DE2348552A1

DE2348552A1 - Laden fotoleitender membrane

Info

Publication number: DE2348552A1
Application number: DE19732348552
Authority: DE
Inventors: Alwin Spencer Clements; Kenneth Archibald Metcalfe
Original assignee: Commonwealth of Australia
Current assignee: Commonwealth of Australia
Priority date: 1972-09-28
Filing date: 1973-09-27
Publication date: 1974-04-18
Also published as: SE386518B; US3866096A; IT996753B; FR2201491B1; GB1416058A; CH568592A5; BE805507A; CA979968A; FR2201491A1

Description

"Laden fotoleitender Membrane"

Bei dem Aufladen fotografischer Membrane sind in der Ver- * gangenheit bestiminte Probleme aufgetreten, die die Anmelderin zu lösen versucht hat.

In der AU-PS Hl?. 769 ist beispielsvfeise grundsätzlich die Art der Entladung beschrieben, die von einer unter einem Winkel zu einer fotoleitenden Oberfläche angeordneten Elektrode stattfindet. Bestimmte Streifen entfernt von dem zentralen Punkt der Korona eignen sich dabei mehr für das Aufladen der fotoleitenden Oberflächen. Der Grund hierfür war die sogenannte" "weichere Aufladung" (softe/r charge), bei welcher Fehler nicht, auftraten, die vorhanden waren, wenn die gesamte Korona zum Beladen verwendet wurde.

409816/1065

In der AU-PS h12 176 ist eine Anwendung des in der zuvor genannten Patentschrift erläuterten Prinzips beschrieben. Danach wird eine rotierende Druckplatte verwendet, wobei der Beladungspunkt versetzt gegenüber der Druckplatte liegt, so daß e.in Werkstück auf der Druckplatte eine gleichförmige Ladung entsprechend dem relativen Abstand verschiedener Teile des Werkstückes von dem Beladungspunkt aufnimmt. Diese Lehre gibt somit ein praktisches Anwendungsverfahren des besonderen Bandbereiches der Korona, der die beste Beladung zur Folge hat.

In der AU-PS 421 6^3 ist eine weitere Verbesserung der Aufladungstechnik beschrieben. Die Korona ist auch dort gegenüber Gc-^Tmi zu beladenden Gebiet versetzt, um den besonderen Teil des Feldes auszunutzen, der am vorteilhaftesten ist, wobei jedoch das Werkstück linear durch die Koronazone geführt werden soll.Dabei wurden Abdeckungsglieder in einer Gestalt verwendet, so daß eine gleichförmige Ladung über das gesamte Werkstück auftrat, obgleich der Beladungspunkt zentral angeordnet, .jedoch abgeschirmt war, so daß eine "weiche Ladung" (soft charge) auftrat.

Die bekannten Vorschläge führten zu einer besseren Aufladungstechnik, bei der unerwünschte Teile der Korona nicht, sondern nur bestimmte Bandbereiche, die sich am besten eigneten, zur Aufladung verwendet wurden.

Bei der Beladung von fotoleitenden Oberflächen bestehen jedoch weitere Probleme, die bisher nicht erkannt wurden. Es besteht nämlich während des Aufladevorganges die Schwierigkeit, daß die fotoleitende Oberfläche die Ladungen ohne Widerstand annimmt. Der Widerstand (reluctance) besteht nämlich darin, daß die Gasionen leicht von der Oberfläche abgestoßen werden. Während daher ein beachtlicher Strom an (lasionen auf die Oberfläche gerichtet werden kann, wird ein größerer Teil dieses Ionerstromes von der Oberfläche nicht gehalten. Dies trifft insbesondere für solche Ladungen zu, die in den Gebieten schwächerer

4 0*9-8 16/1065

_ "7

Beladung der Korona liegen.

Dies liegt daran, daß ein Koronaeffekt durch freie Elektronen hervorgerufen wird, welche Gasmoleküle durch Zusammenstoßen in dem starken Feld um eine Elektrode herum ionisieren. Da jede Ionisation ein weiteres Elektron freigibt, bewirkt dieses wiederum eine Ionisation, so daß schließlich eine Art Lawine entsteht. Während sich die Ionen in Richtung der anderen Elektrode bewegen, baut sich an dieser eine Raumladung auf, welche die Ionen zurückzustoßen neigt. Dies führt sowohl zu einer niedrigeren Beladung als auch zu Unregelmäßigkeiten.

