DE1497068B2 - Elektrophotographische kopiervorrichtung - Google Patents
Elektrophotographische kopiervorrichtungInfo
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- DE1497068B2 DE1497068B2 DE1963R0036243 DER0036243A DE1497068B2 DE 1497068 B2 DE1497068 B2 DE 1497068B2 DE 1963R0036243 DE1963R0036243 DE 1963R0036243 DE R0036243 A DER0036243 A DE R0036243A DE 1497068 B2 DE1497068 B2 DE 1497068B2
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Kopiervorrichtung mit einer elektrostatischen Aufzeichnungsfläche
mit einer Unterlagsfläche, einer darauf angeordneten Elektrodenschicht sowie einer hierauf
aufgebrachten Photoleiterschicht, bei der zur Erzeugung eines Tonerbildes die Photoleiterschicht gleichmäßig
elektrostatisch aufladbar, von der Seite der Photoleiterschicht mit einem zu reproduzierenden Bild
belichtbar, und das so erhaltene elektrostatische latente Bild mit einem Tonerpulver entwickelbar ist.
In der xerographischen Technik wird auf einer photoleitenden isolierenden Schicht ein latentes, elektrostatisches
Bild erzeugt und durch die Ablagerung eines feinverteilten elektroskopischen Tonermaterials
auf dem Photoleiter entwickelt. Die Abbildung kann auf dem Photoleitermaterial fixiert oder auch auf ein Blatt
Kopierpapier übertragen werden, wo sie sodann bleibend fixiert wird. In den meisten Anwendungsfällen
wird die photoleitende isolierende Schicht, die ohne Rücksicht auf ihre tatsächliche Form als Platte
bezeichnet werden soll, erst gleichförmig aufgeladen, um sie zu sensibilisieren, und dann entsprechend dem
Muster einer zu reproduzierenden Vorlage bildmäßig
ίο mit einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung
belichtet. In den von Strahlung getroffenen Flächenbereichen werden die gespeicherten Ladungen abgeleitet.
Das auf diese Weise erhaltene elektrostatische latente Bild wird sodann mit dem bereits oben erwähnten'
Tonermaterial entwickelt.
Wie sich herausgestellt hat, können mit derartigen elektrophotographischen Reproduktionsverfahren ausgezeichnete
Reproduktionen von Strichkopiervorlagen, wie etwa von Drucken, Strichzeichnungen und dergleichen
erhalten werden. Dagegen wurden nur lediglich gute Reproduktionen von solchen Vorlagen erhalten,
die große Flächen gleichmäßiger Tönung aufweisen. In diesen Fällen werden zumeist lediglich die Ränder der
ausgedehnten Flächenbereiche entwickelt, während die inneren Flächenbereiche weitgehend unentwickelt bleiben.
Aus· diesem Grunde wurde bereits bei der Reproduktion von Vorlagen mit großen, durchgehend
getönten Flächen ein sogenanntes Rasterverfahren angewandt, bei dem in den Strahlengang zwischen der
zu kopierenden Vorlage und der elektrophotographischen Aufzeichnungsfläche ein optisches Raster eingebracht
wird. Ein solches Verfahren bringt jedoch lediglich eine Verbesserung bei der Reproduktion von
Vorlagen mit großen gleichmäßig getönten Flächen. ' Dagegen können sich erhebliche Verschlechterungen '
bei der Reproduktion ergeben, wenn das gleiche Verfahren auch beim Kopieren von Strichvorlagen oder
dergleichen angewandt wird. \
Aus der US-PS 29 17 385 ist bereits ein Aufzeich- i
nungsmaterial und ein Aufzeichnungsverfahren bekannt, bei dem das Aufzeichnungsmaterial aus einer
durchsichtigen Unterlagsfläche besteht, auf die eine durchsichtige Elektrodenschicht aufgebracht ist. Auf die
Elektrodenschicht ist die photoleitende Schicht in Form g
eines aus vielen voneinander getrennt angeordneten '-*
