DE2101399C3 - Verfahren zum gleichförmigen elektrostatischen Aufladen eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials mittels einer Koronaentladungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichförmigen elektrostatischen Aufladen eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials mittels einer Koronaeniladungseinrichtung, bei dem die Aufladung durch eine die erreichte Aufladungshöhe auswertende Einrichtung gesteuert wird,

Bei der Elektrofotografie wird ein mit einer folöleilfiihigen Schicht auf leitfähiger Unterlage gebildetes elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial beispielsweise durch Koronaentladung elektrostatisch aufgeladen, mit dem Lichtbild einer Vorlage belichtet und das so erzeugte latente Ladungsbild durch Ablagern elektrisch geladener Teilchen entwickelt. Bei der elektrostatischen Aufladung tritt jedoch oft der Effekt auf, daß die elektrische Ladung abhängig von dem Zustand der Koronaentladung oder vom Abstand zwischen der Koronaentladungselektrode una der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials stark veränderlich ist. Insbesondere bei einer schnellen elektrostatischen Aufladung kann eine Änderung der die Entladungselektrode speisenden Spannung eine deutliche Änderung der auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebnchten elektrischen Ladung zur Folge haben, wenn eine Relativbewegung zwischen Aufzeichnungsmaterial und Entladungselektrode erzeugt wird.

Aus der DE-AS 12 14 996 ist eine Vorrichtung zum Aufladen einer fotoleitfähigen Schicht bekannt, welche sich auf einer leitenden Unterlage befindet. Die fotoleitfähige Schicht und die leitende Unterlage bilden zusammen ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial. Die bekannte Vorrichtung umfaßt eine Koronaentladungsvorrichtung, die in Abstand gegenüber der fotoleitfähigen Schicht angeordnet ist und wenigstens eine mit einer Spannungsquelle verbundene Koronaentladungselektrode auf !eist. Es ist mindestens ein Steuergitterdraht vorgesehen, der parallel zu der Entladungselektrode zwischen diesem und der fotoleitfähigen Schicht angeordnet ist und über einen Widerstand ausschließlich an Masse liegt. Der Widerstandswert ist dabei so bemessen, daß das Potential des Gitterdrahtes dasjenige der photoleitfähigen Schicht nicht überschreitet. Das Steuergitter nimmt ein sogenanntes schwimmendes Potential an, welches durch die Feldverhältnisse zwischen der Entladungselektrode und der fotoleitfähigen Schicht bestimmt ist.

Aus der DE-AS 12 97 476 ist eine Koronaaufladevorrichtung zum Aufladen eines elek."-(!fotografischen Aufzeichnungsmatenals bekannt, welches eine leitende Unterlage mit einer fotoleitfähigen Aufzeichnungsschicht aufweist. Zwischen den Koronaentladungselektroden und der aufzuladenden Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials ist ein elektrisch leitendes Gitter angeordnet, welche- an die Anode einer Sieuerröhre gelegt ist. Das Steuergitter dieser Steuerröhre ist über einen Widerstand mit der leitenden Unterlage der fotoleitfähigen Aufzeichnungsschicht verbunden und die Kathode der Steuerröhre ist an eine Gleichspan·

nungsquelle so angeschlossen, daß Änderungen des Ladestroms durch das Aufzeichnungsmaterial Änderungen der Spannung des Steuergitters der Steuerröhre hervorrufen und dadurch über deren Anode das an dem Gitter der Koronaaufladevorrichtung liegende Poten-

tial geändert wird, was eine Änderung auch des Ladestromes durch das Aufzeichnungsmaterial zur Folge hat. Es soll also erreicht werden, daß das Potential des Gitters automatisch so geregelt wird, daß beim Auftreten einer Änderung des Aufladungsstromes dieser immer wieder auf seinen ursprünglichen Wert gebracht wird.

Beiden bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß, wenn zwischen der Köronaentladevorrichtung und dem Aufzeichnungsmaleriäl eine Relativbewegung vorliegt,

die Aufladungshöhe in dem Bereich des Aufzeichnungsmaterials nicht geändert Werden kann, weil sich dieser Bereich bereits von der Entladungselektrode fortbe* wegt hat, nachdem sein Potential festgestellt worden ist.