Während dabei also ein beachtlicher Aufladungsstrom auf das Gebiet gerichtet ist, bleibt nur ein Bruchteil des Ladungsstromes auf der Oberfläche zurück. Der Verlust ist dabei insbesondere in dem Gebiet der Koronabandbereiche mit schwacher(soft) Aufladung besonders groß. Wenn daher ein größerer Anteil der Ladungen auf der Oberfläche zurückgehalten werden oder die Einwirkung der Oberfläche erhöht werden könnte, wäre es möglich, den gesamten Koronabereich besser auszunutzen, das heißt im schwachen Ladungsbereich könnte ein größerer Anteil der Ladung zurückgehalten und dadurch der zentrale loneneffekt überdeckt werden. Andererseits könnte eine höhere Ladung pro Flächeneinheit bei vorgegebener Ionisation erreicht werden.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Beladungsverfahren, bei dem der Ladungspegel gegenüber den bekannten Verfahren erheblich erhöht sowie der Ladungsverlust durch Zurückstoßen von der Oberfläche verringert wird.

Erfindungsgemäß werden die von einer Korona ausgehenden und auf eine Oberfläche auftreffenden Ladungen dadurch erhöht sowie ihr Festhalten an Ort und Stelle auf der Oberfläche dadurch erreicht, daß ein Gasstrom auf die Oberfläche entgegengesetzt der · Richtung gerichtet wird, in der die Ladungen die Oberfläche zu verlassen neigen. '

409816/1065

Nach den zuvor genannten bekannten Verfahren treffen die eine Ladung tragenden Medien der Korona die Oberfläche unter einem bestimmten Winkel oder werden von der sich bildenden Raumladung oder Gasschicht zurückgestoßen oder abgelenkt und die Ionen verlassen die Oberfläche unter einem Winkel, der im wesentlichen demjenigen entgegengesetzt ist, unter dem sie sich der Oberfläche nähern oder unter dem sie auf die Oberfläche auftreffen, obgleich der Weg der geladenen Teilchen notwendigerweise in bestimmtem Maß durch das tatsächliche Feld, durch das die Ionen fliegen, beeinflußt wird.

Wenn daher beispielsweise eine Beladungsspitze für eine Korona unter einem bestimmten Winkel zu einer Oberfläche, die aufgeladen werden soll, geneigt und von dem Mittelpunkt versetzt ist, so können nach der Erfindung die Koronateilchen, die auf die Oberfläche auftreffen oder durch die Raumladung an der Oberfläche abgelenkt werden, insbesondere an den Koronagebieten mit schwacher Aufladung, wirksamer auf der Oberfläche zurückgehalten werden, wenn ein Gasstrom auf die Oberfläche unter dem gegenüberliegenden Winkel zu den Ionen und Gasmolekülen gerichtet wird, die von der Oberfläche abprallen oder von dieser zurückgestoßen werden, so daß die Ionen und Gasmoleküle zusammenstoßen. Der Gasstrom trägt somit dazu bei, die geladenen Teilchen auf der Oberfläche zu halten und außerdefn eine Bewegung herbeizuführen, welche das Aufladungsergebnis noch zu erhöhen scheint.

Untersuchungen haben jedenfalls gezeigt, daß bei Richtung eines Gasstromes unter einem Winkel, der demjenigen der geladenen Teilchen entgegengesetzt ist, eine wesentliche Verbesserung der Ladungsretention auftritt. Ferner wurde eine wesentlich gleichförmigere Verteilung der höheren Ladungsdichten auf dem Werkstück nach Anwendung des eriindungsgemäßen Verfahrens festgestellt.

Es wird vermutet, daß die schwereren Ionen von einer Korona sich in anderer Weise als die beweglicheren Teilchen bewegen.

