DE2145239A1 - Elektrophotographisches Aufladungsverfahren - Google Patents

Description

MÖNCHEN HAMBURG

W 40 697/71

Fuji Photo Film Co., Ltd. Ashigara-Kamigun, Kanagava (Japan)

Elektrophotographisches Aufladungsverfahren

Die Erfindung betrifft ein neues elektrophotographisches Aufladungsverfahren, das sich für die Aufladung eines elektrophotographischen Materials eignet.

Die Erfindung wird durch die Figuren 1 bis 7 der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin bedeuten:

Die Figuren 1 bis 3 schematische Ansichten von elektrophotographischen Materialien,

Fig. 4 ein erläuterndes Schema des erfindungsgemäßen Aufladungsverfahrens,

die Figuren 5 bis 7 schematische Ansichten von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Aufladungsverfahrens.

Flexible, langgestreckte elektrophotog.-raphische Materialien, die aus einer photoleitfähigen isolierenden Schicht auf einem Elelctroleiter bestehen und den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Aufbau hoben, cind bereits bekannt. Wie in der Fig. 1 der beilie-

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genden Zeichnung dargestellt, besteht das elektrophotographische Material aus einer photoleitfähigen isolierenden Schicht 2, einer elektrisch leitfähigen Schicht 3 und einem hochisolierenden Substrat 4. Als photoleitfähige isolierende Schicht 2 kann amorphes Selen, eine Mischung aus photoleitfähigen Partikeln (z.B. Zinkoxyd, Cadmiumsulfid usw.) und ein isolierendes Harz oder ein organischer Photoleiter verwendet werden. Als elektrisch leitfähige Schicht 3 kann ein Metallplattierungsfilm, ein im Vakuum aufgedampfter Metallfilm, ein Film aus einer elektrisch leitfähigen Metallverbindung (z.B. Kupferiodid, Silberjodid usw.), ein Film aus einer elektrisch leitfähigen hochmolekularen Verbindung oder ein elektrisch leitfähiger Anstrichfilm (eine Mischung aus Harz und Silberpulver oder elektrisch leitfähigem Kohlenstoff usw.) verwendet werden. Als hochisolierendes Substrat 4 kann ein Film aus Polyäthylenterephthalat, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polycarbonat oder Triacetylcellulose usw. verwendet werden.

Wenn das in der Fig. 1 dargestellte Material durch Coronaent ladung elektrisch aufgeladen wird, sollte die elektrisch leitfähige Schicht 3 geerdet werden. Es ist jedoch in der Praxis schwierig, an das seitliche Ende einer dünnen_telektrisch leitfähigen Schicht, die im allgemeinen eine Dicke von 500 A bis einigen Mikron auf v/eist, eine Elektrode anzubringen. Deshalb werden üblicherweise die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Materialien verwendet.

Die Fig. 2 stellt eine schematische Ansicht eines Querschnittes entlang der Linie im rechten Winkel zu der Laufrichtung des elektrophotographischen Materials dar. Die photoleitfähige isolierende Schicht ist durch die Bezugsziffer 2, die elektrisch leitfähige Schicht durch die Bezugsziffer 3, das hochisolierende Substrat durch die Bezugsziffer 4 und die freigelegten beiden Enden der elektrisch leitfähigen Schicht sind durch die Bezugsziffer 5 gekennzeichnet. Um nur beide Enden wie diese freizulegen, müssen die beiden Endteile der photoleitfähigeo Schicht nach dem Aufbringen

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der photoleitfähigen Schicht auf die gesamte elektrisch leitfähige Schicht, wie in Fig. 1 dargestellt, entfernt werden oder die photoleitfähige Schicht darf nur so auf die elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden, daß die beiden Enden frei bleiben. Es ist dann leicht, die Elektrode mit der freigelegten Fläche der elektrisch leitfähigen Schicht^in Berührung zu bringen.

