DE2825385B2

DE2825385B2 - Elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen

Info

Publication number: DE2825385B2
Application number: DE2825385A
Authority: DE
Inventors: Katsuo Tokyo Sakai
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1977-06-09
Filing date: 1978-06-09
Publication date: 1981-05-21
Also published as: DE2825385C3; DE2825385A1; US4250239A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis 3

■ti angegebenen Gattung.

Aus der GB-PS 9 67 690 ist ein Aufzeichnungsträger für elektrophotographische Zwecke bekannt, der einen elektrisch leitenden Träger, eine erste, photoleitfähige Schicht auf der Basis von Zinkoxid und eine zweite.

» photoleitfähige Schicht auf der Basis von Zinkoxid enthält; die beiden photoleitenden Schichten haben unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten d. h., eine Schicht ist mittels eines Farbstoffs sensibilisiert worden, der die spektrale Empfindlichkeit des Zinkoxids über den ultravioletten Bereich hinaus in den grünen Bereich des Spektrums erstreckt, während die andere Schicht nicht sensibilisiert worden ist, also dem üblichen Spektralbereich des Zinkoxids entspricht.

Ein solcher Aufzeichnungsträger hat einen höheren Empfiridlichkeitspegel für Licht einer vorgegebenen Wellenlänge oder aber einen größeren Empfindlichkeitsbereich.

Ein elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen der angegebe-

h^r> nen Gattung ist aus der DE-OS 23 58 235 bekannt: dabei wird ein ein leitendes Substrat und eine photoleuende Schicht aufweisender Aufzeichnungsträger mit einer ersten Polarität aufgeladen, belichtet, mit entgegengc-

setzter Polarität aufgeladen und mit einer Farbe bildmäßig belichtet; die dadurch entstehende, elektrostatische Abbildung wird mit zwei verschiedenen Tonern unterschiedlicher Polarität und Farbe zu einem sichtbaren Tonerbild entwickelt, das im allgemeinen auf ein Bildempfangsmaterial übertragen und dort fixiert wird.

Nachteilig ist bei dem bekannten elektrostatischen Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen dieser Art, daß der Aufzeichnungsträger zweimal bildmäßig mit der zu kopierenden Vorlage belichtet werden muß. Denn diese bildmäßigen Belichtungen erfolgen im Verlaufe der Drehung der als Aufzeichnungsträger dienenden Trommel, so daß durch zusätzliche, konstruktiv aufwendige Maßnahmen die Deckungsgleichheit der beiden dadurch erzeugten elektrostatischen, latenten Abbildungen sichergestellt werden muß.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Verfahren zui Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem nur eine einzige bildmäßige Belichtung des aufgeladenen Aufzeichnungsträgers erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 bis 3 angegebenen Merkmale gelöst

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in de-i Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere auf der Verwendung eines speziellen, zwei photoleitende Schichten mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit enthaltenden Aufzeichnungsträgers, so daß zwar eine Totalbelichtung der aufgeladenen Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, jedoch insgesamt nur eine einzige bildmäßige Belichtung erforderlich ist. Da bei der nicht bildmäßigen Totalbelichtung der aufgeladenen Oberfläche keine exakte Lagebeziehung eingehalten werden muß, ergeben sich keinerlei Probleme in bezug auf die exakte Deckungsgleichheit bestimmter Bereiche der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, so daß im Vergleich mit dem bekannten Verfahren bei der konstruktiven Realisierung wesentliche Vereinfachungen möglich sind. Der hierbei erforderliche Aufwand für die Herstellung des Aufzeichnungsträgers ist vernachlässigbar, da auch der bei dem bekannten elektrophotographischen Verfahren verwendete Aufzeichnungsträger ebenfalls aus zumindest drei gegebenenfalls noch einer vierten Schicht, besteht; der Aufwand für den Aufzeichnungsträger ist also in beiden Fällen gleich hoch, wobei jedoch für die Erzeugung der elektrostatischen, latenten Abbildungen nach der vorliegenden Erfindung eine einzige bildmäßige Belichtung, bei dem bekannten elektrophotographischen Verfahren jedoch zwei nacheinander erfolgende bildmäßige Belichtungen durchgeführt werden müssen.

Für die Herstellung dieser Aufzeichnungen sind also in beiden Fällen zumindest jeweils drei Schritte erforderlich, so daß von einem zusätzlichen Mehraufwand keine Rede sein kann. Und schließlich kann bei dem bekannten Aufzeichnungsträger nur unter sehr speziellen Bedingungen, d. h., bei Verwendung einer Sperrschicht für die photoleitende Schicht, auf die isolierende Schicht verzichtet werden, so daß bei dem bekannten elektrophotographischen Verfahren im allgemeinen insgesamt vier Schichten für den Aufzeichnungsträger benötigt werden, also beim erfindungsgemäßen Verfahren sogar in aller Regel ein einfacherer Aufzeichnungsträger e ngesetzt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
·-, Fig. la bis Ie Ansichten einer ersten Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens nach dei vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 eine Kurvendarstellung des elektrostatischen Potentials auf dem Aufzeichnungsträger während der κι verschiedenen Verfahrensschritte,

F i g. 3 eine schematische Ansicht der Entwicklung der elektrostatischen, latenten Abbildung zu einem Tonerbild,

F i g. 4 eine Kurvendarstellung der spektralen Empi-, findlichkeit der photoleitenden Schichten des Aufzeichnungsträgers,

F i g. 5 eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den F i g. 1 bis 4,

F i g. 6a bis 6d schematische Ansichten einer zweiten :o Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung für die zweite Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens,

