DE2140726C3 - Verfahren zur Aufladung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials - Google Patents

Description

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festgelegten

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photoleitfähigen Schicht aufgebracht wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufladung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials aus einem isolierenden Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht und einer elektrisch leitenden Zwischenschicht im Durchlaufverfahren mittels Koronaentladung, bei dem der gewünschten Aufladung eine gegenpolige Hilfsaufladung vorausgeht.

Elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien bestehen im allgemeinen aus einem elektrisch leitenden Träger mit einer darauf aufgebrachten photoleitfähigen Schicht. Ein Beispiel für ein typisches derartiges Aufzeichnungsmaterial besteht aus einer Metallplatte mit einer darauf durch Vakuumverdampfung abgeschiedenen photoleitfähigen Selenschicht oder aus einem Papierblatt, das mit einem leitenden Polymerisat beschichtet oder imprägniert ist, worauf eine photoleitfähige Schicht aus einem Gemisch aus photoleitfähigem Zinkoxidpulver und einem isolierenden Harz aufgeoracht ist.

Üblicherweise wird ein derartiges gebräuchliches photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial beispielsweise mittels Koronaentladung elektrisch geladen.

In Fig. 1 wird an Hand einer Schnittansicht ein übliches Koronaaufladungsverfahren gezeigt und in F i g. 2 ist eine Seitenansicht eines Beispiels für die Schichtstruktur eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gezeigt. In F i g. 3 ist die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Koronaaufladungsverfahrens gemäß der Erfindung dargestellt. F i g. 4 zeigt einen Seitenschnitt eines elektrophotographischen A ufzeichnungsmaterials gegenüber Koronaentladungselektroden gemäß der Erfindung zur Erläuterung der Erfindung.

In Fi ig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer photoleitfähigen Schicht 12, die auf einem leitenden Schichtträger 11, ζ. Β. einer Metallplatte, gebildet ist. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Koronadraht, der in einem Abstand von mehreren Zentimetern oberhalb der photoleitfähigen Schicht angeordnet ist. Der Koronadraht ist in drei Richtungen von einem Abschirmgehäuse 14 bedeckt. Ein negatives hohes Potential wird an den Koronadraht z. B. angelegt, während das Abschirmgehäuse und der elektrisch leitende Schichtträger 11 im geerdeten bau ist, können nach dem vorstehend beschriebenen Aufladungsverfahren zufriedenstellende Ergebnisse

so erhalten werden.

Jedoch wird es schwierig, die in Fig. 1 gezeigte Aufladung dann auszuführen, wenn das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial, wie in F i g. 2 gezeigt, aus einem hochisolierenden Träger 21, einer

as darauf aufgebrachten leitenden Schicht 22 und weiterterhin einer photoleitfähigen Schicht 12 auf der Schicht 22 besteht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die elektrisch leitende Schicht 22 nicht geerdet ist. Dieses Problem ist insbesondere schwerwiegend, wenn der hochisolierende Träger aus einer Kunststoffolie wie Polyester, Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder Cellulosetriacetat besteht.

Falls der Träger 21 aus gewöhnlichem Papier besteht, kann dieses Problem beim praktischen Gebrauch vermieden werden, wenn das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial, wie in F i g. 2 gezeigt, auf einei leitenden Platte angebracht wird und der° Träger 21 die leitende Platte kontaktiert und so in g&wissem Umfang geerdet wird, weil das Papier

(Träger) die Feuchtigkeit der Atmosphäre absorbiert hat, wodurch seine Isolierfähigkeit im Vergleich zu Kunststoffolien abfällt, obwohl Papier von Haus aus eine gute Isolierung zeigt. Wenn jedoch die Unterlage 21 aus einem außerordentlich stark isolierenden Material, wie Polyester, gebildet ist, ist die elektrisch leitende Schicht 22 nicht mehr geerdet, selbst, wenn das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial auf einen Letter gelegt wird. Daher wird die photoleitfähige Schicht nach dem Verfahren, wie in F i g. 1

