DE1797579C3

DE1797579C3 - Elektrophotographieverfahren

Info

Publication number: DE1797579C3
Application number: DE19661797579
Authority: DE
Inventors: Takao Komiya; Giichi Marushima; Shinkichi Takahashi; Hiroshi Tanaka; Umi Tosaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1965-07-12
Filing date: 1966-07-11
Publication date: 1978-06-29
Also published as: DE1797579A1; DE1522567A1; DE1522567B2; DE1797598A1; DE1522567C3; DE1797579B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches Ver'ahren zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf einer isolierenden Schicht, bei dem ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial aus einem gegebenenfalls transparenten Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht und einer isolierenden, gegebenenfalls transparenten Deckschicht auf der photoleitfähigen Schicht gleichförmig aufgeladen (Primäraufladung), anschließend bei gleichzeitiger bildmäßiger Belichtung einer Gleichstromkoronaentladung mit zur Polarität der gleichförmigen Aufladung entgegengesetzer Polarität (Sekundäraufladung) ausgesetzt und die ohotoleitfähige Schicht abschließend total belichtet wird.

Ein älterer Vorschlag (DE-PS 14 97 164) betrifft 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 phololeitfähigen 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 Vorschlages darin besieht, daß dem Aufzeichnungsmaterial ein erstes elektrisches Feld einer ersten Richtung und anschließend unter gleichzeitiger Belichtung der phoioleitfähi gen Schicht ein zweites elektrisches Feld mit entgegengesetzter Richtung aufgeprägt wird. Fakultativ kann dann noch die photoleitfähige Schicht nach dem zweiten Verfahrensschritt vor der intwicklung des L.adungsbil-

des total belichtet werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem die Bildentwscklung auf beiden Seiten eines Ai'fzeichnungsmaterials vorgenommen werden kann.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe für das Verfahren der einleitend beschriebenen Art dadurch gelöst, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einem isolierenden Schichtträger verwendet wird.

Vorzugsweise soll mit der Erfindung auch das Ladungsbilü wahlweise auf der einen oder anderen Seite erzeugt werden können. Dieses wird dann ermöglicht, wenn, wie in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen ist, ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, dessen Schichtträger hinsichtlich seiner elektrostatischen Eigenschaften in gleicher Weise wie die isolierende Deckschicht ausgebildet ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen gekennzeichnet und nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben; es zeigt

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau des Aufzeichnungsmaterials zur Verwendung beim vorliegenden Verfahren,

Fig. 2 bis 5 Ansichten zur Darstellung des Ladungsbilderzeugungsverfahrens in verschiedenen Stadien,

Fig. 6 das Toner¹ 'd, wie dieses durch Entwicklung des Ladungsbildes nach Fig. 11 erhalten wird,

Fig. 7 der zeitliche Verlauf des Oberfläche.!potentials bei den einzelnen Ladungsbilderzeugungsschritten,

Fig.8 und 9 schematische Ansichten einer Ausführungsform mit einer Doppelkoronaentladungsvomdv tung, während der Primärauiladung bzw. bildmäßigen Belichtung,

Fig. 10 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform mit einer Koronaentladungsvorrichtung und einer durchscheinenden Elektrode,

Fig. 11 und 12 eine Ausführungsform einer elektrophotographischen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 13 und 14 verschiedene Ausführungsformen des *o photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials,

Fig. 15 eine Kopiervorrichtung zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens und

Fig. 16 und 17 Teilansichten der Anordnung nach Fig. 15 zur Erläuterung der Wirkungsweise. *5

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials A, das im vorliegenden Verfahren zum Erzeugen eines, Ladungsbildes verwendet wird. Auf einem isolierenden Schichtträger ist eine photoleitfähige Schicht 2 und auf dieser eine transparente, isolierende Deckschicht 3 aufgebracht. Falls erforderlich, kann ein kleiner Binderzusatz, hauptsächlich ein Harzbinder od. dgl., beigegeben werden, um damit das Haftvermögen gegenüber den anderen Schichten zu verbessern. Es sei bemerkt, daß »transparent« im Zusammenhang mit der zur Belichtung verwendeten Strahlung zu verstehen ist und auch durchscheinend, halbtransparent usw. umfassen soll.

Für den Schichtträger 1 kommen in erster Linie die gleichen Materialien in Frage wie für die weiter unten feo noch näher erläuterte isolierende Deckschicht 3. Der Einfachheit halber wird darauf verwiesen.

Für die photoleitfähige Schicht 2 kann jedes anorganische oder organische photoleitfähige Material verwendet werden. Als Beispiele seien CdS, CdSe, ZnO, ·ν> metallisches und amorphes Se, ZnS, TiOj, SeTe, PbO und PbS bzw. Anthra/en unH Carbazol oder Mischungen hiervon genannt. Die vorgehend erwähnten Materialien können zur direkten Beschichtung des isolierenden Schichtträgers verwendet werden, oder als Mischung mit einem Bindemittel aufgetragen werden.

Unter den erwähnten photoleitenden Materialien sind die hochempfindlichen Photoleiter, CdS, CdSe und metallisches Se besonders geeignet, da ihre hohe Helleitfähigkeit ausgenützt und mit solchen Materialien die Empfindlichkeit auf über ASA 100 erhöht werden kann.

