DE1497069A1

DE1497069A1 - Xerographische Platte

Info

Publication number: DE1497069A1
Application number: DE19631497069
Authority: DE
Inventors: Christopher Snelling
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1962-10-01
Filing date: 1963-10-01
Publication date: 1969-05-08
Also published as: NL298605A; GB1029199A; US3341326A

Description

Patentanwälte

Di?l Ing. F. V/etefcnsiin, Dr. Ing. A. Weickmanrt ' -149706 9

Dipl. Ing. II. Welckinann, Dipl. Phys. Dr.K. Rucke
8 Miincbdn 27, Bähistraße 22

Dr. Expl.

Xerographische Platte

Die Erfindung betrifft allgemein die Xerographie und in Sonderheit eine xerographische Platte.

Die Xerographie, wie sie ursprünglich in dam U.S.Patent 2 297 691 von Garlson und späteren diesbezüglichen Patenten beschrieben ist, umfaßt allgemein die Aufladung eines photοleitenden, isolierenden Gliedes, um es zu sensibilisieren, und die Belichtung dieses Gliedes mit einer Licht oder eine andere aktivierende Strahlung aussendenden Bildvorlage, wobei die ladung in den von der Strahlung betroffenen Gebieten zerstreut wird, sodaß ein Ladungsmuster oder latentes elektrostatisches Bild zurückbleibt, das dem Muster der elektromagnetischen Strahlung auf dem Photoleiter entspricht. Das Bild wird dann entwickelt, indem man einen elektrostatisch anziehbaren, fein zerteilten, gefärbten Stoff, der in der !Technik als Toner bezeichnet wird, auf dem belichteten Photoleiter ablagert, der kraft des latenten elektrostatischen Bildes auf der Photoleiter-Oberfläche ein entsprechendes Tonerbild liefert. Das Tonerbild kann dann wahlweise entweder an Ort und Stelle betrachtet oder auf eine Kopierflache übertragen und fixiert werden.

Das photoleitende isolierende Glied, das in der Technik unter dem Hamen »xerographische Platte" bekannt ist, ist seit der Zeit

909819/0972

des oben erwähnten ursprünglichen Carlson-Patentes fortlaufend verbessert und weiterentwickelt -worden, wie dies durch die folgenden, beispielsweisen. U.S.Patente: 2 599 542 von Carlson, 2 805 von Paris, 2 865 768 von Schaffert, 2 901 548 von Dessauer und 2 970 906 von Bixby belegt ist. Man kann sich vorstellen, daß aus äfeser Entwicklungsarbeit xerographische Platten sehr hoher Qualität hervorgegangen sind. In der Tat ist die genaue Wiedergabe und die gute Strichschärfe einer Strichabbildung, wie z.B. eines Druckes, einer Strichzeichnung und dergl., so gut, daß Kopiergeräte mit diesen Platten bereits innerhalb einer sehr kurzen Zeit nach ihrer

" Einführung einen ausgedehnten geschäftlichen Erfolg verzeichnen konnten. Obwohl diese Platten mit einer relativ einfachen xerographischen Ausrüstung außerordentlich gute Reproduktionen von Strichvorlagen liefern können, waren für viele Fälle spezielle Techniken und kompliziertere Geräte erforderlich, wie z.B. die Halbtonentwicklung, beschrieben in dem Ü.S.Patent 2 598 752 von Walkup, und die Elektrodenentwicklung, beschrieben in dem U.S. Patent 2 777 418 von Gundlach, um eine wirklich außergewöhnliche Wiedergabe einer kontinuierlichen Tönung zu liefern und sehr

} große, volle, dunkle Flächen vollständig kopieren zu können.

Ziel der Erfindung ist eine verbesserte xerographische Platte. Weiter befaßt sich die Erfindung mit einem verbesserten xerographischen Kopierverfahren.

Ferner ist die Erfindung auf eine verbesserte xerographische Platte gerichtet, die in der Lage ist jeden Vorlagetyp wiederzugeben, in Verbindung mit einem sehr einfachen Typ eines xerographisehen Kopierers.

909819/0972

Schließlich will die Erfindung eine verbesserte xerographische Platte einfacher Bauart schaffen.

Diese und andere Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der nun folgenden eingehenden Beschreibung einiger möglicher Ausführungeformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen hervor.

-. Es zeigen»

Pig.1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Xerographie ehe Platte;

Pig.2 eine leilaufsieht einer Ausführungsform der Platte nach Fig.1, in der der photoleitende Überzug teilweise entfernt ist, um das unter dem Photoleiter in der Platte angeordnete Material zu zeigen;

Pig.3 eine ähnliche Aufsicht der Platte wie in Pig.2, die aber ein anderes Muster auf der Plattenzwischenflache zwischen dem Photoleiter und seiner Unterlage zeigt?

