DE2748283C2

DE2748283C2 - Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren

Info

Publication number: DE2748283C2
Application number: DE2748283A
Authority: DE
Inventors: Eiichi Prof. Tokyo Inoue; Nobuhiro Kobe Hyogo Miyakawa; Takashi Prof. Yokohama Kanagawa Yamaguchi
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1976-10-27
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1984-10-25
Also published as: GB1572301A; JPS5719432B2; FR2369602B1; US4150388A; FR2369602A1; DE2748283A1; JPS5354023A

Description

nung.

Die Erfindung betrifft ei:i eletHrographlsches Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine Aufzelchnungselektrode ein elektrostatisches Aufzeichnungsmaterial, das zwischen der Aufzelchnungselektrode und einer Gegenelektrode elektrisch angeschlossen 1st, relativ abtastet, ein Aufzelchnungssignal In Form eines Wechselstromsignals hoher Frequenz das durch Modulleren eines Bildsignals mit einer hochfrequenten Trägerwelle gebildet Ist, zwischen den beiden Elektroden unter Bildung eines elektrostatischen Bildes auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsmaterial angelegt wird, das so gebildete elektrostatische Bild mit einem Enfvickler entwickelt wird und das entwickelte Bild fixiert wird, wobei das elektrostatische Aufzeichnungsmaterial eine elektrisch leitende Schicht und eine dielektrische Schicht aufweist und das auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsmaterial gebildete elektrostatische Bild mit einem elektrisch leitenden, pulverförmlgen Entwickler entwickelt wird, der ein feines Pulver eines magnetischen Materials enthält.

Ein derartiges elektrographlsches Aufzeichnungsverfahren wurde in der DE-PS 27 23 868 vorgeschlagen. Im allgemeinen werden bei elekirographlschen Aufzeichnungsverfahren elektrische Glelchstrornslgnale als elektrische Aufzeichnungssignale verwendet. Jedoch bildet ein an einen Aufzeichnungsstift angelegter Hochspannungsgleichstrom nicht nur ein latentes Bild auf der AufzelchnungsoberiiSche, sondern verursacht auch solche Störungen wie Verschmieren oder Verwischen, Schwanzblldung und Schielerbildung. Beispielswelse beschreiben Haneda, lto und Hashlgaml, daß gleichzeitig mit der Ausbildung eines latenten Bildes wie vorstehend erwähnt. Ladungen entgegengesetzter Polarität In Nähe der latenten Bilder angesammelt werden und ein Verschmieren verursachen, wenn der Aufzeichnungsstift bewegt wird. Ladungen sich an dem Aufzeichnungsstift und anderen Aufzeichnungsausrüstungen ansammbin und aui die Aufzelchnungsobernache übertragen werden und die sogenannte Schwanzblldung verursachen und daß aufgrund des das latente Bild bildenden Potentials die gesamte Aufzeichnungsoberfläche mit der gleichen Polarität wie das latente Bild aufgeladen wird, wenn auch die Intensität der Aufladung niedriger als In dem latenten Bild Ist und daß diese Aufladung die Schleierbildung ergibt (vgl. Journal of the Electrophotographic Association, April i9/0. Selten 37 bis 43)^ lntolgedessen wird In dem schließlich erhaltenen Bild beim elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren unter Anwendung eines Hochspannungsglelchslromcs als elektrisches Auizelchnungsslgnal die Auflösestärke durch die vorstehend aufgeführten unerwünschten Erscheinungen, wie Verschmieren, Schwanzblldung und Schleerbl -dung verringert und das Bild wird dunkel. Wenn außerdem die Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird, werden die vorstehenden Fehler besonders beträchtlich und störend.

Verfahren bei denen als elektrische Aufzeichnungssignale durch Verstärkung und Modulierung von Bildsignalen gebildete Hochfrequenzslgnale verwendet werden, wurden bereits In den JA-Patentveröffentllchungen 33 516/71 und 21 311/65 beschrieben. Es wird angenommen, daß nach der crsteren Patentveröffentlichung, da Ladungen von unterschiedlichen Polaritäten alternierend angelegt werden, In der senkrechten Richtung des Aufzeichnungsmaterials orientierte Ladungen nlrht gebildet werden und ein pulverförmiger Entwickler elnhel -ich entwedei am Umfangste.l oder am Mittelteil des latenten Bildes auf dem Auf/.eichnungsmaterIaI anhafte wodurch der Kanteneffekt vermieden wird und ein Bild von guter Qualität erhalten wird. Die letztere Pa cn -Veröffentlichung gibt an. daß nach dem dortigen Wechselstrom-Auf/.elchnungsvcrfahren die gesamte Schal-

ungsstrukiur vereinfacht werden kann, unabhängig von der Polarität des Toners jeder Entwickler verwendet werden kann und ein Bild von ausreichender Auflösungsstärke erhallen wird.

Jedoch entstehen bei Verwendung von Wechselstrom, bei welchem die Polarität bei jeder Halbperlode geändert wird, auf dem fertigen Bild sehr viele kleine weiße Flecken, sogenannte Punkte. Dadurch wird die Bilddichte erheblich herabgesetzt und aui dem fertigen Bild erscheint ein Moire-Rand, d. h. ein periodischer Wech- sei der Dichte, der In der Vorlage nicht vorhanden Ist und bei bestimmten Wellen der Punkt- und Llnlendlchten In Abhängigkeit vom Wert der Llnlendlchte erzeugt wird.

In der DE-AS 25 12 864 lsi ein elektrographlsches Aufzeichnungsmaterial mit einer isolierenden Aufzeichnungsschicht, al", ein Bindemittel und ein darin dlsperglertes Pulver enthält, beschrieben, wobei die Aufzeichnungsschicht vorwiegend ein hochdielektrisches Harz (X) und ein hochdielektrisches Harzpulver (Y), das In einem Lösungsmittel für das Harz (X) unlöslich ist, umfaßt. Bei dieser Aufzeichnungsschicht Ist das Harzpulver (Y) in dem Harz (X) dlsperglert.

