DE2060146A1 - Elektrophotographisches Mehrfarbenverfahren - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. RWeickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke ΧΜΪ D1PL.-ING. F. A.WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber

2060H6

Oase EX/370 8 MÜNCHEN 17, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22

RANK XEROX LIMITED, Rank Xerox House 338, Euston Road,

London, N.W. 1 / England

Elektrophotographisches Mehrfarbenverfahren

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren, bei dem lonerbilder zweier oder mehr Farben auf ein und derselben photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht entwickelt werden und das elektrostatische Aufladen eines bereits vorhandenen lonerbildes eine unterschiedliche Ladung der mit loner versehenen und der tonerfreien Bereiche ergibt.

Ein derartiges Verfahren mit Superpositionsentwicklung kann beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden. Ein panchromatisches Elektrofaxblatt weißer Farbe wird in Dunkelheit elektrostatisch gleichmäßig aufgeladen und dann der Projektion eines mehrfarbigen Bildes durch ein Grünfilter hindurch ausgesetzt, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Dieses wird dann mit magentafarbenem Toner als magentafarbenes Bild entwickelt. Dann wird das Elektrofaxblatt nochmals elektrostatisch gleichmäßig bei Dunkelheit aufgeladen und der Projektion des mehrfarbigen Bildes durch ein Rotfilter hindurch ausgesetzt, wobei das Bild auf das magentafarbene Bild ausgerichtet ist. Dadurch entsteht ein latentes Bild, das dann mit cyanfarbenem

109825/1849

2060U6

Toner entwickelt wird. In ähnlicher Weise wird das Elektrofaxpapier dann nochmals elektrostatisch in Dunkelheit aufgeladen, einer Bildbelichtung durch ein Blaufilter hindurch ausgesetzt und mit gelbem loner entwickelt, so daß sich dann die Reproduktion des mehrfarbigen Bildes ergibt.

Das Verfahren zur Reproduktion mehrerer Farben in vorstehend beschriebener Weise wird auch als Superpositionsverfahren bezeichnet. Die angegebene Reihenfolge grün, rot, blau der Bilderzeugung kann auch geändert werden.

Bin Verfahren der vorstehend beschriebenen Art weist mehrere Nachteile auf, die im folgenden erläutert werden sollen. Bei der zweiten gleichmäßigen elektrostatischen Aufladung für das zweite Teilbild und der danach erfolgenden Belichtung und Bildentwicklung mit dem Toner der zweiten Farbe auf dem Elektrofaxblatt wird derjenige Teil des Blattes, auf dem bereits der Toner des ersten Teilbildes vorhanden ist, elektrostatisch mit einer höheren Spannung aufgeladen als die nicht mit dem Toner des ersten Teilbildes versehenen Bereiche. Die elektrostatische Ladung des mit Toner bereits versehenen Bereichs wird bei Belichtung nicht abgeleitet, so daß Infolge der fehlenden Photoleitfähigkeit des Tonerbildes eine Restspannung bleibt, während die ladung in den tonerfreien Bereichen durch die zweite Belichtung abgeleitet wird. Dieser Effekt führt zu einer fehlerhaften Verteilung geringer Tonermengen der zweiten Farbe auf dem Tonerbild der ersten Farbe, wodurch ein Farbfehler erzeugt wird. Diese Erscheinung ergibt sich auch bei der Erzeugung des dritten Teilbildes auf dem zweiten Teilbild und wird sogar ausgeprägter, wenn die Tonerdichte bzw. die abgelagerte Tonermenge größer ist. Eine solche Erscheinung kann theoretisch durch Ausregeln der elektrischen Eigenschaften des Toners beseitigt werden, ein solches Verfahren verursacht in der Praxie jedoch verschiedene Schwierigkeiten, so daß eine Reproduktion mehrfarbiger Bilder bei hoher Qualität unmöglich ist, wenn die besehrie-

109 82 5/1849

BAD ORIGINAL

2060H6

- 3 benen Erscheinungen nicht vollständig beseitigt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrophotographisches Verfahren für die Mehrfarbenbilderzeugung zu schaffen, bei dem bei der Superpositionsentwicklung die unrichtige Ablagerung von loner der zweiten und der dritten Farbe auf dem Tonerbild der ersten Farbe oder auf dem Tonerbild der zweiten Farbe verhindert ist.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß eine photoleitfähige Aufzeichnungsschicht verwendet wird, die mit nur einer ersten Polarität elektrostatisch aufladbar ist, daß bei der Erzeugung eines jeden auf das erste folgenden elektrostatischen latenten Bildes eine elektrostatische Ladung mit einer zur ersten entgegengesetzten Polarität auf die mit zumindest einem Tonerbild bereits versehene Oberfläche der Aufzeichnungsschicht aufgebracht wird, und daß die Aufzeichnungsschicht bis zur Neutralisierung der Ladung des Tonerbildes gleichmäßig elektrostatisch mit d^er ersten Polarität aufgeladen und danach bildmäßig belichtet wird·

