DE1797577B2

DE1797577B2 - Elektrophotographisches verfahren

Info

Publication number: DE1797577B2
Application number: DE19661797577
Authority: DE
Inventors: Hiroshi; Nagamatsu Katsumi; Marushima Giichi; Takahashi Shinkichi; Tosaka Umi; Tokio Tanaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1965-08-12
Filing date: 1966-08-11
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE1522568B2; DE1797576B2; DE1797577C3; DE1797576A1; DE1797605C2; GB1165406A; DE1797605B1; DE1797576C3; DE1522568A1; DE1797577A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches Verfahren zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf einer isolierenden Schicht, bei dem ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial aus einem gegebenenfalls transparenten Schichtträger, einer photoieitfähigen Schicht und einer isolierenden, gegebenenfalls transparenten Deckschicht auf der photoieitfähigen Schicht gleichförmig aufgeladen, anschließend bildmäßig belichtet und einer Wechselstromkoronaentladung ausgesetzt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (s. das Buch von Schaff er t »Elektrophotography«, Focal Press, 1965, Seiten 35, 36) wird ein dreischichtiges Aufzeichnungsmaterial, das aus einem Schichtträger, einer photoieitfähigen Schicht und einer isolierenden Deckschicht aufgebaut ist, gleichförmig aufgeladen, anschließend bildmäßig belichtet und daraufhin einer Wechselstromkoronaentladung ausgesetzt. Der Schichtträger des hierbei verwendeten Aufzeichnungsmaterials ist elektrisch leitend. Es handelt sich dabei um das sogenannte »Frost-Verfahren«, weil die isolierende Deckschicht nach Erzeugung des Ladungsbildes auf ihren Erweichungspunkt erhitzt wird, wodurch die Schicht an jenen Stellen, an denen sich elektrische Ladungen befinden, einzuschrumpfen beginnt und ein Aussehen annimmt, als ob sich Reif an diesen Stellen niedergeschlagen hätte.

Für das bekannte Verfahren muß über einen recht langen Zeitraum hinweg, nämlich vom Beginn der Primär-Aufladung an bis zum Abschluß der Wechselstromkoronaentladung, die im Dunklen zu erfolgen hat, das Ladungsbild von der photoieitfähigen Schicht gehalten werden; es können daher nur die eine vergleichsweise geringe Helleitfähigkeit aufweisenden Photoleitermaterialien mit hohem Dunkelwiderstand

verwendet werden. Weiterhin erhält man bei dem bekannten Verfahren ein Ladungsbild, das das Negativ des aufgestrahlten Originalbildes darstellt; ein Positivbüd des Originals läßt sich daher nur im Wege einer Umkehrentwicklung erreichen, die regelmäßig eine allgemeine Bildqualitätverschlechterung zur Folge hat. Mit diesem bekannten Verfahren ist es auch nicht möglich, nach freier Wahl ein Ladungsbild des einen oder anderen Vorzeichens der aufgebrachten Ladungen zu erhalten.

Gegenstand eines älteren Rechtes (DT-PS 14 97 164) ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Ladungsbildes auf einer isolierenden Oberfläche unter Verwendung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, in dem eine persistente innere Polarisation herstellbar ist, das aus einer leitenden Elektrodenschicht, einer photoleitfähigen Schicht, einer auf der photoleitfähigen Schicht angeordneten isolierenden Deckschicht und gegebenenfalls einer isolierenden Zwischenschicht zwischen der Elektrodenschicht und photoleitfähigen Schicht besteht, durch Aufprägen elektrischer Felder und bildmäßige Belichtung der photoleitfähigen Schicht, wobei die Besonderheit des älteren Verfahrens darin besteht, daß dem Aufzeichnungsmaterial ein erstes elektrisches Feld einer ersten Richtung und anschließend unter gleichzeitiger bildmäßiger Belichtung der photoleitfähigen Schicht ein zweites elektrisches Feld mit entgegengesetzter Richtung aufgeprägt wird. Auch bei diesem Verfahren entsteht bei Direktentwicklung ein Negativbild des Originals, zum Erhalt eines Positivbildes muß daher gleichfalls zu einer Umkehrentwicklung Zuflucht genommen werden. Ebenfalls läßt sich bei diesem Verfahren, wiederum eine und dieselbe Apparatur vorausgesetzt, nicht nach freier Wahl ein Ladungsbild aus positiven oder negativen Ladungsträgern erzeugen. Man ist daher auch hier hinsichtlich der Wahl des Toners beschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem ein Ladungsbild auf einer isolierenden Oberfläche erzeugt werden kann, das in direkter Entwicklung zu einem Positivbild des Originals führt und das bei Verwendung einer und derselben Apparatur nach freier Wahl entweder zu einem Ladungsbild des einen oder anderen Ladungsträgervorzeichens führt.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe für das Verfahren der einleitend beschriebenen Art dadurch gelöst, daß ein Aufzeichnungsmaterial mn einem isolierenden Schichtträger verwendet und die bildmäßige Belichtung gleichzeitig mit der Anwendung der Wechselstromkoronaentladung ausgeführt wird.

