zostanie równomier¬ nie naladowana przez koronotron, jest czynnikiem ograniczajacym mozliwosc konstrukcji urzadzen 5 kserograficznych o wiekszych predkosciach robo¬ czych. Na przyklad wykorzystywano w tym celu beben fotpelektryczny wirujacy wzgledem urzadze¬ nia ladujacego. Wówczas poprzez szybsze ladowa¬ nie powierzchni fotoreceptora mozna osiagnac wiek- 10 sza, predkosc obrotowa bebna i wieksza wydajnosc.W praktyce w celu uzyskania wiekszej szybkosci ladowania konieczne bylo przylozenie do drutu ulotowego wyzszego potencjalu wejsciowego, co moze byc nieoplacalne. Zatem w celu uzyskania 15 wiekszej wydajnosci szybkich kserografów automa¬ tycznych pozadane jest zwiekszenie przeplywu jo¬ nów do powierzchni fotoelektrycznej, przy danym wejsciowym potencjale urzadzenia ladujacego.Celem wynalazku jest usprawnienie elektryczne- 20 go ladowania powierzchni plyty kserograficznej za pomoca urzadzenia o wyladowaniu ulotowym, zwiekszenie szybkosci ladowania i polepszenie równomiernosci z jaka dodatni lub ujemny ladu¬ nek elektrostatyczny jest umieszczany na powierz- 25 chni plyty kserograficznej.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie w obwodzie koronotronu szczeliny iskrowej, co zwieksza wydajnosc i oszczednosc ladowania w kserografii poprzez zwiekszenie pradu jonowego 30 przy danym potencjale, a ponadto urzadzenie mo¬ ze pracowac przy wyzszych potencjalach wejscio¬ wych niz to bylo dotychczas mozliwe.Normalnie w zwyklych koronotronach przylacze¬ nie drutu ulotowego do dodatniego potencjalu elek- 35 trycznego w celu wprowadzenia na plyte fotoelek¬ tryczna dodatniego potencjalu spowoduje, ze ulot natychmiast utworzy powloke wokól drutu uloto¬ wego. Wedlug niniejszego wynalazku, wprowadze¬ nie do obwodu laczacego drut ulotowy z wysokim 40 napieciem, szczelinowej iskrowej elektrody lub lu¬ ku spowoduje powstanie skrosnej emisji ulotowej wewnetrznego obszaru oslony otaczajacej drut.Zostalo doswiadczalnie stwierdzone, ze tak roz¬ proszone wyladowanie ulotowe usprawnia, w po- 45 równaniu z dotychczasowymi urzadzeniami, lado¬ wanie plyty. Wynalazek zwieksza szybkosc lado¬ wania i wielkosc ladunku na powierzchni, co poz¬ wala na przylaczenie drutu ulotowego do wyzszych maksymalnie przykladanych napiec niz to bylo 5° mozliwe w dotychczas stosowanym urzadzeniu la¬ dujacym. Wynalazek daje równiez wieksza niz do¬ tychczasowe urzadzenia wydajnosc, gdyz przy da¬ nym przylozonym napieciu, wytwarza na plycie wiekszyladunek. 55 Podobne rezultaty zostaly stwierdzone przy la¬ dowaniu plyty fotoprzewodzacej ladunkiem ujem¬ nym, kiedy ulotowo ladujace urzadzenie jest przy¬ laczone w opisany sposób do ujemnego wysokiego potencjalu. 60 W tradycyjnych koronotronach, gdy drut uloto¬ wy jest przylaczony do ujemnego potencjalu, wzdluz drutu powstana „sciegi" wyladowania ulo¬ towego, co powoduje nierównomierne ladowanie plyty fotoelektrycznej. 65 Ujemne ladowanie powierzchni fotoelektrycznej ma miejsce na przyklad przy solaryzacji, niekiedy równiez przy wywolywaniu rozladowanej powierz¬ chni, gdyz wywolywane tonerem obszary sa obsza¬ rami obrazu o rozproszonym ladunku. Takie od¬ wrotne wywolywanie stosuje sie w 1 kserografii wówczas, gdy powierzchnia fotoczula jest naswiet¬ lana negatywem mikrofilmu. Zgodnie z wynalaz¬ kiem wprowadzenie do obwodu laczacego drut ulo¬ towy z wysokim potencjalem szczeliny iskrowej spowoduje rozproszenie „sciegów" ulotowych wzdluz powierzchni drutu i utworzy powloke wy¬ ladowania ulotowego wokól drutu bardziej równo¬ mierna. Spowoduje to bardziej równomierne, w po¬ równaniu z tradycyjnymi koronotronami, ujemne ladowanie plyty, jak równiez pozwoli na uzyskanie wiekszego ladunku przy wyzszych potencjalach.