DE2059120C3 - Elektrophotographisches Mehrfarbenverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Mehrfarbenverfahren bei dem Farbauszüge einer Vorlage zur Erzeugung von latenten Ladungsbildern aufeinanderfolgend auf ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial übereinander aufbüichtet werden, wobei jedes latente Ladungsbild zunächst mit dem dem jeweiligen Farbauszug zugeordne· wi Toner entwickelt r> und anschließend das Aufzeichnungsmaterial gleichmäßig elektrostatisch mit einer vorgegebenen Polarität aufgeladen wird, und bei dem auf dem Aufzeichnungsmaterial eine unterschiedliche Aufladung der mit Toner bedeckten und der tonerfreien Bereiche hervorgerufen wird.

Das elektrophotographische Verfahren mit überlagerten Entwicklungsvorgängen wird im allgemeinen folgendermaßen durchgeführt: ein Blatt elektrophotographisches Papier mit weißer Färbung und panchro- i> matischer Empfindlichkeit wird gleichmäßig bei Dunkelheit elektrostatisch geladen, dann einer bildmäßigen Belichtung einer mehrfarbigen Vorlage durch ein Grünfilter hindurch ausgesetzt und mit magentafarbenem Toner entwickelt, wodurch ein sichtbares, magen- vj tafarbencs Tonerbild entsteht. Danach wird das Blatt nochmals gleichmäßig elektrostatisch bei Dunkelheit aufgeladen, dann einer bildmäßigen Belichtung durch ein Rotfilter hindurch ausgesetzt, die genau auf das magentafarbene Tonerbild ausgerichtet ist. Anschlie- « Bend wird mit cyanfarbenem Toner entwickelt. In gleicher Weise wird eine nochmalige gleichmäßige elektrostatische Aufladung bei Dunkelheit durchgeführt und eine bildmäßige Belichtung mit einem Blaufilter vorgenommen, wonach die Entwicklung mit gelbem mj Toner erfolgt und sich ein reproduziertes mehrfarbiges Bild ergibt.

Ein derartiges Verfahren /ur Reproduktion von Farbbildern wird im folgenden als Überlagerungsentwicklung bezeichnet. Obwohl in dem vorstehenden <r> Beispiel die F.inzelbeliehlungen in der Reihenfolge grün, rot und bliiu durchgeführt werden, kann auch jede andere Reihenfolge angewandt werden.

Die bekannten elektrophotographischen Verfahren mit Oberlagerungsentwicklung weisen einige Nachteile auf. Bei der Entwicklung mit dem zweiten Toner nach der Erzeugung des ersten Tonerbildes sowie der zweiten gleichmäßigen elektrostatischen Aufladung und der zweiten bildmäßigen Belichtung auf einem Blatt eines elektrophotographischen Papiers wird das bereits vorhandene Tonerbild stärker als in den nicht zum Bild gehörenden Flächenteilen geladen, wenn nicht Jer erste aufgebrachte Toner ideale Eigenschaften hat Daher kann das Licht, das die Ladung in den nicht zum Bild gehörenden Flächenteilen neutralisiert die Ladung der mit Toner bedeckten Flächenteile nicht neutralisieren, so daß eine gewisse Restspannung zurückbleibt Dadurch haftet der Toner der zweiten Farbe an Stellen am ersten Tonerbild, an denen das Anhaften unerwünscht ist, wodurch sich eine Verfärbung des Bildes ergibt Derartige Erscheinungen werden auch bei der Erzeugung eines Tonerbildes auf dem zweiten Tonerbild beobachtet und sind noch ausgeprägter, wenn die Tonerdichte größer ist was einer größeren abgelagerten Tonermenge entspricht Diese Erscheinungen können verhindert werden, indem die elektrische Eigenschaft des Toners geändert wird, dies ist in der Praxis jedoch schwierig. Es ist jedoch auch problematisch, mehrfarbige Reproduktionen hoher Qualität durch Überlagerurrgsentwicklung zu erzielen, wenn diese Erscheinungen nicht verhindert werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß mehrfarbige Reproduktionen hoher Qualität erhalten werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf das Aufzeichnungsmaterial bei der Erzeugung des zweiten und eines jeden nachfolgenden Tonerbildes in dem Bereich des Tonerbildes eine Ladung mit der der vorgegebenen Polarität entgegengesetzten Polarität gleichmäßig in einer solchen Menge bei Dunkelheit aufgebracht wird, daß die unterschiedliche Aufladung neutralisiert wird, und daß die Belichtung vor oder nach der Aufladung mit der entgegengesetzten Polarität erfolgt.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, mehrfarbige Reproduktionen einer Vorlage mit hoher Qualität zu erzeugen, da in den mit Toner bedeckten Flächenteilen keine Ladungen zurückbleiben, so daß infolgedessen dort auch keine Restspannung auftritt. Als Folge hiervon lagert sich kein Toner in Bereichen des bereits vorliegenden Tonerbildes an, in denen dies unerwünscht ist. Es ergibt sich also dadurch keine falsche Verfärbung der Reproduktion der Vorlage, so daß eine Wiedergabe der Vorlage mit hoher Qualität erhalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. I den Querschnitt einer photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht und auf dieser durch Überlagerungsentwicklung aufgebrachte Tonerschichten im idealem Zustand,

