DE2149712C3 - Vorrichtung zur Aulladung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials - Google Patents

Description

40

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Aufladung eines elektrophotographischen Aiif/.eichnungsmaterials aus einem isolierenden Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht und einer elektrisch leitenden Zwischenschicht im Durchlauf verfahren mittels einer Koronaentladung, wobei gegenüberliegend freiliegende Stirnflächen der elektrisch leitenden Zwischenschicht an einem \0111 Aufladeort der photoleitfähigen Schicht entfernten Oit einer /ur Aufladung der photoleitfähigen Schicht gegenpoligen Koronaentladung ausgesetzt und im Bereich dieser Entladung die photoleitfähige Schicht gegen den Niederschlag von Koronaentladiingsioncn mechanisch abgeschirmt wird gemäß Patent 21 47 XS')

[ lcktrophotographische Auf/cichpungsmatenalien. die mit der Vomchtung gemäß der Erfindung aufgeladen werden können, sind in den Fig. 1 bis 1 dargestellt.

l· ig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines iiblichen elektruphotographischen Materials 1, welch ¹S mit der Vomchtung gemäß der Erfindung aufgeladen wird. Dieses Material 1 besteht aus einer photoleitfähigen Sihicht 2, die aus amorphem Selen, einer Mischung aus einem photoleitfähigen Pulver (/.. B. pulverförmigi 111 Zinkoxyd, Cadmiumsulfid od. dgl ) und einem isolk ienden Harz oder organischen PhotoU item her

60 gestellt sein kann, einer elektrisch leitenden Zwischenschicht 3, die aus einem mit einem Metall plattierten Film, einem durch Vakuumaufdampfung beschichteten Film oder einem Film aus einer elektrisch leitenden Metallverbindung (z. B. Kupferiodid, Silberjodid usw.) aus einem elektrisch leitenden hochmolekularen Material oder aus einem elektrisch leitenden Anstrich (hergestellt durch Mischen und Kneten von Silber- oder anderen elektrisch leitenden Kohlenstoffpartikeln mit Harz) hergestellt sein kann, sowie aus einem elektrisch hochisolierenden Schichtträger 4, der aus einem Film aus Polyethylenterephthalat, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polycarbonat, Triacetylcellulose od. dgl. hergestellt sein kann. Damit ein Material, wie in Fig. 1 gezeigt, durch Koronaentladung aufgeladen werden kann, ist es notwendig, daß die leitende Schicht 3 geerdet

Bei der Entwicklung ist es notwendig, daß die leitende Zwischenschicht 3 geerdet oder mit einer Stromquelle verbunden wird. Jedoch liegt die Dicke der leitenden Schicht 3 im Bereich von 500 A bis /u einigen Mikrometern, so daß es schwierig ist. die Elektrode in Berührung mit der Stirnseite dieser dünnen Schicht zu bringen. Deshalb werden im allgemeinen die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Materialien angewandt.

In Fig. 2 wird ein Querschnitt durch ein bekanntes bandförmiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial senkrecht zur Durchlaufnchtung des Materials gezeigt. In der Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 2 eine photoleitfähige Schicht, das Bezugszeichen 3 eine elektrisch leitende Schicht und das Bezugszeichen 4 einen elektrisch hochisolierenden Schichtträger. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet Randteile des Aufzeichnungsmaterials, an denen dielektrisch leitende Schicht freigelegt ist, d. h. nicht von der photoleitf?higen Schicht bedeckt ist. Das Freilegen dieser beiden Randteile kann dadurch erreicht werden, daß man die photoleitfähige Schicht nach der Herstellung des Materials an beiden Seiten entfernt oder indem man eine photoleitfähige Schicht anwendet, deren beide Randteile vorher bereits weggeschnitten wurden. Auf diese Weise kann eine Erdungselektrode mit der freigelegten elektrisch leitenden Schicht 5 in Berührung gebracht werden.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine Schnittansicht einer weiteren bekannten Ausfuhrungsform eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, bei dem die leitende Zwischenschicht geerdet werden kann.