Pig.4 ein Spannungs-Zeit-Diagramm für zwei verschiedene Typen von Zwischenflächenmaterialien der xerographischen Platte?

Pig.5 eine Seitenansicht einer xerographischen Platte gemäß der Erfindung, die ein Ladungsmuster auf der Platte und die von ihm ausgehenden Feldlinien veranschaulicht.

Allgemein ist die neue, erfindungsgemäße xerographische Platte so hergestellt, daia sie ein feines Muster von Bezirken aufweist, die unterschiedliche Beträge von Ladungsverlust oder -verfall zeigen.'

In Pig.1 ist eine mit 11 bezeichnete xerographische Platte dargestellt, die den Erfindungsgedanken verkörpert. In dem Querschnitt durch die Platte ist eine Unterlage-12 zu sehen, die Eigenscnaften des einen iyps für Unterlagen xerographischer Platten

909819/0972

■besitzt; eie ist mit einem dünnen Muster 13 aus einem Material bedeckt, das dem zweiten Typ der Eigenschaften für Unterlagen xerographisoher Platten angehört; über beiden liegt eine photoleitende isolierende Schicht H, die aus glasigem Selen, Cadmiumsulfid oder irgendeinem anderen photoleitenden Isolator oder aus einer Schicht von photoleitendem Pigment in einem isolierenden Binder sein kann, wie dies in der Technik bekannt ist. Beispielsweise kann die Schicht 12 aus einem Material gebildet sein, das einen starken

ladungsverlust von einer über ihm angeordneten, aufgeladenen xero- · graphisohen Platte bewirkt, während die Schicht 13 aus einem Material geformt ist, das einen relativ niedrigen Ladungsverlust von einer über ihm liegenden, aufgeladenen xerographiechen Platte verursacht, wenn die Platte, nach der Ladung im Dunkeln aufbewahrt wird. Einige Beispiele für solche Materialien und die Theorie ihrer Wirkungsweise werden weiter unten besprochen.

Wenn zur Bildung einer xerographisohen Platte diese Anordnung der Materialien als Unterlage eines photoleitenden Isolators benutzt wird, dann erzeugt sie viele kleine Bezirke (entsprechend dem Muster) mit Potentialkontrast, kurz nachdem die Platte gleichförmig aufgeladen wurde. Dieses Potentialkontrast-Muster errichtet die starken Umrandungsfelder, die für eine gute xerographische Entwicklung notwendig sind, wie später nooh eingehender beschrieben wird, während die von der Belichtung mit der Bildvorlage verursachten Entladungseffekte auf der Platte diesem "eingebauten" Potentialkontrast-Muster überlagert werden. Man könnte sagen, daß die Belichtung mit der Bildvorlage dazu verwendet wird, die Stärke des Potentialkontrast-Musters insgesamt zu modulieren oder zu verändern, indem sie die eLne Ladung festhaltenden Gebiete teilweise

909819/0972

oder -vollständig entlädt» " .

In einem Konstruktionsbeispiel der Platte ist die Unterlage 12 aus einem Material hergestellt, das eine ausreichende elektrische leitfähigkeit für die Ladung oder Sensibilisierung der xerographischen Platte und zur Aufnahme der naoh der Belichtung der Platte abfließenden ladung besitzt. Außerdem ist es erwünscht, daß diese "Unterlage genügend fest ist um eine mechanische Stütze für die übrige Platte abzugeben und so die Platte zum Gebrauch, in xerographischen Kopiermaschinen verwendungsfähig zu machen. Die Unterlage kann aus einer metallischen Platte, einem Gewebe, einer Folie oder dergleichen, oder aus einem leitenden Kunststoff, Glas, Papier oder einem ähnlichen Gebilde bestehen, die alle die Form einer Zylinderoberfläche, einer ebenen Platte, eines Hexagons oder andere Gestalt haben können. Diese leitende Stützunterlage kann relativ fest sein, wie dies bei einer metallischen Platte oder einem ebensolchen Zylinder der Fall ist; sie kann aber auch biegsam sein, wie bei einer metallischen Folie, einem Kunststoffgewebe oder dergleichen. Der Ausdruck "leitend" ist in seiner Anwendung auf die Unterlage 12 nur relativ zu verstehen; die "leitende" Stützschicht muß nämlich lediglich verglichen mit der photoleitenden isolierenden Schicht der Platte eine hohe leitfähigkeit haben. Folglich sollte die Unterlage

10 einen spezifischen Widerstand unter etwa 10 Ohm»cm und vorzugsweise unter etwa 10 Ohm-cm haben.

