DE1963044A1 - Elektrofotografische Reproduktionsmaschine - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 1963044

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820 XHA MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

RANK XEROX LIMITED, Rank Xerox House, 538, Euston Road, Iiond on, N. W. 1, England

Elektrofotografische Reproduktionsmaschine

Die Erfindung "betrifft eine elektrofotografische Reproduktionsmaschine, die nach einem neuartigen Verfahren arbeitet und die Erzeugung und Löschung elektrostatischer latenter Bilder mit einem Bildträger neuartiger Struktur sowie eine einfache Erzeugung von Umkehrbildern ermöglichte

In der fotografischen Technik sowie bei Kopierverfahren ist es relativ leicht, eine Positivkopie von einem negativen Originalbild oder eine Positivkopie von einem positiven Originalbild zu erhaltene Es war Jedoch bisher praktisch unmöglich, eine Positivkopie von einem Negativbild und einem Positivbild mit einem Bildträger und einer Vorrichtung zu erzeugen. Bei Verwendung einer Vorrichtung war dies nur möglich, wenn der Bildträger gewechselt wurdeo Zur Erzeugung einer Positivkopie von einem Positivbild war also ein anderer Bildträger erforderlich als zur Erzeugung einer Positivkopie von einem Negativbild·

In einer bekannten Reproduktionsmaschine, die mit einem trommeiförmigen Bildträger mit durch Vakuumaufdampfung aufgebrachter amorpher Selenschicht arbeitet und mit der Kopien

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im Maßstab 1:1 von normalen Schriftstücken sowie vergrößerte Kopien von Mikrofilm hergestellt werden können, ist die Verwendung unterschiedlicher Entwicklerstoffe für Mikrofilm und für Sohriftstüoke erforderlich, da beide unterschiedlichen Abbildungssinn haben und jeweils ein· Positivkopie erzeugt werden soll· Sa es auch Mikrofilm in Positivform gibt, ist ein derartiger Wechsel des Entwicklerstoffes auch in Vorrichtungen unvermeidbar, die nur Mikrofilm kopieren· Sa eine amorphe Selenschicht beim elektrostatographisehen Kopierverfahren immer positiv aufgeladen wird, enthält der Entwicklerstoff ein negativ geladenes Pulver, wenn eine Positivkopie eines positiven Originale hergestellt wird, während ein positiv geladenes Pulver zur Herstellung einer Positivkopie von einem negativen Original verwendet wird. Seshalb ist ein Weoheel der Entwicklerstoffe erforderlich. Sie unterschiedlichen Ladungspolaritäten der Entwicklerstoffe bedingen auch einen Wechsel der Polarität bei der Bildübertragung · Wird diese beispielsweise mit einer Korona-Entladungsvorrichtung elektrostatisch durchgeführt, so muß auch deren Polarität entsprechend gewechselt werden«

Sie bekannten elektrostatischen Kopierverfahren erfordern also einen Wechsel des Entwicklerstoffes und der Ladungspolaritäten, wenn Positivkopien von positiven und negativen Originalbildern erzeugt werden sollen, obwohl das elektrofotografische Verfahren noch immer einfacher als andere Kopierverfahren durchzuführen ist·

Zur Lösung des Problems einer leichteren Bildumkehrung, d»h» der Erzeugung einer Positivkopie von einem negativen und posi- , tiven Originalbild ohne Änderung des Entwicklerstoffes wurde bereits ein elektrofotografisoher Aufzeichnungsträger vorgeschlagen, der negativ und positiv aufgeladen werden kann» Sie Bildumkehrung wird damit folgendermaßen durchgeführt. Soll

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nur negativ geladener Entwicklerstoff verwendet werden, so wird der Aufzeichnungsträger positiv bei positivem Originalbild und negativ bei negativem Originalbild zur Erzeugung von Positivkopien aufgeladen. Die Bildumkehrung erfolgt in einfacher Weise durch Wechsel der Polarität der elektrostatischen Ladung, wobei ein Wechsel des Entwioklerstoffes und der Polarität der Bildübertragung nicht mehr erforderlich ist· Dieses Verfahren stellt jedoch höhere und genauere Anforderungen an die Leistung des Aufzeichnungsträgers· Der dafür verwendete Bildstoff muß in gleicher Weise mit negativer oder positiver elektrostatischer Ladung aufladbar sein, diese Ladüngen bei Dunkelheit ausreichend lange speichern können, in beiden Ladungszustanden vergleichbare Empfindlichkeitswerte bzw· Abfallwerte der Oberflächenspannung bei Einwirkung von Iiioht aufweisen und darf bei beiden Polaritäten keine Alterung oder Restspannungen «eigen. Diese Anforderungen sind insbesondere an einen Aufzeichnungsträger zu stellen, der wiederholt bei hoher Betriebegeeohwindigkeit verwendet wird· Entsprechende Materialien haben noch keine die praktische Anwendung ermöglichendβ Entwicklungsstufe erreicht«

Natürlioh wird der Nutzen einer Reproduktionsmaschine verbessert, wenn positive oder negative Kopien beliebig von positiven oder negativen Originalbildern mit denselben Vorrichtungen und Materialien bei minimaler Änderung der Betriebsbedingungen erzielt werden können. Die Registratur von Gesohäftspapieren auf Mikrofilm wird zu einer zunehmenden Anwendung von Negativmikrofilm bzw· von Vorrichtungen zu dessen vergrößerter Darstellung führen· Ee wird deshalb von großem Vorteil sein, wenn eine zur Reproduktion normaler Schriftstücke (die üblicherweise Positivbilder sind) geeignete Vorrichtung auch vergröflerte Kopien von negativem Mikrofilm herstellen kenn. Die Anwendung von positivem Mikrofilm wird gleichfalls zunehmen, da Mikrofilme selbst in zunehmendem Maße kopiert werden müs··

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sen. Damit werden Vorrichtungen erforderlich, mit denen negative oder positive Kopien beliebig von negativen oder positiven Originalen erzeugt werden können·