Die Bezugszeichen 2 bis 4 bezeichnen die gleichen Komponenten wie die entsprechenden Bezugszeichen in Fig. 1. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet elektrisch leitende Säulen, die durch den Schichtträger 4 geführt sind und mit der elektrisch leitenden Schicht 3 in Verbindung stehen. Diese Säulen besitzen auf der Rückseite des Schichtträgers 4 ein freiliegendes Endteil, wodurch sie mit der Erdungselektrode in Berührung gebracht werden können. Zur Herstellung der Säulen 6 werden zuerst Locher durch den Träger 4 hindurchgebohrt, worauf in diese Löcher ein elektrisch leitendes Material eingefüllt wird. Die Löcher können mit Metall gefüllt werden, oder es kann cn elektrisch leitendes hochmolekulares Material in die Löcher gegossen werden.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Materialien erfordern jedoch ein kompliziertes und teures Herstellungsverfahren. Auch können Kratzer oder andere

Beschädigungen an den freiliegenden Teilen der elektrisch leitenden Teile zu einem unvollkommenen Kontakt mit der Erdungselektrode fuhren. Darüber hinaus sind in dem in der Fig. 2 dargestellten Material die beiden Randteile für die Bildbildung wertlos, wodurch ein unerwünschter Ausfa>l in Kauf genommen werden muß.

Aufgabe der Hrfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung des eingangs angegebenem Verfahrens zur Aufladung eines elektrophotographisehen Aufzeichnungsmaterials in zufriedenstellender, einfacher und zuverlässiger Weise, wobei eine gleichförmige Aufladung der gesamten Oberfläche des elektrophotographisehen Aufzeichnungsmatcrials ermöglicht wird, ohne daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet werden muß, das an freiliegenden Teilen durch Kratzer od. dgl. beschädigt werden kann, oder ein teures Herstellungsverfahren erfordert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Schaffung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des eingangs angegebenen Verfahrens zur Aufladung eines elektrophotographisehen Aufzeichnungsmaterials, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Zuführrolle fur die Zuführung eines bandförmigen elektrophotographisehen Aufzeichnungsmaterials und eine Aufnahmerolle für dessen Aufnahme, eine Hauptaufladungseinrichtung, die sich quer über die Oberseite der photoleitfähigen Schicht zwischen der Zuführrolle und der Aufnahmerolle erstreckt und Hilfsentladungselektroden umfaßt, die jeweils an der Stirnfläche da, Wickels auf der Zuführrolle bzw. der Aufnahmerolle angeordnet und an ein Potential von entgegengesetzter Polarität zu der Polarität der Hauptentladung legbar sind.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtunggemäß der Hrfindung bestehen die Kerne der Zufuhrrolle und der Aufnahmerolle aus isolierendem Material oder sind isoliert.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Fig. 4 bis 7 näher erläutert.

Dabei zeigt Fig. 4 eine praktische Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher mit 40 die Hauptaufladungseinrichtung und mit 41 und 42 die Hilfsentladungselektroden bezeichnet sind. Mit 43 ist die Zuführrolle für die Zufuhrungeines bandförmigen elektrophotographisehen Aufzeichnungsmaterials und mit 44 eine Aufnahmerolle zu dessen Aufnahme bezeichnet. Die Hauptentladungseinnchtung 40 erstreckt sich quer über die Oberseite der photoleitfähigen Schicht des bandförmigen elektrophotographisehen Aufzeichnungsmaterials 1 zwischen der Zuführrolle 43 und der Aufrahmerolle 44. Die Hilfsentladungselektroden 41 und 42 sind jeweils an der Stirnfläche des Wickels auf der Zufuhrrolle 43 bzw. der Aufnahmerolle 44 angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform sin-J die Hilfsentladungselektroden 41 und 42 in Nähe des Kerns jeder Rolle 43. 44 angeordnet. Die Kerne 45 und 46 der Zuführrolle 43 und der Aufnahmerolle 44 bestehen aus isolierendem Mitierial oder sind isoliert, falls sie aus einem leitenden Material gefertigt sind. Beispielsweise wird das el» ktrophotographische Aufzeichnungsmaterial negativ aufgeladen, wenn eine negative Koronaentladung dci Hauptaufladungseinrichtung 40 und eine positive Koronaentladung der Hilfsentladungselektroden 41. 42 angewendet wird. An der Zuführrolle 43 scheiden sich die Koronaentiadungsionen leilielich andei Stirnseite der Rolle ab, und die Oberfläche des elektrophotographisehen Aufzeichnunssmaterials wird nicht positiv aufgeladen, da das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial mehrmals übereinander gestapelt ist, so daß die gesamte Ober-

fläche des Materials gleichförmig negativ geladen wird.

