[发明专利]交流电晕放电装置

说明书

                    技术领域

本发明涉及电晕放电装置，更具体地说，涉及改进的交流电晕放电装置。

                    背景技术

自商业上的复印机出现以来，在静电复印机中使用电晕放电装置把电荷施加到一个表面上已经是传统的技术了。电晕放电装置包括小直径的线以及当施加高电压时产生离子的点的阵列。原来，把几千伏(kV)的直流电压施加到电晕放电装置上，使邻近的空气分子电离，把电荷由该装置排出，并使电荷被吸引到一个相邻的低电位表面比如要充电的感光器的表面上，然而，当没有电晕时，这样的放电装置会在相邻的表面上沉积过量并且不均匀的电荷。

为了对把电荷施加到相邻的表面上进行控制，使得产生均匀的电荷分布，并避免过度的充电，已经在电晕放电装置，有时把它称为“coronode(电晕电极)”与要充电的表面之间设置一个导电屏。这种带屏的电晕放电装置被称为“scorotrons”。在Walkup的专利No.2777957和Mayo的专利No.2778946中描述了典型的scorotrons装置。然而，早期的scorotrons使电晕放电装置的放电效率降低到只有大约3％。这就是说，在电晕线产生的每一百个离子中只有三个到达要充电的表面。这些装置对放电均匀性和放电数量的控制也很差，有时使得被充电的表面达到超过屏电压100％或更高的电压。现在使用中的改进了的scorotrons通常把表面电位控制在施加到屏上的参考电压的大约3％以内，并且，以大约30％到50％的效率运行，但是，这些装置变得复杂，并且相应地费钱。Mott的专利No.3076092公开了一种直流偏压的交流电晕放电装置，它不需要一个控制屏。

另外的电晕放电装置包括一排或交错的两排针，把高电压施加到这些针上，在这些针的顶端上产生电晕的电场。

因为这样的电晕放电装置或“coronodes”把空气中的氧气和氮气分子电离，它们常常产生不希望水平的臭氧以及硝酸盐化合物，这些化合物会造成化学腐蚀。通常，需要较大的放电装置提供高的电流能力，同时要避免在电晕电极线与放电装置的低电压导电器或以高放电速率被充电的表面之间产生起电弧现象。

被称为“dicorotron”的又一种电晕放电装置包括一根被涂布的玻璃电晕线，把交流电压施加到该线上，且还包括一个相邻的直流电极，此电极把一种极性的电荷驱动到要被充电的感光器，同时把极性相反的电荷吸引到它自身上。然而，Dicorotrons是易碎的和昂贵的，并且，由于被涂布的线的半径要大得多，这种装置要求非常高的交流电压(8-10千伏)。它们也产生高水平的臭氧和硝酸盐，并需要电晕线离开低电压导电部件和要充电的表面相当远，为的是避免起电弧。

来自导电的电晕线的负电晕发射典型地包括浓度高的电子发射点和电离点，这些点沿着电晕线随机地间隔开。由于现在还不完全理解的原因，这些电晕发射点或“热点”之间的间隔随着相对湿度的减小而提高，这造成对相邻的表面的充电非常不均匀。电晕发射点之间的间隔也随着施加到电晕线上的负电压向电晕阈值电压降低而提高。

高品质的图像复印，特别是为了重新产生包含大面积灰色或大面积处于中间范围的等价中性密度的颜色的图像时，要求沿着电晕放电装置的长度放电要高度均匀，施加到相邻的表面的每单位面积上的电荷的偏差不超过正或负3％。非常希望在上面讨论过的那种类型的scorotron放电装置中在四倍时间常数的时间内把感光器的表面电位充电到最后的渐进电压的大约2％。然而，scorotron装置不是有效的，占用空间大，并且对灰尘的收集敏感。还有，scorotron的较低的效率会产生比一个更有效的放电系统可能产生的更多的臭氧。

                    发明概要

因此，本发明的一个目的是提供一种电晕放电装置，与传统的放电装置相比，它改进了效率，并提高了成本的有效性。

本发明的另一个目的是提供一种电晕放电装置，它降低了在电晕电极与要充电的表面或与一个相邻的导电表面之间产生电弧的可能性，并限制了在出现电弧的情况下的能量和所造成的破坏。

本发明的又一个目的是提供一种交流电晕放电装置，它保证相等地产生正的电晕放电和负的电晕放电。

本发明的再一个目的是提供一种电晕放电装置，在该装置中，表示由电晕电极到一块裸露平板的电流与施加到邻近电晕电极的一个屏蔽件上的电压之间的关系的曲线的形状为靠近原点通过，并且是向下中凹的，以提供一条更快形成的放电渐近线。