Punkten gebildeten Rasters ausgebildet. Eine Reproduktion wird dadurch hergestellt, daß die in viele
einzelne Punkte aufgelöste photoleitende Schicht gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen wird, und daß
das elektrostatische latente Bild nach dem Reflexionsverfahren derart hergestellt wird, daß das zu reproduzierende
Bild auf der freien Seite der photoleitenden, punktförmigen Photoleiterschicht von der Seite der
durchsichtigen Unterlagsfläche her von einer Lichtquel-Ie gleichmäßig belichtet wird. In den weißen reflektierenden
Bereichen des zu reproduzierenden Originals werden die aufgebrachten elektrostatischen Ladungen
durch die Belichtung abgeleitet, so daß ein, dem dunklen lichtabsorbierenden Bereichen des zu reproduzierenden
Originals entsprechendes latentes elektrostatisches Bild erhalten wird, das mit Hilfe von Tonerteilchen
entwickelt wird. Eine solche Anordnung eignet sich jedoch, da das Raster fester Bestandteil des Aufzeichnungsmaterial
ist, lediglich für die Aufzeichnung von Bildern mit durchgehend getönten Flächen, dagegen
nicht für die Wiedergabe von Bildern mit Strichlinien- j zeichnungen. Bei der Wiedergabe von Strichlinienzeich- |
nungen kann es passieren, daß Teile des Bildes j
vollständig ausfallen.
Gemäß der lediglich im Rahmen eines älteren Rechtes zu berücksichtigenden deutschen Patentschrift
12 37 902 wurde die Aufgabe gestellt, ein elektrophotographisches
Aufzeichnungsmaterial aus einer dielektrisehen Schicht und einer photoleitfähigen Schicht zu
schaffen, bei dem die genannten Eigenschaften, nämlich gute Photoleitfähigkeit und hohes Isolationsvermögen,
nicht von einer einzigen Schicht, sondern jede dieser Eigenschaften jeweils von einer anderen Schicht
verlangt werden müssen. Die Lösung dieser Aufgabe wurde ausgehend von einem elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial aus einer isolierenden Trägerschicht, einer dielektrischen Zwischenschicht und einer
photoleitfähigen Schicht, wobei die Trägerschicht entfallen kann, wenn die übrigen Schichten selbsttragend
sind, darin gesehen, daß zwei, durch mindestens einen Teil der dielektrischen Zwischenschicht voneinander
elektrisch getrennte leitende Systeme vorgesehen sind, von denen mindestens eines als feiner Raster
ausgebildet ist.
Aus der US-PS 25 98 732 ist auch bereits ein elektrophotographisches Abbildungsverfahren bekanntgeworden,
bei dem eine elektrophotographische Platte in einer Kamera verwandt wird. Die elektrophotographische
Platte wird zunächst gleichförmig aufgeladen, sodann in die Kamera eingebracht und sodann die
eigentliche Aufnahme gemacht, wodurch auf der elektrophotographischen Platte ein elektrostatisches
latentes Bild entsteht. Werden Aufnahmen von Gegenständen mit großen durchgehend getönten Flächen
gemacht, so wird die das elektrostatisch latente Bild tragende elektrophotographische Platte anschließend
auf ein Raster gelegt und gleichförmig durch das Raster hindurch belichtet. Das Rastermuster kann auch mit
Hilfe eines Projektionsapparates auf die das elektrostatische latente Bild tragende Fläche aufbelichtet werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrophotographische Kopiervorrichtung
der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der ohne bauliche Veränderungen wahlweise Bilder mit
durchgehend getönten Flächen wie auch Strichzeichnungsbilder exakt wiedergegeben werden können.