2i F i g. 8 eine Kurvendarstellung der spektralen Empfindlichkeit der photoleitenden Schichten des Aufzeichnungsträgers für die zweite Ausführungsform des elektrophoiographisfhen Verfahrens,

Fig.9 eine Ansicht einer Einrichtung zur Durchfüh- u) rung der zweiten Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 10 eine Ansicht eines photoleitenden Aufzeichnungsträgers für die Durchführung einer dritten Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahj-> rens,

F i g. 11 und 12 Kurven für die spektrale Empfindlichkeit des Aufzeichnungsträgers nach F i g. 10,

Fig. 13a bis 13d schematische Ansichten einer dritten Ausführungsform des elektrophotographischen Verfah-.(« rens nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 14 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung für die dritte Ausführungsform des Verfahrens, und

Fig. 15 eine Ansicht einer Einrichtung zur Durchführung der dritten Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens nach der Erfindung.

In Fi g. la ist ein photoleitfähiger Aufzeichnungsträger 11 dargestellt, der in Form einer Trommel, eines Bandes oder eines Blattes ausgebildet ist; dieser Aufzeichnungsträger 11 weist eine elektrisch leitende ^r)0 Unterlage Ha aus Metall oder einem ähnlichen Material, und eine innere, auf die Unterlage 11a aufgebrachte, photoleitende Schicht 116 auf. Diese Schicht 11i> wird durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht photoleitend gemacht, entspricht also dem üblicherweise für elektrophotographische Kopiergeräte verwendeten Aufzeichnungsträger.

Auf die innere photoleitende Schicht 11 b ist eine äußere photoleitende Schicht lic aufgebracht, die zumindest teilweise optisch durchlässig und unempfinddo lieh gegenüber Licht einer bestimmten Farbe ist. Wenn Kopien in schwarz und rot hergestellt werden sollen, ist die äußere photoleitende Schicht Hc unempfindlich gegenüber Licht roter Farbe, wird jedoch durch Licht in anderen Farben, insbesondere mit cyan und weiß (das τι cy_u"i enthält) photoleitend gemacht. Die spektrale Empfindlichkeit der äußeren photoleitenden Schicht lic ist in Fig. 4 dargestellt. Die photoleitende Schicht lic wird durch Licht mit einer Wellenlänge, die größer als

etwa 600 Millimikron ist. nicht phololciiend gemacht. Der rote Bereich beginnt bei etwa 640 Millimikron, so daß die äußere Schicht lic· unempfindlich gegenüber rotem Licht ist.

In Fig. Ib sind die ersten Veriahrensschritte dargestellt, die gleichzeitig durchgeführt werden. Mittels einer Koronaaufladungseinrichtung 12 wird eine gleichförmige, negative elektrostatische Ladung auf die Oberfläche der äußeren photoleitenden Schicht lic aufgebracht, wobei sie mit rotem Licht bestrahlt wird. Die Aufladungseinrichtung 12 wird von einer negativen Gleichspannungsquelle 13 gespeist. Wie dargestellt, wird die Oberfläche der äußeren Schicht lic über ein Rotfilter R mit weißem Licht bestrahlt. Das rote Licht hat keine Photoleitung in der äußeren Schicht lic zur Folge, gelangt aber durch die Schicht hindurch zu der inneren Schicht 116. Durch das rote Licht wird die innere Schicht Umleitend.

Die negative Ladung auf der Oberfläche der äußeren Schicht lic induziert eine positive Ladung auf der unteren Schicht. Im einzelnen wandern die positiven Ladungen über die Unterlage 11 a und die untere Schicht 116, die durch das Rotlicht photoleitend gemacht werden, nach oben, um sich auf der unteren Fläche der äußeren Schicht llcoder an der Grenzfläche zwischen der äußeren Schicht lic und der inneren Schicht 11 6 zu sammeln.

Dieselbe Wirkung kann erreicht werden, indem die Schicht lic im Dunkeln geladen wird und sie anschließend mit rotem Licht bestrahlt wird. In diesem Fall sammeln sich während des Ladevorgangs die positiven Ladungen auf der unteren Fläche der inneren Schicht 116. Wenn die innere Schicht Mb durch das Rotlicht photoleitend gemacht worden ist, wandern die positiven Ladungen durch die innere Schicht 116 zu den unteren Flächen der äußeren Schicht lic. In jedem Fall ist nach der Bestrahlung des Aufzeichnungsträgers U mit Rotlicht die innere Schicht 116 nicht mehr langer photoleitend, und die positiven Ladungen haben sich an der Grenzfläche zwischen den Schichten 116 und lic angelagert.

Wie in F i g. Ic dargestellt ist, wird als nächstes mittels einer Koronaaufladungseinrichtung 14 eine positive Ladung auf die äußere Schicht lic aufgebracht. Die Aufladungseinrichtung 14 wird von einer positiven Gleichspannungsquelle 16 gespeist. Die Größe der positiven Ladung, die mittels der Einrichtung 14 auf den Aufzeichnungsträger 11 aufgebracht wird, ist groß genug bemessen, um das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers 11 umzukehren oder um es von negativ auf positiv zu laden. Ein bestimmter Teil der negativen Ladung an der oberen Fläche der äußeren Schicht lic wird durch die neuerlich aufgebrachte positive Ladung neutralisiert; eine gewisse Menge bleibt aber infolge der Anziehung der negativen Ladung durch die eingefangene, positive Ladung und infolge deren Abstoßung bezüglich der nunmehr aufgebrachten positiven Ladung an der Grenzfläche zwischen den Schichten 116 und Uc. Obwohl die Ladung auf der oberen Fläche der äußeren Schicht 1 Ic negativ bleibt, ist das reine, elektrostatische Potential an der Oberfläche des Materials 11 infolge der Wirkung der eingefangenen positiven Ladung an der Grenzfläche der zwischen den Schichten 116und licpositiv.