Einige bekannte xerographische Platten leiden an einem ziemlich hohen Potentialverlust nach der Aufladung auch bei Abwesenheit einer aktivierenden Strahlung und erfordern deshalb eine relativ rasche Verarbeitung, damit die Platte nicht bereits vor der Entwicklung wesentlich entladen ist. Dieser ladungsschwund ist in der

909819/0972

Technik als "hoher Dunkelverlust¹¹ bekannt. Platten, die ihre ladung über relativ lange Zeitspannen festhalten, wenn sie keiner aktivierenden Strahlung ausgesetzt werden, nennt man solche mit "niedrigem Dunkelverlust".

Der Dunkelverlust in xerographisehen Platten ist weitgehend bewältigt worden und zwar durch Zwischenlagerung einer dünnen isolierenden Schicht, die hier als "Barriere-Schicht" bezeichnet wird, an der Grenzfläche der leitenden Unterlage und der photoleitenden isolierenden Schicht. Vom theoretischen Standpunkt aus ist die Wirkungsweise eines photoleitenden Isolators auf einer leitenden Unterlage für sich genommen sehr kompliziert und nur ungenügend verstanden; mit der Hereinnahme einer Barriereschicht wird die Situation jedoch noch verwickelter. Es können zwar verschiedene photoleitende isolierende Materialien verwendet werden, die Theorie der Arbeitsweise soll jedoch für glasiges Selen auf einer leitenden Unterlage sowohl mit als auch ohne Barriereschicht untersucht und zum Zweck der Veranschaulichung analysiert werden. Wie oben teilweise beschrieben, werden xerographisehe Platten mit gasigem Selen zunächst mit einer gleichmäßigen positiven Ladung auf ihrer Oberfläche versehen. Diese Aufladung geschieht im allgemeinen in handelsüblichen xerographischen Maschinen durch Corona-Entladung von einem Draht oder einer Drahtanordnung aus, die wenig oberhalb der Plattenoberfläche angebracht ist, wie dies beispielsweise in den U.S.Patenten 2 588 699 von Oarlson, 2 836 725 von Vyversberg, 2 777 957 von Walkup, 2 778 946 von Kayo und anderen beschrieben ist. Auch andere Aufladungsverfahren, wie etwa in dem U.S..Patent 2 833 930 von Walkup beschrieben, die dem Fachmann bekannt und in der.Patentliteratur niedergelegt sind, haben sich als durchführbar

90 9819/0972

erwiesen und können nach Wunsch angewandt werden. (Es muß festgestellt werden, daß irgeneine dieser Aufladungstechniken zur Ladung der neuartigen, erfindungsgemäßen Platte verwendet werden kann.) Wenn Seile dieser geladenen Schicht mit einem.Muster von elektromagnetischer Strahlung einer Freqjiemz, für die das photoleitende isolierende Material empfindlich ist, beliohtet werden, werden sie entladen.

Die in den Fig.1 bis 3 beschriebene Platte besitzt eine Unterlage 12, die derart ausgewählt ist, daß sie einen starken "Dunkelverlust¹' einer üblichen aufgeladenen xerographisehen Platte verursacht, die diese Unterlage verwendet. Einige beispielsweisen Ma-.terialien, die für diese Zwecke Verwendung finden können, sind nichtrostender Stahl, abgeschliffenes Aluminium, chemisch gereinigtes Aluminium oder Aluminium, das in einem Chromsäure- und Phosphorsäure-Bad einem Überführungsprozeß in Ohromat unterworfen wurde. Die Schicht 13 besteht aus einem Muster oder Raster eines dünnen isolierenden Stoffes. Das Muster kann die Form eines Punktmusters mit runden, elliptischen, rechteckigen, dreieckigen oder anderen regulären oder irregulären Flecken haben oder es kann ein Strichmuster sein oder irgendein anderes unterbrochenes Muster, sei es nun regelmäßig oder unregelmäßig oder willkürlich in Form und/oder Abstand. Es sei auch darauf hingewiesen, daß anstelle eines punktförmigen Musters auch die Umrisse eines Punktmusters für die Schicht 13 verwendet werden können. So kann die Schicht 13 auch eine Schicht aus einem Isolator in einem Stück sein, die mit einem Muster aus Löchern oder Lücken versehen ist. Die prozentuale Bedeckung der Unterlage 12 durch das Muster oder Raster 13 kann in weiten Grenzen variieren, ohne daß sich die Ergebnisse sehr stark

