DE1497068A1 - Xerographische Platte - Google Patents

Description

Xerographische Platte

Die Erfindung betrifft allgemein die Xerographie und insbesondere ein verbessertes xerographisches Kopiergerät mit einer neuartigen xerographisohen Platte und ein verbessertes xerographische s Kopierverfahren.

In der xerographischen Technik, wie sie ursprünglich in dem TJ.Ö.Patent 2 297 691 von Oarlson offenbart und später durch viele diesbezügliche Patente erweitert wurde, wird auf einer photoleitenden isolierenden Schicht ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt und durch die Ablagerung fein zerteilten elektroskopischen Materials auf dem Photoleiter entwickelt. Die Abbildung kann an Ort und Stelle festgehalten oder auf ein Blatt Kopierpapier übertragen werden, wo sie dann bleibend fixiert wird. In den meisten Anweiidungsfällen wird die photoleitende isolierende Schicht, die üüiie Rücksicht auf inre tatsächliche Form als Platte bezeichnet werden soll, erst aufgeladen um sie zu sensibilisieren und dann mit einer Lient aussendenden Vorlage oder einem anderen Muster •einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung belichtet, die dazu dient, die Ladung in den von der Strahlung betroffenen Gebieten zu zerstreuen und damit auf der Platte ein Ladungsmuster zu erzeugen, das de.-i Muster der elektromagnetischen Strahlung entspricht.-Dieses Ladungsmuster wird dann dadurch entwickelt oder sichtbar gemacht, daß ein elektroskopisch oder elektrostatisch anζieαοartr, fein zerteilter, gefärbter Stoff, der in der Technik

9098 19/09 7 1

als Toner bezeichnet wird, auf der Platte abgelagert wird. Durch

das Zusammenwirken des elektrostatischen Feldes, das von dem auf der Platte festgehaltenen Ladungsmuster errichtet wird, mit den Tonerpartikeln wird die Entwicklung der Platte geregelt. Verwendet man in einem Reproduktionsverfahren eine xerographisehe Platte, so muß man nicht nur in Betracht ziehen, wie gut die Platten im photographischen Sinn sind, sondern auch, wie das auf der Platte festgehaltene Bild den Entwicklungsprozeß beeinflußt. So können auch bei einer Platte, die die ladung gut aufnimmt, sie im Dunkeln über eine lange Zeitspanne festhält und unter der Einwirkung eines Lichtmusters rasch selektiv entlädt und die damit ein gutes latentes elektrostatisches Bild liefert, beim Entwicklungsprozeß aufgrund der Wirkungen des von dem Ladungsmuster errichteten Feldes oder der Felder gewisse Schwierigkeiten auftreten.

Die Tatsache, daß aufgeladene Flächen an ihren Rändern oder Umrissen relativ starke Umrandun^sfeider erzeugen, verglichen mit den nach außen gerichteten Feldern, die sie in der Gegend ihrer Zentren errichten, ist für ein Verständnis der V/echse!wirkung dieser Felder mit den elektroskopischen Entwicklersubstanzen v/esentlich. Tatsächlicri entstehen diese Umrandungsfelder nicht nur an dem Umfang oder Rand einer aufgeladenen Fläche sondern auch an jeder anderen Stelle in einer geladenen Fläche, wo ein hoher Potentialgradient vorhanden ist. Beispielsweise tritt ein starkes Uüiraridungsfeld innerhalb einer großen, geladenen Fläche auf, wo immer benachbarte Abschnitte mit relativ hohem und relativ niedrigem Ladungsniveau existieren. Aufgrund dieses Umranciun_osfeldeffektes hat sich die Xerographie als sehr brauchbar für die Reproduktion von Strichkopiervorlagen, wie etwa von Drucken, Strichzeichnungen und der-

9 0 9 8 19/0971 .- ^

BADORfGlNAL ^!

gleichen, erwiesen, di· eich auf der xerographisehen Platt· durch j" ' schmale Ladungsfläohen mit starken Umrandungsfeldern an beiden . Rändern der linien darstellen. Bei Vorlagen mit kontinuierlicher '!Tönung und aolchen mit großen Flächen gleichmäßiger Dichte wurde mit gewöhnlichen xerographisehen Platten nur eine leidlich gute Reproduktion erzielt. Eine wirklich gute Wiedergabe dieser Torlagen macht jedoch spezielle Techniken erforderlich um die Entwicklungsfähigkeit derjenigen Abschnitte^ der von diesen Originalen gelieferten Bilder, die keine hohen Potentialgradienten mit den daraus entstehenden, charakteristischen starken Umrandungsfeldern aufweisen, zu steigern. Deshalb wurden in vielen Fällen zusätzliche Vorrichtungen und spezielle Techniken verwendet, wie sie als Elektrodenentwicklung in dem U.b.Patent 2 777 418 von Gundlaeh und als Rasterentwicklung in dem U.S.Patent 2 598 732 von Walkup beschrieben sind, um wirklich eine außergewöhnliche Grautönungswiedergäbe und eine vollständige Kopie von sehr großen, vollen, dunklen Flachen zu-erzielen. Dafür waren natürlich entweder zusätzliche Vorrichtungen oder zusätzliche Verfahrensschritte in dem grundlegenden xerographisehen Kopiersystem erforderlich.

Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung eine neue und veroesserte xerographiscne Platte vorzusehen, die zum Kopieren aller Arten von Originalvorlagen mit gleichmäßiger Grüte fähig ist.

Weiter ist die Erfindung auf ein neues Verfahren zur Bildraprodiu-tioii gerichtet, in dein die erfindungsgemäße, verbesserte xero- ^rapiiiscne i'lt.tce verwendet wird.

Ferner befaßt sicr: die Erfindung mit einer neuen xerographisciien Vorrichtung von großer Anpassungsfähigkeit, die eine Bild-,, reproduktion s^.ir iioner Qualität liefert. , - . _:

909819/0 971

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der nun folgenden, eingehenden Beschreibung spezifischer Ausführungsformen insbesondere anhand der beigefügten Zeichnungen hervor.

Fig.1 ist ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen xerographischen Platte; -

Fig.2 ist eine' Seitenansicht im Schnitt einer erfindungsgemäßen xerographisehen Kopiervorrichtung.

In Fig.1 ist eine xerographische Platte, allgemein mit 11 bezeichnet, dargestellt, die den Erfindungsgedanken verkörpert.

Die Erfindung beabsichtigt eine weitgehend verbesserte und neuartige xerographische Plattenkonstruktion, die als wesentlichen Arbeitsmechanismus eine Belichtung mit einer einheitlichen Lichtquelle verwendet, die bei der Reproduktion solcher Bilder der Belichtung mit dem Original überlagert wird, die auf gewöhnlichen xerographischen Platten nur niedrige Potentialgradienten erzeugen. Die Grundlagen dieser lechnik und ihre Vorzüge sind eingehender in dem U.S.Patent 2 598 732 von Walkup beschrieben. Dabei ist festzustellen, daß im Gegensatz zu Walkup die Konstruktion der vorliegenden Erfindung eine gleichzeitige Belichtung der Platte mit dem Original und mit einem Rastermuster ohne Verwendung von zwei Projektoren gestattet.

der>

Es muß darauf hingewiesen werden, daß die/^SeSchreibung beigefügten Zeichnungen keine maßstäblichen Zeichnungen sein sollen. Viele Elemente in den Zeichnungen sind entweder vergrößert oder verkleinert um'eine klare Beschreibung der Erfindung zu erleichtern. Die Platte 11 besteht aus einer durchsichtigen Stützunterlage 12, die ausreichend fest ist um eine mechanische Stütze für die übrige

9 0 9 819/0971

"~ 5 —

Platte abzugeben und sie so zum Gebrauch, in xerographischen Kopiermaschinen geeignet zu machen. Diese Stützunterlage kann aus fast jedem durchsichtigen Material, sei es nun leitend oder isolierend, hergestellt werden, das aus Materialien wie Glas und mannigfache Kunststoffe ausgewählt werden kann. Je nach der besonderen Verwendung der Platte kann die Stützunterlage relativ steif sein, wie im Fall einer Platte oder eines Zylinders aus Glas oder Lucite, oder auch relativ biegsam, wie im lall eines Kunststoffgewebes, etwa aus Polyäthylen oder dergleichen, Für den Fall, daß die übrigen Plattenbestandteile selbsttragend sind, kann diese Stützunterlage auch vollkommen weggelassen werden. Unmittelbar über der Stützunterlage 12 ist ein optisches Raster 13 aus einer Anzahl von fein verteilten, abgegrenzten, miteinander abwechselnden, undurchsichtigen und durchsichtigen Bezirken angeordnet. Das Hastermuster aus undurchsichtigen und durchsi ent igen Flächen kann ein übliches Pun&teiiiuster oder Strichiauster sein von der Art, die bei der kontaktlosen Rasterbelichtung in der Herstellung von Halbtonplatten für zjeitun_ö'sdruck verwendet wird. Tatsächlich kann das Muster fast jede i'orm einschließlich runde Flecken, Ellipsen, linien und dergleichen haben. Die Zwischenräume des Musters können ebenfalls variieren, sodaw das Muster regelmäßig, unregelmäßig oder willkürlicn sein kann. Auch kann das Muster bezüglich der Große von Punkt zu Punkt oder von Linie zu Linie sich ändern. Aus Gründen, die weiter unten beschrieben werden, sind die aneinandergrenzenden, durcusientigen und undurchsichtigen Gebiete scharf abgegrenzt und von de.a Typ, der in do-r graphischen Technik als "hartes" Muster Dez.jichnet v/ird. Ua das Muster in diesem Ausführungsbeispiel nur i'ur optische Zwecke verwendet wird, kann es entweder leitend oder

