DE1804064A1 - Elektrografisches Verfahren

Info

Description

Claims

DE1804064A1

Publication number: DE1804064A1
Application number: DE19681804064
Authority: DE
Inventors: Koichi Kinoshita
Original assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Current assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Priority date: 1967-10-20
Filing date: 1968-10-19
Publication date: 1969-06-26
Also published as: GB1241439A; US3676117A

Elektrografisch^ Verfahren

(Zusatz zu Patent ..Patentanmeldung P 17 97 243.9;

ί " ■

Die Erfindung "betrifft ein elektrografisches Verfahren, bei dem während eines ersten Verfahrensschrittes ein elektrisches ι

PeId mit vorgewählter Polarität einem lichtempfindlichen Element aufgeprägt wird, das eine Schicht aus fotoleitendem Material und eine dünne durchsichtige, mit der fotoleitenden Schicht fest verbundene Schicht aus hochisolierendem Material enthält, und bei dem dem lichtempfindlichen Element während eines zweiten Verfahrensschritts ein zweites PeId, das eine Komponente mit einer Polarität aufweist, die im Vergleich zu der Polarität des während des ersten Verfahrensschrittes aufgeprägten Feldes entgegengesetzt ist, aufgeprägt und j gleichzeitig damit von einer Seite her ein Lichtbild aufprojiziert wird, so daß auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht ein dem aufprojizierten Lichtbild entsprechendes latentes elektrostatisches Bild entsteht.

j Seit der Entwicklung elektrografischer Verfahren, bei denen lichtempfindliche Elemente verwendet werden, die aus einer fotoleitenden Schicht, z.B. einer aufgedampften Selenschicht, und einer Elektrode (US-Patent 2.297.691) bestehen, hat sich das Hauptinteresse der Pachwelt auf die Erzielung einer optimalen Dicke des lichtempfindlichen Elementes .gerichtet. Insbesondere bei elektrografischen Kopierverfahren, bei denen das lichtempfindliche Element wiederholt verwendet werden muß, sind noch viele Probleme ungelöst, da einerseits die Alterung der lichtempfindlichen Elemente, die durch die hohen Betriebsgeschwindigkeiten und die Hysterese des

QnQQOR / mi ___^

latenten Bildes bedingt ist, stark von der Dicke der licht- ■

empfindlichen Schicht abhängt, und da andererseits die Dicke der lichtempfindlichen Schicht wegen der Herstellungstechnik nicht frei wählbar ist. Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich auch bei Verwendung lichtempfindlicher Elemente, die j zum Schutz der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht und j zur Verhinderung einer Alterung des auf dieser gebildeten j latenten elektrostatischen Bildes eine isolierende Schutzschicht aufweisen.

j Bei dem im genannten US-Patent beschriebenen elektrografischen ι Verfahren werden als lichtempfindliche. Schichten hauptsächlich

aufgedampfte Selenschichten verwendet, die im Dunkeln gleich-ι förmig positiv aufgeladen und dann belichtet werden. Die po-■ sitive Polarität wird deshalb gewählt, weil die Majoritäts- | träger des Selens Löcher sind und deshalb die positive j

Aufladung im Dunkeln erhalten bleibt. Wenn anschließend im ! j Selen durch Licht oder Wärme freie, aus Elektronen und Löchern j bestehende Ladungsträgerpaare gebildet werden, dann können j sich die Löcher frei durch das Selen bewegen, während die j Elektronen aufgrund ihrer im Vergleich zu den Löchern sehr I viel kleineren Beweglichkeit nur kurze Strecken zurücklegen können. Aus diesem Grunde wandern die durch Wärme oder Licht gebildeten freien Löcher unter dem Einfluß der abstoßenden Kräfte zwischen den Löchern und den aufgebrachten Ladungen auch dann zur rückwärtigen Elektrode, wenn die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes im Dunkeln positiv aufgeladen wird. Gleichzeitig besteht eine nur geringe Wahrscheinlichkeit, daß die Elektronen mit der aufgebrachten Ladung rekombinieren, obwohl sie zur Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht wandern können. Aus diesem Grunde bleiben daher die elektrostatischen Ladungen im Dunkeln erhalten. Die durch thermische Anregung erzeugten Löcher werden bei ihrer Wanderung durch die lichtempfindliche Schicht in Verunreinigungsniveaus eingefangen, die durch Defekte im Selenkörper verursacht sind, so daß sich

9 0 θ 8 2 6 / 1 1 3 3 BAD ORIGINAL

eine Art Raumladung bildet. In ähnlicher Weise wandern die durch Lichtanregung gebildeten Löcher der Loch-Elektron-Paare zur rückwärtigen Elektrode und werden dort eingefangen. Gewöhnlich werden, wenn nur eine Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht belichtet wird, die einfallenden Lichtstrahlen auf ihrem Weg durch das lichtempfindliche Element absorbiert, so daß sie die an die rückwärtige Elektrode angrenzenden Bereiche nicht erreichen, was zu einer Raumladung aus einer Vielzahl von Majoritätsträgern in diesem Bereich führt.

Die Gegenwart einer solchen Raumladung führt zu einer Änderung der Ladungsverteilung bei* der nachfolgenden Aufladung und Belichtung. Das beschriebene elektrografische Verfahren läßt sich daher für eine periodische Betriebsweise nur begrenzt anwenden.

Bei lichtempfindlichen Elementen, die auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht zum Schutz derselben noch eine durchsichtige, hochisolierende, fest aufgebrachte Schicht aufweisen, müssen außerdem dickere lichtempfindliche Schichten vorgesehen werden, wodurch das oben beschriebene Verhalten noch gefördert wird. Zur Lösung dieses Problems sind bereits mehrere Methoden vorgeschlagen worden.

Grundsätzlich wird versucht, die durch die eingefangene Ladung bedingte Raumladung durch Rekombination dadurch zu beseitigen, daß von der Elektrode der lichtempfindlichen Schicht her Ladungsträger injiziert werden, die eine im Vergleich zur Raumladung entgegengesetzte Polarität aufweisen. Bei einem aus dem US-Patent 2 901 348 bekannten Verfahren wird dazu ein in besonderer Weise ausgebildetes lichtempfindliches Element verwendet, während bei dem in der US-Patentschrift 3 041 167 vorgeschlagenen Verfahren ein zusätzliches elektrisches PeId angelegt wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß trotz dieser Maßnahmen die Raumladung nicht restlos beseitigt werden kann.

909826/1133

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzuschlagen, durch das die restliche Raumladung, die bei der Mehrfachbenutzung derartiger lichtempfindlicher Elemente einen ernsthaften Nachteil mit sich bringt, vollständig beseitigt wird. Insbesondere soll die Qualität der hergestellten Bilder verbessert werden, die bisher aufgrund der im Innern der fotoleitenden Schicht eingefangenen Ladungen noch nicht, ausreichend ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem eingangs bezeichneten Verfahren das lichtempfindliche Element während, vor oder nach dem Aufprägen des ersten elektrischen Feldes von derjenigen Seite her gleihförmig belichtet wird, die entgegengesetzt zu der Seite liegt, auf die das Lichtbild projiziert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wird die Polarität des aufgeprägten Peldes derart gewählt, daß diejenige Seite des lichtempfindlichen Elementes, die gleichförmig belichtet wird, eine der Polarität der Majoritätsträger des fotoleitendeh Materials entsprechende Polarität annimmt.

Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Villen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. * <

Die I¹Ig. 1 zeigt-perspektiviech ein lichtempfindliches Element·

Die I¹Ig. 2a, 2b und 2c zeigen schematisch aufeinanderfolgende Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.

909826/1133

-5-

Me Pig. 3a bis 3f zeigen schematisch die Iadungsverteilung in einem lichtempfindlichen Element "bei Anwendung der bisherigen elektrografischen Verfahren.

Die Pig. 4a bis 4f zeigen sch ematisch die Ladungsverteilung in einem lichtempfindlichen Element bei Anwendung des erfindungsgemäßen elektrografischen Verfahrens.

Die Pig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 1

In der Pig. 1 ist ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes lichtempfindliches Element dargestellt. Es enthält auf der Rückseite eine Elektrode 1 aus einem durchsichtigen, elektrisch leitenden Material wie z.B. Nesaglas (Warenzeichen), eine durchsichtige Schicht 2, die beispielsweise aus einem Polyesterharz besteht, eine Dicke von beispielsweise 6 Mikron aufweist und fest mit der einen Breitseite der Elektrode 1 verbunden ist, ferner eine lichtempfindliche oder fotoleitende" Schicht 3 aus beispielsweise Selen, die eine Dicke von 70 Mikron aufweist und fest mit der durchsichtigen Harzschicht verbunden ist, und schließlich eine durchsichtige, etwa 4-10 Mikron dicke Schicht 4, die vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Schicht 2 besteht, fest mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 3 verbunden ist und zu ihrem Schutz dient.

Bei Verwendung eines derartigen lichtempfindlichen Elementes wird auf die folgende Weise ein latentes elektrostatisches Bild hergestellt.

Gemäß Pig. 2a werden die Elektrode 1 und eine aus einem dünnen Metalldraht bestehende Koronaelektrode 6 derart an

909826/1133

eine geeignete GIeichspannungsquelle 20 gelegt, daß die Koronaelektrode ein Potential von -6000 V annimmt. Anschließend werden die Koronaelektrode und das' lichtempfindliche Element relativ zueinander bewegt, um die gesamte Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes abzutasten und dabei die Oberfläche der hochisolierenden Schicht 4 negativ aufzuladen. Gleichzeitig damit wird das lichtempfindliche Element etwa 0,5 Sekunden lang mittels einer Lichtquelle 5 durch die ' . durchsichtige Elektrode 1 hindurch mit 20 Lux gleichförmig belichtet. Hierdurch wird der erste Verfahrensschritt abgeschlossen. Bei einer Messung im Dunkeln beträgt das Potential der elektrostatischen Ladung auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht etwa -550 V. Denselben Wert erhält man etwa, wenn die Messung bei Zimmerlicht durchgeführt wird. Im zweiten Verfahrensschritt wird gemäß Pig. 2b die Gleichspannungsquelle 20 umgepolt und das lichtempfindliche Element wie in Pig. 2a durch die Koronaentladung gleichförmig positiv aufgeladen, bis das Potential der Oberfläche der hochisolierenden Schicht etwa +500 V beträgt.

Anschließend wird gemäß Pig. 2c in einem dritten Verfahrensschritt das Lichtbild eines Gegenstandes 21, dessen Helligkeit an den hellen Stellen 10 Lux beträgt, o,5 Sekunden lang auf die hochisolierende Schicht 4 des lichtempfindlichen Elements projiziert, damit auf der Oberfläche der-hochisolierenden Schicht 4 ein latentes elektrostatisches Bild entsteht, dessen Potential an den den dunklen Bereichen des Lichtbildes entsprechenden Stellen +500 V und an den den hellen Bereichen des Lichtbildes entsprechenden Stellen -20 V beträgt. Beim Entwickeln mit einem für elektrografische Verfahren üblichen Entwickler, der beispielsweise aus einem feinen, aufgeladenen Pulver besteht, führt dieses latente elektrostatische Bild zu einem sichtbaren, intensiven Bild. Das latente bzw. entwickelte Bild kann in bekannter Weise im Druckverfahren auf geeignete Aufzeichnungsträger übertragen werden. Nach dem Druck wird das liohtempfindl±he Element

_— _ 1 I

mit einer geeigneten Bürste gereinigt. Unmittelbar darauf werden die beschriebenen Verfahrensschritte wiederholt, ohne daß sich Hysteresiseffekte ergeben, die von dem im vorherigen Betriebszyklus gebildeten latenten Bild herrühren. Die Potentialdifferenz zwischen den den hellen und dunklen Bereichen des Liohtbildes entsprechenden Stellen sind die gleichen wie beim ersten Betriebszyklus, d.h. die Qualität des latenten Bildes nimmt nicht ab.

Wenn dagegen das lichtempfindliche Element während des ersten Verfahrensschrittes nicht durch die durchsichtige Elektrode 1 hindurch, sondern durch die durchsichtige, hochieolierende Schicht 4 hindurch gleichförmig belichtet wird, dann beträgt das Potential an den den dunklen Bereichen des Lichtbildes entsprechenden Stellen des beim ersten Betriebszyklus hergestellten latenten Bildes +500 V, während die zugehörigen, den hellen Bereichen des Lichtbildes entsprechenden Stellen auf +270 V aufgeladen sind. Nach mehreren zehn hintereinander durchgeführten Betriebszyklen beträgt das Potential an den den dunklen Bereichen des lichtbildes, entsprechenden Stellen immer noch +500 V» wohingegen das Potential an den den hellen Bereichen des Lichtbildes entsprechenden Stellen auf +4-80'V angewachsen ist. Durch diese Abnahme der Potentialdifferenz zwlöohen den den hellen und dunklen Bereichen des Lichtbildes entsprechenden Stellen nimmt die Qualität der hergestellten Bilder etark ab. Die Betriebseyklen werden mit einer Normalgeschwindigkeit von 1 Zyklus pro 20 Sekunden wiederholt·

Im folgenden wird ver&uoht, das oben beschriebene, grundsätzlich andere Verhalten des lichtempfindlichen Elementes bei einer gleichförmigen Belichtung von der Rückseite her .anhand einiger Figuren anschaulich zu machen. In den Figuren 3a - 3f ist schematisch die Ladungsvertellung zunächst für den Fall dargestellt, daß beim Herstellen latenter Bilder

909828/1133

das lichtempfindliche Element nicht durch die Elektrode hindurch gleichförmig belichtet wird, sondern daß das Licht gleichförmig auf die Oberfläche des lichtempfindlichen· Elemente projiziert wird.

Die Pig. 3a zeigt den Zustand, der sich nach dem gleichförmigen, negativen Aufladen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes im Dunkeln ergibt. Da nicht belichtet wird, wirkt die lichtempfindliche Schicht als Isolator. Die Pig. 3b zeigt die Ladungsverteilung nach einer gleichförmigen Belichtung des gleichförmig aufgeladenen lichtempfindlichen Elementes durch die hochisolierende Schicht hindurch. Da als lichtempfindliches Material beispielsweise Selen, ein p-leitendes Halbleitermaterial, verwendet ist, ist die Beweglichkeit der Löcher im Selen sehr viel größer als die der Elektronen. Dies hat zur Polge, daß. die Elektronen nicht über größere Strecken wändern können.

Die Selenschicht absorbiert am stärksten Licht mit einer Wellenlänge von etwa 500 bis 600 Millimikron. Außerdem trägt nur das Licht, welches in diesem Absorptionsbereich liegt, zur Lichtleitfähigkeit der Selenschicht bei. Infolgedessen wird das auf die Oberfläche der Selenschicht treffende Lioht vnn den Oberf.lächenbereiöhen, auf die es auf tr if ft, so stark absorbiert, daß seine Intensität zum Schichtinnern , hin schnell abnimmt. Aus diesem Grunde wiederum findet eine Anregung durch Licht hauptsächlich im Oberflächenbereich der Selenschicht statt, während der restliche Teil der Schicht gemäß Pig. 3b als Isolator wirkt. ,

Elektronen-Löcher-Paare, die an den durch Licht angeregten Stellen der Selenschicht gebildet werden, wandern unter dem Einfluß,des vorher durch Aufladung der lichtempfindlichen Schicht aufgeprägten elektrischen Peldes zu entsprechenden Stellen alt entgegengestzter Polarität. Aufgrund des großen

909826/1133

Unterschiedes in den Beweglichkeiten der Elektronen und Löcher sind jedoch die Strecken,' die die Elektro/gn aufgrund der Anziehungskräfte in Sichtung Elektrode zurücklegen, relativ klein. Die Bewegung der Löcher dagegen, die eine große Beweglichkeit aufweisen, wird nur durch die hochisolierende Schicht auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes begrenzt. Aus diesem Grunde werden die Löcher durch Fallenniveaus in der Hähe der Sperrschicht eingefangen, so daß sich eine Ladungsverteilung ergibt, die in Fig. 3b gezeigt ist.

Wenn die Polarität der elektrostatischen Ladung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes im Dunkeln das entgegengesetzte Vorzeichen erhält und wenn die Fallenniveaus für die Ladungen ausreichend tief sind, dann besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür, daß die bei dem Prozess gemäß Fig. 3b eingefangenen Ladungen außer durch Lichtanregung wieder befreit werden können, d.h. es ergibt sich eine Ladungsverteilung gemäß Fig. 3c

Wenn nun das lichtempfindliche Element durch die hochisolierende Schicht hindurch lokal belichtet wird, dann ergibt sich eine Ladungsverteilung, die zu der in Fig. 3b gezeigten Ladungsverteilung gerade entgegengesetzt ist. Die Löcher der durch Belichtung nahe der Oberfläche der Selenschicht gebildeten Elektronen-Löcher-Paare wandern über große Strecken in Richtung der Elektrode 1 und werden ganz in der Mhe dieser Elektrode eingefangen, während die Elektronen in der Mhe der Oberfläche der Selenschicht verbleiben.

In Fig. 3d ist eine solche lokale Änderung der Ladungsverteilung gezeigt. Wie aus Fig. 3d ersichtlich ist, findet bei Belichtung für den Fall, daß die Oberfläche der hochisdierenden Schicht des lichtempfindlichen Elementes positiv geladen ist, eine große Ladungsverschiebung statt, wodurch

909826/1133

das Oberflächenpotential des lichtempfindlionen Elementes in den belichteten Bereichen stark geändert und das latente elektrostatische Bild gebildet wird.

Wenn jedoch die Verfahrensschritte nach Pig. 3a bis 3d wiederholt werdeij, dann findet eine andere Ladungsverteilung statt. In Pig. 3e ist eine Ladungsverteilung gezeigt, die sich bei einem Pig. 3a entsprechenden'Verfahrensschritt des nächsten Betriebszyklus ergibt, wenn diesem ein Be-triebszyklus gemäß Pig. 3a bis 3d vorausgegangen ist. Man erkennt, daß Restladungen zurückbleiben, die von der Aufprojektion des Lichtbildes in vorhergegangenen Betriebszyklen herrühren. Die gezeigte Ladungsverteilung ergibt sich deshalb, weil aufgrund der unterschiedlichen Beweglichkeiten der Majoritäts- und Minoritätstrager eingefangene Ladungen gebildet werden, die nicht leicht wieder befreit, werden können.

Eine derartige Hysterese des gebildeten Bildes macht sich auch bei dem in Pig. 3f dargestellten Verfahrensschritt bemerkbar, welcher dem in Pig. 3d dargestellten Verfahrensschritt entspricht. Infolgedessen entsteht der Eindruck, als sei das im ersten Betriebszyklus hergestellte Bild dem im zweiten Betriebszyklus hergestellten Bild überlagert.

Wenn die eingefangenen Ladungen nicht befreit und infolgedessen im Laufe aufeinanderfolgender Betriebszyklen angesammelt werden, entsteht aufgrund der positiven, normalerweise in der Nähe der Elektrode befindlichen Ladung ein inneres elektrisches PeId, durch das die Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht bei Belichtung nach und nach geringer wird, so daß die Qualität der hergestellten BiHer abnimmt. Diese Nachteile können dadurch vermieden werden, daß das lichtempfindliche Element erfindungsgemäß durch die Elektrode hindurch gleichförmig belichtet wird.

9 098 2 6 /11 3 3 ~~— " ™"

In den Pig. 4a bis 4f ist die Ladungsverteilung im lichtempfindlichen Element jeweils nach Durchführung derjenigen Verfahrensschritte dargestellt, die den in Mg. 3a bis 3f dargestellten Verfahrensschritten entsprechen, wobei allerdings das lichtempfindliche Element während der gleichförmigen Aufladung duroh die Elektrode hindurch gleichförmig belichtet wird.

Während die Pig. 4a der Pig. 3a identisch ist, zeigt die Pig. 4b die Ladungsverteilung für den Pail, daß das lichtempfindliche Element durch die Elektrode hindurch gleichförmig belichtet wird, was durch die Pfeile angedeutet ist. Von überall dort, wo*in der Nähe der rückwärtigen Elektrode aufgrund der Lichtanregung Paare aus freien positiven und freien negativen Ladungen gebildet werden, wandern die positiven Ladungen, deren Beweglichkeit größer ist, über eine relativ große Strecke und werden nahe der oberen Sperrschicht eingefangen. Nach Durchführung der in Pig. 4o und 4d dargestellten Verfahrensschritte, die den in Pig. 3c und 3d dargestellten Verfahrensschritten entsprechen, können die positiven Ladungen, d.h. die Majoritäteträger, bei Belichtung ebenfalls über eine größere Strecke wandern, was zu einer erhöhten Lichtempfindlichkeit bei den verschiedenen Verfahrensschritten führt. Die in den Pig. 4b und 4f gezeigte Ladungsverteilung ist identisch, d.h. es treten keine Hysteresiseffekte auf, weil die während der Herstellung des Bildes im vorangegangenen Betriebszyklus gebildete, eingefangene Ladung durch die gleichförmige Belichtung durch die Elektrode hindurch' befreit worden ist (Pig. 4e und 4f). Aus diesem Grunde besteht selbst dann, wenn die Betriebszyklen viele Male wiederholt werden, keine Gefahr, daß die Bildqualität durch eingefangene Restladungen verschlechtert wird, wie es bei dem anhand der Pig. 3 beschriebenen Verfahren der Pail ist. Mittels der einfachen Maßnahme, das lichtempfindliche Element durch die Elektrode hindurch gleichförmig zu belichten, ist es somit möglich, die Lichtempfindlichkeit beträchtlich zu erhöhen und stabile

909826/1133

latente Bilder zu erhalten, die frei von Hysteresiseffekten sind.

Obgleich in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein lichtempfindliches Element verwendet wird, welches auf beiden Seiten der lichtempfindlichen Schicht eine hochisolierende Schicht aufweist, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch mit anderen lichtempfindlichen Elementen durchführen. Geeignet ist beispielsweise auch ein lichtempfindliches Element, welches zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der durchsichtigen rückwärtigen Elektrode keine Isolierschicht aufweist.

Beispiel 2

Ein lichtempfindliches Element wird dadurch hergestellt, daß auf die eine Oberfläche einer leitenden Glasplatte bei normalen Temperaturen eine etwa 70 Mikron dicke, lichtempfindliche Selenschicht aufgedampft und auf diese eine etwa 6 Mikron dicke Schicht aus einem Polyesterharz fest aufgebracht wird.

Unter Verwendung dieses lichtempfindlichen Elementes werden die gleichen Schritte des elektrografischen Verfahrens durchgeführt, die im Beispiel 1 beschrieben sind. Wenn das lichtempfindliche Element während der Aufprägung des ersten elektrischen Feldes gleichzeitig durch die Elektrode hindurch gleichförmig belichtet wird, dann erhält man· ein latentes elektrostatisches Bild, dessen Potential an den den dunklen Bereichen des Lichtbildes entsprechenden Stellen +450 V beträgt. Selbst wenn man den Betriebszyklus mehrere hundert mal wiederholt, erhält man die gleichen guten Ergebnisse, d.h. es ergeben sich keinerlei Hysteresiseffekte, die von dem im vorangegangenen Betriebszyklus hergestellten Bildern herrühren. Wenn man Jedoch, wie in Beispiel 1 be-' schrieben ist, das lichtempfindliche Element während der

—^: 909826/1 133 "

Aufprägung des ersten Feldes durch die obere hochisolierende Schicht hindurch gleichförmig belichtet, dann tre-fen starke Hysteresiseffekte auf, bis schließlich die Herstellung latenter Bilder völlig unmöglich ist.

Bei dem in Beispiel 2 verwendeten ljdrfcempfindlichen Element findet zwischen der Elektrode und der lichtempfindlichen Schicht ein Ladungsträgertransport statt, da sich beide in direkter Berührung befinden. An sich sollte man sowohl aus der Art und Weise, wie die eingefangenen Ladungen gebildet werden, als auch aus der Annahme, daß Ladungsträger von der Elektrode injiziert werden, den Schluß ziehen, daß sich bei Durchführung der in Beispiel 1 und:·;2 beschriebenen Verfahren gewisse Unterschiede ergeben. Es hat sich jedoch unerwarteterweise gezeigt, daß man im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erhält. Obgleich hierfür noch keine exakte Erklärung gegeben werden kann, wird angenommen, daß selbst in Abwesenheit der Sperrschicht ein Widerstand zwischen der Selenschicht und der Elektrode vorhanden ist, der ausreichend hoch ist, um einen leichten [ Übergang von Ladungsträgern im Dunkeln zu ermöglichen, ' wodurch eine leichte Injektion von Ladungsträgern bei Belichtung sichergestellt ist. Wenn es richtig ist, daß ί dieser Wider staid vorhanden ist und sich sein Widerstands-