Eine photoleitfähige Schicht, die durch einen kleinen ZnS-Zusatz zur Hauptkomponente CdS erhalten wird, ist besonders hochempfindlich und liefert Ladungsbilder mit hohem Kontrast. Es ist bekannt, daß bei mit persistenter innerer Polarisation (PIP) arbeitenden Verfahren für die photoleitfähige Schicht eine Mischung vor. CdS und ZnS verwendet wird, hierbei ist aber das Verhältnis von CdS zu ZnS auf zwischen 4 :6 und 3 : 7 liegende Werte im Hinblick auf eine Steigerung der persistenten inneren Polarisation und des Unterschieds zwischen Hell- und Dunkelpolarisation eingestellt. Vorliegend liegt jedoch das Verhältnis von CdS zu ZnS vorzugsweise zwischen 50:1 und 1:1. die hohe Empfindlichkeit von CdS kann daher weitgehend ausgenutzt werden.

Ferner wird beim vorliegenden Verfahren, wie erläutert werden wird, das Ladungsbild auf der Oberfläche der isolierenden Deckschicht dadurch erzeugt, daß die wegen der hierauf befindlichen Ladung in der photoleitfähigen Schicht eingefangene Ladung ausgenutzt wird. Deshalb ist es auch möglich, ein phololeitfähiges Material niedrigen spezifischen Widerstandes, z. B. Selen, zu verwenden.

Ebenfalls können ausgezeichnete Ergebnisse dann erhalten werden, wenn mit Lithium dotiertes Zinkoxid für die photoleitfähige Schicht verwendet wird.

Als Material für die isolierende Deckschicht kann jedes Material verwendet werden, das die folgenden drei Bedingungen erfüllt, nämlich erstens hohe Abriebfestigkeit, zweitens hoher spezifischer Widerstand, so daß eine elektrostatische Aufladung gehalten werden kann, und drittens Transparenz, wenn der Schichtträger opak ist. Filme aus Polytetrafluoräthylen, Polycarbonat, Polyäthylen, Celluloseacetat, Polyester od. dgl. können verwendet werden, insbesondere eignet sich Polytetrafluoräthylen, weil es für die erneute Verwendung der Platte A leicht zu reinigen ist.

Es sei nun das Verfahren zum Erzeugen eines Ladungsbildes auf der Deckschicht 3 des photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials anhand der Fig. 2 bis 5 beschrieben.

Entsprechend F i g. 2 werden für die Primäraufladung Koronaentladungen unterschiedlichen Vorzeichens mit Hilfe der Koronaentladungsvorrichtungen 15 und 16, die an eine Hochspannungsquelle 14 angeschlossen sind, erzeugt, so daß die Oberflächen der beiden isolierenden Schichten 1 und 3 unter unterschiedlichem Vorzeichen aufgeladen werden. Bevorzugt wird dabei zur Erhöhung der polarisierenden Ladung sowie, um der Hysteresis des photoleitfähigen Materials Rechnung zu tragen, die gesamte Oberfläche des photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials mit Hilfe einer Lichtquelle 17 bestrahlt.

Bei der Primäraufladung kann die Koronaentladungsvorrichtung 16 auch durch eine das Aufzeichnungsmaterial tragende leitende Platte 18 ersetzt sein, wie dieses als Alternative in F i g. 3 dargestellt ist. Die Platte 18 kann, statt wie dargestellt geerdet zu sein, auch an cmc Gleichspannung gelegt werden, deren Vorzeichen dem der KoronaentladunESviirrichtunt! 15 enteeeeneesetzt

ist (nicht dargestellt).

Der einfacheren Erläuterung halber sei angenommen, daß die Primüruufladung im positiv en Sinne erfolgen soll und die sich anschließende Sekundäraufladung im negativen Sinne. Selbstverständlich kann, da die phololcitfähige Schicht beidseits von einer isolierenden Schicht begrenzt ist. das Vorzeichen der Aufladung beliebig und lediglich nach konstruktiven Zweckmäßigkeitsgründen gewählt werden. Durch die Primäraufladung erhält man eine dauernde Polarisation innerhalb to der photoleitfähigen Schicht 2.

Sodann wird (s. F i g. 3) durch die durchscheinende isolierende Deckschicht 3 hindurch die photoleitfähigc Schicht 2 bildmäßig belichtet und gleichzeitig die Deckschicht einer Sekundäraufladung entgegengesetzten Vorzeichens mit Hilfe der Koronaentladungsvorrichtung 20 ausgesetzt. Hierbei wird durch den optisch offenen oberen Teil der Koronaentladevorrichtung 20 hindurch belichtet. Letztere liegt an einer Quelle 19 hoher Spannung. Wie erwähnt, ist in F i g. 3 eine Ausführungsform dargestellt, bei der die isolierende Schicht I auf einer geerdeten leitenden Platte ungeordnet ist. Wenn die Sekundäraufladung gleichzeitig mit der bildmäßigen Belichtung durchgeführt wird, wird in den belichteten Teilen a (Fig. 4) die polarisierende positive Ladung auf der Oberfläche der isolierenden Schicht 1, die von der Primäraufladung herrührt, durch die negative Ladung der Sekundäraufladung neutralisiert, wobei zugleich eine Umladung in der durch die Sekundäraufladung bestimmten Polarität (negativ) erfolgt. Wegen der in den hellen Teilen a dabei freigesetzten Ladungsträger baut sich in diesen Teilen gleichzeitig eine entgegengesetzte Polarisation auf. Im nichtbelichteten Gebiet b, das den dunklen Stellen der Vorlage entspricht, bleibt die von der Primäraufladung erzeugte Polarisation wenigstens teilweise bestehen, deshalb bleibt hier der Umladungsgrad der Oberfläche der Deckschicht 1 durch die Sekundäraufladung entsprechend klein.