909819/0971

isolierend sein. Folglich können-irgendwelche ±u Handel erhältliche, harte Rastermuster von irgendeiner Bezugsquelle, etwa von Byrum Qo. of Oolumbus, Ohio, und Buckbee-Nears of St. Paul, Hinn., zur Herstellung der Platte benützt werden. Beispielsweise kann das Rastermuster durch Belichtung eines gewöhnlichen, gleichmäßigen photographischen Filmnegativs aus Silberhalogen mit dem gewünschten Muster hergestellt werden. We;ühn ein derartiges Filmraster zusammen mit einer Stützunterlage verwendet wird, kann es auf der Unterlage mit einem Klebstoff oder mittels Verbindungsglieder, wie etwa Nieten, oder mit Hilfe äquivalenter Kunstgriffe befestigt v/erden, um das gewünschte durchsichtig-undurchsichtige Muster zu liefern. Unmittelbar über'dem Hastermuster 13 ist eine seiir dünne, durchsichtige leitende Schicht 14 angeordnet, die beispielsweise aus Zinnoxyd oder Kupferiodid sein kann. Eine Kupferjodidscnicht kann auf das Haster aufgebracht werden, indem man eine sehr dünne Kupferschicht auf das Raster aufdampft und es dann einer Jod-Atmosphäre aussetzt. Dies kann einfach dadurch bewerkstelligt werden, daia man die aufgedampfte Kupferschicht in die Mhe mehrerer Jodkristalle bringt. Derartige Kupferjodidschichten können sehr dünn hergestellt v/erden, indem man Kupfer nur so lange auf die Unterlage aufdampft, bis der Film gerade sichtbar wird, und wahrscheinlich können sie bis herab in den Bereich unter ein Mikron reichen. Durch die Verwendung eines derartig dünnen, transparenten, leitenden Films werden irgendwelche Schatten oder Beugungserscneinungen, die von dem durch diese Schicht von dem Raster 13 und der Unterlage 12 her durchtretenden Licht erzeugt werden könnten, sobald es eine obere photoleitende isolierende Schicht 16 erreicht, wirksam unterbunden, die sonst vielleicht aufgetreten sein könnten, wenn eine dickere Schicht verwendet würde.

9 0 9 819/0971

BADORlGfNAL '

Die bildung von dünnen, durchsichtigen, leitenden Schichten aus Zinnoxyd und Kupferiodid sind eingehender in den U.S.Patenten 2 429 420 von McMaster, 2 769 778 von Preston, 2 772 190von Haayinan und 2 756 165 von Lyon beschrieben. Beim Studium dieser Patentschriften wird klar, daß für die Verwendung einer Zinnoxydschicht das Haster, auf dem sie angebracht wird, sehr viel hitzebeständiger sein muß.

Eine Versuchsplatte der oben beschriebenen Art wurde hergestellt, wobei man von einem harten Punktmuster mit 120 linien pro Zoll (47 L/cm) auf einem phot ο graphischen I¹IIm ausging, das als Byruin Rastertönung, erhältlich bei Byruni Co. in Columbus, Ohio, bekannt ist. Dieses Raster wurde durch Tauchen mit einer Schutzschicht überzogen, wobei eine Herausziehgeschwindigkeit von 60 Zoll pro Minute (152 cm/min), ein 2:1 Volumengemisch eines Lackes i-x-5972 und eines Verdünners EM-998, erhältlich von der Bee Chemical Co, Verwendung fanden, und dann getrocknet. Die mit Lack überzogene Rastertönung wurde dann in einen Vakuuiuverdampfer eingebracht etwa 14 ^oll (55 cm) oberhalb eines elektrisch erhitzten Molybdenschiffes, das Kupfer enthielt, und für etwa 1/2 Minute, bis etwa 87 mg Kupfer von dem dciiiff abgezogen worden waren. Die Tönung, die abgekühlt und durch einen Strahlungsschirm von dem Schiff getrennt wurde, er-iielt einen sehr dünnen Kupferüberzug. Dann wurde die Tönung aus de-u Verdampfer herausgenommen und in eine J.od-Atmosphcire gele ΐ, bis das Kupfer reagierte und eine durchsichtige Kupfer j odidsciiiclit mit einer leichten Purpurtönung bildete. Die mit Kupferiodid übez'zogene Schicht wurde dann in einem zweiten Vakuuiiiverdampfer mit einer Schient aus amorphen Selen bedeckt und die k-esaarse dreischichtige Pia et e wurde auf eine klare Lucite-

909819/0971

Trommel mit ihrer ByrumtÖnungBseite nach, unten befestigt und . j schließlich, in einer Xerox 9H- Bürokopiermaschine mit Erfolg getestet .

Dieses harte Kontaktmuster und seine Nähe zu dem Photoleiter erlaubt auch für die Belichtung durch das Hast er hindurch die Verwendung einer nicht-punktförmigen Lichtquelle, wie z.B. der Raumbeleuchtung, da dabei doch noch sehr scharfe Grenzen zwischen den belichteten und den unbelichteten Flächen entstehen. Die photoleitende isolierende Schicht 16 kann aus einem in den gewöhnlichen xerographischen Platten verwendeten photoleitenden isolierenden Stoff bestehen und kann etwa folgende Materialien umfassen: glasiges Selen, irgendeiner der vielen organischen Photoleiter, wie etwa Anthrazen, oder der anorganischen, wie etwa gewisse Formen von Schwefel, Cadmiumsulfid, Zinkoxyd in einem einen Film formenden Binder, oder irgendein anderes photoleitendes isolierendes Material als kontinuierlicher Film oder ein partikelhaltiges photoleitendes isolierendes Material in einem isolierenden filmbilden4en Binder. Es sei darauf hingewiesen, daß die dünne transparente leitende Schicht 14 nicht unbedingt "leitend¹⁴ sein muß in dem für den elektrotechnischen Fachmann geläufigen Sinn. Es ist nur notwendig, daß diese Schicht eine ausreichende elektrische leitfähigkeit hat für die Aufladung und Sensibilisierung der xerographischen Platte und um das Abfließen der elektrischen Ladung nach Belichtung der Platte zu ermöglichen. Deshalb soll der Ausdruck "leitend" im Zusammenhang mit diesem Bauglied im weitesten Sinn verstanden werden, da seine Leitfähigkeit nur verglichen mit derjenigen der photoleitenden isolierenden Plattenschicht hoch sein muß. Die Rückseitenschicht