Aufgabe der Erfindung Ist die Schaffung eines elektrographischen Aufzeichnungsverfahrens der eingangs angegebenen Art, bei welchem durch eine neuartige Kombination von Aufzelchnungswechselstrom, einer spezifischen dielektrischen Schicht und einem magnetischen elektrisch leitenden Pulverentwickler Aufzeichnungen hoher Qualität erhalten werden können, wobei solche Störungen wie Unscharfe, Verschmieren, Schwanzbildung, Sch'elerblldung und Moire, wirksam vermieden werden können und wobei die elektrographlsche Aufzeichnung mit einer weit höheren Abtastgeschwindigkeit als bei den bekannten Aufzeichnungsverfahren ausgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Schaffung eines elekfcijraphischen Aufzeichnungsverfahrciiä der im Oberbegriff von Anspruch. 1 angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Aufzeichnungssignal ein asymmetrisch Wechselstromsignal hoher Frequenz angelegt wird, und daß, wenn das Wechselstromsignal zur Seite der negativen Polarität vorgespannt Ist, eine dielektrische Schicht aus einer dielektrischen Substanz mit elektronenaufnehmenden Eigenschaften, und wenn das Wechselstromsignai zur Seite der positiven Polarität vorgespannt 1st, eine dielektrische Schicht aus einer dielektrischen Substanz mit elektronenllefemden Eigenschaften verwendet wird.

Bei Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden Aufzeichnungsbtlder hoher Qualität selbst bei einer hohen Aufzeichnungslelstung erhalten, die frei von den Nachtellen, wie Unscharfe, Schwanzbildung, Schlelerblldung und Molr6, sind und eine hohe Dichte und ausgezeichnete Klarheit aufweisen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung stellt

Fig. 1 A ein Diagramm, welches die Stufe der Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bildes beim erfindungsgemäßen Verfahren zeigt;

Flg. 1 B ein Diagramm, welches die Entwicklungsstufe beim erfindungsgemäßen Verfahren zeigt;

Flg. 1 C ein Diagramm, welches die Fixierungsstufe beim erfindungsgemäßen Verfahren zeigt;

Flg. 2 A ein Blockdiagramm, welches einen Ausgangskreis (Output-Schallung) für die Ausbildung eines Wechselstromaufzeichnungssignals gemäß der DE-AS 27 23 868 zeigt;

Flg. 2 B eine Ansicht, die die Wellenform des durch den Ausgangskreis der Flg. 2 A gebildeten Aufzeichnungssignals zeigt.

Fig. 3 A ein Blockdiagramm, welches einen Ausgungskrels zur Bildung eines Aufzeichnungssignais aus einem asymmetrischen Wechselstrom, vorgespannt zur Seite der negatUen Polarität, zeigt.

Flg. 3 B eine Ansicht, die die Wellenform eines durch den Ausgangskreis der Flg. 3 A gebildeten Aufzelchnungsslgnais zeigt,

Fig. 4 A ein Blockdiagramm, welches einen Ausgangskreis zur Ausbildung eines Aufzeichnungssignals eines asymmetrischen Wechselstromes, der zur Seite der positiven Polarität vorgespannt 1st, zeigt,

Flg. 4 B eine Ansicht, die die Wellenform des durch den In Flg. 4 A gezeigten Ausgangskreis gebildeten Aufzeichnungssignals zeigt, und
dar.

Gemäß den Flg. 1 A₁ IB und 1 C Ist eine Ausgangseinrichtung 3 zur Übermittlung eines Hochfrequenzsignals In Form eines asymmetrischen Wechselsiromslgnals, das durch Verstärkung und Modulierung eines Bildsignals gebildet Ist, an eine Aufzelchnungselekirode (Aufzeichnungsstift) 1 und eine Gegenelektrode 2 elektrisch angeschlossen. Zwischen den Elektroden 1 und 2 lsi ein elektrostatisches Aufzeichnungsmaterial 4 so angeordnet, daß es mit den Elektroden 1 und 2 elektrisch verbunden Ist. Dis elektrostatische Aufzeichnungsmaterial 4 umfaßt eine dielektrische Materlaischicht 5, die nachstehend näher beschrieben wird, und eine elektrisch leitende Schicht 6. Die elektrisch leitende Schicht 6 Is: In Kontakt mit oder In Kdhe der Gegenelektrode 2 angeordnet. Die dielektrische Materialschicht 5 Ist In Kontakt mit oder In Nähe der Aufzeichnungselektrode 1 angeordnet. Durch die Relativbewegung der Aufzelchnungselektrode 1 und des elektrostatischen Aufzeichnungsmaterial 4 und das Anlegen eines Aufzeichnungssignals In Form eines asymmetrischen Wechselstromsignals zwischen den beiden Elektroden 1 und 2 wird ein elektrostatisches latentes Bild 7, das alternierend mit Ladungen von umgekehrten Polaritäten geladen lsi, auf der dielektrischen Materlaischicht 5 In Abhängigkeit von der w Frequenz des Aufzeichnungssignals gebildet.

Bei der anschließenden. In Flg. 1 B gezeigten Entwicklungsstufe wird das auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsmaterial 4 ausgebildete elektrostatische latente Bild 7 mit einem magnetischen elektrisch leitenden Pulverentwickler 8 entwickelt. Dieser magnetische elektrischleitende Pulverentwickler 8 wird In Form einer Magnetbürste auf einer Entwicklerwalze 9 mit einem Im Inneren derselben angebrachten Magnet (nicht gezeigt) gehalten. Wenn ".Ine Spitze der Magnetbürste mit der Oberfläche der dielektrischen Materlalschlcht des elektrostatischen Aufzeichnungsmaterials 4 In Berührung kommt, wird ein sichtbares Tonerbild 10 gebildet.

Bei der In Flg. 1 C gezeigten abschließenden Fixierungsstufe wird das elektrostatische Aufzeichnungsmaterial

4 mit dem darauf ausgebildeten sichtbaren Tonerbild 10 zwischen einem Paar Preßwalzcn 11 hindurchgeführt, wobei das sichtbare Tonerbild 10 unter Druck zu einem fixierten Bild 12 fixiert wird.

