DE2060146B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein eic¹ 'rophotographischcs .Superpositionsverfahren, bei dem mehrere Toncrbilder jeweils verschiedener Farbe auf ein und derselben photolcitendcn Aufzeichnungsschicht nacheinander einander wenigstens teilweise überlagernd entwickelt werden, wobei jeweils ein Tonerbild einer bestimmten Farbe durch gleichmäßige elektrostatische Aufladung und bildmäßige Belichtung der Aufzeichnungsschicht mit einem Farbauszug und Entwicklung der Aufzekhnungsschicht mit einem Toner vorbestimmter Farbe cr/cugt wird.

Ein derartiges Verfahren mit Superpositionsentwicklung kann beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden. Ein panchromatisches Elcktrofaxblatt weißer Farbe wird in Dunkelheil 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 magentafarbcnem Toner als magentafarbencs Bild entwickelt. Dann wird das Elcklrofaxblatt nochmals elektrostatisch gleichmäßig bei Dunkelheit aufgeladen und der Projektion des mehrfarbigen Bildes durch ein Rotfilter hindurch ausgesetzt, wobei das Bild auf das niagentafarbene Bild ausgerichtet ist. Dadurch entsteht ein latentes Bild, das dann mit cyanfarbenem 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 Toner entwickelt, so daß sich dann die Reproduktion des mehrfarbigen Bildes ergibt.

Die angegebene Reihenfolge der Farben grün, rot und blau für die Bilderzeugung kann auch geändert werden.

Ein Verfahren der vorstehend beschriebenen Art weist mehrere Nachteile auf. Bei der zweiten gleichmäßigen elektrostatischen Aufladung für das zweite Teilbild und der danach erfolgenden Teilbildbelichtung und Hildentwicklung mit dem Toner der zweiten Farbe auf dem Elektrofuxblait wird derjenige Teil des Blattes, auf dem bereits der Toner des ersten Teilbildes vorhanden ist, elektrostatisch auf eine höhere Spannung aufgeladen als die vom Toner des ersten Teilbildcs

ίο freien Bereiche. Die elektrostatische Ladung des mit Toner bereits versehenen Bereiches wird bei Belichtung nicht vollständig abgeleitet, so daß infolge der fehlenden Photoleitfähigkeit des Tonerbildes eine Restspannung bleibt, während die Ladung in den tonerfreien

l> Bereichen, die von Licht bei der zweiten Belichtung getroffen werden, abgeleitet wird. Dieser Effekt führt zu einer fehlerhaften Verteilung des Toners der zweiten Farbe insofern als die Tonerschicht der zweiten Farbe über der Tonerschicht der ersten Farbe eine größere

2« Dicke aufweist, als die Tonerschicht der zweiten Farbe über solchen Teilen, die von Teilen der ersten Toncrsehicht frei sind und hierdurch wird ein Farbfehler erzeugt. Dieselbe Erscheinung ergibt sich auch bei der Erzeugung des dritten Teilbildcs auf dem zweiten

2ϊ Teilbild und wird hier sogar noch ausgeprägter. Eine derartige Erscheinung kann theoretisch durch eine Regelung der elektrischen Eigenschaft des jeweiligen Toners beseitigt werden. Ein derartiges Verfahren verursacht jedoch in der Praxis erhebliche -Schwicrigkeilen, so daß eine Reproduktion mehrfarbiger Bilder mit hoher Quali'ct unmöglich ist. wenn die beschriebenen Erscheinungen nicht vollständig beseitigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein clektropholographischcs Super's positionsverfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem auch bei jedem zweiten und weiteren Tonerbild verschiedener Farbe Toncrschichlen gleichmäßiger Dicke über den gesamten Bildbereich abgelagert werden.

•w Diese Aufgabe wird erfindungsger.iäß dadurch gelöst, daß eine photoleitendc Aufzeichnungsschicht verwendet wird, die nur mit Ladungen einer ersten Polarität aufludbar ist, daß nach der Entwicklung jeweils eines Toncrbildcs einer bestimmten Farbe die Auf/eiehnungsschicht mit dem oder den darauf entwickelten Toncrbildcrn gleichmäßig mit Ladungen einer /weiten Polarität aufgeladen wird und dann anschließend und vor der bildmäßigen Belichtung mit einem nächsten Farbauszug die Aufzeichnungsschicht mit dem oder den

so darauf entwickelten Tonerbildern bis zum Erreichen eines gleichmäßigen Potentials sowohl auf der Aufzeichnungsschicht wie auf den Tonerbildbercichcn gleichmäßig mit Ladungen der ersten Polarität aufgeladen wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können nunmehr auch Farbkopien nach dem .Superpositionsprinzip mit guter Farbabstimmung hergestellt werden. Das wird zum ersten dadurch erreicht, daß das Material der Aufzeichnungsschicht derart gewählt wird, daß es nur mit Ladungen einer ersten Polarität aufgeladen werden kann, d. h. daß das Material Ladungen einer zweiten Polarität sogleich ableitet. Wenn deshalb die Aufzeichnungsschicht mit dem darauf entwickelten Tonerbild gleichmäßig mit Ladungen einer zweiten

f>5 Polarität aufgeladen wird, so tritt eine Aufladung praktisch nur in den mit Tonerpulver bedeckten Bereichen auf. Wird sodann im zweiten Schritt eine gleichmäßige Aufladung mit Ladungen der ersten