Dadurch daß die Wechselstromkoronaentladung gleichzeitig mit der bildmäßigen Belichtung durchgeführt wird, erhält man, wie nachstehend im einzelnen noch dargelegt werden wird, ein Ladungsbild auf der isolierenden Oberfläche, das in direkter Entwicklung zu einem Positivbild des Originals entwickelt werden kann, und dadurch, daß ein isolierender Schichtträger verwendet wird, wird sowohl auf der Ober- wie auch auf der Unterseite des Aufzeichnungsmaterials ein Ladungsbild erzeugt, die sich nur hinsichtlich des Vorzeichens der Ladungsträger unterscheiden, es kann also nach freier Wahl das eine oder das andere Ladungsbild für die Entwicklung zum sichtbaren Positivbild herangezogen werden.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransnriichen zekennzeichnet.

Nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den grundsätzlichen Aufbau eines photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials und der wichtigsten Kopiereinrichtungen in schematischer Darstellung beim ersten Verfahrensschritt,

F i g. 2 den zweiten Verfahrensschritt,
F i g. 3 eine erläuternde Skizze zum zweiten Verfahrensschritt,

F i g. 4 einen dritten Verfahrensschritt,
F i g. 5 ein Beispiel für die Sichtbarmachung eines Ladungsbildes,

F i g. 6 ein erläuterndes Diagramm für den erhältlichen Kontrast,

F i g. 7 ein Aufzeichnungsmaterial mit einer aus drei Teilschichten bestehenden photoleitfähigen Schicht,

Fig.8 bis 10 Aufzeichnungsmaterialien mit einer optischen Rasterschicht

Aus F i g. 1 ist der grundsätzliche Aufbau des photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials A'ersichtlich. Es wird ein isolierender Schichtträger 3', eine photoleitfähige Schicht 2 und eine isolierende transparente Deckschicht 3 verwendet. Die Schichten 3, 3' können gleichartig sein, d. h. das Aufzeichnungsmaterial kann auch umgekehrt verwendet werden. Durch Einfärben kann im übrigen ein Lichthofschutz erhalten werden, wie dieses in der allgemeinen Photographie bekannt ist. Beispielsweise kann auch ein Aufzeichnungsmaterial mit einer lichtundurchlässigen Deckschicht verwendet werden, auf der das Ladungsbild durch eine bildmäßige Belichtung von der Seite des dann transparenten Schichtträgers her erzeugt wird. Auf diese Weise ist es möglich — bei lichtdichter Ausbildung des Kopiergerätes im übrigen —, daß sowohl Ladungsbilderzeugung als auch die nachfolgende Tonerbilderzeugung im Hellen erfolgen können.

Als Material für die photoleitfähige Schicht 2 können anorganische Photoleiter, z. B. CdS, CdSe, metallisches Se, ZnO, ZnS, Se, TiO₂, SeTe, PbO und S, oder organische Photoleiter, z. B. Anthracen, Carbazol, verwendet werden. Diese Materialien können zur direkten Beschichtung des Schichtträgers verwendet werden oder als Mischung mit einem Bindemittel aufgetragen werden, wobei auch zwei oder mehr verschiedene photoleitfähige Substanzen zusammengemischt verwendet werden können.

Hochempfindliche Photoleiter, wie CdS, CdSe und

metallisches Selen in entsprechender Verarbeitung sind für die vorliegenden Zwecke besonders gut geeignet, da mit diesen die photographische Empfindlichkeit auf über ASA 100 gesteigert werden kann. So weist eine Schicht, die durch einen kleinen Zusatz von ZnS zu CdS als Hauptkomponente erhalten wird, hohe Helleitfähigkeit auf, und gleichzeitig ist es damit möglich, ein elektrostatisches Bild hohen Kontrastes zu erhalten.

Es ist bekannt, daß beim PIP-System (persistente innere Polarisation) für die photoleitfähige Schicht eine Mischung von CdS und ZnS verwendet wird. Hierbei Hegt aber das Verhältnis von CdS zu ZnS zwischen 4 :6 und 3 :7, und zwar im Hinblick auf eine Erhöhung des Unterschieds von Photopolarisation und Dunkelpolarisation und der inneren Polarisationscharakteristik. Andererseits liegt vorwiegend das Verhältnis von CdS und ZnS vorzugsweise zwischen 50 : 1 und 1:1; die hohe Helleitfähigkeit von CdS kann daher weitgehend ausgenutzt werden.
Ferner wird beim vorliegenden Prozeß, wie dieses

noch erläutert werden wird, das elektrostatische Bild auf der Oberfläche der isolierenden Deckschicht dadurch erzeugt, daß von einer in der photoleitfähigen Schicht wegen der auf der isolierenden Deckschicht sitzenden Ladung dauernd eingefangene Ladung Gebrauch s gemacht wird. Deshalb ist es auch möglich, fotoleitfähige Materialien niedrigen spezifischen Widerstandes, z. B. metallisches Selen zu verwenden.

