DE2429303C3 - Elektrophotographische Vorrichtung zum bildmäßigen Aufladen einer isolierenden Fläche - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrophotographische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE-OS I⁴) 57 401 ist eine Vorrichtung dieser Art beschrieben, die mit einem umlaufenden endlosen Steuergitter arbeitet, auf dem ein dem Vorlagenbild entsprechendes Ladungsbild ausgebildet wird. Dieses Ladungsbild auf dem Steuergitter gelangt in eine Druckstalion, in der mit Hilfe eines Beschleunigungsfeldes geladene Farbteilchen durch das Steuergitter hindurch auf ein Aufzeichnungsmaterial strömen, wobei die Furbteilchenstroimmg beim Durchgang durch das endlose Steuergitter bildmäßig differenziert wird. Das Steuergitter besteht aus einem üblichen Isolierwcrkstoff, vorzugsweise einem Photoleiter, der mit einem Leiter beschichtet ist, wobei sich die für den Durchgang der Farbstoffteilchen dienenden Öffnungen in Koinzidenz durch beide Schichten des Gitters erstrecken. Es wird das Entstehen entgegengesetzter elektrostatischer Ludungen auf entgegengesetzt liegenden Oberflächen der Photoleiterschicht ausgenützt, wodurch eine Ladungs-Doppclschicht erzeugt wird, die innerhalb der Öffnungen sperrende und nichtsperrende Randfelder hervorruft. Diese Kandfclder werden bei der Bildbelichliing des Cutters in den hellen Bildbereichen durch die dort eintretende Leitfähigkeit des Photoleiters abgebaut, so daß das Cutter in den hellen Bildbereichen durchlässig is!, wahrend es den Farbteilrhensirom in den dunklen Bildbereichen nicht durchläßt Dies hat den wesentlichen Nachteil, daß ohne besondere zusätzlichen Maßnahmen stets ein Negativdruck des Vorlagenbilds erfolgt Wenn der Photoleiter eine zu niedrige dielektrische Festigkeit besitzt soll zwischen dem Photoleiter und dem Leiter eine dünne Unterlage aus einem Material mit hoher dielektrischer Festigkeit verwendet werden, um den Photoleiter von den Zonen hoher Feldstärke nahe den Kanten der öffnungen zu

in trennen. In ähnlicher Weise soll auch ein dünner Überzug aus einem Material mit hohem Widerstand verwendet werden, um einen Ladungsträger für solche Photoleiter zu erzeugen, die einen schlechten spezifischen Oberflachenwiderstand besitzen. Diese Unterlage

ι "> bzw. dieser Überzug stellt also sicher, daß die auf der Oberfläche des Photoleiters befindlichen Ladungen dort auch tatsächlich festgehalten werden und die Ladungs-Doppelschicht zur Fjrbteilchensteuerung aufrechterhalten wird. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß mit

jo diesem Steuergitter im Dunkeln gearbeitet werden muß.

Ferner zeigt die DE-OS 21 54 130 eine ähnliche

Vorrichtung mit einem Steuergitter aus einem leitenden Kern, der im Bereich der einen Gitterseite eine photoleii fähige Schicht trägt, während er im Bereich der

>■> anderen Gitterseite und der Öffnungswandungen mit Isoliermaterial beschichtet ist.

Bei einem in der DE-AS 15 22 582 beschriebenen elektrophotographischen Verfahren wird ein Steuergitter aus einem leitenden Kern verwendet, der auf der der

so Koronaentladungselektrode zugekehrten Seite von einer photoleitfähigen Schicht bedeckt ist, während die restlichen Bereiche des Kerns mit einer Isolierschicht bedeckt sind. Zunächst wird die Oberfläche der photoleitfähigen Schicht des Steuergitters mit Hilfe der

ii Koronaentladungselektrode aufgeladen. Dann wird dieselbe Koronaentladungselektrode dazu benutzt, während oder nach einer bildmäßigen Belichtung der photoleitfähigen Schicht zur Ausbildung eines Ladungsbilds auf dem Steuergitter einen lonenstrom zu

in erzeugen, der bei seinem Durchtritt durch das Steuergitter bildmäßig differenziert wird und ein Ladungsbild auf einem isolierenden Aufzeichnungsmaterial ausbildet. Die bildmäßige Differenzierung des lonenstroms erfolgt dadurch, daß zusätzlich zu dem

ti Steuergitter ein Schirmgitter zwischen Steuergitter und Koronaentladungselektrode vorgesehen ist und daß die Potentiale des Kerns des Steuergitters und des Schirmgitters so gewählt werden, daß das elektrische Feld zwischen dem Steuergitter und dem Schirmgitter

ii» in den belichteten und unbelichteten Bereichen entgegengesetzt gerichtete Gradienten aufweist. Die Ionen können deshalb mittels dieses elektrischen Feldes in denjenigen Bereichen, in denen sie durch das .Steuergitter treten sollen, beschleunigt und in den anderen

μ Bereichen zur Umkehrung ihrer Bewegungsrichtung veranlaßt werden. Durch das Erfordernis eines zusätzlichen Schirmgitters zur Erzeugung eines elektrischen Feldes mit entgegengesetzt gerichteten Gradienten in den belichteten und unbelichteten Bereichen ergibt sich

ho eine relativ komplizierte Konstruktion der Vorrichtung. Darüber hinaus muß der lonenstrom, der bildmäßig differenziert werden soll, sehr genau dosiert werden, da überschüssige Ionen den Kontrast des Ladungsbilds auf dem .Steuergitter durch Ladungsausgleich abklingen

hi lassen, so daß die Zahl der mit Hilfe eines Ladiingsbilds auf dem Steuergitter herstellbaren Ladungsbilder auf dem Aufzeichnungsmaterial sehr begrenzt ist. Darüber hinaus muß zur Durchführung dieses Verfahrens

Dunkelheit im Gerflteinneren herrschen, da jeder Lichteinfall ladungsbildzerstörend wirkt.

Schließlich verwendet eine in der DE-OS 14 97 086 beschriebene elektrophotographische Vorrichtung ein Steuergitter mit einem leitenden Kern, dessen eine Seite mit einer photoleitfähigen Halbleiterschieht überzogen ist. Da diese bekannte Vorrichtung nach einem Verfahren arbeitet, bei dem die Bildbeiichtung und die bildmäßige Differenzierung des Koronaionenstroms gleichzeitig durchgeführt werden, ist ein durchsichtiges bzw. reflektierendes Aufzeichnungsmaterial erforderlich. Das Bildlicht erreicht die photoleitfähige Schicht des Steuergitters also nicht direkt, sondern indirekt, so daß die erreichbare Bildschärfe nicht sehr hoch sein kann. Außerdem ist es schwierig, die photoleitfähige Halbleiterschicht auf ein ausreichend hohes Potential zu laden, was sich ebenfalls mindernd auf die Qualität und insbesondere den Kontrast des Ladungsbildes auf dem isolierenden Aufzeichnungsmaterial auswirkt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrophotographische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I zu schaffen, deren Steuergitter ein kontrastreiches Ladungsbild erzeugen läßt, mit dessen Hilfe das bildmäßige Differenzieren eines Koronaionenstroms sehr häufig vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Jen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst

Indem die photoleitfähige Schicht den elektrisch leitenden Kern fast ganz bzw. ganz umschließt und ihrerseits mit einer isolierenden Deckschicht beschichtet ist, kann bei der Ausbildung des Ladungsbildes auf dem Steuergitter mit einer hohen Spannung gearbeitet werden, was die auf dem Gitter stattfindenden Ladungsund Entladungsprozesse beschleunigt und dem Ladungsbild, das auf der isolierenden Deckschicht des Steuergitters ausgebildet wird, hohen elektrostatischen Kontrast gibt. Dadurch, daß auf der einen Gitterseite entweder der elektrisch leitende Kern von der Beschichtung freigehalten ist oder über der Deckschicht eine elektrisch leitende Beschichtung angeordnet ist, wenn die Deckschicht das Gitter aus elektrisch leitendem Kern und photoleitfähiger Schicht vollständig umschließt, werden überschüssige Ionen des bildmäßig zu differenzierenden Koronaionenstroms daran gehindert, sich den das Ladungsbild bildenden Ladungen auf der isolierenden Deckschicht zuzugesellen und das Bild zu zerstören. Darüber hinaus werden die das Ladungsbild auf dem Steuergitter bildenden elektrischen Ladungen sehr fest an der isolierenden Deckschicht gehalten, so daß das Bild auch aus diesem Grunde durch die Ionen kaum geschwächt werden kann. Das erfindungsgemäße Steuergitter ist somit hervorragend dazu geeignet, mit Hilfe eines einzigen Ladungsbildes eine solche Zahl von Differenzierungsvorgängen durchzuführen, die weit über der mit bekannten Steuergittern möglichen Zahl liegt. Es ist möglich mit einem einzigen Ladungsbild auf dem erfindungsgemäßen Steuergitter etwa 100 Ladungsbilder auf isolierendem Aufzeichnungsmaterial herzustellen, was bisher nicht erreicht werden konnte. Dies ist auth darauf zurückzuführen, daß infolge des Vorhandenseins der isolierenden Deckschicht auf der einen Gitterseite, die durch die Giüeröffnungen hindurch zur anderen Gitterseite hin in den leitenden Kern oder eine leitende Schicht übergeht, eine stetige Potentialverteilung in den Gitteröffnungen vorliegt, was sich auf die Differenzie

rung des Koronaionenstroms sehr günstig auswirkt. Ferner hat die Ausbildung des Ladungsbildes auf der isolierenden Deckschicht den weiteren Vorteil, daß das Differenzieren des Koronaionenstroms sowohl im Dunklen als auch im Hellen stattfinden kann, was die Konstruktion der Vorrichtung erleichtert. Dabei kann durch entsprechende Wahl der Polarität der Komnaionen und Richtung der den Koronaionenstroin beeinflussenden elektrischen Felder sowohl ein Positiv als auch ein Negativ des Vorlagenbilds als Ladungsbild auf der isolierenden Fläche erhalten werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine vergrößerte Querschnittsansitht eines fotole'afähigen Steuergitters zur Verwendung bei einem elektrofotografischen Reproduktionsverfahren;

F i g. 2 bis 4 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Prozesses der Bildung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf dem in F i g. 1 gezeigten Steuergitter;

Fig.5 und 6 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Prozesses der Bildung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial mit Hilfe des in F i g. 1 gezeigten Steuergittei s;

F i g. 7 bis 13 sind schematische Ansichten eines Längsschnitts einer Ausführungsform der elektrofotografischen Reproduktionsvorrichtung, in der das Sieuergitter gemäß F i g. I vorgesehen ist;

Fig. 14 bis 17 sind vergrößerte Schnittansichten eines modifizierten fotoleitfähigen Steuergitters;

Fig. 18 bis 20 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung der Bildung eines elektrostatischen Ladungsbilds auf dem in Fig. 14 gezeigten modifizierten .Steuergitters;

Fig. 21 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial durch das in Fig. 14 gezeigte fotoleitfähige Steuergitter;

F i g. 22 bis 24 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf dem modifizierten, in Fig. 16 gezeigten Steuergit ten

Fig. 25 ist eine schematische Darstellung /ur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung des in Fig. 16 gezeigten Steuergitters;

F i g. 26 bis 28 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf dem modifizierten Steuergitter, das in Fig. 17 gezeigt ist;

Fig. 29 ist eine schcmaiische Darstellung zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung des in F i g. 17 gezeigten Steuergitters;

Fig. 50 ist eine grafische Darstellung, die die Verläufe des Oberflächenpotentials des Steueigitters gemäß Fig. 17 während der Zeit der Bildung des Ladungsbildes auf demselben zeigt;

Fig. Jl bis 34 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf einem modifizierten Sleuergitter;

Fig. 35 ist eine schematische Darstellung zur Krlüvterung des Bildungspro/essi's eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung des Stcuergitters gemäß Fig. Jl;

Fig. 36 bis 38 und F i g. 40 bis 42 sind schematisihi· Darstellungen zur Erläuterung des Nildungspro/.esses

eines Ladungsbildes auf einem modifizierten Slcucrgiticr;

I i g. 34 und 43 sind schcmaiische Darstellungen zur Erläuterung des Bildungsprozcsses eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial mittels des Stcucrgittcrs gemäß Γ ig. 36;

F ig. 44 ist eint grafische Darstellung des Oberflä ehenpotenlials an dem Stcucrgitter während jedes in den F i g. 36 bis 39 gezeigten Verfahrensschritis;

Fig.45 und 4o sind schcmatischc Darstellungen zur [Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf dem Steuergitter gemäß F i g. 36;

Fig. 47 ist eine schcmatischc Darstellung zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial mittels des Steucrgittersgemäß Fig. 36;

Fig.48 ist eine grafische Darstellung, die den Oberflächenpotentialverlauf während der in den F i g. 46 und 47 gezeigten Bildbildungsschritte zeigt;

Fig.49 bis 53 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf dem Sleucrgitter gemäß F i g. 36;

Fig. 54 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial mittels des Steuergitters gemäß Fig. 36;

F i g. 55 bis 59 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf dem Steuergitter gemäß F i g. 36;

Fig. 60 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial mit Hilfe des Steuergitters gemäß F i g. 36;

Fig.61 bis 64 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf dem Steuergitter gemäß F i g. 36;

Fig. 65 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial mittels eines Steuergitters gemäß F i g. 36;

F i g. 66 ist eine grafische Darstellung, die den Verlauf des Obcrflächenpoteniials des Steuergitters während der in den F i g. 49 bis 53 gezeigten Schritte zur Bildung des Ladungsbildes zeigt;

F i g. 67 ist eine grafische Darstellung, die das Oberflächenpotential des Steuergitters bei den in den F i g. 55 bis 59 gezeigten Schritten der Bildausbildung zeigt;

F i g. 68 ist eine grafische Darstellung, die den Verlauf des Oberflächenpotentials des Steuergitters bei den in den Fig.61 bis 64 gezeigten Bildausbildungsschritten zeigt;

F i g. 69 ist eine Tabelle, die die Polarität der Spannung während des primären, sekundären und tertiären Ladens bei dem elektrofotografischen Verfahren zeigt;

F i g. 70 bis 73 sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf dem Steuergitter gemäß F i g. 36;

Fig. 74 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Bildungsprozesses eines Ladungsbildes auf einem Aufzeichnungsmaterial mittels des Steuergitters gemäß F i g. 36; und

F i g. 75 ist eine grafische Darstellung, die den Verlauf des Oberflächenpotentials des Steuergitters bei den in den F i g. 70 bis 73 gezeigten Bildausbildungsschritten zeigt

Zunächst wird das elektrofotografische Reprodukt ions verfahren erläutert.

