Die F.rfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen
der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis 3 angegebenen Gattung.
Aus der GB-PS 9 67 690 ist ein Aufzeichnungsträger für eleklrophotographische 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 photoleitcndcn 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
Spektralbercich des Zinkoxids entspricht.
Ein solcher Aufzeichnungsträger hat einen höheren Empfindlichkeitspegel für Licht einer vorgegebenen
Wellenlänge oder aber einen größeren Empfindlichkeitsbereich.
Ein clektrophotographisehes Verfahren zur Herstellung
von zweifarbigen Aufzeichnungen der angegebenen Gattung ist aus der DE-OS 23 58 235 bekannt; dabei
wird ein ein leitendes Substrat und eine photoleitende Schicht aufweisender Aufzeichnungsträger mit einer
ersten Polarität aufgeladen, belichtet, mit cntgegenRe-
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 Auizeichnungen
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 zur 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 den Unteransprüchen
zusammengestellt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere auf der Verwendung eines spezieller!, 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 einzig» 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 eingesetzt werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
schemalischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigen
Fig. la bis Ie Ansichten einer ersten Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens nach der
vorliegenden Erfindung,
F i g. 2 eine Kurvendarstellung des elektrostatischen Potentials auf dem Aufzeichnungsträger während der
verschiedenen Verfahrensschritte,
Fig.3 eine schematische Ansicht der Entwicklung
der elektrostatischen, latenten Abbildung zu einem Tonerbild,
Fig.4 eine Kurvendarstellung der spektralen Empfindiiehkeit
der photoleitenden Schichten des Aufzeichsmngsträgers,
Fig. 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 Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens
nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 eine Fig.2 ähnelnde Darstellung für die
zweite Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens,
Fig. 8 eine Kurvendarstellung der spektralen Empfindlichkeit
der photoleitenden Schichten des Aufzeichnungsträgers für die zweite Ausführungsform des
elektrophotographischen Verfahrens,
F i g. 9 eine Ansicht einer Einrichtung zur Durchlührung
der zweiten Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens nach der Erfindung,
Fig. 10 eine Ansicht eines photoleitenden Aufzeichnungsträgers
für die Durchführung einer dritten Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens,
F i g. 11 und 12 Kurven für die spektrale Empfindlichkeit
des Aufzeichnungsträgers nach Fig. 10,
Fig. 13a bis ',3d schematische Ansichten einer dritten
Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 14 eine F i g. 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 Fig. 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 Unterlage 11a aus Metall oder einem ähnlichen
Material, und eine innere, auf die Unterlage I la aufgebrachte, photoleitende Schicht 116 auf. Diese
Schicht 116 wird durch Bestrahlung mit sichtbarem
Licht photoleitend gemacht, entspricht also dem üblicherweise für elektrophotographische Kopiergeräte
verwendeten Aufzeichnungsträger.
Auf die innere photoleitende Schichi üb ist eine
äußere photoleitende Schicht lic aufgebracht, die zumindest teilweise optisch durchlässig und unempfind-,icli
gegenüber Licht einer bestimmten Farbe ist. Wenn Kopien in schwarz und rot hergestellt werden sollen, ist
die äußere photoleitende Schicht lic unempfindlich gegenüber Licht roter Farbe, wird jedoch durch Licht in
anderen Farben, insbesondere mit cyan und weiß (das cyan enthält) photolcitend gemacht. Die spektrale
Empfindlichkeit der äußeren photoleitenden Schien' lic
ist in Fig. 4 dargestellt. Die photoleitende Schicht lic
wird durch Licht mit einer Wellenlänge, die größer als
etw;i 600 Millimikron ist. nicht photoleitcnd 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 Verfahrensschritte 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
Kolge, gelangt aber durch die Schicht hindurch zu der
inneren Schicht 110. Durch das rote Licht wird die innere Schicht 11 6 leitend.
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 11a und die untere Schicht
116. die durch das Rotlicht photoleitend gemacht werden, nach oben, um sich auf der unteren Fläche der
äußeren Schicht lic oder an der Grenzfläche zwischen
der äußeren Schicht lic und der inneren Schicht 116 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 Wb. Wenn die innere Schicht Wb durch das
Rotlicht photoieitend 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 11 mit Rotlicht die innere Schicht Wb nicht mehr länger
photoleitend, und die positiven Ladungen haben sich an der Grenzfläche zwischen den Schichten 116 und lic
angelagert.
Wie in F i g. 1 c 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 Flache 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 Wb und lic. Obwohl die Ladung auf der
oberen Fläche der äußeren Schicht 11 c 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 1l6und Ilcpositiv.
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 llächenberachen.
Da der schwarze Bildbereich frei von sichtbarem Licht irgendeiner Farbe ist, wird keine der Schichten
116 und lic in diesem Bereich photoleitend. Jedoch ist
die innere Schichi 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 11<7 abgeleitet. Es verbleibt nur eine positive Ladung, die gleich der negativen Ladung an der oberen
Fläche der Schicht lic 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 Fi g. Id
wiedergegebenen Verfahrensschntts.
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 11 positiv, wie oben beschrieben wurde. Das Potential in dem weißen Abbildungsbercich
ist Null.
Im roten Abbildungsbereich bleibt eine negative Ladung auf der oberen Fläche der oberen Schichi 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
ι-. Null.