909819/0972

ändern und auch dann ändern sich die Ergebnisse nur stufenweise. So wurde "beispielsweise gefunden, daß Platten mit einer Bedeckung von etwa 6 bis 40$ der Gesamtfläche der Unterlage durch das Raster Kopien mit ziemlich geringer Dichte ergeben, während Platten mit einer Rasterbedeckung von etwa 40 bis 75$ Kopien guter Dichte liefern mit einer sehr guten Grauskalenwiedergabe und Raster, die etwa 75 bis 92$ der Plattenunterlage bedecken, sehr dichte Kopien mit relativ starkem Kontrast liefern. Die Feinheit des Rasters oder die Anzahl der Punkte pro Zoll Länge ist ebenfalls ein wahlweiser Parameter, der von der gewünschten Qualität der Reproduktion abhängt. Die Anzahl der Punkte pro Zoll länge auf dem Punktemuster kann irgendwo zwischen 30 und 500 liegen (= 12 bis 190 Punkte/cm), je nach der gewünschten Qualität, den Kosten usw. Zum "Vergleich sei darauf hingewiesen, daß beim Zeitungsdruck Halbtonmuster von etwa 60 bis 100 Linien pro Zoll Länge (=26 bis 40 L/em) verwendet werden. Es hat sich herausgestellt, daß ein Muster von annähernd 150 Punkten pro Zoll Länge (=60 P/cm) ein Bild erzeugt, auf dem mit bloßem Auge keine Punkte mehr unterschieden werden können. Das Raster wird aus einem "guten" Zwischenschichtmaterial des oben beschriebenen Typs für xerographisehe Platten gefertigt; es ist von leitender Beschaffenheit und kann etwa folgende Materialien umfassen: Aluminiumoxyd, Kupferoxyd, oxydiertes Messing, Polystyrol und verschiedene organische Stoffe einschließlich der bekannten Photoresistoren, wie etwa, des "Kodak Photoresist", erhältlich bei der Eastman Kodak Company in Rochester, N.Y. (der schätzungsweise hauptsächlich von Ginnamylsäureestern abgeleitet wird) und des "Le Pages Resist" für gedruckte Schaltungen.

909819/097 2

Die !Theorie des hohen und niedrigen Bunkelverlustes und zusätzliche (Barriere-Materialien, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Platte verwendet werden können, sind in der schwebenden U.S.Patentanmeldung Serial Nr. 707561» eingereicht am 7. Januar 1958 von Jerry 1. Stockdale, beschrieben. Ohne Rücksicht auf die theoretische Erklärung der Wirkungsweise von isolierenden oder Barriere-Schichten in xerographisehen Platten wurde experimentell gefunden, daß dünne, gleichmäßige, isolierende Schichten in der GrößenOrdnung von etwa 2 Mikron und weniger an der Zwisohenfläche zwischen der photoleitenden isolierenden Schicht und ihrer leitenden Unterlage in der Weise wirken, daß sie den Dunkelverlust in xerographischen Platten weitgehend unterbinden. Die Wirkung dünner isolierender Zwischenlagen in xerographischen Platten und der Tunneleffekt in ihnen sind ausführlicher in dem U.S.Patent 2 901 348 von Dessauer beschrieben«

Ein Aluminiumoxyd-Muster kann in der Weise auf einer Aliiminiumplatte als Unterlage hergestellt werden, daß zuerst durch Erhitzen oder chemische Behandlung eine gleichmäßige Aluminiurnoxydschicht auf der Plattenoberfläche gebildet wird und dann feile des Aluminiumoxyds von der Platte duroh Anreißen oder Einritzen entfernt werden. Materialien wie Polystyrole können auf Plattenunterlagen aus beispielsweise reinem Kupfer, Aluminium oder rostfreiem Stahl durch Mischen mit lösungsmitteln und Aufdruoken auf die Platte abgelagert werden, während die oben erwähnten Photoresist-Materialien in der Art auf der Plattenoberfläche in Rasterform aufgebracht werden können, daß man zunächst eine gleichmäßige Sohioht des Materials ablagert und diese dann mit einer Lichtquelle durch ein Rastermuster hindurch, das dem auf die Platte aufzubringenden

909819/0972

- Muster entspricht, belichtet. Der Photoresistor wird dann entwik- ■ kelt und ausgewaschen. Dabei werden die unbelichteten Abschnitte des Photoresistors entfernt. Die photoleitende isolierende Schicht kann danach durch Vakuumverdampfung, Gießen oder andere, dem Fachmann bekannte Verfahren auf der Plattenoberfläche niedergelegt werden.

