DE1522695A1

DE1522695A1 - Verfahren zum Induzieren von elektrostatischen Bildern in elektrostatischen Kopiermaschinen

Info

Publication number: DE1522695A1
Application number: DE1966R0043566
Authority: DE
Inventors: Gundlach Robert William
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1965-06-28
Filing date: 1966-06-28
Publication date: 1970-04-02
Also published as: GB1153586A; DE1932457A1; US3551146A; DE1522695B2

Description

Dipl.Ing,H.Wsickmann,Dipl.Phys.Q-.K.Fincka " .

• G München 27, MöMstraßo 22

RABK IEROI LIMIIBD

37/41 Mortimer Street, London, England

Verfahren zum Induzieren von elektrostatischen Bildern

in elektrostatischen Kopiermaschinen ■:

■ i

Die Erfindung bezieht sich auf Xerografie und insbesoridere auf .; Verfahren zur Übertragung von xerografiechen Bildern, ι

Is ist bekannt, daß mit Hilfe von elektrostatischen Einrichtung·» auf der Oberfläche bestimmter fotoleitfähiger Isolierstoffe \ Bilder hergestellt und entwickelt weaken können, die dann von
dort auf ein Blatt übertragen werden» Bei Atm grundsätzlichen

ORIGiNALiNSPECTED
0098U/1528

15226S5

xerograflachen Prozeß, wie er von Carlson in der US-Patentschrift 2 297 691 beschrieben wird, wird auf einer fotoleitenden Isolierschicht eine gleichförmige ladung erzeugt, und die Schicht wird dann Licht und Schatten ausgesetzt, wodurch in den Bereichen der Schicht, die dem licht ausgesetzt sind, ein ladungsausgleich stattfindet. Das auf der Schicht entstandene latente elektrostatische Bild entspricht der Form des Licht- und Schattenbildes. Das latente elektrostatische Bild kann auch durch Aufladen einer Platte entsprechend der form des Bildes erzeugt werden. Das Bild wird durch Aufbringen von fein verteiltem Entwicklermaterial, das Bildpulver, sogenannten "Toner", und Trägermaterial enthält, auf die Bildschicht sichtbar gemacht. Das pulverförmige Entwicklermaterial wird normalerweise von den noch Ladung tragenden Bereichen der Schicht angezogen, wodurch ein dem latenten elektrostatischen Bild entsprechendes Staubbild entsteht. Das Staubbild kann durch Auflegen eines Blattes Trägermaterial, etwa Papier, auf das Staubbild und Aufladen der Rückseite des Papiers übertragen werden. Auf diese Weise haftet das Pulver am Papier und kann mit diesem entfernt werden. Das Staubbild kann durch Behandlung mit verdampfbaren Lösungsmittel oder durch Einbrennen haltbar gemacht werden. Das obige Verfahren wird auch in den US-Patentsohriften 2 357 809, 2 891 011 und 3 079 342 beschrieben.

Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens können sehr gute Kopien Hergestellt werden, und es wird sehr häufig angewendet, Dieses Verfahren eignet eich besonders zur Herstellung einer oder weni~ • gtr .lopien Ton einem tote-fciBattten Sohriftstück. Die verhältnismäßig

0098 14/1528

geringe Geschwindigkeit des Verfahrens und die Tatsache, daß die nacheinander von einem Schriftstück hergestellten Kopien alle gleich teuer sind, macht dieses Verfahren für die Herstellung einer großen Anzahl von·Kopien von einem einzigen Schriftstück wenig geeignet. Die fotoleitfähige Isolierschicht muß aufgeladen, "belichtet und entwickelt werden, das Bild muß übertragen werden, und die fotoleitfähige Schicht muß für jede herzustellende Kopie gereinigt werden. Daher ist es wünschenswert, das Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Kopien von einem einzelnen Schriftstück zu vereinfachen.

Die fotoleitfähige Isolierschicht wird, da sie mit verhältnismäßig schleifenden Bildpulverträgerkörnern in Berührung kommt, stark abgenutzt und muß nach jedem Belichtungsvorgang von restlichen Bildpulverteilehen gereinigt werden. Dies beschränkt die Auswahl von Materialien zur Verwendung als fotoleitfähige Isolierstoffe auf solche mit harter, zäher und schleiffester Oberfläche. Deshalb wurde glasförmiges Selen der handelsübliche Standardwerkstoff für_%wiederverwendungsfähige xerografie ehe Platten. Mit Hilfe von Selenplatten können bis zur Abnutzung viele tausend Kopien hergestellt werden. Andere bekannte fotoleitfähige Isolierstoffe, wie Verbindungen von organischen und anorganischen fotoleitfähigen Pigmentstoffen, organische fotoleitfähige Isolierstoffe und glasartige Lackplatten haben viele erwünschte Eigenschaften, z,B.panchromatische und große fotografische Empfindlichkeit. Sie sind jedoch für wiederverwendbare Plattensysteme nicht geeignet, da ihre Oberfläche nicht ausreichend zäh ist und sie durch

0098U/1628

nutzung feuchtigkeitsempfindlich werden. Es besteht daher das Bedürfnis für ein Abbildungsverfahren, bei dem die fotoleitfähige Isolierschicht nicht abgeschliffen wird.

