DE3137028C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie ein Aufzeichnungsmaterial zum elektrofotografischen Erzeugen von Tonerbildern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Verfahren bzw. Aufzeichnungsmaterial dieser Art ist aus der DE-AS 23 24 813 bekannt. Gemäß dieser DE-AS wird ein Aufzeichnungsmaterial benutzt, das ein lichtdurchlässiges Substrat, eine Farbfilterschicht in Form eines Mosaiks aus Farbfilterpunkten, eine lichtdurchlässige Leiterschicht und eine fotoleitfähige Schicht in diese Aufeinanderfolge enthält. Zur Erzeugung eines Tonerbilds wird zunächst die fotoleitfähige Schicht gleichförmig geladen und gleichförmig mit einem lichtundurchlässigen Toner überzogen. Danach wird das Aufzeichnungsmaterial von der Seite des Substrats her bildmäßig belichtet, wodurch in der fotoleitfähigen Schicht an den Stellen der Farbfilter für entsprechende Farbkomponenten des Bildlichts die zum Halten der Tonerschicht dienende Ladung abgeleitet wird, so daß an diesen Stellen der Toner mittels eines Magneten abgetragen werden kann. Dadurch ergibt sich auf dem Aufzeichnungsmaterial ein Tonerbild, das nur diejenigen Teile des Farbfiltermosaiks freiläßt, durch die das Bildlicht hindurch getreten ist. Das Abtragen des Toners erfolgt auf die Weise, daß magnetischer Toner verwendet wird und der nicht durch die Ladung an der fotoleitfähigen Schicht festgehaltene Toner mittels eines Magnetfeldes entfernt wird. Nach diesem Verfahren wird auf diesem Aufzeichnungsmaterial ein Tonerbild hergestellt, das allein in Verbindung mit dem Farbfiltermosaik ein Transparentbild ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. ein Aufzeichnungsmaterial hierfür zu schaffen, mit dem mehrfarbige Tonerbilder für die Übertragung auf ein Bildempfangsmaterial erzeugt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 3 genannten Merkmalen gelöst.

Demnach wird erfindungsgemäß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet, bei dem an der fotoleitfähigen Schicht auf einer Seite Gruppen aus linienförmigen Elektroden, von denen jede Gruppe mindestens eine lichtundurchlässige Elektrode und mindestens eine Farbfilterelektrode mit einem Farbfilter für eine bestimmte Farbe enthält, und auf der anderen Seite aus gegeneinander isolierten, elektrisch leitenden Elementen eine Punktmatrix ausgebildet ist, deren Elemente jeweils einen Bereich mit mindestens einer Farbfilterelektrode und mindestens einer lichtundurchlässigen Elektrode überdecken. Zur Tonerbilderzeugung wird dieses Aufzeichnungsmaterial bildmäßig belichtet, wobei zwischen die lichtundurchlässigen Elektroden und die Farbfilterelektroden für jeweils eine Farbe eine Spannung angelegt wird. Diese Spannung wird durch den Dunkelwiderstand der fotoleitfähigen Schicht zwischen der lichtundurchlässigen Elektrode und dem isolierten leitenden Element und den von der Belichtung abhängigen Widerstand der fotoleitfähigen Schicht zwischen der Farbfilterelektrode und dem isolierten leitenden Element geteilt, so daß an dem jeweiligen isolierten leitenden Element ein Potential entsteht, das der Intensität der einfallenden Farblichtkomponente entspricht. Auf diese Weise wird an den isolierten leitenden Elementen ein Potentialbild erzeugt, das mit einem Farbtoner entwickelt wird. Zur Herstellung eines Mehrfarbenbildes werden die Belichtung und die Entwicklung für die verschiedenen Farben wiederholt. Die sich ergebenden Tonerbilder stellen jeweils einen Farbauszug des Vorlagenbildes dar und können einzeln für sich oder gemeinsam betrachtet und auf ein Bildempfangsmaterial übertragen werden. Durch das Fixieren der Tonerbilder an dem Bildempfangsmaterial wird eine Hartkopie erzielt. Bei der Anwendung des Verfahrens an dem fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial bestehen weitere Vorteile darin, daß durch entsprechende Wahl des Farbtoners und der an die Elektroden angelegten Spannung die Farbtönung und Färbungsdichte des einzelnen Tonerbilds und des gesamten Tonerbilds verändert werden können. Dabei kann durch entsprechende Wahl eine erwünschte Farbverfälschung oder Farbenumkehrung erreicht werden. Das Aufzeichnungsmaterial kann nach der Betrachtung oder Übertragung der Tonerbilder weiter verwendet werden. Durch das Wählen entsprechender Farbtoner für die Tonerbilderzeugung und das Übertragen der Tonerbilder auf ein lichtdurchlässiges Bildempfangsmaterial können natürlich auch Transparentbilder hergestellt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Aufzeichnungsmaterials sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 8 bis 11 Ausführungsbeispiele des elektrofotografischen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials,