Das für das elektrofotografische Keproduklionsver· fahren zu verwendende fotoleilfäliige StcuergilliM ist mit einer Menge darin befindlicher kleiner Öffnungen versehen. Sein Grundaufbau besteht aus einem ieitenden Kern als Basis, auf den eine lotulcitfähigc Schicht und eine isolierende Deckschicht geschichtet sind Fin Obcrflachcnlcil dieses Steucrgiitcrs ist teilweise oder vollständig elektrisch leitfähig gemacht. Hin primäres

to elektrostatisches Ladungsbild wird auf dem Steuergitter ausgebildet, indem beispielsweise ein gleichförmiges elektrisches Aufladen, bildma'ßigcs l.ntfcmcn dieser Ladung, gegebenenfalls durch Belichten, beispielsweise durch Projizieren eines Vorlagenbilds, ein gegebencn-

i> falls durchzuführendes Gesamtbelichten der fotoleitfähigcti Schicht in Kombination durchgeführt werden. Anschließend wird ein sekundäres elektrostatisches Ladungsbild auf einem Aufzeichnungsmaterial durch bildmäßige Aufladung ausgebildet, wo;?u ein Koronaio-

.?(! nenstrom von einer Koionaionenquelle erzeugt und durch das das primäre Ladungsbild tragende Sleuergilter hindurch auf das Aufzeichnungsmaterial gerichtet wird. Durch das Ladungsbild auf dem Stcucrgitter wird der Koronaionenstrom bildmäßig differenziert.

2") Mit dem Ausdruck »primäres Ladungsbild« ist ein Ladungsbild gemeint, das auf dem fotolcitfähigen Steuergitter in Übereinstimmung mit dem Vorlagenbild durch die oben beschriebenen Prozeßschritte ausgebildet wird, während mit dem Ausdruck »sekundäres Ladungsbild« ein Ladungsbild gemein t ist, das auf dem isolierenden Aufzeichnungsmaterial durch den Koronaionenstrom ausgebildet wird, der bei seinem Durchtritt durch das Steuergitter durch das primäre Ladungsbild bildmäßig differenziert worden ist.

Die erste Ausführungsform des elektrofotografischen Verfahrens hat folgende Schritte: Gleichförmiges Aufladen der gesamten Oberfläche des Steuergitters, anschließendes Bildbelichten mit einem Vorlagenbild und sekundäres Laden, um die Oberflächenladung des Steuergitters bildmäßig zu differenzieren.

Das für dieses elektrofotografische Verfahren zu verwendende fotolehfähige Steueigitter besteht grundsätzlich wie bereits erwähnt, aus dem leitenden Kern als Basis, auf dem eine fotoleitfähige Schicht und eine isolierende Deckschicht vorgesehen sind. Eine Ausführung dieses Steuergitters ist in Fig. I in vergrößerter Schnittdarstellung gezeigt. Wie aus F i g. 1 ersichtlich besitzt das Steuergitter 1 eine Menge Öffnungen und besteht aus dem leitenden Gitterkern 2, der außen zurr

ίο Teil freiliegt und von der fotoleitfähigen Schicht 3 unc der isolierenden Deckschicht 4 umgeben ist.

Zur Bildung des leitenden Kerns 2 des Steuergitters 1 wird eine flache Platte aus einer Substanz hohei elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise Nickel, korro sionsfestem Stahl, Kupfer, Aluminium oder Zinn geätzt um eine große Zahl kleiner Öffnungen zu bilden, oder ei wird durch Elektroplattieren oder mit Drähten der obet erwähnten metallischen Substanzen ein Netz herge stellt. Der leitende Kern 2 kann zum Zwecke de

bo Reproduktion in Büros von 1 600 bis 14 500 Maschen ji cm² aufweisen, was von der erforderlichen Biidauflö sung abhängt Wenn der leitende Kern aus einer flachei Platte hergestellt werden soll, wie es oben erwähnt is' wird die optimale Dicke der Platte durch die Siebgröß-

und die Form der kleinen öffnungen bestimmt Wem der leitende Kern 2 andererseits aus Metalldrähte: hergestellt wird, kann der optimale Durchmesser de Drähte entsprechend der Maschenzahl des Steuergit

ters bestimmt werden, die erhalten werden so'!

Die fotoleitfähige Schicht 3 wird durch Vakuurrsver dampfung einer Legierung oder einer intermetallischen Verbindung, die z. B. S, Se, HbO und S, Se, Te, As, Sb oder Pb enthält, auf dem leitenden Kern 2 ausgebildet. Nach dem Versprühverfahren kann auch eine fotoleitfähige Substanz mit hohem Schmelzpunkt, wie beispielsweise ZnO, CdS oder T1O2 auf den leitenden Kern 2 aufgebracht werden. Mit Hilfe des Sprühverfahrens ist es möglich, organische Fotoleiter, wie z. B. Polyvinylcarbazol, Anthracen, Phthalocyanin und fotoleitfähige Materialien, die durch Sensibilisierung mit Farbstoffen oder einer Louis-Säure eine erhöhte Empfindlichkeit aufweisen, sowie eine Mischung von diesen Fotoleitern mit einem isolierenden Bindemittel zu verwenden. Für dieses Sprühverfahren eignet sich ebenfalls eine Mischung aus ZnO, CdS, T1O2, PbO und anderen anorganischen fotoleitfähigen Teilchen und einem isolierenden Bindemittel

Als isolierendes Bindemitte! zur Herstellung der vorgenannten Mischung kann jede organische isolierende Substanz und anorganische isolierende Substanz zur Verwendung gelangen und auch für die nachstehend beschriebene isolierende Deckschicht benutzt werden.

Die Dicke der auf den leitenden Kern 2 durch irgendeines der oben erwähnten Verfahren aufgebrachten fotoleitfähigen Schicht 3 kann in einem Bereich von 10 bis höchstens 80 μ liegen, obgleich sie von der Art und den Eigenschaften der verwendeten fotoleitfähigen Substanz abhängt.

Die isolierende Deckschicht 4 sollte verschleißfest sein, hohes Ladungshaltevermögen und transparent sein, so daß das aufgestrahlte Licht hindurchtreten kann. Es wird aber nicht immer gefordert, daß die Schicht einen hohen Widerstand gegen Verschleiß und Rißbildung aufweist Materialien, die den obengenannten Anforderungen genügen, sind z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Acrylharz, Polycarbonat Silikonharz, Fluorharz, Epoxyharz; Copolymere oder Mischungen dieser monomeren Substanzen vom Lösungsmitteltyp, thermischen Polymerisationstyp oder Fotopolymerisationstyp. Diese Materialien können durch Sprühen oder Vakuumverdampfen auf die fotoleitfähige Schicht 3 aufgebracht werden. Im Vakuum aufgedampfte Schichten aus organischen Polymersubstanzen, die durch die Dampfphasenpolymerisation erhalten werden, wie Parylene (ein Gattungsname für auf Paraxylylen basierende thermoplastische filmbildende Polymere) sowie anorganische isolierende Substanzen sind ebenfalls für diesen Zweck brauchbar. Die Dicke der auf der fotoleitfähigen Schicht 3 durch das oben erwähnte Verfahren auszubildenden isolierenden Deckschicht kann im Verhältnis zur Dicke der fotoleitfähigen Schicht 3 passend bestimmt werden.

Da es für das fotoleitfähige Steuergitter wesentlich ist, daß es einen Oberflächenteil besitzt, der elektrisch leitend ist, muß das Steuergitter in der Weise ausgeführt sein, daß der leitende Kern 2 an einem Oberflächenteil des Steuergitters 1 freiliegt Wenn daher die fotoleitfähige Schicht 3 und die isolierende Deckschicht 4 auf dem leitenden Kern 2 ausgebildet werden, wie es bei der oben beschriebenen Gitterkonstruktion der Fall ist, wird jede dieser Schichten besser von einer Seite des leitenden Kerns 2, d. h. der der freiliegenden Seite gegenüberliegenden Seite aufgebracht Es ist auch möglich, die Substanzen für diese Schichten aus einer schrägen Richtung aufzusprühen oder aufzudampfen.

um ein gutes Anhaften der fotoleitfähigen Substanz und der Isoliersubstanz an den Innenseiten der öffnungen sicherzustellen. Wenn es vorkommen sollte, daß die fotoleitfähige Substanz und die Isoliersubstanz unvermeidbar auf den Oberflächenteil des leitenden Kerns gelangen, der freiliegen soll, werden diese Substanzen durch verschiedene Mittel, beispielsweise ein Schleifmittel, entfernt wodurch der erforderliche Teil des leitenden Kerns 2 wieder freigelegt wird.

ία Das primäre Ladungsbild wird auf der isolierenden Deckschicht 4 ausgebildet, die auf dci fotoleitfähigen Schicht angeordnet ist, was den folgenden Effekt hat: Durch Bildung des primären Ladungsbilds auf der isolierenden Deckschicht 4 wird die Abschwächung oder das Abklingen des Ladungsbildes bemerkenswert niedrig im Vergleich zum Dunkelabfall eines Ladungsbilds auf einer fotoleitfähigen Schicht. Der Grund hierfür liegt darin, daß die isolierende Deckschicht einen höheren elektrischen Widerstand als eine fotoleitfähige Schicht besitzt weshalb das Steuergitter 1 eine hohe elektrische Ladungsmenge speichern und das primäre Ladungsbild mit hohem elektrostatischen Kontrast ausgebildet werden kann. Da das auf der Deckschicht 4 gebildete primäre Ladungsbild ein sehr geringes Abklingen zeigt, wird es ferner möglich, den Ionenstrom mit Hilfe desselben primären Ladungsbilds viele Male wiederholt zu differenzieren, so daß ein Vielfachkopieren durchführbar wird, das von einem und demselben primären Ladungsbild eine Menge reproduzierter

Bilder erhalten läßt

Nachstehend werden die Verfahrensschritte zur Bildung des primären und des sekundären Ladungsbilds bei Verwendung des oben erwähnten fotoleitfähigen Steuergitters 1 unter Bezugnahme auf die F i g. 2 bis 5 beschrieben; diese Figuren zeigen das primäre Aufbringen einer gleichförmigen Ladung auf das Steuergitter, die Bildbelichtung und das sekundäre Aufbringen einer Ladung, die Belichtung der gesamten Oberfläche des Gitters und die Bildung des sekundären Ladungsbildes durch Differenzieren eines lonenstroms mit Hilfe des primären Ladungsbildes auf dem Gitter. Die nachstehenden Erläuterungen sind unter der Annahme gemacht daß fotoleitfähige Substanzen vom P-Typ wie beispielsweise Selen und seine Legierungen verwendet werden. Darüber hinaus sind zum Zwecke des Aufbringens der Ladung herkömmliche Einrichtungen, wie beispielsweise Koronaentlader, Walzenentlader usw. geeignet Von diesen bekannten Einrichtungen sind Koronaentlader besonders vorteilhaft weshalb die nachstehenden Erläuterungen an Hand von Koronaentladern gegeben werden.

Bei dem in Fi g. 2 gezeigten Aufbringen einer Ladung wird das Gitter 1 durch einen Koronaentlader mittels des Koronadrahtes 5 und der Spannungsquelle 6 auf der Deckschicht gleichmäßig mit negativer Polarität geladen. Durch diese Ladung wird eine Ladung entgegengesetzter Polarität, d. h. in diesem Falle eine positive Ladung in der Grenzschicht der fotoleitfähigen Schicht 3 zur isolierenden Deckschicht 4 angesammelt Wenn die Grenzfläche zwischen dem leitenden Kern 2 und der fotoleitfähigen Schicht 3 und die fotoleitfähige Schicht 3 für sich von solcher Natur sind, daß eine Injektion von Majoritätsträgern, aber keine Injektion von Minoritätsträgern möglich ist und demgemäß Gleichrichtvermö- gen vorliegt, kann eine Ladungsschicht in der fotoleitfähigen Schicht 3 angrenzend an die isolierende Deckschicht 4 ausgebildet werden. Wenn das Steuergitter kein derartiges Gleichrichtvermögen besitzt und die

Ladungsschicht nicht wie oben erwähnt ausbildet, kann das primäre Laden im Hellen erfolgen.

Bei dem primären Laden, wie es oben beschrieben ist, ist es von Vorteil, wenn die Ladung von der Seite des Gitters aus aufgebracht wird, auf der die Deckschicht 4 existiert (diese Oberfläche wird nachstehend als »Oberfläche A« bezeichnet). Demgegenüber ist es trotz Anwendung einer Koronaentladung schwierig, ein zufriedenstellendes Laden der Deckschicht 4 zu realisieren, wenn von der Gitterseite aus geladen wird, auf der der leitende Kern 2 freiliegt (diese Oberfläche wird nachstehend als »Oberfläche B« bezeichnet), da die Koronaionen in den leitenden Kern 2 strömen.

F i g. 3 zeigt das Ergebnis der gleichzeitig stattfindenden Bildbelichtung und sekundären Ladung. Zum besseren Verständnis dieser Figur bezeichnet 7 einen Koronadraht eines Koronaentlader 8, 8 eine Spannungsquelle für den Koronadraht 7,9 eine Spannungsquelle für eine Vorspannung, 10 ein Vorlagenbild, von dem der Buchstabe Deinen dunklen Bildbereich und der Buchstabe L einen hellen Bildbereich bezeichnet, und der Pfeil 11 Licht von einer nicht gezeigten Lichtquelle.

Bei der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform wird eine Koronaentladung mit Hilfe des Koronadrahts 7 durchgeführt, an dem eine Wechselspannung anliegt, die von einer Gleichspannung positiver Polarität in der Weise überlagert wird, daß das Oberflächenpotential der isolierenden Deckschicht positiv wird. Wenn eine Wechselstromkoronaentladung verwendet wird, müßte das Oberflächenpotential der Deckschicht 4 infolge der abwechselnden Entladungen positiver und negativer Polarität im wesentlichen Null sein. Tatsächlich ist die negative Koronaentladung jedoch stärker als die positive Koronaentladung, so daß es schwierig ist, das Oberflächenpotential der isolierenden Deckschicht 4, wie gewünscht, positiv zu machen. Aus diesem Grunde werden verschiedene Maßnahmen getroffen, daß das Oberflächenpotential leichter positiv gemacht werden kann, beispielsweise durch Überlagern der Wechselspannung mit einer positiven Vorspannung oder durch Verringern des negativen Stroms der Wechelspannungsquelle. Es muß nicht besonders betont werden, daß zum Zwecke der Sekundärladung neben der Benutzung einer Wechselspannung eine Gleichstromkoronaentladung einer Polarität angewendet werden kann, die derjenigen der primären Ladung entgegengesetzt ist, um dem Oberflächenpotential der Deckschicht 4 eine Polarität zu geben, die derjenigen der primären Ladung entgegengesetzt ist

Wenn die isolierende Deckschicht 4, wie vorstehend beschrieben, einer positiven Koronaentladung ausgesetzt wird und die fotoleitfähige Schicht 3 in den hellen Bildbereichen L infeige der Bildbelichtung leitend wird, wird das Oberflächenpotential der Deckschicht 4 in den hellen Bildbereichen positiv. Andererseits bleibt die Oberflächenladung der isolierenden Deckschicht 4 im dunklen Bildbereich D wegen der positiven Ladungsschicht, die in der fotoleitfähigen Schicht 3 an der Grenze zu der isolierenden Deckschicht 4 vorhanden ist, negativ.