21 Ol

Dieser Bereich kehrt nicht zu der Entladungselektrode wieder zurück. Bei beiden Vorrichtungen wird die jeweils aufzubringende Ladung eingestellt und wird erst bei den folgenden Bereichen des Aufzeichnungsmaterials wirksam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuführen, daß eine möglichst gleichmäßige Aufladung auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein vorgegebener Bereich des Aufzeichnungsmaterials mit einer ersten Koronaentladungseinrichtung aufgeladen wird, die für eine von einem gewünschten Sollwert abweichende Aufladungshöhe ausgelegt ist, daß die erzielte Aufladungshöhe gemessen wird, und daß der Bereich mit einer zweiten, mit positiver oder negativer Entladung betreibbaren, Koronaentladungseinrichtung dadurch auf den Sollwert aufgeladen wird, daß die Polarität und die effektive Ladungsrate der zweiten Koronaentladungseinrichtung in Abhängigkeit von dem bezüglich der ersten Aufladung gemessenen Wert gesteuert wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Änderungen der aufgebrachten elektrischen Ladungshöhe vermieden. Zunächst wird auf die Oberfläche eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials eine Ladung aufgebracht, die zweckmäßig geringer als die gewünschte Aufladungshöhe ist und dann wird die erzielte Aufladungshöhe gemessen. Daraufhin wird eine zweite Aufladung durchgeführt und die Menge der dabei übertragenen Ladung entsprechend der vorher durchgeführten Messung gesteuert. Falls erforderlich, kann die zweite elektrische Aufladung ein- oder mehrmals wiederholt werden, wobei sie jeweils entsprechend der Messung gesteuert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in den Figuren dargestellten ALsführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und

F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine fotoleitfähige Aufzeichnungsschicht I dargestellt, die z.B. aus Zinkoxidpuwer und einem Siliconharz besteht. Sie befindet sich auf einer Unterlage 2, die aus einem leitfähigen Material besteht. Dies kann ein elektrisch leitfähig gemachtes Papier oder ein mit einem aufgedampften leitfähigen Material versehener Kunstharzfilm sein. Die fotoleitfähige Aufzeichnungsschicht 1 und deren Unterlage 2 bilden ein Aufzeichnungsmaterial. Dieses ist auf einer Halterung 3 angeordnet, die sich in der dargestellten Pfeilrichtung 4 bewegt. Es sind Koronaentladungselektroden 5 innerhalb einer Abschirmung 6 vorgesehen, die von einer Hochspannungsquelle 7 mit mehreren tausend Volt bis zu mehreren zehntausend Volt gespeist werden. Mit den ersten Entladungselektroden 5 wird die fotoleitfähige Aufzeichnungsschicht 1 des Aufzeichnungsmaterials auf der Halterung 3 bei Vorbeibewegung in der Pfeilrichtung 4 elektrisch praktisch gleichmäßig aufgeladen. Die dabei erzeugte elektrostatische Aufladungshöhe ist etwas geringer als der vorgegebene Wert.

Zur Auswertung des Oberflächenpotentials der Aufzeichnungsschicht' istdil Auswertekopf 8 vorgesehen. Dieser ist an eil¹ Elektrometer 9 angeschlossen, welches über eine Verzögerungsschaltung 10 und eine Hochspannungsquelle U an eine zweite Koronaentladungselektrode 12 angeschaltet ist. Das mit dem Auswertekopf 8 ausgewertete Oberflächenpotential wird als elektrisches Signal mit dem Elektrometer 9 angezeigt Es wird dann mit der Verzögerungsschaltung 10 so verzögert, daß die zweite Koronaentladungselektrode 12 erst wirksam wird, wenn der jeweils mit dem Auswertekopf 8 gemessene Bereich des Aufzeichnungsmaterials direkt unter der Koronaentladungselektrode 12 angekommen ist. Gleichzeitig bewirkt das Meßsignal eine Änderung der an der Koronaentladungselektrode 12 anliegenden Spannung entsprechend dem Unterschied zwischen der gemessenen Ladungshöhe und der vorgegebenen Aufladungshöhe. Die an der zweiten Koronaentladungselektrode 12 durch die Hochspannungsquelle 11 anliegende Spannung steigt beispielsweise mit ansteigendem Unterschied zwischen gemessener elektrostatischer Aufladungshöhe und vorgegebener Aufladungshöhe an, so daß eine K~"onaentladung erzeugt wird, die gerade eine solche Ladungsmenge auf die fotoleitfähige Aufzeichnungsschicht 1 des Aufzeichnungsmaterials aufbringt, daß die vorgegebene Aufladungshöhe erreicht wird. Ist der Unterschied gering, so wird die an die zweite Koronaenthdungselektrode 12 gelieferte Spannung entsprechend geringer gesteuert. Auf diese Weise wird eine mögliche Änderung der auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebrachten Ladungsmenge verhindert.