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Elektrodenmuster des Aufzeichnungsmaterials gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf isolierte leitende Elemente des Aufzeichnungsmaterials, und

Fig. 4 bis 7 schematisch das elektrofotografische Verfahren zur Tonerbilderzeugung, wobei Fig. 4 die Entwicklung mit Cyan-Toner, Fig. 5 die Entwicklung mit Magenta-Toner, Fig. 6 die Entwicklung mit Gelb-Toner und Fig. 7 die Entwicklung mit schwarzem Toner darstellen.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des elektrofotografischen fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials, das für das elektrofotografische Verfahren zur Tonerbilderzeugung verwendet wird. Das Aufzeichnungsmaterial 1 besteht aus einem Substrat 3, einer Filterschicht 10, einer fotoleitfähigen Schicht 2 und isolierten leitenden Elementen 4. Als Elektroden sind periodisch mit regelmäßigen Abständen eine lichtundurchlässige Elektrode 5, eine lichtdurchlässige Elektrode 6, eine Rot-Filterelektrode 7 mit einem Rotfilter 7′, eine Grün-Filterelektrode 8 mit einem Grünfilter 8′ und eine Blau-Filterelektrode 9 mit einem Blaufilter 9′ gebildet. Das Substrat 3 ist lichtdurchlässig und aus Glas, Harz o. dgl. hergestellt. Die lichtdurchlässige Elektrode 6 ist entbehrlich. Die Filterschicht 10 mit dem Rotfilter 7′, dem Grünfilter 8′ und dem Blaufilter 9′ kann nach irgendeinem gebräuchlichen Verfahren zur Herstellung herkömmlicher Farbfilter hergestellt werden. Hierzu brauchbare Verfahren sind beispielsweise das Aufdampfungsverfahren und das Färbeverfahren.

Das Aufdampfungsverfahren dient zur Herstellung eines Farbfilters als Interferenzfilter, bei dem dünne Filme, von denen jeder einen anderen Brechungsindex hat, aus der Dampfphase auf ein Substrat über eine Maske in einer Vielzahl von übereinanderliegenden Schichten mit einer bestimmten Dicke derart aufgebracht werden, daß aufgrund der Interferenz des Lichts lediglich ein bestimmter Wellenlängenbereich des Lichts durchgelassen wird, so daß Farbfilter für die Farben Rot, Grün, Blau usw. hergestellt werden.

Die lichtundurchlässigen Elektroden können durch Dampfablagerung oder Beschichten mit einem Metall, wie Al, Ag, Pb, Ni, Au, Cr, o. dgl. oder durch Beschichten mit einem schwarzen Farbstoff und anschließendes Bilden einer lichtdurchlässigen Elektrode hierauf hergestellt werden.

Das Färbeverfahren besteht darin, eine Filterschicht durch Beschichten des Substrats mit einem Harzmaterial, wie Polyvinylalkohol, Gelatine, Polyurethan, Polycarbonat o. dgl. herzustellen, um eine Farb-Annahmeschicht zu erzeugen, auf die ein Farbstoff aufgebracht wird. Zur Herstellung des undurchlässigen, des Rot-, des Grün- und des Blaufilters werden üblicherweise folgende Verfahrensschritte ausgeführt: Zunächst wird eine Maske auf der Farb-Annahmeschicht unter Verwendung eines Fotolacks gebildet, anschließend ein Farbstoff in einer der Farben auf einen vorgegebenen Abschnitt aufgetragen und dann die Maske durch Ätzen entfernt. Diese Verfahrensschritte werden für jeden Filter wiederholt.

Farbstoffe für die Farbfilter sind z. B. folgende:

(1) Geeignete sublimierbare rote Farbstoffe: Celliton Scarlet B, Diacelliton Fast Pink R, Terasil Brilliant Pink 4BN, Kayalon Rot R, Sumikaron Rot E-FBL, Resolin Rot FB, Sumiacryl Rhodamine 6GCP, Aizen Cathilon Pink FGH, Maxilon Brilliant Rot 4G; Diacryl Supra Brilliant Pink R-N und dergleichen. Geeignete rote Farbstoffe zum Auftrag: Suminol Fast Rot B conc., Aizen Brilliant Scarlet 3 RH, Azo Rubinol 3 GS 250%, Kayaku Acid Rhodamine FB, Acid Anthracene Rot 3B, Benzyl Fast Rot B, Palatin Fast Rot RN, Nylomin Rot 2 BS, Lanafast Rot 2 GL, Rose Bengal und dergleichen.

(2) Geeignete sublimierbare grüne Farbstoffe: Aizen Diamant Grün GH, Aizen Malachit Grün, Brilliant Grün, Fast Grün JJO, Synacril Grün G, Victoria Grün und dergleichen.