Als nächstes wird die äußere Schicht lic durch das Rotfilter R bildmäßig mit einer (nicht dargestellten) Vorlage belichtet wie in Fig. Id dargestellt ist. Wie angedeutet, besteht die Abbildung aus schwarzen, roten und weißen Flächenbereichen.

Da der schwarze Bildbereich frei von sichtbarem Licht irgendeiner Farbe ist, wird keine der Schichten 116 und Hein diesem Bereich photoleitend. Jedoch ist die innere Schicht 116 sowohl in den roten als auch in den weißen Abbildungsflächen photoleitend, da weißes Licht eine rote Komponente enthält. Hierdurch wird ein Teil der positiven Ladung an der Grenzfläche zwischen den Schichten 116 und lic zu der Schicht 116 und der Unterlage 11a abgeleitet. Es verbleibt nur eine positive I .adung, die gleich der negativen Ladung an der oberen Fläche der Schicht Hc ist, an der unteren Fläche der Schicht lic. Da die äußere Schicht lic bezüglich Rotlicht unempfindlich ist, kommt es zu keiner Photoleitung in der Schicht lic während des in Fig. Id wiedergegebenen Verfahrensschritts.

Bei dem nächsten, in Fig. Ie dargestellten Verfahrensschritt wird der Aufzeichnungsträger 11 wieder bildmäßig belichtet, diesmal aber durch ein Cyanfilter C. Hierdurch kommt es wiederum zu keiner Änderung in dem schwarzen Bereich der Abbildung, da keine der Schichten 116 und lic photoleitend wird. Es findet auch keine wesentliche Änderung in dem roten Bereich der Abbildung statt, da Rotlicht durch das Cyanfilter C absorbiert wird. Jedoch macht die Cyankomponente der weißen Fläche der Abbildung die äußere Schicht lic photoleitend. Dies bewirkt, daß die Ladung an der Schicht lic abgeleitet und die gesamte Ladung in dem weißen Bereich der Abbildung beseitigt wird.

Infolge dieser Verfahrensschritte bleibt das Oberflächenpotential im schwarzen Bereich der Abbildung auf dem Aufzeichnungsträger Il positiv, wie oben beschrieben wurde. Das Potential in dem weißen Abbildungsbereich ist Null.

Im roten Abbildungsbereich bleibt eine negative Ladung auf der oberen Fläche der oberen Schicht lic. Die gleiche positive Ladung wird induziert und an der unteren Fläche der Schicht lic eingefangen. Jedoch überwiegt die negative Ladung an der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 in dem roten Abbildungsbereich. Infolgedessen ist das Oberflächenpotential auf dem Aufzeichnungsträger 11 in dem schwarzen Abbildungsbereich positiv, in dem roten Abbildungsbereich negativ und in dem weißen Abbildungsbereich Null.

In F i g. 3 ist dargestellt, wie das elektrostatische Bild auf dem Aufzeichnungsträger 11 entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erhalten, welches auf dem Aufzeichnungsträger 11 fixiert oder auf ein Kopierblatt übertragen und dort fixiert werden kann. Eine Entwicklungsmischung aus negativ geladenen, schwarzen Tonerpartikeln und positiv geladenen roten Tonerpartikeln wird auf den Aufzeichnungsträger 11 aufgebracht. Die negativen schwarzen Tonerpartikel haften an dem positiven, schwarzen Bildbereich, und die positiven roten Tonerpartikel haften am negativen roten Abbildbereich auf dem Aufzeichnungsmaterial 11.

Keine Tonerpartikel haften an dem weißen Bildbereich, da in diesem Bereich kein elektrostatisches Potential vorhanden ist Infolgedessen wird eine Zweifarben-(Schwarz-Rol-)Kopie der Vorlage erzeugt In Fig.2 ist das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers 11 während der verschiedenen Verfahrensschritte dargestellt

Die in F i g. Id und 1 e dargestellten Verfahrensschritte können durch einen einzigen Schritt ersetzt werden, bei welchem die Schicht Hc ohne Verwendung eines Filters bildmäßig mit einer Vorlage belichtet wird.

Wenn die Vorlage nur role, schwarze und weiße Bereiche enthält, z. B. bei geschäftlichen Buchhaltungsvorlagen, wird eine genaue Kopie hergestellt. Wenn jedoch die Vorlage andere Farben, wie beispielsweise grün und blau enthält, fehlt es der sich ergebenden Kopie an Kontrast. Infolgedessen ist in derartigen Fällen die Verwendung der Filter R und Cvorteiihaft.

Es können auch andere Farbkombinationen außer rot und schwarz, beispielsweise rot und eine andere chromatische Farbe, verwendet werden. Geladene Tonerpartikel irgendwelcher Farben können verwendet werden, solange sie die richtige Polarität haben, selbst wenn sie nicht den Farben der Vorlage entsprechen. Der Grundgedanke ist, zwei photoleitende Schichten zu verwenden, von denen eine für die erste und zweite Farben und die andere nur für die zweite Farbe empfindlich ist. Bei dem beschriebenen Beispiel ist die erste Farbe rot und die zweite Farbe ist cyan (oder die Cyankomponente von weiß). Ferner muß bei der Wiedergabe von zwei chromatischen Farben eine Schicht bezüglich einer der Farben und die andere Schicht bezüglich der anderen Farbe empfindlich sein. Ein elektrostatisches Bild mit positiven und negativen Flächenbereichen sowie Bereichen mit Nullpotential kann mit Hilfe vieler Kombinationen von schichtweise angeordneten Ladungsmustern, Farben und Filtern geschaffen werden, welche nicht im einzelnen angeführt sind, welche jedoch unter den Gegenstand der Erfindung fallen.