Die Beziehung zwischen dem Belichtungsschritt und dem Schritt des sekundären Ladens gemäß dem oben beschriebenen Beispiel ist die, daß dann, wenn die fotoleitfähige Schicht 3 eine eine gewisse Zeit Ober die Belichtung hinaus andauernde Fotoleitfähigkeit besitzt, die beiden Schritte nicht gleichzeitig, sondern im Gegensatz zur vorstehenden Erläuterung nacheinander durchgeführt werden können. Ferner 1st die Bfldbelich tung vorteilhaft auf die Oberfläche A des Steuergitters 1 gerichtet, obgleich sie auch auf die Oberfläche B gerichtet werden kann. Im letzteren Fall ist die Auflösung und die Schärfe des reproduzierten Bildes niedriger als im ersteren Fall. Zum Zwecke der bildmäßigen Belichtung wird allgemein eine Lichtquelle benutzt. Neben einer Lichtquelle können aber auch z. B. radioaktive Strahlen, die eine Anregung der Substanz der fotoleitfähigen Schicht 3 zeigen, benutzt werden.

Wenn nun die Geschwindigkeit der Änderung der Polarität des Potentials auf der Deckschicht 4 des Steuergitters bei den oben beschriebenen Schritten betrachtet wird, läßt sich feststellen, daß der Teil der Deckschicht 4, der dem Koronadraht 7 zugewandt ist,

die schnellste Änderung in Her Polarität zeigt, während sich an den Innenseiten der öffnungen die Polar it Ii ein bißchen später ändert Demgemäß entspricht im hellen Bildbereich das elektrische Potential an der Oberfläche B des Steuergitters 1 dem des leitenden Kerns 2 und ist auf der isolierenden Deckschicht in Richtung von der Oberfläche flzur Oberfläche A zunehmend positiver.

Fig.4 zeigt das Ergebnis einer gleichmäßigen Belichtung der gesamten Oberfläche des Steuergitters 1, die der Bildbelichtung und der sekundären Ladung folgt Die Pfeile 12 zeigen Licht von einer Lichtquelle. Durch diesen Gesamtbelichtungsschritt ändert sich das elektrische Potential des dunklen Bildbereichs D des Steuergitters 1 in Obereinstimmung mit der Ladungsmenge auf der Oberfläche der isolierenden Deckschicht

4. Als Ergebnis dieser Potentialänderung läßt sich folgende Beziehung dem Kontrast V_tdes resultierenden Ladungsbildes und dem elektrischen Ladungspotentials V₃, das durch die primäre Ladung erhalten wird, aufstellen:

C₁

C,+ C₁

V.

in der C, die elektrostatische Kapazität der Deckschicht 4 und Cp die elektrostatische Kapazität der fotoleitfähigen Schicht 3 ist

Wenn ein Ladungsbild auf einem üblichen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial mit einem Dreischichtenaufbau aus einem leitenden Träger, einer fotoleitfähigen Schicht und einer isolierenden Deckschicht auf der fotoleitfähigen Schicht hergestellt werden soll, ist es erwünscht daß das Kapazitätsverhältnis zwischen C (Deckschicht) und C„ (fotoleitfähige Schicht) etwa 1 :1 ist Im Falle der Herstellung eines Ladungsbildes auf dem vorliegenden fotoleitfähigen Steuergitter, insbesondere zum Vielfachkopieren, kann ein effektives Ergebnis jedoch dann erhalten werden, wenn das Kapazitätsverhältnis zwischen Q und C_p auf etwa 2 :1 eingestellt ist Auch wird die Stärke der fotoleitfähigen Schicht 3, von der Oberfläche A in Richtung zur Oberfläche ^fortlaufend kleinen Da die Ladungsschicht in der fotoleitfähigen Schicht 3 durch die Gesamtbelichtung in dem dunklen Bildbereich verringert bzw. gelöscht wird, ist deshalb das elektrische Potential auf dem Steuerghter von der Oberfläche B in Richtung der Oberfläche A des Steuergitters 1 zunehmend negativer. Nebenbei bemerkt ist der oben geschriebene GesamtbeBchtungsschritt nicht stets notwendig. Durch seine Durchführung wird es jedoch möglich, das primäre Ladungsbild schnell und mit hohem Kontrast auf dem Steuergitter 1 auszubilden.

Fi g. 5 zeigt den Prozeß der Bildung des sekundären Ladungsbildes, bei dem mittels des primären Ladungs-

bildes auf dem Steuergittcr t ein Ladungsbild auf dem isolierenden Aufzeichnungsmaterial ausgebildet wird. In der Zeichnung bezeichnet 13 einen leitenden Träger, der zugleich als Gegenelektrode des Koronadrahts 14 des Koronaentladers dient, und 15 das isolierende Aufzeichnungsmaterial, beispielsweise elektrostatisches Aufzeichnungspapier, das in üer Weise angeordnet ist, daß seine ladbare Oberfläche dem Steuergittcr ί zugewandt ist, während seine leitende Oberfläche mit dem leitenden Träger 13 in Kontakt gebracht ist. Die ladbare Oberfläche des Aufzeichnungsmai.erials i5 lsi der Oberfläche A des Steuergitters 1 in einem geeigneten Abstand von etwa 1 mm bis 10 mm zugewandt.

Wenn das sekundäre Ladungsbild auf diesem Aufzeichnungsmaterial 15 ausgebildet werden soll, wird ein Si₁OiU von Kcronaionen von dem Koronadrahi 14 auf (iss Aufzeichnungsmaterial 15 gerichtet In den den hellen Bildbereichen entsprechenden Abschnitten des Steaergitters 1 sind auf Grund des stetigen Potentialverlaufes von der Oberfläche A zur Oberfläche B elektrische Felder aufgebaut, wie sie durch die ausgezogenen Linien α in Fi g. 5 gezeigt sind, wodurch der Durchtritt der Koronaionen durch die Öffnungen des Gitters 1 gehemmt wird, mit dem Ergebnis, daß diese Koronaionen in den teilweise freiliegenden leitenden Kern 2 strömen. Wenn die Oberfläche B des Steuergitters 1 vollständig mit der isolierenden Deckschicht 3 bedeckt wäre und die Koronaionen nicht von dem Kern 2 aufgenommen werden könnten, würde das Steuergitter mit der Polarität der Koronaionen aufgeladen, die Sperrfelder abgebaut und ein Durchtritt der Koronaionen durch die Gitteröffnungen erfolgen. Mit anderen Worten, da die Koronaionen sogar im hellen Bildbereich durch das Gitter hindurchträten, würde eine Schleierbildung im auf dem Aufzeichnungsmaterial 15 ausgebildeten sekundären Ladungsbild erfolgen. Durch den stetigen Potentialverlauf in den dunklen Bildbereichen des Steuergitters 1 von der Oberfläche B zur Oberfläche A werden gegenüber den hellen Bildbereichen entgegengesetzt gerichtete Felder aufgebaut, wie es mit den ausgezogenen Linien β gezeigt ist In diesen Bereichen können die Koronaionen unter der Wirkung der zwischen Koronadraht 14 und Gegenelektrode 13 anliegenden Spannung infolge gleichgerichteter Felder in den Gitteröffnungen ungehindert durch diese hindurchtreten und das Aufzeichnungsmaterial 15 erreichen, trotz ihrer zu der des Ladungsbilds auf der Deckschicht 4 entgegengesetzten Polarität Dabei besteht nur eine geringe Neigung, das Ladungsbild zu löschen. Es entsteht ein Direktbild der Vorlage. Wenn ein Umkehrbüd der Vorlage als Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildet werden soll muß die Polarität der durch das Steuergitter zu schickenden Koronaionen gleich derjenigen der elektrischen Ladung auf der Deckschicht 4 in den dunklen Bildbereichen sein. Das Bezugszeichen 16 in Fig.5 bezeichnet eine Spannungsquelle für den Koronadraht 14 und das Bezugszeichen 17 eine weitere Spannungsquelle für den leitenden Träger 13. Bei diesem Aufbau kann eine elektrische Spannung in der Weise an den Kern des Steuergitters 1 angelegt werden, daß die Potentiale zwischen Träger 13 und Kern 2 einerseits und Kern 2 und Koronadraht 14 andererseits gleiche Richtung haben.

Andererseits kann der Koronadraht nicht nur, wie oben erwähnt, an eine Gleichspannung, sondern auch an eine Wechselspannung gelegt werden. In diesem Fall kann ein Direktbild der Vorlage erhalten werden, wenn eine Spannung negativer Polarität an den leitenden Träger 13 angelegt wird, während ein Umkehrbüd erhalten werden kann, wenn eine positive Spannung angelegt wird. In der Zeichnung bezeichnen die gestrichelten Linien 18 den Strom der Koronaionen von dem Koronadraht 14.

Als Aufzeichnungsmaterial 15 sind nicht nur solche Materialien verwendbar, die einen Zweischichtenaufbau aus einer ladbaren Schicht und einer leitenden Schicht

ίο aufweisen, wie beispielsweise elektrostatisches Aufzeichnungspapier, sondern auch jegliches Isoliermaterial, wie beispielsweise Polyäthyiente. ephlhalat Bei der Benutzung eines solchen Isolierrnaterials muß die Isolierschicht jedoch hinreichend tiicht an dem leitenden Träger 13 anhaften, da andernfalls Unregelmäßigkeiten in dem auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildeten sekundären Ladungsbild auftreten. Zum Vermeiden dieses Fehlers ist Jas Anlegen der Spannung an das Aufzeichnungsmaterial 15 durch einen Koronaentlader an Stelle der Verwendung des leitenden Trägers 13 wirksam.

Der Grund für die günstigen Ergebnisse bei Verwendung des Steuergitters des vorstehend beschriebenen Aufbaus, insbesondere beim Vielfachkopieren, wird darin gesehen, daß das primäre Ladungsbild einen stetigen Potentialverlauf auf der isolierenden Deckschicht 4 an den Innenseiten der Öffnungen besitzt Die günstige Wirkung scheint ferner daher zu stammen, daß überschüssige Koronaionen von dem Koronadraht durch den auf der Oberfläche B des Steuergitters 1 frei leitenden Kern absorbiert werden.

Darüber hinaus entsteht beim Vielfachkopieren manchmal eine Situation, daß die Menge der Koronaionen, die durch das Steuergiller 1 hindurchtreten, ziemlich klein ist Dies kommt insbesondere bei der bildmäßigen Differenzierung des Ionenstroms in der Anfangsstufe vor. Wenn das auf dem Aufzeichnungsmaterial unter diesen elektrischen Bedingungen ausgebildete Ladungsbild entwickelt wird, wird ein Reproduktionsbild erhalten, das sich verändernde Dichte aufweist Es wird angenommen, daß der Grund für diese unerwünschte Erscheinung darin liegt, daß ein Teil der Koronaionen von dem Öffnungsteil des Steuergitters 1 in Richtung des Teils in der Nachbarschaft der Oberfläche B strömt Beim Auftreten dieser Erscheinung werden die Koronaionen, die zu dem oben beschriebenen Teil strömen, gelöscht, um einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Wenn eine Tendenz zum Auftreten dieser Erscheinung besteht, kann sie durch folgende Verfahren an ihrer Entstehung gehindert werden. Ein erstes Verfahren liegt darin, den Koronaionenstrom beim ersten Blatt oder den ersten Blättern Aufzeichnungsmaterial beim Vielfachkopieren um etwa 10 bis 100% gegenüber dem gewöhnlichen Niveau zu erhöhen und hierzu beispielsweise die an den Koronadraht 14 angelegte Spannung anzuheben oder die Stellung des Koronadrahts 14 zu verändern. Ein zweites Verfahren besteht darin, das Steuergitter 1 an seiner Oberfläche B einer separaten Koronaentladung auszusetzen, die dieselbe Polarität wie die Koronaentladung für die Ausbildung des sekundären Ladungsbilds aufweist, wobei sich die Koronaentladung des Steuergitters von der für die Ausbildung des sekundären Ladungsbilds unterscheidet Als elektrischer Strom für diese Koronaentladung können einige Bruchteile bis zu einem Mehrfachen des gewöhnlichen Strombetrags ausreichen. Bei dem zweiten Verfahren ist jedoch das Vorhandensein des leitenden Trägers 13, der als

Gegenelektrode für den Koronadraht 14 wirkt, wünschenswert Wenn nämlich keine Gegenelektrode da ist so die eine elektrische Spannung gelegt wird, kann es vorkommen, daß sogar der Hauptteil des primären Ladungsbilds gelöscht wird.

Wenn zur Ausbildung des sekundären Ladungsbilds, wie oben erwähnt, eine Koronaentladung durch Anlegen einer Gleichspannung benutzt wird, besitzt das auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildete sekundäre Ladungsbild eine einzige Polarität, d. h, es ist entweder ein positives oder ein negatives Ladungsbild. Aus diesem Grund kann beim Entwickeln des Ladungsbilds eine Schleierbildung auftreten, die die Qualität der Reproduktion beeinträchtigt Der Kontrast des sekundären Ladungsbilds bei dessen Entwicklung wird möglicherweise dadurch erhöht daß das Potential an der Koronaentladungselektrode 14 für den Koronaionenstrom und das Potential an der Gegenelektrode, beispielsweise dem oben erwähnten leitenden Träger 13, ihre entgegengesetzte Polarität wechseln, entgegengesetzt sind. Beispiele für diese wechselnde Polarität liegen darin, daß eine Wechselspannung verwendet wird oder abwechselnd entgegengesetzt gerichtete Gleichstromkoronaentladungen benutzt werden. Ein Beispiel dieses Verfahrens wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig.6 beschrieben, in der die gleichen Teile mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 5 bezeichnet sind. 19 bezeichnet einen veränderbaren Widerstand, 20 einen Gleichrichter, 21 einen Transformator und 22 eine Wechselspannungsquelle. Der eine Ausgang des Transformators 21 ist Ober den veränderbaren Widerstand 19 und den Gleichrichter 20 mit dem Koronadraht 14 des Koronaentladers verbunden, während der andere Ausgang mit dem leitenden Träger 1.3 in Verbindung steht Der veränderbare Widerstand 19 und der Gleichrichter 20 dienen der Einstellung der Intensität der beiden Koronaionenströme entgegengesetzter Polarität und damit der Steuerung der Beschaffenheiten des sekundären Ladungsbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 15. Der Abstand zwischen dem Steuergitter 1 und dem Aufzeichnungsmaterial 15 beträgt zweckmäßig zwischen 1 und 10 mm, während die dem Steuergitter 1 zuzuführende elektrische Spannung vorzugsweise etwa 0,5 bis 5 kV als Scheitelwert aufweist. Es ist natürlich möglich, daß andere Komponenten als der oben erwähnte veränderbare Widerstand 19 und der Gleichrichter 20 verwendet werden, um durch Verwendung der Wechselspannungsquelle 22 ein seine Phasenlage abwechselnd um 180° änderndes Ausgangssignal zu erhalten. Es ist auch möglich, daß die Wechselstromkoronaentladung von dem Koronaentlader von einer dem Steuergitter 1 gegenüberliegenden Seite ohne Verwendung des leitenden Trägers 13 auf das Aufzeichnungsmaterial 15 aufgebracht wird. Wenn die zu modulierenden Koronaionen von einem Wechselstrom stammen, ist es in jedem Fall wünschenswert, daß zwischen dem Koronadraht 14 und dem leitenden Träger 13 über im wesentlichen die gesamte Dauer des Schritts der Ionenstrommodulation eine elektrische Spannung einer abwechselnd entgegengesetzten Polarität angelegt wird. Aus diesem Grund stellt die Verwendung des Transformators 21 lediglich ein Beispiel für das lonenstrommodulationsverfahren dar. Dieser Transformator kann beispielsweise dadurch ersetzt werden, daß zwei Gleichstromquellen entgegengesetzter Polarität mit Hilfe eines Relais abwechselnd angeschlossen werden. Hierdurch wird der leitende Träger 13 auf negativer Polarität gehalten, solange der Koronadraht 14 auf positiver Polarität gehalten wird, wodurch die positiven Ionen nur dort durch das Steuergitter hindurchtreten und an dem Aufzeichnungsmaterial 15 anhaften, wo das Steuergitter 1 negativ geladen ist Während andererseits der Koronadraht 14 negative Polarität aufweist wird der leitende Träger 13 positiv gehalten, wodurch die negativen Ionen nur dort das Steuergitter passieren und an dem Aufzeichnungsmaterial 15 anhaften, wo das Steuergitter positiv