Diese Aufgabe wird bei einer elektrophotographischen Kopiervorrichtung der eingangs erwähnten Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Unterlagsfläche aus einem durchsichtigen Material besteht, in der
Elektrodenschicht ein Raster aus einer Vielzahl von abwechselnd optisch durchsichtigen und undurchsichtigen
Bereichen ausgebildet, oder zwischen der durchsichtigen Elektrodenschicht und der Unterlagsfläche
eine zusätzliche, einen Raster aus einer Vielzahl von abwechselnd optisch durchsichtigen und undurchsichtigen
Bereichen aufweisende Maskenschicht vorgesehen ist, und auf der der Unterlagsfläche zugewandten Seite
der elektrostatischen Aufzeichnungsfläche eine wahlweise betätigbare Lichtquelle zur gleichmäßigen Belichtung
der Aufzeichnungsfläche vorgesehen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Kopiervorrichtung brauchen
keine Änderungen an dieser ausgeführt zu werden, wenn z. B. Bilder mit durchgehend getönten Flächen
wiedergegeben werden sollen, indem etwa zusätzlich ein Raster in den Strahlengang eingebracht wird. Sollen
einfache Strichzeichnungen wiedergegeben werden, so läuft das elektrophotographische Kopierverfahren wie
bisher bekannt ab. Sollen dagegen Reproduktionen von Bildern mit durchgehend getönten Flächen hergestellt
werden, so kann durch einen einfachen Schalterdruck etwa bewirkt werden, daß während des Kopiervorgangs
zwischen der gleichmäßigen elektrostatischen Aufladung der Aufzeichnungsfläche und der Entwicklung die
Aufzeichnungsfläche gleichmäßig zusätzlich durch die auf der der Unterlagsfläche zugewandten Seite der
elektrostatischen Aufzeichnungsfläche angeordnete Lichtquelle belichtet wird. Dadurch können sowohl
Strichlinienzeichnungen wie auch Bilder mit durchgehend getönten Flächen mit optimaler Wiedergabe ohne
bauliche Veränderungen erhalten werden.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen
erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer gemäß der Erfindung hergestellten elektrophotographischen
Platte,
F i g. 2 eine Seitenansicht im Schnitt einer elektrophotographischen
Kopiervorrichtung, an der die Erfindung verwirklicht wurde.
In F i g. 1 ist eine elektrophotographische Platte, allgemein mit 11 bezeichnet, dargestellt, die eine
Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die der Beschreibung beigefügten Zeichnungen sollen keine maßstäbliche Zeichnung darstellen. Viele
Elemente in den Zeichnungen sind entweder vergrößert oder verkleinert, um die wesentlichen Eigenschaften
besser sichtbar machen zu können. Die Platte 11 besteht
aus einer durchsichtigen Stützunterlage 12, die ausreichend fest ist, um eine mechanische Stütze für die übrige
Platte abzugeben und sie so zum Gebrauch in elektrophotographischen Kopiermaschinen geeignet zu
machen. Diese Stützunterlage kann aus fast jedem durchsichtigen Material, sei es nun elektrisch leitend
oder isolierend, hergestellt werden, das aus Materialien wie Glas und den verschiedensten Kunststoffen
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
Fall eines Kunststoffgewebes, etwa aus Polyäthylen oder dergleichen. Für den Fall, daß die übrigen
Plattenbestandteile weggelassen werden. Unmittelbar über der Stützunterlage 12 ist ein optischer Raster 13
aus einer Anzahl von fein verteilten, abgegrenzten, miteinander abwechselnden, undurchsichtigen und
durchsichtigen Bezirken angeordnet. Das Rastermuster aus undurchsichtigen und durchsichtigen Flächen kann
ein übliches Punktemuster oder Strichmuster sein von der Art, die bei der kontaktlosen Rasterbelichtung bei
der Herstellung von Halbtonplatten für den Leistungsdruck verwendet wird. Tatsächlich kann das Muster fast
jede Form einschließlich runder Flecken, Ellipsen, Linien und dergleichen haben. Die Zwischenräume des
Musters können ebenfalls variieren, so daß das Muster regelmäßig, unregelmäßig oder willkürlich sein kann.