Ausgezeichnete Ergebnisse können dann erhalten werden, wenn mit Lithium dotiertes Zinkoxid für die photoleitfähige Schicht beim vorliegenden Verfahren verwendet wird.

Als Material für die transparente, isolierende Deckschicht 3 kann jedes Material verwendet werden, das hohe Abriebfestigkeit und hohen spezifischen Widerstand besitzt, so daß eine elektrostatische Aufladung aufrechterhalten werden kann, und das durchscheinend für die Aktivierstrahlung ist. Filme aus Polytetrafluorethylen, Polycarbonat, Polyäthylen, Celluloseacetat, Polyester od. dgl. können verwendet werden. Insbesondere eignet sich Polytetrafluoräthylen, weil es sich leicht reinigen läßt und für eine hohe Lebensdauer sorgt, sowie Polyäthylentherephthalat, welches gegebenenfalls schwarz eingefärbt wird.

Es sei nun der Prozeß zum Erzeugen eines elektrostatischen Bildes auf der isolierenden Deckschicht 3 an Hand der F i g. 1 bis 5 beschrieben. Zunächst wird eine erste Aufladung (Primäraufladung) durchgeführt (F i g. 1). Danach erfolgt die bildmäßige Belichtung, wobei das Aufzeichnungsmaterial gleichzeitig einer zweiten Aufladung im Sinne einer Wechselstromkoronaentladung unterworfen wird (Fig. 1). Das durch das unterschiedliche Oberflächenpotential erhaltene elektrostatische Bild entsprechend dem Hell-Dunkel-Muster der Vorlage entsteht dabei auf der Oberfläche der Deckschicht (Fig.3). Sodann erfolgt Totalbelichtung (F i g. 4), die letzten Endes eine Kontrasterhöhung zur Folge hat, wie an Hand der F i g. 6 erläutert wird.

Das an der Oberfläche gemessene Potential der isolierenden Deckschicht entsprechend den vorstehend beschriebenen Schritten ist in Fig.6 dargestellt. Hiernach wird als erstes die Deckschicht 3 in bestimmter Polarität, z. B. positiv, aufgeladen (Kurvenzweig Vp in F i g. 6). Die Aufladung kann im Dunklen oder vorzugsweise im Hellen (Lampe 17) mit Hilfe üblicher Einrichtungen, z. B. einer Koronaentladungsvorrichtung 15, die an eine Hochspannungsquelle 14 angeschlossen ist (Fig. 1), oder mit Hilfe einer Rollen-Elektrode (nicht dargestellt) vorgenommen werden. Gleichzeitig wird die Trägerschicht 3' mittels einer Koronaentladungseinrichtung 16 in entgegengesetzter Polarität, also negativ, aufgeladen.

Wird die Überfläche der Deckschicht 3 — beispielsweise positiv — aufgeladen, so sammelt sich Ladung des entgegengesetzten Vorzeichens, also negative Ladung, auf der Unterseite der Schicht 3 an der photoleitfähigen Schicht 2 an, die hier als »innere« Ladung bezeichnet werden soll. Es kann sich um durch Licht ausgelöste oder auch freie Ladungsträger handeln. Es braucht nicht befürchtet zu werden, daß über längere Zeiträume hinweg diese innere Ladung im Hellen oder Dunklen wieder verschwindet, solange die Oberflächenladung vorhanden ist. Wenn andererseits die Ladung auf der Oberfläche der isolierenden Deckschicht 3 entladen wird, bleibt die innere Ladung nur im Dunklen erhalten.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, wird mit Hilfe einer entsprechenden Optik das Bild einer Vorlage mit hellen und dunklen Gebieten a. b (F i g. 3) auf die Deckschicht projiziert; gleichzeitig hiermit wird die Deckschicht 3 einer Wechselstrom-Koronaentladung ausgesetzt, und zwar mit Hilfe einer Koronaentladungsvorrichtung 20, die an eine Quelle hoher Wechselspannung 19 angeschlossen ist. Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial liegt, während es der Wechselstromkoronaentladung ausgesetzt ist, auf einer geerdeten Gegenelektrode 18 auf. Die Schutzabdeckung der Koronaentladevorrichtung 20 ist im oberen Teil transparent oder offen. Zweckmäßig wird das Aufzeichnungsmaterial bewegt, während die Deckschicht 3 durch die Koronaentladungsvorrichtung hindurch gleichzeitig bildmäßig belichtet wird. Auch die kinematische Umkehrung ist möglich.

Jedoch unabhängig hiervon soll der effektive Entladungsbereich der Wechselstrom-Koronaentladung die gesamte Breite des Belichtungsschlitzes umfassen.

Im hellen Gebiet a der Vorlage wird die positive Primäraufladung auf der Oberfläche 3 wegen der Wechselstrom-Koronaentladung vollständig oder nahezu vollständig zum Verschwinden gebracht, weil in den exponierten Teilen die photoleitfähige Schicht 2 leitend wird und Ladungsausgleich erfolgt. Deshalb wird das Oberflächenpotential der Deckschicht 3 mit zunehmender Dauer der Wechselstrom-Koronaentladung zunehmend kleiner. Dieses ist durch den Kurvenzweig V/. in F i g. 6 dargestellt.