Ein elektrostatisches Kopiergerät 21 zur Durchfüh rung dieses Verfahrens ist in F i g. 5 dargestellt und weist eine photoleitende Trommel 22 auf, die entgegen dem Uhrzeigersinn mit konstanter Drehzahl gedreht wird. Obwohl nicht dargestellt, ist die Trommel 22 mit einem geerdeten, elektrisch leitenden Kern und zwei photoleitenden Schichten in der Art des Aufzeichnungsträgers 11 versehen.

Eine lichtdurchlässige Platte 23 trägt eine Vorlage 24, wobei die zu kopierende Seite nach unten zeigt. Eine rote Lampe 26 ist an der Aufladungseinrichtung 12 vorgesehen, um eine negative Ladung auf die Trommel 22 aufzubringen, während diese mit Rotlicht belichtet wird. Die Aufladungseinrichtung 14 ist in Drehrichtung der Trommel hinter der Aufladungseinrichtung 12 angebracht; mit ihr wird im Dunkeln eine positive Ladung aufgebracht.

Eine weiße Lichtquelle in Form einer Lampe 27 wird zusammen mit ebenen Spiegeln 28 und 29 von dem rechten zum linken Rand der Vorlage 24 bewegt, um die Vorlage 24 mit derselben Oberflächengeschwindigkeit wie die der Trommel 22 abzutasten. Während die Lampe 27 die Vorlage 24 beleuchtet, reflektieren die Spiegel 28 und 29 Abbildungen von linearen Teilen der Vorlage 24 auf ebene Spiegel 31 bzw. 32. Der Spiegel 28 liegt in Abtastrichtung hinter (links) von dem Spiegel 29, wie in F i g. 5 dargestellt ist

Die Spiegel 31 und 32 werden allerdings mit der halben Oberflächengeschwindigkeit der Trommel 22 ebenfalls nach links bewegt Die Spiegel 31 und 32 reflektieren die Abbildungen auf Sammellinsen 33 und 34, welche reflektierende Rückseiten haben. Die Abbildungen werden durch die Linsen 33 und 34 konvergiert und dann durch die Linsen 33 und 34 zurückgeworfen, um wieder konvergiert zu werden. Von den Linsen 33 und 34 werden die Abbildungen auf ebene Spiegel 36 und 37 reflektiert, welche die Abbildungen durch die Rot- und Cyanfilter Λ bzw. Cauf die Trommel 22 reflektieren. Die Filter R und C sind in der Bewegungsrichtung der Trommel 22 in demselben Abstand voneinander angeordnet, in welchem die Spiegel 28 und 29 in der Bewegungsrichtung der Vorlage 24 angeordnet sind. Die Abbildung, die durch das Rotfilter R hindurchgeht und von dem Spiegel 28 reflektiert wird, liegt (in Drehrichtung der Trommel) vor der Abbildung, die durch das Cyan-Filter C hindurchgeht und von dem Spiegel 29 reflektiert ist. Bei dieser Anordnung werden die durch die Filter R und C

ίο hindurchgehenden Abbildungen auf der Trommel 22 überlagert. Die Lampe 27 und die Spiegel 28 und 29 werden nach der Abtastung nach rechts in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht.

Eine Trocken- oder Flüssigentwicklermischung mit negativ geladenen schwarzen Tonerpartikeln und positiv geladenen roten Tonerpartikeln wird mittels einer Entwicklungseinrichtung 38 auf die Trommel 22 aufgebracht, um ein Zweifarben-Tonerbild zu schaffen. Wenn ein Flüssigentwickler verwendet wird, wird durch eine Quetschrolle 39 überschüssige Flüssigkeit von der Trommel 22 entfernt. Mittels einer Vorladungseinrichtung 41 wird eine große elektrostatische Ladung auf das Tonerbild auf der Trommel 22 aufgebracht, um die Ladung aller Tonerpartikel in eine einzige Polarität umzuwandeln. Ein Kopierblatt 42 wird an der Trommel 22 mit derselben Oberflächengeschwindigkeit in Anlage gebracht, so daß es mit dem Tonerbild genau übereinstimmt und zur Deckung gebracht ist. Mittels einer Übertragungs-Aufladungseinrichtung 43 wird eine elektrostatische Ladung mit zu der Ladung des Tonerbilds entgegengesetzter Polarität aufgebracht, um das Tonerbild von der Trommel 22 zu dem Kopierblatt 42 anzuziehen und dadurch zu übertragen. Obwohl nicht dargestellt, wird anschließend mittels einer Fixierein richtung das Tonerbild auf dem Kopierblatt 42 mittels Wärme und/oder Druck fixiert. Nach der Übertragung entlädt eine Reinigungseinrichtung 44 die Trommel 22 und entfernt von dieser irgendwelchen Resttoner.