ίο geladen ist Als Ergebnis dieses Verfahrens wird auf dem Aufzeichnungsmaterial ein sekundäres Ladungsbild ausgebildet in dem der dunkle Bildbereich negative Polarität und der helle Bildbereich positive Polarität besitzt Wenn dieses sekundäre Ladungsbild durch Verwendung färbender Teilchen, wie beispielsweise Toner, mit positiver Polarität entwickelt wird, kann leicht eine Reproduktion des Vorlagenbilds erhalten werden, die frei von Schleierbildung ist Außerdem kann die Ausgewogenheit dieses reproduzierten Bildes durch den veränderbaren Widerstand 19 geeignet eingesteift werden. Es muß nicht besonders erwähnt werden, daß die Erzeugung eines Umkehrbilds ebenso möglich ist, wenn ein Toner negativer Polarität verwendet wird

Nachstehend werden vorteilhafte Ausführungsbei-

spiele des beschriebenen elektrofotografischen Verfahrens beschrieben.

Zur Herstellung des fotoleitfähigen Steuergitters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird Selen (Se) durch Vakuumaufdampfen auf ein leitendes Gitter mit 6400 Maschen je cm² abgelagert, das aus korrosionsfestem Stahldraht von 40 μ Durchmesser in der Weise hergestellt ist, daß seine öffnungen durch das aufgedampfte Metall nicht geschlossen werden. Die Aufbringung des vakuumverdampften Selens wird so durchgeführt daß die Dicke der auf dem leitenden Gitter abgelagerten Schicht an ihrer dicksten Stelle etwa 50 μ beträgt

Anschließend wird Parylen als isolierende Substanz auf die so erhaltene fotoleitfähige Schicht aus Selen in einer Dicke von etwa 10 μ aufgebracht Da das Parylen auf die gesamte Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht geschichtet wird, wird die Oberfläche, die der Oberfläche gegenüberliegt an der das Selen in seiner maximalen Stärke abgelagert ist durch ein Schleifmittel geschliffen, um einen Teil des leitenden Kerns gegenüber der äußeren Atmosphäre freizulegen. Als isolierende Deckschicht kann an Stelle des erwähnten Parylens eine Verdünnerlösung von Polystyren durch Sprühen auf die fotoleitfähige Schicht geschichtet

so werden.

Das so hergestellte Steuergitter wird dann durch primäres Laden auf — 500 V aufgeladen. Nach diesem Laden wird die Bildbelichtung mit dem zu reproduzierenden Bild mit einer Lichtquelle von 30Lex/sec durchgeführt und nahezu gleichzeitig das Steuergitter mit Hilfe einer Wechselstromquelle über eine Widerstandskomponente von 10 ΜΩ einem Koronaentladungsstrom entgegengesetzter Polarität ausgesetzt. Wenn danach die gesamte Oberfläche des Gitters belichtet wird, wird ein primäres Ladungsbild auf der Oberfläche der isolierenden Deckschicht des Steuergitters ausgebildet, dessen Oberflächenpotential in dem hellen Bildbereich +150 V beträgt während es im dunklen Bildbereich — 200 V beträgt. Dann wird ein elektrostatisches Aufzeichnungspapier so angeordnet, daß es dem auf diese Weise ausgebildeten primären Ladungsbild in einem räumlichen Abstand von 3 mm zugewandt ist, und ein positiver Koronaionenstrom

durch das Sleuergittcr hindurch auf das Aufzeichnungspapier gerichtet, während das Potential des Aufzeichnungspapiers in bezug auf den leitenden Kern bei — 2 kV gehalten wird. Auf diese Weise wird dor Koronaionenstrom von dem primären Ladungsbild bildmäßig differenziert und bildet das sekundäre Ladungsbild auf dem Aufzeichnungspapier aus. Das Aufzeichnungspapier mit dem sekundären Ladungsbild wird dann unter Verwendung von negativ geladenen farbigen Enlwicklerteilchcn in flüssigem Entwickler entwickelt. Das Ergebnis ist ein reproduziertes Bild, das hohe Auflösung besitzt und bei dem auch Zwischcntönc der Vorlage mit hoher Wiedergabetreue reproduziert sind.

Wenn unter Verwendung desselben auf dem Stcuergittcr ausgebildeten primären Ladungsbilds fünfzig weitere Kopiervorgänge durchgeführt werden (Vielfachkopiercn), läßt sich feststellen, daß die ßilddichtc des reproduzierten Bilds beim fünfzigsten Mal geringfügig nachläßt, obgleich für den praktischen Gebrauch keinerlei Beeinträchtigung merklich ist. Bei der Bildung des sekundären Ladungsbilds kann unter der Annahme, daß das Steuergitter stationär ist, der Koronacntlader für die Ionenslromerzeugung mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/scc und mehr bewegt werden, wodurch die Konstruktion eines kompakten Hochgesehwindigkcitsreproduküonsgcräts möglich wird.

Nachstehend wird ,ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben.

Bei der Herstellung des fotoleitfähigcn Stcuergitiers wird eine Lösung aus CdS-Pulver, das in der gewöhnlichen Elektrofotografie als fotoleitfähiges Material verwendet wird, und 20 Gew.-% Epoxyharz-Lösungsmitlel als Bindemittel aus einer Richtung in der Weise auf ein Metallgittcr mit 6400 Maschen je cm·' aus korrosionsfestem Stahldraht von 30 μ Durchmesser als leitender Kern gesprüht, daß die Öffnungen des leitenden Kerns nicht geschlossen werden, wodurch Jic fotolcitfähige Schicht erhalten wird. Nach dem Trocknen und Polymerisieren des aufgeschichteten Epoxyhaizes wird dasselbe Harz wie das oben erwähnte Bindemittel in derselben Weise wie beim Aufschichten der fotoleitfähigen Schicht in einer Weise aufgesprüht, daß die öffnungen des leitenden Kerns nicht geschlossen werden, wodurch die isolierende Deckschicht erhalten wird.

Zur Ausbildung des primären Ladungsbilds erhält die dem Koronaentlader während des primären Ladens zuzuführende elektrische Spannung entgegengesetzte Polarität wie im Falle des ersten Ausführungsbeispicls.

Der Bildbelichtungssehrilt wird durch Projizieren des Bilds mit einer Belichtung von 8 Lex/sec durchgeführt. Als Ergebnis ist ein primäres Ladungsbild auf dem Gitter ausgebildet, dessen Oberflächenpoicntial im hellen Bildbcrcich —100 V und im dunklen Bildbcrcich + 200 V beträgt.

Zur Ausbildung des sekundären Ladungsbilds wird eine negative Koronaentladung durchgeführt und das auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsmaterial ausgebildete sekundäre Ladungsbild durch positiv geladene Farbteilchen nach dem Trockenentwicklungsvcrfahrcn entwickelt. Das dadurch erhaltene reproduzierte Bild besitzt die gleiche hohe Auflösung wie das beim ersten Ausführungsbeispiel und zeigt die Zwischcntöne des Vorlagcnbilds mit hoher Wiedergabetreue.

Unter Verwendung des wie vorstehend beschrieben gebildeten primären Ladungsbilds wird in derselben Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ein Vielfachkopicrcn durchgeführt. Das Ergebnis ist, daß eine gute Bildqualiiät, die sich von der der ersten Kopie nicht sehr unterscheidet, auch nach dem Erstellen von mehr als dreißig Kopien erhalten werden kann.
Die Fi g. 7 bis 13 zeigen Beispiele für elektrofotografische Kopiergeräte, in denen das vorstehend beschriebene fotoleitfähige Stciiergittcr 1 verwendet ist.

Wie beschrieben, wird die Koronaentladung zur Bildung des primären Ladungsbilds auf die Seite A des

i<> Stcuergittcrs gerichtet und die weitere Koronaentladung für die Erzeugung des sekundären Ladungsbilds auf die Seite B. Wenn das Steuergitter 1 flach und stationär ist, sollte demgemäß das Aufzeichnungsmaterial an einer Ladevorrichtung für die primäre Ladungs-

n bilderzeugung zwischen dem Steuergitter und einer Fördervorrichtung zum Positionieren des Aufzeichnungsmaterial angrenzend an das Steuergitter 1 vorbeigeführt werden.

Das in Fig. 7 und 8 gezeigte elektrofotografische

-<■ Kopiergerät 23 enthält einen ortsfesten Tisch 24 zum Auflegen einer zu reproduzierenden Vorlage 25, eine Lampe 26 zum Beleuchten der Vorlage 25. ein bewegbares optisches System 27 aus einer Reflcxionseinrichtung und einem Objektiv, einen Koronacntlader

:ϊ 28 zum primären Aufladen des flachen stationären Slcucrgittcrs 1, einen weiteren Koronaentlader 29, eine Lampe 30 zur Gcsamtbelichtung und einen Behälter 31 zur Aufnahme der Koronacntlader 28 und 29 und der Lampe 30. Der Behälter ist parallel zu dem Steuergitter

in 1 verschiebbar. Die Vorrichtung enthält ferner eine Kassette 32 zur Unterbringung des elektrostatischen Aufzeichnungspapiers 33 in Form von geschnittenen Blättern, eine Zuführwalze 34 zum blattweisen Zuführen des Aufzeichmmgspapiers 33, ein Förderband 35 mit

1Ί einem speziellen Fördermechanismus zum Tragen des Aufzeichnungspapiers unter das Steuergitter 5, einen Koronacntlader 36 zur Erzeugung des sekundären Ladungsbilds, eine Magnctbürstcnentwicklungseinrichtung 37, eine Hcizwalzcn-FixicrcinrichUing 38 und einen

•in Tisch 39 zum Aufnehmen des das Vorlagcnbild tragenden Aufzeichnungspapiers.

Das Gerät wird in folgender Weise betrieben. Gemäß F i g. 7 wird die Vorlage 25 auf dem ortsfesten Tisch 24 durch die Lampe 26 beleuchtet, wobei das Vorlagcnbild

ή durch das optische System 27 auf das Steuergiiter 1 projiziert wird. Zur Zeit des Bclcuchtens der Vorlage bewegen sich die Lampe 26. das optische System 27 und der Behälter 31 parallel zum ortsfesten fotoleitfähigen Steuergitter 1 und in dessen Nähe mit derselben

>(i Geschwindigkeit und in derselben Richtung, wodurch das primäre Ladungsbild auf dem Steuergitter 1 ausgebildet wird. Das Förderband 35 unter dem Sicucrgitter 1 ist dunkel gefärbt, beispielsweise schwarz, so daß Licht, das durch die öffnungen des Stcuergittcrs

v> 1 hindurchgeircicn ist. gehindert wird, zu anderen Teilen der Vorrichtung zerstreut zu werden. Das Aufzeichnungspapier 33 wird durch die Papieraiführwalzc 34 Blatt für Blatt auf das Förderband 35 geführt und mit Hilfe des Förderbands 35 positioniert, das dein

mi Steuergitter 1 in dem Abschnitt, in dem das primäre Ladungsbild auf dem Stcucrgitier 1 ausgebildet worden ist, zugewandt ist. Dann wird ein Strom von Koronaionen von dem Koronacntlader 36 durch das Steuergitter hindurchgclciict und durch das primäre

im Ladungsbild auf dem Sleucrgiticr 1 bildmäßig differenziert, wodurch auf dem Aiifzcichnungspapicr 33 das sekundäre Ladungsbild ausgebildet wird. Danach wird das sekundäre Ladungsbild auf dem Aufzcichnungspa-

pier durch die Entwicklungseinrichtung 37 entwickelt und das entwickelte Bild durch die Fixiereinrichtiing $8 fixiert. Das auf diese Weise mit der Bildreproduktion versehene Aufzeichnungspapier 33 wird auf den Tisch 39 ausgetragen. Der Koronaentlader 36 kann seine Geschwindigkeit über 30 cin/sec hinaus steigern, so daß er während eines Vielfachkopierens mit sehr hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann.

Zum Zwecke des Vielfachkopierens befinden sich die Lampe 26, das optische System 27 und der Behälter 31 in stationärem Zustand, während sich nur der Koronaentlader 36 oberhalb des .Steuergitters I hin- und herbewegt. Die Arbeitsweise des Entladers 36 und des Aufzeichnungspapiers 33 ist dann folgende. Das Aufzeichnungspapier verharrt in der entsprechenden Stellung jnter dem Steuergitter 1, während der Koronaentlader 36 über das .Steuergitter 1 iährt, wodurch das sekundäre Ladungsbild auf dem Aufzeichnungspapier ausgebildet wird. Unmittelbar nach der Ausbildung des sekundären Ladungsbilds auf dem Aufzeichnungspapier 33 wird dieses in Richtung der Entwicklungseinrichtung 37 und der Fixiereinrichtung 38 bewegt und das nächstfolgende Aufzeichnungspapier in die Position unter dem Steuergitter 1 vorgeschoben. Bevor das Papier in die entsprechende Position kommt und angehalten wird, kehrt der Koronaentlader 36 in seine Ausgangsstellung zurück. Mit anderen Worten, während des Vielfachkopierens bewegt sich nur der Koronaentlader 36 zwischen den verschiedenen Einrichtungen zur Ladungsbilderzeugung, so daß das Gerät mit hoher Geschwindigkeit und geringem Leistungsverbrauch betrieben werden kann.

