DE2857807C2 - Elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen - Google Patents

Description

a) ein Aufzeichnungsträger (11) mit zwei fotoleitenden Schichten (116, Wc) mit unterschiedlicher spektraler¹ Empfindlichkeit verwendet wird, von denen die äußere Schicht (HcJ transparent und für Licht einer ersten Farbe (rot) unempfindlich ist, während die innere Schicht (liyna gesamten Spektralbereich empfindlich ist,

b) daß der Aufzeichnungsträger (11) mit einer ersten Polarität aufgeladen 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.

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung.

Aus der GB-PS 9 67 690 ist ein Aufzeichnungsträger für elektrophotographische Zwecke bekannt, der einen elektrisch leitenden Träger, eine erste, photoleitfähig? Schicht auf der Basis von Zinkoxid und eine zweite, photoieitfähige Schicht auf der Basis von Zinkoxid enthält; die beiden photoleitenden Schichten haben unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten, d. h., eine Schicht ist mittels eines Farbstoffs sensibilisierl 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 Empfindlichkeitspegel für Licht einer vorgegebenen Wellenlänge oder aber einen größeren Empfindlichkeitsbereich.

Ein elektrophotographisches 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, gleichzeitig oder -zeitlich versetzt total belichtet, mit entgegengesetzter 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 entwikkelt, das im allgemeinen auf ein Bildempfangsmaterial übertragen und dort fixiert wird.

Nachteilig ist bei dem bekannten elektrophotographischen Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen dieser Art, daß der Aufzeichnungsträger sowohl aufgeladen als auch mit Licht bestimmter Farbe total belichtet werden muß. um den Aufzeichnungsträger für die anschließende Erzeugung der elektrostatischen, latenten Abbildung der zu kopierenden ίο Vorlage vorzubereiten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem für die Vorbereitung des Aufzeichnungsträgers nur eine Aufladung, jedoch keine lotalbelichtung erforderlich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Die mit der Erfindung erziehen Vorteile beruhen insbesondere auf der Verwendung eines speziellen, zwei photoieitende Schichten tr.it unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit enthaltenen Aufzeichnungsträgers, so daß keine Totalbelichtung der aufgeladenen Oberfläehe des Aufzeichnungsträgers mehr erforderlich ist Der notwendige Aufwand für die Herstellung des Aufzeichnungsträgers ist vernachlässigbar, da auch der bei dem bekannten elektropiiotographischen 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 Vorbereitung des Aufzeichnungsträgers vor der Erzeugung der elektrostatischen, latenten Abbildung der Vorlage nur eine Aufladung, jedoch keine Totalbelichtung, erforderlich ist

Und schließlich kann bei dem bekannten Aufzeichnungsträger nur unter sehr speziellen Bedingungen, d. h., bei Verwendung einer Sperrschicht für die photoleitende Schicht, auf die angegebene 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 schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 a bis 1 e Ansichten einer Ausführungsform des elektrophotographischen Verfahrens zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen nach der Erfindung,

Fig.2 eine schematische Ansicht der Entwicklung der elektrostatischen, latenten Abbildung zu einem Tonerbild,

F i g. 3 eine Kurvendarstellung der spektralen Empfindlichkeit der photoleitenden Schicht eines Aufzeichnungsträgers, und

Fig.4 eine Einrichtung zur Durchführung des elekbo trophotographischen Verfahrens nach den F i g. 1 bis 3.

In Fig. la ist ein photolcitfähiger Aufzeichnungsträger 11 dargestellt, der in Form einer Trommel, eines Bandes oder eines Blattes ausgebildet ist; dieser Aufzeichnungsträger 11 weist eine elektrisch leitende Unb5 icrlagc 11a aus Metall oder einem ähnlichen Material sowie eine innere, auf die Unterlage Ha aufgebrachte, photoleitende Schicht 11b 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 Hb ist eine äußere photoleitende Schicht lic aufgebracht, die zumindest teilweise optisch durchlässig und unempfindlich gegenüber licht einer bestimmten Farbe ist Wenn Kopien in schwarz und rot hergestellt werden sollen, ist die äußere photoleitende Schicht lic unempfindlich gegenüber licht rotex Farbe, wird jedoch durch lichi in anderen Farben, insbesondere in cyan und weiß (das cyan enthält) photoleitend gemacht. Die spektrale Empfindlichkeit der äußeren photoleitenden Schicht lic ist in Fig.3 dargestellt Die photoleitende Schicht lic wird durch Licht mit einer Wellenlänge, die größer als etwa 600 nm ist, nicht photoleitend gemacht Der rote Bereich beginnt bei etwa 64Θ nm, so daß die äußere Schicht lic unempfindlich gegenüber rotem Licht ist