Auch kann das Muster bezüglich der Größe von Punkt zu Punkt oder von Linie zu Linie sich ändern. Aus
Gründen, die weiter unten beschrieben werden, sind die aneinandergrenzenden, durchsichtigen und undurchsichtigen
Gebiete scharf abgegrenzt und von dem Typ, der in der graphischen Technik als »hartes« Muster
bezeichnet wird. Da das Muster in diesem Ausführungsbeispiel nur für optische Zwecke verwendet wird, kann
es entweder leitend oder isolierend sein. Folglich können irgendwelche im Handel erhältliche, harte
Rastermuster zur Herstellung der Platte benutzt werden. Beispielsweise kann das Rastermuster durch
Belichtung eines gewöhnlichen, gleichmäßigen photographischen
Filmnegativs aus Silberhalogen mit dem gewünschten Muster hergestellt werden. Wenn 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
werden, um das gewünschte durchsichtig-undurchsichtige Muster zu liefern. Unmittelbar über dem Rastermuster
13 ist eine sehr dünne, durchsichtige leitende Schicht 14 angeordnet, die beispielsweise aus Zinnoxyd
oder Kupferiodid sein kann. Eine Kupferjodidschicht kann auf das Raster 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, daß man die aufgedampfte Kupferschicht in die Nähe mehrerer
Jodkristalle bringt. Derartige Kupferjodidschichten können sehr dünn hergestellt werden, 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 Beugungserscheinungen, 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.
Die Bildung von dünnen, durchsichtigen, leitenden Schichten aus Zinnoxyd und Kupferjodid sind eingehender
in den US-Patenten 24 29 420, 27 69 778, 27 72 190 und 27 56 165 beschrieben. Beim Studium dieser
Patentschriften wird klar, daß für die Verwendung einer Zinnoxydschicht das Raster, 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 47 Linien pro cm auf einen photographischen Film ausging. Dieser Raster wurde
durch Tauchen mit einer Schutzschicht überzogen, wobei eine Herausziehgeschwindigkeit von 152 cm/min,
ein 2:1 Volumengemisch eines Lackes und eines Verdünners Verwendung fanden, und dann getrocknet.
Die mit Lack überzogene Rastertönung wurde dann in einem Vakuumverdampfer eingebracht, etwa 35 cm
oberhalb eines elektrisch erhitzten Molybdänschiffes, das Kupfer enthielt, und für etwa '/2 Minute, bis etwa
87 mg Kupfer von dem Schiff abgezogen worden waren. Die Platte, die abgekühlt und durch einen Strahlungsschirm von dem Schiff getrennt wurde, erhielt einen
sehr dünnen Kupferüberzug. Dann wurde die Platte aus dem Verdampfer herausgenommen und in eine
Jod-Atmosphäre gelegt, bis das Kupfer reagierte und eine durchsichtige Kupferjodidschicht mit einer leichten
Purpurtönung bildete. Die mit Kupferjodid überzogene Schicht wurde dann in einem zweiten Vakuumdampfer
mit einer Schicht aus amorphem Selen bedeckt und die gesamte dreischichtige Platte wurde, auf eine klare
Lucite-Trommel mit ihrer Rasterseite nach unten befestigt und schließlich in einer Bürokopiermaschine
mit Erfolg getestet.
Dieses harte Kontaktmuster und seine Nähe zu dem Photoleiter erlaubt auch für die Belichtung durch das
Raster 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 photoieitende isolierende Schicht 16 kann aus einem in den gewöhnlichen elektrophotographischen
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 filmbildenden Binder. Es sei darauf
hingewiesen, daß die dünne transparente leitende Schicht 14 nicht unbedingt »leitend« 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 besitzen, wenn sie zusammen
mit einem Selen-Photoleiter verwendet wird.
In einer anderen Ausführungsform können das optische Raster 13 und die leitende Schicht 14 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 elektrophotographischen
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 Abständen
angeordneter Perforationen unter der photoleitenden Schicht verwendet. So kann ein durchlöchertes Kupferraster,
das durch Einätzen von Löchern in eine dünne, aufgedampfte Kupferschicht hergestellt ist, als Unterlage
für diese neuartige Platte verwendet werden. In diesem Fall 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 Schicht, hat dies keine merkliche Wirkung auf die Gleichmäßigkeit der
Schichtdicke des Photoleiters. Wenn ein glattes Kupferraster mit einem Selen-Photoleiter benutzt wird,
sollte seine Oberfläche oxydiert werden, um so eine gute Kupfer-Selen-Zwischenfläche als Barriereschicht vorzusehen,
deren Zweck ausführlicher in dem US-Patent 29 01 348 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 j
aus, wie sie in dem US-Patent 25 88 699 beschreiben ist,
oder eine Induktionsladung, wie in dem US-Patent 29 34 649 beschrieben, benutzt werden. Dieser Vorgang
findet im Dunkeln statt, so daß nach seiner Durchführung die Platte mit einem im allgemeinen gleichmäßigen
Feld über die ganze Schicht hin sensibilisiert ist.