Das in F i g. 9 gezeigte elektrofotografische Kopiergerät 40 weist dieselbe Grundkonstruktion wie das Gerät 2.3 gemäß Fig. 7 auf. Bei diesem Gerät ist das Stcucrgittcr 1 jedoch so ausgelegt, daß es ganz in der Nähe des Förderbands 35 geschoben wird, um den räumlichen Abstand zwischen dem .Steuergittcr I und dem Aufzeichnungspapier 33 zu verringern, wie es in F i g. 10 gezeigt ist, während der Koronaione;>strom von dem Koronaentlader 16 für die Bildung des sekundären Ladungsbildes durch das primäre Ladungsbild auf dem .Steuergitter I moduliert wird und das sekundäre Ladungsbild auf dem Aufzeichnungspapier 33 ausgebildet wird. Und zwar wird das Steuergitter 1 in seine Stellung in der Nähe des Aiifzeichnungspapiers Π hineingeschoben, während das Aufzeichnungspapier Π zugeführt und in die gewünschte Position gebracht wird. Sobald das Papier an der Keslimmungsstcllc anhält, beginnt der Koronaentlader J6 seine Bewegung.

Wie erwähnt, macht es die Verschiebung des fotoleitfähigen Steiiergitters I in die Nähe des Aufzeichnungspapiers 33 möglich, die elektrische Spannung, die an den Koronaentlader 36 zur Bildung des sekundären Ladungsbilds angelegt werden muß, geringer zu halten als bei der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung. Wenn der Abstand zwischen dem Steuergitter 1 und dem Aufzeichnungspapier 33 beispielsweise 20 mm beträgt ist eine Spannung von etwa 6 bis 20 kV erforderlich. Wenn der Abstand jedoch J mm bei rügt würde das Anlegen einer Spannung von etwa 2 bis JkV genügen, um das sekundäre I .adungsbild auszubilden.

Das in Fig. 11 gezeigte elektrofotografische Kopiergerät 41 unlei scheidet sich darin von dem Gerät nach F i g. 9, daß sich das Förderband 42 auf die Ausbildung des primären l.adungsbilds hin aufwärts /um ortsfesten Steuergitter 1 bewegt und unmittelbar unter demselben anhält, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Durch dieses Verkleinern des räumlichen Abstands zwischen dem Steuergitter I und dem Aufzeichnungspapier 33 wird derselbe Effekt erreicht, wie er an dem Gerät gemäß F i g. 9 erläutert wurde. Gemäii F i g. 11 ist ein > Naßentwicklungsbehälter 43 vorgesehen, während die Fixiereinrichtung 44 als Heiz- und Trockenfixiereinrichtung des Kammertyps ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 45 bezeichnet eine Trennklinke, mit der das Aufzeichnungspapier 33 von dem Förderband 42

in abgelöst wird. Die Trennklinke 45 und eine um diese herum vorgesehene Führungseinrichtung werden gleichzeitig mit dem Förderband 42 bewegt. Vorteilhaft ist die Stellung der Trennklinke 45 zwischen einer Stellung vor und einer Stellung nach dem gleichzeitigen

r. Verschieben veränderbar, so daß die Klinke 45 den Entwicklungsbehälter 43 oder andere Einrichtungen nicht berühren kann. Bt'i der in Fig. 11 gezeigten Stellung berührt die Spitze der Trennklinke 45 das Förderband 42 nicht, während das andere Ende der

JIi Führungseinrichtung in einem Abstand von dem Entwicklungsbehälter 43 angeordnet ist. Wenn die Bildung des primären Ladungsbildes beendet ist und sich das Förderband 42 in die Stellung unmittelbar unter dem Steuergitter 1 bewegt, bewegt sich auch die

.·-. Trennklinke 45, wobei die Spitze dieser Klinke so betätigt wird, daß sie das Aufzeichnungspapier 33 auf dem Förderband 42 auf einfache Weise von diesem ablösen kanrs, während das andere Ende der Trennklinke 45 seine Führungsfunklion zur Führung des

;n Atifzeichnungspapiers 33 zum Entwicklungsbehälter 43 ausübt.

Im übrigen sind in den Fig. 7 bis 12 diejenigen Komponenten der Geräte, die dieselben Funktionen besitzen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

r. Das in Fig. 13 gezeigte Kopiergerät 46 besitzt ein fotoleitfähiges Steuergilter 1 von zylindrischer Gestalt. Bei dieser Vorrichtung wird die auf der ortsfesten Platte angeordnete Vorlage 47 durch die Lampe 48 beleuchtet und mit Hilfe des optischen Systems aus Spiegeln 49,50

in und 51 und einem Objektiv 52 auf das zylindrische Steuergitter I projiziert. Wie mit einem Pfeil gezeigt, dreht sich das Sleuergitter 1 im Uhrzeigersinn, wobei sein leitender Kern nach innen hin freiliegt. Das primäre Ladungsbild wird in der Weise auf dem zylindrischen

ι, Steuergitter ausgebildet, daß dieses durch die Lampe 55 auf seiner gesamten Oberfläche belichtet wird, nachdem es den Koronaentlader 53 zum primären Laden und anschließend den Koronaentlader 54 passiert hat. Das elektrostatische Aufzeichnungspapier 56 wird entlang

in des durch eine gestrichelte Linie gezeigten Wegs gefördert. Das sekundäre Ladungsbild wird auf dem auf dem leitenden Träger 58 gehaltenen Aufzeichnungspapier ausgebildet, indem der Koronaionenstrom von dem Koronaentlader 57 durch das primäre, auf dem

ι· Steuergitter ausgebildete Ladungsbild bildmäßig differenziert wird. Nach der Ausbildung des sekundären l.adungsbilds wird das Aufzeichnungspapier 56 zum Troekenentwicklungsbehälter 59 geführt und anschließend /um Fixierbehälter 60, wo das Ladungsbild

wi entwickelt und fixiert wird. Wenn von dem einzigen Vorlagenbild eine Vielzahl von Kopien erhalten werden soll, wird allein der Prozeß der Bildung des sekundären Ladungsbildes durchgeführt, wobei die Drehung des Steuergilters 1 und der Papiervorschub synchronisiert

hi werden. Wenn das primäre Ladungsbild nicht muhr benötigt wird, wird es von einem Koronaentlader 61 und einer Lampe 62 gelöscht.

Im folgenden wird der Aufbau von modifizierten

Steuergittern unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 17 erläutert, die vergrößerte Querschnitte der Steuergitter zeigen.

Das Steuergitter 63 gemäß Fig. 14 ist so aufgebaut, daß eine fotoleitfähige Schicht 65 als der akiive Teil <les Steuergitters 63 im wesentlichen auf diesen eine Seite aufgebracht ist, daß ferner eine isolierende Deckschicht 66 auf den teilweise freiliegenden leitenden Kern 64 und die fotoleitfähige Schicht 65 geschichtet ist, so daß sie beide Teile einhüllt, und daß eine separate leitende Schicht 67, die von dem leitenden Kern zu unterscheiden ist, auf einem Teil der Deckschicht 66 vorgesehen ist. Die leitende Schicht 67 ist durch Vakuumverdampfung von Metallen, wie Aluminium, Kupfer, Gold, Indium, Nickel, oder durch Sprühbeschichtung einer Mischung aus einem Harz als Bindemittel und einem leitenden Harz, das beispielsweise quaternäres Ammoniumsalz, Kohlenstoffpulver, oder feines Pulver aus Metallen, wie Silber oder Kupfer, enthält, auf die Deckschicht 66 aufgetragen.

Das in Fig. 15 gezeigte Steuergitter 68 stimmt im wesentlichen mit dem Steuergitter 63- gemäß Fig. 14 überein. Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß die fotoleitfähige Schicht 70 den leitenden Kern 69 vollständig umgibt.

Bei dem Steuergitter 73 gemäß Fig. 16 umgibt die fotoleitfähige Schicht 75 den leitenden Kern 74 als Basis für das Steuergitter 73 in der Weise, daß ein TdI des leitenden Kerns 74 freiliegt; auch die isolierende Deckschicht 76 ist in der Weise auf der fotoleitfähigcn Schicht 75 vorgesehen, daß ein Teil der letzteren vn Öffnungsbereich des Gitters 73 freiliegt.

Ferner ist das in Fig. 17 gezeigte Gitter 77 so aufgebaut, daß eine Isolierschicht 79, die fotoleitfähige Schicht 80 und die isolierende Deckschicht 81 in dieser Reihenfolge derart übereinanderliegen, daß der leitende Kern 78 als Basis für das Gitter 77 freiliegt.

Die für die Herstellung der vorbeschriebenen Gitter zu verwendenden Materialien und anzuwendenden Verfahren können dieselben wie jene zur Herstellung des Gitters 1 gemäß F i g. 1 sein.

Nachstehend wird der Ladungsbilderzeugungsprozeß bei Verwendung jedes der oben erläuterten Gitter beschrieben. Da sich die Prozesse jedoch von dem Fall des in Fig. 1 gezeigten Gitters 1 nicht sehr unterscheiden, wird lediglich ein Abriß jedes Schritts gegeben. Bei der Erläuterung wird als fotoleitfähige Schicht die unter Bezugnahme auf F i g. 1 beispielsweise beschriebene Schicht vorausgesetzt. Eine Erläuterung des Gitters 68 gemäß Fig. 15 unterbleibt im Hinblick auf die Erläuterung des Gitters 63 gemäß Fig. 14.

Die Fig. 18 bis 22 zeigen den Zustand der elektrischen Ladung in dem Gitter 63 gemäß Fig. 14, wobei Fig. 18 das primäre Laden des Gitters 63 zeigt, bei dem die Deckschicht 66 durch den Koronacntlader beispielsweise mit negativer Polarität gleichmäßig aufgeladen wird. Durch die negative Ladung auf der Oberfläche der Deckschicht 66 wird in der fotoleitfähigen Schicht 65 angrenzend an die isolierende Deckschicht 66 eine positiv geladene Schicht ausgebildet. F i g. 19 zeigt das Ergebnis der anschließend gleichzeitig stattfindenden Bildbelichtung und sekundären '.».lung des Steuergitlers6}. Itc/ugs/cichen 82 bezeichne ι ein zu reproduzierendes Vorlagcnbikl, bei dem der Teil öcin dunkler Bildteil und der Feil /. ein heller Bildteil ist. Wie in dieser Fig. N dargestellt, wird die isolierende Deckschicht 66 einer Koronaentladung von einem Koronaentlader ausgesetzt, der mit einer Wechselspannung gespeist wird, der eine Gleichspannung positiver Polarität überlagert ist, so daß das Oberflächenpotential der isolierenden Deckschicht 66 positive Polarität erhält. Die Oberflächenladung der Deckschicht 66 wird "· in dem hdien Bildbereich L positiv, während der dunkle Bildbe^reich D der Deckschicht 66 negativ geladen bleibt. F i g. 20 zeigt das Ergebnis einer anschließenden gleichmäßigen Belichtung der gesamten Oberfläche des Gitters 63. Durch diese Gesamtbelichtung ändert sich

hi das elektrische Potential des dunklen Bildabschnitts D des Gitters 63 in Übereinstimmung mit der Ladungsmenge auf der Oberfläche der Deckschicht 66. Damit ist das primäre Ladungsbild in Übereinstimmung mit dem zu reproduzierenden Vorlagenbild auf dem Gitter 63

ι Ί ausgebildet.

Fig. 21 zeigt, wie das sekundäre Ladungsbild mit Hilfe des primären Ladungsbilds auf dem Steuergitter 63 auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildet wird. Das Bezugszeichen 84 dieser Figur bezeichnet den

.'(ι Koronadraht und das Bezugszeichen 85 das Aufzeichnungsmaterial, das auf dem leitenden Träger 86 gehalten wird, der zugleich als Gegenelektrode zum Koronadraht 84 dient. Dem Koronadraht 84 ist eine Spannung positiver Polarität aufgedrückt, während der

:~> leitende Träger 86 auf Nullpotential gehalten wird. Die gestrichelten Linien in dieser Figur zeigen den lonenstrom von dem Koronadraht 84. Das Prinzip der Modulation des lonenstroms entspricht dem vorstehend unter Bezugnahme auf die Bildung des sekundären

«ι Ladungsbilds gemäÜ F i g. 5 beschriebenen. Wie ebenfalls bereits erwähnt wurde, können die Bildbelichtung und das sekundäre Laden in Abhängigkeit von der das Gitter bildenden fotoleitfähigen Substanz nacheinander durchgeführt werden. Dies bewährt sich für andere,

π nachstehend noch beschriebene Prozesse. Während der oben beschriebenen Prozesse sind die leitenden Elemente 64 und 67 elektrisch verbunden und in der Lage, den hindurchtretendeii zu modulierenden Ionenstrom durch ihre Vorspannung einzustellen.

)ii Die F i g. 70 bis 74 zeigen Ladungszustände des Gitters, das anders, als das unter Bezugnahme auf die Fig. I erklärte Gilter beim primären Laden keine Tragerinjektion zeigt. Fig. 75 ist eine graphische Darstellung, die die Veränderungen des Oberflächenpo

ti tentials des Gitters während der Verfahrensschriue gemäß den F i g. 70 bis 74 zeigt. Das Steuergitter 204 gemäß F i g. 70 besitzt eine leitende Schicht 208, die nur auf einer Oberflächenseite des Gitters 204 vorgesehen ist, den leitenden Kern 205, die fotoleitfähige Schicht

iii 206 und die isolierende Deckschicht 207. F i g. 70 zeigt das primäre Aufladen des Gitters 204 mit Hilfe des Koronadrahts 209 an der Spannungsquelle 210. Bei dem dargestellten Beispiel wird das Steuergitter 204 positiv geladen. Dabei haftet eine positive Ladung an der

,-, Deckschicht 207 an. Da die fotoleitfähige Schicht 206 jedoch stark isolierende Eigenschaft zeigt, kann keine der positiven Ladung entsprechende negative Ladungsschicht in der fotoleitfähigen Schicht ausgebildet werden.

mi Fig. 71 zeigt die Bildbelichtung, bei der das Vorlagenbild 211 mit Licht 212 durchleuchtet wird. Bei dieser Bildbelichtung verringert die fotoleitfähige Schicht 206 im hellen Bildbereich des Gitters 204 ihren Widerslandswert mit der Folge der Ausbildung einer

hi negativen Ladungsschicht in UbcreinMiinnitiiig mit der oben erwähnten positiven Ladung :uif der Deckschicht 207, die an die fotoleitfähige Schicht 206 angrenzt. Fig. 72 zeigt das Ergebnis des sekundären Ladens des

Gitters 204 mil einer der primären Ladung entgegengesetzten Polarität mit Hilfe des Koronadrahts 213 an der Spannungsquelle 214. Beim sekundären Laden kann entweder mit entgegengesetzter Polarität wie beim primären Laden oder mil Wechselspannung gearbeitet werden. Durch dieses sekundäre Laden wird das elektrische Potential in dem dunklen Bildbereich aiii dem Gitter 204 Null, während die positive Ladung auf der Oberfläche des (jitters im hellen Bildbereich nur bis zu einem gewissen Ausmaß beseitigt wird.

