DE1932353B2

DE1932353B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines ladungsbildes auf einem elektrofotografischen aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE1932353B2
Application number: DE19691932353
Authority: DE
Inventors: Koichi Nar»shino Chiba Kinoshita (Japan)
Original assignee: Katsuragawa Denki K-K., Tokio
Priority date: 1968-11-05
Filing date: 1969-06-26
Publication date: 1972-06-29
Also published as: JPS4813455B1; BR6909483D0; NL6911184A; DE1932353A1; CH517326A; CA926916A; FR2022568A1; AT301342B; NL152672B; SE343409B; SU409450A3; US3609031A; GB1249210A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Ladungsbildes auf einer isolierenden Oberfläche unter Verwendung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmatertals, in dem eine persistente innere Polarisation herstellbar ist, aus einer leitenden Elektrodenschicht, einer fotoleitfahigen Schicht und einer auf der fotoleitfahigen Schicht angeordneten isolierenden Deckschicht, bei dem unter Aufprägung eines ersten elektrischen Feldes die Deckschicht mit einer ersten Polarität gleichförmig aufgela den wird und anschließend unter Aufprägung eines zweiten, dem ersten entgegengesetzten elektrischen Feldes die Deckschicht einer zweiten Aufladung mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten Polarität ausgesetzt und die fotolejtfähige Schicht bildmäßig belichtet wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei dem eingangs beschriebenen Verfahren, das bereits vorgeschlagen worden ist, wird die bildmäßige Belichtung der fotoieitfähigen Schicht gleichzeitig mit der Aufprägung des zweiten elektrischen Feldes vorgenommen. Da die Aufladegeschwindigkeit der Oberfläche der isolierenden Deckschicht begrenzt ist

π und daher das der fotoleitfahigen Schicht aufgeprägte Feld nur langsam ansteigt, besteht hierbei die Gefahr, daß die bildmäßige Belichtung bereits zu einem Zeitpunkt stattfindet, bei dem die elektrische Feldstärke noch klein ist, so daß in der fotoleitfahigen Schicht nur eine geringe Umladung stattfindet und die Oberfläche der isolierenden Deckschicht an den belichteten Stellen im Vergleich zu den nicht belichteten Stel Jen nur einen geringfügigen Ladungsunterschied annimmt. Unter diesen Bedingungen wird die Empfind-

2s lichkeit der fotoieitfähigen Schicht nur unzureichend ausgenutzt. Das Ergebnis hiervor sind schwache' Ladungsbilder mit geringem Kontrast

Wenn zum Aufprägen der elektrischen Felder Ko ronaelektroden in Form dünner Drähte verwendet werden, wird darüberhinaus die Qualität des Ladungs bildes bzw. des daraus entwickelten sichtbaren Bildes durch den Schatten der Metalldrähte verschlechtert, da das Lichtbild während der Aufprägung des zwei ten elektrischen Feldes durch die Koronaelcktroden hindurch aufprojiziert wird.

Aus der deutschen Pater trchrift 1.275.864 ist zwar bereits eine Vorrichtung bekannt, die das gleich zeitige Aufladen und Belichcen von elektrofotografi schem Aufzeichnungsmaterial ohne Schattenbildung irmöglicht. Zu diesem Zweck sind die Koronaentla dungselektroden beidseitig der optischen Achse der das Bild auf das Aufzeichnungsmaterial projizieren den Optik angeordnet. Dieser Aufbau hat jedoch den Nachteil, daß die Koronaentladungselektroden zwangläufig einen gewissen Abstand von dem zu belichtenden Bereich des Aufzeichnungsmaterials haben müssen. Dies kann zu einer unzulänglichen und ungleichmäßigen Aufladung des Aufzeichnungsmaterials führen, wodurch die Qualität der Bildwiedergabe nachteilig beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren dahingehend zu verbessern, daß unter optimaler Ausnutzung der Empfindlichkeit der fotoieitfähigen Schicht ein ungestörtes 5 Ladungsbild mit höherem Kontrast erzielt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die bildmäßige Belichtung während der zweiten Aufladung, der Deckschicht ja einem Zeitintervall, erfolgt, in dem die zweite Aufladung vorübergehend unterbro chen ist.