Als nächstes wird total belichtet. Hierbei ändert sich in den bereits belichteten Teilen a nichts mehr, während in den unbelichtct gebliebenen Teilen b (Fig. 4) die eingefangene Polarisationsladung freigesetzt wird. Die Polarisation kann sich also im Sinne einer Anpassung an die jeweilige Oberflächenladung abbauen. Auf diese Weise entsteht eine bildmäßig differenzierte Potentialbzw. Ladungsverteilung auf der Oberfläche der Schicht 3 mit hohem Kontrast.

Das solcherart erhaltene Ladungsbild wird dann zu einem Tonerbild entwickelt, übertragen (oder erst a!s Ladungsbild übertragen und dann entwickelt) und schließlich fixiert. Das photoleitfähige Aufzeichnungsmaterial wird nach der Bildübertragung gereinigt und steht dann für erneute Verwendung zur Verfügung.

Wird, wie in F i g. 6 dargestellt, das Ladungsbild nach F i g. 5 einem positiv geladenen Toner entwickelt, ergibt sich ein Negativbild der Vorlage, während mit negativ geladenem Toner ein Positivbild erhalten wird. Es ist aber auch möglich, mit Hilfe eines und desselben Toners sowohl Negativ- als auch Positivbilder zu erhalten, mi wenn nur das Ladungsvorzeichen von Primär- und .Sekundäraufladung geändert wird.

lerner kann auch ein Positivbild auf der einen Oberfläche und ein Negativbild auf der anderen Oberfläche erhalten werden, wenn beide Seiten einer ti" Koronaentladung ausgesetzt worden sind.

Ferner ist es möglich, das Aufzeichnungsmaterial durch Belegen beider Seiten der photoleitfähigen Schicht 2 mit hochisolierenden Schichten 1 und 3 flexibel /ti gestalten und in Form cities endlosen Bandes zu verwenden. Im Hinblick auf eine weitere Erhöhung der Empfindlichkeit sind die Schichten I und 3 auch feuchtigkeitsdicht.

Bei dem beschriebenen Ladungsbilder/cugungsvcr· fahren beeinflußt die Dicke der isolierenden Deckschicht i zusammen mit der photoleitenden .Schicht die Qualität des elektrostatischen Bildes, und /war insbesondere die Empfindlichkeit und den Konirast. Gleichzeitig wird von der Dicke auch die Lebensdauer des Aufzeichnungsmaterial beeinflußt. Die Dicke der durchscheinenden isolierenden Deckschicht soll deshalb, ν« ie Versuche ergeben haben, zwischen 10—50 μπι liegen, um eine gute Bildqualität bei langer Betricbslebensdauer erhalten zu können.

Ist die Dicke kleiner als 10 (im, so wird die Lebensdauer stark herabgesetzt, weil leicht Locher oder Unebenheiten in der Schicht entstehen, außerdem besieht hier die Gefahr eines beschleunigten dielektrischen Durchbruches. Vorhandene Löcher in der Deckschicht geben auch zu einer Schicierbildung Anlaß.

Wird die Dicke der isolierenden Deckschicht größer als 50 μπι gemacht, dann leiden Bildschärfe und -kontrast zu stark darunter. Ist nämlich die isolierende Deckschicht zu dick, so wird die Ausdehnung der Felder an der Deckschichtoberflächc zu groß, welche von den in der photoleilfähigen Schicht sitzenden Ladungen ausgehen. Dieses ist die Ursache für eine Bildunschärfe.

Da ferner bei zu dicker Isolierschicht der Durchgriff der Felder der Oberflächenladung auf die photoleitfähige Schicht klein wird, wird der Kontrast des schließlich erhaltenen Ladungsbildes ( = Oberfiächenpotentialdiffe· renz zwischen hellen und dunklen Bildbereichen) entsprechend schlechter.

Wird die photoleitfähige Schicht 2 aus einer Mischung von hochphotoleitfähiger Cadmiumsulfid-Substanz oder Cadmiumselenid und Vinyl-Kunstharz als Bindemittel in einem Gewichtsverhältnis von '/2 bis V10 hergestellt, so ist eine solche photoleitfähige Schicht hocheimpfindlich und hochkontrastreich. Die Beziehung zwischen der Dicke der isolierenden Deckschicht 1 und dem Bildkontrast ist in F i g. 7 dargestellt.

Wird eine positive Koronaentladung oder positive Spannung an die Deckschicht 3 des Aufzeichnungsmaterials gegeben, so erhöht sich deren Oberflächenpotential mit der Zeit entsprechend dem Kurvenzweig a in F i g. 7.

