Способ н.с.козлова зарядки и разрядки электрографических слоев

 

Использование: в электрографических аппаратах, ксероксах и системах с сухим способом проявления и фиксации изображения. Сущность изобретения: на электрографический слой воздействуют одновременно электрическим и тепловым полями за счет нагрева коронирующего электрода при пропускании по нему низковольтного переменного тока, при этом импульсы коронирующего напряжения имеют одинаковую полярность, противоположную при зарядке и разрядке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электрографии и может быть использовано в электрографических аппаратах, ксероксах и системах с сухим способом проявки и фиксации изображения на бумаге.

Известен способ зарядки электрографических слоев, включающий зарядку переменным электрическим полем коронного разряда, коронирующее напряжение которого имеет форму последовательно повторяющихся импульсов с несимметричным по амплитуде напряжением.

Недостатком данного способа является увеличение времени переходного процесса образования униполярных и монохроматических ионов и уменьшение скорости зарядки электрографического слоя. Применение коронирующего напряжения по форме последовательно повторяющихся отрицательных и положительных импульсов обеспечивает повышение только монохроматичности зарядного потока ионов и снижение генерации озона и окислов азота. Однако это увеличивает время рекомбинации ионов, уменьшает их подвижность и плотность ионного тока. Кроме того, на качество копирования влияет температура и влажность воздуха, которое снижается с увеличением относительной влажности и уменьшения температуры воздуха.

Целью изобретения является увеличение скорости зарядки и разрядки путем повышения плотности ионного тока и ионно-термического закрепления изображения на бумаге.

Способ заключается в одновременном воздействии на электрографический слой тепловым полем, создаваемым пропусканием через коронирующий электрод низковольтного переменного электрического тока накала, а импульсы коронирующего напряжения имеют одинаковую полярность, противоположную при зарядке и разрядке. Кроме того, зарядка электрографического слоя осуществляется импульсами напряжения отрицательной полярности, а разрядка импульсами положительной полярности. При отрицательной полярности скорость зарядки выше, чем при положительной. Это обусловлено тем, что подвижность отрицательных ионов больше, чем положительных. Однако зарядка возможна и при положительной полярности, а разрядка при отрицательной в зависимости от электрофизической и электрохимической природы слоя. Ионно-радиационное поле, создаваемое током накала коронирующего электрода, является источником ИК-спектра излучения, создает высокоэнергетическую плазму с плотностью потока энергии достаточной для термодинамического равновесия электронно-ионного и молекулярного газов и паров воды воздуха, обеспечивая высокоскоростную зарядку и разрядку слоя. Кроме того, терморадиационное поле совместно с полем объемного заряда обеспечивает не только разрядку слоя, но и термическое закрепление изображения на репродукторе (бумаге). Форма кривой импульсного напряжения и их повторяемость зависят от параметров среды в которой происходит зарядка и разрядка электрографического слоя.

Способ поясняется чертежом.

Способ осуществляется следующим образом.

При отрицательной зарядке слоя на коронирующий электрод подается напряжение отрицательной полярности, по форме медленно нарастающего до амплитудного значения. Затем подается низковольтное напряжение накала коронирующего электрода, разогревающее его до температуры тела накала. При этом на гребне отрицательного импульса короны концентрируется тепловая и электрическая энергия, которая импульсом отдается в окружающую среду. С помощью коммутирующего устройства напряжение короны резко снижается (отсекается) до напряжения зажигания короны U_o. При такой форме импульсного напряжения обеспечивается выделение импульсной тепловой и электрической энергии (штриховки на остриях кривой напряжения) с интенсификацией тепло- и массопереноса ионным ветром. За время паузы (τ_n) происходит концентрация тепловой энергии, пpи этом ионный ветер достигает минимального значения, уменьшая тепло- и массоперенос. За время работы (τ_p), на разогретый электрод подается нарастающее и достигающее амплитудного значения напряжение короны (U_т). Концентрация тепловой и электрической энергии в чехле короны обеспечивает снижение энергии на диссоциацию молекулярных кислорода и азота воздуха, существенно уменьшая образование озона и окислов азота. Разница между амплитудным значением и напряжением зажигания короны определяет величину объемного заряда (концентрацию ионов). Изменением амплитуды коронирующего напряжения и напряжения накала электрода изменяется интенсивность и плотность ионно-радиационной плазмы, обеспечивается смещение спектра излучения в сторону ИК-лучей (тепловых) и диспергацию, диссоциацию и ионизацию воды воздуха. При этом увеличивается общая концентрация и подвижность ионов. После зарядки слоя и экспонирования изображения его разряжают положительными ионами при изменении полярности потенциала короны. Положительные ионы, разряжая электрографический слой, способствуют электростатическому закреплению изображения на бумаге. Но, так как подвижность положительных ионов меньше, чем отрицательных, напряжение зажигания положительной короны больше, ионный ветер меньше охлаждает коронирующие элементы электрода. При этом усиливается лучистый поток и терморадиационное поле, обеспечивая электростатическое и термическое закрепление изображения на бумаге. При накале коронирующего элемента электрода напряжение зажигания короны уменьшается в два и более раза, при одном и том же амплитудном значении напряжения. Это обеспечивает увеличение концентрации ионов и тока короны, предохраняя электрографический слой от электрического пробоя и порчи.

Для оптимизации зарядки и разрядки слоя используется разная частота пульсаций напряжения короны. При нормальных температурно-влажностных режимах (температуре и относительной влажности воздуха соответственно 18-20^оС и 40-60% ), характер изменения напряжения короны соответствует графикам (Синусоидальная и косинусоидальная характеристика выпрямленного переменного тока) (на чертеже а, в). При снижении температуры и увеличении относительной влажности воздуха свыше 90% применяется форма изменения напряжения короны, изображенная на фиг. 1б. Это обусловлено тем, что при низких температурах и большой влажности в межэлектродном промежутке появляются стоячие тепловые волны (тепловая инерция) и "пробить" паровую рубашку межэлектродного промежутка, превратив влагу воздуха в ионизированный лучистый проток, можно увеличением частоты пульсаций напряжения короны. График чертежа (б) соответствует удвоенной частоте пульсаций по сравнению с графиками (а, в) при одном и том же амплитудном напряжении.

Зарядка и разрядка электрографических слоев предлагаемым способом происходит интенсивнее, исключается влияние внешней среды. Увеличение скорости зарядки обусловлено повышением монохроматичности и плотности объемного заряда. Исключается генерация озона и окислов азота, вредных для окружающей среды. Применение накала коронирующего элемента до температур, при которых коронирующий электрод является источником УФ и ИК-излучений, позволяет снимать "усталость" электрографического покрытия при длительном воздействии на него видимой части (света) спектра излучения, т.е. повышать его надежность и срок службы.

Формула изобретения

1. Способ зарядки и разрядки электрографических слоев, заключающийся в воздействии на электрографический слой переменным электрическим полем коронного разряда, коронирующее напряжение которого имеет форму последовательно повторяющихся импульсов, отличающийся тем, что одновременно воздействуют на электрографический слой тепловым полем, создаваемым пропусканием через коронирующий электрод низковольтного переменного электрического тока накала, а импульсы коронирующего напряжения имеют одинаковую полярность, противоположную при зарядке и разрядке.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при зарядке электрографического слоя импульсы напряжения имеют отрицательную полярность, а при разрядке - положительную полярность.

РИСУНКИ

Рисунок 1