Andererseits ist im dunklen Gebiet 6 für die positive Primäraufladung wegen der einwirkenden Wechselstrom-Koronaentladung zwar gleichfalls eine Tendenz zur Entladung vorhanden. Die Entladung kann aber wegen der nach wie vor an der Grenzfläche zwischen den Schichten 2 und 3 innerhalb der photoleitfähigen Schicht eingefangenen negativen Ladung nur langsam stattfinden, weil hier der spezifische Widerstand der photoleitfähigen Schicht 2 hoch ist. Es wird also wegen dieser eingefangenen negativen Ladung eine positive, wenn auch abgeschwächte Ladung auf der Oberfläche der Deckschicht 3 trotz der einwirkenden Wechselstrom-Koronaentladung beibehalten, wobei eine dem Entladungsgrad entsprechende Kompensationsladung auf der Unterseite der photoleitfähigen Schicht 2 induziert wird.

Als Folge hiervon, d. h. als Folge der eingefangenen gebliebenen und nunmehr stärkeren negativen Ladung in der Schicht 2, liegt das an der Oberfläche gemessene Potential an den dunklen Stellen des Originals niedrigei an als an den hellen Stellen; dieser Sachverhalt ist durcl· den Kurvenzweig V_Din F i g. 6 dargestellt

Ferner wird insbesondere bei hoher Spannung dei Wechselstrom-Koronaentladung und ausreichend gro ßer Entladungszeit die Oberflächenladung der Deck schicht 3 in größerem Ausmaß neutralisiert und ii manchen Fällen wird wegen des Felds der an de photoleitfähigen Schicht 2 eingefangenen negative! Ladung das an der Oberfläche gemessene Potential de Isolierschicht sogar leicht negativ.

Jedenfalls ist auf der Oberfläche der Isolierschicht eine Oberflächenpotentialdifferenz (V_L- Vd) entspre chend dem Hell-Dunkel-Muster des Originals vorhar den.

Das vorstehend beschriebene Oberflächenpotenti; (Vl- Verändert sich (F i g. 6) entsprechend der Dauer d< Wechselstrom-Koronaentladung und der bildmäßige Belichtung; deshalb ist es zum Erhalt eines optimale Oberflächenpotentials notwendig, Belichtungszeit ur Einwirkungsdauer der Koronaentladung geeignet ;

\o

wählen.

Hinsichtlich der speziellen Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials sei bemerkt, daß insbesondere, wenn die photoleitfähige Schicht dünn oder die eingefangene Ladung schwach ist, der Wert des Oberflächenpotentials an den hellen Stellen V_L und der Wert des Oberflächenpotentials Vo an den dunklen Stellen etwa gleich groß werden. Dieses kann man sich als von dem Umstand herrührend denken, daß die eingefangene Ladung innerhalb der photoleitfähigen Schicht schwach ist und daß sie vergleichsweise schnell durch elektrische Felder neutralisiert wird. Gute Ergebnisse konnten dann erhalten werden, wenn die Dicke der photoleitfähigen Schicht zwischen 50 und 200 μιη liegt.

Nach der bildmäßigen Belichtung zusammen mit der Wechselstrom-Koronaentladung erfolgt eine Totalbelichtung der Schicht (F i g. 4). Hierbei passiert in den den hellen Gebieten des Originals entsprechenden Bereichen nichts wesentliches, da hier bereits eine Belichtung stattgefunden hat, und das Oberflächenpotential bleibt etwa konstant. Dieser Sachverhalt ist in Fig.6 durch den Kurvenzweig Vll wiedergegeben, jedoch an den dunklen Stellen D, wo vorher noch keine Belichtung stattfand, findet nunmehr gleichfalls eine Belichtung statt, deshalb wird die photoleitfähige Schicht 2 auch an diesen Stellen leitend, so daß die hier eingefangene negative Ladung sich ausgleichen kann, soweit dies die nach wie vor auf der Oberfläche der Dickschicht 3 vorhandene positive Ladung zuläßt.

jedoch kann nunmehr das Feld der positiven Oberflächenladung der Deckschicht 3, das bisher hauptsächlich in Richtung der in der photoleitfähigen Schicht 2 eingefangenen (stärkeren) negativen Ladung wirkte, als äußeres Feld wirksam werden, wodurch sich das an der Oberfläche gemessene Potential der Deckschicht 3 abrupt erhöht Dies wird in F i g. 6 durch die Kurvenschar Vdldargestellt

Wie vorstehend erwähnt, gehen bei der Durchführung der Totalbelichtung die Oberflächenpotentiale V,. und Voder Deckschicht 3 in die Potentiale Vu.bzw. V₀;. über, wobei das Oberflächenpotential an den dunklen Stellen b höher als das an den hellen Stellen a wird. Das Potential wird also gegenüber dem vorangegangenen Verfahrensschritt umgekehrt und gleichzeitig erhöht sich die Oberflächenpotentialdifferenz.