Im Rahmen der Erfindung kann das Aufzclchnungsslgnal, welches aus einem asymmetrischen Hocnfrequenz-Wechselstromslgnal besteht, durch sämtliche gewünschten Maßnahmen erhalten werden.

Beispielswelse kann ein Aufzelchnungsslgnal aus einem Wechselstrom mit einer Wellenform, wie In Flg. 2 B gezeigt und wie In der DH-AS 27 23 868 angewendet, durch Modullcrung eines Bildsignals 13 durch einen Trägerwellenoszillator 14 und einen Modulator 15 und Verstärkung des modulierten Signals durch einen Verstarker 16 In dem In Flg. 2 A gezeigten Ausgangskreis gebildet werden. Das In dieser Welse hergestellte Aufzelchnungsslgnal wird zu einer Aufzeichnungselektrode 1 geführt.

lü Ein Aufzelchnungsslgnal aus einem asymmetrischen Wechselstrom mit einer Wellenform, der, wie In

Flg. 3 B gezeigt, zur Seite der negativen Polarität vorgespannt Ist, wird durch Übertragung eines modulierten Signals von dem Verstärker 16 zu einem Transformator 17 und Verschiebung desselben zur Seite der negativen Polarität durch eine Diode 18 und eine Stromquelle 19 In dem Ausgangskreis gemäß Flg. 3 A gebildet. Ein Aufzelchnungsslgnal aus einem asymmetrischen Wechselstrom mit einer Wellenform, der, wie In

Flg. 4 B gezeigt, zur Seite der positiven Polarität vorgespannt Ist, wird durch einen In Flg. 4 A gezeigten Ausgangskreis hergestellt. Bei diesem Kreis Ist die Polaritätsschaltung zwischen der Diode 18 und der Stromquelle 19 umgekehrt zu der In Fl g. 3 A gezeigten.

Eine? der wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß. wenn das Aufzelchnungsslgnal aus einem asymmetrischen Wechselstrom, vorgespannt zur Seite der negativen Polarität (Fl g. 3 B) besteht, eine dielektrische Schicht, aus einer dielektrischen Substanz mit clcktroncnaufnehmenden Eigenschaften (Elektronenakzeptor) gewählt wird und, wenn das Aufzelchnungsslgnal aus einem asymmetrischen Wechselstrom, vorgespannt zur Seite der positiven Polarität, besteht, eine dielektrische Schicht aus einer dielektrischen Substanz mit elektronenliefernden Eigenschaften (Elektronendonor) gewählt wird. Bei den üblichen elektrographlschen Aufzeichnungsverfahren wird zur Verhinderung der Schlelerblldung bei der Entwicklungsstufe die Polarität der Aufzeichnungsspannung umgekehrt zur Relbungsladungspolarltät der dielektrischen Schicht, die durch Reibung beim Gleitkontakt mit der Elektrode erzeugt wird, gemacht. Insbesondere wird gewöhnlich eine elektronenaufnehmende dlelektrl^he Schicht Im Fall einer Aufzeichnung mit negativer Ladung gewählt und eine elektronenllefernde dielektrische Schicht wird gewöhnlich Im Fall einer Aufzeichnung Tilt positiver Ladung gewählt. Falls die dielektrische Schicht In dieser Welse gewählt wird, kann das Auftreten von Schlelerblldung bei der Entwicklungsstufe bis zu einem bestimmten Ausmaß verhindert werden. Jedoch wird In der Aufzeichnungsstufe die Aufzelchnungsladung durch die Relbur.gsladung von umgekehrter Polarität neutralisiert. Ferner wird bei der Entwicklungsstufe die zu entwickelnde Aufzelchnungsladung durch die beim Kontakt mit der Magnetbürste erzeugte Reibungsladung neutralisiert. Infolgedessen wird das Oberflächenpotentlal auf der dielektrischen Schicht verringert und die Empfindlichkeit der Entwicklung mit einem Toner wird unvermeidlich herabgesetzt.

Im Gegensatz hierzu wird, da gemäß der Erfindung als Aufzelchnungsslgnal ein asymmetrisches Wechselstromsignal angewendet wird und die Polarität der Ladung der dielektrischen Substanz und die Polarität der Aufzeichnungsspannung In der vorstehenden Welse kombiniert werden, die Schlelerblldung bei der Entwicklungsstufe nicht verursacht und die Entwicklungsempflndllchkclt kann bemerkenswert verbessert werden. Dies ergibt sich aus den nachfolgenden Beispielen.

Der Grund, weshalb gemäß der Erfindung die Büddlchte bemerkenswert erhöht werden kann, während wirksam die Unscharfe, die Schwanzbildung, die Schlelerblldung u. dgl. durch die kombinierte Anwendung eines Aufzeichnungssignals aus einem asymmetrischen Wechselstrom, einer spezifischen dielektrischen Schicht, die In Abhängigkeit von der Art des Aufzeichnungssignais gewählt wird, und eines elektrisch leitenden magnetl sehen Entwicklers vermieden werden, ist nicht vollständig klar. Es wird jedoch angenommen, daß dieser ausge zeichnete Effekt In der folgenden Welse erzielt wird.

