DE2347422C3

DE2347422C3 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE2347422C3
Application number: DE19732347422
Authority: DE
Inventors: Masaru Ohnishi; Michio Yoshizawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1972-09-20
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1980-10-23
Also published as: DE2347422B2; GB1439704A; DE2347422A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsgerät mit einem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger, welcher eine leitfähige Grundschicht, eine photoleitfähige Schicht und mindestens eine Isolierschicht aufweist, mit einer eine Koronaentladungseinrichtung und eine Einrichtung zur bildmäßigen Belichtung umfassenden Station zur Erzeugung eines Ladungsbildes, mit einer Entwicklerstation, mit einer Fixierstation und mit einer Einrichtung zur Beseitigung eines Restpotentials.

Ein solches Aufzeichnungsgerät ist aus der DE-OS 65 360 bekannt. Dabei wird ein Ladungsbild mit Bereichen entgegengesetzter Polarität erzeugt und auf dem Aufzeichnungsträger direkt entwickelt, worauf das Pulverbild auf einen Kopieträger überführt und fixiert wird. Zur Beseitigung der Ladung wird eine aulwendige Wechselstrom-Koronaentladungseinrichtung benötigt. Außerdem muß eine weitere Station zur Entfernung des Restpulvers vom Aufzeichnungsträger vorgesehen sein. Es ist erwünscht, bei einem solchen Aufzeichnungsgerät das Ladungsbild zunächst vom Aufzeichnungsträger auf einen dielektrischen Kopieträger zu übertragen und erst auf diesem zu entwickeln. Dieses Prinzip ist aus der JP-PS 26905/1972 bekannt Das dabei verbleibende Restladungsbild kann nicht befriedigend durch eine

ίο Wechselstrom-Koronaentladeverrichtung beseitigt werden. Wird es aber nicht vollständig beseitigt, so verschlechtert sich die Kopiequalität erheblich. Dies soll im folgenden anhand der F i g. 1 bis 3 erläutert werden.

Gemäß diesen Figuren umfaßt ein Aufzeichnungsträger 4 eine Isolierschicht 1, z. B. einen Polyesterfilm, eine photoieitfähige Schicht 2, bestehend aus CdS oder Se-Te, deren Impedanz durch Belichtung mit einem Bild verringert wird, sowie eine leitfähige Grundschicht 3. Eine Koronaentladungseinrichtung 5, z. B. für eine negative Koronaentladung, umfaßt z. B. einen Wolframdraht. Gemäß Fig. la wird nur die rechte Hälfte des Aufzeichnungsträgers 4 belichtet, und die Impedanz dieses belichteten Bereichs wird herabgesetzt, so daß die negative Ladung der Isolierschicht 1 nie durch die Koronaentladungseinrichtung 5 erhöht wird.

Im Falle der Verwendung von CdS vom N-Leitungstyp als photoleitfähige Schicht 2 erhäh man die ausgezogene Linie in Fig.2a. Auf der Abszisse ist die Lichtdosis (lux · sec) und auf der Ordinate das Potential der elektrischen Aufladung V, der Isolierschicht 1 aufgetragen. Wenn die Lichtdosis erhöht wird, so nähen sich das Potential einem ersten Grenzwert V₁- Wenn andererseits die Lichtdosis gering ist, so hat das Potential den Wert VU

υ Die Abhängigkeit des Potentials von der Lichtdosis ist eine Funktion des Materials der photoleitfähigen Schicht 2 und deren Herstellung. Bei einer photoleitfähigen Schicht 2 mit 100 μ Dicke, bestehend aus 90 Gew.-% CdS-Pulver (mit 0,05 Gew.-% Cu-Dotierung) und 10 Gew.-% Acrylharz, einer Isolierschicht 1 aus einem Polyesterfilm mit 15 μ Dicke und einer Koronaentladung von —6,0 KV (Wolframdraht mit 50 μ Durchmesser und einer effektiven Breite von 30 mm; relative Geschwindigkeit 300 mm/sec), erhält man

4-, K= -1300 V und K/=-600 V. Fig. Ib zeigt das Ladungsbild. Gemäß Fig. Ic wird ein Papier 8, welches eine Schicht 6 mit hohem Widerstand auf einer Papierschicht 7 mit niedrigem Widerstand aufweist, mit der Isolierschicht 1 des empfindlichen Substrats 4 in

>o Berührung gebracht, und zwar mit Hilfe einer Druckrolle 9, welche mit einer Spannung V/, ι einer Vorspannungsquelle 10 beaufschlagt wird, so daß die Ladung der Isolierschicht 1 auf die Schicht 6 überführt wird.