Die sogenannte "Zwischenlagen"-Entwicklung wird in dtr US-Patentschrift 2 297 691 beschrieben. Dabei wird das Abschleifen der xerografischen Platte vermieden, da ein Blatt Trägermaterial, etwa Papier, auf die das latente elektrostatische Bild tragende

" Platte gelegt wird, so daß es diese berührt, und das Bildpulver (Toner) wird auf die Rückseite des aufnehmenden Blattes aufgebracht und dort fixiert. Daher ist keine Berührung des schleifenden Bildpulvers oder der Trägerkörnchen mit der xerografischen Platte und keine Reinigung der Platte von restlichem Bildpulver erforderlich. Dieses Verfahren ist jedoch sehr empfindlich gegen Feuchtigkeit. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit merkbar über 10 fo liegt, so greift das elektrostatische Feld nicht für die zur Anordnung des Bildpulvers in Bildform notwendige Zeit durch

k das Papier hindurch. Das Verfahren, das aufnehmende Blatt Papier direkt vor dem Gebrauch zu trocknen» hat den Nachteil, daß die xerografische Selenplatte beschädigt wird, da die Berührung der Platte mit heißem Papier zu einer Kristallisierung des Selens fühl und dessen spezifischen elektrischen Widerstand verringert. Ferner benötigt das Trocknen des Papiere Zeit und Energie.

■ Ein anderes Verfahren zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder ohne Berührung d«r fotoleitfähigen Oberfläch· »it Entwicklermaterial wurde beispielsweise von Carlson in dtr

ri 0 9 8 U / 1 5 2 8 ■

1522685

schrift 2 982 647 angegeben. Bei diesem Verfahren wird ein 'gleichförmig aufgeladenes Blatt aus Isolierstoff auf die das elektrostatische Bild tragende fotoleitfähige Fläche gebracht. Wenn das aufgeladene Blatt Isolierstoff von der fotoleitfähigen Schicht abgehoben wird, so tritt ein "Feldentladungs"-Vorgang ' ein, durch den eine Ladungsübertragung auf das Blatt Isolierstoff in Übereinstimmung mit dem ursprünglichen latenten elektrostatischen Bild auf der" fotoleitfähigen Schicht erfolgt. Das auf den Blatt Isolierstoff entstandene Bild kann dann mit üblichen elek- i trofotografischen Einrichtungen entwickelt werfen. Dieses Verfahren ist. zur Herstellung von Kopien ohne Berührung der fotoleitfähigen Oberfläche mit Entwickleraaterial geeignet. Die Feldentladung zerstört das latente Bild auf der fotoleitfähigen Oberfläche fast vollständig und verhindert dessen Wiederverwendung» Ferner muß das Blatt Isolierstoff eine sehr geringe Leitfähigkeit haben. Wird Papier benutzt, so muß es sich in einer Umgebung alt 10 $> relativer Luftfeuchtigkeit befinden. Diesen sehr trockenen Zustand herzustellen und au erhalten, erfordert teuere und koaplizierte Brenn-, Trocken- und Ladungevorgänge.

Ein weiteres Verfahren zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder ohne Berührung dea Fotoleiters mit Entwiekleraaterial wird von Hall in der IJS-Patentschrift 3084 061 angegeben. Bei diesea Verfahren wird auf einer fotoleitfähigen Oberfläche ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt. Auf die fotoleitfähige Oberfläche wird ein Blatt Isoliermaterial gelegt,und auf dessen Rückseite wird ein gleichföraiges Potential gebracht, beispielsweise durch

0098U/1528

. Koronaentladung. Wegen dee sich von der ursprünglichen Ladung auf der fotoleitfähigen Oberfläche durch das Isoliermaterial hindurch erstreckenden feldes erfolgt auf der vorderen Oberfläche eine Ladungsinduktion, so daß die auf die vordere Oberfläche des Isoliermaterial gebrachte Ladung entsprechend der Bildform geändert wird. Wenn beispielsweise auf der fotoleitfähigen Oberfläche ein positives Bild erzeugt wurde und die vordere Oberfläche des Isoliermaterial durch ein gleichförmiges negatives Potential aufgeladen wurde, so ist die negative Ladung im Bereich des ursprünglichen positiven Bildes größer. Wenn das Isoliermaterial von der fotoleitfähigen Oberfläche abgehoben wird, so erfolgt wegen des Ladungsübergangte von der fotoleitfähigen Schicht zur unteren Oberfläche des Isoliermaterial in den aufgeladenen Bereichen ein Durchschlag durch Luft. Da· Isoliermaterial kann dann zur Erzeugung eines dem Original entsprechenden Bildes nach üblichen Verfahren entwickelt werden. Der unvermeidbar· Durchschlag durch Luft, durch den bei der Trennung Ladung auf die untere Oberfläche des Isoliermaterials übertragen wird, verschlechtert das Ladungsmuster auf der fotoleitfähigen Schicht, wodurch di· Möglichkeit, von dem ursprünglichen Muster zusätzliche Kopien herzustellen, begrenzt ist. ferner erfordert dieses Verfahren, daß das Übertragungeblatt sehr gut isolitrt. Dies bringt Probleme bei der Erzeugung und Erhaltung der für Papier und andere ähnliche Materialien, die bei diesem Verfahren benutzt werden, erforderlichen extrem niedrigen relativen Luftfeuchtigkeit.