Beispiel 1

Die Trommel 22 wurde dadurch hergestellt, daß eine innere Schicht aus handelsüblichem Selen mit einer Reinheit von 0,9999 auf einen Aluminiumzylinder aufgedampft wurde. Die Dicke der inneren Schicht betrug 50 Mikron, das Vakuum beim Aufdampfen betrug 10~⁵ Torr, und die Trommeltemperatur betrug 75° C. Die Trommel wurde dann drei Tage lang im

Dunkeln gelassen, um die innere Schicht zu stabilisieren. Dann wurde eine äußere Schicht aufgebracht, indem

0,1 Mol Dinitrofluorenon mit 1 Mol eines Kunstharzes gemischt wurde, das durch Kondensierung von 3-Brompyrin und Formaldehyd präpariert wird; dieses Material wurde in einer Dicke von 10 Mikron auf die innere Schicht aufgebracht

Die äußere Schicht hat eine spektrale Empfindlichkeit, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist und läßt 80% des Lichts mit einer Wellenlänge durch, die größer als 600 Millimikron ist Die Trommel 22 wurde mit der Aufladungseinrich tung 12 auf ein Potential von —900 V geladen, wobei sie mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 20 mm/s gedreht wurde. Der Durchmesser der Elektrode in der Aufladungseinrichtung 12 betrug 0,08 mm, der Spalt zwischen der Elektrode und der Trommeloberfläche betrug 10 mm, und die angelegte Spannung betrug -7.OkV.

Die Trommel 22 wurde dann durch die Aufladeeinrichtung 12 geladen, an die eine Spannung von +5,6 kV

angelegt wurde. Das Oberflächenpotential nach der zweiten Ladung betrug + 1080 V.

Nach der bildmäßigen Belichtung der Trommel 22 durch das Rotfilter R war das Oberflächenpotential in den weißen Bereichen auf -800 V und in den roten Bereichen auf —550 V verringert. Nach der bildmäßigen Belichtung durch das Cyan-Filter C betrug das Potential in den schwarzen Bereichen +980V, in den roten Bereichen —480 V und in den weißen Flächenbereichen -70 V. Bei einer Entwicklung mit entgegengesetzt geladenen roten und schwarzen Tonerpartikeln wurde eine ausgezeichnete Zweifarbenkopie erhalten.

Beispiel 2

Ähnlich ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit einer 30 Mikron dicken inneren Schicht aus Cadmiumsulfid-Harz, das mit 10⁵MoI Cu dotiert worden ist, und mit einer 5 Mikron dicken äußeren Schicht erhalten, die durch Sensibilisieren eines Zinkoxid-Silikon-Harzes mit rosa Bengal im Verhältnis 1 :1 und durch Umkehren der Polaritäten der Aufladungseinrichtungen 12 und 14 gebildet worden ist.

In den F i g. 6a bis 6d ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Ein Aufzeichnungsträger 11' entspricht, abgesehen von der Zusammensetzung der äußeren Schicht lic', die die in F i g. 8 dargestellte spektrale Empfindlichkeit hat, im wesentlichen dem Aufzeichnungsträger 11. Die äußere Schicht lic'ist unempfindlich bezüglich Rotlicht wie die äußere Schicht lic. Die innere Schicht 116' ist empfindlich bezüglich sichtbarem Licht.

Der erste, in Fig.6a dargestellte Verfahrensschritt entspricht den in F i g. Ib wiedergegebenen Verfahrensschritten. Hierbei wird die äußere Schicht lic'mit der Lampe 26 mit Rotlicht bestrahlt, während sie mittels der Aufladungseinrichtung 12 negativ geladen wird. Bei dem nächsten, in Fig.6b dargestellten Schritt wird die äußere Schicht Uc'durch eine Aufladungseinrichtung 14' positiv geladen, während sie ohne eine Filterung bildmäßig mit einer Vorlage belichtet wird.

In den schwarzen Bildbereichen findet keine Photoleitung in einer der Schichten 11b' und lic' statt. Obwohl die Ladung auf der oberen Fläche der äußeren Schicht lic'negativ bleibt, wird das Potential an der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11' in den schwarzen Bildbereichen positiv.

In den weißen Bildbereichen werden beide Schichten 11 b'und 11 c'photoleitend, und die gesamte elektrostatische Ladung wird abgeleitet. In den roten Bildbereichen wird die Schicht 11 b'leitend, und das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers 1Γ wird positiv.

Bei dem nächsten, in Fig.6c dargestellten Verfahrensschritt wird die Schicht lic'mit rotem Licht (oder mit weißem Licit durch das Rotfilter R) bestrahlt Hierdurch wird die Schicht Hb' leitend. Obwohl es keinen wesentlichen Einfluß auf die roten und weißen Bildbereiche hat, wird die eingefangene positive Ladung an der Grenzfläche zwischen den Schichten 11b'und lic' zu den schwarzen Bildbereichen abgeleitet Die positive Ladung auf der unteren Fläche der äußeren Schicht lic'wird gleich der negativen Ladung an deren oberer Fläche. Aufgrund dieses Vorgangs wird das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers in den schwarzen Bildbereichen negativ.

Somit wird das Potential in den weißen, roten und schwarzen Bildbereichen null, nicht-null und positiv bzw. nicht-null und negativ. Das sich ergebende elektrostatische Bild wird mittels negativ geladener roter Tonerpartikel bzw. mittels positiv geladener schwarzer Tonerpartikel entwickelt, wie in F i g. bd dargestellt ist. In F i g. 7 ist das Oberfläehenpotential des Aufzeichnungsträgers 11' während der verschiedenen Verfahrensschritte dargestellt.

Selbstverständlich kann das in F i g. 6c dargestellte Rotfilter R weggelassen werden, wenn eine Rotlichtquelle verwendet wird. Andererseits kann eine Rotfilter-Schicht zwischen den Schichten 11b' und lic'

ίο ausgebildet werden, obwohl es nicht dargestellt ist. Eine derartige Filterschicht ist vorzugsweise 1 bis 3 Mikron dick und hat einen Durchgangswiderstand in der Größenordnung von 10^lü bis 10^IJ Ohm ■ cm.