Während des Belichtungsschrittes 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 unterschiedliche Vorlagen wie kontinuierliche Tönung, Bilder, Strichvorlagen
und Vorlagen mit großen vollen dunklen Flächen oder dergleichen umfassen. Bei einem üblichen elektrophotographischen
Kopierverfahren mit einer gewöhnlichen elektrophotographischen Platte würde auf den
Belichtungsschritt normalerweise die Entwicklung folgen. Mit der neuartigen Platte wird jedoch eine zweite
Belichtung durch die Plattenrückseite hindurch vorgenommen und zwar entweder während der Plattensensibilisierung
oder während eines späteren Zeitpunktes bis zur Entwicklung. Diese Belichtung mit einem gleichmäßigen
Licht ist in F i g. 1 schematisch durch Pfeile 18 veranschaulicht. Dieser Belichtungsschritt kann vor,
gleichzeitig mit oder nach der Ladung erfolgen, wobei die Belichtung mit der Bildvorlage an der Plattenvorderseite
nach Belieben der Bedienungsperson vorgenommen wird; die einzige Forderung ist, daß diese
Belichtung vor dem Entwicklungsschritt durchgeführt wird. Tatsächlich kann sie auch während der Entwicklung
noch erfolgen, vorausgesetzt, daß sie genügend intensiv und genügend lang während des frühen
Entwicklungsstadiums durchgeführt wird.
Diese Kombination der Belichtungsschritte dient dazu, das elektrostatische Ladungsmuster in einer
solchen Weise umzugestalten, daß die von dem Ladungsmuster erzeugten Felder auch dann eine gute
Entwicklung ergeben, wenn das Original eine kontinuierliche Tönung 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 Rasters gegenüberliegen, zu entladen. Diese Belichtung dient also dazu, die Platte in eine
große Anzahl von sehr kleinen geladenen Flächen oder »Inseln« zu unterteilen, wie sie im Rahmen 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 Entwicklermaterialien sehr geeignet
sind. Offensichtlich hängt die Zahl und die Lage dieser kleinen geladenen Inseln direkt von der Feinheit und der
Durchlaßdichte des verwendeten optischen Rasters ab. So sind bei der Verwendung eines groben Rasters mit
15—20 Linien/cm die geladenen Inseln, die nach der rückwärtigen Belichtung zurückbleiben, relativ »groß«
und weit verstreut im Vergleich mit der Größe und dem Abstand der geladenen Inseln bei Benutzung eines
Rasters mit 80 Linien/cm. In jedem Fall kann die Platte auch nach der Rasterbelichtung als gleichmäßig
aufgeladen im makroskopischen Sinn des Wortes angesehen werden, obwohl diese »gleichmäßige«
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 »Inseih« 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 entladen 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- bzw. Rückseitenbelichtung unwesentlich ist.
Wenn die Rückseitenbelichtung vor der Vorderseitenbelichtung 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 Rückseitenbelichtung gebildet und das Ladungsniveau der Inseln wird durch
die Vorderseitenbelichtung moduliert; wenn dagegen die Vorderseitenbelichtung vor der Rückseitenbelichtung
durchgeführt wird, wird zuerst das Ladungsniveau auf der gesamten Platte entsprechend dem von der
Platte durch die Belichtung mit der Vorlage empfangenen Licht herabgesetzt und die verbleibende Ladung
wird dann mittels der folgenden Rückseitenbelichtung durch das optische Raster in kleine Inseln unterteilt. Das
schließlich entstandene Ladungsmuster auf der elektrophotographischen Platte ist unabhängig von der
angewandten Reihenfolge identisch. Tatsächlich kann die Rückseitenbelichtung sogar noch am Anfang des
Entwicklungsschrittes oder schon am Ende des Ladungsschrittes vorgenommen werden.