Di· Erfindung hat u.a. di· Aufgabe, ein xerografisches Verfahren

0098U/1528

zu schaffen, das die obigen Mangel vermeidet.

Ferner soll erfindungsgemäß ein latentes elektrostatisches Bild durch Induktion auf ein Blatt übertragen werden.

Ferner sollen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrene von einem einzigen latenten elektrostatischen Bild eine Hehrzahl von Kopien hergestellt werden.

Mit Hilfe der Erfindung soll weiterhin ein xerografisches Verfahren geschaffen werden, Bit dem Bilder schneller als bisher für möglich gehalten verdoppelt werden können.

Ferner soll mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens das Abschleifen der xerografischen Platte vermieden werden.

Außerdem sollen beim Verfahren gemäß der Erfindung xerografische Platten aus stark fotoleitfähigea Isolierstoff immer wieder verwendet werden.

Weiterhin soll mit Hilfe der Erfindung auf einem Blatt ein latentes elektrostatisches Bild induziert werden, ohne daß das Blatt einem gleichförmigen Potential ausgesetzt wird.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens soll ferner ein latentes elektrostatisches Bild in leitendem Material induziert werden. .

Sie obigen und weitere Aufgaben werden imweβentliehen durch ein - 0098U/1528

Verfahren gelöst, das folgende Schritte aufweist:

1. Erzeugung eines latenten elektrostatisehen Bildes auf einer Isolierschicht

2. Aufbringen eines Blattes Trägermaterial, etwa Papier, auf die Oberfläche der Isolierschicht

3. Verbindung der Rückseite des Blattes mit Erde oder ungefähr Erde (Bezugspotential)

4· Abheben des Blattes !Trägermaterial von der Isolierschicht 5. Aufbringen von elektroskopisehem Zeichenstoff auf eine Oberfläche des Blattes und Fixieren des auf dem Blatt entsprechend der Bildform angeordneten Zeichenstoffes.

Offenbar ist das Blatt nach dem gleichen Muster (aber entgegengesetzte Polarität) wie das latente elektrostatische Bild auf der Schicht durch Induktion aufgeladen. Das Blatt Trägermaterial ist mindestens geringfügig leitend, so daß das latente elektrostatische Bild mehr in dem Blatt als auf dem Blatt induziert wird, was der Fall wäre, wenn das Blatt ein Isolator wäre. Das induzierte Bild soll vorteilhafterweise gleichzeitig mit dem Abheben von der Schicht entwickelt werden. Es kann jedoch auch jederzeit vor dem Abklingen des induzierten Potentials entwickelt werden, jedoch mit etwas geringerer Schwärzung und Schärfe. Es kann dann ein zweites Blatt auf die das latente elektrostatische Bild tragende fläche gelegt und das Abziehen und Entwickeln wiederholt werden. Das latente elektrostatische Bild auf der Isolierschicht wird durch diese Vorgänge nicht beeinflußt. Daher kann, bevor das latente elektrostatische Bild stark abklingt,

0 098U/1528

eine große Anzahl Kopien hergestellt werden. Das Blatt Trägermaterial kann von der bildträgenden Schicht mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 cm bis etwa 100 cm pro Sekunde abgehoben werden, und es entstehen zufriedenstellende Bilder. Es ist vorteilhaft, wenn das Abheben und Entwickeln mit etwa 37»5 cm pro Sekunde erfolgt, da bei dieser Geschwindigkeit das Verhältnis von Bildqualität zu Herstellungsgeschwindigkeit der Kopien ein Optimum ist.

für eine optimale Bildsohwärzung und -schärfe sollte das induzierte latente elektrostatische Bild in dem Blatt Trägermaterial innerhalb der "Abklingzeit" des verwendeten Materials entwickelt werden. Dieser Abklingzeitraum kann für die verwendeten Blätter Trägermaterial empirisch bestimmt werden. Werden beispielsweise mit Hilfe von Koronaeinrichtungen positive und negativ· Ladungen auf gegenüberliegende Seiten des Trägeraaterials gebracht, ua später entwickelt zu werden, so nimmt dit Potentialdifferenz nach der Gleichung

ab, wobei r die empirisch bestimmte "Abklingseit¹¹ -Konstante ist. In der Zeit X wird al^ = ^r²- (e ist die Basis des natürlichen Logarithmus; etwa 2,71823). In dieser Gleichung ist AV^ die Potentialdifferenz nach der Zeit t,und AV₀ ist die am Anfang erzeugte Potentialdifferenz. Wird deshalb «in induziertes Bild innerhalb einer Zeit t, die kleiner als T ist, entwickelt, so beträgt die Potentialdifferenz mindestens 40 i» des ursprünglich induzierten Potentials* Es hat sich gezeigt, daß man eine gleichmäßig gute Bildqualität erhält, wenn jede Kopie innerhalb dieser Zeit, der "Abklingzeit^H des Materials, entwickelt wird.