sollte also einen spezifischen Widerstand unter etwa 10¹⁰ Ohm·cm

909819/0971

besitzen, wenn sie zusammen mit einem Selen-Photoleiter verwendet

In einer' anderen Ausführungsfοrm können das optische Raster 15 und die leitende Schicht I4 aus einem Stück sein, wenn man ein Raster aus einem leitenden Material verwendet; dadurch wird die Konstruktion der Platte vereinfacht und jede Möglichkeit einer etwaigen Beugung oder Schattenwirkung zwischen dem Raster und der photoleitenden Schicht vollständig beseitigt, wie sie etwa durch ein zwischen dem Raster und dem Photoleiter angeordnetes Material verursacht werden könnte. So kann beispielsweise das Rastermuster direkt aus einem Material hergestellt werden, das genügend leitend ist um als Unterlage der xerographischen Platte zu dienen und gesonderte, abwechselnd durchsichtige und undurchsichtige Bezirke in seiner Oberfläche ergibt.

Bei einer dritten Technik sind das.optische Raster und die leitende Unterlage der Platte miteinander kombiniert, indem man eine leitende undurchsichtige Schicht mit einer Anzahl feiner, in gleichmäßigen adständen angeordneter Perforationen unter der photoleitenden Schicht verwendet. So kann ein durchlöchertes Kupferraster, das durch ii'inätzen von Löchern in eine dünne, aufgedampfte Kupferschicht hergestellt ist, als Unterlage für diese neuartige Platte verwendet warden. In diesem i'all wird sich in den Löchern des Rasters, wenn es überschichtet wird, etwas Photoleitermaterial ablagern; da Jedoch das Raster sehr dünn ist im Vergleich zur Dicke der photoleitenden οciiient, hat dies keine merkliche Wirkung auf die Gleichmäßigkeit der iicnichtdicke des Photoleiters. Wenn ein glattes Kupferraster mit einem Selen-Photoleiter benutzt wird, sollte seine Oberfläche oxydiert werden, um so eine gute Kupfer-Selen-Zwisohenfläche als

909819/0971' ~~>

BAD ORfGINAL *

Barriereschicht vorzusehen, deren Zweck ausführlicher in dem U.S. , Patent 2 901 348 von Dessauer "beschrieben ist.

Im Betrieb wird die Platte zuerst mittels irgendeines der üblichen Aufladungsverfahren für xerographische Platten geladen, um sie zu sensibilisieren. Beispielsweise kann eine Koronaladung von einer Drahtanordnung aus, wie sie in dem U.S.Patent 2 588 von Oarlson beschrieben ist, oder eine Induktionsladung, wie in dem U.S.Patent 2 954 649 von Walkup beschrieben, benützt werden. Dieser Vorgang findet im Dunkeln statt, sodaij nach seiner Durchführung die Platte mit einem im allgemeinen gleichmäßigen Feld über die ganze Schicht hin sensibilisiert i&t.

Während des BeIichtungsschrittes des Kopierverfahrens wird die Vorderseite oder photoleitende Oberfläche der Platte einer von einem Projektor aufprojizierten Bildvorlage ausgesetzt. Die Bildvorlage kann von beliebiger Art sein und kann auch so unterschiedlicne Vorlagen wie kontinuierliche Tönung, Bilder, Strichvorlagen und Vorlagen mit großen vollen dunklen !'lachen oder dergleichen umfassen. Bei einem üblichen xerographischen Kopierverfahren mit einer gewöhnlichen xerographischen Platte würde auf den Belichtungsschritt normalerweise die Entwicklung folgen. Mit der neuartigen Platte geinäii der Erfindung wird jedoch eine zweite Belichtung durch die Plattenrückseite hindurcri vorgenommen und zwar zu einem Zeitpunkt während der Plattensensibilisierung oder darnach bis zum Zeitpunkt der Entwicklung. Diese Belichtung mit einem gleichmäßigen Licht ist in Ei^.1 schematisch durch Pfeile 18 veranschaulicht. Dieser BeIichtungsschritt kann vor, gleichzeitig mit oder nach der ladung erfolgen, wobei die Belichtung mit der. Bildvorlage an der Platoenvorderseite naoh Belieben des Bedieners vorgenommen

909819/0971

- BADORlGfNAL

wird; die einzige Forderung ist, daß diese Belichtung vor dem Ent-

wicklungssohritt durchgeführt wird. Tatsächlich kann sie auch während der Entwicklung noch erfolgen, vorausgesetzt, daß sie genügend intensiv und genügend lang während des frühen Entwiäklungsatadiums durchgeführt wird um die Absichten der Erfindung auszuführen .