Nach der Belichtung wird die das beschriebene elektrostatische Bild tragende Platte entwickelt. Die
Entwicklung kann mittels einer der gebräuchlichen elektrophotographischen Entwicklungstechniken
durchgeführt werden, wie unter anderem der Kaskadenoder Puderwolken-Entwicklung, die in dem US-Patent
27 25 304 beschrieben sind. Wie oben schon erläutert, werden die Wirkungen der üblichen Entwicklungstechniken
durch die nach der Ladung und Belichtung der neuartigen Platte entstandenen elektrostatischen Felder
sehr vorteilhaft beeinflußt. Da die Ladungsmuster auf der Platte in schmale Bezirke oder Inseln der Ladung
unterteilt sind mit den daraus entstehenden 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 Entwickler-.
partikeln ausgenutzt werden. Aufgrund dieses Aufbrechens des 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
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aufweisen, verbessert, da das Aufbrechen des Ladungsmusters in Inseln viele kleine Umrandungsfelder über
die gleichmäßig geladenen Flächen hin erzeugt, so daß die Zentren dieser Flächen ebenso vollständig entwikkelt
werden wie ihre Ränder.
In F i g. 2 ist ein automatisches, kontinuierlich arbeitendes elektrophotographisches 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
F i g. 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 Trommel, sei es nun das
optische Raster selbst oder eine eigene dünne durchsichtige Schicht, ist geerdet. Eine Lichtquelle 24 ist
im Inneren der Trommel 19 angeordnet und mit einem äußeren Schalter versehen, so daß die Bedienungsperson
der Maschine diese Lichtquelle nach Wunsch ein- und ausschalten kann. In der Trommel kann auch noch
eine Blende in der Weise angeordnet sein, daß die innengelegene Lichtquelle 24 nur einen Abschnitt der
Trommelinnenfläche belichtet, der gleich der Länge einer Kopie ist. Auf diese Art kann die innengelegene
Lichtquelle für aufeinanderfolgende 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
Corona-Entladungstechnik arbeiten, wie sie in dem 4<> US-Patenten 25 88 699 und 27 77 957 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 hohen
Potential anzulegen, so daß eine Corona-Entladung zwischen der Drahtanordnung und der Platte stattfindet,
die zur Ablagerung geladener Teilchen auf der Plattenoberfläche dient und damit deren elektrostatisches
Ladungsniveau gegenüber dem Erdpotential erhöht.
Die xerographische Platte oder Trommel wird im Betrieb im allgemeinen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
in Richtung des Pfeiles in F i g. 2 rotieren, so daß 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 Aufladungsund
Belichtungsstation durchläuft die Trommeloberfläehe 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 Boden einen Vorrat von Entwicklermaterial 32 enthält. Dieses Entwicklermaterial
wird mittels mehrerer Förderbecher 33 auf einem endlosen umlaufenden Förderband 34 vom
Behälterboden aufgenommen und über die Trommeloberfläche ausgekippt oder ausgestreut. Diese Entwicklungstechnik,
die eingehender in dem US-Patent 26 18 552 und 26 18 551 beschrieben ist, verwendet ein
Entwicklergemisch aus zwei Komponenten, das fein verteilte gefärbte Markierungspartikeln oder Tonersubstanz
und wesentlich größere Trägerkügelchen enthält. Die Trägerkügelchen dienen sowohl dazu, den Toner
am Zusammenballen zu hindern, als auch ihn aufzuladen aufgrund der relativen Stellung des Toners und des
Trägermaterials in der triboelektrischen Reihe. Wenn die Trägerkügelchen mit den an ihnen haftenden
Tonerpartikeln über die Trommeloberfläche ausgeschüttet werden, dann stoßen die von dem Ladungsmuster
errichteten elektrostatischen Felder die Tonerpartikeln von den Trägerkügelchen weg und tragen somit
zur Bildentwicklung bei. Die Trägerkügelchen zusammen mit allen für die Bildentwicklung nicht benötigten
Tonerpartikeln fallen dann in den Boden des Behälters 31 zurück und das entwickelte Bild bewegt sich weiter,
bis es mit einem Kopierband 36 in Kontakt kommt, das von zwei leerlaufenden Rollen 37 derart nach oben
gegen die Trommeloberfläche 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 Corona-Entladungsprinzip.