Die Fig. 3 stellt eine schematische Ansicht im Querschnitt dar, welche ein anderes elektrophotographisches Material zur Herstellung eines besseren Kontaktes mit der Elektrode erläutert. Die Ziffern 2, 3 und 4 in der Fig. 3 bezeichnen die gleichen Teile wie die Bezugsziffern 2, 3 und 4 in der Fig. 1. Die elektrisch leitfähigen Pole 6 durchschneiden das isolierende Substrat 4 und die Oberseiten der Pole stehen mit der elektrisch leitfähigen Schicht 3 in Verbindung. Die anderen Seiten der Pole, die an der rückwärtigen Oberfläche des isolierenden Substrats 4 freiliegen, stehen mit der Elektrode in Eontakt. Zur Herstellung der Pole 6 werden in das isolierende Substrat 4 Löcher gebohrt, in welche man das elektrisch leitfähige Material strömen läßt. Beispielsweise können die Löcher mit Metall plattiert werden oder man kann eine elektrisch leitfähige hochmolekulare Verbindung in die Löcher fließen lassen.

Nachteilig ist Jedoch, daß das~Verfahren zur Herstellung der in den Figuren 2 und 3 dargestellten elektrophotographischen Materialien kompliziert ist und daß deshalb die Materialien teuer sind. Wenn die freigelegte elektrisch leitfähige Schicht Eerkratzt wird, zeigt sich die Unvollkommenheit des Kontaktes mit der Elektrode. Das in der Fig. 2 dargestellte Material hat den Nachteil, daß beide Enden des Materials, in denen kein Bild erzeugt werden kann, zur Herstellung des Kontaktes mit der Elektrode erforderlich sind.

Die vorliegende Erfindung gibt nun ein Aufladungsverfahren an, mit dessen Hilfe es möglich ist, ein elektrophotographisches Material,

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wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, gleichmäßig aufzuladen.

Das erfindungsgemäße Aufladungsverfahren wird unter Bezugnahme auf die erläuternde Fig. 4 nachfplgend näher beschrieben. In der Fig. 4 läuft das elektrophotographische Material 1 mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 18, Als photoleitfähige isolierende Schicht 2 wird eine Mischung aus Zinkoxydpulver und einem isolierenden Harz verwendet. Die elektrophotographischen Materialien müssen unter beide Coronaaufladungseinrichtungen 10 und 13 gebracht und außerdem zwischen beiden befördert werden. So kann das Aufladen nicht begonnen werden bis sich der Leitungsrand des elektrophotographischen Materials in .der Stellung unter der Coronaaufladungseinrichtung 13 befindet. Es wird eine negative Hochspannung an den Coronadraht 19 eier Aufladungseinrichtung 10 und eine positive Hochspannung■an den Coronadraht 20 der Aufladungseinrichtung 13 angelegt, so daß die Werte der beiden Coronaströme nahezu gleich sind. Auf die Oberfläche der photoleitfähigen isolierenden Schicht 2 unter dem Coronadraht 19 werden negative Coronaionen 21 aufgebracht, so daß die positive Ladung auf der oberen Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht 3 induziert wird. Andererseits werden auf der Oberfläche der photoleitfähigen isolierenden Schicht unter dem Coronadraht 20 positive Coronaionen aufgebracht. In diesem Falle handelt es sich bei der verwendeten photoleitfähigen isolierenden Schicht um einen Halbleiter vom η-Typ, so daß die freien Elektronen 23 in der elektrisch leitfähigen Schicht die positive Ladung 22 auf der photoleitfähigen Schicht neutralisieren, welche durch die phoiriLeitfähige isolierende Schicht passieren. Es ist leicht, die positive Ladung 22 mit vielen freien Elektronen in der elektrisch leitfähigen Schicht zu neutralisieren. Infolgedessen steigt die positive Ladung übermäßig an wegen des Mangels an Elektronen in der elektrisch leitfähigen Schicht. Die positive Ladung 24 bildet ein Ladungcpaar zu der negativen Ladung 21.