Die Ladungsüberführung findet nur dann statt, wenn das Potential der Isolierschicht 1 größer ist als die Spannung Viii zur Initiierung der Ladungsüberführung. Diese hängt ab vom Zustand des Papiers 8 sowie der Isolierschicht 1 und liegt gewöhnlich im Bereich von etwa ±300-±500 V. Nach der Überführung der Ladung verbleibt auf der Isolierschicht 1 ein Potential von etwa VJn +λ (V\ — VOi), wobei λ von der Kapazität der Isolierschicht 1 und der Schicht 6 abhängt und gewöhnlich einen Wert von etwa 0,2 bis 0,3 hat.

Wenn V₀1 den Wert -500 V und α den Wert 0,2 hat iid das Potential Vi der Isolierschicht 1 vor Ladungsüberführung im unbelichteten Bereich —600 V und im belichteten Bereich —1300 V beträgt, so ergibt sich ein

Restpotential nach Ladungsüberführung von etwa -520 V bzw. -660 V (Fig. ld). Fig.2b zeigt die Beziehung zwischen der Lichtdosis und dem Restpotential. Bei wiederholter Aufzeichnung addiert sich das Potential, welches der Impedanz der photoleitfähigen -3 Schicht 2 entspricht, zu dem Restpotential. Das Summenpotential beträgt im nichtbe!i,chteten Bereich nunmehr etwa -830 V (gestrichelte Linie in Fig.2a). Demzufolge findet eine Ladungsüberführung auch im nichtbelichteten Bereich statt, und zwar selbst bei der ersten negativen Aufladung.

Beim zweiten Durchgang ist das Potential des nichtbelichteten Bereichs höher als beim ersten Durchgang. Daher weist die Abbildung hierbei eine noch schlechtere Qualität auf.

Aus der DE-AS 10 94 274 ist es bereits bekannt, ein Restpotential einer ausschließlich mit einem Dielektrikum belegten, leitenden Trommel mittels einer Metallwalze mit einem geeigneten Potential zu beseitigen. Eine solche Metallwalze ist jedoch bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art nicht vorteilhaft anwendbar, da die Gefahr einer Beschädigung der photoleitfähigen Schicht und ungleichmäßiger Ladungsüberführung besteht. Aus der US-PS 28 92 973 ist es bereits bekannt, zur Erzeugung eines Ladungsbildes bei einem gattungsverschiedenen Verfahren eine Elektrode mit einer Cellophanbelegung zu verwenden. Dieser Druckschrift ist jedoch kein Hinweis zur Beseitigung von Restladungen zu entnehmen.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches elektrophotographisches Aufzeichnungsge~ät zu schaffen, bei dem bei wiederholtem Einsatz eine ausgezeichnete Kopierquaiität gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine an sich bekannte Station zur Überführung des r> Ladungsbildes von dem Aufzeichnungsträger auf einen dielektrischen Kopieträger mittels einer vorgespannten Walze vorgesehen ist, und daß die Einrichtung zur Beseitigung des Restpotentials mindestens eine den elektrophotographischen Aufzeichnungsträger beruhrende und auf einem Potential mit einer der Polarität des Restpotentials entgegengesetzten Polarität gehaltene Metallrolle umfaßt, welche mit einer leitfähigen Papierschicht belegt ist, deren spezifischer Widerstand geringer ist als der spezifische Widerstand der photoleitfähigen Schicht.

Die Isolierschicht kann eine zusammengesetzte Schicht sein und eine photoleitfähige Isolierschicht aufweisen, welche nur durch ein spezifiscnes Licht photoleitend wird, dessen Wellenlänge von der Wellenlänge des Lichts zur Bildaufzeichnung verschieden ist. An den Aufzeichnungsträger kann eine spezifische Anodenvorspannung angelegt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigen

F i g. l(a)—(d) die Arbeitsstufen eines herkömmlichen elektrophotographischen Aufzeichnungsgeräts,

Fig. 2(a) die Charakteristik der Aufladung unter bildmäßiger Belichtung,

F i g. 2(b) die Charakteristik der Restladung nach bo Ladungsüberführung,

Fig. 3(a)—(e) Arbeitssluicn einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsgeräts,