Fig. 5 erläutert in schematischer Darstellung das Prinzip des Aufladungsverfahrens mittels einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

ίο Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 50 den Koronadraht, der in der Hauptaufladungseinrichtung 40 angebracht ist. Wenn eine hohe negative Spannung an den Koronadraht 50 und eine hohe positive Spannung an die Hilfsentladungselektroden 41 und 42 angelegt

is wird, fließen die positiven Korona-Ionen von der Hilfsentladungselektrode 41 zu der Stirnfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials. Die freien Elektronen in der elektrisch leitenden Zwischenschicht 3 fließen zur Kompensierung der positiven Ladung zur Stirnseite. Infolgedessen verbleibt eine positive Ladung in der Zwischenschicht 3, und die negativen Korona-Ionen vom Koronadraht 50 der Hauptaufladungseinrichtung 40 fließen zur Oberflache des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, d. h. es wird ein Erdungseffekt erzielt. Wie ersichtlich, kann unter Anwendung einer Hilfsentladungselektrode 41 oder 42 ein zehnfaches bis hundertfaches Ladungsausmaß auf dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial im Vergleich zu dem erzielbaren Ladungsausmaß, wenn keine Hilfsentladungselektrode angewendet wird, erhalten werden.

Die Fig. 6 und 7 zeigen den Zustand des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, das nach Aufbringen einer Koronaentladung unter Verwendung der Hilfsentladungselektrode 41 gegenüber der Stirnfläche der Zuführrolle 43, wie in Fig. 4 gezeigt, erhalten wurde. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet die Stirnfläche der Zuführrolle 43. Wenn das elektropho tographische Aufzeichnungsmaterial, wie in Fig. 6 gezeigt, in einer großen Wickeldicke um den Kern 45 gewickelt ist, wird die Hauptmenge der Koronaentiadungsionen an der Stirnfläche 60 der Zuführrolle 43 abgeschieden, da die elektrischen Kraftlinien von der Hilfsentladungselektrode 41 (beispielsweise einer nadelförmigen) zu der Stirnfläche 60 gehen. Wenn jedoch das elcktrophotographische Aufzeichnungsmaterial, wie in Fig. 7 gezeigt, aufgebraucht ist und die Wickelstärke auf dem Kern 45 verringert ist, gelangen die Kraftlinien von der Hilfsentladungselektrode 41 auf die der Stirnfläche benachbarten Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials. Infolgedessen verhindern die positiven Koronaentiadungsionen auf dieser Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials eine gleichförmige Aufladung durch die Hauptaufladungseinrichtung 40. Zur Verhinderung dieser Erscheinung wird es daher bevorzugt, ein mit lediglich einer elektrisch leitenden Schicht auf einer Tragerschicht ausgestattetes Material ohne photoleitfähige Schicht darauf mit dem freigegebenen Teil des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial zu verbinden, um eine große Wickelstärke zu erhalten, selbst wenn von dem auf dem Kern 45 gewickelten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial nur eine geringe Menge verbleibt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Stromquelle an die Hilfsentladungselektrode 42

anstatt an die Hilfsentladungselcktrode 41 angelegt, wenn die Wickelstärkc der Aufnahmerollc 44 entsprechend der Abnahme der Wickelstärke auf der Zuführrolle 43 zunimmt.

Als Aufzeichnungsmaterialien können verschiedcnc im Handel erhältliche Materialien zur Anwendung gelangen, wie sie nachstehend erläutert werden:

Aufzeichnungsmaterialien mit einem hochisolierenden Schichtträger aus Polyethylenterephthalat, Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Triacelylcellulose oder aus einem Blatt Papier mit einer dünnen Polyäthylen-, Polystyrol- oder Polypropylenschicht.

Als elektrisch leitende Zwischenschicht können durch Vakuumabscheidung mit Aluminium oder einem anderen Metall überzogene Filme, mit Kupfer, Silber oder einem anderen Metall plattierte Filme, Kupferjodidfilme, mit einem leitenden Anstrich überzogene Filme (Harzgemisch mit Silberteilchen oder einem leitenden Pulver mit einem leitenden hochmolekularen Material überzogene Filme, beispielsweise vierwertige Ammoniumpolymere) zur Anwendung gelangen.