Das Hastermuster kann entweder sehr dünn sein, - in diesem Jail wirkt es gemäß der oben erwähnten Sunneltheorie - oder es kann auch etwas dicker sein, für welchen 3?all es als Isolator nach der Aufladung der Platte sowohl vor als nach ihrer Belichtung wirkt.

) Der Isolator benimmt sich als Tunnelschicht bei Dicken unter etwa 2 Mikron und als gewöhnlicher Isolator bei Dicken etwa über 2 Mikron. In der Seitspanne zwischen Ladung und B@lioh.tmig hat eine dünne und eine Sicke Zwischenschicht im wesentlichen den gleichen Effekt auf das ladungsniveau einer xer©graphischen Platte, weil, wie oben ausgeführt, auch eine dünne Schicht als' Isolator wirkt und erst nach" der Belichtung einen Tunneleffekt zuläßt. Jeder Typ eiasr isolierenden Schicht errichtet also sehr klsin® Bezirke mit einem Po— • tentialkontrast, da das ladungsniveau der Platts über den feilen der Platte, die direkt auf einem isolierenden Hastermaterial liegen} relativ hoch ist, während es über den Plattentsilen," die auf der vom isolierenden Hastermaterial nicht bade eisten Unterlage direkt aufliegen, relativ niedrig ist infolge «las hoksn Dunkelverlustes in diesen G-ebieten, dsr durch Jjadungsinrjizier'ong von der leitenden Plattenunterlage aus verursacht ist. Wenn als Zwischenschicht ein isolierendes Muster verwendet wird, das für einen Tunneleffekt zu dick ist, so hat dieses die gleiche Wirkung auf den Dunkelverlust wie die dünneren Isolationsschicht ens naeh der Belichtung jedoch

909819/0972

verhindert es auch weiterhin-die Ladungsinjizierung von der Plattenunterlage aus und gestattet folglich kein Abfließen der Ladung durch es hindurch. Bei gewöhnlichen xerographischen Platten mit einer gleichförmigen Zwischenschicht könnte dies nicht zugelassen werden, "bei erfindungsgemäßen Platten jedoch,- die eine durchbrochene, gemusterte Zwischenscnicht besitzen, kann es mit Erfolg verwendet werden, da in den Photoleiter Ladung von den Plattenbezirken aus, die nicht von dem isolierenden Muster bedeckt sind, injiziert werden kann, als Gegenwirkung zu dem starken elektrischen Feld, das von den durch Belichtung des Photoleiters entstandenen Löchern erzeugt wurde.

Bei der Verwendung einer gleichmäßigen Schicht aus einem Zwischenschichtmaterial, das einen Dunkelverlust verhindert, in einer üblichen xerographischen Platte wird im allgemeinen die ursprünglich auf die Platte aufgebrachte Ladung in einer bestimmten Zeit um etwa 1 bis 3$ herabgesetzt, wogegen ein Zwischenschichtmaterial mit hohem Dunkelverlust, wie etwa abgeschliffenes oder reines Aluminium oder rostfreier Stahl, in der gleichen Zeitspanne eine Verminderung der ursprünglich auf der Platte aufgebrachten Ladung um etwa 24 bis 35$ bewirkt. Diese Zahlen dienen natürlich nur zur Yeranschaulichung und hängen von der Dicke des verwendeten Pnotoleiters ab, sowie von den angelegten Anfangsspannungen u.a.. Aber sie machen deutlich, welche Potentialdifferenzen in einer Platte von dem in den Fig.i bis 3 gezeigten Typ unter gewissen Bedingungen kurz nach der Aufladung der Platte herrschen können.

Für die Behandlung der erfindungsgemäßen Platte können im allgemeinen viele, den üblichen xerographischen Kopierverfahren entsprechende Hethoden angewandt werden, mit der einen Ausnahme, daß ·

909819/0972

zwischen der ladung und der Entwicklung eine kurze Zeitspanne verstreichen soll, damit sich der Potentialkontrast auf der Platten·?· oberfläche ausbilden kann. Die Entladungseffekte als Polge der Belichtung mit der Vorlage kann man zu irgendeiner Zeit vor der Entwicklung auf die Platte einwirken lassen in der Weise, daß sich der Potentialkontrast und die Belichtungseffekte auf der Hatte

überlagern. So kann beispielsweise die Ladung und die Belichtung gleichzeitig erfolgen und die Entwicklung kurz danach, oder die Ladung kann kurz vor der Belichtung vorgenommen werden, an die sich sofort die Entwicklung anschließt, usw.. Die Zeitspanne, die