Es ist daher bei entsprechender Wahl der Dauer für die Belichtung der gesamten Oberfläche unter Berücksichiigung der verschiedenen anderen Parameter (Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials selbst, Dauer der vorherigen Aufladung usw.) möglich, ein elektrostatisches Bild auf der Oberfläche der isolierenden Deckschicht 3 mit hohem Kontrast zu erzeugen. Nicht unerwähnt bleiben soll, daß die elektrostatische Bilderzeugung unter Beibehaltung des Gleichgewichts mit der in der photoleitfähigen Schicht auf der Rückseite der Deckschicht eingefangenen Ladung erfolgt.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß es im Vergleich zur üblichen Elektrophotographie möglich ist, ein elektrostatisches Bild hohen Kontrastes mit großem Oberflächenpotential und einem starken äußeren Feld zu erhalten, wobei gleichzeitig die photographische Empfindlichkeit bemerkenswert erhöht ist

Als vierter Schritt wird das auf der Oberfläche der 6s Deckschicht erzeugte elektrostatische Bild nach den üblichen Methoden unter Verwendung eines Entwicklers entwickelt, der in der Hauptsache aus geladenen feinen Farbpartikeln (sogenannter Toner) besteht. Je nach dem Ladungsvorzeichen des Toners erhält man ein sichtbares positives oder negatives Bild (F i g. 5). Durch entsprechende Wahl des Vorzeichens der Primäraufladung kann man positive oder negative Bilder einstellen, übrigens auch dadurch, daß man auf der isolierenden Schicht 3 oder 3' entwickelt. Beispielhafte Entwicklungsmethoden sind die Kaskadenentwicklungsmethode, die Magnetbürstenentwicklungsmethode und die Flüssig-Entwicklungsmethoden. Jedoch unabhängig von der speziell verwendeten Entwicklungsmethode wird, weil das elektrostatische Bild bemerkenswert hohen Kontrast besitzt, ein sichtbares Bild hoher Dichte erhalten.

Als nächstes kann das sichtbare Bild auf ein Bildempfangsmaterial, z. B. ein satt anliegendes Papier, nach üblichen Methoden, vorzugsweise mit Hilfe einer die Übertragung begünstigenden gleichmäßigen Aufladung der Oberfläche der Deckschicht übertragen werden. Schließlich wird das übertragene Bild mit Hilfe von Wärmeeinwirkung, z. B. mit Hilfe einer Infrarotstrahlung od. dgl. fixiert. Nach Beendigung des Übertragungsprozesses wird das Aufzeichnungsmaterial zur erneuten Verwendung nach üblichen Reinigungsmethoden gereinigt.

Wie erwähnt, kann ein Positivbild auf der einen Seite und das Negativbild auf der anderen Seite des Aufzeichnungsmaterials erhalten werden, wenn beide Seiten einer Koronaentladung unterschiedlichen Vorzeichens ausgesetzt werden (F i g. 1).

Übrigens kann das Aufzeichnungsmaterial in Form eines flexiblen endlosen Gurtes eingesetzt werden, den man zur Verdopplung der Lebensdauer des Aufzeichnungsmaterials umdrehen kann. Weiterhin kann, wenn beide Seiten der photoleitfähigen Schicht mit hochisolierenden, feuchtigkeitsdichten Schichten abgesperrt sind, erreicht werden, daß jegliche Beschädigung des photoleitfähigen Materials durch Feuchtigkeitsabsorption vermieden wird. Dieses hat bemerkenswerte Wirkungen auf die weitere Erhöhung der photographischen Empfindlichkeit des Aufzeichnungsmaterials.

Beim vorliegenden Bilderzeugungsverfahren beeinflußt die Dicke der durchscheinenden, isolierenden Deckschicht 3 zusammen mit der photoleitfähigen Schicht 2 die Qualität des elektrostatischen Bilds, insbesondere die photographische Empfindlichkeit und den Kontrast, sowie die Lebensdauer des Aufzeichnungsmaterials. Zum Erhalt ausgezeichneter elektrostatischer Bilder und im Hinblick auf eine lange Lebensdauer ist es, wie durch Versuche gefunden wurde notwendig, daß die Dicke der Deckschicht 3 zwischen 1 ( und 50 μιη liegt. 1st die Dicke der durchscheinender Deckschicht 3 kleiner als ΙΟμίη, so können leich Löcher oder/und Unebenheiten in der Schicht entste hen, und es wird sehr schwierig, eine hohe Qualität zi erhalten. Insbesondere treten dann unvorteilhafti Phänomene wie Isolationsdurchbrüche, Bildverschleie rungen wegen kleiner Löcher, beschleunigte Korona schaden usw. auf.

Wird die Dicke der Deckschicht größer als di obengenannte obere Grenze von 50 μΓη gewählt, so tril wiederum eine Verschleierung des Bildes auf, weil de Kontrast kleiner als 500 V wird. Streufelder machen sie stärker bemerkbar, und es können nur noch gering Ladungen in der photoleitfähigen Schicht eingefange werden.