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungstorm der Erfindung. Die hierzu vorgesehene Einrichtung entspricht der in F i g. 1 dargestellten mit dem Unterschied, daß ein auf einer Rolle vorgesehenes Aufzeichnungsmaterial in der dargestellten Pfeilrichtung 4 von der Rolle abgewickelt und über die stationäre Halterung 3 geführt wird. Zur Steuerung der mit den ersten Koronaentladungselektroden 5 erzeugten Entladung dient ein Gitter 13; der zweiten Entladungselektrode 12 ist ein ähnliches Gitter 14 zugeordnet. Eine Spannungsquelle 15 liefert eine feste Spannung (z. B. einige hundert Volt) an das Steuei sitter 13. Dadurch ist es möglich, eine stabile Koronaentladung und damit eine gleichmäßige elektrische Aufladung des Aufzeichnungsmaterials zu erzielen. Das Steuergitter 14 dient zur leichteren Steuerung der Koronaentladung mit der zweiten Elektrode 12. Wird die an die zweite Koronaentladungselektrode 12 gelieferte Spannung geändert, so kann dadurch eine starke Änderung der Koronaentladung auftreten, wodurch es ziemlich schwierig sein kann, eine gleichmäßige elektrostatische Ladung des Aufzeichnungsmaterials zu verwirklichen. Eine leichte Steuerung kann dadurch erfolgen, daß ein erforderlicher Anstieg der elektrischen Ladung durch Erhöhung der Spannung der Spannungsquelle 11 mit den Meßsignalen und gleichzeitig durch Verringerung der Spannung der Spannungsquelle 16 für das Steuergitter 14 erzeugt wird. Die Menge der Koronaentladung kann ferner durch Änderung der Spannung am Steuergitter 14 ohne Änderung der Spannung an der zweiten Koronaentladungselektrod^ 12 geändert werden. Das Aufzeichnungsmaterial kann kontinuierlich oder intermittierend transportiert werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Menge der auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragenen elektrischen Ladung durch Regelung der Koronaentladung eingestellt, Sie kann jedoch auch durch Veränderung des Abstandes zwischen der Kpronaentladungselektrode und der

21 Ol 399

Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials geändert werden. Wenn dieser Absland verringert wird, wird rriehr elektrische Ladung übertragen, Wenn er vergrößert wird, wird weniger elektrische Ladung übertragen*

Mit zwei oder mehr Köronaaufladeeinheiteii, die jeweils eine Meßvorrichtung zum Feststellen der übertragenen elektrischen Ladung und eine damit steuerbare zweite Koronnoiitladungselektrode aufweisen, kann die Gleichmäßigkeit der Ladung des Aufzeichnungsmaleriafs noch verbessert werden. Die Koronaaufladeeitiheit für die erste Aufladung und die für die nächste Aufladung vorgesehene Koronaaufladeeinheit müssen nicht unbedingt relativ zum Aufzeichnungsmaterial bewegt werden. Nach der ersten gleichmäßigen Aufladung kann die nachfolgende Aufladung durch separate Steuerung der übeftfageneh Ladungsmenge erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche: 21 Ol 399

1. Verfahren zum gleichförmigen elektrostatischen Aufladen eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials mittels einer Koronaentladungseinrichtung, bei dem die Aufladung durch eine die erreichte Aufladungshöhe auswertende Einrichtung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Bereich des Aufzeichnungsmaterials mit einer ersten Koronaentladungseinrichtung aufgeladen wird, die für eine von einem gewünschten Sollwert abweichende Aufladungshöhe ausgelegt ist, daß die erzielte Aufladungshöhe gemessen wird, und daß der Bereich mit einer zweiten mit positiver oder negativer Entladung betreibbaren, Koronaentladungseinrichtung dadurch auf den Sollwert aufgeladen wird, daß die Polarität und die effektive Ladungsrate der zweiten Koronaentladungseinrichtung in Abhängigkeit von dem bezüglici. der ersten Aufladung gemessenen Wert gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Koronaentladungseinrichtung für eine Aufladungshöhe unterhalb des gewünschten Sollwertes ausgelegt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive Ladungsrate der zweiten Koronaeniladungseinrichtung durch Steuerung ihres Koronaionensiromes gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß f.'ie Steuerung des Koronaionenstromes durch Steuerung der Speisespannung der Koronaentladungselektrode (12) erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des i.oronaionensiromes durch ein Steuergitter zwischen der Koronaentladungselektrode (12) und dem Aufzeichnungsmaterial (1, 2) erfolgt, an das eine in Abhängigkeit von dem bezüglich der ersten Aufladung gemessenen Wert gesteuerte Spannung angelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Koronaionenslrom durch Änderung des Abstandes zwischen der Koronaentladungselektrode (12) und dem Aufzeichnungsmaterial (1,2) erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial (1,2) an der ersten Koronaentladungseinrichtung, an einem Auswertekopf (8) und an der zweiten Koronaentladungseinrichtung vorbeibewegt wird und daß die zweite Koronaentladungseinrichtung durch ein mit dem Auswertekopf (8) erzeugtes Signal gesteuert wird, das um eine für die Bewegung des Aufzeichnungsmaterial (1, 2) vom Auswertekopf (8) zur zweiten Koronaentladungseinrichtung erforderliche Zeit verzögert wird.