Fig.4 eine konkrete Ausbildung dieses Aufzeich- b3 nungsgeräts,

F i g. 5 einen Schnitt durch einen abgewandelten Aufzeichnungsträger,

F i g. 6 die Kennlinie der Abhängigkeit der Photoleitfähigkeit von der Wellenlänge,

F i g. 7(a)—(f) Arbeitsstufen einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsgerätes mit einem Aufzeichnungsträge·· gemäß F i g. 5,

F i g. 8 eine konkrete Ausbildung des Aufzeichnungsgeräts gemäß F i g. 7,

Fig.9(a)—(i) und Fig. 10(a)—(c) Schnitte durch weitere abgewandelte Aufzeichnungsträger,

Fig. 1 l(a)—(e) die Arbeitsstufen einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsgeräts,

Fig. 12 ein Diagramm der Potentiale des Aufzeichnungsträgers in jeder der Stufen der F i g. 1 und

F^;g. 13 eine konkrete Ausbildung des elektrophotographischen Aufzeichnur.gsgeräts gemäß Fig. 11.

Die Fig.3(a)—(d) entsprechen den Fig. l(a)-(d). In der Stufe 3(e) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Restpotential durch eine Ladungsübertragungsrolle 14 ausgelöscht, deren Impedanz geringer ist als die Impedanz der photoleitfähigen Schicht 2. Im Falle einer Kapazität der Isolierschicht 1 von 2 χ 10-'°(F/cm²) und eines Widerstandes der Überführungsrolle 14 pro cm² Oberfläche von 5 χ ΙΟ⁹ Ω beträgt die Zeitkonstante der Ladungsüberführung 1 Sekunde. Daher ist der Widerstand der Überführungsrolle 14 durch die gewünschte Überführungsauslöschzeit sowie durch die erforderliche Kapazität der Isolierschicht 1 festgelegt. Normalerweise werden günstige Ergebnisse bei einem Widerstand von 10⁴ bis 10^lcn/cm² erreicht. Der untere Grenzwert von 10⁴ Ω/cm² besteht aus folgenden Gründen. Je höher der Widerstand der zweiten Überführungsrolle 14, um so gleichförmiger ist die Überführung der Ladung und um so größer ist der Schutz des Aufzeichnungsträgers 4 vor Überstrom, solange nur die Ladungsüberführung noch innerhalb der erwünschten Überführungszeit gelingt. Die Überführungsrolle 14 kann eine höhere Kapazität aufweisen als die Isolierschicht 1. Die Überführungsrolle 14 besteht aus einem Metallstab 13, welcher mit einem Papier 12 mit niedrigerem Widerstand belegt ist. Das Papier hat einen Widerstand von 10⁷ bis \0⁹Q/cm². Man kann eine Überführungsrolle 14 verwenden, deren Potential V02 zur Initiierung der Ladungsüberführung im wesentlichen gleich dem Potential Vq; zur Initiierung der Ladungsüberführung durch die Überführungsrolle 9 ist und etwa 500 V beträgt. Das Papier 12 von niedrigem Widerstand ist wegen des Fehlens einer Schicht mit hohem Widerstand verschieden von dem Papier 8. Demgemäß wird die gesamte Ladung, welche das Potential V02 zur Initiierung der Ladungsüberführung übersteigt, entladen. Wenn die Spannung Vi 2 der Überführungsvorspannungsquelle 23 auf +500 V eingestellt wird, so liegt die Potentialdifferenz zwischen den Oberflächenpotentialen der Überführungsrolle 14 und dem Aufzeichnungsträger 4 oberhalb des Potentials V02 zur Initiierung der Ladungsüberführung, wenn das Potential des. Aufzeichnungsträgers 4 wenigstens einen kleinen negativen Wert hat. Somit erhält das Oberflächenpotep.tial des Aufzeichnungsträgers den Wert Null V selbst im nichtbelichteten Bereich. Wenn die Vorspannung Vi₂, welche an die Ladungsüberführupgsrolle 14 angelegt wird, gleich V02 ist, so ist es möglich, das gesamte Restpotential auszulöschen.