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrofotografische Reproduktionsmaeohine zu sohaffen, die diese Anforderungen erfüllt und einen beliebigen Weohsel des Abbildungssinns durch einfache Betriebsschritte ermöglicht· Die dabei zur Anwendung gelangenden Aufzeichnungsträger sollen eine hohe Lichtempfindlichkeit besitzen·

Eine elektrofotografische Reproduktionsmasohine 1st zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß an einem beweglichen Bildträger in Form einer Bildtrommel oder eines endlosen Bandes mit mindestens zwei übereinander liegenden fotoleitfähigen Bildstoffschichten mit unterschiedlichen Empfindliohkeitsspektren nacheinander eine erste Korona-Entladungsvorrichtung, eine zweite Korona-Entladungsvorrichtung aueammen mit einer Belichtungsvorrichtung »ur Projektion eines zu reproduzierenden Bildes mit einer die erst· Bildstoffsohioht aktivierenden Strahlung auf den Bildträger, •ine Vorrichtung zur gleichmäßigen Beleuchtung d«s Bildträgere mit einer die erste Bildstoffschicht aktivierenden Strahlung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Bildübertragungsvorrichtung, eine Bildträgerreinlgungsvorrichtung und eine Vorrichtung zur gleichmäßigen Beleuchtung des Bildträgers mit einer die zweite Bildstoffschicht aktivierenden Strahlung angeordnet sind, und daß zumindest im Bereich der Korona-Entladungsvorrichtungen eine mit der ersten Bildetoffsohioht in Berührung stehende elektrisch leitfähige Fläche vorgesehen ist·

Die elektrisch leitfähige Fläche ist vorzugsweise eine Unterlage für die erste Bildstoffschicht und besitzt zumindest an der Grenzschicht zur ersten Bildstoffschicht elektrische Leitfähigkeit.

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Der ersten Korona-Bntladungsvorrichtung kann eine Anordnung zur Beleuchtung des unter ihr liegenden Teils des Bildträgers zugeordnet sein, die aus einem elektrolumineszenten Feld oder einer nur die erste fotoleitfähige Bildstoffschicht aktivierenden Lichtquelle bestellte

Die Erfindung wird zum besseren Verständnis im folgenden anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Is zeigen:
Figei einen schematischen Querschnitt eines zur Verwendung bei der Erfindung geeigneten elektrisch lichtempfind- ä liehen Aufzeichnungsträgers,

Fig·2 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Oberflächenspannung am Aufzeichnungsträger bei dessen Anwendung in einer erfindungsgemäßen Reproduktionsmaschine und

Fig©3 und 4 schematisohe Darstellungen gemäß der Erfindung ausgebildeter elektrofotografisoher Reproduktionen^« schinen·

Vor einer eingehenden Beschreibung der erfindungsgemäien Re« produktionsmasohine wird im folgenden die Zusammensetzung des in ihr zur Anwendung gelangenden lichtempfindlichen Aufzeichnungsträgers sowie sein Verhalten bezüglich seiner Oberflä- * chenspannung während eines Reproduktionsvorganges erläutert» um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen·

Wie aus Figoi hervorgeht, besteht der dargestellte elektrofotografische Bildträger 1 aus einer elektrisch leitfähigen Unterlage 2 sowie übereinander liegenden fotoleitfähigen Schichten 4 und 6. Es ist auch möglich, eine dünne Schicht an jeder Grenzfläche 3 und 5 oder an der freien Oberfläohe 7 vorzusehen·

Mit diesem Bildträger werden die Verfahrenssohritte in einer

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erfindungsgemäß ausgebildeten Reproduktionsmaschine folgendermaßen durchgeführt. Beim ersten Schritt wird die freie Oberfläche 7 gleichmäßig elektrostatisch mit einer Korona-Entladung svorriohtung aufgeladen. Gleichzeitig wird an der Unterlage 2 eine Ladung entgegengesetzter Polarität induziert, die innerhalb kurzer Zeit (d.h. vor dem zweiten Verfahrenssohritt) durch die erste fotoleitfähige Schicht 4- hindurch an der Grenzschicht 5 oder in deren Nähe induziert wird· Ist der spezifische Widerstand der ersten fotoleitfähigen Schicht 4 ausreichend gering, so sammelt sich an der Grenzschicht 5 oder in deren Nähe eine Ladung entgegengesetzt der Oberflächenladung des Aufzeichnungsträgers innerhalb kurzer Zeit durch einen von zwei möglichen Vorgängen an«(Ladungserzeugung in der Grenzschicht 3 und Ladungsverlagerung zur Grenzschicht 5 oder Polarisation durch Verlagerung freier Ladungen in der fotoleitfähigen Schicht). Ist der Widerstand höher, so wird die zur Induzierung der entgegengesetzten Ladungen zur Grenzschicht 5 erforderliche Zeit langer, wodurch Schwierigkeiten bei der praktischen Anwendung des Bildträgers auftreten· In diesem Falle muß die Grenzschicht 3 eine Gleichrichterwirkung erhalten, wodurch der Ladungsübergang von der Unterlage zur fotoleitfähigen Schicht 4 erleichtert wird (dies entspricht einer Abnahme des elektrischen Widerstandes der ersten fotoleitfähigen Schicht 4)» oder die erste fotoleitfähige Schicht 4 muß gleichmäßig mit aktivierender Strahlung bestrahlt werden, wodurch ihr Widerstand abnimmt· Die aktivierende Strahlung soll natürlich die zweite fotoleitfähige Schicht 6 passieren können und diese nicht aktivieren Die Bestrahlung der fotoleitfähigen Schicht 4 kann jedoch auch durch' die Unterlage 2 hindurch erfolgen. Generell ist bei schnell arbeitenden Heproduktionsmaschinen eine sichere und stabile Veränderung der ersten fotoleitfähigen Schicht 4 durch Bestrahlung mit Licht zu erreichen· Dadurch werden elektrostatische Ladungen entgegengesetzter Polaritäten an der Oberfläche der zweiten fotoleitfähigen Schicht 6 und der Grenzschicht 5 oder

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in deren Nähe erzeugt, und das dadurch aufgebaute elektrostatische Feld verläuft durch die zweite fotoleitfähige Schicht 6.