Dies führt zu wesentlich stabileren Ladungsbildern. Da das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit bietet, vor der bildmäßigen Belichtung ein starkes elektrisches Feld entgegengesetzter Polarität aufzubau en, erhält man bei der anschließenden bildmäßigen Belichtung der fotoieitfähigen Schicht eine hohe Ladungsträgerdichte was einer hohen Empfindlichkeit entspricht.

Die elektrischen Felder werden vorzugsweise mittels Koronaaufladeeinrichtung aufgeprägt,

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge-■aelken Ladungsbilder können auf bekannte Weise entwickelt und übertragen werden. Vorzugsweise wird das Aufzeichnungsmaterial nach Abschluß der zweiicn Aufladung einer Totalbelichtung ausgesetzt, um die noch verbliebene persistente innere Polarisation /u beseitigen. Nachdem das Ladungsbild gelöscht und die Oberfläche der isolierenden Deckschicht gereinigt worden ist, kann das Aufzeichnungsmaterial erneut verwendet werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer ersten und einer zweiten Koronaaufla-.Jceinrichtung entgegengesetzter Entladungspolarität, einer Belichtungseinrichtung zur bildmäßigen Belichiung und einer Einrichtung zum Transport eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials nacheinander durch diese Einrichtungen ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinrichtung für die bildmäßige Belichtung zwischen den beiden Koronaaufladeeinrichtungen angeordnet ist.

Dies bietet den zusätzlichen Vorteil, daß die Abschattung durch Koronadrähte vermieden ist.

Vorzugsweise ist die Durchlaufrichtung des Aufzeichnungsmaterials der zweiten Koronaaufladeeinrichtung eine Totalbelichtungseinrichtung nachgeordnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zweckmäßigerweise eine drehbare Trommel auf, deren Mantelfläche von dem Aufzeichnungsmaterial bedeckt ist und um die herum die einzelnen Bearbeitungseinrichtungen angeordnet sind. Dadurch wird ein einfacher und kompakter Aufbau erreicht.

Als fotoleitfähige Schicht wird beim erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt eine solche verwendet, die einen hohen Dunkelwiderstand besitzt. Noch besser ist es. eine fotoleitfähige Schicht zu verwenden, die in den Bereichen nahe der isolierenden Deckschicht, die fest mit der fotoleitfähigen Schicht verbunden ist. eine Vielzahl von Ladungsträgerfangstellen aufweist, oder die den Effekt der sogenannten persistenten inneren Polarisation zeigt. Bei Verwendung einer solchen Schicht kann das Zeitintervall zwischen dem zweiten und vierten Verfahrensschritt, also die Unterbrechung der zweiten Aufladung, vergrößert werden, ohne daß die Intensität des Ladungsbildes abnimmt.

In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung dargestellt. Die in Verbindung mit der Zeichnung nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen jedoch keine Beschränkung der Erfindung, sondern bevorzugte Ausführungsformen dar.

Beispiel 1

Aufdampfschrittes wird zusammen mit der SeTe-Legierung auch Selen aufgedampft, und anschließend wird zur Herstellung der fotoleitfähigen Schicht eine dünne SeTe-Schicht allein abgeschieden. Zur Vervollständigung des elektrofotografischen AuCzejcbnungsmaterials wird dann die fotoleitfähige Schicht mit einer etwa 15 Mikrometer dicken Polycarbonatschicht überzogen.

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial 10

ίο wird mit der hochisolierenden Deckschicht 12 nach außen um eine Metall- oder Glastrommel 11 gelegt. Das in der Zeichnung dargestellte elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial weist außer der fotoleitfähigen Schicht 13, die in der oben beschriebenen

π Weise hergestellt ist, eine geerdete Gegenelektrode 14 auf. Für manche Anwendungszwecke ist die Gegenelektrode 14 transparent Die Trommel wird in Pfeilrichtung gedreht

Dicht über der Außenfläche des elektrofotografisehen Aufzeichnungsmaterials ist eine erste Koronaelektrode 15 vorgesehen, mit der auf die Oberfläche der hochisolierenden Deckschicht eine Ladung von 800 Voit aufgebracht wird. Anschließend wird im Dunkeln mittels einer zweiten Koronaelektrode 16 s eine positive Ladung aufgebracht, bis das Oberflä chenpotential der hochisolierenden Deckschicht auf nahezu 0 Volt gestiegen ist 0,5 Sekunden nach dieser positiven Aufladung wird mittels eines optischen Blitz lichtsystems 17 ein Lichtbild auf das elektofotogra fische Aufzeichnungsmaterial projiziert, während 0,5 Sekunden danach die Oberfläche des Aufzeichnungs materials mit einer dritten Koronaelektrode 18 positiv aufgeladen wird. Abschließend wird das Aufzeich nungsmaterial, wie durch einen Pfeil A angedeutet ist, gleichförmig, beispielsweise mit Zimmerlicht, totalbelichtet.