Nach Vervollständigung der positiven Primäraufladung hat sich das Oberflächenpotential der isolierenden Deckschicht 3 etwas verringert, wie dies durch den Kurvenzweig b in Fig. 7 dargestellt ist. Wird dann im Rahmen der Sekundäraufladung eine negative Koronaentladung zusammen mit bildmäßiger Belichtung einwirken gelassen, so folgt das Oberflächenpotential der Deckschicht 3 in den belichteten Gebieten ( = helle Teile der Vorlage) der Kennlinie Vi. und in den unbeiichtet gebliebenen Gebieten ( = dunkle Teile der Vorlage) der Kennlinie V₀(F i g. 8). Bei der nachfolgenden Totalbelichtung gehen V_n und V₁. in die Kurvenzweige Vm. bzw. Vu. über, wobei nun Vu. größer ist als Vm, Es ergibt sich also eine Umkehr der Potentialverteilung. Daher wird auf der Oberfläche der Deckschicht 3 ein Ladungsbild erzeugt, dessen durch die Totalbelichtung gesteigerter Kontrast durch die Oberflächenpolentialdifferenz V_u- V„i.gegeben ist.

Vi, und V_r der F i g. 13 entsprechen den sich für eine 50 (im dicke Deckcnschicht ergebenden Kennlinien.

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Diese Kennlinien ändern sich entsprechend der Dicke der isolierenden Deckschicht 3. Bei konstantem Sckundareaufladungspotential nimmt bei dicker werdender isolierender Schicht das Oberflächcnpolential zu. Wird jedoch die Deckschicht /n dick, so wird die Differenz zwischen den Obcrfliichenpotentialen V'/jiind Vi kleiner, und der Kontrast des Ladungsbildes verschlechtert sich.

Aus Fig. 7 ist ferner ersichtlich, dall die Oberflächen potentialdifferen/ Vn- Vm bei der Totalbelichtung stark von der Dicke der isolierenden Deckschicht 3 beeinflußt wird Diese Differenz nimmt mit abnehmender Dicke der Deckschicht zu.

ITt einen ausgezeichneten Kontrast ist es notwendig, eine Oberflächenposeniialdiffereti/ oberhalb 500 Volt zu haben. Ist aber die Dicke der durchscheinenden Isolierschicht größer als 50μιη, so ist es unmöglich, diese Bedingung einzuhalten.

In den vorstehend erwähnten Versuchen ist außerdem auch die Dicke der photoleilfähigen Schicht geändert worden. Hierbei hat sich ergeben, daß gute Ergebnisse dann erhalten werden, wenn die Dicke zwischen 50 und 200 μΐη liegt.

Bei diesen Versuchen wurde die Sekundäraufladung gleichzeitig mit der bildmäßigen Belichtung durchgeführt, es wurde aber auch dann das praktisch gleiche Ergebnis erhalten, wenn die Sekundäraufladung nach der bildmäßigen Belichtung durchgeführt wurde.

Bei bevorzugten Ausführungsformcn des Aufzeichnungsmaterial sind Material und Dicke des Schichtträger·» 1. wie bei der isolierenden Deckschicht 3 gewählt.

Besteht die ai* Schichtträger 1 dienende Isolierschicht aus der gleichen Substanz wie die durchscheinende als Deckschicht 3 dienende Isolierschicht 3, so ist es möglich, beide Seiten des Aufzcichnungsmaterials als bilderzeugende Oberflächen zu verwenden. Die Lebensdauer des Aufzeichnungsmaterial kann in diesen !"allen einfach dadurch erhöht werden, indem beide Oberflächen alternierend benutzt werden.

Die obigen Erläuterungen haben sich auf ein elektrophoiographischcs Aufzeichnungsmaterial bezogen, dessen photolcitfähige Schicht 2 mit einer lichtdurchlässigen isolierenden Deckschicht 3 belegt ist. In l'ig. 8 ist nun die Möglichkeit dargestellt, das elektrostatische latente Ladungsbild im gleichen Prozeß erzeugen zu können, wenn ein Aufzeichnungsmalerial B verwendet wird, das auf beiden Seiten der photoleitfähigen Schicht 2 eine isolierende Schicht 3|6 und 3;6 aufweist, von denen die eine. z. B. die Schicht 3>6. lichtundurchlässig ist. Auf der lichtundurchlässigen Schicht wird dann das Bild erzeugt. Die andere isolierende Schicht (lib) ist transparent, und die Belichtung erfolgt von dieser Seite aus.

Die Primär- und Sekundäraufladuiig des Aufzeichnungsmaterial Serfolgen bevorzugt durch ein Doppelkoronacntladungssystem 5iBund 52B(Y i g. 8 und 9). Sie können aber auch mit Hilfe einer einzelnen Koronaentladevorrichtung 56 und einer Kontaktelektrode 46 erzeugt werden (Fig. 10). auf der das Aufzeichnungsmaterial B liegt und die für einen ausreichenden Lichtdurchtritt im Empfindlichkcitswellcnlängenbereich der photoleitfähigcn Schicht 2 ausgelegt ist. Die bildmäßige Belichtung erfolgt von der Seite der durchscheinenden isolierenden Schicht 3₂6. also von unten her.