Fig.73 zeigt das Ergebnis einer Belichtung der gesamten Oberfläche des obengenannten Stcucrgittcrs 204, wodurch ein primäres Ladungsbild von hohem elektrostatischem Kontrast erzeugt wird. Das Bczugszeichcn 215 bezeichnet das einfallende Licht.

Fig. 74zeigi die Erzeugung des sekundären Ladungsbilds mit Hilfe des oben erwähnten Stcucrgiliers 204. In dieser Figur bezeichnet 216 den Koronadraht, 217 den leitenden Träger, 218 das Aufzeichnungsmaterial, 219 die Spannungsquelle für den Koronadraht und 220 die Spannungsquelle zur Ausbildung eines Vorspannfelds zwischen dem Steucrgiltcr 204 und dem Aufzeichnungsmaterial 218. Wenn der Koronaionenstrom wie in der Zeichnung durch gestrichelte Linien angedeutet und mit derselben Polarität wie die Oberflächcnladung in dem hellen Bildbereich des Steuergitters 204 auf das Aufzeichnungsmaterial 218 gerichtet ist, wird er durch das primäre Ladungsbild auf dem Stcuergitter 204 bildmäßig differenziert und das sekundäre Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 218 ausgebildet. Für eine zufriedenstellende Differenzierung des lonenstroms kann es nützlich sein, mit Hilfe einer Spannungsquelle 221 zwischen dem leitenden Kern 205 und der leitenden Schicht 208 ein Vorspannfeld auszubilden. Bei diesem Prozeß zur Bildung des sekundären Ladungsbilds können die Bildbelichtung und die sekundäre Ladung nicht gleichzeitig durchgeführt werden.

Die Fig. 22 bis 25 zeigen den Zustand der elektrischen Ladung auf dem Steuergiltcr 73 gemäß Fig. 16. Fig. 22 zeigt das primäre Aufladen des Steuergitters 73, bei dem die isolierende Deckschicht 76 durch den Koronaentlader negativ geladen wird. Bei diesem Aufladen wird eine Ladungsschichl entgegengesetzter, also positiver Polarität in der fotoleitfähigcn Schicht 75 angrenzend an die Deckschicht 76 erzeugt.

Fig. 23 zeigt das Ergebnis des gleichzeitigen Bildbelichtens und sekundären Ladens des Steuergitters 73. wobei 87 das zu reproduzierende Vorlagcnbild und 88 das Licht für die Belichtung bezeichnet. F i g. 23 zeigt die Anwendung eines Koronaentladers, der mit Wechselspannung gespeist wird, der eine Gleichspannung positiver Polarität überlagert ist. Als Folge dieser Koronaentladung kann das Oberflächenpotential der Deckschicht 76 entgegengesetzte Polarität wie nach dem vorhergehenden primären Laden, d. h. positive Polarität erhalten, während die Oberflächenladung der Deckschicht 76 im dunklen Bildbereich D negative Polarität beibehält Ferner kann es vorkommen, daß die fotoleitfähige Schicht 75, die an den Öffnungsrändern des Steuergitters 73 unbeschichtel ist, infolge des sekundären Ladens eine elektrische Ladung auf ihrer unbeschichteten Oberfläche aufweist, wenn nicht genügend Licht dorthin gelangt. Fig.24 zeigt das Ergebnis einer anschließenden hinreichenden Belichtung der gesamten Oberfläche des Steuergitters 73. Durch diese Belichtung ändert der dunkle Bildbereich D des Steuergitters 73 sein elektrisches Potential, das

durch die Ladungsmenge au! der Obcrllächc der Deckschicht 76 bestimmt wird, womit das primäre Ladungsbild in Übereinstimmung mil dem zu leprnrk
zierenden Vorlagcnbiki aiii dem Stcuergitter 73 ausgebildet ist. Fig. 25 zeigt die Bildung des sekundären l.adungsbilds auf dem Aiil/eichntingsmateriai. wobei das Aufzeichnungsmaterial 90 auf dem leitenden Träger 91 gehalten wird. Der Strom der von dem Koronadraht 89. wie mit den gestrichelten Linien in der Zeichnung angedeutet, erzeugten Koronaionen ist auf das Aufzeichnungsmaterial 90 gerichtet und passiert das primäre Ladungsbild auf dem Stcuergitter 73, wo er bildmäßig differenziert wird. Im übrigen dicnl der leitende Träger 91 zugleich als Gegenelektrode. An den Koronadraht wird eine .Spannung positiver Polarität angelegt. Das Prinzip der bildmäßigen Differenzierung des lonenstroms, der in gestrichelten Linien gezeigt ist, ist bereits bei der Erläuterung der Erzeugung des sekundären Ladungsbild unter Bezugnahme auf die F i g. 5 erklärt worden.

Die Fig. 26 bis 29 zeigen die Verteilung der elektrischen Ladung auf dem Steuergitter 77 gemäß Fig. 17. Wie in F i g. 26 dargestellt, wird die isolierende Deckschicht 81 zunächst mit negativer Polarität aufgeladen. Hierbei wandern im Innern der fotolcitfähigen Schicht 80 existierende Ladungsträger, oder Ladungsträger, die beispielsweise durch eine Gesamtbelichtung des Steuergitters während des Ladens frei werden, in der fotoleitfähigen Schicht 80, wobei die positiven Ladungsträger an der Grenzfläche zwischen der fotoleitfährgen Schicht 80 und der isolierenden Deckschicht 81 eingefangen werden. Auf diese Weise wird die in Fig. 26 gezeigte Ladungsverteilung im Innern des Steuergitters 77 erhalten. Fig.27 zeigt das Ergebnis der anschließenden gleichzeitigen Bildbelichtung und der sekundären Ladung des Steuergitters 77, wobei das Vorlagenbild 93 durch das durch die Pfeile dargestellte Licht 92 durchleuchtet wird. Dabei wird das Stcucrgitlcr 77 einer Koronaentladung von einem Koronaentlader ausgesetzt, der mit einer Wechselspannung gespeist wird, der eine Gleichspannung positiver Polarität überlagert ist, so daß das Oberflächenpotential der Deckschicht 81 entgegengesetzte Polarität wie beim primären Laden, d. h. positive Polarität erhält. Im dunklen Bildbereich D der Deckschicht 81 verbleibt noch negative Ladung auf der Oberfläche. Fig. 28 zeigt das Ergebnis der anschließenden gleichmäßigen Gesamtbelichtung des Sieucrgitters 77. Bei dieser Gesamtbelichtung ändert sich das elektrische Potential im dunklen Bildbereich D in Übereinstimmung mit der Ladungsmenge an der Oberfläche der Deckschicht 81 womit das primäre Ladungsbild fertig ist. Fig.29 zeigl die Erzeugung des sekundären Ladungsbilds auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials 95, das auf derr leitenden Träger 96 gehallen wird, der zugleich ah Gegenelektrode des Koronadrahts 94 dient An der Koronadraht 94 wird eine Spannung positiver Polaritäi gelegt. Das Prinzip der bildmäßigen Ionenstromdifferenzierung ist bereits unter Bezugnahme auf Fig.f beschrieben.

F i g. 30 zeigt den Potentialverlauf an der Oberfläche der isolierenden Deckschicht bei jedem Schritt de« Verfahrens zur Erzeugung des primären Ladungsbildes wie es vorstehend beschrieben wurde. Aus diesel graphischen Darstellung wird ersichtlich, daß dann wenn die Oberfläche der isolierenden Deckschicht de« Steuergitters durch den Koronaentlader beispielsweise negativ geladen wird, das Oberflächenpotential dei

Deckschicht im Verlauf d?r Ladezeit negativ wird, was durch die Kurve V_p dargestellt ist. Wenn dann die Bildbelichtung und das sekundäre Laden unter Anwendung eines Wechselstrom Koronaentladers, der in einem gewissen Ausmaß mit positiver Polarität vorgespannt ist, durchgeführt werden, wird die negative Ladung in dem hellen Bildbereich vollständig entfernt ui.d dieser Bildbereich mit positiver Polarität geladen, wie es durch die Kennlinie Vi dargestellt ist. Im dunklen Düdbereich wird die durch das primäre Laden auf die Oberfläche der Deckschicht aufgebrachte negative Ladung nicht vollständig entfernt wie in dem hellen Bildbereich, weshalb das Oberflächenpotential im dunklen Bildbereich die mit der Kennlinie Vodargestellte Abhängigkeit zeigt. Wenn daher nach der Bildbelichtung und dem sekundären Laden die Gesamtbeiichtung des Gitters durchgeführt wird, findet in dem hellen Bildbereich der fotoleilfähigen Schicht keine merkliche Änderung statt, so daß das Oberflächenpotential den durch die Kurve Vu gezeigten Verlauf annimmt Im Gegensatz dazu sinkt in dem dunklen Bildbereich der Widerstand der fotoleitfähigen Schicht abrupt so daß diese leitfähig wird, was zu dem Ergebnis führt, daß diejenige positive Ladung innerhalb der fotoleitfähigen Schicht die durch die negative Ladung an der Oberfläche der isolierenden Deckschicht nur geringfügig gebunden ist abwandert und das Oberflächenpotential der Deckschicht abrupt abfällt, wie es durch die charakteristische Kurve Vdl gezeigt ist. Mit diesen Verfahrensschritten ist das primäre Ladungsbild auf dem Steuergitter ausgebildet

In den F i g. 21, 25 und 29 bezeichnen die Bezugszeichen 97 bis 102 die Spannungsquellen für den Koronadraht, das Steuergitter und den leitenden Träger. Auch kann bei der Bildung des primären Ladungsbilds auf den oben erwähnten Steuergittern 63, 68, 73 und 77 die für das sekundäre Laden verwendet „■ Spannung entgegengesetzte Polarität wie die für das primäre Laden verwendete Spannung besitzen, neben der Wechselspannung, der eine Gleichspannung überlagert ist. Was ferner die Richtung der Bildbelichtung anbetrifft, so kann diese auch von der Seite durchgeführt werden, auf der der leitende Kern freiliegt Wenn das verwendete Steuergitter in diesem Fall jedoch gemäß den Fig. 14 und 15 so aufgebaut ist daß eine weitere leitende Schicht zusätzlich auf der isolierenden Deckschicht vorgesehen ist ist es nötig, daß die leitende Schicht ebenfalls aus einem transparenten Material besteht Es bedarf keiner besonderen Erwähnung, daß das Vielfachkopieren auch im Falle der Verwendung eines solchen Steuergitters durchführbar ist

Das in Fig.31 gezeigte Steuergitter unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Steuergittern darin, daß es infolge der isolierenden Deckschicht 106 an seiner einen Oberflächenseite !soltereigenschaft zeigt und an seiner anderen Oberfiächenseite sowohl einen leitenden Abschnitt als auch einen isolierenden Abschnitt besitzt Dieses Steuergitter 103 besteht grundsätzlich aus dem leitenden Kern 104, der die Basis des Steuergitters darstellt der fotoleitfähigen Schicht 105, die um den leitenden Kern 104 herum vorgesehen ist und der isolierenden Deckschicht 106. Das das Steuergitter 103 bildende Material kann dasselbe sein, wie das für das Steuergitter gemäß Fi g. 1 verwendete. Die Herstellung des Steuergitters kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Deckschicht 106 in der Weise gebildet wird, daß sie den leitenden Kern 104 und die fotoleitfähige Schicht 105 umgibt und daß dann nur die eine Oberflächenseite des Steuergitters 103 durch eine geeignete Schleifeinrichtung abgeschliffen wird. Insbesondere wenn der leitende Kern 104 in seinem Querschnitt Hochstellen und Tiefstellen besitzt, wie im > Falle eines geflochtenen Metallgitters, und die eine Oberflächenseile des Steuergitters 103 gleichmäßig geschliffen wird, werden nur die hochliegenden Stellen des Gitters abgeschliffen, was zu einem Aufbau führt, bei dem sich Gitteroberflächenbereiche mit freiliegen-

Ki dem Kern und mit mit der Deckschicht abgedecktem Kern abwechseln, wie es in Fig. 31 schematisch dargestellt ist. Der spätere Biidbildungsprozeß an diesem Steuergitter 103 ist nahezu derselbe, wie er vorstehend erläutert wurde, und wird nachstehend

π umrissen.

Die Fig.3i bis 35 zeigen die Verteilung der elektrischen Ladung in dem Steuergitter 103 gemäß F i g. 31. F i g. 31 zeigt das primäre Laden des Steuergitters 103, wobei die isolierende Deckschicht 106 durch den Koronaentlader gleichmäßig mit beispielsweise negativer Polarität aufgeladen wird. Hierbei wird eine Ladungsschicht mit positiver Polarität in der Nähe der Deckschicht 106 in der fotoleitfähigen Schicht 105 ausgebildet. F i g. 32 zeigt das Ergebnis der gleichzeitigen Bildbelichtung und der sekundären Ladung des Steuergitters 103, wobei 107 das Vorlagenbild und die Pfeile 108 das Licht für die Belichtung bezeichnen. Gemäß Fig.32 wird das sekundäre Laden mit einem Koronaentlader durchgeführt der entweder mit einer Wechselspannung gespeist wird, der eine Gleichspannung positiver Polarität überlagert ist, oder mit einer Gleichspannung, die gegenüber der beim primären Laden verwendeten Spannung entgegengesetztes Vorzeichen besitzt Das sekundäre Laden wird in der Weise ausgeführt daß das Oberflächenpotential der oben erwähnten Isolierschicht 106 positive Polarität erhält. Da die fotoleitfähige Schicht 105 in dem dunklen Bildbereich D einen hohen Widerstand aufweist, bleibt die Oberflächenladung der Deckschicht 106 negativ.

F i g. 33 zeigt das Ergebnis der anschließenden gleichmäßigen Belichtung der gesamten Oberfläche des Steuergitters 103. Durch diese Gesamtbeiichtung ändert sich das Potential in dem dunklen Bildbereich D des Steuergitters 103 in Übereinstimmung mit der elektrisehen Ladungsmenge auf der Oberfläche der Deckschicht 106. Damit ist das primäre Ladungsbild in Übereinstimmung mit dem Vorlagenbild auf dem Steuergitter 103 ausgebildet

Fig.34 zeigt das Entfernen unnötiger elektrischer

so Ladung auf der isolierenden Deckschicht 106, die auf der Gitterseite existiert, wo der leitende Kern freiliegt. Von diesem Prozeß kann abgesehen werden. Bei der dem Koronadraht 308 von der Spannungsquelle 309 zuzuführenden Spannung kann es sich beispielsweise um eine Wechselspannung oder eine Gleichspannung handein, die in der Lage ist die oben erwähnte überflüssige elektrische Ladung zu beseitigen. Im übrigen wird angenommen, daß diese unnötige Ladung beim primären Laden und beim sekundären Laden ausgebildet wird. Das Entfernen dieser unnötigen Ladung muß im Falle des Vielfachkopierens nicht jedesmal durchgeführt werden.