Das unter diesen Bedingungen gemessene Oberflächenpotential beträgt in den bildmäßig belichteten Bereichen der hochisolierenden Deckschicht +200 Volt.

Das latente elektrostatische Bild wird durch Aufbringen eines geladenen, pulverförmigen Entwicklers mittels einer Magnetbürste 19 entwickelt, wie es in der Elektrografie zur Herstellung von intensiven sichtbaren Bildern üblich ist. Das enwickelte Tonerbild wird dann auf übliche Weise auf ein Papiei 20 übertragen. Das Entwicklerpulver, das nach der Übertragung noch auf dem Aufzeichnungsmaterial verbleibt, wird mit einer Reinigungsbürste 21 entfernt. Der beschriebene Betriebszyklus kann ohne Schwierigkeiten ,o viele Male wiederholt werden.

Beispiel 2

55

tn ei tu evakuiertes Gefäfl^in welchem zwei beabstandete Elektrodenplatten angeordnet sind, zwischen die eine hohe Wechselspannung gelegt ist, wird eine monomere dampfförmige Acrylverbindung eingeleitet, damit sich das Acrylpolymerisat auf den Oberflächen der Elektrodenpiatten bis zu einer Dicke von 3 Mikron abscheidet. Die mit dem überzug versehenenen Elektrodenplatten werden als Substrat verwendet, auf deren Acrylpolyntorisatschicht eine etwa 34 Mikrometer dicke Se-Te-Legierungsschicht aufgedampft wird, die 25% Tellur enthält. Kurz vor Beendigung dieses Es wird ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial hergestellt, das eine Elektrode, eine fotoleitfähige Schicht, die sich aus einer üblichen Fotoleiterschicht und einer mti einer vermehrten Anzahl von Fangstellen ausgestatteten Fotoleiterschicht zusammensetzt, und eine hochisolierende Deckschicht enthält, wob,ii alle Schichten zu einem einheitlichen Schichtkörper verbunden sind. Die Elektrode kann aus einer Metallplatte, einem Papier mit geringem Widerstand, einem Kunstharz mit geringem Widerstand, leitendem Glas oder irgendeinem anderen Material mit geringem Widerstand bestehen. Die übliche Fotoleiterschicht kann aus gesindertem CdS oder CdSe, aufgedampftem CdS, CdSe oder Se, einer diin-

nen Schicht aus pulverformigem mit einer sehr geringen Menge Bindemittel verbundenen CdS, CdSe oder ZnO, oder auch aus einer dünnen Polyvinylcarbazol-Schicht bestehen. Die mit Fangstellen angereicherte Fotoleiterschicht kann aus Cu, Ag oder Pb aktiviertem ZnS oder ZnCd oder auch aus Anthraeen, Anthrachinon, S, PbO oder dgl, d.h. einem Material mit einer großen Anzahl von Verunreinigungen bestehen. Die hochisolierte Deckschicht schließlich kann aus irgendeinem Material bestehen, das gegenüber ι ο Lieht durchlässig ist und eine hohe Isolierfestigkeit aufweist. Wenn für die Elektrode leitendes Olas verwendet wird, kann die hochisolierende Deckschicht auch undurchsichtig seift.

Bei Durchführung des an Hand von Beispiel 1 be n schriebenen Verfahrens an verschiedenen elektrofotografischen Materialien gemäß Beispiel 2 ergeben sieh Ladungsbilder mit ähnliehen Eigenschaften wie in Beispiel 1.