Ü098U/1528

Die das latente elektrostatische Bild tragende Isolierschicht • kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein, das eine elektrostatische ladung für eine zur Herstellung der gewünschten Anzahl von Kopien ausreichenden Zeit halten kann. Die Schicht kann beispielsweise aus Glas oder einem Harz wie Lucite 2042, einem Ithylmethacrylat-Polymer von B.J. du Pont de Nemours & Company. Auf eine solche Oberfläche kann eine elektrostatische Ladung in Bildform, etwa durch Koronaentladung mit einer Schablone, aufgebracht werden. Obwohl die Ladung entsprechend der Schwärzungsabfall-Charakteristik des Materials verschwindet, bleibt die Ladung eine ausreichende Zeit vorhanden, um nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Mehrzahl von Kopien herzustellen. Andererseits kann das latente elektrostatische Bild auf einer fotoleitfähigen Isolierschicht erzeugt werden, wie dies von Carlson in der US-Patentschrift 2 297 691 beschrieben wird. Wenn solches Material verwendet wird, so wird die Oberfläche der Schicht ia Dunkeln gleichförmig aufgeladen, etwa durch Koronaentladung, und di· Oberfläche wird dann dem Licht-Schatten-Bild ausgesetzt. Wegen der fotoleitfähigen Eigenschaften der Schicht verschwindet die Ladung in den dem Licht ausgesetzten Bereichen. Die Ladung bleibt in den unbelichteten Bereichen erhalten. Diese Ladung verschwindet ait der Zeit, entsprechend der Schwärzungsabfall-Charakteristik des Materials. Die Ladung bleibt jedoch ausreichend lange erhalten, um nach dem erfindungsgeaäßen Verfahren eine Mehrzahl von Kopien herzustellen . Typische fotoleitfähige Materialien, die als latente elektrostatische Bilder tragende Schichten geeignet sind, sind glaaföraiges Selen, Schwefel, Anthrazen, fotoleitfähige anorganische Pigaentstoffe wie Zinkoxyd oder Bleioxyd in neutraler

00 98 U/152 8

Verbindung mit Harzen, fotoleitfähige organische Pigmentstoffe in neutraler Verbindung mit Harzen, homogene Schichten aus fotoleitfähigem organischen Material und ladungsübertragende Zusammensetzungen von Lewissäure und aromatischen Harzen, wie sie in der Anmeldung R 42 445 beschrieben sind. Das Blatt Trägermaterial, das entsprechend der Bildform durch Induktion aufgeladen ist und auf dem dann ein sichtbares Bild erzeugt wird, kann aus einer großen Anzahl Materialien gewählt werden. Es ist erforderlich, dass das Trägermaterial einen spezifischen Widerstand zwischen 10 -Qcm und 10 ^-ßcm hat. Es ist vorteilhaft, wenn der spezifische Widerstand innerhalb dieses Bereiches zwischen 10^y-/lcm und

10 -Hern liegt. Papier ist ein besonders geeignetes und erwünschtes Material, da es bei den üblichen relativen Luftfeuchtigkeiten zwischen 75 % und 5 % eine Leitfähigkeit innerhalb des gewünschten Bereiches hat, billig ist und stets zur Verfügung steht.

Mg. 1 zeigt eine fotoleitfähige Platte 1, die aus einer leitenden Unterlage 2 besteht, auf die eine Schicht eines Fotoleiters 3 aufgebracht ist. Der Fotoleiter 3 trägt auf seiner Oberfläche ein latentes positives elektrostatisches Bild, das durch positive Ladungszeichen 4 angedeutet ist. Entsprechend der positiven Ladung 4 befindet sieh an der Berührungsfläche von Unterlage und Fotolei* ter eine negative Ladung 5· Das latente elektrostatische Bild kann mit üblichen Verfahren hergestellt werden. Die Oberfläche des Fotoleiters kann beispielsweise gleichförmig aufgeladen und dann den Licht entsprechend der Bildform ausgesetzt werden. Das

0098 U/ 152 8

Ladungsmuster kann auch entsprechend der Bildfor» der Oberfläche des Potoleiters aufgedrückt werden. Verschiedene Verfahren zur Herstellung von latenten elektrostatischen Bildern werden von Carlson in der US-Patentschrift 2 297 691 beschrieben. Bei üblicher Xerografie wird das in Pig. 1 dargestellte latente elektrostatische Bild durch Aufbringen von Bildpulver (Toner) entwickelt, und das Bildpulver wird dann auf ein Blatt Trägermaterial übertragen und dort fixiert. Gemäß der Erfindung wird jedoch das elektrostatische Bild durch Induktion auf ein Blatt Trägermaterial "übertragen".