Wenn der gemäß der Erfindung ein Aufzelchnungsslgnal aus einem asymmetrischen Wechselstrom, das durch Verstärkung und Modulierung eines Blldslgnales gebildet wurde, verwendet wird, werden schwache alternierende Ladungen auch auf die Nichtblldbcreiche aufgebracht. Diese haben eine Wirkung zur Löschung uner- wunschter üüungen, die Verschmieren, Schwanzbildung oder Schlelerblldung verursachen. Ferner Ist li> den Bildbereichen die Ladungseigenschaft (elektronenaufnehmende oder elektronenllefernde Eigenschaft) in Übereinstimmung mit der Ladungspolarltät des Aufzeichnungssignals. Infolgedessen wird ein elektrostatisches latentes Bild mit einem well höheren Oberflächenpotentlal als bei den üblichen elektrographlschen Aufzeichnungsverfahren auf der dielektrischen Schicht gebildet. Wenn ferner dieses elektrostatische latente Bild mit einem elektrisch leitenden magnetischen Entwickler entwickelt wird, werden Ladungen mit umgekehrter Polarität zu derjenigen des elektrostatischen latenten Bildes auf den Teilchen des Entwicklers durch Polarisation Induziert und nur wenn die Coulomb-Kraft zwischen den Ladungen des elektrostatischen latenten Bildes und den Ladungen der Entwicklerteilchen größer als die auf die Entwicklerteilchen ausgeübte magnetische Kraft Ist, wird eine Entwicklung des elektrostatischen latenten Bildes möglich. D. h. bei der Entwicklung mit dem magnetischen Entwickler gibt es einen bestimmten Schwellenwert In Verbindung mit der vorstehend aufgeführten Coulomb-Kraft. Selbst wenn schwache Ladungen, die eine Unscharfe, Schwanzbildung, Schleier und dergleichen verursachen, auf der dielektrischen Schicht vorhanden sind, ist daher die Coulomb-Kraft zwischen diesen Ladungen und den Ladungen der Entwicklerteilchen kleiner als dieser Schwellenwert, und in den Nichtbildbereichen kann das Auftreter! solcher Störungen wie Unscharfe, Schwanzbüdung und Schleierbildung vermieden werden, wahrend ein Bild von sehr hoher Dichte In den Bildbereichen ausgebildet wird.

Aufgrund der Hochfrequenz des Aufzeichnungssignals, des hohen Oberflächenpotentials der dielektrischen Schicht und der auf den Entwicklerteilchen durch Polarlslerung erzeugten Ladung mit einer umgekehrten Polarität zur Polarität des elektrostatischen latenten Bildes können gemäß der Erfindung die Bildung von Flecken

oder Punkten Im Bild wirksam verhindert werden und eine Verringerung der Bllddlchcc und das Auftreten von Molro kann wirksam verhindert werden.

Sämtliche dielektrischen Substanzen können für die dielektrische Schicht 5 gemäß der Erfindung verwendet werden, sofern dl^ vorstehenden Bedingungen erfüllt sind. Beispiele für elektronenllefernde dielektrische Substanzen sind estergruppcnhaltlgc Polymere, wie die Acrylharze, Celluloseacetat, Polycarbonate, thermoplastlsehe Polyester, Polystyrol und Styrol-Acrylsäurccsicrcopolymcrc, die In der Reihenfolge Ihrer Bedeutung angegeben sind. Geeignete Beispiele für clektronenaulnchmende dielektrische Substanzen sind halogenhaltlge Polymere, *-ie chlorierte Kautschuke, chloriertes Polypropylen, chloriertes Polyäthylen, Vlnylldenchlorldharze, Vlnylchlürldharze, Vlnylchlorld-Vinylacetat-Copolymere, teilweise verselfte und acetallslerte Vlnylchlorld-Vlnylacetat-Copolymere, Vlnylchlorld-Vlnylaceiat-Malelnsaure-Copolymerc, Polytetrafluoräthylen, Tetrafluoräthylen- Hexafluorpropylen-Copolymere, Polyvinylfluorid, Acrylsäureester-Vlnylmonomer-Copolymere und Gemische aus Vlnylpolymeren und Vlnyl-Copolymeren.

Vorzugswelse Hegt die Starke dieser dielektrischen Schicht Im Bereich von 5 bis 15Mm. Um die Aufzeichnungseigenschaften und das Aussehen zu verbessern, können Titanoxid, Barlumtltanai oder fein zerteilte Kieselsäure (Aerosll) der dielektrischen Schicht einverleibt werden.

Als elektrisch leitendes Substrat, auf welches die dielektrische Schicht aufgebracht wird, können elektrisch leitende Substrate mit einem Volumenwiderstand von 10* bis 10⁹Si · cm, beispielsweise Papiersubstrate, die durch Behandlung mit mindestens einem der Materlallen aus kationischen, anlonlschen und nlcht-lonlschen Polymeren leitenden Mitteln, wasserlöslicher, anorganischer·. Salzen, verschiedenen oberflächenaktiven Mitteln und organischen feuchtlgkeltsabsorblerenden Mitteln, wie Glycerin, elektrisch leitend gemacht wurden, verwendet werden.

Die Frequenz der Trägerwelle des Hochfrequenzsignals Ist nicht besonders kritisch, sofern Ladungen auf der dielektrischen Schicht erzeugt werden. Im allgemeinen Ist eine Hochfrequenz von 5 bis 800 kHz, Insbesondere 10 bis 200 kHz vorteilhaft und wird In Abhängigkeit von der zur Aufzeichnung angewendeten Abtastgeschwindigkeit ausgewählt. Die Wellenform Ist nicht besonders kritisch. D. h. es können nicht nur Sinuswellen, sondern auch Schnittwellen, Rechteck- und Sägezahnwellen verwendet werden. Die anzulegende Spannung wird etwa Innerhalb des Bereiches von 300 bis 1500 V r.m.s., Insbesondere 400 bis 1300 V r.m.s. In Abhängigkeit von der Art und Dicke der dlelektlschen Schicht gewählt.

Gemäß der Erfindung wird es bevorzugt, daß das Aufzeichnungssignal von einem asymmetrischen Wechselstrom gebildet Ist, bei dem der Spitzenwert der jeweiligen Halbwelle, die zur auf der dielektrischen Schicht aufgemachten Ladung gegenpolar Ist, so bemessen Ist, daß die Potentialdifferenz zum Aufzeichnungsmaterial kleiner Ist als die Gasentladungslnltlalspannung. Bei der praktischen Ausführung des Aufzeichnungsverfahrens gemäß der Erfindung wird ein Umschaltschalter In den Ausgangskrelsen so angebracht, daß durch Auswahl, beispielsweise eines geeigneten Kreises aus den In den Flg. 3A bis 4A gezeigten Schallungen ein elektrostatisches latentes Bild der gewünschten Art auf der dielektrischen Schicht des Aufzeichnungsmaterial ausgebildet werden kann. Das Verfahren gemäß der Erfindung Ist Insbesondere zur Aufzeichnung eines Bildes von hartem Ton geeignet.