Eine Einrichtung 51 zur Durchführung des in den F i g. 6a bis 6d wiedergegebenen Verfahrens ist in F i g. 9 dargestellt. Hierbei sind gleiche oder einander entsprechende Teiie mit den gleichen, in Fig. 5 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet, und abgewandelte, aber analoge Teile sind mit den gleichen, mit einem Strich versehenen Bezugszeichen bezeichnet.

In der Einrichtung 51 wird eine Abbildung einer Vorlage durch eine Sammellinse 52 auf eine Trommel 22' projiziert.

Die Aufladungseinrichtung 14 ist durch die Aufladungseinrichtung 14' ersetzt, durch welche die Projektion verläuft. Mit einer Rotlampe 53 wird die Trommel 22' nach der Belichtung mit Rotlicht beleuchtet. Die Reinigungseinrichtung 44 ist genauer dargestellt und weist eine Entladungseinrichtung 54 zum Entladen der Trommel 22', eine magnetische Bürste 56 zum Entfernen von restlichen Tonerpartikel von der Trommel 22' und eine Lampe 57 zum Beleuchten der Trommel 22' auf, um diese photoleitend zu machen und die vollständige Entladung sicherzustellen. Die übrigen Einrichtungen des Geräts 51 arbeiten auf dieselbe Weise wie die des Geräts 21.

Beispiel 3

Die Kern- oder innere Schicht der Trommel 22' wurde auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 hergestellt. Die äußere Schicht wurde dadurch hergestellt, daß 0,1 Mol Mononitrofluorenon-Sensibiltsator einem Mol Brompyrin-(bzw. Bromantipyrin-)Harz beigemischt wurde; die äußere Schicht wurde auf der inneren Schicht in einer Dicke von 10 Mikron aufgebracht. Die spektrale Empfindlichkeit der äußeren Schicht ist in Fig.8 dargestellt. Die an die Aufladungseinrichtung 12 angelegte Spannung betrug —6,2 kV. Die an die Aufladungseinrichtung 14' angelegte Spannung betrug

so +4,9 kV. Eine Vorlage wurde mit weißem Licht belichtet, und ihre Abbildung während der zweiten Aufladung auf die Trommel 22' projiziert. Die Vorlage war ein Blatt weißes Papier, auf welchem Schriftzeichen mittels eines rot schreibenden Füllfederhalters, mittels eines roten Kugelschreibers und eines roten Farbstiftes aufgebracht wurden. Zusätzliche Beschriftungen bzw. Schriftzeichen wurden auf dem Blatt mit einem schwarz schreibenden Füllfederhalter, einem schwarzen Kugelschreiber und mit einem schwarzen Farbstift aufgebracht

Nach dem Abbildungsvorgang betrug das Oberflächenpotential auf der Trommel 22' etwa 200 V in den roten und schwarzen Flächenbereichen und null in den weißen Bereichen. Die Trommel 22' wurde dann mit einer roten Leuchtstoffröhre mit 10 W beleuchtet Das Oberflächenpotential der Trommel 22' wurde in den roten Bildbereichen bei +20OV und in den weißen Bildbereichen auf null gehalten, aber in den schwarzen

Bildbereichen auf -55OV geändert. Nach einer Entwicklung mit positiven schwarzen Tonerpartikeln und negativen roten Tonerpartikeln war die Kopie, die durch Übertragen des Tonerbildes auf ein Kopierblalt geschaffen wurde, klar und deutlich, ohne daß die <; Farben vermischt waren.

Beispiel 4

Dieses Beispiel entspricht im wesentlichen dem Beispiel 3, mit dem Unterschied, daß die äußere Schicht m durch eine Schicht ersetzt wurde, die durch Dispergieren von mit Cu dotiertem Cadmiumsulfid-Harz in Silikon-Harz präpariert wurde; außerdem wurden die Polaritäten der Aufladungseinrichtungen 12 und 14' umgekehrt. Hierbei wurden ähnlich ausgezeichnete Ergebnisse erhalten.

ΐπ F i g. 10 ist ein photo'citendcr Aufzeichnungsträger 11" dargestellt, mit dem Zweifarbenkopien entsprechend einer dritten, in Fig. 13a bis 13d dargestellten Ausführungsform des Verfahrens hergestellt werden können. Bei diesem Beispiel sollen Kopien in rot und blau auf weißem Untergrund hergestellt werden.

Die spektralen Empfindlichkeiten der inneren und äußeren Schichten llb"und llc"des Aufzeichnungsträgers 11", welche auf einem leitenden Träger 11a" ausgebildet werden, sind in F i g. 11 dargestellt. Die innere Schicht Wb"ist sehr empfindlich für Rotlicht und unempfindlich für Wellenlängen unter etwa 500 Millimikron. Die äußere Schicht lic" ist besonders empfindlich für blaues Licht und unempfindlich für alle Wellenlängen unter etwa 630 Millimikron.

Bei dem ersten, in F i g. 13a dargestellten Verfahrensschritt wird die äußere Schicht lic" durch die Aufladungseinrichtung 12 negativ geladen, während sie mit blauem Licht bestrahlt wird. Bei allen anderen Ausführungsformen des Verfahrens ist die mittels der Aufladungseinrichtung 12 aufgebrachte Ladung der vergleichbar, die bei dem sogenannten Carlson-Verfahren angewendet wird.