In F i g. Ib ist der erste Verfahrensschritt dargestellt, bei dem mittels einer Koronaaufladungseinrichtung 12 eine gleichförmige, negative elektrostatische Ladung auf die Oberfläche der äußeren photoleitenden Schicht lic aufgebracht wird. Die Aufladungseirvichtung 12 wird von einer negativen Gleichspannungsquelle 13 gespeist

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 Hb 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.

Wie in F i g. Ic dargestellt ist, wird als nächstes mittels einer Koronaaufladungseinrichtung 14 eine positive Ladung auf die äußere Schicht Hcaufgebracht 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 Gas 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 Hb und 11 c. Obwohl die Ladung auf der oberen Fläche der äußeren Schicht lic negativ bleibt, ist das reine, elektrostatische Potential an der Oberfläche des Materials 11 infolge der Wirkung der eingefangenen positiven Ladung an der Grenzfläche zwischen den Schichten Hb und Uc positiv.

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 Hb und Hein diesem Bereich photoleitend. Jedoch ist die innere Schicht Hb sowohl in den roten als auch in den weißen Abbildungsflächen photoleitend, da weißes Licht eine rote Komponente enthält. Hierdurch wird ein Teil der positiven La«fang an der Grenzfläche zwischen den Schichten 116 und Hc zu der Schicht Hb und der Unterlage Ha abgeleitet Es verbleibt nur eine positive Ladung, 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 Photoieitung 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 ί 16 und H c 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 Hc 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 Verfahrensschritvc bleibt das Oberflächenpotential im schwarzen Bereich der Abbildung auf dem Aufzeichnungsträger 11 positiv, wie oben beschrieben wurde. Das Potential in dem weißen Abbildungsbereich ist NuIL

Im roten Abbildungsbereich bleibt eine negative ladung auf der oberen Fläche der oberen Schicht Hc. Die gleiche positive Ladung wird induziert und an der urneren Fläche der Schicht lic eingefangen. Jedoch überwiegt die negative Ladung an der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers H 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. 2 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 Entwicklungsmi-Sf±ung aus negativ geladenen, schwarzen Tonerpartikeln und positiv geladenen roten Tonerpartikeln wird auf den Aufzeichnungsträger H aufgebracht Die negativen schwarzen Tonerpartikel haften an dem positiven, schwarzen Bildbereich, und die positiven roten Tonerpartikel haften am negativen roten Abbildbereich auf dem Aufzeichnungsmaterial H. Keine Tonerpartikel haften an dem weißen Bildbereich, da in diesem Bereich

so kein elektrostatisches Potential vorhanden ist Infolgedessen wird eine Zweifarben-(Schwarz-Rot-)Kopie der Vorlage erzeugt.

Es können auch andere Farbkombinationen außer rot und schwarz, beispielsweise rot und eine andere chromatische Farbe, verwendet werden. Geladene Tonerpartikel irgendwelcher Farben können \ erwendot 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 de.ien 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

b5 chromatischen Farben eine Schicht bezüglich einer der Farben und die acdere Schicht bezüglich der anderen Farbe empfindlich sein. Ein elektrostatisches Bild mit positiven und negativen Flächenbereichen sowie Berei-