Fig. 2 zeigt ein Blatt Trägermaterial 6 auf der Oberfläche des Potoleiters 3. Das Blatt kann aus irgendeinem Material mit einem spezifischen Widerstand von etwa 10 /2cm bestehen. Typische solche Materialien sind viele Papierarten, Zellophan, Azetilzellulose usw. Wie in Pig. 2 zu erkennen, wird ein Ladungsmuster 7 entsprechend dem ursprünglichen Bild 4 induziert. Wie in Pig. 2 angedeutet, ist die gesamte Menge der negativen Ladung b an der Berührungsfläche von Unterlage und fotoleiter und die Menge der induzierten negativen Ladung 7 «usaeaen gleich der Menge der ursprünglichen positiven Ladung 4«

Wie in Pig. 3 gezeigt, wird die Ladung beim Abziehen des Blattes vom fotoleiter 3, während die obere Oberfläche des Blatte« durch eine Rolle 8 geerdet wird, automatisch getrennt. Um eine gleichförmige Erdung zu erreichen, ist ea vorteilhaft, die geerdete Rolle 8 vor dem Abheben über die obere Oberfläche des Blattes 6

0098 U/1528

zu rollen. Statt die Rolle zu erden, kann sie auch auf dem Potential der belichteten Bereiche-des Fotoleiters 3 gehalten werden. Dieses Potential ist i.a. geringer als 100 V. Dies ist gegenüber der einfachen Erdung der Holle 8 zu bevorzugen, da man ein entwickeltes Bild mit besseren Kontrasten und weniger unerwünschtem elektroskopischen Zeichenstoff in Hintergrundbereichen erhält.

Die obere Oberfläche des Blattes au erden öder fast zu erden und das induzierte latente elektrostatische Bild zu entwickeln, während die obere Oberfläche des Blattes eine leitende Vorrichtung berührt, sind wesentliche Schritte zur Aufrechterhaltung des ursprünglichen latenten elektrostatischen Bildes auf dem Fotoleiter 3". Wie in Pig. 3 zu erkennen ist, bilden die geerdete Holle 8 und die Unterlage 2 einen Weg, über den das im Blatt 6 induzierte Potential ausgeglichen werden kann, ohne daß im entstehenden Spalt ein Durchschlag durch Luft, beispielsweise vom ursprünglichen Bild 4 zum induzierten Bild 7, erfolgt. Wie man sieht, kehren das Ladungsmuster und der FotoMter nach dem Abheben des Blattes in f den ursprünglichen in Pig. 1 gezeigten Zustand zurück. Daher hat die induzierte Ladung des Blattes 6 keinen zerstörenden Einfluß auf das positive Bild auf dem Fotoleiter 3· Viele zusätzliche Blätter !Trägermaterial können nacheinander durch Induktion aufgeladen werden. Die Zahl der aufzuladenden Blätter iet nur durch die Zeit begrenzt, in der der Dunkelheitsabfall einen Ladungsausgleich auf dem Fotoleiter bewirkt. .

In in Fig. 2 geeeigten Beispiel ist di· negative Ladung, die dit

0Q98U/1528

positive Ladung auf dem Fotoleiter 3 auegleicht, als in der Berührungsfläche von Unterlage und Fotoleiter und in dem Blatt Trägermaterial gerade gleich groß dargestellt. Das ist nicht immer der Fall. Es ist i.a. erwünscht, eine größere Ladungsmenge in dem Blatt als in der Berührungsfläche von Unterlage und Fotoleiter zu haben. Wenn das Blatt Trägermaterial, etwa Papier, auf die fotoleitfähige Schicht gebracht wird, so berührt es die fotoleitfähige Sohicht nicht gleichförmig. Die Berührung von Blatt und fotoleitfähiger Schicht ist punktförmig. Zwischen diesen Berührungspunkten bestehen unterschiedliche Abstände zwischen den beiden Oberflächen. Diese unterschiedlichen Abstände zwischen Blatt 6 und Schicht 3 sind in den Figuren als durchgehender mittlerer Abstand eingezeichnet. Dies deutet an, daß die Berührung an vielen Stellen erfolgt. Die Ladungedichte in dem Blatt Trägermaterial gegenüber der in der Berührungsfläche von Unterlage und Fotoleiter ist proportional der Größe der Kapazität des mittleren Zwischenraums zwischen Blatt und Fotoleiter zur Größe der Kapazität der fotoleitfähigen Schicht selbst. Daher kann die im Blatt Trägermaterial induzierte Ladungsdichte durch Verringerung des Abstandes zwischen Blatt und Fotoleiter und/Oder durch Verringerung der wirksamen Kapazität der fotoleitfähigen Schicht vergrößert werden. Die Vergrößerung der Ladungsdichte im Blatt Trägermaterial verbessert die Bntwicklungsstärke ohne nachteilige Folgen, da die ursprüngliche Ladungsdichte in der Berührungsechicht von Unterlag· und Fotoleiter autoaatiaoh wieder hergestellt wird, wenn das Blatt von der fotoleitfähigen Oberfläche abgeiogen ist.