Ein Aufzeichnungsmaterial, von dem angenomme wird, daß es die höchste photographische Empfindlicl

709 544/

keit und hohen Kontrast gemäß der Erfindung zu erzeugen in der Lage ist, besitzt als photoleitfähige Schicht eine Mischung von Cadmiumsulfid oder Cadmiumselenid oder vergleichbar empfindlichen Fotoleitern und Vinylkunstharz als Bindemittel in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 2 bis 1 :10.

Im folgenden wird das Aufzeichnungsmaterial, das mit Vorteil beim Verfahren der Erfindung verwendet wird, im einzelnen an Hand der F i g. 7 beschrieben.

Vorzugsweise ist die photoleitfähige Schicht 2 selbst aus zwei oder drei Teilschichten (2a, 2b, 2c) aufgebaut, und zwar ist die zur durchscheinenden isolierenden Deckschicht 3 benachbarte photoleitfähige Teilschicht 2b unter Verwendung feiner Photoleiterpartikeln aufgebaut (feinkörnige photoleitfähige Schicht), während die zum Schichtträger benachbarte photoleitfähige Teilschicht 2a aus gröberen Photoleiter-Partikeln aufgebaut ist (grobkörnige photoleitfähige Schicht). Wenn auch die Schicht 3' für die Bildentwicklung vorgesehen sein soll, empfehlen sich drei photoleitende Teilschichten 2a, 2b, 2c, von denen die beiden äußeren 2b, 2c feinkörnig sind, während die mittlere, 2a, grobkörnig ist. Allgemein gesprochen ist also immer diejenige photoleitfähige Teilschicht feinkörnig, welche auf der Seite liegt, von der aus die Belichtung erfolgt. Es ist deshalb möglich. Bilder mit hoher Auflösung zu erhalten. Da andererseits die feinkörnige photoleitfähige Teilschicht noch mit einer grobkörnigen photoieitfähigen Teilschicht hinterlegt ist und eine grobkörnige photoleitfähige Schicht stets höhere photographische Empfindlichkeit aufweist, wird auch die photographische Empfindlichkeit des Aufzeichnungsmaterials hoch. Die photoleitfähigen Teilschichten 2a, 2b, 2c können aus unterschiedlichen Photoleiter-Materialien oder auch aus demselben Material aufgebaut sein. Für den feinkörnigen Photoleiter 2b oder 2c können beispielsweise Zinkoxid oder Zinksulfid, ferner Cadmiumoxid und Selen mit einem mittleren Korndurchmesser kleiner als einige μίτι verwendet werden. Besonders gute Ergebnisse können mit Zinkoxid erwartet werden, da dessen Korngröße kleiner als 1 μΐη leicht erhältlich ist. Außerdem ist Zinkoxid sehr wirtschaftlich, und seine Helleitfähigkeit kann sehr einfach mit Hilfe von Farbstoffen erhöht werden. Für die grobkörnige Photoleiterschicht 2a wird vorzugsweise Cadmiumsulfid, mit Kupfer aktiviertes Cadmiumselenid od. dgl. verwendet Auch diese Verbindungen sind leicht erhältlich. Ein besonders gutes Ergebnis erhält man, wenn Cadmiumsulfid für die Teilschicht 2a und Zinkoxid für die Teilschicht 2b bzw. 2c verwendet werden, wobei die Dicke der zinkoxidhaltigen Teilschichten zwischen 5 und 20 μπι liegt und die der cadmiumsulfidhaltigen Schicht zwischen lOund 100 μΐη.

Als nächstes sei der Fall betrachtet, daß ein und derselbe Photoleiter verwendet wird, d. h. daß beispielsweise in F i g. 7 die Teilschichten 2a und 2b bzw. 2c aus einem Material der gleichen Art, aber in unterschiedlicher Körnung hergestellt sind. Die meisten Photoleiter fallen bei der Herstellung in unterschiedlichen Korngrößen an, und wird nach entsprechendem Aussieben nur das feine Korn verwendet, so wird zwar das Auflösungsvermögen verbessert, aber die Helleitfähigkeit nimmt allgemein ab. Die groben Partikeln fallen hierbei an sich als Abfall an, aber sie können nun in der grobkörnigen Teilschicht verwendet werden, so daß auf wirtschaftliche Weise Aufzeichnungsmaterialien hoher photographischer Empfindlichkeit und hohen Auflösungsvermögens hergestellt werden können. Hierfür kommen vor allem Zinkoxid, Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid u. dgl. in Frage.

Zur Erzeugung guter Halbtöne empfiehlt sich, die

durchscheinende isolierende Deckschicht 3 dahingehend zu modifizieren, daß das elektrostatische Bild in ein Punktnetzwerk zerlegt wird. Hierdurch können Halbtöne mit kleinerem Randeffekt erzeugt werden.

Da-. Aufzeichnungsmaterial entsprechend dieser Ausführungsform weist eine durchscheinende isolierende Deckschicht mit einem lichtundurchlässigen Raster beispielsweise in Punktform, Strichform oder Netzwerkform auf, was anhand der Fig.8—11 erläutert wird.

