DE1958677A1

DE1958677A1 - Elektrofotografisches Verfahren mit Polaritaetsumkehr

Info

Publication number: DE1958677A1
Application number: DE19691958677
Authority: DE
Inventors: Wasaburo Ohta; Katsuo Sakai
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1968-11-30
Filing date: 1969-11-22
Publication date: 1970-06-18
Also published as: DE1958677C3; FR2024625A1; GB1294702A; CA929583A; US3677751A; DE1958677B2

Description

DlPL.-ING. WILFRID RAECK

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 . TELEFON (0711) 244003

21. November 1969 / P - R 89 -

KABUSHIKI KAISHA RICOH,

No. 6-3, 1-chome, Nakamagome, Ohta-ku, Tokyo, (Japan)

Elektrofotografisches Verfahren mit Polaritätsumkehr

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrofotografisches Verfahren, bei dem die Kapazitätsänderung und die Ladungsmengenänderung auf einer lichtempfindlichen (fotoleitenden) Schicht aufgrund einer Belichtung kombiniert werden, um die Polarität des Oberflächenpotentials umzukehren.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 schematisch Verfahrensschritte und zeitliche Veränderungen des Oberflächenpotentials für zwei bekannte elektrofotografische Verfallen,

Fig. j5 bis 5 Verfahrensschritte sowie zeitliche Veränderungen des Oberflächenpotentials zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung, während

Fig. 6 bis 10 zeitliche Veränderungen des Oberflächenpotentials in verschiedenen Ausführungen des Verfahrens gemäß der Erfindung darstellen.

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In der herkömmlichen Elektrofotografie sind zwei grundlegende Verfahren bekannt, um latente elektrostatische Abbildungen (Negativ) herzustellen, und zwar das sog. Carlson-Verfahrai sowie das kapazitive Verfahren. Beim Carlson-Verfahren (Fig. 1) nehmen die durch kleine Kreise bezeichneten gleichförmig auf der Oberfläche la einer lichtempfindlichen Schicht 1 aufgebrachten Ladungen aufgrund der Widerstandsänderung in der lichtempfindlichen Schicht 1 bei Belichtung ab, so daß demzufolge auch das Oberflächenpotential verringert wird. Dieser Vorgang wird zur Herstellung eines elektrostatischen latenten Abbildes ausgenutzt. In diesem Pail ist die Oberflächenladung proportional dem Oberflächenpotential.

Beim kapazitiven Verfahren (Fig. 2) ändert sich die gleichförmig auf die Oberfläche einer Isolierschicht 2 aufgebrachte Ladung nicht, jedoch erhöht sich bei Belichtung die Kapazität der lichtempfindlichen Schicht 1. Demzufolge verringert sich das Oberflächenpotential und auf der lichtempfindlichen Schicht entsteht ein elektrostatisches latentes Abbild. Mit anderen Worten, die Oberflächen-Ladungsdichte ist konstant, während das Oberflächenpotential umgekehrt proportional der Kapazität der lichtempfindlichen Schicht 1 ist.

In beiden Verfahren ändert sich das Oberflächenpotential aufgrund einer Belichtung innerhalb einer Polarität, so da3 die Polarität des Oberflächenpotentials niemals umgekehrt wird. . In Fig. 1 und 2 ist an der Stelle 3 die beispielsweise plattenförmige Vorlage angedeutet.

Gegenstand der Erfindung ist ein neues elektrofotografisches Verfahren, bei dem die beiden bekannten Verfahren miteinander kombiniert sind und die Polarität des Oberflächenpotentials durch Belichtung umgekehrt wird.

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Fig. 3 zeigt die einfachste Durchführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung. Entsprechend Fig. 3a erhält eine lichtempfindliche Schicht 1 im Dunkeln eine elektrostatische Ladung. Anschließend gemäß Fig. 3b erhält die lichtempfindliche Schicht 1 im Dunkeln eine Isolierschicht 2 in Form eines durchscheinenden Überzuges. Die Isolierschicht erhält gemäß Fig. 3c eine Ladung entgegengesetzter Polarität zu derjenigen der zunächst aufgebrachten Ladung, die auch größenmäßig etwas geringer ist.