Polarität durchgeführt, so laßt sich erreichen, daß das Potential in sowohl dem Bereich der Aufzeichnungsschicht wie auch in den mit Tonerpulver bedeckten Bereichen eine glcichmäliigc Höhe annimmt.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten überlagerten Toncrbildern und graphischen Darstellungen der Poteniialverhälinis se noch näher erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 den Querschnitt einer clektrophotographisehen, lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht und darauf aufgebrachten Tonerschichten in Idealzustand.

Fig.2 einen ähnlichen Querschnitt wie in Fig. I, jedoch eine Aufzeichnungsschicht, wie sie auf dem bisherigen Verfahren erhalten wird,

Fig. J eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Ladezeit und der Oberflächenspannung der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht bei dem bisherigen Verfahren.

F i g. 4 eine graphische Darstellung des Spannungsabfalls bei Beleuchtung der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht und

F i g. 5 eine graphische Darstellung der Änderung der Oberflächenspannung der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht beim erfindungsgemäßcn Verfahren.

Fig. I zeigt den idealen Zustand der Superpositionsenlwicklung auf einem Elektrofaxpapier 10, das aus einer Unterlage Il und einer darauf aufgebrachten phololcilfähigcn und lichtempfindlichen .Schicht 12 besieht. Darauf.sind das Tonerbild einer ersten Farbe 13 in und das Tonerbild einer /weiten Farbe 14 nacheinander erzeugt. Es sei angenommen, daß diese Toncrbildcr gleichmäßige Dichte haben. Das Tonerbild der /.weilen Farbe besteht aus einem Teil 14', der sich direkt auf der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht befindet, und π aus einem zweiten Teil 14", der sich auf dem Tonerbild der ersten Farbe befindet. F.in idealer Zustand, bei dem die Ablagcrungsstärkc des Toncrbildes der zweiten Farbe in beiden Teilen gleich ist, wird erreicht, wenn das Tonerbild der ersten Farbe keine Restspannung hat, im -to praktischen Fall sind die beiden Verieilungsstärkcn jedoch unterschiedlich, da das Tonerbild der ersten Farbe meistens eine Rcslspannung hat.

Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsforni, mit der meist gerechnet werden muß, ist die Ablageriingsslärke im Bereich 14" stärker als im Bereich 14', da eine Rcslspannung des Toncrbildcs der ersten Farbe 13 vorhanden ist. Daher ergibt sich im Bereich 14' eine gegenüber dem Bereich 14'unterschiedliche Färbung.

In der in F i g. 3 gc/eiijien graphischen Darstellung ist w der Zusammenhang zwischen der Oberflächenspannung V und der Ladezeit t in demjenigen Bereich dargestellt, wo bereits ein Tonerbild auf dem Elcktrofaxblatt vorhanden ist. Der gestrichelte Bereich zeigt die allein an der Schicht der Toncrbildes 13 abfallende Spannung, während der Wert V, die Spannung an der Oberfläche der lichtempfindlichen Aufzeichnungsschicht ist. Der Wert V₁ liegt in einem Bereich von einigen Volt bis einigen hundert Voll, was von der Art des verwendeten Toners, der Ablageriingsslärke usw. abhängt.

Fig.4 zeigt eine graphische Darstellung der Ladungsverringerung bei Lichteinwirkung und Vorhandensein eines Tonerbildcs. Auf der Ordinate ist die Oberflächenspannung V, auf der Abszisse die Ladezeit I ähnlich wie in F i g. 3 abgetragen. μ

Die Oberflächenspannung Vs, die nur von der Art der lichtempfindlichen Schicht abhängig ist, fällt zwar bei Lichleinwirkung ab, jeooch wird die elektrostatische Ladung auf dem Tonerbild infolge dessen fehlender Leitfähigkeit oder Phoioleitfähigkcit nicht beeinträchtigt. Die Spannung Vi des Tonerbildes bleibt also praktisch konstant, unabhängig von der Zeit der Lichteinwirkung. Daher ist eine solche Restspannung Vl auch nach der Belichtung noch vorhanden, obwohl die Oberflächenspannung der Aufzeichnungsfläche durch die Belichtung den Wert Null erreicht hat. Dadurch wird eine Ablagerung von Toner in Bereichen verursacht, wo eigentlich kein Tonerbild erzeugt werden soll.