Zur wirksameren Aufladung des Aufzeichnungsmaterials wird eine Ladespannung lü deren Vorzeichen dem der Koronaentladung 5b entgegengesetzt ist. an die durchscheinende Elektrode 46 angelegt (Cig. 10). Wennn dabei ausreichend hohe Spannung an die durchscheinende Elektrode 4b gelegt wird, kann der Koronaentladungsdraht H'auf Erde liegen.
l'ig. Ii und 12 zeigen eine eleklrophotographische Vorrichtung zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens. Die Vorlage 126 wird auf eine Glasplatte 116 aufgelegt und von einer Lampe 136 beleuchtet. Das Bild der Vorlage wird auf das elektrophotographische

ίο Aufzeichnungsmaterial B, das Plattenform besitzt, projiziert, und zwar mit Hilfe des optischen Systems Mb, das die Spiegel 146, 156. 166 sowie eine Linse Mb enthält. Das optische System 186 wird von rechts nach links mit konstanter Geschwindigkeit mit Hill·· eines reversiblen Motors A/, einer Transportkette 2Qb längs einer Führungsschiene 196 bewegt. Es projiziert daher die gesamte Ausdehnung der Vorlage 126 nacheinander auf das Aufzeichnungsmaterial B. Eine Lampe 2\b, die für die Toialbclichtung vorgesehen ist, ist gleichfalls am optischen System 186angeordnet.

Ein Aufladcgcrät 230 enthält Koronaentladungscinhcitcn 23</i> und 2366 für die Primär- und Sekundäraufladung. Das Aufladegerät 236 ist für eine Bewegung nach rechts und links auf zwei Schienen 226 des Rahmens 266 parallel zum Aufzeichnungsmaterial B ausgelegt. Ein am Aufladcgerät befestigter Magnet 246 sowie ein am System 186 angeordneter Magnet 256 bilden eine Magnetkupplung. Das Aufladegerät 236 wird daher vom angetriebenen optischen System 186 in

«ι dergleichen Richtung mitgenommen.

Das Ladungsbild wird auf dem Aufzeichnungsmaterial ö entsprechend dem Bild der Vorlage 126 im Wege einer zeitlichen Abtastung mit Hilfe des optischen Systems 186erzeugt, wobei diese Abtastung in Richtung

y< des in Fig. 19 eingezeichneten Pfeiles erfolgt. Hieran schließen sich Bildentwicklung, Übertragung des entwickelten Bildes auf das Bildempfangsmaterial und Reinigung des Aufzcichnungsmaterials B an; dieses erfolgt von außen her.

4» Bei dem Kopiergerät nach Fig. 11 und 12 ist die isolierende Deckschicht des Aufzeichnungsmaterials H im Empfindlichkeitswellenlängenbereich der photoleitfähigcn Schicht undurchlässig gemacht, der gesamte Bilderzeugungsprozeß kann daher im Hellen stattfinden. Dieses erlaubt eine konstruktive Vereinfachung der Vorrichtung und vermeidet spezielle Anforderungen an den Aufstellungsort.

Bei ein«.r bevorzugten Ausführungsform des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials ist die pho-

5" tolcitfähigc Schicht aus zwei oder drei Teilschichten aufgebaut (Fig. 13 bzw. 14). Ist das Aufzeichnungsmaterial auf einer Seite mit einer durchscheinenden isolierenden Schicht 1 versehen, über die die Belichtung erfolgt, dann sind zwei photoleitfähige Teilschichten 2a.

26 vorgesehen, wobei die zur durchscheinenden Isolierschicht benachbarte Teilschicht unter Verwendung feiner Photoleiterpartikeln aufgebaut ist (feinkörnige photoleitfähige Teilschicht), während die zum Träger 3 benachbarte photoleitfähige Teilschicht aus

^hn gröberen Photoleiterpartikeln aufgebaut ist (Fig. 13). Ist das Aufzeichnungsmaterial auf beiden Seiten mit einer durchscheinenden Isolierschicht 1 bzw. 3 versehen (Fig. 14), so sind drei photoleitfähige Tcilschichlcn 2a, 26 und 2c vorgesehen, von denen die beiden äußeren

^hr· feinkörnig sind, während die mittlere grobkörnig ist. Es ist also immer diejenige photoleitfähige Tcilschicht feinkörnig, welche auf der Seite liegt, von der aus die Belichtung erfolgt. Ils ist deshalb möglich. Bilder mit

hoher Auflösung zu erhalten. Wegen der Gegenwart der grobkörnigeren photoleitfahigen Schicht, die bekanntlich die höhere Empfindlichkeit hai, wird auch die Empfindlichkeit des Aufzcichnungsmatcrials hoch. Es laßt sich also sowohl hohe Empfindlichkeit als auch hohes Auflösungsvermögen erzielen. Im Einzelfall können die photoleitfahigen Teilschichten auch aus unterschiedlichen Photoleitersubstanzen aufgebaut sein.