20 Beispiel 3

Eine mit einer vermehrten Anzahl von Ladungsträgerfangstellen ausgestattete fotoleitfähige Schicht wird dadurch hergestellt, daß in die Oberfläche einer üblichen Fotoleiterschicht eine Verunreinigung mit hoher Dichte eindiffundiert wird, wodurch im Ober flächenabschnitt der Fotoleiterschicht eine Schicht mit Ladungsträgerfangstellen ausgebildet wird. Eine $o derartige Schicht wird beispielsweise in dem Oberflächenteil einer gesinterten fotoleitfahigen Schicht dadurch ausgebildet, daß eine Verunreinigung mit hoher Konzentration und bei relativ geringer Temperatur eine kurze Zeitlang in die Oberfläche eindiffundiert M wird.

Die anderen Schichten werden wie im Beispiel 2 hergestellt.

Versuchsergebnisse zeigen, daß auch ein solches Aufzeichnungsmaterial zufriedenstellende Ergebnisse mit sich bringt.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit eine Weiterbildung des eingangs beschriebenen Verfahrens dar, da derjenige Verfahrensschritt dieses Verfahrens, während dem das zweite elektrische Feld aufgeprägt wird, in zwei voneinander beabstandete und oaabhän gige Teilschritte aufgelöst wird und das LichtbHtf zwi sehen diesen beiden Teilschritten unabhängig von der Koronaentladung aufprojiziert wird. Dies ermöglicht einen Aufbau, bei dem die nachteilige, durch die Ka ronaelektrode bewirkte Schattenbildung auf dem taten ten Bild vermieden ist

Wenn Aufzeichnungsmaterialien verwendet werden, bei denen der Effekt der persistenten inneren Pularisa tion sehr deutlieh ausgeprägt ist oder die einen hohen Dunkelwiderstand haben, kann das erfindungsgemäße Verfahren dahingehend abgewandelt werden, daß während des zweiten Verfahrensschritts, also des er sten oben erwähnten Teilsehritts, so hohe Spannun gen mi das Aufzeichnungsmaterial gelegt werdtn. die für diff Ausbildung eines gut zu entwickelndem La dungsbiTdes nicht geeignet sind und die Dichte der driftenden, am Bilderzeugungsvorgang während der Lichtbildprojektion beteiligten Ladungsträger stark erhöht wird. Während des vfetten Verfahrensschrittes, also des zweiten oben erwähnten Teilschritts, wird dann das Oberflächenpotential wieder auf einen zum Entwickeln geeigneten Wert eingestellt Darch dieses modifizierte Verfahren kamt die Empfindlichkeit be trächtlich verbessert werden. Das während des vier ten Verfahrensschrittes aufgeprägte Feld kann ein Gleichfeld oder ein Wechselfeld seht.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Ladungsbildes auf einer isolierenden Oberfläche unter Verwendung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials, in dem eine persistente innere Polarisation herstellbar ist, aus einer leitenden Elektrodenschicht, einer fotoleitfahigen Schicht und einer auf der fotoleitfahigen Schicht angeordneten isolierenden Deckschicht, bei dem unter Aufprägung eines ersten elektrischen Feldes die Deckschicht mit einer ersten Polarität gleichförmig aufgeladen wird und anschließend unter Aufprägung eines zweiten, dem ersten entgegengesetzten elektrischen Feldes die Deckschicht einer zweiten Aufladung mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten Polarität ausgesetzt und die fotoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die bildmäßige Belichtung während der zweiten Aufladung der Deckschicht in einem Zeitintervall erfolgt, in dem die zweite Aufladung vorübergehend unterbrochen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die elektrischen Felder mittels Koronaaufladeeinrichtungen aufgeprägt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennreichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial nach Abschluß d'T zweiten Aufladung einer Totalbelichtung ausgesetzt wild.

4. Vorrichtung zur Dui-hführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer ersten und einer zweiten Ko! onaaufladeeinrichtung entgegengesetzter Entladungspolarität, einer Belichtungseinrichtung zur bildmäßigen Belichtung und einer Einrichtung zum Transport eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials nacheinander durch diese Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinrichtung für die bildmäßige Belichtung (17) zwischen den beiden Koronaaufladeeinrichtungen (16, 18) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Durchlaufrichtung des Auf Zeichnungsmaterials der zweiten Koronaaufladeeinrichtung eine Totalbelichtungseinrichtung nachgeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine drehbare Trommel aufweist, deren Mantelfläche von dem Aufzeichnungsmaterial bedeckt ist und um die herum die einzelnen Bearbeitungseinrichtungen angeordnet sind.