gezeigt, kaum aufgeladen. Wenn die Unterlage 21 sehr dünn ist und die elektrisch leitende Schicht 22 eine hohe Leitfestigkeit besitzt, beispielsweise im Falle eines durch Vakuumverdampfung gebildeten Metallfilmes, werden bei Ausführung einer Koronaentladung, wenn das Aufzeichnungsmaterial 20 auf einen geerdeten Leiter gelegt ist, zwischen der elektrisch leitenden Schicht 22 und dem geerdeten Leiter Durchschläge erzeugt, die dabei eine Erdung der Schicht 22 bewirken. Eine Erdung mit Hilfe von derartigen Durchschlägen ist jedoch nicht erwünscht, da das sich daraus ergebende Ladungspotential der photoleitfähigen Schicht nicht gleichförmig ist und die photoleitfähige Schicht durch das von den dabei auftretenden Funken ausgestrahlte Licht unerwünscht belichtet wird. Überdies sind die Funken gefährlich. Wenn die elektrisch leitende Zwischenschicht 22 aus Kupferiodid, leitendem Kohlenstoff oder leitendem Polymerisat hergestellt ist und daher keine so hohe

elektrische Leitfähigkeit wie eine aus Metall gebildete Schicht besitzt, werden keine Durchschläge erzeugt, und demgemäß wird mangels ausreichender Erdung im wesentlichen keine Aufladung bewirict.

Für die elektrische Aufladung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials mit einem Aufbau wie in F i g- 2 gezeigt, war es daher bisher üblich, einen Seitenrandteil der photoleitfähigen Schicht in der Weise zu entfernen, um dadurch die elektrisch leitende Schicht freizulegen, wobei der freigelegte Teil in gewünschter Weise geerdet wurde. Die Herstellung eines derartigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, bei welchem die elektrisch leitende Schicht nur an dem Seitenrandteil freigelegt ist, erwies sich jedoch insofern als nachteilig, als das Herstellungsverfahren kompliziert wird und die Erdung unvollkommen ist, wenn die elektrisch leitende Schicht eine ungenügende Leitfähigkeit aufweist.

In der Technik der Elektrophotographie ist eine Aufladungsvorrichtung für das Aufbringen einer gleichförmigen Sensibüisierungsladung auf ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial bekannt, mit der auf eine photoleitfähige Schicht eine erste Ladung von der einen Polarität und anschließend eine zweite Ladung von entgegengesetzter Polarität aufgebracht werden. Die zweite Ladung besitzt ein wesentlich geringeres Potential als die erste Ladung (vgl. US-PS 34 56 109). Mit dieser bekannten Vorrichtung kann ohne physikalische Berührung mit der photoleitfähigen Schicht eine Ladung auf deren Oberfläche aufgebracht werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das zur Aufladung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials mit dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau in einfacher und vorteilhafter Weise geeignet ist, wobei die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten vermieden werden und übliche elektrophotographische Materialien (ohne komplizierte Herstellungsverfahren), zufriedenstellend im Durchlaufverfahren geladen werden können.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Aufladung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials aus einem isolierenden Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht und einer elektrisch leitenden Zwischenschicht im Durchlaufverfahren mittels Koronaentladung, bei dem der gewünschten Aufladung eine gegenpolige Hilfsaufladung vorausgeht, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung mit zwei unmittelbar benachbarten Koronaentladungseinrichtungen erfolgt und die gewünschte Aufladung mit der in Durchlaufrichtung gesehen nacheilenden Koronaentladungseinrichtung in der Polarität des Leitungstyps der photoleitfähigen Schicht aufgebracht wird.

In Fig. 3, die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, bezeichnet das Bezugszeichen 30 die voreilende Koronaentladungselektrode und das Bezugszeichen 31 die in Durchlaufrichtung gesehen nacheilende Koronaentladungselektrode, wobei beide unmittelbar benachbart angeordnet sind und in Richtung der Pfeilmarkierung mit konstanter Geschwindigkeit bewegt werden, während das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial fest angeordnet ist. Jedoch kann auch das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial an Stelle der Koronaentladungselektroden bewegt werden. Eine hohe positive Spannung wird an den Koronadraht der voreilenden Koronaentladungselektrode angelegt und eine negative Spannung von etwa gleicher Höhe wird an den Koronadraht der nacheilenden Koronaentladungsßlektrode angelegt. Das Abschirmgehäuse ist geerdet-