Hin mit einem elektrisch leitenden Polymeren behandeltes Papier weist in Querrichtung einen elcktrisehen Widerstand von 10" bis 10⁹ auf, selbst wenn der Abstand zwischen der Hauptaufladungseinrichtung 40 und der Hilfscntladungselektrode 41, 42 zig Meter beträgt.

Als photoleitfähige Schicht 2 wird ein Überzug aus einem Gemisch von pho'oleitfähigen Teilchen (Zinkoxid. Cadmiumsulfid, Selen u. dgl.) und einem isolierenden Harz (Polystyrol, Silicon, Celluloseester, Phenolformaldehyd, Polyvinylchlorid u. dgl.) oder ein organischer photoleitfähiger Überzugsfilm, beispielsweise Polyvinylcarbazol, verwendet. Sämtliche Kombinationen dieser Materialien können für die elektrophotographischen Materialien eingesetzt werden.

Beispiel

Eine kontinuierliche leitfähige Schicht wurde auf einen Polyäthylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 100 μηι und einer Breite von 250 mm durch Aktivierung mit Ultraviolettbestrahlung und Vakuumabscheidung gebildet. Auf diese Schicht wurde dann ein Überzug aus einem Gemisch von photoleitfähigen Zinkoxydteilchen in einer Menge von 100 Gewichtsprozent, 14 Teilen Styrolalkydharz und 6 Gewichtsteilen eines Polyisocyanats in einer Beschichtungsdicke von etwa 7 μπι nach Trocknung aufgebracht.

Dieses clektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wurde unter Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung aufgeladen. Die Hauptaufla dungseinriehtung 40 bestand aus einer Koronaentladungselektrode aus einem Draht aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 0,1 mm, wobei der Abstand von der F,lcktrode zu dem Abschirmgehausc etwa 15 mm und der Abstand zwischen der Koronaentladungselektrode und dem zu ladenden elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial 15 mm betrug. An die Hauptaufladungseinrichtung 40 wurde eine Spannung von - 7kV angelegt. Der Kern 45 d«'r Zufuhrrolle 43 bestand aus Polyvinylchlorid und besaß einen Durchmesser von 50 mm. Der Außendurchmesser der Zuführrolle 43 betrug 150 mm. Als Hilfsentladungselektrode 41 wurde eine Nadel von 50 mm Länge verwendet, die auf die Achse der Zuführrolle aufgesetzt war und deren Abstand von der Stirnfläche der Rolle 50 mm betrug. An die Hilfsentladungselektrodc 41 wurde eine Spannung von + 9 kV angelegt.

Bei Anwendung dieser Vorrichtung wurde das elektrophotographische Material auf ein Oberflächenpotential von etwa -180V geladen, und es konnte nach Ausfuhrung von Belichtung und Entwicklung ein von Randcffekt freies Bild mit einer hohen optischen Dichte erhalten werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens zur Aufladung eines elektrophotographisehen Aufzeichnungsmaterials aus einem isolierenden Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht und einer elektrisch leitenden Zwischenschicht im Durchlaufverfahren mittels einer Koronaentladung, wobei gegenüberliegend freiliegende Stirnflächen der elektrisch leitenden Zwischenschicht an einem vom Aufladeort der photoleitfähigen Schicht entfernten Ort einer zur Aufladung der photoleitfähigen Schicht gegenpoligen Koronaentladung ausgesetzt und im Bereich dieser Entladung die photoleitfähige Schichi gegen den Niederschlag von Koronaentladungsionen mechanisch abgeschirmt wird gemäß Patent 21 47 889, dadurchgekennzeichnet,daß sie eine Zuführrolle (43) für die Zuführung eines bandförmigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials und eine Aufnahmerolle (44) für dessen Aufnahme, eine Hauptaufladungseinrichtung (40), die sich quer über die Oberseite der photoleitfähigen Schicht zwischen der Zufuhrrolle und der Aufnahmerolle erstreckt und Hilfsentladungselektroden (41. 42) umfaßt, die jeweils an der Stirnfläche des Wickels auf der Zuführrolle (43) bzw. der Aufnahmerolle (44) angeordnet und an ein Potential von entgegengesetzter Polarität zu der Polarität der Hauptentladung (40) legbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (45,46) der Zufuhrrolle (43) und der Aufnahmerolle (44) aus isoliercndem Material bestehen oder isoliert sind.