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Bei der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, daß die Entwicklungsapparatur 25 zwischen der Aufladungseinrichtung 10 und der Aufladungseinrichtung 13 angeordnet is.t. In einigen Fällen kann eine Belichtungseinrichtung dazwischen liegen. Wenn ein Bild vor dem Aufladen belichtet werden kann, muß die Belichtungseinrichtung nicht zwischen beiden Aufladungssinrichtungen angeordnet sein. Unter der Aufladungseinrichtung 13 ist auf die Oberfläche des elektrophotographischen Materials, das durch die Entwicklungseinrichtung gelaufen ist, bereits ein Tonerbild aufgebracht worden, so daß es keine Bedeutung mehr hat, ob es Licht oder einer Goronaentladung ausgesetzt wird. Wenn beide Entladungseinrichtungen 10 und 13 auf der gleichen Seite gegenüber der Entwicklungsapparatur angeordnet sind, d. h. wenn die Entwicklungseinrichtung nicht zwischen beide gelegt wird, wird zuerst ein elektrophotographisches Material positiven Coronaionen und dann negativen Goronaionen ausgesetzt. Pur einige elektrophotographische Materialien ist diese Anordnung nicht zweckmäßig, weil es für sie schwierig ist, mit negativen Coronaionen aufgeladen zu werden, wenn sie vorher positiven Goronaionen ausgesetzt waren. Wenn das elektrophotographische Material, nachdem es negativen Goronaionen ausgesetzt worden ist, vor der Entwicklung positiven Goronaionen ausgesetzt wird, so wird natürlich die negative Ladung mit den positiven Ionen neutralisiert. Daraus folgt, daß dieses Verfahren nicht durchgeführt werden sollte. Deshalb muß die Entwicklungseinrichtung zwischen beiden Entladungseinrichtungen 10 und 13 angeordnet sein.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie Jedoch darauf zu beschränken.

Beispiel 1

Dies ist ein Beispiel, bei dem die positive Entwicklung gemäß einer Ausführungsform, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, durch-

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geführt wird. Das elektrophotographisehe Material 1 wird wie folgt hergestellt:

Die Oberfläche eines langgestreckten Polyäthylenterephthalatfilmes einer Dicke von 100 u und einer Breite von 250 mm wird durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen aktiviert und die aktivierte Oberfläche wird kontinuierlich durch Vakuuniaufdampfung mit Aluminium beschichtet. Dann wird eine Mischung aus photoleitfähigen Zinkoxydpartikeln von 100 Gewichtsteilen und Styrolalkydharz (Handelsname Styresol Nr. 4400 der Firma Japan Leighhola) von 20 Gewichtsteilen auf den Aluminiumfilm in einer Dicke von 7 u nach dem Trocknen aufgebracht. Das auf diese Weise hergestellte elektrophotographische Material 1 wird durch Cooperation der Aufladungseinrichtungen 10 und 13 aufgeladen. Wenn man einen Teil des elektrophotographischen Materials 1 betrachtet, so wird ein Bezirk der ersten Stelle der Goronaentladung durch die erste Coronaaufladungseinrichtung 10 ausgesetzt, während der vorausgehende Bezirk davon einer anderen Corοnaentladung durch die zweite Aufladungseinrichtung 13 mit einer zu der ersten Aufladung entgegengesetzten Polaität ausgesetzt wird. Der der ersten Ooronaaufladungseinrichtung gegenüberliegende Bezirk wird nach dem in Fig. 4 dargestellten Prinzip aufgeladen.