Nun soll der Fall betrachtet werden, daß die zweite Überführungsvorspannung Vj,2 auf +1000V erhöht wird. Es soll z. B. angenommen werden, daß der

nichtbelichtete Bereich in Fig.3(d) das Potential -520 V hat. Zum Zeitpunkt des Anlegens der Vorspannung V_b2 besteht eine Potentialdifferenz von 1520V zwischen der Überführungsrolle 14 und dem Aufzeichnungs! "äger 4, so daß die Ladungsüberführung auf die Übenuhrungsrolle 14 stattfindet, bis das Potential des nichtbelichteten Bereichs gleich dem Potential V₀₂ zur Initiierung der Ladungsüberführung (500 V) ist. Da das Potential der Überführungsrolle 14 den Wert +1000V hat, wird die Ladungsüberführung auf die Überführungsrolle 14 gestoppt, wenn das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers 4 den Wert 500 V erreicht. Die Überführungsrolle 14 bewirkt somit die folgenden beiden Effekte. Zunächst wird jegliche Potentialdifferenz zwischen dem belichteten und nichtbelichteten Bereich eliminiert, so daß beide das gleiche Potential erhalten und jeglicher Einfluß der Restladung wird beseitigt. Zweitens erhält das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers 4 einen gleichförmigen, positiven Wert durch Anlegung einer positiven Vorspannung.

Das Licht einer Lichtquelle 15 wird durch ein Linsensystem 16 und durch die negative Koronaentladungseinrichtung 5 zur Aufzeichnung eines Bildes auf eine Aufzeichnungstrommel 17 projiziert, welche aus einer Metalltrommel 19 und dem Aufzeichnungsträger 4 besteht. Die photoempfindliche Trommel dreht sich im Uhrzeigersinn und wird mit einer Lampe 18 gleichförmig belichtet, um das Ladungsbild auf der Isolierschicht zu stabilisieren. Sodann erfolgt die Ladungsüberführung auf das elektrostatische Aufzeichnungspapier 8 mittels der Überführungsrolle 9. Die überführte Ladung hängt von der Vorspannung V^, der Vorspannungsquelle 10 ab. Das übertragene Ladungsbild wird mit einem flüssigen Entwickler im Entwicklerteil 20 entwickelt und im Fixierteil 21 fixiert, und sodann wird das Papier durch eine Schneidvorrichtung 22 zu gewünschter Größe geschnitten. Andererseits wird die photoempfindliche Trommel 17 an der Überführungsrole 14 mit der Vorspannung Vh₂ vorbeigedreht, wobei das Restpotential ausgelöscht und der Aufzeichnungsträger 4 auf ein positives Potential gebracht wird. Günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn man das positive Potential Vf,₂ in der Größenordnung der Vorspannung V_b\ hält.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Spannung Vm zur Initiierung der Ladungsüberführung durch die Ladungsüberführungsrolle 9 gleich der Spannung Vo₂ zur Initiierung der Ladungsüberführung auf die Überführungsrolle 14. Die Spannung zur Initiierung der Ladungsüberführung hängt von dem Überfiachenzustand des um die Rolle gewickeiien Materials ab. Es ist möglich, die Spannung V₀₂ im Vergleich zur Spannung V₀\ zu senken, wenn man ein Papier 12 mit niedrigem Widerstand und mit einer flachen, glatten Oberfläche um die Ladungsüberführungsrolle 14 wickelt oder wenn man den Druck dieser Rolle 14 auf die Trommel 17 erhöht. In diesem Falle kann der gleiche Effekt auch dadurch erzielt werden, daß man die Ladungsüberführungsrolle 14 erdet Der gleiche Effekt kann ferner erreicht werden, indem man eine geeignete Vorspannung an die Ladungsüberführungsrolle 14 anlegt und die Ladungsüberführungsrolle 9 anstelle der Beaufschlagung mit der Vorspannung Vj, ι erdet. Als Lichtquelle 15 zur Aufzeichnung kann das Licht dienen, welches von einer Druckvorlage reflektiert wird oder welches durch eine Druckvorlage hindurchgelassen wird, oder auch eine Lichtquelle zur Darstellung einer jeden Tastzeile oder zur Darstellung

einer bis mehrerer Zeilen einer Kathodenstrahlröhre, welche für Faksimiledruck verwendet wird oder dergl. Bei dieser Ausführungsform wird als photoleitfähige Schicht CdS vom N-Leitungstyp verwendet. Wenn andererseits Se oder Se-Te-Legierung vom P-Leitungstyp als photoleitfähige Schicht dient, so müssen die erste und die zweite Überführungsvorspannung die entgegengesetzte Polarität haben.