Bei dem folgenden zweiten Verfahrensschritt wird das zu reproduzierende Bild auf die Oberfläche des aufgeladenen Bildträgers projiziert, wobei gleichzeitig durch Korona-Entladung eine Aufladung mit Gleichspannung mit zur ersten Aufladung entgegengesetzter Polarität erfolgt. Es kann auch eine Weohselstromaufladung mit oder ohne Vorspannung durchgeführt werden· Die Projektion erfolgt auf die Oberfläche 7 des Bildträgere. Das projizierte Lioht durchdringt die zweite fotoleitfähige Schicht 6, ohne in ihr eine Fotoleitung zu erzeugen, jedoch ruft sie eine solohe in der ersten fotoleitfähigen Sohioht 4 hervor. Die Projektion kann auoh von der Seite der Unterlage 2 her erfolgen, die dann durchlässig für das verwendete Lioht sein muß. Bei diesem zweiten Verfahreneschritt kann durch eine äußere elektrische Verbindung zwisohen der leitfähigen Unterlage 2 und den auf den Bildträger aufgebrachten Ladungen eine Abladung der auf beiden Seiten der zweiten fotoleitfähigen Sohioht 6 angesammelten Ölungen erfolgen, und zwar entsprechend dtm Grad der Fotoleitfähigkeit der ersten fotoleitfähigen Sohicht 4 oder der Intensität des projizierten Bildes. Die Ladung an der Grenzschicht 5 oder in deren Nähe wird also mit der Oberfläohenladung duroh die erste fotoleitfähige Sohioht 4, die Unterlage 2 und die äußere Verbindung zur Oberfläche neutralisiert und in ihrer Polarität umgekehrt. Die Neutralisation duroh die erste fotoleitfähige Sohioht 4 hinduroh ist in den nicht belichteten Fläohenteilen duroh deren größeren elektrischen Widerstand geringer. Auf diese Weise wird ein elektrostatisches latentes Bild duroh die auf den Oberflächen der zweiten fotoleitfähigen Sohicht 6 verteilten Ladungen erzeugt·

Das bei diesem Verfahrensschritt erzeugte elektrostatische

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Bild ist extrem stabil, wenn der Dunkelwiderstand der fotoleitfähigen Schichten 4 und 6 ausreichend hoch ist. Es kann

beispielsweise durch Aufbringen eines geladenen, gefärbten und feinen Pulvere sichtbar gemacht werden« Da die fotoleitfähige Schicht 4· jedoch im allgemeinen kein idealer Isolator ist, ändert sich die Ladungsverteilung entsprechend dem Dunkelwiderstand der Schicht 4·. Diese Änderung der Ladungsverteilung wird durch die in der leitfähigen Unterlage 2 neu induzierte ladung erzeugt, die der auf die Oberfläche beim zweiten Verfahrensschritt aufgebrachten Ladung mit derselben oder mit umgekehrter Polarität wie die Anfangsladung entspricht·· Anders ausgedrückt, sind die Erscheinungen beim «weiten Verfahrensschritt ähnlich denjenigen des ersten, wobei leicht einzusehen ist, daß sie in den nioht belichteten Fläohenteilen ausgeprägter sind. In den belichteten Fläohenteilen wird der Gleichgewichtszustand fast augenblicklich erreicht, da der Wideretand der ersten fotoleitfähigen Schicht während des zweiten Verfahreneschrittes infolge der Fotoleitung verringert wird.

Beim folgenden dritten Verfahrensschritt wird eine gleiohmässige Beleuchtung mit die erste fotoleitfähige Schicht 4 aktivierendem Licht vorgenommen, wodurch eine Neuverteilung der nioht ausgeglichenen elektrostatischen Ladungen, die nach dem zweiten Verfahreneschritt vorhanden sind, erfolgt und ein neues elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird. Diese Neuverteilung ist ein Ergebnis der Induzierung von Ladungen entgegengesetzter Polarität an der Grenzschicht 5 oder in deren Nähe infolge der Oberfläohenladung. Die Potentialverteilung zwischen den belichteten und den nicht belichteten Flächenteilen ist also nach der Lichteinwirkung umgekehrt.

Das nach dem dritten Verfahrensschritt erhaltene elektrostatische latente Bild ist also gegenüber dem nach dem zweiten Verfahrensschritt erhaltenen umgekehrt und extrem stabil,

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wenn die zweite fotoleitfähige Schicht 6 einen ausreichend hohen Dunkelwiderstand hat. Es kann beispielsweise durch Aufbringen eines geladenen, gefärbten und feinen Pulvers sichtbar gemacht werden. Die naoh den Entwioklungssohritten unter Verwendung desselben Entwicklerstoffes erhaltenen Bilder sind also zueinander komplementär.

Das nach dem zweiten oder dritten Verfahrensschritt erhaltene Bild wird auf ein Bildblatt übertragen und auf diesem fixiert, wodurch sich jeweils eine sichtbare Kopie ergibt, die für die verschiedensten Zwecke verwendbar ist. Da nur ein Entwicklerstoff einer vorbestimmten Polarität verwendet _ ™ wird, muß die Ladungspolarität im Falle einer elektrostatischen Bildübertragung nicht geändert werden.

Nach der Bildübertragung wird der Bildträger zur Entfernung restlichen Entwicklerpulvers gereinigt, um ihn in einem weiteren Reproduktionszyklus zu verwenden. In diesem Falle wird ein vierter Verfahrensschritt zur Löschung des noch vorhandenen elektrostatischen latenten Bildes erforderlich, wenn das neu zu erzeugende latente Bild Unterschiede gegenüber dem vorherigen aufweist. Die das latente Bild erzeugenden elektrostatischen Ladungen können über die zweite fotoleitfähige Schicht 6 leicht abgeleitet und neutralisiert werden, indem eine t

gleichmäßige Beleuchtung mit einem diese Schicht 6 aktivierenden Licht vorgenommen wird·

Im folgenden wird die Änderung der Oberflächenspannung während der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte beschrieben· Es sei hierzu der Fall betrachtet, daß die Oberfläche des Bildträgers beim ersten Verfahrensschritt positiv, beim zweiten Verfahrenssohritt negativ durch Korona-Entladung aufgeladen wird· Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Oberflächenspannung.