* zwischen der Ladung und der Entwicklung verstreicht, kann durch geeignete Auswahl der Plattenmaterialien gesteuert werden. So werden beispielsweise zur Herstellung einer Platte für eine kontinuierlich arbeitende, automatische Kopiermaschine solche Materialien ausgesucht, daß der Dunkelverlust der zwei unterschiedlichen Plattenbezirke sich sehr stark unterscheidet. Dadurch entsteht das notwenige Potentialkontrast-Muster auf der Platte innerhalb der relativ kurzen Zeitspanne, die in einer solchen Maschine zwischen Ladung, und Entwicklung zur Verfügung steht. Die Aufladung kann mittels der üblichen xerographischen Aufladungstechniken, die oben aufgezählt sind, erfolgen. Die Entwicklung kann ebenfalls eine der bekannten xerographischen Entwicklungstechniken benützen, wie beispielsweise u.a. die Kaskadenentwicklung, die in den U.S.Patenten 2 618 551 und 2 638 416 von Walkup beschrieben ist, oder die in dem U.S.Patent 2 725 304 von Landrigan beschriebene Puderwolkenentwicklung.

Es wurde oft darauf hingewiesen, daß es im Bereich der Xerographie die Potentialgradienten und nicht die tatsächlichen Poten-

909819/09 7 2

U97069

tiale sind, die entwickelt werden, wenn das fein zerteilte, gefärbte elektroskopische Markierungsmaterial, das in der Fachwelt als Toner bezeichnet wird, auf einem latenten elektrostatischen Bild einer gewöhnlichen xerographischen Platte abgelagert wird. Was diese Feststellung vermitteln soll, ist die !Datsache, daß in jedem Bereich einer gleichmäßigen ladung (etwa in einer großen, vollen,, schwarzen Fläche) oder eines niedrigen Potentialgradienten (etwa bei langsam sich ändernden Grauwerten in einer kontinuierlichen Tönung) auf einer xerographischen Platte die Kraftlinien der elektrostatischen Felder bestrebt sind in die Platte hinein in Richtung auf die leitende Unterlage der Platte hin zu verlaufen; damit " machen sie die Entwicklung dieser Gebiete mit geladenen Tonerpartikeln sehr schwierig. An den Rändern eines Feldes oder für unseren Fall an jedem Bereich eines Ladungsmusters, der einen hohen Potentialgradienten aufweist, (wie dies bei Strichkopiervorlagen der Fall ist), existiert ein starkes Umrandungsfeld* Umrandungsfelder dieser Art haben vertikale elektrostatische Feldkomponenten, die sich aus der Oberfläche der photoleitenden Schicht heraus erstrecken und dadurch bei der Entwicklung Tonerpartikel zu diesen Gebieten heranziehen. Dies ist in Fig.5 deutlicher dargestellt, ( in der eine gebräuchliche xerographysehe Platte 18 mit einer geerdeten leitenden Unterlage 19 gezeigt ist, über der drei willkürlich unterteilte Abschnitte 20, 21 und 22 eines photoleitenden Iso- ' lators angeordnet sind. Wie in Fig.5 gezeigt, tragt der Mittelbereich 21 eine Lage von gleichmäßiger positiver ladung an seiner : Oberfläche. Wie bekannt und in dem Abschnitt 21 der photoleitenden Sciiicht dargestellt, erstrecken sich die Kraftlinien des elektrostatischen Feldes von der ladung im Mittelbereich 21 aus fast aus-

909819/0972

schließlich zu der geerdeten, leitenden Unterlage 19 der Platte hin, weil sie das für diese Ladung nächstgelegene Gebiet ist, das mit der Erde verbunden ist. Es muß aber festgestellt werden, daß die Kraftlinien, die von der ladung an den Händern der gleichmäßig aufgeladenen Fläche ausgehen, sich nach oben hin aus der Oberfläche der photoleitenden isolierenden Schicht heraus erstrecken. Diese Umrandungsfeldlinien verlaufen in Bögen auf die Abschnitte 20 und 22 der photoleitenden isolierenden Oberfläche hin, die in Bezug auf das aufgeladene Gebiet 21 ein niedrigeres Potential haben. Dieses Prinzip ist es, das für das Versagen beim vollständigen Entwickeln der Mittelgebiete großer, voller geladener Flächen verantwortlich ist, wenn das xerographische Verfahren „mit einer gebräuchlichen Platte ohne spezielle Techniken oder Vorrichtungen durchgeführt wird. Die oben beschriebenen Phänomene erklären auch einen gewissen Unter-

.scheidungsmangel in der Grauskala, wenn Vorlagen mit kontinuierlicher !Tönung und also ohne scharfe Potentialgradienten mit einer gewöhnlichen xerographischen Platte und unter Verwendung der gebräuchlichen Verfahren und Vorrichtungen kopiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Platte wirkt das durchbrochene Muster aus Materialien

j mit hohem und niedrigem Dunkelverlust dahingehend, daß es das auf der Platte nach der gleichmäßigen Aufladung entstandene ladungs-

muster moduliert und viele kleine benachbarte Bezirke von hoher bzw.