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie koronotron wedlug wynalazku, fig. 2 przedstawia graficznie wydajnosci urzadzenia z fig. 1 w porów¬ naniu z urzadzeniem tradycyjnym, fig. 3 przedsta¬ wia schematycznie inny przyklad urzadzenia wed¬ lug wynalazku.Na fig. 1 przedstawiono koronotron do elektro¬ statycznego ladowania powierzchni na przyklad fo- toprzewodzacego materialu izolacyjnego. Na rysun¬ ku jest pokazany fragment plyty kserograficznej 1, posiadajacej fotaprzewodzaca warstwe izolacyjna 2, umieszczona na przewodzacym, uziemionym pod¬ lozu 3. Koronotron 10 jest umieszczony nad plyta, tak aby mógl ladowac elektrycznie powierzchnie plyty w czasie wzglednego ruchu zachodzacego miedzy nimi. Koronotron sklada sie z oslony 11, która otacza jeden lub wiecej drut 12 wyladowania ulotowego. Oslona 11 jest zbudowana z elektrycz¬ nie przewodzacego materialu i pozadane jest by byla uziemiona. Dla przeplywu jonów emisji ulo¬ towej zachodzacej wokól drutu 12 do fotoelektrycz¬ nej powierzchni izolacyjnej 12 w celu jej ladowa¬ nia, w oslonie znajduje sie szczelina 13. Pozadane jest by szczelina 13 znajdowala sie bezposrednio miedzy drutem ulotowym a powierzchnia fotoprze- wodzaca. Drut wyladowania ulotowego jest przy¬ laczony w odpowiedni sposób na przyklad przez obwód 14, do zródla wysokiego napiecia HV-1.W celu wprowadzenia dodatniego ladunku, uzyty w tym rozwiazaniu drut ulotowy jest przylaczony do dodatniego zacisku zródla wysokiego napiecia HV-1. W obwodzie 14 znajduje sie wlaczona w li¬ nie szczelina iskrowa 15. Szczelina iskrowa 15 skla¬ da sie z dwu umieszczonych obok siebie elektrod 16 i 17, które powoduja powstanie luku lub iskry, kiedy miedzy nimi przylozone jest wysokie napie¬ cie. Dla wytworzenia takiego luku moga byc uzyte dowolne elektrody, na przyklad swieca samocho¬ dowa.Równiez szerokosc szczeliny moze byc regulowa¬ na w celu uzyskania róznych rezultatów wyjscio¬ wych. Swieca samochodowa jest jednym z przy¬ kladów regulowanej szczeliny iskrowej, ale moga byc uzyte inne regulowane elektrody. Stwierdzono, ze umieszczenie w obwodzie koronotronu szczeliny iskrowej 15 daje duzo wieksza wydajnosc niz syste¬ my tradycyjne. W tablicy przedstawione sa wyniki70 053 pomiarów, które pokazuja wieksza wydajnosc wy¬ nalazku w porównaniu z urzadzeniami tradycyj¬ nymi. Urzadzenie wedlug wynalazku bylo badane droga pomiaru przeplywu pradu do nieizolowanej, uziemionej plyty umieszczonej w odleglosci 7,6 mm ponizej elementu koronotronowego. Prad plynacy od nieizolowanej plyty do ziemi jest wskaznikiem wielkosci ladunku jaki wytwarza koronotron. Drut ulotowy w tradycyjnym koronotronie byl przyla¬ czony do róznych stalych dodatnich napiec az do wartosci maksymalnej dla danego urzadzenia i mie¬ rzono prad nieizolowanej plyty. Maksymalne na¬ piecie, które moze byc przylozone do koronotronu jest ograniczone pojawieniem sie luku miedzy dru¬ tem a uziemiona plyta. Takie same próby byly wy¬ konywane z urzadzeniem wedlug wynalazku ze szczelina 0,635 mm i 0,889 mm umieszczona w ob¬ wodzie laczacym drut ulotowy z dodatnim poten¬ cjalem. Rezultaty te przedstawiono w tablicy.Na fig. 2 przedstawiono graficznie wyniki pomia¬ rów z tablicy jako wykres zmian pradu w funkcji napiecia zasilajacego drut ulotowy. Porównujac krzywe tradycyjnego koronotronu z krzywymi oba wersji urzadzenia ladujacego wedlug wynalazku, widac, ze w tradycyjnym koronotronie przy niz¬ szych napieciach prad plyty jest wiekszy. Jednakze powyzej pewnych przylozonych napiec ladunek wytworzony przez obie wersje koronotronu wyko¬ rzystujacego szczeline powietrzna wedlug wyna¬ lazku jest znacznie wiekszy niz w urzadzeniu tra¬ dycyjnym. Ten efekt wskazuje, ze opisane tu urza¬ dzenie bedzie bardziej wydajne przy wyzszych na¬ pieciach pracy. Dalej widac z wykresu, ze ladunek byl wprowadzany na nieizolowana plyte przy wyz¬ szych — w obu wersjach — napieciach niz w tra¬ dycyjnym koronotronie, który nie pracowalby przy takich potencjalach. Zatem koronotron wykorzystu- 15 20 25 30 jacy nowy obwód w takim zastosowaniu moze pra¬ cowac przy maksymalnych potencjalach wyzszych niz w tradycyjnych urzadzeniach, jak równiez be¬ dzie ladowal przy wysokich napieciach bardziej wydajnie co umozliwia, w