Dann wird das aufgeladene elektrophotographische Material in der Stellung 12 mit dem Lichtbild belichtet und mit einem Paar Transportwalzen 35 und 36 so transportiert, daß das erzeugte latente Bild entwickelt wird. Das Entwicklergehäuse ist durch die Bezugsziffer 15 gekennzeichnet. Der darin enthaltene Trockenentwickler 37 besteht aus zwei Komponenten von Trägerperlen und einem triboelektrisch an dem Träger haftenden Toner. Der Toner v/ird hergestellt, indem man Ruß und Polystyrol in einem Gewichtsverhältnis von 1:8 mischt und dann die Mischung pulverisiert» Die Trägerperle umfaßt das Aufbringen von Nitrocellulose in einer Dicke von etwa 0,1 Mikron auf die Oberfläche der Glasperle einer Partikel-

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größe von 0,6 bis 0,8 mm. Das durch die Entwicklungseinheit gelaufene elektrophotographische Material wird in die Lage der zweiten Coronaaufladungseinrichtung 13 mit Hilfe eines Paars Transportwalzen 38 uriä 39 "befördert. Die erste Aufladungseinrichtung besteht aus einer Coronaentladungselektrode aus rostfreiem Stahl und einem in einem Abstand von 15 mm von der Elektrode angeordneten geerdeten Abschirmgehause. Die Aufladungseinrichtung ist so angeordnet, daß ein Spielraum zwischen der Entladungselektrode und der Oberfläche des elektrophotographisehen Materials besteht. An den Coronadraht. der ersten Aufladungseinrichtung wird eine Spannung von -8 KV angelegt und an den Coronadraht der zweiten Aufladungseinrichtung wird eine Spannung von +8,5 KV angelegt. Die Durchlaufgeschwindigkeit des elektrophotographischen Materials beträgt 50 mm pro Sekunde. Das aufgeladene elektrophotographische Material wird durch ein transparentes Strichoriginal durch eine Xenon-Blitzlampe mit einer Leistungsabgabe von 125 W*see. und einer Dauer von 80 uSekunden bildmäßig belichtet. Dabei erhält man eine gute Kopie.

Beispiel 2

Dies ist ein Beispiel, bei dem eine Ausführungsform, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, verwendet wird. Das elektrophotographische Material wird mit einer Geschwindigkeit von 15 sun pro Sekunde um eine Trommel 40 bewegt. Ähnlich wie in Beispiel 1 wird das elektrophotographische Material aufgeladen und wenn ein latentes Bild darauf erzeugt worden ist, wird das latente Bild durch eine Magnettrommel 41 entwickelt. Die MagnetSegmente 42 werden auf der Oberfläche einer Trommel hergestellt, die aus einem nicht-magnetischc-n Material, wie z. B. Aluminium, besteht und die Magnetbürste 43 wird durch die Segmente gebildet. Die magnetische Trommel 41 rotiert in einer zur Richtung der Trommel 40 entgegengesetzten Richtung. Die Bürste 43 kommt mit der Oberfläche des das zu entwickelnde latente Bild tragenden elektrophotographischen Materials

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in Berührung. Das Entwicklergehäuse wird durch die Bezugsziffer 15 gekennzeichnet und der magnetische Entwickler, der aus magnetischen Trägerperlen und Toner besteht, ist durch die Bezugsziffer 44 gekennzeichnet. Bei dem Toner handelt es sich um den gleichen Toner, wie er in Beispiel 1 verwendet wurde. Die Trägerperle besteht darin, daß man Nitrocellulose,ähnlich wie in Beispiel 1,auf die Oberfläche von Eisenpartikeln mit einer Größe von 0,5 bis 0,2 mm aufbringt. Die Aufladungsspannungen sind die gleichen wie in Beispiel 1. Auch hier wird eine gute Kopie erhalten.

