DE3901496C2

DE3901496C2 -

Info

Publication number: DE3901496C2
Application number: DE3901496A
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Narita; Tatuo Matsumoto Jp Tanaka
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1991-08-01
Also published as: US5087543A; DE3901496A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrofotografischen Drucker.

Derartige Drucker oder Kopierer besitzen eine Vorrichtung zur Bildung eines latenten Bildes, welches mit Tonermate rial entwickelt und auf einen Papierbogen übertragen wird. Diese Vorrichtung sind zumeist als Trommeln ausgebildet, deren Mantel einen Fotoleiter mit einem leitenden Substrat, eine darauf ausgebildete Ladungsträgertransportschicht, eine darüber befindliche Ladungsträgererzeugungsschicht und gegebenenfalls eine Überzugsschicht aufweist.

Spezielle Ausführungsformen derartiger Drucker sind soge nannte optische Drucker oder Digitaldrucker. Es wird gefor dert, daß die Fotoleiter eine hohe Empfindlichkeit und eine hohe Verschleißbeständigkeit aufweisen, um einerseits ein gutes Druckbild zu erzeugen, andererseits eine hohe Lebens dauer zu garantieren.

Zum Schutz des Fotoleiters ist es bekannt, Überzugsschich ten zu verwenden, die aus einer Se-As-Legierung mit einigen Prozent Arsen bestehen. Diese Fotoleiter können aller höchstens etwa 400 000 Kopien herstellen. In den vergange nen Jahren wurde ein Fotoleiter entwickelt, dessen Über zugsschicht aus As_2-x-Se_3+x mit 0 × 0,5 besteht. Dieser Fo toleiter besitzt verbesserte physikalische Eigenschaften, insbesondere besitzt er eine verbesserte Härte, so daß der Ver schleißwiderstand der Außenschicht deutlich verbessert ist.

Unglücklicherweise bringt es die neue Überzugsschicht aus dem genannten Material mit sich, daß das Oberflächenpoten tial abnimmt und Schleier- sowie Nebeleffekte entstehen. Außerdem nimmt der Potential-Kontrast ab, was die Gradation verschlechtert. Die genannten Erscheinungen führen zu einer minde ren Druckqualität.

Aus der DE 27 26 805 A1 ist es bekannt, zur Ladungsbeseiti gung und mithin zur Erzielung einer besseren Druckqualität eine Lichtquelle vorzusehen, deren Spektrum zum Löschen von Ladungen besonders geeignet ist. Als geeigneter Bereich werden Wellenlängen zwischen 550 bis 650 Nanometer angese hen.

Aus der DE 32 48 363 A1 läßt sich der Vorschlag entnehmen, pro Zyklus eines Druckvorgangs eine Pause vor der nächst folgenden elektrischen Aufladung des Fotoleiters einzule gen, wobei diese Pause länger als 200 Millisekunden dauern soll.

Aus der DE 34 24 783 A1 läßt sich der Vorschlag entnehmen, durch geeignete Auswahl von Lichtquellen und Filtern das elektrostatische Potential an einem mehrschichtigen Auf zeichnungsmaterial zu stabilisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrofo tografischen Drucher anzugeben, bei dem insbesondere eine Abnahme des durch die elektrische Aufladung erzeugten Po tentials unterdrückt wird, der eine gute Druckqualität lie fert und sich durch hohe Empfindlichkeit und hohe Oberflä chen-Verschleißbeständigkeit auszeichnet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch ange gebene Erfindung.

Erfindungsgemäß beträgt die Wellenlänge des zum Entfernen der elektrischen Ladungen verwendeten Lichts weniger als 680 Nanometer. Weiterhin liegt zwischen der zum Beseitigen der elektrischen Ladung vorgesehenen Belichtung und der elektrischen Aufladung eine mehr als 400 Millisekunden be tragende Zeitspanne. Die Ladungsträgererzeugungsschicht ist aus einer Se-Te-Legierung gebildet, die 42 Gew.-% Te ent hält.