Für den feinkörnigen Photoleiter kann beispielsweise Zinkoxid oder Zinksulfid, ferner Cadmiumoxid-Selen-Verbindungen, verwendet werden, und zwar mit einem mittleren Korndurchmesser kleiner als einige Mikrometer. Besonders gute Ergebnisse werden mit Zinkoxid erwartet. Zinkoxid einer Korngröße kleiner als ein Mikrometer ist leicht erhältlich und billig. Es ist auch möglich, die Empfindlichkeit einfach mit Hilfe von Farbstoffen zu erhöhen. Ferner ist es möglich, mit Cadmiumsulfidpartikeln ausgezeichnete Ergebnisse zu erhalten, insbesondere dann, wenn für die zugeordnete grobkörnige photoleitfähige Teilschicht mit Kupfer od. dgl. aktiviertes Cadmiumselenid verwendet wird. Die Verbindungen sind leicht erhältlich, und die Photoleitfähigkeit liegt bemerkenswert hoch.

Ein besonders gutes Ergebnis erhält man, wenn man Cadmiumsulfid für die grobkörnige Teilschicht und Zinkoxid für die feinkörnige Teilschicht verwendet, wobei die Dicke der zinkoxidhaltigen Teilschicht zwischen 5 und 20 μηι liegt und die der cadmiumsulfidhaltigen Teilschicht zwischen lOund 100 Mikrometer.

Wenn für alle Teilschichten derselbe Photoleiter verwendet wird, dann kann das Aufzeichnungsmaterial besonders wirtschaftlich hergestellt werden. Denn die meisten Photoleiter fallen bei der Herstellung in unterschiedlichen Korngrößen an, es können also für die einzelnen Teilschichten die verschiedenen Korngrößenklassifizierungen verwendet werden, wodurch die Materialausnutzung gut wird. Hierfür kommen vor allem Zinkoxid, Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid in Frage.

Nachstehend sind einige Beispiele angeführt.

Beispiel 1

Mit Kupfer aktivierte Cadmiumsulfid-Kristalle der Korngröße 5—30 μπι wurden durch Sieben in zwei Bestandteile getrennt, wobei die Korngröße des einen unterhalb und die des anderen oberhalb 12 μηι lag. Die groben Partikeln (größer als 12μηι) wurden in Nitrozellulose sorgfältig dispergiert und die Dispersion wurde etwa 70 μίτι stark auf einen Polyesterfilm aufgetragen. Auf diese Beschichtung wurde eine Dispersion des anderen Bestandteils (Korngröße unterhalb 12μιη) in Nitrozellulose etwa 30 μιτι stark aufgetragen. Schließlich wurde auf das Ganze eine 12 μπι starke Polyesterschicht aufgebracht. Das so erhaltene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial entsprach dem in F i g. 27 dargestellten Fall.

Die Oberfläche dieses Aufzeichnungsmaterials (auf der Seite der durchscheinenden Isolierschicht 1) wurde im Hellen einer Koronaentladung von +5 kV ausgesetzt. Anschließend wurde sie im Dunkeln einer Koronaentladung von —5 kV ausgesetzt, und zwar zusammen mit der bildmäßigen Belichtung. Nach der anschließenden Totalbeüchtung wurde ein Positivbild der Vorlage nach Entwicklung mit einem negativen Toner unter Verwendung von Magnetbürsten erhalten.

Als nächstes wurde in der genau gleichen Weise ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt, aber diesmal mit ungesiebtem aktiviertem Cadmiumsulfid der Korngröße ¹J-JO μηι. Außerdem wurde ein Aufzeichnungsmaterial hergestellt, bei dem ausschließlich feinkörniges Cadmiumsulfid (Korngröße kleiner als 12 μηι) verwendet wurde.

Auf diesen Aufzeichnungsmuterialicn wurden Positivbilder in der gleichen Weise erzeugt. Ein Vergleich dieser Bilder mit dem UiId des zuerst erwähnten Aufzeichnungsmaterials ergab, daß das Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial mit den ungesiebten Partikeln nicht sonderlich gut war, während kein Unterschied zwischen den Bildern auf den beiden anderen Aufzeichniingsmaterialen festzustellen war.

Beispiel 2

Entsprechend Fig. 14 wurde ein erstes Aufzeichnungsmaterial in der Weise hergestellt, daß die photoleitfahigen Teilschichten 2;j und 2c durch Filme auf Polyesterbasis einer Dicke von etwa 20 μηι gebildet wurden, während die Teilschicht 2b ein 60 μηι starker Film auf Polyesterbasis war. Die isolierenden Schichten I und 3 waren 12 μπι starke Polyesterfilme. Ein zweites Aufzeichnungsmaterial wurde in der Weise hergestellt, daß zwischen den isolierenden Schichten 1 und 3 eine etwa 100 μιη starke photoleitfähige Schicht aufgebaut wurde, die ausschließlich mit feinkörnigem Cadmiumsulfid einer Korngröße unterhalb 12 μηι präpariert wurde. Ein drittes Aufzeichnungsmaterial wurde schließlich in der Weise hergestellt, daß die photoleitfähige Schicht etwa 100 μιη stark, unter Verwendung einer CdS-Korngröße oberhalb 12 μιτι aufgetragen wurde. Die Vergleichsversuche dieser drei Aufzeichnungsmaterialien fanden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 statt, und es wurde gefunden, daß beim grobkörnigen Cadmiumsulfid das Auflösungsvermögen schlecht war, während in den beiden anderen Fällen das Auflösungsvermögen ausgezeichnet war.