Es ist möglich, zusätzlich zur Rolle 14 eine dritte und eine vierte Ladungsüberführungsrolle einzusetzen. Es ist andererseits möglich, die beiden Stufen der Ladungsüberführung mit nur einer Überführungsrolle durchzuführen. Dabei wird das Ladungsbild in Vorwärtsrichtung auf ein elektrostatisches Aufzeichnungspapier übertragen, worauf das Restpotential in Rückwärtsrichtung ausgelöscht wird.

Fig.5 zeigt einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers 4 mit einer Isolierschicht la mit einer Dicke von etwa 1 bis 15 μ aus einem Polyesterfilm und einer photoleitfähigen Isolierschicht \b mit einer Dicke von etwa 3 bis 30 μ, welche eine Verbundisolierschicht Ic bilden. Die photoleitfähige Isolierschicht Ib hat die folgenden Eigenschaften:

(1) Eine Photoleitfähigkeit kommt im wesentlichen nicht durch das Licht zur Bildaufzeichnung zustande.

(2) Eine Photoleitfähigkeit, deren Intensität zur Auslöschung der polarisierten Ladung ausreicht, wird durch Bestrahlung mit Licht erreicht, dessen Wellenlänge von der Wellenlänge des Lichts zur Aufzeichnung des Bildes verschieden ist, oder durch Bestrahlung mit Licht, dessen Intensität größer ist als die Intensität des Lichts zur Bildaufzeichnung. Ein Beispiel eines Materials mit diesen Merkmalen ist Poly-N-vinylcarbazol, dessen Photoleitfähigkeit durch Zugabe eines Sensibilisators geändert werden kann. Das Poly-N-vinylcarbazol mit einem Gehalt von 0,5 Gew.-% Phthalimid erteilt eine Photoleitfähigkeit mit einer Wellenlängenabhängigkeit gemäß F i g. 6. Die Masse ist. über das gesamte sichtbare Spektrum oberhalb 400 ιημ im wesentlichen nicht photoleitfähig und im Kurzwellenbereich photoleitfähig. Gewöhnlich wird sichtbares Licht dazu verwendet, das Bild aufzuzeichnen. Die Polyvinylcarbazolschicht Ii sorgt zusammen mit der Isolierschicht in der Stufe der negativen Aufladung für die Aufrechterhaltung der Ladung. Nach der Aufladung hat der nichtbelichtete Bereich das Potential Vo und der belichtete Bereich hat das Potential V_L. Zum Beispiel hat V_Dden Wert -600 V und Vi. den Wert —1300 V, und die Dicke der Isolierschicht la beträgt 3 μ und die Dicke der photoleitfähigen Isolierschicht \b beträgt 12 μ. Zur Vereinfachung (Jei Beii'ächiüfig Soll angenommen werden, daß die Dielektrizitätskonstanten der Isolierschicht und der photoleitfähigen Isolierschicht gleich sind, so daß das Verhältnis der Potentiale der beiden Schichten gleich dem Verhältnis der Dicke der beiden Schichten ist. Wenn nun die Potentiale der Isolierschicht und der photoleitfähigen Isolierschicht mit Vi d und V₂c im nichtbelichteten Bereich und mit V₁/. und V₂L im belichteten Bereich bezeichnet werden, so ergeben sich die folgenden Werte:

K₁₀ = -120V; V_2D = -480V;
V_XL = -260 V; V_2L = -1040V.

Die Fig.7(a)—(0 zeigen die Arbeitsstufen be Verwendung des Aufzeichnungsträgers gemäß F i g. 5

Die Fig. 7(a)—(d) entsprechen den Fig. l(a)—(d). Gemäß F i g. 7(d) hat die Verbundisolierschicht Ic nach der Ladungsüberführung ein Restpotential Vd= 520 V im nichtbelichteten Bereich und V/.=—640 V im belichteten Bereich. Wenn die Schicht 1 c nun durch eine Ultraviolettlampe 11, z. B. eine Quecksilberentladungsröhre, gleichförmig belichtet wird, so erhält die photoleitfähige Isolierschicht liieine Photoleitfähigkeit, so daß Vio und V^ etwa den Wert Null annehmen, und somit die folgenden Potentiale verbleiben:

Vd= V_w= -104 V und Vt= V_]L = - 128 V.