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Der erste Verfahrenaschritt wird zur Zeit t_Q begonnen und zur Zeit t.. beendet, wobei die Oberflächenspannung von Null auf +V₀ ansteigt. Dieser Schritt ist wirksamer und sicherer durchzuführen, wenn eine gleichmäßige Beleuchtung mit einem die erste fotoleitfähige Schicht 4 aktivierenden Licht vorgenommen wird. Beim zweiten Verfahrensschritt von t^ bis t₂ wird die bildmäßige Belichtung gleichzeitig mit der negativen Aufladung vorgenommen, wodurch die Oberflächenspannung in den dunklen Teilen auf -V.. und in den belichteten Teilen auf -V₂ abfällt. Hier kann auch der Wert Null erreicht werden, wenn der zweite Verfahrensschritt früher beendet wird. Dies trifft auch auf die belichteten Flächenteile zu. Wie bereits ausgeführt, ist die Änderung der Oberflächenspannung während des zweiten Verfahrensachrittes in den dunklen Teilen ausgeprägter als in den hellen. Die Potentialdifferenz zwischen diesen Teilen beträgt am Ende des zweiten Verfahrensschrittes zur Zeit t_g also -V^-(V₂) = V₂-V·| ^- °· Dies bedeutet, daß das Potential in den dunklen Teilen negativer gegenüber den hellen Teilen ist und daß ein negativer Kontrast entsteht. Beim dritten Verfahrensschritt von t^ bis t^ ändert sich die Oberflächenspannung des zweiten Verfahrensschrittes in den dunklen Teilen von -V^ nach +V^, während sie sich in den hellen Teilen von -V„ nach -V. ändert, in beschriebener Weise erfolgt sie in den dunklen Teilen schneller. Die Potentialdifferenz zwischen diesen Teilen an der Oberfläche hat dann den Wert +V,-(-V.) = V,+V. >O· Diese Beziehung gilt auch dann, wenn sich die Polarität von V, oder V. manchmal ändert, es ergibt sich ein positiver Kontrast, bei dem das Potential der dunklen Bereiche des zweiten Schrittes gegenüber dem der hellen Bereiche höher ist. Beim nachfolgenden vierten Verfahrensschritt werden die Potentialwerte von +V, und -V, nach Null geändert.

Im folgenden wird der in dem vorstehend erläuterten Verfahren verwendete Bildträger genauer beschrieben. Die Unterlage

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2, die als Elektrode wirkt, kann weggelassen werden, wenn der liohtempfindliche Stoff eine ausreichende mechanische Eigenfestigkeit hat. Sie kann durch eine besondere Elektrode ersetzt werden, die während des Verfahrene mit dem Bildstoff in Berührung gebracht wird. Es ist auoh die Verwendung einer dünnen Metallschicht möglich, die durch Vakuumaufdampfung auf die erete fotoleitfähige Schicht 4 aufgebracht ist, ferner kann ein mit elektrisch leitfähigem Farbstoff überzogener Film vorgesehen sein.

Sie erste fotoleitfähige Schicht 4 muß einen relativ hohen Dunkelwideretand haben, um bei Dunkelheit elektrostatische Ladung speichern zu können. Sie muß ein elektrostatisches latentes Bild halten, bis nach dem zweiten Verfahrensschritt die Entwicklung durchgeführt wird, wenn dies ohne den dritten Verfahrensschritt geschieht. In diesem Zustand verursacht ein elektrisches Feld in der ersten fotoleitfähigen Schicht eine Neuverteilung der Ladungen und damit eine Beseitigung des Feldes. Um dies zu verhindern, muß die erste fotoleitfähige Schicht 4 isolierend sein· Diepe Anforderung ist weniger wiohtig, wenn die Entwicklung innerhalb v<niger Sekunden erfolgt. Das Enpfindliohkeitsepektrum der ersten fotoleitfähigen Schicht 4 ist derart ausgewählt, daß es eine Reproduktion gestattet, vorzugsweise ist es dann chromatisch. Die Schicht muß für zumindest einen Teil des durch die zweite fotoleitfähi ge Sohioht 6 oder die Unterlage 2 hindurchgelassenen Lichtes empfindlich sein.

Die zweite fotoleitfähige Schicht 6 muß einen Dunkelwiderstand haben, der zum Halten elektrostatischer Ladungen auf beiden Oberflächen oder eines elektrostatischen Feldes in ihrem Inneren vom ersten Verfahrensschritt bis zum Ende der Entwicklung unabhängig von einem eventuellen dritten Verfahrenseohritt ausreicht. Ferner ist eine Fotoleitfähigkeit erforderlich, die zur wirksamen Löschung des elektrostatischen

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latenten Bildes beim vierten Verfahrensschritt ausreicht.Die Schicht kann aus einem der bekannten nichtleitenden, jedoch

fotoleitfähigen Stoffe bestehen, jedoch sind keine derart hohen Anforderungen an die Empfindlichkeit zu stellen wie bei bekannten Anordnungen, da die Löschung des latenten Bildes beim vierten Verfahrensschritt durch gleichmäßige Beleuchtung erfolgt, die leicht ausreichend stark eingestellt und länger als die Belichtung beim zweiten Verfahrensschritt einwirken kann. Eine andere für diese Sohicht geltende Forderung besteht darin, daß sie den Lichtdurchgang bei der Erzeugung des elektrostatischen latenten Bildes im zweiten Verfahrensschritt nicht wesentlich behindert, d.h. sie muß das die erste fotoleitfähige Schicht 4 aktivierende Licht durchlassen. Dieser Spektralbereich ist durch das Empfindlichkeitsspektrum und die Art der Verwendung der ersten fotoleitfähigen Sohioht 4 bestimmt. Eine weitere Forderung besteht darin, daß die zweite fotoleitfähige Schicht unempfindlich für das beim zweiten Verfahrenssohritt verwendete Licht sein muß.