Diese Kombination der Belichtungsschritte dient dazu, das elektrostatische Iradungsmuster in einer solchen Weise umzugestalten, daß die von dem ladungsmuster erzeugten Felder auch dann eine gute Entwicklung ergeben, wenn das Original eine kontinuierliche Eönung oder große volle Flächen von relativ gleichmäßiger dichte hatte. Die rückwärtige Belichtung der geladenen photoleitenden isolierenden Schicht durch das Rastermuster hindurch dient dazu, alle Flächen des Photoleiters, die direkt den durchsichtigen Bezirken des Basters gegenüberliegen, zu entladen. Diese Belichtung dient also dazu, die Platte in eine große Anzahl von sehr kleinen geladenen Flächen- oder "Inseln¹· zu unterteilen, wie sie im lahmen der Beschreibung genannt werden sollen. Aufgrund der (Tatsache, daß jede dieser geladenen Inseln unmittelbar neben einem Gebiet, das durch die rückwärtige Belichtung entladen worden ist, liegt, ist an dem

äußeren Umfang jedes kleinen geladenen Bezirkes ein hoher Potentialgradient vorhanden. Aufgrund dieser hohen Potentialgradienten errichtet jede kleine geladene Insel ein starkes umrandendes· elektrostatisches Kraftfeld, das vertikale Komponenten besitzt, die über die Plattenoberfläche herausragen und deshalb für die Entwicklung mittels der gewöhnlich verwendeten xerographischen Entwicklermate- ' rialien sehr geeignet sind. Offensichtlich hängt die Zahl und die. La^e dieser kleinen geladenen Inseln direkt von der Feinheit und

909819/0971 \ . .

der Burohlaßdiohte dee verwendeten optischen Rasters ab. So sind bei der Verwendung eines groben Rasters mit 40-50 linien pro Zoll (?,54 cm) die geladenen Inseln, dienach der rückwärtigen Belichtung zurückbleiben, relativ "groß" und weit verstreut im Vergleich <■ mit der G-röße und dem Abstand der· geladenen Inseln bei Benützung eines Rasters mit 200 Idnien pro Zoll. In jedem !all kann die Platte auch nach der Rasterbelichtung als gleichmäßig aufgeladen im makroskopischen Sinn des Wortes angesehen werden, obwohl diese "gleichmäßige¹¹ Aufladung aus einer Summe von sehr vielen kleinen, dicht gedrängten, geladenen "Inseln" besteht.

Wenn die Belichtung mit der Bildvorlage auf der Platte überlagert wird, dient dies dazu, das Ladungsniveau jeder dieser kleinen geladenen "Inseln" entsprechend der von der Belichtung in jedem Abschnitt erzeugten Lichtmenge zu modulieren. So werden diejenigen kleinen Inseln, die weißen Flächen der Kopiervorlage gegenüberliegen, durch die Vorderseitenbelichtung der Platte mit der Vorlage praktisch vollständig entladen, während diejenigen Inseln auf der Platte, die Grauwerten der Vorlage gegenüberstehen, teilweise ent-· laden werden und die schwarzen Vorlageflächen entsprechenden Inseln ihr ursprüngliches ladungsniveau behalten. An diesem Punkt der Ausdeutung der Erfindung muß man sich klar machen, daß die gegenseitige Beziehung der Zeitpunkte für die Vorderseiten- bezw. Rückseitenbelichtung unwesentlich ist. Wenn die Rückseitenbelichtung vor der Yorderseitenbelichtung vorgenommen wird, werden zuerst die ladungsinseln gebildet und dann durch die Belichtung mit der Bildvorlage von der Plattenvorderseite aus moduliert; wenn Vorderseiten- und Rückseitenbelichtung gleichzeitig erfolgen, werden gleichzeitig die geladenen Inseln durch die RÜokseitenbeliohtung gebildet und

909819/0971

das Ladungsniveau der Inseln wird durch die Vorderseitenbelichtung \ moduliert; wenn dagegen die Yorderseitenbelichtung vor der Rückseitenbelichtung durchgeführt wird, wird zuerst das Ladungsniveau auf der gesamten Platte entsprechend dem von der Platte durch die i Belichtung mit der Vorlage empfangenen Licht herabgesetzt und die ; verbleibende Ladung wird dann mittels der folgenden Rückseitenbe- '. lichtung durch das optische Raster in kleine Inseln unterteilt, j Das schließlich entstandene Ladungsmuster auf der xerographischen ; Platte ist unabhängig von der angewandten Reihenfolge identisch. Tatsächlich kann die Rückseitenbelichtung sogar noch am Anfang des Entwicklungsachrittes oder schon am Ende des Ladungsschrittes vorgenommen werden.