409816/1065

Es wurde nämlich festgestellt, daß die schwereren Ionen im allgemeinen einem kürzeren Weg von der Koronaspitze zu der ihr zugeordneten Basiselektrode zu folgen neigen. Dieser Effekt wurde bei der AU-PS 1J12 I76 ausgenutzt, nach der eine rotierende Basisplatte verwendet ist, wobei die schwereren Ionen der Korona zu der Niederschlagsplatte in der Nähe des Randes der Platte fliegen, während die leichteren Beladungsteilchen weiter zum Mittelpunkt der Platte hin reichen. Dies beruht hauptsächlich auf Abstoßungseffekten durch ähnlich geladene Teilchen im mittleren Kern der Korona. Während eine wesentlich stärkere Ladung in der Nähe des äußeren Randes der Platte wegen der Anordnung der Korona stattfand, wurde der Einfluß der Ladungsungleichförmigkeit durch Drehung der Platte überwunden, so daß Gebiete in der Nähe des Umfangs sich unter der Koronaspitze relativ schnell bewegten, während das zentrale Gebiet der Platte dauernd in dem schwächeren Feld der Korona lag.

Aus den Untersuchungen ergab sich, daß die Gebiete schwacher Ladung stärker der Abweisung der Teilchen von der fotoleitenden Oberfläche ausgesetzt sind. Hieraus ergibt sich, daß die Verwendung eines Gasstromes, die dem Nicht-Zurückhalte-Effekt entgegengerichtet ist, sicherstellt, daß die leichten Ladungsteilchen (soft charge particles) in wesentlich größerer Zahl zurückgehalten werden. Hieraus ergibt sich, daß nach der Erfindung die gesamte Korona ausgenutzt werden kann, wenn der Teilchenverlust von der Oberfläche durch einen entsprechend gerichteten Gasstrom unterbunden wird.

Der Gegenstrom der Gaszufuhr zu dem aufzuladenden Gebiet bewirkt - neben dem Effekt der Gegenläufigkeit der Bewegung eine erhöhte lonenformp.tion in diesem Gebiet entsprechend der Anwesenheit der Ionenwolke oder Ladung an der Oberfläche des Potoleiters, die auf der zweiten.Elektrode angeordnet ist. Es ist vorteilhaft, ein reines einatomiges Gas zu verwenden. Dadurch werden weitere Ionisationseffekte durch Herabsetzung der Spannung erreicht«, die für eine Elektronenfreigabe und damit Ionisation erforderlich ist. Luft wurde jedoch auch als

409816/1065

geeignet zur Herbeiführung der Ladungsretention oder Sekundärionisation gefunden.

Es ist einleuchtend, daß eine Korona von einem Gasstrom abgelenkt wird, der diese unter einem Winkel trifft. Dieser Effekt ist jedoch ein anderer als derjenige, der dazu verwendet wird, zu verhindern, daß das Koronalademedium von der Gasschicht oder durch Aufladungseffekt an der fotoleitenden Oberfläche zurückgestoßen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, da eine Durchwanderung des Gases an der Grenzschicht des Fotoleiters stattfindet, eine physikalische Retention der Gasionen an der Fotoleiteroberfläche erreicht. Außerdem findet eine Sekundärgas ionenformat ion entsprechend dem getrennten Gasstrom,der auf die zu beladende Oberfläche gerichtet ist, statt, und zwar insbesondere dann, wenn der Gasstrom ein solcher ist, der leicht ionisiert werden kann und so ausgewählt ist, daß die erforderlichen Polaritätseffekte für den besonderen Zweck erreicht werden.

Der Gasstrom kann auf den Spalt einer Yorspannungswalze unter Herbeiführung ähnlicher Wirkungen gerichtet werden. Fehler, die durch "harte" (hard) Ladung hervorgerufen werden, werden dabei verringert. Es ist insbesondere nützlich, bei Anwendung eines Ladesystems mit abgeschirmtem Draht ein Paar von Gasströmen zu verwenden, die von Düsen aus gerichtet werden, welche sich genauso weit wie der Aufladungsdraht erstrecken und im allgemeinen in der gleichen Richtung wie der Ionenstrom gerichtet sind.