In Fig.8 ist über die durchscheinende isolierende Deckschicht 3 ein lichtempfindlicher Film 4 vorgesehen, in welchem mit Hilfe photographischer Methoden ein Halbton-Raster 4a, 4b erzeugt ist, wobei 4a für die lichtundurchlässigen und Ab für die lichtdurchlässigen Gebiete des Rasters steht. Die Lichtdurchlässigkeit des Filmes 4 mit dem Raster ist durch ein darüber gezeichnetes Diagramm ersichtlich, übrigens auch bezüglich F i g. 9 und 10. Es können auch Strichraster 4c und 4d benutzt werden, die aus einander kreuzenden Linien aufgebaut sind (F i g. 9 und 10). Form und Dichte der Durchlaßstellen in den Rastern sind in geeigneter Weise gebildet. Der lichtempfindliche Film kann dabei direkt die Oberfläche bilden (F i g. 8, 9) oder zwischen der Deckschicht 3 und der photoleitfähigen Schicht 2 liegen (F ig. 10).

Wird nach der Primäraufladung die zweite Aufladung zusammen mit der bildmäßigen Belichtung ausgeführt, so wirkt das Raster als ein Kontaktraster gegenüber der photoleitfähigen Schicht zur Verbesserung des Randeffektes, und es kann ein Bild mit ausgezeichnet reproduzierten Halbtönen erhalten werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel für dieses Aufzeichnungsmaterial wird Kalvar-Film als das lichtundurchlässige isolierende Raster verwendet. So wird auf einen etwa 50 μπι dicken durchscheinenden Isolierfilm aus beispielsweise Polyäthylentherephthalat oder Polytetrafluoräthylen eine 25 μπι dicke Mischung aufgetragen wie sie durch Mischen von Polyvinylidenchlorid Polyäthylen oder einer ähnlich isolierenden Substanz als Bindemitte! mit einer Diazo-Verbindung erhalten wird Dieser Film wird dann zur Bildung des Rasters belichtet Das so erhaltene isolierende Raster wird dann auf die photoleitfähige Schicht 2 aufgebracht.
Wird das isolierende Raster aus einem lichtempfindlichen Kunstharz gebildet, so wird z. B. Kieselsäurevinylester auf Polyäthylentherephthalat oder Polytetrafluorethylen etwa einige μίτι stark aufgetragen, und entsprechend photographischer Methoden ein Raster gegebenenfalls mit Tönung des Rastermusters, hergestellt.
Nachstehend sind Beispiele gegeben:

Beispiel 1

Mit Kupfer aktiviertes kristallines Cadmiumsulfid der Korngröße 5-30 μπι wurde durch Sieben in zwei Bestandteile getrennt, wobei die Korngröße des einer unterhalb und die des anderen oberhalb 10 μπι lag. Die groben Partikeln (größer als 12 μπι) wurden in

Nitrozellulose sorgfältig dispergiert und etwa 70μιτ stark auf die Unterlage aufgetragen. Auf diese Beschichtung wurde eine Dispersion des anderer Bestandteils (Korngröße unterhalb 10 um) in Nitrozel-

lulose etwa 30 μίτι stark aufgetragen. Schließlich wurde auf das Ganze eine etwa 12 μηι starke Polyesterschicht aufgebracht.

Das so erhaltene Aufzeichnungsmaterial wurde einer + 6,5 kV Koronaentladung im Hellen ausgesetzt. An- s schließend fand im Dunkeln die bildmäßige Belichtung zusammen mit einer 7,5 kV Wechselstrom-Koronaentladung statt. Nach der Totalbelichtung wurde die Entwicklung durchgeführt, und zwar mit Hilfe eines negativ geladenen Toners nach der Magnetbürstenmethode, und es wurde ein positives Bild der Vorlage erhalten.

Andererseits wurden Aufzeichnungsmaterialien unter Verwendung von nichtklassifiziertem Cadmiumsulfid der Korngröße 5—30 μίτι und unter Verwendung von Cadmiumsulfid einer Korngröße kleiner als 10 μηη gesondert hergestellt Mit Hilfe dieser beiden Aufzeichnungsmaterialien wurden positive Bilder in der gleichen Weise erzeugt. Ein Vergleich dieser Bilder mit dem Bild des zunächst beschriebenen Aufzeichnungsmaterials ergab, daß das Bild des Aufzeichnungsmaterials mit den ungesiebten Partikeln schlecht war, während kein Unterschied zwischen den positiven Bildern festzustellen war, die von dem Aufzeichnungsmaterial mit der grobkörnigen und der feinkörnigen Schicht erhalten wurde bzw. von dem Aufzeichnungsmaterial, dessen photoleitfähige Schicht ausschließlich unter Verwendung feiner Partikeln unterhalb 10 μσι aufgebaut war.