In F i g. 4 ist schematisch das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei beispielsweise eine photoleitfähige Schicht vom η-Typ, die schwierig positiv zu laden ist oder überhaupt nicht positiv geladen werden kann, verwendet wird. Eine geringe Menge der positiven Ionen von der voreilenden Koronaentladungselektrode 30 gelangt zunächst zur Oberfläche der photoleitfähigen Schicht und scheidet sich darauf ab. Dann gelangen die freien Elektronen von der leitenden Schicht 22 an die Oberfläche durch die photoleitfähige isolierende Schicht 12 unter Neutralisation dieser positiven Ladung. Infolgedessen hat die leitende Schicht 22 einen Überschuß an positiven Ladungen, was die Abscheidung von negativen Ionen begünstigt, die zu der Oberfläche der photoleitfähigen isolierenden Schicht 12 von der nacheilenden Koronaentladungselektrode 31 kommen. Dadurch wird eine Begünstigung sowohl hinsichtlich der Abscheidung von positiven als auch von negativen Ionen erzielt und auf diese Weise wird die Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 12 negativ geladen. Wenn die beiden Koronaentladungselektroden in Richtung der Pfeilmarkierung bewegt werden, kann daher die Oberfläche der photoleitfähigen Schicht gleichförmig negativ geladen werden.

In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß, wenn eine Koronaentladung auf die Oberfläche eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials aufgebracht wird, die Ionen einen Blockierungskontakt (Gleichrichterkontakt) zu dem Leitfähigkeitsband der photoleitfähigen Schicht im Dunklen bilden und die photoleitfähige Schicht und die elektrisch leitende Schicht liegen miteinander in einem injizierenden Kontaktzustand vor.

Es ist erforderlich, daß die Aufladung durch die Koronaentladung der nacheilenden Koronaentladungselektrcde nicht übermäßig durch die Koronaentladung der voreilenden Koronaentladungselektrode begrenzt wird. Bestimmte Arten von photoleitfähigen Schichten können wahlweise entweder positiv oder negativ geladen werden. Derartige photoleitfähige Schichten können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht geladen werden. Andere Arten von photoleitfähigen Schichten können, falls sie einmal geladen wurden, und selbst, wenn sie zum Anwendungszeitpunkt nicht geladen sind, üblicherweise nicht durch Koronaentladung von Gegenpolarität geladen werden.

Falls zum Beispiel ein Papier, welches mit einem Gemisch aus photoleitfähigem Zinkoxdpulver und einem isolierenden Harz überzogen ist, vorhergehend einer positiven Koronaentladung ausgesetzt wurde, anschließend einer negativen Koronaentladung ausgesetzt wird, zeigt es sich, daß dieses Papier kaum geladen werden kann. Ein derartiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht geladen werden. Photoleitfähiges Selen und zahlreiche andere photoleitfähige Schichten können jedoch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geladen werden.

Wenn bei dem üblichen Ladungsverfahren die Erdung im Randbereich einer leitenden Zwischenschicht mit einem hohen Widerstand in seitlicher Richtung erfolgt, neigt die Ladungsdichte an der Oberfläche in dem Bereich, der weit von diesem

Randbereich entfernt liegt, zu einem geringeren Wert, wenn die zu behandelnde Fläche groß ist.

Auf Grund der Erfindung erlangt die Leitfähigkeit in Seitenrichtung der leitenden Zwischenschicht eine geringere Bedeutung. Es ist somit möglich, leitende Schichten mit höhcrem Widerstand anzuwenden und die Gleichförmigkeit der Ladungsverteilung auf der photoleitfähigen Schicht gegenüber der Aufladung eines Aufzeichnungsmaterials mit einer leitenden Zwischenschicht gleichen elektrischen Widerstandes; nach bekannter Verfahrensweise zu verbessern. Wenn auf Aufzeichnungsmaterialien mit photoleitfähigen Schichten unterschiedlicher Photoleitfähigkeit, bei leitenden Zwischenschichten gleicher Leitfähigkeit eine Aufladung auf zwei isolierenden Schichten in gleichem Ausmaß erwünscht ist, kann dies bewirkt werden, indem die Stärke der leitenden Zwischenschicht variiert wird.