Fig.2 einen ähnlichen Querschnitt mit nach bekannten elektrophotographischen Verfahren aufgebrachten Tonerschichten,

Fig. 3 die Abhängigkeit der elektrischen Oberflächenspannung der photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht von der Ladezeit bei bekannten elektrophotographischen Verfahren.

Fig. 4 den Abfall der elektrischen Oberflächenspan-

nung der photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht durch Belichtung und

Fig.5 und 6 das Verhalten der elektrischen Oberflächenspannung der photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht beim erfindungsgemäßen Verfahren.

In F i g. 1 ist der ideale Zustand einer Oberlagerungsentwicklung dargestellt Das elektrophotographische Papier 10 besteht aus einer Unterlage 11 und der darauf aufgebrachten photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht 12, auf die das Tonerbild der ersten Farbe 13 und das Tonerbild der zweiten Farbe 14 nacheinander aufgebracht sind. Es sei angenommen, daß die Tonerbilder eine gleichmäßige Dicke besitzen. Das Tonerbild der zweiten Farbe 14 besteht aus einem Teil 14', der in direkter Berührung mit der photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht steht, und aus einem Teil 14", der sich auf dem Tonerbild der ersten Farbe 13 befindet.

Im Idealfall weist das Tonerbild der ersten Farbe 13 keine Restspannung auf, so daß die Teile 14' und 14" des zweiten Tonerbildes eine gleichmäßige Dicke haben. Dieser Zustand wird jedoch sehen erreicht, da die erste Tonerschicht 13 in den meisten Fällen eini gewisse Restspannung hält

In F i g. 2 ist ein praktischer Fall dargestellt, bei dem die Dicke des Teils 14" infolge der Restspannung des Tonerbildes 13 größer ist. Dadurch ergibt sich eine gegenüber dem Teil 14' unterschiedliche Färbung.

Fig.3 zeigt den Zusammenhang zwischen der elektrischen Oberflächenspannung V des elektrophotographischen Papiers in einem Tonerbildbereich und der Zeit der elektrostatischen Aufladung. Der schraffierte Bereich zeigt die allein an der Tonerschicht 13 abfallende Spannung, und der Wert Vs entspricht dei Spannung auf der Oberfläche der photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht. Dieser Wert kann einige Volt bis einige 100 Volt betragen, was von der Art und der Dicke der aufgebrachten Tonerschicht abhängt.

Die in Fig.4 gezeigte Kurve zeigt den Abfall der Spannung im Falle einer Belichtung beim Vorhandensein von Toi.sr in Abhängigkeit von der Ladezeit.

Obwohl die Oberflächenspannung Vsder photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht allein durch die Belichtung verringert wird, bleibt die Spannung Vt des Tonerbildes unabhängig von der Zeit der Lichteinwirkung nahezu konstant, da der Toner im allgemeinen nicht elektrisch leitfähig oder photoleitfähig ist. Dahtr wird die Ladung des Tonerbiides durch die Lichteinwirkung nicht beeinträchtigt. Diese Tatsache führt zur Ausbildung der Restspannung Vt auch nach angemessener Lichteinwirkung, die anderweitig die Oberflächenspannung vollständig neutralisiert. Dadurch wird ein fehlerhaftes Anhaften \on Toner in Bereichen verursacht, in denen dies nicht erwünscht ist.