Wenn die Aufzeichnungsgeschwindigkeit niedrig 1st, kann ein Stift als Aufzelchnungselektrode (Aufzeichnungsstift) verwendet werden, während wenn die Aufzeichnungsgeschwindigkeit hoch Ist, In einer Linie oder In einer Mehrzahl von Linien angeordnete Elektroden (Nadelelektroden und Nadelmatrlxslektroden) und Elektro- « den vom Buchstabentyp bevorzugt werden.

Das relative Abtasten der Aufzeichnungselektrode und des Aufzeichnungsmaterials kann unter Anwendung Irgendeines der bekannten Abtastverfahren ausgeführt werden, die z. B. Im einzelnen von Yoshlde In Image Techniques, August 1971, Selten 56 bis 66, beschrieben sind.

Die Geschwindigkeit für das relative Abtasten der Aufzeichnungselektrode und des Aufzeichnungsmaterial variiert in Abhängigkeit von der Frequenz der Trägerwelle des Hochfrequenzaufzeichnungssignals, wird jedoch Im allgemeinen bevorzugt Innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 100 m/sec. Insbesondere 1 bis 50 m/sec gewählt.

Pulverförmlge Entwickler, die magnetisch anziehbar, elektrisch leitend und fixierbar sind, können als magnetische, elektrisch leitende Pulverentwickler Im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden. Im allgemeinen besteht ein derartiger pulverförmiger Entwickler aus einem feinen Pulver eines anorganischen magnetischen Materials, einem leitenden Mittel und einem Fixiermittel.

" Beispiele für geeignete anorganische magnetische Materlallen sind Elsentetroxid (Fe₃O₄), blsentrloxld (y-FeA), Zinkeisenoxid (ZnFe₂O₄), Ytlriumelsenoxid (Y₃Fe₅O₁₂), Cadmlumelsenoxid (CdFe₂O₄), Gadollnlumelsenoxld (Gd₃Fe₅O₁₂), Kupferelsenoxid (CuFe₂O₄), Bleielsenoxid (PbFe₁₂O₁₉), Nickeleisenoxid (NiFe₂O₄), Neodymelsenoxid (NdFe₂O₃), Bariumelsenoxid (BaFe,₂O„), Magnesiumelsenoxid (MgFe₂O₄), Manganeisenoxid _5j (MnFe₂O₄), Lanthanelsenoxid (UFeO₃), Elsenpulver (Fe), Kobaltpulver (Co) und Nickelpulver (Ni). Diese magnetischen Materialien können einzeln oder in Form eines Gemisches von zwei oder mehreren verwendet werden. Für die Zwecke der Erfindung besonders geeignete Materialien sind feine Pulver aus Eisentetroxid oder y-Elsentrloxld.

Als leitende Mittel können feine pulverförmlge leitende Mittel, wie Ruß, Aluminiumpulver, Kupferpulver _m und Silberpulver und polymere leitende Mittel verwendet werden. Die Anwendung von leitenden Mitteln der ersteren Art, Insbesondere Ruß, wird bevorzugt.

Natürliche, halbsynthetische und synthetische Harze, Kautschuke und Wachse, die unter Anwendung von Wärme oder Druck haftend oder klebend werden, können als Fixlermittel verwendet werden. Derartige harzartige Binder können entweder thermoplastische Harze oder ungehärtete Produkte oder Vorkondensate von ther- misch härtenden Harzen sein. Beispiele für Naturharze umfassen Balsamharze, Kolophonium, Schellack und Copal. Diese Naturharze können mit mindestens einem Material aus der Gruppe von Vinylharzen, Acrylharzen, Alkydharzen, Phenolharzen, Epoxyharzen und Oleoreslns modifiziert werden. Beispiele für synthetische Harze

sind Vinylharze, wie Vlnylchlorldharze, Vlnylldcnchlorldharzc, Vlnylaee'.atharzc, Vlnylacetalharze, beispielsweise Polyvinylbutyral und Vlnylälherpolymere, Acrylharze wie Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester, Acrylsäurepolymere und Methacrylsilurecopolymcre, Oleflnharzc wie Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, hydrierte Styrolharze, Älhylen-Vlnylacetat-Copolymere und -Slyrol-Copolymcre, Polyamldharzc und mit poly-5 meren Fettsäuren modifizierte Polyamide, Polyester wie Polyälhylcnterephthalat/Isophlhalat und Polytetramethylenterepnthalat/lsophthalat, Alkydharze wie Phthalsäureharze und Malelnsäurcharze, Phenol-Formaldehydharze. Ketonharze, Cuinaron-Indcnharze, Amlnoharzc wie Harnstoff-Formaldchydharze und Melamln-Formaldehyclharze und Epoxyharze. Diese synthetischen Harze können In Form eines Gemisches von zwei oder mehreren hiervon verwendet werden.

in Beispiele für geeignete natürliche oder synthetische kauischukartlge Materlallen sind Naturkautschuk, chlorierter Kautschuk, cycllslerter Kautschuk, Polyisobutylen, Äthylen-Propylenkautschuk (EPR), Äthylen-Propylendlenkautschuk (EPDM), Polybutadien, Butylkautschuk, Slyrol-Butadlenkautschuk (SBR) und Acrylnltrll-Butadlenkaulschuk (ABR).

Beispiele für synthetische, natürliche oder modifizierte Wachse sind Paraffinwachs, Petrolat, Polyäthylen-15 wachs, mikrokristallines Wachs, Bienenwachs, wasserhaltiges Lanolin, Baumwollwachs, Carnaubawachs, Montanwachs, hydrierter Rindertalg, höhere Fettsäuren, höhere Fcttsäureamlde, Seifen und andere höhere Fettsäurederivate.

A Gemäß der Erfindung wird vorzugsweise ein Entwickler aus 100 Gewichtstellen eines feinen Pulvers eines

^ magnetischen Materials, 100 bis 150 Gewlchistellen, Insbesondere 25 bis 100 Gewlchtstelien eines Binders und i

, i 20 bis 30 Gewichtstellen, Insbesondere 3 bis 20 Gewichtstellen eines leitenden Mittels verwendet. Ein Harzbinder

und ein Binder aus 55 bis 95 Gew.-% eines Harzes und 5 bis 45 Gew.-% eines Wachses werden bevorzugt ange-'"■'-. wendet,..