Durch das blaue Licht wird die äußere Schicht lic" leitend, so daß eine negative Ladung auf die obere Fläche der unteren Schicht 11b" aufgebracht wird. Eine positive Ladung wird dann an der unteren Fläche der unteren Schicht 11 b"induziert. Die negative Ladung an der Grenzfläche der Schichten 11b" und lic" wird eingefangen, wenn die Bestrahlung mit blauem Licht beendet ist.

Wie in Fig. 13b dargestellt ist, wird mittels einer Aufladungseinrichtung 14" eine positive Ladung auf die obere Fläche der oberen Schicht lic" im Dunkeln aufgebracht Gemäß der dritten Ausführungsform reicht die zweite Ladung nicht aus, um die Polarität des Oberflächenpotentials des Aufzeichnungsträgers H" umzukehren, wie in F i g. 14 dargestellt ist Jedoch ist die Ladung an der oberen Fläche der oberen Schicht Wc" v> positiv.

Die äußere Schicht Wc" wird über das Gelbfilter R oder über ein Filter, mit dem nur blaues Licht abgefangen wird, bildmäßig mit der Vorlage belichtet. In weißen Bildbereichen, die sowohl rote als auch grüne Anteile enthalten, werden die beiden Schichten 11b" und lic"leitend, wodurch das Oberflächenpotential auf null herabgesetzt wird In den blauen Flächenbereichen findet keine Änderung statt, da blaues Licht nicht durchgelassen wird, und das Oberflächenpotential bleibt negativ. In den roten Bildbereichen wird jedoch die innere Schicht 11b" leitend, wodurch die negative Ladung an der oberen Fläche abgeleitet wird. Da die äußere Schicht lic"nichtleitend wird,bleib! die positive Ladung an der oberen Fläche erhalten. Die negative Ladung auf der unteren Fläche der äußeren Schicht lic" wird vermindert, bis sie gleich der positiven Ladung an der oberen Fläche der äußeren Schicht lic" ist. In den roten Bildbereichen überwiegt die positive Ladung an der oberen Fläche der äußeren Schicht lic", und das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers 11" wird positiv. Somit ist das Oberflächenpotential in den blauen, roten und weißen Bildbereichen nichtnull und negativ, nicht-null und positiv, bzw. null. Ein Zweifarben Tonerbild wird hergestellt, wie in Fig. 13d dargestellt ist, indem positiv geladene blaue Tonerpartikel und negativ geladene rote Tonerpartikel auf den Aufzeichnungsträger 11 aufgebracht werden.

Eine Einrichtung 10' zur Durchführung der dritten Aüsführungsforrn des Verfahrens ist in Fig. 15 dargestellt; hierbei sind die gleichen Teile mit denselben vorher verwendeten Bezugszeichen bezeichnet. Mit einer blauen Lampe 26" wird eine Trommel 22" bestrahlt, während mit der Aufladungseinrichtung 12 eine negative Ladung aufgebracht wird. Mit der Aufladungseinrichtung 14" wird dann die positive Ladung aufgebracht, worauf die Trommel 22" über das Filter R bildmäßig belichtet wird. Mittels der Entwicklungseinrichtung 38" werden rote und blaue Tonerpartikel auf der Trommel 22" aufgebracht.

Das Filter Y kann durch ein dichroitisches Filter ersetzt werden, um nur blaues Licht zu absorbieren oder zu reflektieren, jedoch alle anderen Farben in dem Verfahrensschritt nach Fi g. 13c durchzulassen.

Entsprechend den Werten der Ladungen, die durch die Aufladungseinrichtungen 12 und 14" aufgebracht sind, wobei die Einrichtung 12 eine Ladung mit einer Dichte \o \\ und die Einrichtung 14" eine Ladung mit einer Dichte \o 2\ aufbringt, besteht bei der dritten Ausführungsform des Verfahrens die Beziehung \a I|>|o2|. Die zweite Ladung muß eine ausreichende Dichte haben, um nach der bildmäßigen Belichtung negativ geladene Tonerpartikel zu den roten Bildbereichen hin anzuziehen. Mittels der Entwicklungseinrichtung 38" können die roten und grünen Tonerpartikel auf die Trommel 22" entweder als Mischung oder nacheinander, also getrennt, aufgebracht werden.

Beispiel 5

Eine Trommel wurde dadurch hergestellt, daß eine innere, 50 Mikron dicke Schicht auf einem Aluminiumzylinder aufgebracht wurde. Die innere Schicht wurde durch Aufdampfen von Selen im Vakuum erzeugt. Eine äußere, 12 Mikron dicke Schicht wurde auf der inneren Schicht ausgebildet und enthielt mit Dinitrofluoren sensibilisiertes Bromopyrin.

Die spektralen Empfindlichkeiten der inneren und äußeren Schichten sind in F i g. 12 als Kurven 91 bzw. 92 dargestellt. Beide Schichten sind empfindlich für Licht bis etwa 550 Millimikron; die äußere Schicht ist jedoch auch empfindlich für Wellenlängen bis zu etwa 650 Millimikron. Die innere Schicht ist ferner empfindlich für Wellenlängen zwischen etwa 650 und 800 Millimikron.

Eine positive Ladung wurde auf die Trommel mittels einer angelegten Spannung von 55 kV aufgebracht Gleichzeitig wurde die Trommel mit Licht von Wellenlängen zwischen 550 und 650 Millimikron belichtet, um die äußere Schicht leitend zu machen. Es wurde eine Lampe verwendet welche Licht mit derartigen Wellenlängen abgibt oder es wurde ein

entsprechendes Filter vorgesehen. Das Oberflächenpotential der Trommel nach diesem Verfahrensschritt betrug etwa +950 V. Die Hauptladungspolarität ist der entgegengesetzt, die in Fig. 13a bis 13d dargestellt ist, worauf dann die zweite Aufladung folgt.