Besondere Anwendung findet der erfindungsgemäße Drucker dort, wo mit einer Laser- oder Leuchtdioden-Belichtung ge arbeitet wird. Diese Lichtquellen geben relativ langwelli ges Licht ab, für das eine hochempfindliche Fotoleitfähig keit erwünscht ist. Um diesem Bedürfnis zu entsprechen, wird als Ladungsträgererzeugungsschicht die Se-Te-Legierung mit 42 Gew.-% Te verwendet.

Beim Beseitigen der Ladung gelangt jedoch nur ein sehr schwaches elektrisches Feld an den belichteten Bereich, und wenn der Fotoleiter nun mit relativ langwelligem Licht be strahlt wird, werden in der Ladungsträgererzeugungsschicht Ladungsträger erzeugt. Diese, insbesondere negativen, La dungsträger haben die Neigung, entweder an der Grenze zwi schen der Überzugsschicht und der Ladungsträgererzeugungs schicht oder in der Ladungsträgererzeugungsschicht zu ver bleiben. Beim nächsten Zyklus werden die verbliebenen La dungsträger durch positive elektrische Ladung beseitigt. Damit sinkt das Oberflächenpotential. Diesem Problem wird durch Licht mit einer Wellenlänge von nicht mehr als 680 Nanometer begegnet. Es werden negative Raumladungen mini miert. Dies ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit der oben angegebenen Legierung der Ladungsträgererzeugungsschicht.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwi schen den Ermüdungskennwerten eines Fotoleiters be züglich der Wellenlänge des zum Beseitigen von La dungen verwendeten Lichts veranschaulicht, und

Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Ermüdungskennwerte eines Fotoleiters zu der Zeit spanne zwischen der Ladungsbeseitigung und der elektrischen Aufladung veranschaulicht.

Im Hinblick auf die oben erläuterten Zusammenhänge wurde ein funktionstrennender Fotoleiter mit hoher Empfindlich keit und hoher Plattenverschleißbeständigkeit hergestellt. Als Grundmaterial diente ein Aluminiumrohr mit einem Durch messer von 80 mm. Das Rohr wurde oberflächenbearbeitet und gereinigt. Es wurde auf der Welle einer Aufdampfapparatur montiert. Die Temperatur dieser Unterlage wurde auf etwa 190°C gehalten, und der Druck wurde auf 1 × 10^-5 Torr (1,33 m Pa) reduziert. Anschließend wurde eine eine As₂Se₃-Legie rung enthaltende Verdampfungsquelle auf etwa 900°C erhitzt, um durch Aufdampfen eine Ladungsträgertransportschicht mit einer Dicke von etwa 60 µm zu bilden. Anschließend wurden durch Blitzaufdampfung eine Ladungsträgererzeugungsschicht, eine die Injektion von Elektronen unterdrückende Schicht und eine Oberflächenschutzschicht nacheinander gebildet. Die Ladungsträgererzeugungsschicht wurde aus einer Se-Te- Legierung, die 42 Gew.-% Te enthielt, gebildet. Die die Elektroneninjizierung unterdrückende Schicht wurde aus einer Se-As-Legierung gebildet, die 4% As enthielt. Die Oberflächenschutzschicht wurde aus einer Se-As-Legierung, die 36 Gew.-% As enthielt, gebildet. Diese Schichten be saßen eine Dicke von etwa 0,2 µm, 2 µm bzw. 3 µm. Während der Blitzaufdampfung betrug die Temperatur der Welle 60°C, der Druck betrug 1 × 10⁵ Torr (1,33 m Pa), und die Tempera tur der Verdampfungsquelle betrug 400°C.