Das Aufzeichnungsmaterial, welches besonders bemerkenswerte Effekte gemäß der Erfindung bringt, hat einen Aufbau mit einer Zwischenschicht von niedrigem Widerstand oder mit einer leitenden Zwischenschicht wie in Fig. 2 gezeigt, die aus einem leitend beschichteten Kunststoffilm oder mit leitendem Kunststoff beschichteten Papier besteht, mit einem Oberflächenwiderstand des Substrats von nicht mehr als 10⁹Q/cm², wobei der Kunststoffilm oder das Papier selbst quer zur Schichtdicke einen Widerstand von mehr als 10^Ι0Ω aufweisen.

Nachfolgend werden zur Erläuterung bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Ausführungsform 1

Die Oberfläche eines Polyäthylenterephthalatfilmes mit einer Stärke von 100 um wurde zunächst durch Anwendung von Ultraviolettstrahlen aktiviert und weiterhin Aluminium in einer Stärke von 0,2 μπι im Vakuum aufgedampft. Auf die Oberfläche wurde weiterhin im Vakuum Selen mit einer Stärke von 25 μΐη aufgedampft, wodurch das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial erhalten wurde. Dieses Aufzeichnungsmaterial wurde mit dem in Verbindung mit F i g. 3 erläuterten Verfahren aufgeladen. Eine voreilende Koronaentladungselektrode mit dem folgenden Aufbau wurde angewandt: Der Koronadraht bestand aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 0,1 mm; der Abstand zwischen dem Abschirmgehäuse und dem Koronadraht betrug 15 mm und der Abstand zwischen dem Koronadraht und dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial betrug 15 mm. Die gleichen Bedingungen wie vorstellend wurden auch bei der nacheilenden Koronaentladungselektrode angewandt, jedoch betrug der Absland zwischen dem Koronadraht und

ίο dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial 12 mm. Eine Spannung von —7,5 kV wurde an den voreilenden Koronadraht und eine Spannung von + 7 kV an den nacheilenden Koronadraht angelegt.

Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial und beide Koronaentladungselektroden wurden relativ zueinander mit einer Geschwindigkeit von 4 cm/Sek. bewegt. Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wurde positiv geladen.

ao Ausführungsform 2

Die Oberfläche eines Cellulosetriacetatfilmes mit einer Stärke von 100 um wurde mit einem leitenden Polymeren überzogen, so daß die Menge des Über-

zuges nach der Trocknung 2 g/m² betrug und weiterhin wurde ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen photoleitfähigem Zinkoxid und 20 Gewichtsteilen eines mit Styrol modifizierten Alkydharzes aufgetragen, so daß dessen Stärke nach der Trocknung 7 μΐπ betrug, wo-

durch das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial erhalten wurde.

Das vorstehende elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wurde nach dem vorstehend in Verbindung mit F i g. 3 beschriebenen Verfahren ge-

laden. Die vor- und nacheilende Koronaentladungselektroden hatten den gleichen Aufbau wie bei der Ausführungsform 1. Eine Spannung von +7,5 kV wurde an den voreilenden Koronadraht angelegt und eine Spannung von — 7 kV wurde an den nacheilenden Koronadraht angelegt. Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial und die beiden Koronaentladungselektroden wurden relativ zueinander mit einer Geschwindigkeit von 3 cm/Sek. bewegt, wodurch das elektrophotographische Aufzeichnungs-

material negativ aufgeladen wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch: *""

   Verfahren zur Aufladung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials aus einem isolierenden Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht und einer elektrisch leitenden Zwischenschicht im Durchlaufverfahren mittels Koronaentladung, bei dem der gewünschten Aufladung eine gegenpolige Hilfsaufladung vorausgeht, d a durch gekennzeichnet, daß die Aufladung mit zwei unmittelbar benachbarten Koronaentladungseinrichtungen erfolgt und die gewünschte Aufladung mit der in Durchlaufrioh-Zustand gehalten werden. Beim Anlegen einer Spannun" von -6 kV bis -7 kV an den Koronadraht, der in einem Abstand von mehreren Zentimetern von dem Abschirmgehäuse 14 gehalten wird, stößt der Koronadraht negative Ionen gegen die photoleitfähige Schicht aus, wodurch eine negative Aufladung der photoleitfähigen Schicht bewirkt wird. Ein gleichförmiges Aufladen der gesamten Oberfläche der phototeitfähigen Schicht wird erreicht, indem man die Koronaentladungselektrodeneinheit, bei einer festgelegten Geschwindigkeit in Richtung der Pfeil-• ' ' " des elektro-