Geeignete grüne Farbstoffe zum Auftrag: Kayakalan Blauschwarz 3 BL, Sumilan Grün BL, Aizen Floslan Olivgrün GLH, Diacid Cyanin Grün GWA, Cibalan Grün GL, Carbolan Brilliant Grün 5 G, Fast Palatingrün BLN, Acidgrün GBH, Acid Brilliant Milling Grün B und dergleichen.

Ferner kann Grün durch Mischen von blauen und gelben Farbstoffen erzeugt werden.

(3) Geeignete sublimierbare blaue Farbstoffe: Fast Miketonblau Extra, Fast Kayalon Blau FN, Sumikaron Blau E-BR, Terasil Blau 2R, Palanil Blau R, Aizen Brilliant Basic Cyanin 6GH, Aizen Cathilon Blau GLH, Cibacet Blau F3R, Fast Diacelliton Brilliantblau B, Disperson Blau BN, Resolin Blau FBL, Latyl Blau FRN, Sevron Blau ER, Diacryl Brilliantblau H2R-N, und dergleichen.

Geeignete blaue Farbstoffe zum Auftrag: Lösliches Orientblau OBC, Suminol Leveling Blau 4 GL, Kayanol Blau N2G, Mitsui Alizarin Saphirol B, Fast Xylen Blau BL 200%, Fast Alizarin Blau R, Carbolan Brilliant Blau 2R, Fast Palatin Blau GGN, Aizen Opal Blau Neu conc., Fastogen Blau SBL und dergleichen.

Geeignete schwarze Farbstoffe: Fast Suminol Schwarz BR conc., Fast Diacelliton Schwarz T, Miketazol Schwarz 3 GF, Kayalon Diazo Schwarz 2 GF, und Aizen Opal Schwarz WGH und dergleichen.

Alle vorstehend genannten Bezeichnungen sind Handelsbezeichnungen.

Die Cyan-, Magenta- und Gelb-Farbstoffe können nach Wunsch aus den im Handel erhältlichen gewählt werden.

Die Farbfilterelektroden 7 bis 9 werden folgendermaßen hergestellt: Durch Vakuumaufdampfen wird auf die Filterschicht ein Material für lichtdurchlässige Elektroden aufgebracht, beispielsweise IN₂O₃, SnO₂, In-Sn-O o. dgl. oder ein Metall, wie Au, Cu o. dgl. als Dünnfilm. Anschließend wird ein kammförmiges Maskenmuster unter Verwendung eines Fotolacks gebildet, dann die Schicht aus IN₂O₃ o. dgl. selektiv unter Verwendung eines bestimmten Ätzmittels, wie einer Säure oder eines alkalischen Mittels entfernt, und danach wird der Fotolack entfernt.

Als Fotolack zur Herstellung der Farbfilter und Elektroden können allgemein für Fotolacke verwendete Materialien verwendet werden. Beispielsweise sind folgende Materialien im Handel erhältlich: KPR- Fotolack, (Entwickler: Methylenchlorid, Trichlorethylen usw.), KMER- Metallätzlack (Entwickler: Xylol, Trichlorethylen usw.), TPR (Entwickler: Xylol, Trichlorethylen usw.), Shipley AZ 1300 (Entwickler: wäßrige Alkalilösung), KTFR Dünnfilmlack (Entwickler: Xylol, Trichlorethylen usw.), FNRR (Entwickler: Chlorcen), FPER- Fotoätzlack (Entwickler: Trichlorethylen), TESH DOOL (Entwickler: Wasser), Fuji-Lack Nr. 7 (Entwickler: Wasser), oder dergleichen. Ferner können zum Entfernen der verwendeten Maske Trichlorethylen, Methylenchlorid, AZ-Remover, schweflige Säure und dergleichen verwendet werden.

Die Elektroden können dadurch gebildet werden, daß ein Elektroden-Material auf dem Substrat über eine Maske mit einer kammförmigen Öffnung aus der Dampfphase abgeschieden wird und anschließend die Maske entfernt wird. Die Dicke der Elektroden liegt gewöhnlich im Bereich zwischen 50 nm und 6000 nm.

Die auf jedem Farbfilter gebildete Elektrode wirkt als Farbfilterelektrode. Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf die Farbfilterelektroden des Aufzeichnungsmaterials gemäß Fig. 1, bei dem die Elektroden kammförmig sind. Die Farbfilterelektrode 7, 8 oder 9 und jeweils eine lichtundurchlässige Elektrode 5 sind nebeneinander angeordnet; die Abschnitte, an denen sich die Farbfilterelektroden 7 bis 9 überlappen, sind elektrisch voneinander isoliert, beispielsweise durch einen zwischenliegenden Isolierlack.