Die Grenzschicht 3 ist nicht von besonderer Wichtigkeit. Sie soll die Ladungsverlagerung von der Unterlage 2 zur ersten fotoleitfähigen Schicht 4 oder in entgegengesetzter Richtung •steuern, jedoch nicht verhindern. Ist die Oberfläche des lichtempfindlichen Stoffes beispielsweise negativ aufgeladen, so muß diese Sohicht die freie Verlagerung positiver Ladung von der Unterlage 2 zur ersten fotoleitfähigen Sohioht 4 gestatten. Ferner muß sie die Verlagerung negativer Ladungen von der Unterlage 2 bei Erzeugung des latenten Bildes im zweiten Verfahreneschritt unterdrücken, da die erste fotoleitfähige Schicht 4 einen möglichst hohen Dunkelwiderstand haben soll. Das für die Grenzschicht 3 verwendete Material ist durch das für die erste fotoleitfähige Schicht 4 verwendete Material bestimmt. Die Grenzschicht 3 kann als besondere Schicht ausgeführt sein oder durch den Übergang von der Unterlage 2 zur

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ersten fotoleitfähigen Schicht 4 selbst gebildet sein·

Die Grenzschicht 5 verbessert die Haftung der ersten fotoleitfähigen Schicht 4 an der zweiten Schicht 6. Ferner bildet sie eine Sperre gegen die Verlagerung freier Ladungsträger zwischen beiden Schichten. In der erfindungsgemäßen Reproduktionsmaschine soll die zweite fotoleitfähige Schicht 6 isolierend sein mit Ausnahme des vierten Verfahrensschrittes. Freie Ladungsträger, die die Jotoleitfähigkeit bewirken, sollen in der zweiten fotoleitfähigen Sohicht 6 nur im vierten Verfahrensschritt gebildet werden, jedoch können sie dieser Schicht zugeführt werden, nachdem sie in der ersten fotoleitfähigen Schicht durch Lichtanregung gebildet wurden. Eine derartige Erscheinung tritt auf, wenn die Schichten 4 und 6 aus ähnlichen Stoffen bestehen, wodurch der Widerstand der zweiten fotoleitfähigen Schicht 6 verringert wird, wenn in den Schritten vor dem vierten Verfahrenssohritt eine Lichteinwirkung stattgefunden hat· Um die Verlagerung freier Ladungsträger zumindest von der ersten fotoleitfähigen Sohicht 4 zur zweiten fotoleitfähigen Sohioht 6 zu verhindern, ist die Grenzsohioht 5 erforderlich. Beim vierten Verfahrensschritt wird durch die Verlagerung der in der zweiten fotoleitfähigen Sohicht 6 gebildeten freien Ladungsträger zur ersten Sohicht 4 kein Problem verursacht.

Die Grenzschicht 5 kann durch den Übergang von der ersten Schicht 4 zur zweiten Sohicht 6 selbst gebildet sein, wenn diese Stoffe die vorstehenden Bedingungen erfüllen. Andernfalls muß eine besondere Sohicht aus einem anderen Material vorgesehen sein»

Die Oberflächenschicht 4 dient zum Schutz der Oberfläche des Bildträgers und zur Verhinderung der Einlagerung unnötiger freier Ladungsträger von der freien Oberfläche her. Sie kann

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auch weggelassen werden·

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen elektrofotografischen Reproduktionsmasohine beschrieben, mit der Kopien nach dem vorstehend erläuterten Verfahren hergestellt werden.

Fig.3 zeigt schematisch die Bestandteile einer erfindungsgemäßen elektrofotografischen Reproduktionsmaschine. Ein trommeiförmiger lichtempfindlicher Bildträger 11, der auf einer Aluminiumunterlage eine (nicht besonders dargestellte) erste und zweite fotoleitfähige Schicht geringer Stärke sowie eine dünne Grenzschicht trägt, wird im Uhrzeigersinn mit einer konstanten Umfangsgeschwindigkeit von ca. 6m/min gedreht.

Um die Trommel 11 herum sind im Uhrzeigersinn eine erste Korona-Entladungsvorrichtung 12 für den ersten Verfahrens— schritt, eine zweite Korona-Entladungsvorrichtung 16 für den zweiten Verfahrensschritt, Projektoren 38 und 39 zur Bildbelichtung, eine Lichtquelle 20 für den dritten Verfahrens·* schritt, eine Entwicklungsvorrichtung 21, eine Korona-Entladungsvorrichtung 25 für die Bildübertragung, eine Reinigungsvorrichtung 35 zur Entfernung von Entwicklerstoff nach der Bildübertragung und eine Lichtquelle 37 für den vierten Verfahrensschritt angeordnet·

Die Oberfläche der Aufzeichnungstrommel 11 wird mit der ersten Korona-Entladungsvorrichtung 12 gleichmäßig aufgeladen. Die Aluminiumunterlage der Bildstoffschichten ist geerdet und die eine Klemme einer (nicht dargestellten) Hochspannungs-Gleichstromquelle ist mit den Korona-Entladungsdrähten 15 verbunden, während die andere Klemme gleichfalls geerdet ist. Hinter der ersten Korona-Entladungsvorrichtung 12 ist ein elektrolumineszentes PeId 13 vorgesehen, wodurch die Bild«

