DE1272720B

DE1272720B - Verfahren und Vorrichtung zum Aufladen von photoleitfaehigen Schichten mit Hilfe einer Koronaentladung

Info

Publication number: DE1272720B
Application number: DEE28077A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Reinhold Epping
Original assignee: REINHOLD EPPING DIPL PHYS
Current assignee: REINHOLD EPPING DIPL PHYS
Priority date: 1964-11-05
Filing date: 1964-11-05
Publication date: 1968-07-11
Also published as: US3390266A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufladen von photoleitfähigen Schichten mit Hilfe einer Koronaentladung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufladen von photoleitfähigen Schichten mit Hilfe einer Koronaentladung, bei dem im Abstand von der aufzuladenden Schicht wenigstens ein elektrischer Leiter angeordnet wird, der eine konvexe Oberfläche mit geringem Krümmungsradius aufweist, und zwischen dem Leiter und einer Unterlage der photoleitfähigen Schicht eine hochgespannte Wechselspannung sowie zur Beschleunigung der bei der Koronaentladung entstehenden Ionen in Richtung auf die photoleitfähige Schicht eine Gleichspannung angelegt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist bereits eine Vorrichtung zum Aufladen von photoleitfähigen Schichten mit Hilfe einer Koronaentladung bekannt, bei der im Abstand von der aufzuladenden Schicht mindestens ein elektrischer Leiter angeordnet ist, der eine konvexe Oberfläche mit geringem Krümmungsradius aufweist und im Abstand von dem ein elektrisch leitender Stab angeordnet ist, der sich auf einem Bezugspotential befindet. Zwischen dem Leiter und der Unterlage der photoleitfähigen Schicht wird eine zur Erzielung einer Koronaentladung vorgespannte Wechselspannung sowie zur Beschleunigung der bei der Koronaentladung entstehenden Ionen in Richtung auf die photoleitfähige Schicht eine Gleichspannung angelegt. Die Wechselspannung weist eine Frequenz von 60 Hertz auf, d. h., es wird technischer Wechselstrom verwendet.
Nachteilig bei der bekannten Einrichtung ist die ziemlich ungleichmäßige Aufladung der photoleitfähigen Schicht. Durch unvermeidbare Schwankungen des Durchmessers des normalerweise als Draht ausgebildeten elektrischen Leiters sowie auf Grund der Oberflächenrauhigkeit treten lokale Feldstärkespitzen auf, die eine längs des Leiters verschieden starke Ionisierungsdichte zur Folge haben und daher eine ungleichmäßige Aufladung der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht bedingen. Man kann nun bekanntlich die Ungleichmäßigkeit der Aufladung dadurch verringern, indem man zwischen dem elektrischen Leiter und der photoleitfähigen Schicht ein Schirmgitter anordnet, das auf einem Potential gehalten wird, welches zwischen dem Potential des elektrischen Leiters und dem Potential einer Unterlage der photoleitfähigen Schicht liegt. Bei Verwendung eines Schirmgitters ist jedoch die Ionisierungsdichte gering, so daß lange Aufladezeiten erforderlich sind.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß eine wesentlich gleichmäßigere Aufladung der photoleitfähigen Schicht innerhalb kürzerer Zeit als bei dem bekannten Verfahren erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 1000 bis 20 000 Hertz, vorzugsweise mit einer Frequenz von 4000 Hertz, verwendet wird.
Durch Verwendung eines hochfrequenten Wechselstromes erzielt man eine wesentlich höhere Ionisierungsdichte, die nahezu unabhängig vom Drahtdurchmesser ist, so daß man wesentlich stärkere Drähte als bisher verwenden kann. Dadurch wird die Montage erleichtert und auf Grund des geringen Einflusses der Rauhigkeit der Drahtoberfläche auf die Ionisierung eine wesentlich gleichmäßigere Aufladung der photoleitfähigen Schicht erzielt.
Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird erfindungsgemäß zwischen dem elektrischen Leiter und einem im Abstand von 0,1 bis 2 mm vom Leiter angeordneten Stab eine Isolationsschicht angeordnet. Durch die Isolationsschicht werden Durchschläge des auf einem Bezugspotential, beispielsweise Erdpotential, befindlichen Stabes vermieden. Der nahe dem elektrischen Leiter angeordnete Stab hat eine Erhöhung der Feldstärke und damit der Ionendichte zur Folge.
Vorzugsweise wird zwischen dem elektrischen Leiter und der aufzuladenden photoleitfähigen Schicht eine Blende angeordnet, um eine Belichtung der photoleitfähigen Schicht durch das bei der Koronaentladung am elektrischen Leiter auftretende bläulichweiße Glimmlicht zu vermeiden.
Zweckmäßigerweise wird der elektrisch leitende Stab in der Blende untergebracht. Gegebenenfalls kann auch zwischen der photoleitfähigen Schicht und dem Leiter zur Begrenzung der maximalen Aufladungshöhe ein Schirmgitter angeordnet werden.
Die Erfindung wird nun näher an Hand der Zeichnungen erläutert, in denen zeigt F i g. 1 teilweise im Schnitt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung und F i g. 2 teilweise im Schnitt eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ein zur Erzeugung einer Koronaentladung dienender Draht 1 mit einem Durchmesser von beispielsweise 0,1 bis 2 mm im Innern eines mit seiner offenen Seite nach unten gekehrten Trogs 2 aufgespannt. Der Trog 2 besteht aus einem Isolationsmaterial, beispielsweise aus einem Kunststoff auf der Basis von Tetrafluoräthylen oder Polypyromellitsäureimid. Der Draht 1 steht über eine Zuleitung 3 und einen Kondensator 4 mit dem Ausgang eines Hochfrequenz-Hochspannungsgenerators 5 in Verbindung, der beispielsweise eine Hochspannung von 4000 bis 6000 Volt mit einer Frequenz von beispielsweise 4000 Hertz liefern kann. Parallel zum Draht 1 verläuft in geringer Entfernung davon, beispielsweise in einer Entfernung von 0,1 bis 2 mm, ein Stab 6 aus elektrisch leitendem Material, der sich auf einem Bezugspotential, beispielsweise Erdpotential, befindet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Stab 6 in der der offenen Seite des Trogs 2 gegenüberliegenden Trogwand eingebettet. Das zwischen dem Draht 1 und dem Stab 6 liegende Isolationsmaterial verhindert elektrische überschläge. Der Stab 6 bewirkt eine Erhöhung der Feldstärke und dadurch eine Verstärkung der Koronaentladung.
Der Trog 2 ist über der aufzuladenden Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 7 angeordnet, die auf einer elektrisch leitenden Unterlage 8 aufgebracht ist. Die elektrisch leitende Unterlage 8 liegt auf einem Bezugspotential, beispielsweise Erdpotential. Da beim Erfindungsgegenstand die Koronaentladung durch eine hochfrequente Wechselspannung bewirkt wird, ist um den Draht 1 eine aus positiven und negativen Ladungsträgern bestehende Ladungswolke vorhanden. Um aus dieser Ladungswolke entweder die positiven oder negativen Ladungsträger zur Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 7 zu beschleunigen, wird zwischen dem Draht 1 und der elektrisch leitenden Unterlage 8 eine Gleichspannung angelegt. Die Gleichspannung liegt in der Größenordnung von einigen hundert Volt und hängt vom Abstand zwischen dem Draht 1 und der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 7 ab. Die Gleichspannung wird von einer als Batterie dargestellten Gleichspannungsquelle 9 geliefert, die zwischen der Zuleitung 3 und Erde liegt. Um ein Abfließen der vom Hochfrequenzgenerator 5 gelieferten Spannung zur Batterie 9 zu verhindern, liegt in der zur Zuleitung 3 führenden Leitung eine Drossel 10.