Die fotoleitfähige Schicht 2 wird durch Vakuumaufdampfen eines anorganischen fotoleitfähigen Materials, wie beispielsweise S, Se, Si, PbO, oder von Legierungen und intermetallischen Verbindungen gebildet, die S, Se, Te, As, Sb o. dgl. enthalten. Wenn ein Sputter-Verfahren angewandt wird, kann eine fotoleitfähige Substanz mit einem hohen Schmelzpunkt, wie beispielsweise ZnO, CdS, CdSe, TiO₂ oder dergleichen auf dem Substrat zur Bildung der fotoleitfähigen Schicht niedergeschlagen werden. Falls die fotoleitfähige Schicht durch Beschichten gebildet wird, können verschiedene organische fotoleitfähige Materialien, wie beispielsweise Polyvinylcarbazol, Anthracen, Phtalocyanin o. dgl., organische fotoleitfähige Materialien, die farb-sensibilisiert oder Lewis-Säure- sensibilisiert sind, oder eine Mischung aus einem organischen fotoleitfähigen Material und einem isolierenden Bindemittel verwendet werden. Eine Mischung aus einem anorganischen fotoleitfähigen Material, wie beispielsweise ZnO, CdS, TiO₂, PbO oder dergleichen und einem isolierenden Bindemittel ist ebenfalls für diesen Zweck geeignet. Als isolierendes Bindemittel können verschiedene Harzsorten verwendet werden. Die Dicke der fotoleitfähigen Schicht liegt allgemein, obwohl sie von der Art und den Eigenschaften des fotoleitfähigen Materials abhängt, im Bereich zwischen 5 und 100 µm und vorzugsweise zwischen 10 und 50 µm.

Die isolierten, elektrisch leitenden Elemente 4 sind gesondert isolierte Körper aus einer elektrisch leitenden Substanz, die zur Formung von Bildelementen wichtig sind. Nach Fig. 3 hat jedes der isolierten elektrisch leitenden Elemente rechteckige Form. Die isolierten elektrisch leitenden Elemente können auf dieselbe Weise wie die Farbfilterelektroden gebildet werden.

Ein Verfahren zur Herstellung von Farbbildern unter Verwendung des in Fig. 1 gezeigten Aufzeichnungsmaterials ist in den Fig. 4 bis 7 erläutert.

Schritt 1

Eine Spannung Va wird zwischen die Elektroden 5 und 7 angelegt und die Elektrode 7 geerdet. Bei diesem Zustand wird Licht von einem Vorlagenbild 11 auf das Aufzeichnungsmaterial projiziert. Wenn das Licht "schwarz" ist oder das Licht nicht die Farbe Rot enthält, d. h. das Licht schwarzen oder grünen und blauen Bereichen entspricht, gelangt kein Licht zu dem Abschnitt der fotoleitfähigen Schicht 2 über der Elektrode 7 und dem Abschnitt der fotoleitenden Schicht 2 über der Elektrode 5, so daß diese Abschnitte dunkel bleiben. Der Widerstand zwischen der Elektrode 7 und dem isolierten leitenden Element 4 ist R₇ (dunkel) und der Widerstand zwischen der Elektrode 5 und dem isolierten leitenden Element 1 ist R₅. Deshalb wird folgende Spannung Vo in dem isolierten leitenden Element erzeugt:

Wenn der Aufbau, die Fläche und dergleichen der Elektroden 7 und 5 gleich sind, ist die Spannung Vo des isolierten leitenden Elements Va/2.

Wenn weißes oder rotes Licht projiziert wird, d. h. den weißen Bereichen, die in den Figuren nicht dargestellt sind, bzw. den roten Bereichen des Vorlagenbildes entsprechendes Licht, wird der Abschnitt der fotoleitfähigen Schicht über der Elektrode 7 beleuchtet, während der Abschnitt der fotoleitfähigen Schicht 2 über der Elektrode 5 nicht beleuchtet wird, so daß der Widerstand zwischen der Elektrode 7 und dem isolierten leitenden Element 4 den Wert für den beleuchteten Zustand hat und somit R₇ (rotes Licht) oder R₇ (weißes Licht) ist. Der Widerstand zwischen der Elektrode 5 und dem isolierten leitenden Element 4 entspricht jedoch dem Dunkelzustand und ist R₅.

Wenn die Intensität des projizierten Lichts ausreichend ist, und die Fotoleitfähigkeit der fotoleitfähigen Schicht ausreichend hoch ist, ergibt es sich: R₇ (rotes Licht) = R₇ (weißes Licht) = R (hell).

Infolgedessen wird an dem isolierten leitenden Element 4, das dem weißen bzw. roten Bereich entspricht, folgende Spannung Vo erzeugt:

Wenn sich die Fotoleitfähigkeit um mehr als drei Dezimalstellen ändert, ist R₅/R₇ (hell) ) 10³; deshalb ergibt sich Vo ≈ 0.

Wenn unter diesen Bedingungen eine Entwicklung mit einem transparenten Cyan-Toner 13 der zu der Spannung Va entgegengesetzten Polarität ausgeführt wird, haftet der Cyan- Toner 13 lediglich an den isolierten leitenden Elementen an, die den grünen, blauen und schwarzen Bereichen des Vorlagenbildes entsprechen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Wenn die entwickelten Bilder auf Papier übertragen werden, werden Tonerbilder entsprechend den Schwarz oder Cyan enthaltenden Bereichen des Vorlagenbildes erzeugt.