In F i g. 3 ist dargestellt, wie das elektrostatische Bild
auf dem Aufzeichnungsträger 11 entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erhallen, welches auf dem Aufzeichnungsträger
11 fixiert oder auf ein Kopierblatt übertragen und .ι. dort fixiert werden k&nn. Eine Entwicklungsmischung
aus negativ geladenen, schwarzen Tonerpartikeln und positiv geladenen roten Tonerpartikel wird auf den
Aufzeichnungsträger 11 aufgebracht. Die negativen schwarzen Tonerpart kel haften an dem positiven.
r, 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 in Potential vorhanden ist. Infolgedessen wird eine
Zweifarben-(Schwarz-Rot-)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 Ie dargestellten Verfahrensschritte
können durch einen einzigen Schritt ersetzt werden, bei welchem die Schicht lic ohne Verwendung eines
Filters bildmäßig mit einer Vorlage belichtet wird.
Wenn die Vorlage nur rote, schwarze und weiße Bereiche enthält. /.. Ii. 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 lallen die Verwendung der Filter R und C vorteilhaft.
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 phololeitende 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 Durchführung 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 photoleitendcn 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 hinler 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 Abtaslrichtung 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, weiche 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 R bzw. Cauf die Trommel 22 reflektieren. Die Filter R und Csind 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
r> negativ geladenen schwarzen Tonerpartikeln und
positiv geladenen roten Tonerpartikein 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
jo 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 Fixiereinrichtung
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.
4„ 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"' 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-Brom-
i in Uhu r υΐ i
cii^u μι a μα ι ici ι Wi ι u; uic^C5 ividtci id ι
wurde in einer Dicke von 10 Mikron auf die innere Schicht aufgebracht.
Die äußere Schicht hat eine spektrale Empfindlichkeit,
wie sie in Fig.4 dargestellt ist, und läßt 80% des
Lichts mit einer Wellenlänge durch, die größer als 600 Millimikron ist.
Die Trommel 22 wurde mit der Aufladungseinrichtung 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
b5 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
/weiten 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
Fig. 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 Fig. Ib wiedergegebenen Verfahrensschritien.
Hierbei wird die äußere Schicht Hc'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 Hc'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 Wb' 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 llö'und llc'photoleitend, und die gesamte elektrostatische
Ladung wird abgeleitet. In den roten Bildbereichen wird die Schicht 1 lö'leitend, und das Oberflächenpotential
des Aufzeichnungsträgers 11' wird positiv.
Bei dem nächsten, in F i g. 6c dargestellten Verfahrensschritt wird die Schicht lic'mit rotem Licht (oder
mit weißem Licht durch das Rotfilter R) bestrahlt. Hierdurch wird die Schicht Wb' leitend. Obwohl es
keinen wesentlichen Einfluß auf die roten und weißen Bildbereiche hat wird die eingefangene positive Ladung
an der Grenzfläche zwischen den Schichten 116'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 Räche. 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 b/.w. mittels positiv geladener schwarzer Tonerpartikel entwickelt, wie in F i g. 6d
dargestellt ist. In F i g. 7 ist das Oberflächenpotential des Aufzeichnungsträgers 11' während der verschiedenen
- Verfahrensschritte dargestellt.
Selbstverständlich kann das in F i g. 6c dargestellte Rotfilter R weggelassen werden, wenn eine Rotiichtquelle
verwendet wird. Andererseits kann eine Rotfilter-Schicht zwischen den Schichten Wb' und lic'
ίο ausgebildet werden, obwohl es nicht dargestellt ist. Eine
derartige Filterschicht ist vorzugsweise I bis 3 Mikron dick und hat einen Durchgangswiderstand in der
Größenordnung von IO'°bis 10" 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 Teile 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 Rollampe 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 Tonerpartikeln 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 Geräts21.
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-Sensibilisator 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 +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 + 200 V und in den weißen
Bildbereichen auf null gehalten, aber in den schwarzen
Bildbercichen auf -55OV gcänderl. Nach einer
Entwicklung mit positiven schwarzen Tonerpartikeln und negativen roten Tonerpartikeln war die Kopie, die
durch Übertragen des Tonerbildes auf ein Kopierblatt 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
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.
In F i g. 10 ist ein photoleitender 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 lli>"und llc"des Aufzeichnungsträgers
11", welche auf einem leitenden Träger Ua" ausgebildet werden, sind in Fig. 11 dargestellt. Die
innere Schicht 1 l£>"isi 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 Hinaufgebracht wird. Eine positive Ladung wird dann an der unteren Fläche der
unteren Schicht 1 \b"induziert. Die negative Ladung an der Grenzfläche der Schichten 11£>" 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 11"
umzukehren, wie in F i g. 14 dargestellt ist. Jedoch ist die Ladung an der oberen Fläche der oberen Schicht lic"
positiv.
Die äußere Schicht lic" 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 κ 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 lib" leitend, wodurch die negative
Ladung an der oberen Fläche abgeleitet wird. Da die äußere Schicht I !(.'"nichtleitend wird, bleibt 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 Bildbercichen 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 nicht-null 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 Ausführungsform 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 Aufladungseinricl.tung 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 Fig. 13cdurchzulassen.
Entsprechend den Werten der Ladungen, die durch die Aufiadungseinrichtungen 12 und 14" aufgebracht
sind, wobei die Einrichtung 12 eine Ladung mit einer Dichte |(j 1| und die Einrichtung 14" eine Ladung mit
einer Dichte \o 2\ aufbringt, besteht bei der dritten Ausführungsform des Verfahrens die Beziehung
\o 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
dargestellL Beide Schichten sind empfindlich für Licht bis etwa 550 Millimikron; die äußere Schicht ist jedoch
auch empfindlich für Wellenlängen bis zu etwa 650 *'.iHimikron. 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 5,5 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, weiche 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 bildmäBigen Belichtung mit der Vorlage über
ein Gelbfilter betrug das Potential in den roten Flächenbereichen —90 V. in den blauen Flächenbereichen
+ 550V 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