Man kann auch ein Schirmgitter 11 vorsehen, das zwischen dem Draht 1 und der photoleitfähigen Schicht 7 angeordnet wird und an das eine Spannung angelegt wird, die zwischen Erdpotential und der Spannung des Drahtes 1 liegt. Beispielsweise ist das Schirmgitter 11 mit einer Anzapfung der Gleichstromquelle 9 verbunden. Mit Hilfe des Schirmgitters 11 kann man die maximale Aufladungshöhe der photoleitfähigen Schicht steuern. Bei einigen Schichten ist dies sehr günstig, da bei ihnen bei zu hoher Rufladung elektrische Durchschläge durch die Schicht auftreten können. An den Stellen, an denen elektrische Durchschläge auftreten, bleibt die photoleitfähige Schicht leitend, was natürlich unerwünscht ist, da diese Stellen dann keine Ladung mehr speichern können. Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach F i g. 1 lediglich dadurch, daß der aus elektrisch leitendem Material bestehende Stab 6 nicht im Trog 2 eingebettet ist, sondern vielmehr in unmittelbarer Nähe des Drahtes 1 zwischen dem Draht und der photoleitfähigen Schicht 7 angeordnet ist. Der Stab 6 ist mit einem Isolationsmaterial überzogen, um überschläge zwischen dem Draht 1 und dem Stab 6 zu verhindern. Bei der in F i g. 2 dargestellten Anordnung bewirkt der mit Isolationsmaterial überzogene Stab 6 ebenfalls eine Erhöhung der Feldstärke und dadurch eine Verstärkung der Koronaentladung, dient jedoch darüber hinaus auch als Blende, welche das bei der Koronaentladung am Draht 1 auftretende bläulichweiße Glimmlicht von der photoleitfähigen Schicht 7 abhält. Da durch diese Anordnung die photoleitfähige Schicht 7 von dem bei der Koronaentladung auftretenden bläulichweißen Licht abgeschirmt ist, kann auch die auf der Oberfläche befindliche Ladung nicht abfließen, was anderenfalls teilweise der Fall ist, weil die photoleitfähige Schicht 7 unter dem Einfluß des bläulichweißen Lichts leitend wird.
Bei den in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen kann zur Aufladung der photoleitfähigen Schicht 7 entweder der Trog 2 über die Schicht 7 bewegt oder die Schicht 7 unter dem feststehend angeordneten Trag 2 hindurchbewegt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Aufladen von photoleitfähigen Schichten mit Hilfe einer Koronaentladung, bei dem im Abstand von der aufzuladenden Schicht wenigstens ein elektrischer Leiter angeordnet wird, der eine konvexe Oberfläche mit geringem Krümmungsradius aufweist, und zwischen dem Leiter und einer Unterlage der photoleitfähigen Schicht eine hochgespannte Wechselspannung sowie zur Beschleunigung der bei der Koronaentladung entstehenden Ionen in Richtung auf die photoleitfähige Schicht eine Gleichspannung angelegt wird, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 1.000 bis 20 000 Hertz, vorzugsweise mit einer Frequenz von 4000 Hertz, verwendet wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der die photoleitfähige Schicht und der im Abstand darüber angeordnete elektrische Leiter relativ gegeneinander verschiebbar sind und im Abstand vom Leiter ein elektrisch leitender Stab angeordnet ist, der sich im wesentlichen auf dem gleichen Bezugspotential wie die Unterlage der photoleitfähigen Schicht befindet, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leiter (1) ein HF-Hochspannungsgenerator (5) angekoppelt ist und zwischen dem Leiter und dem in einem Abstand von 0,1 bis 2 mm vom Leiter angeordneten Stab (6) eine Isolationsschicht angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Leiter (1) und der aufzuladenden photoleitfähigen Schicht (7) eine Blende angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Blende der Stab (6) untergebracht ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (1) in einem aus einem nichtleitendem Material bestehenden Trog (2) angeordnet ist, dessen offene Seite der photoleitfähigen Schicht (7) zugekehrt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (6) in der der offenen Seite des Troges (2) gegenüberliegenden Trogwand eingebettet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der photoleitfähigen Schicht (7) und dem Leiter (1) ein Schirmgitter (11) angeordnet ist, das sich auf einem zwischen dem Leiterpotential und dem Bezugspotential liegenden Potential befindet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 924 420.