Schritt 2

Dann wird eine Spannung Va zwischen die Elektroden 8 und 5 angelegt und die Elektrode 8 geerdet. Der Wert Va kann derselbe wie bei dem Schritt 1 oder auch ein anderer sein.

Anschließend wird Licht von der Vorlage projiziert. Wenn kein Licht von den schwarzen Bereichen der Vorlage oder nicht die Farbe Grün enthaltendes Licht projiziert wird, d. h. den roten und blauen Bereichen der Vorlage entsprechendes Licht projiziert wird, gelangt kein Licht zu dem Abschnitt der fotoleitfähigen Schicht 2 über der Elektrode 8 und zu dem Abschnitt über der Elektrode 5, so daß der Dunkelzustand entsteht. Der Widerstand zwischen der Elektrode 8 und dem isolierten leitenden Element 4 ist R₈ (dunkel). Somit entsteht an den isolierten leitenden Elementen 4, die den schwarzen, roten und blauen Bereichen der Vorlage entsprechen; die Spannung

Wenn der Aufbau, die Flächen und dergl. der Elektroden 8 und 5 gleich sind, ist die Spannung Vo gleich Va/2.

Wenn weißes oder grünes Licht projiziert werden, d. h. von den weißen oder grünen Bereichen der Vorlage kommendes Licht, wird dieses Licht auf die Abschnitte der fotoleitfähigen Schicht 2 über der Elektrode 8 projiziert. Damit wird dort der beleuchtete Zustand erzeugt. Der Widerstand zwischen der Elektrode 8 und dem isolierten leitenden Element 4 ist R₈ (hell) und der Widerstand zwischen der Elektrode 5 und dem isolierten leitenden Element 4 ist R₅.

Dadurch ergibt sich folgende Spannung Vo an den isolierten leitenden Elementen, die dem weißen oder grünen Bereich des Vorlagenbildes entsprechen:

Wenn der Fotoleitfähigkeits-Änderungsbereich mehr als drei Dezimalstellen umfaßt, ist R₅/R₈ (hell) < 10³; deshalb ist Vo ≈ 0.

Unter diesen Umständen wird die Entwicklung mit einem transparenten Magenta-Toner 14 der zu der Spannung Va entgegengesetzten Polarität ausgeführt. Der Magenta-Toner 14 haftet lediglich an den isolierten leitenden Elementen an, die den schwarzen, roten und blauen Bereichen des Vorlagenbildes entsprechen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

Die so entwickelten Bilder werden auf das Papier übertragen, das das bei dem Schritt 1 übertragene Cyan-Tonerbild trägt. Als Ergebnis hiervon werden Tonerbilder erzeugt, die den Cyan- und Magenta-Bereichen des Vorlagenbildes entsprechen.

Schritt 3

Anschließend wird eine Spannung Va zwischen die Elektroden 9 und 5 angelegt und die Elektrode 9 geerdet. Der Wert Va kann derselbe wie bei dem Schritt 1 oder 2 oder ein anderer sein. Während die Spannung angelegt ist, wird Licht von dem Vorlagenbild projiziert. Wenn kein schwarzes, rotes oder grünes Licht projiziert wird, d. h. keine Projektion von schwarzen, roten oder grünen Bereichen des Vorlagenbildes entsprechendem Licht erfolgt, wird weder der der Elektrode 9 entsprechende Abschnitt der fotoleitfähigen Schicht 2 noch der der Elektrode 5 entsprechende Abschnitt beleuchtet. Der Widerstand zwischen der Elektrode 9 und dem isolierten leitenden Element 4 ist R₉ (dunkel) und der Widerstand zwischen der Elektrode 5 und dem isolierten leitenden Element 4 ist R₅. Deshalb ergibt sich folgende Spannung Vo an den isolierten leitenden Elementen 4 für die schwarzen, roten und grünen Bereiche des Vorlagenbildes:

Wenn der Aufbau, die Flächen und dergleichen der Elektroden 9 und 5 gleich sind, gilt Vo = Va/2.

Wenn weißes oder blaues Licht von weißen oder blauen Bereichen des Vorlagenbildes projiziert wird, wird der Abschnitt der fotoleitfähigen Schicht 2 über der Elektrode 9 beleuchtet. Der Widerstand zwischen der Elektrode 9 und dem isolierten leitenden Element 4 ist R₉ (hell) und der Widerstand zwischen der Elektrode 5 und dem isolierten leitenden Element 4 ist R₅.

Deshalb ergibt sich folgende Spannung Vo an den isolierten leitenden Elementen, die weißen und blauen Bereichen des Vorlagenbildes entsprechen:

Wenn der Fotoleitfähigkeits-Bereich mehr als drei Dezimalstellen umfaßt, besteht die Beziehung R₅/R₉ (hell) < 10³; somit ergibt sich Vo ≈ 0.