0098U/1528

Fig. 4 und 5 zeigen zwei Beispiele für Entwicklungsverfahren zur Entwicklung des in Blatt Trägermaterial 6 induzierten latenten elektrostatischen Bildes. Das in Prinzip in Pig. 4 gezeigte Entwicklungsverfahren, benutzt ein· gravierte Rolle 9, die an ihrer Oberfläche «ehr kleine dicht nebeneinander liegende Kerben hat. Dieses Verfahren cur Bntwicklunf eine· elektrostatischen Bildes ist im einzelnen in der US-Patentschrift 3 084 043 beschrieben. Tinte aus dem Behälter 10 wird alt Hilfe des Dochtes 11 auf die gravierte Rolle gestrichen. Die Tinte füllt die Kerben in der Oberfläche der Holle. Bas Abstreifmesser 12 entfernt überflüssige Tinte von den Stegen zwischen den Kerben und bringt sie in den Behälter zurück. Venn das Blatt 6 von'Fotoleiter 3 abgehoben wird, so kommt"es gegen die drehbare und gravierte Rollte. Tinte aus den Kerben wird durch die Ladungin Bildform angezogen, wodurch durch die aufgebrachte Tinte auf dem Blatt eine Bildform entsteht. Während bei diesem Ausführungsbeispiel die obere Oberfläche des Blattes entwickelt wird, könnte man auch das negative Ladungemuster von der unteren Oberfläche des abgehobenen Blattes her entwickeln. Das letztere Verfahren ist empfindlicher gegen Feuchtigkeit, da die benötigte Zeit im Vergleich sum vorhergehenden Verfahren, bei dem das Entwickeln gleichzeitig mit der Felderzeugung durch Abheben erfolgt, verhältnismäßig lang ist.

Wenn das Blatt Trägermaterial von dem FotiLeiter 3 abgehoben wird, βο kommt es gegen die leitende Rolle 8, wobei in dieser eine pbsi-' tive Ladung in Bildbre induziert wird. Durch den kapazitiven Widerstand der Rolle B wird eine Entladung der negativen Ladung durch

009814/1528 ^

Luftionisation zur fotoleitfähigen Oberfläche hin verhindert. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 5 wird das negative Ladungsbild mit einer Magnetbüreteneinrichtung 13 entwickelt. Diese Magnetbürsteneinrichtung 13 besteht aus einem Magneten, an dessen Oberfläche ein mit Bildpulver (Toner) vermischter magnetischer Träger gehalten wird.Das Magnetfeld hält die Trägerteilchen in büretenähnlicher form. Wenn diese Bürste über die Bildbereiche läuft, werden Bildpulverteilchea aus der Bürste auf das Blatt Trä germaterial gezogen. Solche Entwicklung mit Magnetbürste ist im einzelnen in den US-Patentschriften 2 930 351 und 3 058 444 beschrieben.

Die oben beschriebenen und in den Pig. 4 und 5 gezeigten Entwicklungsverfahren sind nur Beispiele, und es gibt viele Verfahren, die zur Entwicklung des induzierten latenten elektrostatischen Bildes benutzt werden können. Es können irgendwelche übliche elektrostatische Entwicklungsverfahren angewendet werden. Die einzige ) Einschränkung ist, daß die Entwicklung innerhalb kurzer Zeit, nachdem das Blatt Trägermaterial von der fotoleitfähigen Schicht abgehoben worden ist, erfolgen nuß. Andere geeignete Verfahren zur Entwicklung des induzierten elektrostatischen Bildes sind beispielsweise die von Walkup in der US-Patentschrift 2 618 551 beschriebene Kaskadierungsentwicklung, die von Mayο in der US-Patentschrift 2 895 847 beschrieben· Schienenentwicklung (skid-Ent-• wicklung), die von Carlson in der US-Patentschrift 2 221 776 beschriebene Bestäubungsentwicklung, die von Mayo in der US-Patentschrift 2 891 911 beschriebene Plüssigkeitsentwicklung usw.