Der elektrisch leitende magnetische Pulverentwickler, der In günstiger Welse gemäß der Erfindung verwendet ';2 wird, hat eine Teilchengröße von 1 bis 30 μιη. Insbesondere 2 bis 10 μιη und einen niedrigeren Volumenwlder-

/|i 25 stand als 10'ß-cm. Insbesondere ΙΟ⁴ bis 10" ß-cm. __

^ Das sogenannte Magnetbürstenentwlcklungsverfahren wird zur Entwicklung eines elektrostatischen latenten

I Bildes auf dem Aufzeichnungsmaterial mit dem vorstehend erwähnten elektrisch leitenden magnetischen

•| Entwickler verwendet. Bei dem Magneibürstcnentwlckungsverfahren kommt die Oberfläche des Aufzelchnungs-

f materials mit dem darauf ausgebildeten elektrostatischen latenten Bild In Kontakt mit den Magnetbürsten,

iji JO wobei ein sichtbares Tonerbild ausgebildet wird.

!£ Das auf dem Aufzeichnungsmaterial gebildete Bild aus den Entwicklerteilchen kann auf der Oberfläche des

,^l Aufzeichnungsmaterials durch geeignete Fixlermaßnahmen, beispielsweise Druckfixierung, Wärmefixierung und

it Lösungsmittelfixierung, fixiert werden. Nach dem Druckfixierungsverfahren kann die Fixierung sehr leicht mit

|j hoher Geschwindigkeit erreicht werden. Indem lediglich das Aufzeichnungsmaterial durch ein Paar Druckwalzen

|j 35 geführt wird. Ferner Ist kein Zeltraum zur Aufwärmung der Fixlerapparatur erforderlich. Infolgedessen Ist das

j§ Druckfixlerverfahren sehr vorteilhaft. Im allgemeinen wird es bevorzugt, daß der an die Preßwalzen angelegte

7£ Lineardruck mindestens 15 kg je cm Walzenlänge, insbesondere mindestens 3ö kg je cm Waizeniänge beträgt.

k> Ferner wird, wenn die Druckfixlermethode angewendet wird, ein Entwickler aus einem Gemisch aus einem

:| Harz und einem Wachs als Binder In vorteilhafter Welse verwendet. Bei der Erhitzungsfixiermethode kann die

t;S 40 Fixierung in vorteilhafter Welse dadurch erreicht werden, daß das Aufzeichnungsmaterial mit dem darauf

U , befindlichen TonerblW mit einer mit Heizeinrichtungen ausgestatteten Walze kontaktiert wird, und eine Walze

% " mit einem wärmebeständigen und Inaktiven Überzug aus Polytetrafluoräthylen, einem Silikonharz oder derglel-

i| chen und mit einem Offset-Verhinderungsmlttel, wie beispielsweise einem Slllkonöl, das auf die Oberfläche des

W Überzuges aufgebracht Ist, wird In vorteilhafter Welse als Heizwalze verwendet. Ein derartiges Offset-Verhlnde-

is 45 rungsmlttel kann statt als Überzug auf der Oberfläche der Helzwalze auch In den Entwickler an sich elngearbel-

t| tet sein.

?I Wenn gemäß der Erfindung das asymmetrische Wechselstromaufzeichnungssignal, eine spezifische dlelektri-

|i sehe Schicht, die In Abhängigkeit von der Art des Aufzeichnungssignals gewählt wird, und ein elektrisch lelten-

?! der magnetischer Pulverentwickler In Kombination für die elektrische Aufzeichnung verwendet werden, kann

H 50 ein unerwarteter und erheblicher Vorteil erreicht werden. Indem solche Nachtelle, wie Verschmieren oder I Unscharfe, Schwanzbildung, Schielerbildung und Moire, vollständig ausgeschaltet werden können und klare H Aufzeichnungsbilder mit beträchtlich hoher Dichte erhalten werden können. H Das elektrographlsche Aufzeichnungsverfahren gemäß der Erfindung kann In vorteilhafter Welse auf Faksiml-

■Jj ledruck, elektrostatisches Drucken, einen Drucker oder Kopierer eine Computers und dergleichen angewendet

ig 55 werden und liefert die Aufzelchnungsbllder bei hohen Geschwindigkeiten, die frei von Nachtellen, wie

Unscharfe, Schwanzbildung, Schleierbildung und Moir6, sind. Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.

Beispiel I

60

Ein nachfolgend beschriebenes polymeres Material wurde auf einen Papierträger mit einer Stärke von 65 um und einem Volumenwiderstand von 8 χ 10⁷Ii cm (gemessen bei 20° C und 58% relativer Feuchtigkeit) unter Bildung einer dielektrischen Schicht mit einer Trockenstärke von 11 um als Überzug aufgebracht.

⁶S Elektronenlieferndes Harz (positiv aufgeladen durch Reibung):

Acrylharz in Form einer Lösung in Toluol.

Elektronenaufnehmendes Harz (negativ geladen durch Reibung) (Vergleich): Vinylchlorid enthaltendes Copolymcres.

Das so hergestellte Aulzclchnupysspaplcr wurde an einer MclalHrommcl befestigt und eine asymmetrische Vcjhselstromspannung, die durch (Jticrlagurung eines symmetrischen Wechselstroms von 800 V₁,.,, (Frequenz =

0 kll/.) auf e'pcn positiven (ilclchstrom von 200 V gebildet wurde, wurde angewendet und die Abtastaufzelch-.Ling wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

Stiftdruck: 10 g Llnlendlchie: 10 Lln!en/mm Aufzelchnungsgeschwlndlgkeli: 2 m/sec

Das aufgezeichnete elektrostatische Bild wurde mit einem elektrisch leitenden Pulverentwickler, der ein feinteiliges magnetisches Material enthielt, entwickelt, und das entwickelte Bild wurde wärmeflxlert und die Reflexionsdichte wurde bestimmt. Unmittelbar nach der Aufzeichnung wurde das Oberfiächenpotentlal des Aufzeichnungspapiers durch ein elektrostatisches Paplerar.alyslergerät gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind In Tabelle

1 wiedergegeben.