Fig. 35 zeigt das Erzeugen des sekundären Ladungsbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial. Dem Korona-

b5 draht 301 wird eine Spannung positiver Polarität aufgedrückt wobei das elektrische Potential auf dem leitenden Träger 303 auf Null gehalten wird. Das Prinzip der bildmäßigen Ionenstromdifferenzierung ist dasselbe

wie das bereits unter Bezugnahme auf F i g. 5 erläuterte. In der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen 304, und 305 die Spannungsquelle für den Koronadraht 301 und das Steuergitter 103.

Das elektrofotografische Verfahren gemäß einer zweiten Ausführung umfaßt das gleichmäßige primäre Laden, das bildmäßige Belichten und das sekundäre Laden, das danach durchgeführt werden muß, um das Oberflächenpotential des Steuergitters in Übereinstimmung mit dem Dunkel-Hell-Muster der Bildbelichtung zu variieren. Das bei diesem elektrofotografischen Verfahren zu verwendende Steuergitter ist dasselbe wie das bereits beschriebene. Das Verfahren wird hier unter Bezugnahme auf die F i g. 36 bis 39 erläutert, wobei ein Steuergitter 406 der in Fi g. 14 gezeigten Konstruktion verwendet wird. Das Steuergitter 406 besteht aus einem leitenden Kern 407, der fotoleitfähigen Schicht 408, der isolierenden Deckschicht 409 und der leitenden Schicht 410, die nur auf einer Oberflächenseite des Steuergitters 406 vorgesehen ist. Die für die fotoleitfähige Schicht 408 zu verwendende Substanz ist entweder eine solche, die beim primären Laden keine Trägerinjektion ermöglicht, oder eine solche, die in Abhängigkeit von der Ladungsart keine Ladungsschicht in der fotoleitfähigen Schicht 408 an der Grenze zur isolierenden Deckschicht ausbildet

F i g. 36 zeigt die Bildbelichtung und das gleichzeitige primäre Laden, bei dem die Deckschicht 409 mittels des Koronadrahts 411 an der Spannungsquelle 414 beispielsweise mit positiver Polarität geladen wird und das Vorlagenbild 412 von dem Belichtungslicht 413 in Pfeilrichtung durchleuchtet wird. Durch dieses elektrische Laden wird positive Ladung an der Oberfläche der Deckschicht 409 gesammelt und im heilen Bildbereich eine negative Ladungsschicht in der Nähe der isolierenden Deckschicht in der fotoleitfähigen Schicht 408 ausgebildet, während sich die elektrische Ladung im dunklen Bildbereich proportional zur Kapazität der fotoleitfähigen Schicht 408 ansammelt, da diese isolierend ist

F i g. 37 zeigt das sekundäre Laden durch den Koronadraht 415 an der Spannungsquelle 416. Bei diesem Schritt wird eine Spannung einer solchen Polarität angelegt, daß die elektrische Ladung auf der isolierenden Deckschicht 409 beseitigt wird. Die anzulegende Spannung ist entweder eine Wechselspannung oder eine Spannung, deren Polarität der der primären Aufladung entgegengesetzt ist Als Ergebnis nehmen sowohl die hellen als auch die dunklen Bildbereiche des Steuergitters 406 dasselbe Oberflächenpotential an.

Fig.38 zeigt das Ergebnis der gleichmäßigen Belichtung der gesamten Oberfläche des Steuergitters 406 mit Licht 418 in Pfeilrichtung. Durch diese Gesamtbelichtung bewegen sich die elektrischen Ladungen innerhalb des Steuergitters 406 wieder, wobei sich der elektrostatische Kontrast vergrößert und das primäre Ladungsbild auf dem Steuergitter ausgebildet wird.

Fig.39 zeigt die Bildung des sekundären Ladungsbild*. Das Prinzip der bildmäßigen Differenzierung des lonenstroms, der mit gestrichelten Linien dargestellt ist, ist dasselbe wie das bereits unter Bezugnahme auf die Fig.5 und 21 erläuterte, weshalb auf detaillierte Erklärungen verzichtet wird. In dieser Fi g. 39 bezeichnet 419 den Koronadraht, 420 die Spannungsquelle für den Koronadraht 419,421 das auf dem leitenden Träger 422 gehaltene Aufzeichnungsmaterial, 423 die Spannungsquelle zur Bildung des Vorspannfelds zwischen dem Steuergitter 406 und dem leitenden Träger 422 und 424 eine Spannungsquelle zur Bildung eines Vorspannfelds zwischen dem leitenden Kern 407 und der leitenden Schicht 410. Wie oben erwähnt, ist es wirkungsvoll, dann, wenn die hellen und dunklen Bildbereiche keine entgegengesetzte Polarität besitzen wie beim Steuergitter 406 und das primäre Ladungsbild mit derselben Polarität ausgebildet werden kann, das

υ beschleunigende und das hemmende Feld durch Ausbildung des Vorspannfelds zwischen dem leitenden Kern 407 und der leitenden Schicht 410 der oben beschriebenen Konstruktion zu intensivieren.

Die F i g. 40 bis 43 zeigen ein Verfahren, bei dem das sekundäre Laden des Steuergitters 406 mit derselben Polarität wie das primäre Laden erfoigt Wegen dieser übereinstimmenden Polarität wird das so ausgebildete primäre Ladungsbild in seinem Kontrast hoch. Durch Einstellung der Vorspannung, die zwischen den leitenden Elementen 407 und 410 anzulegen ist, kann ein sekundäres Ladungsbild erhalten werden, das eine geringere Schleierbildung zeigt

Gemäß Fig.40 geschieht das primäre Laden des Steuergitters 406 mit Hilfe des Koronadrahts 428 an der Spannungsqueüe 427 und des Lichts 426, mit dem das Vorlagenbild 425 durchlichtet wird. Wenn das Steuergitter 406 beispielsweise mit positiver Polarität geladen wird, wird es bei dem anschließenden sekundären Laden, wie in Fig.41 gezeigt, einer Koronaentladung derselben positiven Polarität ausgesetzt

In Fig.41 bezeichnet Bezugszeichen 429 die Spannungsquelle für den Koronadraht 430. F i g. 42 zeigt das Ergebnis der gleichmäßigen Belichtung der gesamten Oberfläche des oben erwähnten Sleuergitters 406 mit Licht 431 in Pfeilrichtung, wodurch das primäre Ladungsbild auf dem Steuergitter 406 ausgebildet wird. F i g. 43 zeigt die Erzeugung des sekundären Ladungsbilds, in der 432 den Koronadraht, 433 die Spannungsquelle für den Draht, 434 das Aufzeichnungsmaterial, 435 den leitenden Träger, 436 die Spannungsquelle zur Ausbildung des Vorspannfelds zwischen dem leitenden Kern 407 und dem leitenden Träger 435 und Bezugszeichen 437 die Spannungsquelle zur Bildung des Vorspannfelds zwischen den leitenden Elementen 407 und 410 bezeichnet

F i g. 44 zeigt die Verläufe des Oberflächenpotentials auf der Gitteroberfläche bei den in den F i g. 30 bis 38 gezeigten Verfahrensschritten.
Nachstehend wird eine dritte Ausführung beschrieben.

Die fotoleitfähige Schicht ist auf einer Seite des leitenden Kerns des Steuergitters ausgebildet, das aus korrosionsfestem Stahldraht von 30 μ im Durchmesser in Form eines Metalldrahtnetzes von 6400 Maschen je cm² durch Vakuumverdampfung von Selen (Se) mit einem Tellurgehalt von 5% bis auf eine Dicke von etwa 50 μ im dicksten Bereich hergestellt ist Anschließend wird auf beide Seiten des Gitters eine Lösung eines Copolymeren aus Vinylchlorid und Vinylacetat in Methyüsobutylketon bis auf eine Dicke von etwa 15 μ aufgesprüht, um die isolierende Deckschicht auf der fotoleitfähigen Schicht auszubilden. Danach wird Aluminium durch Verdampfung in einer Stärke von 2000 A auf die Oberflächenseite des Steuergitters aufgetragen, die der durch Verdampfen mit Selen beschichteten Seite gegenüberliegt, womit das Steuergitter fertiggestellt ist
Die Bildbelichtung wird auf der mit Selen beschichte-

ten Oberflächenseite des Sleuergitters durchgeführt, wobei die Lichtmenge im hellen Bildbereich bei etwa 6 Lux/sec liegt, begleitet von einer gleichzeitig stattfindenden Koronaentladung bei +7 kV. Wenn hiernach eine Wechselstromkoronaentladung von 6,5 kV ?um sekundären Laden des Steuergitters durchgeführt wird, der die Gesamtbelichiung folgt, ist das primäre Ladungsbild ausgebildet, dessen Oberfiächenpotential bei etwa 0 V im dunklen Bildbereich und etwa + 250 V im hellen Bildbereich liegt. Dann wird das elektrostatische Aufzeiciiuungspapiei so angeordnet, daß es Jcr das primäre Ladungsbild tragenden Oberfläche des Steuer gittere mit einem Abstand von 3 mm zugewandt ist. Der korrosionsfeste Sia'nidrahi a!s leitender Kern des Steuergitters wird geerdet der auf dem Steuergitter deponieren Aiuminhiinschicht eine Spannung von + 180V zugeführt, während das Aufzeichnungspapier mit einer Spannung von —3 kV beaufschlagt wird, und auf die Seite des Steuergitters, die der dem Aufzeichnungspapier zugewandten Seite gegenüberliegt, eine Koronaentladung von + 7 kV gerichtet, so daß das sekundäre Ladungsbild ausgebildet wird. Nach der Ausbildung des sekundären Ladungsbild auf dem Aufzeichnungspapier wird dieses durch Flüssigentwickler entwickelt, so daß ein klares Direktbiid der Vorlage erhalten wird. Wenn das Vielfachkopieren unter Verwendung dieses sekundären Ladungsbilds auf dem Aufzeichnungspapier 1 OOmal durchgeführt wird, beträgt der Abfall in der Biiddichte beim hundertsten Blatt gegenüber der Bilddichte beim Ausgangsblatt weniger als 10%, wobei das reproduzierte Bild für den praktischen Gebrauch als voll befriedigend angesehen werden kann.

Diese dritte Ausführung des elektrofotografischen Verfahrens umfaßt das primäre Aufladen des Steuergitters und das gleichzeitig damit durchzuführende bildmäßige Belichten. Bei den Erläuterungen dieses Verfahrens ist das Steuergitter, auf das Bezug genommen wird, bezüglich seiner Konstruktion und seiner elektrischen Eigenschaften dasselbe wie das in F i g. 36 gezeigte.

In den F i g. 45 bis 47 bezeichnet 139 den leitenden Kern des Steuergitters 138, Bezugszeichen 140 die fotoleitfähige Schicht, Bezugszeichen 141 die isolierende Deckschicht und Bezugszeichen 142 die leitende Schicht, die an der einen Oberflächenseite des Steuergitters 138 vorgesehen ist Zu allererst zeigt Fig.45 das gleichzeitige Bildbelichten und primäre Laden, wobei die isolierende Deckschicht 141 mit Hilfe der Koronaentladung von dem Koronadraht 143 beispielsweise mit positiver Polarität aufgeladen wird. In dieser Figur bezeichnet 144 das zu reproduzierende Vorlagenbild, 145 das Licht für die Belichtung in der Pfeilrichtung und 146 die Spannungsquelle für den Koronadraht 143. Das elektrische Laden des Steuergitters bei den oben genannten Verfahrensschritten ist identisch mit dem vorstehend unter Bezugnahme auf F i g. 36 erläuterten, weshalb auf eine erneute Erläuterung verzichtet wird.

Fig.46 zeigt das Ergebnis der gleichmäßigen Belichtung der gesamten Oberfläche des Steuergitters 138 mit Hilfe des Lichts 147 in der Pfeilrichtung, wodurch die fotoleitfähige Schicht 140 einen niedrigen Widerstandswert erhält und von der statischen Ladung an der Grenze zum Kern 139 passiert wird, mit dem Ergebnis, daß ein primäres Ladungsbild mit hohem elektrostatischen Kontrast ausgebildet wird.

F i g. 47 zeigt die Bildung des sekundären Ladungsbilds, bei dem dasselbe Prinzip der bildmäßigen lonenstromdifferenzierung stattfindet, wie es vorstehend bereits erwähnt wurde. In Fig.47 bezeichnet 149 die Spannungsquelle für den Koronadraht 148, 150 das Aufzeichnungsmaterial, 151 den leitenden Träger, 152 die Spannungsquelle für das Vorspannfeld zwischen den leitenden Elementen 139 und 142 und Bezugszeichen 153 die Spannungsquelle für das Vorspannfeld zwischen dem Steuergitter !33 und dem leitenden Träger 151.

ίο Ferner bezeichnet der Buchstabe a. das den durch die gestrichelten Linien gezeigten lonenstrom hindernde Feld bzw. das Hemmfeld und β das Beschleunigungsfeld.

F i g. 48 zeigt die Verläufe des Oberflächenpotentials

an der Oberfläche des SteuergiUers 138 bei diesem Verfahren.

Nachstehend wird eine Variante der dritten Ausführungsform des elektrofotografischen Verfahrens beschrieben.
Auf eine Oberfläche des leitenden Kerns als Basis für das Steuergitter, das aus korrosionsfestem Stahldraht von 30 μ Durchmesser in Form eines Netzes von 6400 Maschen je cm² hergestellt ist, ist Selen (Se) mit einem Tellurgehalt von 5% als fotoleitfähige Schicht durch Vakuumverdampfen in einer Stärke von annähernd 40 μ in dem dicksten Bereich aufgebracht Danach wird auf diese fotoleitfähige Schicht und den leitenden Kern Parylen in einer Stärke von etwa 10 μ aufgetragen. Anschließend wird Aluminium durch Verdampfen in einer Dicke von 2000 Ä auf die Oberflächenseite des Steuergitters aufgebracht, die der durch Verdampfen mit Selen beschichteten Seite gegenüberliegt, womit das Steuergitter fertiggestellt ist.