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fläohe zwischen den Korona-Entladungedrähten 15 hindurch gleichmäßig beleuchtet wird. Der den Entladungsdrähten 15 gegenüberliegende Teil des Feldes 13 ist durchscheinend und elektrisch leitfähig und zusammen mit der Abschirmung 14 geerdet, so daß gleichzeitig mit der gleichmäßigen Aufladung eine gleichmäßige Beleuchtung der Oberfläche des Bildträgere 11 erfolgt. Diese Oberfläohe wird dann unter der zweiten Korona-Entladungsvorriohtung 16 bildmäßig beliohtet, während gleichzeitig Ionen mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen der vorherigen Aufladung auf sie gelangen· Die Entladungedrähte 18 der Entladungsvorrichtung 16 werden mit einer Hochspannung dieser Polarität von einer (nioht dargestellten) Hoohspannungsquelle aus gespeist. Die Rückseite der Entladungsvorrichtung 16 'ist mit einer elektrisch leitfähigen Glasplatte 17 abgedeokt, die zusammen mit der Abschirmung 19 zur besseren Entladung geerdet ist· Das zu reproduzierende Bild wird durch die Glasplatte 17 hinduroh auf den Teil der Oberfläohe des Bildträgers 11 projiziert, der sich unter der Entladungsvorrichtung 16 befindet. Erfolgt eine vergrößerte Reproduktion von tfikrüfilm (der normalerweise in Negativform vorliegt), so wird der Projektor 38 verwendet. Das Lioht der Lichtquelle 40 wird durch die Optik 41 geleitet, die eine Kondensorlinse oder andere Linsen enthält, und fällt dann durch den Mikrofilm 42, der mit einer konstanten Geschwindigkeit abhängig von der Vergrößerung und der Umfangsgeschwindigkeit des Bildträgers bewegt wird. Die Projektion erfolgt mit einer Projektionsoptik 43, wobei der Spiegel 44 aus dem Projektionsbereich herausbewegt ist. Bei Reproduktionen normaler Sohriftstüoke oder Zeichnungen im Maßstab 1:1 erfolgt die Projektion mit dem Projektor 39. Das Originalbild wird auf eine Platte 45 aufgelegt, auf der es mit einem Bandförderer 46 mit einer Geschwindigkeit verschoben wird, die der Umfangsgeschwindigkeit des Bildträgers 11 entspricht· Die Beleuchtung erfolgt mit einer Lichtquelle

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Das am Originalbild reflektierte Licht wird auf den Bildträger durch den Spiegel 48, die Projektionsoptik 49 und den Spiegel 44 reflektiert.

Durch den zweiten Verfahrensschritt ergibt sich ein primäres latentes Bild, das negativ ist, wenn der Bildträger duroh die erste Korona-Entladungsvorrichtung 12 positiv aufgeladen ist und dann mit negativen Ionen mit der zweiten Korona-Entladungsvorriohtung 16 geladen wird. Die Entwicklungs-Torriohtung 21 (Kaskadierungsverfahren) bringt ein Entwioklerpulver, das beispielsweise negativ geladen ist, auf die Oberfläche des Bildträgers 11 auf· Wird eine vergrößerte Kopie von negativem Mikrofilm hergestellt, so wird das primäre latente Bild in der Entwicklungsvorrichtung 21 ohne den dritten Verfahrensschritt entwickelt, wozu die zur gleichmäßigen Beleuchtung vorgesehene Lampe 20 mit einem (nicht dargestellten) Schalter ausgeschaltet wird, der an geeigneter Stelle der Maschine vorgesehen ist_t Wird eine Positivkopie von einem positiven Originalbild normaler Größe hergestellt, so wird das primäre latente Bild in ein sekundäres verwandelt, wozu der dritte Verfahrensschritt bzw. die Lampe 20 dient. Dieses Bild wird dann mit der Entwicklungsvorrichtung 21 entwickelt·

Der Aufzeichnungsträger wird nach der Entwicklung gleichmässig mit dem Licht einer Lampe 22 beleuchtet, durch das die erste und die zweite fotoleitfähige Schicht aktiviert werden· Dann wird durch die Korona-Entladungsvorrichtung 25 das Tonerbild auf ein Übertragungsblatt 24 übertragen, das von der Vorratsrolle 23 laufend zugeführt wird. Es gelangt in Kontakt mit der Oberfläche des Bildträgers im Bereich der Korona-Entladungsvorrichtung 25, deren Entladungsdrähte 27 mit einer Hochspannung gespeist werden, die bei negativ geladenem Entwicklerpulver positiv ist. Die Abschirmung 26 ist geerdet. Das auf das Übertragungsblatt übertragene Tonerbild wird

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zur Fixiervorrichtung 29 befördert, wo es durch Wärmeeinwirkung fixiert wirde Dann gelangt es auf die Aufwickelrolle 30. Der auf der Oberfläche des Bildträgers noch vorhandene restliche Toner wird dann zur Vorreinigung einer Korona-Entladungsvorrichtung 31 zugeführt, mit der die Ladung des restlichen Toners sowie ein Teil der elektrostatischen Ladung des Bildträgers entfernt wird. Diese Entladungsvorrichtung 31 enthält den Entladungsdraht 34, der mit einer Wechselhochspannung gespeist wird« Gleichzeitig mit der Entladung erfolgt eine gleichmäßige Beleuchtung des Bildträgers mit einem elektrolumineszenten Feld 32, wonach der restliche Toner mit der Reinigungsvorrichtung 35 bzw₀ deren Bürste 36 vollständig entfernt wird. Schließlich wird mit der Lampe 37 die gleichmäßige Beleuchtung des vierten Verfahrensschrittes durchgeführt, so daß das noch vorhandene elektrostatische latente Bild gelöscht wird.

Mit dieser Reproduktionsmaschine kann auch die Verfahrensart durchgeführt werden, bei der zunächst mit der ersten Korona-Entladungsvorrichtung eine negative Aufladung erfolgt und dann positiv geladener Entwicklerstoff verwendet wird. Es ist leicht zu verstehen, daß der Vorgang der Erzeugung einer positiven (oder negativen) Kopie von einem negativen (oder positiven) Originalbild oder von einem positiven (oder ' negativen) Mikrofilm beliebig durch einfaches Schalten der Lampe 20 unabhängig von der Polarität der Korona-Entladung sowie des Entwicklerstoffes geändert werden kann.