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chen mit Nullpotential kann mit Hilfe vieler Kombina- stimmt und zur Deckung gebracht ist Mittels einer tionen von schichtweise angeordneten Ladungsmustern, Übertragungs-Aufladungseinrichtung 43 wird eine elek-Farben und Filtern geschaffen werden, welche nicht im trostatische Ladung mit zu der Ladung des Tonerbilds einzelnen angeführt sind, welche jedoch unter den Ge- entgegengesetzter Polarität aufgebracht, um das Tonergenstand der Erfindung fallen. 5 bild von der Trommel 22 zu dem Kopierblatt 42 anzu-

Ein elektrophotographisches Kopiergerät 21 zur ziehen und dadurch zu übertragen. Obwohl nicht darge-Durchführung dieses Verfahrens ist in F i g. 4 dargestellt stellt, wird anschließend mittels einer Fixiereinrichtung und weist eine photoleitende Trommel 22 auf, die entge- das Tonerbild auf dem Kopierblatt 42 mittels Wärme gen dem Uhrzeigersinn mit konstanter Drehzahl ge- und/oder Druck fixiert. Nach der Übertragung entlädt dreht wird. Obwohl nicht dargestellt, ist die Trommel 22 io eine Reinigungseinrichtung 44 die Trommel 22 und entmit einem geerdeten, elektrisch leitenden Kern und ferrit von dieser irgendwelchen Resttoner,
zwei photokitenden Schichten in der Art des Aufzeichnungsträgers 11 versehen. Beispiel t

Eine lichtdurchlässige Platte 23 trägt eine Vorlage 24.

wobei die zu kopierende Seite der Vorlage nach unten u Die Trommel 22 wurde dadurch hergestellt, daß eine zeigt. Die Aufladungseinrichtung 12 bringt eine negati- innere Schicht aus handelsüblichem Selen mit einer ve Ladung auf die Trommel 22 auf. Die Aufiadungsein- Reinheit von 0,9999 auf einen Aluminiumzylinder aufgerichtung 14 ist in Drehrichtung der Trommel 22 hinter dampft wurde. Die Dicke der inneren Schicht betrug der Aansdungseinrichtung 12 angebracht: mit ihr wird 50 um, das Vakuum beim Aufdampfen betrug 10~⁵ Torr, im Dunkeln eine positive Ladung aufgebracht. 20 und die Trommeltemperatur betrug 75*C Die Trommel

Eine weiße Lichtquelle in Form einer Lampe 27 wird wurde dann drei Tage lang im Dunkeln gelassen, um die

zusammen mit ebenen Spiegeln 28 und 29 von dem innere Schicht zu stabilisieren.

rechten zum linken Rand der Vorlage 24 bewegt, um die Dann wurde eine äußere Schicht aufgebracht, indem

Vorlage 24 mit derselben Oberflächengeschwindigkeit 0,1 Mol Dinitrofluorenon mit 1 Mol eines Kunstharzes

wie die der Trommel 22 abzutasten. Während die Lam- 25 gemischt wurde, das durch Kondensierung von 3-Brom-

pe 27 die Vorlage 24 beleuchtet, reflektieren die Spiegel pyrin und Formaldehyd präpariert wird; dieses Material

28 und 29 Abbildungen von linearen Teilen der Vorlage wurd* in einer Dicke von 10 Mikron auf die innere

24 auf ebene Spiegel 31 bzw. 32. Der Spiegel 28 liegt in Schicht aufgebracht

Abtastrichtung hinter (links) von dem Spiegel 29, wie in Die äußere Schicht hat eine spektrale Empfindlich- F i g. 4 dargestellt ist 30 keil, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist, und läßt 80% des Die Spiegel 31 und 32 werden allerdings mit der hai- Lichts mit einer Wellenlänge durch, die größer als

ben Oberflächengeschwindigkeit der Trommel 22 eben- 600 nm ist

falls nach links bewegt Die Spiegel 31 und 32 reflektie- Die Trommel 22 wurde mit der Aufladungseinrichren die Abbildungen auf Sammellinsen 33 und 34. we!· tung 12 auf ein Potential von —900 V geladen, wobei sie ehe reflektierende Rückseiten haben. Die Abbildungen 35 mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 20 mm/s gewerden durch die Linsen 33 und 34 konvergiert und dreht wurde. Der Durchmesser der Elektrode in der dann durch die Linsen 33 und 34 zurückgeworfen, um Aufladungseinrichtung 12 betrug 0,08 mm, der Spalt wieder konvergiert zu werden. Von den Linsen 33 und zwischen der Elektrode und der Tfommelobcrfiäche bs-34 werden die Abbildungen auf ebene Spiegel 36 und 37 trug 10 mm, und die angelegte Spannung betrug reflektiert, welche die Abbildungen durch die Rot-und 40 — 7,OkV.