Beispiel

Eine Entladungsspitze wurde, so angeordnet, daß sie unter einem Winkel nach unten auf die zu beladende Oberfläche wies,und zwar benachbart einem Rand dieser Oberfläche. Zwischen der Spitze und einer Plattenelektrode, auf welcher das.Fotoleiterblatt

409816/1065

getragen wurde, wurde eine Gleichstromspannung von 10 000 Volt angelegt. Die Spitze war negativ und in einem Abstand von etwa 20 cm (8 inches) von der Platte angeordnet.

Ein Strom aus Sauerstoff- oder Stickstoffgas oder Kohlendioxyd oder auch Luft wurde nach unten unter einem Winkel auf das zu beladende Gebiet gerichtet, und zwar von dem entgegengesetzten Rand der Platte aus. Der Gasstrom hatte eine Geschwindigkeit von 20 cm pro Sekunde und wurde von einer flachen Büse ausgestoßen.

Der Wert der Ladung, die auf der Oberfläche gehalten wurde, wurde bei Anwesenheit des Gasstromes um etwa 50$ erhöht. Die Ladung war außerdem gleichförmiger verteilt.

Die anliegende Figur 1 veranschaulicht das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung. Auf der Platte 1 wird die aufzuladende Membran 2 gehalten. Die Beladungsspitze 3 ist an die Hochspannungsversorgung ¹I angeschlossen. Das Gas wird von der Düse 5 aus zugeführt.

Fig. 2 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwendung eines Aufladungsdrahtes 8, der im Abstand von einer Basiselektrode 6 angeordnet ist. Auf der Elektrode 6 liegt das zu beladende Medium 7. Der Draht 8 ist von einer Richtungsab-

schirmung umgeben und an einen Hochspannungsgenerator 10 angeschlossen. Die Gasdüsen 11 und 12 sind langgezogen, daß sie sich über die gesamte Länge des Drahtes 8 und der Abschirmung 9 erstrecken. Die Düsen können auch Teil der Abschirmung selbst bilden.

Patentansprüche:

409816/1065

Claims

" ⁸" 2348652

Patentansprüche :

Verfahren zum Aufladen fotoelektrischer Membrane durch Anlegen einer koronaerzeugenden Spannung zwischen einer Koronaentladungselektrode und einer Basiselektrode, wobei im Bereich der Basiselektrode eine fotoleitende Membran, die beladen werden soll, angeordnet ist, gekennzeichnet durch gleichzeitiges Richten eines Gasstromes auf die fotöleitende Membran im Gegenstrom zu den geladenen Teilchen, die von dem geladenen Gebiet zurückgestoßen werdender die Gasschicht an ■ der Grenzfläche durchdringt / wodurch eine größere Ladungsretention und Sekundärionenformation an der aufzuladenden Oberfläche bewirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Gas ein einatomiges Gas ist.
3. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus der Gruppe Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlendioxyd ausgewählt ist.
H. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Koronaentladung in einem Winkel zu dem aufzuladenden Gebiet gerichtet ist und daß der Gasstrom unter dem gleichen oder ähnlichen Winkel, jedoch von entgegengesetzter Richtung, auf das Gebiet gerichtet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis H₃ dadurch gekennzeichnet, daß die-Koronabeladung der Oberfläche von einem im Abstand von der Oberfläche angeordneten aber zu der Oberfläche parallel verlaufenden Draht erfolgt, und daß das Gas auf die Oberfläche im wesentlichen in der Richtung der Bewegung der Koronaionen gerichtet ist, die sich auf das zu beladende Gebiet zu bewegen, wobei das Oas aus Düsen

409816/106 5

2348b52

ausströmt, die sich über die Länge des Drahtes erstrecken und zu beiden Seiten des Drahtes angeordnet sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5>dadurch g e k.e nnzeichnet, daß die Membran aus dem mittleren Kern der Koronaentladung versetzt angeordnet ist, um eine schwache (soft) Ladung aufzunehmen, und daß diese Ladung an der Oberfläche der Membran mit Hilfe des Gasstromes gehalten wird, welcher die Ladung auf die Oberfläche drückt.

409816/1065

Lee

rseite