F i g. 5 zeigt eine graphische Darstellung des Prinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im allgemeinen besteht eine photoleitfähigc Aufzeichnungsschicht aus einem Halbleiter, der nur entweder positiv oder negativ geladen werden kann. Beispielsweise kann eine photoleilfähige Selenschicht normalerweise nur positiv aufgeladen werden, während eine Schicht aus Zinkoxidpulver, dispergiert in einem Kunstharzbindemittel, leicht negativ, jedoch praktisch nicht positiv aufgel idcn werden kunn. Andererseits kann der Toner negativ und positiv aufgeladen werden. Unter Ausnutzung dieser Erscheinung ermöglicht die Erfindung e ji elektrophotographischcs Verfahren mit idealer Superpositionseniwicklung.

In Fig.5 ist eine Ausführungsform mit sogenanntem Elektrofaxpapier dargestellt, auf dem sich eine photolcilfähige Schicht aus Zinkoxidpulver befindet. Das Ehktrofaxblalt, auf dem bereits das Tonerbild der ersten Farbe erzeugt ist, wird einer gleichmäßigen positiven Ladung zum Zeitpunkt Null ausgesetzt, die /um Zeitpunkt /ι beendet wird. Dadurch wird die Tonerbildschicht 13 auf eine (positive) Spannung Vi aufgeladen, während der nicht mit einem Bild versehene Bereich nicht geladen wird. Dann wird eine negative Aufladung zum Zeilpunkt Ii bis zum Zeitpunkt l< durchgeführt, zu dem die elckirostalische Ladung des Toncrbildcs neutralisiert ist. Dadurch ergibt sich dieselbe (negative) Oberflächenspannung in den mit Toner versehenen und den tonerfreien Bereichen der Aufzeichnungsfläche. Eine nachfolgende Bildbelichtung ergibt dann ein fehlerfreies elektrostatisches latentes Büü, das nicht durch das Tonerbild der ersten Farbe beeinträchtigt ist.

Der beim erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Toner soll positiv und negativ aufladbar sein, diese Anforderung wird durch die meisten bekannten Toncrartcn erfüllt.

Außerdem soll die phoiolcitfähigc und lichtempfindliche Schicht in der einen Richtung leicht, in der anderen Richtung schwer aufladbar sein. Diese Eigenschaft hängt natürlich von der Zusammensetzung der phololcilfähigcn Schicht selbst ab, jedoch noch stärker von der Kombination der Schicht mit der elektrisch Hifi riigen Unterlage oder von den Gleichrichtereigenschaftcn der Schicht im Übergangsbereich zur Unterlage. Bei einer Zi.ikoxid-Kunstharzverteiii:ng ist die lichtempfindliche Schicht schlecht positiv aufladbar, wenn die Unterlage elektrisch gut leitfähig und ein hoher Anteil von Zinkoxid vorhanden ist. Eine dünne isolierende Zwischenschicht zwischen der Unterlage und der photoleitfähigen Schicht erleichtert jedoch die positive Ladung und liefert relativ langsamen Utinkelabfall, weshalb eine solche Aufzeichnungsschicht für das erfindungsgemäße Verfahren nicht geeignet wäre.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich lediglich auf die nach dem Prinzip der Toneranziehung erfolgende Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder, wenn der Tonei eine zum latenten Bild entgegenge-

setzte Ladungspolariliil hat. Das crfindiingsgeniäße Verfahren kann jedoch auch nach dem Prinzip der AbstoBungscnlwii'klting durchgeführt werden, bei dem das latente Bild und der Toner ein und dieselbe elektrische l.adungspolariiäi haben.

Hierzu 1 Walt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrophotographisches Superpositionsverfahren, bei dem mehrere Toncrbilder jeweils verschiedener Farbe auf ein und derselben photoleitenden Aufzeichnungsschicht nacheinander einander wenigstens teilweise überlagernd entwickelt werden, wobei jeweils ein Tonerbild einer bestimmten Farbe durch gleichmäßige elektrostatische Aufladung und büdmäßige Belichtung der Aufzeichnungsschicht mit einem Farbauszug und Entwicklung der Aufzeichnungsschicht mit einem Toner vorbestimmter Farbe erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine photoleitende Aufzeichnungsschicht verwendet wird, die nur mit Ladungen einer ersten Polarität aufladbar ist, daß nach der Entwicklung jeweils eines Tonerbildes einer bestimmten Farbe die Aufzeichnungsschicht mit dem oder den darauf entwickelten Tonerbildern gleichmäßig mit Ladungen einer zweiten Polarität aufgeladen wird und daß anschließend und vor der bildmäßigen Belichtung mit einem nächsten Farbauszug die Aufzeichnungsschicht mit dem oder den darauf entwickelten Tonerbildern bis zum Erreichen eines gleichmäßigen Potentials sowohl auf der Aufzeichnungsschicht wie auf den Toncrbildbereichen gleichmäßig mit Ladungen der ersten Polarität aufgeladen wird.