Gemäß Fig. Jd wird die lichtempfindliche Schicht 1 über die Vorlage 3 belichtet. Die nun auftretende Änderung des Oberflächenpotentials aufgrund der Widerstandsänderung (im Diagramm mit ausgezogener Linie gezeigt) überlappt sich mit der Änderung des Oberflächenpotentials aufgrund der Kapazitätsänderung (unterbrochene Linie), so daß die Polarität umgekehrt wird (strichpunktierte Linie). Da es zuweilen Schwierigkeiten bereitet, die lichtempfindliche Schicht 1 mit einer durchscheinenden Isolierschicht 2 zu überziehen, wird entsprechend Fig. 4 folgender Weg beschritten:

Eine lichtempfindliche Platte, bestehend aus einer transparenten Isolierschicht 1 und einer lichtempfindlichen Schicht 2 wird im Dunkeln beiderseits aufgeladen (Fig. 4a). Entsprechend Fig. 4b wird die lichtempfindliche Schicht 2 auf eine Elektrode 4 aufgelegt. Entsprechend Fig. 4c wird auf die durchscheinende Isolierschicht 1 im Dunkeln eine Ladung mit etwas geringerem Wert als die ursprüngliche Ladung und entgegengesetzter Polarität aufgebracht. Schließlich wird die durchscheinende Isolierschicht 1 entsprechend Fig. 4d über die Vorlage 3 belichtet. Die aufgrund der Widerstandsänderung herbeigeführte Änderung des Oberflächenpotentials (ausgezogene Linie) überlappt sich mit der aufgrund der Kapazitätsänderung herbeigeführten Änderung des Oberflächenpotentials (gestrichelte Linie), so daß sich die Polarität umkehrt (strichpunktierte Linie).

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Aufgrund der zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Elektrode vorhandenen Ladung unterscheidet sich dieses von dem vorbeschriebenen Verfahren, in dem eine Ladung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Isolierschicht vorhanden war. Die lichtempfindliche Platte ist irebabil und die Abfluß- oder Abklinggeschwindigkeit im Dunkeln sehr groß. Das Verfahren wird deshalb dahingehend verbessert, daß die von der Elektrode in die lichtempfindliche Schicht eindringende Ladung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Isolatorschicht angelegt wird.

Entsprechend Fig. 5a wird in einer lichtempfindlichen Platte, bestehend aus einer durchscheinenden Isolierschicht 1, einer lichtempfindlichen Schicht 2 und einer Elektrode 4 eine Korona-Entladung auf der Isolierschicht bei gleichzeitiger Belichtung durchgeführt, so daß zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Isolierschicht 1 eine Ladung gespeichert wird· Es ist nicht zweckmäßig, diese Ladung in der lichtempfindlichen Schicht einzufangen, da sie dort eine Vorbelei chtungsermüdung bewirkt und deren Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht verringert .

Entsprechend Fig. 5b wird der durchscheinende Isolierschicht im Dunkeln eine Ladung aufgebracht, deren Polarität der Anfangsladung entgegengesetzt ist sowie einen etwas geringeren Wert als diese aufweist. Nach Fig. 5c wird die durchscheinende Isolierschicht 1 über die Vorlage 3 belichtet.

Dabei überlappt sich die auf die Widerstandsänderung zurückzuführende Änderung im Oberflächenpotential (ausgezogene Linie) mit der Änderung des Oberflächenpotentials, die auf die Kapazitätsänderung zurückzuführen ist (unterbrochene Linie), so daß sich die Polarität umkehrt (strichpunktierte Linie).

Bei diesem Verfahren erübrigtes sich, die lichtempfindliche Platte zu trennen. Darüber hinaus ist die lichtempfindliche

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Platte stabil, da die Ladung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Isolierschicht aufgebracht worden ist. Somit handelt es sich bei dem in Verbindung mit Fig. 5 erläuterten Verfahren um die bevorzugte Durchführungsform der Erfindung. Nachfolgend sind die drei vorbeschriebenen Verfahren anhand von speziellen Beispielen mit weiteren Zeichnungen erläutert.

Beispiel 1 (Figur 6)

Ein Zinkoxyd und ein Harzbindemittel werden im Gewichtsverhältnis von 5 : 1 gemischt und in Toluoh gelöste Diese lichtempfindliche Lösung wird in einer 20 i< dicken Schicht auf einem leitfähigen gemachten Grundpapier aufgetragen.

a) Die in dieser Weise hergestellte lichtempfindliche Schicht wird durch eine Korona-Entladung negativ aufgeladen. Das Oberflächenpotential beträgt zu dieser Zeit -410 Volt.

b) Die lichtempfindliche Schicht wird mit einem Polyesterfilm von 6 /* Dicke überzogen. Das Oberflächenpotential steigt auf -JlO Volt.

c) Die aus dem Polyesterfilm bestehende Isolierschicht wird durch eine Korona-Entladung positiv aufgeladen. Das Oberflächenpotential steigt weiter auf -60 Volt.

d) Die Isolierschicht wird mit einem Lichtwert von JO lux sec. belichtet, worauf das Oberflächenpotential + 70 Volt beträgt.