Das Restpotential wird auf Vs des Wertes gesenkt, welcher mit nur einer Isolierschicht erzielt wird. Um jedoch jeglichen Einfluß des Restpotentials zu eliminie- !5 ren, wird die Restladung wiederum durch eine Überführungsrolle 14 gemäß F i g. 7(f) ausgelöscht. Die Ladungsüberführungsrolle 14 umfaßt einen Metallstab 13, welcher mit Papier 12 mit niedrigem Widerstand umwickelt ist. Der Oberflächenwiderstand des Papiers beträgt 10⁷ bis 10⁹ Ω/cm². Die Ladungsüberführungsrolle 14 kann ein Potential V02 zur Initiierung der Ladungsüberführung aufweisen, welches im wesentlichen gleich dem Potential Vpi zur Initiierung der Ladungsüberführung durch die Überführungsrolle 9 ist, nämlich 500 V.

Demgemäß wird die gesamte Ladung, welche das Potential V02 zur Initiierung der Ladungsüberführung übersteigt, entladen. Wenn die Spannung Vj, 2 der Vorspannungsquelle 14 den Wert +500 V hat, so ist die Potentialdifferenz zwischen den Oberflächenpotentialen der Überführungsrolle 14 und dem Aufzeichnungsträger 4 größer als das Potential V02 zur Initiierung der Ladungsüberführung, sofern das Potential des Aufzeichnungsträgers 4 auch nur einen kleinen negativen Wert hat. Somit wird das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers selbst im nichtbelichteten Bereich Null. Wenn die Ladungsüberführungsrolle 14 mit einer Vorspannung Vt, 2 beaufschlagt wird, welche gleich V02 ist, so kann das gesamte Restpotential ausgelöscht werden.

Nun soll der Fall betrachtet werden, daß die Ladungsüberführungsvorspannung Vj,2 auf +1000V erhöht wird. Der nichtbelichtete Bereich hat z. B. das Potential —104 V. Sobald die Vorspannung Vi, 2 angelegt wird, wird eine Potentialdifferenz von 1104 V zwischen der Überführungsrolle 14 und dem Aufzeichnungsträger ausgebildet, so daß Ladungsüberführung stattfindet, bis das Potential des nichtbelichteten Bereichs das Potential V02 zur Initiierung der Ladungsüberführung, d. h. den Wert + 500 V. erreicht.

F i g. 8 zeigt eine weitgehend der F i g. 4 entsprechende, konkrete Ausbildung eines Aufzeichnungsgeräts mit dem Aufzeichnungsträger gemäß F i g. 5. Der Aufzeichnungsträger besteht aus der Verbundisolierschicht Ic und aus der photoleitfähigen Schicht 2.

Die Trommel 17 wird nach Überführung des Ladungsbildes weitergedreht und durch die Ultraviolettlampe 11 belichtet, so daß die Ladung der Isolierschicht Io eliminiert und der größte Teil des Potentials ausgelöscht wird. Die Trommel wird sodann unter die Ladungsüberführungsrolle 14 weitergedreht, so daß das Restpotential ausgelöscht wird und der Aufzeichnungsträger 4 ein geeignetes positives Potential erhält Der Anteil des durch Belichtung mit ultravioletten Strahlen auslöschbaren Potentials hängt ab von den Kapazitäten der beiden Schichten. Um den Anteil des auslöschbaren Potentials zu erhöhen, sollte das Verhältnis der Kapazitäten (d. h. das Verhältnis der Dielektrizitätskonstanten) der photoleitfähigen Isolierschicht lfo und der Isolierschicht la herabgesetzt werden. Wenn z. B. ein Polyesterfilm als Isolierschicht la und Polyvinylcarbazol als photoleitfähige Isolierschicht \bdient, so weist der Polyesterfilm vorzugsweise eine Dicke von 1 bis 10 μ auf und der Polyvinylcarbazolfilm eine Dicke von 3 bis 30 μ. Diese Bedingungen sollten je nach der Aufzeichnungsgeschwindigkeit, der Intensität der Belichtung durch die Ultraviolettlampe und den Eigenschaften der Entladungseinrichtung ausgewählt werden. Die Isolierschicht la kann nicht nur aus einem Polyesterfilm bestehen, sondern aus jeder Art Isoliermaterial, welches eine Ladung aufrechterhalten kann, wie Polycarbonat. Polyäthylen, Epoxyharz, Acrylharz oder dergl. Wenn die photoleitfähige Isolierschicht 16 aus Polyvinylcarbazol besteht, so ist es bevorzugt, für die Isolierschicht einen Film mit hoher mechanischer Festigkeit zu verwenden, wie z. B. einen Polyesterfilm, da die Polyvinylcarbazolschicht eine geringe mechanische Festigkeit aufweist. Andererseits kann die photoleitfähige Isolierschicht \b auch aus verschiedenen anderen Materialien bestehen, wie Zinkoxid, Anthracen, ZnS, ZnCdS oder dergl. Das photoleitfähige Isoliermaterial ist nicht auf die Mischung aus Polyvinylcarbazol und Phthalimid beschränkt.