Die Erfindung wird im folgenden anhand in den Figuren dargestellter überlagerter Tonerbilder und graphischer Darstellungen der Potentialverhältnisse beschrieben. Ee zeigen«

Fig· 1 den Querschnitt einer elektrophotographisehen, lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht und darauf aufgebrachter Tonerschichten in idealem Zustand,

Fig. 2 einen ähnlichen Querschnitt, wie er sich bei einem elektrophotographiachen Verfahren der bisherigen Art ergibt,

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Ladezeit und der Oberflächenspannung der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht bei den bisherigen Verfahren,

109825/1849

2060U6

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Spannungsabfalls bei Beleuchtung der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht und

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Änderung der Oberflächenspannung der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht beim erfindungsgemäßen Verfahren.

Fig. 1 zeigt den idealen Zustand der Superpositionsentwicklung auf einem Elektrofaxpapier 10, das aus einer Unterlage 11 und einer darauf aufgebrachten photoleitfähigen und lichtempfindlichen Schicht 12 besteht. Darauf sind das Tonerbild einer ersten Farbe 13 und das Tonerbild einer zweiten Farbe 14 nacheinander erzeugt. Es sei angenommen, daß diese Tonerbilder gleichmäßige Dichte haben. Das Tonerbild der zweiten Farbe besteht aus einem Teil 14', der sich direkt auf der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht befindet, und aus einem zweiten Teil 14", der sich auf dem ToneTbild der ersten Farbe befindet. Ein idealer Zustand, bei dem die Ablagerungestärke des Tonerbildes der zweiten Farbe in beiden Teilen gleich ist, wird erreicht, wenn das Tonerbild der ersten Farbe keine Restspannung hat, im praktischen Fall sind die beiden VerteilungSBtärken jedoch unterschiedlich, da das Tonerbild der ersten Farbe meistens eine Restspannung hat.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Aueführungsform, mit der meist gerechnet werden muß, ist die Ablagerungsstärke im Bereich 14" stärker als im Bereich 14 » da eine Restspannung des Tonerbildes der ersten Farbe 13 Torhanden ist. Daher ergibt sich im Bereich 14' eine gegenüber dem Bereich 14" unterschiedliche Färbung.

In der in Fig. 3 gezeigten graphischen Darstellung ist der Zusammenhang zwischen der Oberflächenspannung V und der Ladezeit t in demjenigen Bereich dargestellt, wo bereits ein Tonerbild auf dem Elektrofaxblatt vorhanden ist. Der gestrichelte Bereich zeigt die allein an der Schicht des Tonerbildes 13 abfallende Spannung» während der Wert T_g die Spannung an der Oberfläche der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht ist. Der Wert V,

109825/1849

liegt "Ia eimern JereieOa v©a einigen ¥@lt lii einigelt hindert .was tsh ier-larl les veirwendeten foaers* ief AMageruagsstlrfe

Hg. 4 zeigt eine g^äplisiehe Börstellimg der "bei .MclLtelmwixfeaig uai. ¥©rhaadeaseia eines Soaerfoildes* Auf der Ordinate ist <tie Ö'beS'iläeliieiisßaiMitBg ff auf d.ex die. ladeseit t ilmliek wie ia lig· 5 aigetragea,·

Bie Ol^rflaeaeaBpämiiMiasg fsi, üe atsr νο© der Äiit der fiadlieaen. SeMeM a&aligig iet_r fällt srar feei iicliteiawirkimg ä!b_t jedl©eii. wird, die eiüktrö>statiselie %&iäw&g' em£- äem foaerllli iaf®lge ieösea. £elleader SeitfäMgkeit uä&T InötöledtfäMglEeit niekt leeiatrmeiitigt* lie 'Ppsämiag ¥t des foaer-Mldes als©, praltisöii ieägtüat» laMaliiiiigig τ&η ier Seit der wiriiarig* Salier ist öiäe söleae Eestspaimiöig Tt amaHa aack der Beliei.titag m&®h visriiaäiea^ ©Iwoal die Gfee^flaciieaspaanEiag der fi die ielieatutag dta" Wert IFtill

aät* Saünresii wiri. e'iae AilagerMög irte feaer. ia iereicaea TeruirsaeÄtwo eigeatiiiü, keia Sotterlild ersetigt werdea soll*

Fig· 5 zeigt eine grapfitiselie Darstellung des Bciazips des erfia-duagsgemäßea Terfälireas» Im allgemeiaea !bestellt eiae paotoleitfällige Aufzei©iuiHägasGiii©iit aus eiaem HalMeitöri der nwe eatwed.er positiv oder negativ geladen werden kann. Beispielsweise kann eine pnotaleitfänige SeleaschiciLt a®rffi«lerweis© wmt |io>*itiv aufgeladen werden», waftr-enä eine Schient aus Zinkoxidpiilver> dispergiert in eia&Si EuftstharzMad»mittel_f ieielit aegativ, J#iö>cJi praktiaeii niefit positiv aufgeladen werdea kann· Aniiererseite icana der läaer aegätiv und poaitiT aufgelaien werden» tiater Jtetenutzuag dieser Erscheinungen ermöglicht Üe Äefiaäuag ein eliJE-trophotegrapaieefeee Te-rfahreoi mit ideale^ imperföÄif£öa#iiÄtiii(SlE:-- lung,