Es erfolgt nun die eigentliche Belichtung mit einer Vorlage und anschließend das Entwickeln in einem flüssigen Entwickler. Auf diese Weise entsteht ein Abbild mit äußerst geringem Schleier und Schwärzung im Hintergrund,

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Beispiel 2 (Figur 7)

Die im Beispiel 6 angegebene lichtempfindliche Lösung wird als Schicht mit einer Dicke von 20/ auf einen Polyesterfilm von 6y^ Dicke aufgebracht.

a) Beide Seiten der so verarbeiteten lichtempfindlichen Platte werden mit zueinander entgegengesetzten Polaritäten d.h. doppelt aufgeladen durch Korona-Entladung im Dunkeln.

b) Eine Elektrode wird von der lichtempfindlichen Schicht abgedeckt, wobei das Oberflächenpotential zu diesem Zeitpunkt + 700 Volt beträgt.

c) Die Isolierschicht wird durch eine Korona-Entladung negativ aufgeladen. Das Oberflächenpotential fällt auf - 200 Volt.

d) Die Isolierschicht wird einem Lichtwert von 50 lux sec. ausgesetzt. Das Oberflächenpotential beträgt zu diesem Zeitpunkt + 400 Volt.

Auch durch dieses Verfahren läßt sich ein Abbild mit hoher Kontrastwirkung und geringer Schwärzung des Hintergrundes erzielen.

Beispiel 3 (Figur 8)

Ein Zinkoxyd und ein Harzbindemittel werden im Gewichtsverhältnis 5 J 1 gemischt. Ein Farbsensibilisator wird beigemischt. Die Mischung wird in Toluol gelöst und homogen dispergiert. Die entstehende lichtempfindliche Lösung wird als Schicht von 50/w Dicke auf einer Aluminiumplatte von 0,5 nim Stärke aufgetragen und getrocknet. Ein Polyesterfilm von K fl Dicke wird auf dJB Platte aufgebracht, so daß eine lichtempfindliche Platte entsteht. ι

a) Die Isolierschicht wird durch eine Korona-Entladung bei gleichzeitiger Belichtung positiv aufgeladen. Zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Isolierschicht wird eine negative Ladung gespeichert. Das Oberflächenpotential beträgt zu diesem Zeitpunkt + 900 Volt.

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b) Die Isolierschicht wird durch eine Korona-Entladung im Dunkeln negativ aufgeladen. Das Oberflächenpotential beträgt zu dieser Zeit - 900 Volt.

c) Die Isolierschicht wird einem Lichtwert von 260 lux sec. ausgesetzt, wobei das Oberflächenpotential auf + 530 Volt ansteigt. Fast das gleiche Ergebnis läßt sich erzielen, wenn in dem Verfahrensschritt (a) das Licht nach der Korona-Entladung projiziert wird oder die Korona-Entladung

nach der Belichtung erfolgt, anstelle einer gleichzeitigen Belichtung und Entladung.

Darüber hinaus kann die Polarität des Oberflächenpotentials auch durch eine Belichtung umgekehrt werden, wenn die Oberfläche in der Verfahrensstufe (a) negativ und in der Verfahrensstufe (b) positiv aufgeladen wird.

Beispiel 4 (Figur 9)

Für das Ausführungsbeispiel 3wird eine Selenplatte verwendet. Eine Selenschicht von 100 /' Dicke wird auf eine Aluminiumplatte von 0,5 mm Dicke aufgedampft, se daß eine lichtempfindliche Platte entsteht, wenn noch ein Polyesterfilm von 4 // Dicke aufgebracht wird.

a) Die vorgenannte Isolierschicht wird durch eine Korona-Entladung bei gleichzeitiger Belichtung negativ aufgeladen. Zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Isolierschicht wird eine positive Ladung gespeichert. Das Oberflächenpotential zu diesem Zeitpunkt beträgt - 600 Volt.

b) Die Isolierschicht wird durch eine Korona-Entladung irr. Dunkeln positiv aufgeladen, so daß das Oberflächenpotential auf + 60C Volt ansteigt.

c) Die Isolierschicht wird einem Lichtwert von 260 lux sec. ausgesetzt, wobei das Oberflächenpotential auf - 5G Veit abfällt. Somit -läßt sich die gleiche Wirkung erzielen, wenn als lichtempfindliche Schicht eine Selenschicht verwendet wird.