0 0 9814/1528

Die folgenden Beispiele zeigen typische Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Beispiel I

Eine xerografisohe Platte aus einer Aluminiumunterlage mit einer 50 Mikron Schicht aus glasförmigem Selen wird im Dunkeln mit Hilfe einer Koronaentladung gleichförmig auf ein Potential von etwa 800 V aufgeladen. Ein von rechts zu lesendes Licht-und-Schatten-Muster wird auf die aufgeladene Platte projeziert, wobei die Laddung in den beleuchteten Bereichen verschwindet. Ein Blatt Baylawn Manifold 9 lh (hergestellt von Green Bay Tissue Mills), das auf einer relativen Feuchtigkeit von etwa 10 $ gehalten wurde, wird auf die Oberfläche der Platte gebracht. Die obere Oberfläche des Papierblattes kommt in Berührung mit einer auf einem Potential von + 100 7 liegenden leitenden Gummirolle., Das Papierblatt wird dann mit einer Geschwindigkeit von etwa 25,5 cm pro Sekunde von der Platte abgehoben. Während des Abhebens berührt die obere Oberfläche an der Trennstelle eine leitende Magnetbürsteneinrichtung, die auf einem Potential von etwa 10.0 V gehalten wird, wie es in der US-Patentschrift 2 930 351 beschrieben ist. Es werden Bildpulverteilchen (Toner) aufgebracht in einem dem Original entsprechenden Muster. Das das Staubbild tragende Papierblatt wird bis zum Schmelzen des Bildpulvers erhitzt und dann abgekühlt, wodurch das Bild dauerhalt fixiert wird. Man erhält ein sehr gutes Bild mit großer Schwärzung und Schärfe, bei den etwa 10 Linienpaare pro Millimeter zu erkennen sind. Das obig· Verfahren wird 25aal mit 25 zusätzlichen Papierblättern wiederholt. Die Bildqualität

BAD 00 98 1 Λ /1 52 8

auf diesen Blättern bleibt sehr gut. Eine sehr geringe, fast unmerkliche Verringerung der Bildstärke ist festzustellen. Diese erfolgt durch die Schwärzungsabfall-Charakteristik der fotoleitfähigen Schicht. Dieses fortschreitende Verschwinden der ladung in der fotoleitfähigen Schicht erfolgt jedoch so allmählich, daß eine große Anzahl von zufriedenstellenden Kopien von einem einzelnen Bild gemacht werden kann.

Beispiel II

Die Verfahrensschritte aus Beispiel I werden wiederholt, wobei Papier mit einer relativen feuchtigkeit von etwa 30 # benutzt wird. Die Qualität der hergestellten Bilder ist wieder sehr gut, die maximale Auflösung geht jtdoch auf etwa 4 Linien pro mm zurück. Wiederum kann eine Mehrzahl von gleichen Kopien bei geringem Qualitätsabfall hergestellt werden.

Beispiel III

Die Verfahrensschritte aus Beispiel I werden wiederholt, wobei Papier «it einer relativen Feuchtigkeit von etwa 50 i» benutzt wird. Die Bilder haben noch eine gute Stärke. Die.Schärfe ist jedochnicht ganz so groß wie bei den auf Papier mit geringerer Feuchtigkeit gemachten Bildern.

Beispiel IV

Die. Verfahrenaechritte aue Beispiel I werden wiederholt. Statt eines Papierblattes wird jedoch ein Blatt Zellophan, das eine

0 0 981 A/1528

Stärke von etwa 50 Mikron und eine relative Feuchtigkeit von etwa 50 io hat, benutzt. Das Staubbild wird auf den Zellophan mit Hilf<e von Tritetrachloräthylen-Dampf fixiert. Man erhält Bilder sehr guter Qualität, und es können wiederum eine Mehrzahl von fast gleich guten Kopien hergestellt werden.

Beispiel V

Eine fοtoieitfähige Platte wird aufgeladen und belichtet, wie in λ Beispiel I. Ein Blatt Baylawn Manifold 9 Ib Papier wird auf die das latente elektrostatische Bild tragende fotoleitfähig« Platte gelegt. Eine Metallrolle auf des Potential der jetzt belichteten Bereiche, etwa + 90 V, wird auf die obere Oberfläche des Papierblattes gebracht. Diese Rolle hat an ihrer Oberfläche eine Mehrzahl sehr kleiner Kerben oder Riefen. Diese Kerben werden, wie in Fig. 4 gezeigt, mit Hilfe einer Dochteinrichtung mit Tinte gefüllt. Das Papierblatt wird,während es die Rolle berührt, von der fotoleitfähigen Oberfläche abgehoben. Wird das Papierblatt an der Rolle entlanggeführt, so wird Tinte entsprechend der Bildform auf .' das Blatt gebracht. Man erhält ein Bild guter Qualität jedoch mit etwas unerwünschter Tinte auf Hintergrundbereichen. Die obigen Verfahrensschritte werden mit 25 weiteren Papierblättern wiederholt. Das Bild auf dem 25· Blatt ist fast von gleicher Qualität wie das auf dem ersten. Obwohl eine Qualitätsminderung durch den Schwärzungsabfall der Ladung auf der fotoleitfähigen Oberfläche beobachtet wird, konnten offenbar viele weitere zufriedenstellende Kopien hergestellt werden.