Beispiel 3

Dies ist ein Beispiel, bei dem eine Ausführungsform, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, verwendet wird. Das elektrophotographische Material wird auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und mit einer Geschwindigkeit von 5O mm pro Sekunde um eine Trommel 45 herum bewegt. Das Aufladen des elektrophotograpbischen Materials wird nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt. Der Behälter für den flüssigen Entwickler wird diirci die Bezugsziffer I5 und der flüssige Entwickler wird durch die Bezugsziffer 16 bezeichnet. Der untere Teil der Trommel 45 ta-'cbt in die Entwicklungsflüssigkeit ein. Ein Paar Abquetsch» walECi 46 und 47 quetschen die Entwicklerflüssigkeit heraus und entfernen' sie. Dabei wird eine gute Kopie erhalten. Die Entwieklimgsflüssigkeit wird aus der'folgenden Mischung hergestellt:

KuB (Handelsname Kippeal Nr, 100 der

Firma littetsu Chemical Co., Ltd.) 10 Gewichtsteile

Vinylchlbrid/Vinyiacetat-Mischpolymerisat (Handelsname Denkavinyl 1000 GS der · Firma Denki Kagaku Kogyo K.K.) 200 Teile

Lcinsamencl 50 "

Aceton · 80 "

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Diese werden in einer Kugelmühle 40 Stunden lang gemischt und die erhaltene Mischung wird durch Ultraschallenergie in einem gemischten Lösungsmittel aus Kerosin und.Eeinsamenöl dispergiert, um die Mischung auf das 30-fache öhr es Vo lumens zu verdünnen und die Mischrate des Lösungsmittels beträgt 1 1 Kerosin auf 100 ml Leinsamenöl. Die Ultraschall-Energieabgabe beträgt 150 Watt und ihre Frequenz beträgt 29 KHz. Der Toner in der. Entwicklerflüssigkeit weist eine negative Ladung auf.

Nach der vorstehend beschriebenen Erfindung ist es möglich, das elektrophotographische Material aufzuladen, ohne die elektrisch leitfähige Schicht zu erden. Deshalb kann selbst das in der Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Material, das schwierig zu erden ist, ohne jedes Hilfsmittel, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, aufgeladen werden und dabei wird ein entwickeltes Bild erhalten. Es ist auch bevorzugt, die wirksame Aufladung so durchzuführen, daß die elektrisch leitfähige Schicht in dem erfindungsgemäß verwendeten elektrophotographischen Material einen

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Volumenwiderstand von weniger als 10 Ohm χ cm aufweist. Im Falle von weniger als 10 Ohm χ cm ist es besonders wirksam. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wegen des geschlossenen Stromkreises, der durch die elektrisch leitfähige Schicht gebildet wird, kein wirksamer Betrieb erzielt, wenn der Widerstandswert in longitudinaler Richtung der"elektrisch leitfähigen Schicht über einem bestimmten Wert liegt. Bei dem Test, bei dem ein langgestrecktes elektrophotographisches Blatt mit einer Breite von etwa 10 bis 100 mm und einer elektrisch leitfähigen Schicht (wie in den obigen Beispielen gezeigt) von etwa 2 bis 10 u Dicke auf einem Papiersubstrat verwendet wird, wird ein gutes Ergebnis erzielt, selbst für den Fall, daß der Abstand der beiden Aufladungseinrichtungen, wie in ^ig. 4- dargestellt, einige Meter beträgt.

VIenn der Anschlußteil des elektrophotographischen Materials die La-

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ge der zweiten Aufladungseinrichtung beim Beginn der Herstellung der Kopie nicht erreicht, ist das erfindungsgemäße Yerfahren unwirksam. In diesem Falle kann ein elektrisch leitfähiger Anschluß an dem Leitungsrand des elektrophotographischen Materials angebracht werden.

Die vorliegende Erfindung eignet sich auch für ein übliches elektrophotographisches Material.

Pat ent ansprucho

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Elektrophotographisches Aufladungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man ein langgestrecktes Blatt aus einem elektrophotographischen Material mit einem elektrisch leitfähigen Träger und einer darauf aufgebrächten photoleitfähigen isolierenden Schicht vor und nach der Entwicklung gleichzeitig Goronaentladungen mit einander entgegengesetztem Polarität von der Seite der photoleitfähigen isolierenden Schicht aussetzt.

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