Die Fig.9(a)—(i) zeigen verschiedene Aufzeichnungsträger mit verschiedenen Reihenfolgen der einzelnen Schichten. Die Ausführungsform gemäß F i g. 9(d) ist bevorzugt. Wenn die photoleitfähige Isolierschicht Ib eine hohe mechanische Festigkeit hat, so ist es gemäß den Fig. 10(a)—(c) nicht immer erforderlich, eine Isolierschicht la auszubilden.

Die Fig. ll(a)—(e) zeigen die Arbeitsstufen einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsgeräts. Fig. 12 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Potentialänderungen der Isolierschicht 1 bei den verschiedenen Stufen. Die rückwärtige Elektrode 3 wird mit einer geeigneten Anodenspannung V₆ 3 durch die Spannungsquelle 31 beaufschlagt.

Wenn die Kapazität pro Flächeneinheit der Isolierschicht 1 mit Ci, die Kapazität pro Flächeneinheit der photoleitfähigen Schicht 2 mit Cz und das gesättigte Ladungspotential der Entladungseinrichtung 5 mit V_t._o bezeichnet wird und wenn der Widerstand der nichtbelichteten, photoleitfähigen Schicht 2 genügend groß ist, so kann die Ladungspotentialdifferenz Vi ο bei der Kapazität Q durch folgende Beziehungen wiedergegeben werden:

K_n= - K

^-ili

C₁ + C₃

wobei K eine Konstante zwischen 0 und 1 bedeutet, welche vom Entladungswiderstand der Entladungseinrichtung 5 und von der Entladungsdauer abhängt. Wenn andererseits der Widerstand der photoleitfähigen Schicht 2 im belichteten Bereich genügend gering ist und die elektrische Kapazität Cz geringer ist, so kann die Ladungspotentialdifferenz Vi/. des belichteten Bereichs durch nachstehende Formel ausgedrückt werden:

V_1L = -K (I Vj + IK₃I).

Im folgenden soll ein Fall mit den folgenden

Bedingungen untersucht werden: Vi₃=+800 V,

Ci = 140 pF/cm², C₂ = 120 pF/cm², V_c0= -2600 V, K=0,5.

Nach der negativen Aufladung beträgt das Potential der Oberfläche zur Basis im nichtbelichteten Bereich -785 V und im belichteten Bereich -1700V. Da die Basis eine Vorspannung von 800 V aufweist, beträgt das Oberflächenpotential im unbelichteten Bereich +15V und im belichteten Bereich -900 V (F i g. 1 Ib und 12b). An der Überführungsrolle 9 liegt eine Überführungsspannung von Vb ι = +500 V an.

Die Potentialdifferenz zwischen dem elektrostatischen Aufzeichnungspapier 8 und dem Aufzeichnungsträger beträgt in nichtbelichteten Bereich 500-15 = 485 V und im belichteten Bereich 500-(-90O)=HOOV. Wenn das Potential V₀, zur Initiierung der Ladungsüberführung 500 V beträgt, so wird lediglich die negative Ladung des belichteten Bereichs auf das elektrostatische Aufzeichnungspapier 8 übertragen. Das Restpotential beträgt nach Überführung der Ladung im nichtbelichteten Bereich +15V, und es hat im belichteten Bereich einen negativen Wert, da die negative Ladung, welche auf die Oberfläche der Schicht 6 mit hohem Widerstand übertragen wurde, im belichteten Bereich aufrechterhalten wird, so daß gemäß Fig. lic und 12c ein Potential zur Inhibierung der Ladungsüberführung aufgebaut wird. Es soll im folgenden der Fall einer Restladung von —200 V im belichteten Bereich untersucht werden. Wenn nur eine Überführungsrolle 9 verwendet wird, so ist es schwer, die negative Ladung vollständig zu beseitigen. An der Rolle 14' liegt eine Vorspannung Vb ι der Vorspannungsquelle 23 an, so daß diese ein konstantes Äquivalentpotential hat. Die Rolle 14' besteht aus einer metallischen Stange 13, welche mit einem Papier 12 mit einem niedrigen Widerstand von 10⁴ bis 10" Ω/cm² (in Richtung der Decke gemessen) umwickelt ist.