Beispiel 3

10 g Klarlack auf Acrylbasis wurden zu 100 g Cadmiumsulfid, das mit Kupfer aktiviert war, zugegeben. Die Mischung wurde mit Verdünnungsmittel auf Streichfähigkeit gebracht. Anschließend wurde die Mischung gleichmäßig auf einen 12 μιη dicken Polyäthylentherephthalat-Film aufgetragen. Nach Trocknung wurde ein weiterer 12μπι dicker Polyäthylentherephthalat-Film auf die Cadmiumsulfidoberfläche aufgeklebt, um das Aufzeichnungsmaterial fertigzustellen.

Als nächstes wurde das Aufzeichnungsmaterial einer Doppelkoronaentladung ausgesetzt, und zwar mit +6 kV auf der einen und mit —6 kV auf der anderen Seite als die Primäraufladung. Anschließend wurde etwa '/2 Sekunde lang mit einer 10 Lux Wolframlampe bildmäßig belichtet, wobei gleichzeitig die Sekundäraufladung durchgeführt wurde, und zwar durch Umpolen der beiden Koronaentladungen. Das Aufzeichnungsmaterial wurde dann ins Helle gebracht und nach der Kaskadenmethode entwickelt. Man erhielt ein ausgezeichnetes Bild, und zwar auf der einen Seite ein Positivbild und auf der anderen Seite ein Negativbild.

Beispiel 4

Ein 12 μιη starker Poiyäthylentherephthalatfilm als Schichtträger wurde auf eine mit Papier hinterlegte AluminiumfoHenelektrode aufgeklebt. Eine Mischung, bestehend aus Cadmiumsulfid, Zinksulfid. Vinylacetat und Verdünnungsmittel in einem Mischungsverhältnis von 10:2:1:1 wurde hierauf etwa 100μπι stark aufgetragen. Anschließend wurde ein 12 μπι starker

Polyäthylentherephthalaifilm als isolierende Deckschicht aufgeklebt.

Die Elektrode lag an + 1000 V Gleichspannung, und es wurde mit 50 Lux bestrahlt. Anschließend wurde die Platte einer Koronaentladung von -6 kV Gleichspannung als der Sekundäraufladung ausgesetzt, und /war gleichzeitig mit bildmäßiger Belichtung. Man erhielt ein Ladungsbild mit hohem Kontrast.

In Fig. 15 ist eine Ausführungsform einer Kopiervorrichtung dargestellt, die sich gleichfalls zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens eignet. Fig. 16 und 17 sind Prinzipdarstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise. Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial liegt hier in Form eines endlosen Gutes Is vor und ist auf Rollen 2s und 3s. die bei 5s bzw. 4s ii gelagert sind, geführt.

2s ist die Antriebsrolle, die sich in der dargestellten Pfeilrichtung dreht. Mit Hilfe einer Doppelkoronaentladungsvorrichtung 7s und 8s wird eine Ladung vorbestimmten Vorzeichens auf den Gurt Is aufgebracht (Primäraufladung). Gleichzeitig wird durch die Koronaentladevorrichtung 8s hindurch der Gurt mit Hilfe einer Lampe 9s bestrahlt, um eine gute Polarisation in der photoleitfähigen Schicht zu erhalten.

Erreicht der Gurt Is die Belichtungsstellung 43s, so wird die Antriebsrolle 2s angehalten und der Gurt Is bleibt stehen.

Als nächstes wird ein als Vorlage dienender Film 44s, der auf Spulen 40s mit Drehachsen 39s geführt sowie vor einer Lampe 41s angeordnet ist, mit Hilfe eines jo Linsengliedes Ls auf den Gurt abgebildet, und zwar über zwei Spiegel 37s und 36s.

Hierbei wird das Ladungsbild auf dem Gurt Is dadurch erzeugt, daß gleichzeitig die Koronaentladungsvorrichtung 8s mit gleichförmiger Geschwindig- J5 keit über den Gurt hinweggezogen wird. Als Antriebsmechanismus hierfür ist ein Band 10s vorgesehen, das auf eine bei 15s gelagerte Trommel 14s in der dargestellten Pfeilrichtung aufgewickelt wird.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Koronaentladungsvorrichtung 8s mit umgekehrtem Vorzeichen gegenüber vorher betrieben (Sekundäraufladung), und zwar erfolgt diese durch eine (nicht dargestellte) Nockensteuerung ander Aufwickeltrommel 14s.

Nach Beendigung des Durchlaufs der Koronaentladevorrichtung 8s wird dieselbe wiederum in die Ausgangsstellung zurückgezogen. Dieses geschieht mit Hilfe der Aufwickeltrommel 10s, die bei Hi gelagert ist, so daß die Koronaentladungsvorrichtung 8s zur Vorbereitung des nächsten Prozesses wieder zur Verfügung steht.

Nach Beendigung dieses Vorgangs wird die Antriebsrolle 2s wieder eingeschaltet. Hierdurch wird der Gurt Is durch eine Lampe 17s totalbelichtet, wodurch ein Ladungsbild mit hohem Kontrast erzeugt wird. Anschließend wird Toner zur Entwicklung auf die Oberfläche mit Hilfe einer magnetischen Bürste 44s' gebürstet. Diese Bürste sitzt in der Entwicklungsstation 20s, in der eine magnetische Folie 18s und ein Entwickler-Behälter 19s vorgesehen sind. Hierdurch wird das sichtbare Tonerbild erzeugt.