celu szybkiej pracy, sto¬ sowanie bebnów kserograficznych. Fig. 3 przedsta¬ wia druga wersje urzadzenia wedlug wynalazku, które laduje izolowana plyte lub inna powierzchnie ujemnie.Ta wersja wynalazku jest identyczna jak urza¬ dzenie przedstawione na fig. 1 z tym, ze drut ulo¬ towy 12 jest przylaczony za pomoca obwodu zawie¬ rajacego szczeline iksrowa 15 do ujemnego wyso¬ kiego potencjalu HV-2. Ta wersja wynalazku daje podobne rezultaty jakie przedstawiono odnosnie urzadzenia z fig. 1 i daje bardziej wydajne lado¬ wanie w porównaniu z tradycyjnymi koronotrona- mi. Dalej jak omówiono poprzednio zastosowanie w tej wersji szczeliny iksrowej powoduje rozpro¬ szenie „sciegów" ulotowych, powstajacych normal¬ nie w koronotronach o ujemnym potencjale, a za¬ tem umozliwia bardziej równomierne w porówna¬ niu z tradycyjnymi urzadzeniami ladowanie ujem¬ ne powierzchni.Urzadzenie wedlug wynalazku moze równiez za¬ wierac dwa lub wiecej drutów ulotowych oraz oslon o innych ksztaltach i postaciach.Wynalazek moze byc równiez zastosowany do la¬ dowania powierzchni innych niz izolowana plyta fotoprzewodzaca, jak równiez w innych ukladach gdzie istnieje potrzeba wytworzenia ladunku elek¬ trostatycznego droga emisji ulotowej.Ksztalt ladowanej powierzchni nie musi ograni¬ czac sie do plaskiej plyty lecz moze to byc cylin¬ der, szpula lub innych ksztalt.Równiez, co jest oczywiste na podstawie poprzed¬ niego opisu, koronotron wedlug wynalazku moze Tablica Wyniki pomiarów Koronotron Przylozone napiecie stale (V) HV-1 1 0 1000 2000 3000 3800 4000 4500 5000 6000 7000 8000 8400 Max tradycyjny Prad plyty C"A) odl. 7,6 mm 2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,10 0,48 2,0 3,85 9,5 16,9 26,4 30,2 Max Koronotron ze szczelina 0,635 Przylozone napiecie stale (V) HV-1 3 0 5000 6000 7000 8000 8400 9000 9500 9700 Max mm Prad plyty (M) odl. 7,6 mm 4 0,0 0,0 0,3 19,5 38,5 44,5 53,0 58,0 60,0 Max Koronotron ze szczelina 0,889 mm | Przylozone napiecie stale (V) HV-1 5 0 6 000 7 000 8 000 8 400 9 000 9 500 9 700 10 000 10 100 Max Prad plyty (M) odl. 7,6 mm 6 0,0 0,0 0,5 28,0 38,0 49,5 58,0 60,0 65,0 66,0 Max70 053 8 byc montowany stacjonarnie wzgledem ruchomej powierzchni fotoprzewodzacej. PL PL PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie wyladowania ulotowego do elek¬ trostatycznego ladowania zwlaszcza powierzchni plyty kserograficznej, zawierajace umieszczona w poblizu ladowanej powierzchni elektrode i ob¬ wód laczacy zródlo elektrycznego potencjalu z ta elektroda, znamienne tym, ze w obwodzie ladowa¬ nia znajduje sie szczelina iskrowa (15) do wywola¬ nia wyladowania ulotowego z elektrody (12) przy przylozonym potencjale elektrycznym o wartosci wystarczajacej dla wytworzenia luku w szczelinie iskrowej (15).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze elektrode (12) stanowi drut umieszczony zasad¬ niczo równolegle do ladowanej powierzchni (2).

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze drut (12) jest zasadniczo otoczony przez oslone 15 (11) posiadajaca otwór pozwalajacy na przeplyw pradu jonowego.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze oslona (11) jest uziemiona.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—4, znamienne tym, ze zródlo napiecia elektrycznego ma potencjal dodatni w celu wprowadzenia na ladowana po¬ wierzchnie ladunku dodatniego.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—4, znamienne tym, ze zródlo napiecia posiada potencjal ujemny w celu wprowadzenia na wymieniona powierzchnie ladunku ujemnego.

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—6, znamienne tym, ze szczelina iskrowa (15) ma dwie oddalone od siebie elektrody (16, 17).

8. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—7, znamienne tym, ze szczelina iskrowa (15) jest regulowana w celu zmiany wielkosci progowego potencjalu wy¬ ladowania ulotowego i szybkosci ladowania. RSW Zakl. Graf. W-wa, zam. 40-74, nakl. 95+20 egz. Cena 10 zl PL PL PL PL