Die zweite Aufladung wurde bei einer angelegten Spannung von —4,7 kV durchgeführt, wodurch das Oberflächenpotential auf +580V vermindert wurde. Nach der bildmäßigen Belichtung mit der Vorlage über ein Gelbfilter betrug das Potential in den roten Flächenbereichen —90 V, in den blauen Flächenbereichen + 550 V und in den weißen Flächenbereichen

+30V. Die Entwicklung wurde mit Hilfe positiv geladener, roter Tonerpartikel und negativ geladener, blauer Tonerpartikel durchgeführt. Dieses Verfahren wurde oft wiederholt, und dadurch wurden etwa 50 000 blaue und rote Kopien mit ausgezeichneter Qualität hergestellt

Es kann auch eine dünne Schicht aus einem elektrisch gleichrichtenden Material zwischen der Unterlage und der inneren Schicht des erfindungsgemäßen, photoleitenden Materials vorgesehen werden, um den Dunkelabfall zu verringern und den Kontrast zu verbessern. Eine derartige Schicht könnte aus AI2O3 bestehen.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrofotografisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen, bei dem ein ein leitendes Substrat und eine fotoleitende Schicht aufweisender Aufzeichnungsträger mit einer ersten Polarität aufgeladen, belichtet, mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen und mit einer Farbe bildmäßig belichtet wird, und bei dem die entstehende elektrostatische Abbildung mit zwei verschiedenen Tonern unterschiedlicher Polarität und Farbe entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Aufzeichnungsträger (ti) mit zwei fotoleitenden Schichten (lift, Hc) mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit verwendet wird, von denen die äußere Schicht (Hc) transparent und für Licht einer ersten Farbe (rot) unempfindlich ist, während die innere Schicht (iib) im gesamten Spektralbereich empfindlich ist,

b) daß der mit einer ersten Polarität aufgeladene Aufzeichnungsträger (11) mit Licht der ersten Farbe (rot) gleichförmig bestrahlt wird,

c) daß der Aufzeichnungsträger (11) unter teilweiser Neutralisierung der ersten Aufladung mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen wird, und

d) daß der Aufzeichnungsträger (11) bildmäßig mit Licht der ersten Farbe (rot) und mit Licht der Komplementärfarbe zur ersten Farbe (Zyan) belichtet wird (F i g. 1).

2. Elektrofotografisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen, bei dem ein ein leitendes Substrat und eine fotoleitende Schicht aufweisender Aufzeichnungsträger mit einer ersten Polarität aufgeladen, belichtet, mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen u.id mit einer Farbe bildmäßig belichtet wird, und bei dem die entstehende, elektrostatische Abbildung mit zwei verschiedenen Tonern unterschiedlicher Polarität und Farbe entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Aufzeichnungsträger (H") mit zwei fotoleitenden Schichten (Wb', 1 Xc') mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit verwendet wird, von denen die äußere Schicht (Hc'^ transparent und für Licht einer ersten Farbe (rot) unempfindlich ist, während die innere Schicht (11 c') im gesamten Spektralbereich empfindlich ist,

b) daß der mit einer ersten Polarität aufgeladene Aufzeichnungsträger (1Γ) mit Licht der ersten Farbe (rot) gleichförmig bestrahlt wird,

c) daß der Aufzeichnungsträger (1Γ) mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen und bildmäßig belichtet wird, und

d) daß der Aufzeichnungsträger (1Γ) mit Licht der ersten Farbe (rot) gleichförmig bestrahlt wird (F ig. 6).

3. Elektrofotografisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen, bei dem ein ein leitendes Substrat und eine Fotoleitende Schicht aufweisender Aufzeichnungsträger mit einer ersten Polarität aufgeladen, belichtet, mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen und mit einer Farbe bildmäßig belichtet wird, und bei dem die entstehende, elektrostatische Abbildung mit zwei verschiedc-

nen Tonern unterschiedlicher Polarität und Farbe entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Aufzeichnungsträger (H") mit zwei fotoleitenden Schichten (Hb", i.lc">mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit verwendet wird, von denen die äußere Schicht (llo"j transparent und für eine erste Farbe (blau) und die innere Schicht (Hb") für eine zweite Farbe (rot) empfindlich sind,

b) daß der mit einer ersten Polarität aufgeladene Aufzeichnungsträger (H") mit Licht der ersten Farbe (blau) gleichförmig bestrahlt wird,

c) daß der Aufzeichnungsträger (H") unter teilweiser Neutralisierung der ersten Aufladung mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen wird, und

d) daß der Aufzeichnungsträger (H") bildmäßig mit Licht belichtet wird, welches die erste Farbe (blau)nicht enthält(Fig. 13).

4. Elektrofotografisches Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsträger mit einer zusätzlichen, elektrisch gleichrichtenden Schicht verwendet wird.

5. Elektrofotografisches Verfahren nach einem

der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung des Aufzeichnungsträgers mit der ersten Polarität im Dunkeln durchgeführt wird.

6. Ftektrofotografisches Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

«ι die Aufladung mit der entgegengesetzten Polarität und die bildmäßige Belichtung gleichzeitig durchgeführt werden.

7. Elektrofotografisches Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

r> die elektrisch gleichrichtende Schicht zwischen dem Substrat und der inneren fotoleitenden Schicht angeordnet wird.