Die Bildbelichtung wird auf der mit Selen beschichteten Oberflächenseite des SteuergiUers mit einer Lichtmenge im hellen Bildbereich von etwa 6 Lux/sec durchgeführt, begleitet von dem gleichzeitig stattfindenden primären Laden unter Anwendung einer Spannung von +6 kV. Diesem gleichzeitigen Bildbelichten und primären Laden folgt die Belichtung der gesamten Oberfläche des SteuergiUers, um auf diesem das primäre Ladungsbild auszubilden, dessen Oberflächenpotential im dunklen Bildbereich etwa +200 V und im hellen Bildbereich etwa +450 V beträgt Dann wird das elektrostatische Aufzeichnungspapier so angeordnet, daß es der das primäre Ladungsbild tragenden Oberfläche des Steuergitters in einem Abstand von 3 mm zugewandt ist Der Stahldraht als leitender Kern des Steuergitters wird geerdet, die auf dem Gitter abgelagerte Aluminiumschicht mit einer Spannung von

so +400 V beaufschlagt während an das Aufzeichnungspapier eine Spannung von —3 kV angelegt wird, und eine Koronaentladung von +7 kV auf der Seite der Aluminiumschicht auf das Steuergitter gerichtet, um das sekundäre Ladungsbild auf dem Aufzeichnungspapier auszubilden. Nach der Bildung des sekundären Ladungsbilds auf dem Aufzeichnungspapier wird dieses durch flüssigen Entwickler entwickelt so daß ein klares Direktbild der Vorlage erhalten wird. Wenn unter Verwendung dieses sekundären Ladungsbilds auf dem Aufzeichnungspapier ein hundertmaliges Vielfachkopieren durchgeführt wird, beträgt der Abfall der Bilddichte bei dem hundertsten Blatt weniger als 10% in bezug auf die Bilddichte beim ersten Blatt, wobei das reproduzierte Bild für den praktischen Gebrauch voll befriedigt

Eine vierte Ausführung des elektrofotografischen Verfahrens umfaßt, das gleichmäßige primäre Laden des oben genannten Steuergitters, das anschließende

sekundäre Laden, die dem sekundären Laden folgende Bildbelichtung und ein tertiäres Laden. Bei den Erläuterungen des elektrofotografischen Verfahrens dieser Ausführung handelt es sich bei dem Steuergitter, auf das Bezug genommen wird, um ein solches mit einer fotoleitfähigen Schicht mit n-Leitfähigkeit, die Gleichrichtereigenschaft ergibt, d. h. Elektronen als Hauptträger aufweist

Die Fig.49 bis 66 zeigen das elektrofotografische Verfahren gemäß dieser vierten Ausführung, wobei die Konstruktion des Gitters 154 dieselbe ist, wie die in F i g. 36 gezeigte und aus dem leitenden Kern 155 als Basiselement, der fotoleitfähigen Schicht 156, der isolierenden Deckschicht 157 und einer weiteren leitenden Schicht 158 besteht, die auf einer Oberflächenseite des Steuergitters 154 vorgesehen ist.

Fig.49 zeigt das primäre Laden, bei dem die Deckschicht 157 durch den Koronadraht 159 positiv aufgeladen wird. Bei diesem primären Laden werden Elektronen von dem leitenden Kern 155 in die fotoleitfähige Schicht 156 injiziert, wodurch eine negative Ladungsschicht in der fotoleitfähigen Schicht 156 angrenzend an die Deckschicht 157 mit der positiven Ladung ausgebildet wird. Falls die fotoleitfähige Schicht 156 aus einer Substanz hergestellt ist, die keine Gleichrichtereigenschaft bildet, kann die Verteilung der in Fig.49 gezeigten elektrischen Ladung dadurch erhalten werden, daß während des primären Ladens eine gleichmäßige Belichtung der fotoleitfähigen Schicht durchgeführt wird.

Fig.50 zeigt das Ergebnis des sekundären Ladens des Steuergitters 154 im Dunkeln mit Hilfe des Koronadrahts 160, der an einer Spannungsquelle 191 angeschlossen ist, deren Polarität entgegengesetzt der beim primären Laden verwendeten ist.

F i g. 51 zeigt die Projektion des Vorlagenbilds 161 auf das Steuergitter 154, wodurch im hellen Bildbereich eine Injektion der Löcher von dem leitenden Kern 155 in die fotoleitfähige Schicht 156 oder eine Freigabe der in der fotoleitfähigen Schicht eingefangenen Elektronen zum leitenden Kern 155 als Ergebnis ihrer Erregung durch die Lichtstrahlen 162, während im dunklen Bildbereich der fotoleitfähigen Schicht keine Änderung stattfindet. Als Ergebnis dieser Bildbelichtung wird auf beiden Seiten der isolierenden Deckschicht 157 im hellen Bildbereich des Steuergitters 154 ein elektrisches Ladungspaar ausgebildet.

Fig.52 zeigt das tertiäre Laden mit Hilfe des Koronadrahts 163, bei dem eine Spannung angewendet wird, die dieselbe Polarität wie die beim sekundären Laden angewandte besitzt. Durch das negative Laden ändert sich das Oberflächenpotential des Steuergitters 154 im dunklen Bildbereich wenig, während das Oberflächenpotential im hellen Bildbereich wieder negative Polarität annimmt. Das Bildbelichten und das tertiäre Laden können nahezu zur selben Zeit durchgeführt werden.

F i g. 53 zeigt die Belichtung der gesamten Oberfläche des Steuergitters 154 mit Licht 164 in Pfeilrichtung, wodurch der helle Bildbereich des Steuergitters 154 an seiner Oberfläche negativ geladen wird und der dunkle Bildbereich positiv, wodurch ein primäres Ladungsbild hohen elektrostatischen Kontrasts ausgebildet wird. Dieses primäre Ladungsbild wird im Hellen nichl gelöscht.

F i g. 54 zeigt die Erzeugung des sekundären Ladungsbilds, bei dem dasselbe Prinzip der lonenstromdifferenzierung realisiert wird, wie es vorstehend bereits erläutert wurde. In der Zeichnung bezeichnet 165 den Koronadraht, an den eine Spannung entgegengesetzter Polarität zu der des Oberflächenpotentials im dunklen Bildbereich angelegt wird, 167 das an dem leitenden Träger 168 gehaltene Aufzeichnungsmaterial, 169 die Spannungsquelle zur Erzeugung eines Vorspannfelds zwischen dem leitenden Träger 168 und dem Steuergitter 154 und die gestrichelten Linien den Strom der Koronaionen von dem Koronadraht 165. Dort, wo das

ίο primäre Ladungsbild durch entgegengesetzte Polaritäten des Oberflächenpotentials zwischen den hellen und den dunklen Bildbereichen gebildet wird, ist kein Vorspannfeld zwischen den leitenden Elementen 155 und 158 erforderlich, weshalb ein ausreichendes, sekundäres Ladungsbild sogar mit dem in F i g. 1 gezeigten Steuergitter, das keinen der leitenden Schicht 158 dieser Ausführung entsprechenden Teil besitzt ausgebildet werden kann. Die während jeder Stufe des beschriebenen Verfahrens auftretenden Änderungen des elektrischen Potentials an dem Steuergitter 154 zeigen die Oberflächenpotentialkurven gemäß Fi g. 66.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die F i g. 55

bis 60 ein weiterer Typ des elektrofotografischen Verfahrens erklärt Bei diesem werden das sekundäre Laden, das in F g. 56 gezeigt ist, und das tertiäre Laden, das in Fig.58 gezeigt ist unter Anwendung einer Wechselspannungsquelle durchgeführt

Fig.55 zeigt das primäre Laden, bei dem das Steuergitter 154 durch den Koronadraht 170 mit positiver Polarität geladen wird.

Fig.56 zeigt das Ergebnis des sekundären Ladens des Steuergitters 154 durch den Koronadraht 171, der an einer Wechselspannungsquelle 195 liegt Die Verwendung einer Wechselspannung ist bezüglich der

J5 Möglichkeit des Entfernens der elektrischen Ladung auf der Deckschicht 157 gegenüber dem Fall des sekundären Ladens gemäß F i g. 50 jedoch unterlegen, was zur Folge hat daß eine Verteilung der elektrischen Ladung, wie sie in F i g. 56 gezeigt ist erhalten wird.

Fig. 57 zeigt die Bildbelichtung des Steuergitters 154, bei der das zu reproduzierende Vorlagenbild 172 von Licht 173 durchleuchtet wird.

F i g. 58 zeigt das Ergebnis des tertiären Ladens mit Hilfe des Koronadrahts 174 an der Wechselspannungsquelle 196. Im übrigen ist die Verwendung einer Wechselspannungsquelle, der eine negative Spannung überlagert ist, ebenfalls wirksam, wenn das primäre Laden mit positiver Polarität durchgeführt wird.

F i g. 59 zeigt die Belichtung der gesamten Oberfläche des Steuergitters 154, durch die infolge eines entstehenden elektrostatischen Kontrasts derselben Polarität das sekundäre Ladungsbild auf dem Steuergitter 174 ausgebildet wird. Die Pfeile 175 bezeichnen die Lichtstrahlen.

Fig.60 zeigt die Bildung des sekundären Ladungsbilds auf dem Aufzeichnungsmaterial 178, das auf dem leitenden Träger 179 gehalten wird. Der mit gestrichelten Linien dargestellte Ionenstrom von dem Koronadraht 177 wird durch Anlegen einer Spannung aus der

bo Spannungsquelle 176 an die leitenden Elemente 155 und 158 in befriedigender Weise bildmäßig differenziert, obwohl das primäre Ladungsbild sowohl in seinem dunklen als auch in seinem hellen Bereich dieselbe Polarität besitzt. Hier ist dasselbe Prinzip der

h5 lonenstromdifferenzierung anwendbar, das unter Bezugnahme auf F i g. 5 erläutert worden ist. Die in jeder Stufe des elektrofotografischen Verfahrens gemäß dieser Ausführungsform auftretenden Veränderungen

im Oberflächenpotential an dem Steuergitter 174 sind mit den Oberflächenpotentialkurven in Fig.67 dargestellt.

Unter Bezugnahme auf die Fig.61 bis 65 wird nachstehend noch ein weiterer Typ des elektrofotografischen Verfahrens beschrieben. Bei diesem Verfahren werden das in F i g. 5t gezeigte Bildbelichten und das in Fig.52 gezeigte tertiäre Laden gleichzeitig durchgeführt, wobei das tertiäre Laden mittels einer Wechselspannungsquelle durchgeführt wird.

Fig.61 zeigt das primäre Laden, bei dem das Steuergitter 154 durch den Koronadraht 180 positiv geladen wird.

F i g. 62 zeigt das sekundäre Aufladen, bei dem das Steuergitter 154 durch den Koronadraht 181 mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen wird.

F i g. 63 zeigt das Ergebnis des tertiären Ladens des Steuergitters 154 durch den Koronadraht 184 an der Wechselspannungsquelle 200, während gleichzeitig das bildmäßige Belichten mit dem zu reproduzierenden ao Vorlagenbild 182 durchgeführt wird.

Fig.64 zeigt das Ergebnis der Belichtung der gesamten Oberfläche des Steuergitters 154, wodurch das primäre Ladungsbild infolge eines elektrostatischen Kontrasts auf dem Steuergitter ausgebildet wird, indem as der dunkle Bildbereich die beim primären Laden verwendete Polarität und der helle Bildbereich ein Oberflächenpotential von nahezu Null besitzt.

F i g. 65 zeigt die Erzeugung des sekundären Ladungsbilds auf dem auf dem leitenden Träger 188 gehaltenen Aufzeichnungsmaterial 187 mit Hilfe des Koronadrahts 186. Sogar wenn das Oberflächenpotential auf der Seite des Steuergitters 154, wo das primäre Ladungsbild ausgebildet ist, Null ist, ist es bei diesem Verfahren möglich, den lonenstrom, wie durch die gestrichelten Linien dargestellt, so bildmäßig zu differenzieren, daß durch die Anwendung eines Vorspannfelds zwischen den leitenden Elementen 155 und 158, wie dargestellt, keine Schleierbildung erfolgt. Bei dieser Ausführung ist das vorstehend unter Bezugnahme auf F i g. 5 beschriebene Prinzip der Differenzierung des lonenstroms anwendbar. Die in jeder Stufe des Verfahrens auftretenden Änderungen im Oberflächenpotential des Steuergitters 154 sind mittels der Oberflächenpotentialkurven in F i g. 68 gezeigt.

Die Tabelle in Fig.69 zeigt ein Beispiel der Polaritätscharakteristik beim primären, sekundären und tertiären Laden bei dem in den F i g. 49 bis 54 gezeigten elektrofotografischen Verfahren, bei dem das primäre Laden mit positiver Polarität erfolgt. In der Tabelle beinhaltet das Symbol»—« sowohl einen Wechselstrom als auch einen mit einem Gleichstrom überlagerten Wechselstrom.

In den Fig.49 bis 65 bezeichnen die Bezugszeichen 190 und 201 die Spannungsquelle für den Koronadraht, das Bezugszeichen 202 in Fig.60 und das Bezugszeichen 203 in F i g. 65 die Spannungsquelle zur Bildung des Vorspannfelds zwischen dem Steuergitter und dem leitenden Träger.

In den vorstehenden Erläuterungen des elektrofotografischen Verfahrens ist die Konstruktion des Steuergitters zur Erleichterung des Verständnisses und der Erläuterung schematisch dargestellt, obwohl der Aufbau des Steuergitters in keiner Weise auf den gezeigten beschränkt ist. Auch sind die Eigenschaften der fotoleitfähigen Substanz nicht auf die beispielsweise erwähnten beschränkt. Ferner sind die Hinweise für das Laden bei der Bildung des primären Ladungsbilds ebenso wie die Hinweise für die Bildbelichtung so gegeben, daß ein maximaler Effekt erreicht werden kann, obwohl keine Begrenzung auf die Beispiele zum Ausdruck gebracht werden soll. Darüber hinaus wird bei jedem beispielsweise beschriebenen Verfahren das sekundäre Ladungsbild ohne Ausnahme auf dem Aufzeichnungsmaterial gebildet. Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß als dieses Aufzeichnungsmaterial nicht nur elektrostatisches Aufzeichnungspapier in Betracht kommt, sondern außerdem jedes der herkömmlichen Mittel zum Aufzeichnen eines Ladungsbilds. Das in F i g. 1 gezeigte fotoleitfähige Steuergitter führt zu den besten Ergebnissen bei den beschriebenen elektrofotografischen Verfahren.

Hierzu 24 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrofotografische Vorrichtung zum bildmäßigen Aufladen einer isolierenden Fläche mit einem fotoleitfähigen Steuergitter zur bildmäßigen Differenzierung eines Koronaionenstroms, das aus einem elektrisch leitenden Kern besteht, der mit einer fotoleitfähigen Schicht beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der fotoleitfähigen Schicht (3; 65; 70; 75; 80; 105; 1-10; 156; 206; 408) eine isolierende Deckschicht (4; 66; 71; 76; 81; 106; 141; 157; 207; 409) angeordnet ist, und daß entweder die beiden Schichten den Kern (2; 74; 78; 104) bis auf einen auf einer der Gitterseiten liegenden Bereich umschließen oder mindestens die Deckschicht (66; 71; 141; 157; 207; 409) den Kern (64; 70; IW; 155; 205; 407) vollständig umschließt und dabei auf der einen Gitterseite auf der Deckschicht eine elektrisch leitende Schicht (67; 72; 142; 158; 208; 410) angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem elektrisch leitenden Kern (78) und der fotoleitfähigen Schicht (80) eine isolierende Zwischenschicht (79) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (104) des Gitters (103) geflochten ist und auf der einen Gitterseite im Bereich der hoch liegenden Gitterpunkte von der Beschichtung (105; 106) freigehalten ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung des leitenden Kerns des Steuergitters auf der der Bildbelichtung auszusetzenden Seite des .Steuergitters einen Höchstwert hat und zur gegenüberliegenden Gitterseite hin abnimmt.