In Fig«4 ist eine Reproduktionsmaschine ähnlich wie in Fig.3 dargestellt, sie betrifft eine andere Ausführungsform der Erfindunge Ein trommeiförmiger Bildträger 51, der auf einer Aluminiumtrommel eine erste und eine zweite fotoleitfähige Schicht sowie eine Zwischenschicht (nicht besonders dargestellt) trägt, wird im G-egenuhr zeiger sinn mit einer konatan-*

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ten Umfangsgeschwindigkeit von ca. 10 cm/sec gedreht. TJm die Trommel 51 herum sind im Gegenuhrzeigersinn eine erste Korona-Entladungsvorrichtung 52 für den ersten Verfahrensschritt, eine zweite Korona-Entladungsvorrichtung 56 für den zweiten Verfahrensschritt, ein Projektor 77 zur Bildbelichtung, eine Lichtquelle 60 für den dritten Verfahrensschritt, eine Entwicklungsvorrichtung 61, eine Korona-Entladungsvorrichtung 62 für die Bildübertragung, eine Reinigungsvorrichtung 74 zur Entfernung restlichen Toners nach der Bildübertragung und eine Lichtquelle 76 für den vierten Verfahrensschritt angeordnete

Die Oberfläche des rotierenden Bildträgers 51, dessen Aluminiumunterläge geerdet ist, wird mit der ersten Korona-Entladungsvorrichtung 52 gleichmäßig aufgeladen. Der Entladungsdraht 54 ist mit der einen Klemme einer (nicht dargestellten) Grleichhochspannungsquelle verbunden, deren andere Klemme geerdet ist. Eine Leuchtstofflampe 53 hinter der Entladungsvorrichtung 52 beleuchtet gleichzeitig den Bildträger gleichmäßig durch eine elektrisch leitfähige Glasplatte 55 hindurch, die mit einem Gelbfilter versehen ist, um das Licht der kürzeren Wellenlängen auszufiltern. Auf diese Weise erfolgt gleichzeitig eine gleichmäßige Aufladung und eine gleichmäßige Beleuchtung des Bildträgers. Unter der zweiten Korona-Entladung svorrichtung 56 erfolgt eine fortlaufende Bildbelichtung mit dem zu reproduzierenden Bild gleichmäßig mit einer Aufladung durch Wechselspannung, der eine Vorspannung mit einer Polarität entgegengesetzt derjenigen der ersten Aufladung überlagert ist. Die Korona-Entladungsdrähte 58 der zweiten Entladungsvorrichtung 56 werden also mit Wechselspannung gespeist, die mit einer Gleichspannung (ca· 1000 bis 2000 Volt) einer Polarität entgegengesetzt derjenigen der ersten Entladungsvorrichtung 52 kombiniert ist. Die Rückseite der Drähte 58 ist mit einer elektrisch leitfähigen Glasplatte 57 abgedeckt,

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die zusammen mit der Abschirmung 59 geerdet ist. Es ist ferner möglich, Jedoch hier nicht dargestellt, die Gleichspannung an die Glasplatte und die Abschirmung anzuschalten, anstatt sie der Entladungsweohseispannung zu überlagern. Die Bildbelichtung des Bildträger erfolgt durch die Glasplatte 57 hindurch, die zur Ausfilterung der kürzeren Lichtwellenlängen mit einem Gelbfilter versehen ist. Werden vergrößerte Kopien von einem Mikrofilm 80 (der normalerweise in Negativform vorliegt) hergestellt, so erfolgt die Projektion des Lichtbildes mit dem Projektor 77· Das Licht der Lichtquelle 78 wird durch eine Kondensorlinse oder andere Linsen sowie den Mikrofilm 80 hindurchgeleitet, der während der Projektion stillgesetzt wird. Das Lichtbild wird dann mit der Projektionsoptik 81 auf eine Fresnel-Linse 82 projiziert, die abnehmbar auf der Sohriftstück-Auflageplatte 83 angeordnet ist. Das Bild gelangt dann über eine zweite Projektionsoptik 84, die mit halber Geschwindigkeit der Umfangsgeschwindigkeit dee Bildträgers hin und herbewegt wird, auf den Bildträger. Diese Projektionsoptik führt also einen Abtastvorgang durch, mit dem ein stationäres Bild (das auf Jie Fresnel-Linse 82 fokussiert ist) auf den Bildträger (der sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt) als ein relativ zu ihm stationäres Bild gelangt. Werden Kopien von normalen Schriftstücken oder Zeiohnungen hergestellt, so wird die Fresnel-Linse 82 (mit einer nicht dargestellten Vorrichtung) von der Auflageplatte 83 * entfernt, und das zu reproduzierende Originalbild wird aufgelegt. Es wird- mit einer Lampe 85 beleuchtet, die sich zusammen mit der Projektionsoptik 84 bewegt. Das am Originalbild reflektierte Licht wird durch die Projektionsoptik 84 auf den Bildträger projiziert. Auf diese Weise ist der zweite Verfahrensschritt abgeschlossen und das primäre latente Bild erzeugt. Es ist ein Positivbild, wenn der Bildträger mit der ersten Korona-Entladungsvorrichtung 52 negativ geladen wurde und dann mit der zweiten Korona-Entladungsvorrichtung 56

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eine Wechselspannungsentladung mit überlagerter positiver Gleichspannung durchgeführt wurde. In diesem Falle sei angenom-

men, daß die Entwicklungsvorrichtung 61 einen negativ geladenen Toner auf die Oberfläche des Bildträgers 51 aufbringte Wird eine Positivkopie eines normalen positiven Schriftstüoka im Maßstab 1:1 erzeugt, so wird das primäre latente Bild in der Entwicklungsvorrichtung 61 ohne den dritten Verfahrensschritt entwickelt, wozu die Beleuohtungslampe 60 mit einem (nicht dargestellten) Schalter ausgeschaltet wird· Wird jedoch eine vergrößerte Positivkopie von negativem Mikrofilm hergestellt, so wird in der Entwicklungsvorrichtung 61 das mit dem dritten Verfahrensschritt durch Einschalten der Lampe 60 erzeugte sekundäre latente Bild entwickelt· Nach dem Entwicklungsschritt gelangt der Bildträger zur Korona-Entladungsvorrichtung 62 für die Bildübertragung, durch die das Tonerbild auf das Übertragungsblatt 66 übertragen wird, das vom Papierfach 65 mit einer Zuführungsrolle 67 zugeführt wird· Die Entladungsvorrichtung 64 wird mit einer Gleichhochspannung gespeist, die bei negativ geladenem Toner positiv ist· Eine Umkehr dieser Polaritäten ist gleichfalls möglich. Die Abschirmung 63 ist geerdet· Das Übertragungsblatt 68 gelangt mit dem auf ihm enthaltenen Tonerbild zur Fixiervorrichtung 69 und wird dann mit den Rollen 70 aus der Maschine ausgegeben. Der Aufzeichnungsträger, auf dem noch Toner vorhanden ist, gelangt dann zur Korona-Entladungsvorriohtung 71 für die Vorreinigung, mit der der Toner sowie ein Teil der elektrostatischen Ladung des Bildträgers neutralisiert werden. Der Entladungsdraht 73 dieser Entladungsvorrichtung 71 wird mit einer Weohselhoohspannung gespeist. Dabei liegt am Entladungsdraht 73 oder an der Abschirmung 72 eine geringe Gleichspannung. Die Oberfläche des Bildträgers wird mit der Reinigungsvorrichtung 74 dann vollständig gereinigt, wozu deren Bürste 75 den restlichen Toner entfernt· Schließlich wird der vierte Verfahreneschritt der gleichmäßigen Beleuchtung mit der Lampe 76 durchgeführt« Dadurch wird das noch vorhandene elektrostatische Bild voll··