I
geringer ladung erzeugt, wobei je zwei aneinandergrenzende Bezirke einen hohen Potentialgradienten haben und damit sehr viele kleine Umrandungsfelder von einem Bezirk zum nächsten entstehen. Obwohl bisher nicht mit Sicherheit festgestellt werden konnte, wieviel ladung, wenn überhaupt, auf den Gebieten mit hohem Dunkelverlust : zurückbleibt, ist es klar, daß ein Potentialkontrast-Muster auf der.

90 9819/0972

Platte erhaltenbleibt mit Ausnahme der Gebiete, die während einer relativ langen Zeitdauer mit einem weißen Original belichtet wurden. Bei richtiger Belichtung der Platte werden sowohl die Bezirke hohen als auch diejenigen geringen Dunkelverlustes, die weißen oder durchsichtigen Abschnitten der Vorlage gegenüberliegen, nach der Belichtung vollständig entladen. Im !"all heller Grauwerte des Originals werden die Plattenbezirke mit hohem Dunkelverlust, die den Grauwerten des Originals entsprechen, vollständig entladen, während die Gebiete mit niedrigem Dunkelverlust, die diesen Grauwerten gegenüberliegen, einen Teil der Ladung zurückbehalten, der mit zunehmender Schwärzung der Grauwerte größer wird. Wenn die Grautönung eine gewiüte Schwärzung erreicht, kann auch in den Bezirken mit hohem Dunkelverlust nach der Belichtung etwas ladung zurückbleiben, obwohl man glaubt, daß die Bezirke mit hohem .Dunkelverlust fast vollständig entladen werden; der sehr viel größere Ladungsanteil wird aber in den Bezirken mit niedrigem Dunkelverlust zurückgehalten, sodaß noch ein starker Potentialkontrast zwischen den zwei unmittelbar benachbarten Flächentypen bestehen bleibt.

Wie oben erläutert, arbeitet das durch die Belichtung modifizierte Kontrastmuster auf der erfindungsgemäßen Platte sehr gut in Verbindung mit gebräuchlichen xerographischen Entwicklungstechniken, weil das Kontrastmuster kleine Umrandungsfelder errichtet, die sich zum Anziehen der xerographysehen Entwickler gut eignen. Da jedes dieser Uwrandungsfelder, die von kleinen gesonderten Abschnitten der Platte ausgehen, seine eigenen Kraftlinien über der Plattenoberfläche erzeugt und da jedes dieser kleinen Felder von dem Grad der Belichtung, dem es unterworfen wurde, abhängt, ist jeder Teil der Platte bestrebt, sich unter viel genauerer Überein-

909819/0 9 72

Stimmung mit dem Belichtungsgrad, dem er ausgesetzt wurde, zu entwickeln, als dies bei gewöhnlichen xerographisehen Platten der 3?all ist, deren Feldlinien bestrebt sind in Richtung des Platteninneren zu verlaufen, außer wenn die Platten zum Kopieren von Originalen verwendet werden, die hohe Potentialgradienten auf ihnen erzeugen. Damit liefert die erfindungsgemäße Platte ein wesentlich verbessertes Ergebnis beim Kopieren von Vorlagen mit kontinuierlicher Tönung und großen, vollen, _t dunklen JPläohen.

Die Erfindung wurde anhand von gewissen spezifischen Ausführungsformen beschrieben, die zur Veranschaulichung der Erfindung dienen. Selbstverständlich können jedoch zahlreiche Abwandlungen der Erfindung vorgenommen werden, die von dem Erfindungsgedanken, wie er in den folgenden Ansprüchen zum Ausdruck kommt, miterfaßt werden.