Diese Übertragungsvorrichtung ist mit einer Quelle hohen Potentials von gleicher Polarität wie die in der
Aufladungsvorrichtung verwendete verbunden, so daß sie auf der Rückseite des Bandes 36 Ladung aufbringt,
die von gleicher Polarität ist wie die Ladung auf der Trommel und damit von entgegengesetzter Polarität
wie die für die Entwicklung der Trommel verwendeten Tonerpartikeln. Diese Ladung auf der Rückseite des
Bandes 36 zieht die Tonerpartikeln von der Trommel ab, indem sie die Anziehungskraft zwischen den Partikeln
und der Ladung auf der Trommel überwindet. An diesem Punkt soll festgestellt werden, daß mit der
Erfindung viele andere Übertragungstechniken verwendet werden können. Zum Beispiel kann unmittelbar
hinter dem Kopierband eine Rolle befestigt werden, die mit einer Quelle hohen Potentials, das dem der
Tonerpartikeln entgegengesetzt ist, verbunden ist, oder das Kopierband selbst kann die Tonerpartikeln
anziehen. Nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Band 36 läuft das Band unter einer Fixiervorrichtung
39 durch, die zur Einschmelzung oder permanenten Fixierung des Tonerbildes auf dem Band 36 dient. In
dem vorliegenden Fall ist ein Fixierertyp mit Widerstandserhitzung dargestellt, obwohl auch andere in der
xerographischen Technik bekannte Verfahren verwendet werden können, wie etwa die Behandlung des
Tonerbildes mit Lösungsmitteldampf oder das Aufsprühen eines Überzuges auf das Tonerbild. Nach 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 einer Reinigungsbürste 42 durch, die die
Trommeloberfläche für einen neuen Arbeitszyklus vorbereitet.
Wenn ein relativ grobes und billiges Rastermuster mit zwischen etwa 30 und 15 Linien/cm und noch weniger
zusammen mit der neuen Platte verwendet wird, wird in der endgültigen Kopie ein Rastereffekt erzielt, weil das
Ladungsmuster, wenn es durch das optische Raster auf der Plattenrückseite aufgespalten wird, so weit getrenn-
te Bezirke bildet, daß nach der Entwicklung ihre Aufspaltung mit bloßem Auge sichtbar wird. Feinere
Raster mit bis zu 200 Linien/cm und mehr sind bestrebt, diesen Rastereffekt zu beseitigen. Das anhand von
F i g. 2 beschriebene Gerät ist besonders vorteilhaft, da die Lichtquelle 24 abgeschaltet werden kann, wenn das
System zum Kopieren von Strichvorlagen verwendet wird, und eingeschaltet für die Reproduktion von
Vorlagen mit kontinuierlicher Tönung oder mit großen vollen schwarzen Flächen, wodurch bei Strichkopien
jeglicher Rastereffekt vermieden wird. Wenn die Lichtquelle 24 abgeschaltet ist, verwandelt sich die
Platte 19 hinsichtlich ihrer Wirkungsweise in eine gewöhnliche elektrophotographische Platte, die aus
einer photoleitenden 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 relativ grobes Raster verwendet werden, ohne daß ein Rastereffekt auftritt, wenn das Gerät zur
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 Umrandungsfelder an den Rändern
der Linien nicht aufgebrochen werden. Wie oben eingehender beschrieben, ist es nicht notwendig die
Ladungsmuster von Strichvorlagen auf einer elektrophotographischen Platte zu unterteilen um etwa ihre
Umrandungsfelder zu verstärken, da diese Ladungsmuster schmal genug sind, so daß ihre Umrandungsfelder
ohnehin für elektrophotographische Entwicklung geeignet sind. Der Benutzer des Gerätes nach F i g. 2 kann
folglich eine volle Strichkopie erzielen mit einer guten Strichschärfe und ohne jegliche Halbtöne, oder kann
nur durch Anschalten der Lichtquelle 24 die Grauskalenwiedergabe der Platte stark ausweiten, um so
Originale mit kontinuierlicher Tönung vollkommener wiedergeben zu können und gleichzeitig die volle und