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ständig entfernt. Die Lampe 76 kann auoh zwischen der Reinigungsvorrichtung 74 und der zur Vorreinigung dienenden Entladungsvorrichtung 71 angeordnet sein.

Bs ist auch möglich, mit dieser Reproduktionsmaschine die Verfahrensart durchzuführen, bei der mit der ersten Korona-Entladungsvorrichtung eine positive Aufladung vorgenommen und positiv geladener Entwicklerstoff verwendet wird. Auoh kann die zweite Korona-Entladungsvorrichtung mit einer Gleichhochspannung anstelle der Wechselspannung gespeist werden. Es ist leicht zu verstehen, daß der Vorgang der Erzeugung einer positiven (oder negativen) Kopie von negativen (oder po- " sitiven) Originalbildern oder von positivem (oder negativem) Mikrofilm durch einfaches Schalten der Lampe 60 geändert werden kann»

Die vorstehend beschriebenen Bildstoffschiohten werden folgendermaßen hergestellt: Feines Pulver aus einer Zusammensetzung von OdS mit OdOO,, das wohl aus Teilchen mit einem CdCO₅-Kern und einer darauf vorhandenen Schicht aus CdS besteht, wird mit ca. 18$ Gew.-$> Cadmium^odid vereint und einer Hitzebehandlung von 200 bis 25O⁰O ausgesetzt, wodurch sich das "Pulver A" ergibt. Dann werden 0,1 Gew.-# eines Sensitivierungspigmentstoffes, z.B. Malachite green, zum Pulver A hinzugefügt, woduroh sich das "Pulver B" ergibt. 100 Gewichts- ' teile des Pulvers B und 50 Gewichtsteile (Feststoffe) eines wärmehärtbaren Acrylharzlaokes werden in einem organischen Lösungsmittel dispergiert und dann auf die Umfangsfläohe einer Aluminiumtrommel aufgebracht und getrocknet. Dann wird auf diesen Überzug ein Überzug des Aoryllacks aufgebracht. Dann werden 100 Gewichtsteile des Pulvers A und 80 Gewichtsteile (Feststoffe) des Lacks in einem organischen Lösungsmittel dispergiert und auf den vorhandenen Überzug aufgebracht· Die so beschichtete Trommel wird ca. 30 Minuten lang bei 150⁰C einer Wärmebehandlung ausgesetzt, wonach die Herstellung des

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Bildträgers "beendet ist· Die Stärke der Sehiohten nach der Wärmebehandlung beträgt für die untere Schicht mit dem Pulver B ca. 40 Mikron, für die mittlere Schicht aus Bindemittel ca. 0,8 Mikron und für die obere Schicht mit dem Pulver A oa_o 20 Mikron. Die untere und die obere Schicht haben einen ausreichend hohen Dunkelwiderstand, um eine elektrostatische Ladung über einen längeren Zeitraum zu speichern» Sie können positiv und negativ aufgeladen werden und zeigen bei beiden Polaritäten Potoleitfähigkeite

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Claims (1)

1. - 23 Patentansprüche

   Elektrofotografische Reproduktionsmasohine, dadurch gekennzeichnet, daß an einem beweglichen Bildträger (11) in Form einer Bildtrommel oder eines endlosen Bildbandes mit zwei übereinander liegenden fotoleitfähigen Bildstoffschichten (4, 6) mit unterschiedlichen Empfindliohkeitsspektren nacheinander eine erste Korona-Entladung svorr ich tung (12), eine zweite Korona-Entladungsvorrichtung (16) zusammen mit einer Belichtungsvorrich- _g tung (38, 39) zur Projektion eines zu reproduzierenden ™ Bildes (42) mit einer die erste Bildstoffschicht (4) aktivierenden Strahlung auf den Bildträger (11), eine Vorrichtung (20) zur gleichmäßigen Beleuchtung des Bildträgers (11) mit einer die erste Bildstoffschicht (4) aktivierenden Strahlung, eine Entwicklungsvorrichtung (21), eine Bildübertragungsvorrichtung (25)» eine BiIdträgerreinigungsvorrichtung (31, 35) und eine Vorrichtung (37) zur gleichmäßigen Beleuchtung des Bildträgers (11) mit einer die zweite Bildstoffschicht (6) aktivierenden Strahlung angeordnet sind und daß zumindest im Bereich der Korona-Entladungsvorrichtung (13_t 16) eine mit der ersten Bildstoffschicht (4) in Berührung stehende elektrisoh i leitfähige Pläohe (2) vorgesehen ist.

   2· Reproduktionsmasohine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Fläche (2) eine Unterlage für die erste Bildstoffschicht (4) ist und zumindest an der Grenzschicht (3) zur ersten Bildstoffschicht (4) elektrische Leitfähigkeit besitzt·

   3. Reproduktionsmasohine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungsvorrichtung (33) ein Mikrofilmprojektor ist·

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   4. Reproduktionsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die BeIientungevorrientung (39) ein Schriftstückprojektor ist·

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