Nach der Belichtung wird die das beschriebene elektrostatische j

i Bild tragende Platte entwickelt. Die Entwicklung kann mittels einer j der gebräuchlichen xerographischen Entwicklungstechniken durchge- j führt werden, wie u.a. etwa der Kaskaden- oder Puderwolken-Entwicklung, die in dem IT.S.Patent 2 725 304 von Landrigan beschrieben sind. Wie oben schon erläutert, werden die Wirkungen der üblichen Entwicklungstechniken durch die nach der Ladung und Belichtung der neuartigen Platte entstandenen elektrostatischen leider sehr vorteilhaft beeinflußt. Da die Ladun^smuster auf der Platte in schmale Bezirke oder Inseln der Ladung unterteilt sind mit den daraus ent- f stehenden Umrandungsfeldern, werden auch schwache Ladungen auf der Platte, die hellen Grautönungen in dem Original entsprechen, sehr gut entwickelt, weil sogar diese niedrigen Ladungsstufen in der wirksamsten Weise zum Anziehen von gegensätzlich aufgeladenen Entwickle rpar tike In ausgenützt werden. Aufgrund dieses Aufbrechens des \

909819/0971

Ladungsmusters und der daraus resultierenden Verbesserung der Entwicklung heller Grauwerte wird die effektive Grauskalenwiedergabe der Platte wesentlich günstiger. Wie oben eingehender beschrieben, wird auch die Entwicklung gleichmäßig geladener Flächen, selbst dann, wenn sie ein hohes Ladungsniveau aufweisen, verbessert, da das Aufbrechen des ladungsmusters in Inseln viele kleine Umrandungsfeider über die gleichmäßig geladenen Flächen hin erzeugt, so daß die Zentren dieser Flächen ebenso vollständig entwickelt werden wie ihre Ränder^.

In Fig.2 ist ein automatisches, kontinuierlich arbeitendes xerographisches Kopiergerät gezeigt, das eine zylindrische Platte 19 verwendet, die gemäß der Erfindung konstruiert ist. Die Platte könnte auch die Form eines endlosen Bandes haben. Sie besteht aus drei Schichten, einer durchsichtigen Stützunterlage 21, einem optischen Raster 22 und einer photoleitenden isolierenden Schicht 23, die alle den in Verbindung mit ]?ig.1 beschriebenen entsprechen. In diesem Fall ist das Raster 22 aus einem leitenden Material gefertigt; wenn jedoch ein nichtleitendes Raster verwendet werden soll, kann eine dünne durchsichtige leitende Schicht, etwa aus Kupferiodid oder Zinnoxyd, zwischen dem optischen Raster 22 und der photoleitenden isolierenden Schicht 23 eingeschoben werden. Auf jeden Fall wäre diese durchsichtige, leitende Schicht so dünn, daß sie in dieser Zeichnung nur schwer darzustellen wäre. Der leitende Bestandteil der Irommel, sei es nun das optische Raster selbst, oder eine eigene dünne durchsichtige Schicht, ist geerdet. Eine Lichtquelle 24· ist im Inneren der Irommel 19 angeordnet und mit einem äußeren Schalter versehen, sodaß der Bediener der Maschine diese Lichtquelle nach Wunsch ein- und ausschalten kann.

909819/0971

In der !Trommel kann auch noch, eine Blende angeordnet sein in der Weise, daß die innengelegene Lichtquelle 24 nur einen Abschnitt der Trommelinnenflache "belichtet, der gle.ich der Länge einer Kopie ist. _i

I Auf diese Art kann die innengelegene Lichtquelle für aufeinanderfol- j gen.de Kopien ein- und ausgeschaltet werden. Außerhalb der Trommel ist eine Ladungsvorrichtung 26 angeordnet, die mit einer Quelle hohen Potentials 27 verbunden ist. Die Ladungsvorrichtung 26 enthält eine oder mehrere Drahtanordnungen, die mit der Potentialquelle verbunden sind und nach der Gorona-Entladungstechnik arbeiten, wie sie in den U.S.Patenten 2 583 699 von Carlson und 2 777 957 von Walkup beschrieben ist. Im wesentlichen besteht diese Technik darin, eine Drahtanordnung in geringem Abstand über der Oberfläche einer xerographischen Platte zu befestigen, deren leitende Unterlage geerdet ist, und an den Draht ein hohes Potential anzulegen, sodaß eine 0orona-Entladung zwischen der Drahtanordnung und der Platte stattfindet, die zur Ablagerung geladener Teilchen auf der Plattenoberfläche dient und damit deren elektrostatisches Ladun^sniveau gegenüber dem Erdpotential erhöht .

Die xerographische Platte oder Trommel wird im Betrieb im allgemeinen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles in Pig.2 rotieren, sodaß die Abschnitte des Trommelumfangs, nachdem, sie an der Ladungsvorrichtung 26 vorübergelaufen sind und gleichmäßig aufgeladen sind, unter einen Projektor 28 oder andere Mittel zur Belichtung der geladenen Platte mit der Kopiervorlage kommen. Nach der Aufladung- und Belichtungsstation durchläuft die Trommeloberfläche eine Entwicklungsvorrichtung, die allgemein mit 29 bezeichnet ist. Diese Entwicklungsvorrichtung ist vom Kaskadentyp, der einen äußeren Behälter oder ein Gehäuse 31 umfaßt, das in seinem