Ia Fig· 5 1st eiae Auefliiruageiörm sit sogenanntem Elektrofax- . papier dargastelit_r auf dem siah eine phataleitfänige Schicht

Zinkoxldpulver befindet. Bas KL@ktrofaxfela.tt, .auf/ den. "bereits das tonerbild der erstem Earfee erzeugt ist, wird eimer gleichmäßigen positiven liaiung sum Zeitpunkt Mail ausgesetzt.,», die zum geifftunkt t.. beendet wird.., Badsrek. wird alle §omerfeildscMcM 13 auf eine (positive) Spannung Tt aufgeladen* wäfarend. dier nickt adt einem BiIeI versehene isereiclt niciit geladen wird. Bann, wird eine negative lnflaeliMig sm» 2eitpißlkt t^ Ms %m& Zeitpunkt tp, diairengefülirt^ zna dem die elektrostatisclie üadiaoag des fönerfeildes neutralisiert ist. Badurcli ergibt sicM dieselbe (negative) ötterfläcJheuispampaig in äen axt ioner versenenen umd. w äen tonerfreien Bereichien der Atifaeiclinungsflache. Eine nachfolgende BildlelicbtEmg ergibt darai ein fehlerfreies elektrostatisches latentes Bild* das nieJit diireh das fonerMld der ersten Farlae beeinträchtigt ist·

Der "beim erfindungsg^EäBen Yerfahren zn verwendende Toner soll positiv wciü. negativ aufladfeaa? sein, diese Anforderung wird durch die meisten bekannten fonerarten erfüllt.

Außerdem soll die photoleitfähige und lichtempfindliche Schicht in der einen liclrtang leicht, in der anderen lichtimg schwer aufladbar sein. Biese Eigenschaft hängt natürlich von der Su-A saramxensetzung der photoieitfähigen Schicht seihst a.b„ jedoch noch stärker von der Kombination der Söhicht mit der elektrisch leitfähigen Unterlage oder von den üeichrichtereigenschaften der Schicht im tihergangsfeereich &νοε Unterlage. Bei einer Zinkoxid-Kunstharzverteilung 1st die lichtempfindliche Schicht schlecht positiv aufladbar, wew& die Unterlage elektrisch gut leitfähig und: ein höher Anteil von Zinkoxid vorhanden ist. Eine dünne isolierende Zwischenschicht zwischen der Unterlage und der phötoieitfähigeii Schicht erleichtert jedoch die positive _t duiig und liefert relativ langsaaen Dunkelahfall, weshalb eine solche Auf ζ ei chnumgs schicht fiir das erfindungsgenäße Yerfahren nicht geeignet; wäre.

Pie vorstehende Beschreibung bezieht sich lediglich auf die nach dem Prinzip der Toneranziehung erfolgende Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder, wenn der Toner eine zum Ia-.tenten Bild entgegengesetzte Ladungspolarität hat. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch nach dem Prinzip der Abstoßungsentwicklung durchgeführt werden, bei dem das latente Bild und der Toner ein und dieselbe elektrische Ladungspolarität haben. .

Das erfindungsgemäße Mehrfarbenverfahren vermeidet den Nachteil bekannter Superpositionsverfahren, der in der fehlerhaften Ablagerung von Toner Gesteht, die durch fehlende Ableitung elektrostatischer Ladungen bei Einwirkung von Licht auf ein geladenes Tonerbild verursacht wird,

109825/1849

Claims (1)

1. 2060H6

   - 8 Patentanspruch

   Elelctrophotographisches Verfahren, bei dem Tonerbilder zweier oder mehr Farben auf ein und derselben photoleitfähigen Aufzeichnungsschicht entwickelt werden und das elektrostatische Aufladen eines bereits vorhandenen Toherbildes eine unterschiedliche Ladung der mit Toner versehenen und der tonerfreien Bereiche ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine photoleitfähige Aufzeichnungsschicht (12) verwendet wird, die mit nur einer ersten Polarität elektrostatisch aufladbar ist, daß bei der Erzeugung eines jeden auf das erste folgenden elektrostatischen latenten Bildes eine elektrostatische Ladung mit einer zur ersten entgegengesetzten Polarität auf die mit zumindest einem Tonerbild (13) bereits versehene Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (12) aufgebracht wird und daß die Aufzeichnungsschicht (12) bis zur Heutralisierung der Ladung des Tonerbildes (13) gleichmäßig elektrostatisch mit der ersten Polarität aufgeladen und danach bildmäßig belichtet wird.

   109825/1849