90981 9/0972

Claims

At

Patentansprüche

i) Xerographische Platte, gekennzeichnet duroh ein feines Muster aus kleinen, miteinander abwechselnden Bezirken erster und zweiter Art, wobei bei Abwesenheit einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung sich die Bezirke der einen Art durch ihre !Fähigkeit eine , Ladung über eine lange Zeitspanne festzuhalten auszeichnen und die Bezirke der anderen Art durch ihre relativ große Geschwindigkeit der Ladungszerstreuung im Vergleich zu den Bezirken der einen Art, und wobei unter der Wirkung einer aktivierenden elektromagne- I tischen Strahlung sowohl die Bezirke der einen als auch die der anderen Art fähig sind, Ladung abfließen zu lassen.

JU Xerographische Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezirke der beiden Arten gegeneinander abgegrenzt sind und auf 1 Zoll Länge (2,54 cm) der Plattenoberfläche etwa zwischen 40 und 500 solche Bezirke angeordnet sind.

i. Xerographische Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ä vor der Belichtung der Platte die Geschwindigkeit der Ladungszerstreuung in den Bezirken zweiter Art wenigstens zweimal so groß ist als in den Bezirken erster Art.

U. .Xerographische Platte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine photoleitenden isolierende Schicht aus glasigem Selen.

9098 19/0972

5· Xerographische Platte nach. Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Bezirice der einen Art die Form eines Punktemusters (13) aufweisen. (Pig.2)

6. Xerographysehe Platte nach, einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Schicht aus photoleitenden isolierendem Material, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bezirke erster und zweiter Art durch eine kleine bezw. große G-eschwindigkeit der Ladungszerstreuung bei Dunkelheit unterscheiden, wodurch nach der ladung der Platte ein feines Muster von Potentialkontrasten entsteht.

7. Xerographische Platte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von den Bezirken wenigstens der einen Art etwa 40 bis 300 auf 1 Zoll (2,54 cm) Länge der Plattenoberfläche treffen.

8. Xerographische Platte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitende isolierende Material glasiges Selen ist.

9. Xerographische Platte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ^ dadurch gekennzeichnet, daß das feine Muster aus den zweierlei

BgZirken unter der photoleitenden isolierenden Schicht angeordnet ist.

10. Xerographische Platte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezirke der einen Art (13) aus einem Material sind, das sich durch die Fähigkeit auszeichnet, auf den Bereichen der photoleitenden Schicht (14)» die über ihm liegen, die Ladung mit einem geringen Dunkelverlust, verglichen mit dem Material für die anderen B_ezirke

909819/0972

ι to / uoa

festzuhalten, sodaß sich die gleichmäßige Ladung der Platte in viele kleine Bezirke mit Potentialkontrast auflöst*

11. Xerographische Platte nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Unterlage (12) aus einem elektrisch leitenden Material, eine isolierende Schicht (13), die in abwechselnden, kleinen Bezirken die Oberfläche der Unterlage (12) bedeckt, und eine photoleitende isolierende Schicht (H) über der Unterlage (12) und der isolierenden Schicht (13).

12. Xerographische Platte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Unterlage (12) aus Aluminium, die isolierende Schicht (13) aus Aluminiumoxyd und die photoleitende isolierende Schicht (H) aus glasigem Selen besteht.

13. Xerographische Platte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Unterlage (12) aus rostfreiem Stahl, die isolierende Schicht (13) aus Styrol und die photoleitende isolierende Schicht (H) aus glasigem Selen ist.

H. Xerographische Platte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezirke der einen Art aus einem Material bestehen, das sich durch die Pähigkei-t auszeichnet, nach der Aufladung und vor der Belichtung der Platte Ladungsträger in die photoleitende isolierende Schicht zu injizieren, und das Material der zweiten Art die "!Fälligkeit besitzt die Injizierung von Ladungsträgern in die photoleitende isolierende Schicht nach der Ladung und vor der Belichtung zu verhindern.

909819/0972

15. Xerographische Platte nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne isolierende Barriere-Schicht über abwechselnden kleinen benachbarten Bezirken einer leitenden Unterlage angeordnet ist und eine photoleitende isolierende Schicht über dieser Barriere-Schicht liegt.

16. Kopierverfahren unter Benutzung einer xerographischen Platte nach einem der Ansprüche 1-15, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Aufladen der xerographischen Platte, Belichten mit einer die xerographische Platte aktivierenden Strahlung von einem zu kopierenden Original, Entwickeln mittels fein verteilter, elektroskopisch markierender Partikel, wobei der Ladungs- und der Entwicklungsschritt zeitlich voneinander so weit getrennt sind, daß sich vor der Entwicklung ein feines Potentialkontrast-Muster in der Oberfläche der Platte bilden kann.

17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung und die Belichtung gleichzeitig vorgenommen werden.

909819/0 9 72