909819/0971

ioden einen Vorrat von Bntwioklermaterial 32 enthält» Dieses Ent- t Iwiöklermaterial wird mittels mehrerer Förderbetshtr 33 auf einem | !endlosen umlaufenden Konveyorband 34 vom Behälterboden aufgenommen und über die Trommeloberfläehe ausgekippt oder ausgestreut. Diese Intwioklungstechnik, die eingehender in dem U.S.Patent 2 618 552 von Wise und 2 618 551 von Walkup "beschrieben ist» verwendet ein. Entwioklergemisch a*us zwei Komponenten, das fein verteilte gefärbte Markierungspärtikel oder Tonersubstanz und wesentlich größere Trägerkügelchen enthält. Die Trägerkügelchen dienen sowohl dazu den Eoner am Zusammenballen zu hindern, als auch ihn aufzuladen auf- . grund der relativen Stellung des loners und des. Trägermaterials in der triboelektrisehen Reihe. Wenn die Trägerkügelchen mit den an ihnen haftenden Tonerpartikeln über die Trommeloberfläche ausgeschüttet werden, dann stoßen die von dem iadungemuster errichteten elektrostatischen leider die tonerpartikel von den Trägerkügelchen weg und tragen somit zur Bildetttwioklung bei. Die Trägerkügelchen zusammen mit allen für die Bildentwioklung nicht benötigten .Tonerpartikel» fallen dann in den Boden des Behälters 31 zurück und das entwickelte Bild bewegt eich weiter, bis es mit einem Kopierband 36 in Kontakt kommt, das von zwei leerlaufenden Rollen 37 derart nach oben gegen· die Trommelobeipflache gepreßt wird, daß sich das Band auch mit der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel fortbewegt. Eine Übertragungseinrichtung 38 ist hinter dem Band zwischen und in geringem Abstand von den beiden Rollen 37 angeordnet. Diese Vorrichtung ähnelt dem Plattenaufladungsmechanismus 26,27 und arbeitet auch nach dem Goronaentladungsprinzip. Diese Übertra- . gungsvorrichtung ist mit einer Quelle hohen Potentials von gleicher Polarität wie die in der Aufladungsvorrichtung verwendete verbunden,

909819/0971

sodaß 3ie auf der Rückseite des Bandes 36 ladung aufbringt, die von ; gleicher Polarität ist wie die Ladung auf der Sromrael und damit von
entgegengesetzter Polarität wie die für die länt wicklung der !Ürommel
verwendeten !tonerpartikel, Diese ladung auf der üückseite dea Bandes 3.6 zieht die !Tonerpartikel von der Irommel ab, indem sie die
Anziehungskraft zwischen den Partikeln'und der ladung auf der 2rom~ j siel überwindet. An diesem Punkt soll festgestellt werden, daß mit j

der Erfindung viele andere Übertragungstechniken verwendet werden !

können. Zum Beispiel kann unmittelbar hinter dem ICopierband eina * Holle befestigt werden, die mit einer Quelle hohe» Potentials, das ; dem der !Eonerpartikel entgegengesetzt ist, verbunden ist, oder daa j Kopierband selbst kann die Eonerpartikel anziehen. ITach der Übertragung des !onerbildes auf das Band 36 läuft das Band unter einer
Fixiervorrichtung 39 durch, die zur linschinelzung oder permanenten
Fixierung des lonerbildes auf dem Band 36 dient. In dem vorliegenden Fall ist ein Fixierertyp mit Widerstandserhitzung dargestellt,
obwohl auch andere in der xerographischen Cechnik bekannte Verfah- [ ren verwendet werden können, wie etwa die Behandlung des ÜJonerbildes* mit lösungsmitteldampf oder das Aufsprühen eines Überzuges auf das ! Sonerbild. liach der Fixierung wird das Band zur späteren Verwendung auf eine Spule 41 aufgewickelt. Nach Durchlaufen der Übertragungsstation bewegt sich die !Trommel weiter und läuft unter eineaj Reinigungsbürste 42 durch, die die Trommeloberflache für einen ί neuen Arbeitszyklus vorbereitet.

Wenn ein relativ grobes und billiges Rastermuster mit zwischen etwa 80 und 40 linien pro Zoll (2,54 cm) und noch weniger
zusammen mit der erfindungsgemäßen Platte verwendet wird, wird in
'der endgültigen Kopie ein Rastereffekt erzielt, weil das ladungs-

90981 9/0971

~ 18 -

muster» wenn es durch das optische Easter auf der Plattenrüekseite ,-aufgespalten wird, so weit getrennte Beair&e bildet, daß nach der j Entwicklung ihre Aufspaltung mit bloßem Auge sichtbar wird, leisere Hast er mit "bis zu 5QO Mnien pro Zoll und mehr sind bestrebt,-diesen Raatereffekt au beseitigen» Bas anhand von fig.2 beschriebene Gerät ist besonders vorteilhaft, da die lichtquelle 24 abgeschaltet werden kannj wenn das System zum kopieren iron Strichvorlagen verwendet wird, und eingeschaltet für die Reproduktion von Vorlagen mit kontinuierlicher lönung oder mit großen vollen schwarzen llächen, wodurch bei Striohkopien jeglicher Hastereffekt vermieden wird. Wenn die Lichtquelle 24 abgeschaltet ist, verwandelt sich die Platte 19 hinsichtlich ihrer Wirkungsweise in eine gewöhnliche xerographisehe Platte» die aus einer photGleitenden isolierenden Oberflächenschicht über einer leitenden Unterlage besteht, da das optische Raster keine oder nur eine geringe Wirkung auf das auf der Platte aufgebrachte Ladungsmuster hat.-.So kann auch ein relativgrobes Raster verwendet werden, ohne daß ein Rastereffekt auftritt, wenn das G-erät sur Reproduktion von Strichvorlagen verwendet wird, und sogar die Strichkopie mit einer Platte mit relativ feinem Raster wird durch Abschalten der Lichtquelle verbessert, da die starken Umrandungsfeider an den Rändern der linien nicht aufgebrochen werden. Wie oben eingehender beschrieben, ist es nicht notwendig die Iadungsmuster von Strichvorlagen auf einer xerographysehen Platte au unterteilen um etwa ihre TJmrandun^sfelder zu ver- ■ stärken, da diese Ladungsmuster schmal genug sind, sodaß 'ihre TJmrandungsfeider ohnehin für xerographische Entwicklung geeignet sind. Der Benutzer des G-erät es nach Pig. 2 kann folglich eine volle Strichkopie erzielen mit einer guten Strichschärfe und ohne jegliche