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BAD ORIGINAL

Beispiel 5 (Figur 10)

Entsprechend AusfUhrungsbeispiel J5, bei dem die lichtempfindliche Platte bei gleichzeitiger Belichtung mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen wird, werden zwei lichtempfindliche fotoleitende Platten A und B hergestellt, deren Zusammensetzung die gleiche ist wie diejenige der im Beispiel 3 verwendeten lichtempfindlichen Platte.

a) Die Isolierschicht beider Platten A uid B werden durch eine Korona-Entladung positiv aufgeladen. In beiden Platten A und B wirdzwischen der lichtempfindlichen Schicht und der IsoliersMcht eine negative Ladung gespeichert. Das Oberflächenpotential beträgt zu diesem Zeitpunkt + 900 Volt.

b) Die Isolierschicht der lichtempfindlichen Platte A wird durch eine Korona-Entladung im Dunkeln negativ aufgeladen. Das Oberflächenpotential sinkt ab auf - 800 Volt. b') Die Isolierschicht der lichtempfindlichen Platte B wird durch eine Korona-Entladung bei gleichzeitiger Belichtung mit einem Lichtwert von 100 lux für 25 see. negativ aufgeladen. Das Oberflächenpotential beträgt zu diesem Zeitpunkt + 350 Volt.

Daraus ergibt sich, daß die gleiche Umkehrung der Polarität erreicht werden kann, wenn die lichtempfindliche Platte be lichtet und gleichzeitig mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen wird.

Wenn die lichtempfindliche Platte in der entgegengesetzten Polarität aufgeladen wird, sollte für Art und Spannung der Korona-Entladung und des Ladegerätes jegliche Sorgfalt ver wendet werden. Das Ladegerät sollte so ausgelegt sein, daß die Oberfläche der Isolierschicht auch dann noch gleichförmig aufgeladen wird, wenn sich die Kapazität der liehteiiifpindlichen Schicht bei Belichtung ändert. Andererseits würde die oben

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genannte Wirkung abgeschwächt werden und zuweilen könnte ein negatives elektrostatisches latendes Abbild von einem Original, hergestellt werden. Es ist ein besonderes Kennzeichen der vorliegenden Erfindung, ein positives elektrostatisches Abbild von einem positiven Original herzustellen.

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Claims

Dipl.-INQ. WILFKID RAECK

7. STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON {0711} 244003

KABUSHIKI KAISHA RICOH,

Tokyo (Japan) 21. November 1969 / P

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Patentansprüche

Elektrofotografisches Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtempfindliche (fotoleitende) Schicht im Dunkeln aufgeladen wird, daß die lichtempfindliche Schicht durch eine Isolierschicht überzogen wird, daß eine Ladung entgegen gesetzter Polarität zu derjenigen der ursprünglich auf die Isolierschicht aufgebrachten Ladung und von etwas geringerem Wert aufgebracht wird, und daß anschließend die elektrische Polarität an den Punkten, die hellen und dünken Stellen auf der Vorlage entsprechen, durch Lichtprojektion umgekehrt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten einer lichtempfindlichen Platte, bestehend aus einer lichtempfindlichen Schicht und einer Isolierschicht, in entgegengesetzten Polaritäten im Dunkeln aufgeladen werden, daß die lichtempfindliche Schicht auf eine Elektrode eäep aufgelegt wird, daß die Isolierschicht in entgegengesetzter Polarität zu derjenigen der ursprünglichen Ladung und mit etwas geringerem Wert aufgeladen wird, und daß anschließend die elektrische Polarität der den hellen und dunklen Punkten eines Originals entsprechenden Stellen durch Belichtung "umgekehrt wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtempfindliche Platte, bestehend aus Isolierschicht, lichtempfindlicher Schicht und einer Elektrode, gleichmäßig belichtet wird, daß die Isolierschicht durch Korona-Entladung so aufgeladen wird, daß eine Ladnng mit derjenigen der Isolierschicht entgegengesetzten Polarität zwischen Isolierschicht und lichtempfindlicher Schicht gespeichert wird, daß ferner die Isolierschicht abermals mit entgegengesetzter Polarität bezgl. der Anfangsladung ind mit geringerem Wert aufgeladen wird, und daß anschließend die elektrische Polarität der den hellen und dunkeln Stellen einer Vorlage entsprechenden Punkte durch Belichtung mit der Vorlage umgekehrt wird.

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