Wenn unter diesen Umständen eine Entwicklung mit einem transparenten Gelb-Toner 15 mit der zu der aufgeprägten Spannung Va entgegengesetzten Polarität ausgeführt wird, haftet der Toner an den den schwarzen, grünen und roten Bereichen des Vorlagenbildes entsprechenden isolierten leitenden Elementen an, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.

Die so entwickelten Bilder werden auf das Papier übertragen, auf das die Cyan- und Magenta-Tonerbilder bei dem Schritt 1 und 2 übertragen worden sind; somit werden vollständige Farbbilder entsprechend den Vorlagenbildern hergestellt.

Bei dem vorstehend erläuterten Schritt werden schwarze Bereiche der Vorlage durch die Kombination von Cyan-, Magenta- und Gelb-Toner reproduziert. Richtiges Schwarz kann jedoch lediglich erhalten werden, wenn die drei Farben gut ausgeglichen sind. Deshalb entsteht manchmal eine schwarze Färbung, die nicht vollständig schwarz ist.

In Anbetracht dessen kann zweckdienlich gegebenenfalls der folgende Schritt 4 ausgeführt werden.

Schritt 4

Zwischen die Elektrode 5 und die Elektrode 6 wird eine Spannung Va angelegt und die Elektrode 6 geerdet. Vom Vorlagenbild 11 wird Licht projiziert. Da die Abschnitte der fotoleitfähigen Schicht 2 über der Elektrode 5 nicht beleuchtet werden, ist dort die fotoleitfähige Schicht zwischen der Elektrode 5 und dem isolierten leitenden Element 4 im Dunkelzustand. Der Widerstand bei diesem Zustand ist R₅. Wenn von dem schwarzen Bereich der Vorlage her kein Licht projiziert wird, gelangt kein Licht zu dem Abschnitt der fotoleitfähigen Schicht 2 über der Elektrode 6; was den Dunkelzustand ergibt. Der Widerstand zwischen der Elektrode 6 und dem isolierten leitenden Element 4 ist R₆ (dunkel). Im Gegensatz hierzu sind die Abschnitte der fotoleitfähigen Schicht 2 über der Elektrode 6, die Weiß, Rot, Grün und Blau entsprechen, in Abhängigkeit vom Farbton des Vorlagenbilds beleuchtet. Der Widerstand zwischen der Elektrode 6 und dem isolierten leitenden Element 4 kann durch R₆ (weißes Licht), R₆ (rotes Licht), R₆ (grünes Licht) und R₆ (blaues Licht) ausgedrückt werden.

An den isolierten leitenden Elementen 4 für die schwarzen Bereiche der Vorlage wird folgende Spannung Vo erzeugt:

Wenn der Aufbau, die Flächen und dergleichen der Elektroden 5 und 6 gleich sind, ergibt es sich R₆ (dunkel) = R₅; deshalb ist die an den den schwarzen Bereichen der Vorlage entsprechenden isolierten leitenden Elementen anstehende Spannung Vo gleich Va/2.

Wenn die Intensität des Lichts hoch ist, ist es mit gewöhnlichem fotoleitfähigen Material leicht, den Widerstand der fotoleitfähigen Schicht durch Beleuchten mit weißem, rotem, grünem oder blauem Licht um drei Dezimalstellen niedriger als im Dunkelzustand zu machen. Deshalb kann R₅/R₆ (weißes Licht), R₅/ R₆ (rotes Licht), R₅/R₆ (grünes Licht) und R₅/R₆ (blaues Licht) < 10³ sein.

Unter diesen Bedingungen ist die am isolierten leitenden Element für den weißen, roten, grünen oder blauen Bereich der Vorlage erzeugte Spannung Vo ungefähr "0". Wenn in diesem Zustand eine Entwicklung mit einem schwarzen Toner 12 der zu der Spannung Vo entgegengesetzten Polarität durchgeführt wird, haftet der Toner lediglich an den isolierten leitenden Elementen an, die den schwarzen Bereichen des projizierten Lichtbildes entsprechen, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn das sich ergebende schwarze Tonerbild auf Papier übertragen wird, wird ein schwarzes Bild entsprechend den schwarzen Bereichen des projizierten Bildes reproduziert.

Die Beziehung zwischen der Spannung an dem isolierten leitenden Element und dem hieran nach den vorstehend erläuterten Schritten haftenden Toner ist in der folgenden Tabelle unter der Voraussetzung daß Vo = Va/2 ist, gezeigt:

Tabelle I

Wenn entgegen der obigen Tabelle Toner auch an einem isolierten leitenden Element mit der Oberflächenspannung O haftet und ein Schleier gebildet wird, kann dieser Nachteil durch ein herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise die Anordnung einer Gegenelektrode beim Entwickeln und Anlegen einer Spannung zwischen Va/2 und O beseitigt werden.