Fig.5 zeigt eine durch das erfindungsgemäße Verfahren verwirklichte Charkateristik, wobei die photoleitfähige Aufzeichnungsschicht mit dem Tonerbild der ersten Farbe von der Zeit 0 bis zur Zeit ti einer negativen elektrostatischen Aufladung ausgesetzt wird, so daß die Oberfläche der photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht und das Tonerbild die Spannung Vs bzw. Vt aufweisen. Bei dem nachfolgenden Schritt einer positiven Aufladung vom Zeitpunkt t\ bis zum Zeitpunkt h wird die Oberflächenspannung der photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht auf den Wert W gebracht und gleichzeitig die Ladung des Tonerbildes vollständig neutralisiert. Zum Zeitpunkt h beginnt die Belichtung. Auf diese Weise kann die nur auf dem Tonerbild vorhandene Spannung vollständig beseitigt werden. Die von l\ bis h durchgeführte positive Ladung ist vorzugsweise möglichst schwach, solange die Ladung nur des Tonerbildes neutralisiert wird, da die Oberflä-

lu chenspannung der photoleitfähigen Schicht gleichzeitig mit der Neutralisation der Tonerladung neutralisiert wird. In Fig.5 ist die Verringerung der Oberflächenspannung der photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht vom Wert Vs bis zum Wert Vs' während der positiven Aufladung von Z₁ bis h dargestellt Auch bei einer Aufladung durch Koronaentladung von t\ bis h ist eine gleichmäßige Entladungsstromdichte einzuhalten, da die Oberflächenspannung zum Zeitpunkt i\ in den Tonerbere'chen und den nicht mit Toner bedeckten

2u Bereichen unterschiedlich ist Andeniülls beeinträchtigt eine lokale Änderung der Oberflächenspannung die Koronaentladung und verschlechtert das latente Bild.

F i g. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Bildbelichtung vor der Aufladung mit entgegengesetzter Polarität durchgeführt wird. (Bei der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform erfolgt sie nach der Aufladung). In F i g. 6 ist ein Zustand dargestellt, bei dem auf dem Tonerbild auch in Bereichen maximaler Belichtung nach negativer Aufladung vom Zeitpunkt 0

lu bis zum Zeitpunkt U und Belichtung vom Zeitpunkt f, bis zum Zeitpunkt h eine Spannung zurückbleibt. Diese wird durch die Aufladung mit entgegengesetzter (positiver) Polarität vom Zeitpunkt /? bis zum Zeitpunkt h vollständig beseitigt. Diese positive Aufladung soll

ii vorzugsweise beendet werden, sobald die Ladung des Tonerbildes neutralisiert ist Auch bei der Aufladung von /2 bis /3 ist es wichtig, eine gleichmäßige Ladestromdichte beizubehalten, da das latent; Bild bereits erzeugt ist.

4(i Die vorstehende Beschreibung betrifft die negative Au-Iadung und die daran anschließende positive Aufladung. Diese Reihenfolge kann abhängig von den Eigenschaften des jeweils verwandten photoleitfähigen Materials auch umgekehrt werden.

4". Die Erfindung ist nicht nur bei einer Entwicklung anwendbar, die durch entgegengesetzte Polarität des latenten Bildes und des Toners erfolgt, sondern auch bei einer solchen Entwicklung, bei der der Toner vom latenten Bild infolge gleichsinniger Polarität abgestoßen

w wird. Bei dieser Art der Entwicklung bewirkt die Restladung des Tonerbildes eine Verringerung der ablagerungsfähigen Tonermenge und kann den Effekt der fehlerhaften Lichtabsorption durch das bereits vorhandene Tonerbild kompensieren. Trotzdem ist es

■■>"· jedoch auch hier erforderlich, die elektrischen Wirkungen eines fehlerhaft geladenen Tonerbildes zu beseitigen, da eine Kompensation der genannten Art auch optisch zufriedenstellend durchgeführt werden kann. Das erfindungsge.näße Verfahren ist also auch zur

mi Verbesserung solcher Entwicklungsverfahren geeignet, die mit Tonerabstoßung arbeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrophotographisches Mehrfarbenverfahren bei dem Farbauszüge einer Vorlage zur Erzeugung von latenten Ladungsbildern aufeinanderfolgend auf ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial übereinander aufbelichtet werden, wobei jedes latente Ladungsbild zunächst mit dem dem jeweiligen Farbauszug zugeordneten Toner entwickelt und anschließend das Aufzeichnungsmaterial gleichmä- to Big elektrostatisch mit einer vorgegebenen Polarität aufgeladen wird, und bei dem auf dem Aufzeichnungsmaterial eine unterschiedliche Aufladung der mit Toner bedeckten und der tonerfreien Bereiche hervorgerufen wird, dadurch gekennzeich- 1 > net, daß auf das Aufzeichnungsmaterial bei der Erzeugung des zweiten und eines jeden nachfolgenden Tonerbildes in dem Bereich des Tonerbildes eine Ladung mit der der vorgegebenen Polarität entgegengesetzten Polarität gleichmäßig in einer solchen Meage bei Dunkelheit aufgebracht wird, daß die unterschiedliche Aufladung neutralisiert wird, und daß die Belichtung vor oder nach der Aufladung mit der entgegengesetzten Polarität erfolgt

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