Der auf diese Weise hergestellte Fotoleiter wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/s gedreht. Er wurde mit Licht einer Wellenlänge von 780 nm belichtet. Die Licht menge betrug 1,5 µJ/cm². Dann wurde der Fotoleiter mit einer Spannung von 800 V elektrisch aufgeladen. Der Foto leiter wurde mit Licht einer Wellenlänge von 450 bis 700 nm mit einer Lichtmenge von 15 µJ/cm² zu einem Zeitpunkt be lichtet, der der elektrischen Aufladung um 0,6 s voranging, um die Ladung zu entfernen. Die Kennwerte für die Ermüdung (Abnahme der Ladung) wurden ermittelt. In Fig. 1 sind der Potentialabfall, das Speicherpotential und das Restpoten tial durch die Linien 11, 12 bzw. 13 dargestellt. Das "Speicherpotential" ist die Differenz zwischen dem Po tential an den belichteten Abschnitten und dem Potential an den unbelichteten, dunklen Abschnitten. Wie aus der graphi schen Darstellung hervorgeht, nimmt, wenn die Wellenlänge des zur Ladungsbeseitigung verwendeten Lichts mehr als 680 nm beträgt, der Potentialabfall um einen Faktor von etwa 4 zu. Auch nimmt das Speicherpotential zu. Als zum Versuch Zeichen mit dem elektrofotografischen Drucker gedruckt wur den und zum Beseitigen der Ladung Licht einer Wellenlänge von 700 nm verwendet wurde, zeigte das weiße Papier Schleier und schwärzte sich. Als die Wellenlänge weniger als 680 nm betrug, blieb kein Toner haften, und die Zeichen wurden in guter Druckqualität gedruckt.

Die Wellenlänge des zur Ladungsbeseitigung verwendeten Lichts wurde bei 550 nm fixiert. Die Menge des zur Ladungs trägerbeseitigung verwendeten Lichts betrug 1,5 µJ/cm². Mit Ausnahme dieser Punkte waren die Bedingungen die glei chen wie die übrigen gemäß Fig. 1. Das Zeitintervall zwi schen der Ladungsbeseitigung und der elektrischen Aufladung wurde dann variiert, um die Ermüdungskennlinien zu ermit teln. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, zeigte das Ergebnis einen Potentialabfall, ein Speicherpotential und ein Rest potential, wie es durch die Linien 21, 22 bzw. 23 veran schaulicht ist. Man sieht, daß mit Abnahme des genannten Zeitintervalls der Ladungsabfall zunimmt und, wenn das In tervall weniger als 300 ms beträgt, außerordentlich stark zunimmt.

Wenn die Wellenlänge des zur Ladungsbeseitigung verwendeten Lichts kleiner als 450 nm gemacht wird, ist es unwahr scheinlich, daß der Potentialabfall bei Normaltemperatur sichtlich zunimmt. Allerdings sind Lichtquellen, die Licht mit Wellenlängen unterhalb des sichtbaren Spektrums abge ben, d.h. Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 380 nm abgeben, teuer. Bei einer Temperatur von 5°C nimmt der Potentialabfall zu, wenn nicht zur Ladungsbeseitigung Licht einer Wellenlänge von 500 bis 680 nm verwendet wird.

Erfindungsgemäß wird zum Beseitigen von Ladungen Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 680 nm verwendet, und das Zeitintervall zwischen der Ladungsbeseitigung und der elek trischen Aufladung beträgt mehr als 400 ms. Damit wird der Potentialabfall an der Oberfläche des Fotoleiters mini miert, und demzufolge liefert der elektrofotografische Drucker eine gute Druckqualität ohne Schleier und Nebel auf dem bedruckten Papier.

Claims

Elektrofotografischer Drucker, umfassend: einen Fotoleiter mit einem leitenden Substrat, einer auf dem Substrat ausgebildeten Ladungsträgertransport schicht, einer auf letzterer gebildeten Ladungsträgererzeu gungsschicht, die aus einer 42 Gew.-% Te enthaltenden Se- Te-Legierung gebildet ist, und einer auf der Ladungsträger erzeugungsschicht gebildeten Überzugsschicht, die der Mole kularformel As_2-xSe_3+x mit x im Bereich von 0 bis 0,5 ent spricht, wobei der Fotoleiter zumindest einer elektrischen Aufladung, einer Belichtung, einer Entwicklung, einem Über tragungsschritt zum Übertragen eines Bildes auf Papier, und einer Ladungsbeseitigung unterzogen wird, wobei der Foto leiter zum Beseitigen der elektrischen Ladung mit Licht ei ner Wellenlänge von weniger als 680 nm bestrahlt wird, und das Zeitintervall zwischen dieser Bestrahlung und der an schließenden elektrischen Aufladung mehr als 400 ms be trägt.