Die Reihenfolge der Schritte 1 bis 4 ist vollständig wahlfrei und der Vorgang kann mit jedem Schritt begonnen werden. Die Übertragung des Toners kann bei jedem einzelnen Schritt erfolgen oder es können alle Tonerbilder, die an den fotoempfindlichen Elementen bei dem Schritt 1 bis 4 haften, auf einmal übertragen werden.

Wenn anstelle des Cyan-, Magenta- und Gelb-Toners andere Toner mit wunschgemäßen Farbtönen verwendet werden, kann eine Farbkopie hergestellt werden, deren Farbtöne sich von denen des Vorlagenbildes unterscheiden, d. h. eine in ihrer Farbe geänderte Kopie.

Wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Aufzeichnungsmaterial nach Fig. 1 erläutert wurde, können nach dem beschriebenen Verfahren Farbbilder hergestellt werden und die Tönung des Farbbildes kann leicht dadurch gesteuert werden, daß die an die Elektroden des Aufzeichnungsmaterials angelegte Spannung eingestellt wird.

Das Aufzeichnungsmaterial und das elektrofotografische Verfahren können in vielen Variationen ausgeführt werden, und zwar kann sowohl das in Fig. 1 gezeigte Aufzeichnungsmaterial als auch das die Schritte 1 bis 4 umfassende Verfahren modifiziert werden. Im folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele erläutert.

Ein in Fig. 8 gezeigtes fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial ist mit isolierten leitenden Elementen 16 relativ großer Fläche versehen, so daß jedes leitende Element einen Satz von Elektroden überdeckt, d. h. eine lichtdurchlässige Elektrode 6, lichtundurchlässige Elektroden 5, eine Rot- Filterelektrode 7, eine Grün-Filterelektrode 8 und eine Blau-Filterelektrode 9. Zur Herstellung eines Farbbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial wird eine Spannung zwischen jede Filterelektrode und das zugehörige isolierte leitende Element durch die Spannungsverteilung zwischen jeder Filterelektrode und dem isolierten leitenden Element und zwischen der lichtundurchlässigen Elektrode und dem isolierten leitenden Element angelegt. Folglich können zwei oder mehr Farbtoner an einem isolierten leitenden Element gemischt anhaften. Hierdurch wird die Reproduzierbarkeit eines Farbbildes verbessert.

Ein in Fig. 9 gezeigtes fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial weist eine lichtundurchlässige Elektrode 5 für einen Satz von Elektroden anstelle von lichtundurchlässigen Elektroden zwischen jeweils zwei Farbfilterelektroden auf. Mit 17 ist ein isoliertes leitendes Element bezeichnet. Bei diesem Aufzeichnungsmaterial ist die Anzahl der lichtundurchlässigen Elektroden klein, so daß die Herstellung proportional zur kleineren Anzahl einfacher wird.

Die in Fig. 10 und 11 gezeigten fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterialien sind weitere Modifikationen des in Fig. 9 gezeigten Aufzeichnungsmaterials.

Nach Fig. 10 ist die lichtdurchlässige Elektrode 6 mitten in der fotoleitfähigen Schicht angeordnet. Nach Fig. 11 ist die lichtdurchlässige Elektrode nicht als Muster, sondern als durchgehende Schicht 18 ausgebildet.

Bei den in den Fig. 1, 8, 9 bis 11 gezeigten Aufzeichnungsmaterialien kann das isolierte leitende Element beliebige Formen haben, beispielsweise kann es ein Kreis, ein Sechseck oder dergleichen sein. Die Form der Elektroden ist nicht auf die Kammform beschränkt; die Elektroden können vielmehr Punktform haben, wobei deren Herstellung allerdings ziemlich kompliziert ist. Die Farbfilterelektroden können ohne die in Fig. 1 gezeigte Filterschicht 10 dadurch hergestellt werden, daß Elektroden aus einem leitenden Material mit Filterwirkung hergestellt werden.

Die Zahl der Arten von Farbfilterelektroden im Aufzeichnungsmaterial kann in Abhängigkeit von der Art des herzustellenden Farbbildes geeignet erhöht oder verringert werden. Beispielsweise kann zum Herstellen eines Farbbildes durch Kopieren einer Farbvorlage aus Schwarz und Rot, anstelle des in Fig. 1 gezeigten Aufzeichnungsmaterials ein Aufzeichnungsmaterial mit Cyan-Filterelektroden, die lediglich das rote Licht von der Vorlage absorbieren, anstelle der Rot-Filterelektroden verwendet werden. Hierbei ist es nicht notwendig, Grün-Filterelektroden und Blau-Filterelektroden in dem Aufzeichnungsmaterial vorzusehen. Bei Verwendung eines derartigen Aufzeichnungsmaterials wird die Entwicklung durch den Rot-Toner entsprechend dem vorstehend erläuterten Schritt 2 ausgeführt, wonach die Entwicklung mit schwarzem Toner entsprechend dem Schritt 4 ausgeführt wird und die sich ergebenden Tonerbilder auf Papier zur Herstellung von aus Schwarz und Rot bestehenden Farbbildern übertragen werden. Wenn blauer Toner anstelle des roten Toners verwendet wird, werden die roten Bereiche des Vorlagen-Farbbildes, aus Rot und Schwarz in Blau geändert.