Tabelle Il

Dielektrische Schicht Asymmetrischer Wechselstrom (positive Ladung)

Obsrflächenpolcnüa! Rpflfninnsdlchie

A.rylharz (Erfindung) +140V 1,05

chlorierter Kautschuk

(Vergleich) + 30 V 0,35

Aus den In Tabelle I gezeigten Ergebnissen Ist leicht ersichtlich, daß, wenn ein elektronenabgebendes Harz für die dielektrische Schicht Im Fall eines asymmetrischen Wechselstroms, der zur Seite positiver Polarität vorgespannt Ist (positive Ladung) verwendet wird, die Polaritätscharakterlstlk mit der Aufzeichnungspolarität zusammenfällt und die elektrostatische Aufzeichnung bei einer hohen Aufzelchnungswlrksamkett erreicht werden kann.

Beispiel 2

In der gleichen Welse wie In Beispiel 1 beschrieben, wurden dielektrische Schichten mit einer Trockenstärke von 10 μίτι unter Verwendung eines Acrylharzes als elektronenabgebendes Harz und eines chlorierten Kautschuks als elektronenaufnehmendes Harz hergestellt. Die erhaltenen Aufzeichnungspapiere wurden In der glel- chen Welse wie In Beispiel 1 getestet, wobei die In Tabelle II gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

Tabelle II

40 Dielektrische Schicht

Asymmetrischer Wechselstrom (positive Ladung) Oberflächenpotentlal Reflexionsdichte

Acrylharz (Erfindung) +140V 1,05

chlorierter Kautschuk

(Vergleich) + 30 V 0,35

Aus den In Tabelle II gezeigten Ergebnissen Ist leicht ersichtlich, daß, wenn die Polarität des Aufzeichnungswechselstroms mit der Polarität der dielektrischen Schicht zusammenfällt, die elektrostatische Aufzeichnung bei einer hohen Aufzeichnungswirksamkeit erreicht werden kann.

Beispiel 3

Es wurden dielektrische Schichten mit einer Trockenstärke von 8 μπ\ auf den gleichen Papierträgem wie In Beispiel 1 verwendet, unter Anwendung eines gesättigten Polyesterharzes als elektronenabgebendes Harz oder von chloriertem Polypropylen als elektronenaufnehmendes Harz gebildet. Jedes Aufzelchnungspapler wurde auf eine Metalltrommel aufgebracht und ein zur Seile der positiven oder negativen Polarität vorgespannter asymmetrischer Wechselstrom, der durch Überlagerung eines symmetrischen Wechselstroms von 800 V,_, (Frequenz = 50 kHz) auf einer positiven oder negativen Glelchstromspannung von 200 V gebildet wurde, wurde angewen- ω det und auf das Aufzelchnungspapler unter einem Stiftdruck von 15 g bei einer Liniendichte von 10 Llnlen/mm und einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 3,8 m/sec abgetastet. Nach der Aufzeichnung wurde die Entwicklung unter Verwendung eines magnetischen elektrisch leitenden Pulverentwicklers zur Druckfixierung durchgeführt, und das Aufzeichnungspapier wurde durch Druckwalzen geführt, um die Druckfixierung zu bewirken. Die Refiexionsdichie wurde dann bestimmt. Getrennt wurde unmittelbar nach der Aufzeichnung das Obevflächenpotentlal gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind In Tabelle III wiedergegeben.

15

20

25

Tabelle III Dielektrische Schicht

Asymmetrischer Wechselstrom (negative Ladung)

Asymmetrischer Wechselstrom (positive Ladung)

Oberflächen-Potential

Reflexionsdichte

Oberflächenpolential

Reflexionsdichte

Gesättigter Polyester - 60 V 0,47 Chloriertes Polypropylen - 70 V 0,85

+ 120V 1,10

+ 10 V 0,17

Aus den In Tabelle HI gezeigten Ergebnissen ist leicht ersichtlich, daß, wenn die Polarität des Aufzeichnungswechselstroms mit der Polarität der dielektrischen Schicht zusammenfällt, eine elektrostatische Aufzeichnung bei hoher Aufzeichnungsleistung erreicht werden kann.

Beispiel 4

Das in Beispiel 1 hergestellte elektrostatische Aufzeichnungspapier wurde auf eine signalaufnehmende Trommel einer elektrostatischen Aufzeichnungsmaschine geklebt und ein Testregistrierstreifen Nr. 2, nach Vorschrift der Japanese Society of Image Electronics, wurde auf eine signalabgebende Trommel aufgebracht.

Eine Aufzeichnungsspannung wurde auf einen Wolframstift mit einem Durchmesser von 150 \im unter einem Stiftdruck von IC g bei einer Liniendichte von =3 Llnlen/mm und einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 3,5 m/sec mit einer Trägerwelle einer Frequenz von 20 kHz aus einer Aufzelchnungsslgnal-Ausgangs-Zone, die zur Überlagerung einer verstärkten und modulierten Welle zu einer positiven Gleichstromspannung von 200 V fähig war, angelegt, und eine Abtastung mit dem Stift wurde auf dem elektrostatischen Aufzeichnungspapier ausgeführt. Nach Beendigung der Aufzeichnung erfolgte die Entwicklung unter Verwendung eines Flüssigentwicklers für positive Ladung oder eines magnetischen elektrisch leitenden Pulverentwickler für die Wärmefixierung mit anschließender Fixierung. Die erhaltenen Ergebnisse sind In Tabelle IV wiedergegeben.