0 0 98 U/152 8

Beispiel VI

Die Belichtungs- und Entwicklungsschritte erfolgen wie in Beispiel I. Eb wird jedoch die Magnetbürsteneinrichtung in Berührung mit der unteren Oberfläche des Papierblattes (bei 10 i» relativer Feuchtigkeit) gebracht, wenn sie von der Platte abgehoben ist. Diese Anordnung ist in Fig. 5 gezeigt. Das entstehende Bild ist von sehr guter Qualität und schärfer als das in Beispiel I erzeugte, da keine Feldstreuung eintritt, weil das Feld nicht durch das Papier hindurchtritt.

Beispiel VII

Die Schritte aus Beispiel VI werden mit einem Papier mit einer relativen Peuchtigkeit von etwa 50 % wiederholt. Man erhält ein zufriedenstellendes Bild, obwohl die Stärke und die Schürfe geringer sind als im Beispiel VI. Die Qualitätsminderung ist hier eine folge der Zeit, die zwischen Abheben des Blattes und der Entwicklung vergeht, da das Papier bei größerer Feuchtigkeit besser leitet, wodurch ein schnelleres Abklingen des latenten elektrostatischen Bildes erfolgt.

Beispiel VIII

Eine fotoleitfähige Platte wird geladen und belichtet, wie im Beispiel I. Ein Blatt Baylawn Manifold Papier mit einer relativen Feuchtigkeit von etwa 10 % wird auf die Platte gelegt, und die obere Oberfläche des Blatt·» wird geerdet. Das Blatt wird von der Platte abgehoben, während es «in leitendes Donatorblatt berührt,

0 0 98 U/152 8 *& °^°

das auf seiner Oberfläche eine Schicht elektroskopisehen Zeichen- - stoff trägt. Dieser Stoff wird in den belichteten Bereichen auf das Papierblatt übertragen. Dieses Entwicklungsverfahren, das als "Aufleg"-Entwicklung bekannt ist, ist im einzelnen in der Anmeldung R 39 391 beschrieben. Man erhält ein Bild sehr guter Qualität. Die obigen Verfahrensschritte werden mit 25 weiteren Papierblättern wiederholt. Die Bildqualität ist bei einer geringen Qualitätsminderung von der ersten bis zur 25· Kopie gleichmäßig gut.

Obwohl spezielle Teile, Bemessungen und Entwicklungsverfahren anhand der obigen Beispiele beschrieben wurden, können andere geeigne te. Materialien und Methoden mit ähnlichen Ergebnissen verwendet werden. Das Blatt Trägermaterial kann andere Stoffe enthalten oder aufgebracht tragen, um seine physikalischen oder chemischen Eigenschaften abzuändern oder zu verbessern. Die induzierten elektrostatischen Bilder können nach anderen Verfahren entwickelt werden.

Es sind Abwandlungen möglich, die alle unter die Erfindung fallen.

Ü098U/1528

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Induzieren von elektrostatischen Bildern in elektrostatischen Kopiermaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine erste "ein latentes elektrostatisches Bild tragende Oberfläche (3) ein Blatt Trägermaterial (6) mit seiner Vorderseite aufgelegt und danach abgehoben wird und daß die Rückseite des Blattes Trägermaterial (6) beim Abheben mit einer auf niedrigem Potential liegenden leitfähigen Anordnung (z.B. 8 in Pig. 3) in Berührung feebracht wird, wodurch in dem Blatt Trägermaterial (6) ein latentes elektrostatisches Bild induziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das induzierte latente elektrostatische Bild mit elektroskopischem Zeichenstoff entwickelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Anordnung (z.B. 8 in Pig. 3) etwa auf das Potential des Bildhintergrundes auf dem Blatt (6) gelegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das Blatt (6) ein mindestens geringfügig leitfähiges Trägermaterial verwendet wird.

5. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennieichnet, daß die Hüclcseit· des Blattes (6) geerdet wird.

6« Verfahren nach ein·· dtr vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge-

0 0 98 U/152 8 _8At>

kennzeichnet, daß das induzierte latente elektrostatische Bild innerhalb der Abklingzeit des Trägermaterials entwickelt wird'.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dag induzierte latent· elektrostatische Bild durch Aufbringen von elektroskop!echt« Zeichenetoff auf die Rückseite des Blatt·» (6) entwickelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurchgektnneeich net, daß das induziert· latente elektrostatische Bild nach dem Abheben des Blattes (6) von der ersten Oberfläche (3) durch Aufbringen von elektroskopiec.hem Zeichenstoff auf die Vorderseite des Blattes (6) entwickelt wird.

9· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das induzierte latente elektrostatische Bild gleichzeitig mit dem Abheben des Blattes (6) entwickelt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einem einzelnen ursprünglichen latenten elektrostatischen Bild nacheinander eine Mehrzahl von induzierten latenten elektrostatischen Bildern auf Blättern (6) von Trägermaterial hergestellt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennseichnet, daß mindestens 25 induzierte latent· elektrostatisch· Bilder hergestellt werden.

0098 U/1528

ι ^2k-\ L e e r s e ι \ e