Betrachtet man den Fall V₀2 = 300V, so ist es bevorzugt, eine Vorspannung Vbi von +1100V an die Rolle 14' anzulegen, so daß das Oberflächenpotential wieder den anfänglichen Wert von +800V gemäß Fig. 12a erreicht. Selbst wenn man gemäß Fig. lie von einer negativen Ladung ausgeht, so zeigt sich gemäß Fig. 12e kein Gedächtniseffekt. Die Vorspannungen

ίο sollten im Einzelfall derart ausgewählt werden, daß eine Ausbildung mit einem hohen Signal-Rauschverhältnis erzielt wird. Vorzugsweise legt man eine derartige Vorspannung Vj, ι an die Überführungsrolle 9 an, daß die Potentialdifferenz dies Oberflächenpotentials des nichtbelichteten Bereichs niedriger und die Potcntialdiffcrenz des Oberflächenpotentiais des belichteten Bereichs größer ist als das Potential Voi zur Initiierung der Ladungsüberführung.

Andererseits ist es bevorzugt, eine Vorspannung V_b2 der Aufladungsrolle 14' zu wählen, welches etwa dem Potential des Aufzeichnungsträgers 4 entspricht, d. h. dem Gesamtpotential einschließlich der Anodenvorspannung Vb3- Fig. 13 zeigt eine konkrete Ausbildung dieser Ausführungsform. Die Trommel 17 erhält eine Vorspannung, so daß das Gesamtpotential des Aufzeichnungsträgers 4 einen positiven Wert erhalten kann, wenn die Anodenvorspannung Vi,3 positiv ist und ferner auch die Potentialdifferenz zwischen dem belichteten Bereich und dem nichtbelichteten Bereich bei der negativen Koronaentladung erhöht wird. Wenn die Anodenvorspannung V₆₃ in negativer Richtung erhöht wird, so zeigt sich der entgegengesetzte Effekt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsgerät mit einem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger, welcher eine leitfähige Grundschicht, eine photoleitfähige Schicht und mindestens eine Isolierschicht aufweist, mit einer eine Koronaentladungseinrichtung und eine Einrichtung zur bildmäßigen Belichtung umfassenden Station zur Erzeugung eines Ladungsbildes, mit einer Entwicklerstation, mit einer Fixierstation und mit einer Einrichtung zur Beseitigung eines Restpotentials, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Station (8—10) zur Überführung des Ladungsbildes von dem Aufzeichnungsträger (4) auf einen dielektrischen Kopieträger (8) mittels einer vorgespannten Wahe (9) vorgesehen ist, und daß die Einrichtung (14) zur Beseitigung des Restpotentials mindestens eine den elektrophotographischen Aufzeichnungsträger (4) berührende und auf einem Potential mit einer der Polarität des Restpotentials entgegengesetzten Polarität gehaltene Metallrolle (13) umfaßt, welche mit einer leitfähigen Papierschicht (12) belegt ist, deren spezifischer Widersland geringer ist als der spezifische Widerstand der photoleitfähigen Schicht.

2. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Papierschicht (12) einen in Richtung der Dicke pro cm² gemessenen Widerstand von 10⁴ bis 10¹⁰ Ω aufweist.

3. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (1) eine photoieitersde Isolierschicht (!ty ist oder umfaßt, die nicht durch das zur Bildaufzeichnung verwendete Licht, wohl aber durch ein spezifisches Licht anderer Wellenlänge photoleitend wird, und daß die Einrichtung (14) zur Beseitigung des Restpotentials eine dieses spezifische Licht aussendende Belichtungsquelle (11) umfaßt (F i g. 8).

4. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Isolierschicht (Xb) Polyvinylcarbazol, Zinkoxid, Anthracen, Zinksulfid oder Zink-Cadmiumsulfid umfaßt.

5. Aufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (31) zur Beaufschlagung des Aufzeichnungsträgers (4) mit einer Anodenvorspannung (Fi g. 13).