Beispiel 2

20 Gewichtsteile Styrolbutadien-Mischpolymerisat, 10 Gewichtsteile chlorierter Gummi und 70 Gewichtsteile Xylol wurden zusammen mit 100 Gewichtsteilen Zinkoxid für elektrophotographische Zwecke (hergestellt von der American Zinc Co.) in einer Kugelmühle 2 Stunden lang vermählen. Anschließend wurde eine alkoholische Lösung von 0,12 Teilen Rose Bengale, 0,1 Gewichtsteile Fluorescein, bezogen auf 100 Gewichts- ₂$ teile Zinkoxid, beigegeben. Die ganze Mischung wurde sorgfältig durchgerührt.

Die erhaltene Mischung wurde auf einen weniger als 25 μΐη starken Polyesterfilm, etwa 80 μπι stark, aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde ein Polyesterfilm (25 μιη) als die durchscheinende isolierende Deckschicht mit Hilfe eines Epoxyharzes zur Fertigstellung des Aufzeichnungsmaterials aufgeklebt.

Dann wurden beide Seiten dieses Aufzeichnungsmaterials positiv bzw. negativ mit Hilfe einer Doppelkoronaentladung von +6,5 kV bzw. -6 kV aufgeladen. Anschließend wurde etwa 1 s lang mit Hilfe einer 50-Lux-Wolfram-Lampe bildmäßig belichtet, wobei gleichzeitig der Betrieb der Doppelkoronaentladungsvorrichtung umgestellt wurde auf je 7,5 kV Wechselspannungen, so daß beide Seiten des Aufzeichnungsmaterials gleichförmig entladen wurden. Dann wurde mit Hilfe der gleichen Wolframlampe die Gesamtfläche totalbelichtet, gefolgt von einer Entwicklung des latenten Bilds mit Hilfe der Kaskadenmethode, wobei auf der einen Seite ein Positivbild und auf der anderen Seite ein Negativbild erhalten wurde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Verfahren zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf einer isolierenden s Schicht, bei dem ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial aus einem gegebenenfalls transparenten Schichtträger, einer photoieitfähigen Schicht und einer isolierenden, gegebenenfalls transparenten Deckschicht auf der photoieitfähigen Schicht gleichförmig aufgeladen, anschließend bildmäßig belichtet und einer Wechselstromkoronaentladung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einem isolierenden Schichtträger verwendet und die bildmäßige Belichtung gleichzeitig mit der Anwendung der Wechselstromkoronaentladung ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht nach Beendigung der Wechselstromkoronaentladung total belichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, dessen Deckschicht und dessen Schichtträger aus gleichartigen Materialien mit einer Dicke von 10 bis 50 Mikrometer bestehen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einer transparenten isolierenden Deckschicht und einem hierauf aufgebrachten optischen Raster verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einer aus zwei Teilschichten aufgebauten photoieitfähigen Schicht zwischen den beiden isolierenden Außenschichten verwendet wird, wobei die zu derjenigen Außenschicht, von welcher aus die bildmäßige Belichtung erfolgt, benachbarte photoleitfähige Teilschicht aus feinkörnigen Photoleiterpartikeln und einem Bindemittel und die andere Teilschicht aus gröberkörnigen Photoleiterpartikeln und einem Bindemittel aufgebaut sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einer aus drei Teilschichten aufgebauten photoieitfähigen Schicht zwischen zwei transparenten isolierenden Außenschichten verwendet wird, wobei die beiden äußeren photoieitfähigen Teilschichten aus feinkörnigen Photoleiterpartikeln und einem Bindemittel aufgebaut sind und die mittlere photoleitfähige Teilschicht aus gröberkörnigen Photoleiterpartikeln und einem Bindemittel aufgebaut ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsma- S5 terial mit einer isolierenden Deckschicht aus Tetrafluoräthylen verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit aus gleichen Photoleitern aufgebauten Teilschichten verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit aus unterschiedlichen Photoleitern aufgebauten Teilschichten verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, bei dem die der transparenten isolierenden Deckschicht benachbarte photoleitfähige Teilschicht aus einer Mischung von Zinkoxid und einem Bindemittel besteht, wobei die Dicke dieser Schicht 5 bis 20 Mikrometer beträgt, und die dem Schichtträger benachbarte photoleitfähige Teilschicht aus einer Mischung von Cadmiumsulfid und einem Bindemittel besteht, wobei die Dicke dieser Schicht 10 bis 100 Mikrometer beträgt.

11. Elektrophotographisches Kopiergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, mit einer ersten Aufladungsvorrichtung zum Aufbringen einer gleichförmigen positiven oder negativen Aufladung auf die Deckschicht des Aufzeichnungsmaterials, mit einem optischen System zur bildmäßigen Belichtung des gleichförmig aufgeladenen Aufzeichnungsmaterials und mit einer Wechselstromkoronaentladungsvorrichtung, der die Deckschicht des bildmäßig belichteten Aufzeichnungsmaterials ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromkoronaentladungsvorrichtung so angeordnet und ausgebildet ist, daß das Aufzeichnungsmaterial gleichzeitig mit der bildmäßigen Belichtung der Wechselstromkoronaentladung ausgesetzt ist.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Vorrichtung zur Totalbelichtung der photoieitfähigen Schicht im Anschluß an die bildmäßige Belichtung aufweist.