Als nächstes wird das auf dem Gurt Is befindliche Tonerbild in Kontakt mit dem Bildempfangsmaterial 25s gebracht, das von einem bei 24s gelagerten Vorratsbehälter 23s abgezogen wird. An der Übertragungsstelle ist eine Andrückrolle 21s vorgesehen, die bei 22s gelagert ist. Die Übertragung des Bildes auf das Bildempfangsmaterial 25s erfolgt mit Hilfe einer Vorspannung oder mit Hilfe von Druck.

Anschließend läuft das das übertragene Tonerbild besitzende Bildempfangsmaterial 25s an einer Fixierstation 26s vorbei, die aus einer Infrarotlampe 27s und einem Reflektor 28s aufgebaut ist. Dort wird das Tonerbild durch Anschmelzen fixiert. Die Kopie 25s wird dann an einer Auslaßöffnung 3lsdes Gehäuses 35s mit Hilfe der bei 20sgelagerten Pollen 30s ausgetragen.

Andererseits wird der Gurt Is selbst zu einer Reinigungsstation 32s bewegt. Hierbei ist eine Reinigungsplatte 33s vorgesehen, die aus elastischem Material, z. B. Gummi, besteht und die Oberfläche des Gurtes Is abreibt. Hierdurch wird das auf der Oberfläche des Gurtes verbliebene Resttonerbild entfernt, so daß der Gurt für die nächste Aufnahme vorbereitet ist. 34s ist ein Sammelbehälter für die bei 33s anfallenden Tonerreste.

13s ist eine Umlenkrolle, die bei 12sgelagert ist. 38s ist die Lichtabschirmung für das Projektionssystem. 6s ist eine Erdungsplatte aus leitendem Material, die zuleich als ebene Führungsfläche für den Gurt Is in der Belichtungsstation 43sdient.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Verfahren zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf einer isolierenden Schicht, bei dem ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial aus einem gegebenenfalls transparenten Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht und einer isolierenden, gegebenenfalls transparenten Deckschicht auf der photoleitfähigen Schicht gleichförmig aufgeladen (Primäraufladung), anschließend bei gleichzeitiger bildmäßiger Belichtung einer Gleichstromkcronaentladung mit zur Polarität der gleichförmigen Aufladung entgegengesetzter Polarität (Sekundäraufladung) augesetzt und die '⁵ phololeitfähige Schicht abschließend total belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einem isolierenden Schichtträger verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, dessen Schichtträger hinsichtlich seiner elektrostatischen Eigenschaften in gleicher Weise wie die isolierende Deckschicht ausgebildet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Primär- und/oder Sekundäraufladung in der Weise durchgeführt werden, daß das Aufzeichnungsmaterial auf beiden Seiten je einer Gleichstromkoronaentladung des entgegengesetzten Vorzeichens ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird dessen das Ladungsbild aufnehmende isolierende Deckschicht, bzw. dessen Deckschicht und Schichtträger in ihrer Schichtdicke so bemessen sind, daß in Abstimmung mit der während der Sekundäraufladung anzulegenden Spannung der Gleichstromkoronaentladung an den belichteten Stellen der das Ladungsbild aufnehmenden Schicht die Sekundäraufladung voJl wirksam *o wird, während an den unbelichtet gebliebenen Stellen keine wesentliche Ladung auf dieser Schicht verbleibt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, dessen Deckschicht und Schichtträger aus Polytetrafluorethylen oder aus Polyäthylenterephthalat bestehen und etwa 10 bis 50 Mikrometer dick sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, dessen photoleitfähige Schicht aus einer Mischung von CdS und einem Bindemittel aufgebaut ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein Vinyichlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat oder eine Polyacrylsäure verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, dessen photoleitfähige Schicht aus einer Mischung von Zinkoxid und einem Bindemittel aufgebaut ist.

9. Verführen na-h Ansp.uch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für das Bindemittel ein Siliconharz M oder eine Mischung von chloriertem Kautschuk oder einem Styrol-Butadien-Mischpolymerisat verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, dessen photoieitfähige Schicht Selentellurid aufweist

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, dessen Deckschicht transparent ist und dessen photoleitfähige Schicht aus zwei Teilschichten (2a, TLb) aufgebaut ist, wobei die dem Schichtträger benachbarte Teilschicht (2a) aus gröberkörnigen Photoleiterpartikeln und die der Deckschicht benachbarte Teilschicht (2tyaus feinerkörnigen Photoleiterpartikeln aufgebaut ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, dessen Schichtträger und Deckschicht transparent ausgebildet sind und dessen photoleitfähige Schicht aus drei Teilschichten (2a, 2b, 2c) aufgebaut ist, wobei die mittlere Teilschicht aus gröberkörnigen Photoleiterpartikeln und die äußeren Teilschichten aus feinerkörnigen Photoleiterpartikeln aufgebaut sind.

13. Elektrophotographisches Kopiergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Primäraufladung zwei Koronaentladungseinrichtungen (7s. Ss) auf verschiedenen Seiten des Aufzeichnungsmaterials angeordnet und gleichzeitig betrieben sind, und daß die eine Koronaentladungseinrichtung (Ss) zur Verwendung für die Sekundäraufladung im umgepolten Zustand ist (F i g. 15—17).