gleichmäßige Reproduktion von Originalen mit großen vollen schwarzen Flächen zu ermöglichen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Elektrophotographische Kopiervorrichtung mit einer elektrostatischen Aufzeichnungsfläche mit
einer Unterlagsfläche, einer darauf angeordneten Elektrodenschicht sowie einer hierauf aufgebrachten
Photoleiterschicht, bei der zur Erzeugung eines Tonerbildes die Photoleiterschicht gleichmäßig
elektrostatisch aufladbar, von der Seite der Photoleiterschicht mit einem zu reproduzierenden Bild
belichtbar, und das so erhaltene elektrostatische latente Bild mit einem Tonerpulver entwickelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Unterlagsfläche (12) aus einem durchsichtigen Material besteht,
b) in der Elektrodenschicht (14) ein Raster aus einer Vielzahl von abwechselnd optisch durchsichtigen
und undurchsichtigen Bereichen ausgebildet, oder zwischen der durchsichtigen Elektrodenschicht (14) und der Unterlagsfläche
(12) eine zusätzliche, einen Raster aus einer Vielzahl von abwechselnd optisch durchsichtigen
und undurchsichtigen Bereichen aufweisende Maskenschicht (13) vorgesehen ist, und
c) auf der der Unterlagsfläche (12) zugewandten Seite der elektrostatischen Aufzeichnungsfläche
(11) eine wahlweise betätigbare Lichtquelle (18) zur gleichmäßigen Belichtung der Aufzeichnungsfläche
vorgesehen ist.
2. Elektrophotographische Kopiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Elektrodenschicht (14) eine Dicke von weniger als 1 μηι aufweist.
3. Elektrophotographische Kopiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrodenschicht (14) aus einem Material mit einem kleineren spezifischen Widerstand als
10l0Ohm ■ cm besteht.
4. Elektrophotographische Kopiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichne., daß die Aufzeichnungsfläche (11) aus einem endlosen Band besteht.
5. Elektrophotographische Kopiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsfläche (11) aus einem Zylinder besteht, in dessen Inneren die
wahlweise betätigbare Lichtquelle zur gleichmäßigen Belichtung der Aufzeichnungsfläche angeordnet
ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US227351A US3337339A (en) | 1962-10-01 | 1962-10-01 | Screen xerography |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1497068A1 DE1497068A1 (de) | 1969-05-08 |
DE1497068B2 true DE1497068B2 (de) | 1977-03-03 |
Family
ID=22852748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1963R0036243 Granted DE1497068B2 (de) | 1962-10-01 | 1963-10-01 | Elektrophotographische kopiervorrichtung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1497068B2 (de) |
DK (1) | DK114045B (de) |
GB (1) | GB1027354A (de) |
LU (1) | LU44538A1 (de) |
SE (1) | SE321859B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2844783A1 (de) * | 1977-10-22 | 1979-04-26 | Ricoh Kk | Elektrophotographisches kopierverfahren |
-
1963
- 1963-09-20 GB GB3706663A patent/GB1027354A/en not_active Expired
- 1963-09-28 DK DK458263A patent/DK114045B/da unknown
- 1963-09-30 LU LU44538D patent/LU44538A1/xx unknown
- 1963-10-01 DE DE1963R0036243 patent/DE1497068B2/de active Granted
- 1963-10-01 SE SE1071663A patent/SE321859B/xx unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2844783A1 (de) * | 1977-10-22 | 1979-04-26 | Ricoh Kk | Elektrophotographisches kopierverfahren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE321859B (de) | 1970-03-16 |
GB1027354A (en) | 1966-04-27 |
LU44538A1 (de) | 1963-11-30 |
DK114045B (da) | 1969-05-19 |
DE1497068A1 (de) | 1969-05-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EF | Willingness to grant licences | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |