DE1910392B2 - Verfahren zum bildmaessigen aufladen eines isolierenden aufzeichnungsmaterials und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum bildmäßigen Aufladen eines auf einer elektrisch leitenden Schicht angeordneten isolierenden Aufzeichnungsmaterials unter Verwendung eines ein Ladungsbild tragenden, fotoleitfähigen Steuergitters zur bildmäßigen Modulation eines auf das Aufzeichnungsmaterial gerichteten Koronaionenstromes sowie eine Vorrichtung, mit der ein derartiges Verfahren durchgeführt werden kann.

Aus der französischen Patentschrift 14 77 379 ist ein derartiges Verfahren bekannt, bei welchem es erforderlich ist, daß ein Gitter aus einem leitenden Material, das mit einem Fotoleiter beschichtet ist, mit dem zu reproduzierenden Bild belichtet wird zur gleichen Zeit, wenn auch das unentwickelte Ladungsbild auf dem Bildträger gebildet wird. Dies ist deswegen nötig, weil die Sperrwirkung des Gitters durch einen leitenden Bereich des fotoleitfähigen Mediums hervorgerufen wird, der im wahrsten Sinne des Wortes die sich dem Schirm in den relativ hellen Zonen des Bildes nähernden Ionen einfängt. Es ist also nötig, im Betrieb der bekannten Einrichtung diejenigen Bereiche des Bildgitters, die den relativ hellen Zonen des zu reproduzierenden Bildes entsprechen, während der Zeit, in der das Ladungsbild auf den Druckträger übertragen wird, leitfähig zu halten.

Zwar ist für eine spezielle Ausführungsform eines Gerätes zur Durchführung des bekannten Verfahrens gesagt, das Aufladen und das Erzeugen des Bildes können auch nacheinander erfolgen, wenn der Fotoleiter aus einem Material besteht, das eine starke Leitfähigkeitsträgheit besitzt, wodurch die relativ hellen Bereiche des Bildes noch einige Zeit leitfähig bleiben und in diesen Zonen die Ionen einfangen können. Dies entspricht jedoch in seinem Wesen der gleichzeitigen Belichtung und Ladungsübertragung, denn auch in diesem Fall wird während der Ladungsübertragung ein leitfähiges Bild benötigt.

Eine derartige Gestaltung ist jedoch insbesondere unbrauchbar für die Herstellung von Mehrfachkopien, zu welchem Zweck bei dem bekannten Verfahren zwei Gitter verwendet werden, die durch einen Abstand voneinander getrennt sind. Auch in einer weiteren bekannten Vorrichtung nach der britischen Patentschrift 10 34 009 wird zur Steuerung eines Stromes geladener Teilchen ein ein Leitfähigkeitsbild aufweisendes Steuergitter verwendet. Bei einem derartigen Steuergitter werden die geladenen Partikeln durch die Anziehung auf die leitenden Zonen abgelockt, was zwangsläufig ein nicht geringes Übergreifen derartiger Zonen auf Nachbarbereiche mit sich bringt, so daß eine sehr feinrasterige Zeichnung nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein an sich aus dem Stand der Technik bekanntes Steuergitter so zu verwenden, daß auf dem Gitter ein Ladungsbild erzeugt wird, das keine auf Nachbarbereiche übergreifende Auswirkung hat, obgleich es selbst präzis zu zeichnen in der Lage ist, und das darüber hinaus zur Herstellung von Mehrfachkopien guter Qualität geeignet ist.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß ein an sich bekanntes, elektrisch leitendes, einseitig mit einer fotoleitfähigen Schicht beschichtetes Steuergitter verwendet wird und daß das Steuergitter entweder mit der Leiterseite der Ionenquelle zugewendet angeordnet wird, wobei die Ionenquelle die gleiche Polarität wie das Ladungsbild aufweist und der Leiter des Steuergitters auf einem Potential gehalten wird, das zwischen dem maximalen Potential des Ladungsbildes und dem der das Aufzeichnungsmaterial tragenden, elektrisch leitenden Schicht liegt, oder das Steuergitter mit der Leiterseite dem Aufzeichnungsmaterial zugewendet angeordnet wird, wobei die Ionenquelle die entgegengesetzte Polarität zu dem Ladungsbild aufweist und der Leiter des Steuergitters auf einem Potential gehalten wird, das zwischen dem maximalen Potential des des Ladungsbildes und dem der Ionenquelle liegt.

Diese Verwendung hat neben der Lösung der obengenannten Aufgabe noch den wesentlichen Vorteil, daß durch die Verwendung des Steuergitters in Verbindung mit einem Verfahren zur bildmäßigen Aufladung eines Aufzeichnungsmaterials mittels eines Koronaionenstromes das Gitter nicht von Druckfarben-

verschmutzt werden kann, was für die eines sauberen Rasterbildes besonders

htig >^st· D'^e Herstellung eines Ladungsbildes "'weder unmittelbar auf dem Aufzeichnungsmaterial ^er auf einem ebenfalls als Gitter abgebildeten Twischenbildträger erfolgt durch Übertragung von Ionen im elektrostatischen Feld durch das infolge der bildmäßigen Ladungsverteilung örtlich differenziert cnerrende Gitterraster hindurch.

Es ist im Sinne der Erfindung vorteilhaft, wenn das Steuergitter zwischen dem Leitergitter und der darauf befindlichen Schicht des fotoleitfähigen Materials eine kongruente Schicht eines hochohmigen Isolators aufweist. Es kann aber auch die das Leitergitter einseitig überdeckende kongruente Gitterschicht aus fotoleitfähieer-i Material auf ihren freiliegenden Flächen von einer Schutzschicht gegen mechanische Beschädigung vollständig überdeckt sein, wobei selbstverständlich dafür Sorge zu tragen ist, daß die Dicke dieser Schutzschicht so bemessen ist, daß sie auf die Anwendung des Steuergitters in der erfindungsgemäßen Weise keinen Einfluß hat.

Schließlich kann das aus kongruenten Lagen des Leitergitters und eines Isolators bestehende Steuergit Öffnungen 25 im Steuergitter, durch die die ionen 20 hindurchtreten-können, durchsetzen also die kongruenten Gitterschichten aus Isoliermateria! und Leiterwerkstoff. Das Leitergitter 23 ist über einen elektrischen Anschlußkontakt 31 und eine Zuleitung 33 an ein Potential gelegt, z. B. auf Massepotential oder sonst ein gewünschtes Potential, auf dem es während der konstanten Aufladevorgangs des Steuergitters, des anschließenden bildmäßigen Belichtens und/oder des lonenbeschusses gehalten werden kann. Es stellt sich dann beim Aufladen des Steuergitters eine Ladungsaufteiiung an der isolierenden Schicht des Steuergitters ein, wie dies in der F i g. 2 angedeutet ist, wobei jedoch äußerlich gesehen die Gesamtladung des Gitters scheinbar Null ist und das Gitter in geringem Abstand bereits keinen Einfluß mehr durch Ladungsfelder auf seine Umgebung ausübt.

Das Aufladen in der in F i g. 2 gezeigten Form wird ermöglicht durch die Leitergitterschicht. Das Aufladen der lsolatorgitteroberfläche erfolgt mit Hilfe einer Koronaladeeinrichtung oder dergleichen. Das Leitergitter wird dabei auf festem Potential (z, B. Masse) gehalten, so daß die auf die Isolatoroberfläche aufgebrachte L adung eine gleich große Ladungsmenge

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Ausnahme der dem Isolatorgitter abgewandten 25 entgegengesetzten" Vorzeichens zur Trennschicht zwi-Seite des Leitergitters von einer bezüglich der sehen Isolator und Leiter anziehen kann. Isolatorschicht dünnen Schicht des fotoleitfähigen Die Sperrwirkung wird durch die Randfelder Materials überzogen sein. < j—^:.—

In der nun folgenden Beschreibung wird anhand von Darstellungen in den Zeichnungen das erfindungsgemäße Verfahren sowie dessen Einsatz in Verbindung mit elektrostatisch arbeitenden Fotokopiergeräten im einzelnen erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des bei der Erfindung verwendeten Steuer-

gitters;
F i g. 2 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung aus

Fig. 2,

Fig.3a einen schematisierten Schnitt durch ein Lauui,_6aiu,.,.. —>...- „

fotoleitfähiges Steuergitter zur Verwendung bei der ₄₀ der positiv geladenen Seite des Steuergitters nähern Erfindung in einer abgewandelten Gestaltung, Das Sperrfeld ist in der Mitte jedes Loches

F i g. 3b die gleiche Darstellung einer wieder anderen ■·..-.., , „ _r.

Abwandlungsform des Steuergitters,

F i g. 3c eine abermals abgewandelte Ausführungsform des Steuergitters in gleicher Darstellung,

Fig.4 schematisch ein elektrostatisch unter Anwendung der Erfindung arbeitendes Kopiergerät,

F i g. 5 eine andere Ausführungsform eines elektrostatisch nach der Erfindung arbeitenden Kopiergerätes für Positivabbildungen, 5c

F i g. 5a ein wiederum anderes Gerät für Positivabbildungen,

F i g. 6 ein dem Gerät aus der F i g. 5 vergleichbares Gerät, bei dem jedoch andere Polaritäten eingesetzt werden,

Fig. 7a und 7b Ausschnitte aus den Steuergittern an den in F i g. 8 entsprechend gekennzeichneten Stellen,

F i g. 8 ein Gerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Zwischenträger,

F i g. 8a und 8b Ausschnitte aus den Steuergittern an den entsprechend gekennzeichneten Stellen in der Fig. 9.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine spezielle Ausbildung, die in dem Verfahren nach der Erfindung eingesetzt wird. Das Steuergitter, welches einen ionenstrom 20 zu steuern hat, besteht aus einer Gitterfläche 21 aus gewöhnlichem Isoliermaterial, das mit einem kongruentpn Leitereitter 23 bedeckt ist Die Löcher oder

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sehen Isolator und Leiter anziehen kann.

Die Sperrwirkung wird durch die Randfelder hervorgerufen, die sich innerhalb der Löcher des Gitters ausbilden. Dabei orientiert man die Richtung dieser Randfelder derart, daß sie den Durchtritt des Ionenstroms behindern oder gar sperren. Die elektrischen Feldlinien innerhalb der Löcher sind also derart gerichtet, daß sie die geladenen Ionen 20 an den Rand der Löcher gelangen lassen, wo sie aufgefangen und von der Leiterschicht 23 entladen werden. Sind die Ionen 20 positiv geladen, so wird die Aufladung des Gitters derart vorgenommen, daß sich die geladenen Teilchen zunächst der negativen Ladungsseite nähern. Negative Ladungsteilchen müssen sich dann umgekehrt zunächst

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schwächsten, wobei die Stärke des Sperrfeldes von der Stärke der Aufladung und außerdem vom Verhältnis von Dicke der Isolatorschicht des Steuergitters zum Lochdurchmessers (Ti/D) abhängt. Ein großes Verhältnis Ti/D und eine große Ladungsmenge ergeben sehr wirksame Abschirmung. Weitere Einflußgrößen sind die Stärke des Beschleunigungsfeldes und die Ladung des Aufzeichnungsmaterials sowie des Abstandes vom

50 Gitter.

Eine wirksame Steuerung des Ladungsträgerstroms mit Hilfe des Steuerfeldes im Gitter erfordert einerseits eine hohe Ladungsdichtung und andererseits eine genügende Isolatorschichtdicke. Die Zahl der fotoleitfä-

55 higen Stoffe, die als Isolatorschicht verwendbar sind, ist aus diesem Grunde beschränkt, läßt sich jedoch durch spezielle Ausbildung des Steuergitters erweitern. Ha beispielsweise das verwendete fotoleitfähige Materia 101 eine niedrige dielektrische Festigkeit, wodurch di<

60 Trennung der Ladung, die es tragen kann, nur begrenz ist, so läßt sich, wie in F i g. 3a gezeigt, dies durch eim dünne Zwischenschicht 103 aus einem Werkstoff voi hoher dielektrischer Festigkeit, die nicht fotoleitfähi, sein muß, verbessern. Die isolierende Zwischenschich bedeckt also das Leitergitter 105 und sorgt so fü ausreichend gute Isolation.

Weiterhin ist es möglich, geringe mechanisch Festigkeit des fotoleitfähigen Materials auf dei

Steuergitter dadurch unschädlich zu machen, daß das fotoleitfähige Material auf seinen frei liegenden Flächen von einer Schutzschicht 107 gegen mechanische Beschädigung überdeckt wird, wie es die F i g. 3b zeigt.

Sollen fotoleitfähige Werkstoffe verwendet werden, die nicht in Schichten aufgebaut werden können, welche eine Ladungstrennung in der oben beschriebenen Weise zulassen, so kann das Isolierschichtgitter aus irgendeinem guten Isoliermaterial aufgebaut werden, das dann, möglicherweise gemeinsam mit dem Leitergitter innerhalb der Gitteröffnungen und auf der Oberseite des Isolatorgitters durch eine dünnen Schicht 109 des fotoleitfähigen Materials bedeckt wird.

Es versteht sich, daß mit der Stärke der Aufladung und damit der Stärke der in den Gitteröffnungen wirksam werdenden Randfelder entweder eine völlige Sperrung der Gitteröffnungen für den Ionenstrom beliebige Grautonübergänge von Hell auf völlig Dunkel erzielt werden können.

F i g. 4 gibt in schematischer Andeutung den Aufbau eines Gerätes wieder, mit dem auf elektrostatischem Wege Vervielfältigungen oder Kopien von Vorlagen hergestellt werden können. Die gestrichelte Umrandung 49 soll ein lichtdichtes Gehäuse andeuten. Das Steuergitter ist als Band 51 über vier Umlenkwalzen 55 gelegt und kann so in der durch Pfeile angedeuteten Richtung bewegt werden. Bei der dargestellten Vorrichtung ist das Steuergitter 51 mit der fotoleitfähigen Schicht 50 nach außen und der elektrisch leitenden Gitterschicht 52 nach innen über die Walzen 55 gelegt. Es wird zunächst an der Koronaentladungseinrichtung 53 auf seiner gesamten fotoleitfähigen Schicht gleichmäßig aufgeladen, so daß es einen Zustand annimmt, wie er in der F i g. 2 angedeutet ist. Die Koronaeinrichtung 53 wird auf einem negativen Potential £Ί gehalten, so daß die fotoleitfähige Schicht 50 mit negativen Ladungsträgern besprüht wird.

Das aufgeladene Steuergitter wird dann durch Schrittbewegungen zur Belichtungsstation 59 gefördert, wo es mit Hilfe einer bekannten Belichtungseinrichtung 61 entsprechend der zu reproduzierenden Vorlage belichtet wird, was zu einer vollständigen oder teilweisen Entladung gewisser Zonen der fotoleitfähigen Schicht des Steuergitters führt und somit zu einer bildmäßigen Modulierung, da die Leitergitterschicht mit Hilfe einer Tastrolle 66 stets auf Massepotential gehalten wird.

Das latente elektrostatische Bild in Form der modulierten Gitteröffnungsfelder wird bis zu einer Stelle weiterbewegt, an der auf der Leiterseite des Steuergilters sich eine weitere Ionenquelle 63 befindet, die aus einer flächigen Anordnung mehrerer Koronaentladungseinrichtungen 65 besteht. Die Ionenquelle 63 gibt negativ geladene Ionen in Richtung auf das dagegen positive, da geerdete Leitergitter des Steuergitters ab, und entsprechend der Ladungsverteilung in den modulierten Gitteröffnungen können Ionen mehr oder weniger durch das Steuergitter hindurchtreten, wobei sie durch ein Beschleunigerfeld gerichtet und auf ein Aufzeichnungsmaterialblatt 77 gezogen werden, das synchron mit dem latenten elektrostatischen Bild auf einem Leiterband 57 vorangefördert wird.

Das Potential Ei der Koronaentladungseinrichtungen 65 ist so gewählt, daß negativ geladene Ionen in Richtung auf das Steuergitter beschleunigt werden und damit an den einander zugewandten Seiten entgegengesetzte Ladungen vorhanden sind, wodurch die negativ geladenen Ionen angezogen werden. Die Höhe des Potentials £3 beträgt etwa 8 000 V Gleichspannung.

Das Belichten und die Übertragung der Ladungsträger erfolgt vorzugsweise mit intermittierend bewegten Gitter- und Trägerbändern 51 bzw. 57, kann jedoch auch in kontinuierlichem Betrieb durchgeführt werden, wenn die Vorlage zeilenmäßig synchronisiert abgetastet wird. Die Einrichtung gemäß F i g. 4 ist vorzugsweise mit isolierten Papier- oder Aufzeichnungsmaterialförderbändern 57 und 67 ausgestattet, welche voneinander durch einen Abstandskörper 69 getrennt sind, wodurch die Möglichkeit besteht, die Förderbänder 57 und 67 auf verschiedenes Potential aufzuladen. Mit einer Spannungsquelle £3 wird das Förderband 57 auf ein einstellbares positives Potential zwischen 1 und 3000 V aufgeladen, wobei das Förderband gitterartig auf seinem Leitermaterial gestaltet sein kann und über isolierende Rollen 71, 73 geführt ist. Die mechanische Halterung des Aufzeichnungsmaterials 77 auf dem Förderband 57 wird hier nicht näher beschrieben. Die Spannungsübertragung von der einstellbaren Gleichspannungsquelle £3 erfolgt mit einer Abtriebsrolle 75, wobei die Spannungseinstellung zum Zwecke der Anpassung an die Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit und sonstige Einflußgrößen vorgenommen wird, um auf die Feldverteilung im Spalt 81 zwischen dem Steuergitter und dem Aufzeichnungsträger einen Einfluß nehmen zu können.

Nachdem das Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 77 aus nicht leitendem Material erzeugt ist, wird dieses an das Förderband 67 weitergegeben, wo das Entwickeln mit auf ein positives Potential £t aufgeladenen Tonerpartikeln erfolgt, die mit einer Walzenbürste 83 aus einem Behälter 85 aufgewirbelt werden. Auch der Tonerbehälter selbst kann mit Hilfe einer Spannungsquelle auf ein positives Potential £5 aufgeladen werden, was zur Verstärkung eines auf das Aufzeichnungsmaterial hin gerichteten Feldes von Vorteil ist. Das Förderband 67 läuft über isolierende Walzen 91 und 93, ist leitend und wird auf ein negatives Potential E₆ mit Hilfe einer Tastrolle 89 aufgeladen. Für die genannten Spannungsquellen sind Spannungen im Bereich von 600 bis 1000 V üblich.
Das Fixieren des mit Tonerpartikeln entwickelten
Ladungsbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 77 erfolgt in üblicher Weise mit einer Heizeinrichtung 95, und im Anschluß daran wird das mit der Kopie versehene Aufzeichnungsmaterial über einen Abhebdeckel 97 vom Förderband 67 abgenommen und mittels eines Förderers 98 aus dem Gerät heraustransportiert. Weitere Hilfsmittel wie Reinigungseinrichtungen und dergleichen sind allgemein üblich und werden hier nicht weiter erwähnt.

In der F i g. 5 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Kopiervorrichtung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren benutzt wird, dargestellt, bei dem das Belichten und der bildmäßige Aufbau des latenten Ladungsbildes mit Hilfe geladener Teilchen gleichzeitig erfolgt. Es ist mit der Vorrichtung jedoch auch möglich eine Blitzbelichtung kurz vor dem lonenbeschuD durchzuführen, wenn als fotoleitfähige Substanz Cadmiumsulfid oder Zinksulfid verwendet wird. Die Fotoleiterschicht 50' ist im vorliegenden Fall auf dei Innenseite des Gitterbandes 51' angeordnet, währenc das Metallgitter 52' sich auf der Außenseite befindet Von einer Koronaeinrichtung 53', die an einei Spannungsquelle E\ liegt, werden negativ geladen« Ionen der Fotoleiterschicht des Gitterbandes 51 zugeführt, das über isolierte Walzenkörper 55' läuft. Da!

negative aufgeladene Gitterband 51' wird an der Stelle 59' mit Hilfe der Belichtungseinrichtung 61' belichtet durch eine durchsichtige lonenabgabevorrichtung 64 hindurch, deren leitende innere Fläche bei 66' geerdet ist. Die Koronaentladungseinrichtungen 63' der Ionenabgabevorrichtung liegen im vorliegenden Fall an der positiven Spannungsquelle £2'.

Es werden positive Ionen in Richtung auf das negativ geladene Leitergitter 50' beschleunigt, und sie treten an Stellen, an denen die Randfelder in den Gitteröffnungen es erlauben, durch das Steuergitter hindurch und erreichen das Aufzeichnungsmaterial 77', der auf dem Förderband 57 liegt, das mit Hilfe der Spannungsquelle £3' über eine Kontaktrolle 75' auf negatives Potential gebracht wird. Auch bei dieser Vorrichtung kann die Arbeitsweise schrittmäßig oder kontinuierlich bewegt erfolgen, was von der Art der Synchronisation zwischen dem Steuergitter 5Γ und dem Förderband 57 und der Ausführungsform der Belichtungseinrichtung 6Γ abhängt.

Das Entwickeln des latenten Ladungsbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 77' erfolgt dann in bereits beschriebener Weise auf dem danebenliegenden Förderband 67' unter einer Tonerabgabevorrichtung mit Walzenbürste 83', die am negativen Potential £»' liegt, wobei eine Gitterabdeckung 87 des Tonerkastens auf das negative Potential £5' gebracht wird. Fixiert wird im Anschluß an das Entwickeln mit einer Heizvorrichtung 95'. Der zweite Förderer wird auf dem positiven Potential Ed gehalten und mit einer Reinigungsbürste 100 mit Absauger 103 gereinigt, wenn die fertig entwickelte Kopie mit Hilfe eines Abhebekeils 97' abgenommen und auf einen Stapel 105 gelegt wurde. Zur Synchronisierung des Belichtungs- und des Aufladevorgangs dient eine Synchronisiereinrichtung 101.

Ein weiteres Positivkopierverfahren ist mit der Einrichtung gemäß F i g. 5a möglich. Die Darstellung in der F i g. 5a enthält nur den Teil des Geräts mit dem Doppelschicht-Steuergitter, der Belichtungseinrichtung und der Einrichtung für das Aufbringen der Ladungsträger. Die übrigen Teile der Vorrichtung sind gegenüber der Vorrichtung aus F i g. 5 unverändert, wobei sich nun die fotoleitfähige Schicht 50" auf der Innenseite und das Metallgitter 52" auf der Außenseite des Steuergitters 51" befindet. Mit Hilfe der Belichtungseinrichtung 61" wird die Vorlage auf die fotoleitfähige Schicht durch eine transparente Elektrode 106, die auf dem Potential E₈ mit positivem Vorzeichen gehalten wird, projiziert. Das Leitergitter ist mit der Rolle 107 auf Massepotential gehalten. Die Höhe der Spannung £is kann innerhalb eines weiten Bereichs liegen, denn Zweck dieser Spannung ist es lediglich, ein Feld zu erzeugen, durch das Ladungsträger dann, wenn durch Belichtung die Fotoleiterschicht leitend wird, zum Wandern veranlaßt werden. Das bildmäßig erzeugte Ladungsbild ist dann, wenn die Belichtung wieder weggenommen wird, in der dann wieder ihren Isolierzustand einnehmenden Fotoleiterschicht sozusagen eingefangen und kann in diesem Zustand innerhalb des dunklen Gehäuses zur lonisiereinrichtung 63" weiter transportiert werden, deren Aufbau sich von der aus F i g. 5 nicht unterscheidet.

Abhängig von den verwendeten Materialien und insbesondere vom Zusammenwirken der Steuergitterschichten 50" und 52" kann im Fotoleiter 50" ein positive oder eine negative Ladung aufgebaut werden, wo sie dem Licht ausgesetzt wird. Wird z. B. Zinkoxid verwendet als fotoleitfähige Substanz, so ist die Ladung negativ, bei Selen dagegen positiv. Auf jeden Fall aber beseitigt das Ladungsbild, das durch den Lichteinfall hervorgerufen wird, die Randfelder in den Gitteröffnungen nur dort, wo das Licht hingelangt, da nur dort der Fotoleiter leitend wird, so daß die Ladung durch die fotoleitfähige Substanz hindurchbewegt werden können.

Es soll z. B. angenommen werden, daß das Material des Steuergitters so gewählt ist, daß die positiv geladene Transparentelektrode 106 eine Ladungstrennung hervorruft, bei der sich die negative Ladung auf der Innenseite des Steuergitters, daß heiß auf der fotoleitfähigen Substanz ansammelt, wobei dann die positive Ladung auf der gegenüberliegenden Seite anzutreffen ist.

Die Randfelder sind dann in der Richtung von den nach außen liegenden Bereichen der öffnungen zu den nach innen liegenden hin orientiert, also von der Außenseite des Steuergitterbandes 51" in Richtung auf dessen Innenseite. Von der Koronaeinrichtung 63" ausgehende, positiv geladene Ionen unter dem Einfluß der Spannungsquelle £2" können diejenigen Bereiche des Steuergitters durchdringen, die im Belichtungsvorgang kein oder nur ein schwaches Randfeld innerhalb der Gitteröffnungen erhalten haben, während sie dort, wo die Sperrfelder in den Gitteröffnungen stark aufgebaut wurden, am Durchtritt gehindert werden, so daß in der Belichtung dunkle Zonen einen starken Ionenfluß passieren lassen und dies im späteren Entwicklungsvorgang zu einer dichten Besetzung mit Tonerpartikeln und damit zu einer Positivkopie führt.

Die Synchronisiersteuerung 101" kann auch eine Neutralisiervorrichtung 110 schalten, entweder kontinuierlich oder intermittierend, wodurch die Ladung des Steuergitterbandes 51" wieder ausgeglichen werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommt, zeigt die F i g. 6. Die Belichtungseinrichtung 61a liegt bei dieser Vorrichtung wieder innerhalb des Steuergitterbandes 51a, dessen fotoleitfähige Schicht 50a auf der Innenseite und dessen Leiterschicht 52a auf der Außenseite angeordnet sind mit einer Erdungsrolle 110, die auf der leitenden Schicht des Steuergitters abrollt. Mit Hilfe einer Koronaeinrichtung 53a, die negativ durch eine Spannungsquelle Ew vorgespannt ist, wird das Steuergitter auf seiner Fotoleiterseite gleichmäßig aufgeladen. Es läuft über isolierte Walzen 55a zur Belichtungseinrichtung 61a, wo es bildmäßig moduliert wird. Die Koronaeinrichtung 63a wird auf positivem Potential £12 gehalten, während die Abschirmungen 115 an Massepotential liegen, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Das Förderband 57a, das den Aufzeichnungsträger 77a trägt, wird auf einem negativen Potential £13 gehalten mit Hilfe der Kontaktrolle 75a, se daß, beeinflußt vom Beschleunigungsfeld zwischen derr leitfähigen Transportband 57a und der Koronaeinrich· tung 63a und gesteuert vom Steuergitter 51a, da! bildmäßig moduliert ist, auf dem Aufzeichnungsmateria 77a ein positives Ladungsbild entsprechend dei Bildvorlage erzeugt wird.

Die nachgeschalteten Vorgänge des Entwickeins um Fixierens werden mit Hilfe des zweiten Förderbande 67a in der bereits in Verbindung mit F i g. 5 beschriebe nen Weise vorgenommen, weshalb an dieser Stelle nich weiter darauf eingegangen wird. Die einzelnen Teil sind mit den entsprechenden Bezugszeichen gekenr zeichnet.

Bei der Kopiervorrichtung gemäß F i g. 7 ist ein ersu bandförmiges Steuergitter 211 aus fotoleitfähig»

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Schicht 213 und leitender Gitterschicht 215 in der dargestellten Anordnung über Walzen geführt. Eine genaue Darstellung des Steuergitters zeigt die Vergrößerung der Fig.7a, die erkennen läßt, daß die Koronaentladungseinrichtung 217 eine negative Ladung auf der fotoleitfähigen Schicht 213 abgelagert hat. Die Spannung der Potentialquelle E\ beträgt zwischen 2000 und 5000 V oder mehr, während die Leiterschicht des Steuergitters mit einer Kontaktrolle auf Massepotential gehalten wird. Mit einer gewöhnlichen Belichtungseinrichtung 219 wird das Steuergitter 211 über reine Linseneinrichtung 221 bildmäßig moduliert, was sowohl Zeile für Zeile als auch bei intermittierendem Vorschub des Steuergitters in Ganzbildtechnik geschehen kann. Die gestrichelte Linie 225 deutet ein lichtdichtes Gehäuse mit einem Eingabeschlitz für die zu reproduzierende Vorlage 227 an. Nach der Belichtung ist das Steuergitter 211 moduliert, wie in Fig.7 dargestellt. Es wird anschließend an einer weiteren Ionenquelle 231 vorübergeführt, von der negative Ladungsträger ausgehen und die an einer Spannungsquelle Ei liegt. Die Darstellung der F i g. 7a zeigt, daß ein lon 235 im belichteten Bereich, in welchem die ursprünglich bei 217 aufgebrachten Ladungen abgebaut sind, die Gitteröffnung 237 passieren kann, während ein Ion 239, das auf eine Gitteröffnung 341 im nicht belichteten Bereich trifft, von den Öffnungsrandfeldern nicht durchgelassen wird. Ein zweites, gleich wie das Steuergitterband 211 aufgebautes Gitterband 251, das im Bereich der Ionenquelle 231 dem ersten Gitterband 211 gegenüber angeordnet ist und synchron mit diesem geführt wird, wird auf diese Weise durch die durch das erste Gitterband 211 hindurchtretenden, negativ geladenen Ionen bildmäßig aufgeladen wie in Fig.7b dargestellt, in der die fotoleitfähige Schicht mit 253 gekennzeichnet und mit den negativen Ionen beschossen ist, wobei die Leiterschicht 256 des Gitters die Ausbildung der Randfelder in den Gitteröffnungen ermöglicht. Es können dann in den bildmäßig modulierten Bereichen von der Ionenquelle 265, die an negativer Spannung E₃ liegt, ausgehend negative Ionen entsprechend der Darstellung in der F i g. 7b das zweite Steuergitter passieren oder nicht passieren, je nachdem das Ion 257 auf einen nicht geladenen Bereich des aus Leiterschicht 255 und fotoleitfähiger Schicht bestehenden Gitterbandes oder ein Ion 261 auf den geladenen Bereich mit der Öffnung 263 trifft, wobei diese Ionen bildmäßig moduliert auf ein Aufzeichnungsmaterial 267 treffen, der auf einem gewöhnlichen leitenden Förderband 269 liegt und ebenfalls synchron zum zweiten Steuergitter geführt wird.

Die Ionenquelle 265 für negativ geladene Ionen kann auf einem Potential bis zu 8000 V gehalten werden, und sie kann bei Schritttransport der Steuergitter und des Förderbandes auch als flächenmäßige Anordnung mehrerer Koronaentladungseinrichtungen für eine Ganzbildübertragung ausgebildet sein. Das zweite Gitterband wird mit Hilfe einer gewöhnlichen Löscheinrichtung 250 gelöscht, wenn der Übertragungsvorgang beendet ist. Das Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 267 erfolgt wieder in gewöhlicher Weise mit Toner 273 aus einer Entwicklungseinrichtung 271 mit Walzenbürste 275, die am positiven Potential Ea liegt, wonach das Tonerbild dann mit der Fixiereinrichtung 277 fixiert und mit Hilfe eines Abhebelkeils 279 abgehoben wird.

Eine weitere, der soeben beschriebenen Anordnung ίο ähnliche Einrichtungen, in der zwei synchron angetriebene Steuergitterbänder 301 und 325 verwendet werden, ist in der Fig.8 mit den Ausschnittsdarstellungen 8a und Sb gezeigt. Dem mit seiner fotoleitfähigen Schicht 311 nach außen und der Leiterschicht 313 nach innen liegenden Steuergitterband 301 steht eine Beleuchtungseinrichtung 305 innerhalb eines lichtdichten Gehäuses 307 gegenüber, in das über eine öffnung 309 die zu kopierenden Vorlagen eingegeben werden können. Eine Koronaeinrichtung zur gleichmäßigen Aufladung 303 mit negativem Potential E\, liegt eine an Masse liegende Kontaktwalze gegenüber. Ferner ist eine zweite Koronaeinrichtung 319 vorgesehen, die auf dem negativen Potential £2' gehalten wird. Die Möglichkeit des Ionendurchtritts an der Stelle der Koronaeinrichtung 319 zeigt die F i g. 8a.

An der Stelle der Koronaeinrichtung 319 steht dem ersten Steuergitter ein zweites Steuergitter 325 gegenüber mit Leitergitterschicht auf der Innenseite und fotoleitfähiger Gitterschicht auf der Außenseite. Das Leitergitter wird auf Massepotential gehalten.

Im vorliegenden Fall wird das auf das zweite Steuergitter 325 übertragene Ladungsbild dazu benutzt, auf das Aufzeichnungsmaterial 339, das auf einem leitfähigen Förderband 341 liegt, geladene Tonerteilchen bildmäßig aufzubringen. Aus der Tonerquelle 331, in der die Tonerteilchen 333 (Fig. 8b) auf dem negativen Potential Es gehalten werden, treten die Tonerteilchen entsprechend der bildmäßig verteilten Sperrwirkung des Gitters 325 durch dieses hindurch. Mit der Fixiereinrichtung 343 wird das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 339 fixiert und dann aus dem Gerät herausgefördert. Das zweite Gitter wird im Anschluß daran an geeigneter Stelle von Tonerteilchen befreit (nicht eigens dargestellt) und an der Stelle 326 ir gewöhnlicher Weise neutralisiert.

Die Fig.8b läßt erkennen, daß negativ geladene Tonerteilchen 333 die Gitteröffnung 335 im Dunkelbe reich der Vorlage passieren können, während sie irr belichteten Bereich nicht durch die öffnung 33; hindurchgelassen werden, da die Randsperrfelder in dei öffnungen den Durchtritt sperren.

Die Einstellung der jeweiligen Spannungsweite de Potentialquelle ist nicht kritisch. Es lassen sich durcl geeignete Anpassung Umgebungseinflüsse wie Feuch tigkeit der Luft, des Aufzeichnungspapiers oder sonstigi Einflußgrößen berücksichtigen, und es ist nur darauf zi achten, daß keine Ladungsteilchen gesperrte Gitteröff nungen zu durchdringen vermögen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum bildmäßigen Aufladen eines auf einer elektrisch leitenden Schicht angeordneten isolierenden Aufzeichnungsmaterials unter Verwendung eines ein Ladungsbild tragenden, photoleitfähigen Steuergitters zur bildmäßigen Modulation eines auf das Aufzeichnungsmaterial gerichtete Koronaionenstromes, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes elektrisch leitendes, einseitig mit einer photoleitfähigen Schicht beschichtetes Steuergitter verwendet wird und daß das Steuergitter entweder mit der Leiterseite der Ionenquelle zugewendet angeordnet wird, wobei die Ionenquelle i$ die gleiche Polarität wie das Ladungsbild aufweist und der Leiter des Steuergitters auf einem Potential gehalten wird, das zwischen dem maximalen Potential des Ladungsbildes und dem der das Aufzeichnungsmaterial tragenden, elektrisch leitenden Schicht liegt, oder das Steuergitter mit der Leiterseite dem Aufzeichnungsmaterial zugewendet angeordnet wird, wobei die Ionenquelle die entgegengesetzte Polarität zu dem Ladungsbild aufweist und der Leiter des Steuergitters auf einem Potential gehalten wird, das zwischen dem maximalen Potential des Ladungsbildes und dem der Ionenquelle liegt.

2. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter zwischen dem Leitergitter (105) und der darauf befindlichen Schicht (10t) des photoleitfähigen Materials eine kongruente Schicht (103) eines hochohmigen Isolators aufweist.

3. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Leitergitter einseitig überdeckende kongruente Gitterschicht aus photoleitfähigem Material auf ihren freiliegenden Flächen von einer Schutzschicht (107) gegen mechanische Beschädigung vollständig überdeckt ist.

i. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus kongruenten Lagen des Leitergitters und eines Isolators bestehende Steuergitter mit Ausnahme der dem Isolatorgitter abgewandten Seite des Leitergitters von einer bezüglich der Isolatorschicht dünnen Schicht (109) des photoleitfähigen Materials überzogen ist.

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