Cyanfiiter R bzw. C auf die Trommel 22 reflektieren. Die Die Trommel 22 wurde dann durch die Aufladeein- Füter R und Csind in der Bewegungsrichtung der Trom- richtung 12 geladen, an die eine Spannung von +5,6kV

mel 22 in demselben Abstand voneinander angeordnet angelegt wurde. Das Oberflächenpotential nach der

in welchem die Spiegel 28 und 29 in der Bewegungsrich- zweiten Ladung betrug +1080 V.

tung der Vorlage 24 angeordnet sind. Die Abbildung, die 45 Nach der bildmäßigen Belichtung der Trommel 22

durch das Rotfilter R hindurchgeht und von dem Spiegel durch das Rotfilter R war das Oberflächenpotential in

28 reflektiert wird, liegt (in Drehrichtung der Trommel) den weißen Bereichen auf —800 V und in den roten

vor der Abbildung, die durch das Cyan-Filter C hin- Bereichen auf —550 V verringert Nach der bildmäßi-

durchgeht und von dem Spiegel 29 reflektiert ist Bei gen Belichtung durch das Cyan-Filter C betrug das Po-

dieser Anordnung werden die durch die Filter R und C 50 tential in den schwarzen Bereichen +980 V, in den ro-

hindurchgehenden Abbildungen auf der Trommel 22 ten Bereichen —480 V und in den weißen Fläch«"«berei-

überlagert Die Lampe 27 und die Spiegel 28 und 29 chen—70 V. Bei einer Entwicklung mit entgegengesetzt

werden nach der Abtastung nach rechts in ihre Aus- geladenen roten und schwarzen Tonerpartikeln wurde

gangsstellung zurückgebracht eine ausgezeichntete Zweifarbenkopie erhalten

Eine Trocken- oder Flüssigentwicklermischung mit 55

negativ geladenen schwarzen Tonerpartikeln und posi- Beispiel 2
tiv geladenen roten Tonerpartikeln wird mittels einer

Entwicklungseinrichtung 38 auf die Trommel 22 aufge- Ähnlich ausgezeichnete Ergebnisse wurden mit einer bracht, um ein Zweifarben-Tonerbild zu schaffen. Wenn 30 Mikron dicken inneren Schicht aus Cadmiumsulfidein Flüssigentwickler verwendet wird, wird durch eine 60 Harz, das mit 10⁵ Mol Cu dotiert worden ist und mit Quetschrolle 39 überschüssige Flüssigkeit von der einer 5 μπι dicken äußeren Schicht erhalten, die durch Trommel 22 entfernt Mittels einer Vorladungseinrich- Sensibilisieren eines Zinkoxid-Silikon-Harzes mit rosa tung 41 wird eine große elektrostatische Ladung auf das Bengal im Verhältnis 1 :1 und durch Umkehren der Po-Tonerbild auf der Trommel 22 aufgebracht um die La- laritäten der Aufladungseinrichtungen 12 und 14 gebildung aller Tonerpartikel in eine einzige Polarität umzu- μ del worden ist

wandeln. Ein Kopicrblati 42 wird an der Trommel 22 mit

derselben Oberflächengeschwindigkeii in Anlage ge- Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

bracht so daß es mit dem Tonerbild genau überein-

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrofotografisches Verfahren zur Herstellung von zweifarbigen Aufzeichnungen, bei dem ein ein leitendes Substrat und eine fotoleitende Schicht aufweisender Aufzeichnungsträger mit einer ersten Polarität aufgeladen, 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