30 Tabelle IV

Entwickler

Dielektrische Schicht

Schleierbildung

Schwanzbildung

Verschmieren

Moire

Bilddichte ·)

³⁵ Flüssigentwickler Acrylharz

Flüssigentwickler Vinylchloridpolymeres

40

Magnetischer Entv/ickler

Magnetischer Entwickler

Acrylharz

Vinylchloridcopolymcres

beobachtet nicht nicht beobachtet 0,80

beobachtet beobachtet

nicht nicht nicht beobachtet 0,65

beobachtet beobachtet beobachtet

nicht nicht nicht nicht 1,20

beobachtet beobachtet beobachtet beobachtet

nicht nicht nicht nicht 0,40

beobachtet beobachtet beobachtet beobachtet

*) Die Reflexion,dichle wurde an bloUcn sthwjr/en Teilen gemessen

Wie aus den In Tabelle IV gezeigten Ergebnissen ersichtlich, kann gemäß der Erfindung, die durch spezlflsehe Kombination von Wechsclslromaufzelchnungsslgnal. magnetischem Entwickler und spezifisch ausgewähl ter dielektrischer Schichtpolarität charakterisiert Ist, die elektrostatische Aufzeichnung bei einer höheren Wirksamkeit durchgeführt werden, und es können Aufzclchnungsbllder mil höherer Dichte erhalten werden, die frei von Schleierbildung, Schwanzblldung, Verschmieren und Moire sind.

Wenn der obige Test In der gleichen Welse, jedoch mit der Abänderung durchgeführt wurde, daö die verstärkte und modulierte Welle auf eine negative Glclchstromspannung überlagert wurde, ergab das elektrostatische Aufzeichnungspapier mit einer dielektrischen Schicht des elektroncnaufnehmenden Vinylchlorldcopolymeren ein Aufzelchnungsblld mil einer hohen Dichte, das frei von Schlelerblldung, Schwanzblldung, Verschmieren und Moire war.

60 Beispiel 5

Das In Beispiel 2 hergestellte elektrostatische Aufr.clchnungspaplcr wurde In der gleichen Welse wie Ir Beispiel 4 getestet, jedoch mil der Abänderung, daß die Frequenz der Trägerwelle zu 5OkIIz verändert wurde

und die verstärkte und modulierte Welle auf eine negative ülclchsiromspannung von 200 V überlagert wurde

Die erhaltenen Ergebnisse sind In Tabelle V wiedergegeben. Die Entwicklung erfolgte unler Verwendung eine: Tiockenpulverenlwlcklcrs für die negative Ladung oder eines magnetischen Entwicklers für die Druckflxicrung. Tabelle V

Entwickler

Dielektrische Schicht

Schleierbildung

Schwanzbildung

Verschmieren

Moire

Bilddichte

Pulverentwickler Acrylharz

Magnetischer
Entwickler

Acrylharz

nicht nicht nicht beobachtet 0.70

beobachtet beobachtet beobachtet

Pulverentwickler Chlorierter Kautschuk etwas

nicht

beobachtet beobachtet beobachtet beobachtet

nicht

beobachtet beobachtet beobachtet beobachtet

Chlorierter Kautschuk nicht

nicht

beobachtet beobachtet beobachtet beobachtet

0,75

0,31

1,05

Wie aus den In Tabelle V gezeigten Ergebnissen ersichtlich, kann gemäß der Erfindung eine elektrostatisch
Aufzeichnung bei hoher Wirksamkeit erreicht werden, und es können Aufzelchnungsbilder mit hoher Dichte
erhalten werden, die frei von Schleierbildung, Schwanzbildung, Verschmieren und Moire sind.

Wenn der obige Test in der gleicher·. Weise, jedoch mit der Abänderung durchgeführt wurde, daß die
verstärkte und modulierte Welle auf eine positive Gleichstromspannung überlagert wurde, ergab das elektrostatische Aufzeichnungspnpler mit einer dielektrischen Schicht des elektronenaufnehmenden Acrylharzes ein
Aufzeichnungsbild von hoher Bildqualitat.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

60

Claims

Patentansprüche:

1 ElektrogTaphlsches Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine Aufzelchnungselektrode ein elektrostatisches Aufzeichnungsmaterial das zwischen der Aufzelchnungselektrode und einer Gegenelektrode elektrisch angeschlossen Ist relativ abtastet, ein Aufzeichnungssignal In Form eines Wechselstromsignals hoher Frequenz, das durch Modulleren eines Bildsignals mit einer hochfrequenten Trägerweile gebildet Ist, zwischen den beiden Elektroden unter Bildung eines elektrostatischen Bildes auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsmaterial anaelegt wird das so gebildete elektrostatische Bild mit einem Entwickler entwickelt wird unC das entwickelt- Bild fixiert wird, wobei das elektrostatische Aufzeichnungsmaterial eine elektrisch leitende Schicht und eine dielektrische Schicht aufweist und das auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsmaterial «bildete elektrostatische Bild mit einem elektrisch leitenden, pulverförmlgen Entwickler entwickelt wird, der ein feines Pulver eines magnetischen Materials enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als AufzeichnunESSlRnal ein asymmetrisches Wechselstromsignal hoher Frequenz angelegt wird, und daß, wenn das Wechselstromsignal zur Seite der negativen Polarität -orgespannt ist, eine dielektrische Scnlcht aus einer dielektrischen Substanz mit eiektronenaufnehmenden Eigenschaften, und wenn das Wechselstromsignal zur Seite der positiven Polarität vorgespannt 1st, eine dielektrische Schicht aus einer dielektrischen Substanz mit eiektronenllefernden Eigenschaften verwendet wird. _,„,,,

2 Elektrographlsches Aufzelchnungsverfahien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektronenaufnfhjnende dielektrische Substanz ein halogenhaltig« Polymeres verwendet wird. .„.,.,

3 Elektrographisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß als elektronenabgebende dielektrische Substanz ein Estergruppen enthaltendes Polymeres verwendet wird

4 Elektrographlsches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwelle des Aufzeichnungssignals eine Frequenz von 5 bis 800 kHz aufweist.

5 Elektrographlsches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzdchnungsslgnal von einem asymmetrischen Wechselstrom gebildet Ist, bei dem der Spitzenwert der iewellleen Halbwelle die zur auf der dielektrischen Schicht aufgebrachten ladung gegenpolar Ist, so bemessen st daß die Potentialdifferenz zum Aufzeichnungsmaterial kleiner 1st als die Gasentladungslnltlalspan-