wert bei Belichtung ändert, dann würde daraus auch folgen, daß die gleiche Erklärung auf beide Ausfüfarungsbeispiele zutrifft, gleichgültig,ob die Sperrschicht vorhanden ist oder nicht.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung irgendeines bei

j sonderen Materials oder eine spezielle Bauweise des in den ! Beispielen 1 und 2 beschriebenen lichtempfindlichen Elementes beschränkt. Die lichtempfindliche Schicht kann beispielsweise aus irgendeinem anorganischen Halbleitermaterial wie CdSe, CdS, ZnO, ZnS, (ZnCd) S, PbS, PbO usw. oder aus

90982 6/113 3

irgendeinem organischen Halbleitermaterial wie Anthracen, Anthrachinon, Polyvinylcarbazol und dergleichen hergestellt werden. Die lichtempfindliche Schicht kann durch Aufdampfen oder auf andere Weise aufgebracht werden. Beispielsweise kann sie unter Verwendung eines geeigneten Bindemittels oder dadurch hergestellt werden, daß das gewählte Halbleitermaterial chemisch auf eine Unterlage aufgebracht wird. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich außerdem alle diejenigen fotoleitenden Materialien, die lichtempfindlich sind und Fallenniveaus zum Einfangen von elektrischen Ladungen aufweisen.

In der Pig. 5 ist schematisch eine Vorrichtung gezeigt, mit der das erfindungsgemäße elektrografische Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden kann. Sie v/eist eine lichtempfindliche Trommel auf, um die bzw. in der eine Quelle 5 für gleichförmiges Licht, eine negative Koronaelektrode 6, eine positive Koronaelektrode 7, ein optisches System"8 zum Aufprojizieren des Lichtbildes eines Gegenstandes 9, eine Magnetbürste 10 zum Entwickeln, eine Druckwalze 12 und eine Eeinigungsbürste 11 angeordnet sind. Die lichtempfindliche Trommel kann aus einem lichtempfindlichen Element bestehen, das die gleiche Schichtenfolge wie das in Pig. 1 gezeigte lichtempfindliche Element aufweist und eine Elektrode 1 aus einem leitenden Glas, hochisolierende Schichten 2 und 4 und eine zwischen beiden befindliche lichtempfindliche Schicht 3 enthält. Obgleich das optische System 8 in Umfangsrichtung der Trommel von der positiven Koronaelektrode 7 beabstandet ist, kann die Koronaelektrode auch derart ausgebildet sein, daß das Lichtbild 9 durch sie hindurch auf das lichtempfindliche Element projiziert wird. In diesem Falle ist es leicht möglich, das Lichtbild aufzuprojizieren und gleichzeitig das zweite elektrische Feld aufzuprägen. Die Polarität der Koronaelektroden 6 und 7 kann dem Einzelfall angepaßt v/erden.

90982 6/1133

Man erhält beispielsweise im wesentlichen die gleichen Ergebnisse, wenn als zweites Feld ein Wechselfeld aufgeprägt wird. Dies liegt daran, daß während derjenigen Halbzyklen des Wechselfeldes, die die gleiche Polarität wie das zuerst aufgeprägte PeId aufweisen, die Ladungsverteilung nicht verändert wird, d.h. nur die Halbzyklen mit der im Verhältnis zum ersten Teil entgegengesetzten Polarität tragen zur Herstellung des Bildes bei. Aus diesem Grunde kann als zweites PeId ein reines Gleichfeld, ein pulsierendes Gleichfeld oder ein Wechselfeld aufgeprägt werden, solange nur in diesen Federn Komponenten mit einer im Vergleich^zum ersten PeId entgegengesetzten Polarität enthalten sind.

Aus den obigen Beispielen ergibt sich, daß die Qualität der Bilder ausgezeichnet ist, wenn die Polaritäten der während des ersten und zweiten Verfahrensschrittes aufgeprägten PeIder derart gewählt werden, daß die Majoritätsträger während dieser Schritte im Halbleitermaterial eine große Strecke zurücklegen können. Bis zu einem gewissen Grade können jedoch auch bei umgekehrter Polarität latente Bilder hergestellt werden. Insbesondere dann, wenn die Elektrode in direkter Berührung mit der lichtempfindlichen Schicht ist, d.h. wenn sich zwischen ihnen keine Sperrschicht befindet, weisen die Bilder eine relativ gute Qualität auf. Zum Verständnis dieser Tatsache muß man wiederum die Möglichkeit einer Ladungsträgerinjektion in .Betracht ziehen.

Die in den beschriebenen Ausführungsbeispielen fest mit dem lichtempfindlichen Element verbundene Elektrode ist nur eines von vielen Mitteln, mit deren Hilfe dem lichtempfindlichen Element ein elektrisches Feld aufgeprägt werden kann. Es ist beispielsweise auch möglich, eine lösbar mit dem lieht-

909826/1133

empfindlichen Element verbundene Elektrode zu verwenden. In ähnlicher Weise können anstelle der Koronaelektroden auch lösbar mit dem lichtempfindlichen Element verbundene, durchsichtige Elektroden vorgesehen werden, um die Oberfläche der hochisolierenden Schicht aufzuladen. Schließlich können anstelle eines leitenden Glases auch dünne Metallfolien und durchsichtige, leitende Papierschichten oder'dergleichen verwendet v/erden.

Da die gleichförmige Belichtung des lichtempfindlichen Elementes von derjenigen Seite her, die entgegengesetzt zu der Seite liegt, auf die das Lichtbild projiziert wird, zu dem Zweck vorgenommen wird, eine Bewegung der. Ladungsträger über größere Strecken zu erreichen, ist das er- ' zielte Ergebnis unabhängig davon,ob das lichtempfindliche Element während oder nach der Aufprägun/j des ersten Feldes gleichförmig belichtet wird. Selbst wenn das lichtempfindliche Element vor der Aufprägung des ersten Feldes belichtet wird, erhält man. vergleichbare Ergebnisse, was auf die Persistenz der Fotoleitfähigkeit zurückzuführen ist, die allen Fotoleitern eigen ist. Die gleichförmige Belichtung kann daher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren während, vor oder nach der Aufprägung des ersten elektrischen Feldes vorgenommen werden.

909826/1133

To-kyo -To/ Japan

Katsuragawa

Patentansprüche

1. Eiektrografiseh.es Verfahren, bei dem während eines ersten Verfahrensschrittes ein elektrisches JeId mit

j vorgewählter Polarität einem lichtempfindlichen Element

! aufgeprägt wird, das eine Schicht aus fotoleitendem

]" Material und eine dünne durchsichtige, mit der foto-

I leitenden Schicht fest verbundene Schicht aus hoch-

: isolierendem Material enthält, und bei dem dem licht-

I empfindlichen Element während eines zweiten Verfahrens-

\ Schritts ein zweites Feld, das eine Komponente mit

i einer Polarität aufweist, die im Vergleich zu der PoIa-

1 rität des während des ersten Verfahrensschrittes aufge-

! prägten Feldes entgegengesetzt ist, aufgeprägt und

¹ gleichzeitig damit von einer Seite her ein Lichtbild

auf projiziert wird, so daß auf der Oberfläche der hochj isolierenden Schicht ein dem aufprojizierten Lichtbild

I entsprechendes latentes elektrostatisches Bild entsteht, ⁵ dadurch gekennzeichnet, daß das ; lichtempfindliche Element während, vor oder nach dem f Aufprägen des ersten elektrischen Feldes von derjenigen ^? Seite her gleichförmig belichtet wird, die entgegengesetzt zu der Seite liegt, auf die das Lichtbild projiziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei c k η e t, daß die Polarität des aufgeprägten Feldes t derart gewählt wird, daß diejenige Seite des lichtempfind-I liehen Elementes, die gleichförmig belichtet wird, eine

der Polarität der Majoritätsträger des fotoleitenden Materials : entsprechende Polarität annimmt.

909826/1133

8AD ORIGINAL

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß ein lichtempfindliches Element verwendet wird, das auf der der hochisolierenden Schicht entgegengesetzten Seite eine durchsichtige Elektrode aufweist, und daß das lichtempfindliche Element durch diese durchsichtige Elektrode hindurch gleichförmig belichtet wird.

909826/1 133

-49-

Leerieite