909819/097 1

, odör e»feaim nur durch Anschalten der MohtcLUelle 24 die

der Blatte stark ausweiten um so Originale "... mit kontinuierlicher Innung vollkommener wiedergeben au können und gleichzeitig die volle und gleichmäßige Reproduktion von.Originalen mit größen vollen schwärzen Flächen zu ermöglichen.

Verm. auch die spezifischen Ausführungsformen, die in der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt wurden, hervorragend . geeignet zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens sind, soll sich die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese offenbarten Auöführungsbeispiele beschränken_t da die 33urphftihrung der Erfindung in vielen verschiedenen formen möglich ist, die alle von den folgenden Ansprüchen umfaßt werden.

9098 19/0 971

Claims (15)

1. ■■■- 20 -

   Patentansprüche

   .y Xerographie ehe Platte, gekennzeichnet aurch ein optisches Raster (13)» das aus einer Mehrzahl von kleinen, diskreten, einander abwechselnden, durchsichtigen und'undurchsichtigen Bezirken, besteht, und eine photoleitende isolierende Schicht (16), deren eine Seite dem optischen Raster (15) zugewandt ist, wobei diese Seite der photoleitenden isolierenden Schicht an eine elektrisch leitende Schicht angrenzt, die wenigstens in.den Bereichen, die den durchsichtigen Bezirken des optischen Rasters entsprechen, durchsichtig ist.
2. 2. Xe rographische Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht durch das aus einem leitenden Material bestehende optische Raster (13) selbst gebildet ist.
3. 3. Xe ro graphische Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktschicht ein sehr dünner durchsichtiger leiter (I4)zwisehen dem optischen Raster (13) und der photoleitenden Schicht (16) angeordnet ist. '
4. 4. Xerographische Platte nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Raster (13) auf einer steifen, durchsichtigen Unterlage (12) befestigt ist.

   9098 19/097 1
5. 5. Xerographieehe Platte nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,

   daß die durchsichtige, leitende Zwischenschicht (14) eine Dicke

   ; von weniger als 1 Mikron besitzt.
6. 6. Xerographische Platte nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Hast er (13) aus einem "biegsamen Material

   hergestellt ist. - ^ä
7. 7. Xerographische Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- ^;

   net, daß das optische Raster (13) aus einem leitenden, undurch- \ sichtigen Material mit einer Vielzahl von kleinen löchern "besteht und die photoleitende isolierende Schicht (16) auf dem optischen Haster angeordnet ist.
8. 8. Xerographische Platte nach Anspruch T, 5 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß das leitende optische Raster (13) einen spezifischen

   10

   Widerstand unter etwa 10 Ohm·cm besitzt.
9. 9. Xerographische Platte nach Anspruch 1,3,5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende isolierende Schicht (16) aus glasigem Selen besteht.

   ■ j
10. 10. Xerographisches Kopiergerät zur Verwendung einer xerographischen ^; Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein endloses optisches Raster (22), eine von ihm eingeschlossene Mchtquelle (24), Schalter zum Ein- und Ausschalten der Lichtquelle, eine Ladungsvorrichtung (26) für die photoleitende isolierende .JciiicJit (23), eine Belichtungsvorrichtung (28) für die Bildvorlage

    9 098 19/0971 i

    • - 22 -

    und eine mit elektroskopischen Tonerpartikeln arbeitende Entwicklungseinrichtung (29).
11. 11. XerograpMsch.es Kopiergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Raster die ]?orm eines festen Zylinders hat.
12. 12. Xerographisches Kopiergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Raster die Form eines "biegsamen endlosen Bandes hat.
13. 13. Xerographisches Kopiergerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Einrichtungen (36-41) zum Übertragen der elektroskopischen Tonerpartikel von der xerographischen Platte auf ein Kopierblatt (36) nach der Entwicklung.
14. 14. Xerographisches Kopierverfahren unter Verwendung einer xerographischen Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Yerfahrensschrittes Sensibilisierung der xerographischen Platte, Belichtung der photoleitenden isolierenden Schicht mit der wiederzugebenden Bildvorlage und gleichzeitige Belichtung der photoleitenden isolierenden Schient mittels einer Lichtquelle durch das optische Raster hindurch, wobei die beiden Belichtungen von den entgegengesetzten Seiten der photoleitenden isolierenden Schicht her vorgenommen werden, und Entwickeln der photoleitenden isolierenden Schicht mit fein verteilten elektroskopisclien Tonerpartikeln.

    9098 19/097
15. 15. Xerographisches Kopi erver faiiren nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Raster bedeckte Seite der photoleitenden isolierenden Schicht dem Haumlicht ausgesetzt wird.

    909819/0971