In ähnlicher Weise ist es durch Ändern der Farbfilterelektroden in Magenta-Filterelektroden oder Gelb-Filterelektroden möglich, in gewünschter Weise gefärbte Bilder, wie beispielsweise schwarz und grün gefärbte Bilder, schwarz und blau gefärbte Bilder, rot und grün gefärbte Bilder, grün und blau gefärbte Bilder oder dergleichen herzustellen.

Da die zwischen die jeweiligen Farbfilterelektroden und die lichtundurchlässigen Elektroden angelegte Spannung leicht geändert werden kann, kann bei dem elektrofotografischen Verfahren die Tönung leicht durch Variieren der Spannung geändert werden.

Beispiel

Auf einer Glasplatte mit den Abmessungen 10 × 10 cm wurde gleichförmig Gelatine in einer Dicke von etwa 1 µm aufgetragen und die so erhaltene Gelatineschicht selektiv mittels eines Fotolacks mit roten, grünen und blauen Farbstoffen in einem vorgegebenen Muster gefärbt, um eine Filterschicht zu bilden, in der Filter für "farblos", Rot, Grün und Blau mit Breiten von 5 µm parallel angeordnet sind. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Filtern war 15 µm.

Anschließend wurde In₂O₃ durch Vakuumaufdampfen mit Abständen von 5 µm und Breiten von 5 µm auf die Farbfilter nach einem Maskenverfahren abgeschieden. Das sich ergebende Teil wurde allmählich in O₂ bei 50°C zur Bildung eines lichtdurchlässigen Elektrodenmusters oxidiert.

Ferner wurde Cr zwischen den Farbbildern nach einem Maskenverfahren durch Vakuumaufdampfen zur Herstellung der lichtundurchlässigen Elektroden in einer Dicke von 500 nm abgeschieden. Auf diese Weise wurden die in Fig. 2 gezeigten Elektroden hergestellt.

Dann wurde auf dem sich ergebenden Teil durch Vakuumaufdampfen eine Se-Te-Legierung (20 Gew.-% Te) zur Bildung der fotoleitfähigen Schicht in einer Dicke von 20 µm abgeschieden. Das Substrat wurde auf 60°C gehalten.

Anschließend wurde im Vakuum Aluminium in einer Dicke von etwa 600 nm zur Bildung der isolierten leitenden Elemente gemäß Fig. 3 aufgedampft. Auf diese Weise wurde das in Fig. 1 gezeigte Aufzeichnungsmaterial hergestellt.

Ein Vielfarbenbild wurde unter Verwendung dieses Aufzeichnungsmaterials folgendermaßen hergestellt: Bei den Vorgängen gemäß Fig. 4 wurde eine Spannung von 500 V zwischen die Elektroden 5 und 7 angelegt, wobei die Elektrode 7 geerdet wurde; dann wurde eine Bildbelichtung ausgeführt. Mittels einer Magnetbürste wurde mit negativen Cyan-Toner derart entwickelt, daß der Cyan-Toner ab den isolierten leitenden Elementen für Cyan haftete, d. h. an den den grün, blau und cyan gefärbten Bildern entsprechenden Elementen gemäß Fig. 4. Dabei wurde eine Spannung von +100 V an die Magnetbürste angelegt.

Alternativ kann Cyan-Toner auf die den grün, blau und cyan gefärbten Bilder entsprechenden isolierten leitenden Elemente dadurch aufgebracht werden, daß eine Spannung von +100 V an die Elektrode 7, eine Spannung von +600 V an die Elektrode 5 und eine Spannung von +200 V an die Magnetbürste angelegt und mit negativem Toner entwickelt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Spannung von -100 V an die Elektrode 7 und eine Spannung von +400 V an die Elektrode 5 anzulegen, die Magnetbürste zu erden und mit negativem Toner zu entwickeln. Ferner kann eine Spannung von +500 V an die Elektrode 7 angelegt, die Elektrode 5 geerdet, eine Spannung von +300 V an die Magnetbürste angelegt und mit positivem Toner entwickelt werden.

Hieran anschließend wurde Papier auf die isolierten leitenden Elemente des Aufzeichnungsmaterials und eine metallische Elektrode über das Papier gelegt. An die metallische Elektrode wurde eine Spannung von 500 V angelegt und die Elektroden 5 und 7 des Aufzeichnungsmaterials wurden geerdet, um den an den isolierten leitenden Elementen des Aufzeichnungsmaterials haftenden Toner auf das Papier zu übertragen.

Danach wurde eine Spannung von 500 V zwischen die Elektroden 5 und 8 derart angelegt, daß die Elektrode 8 geerdet war, und eine bildmäßige Belichtung ausgeführt. Mittels einer Magnetbürste wurde mit negativem Magenta-Toner entwickelt, wobei gemäß Fig. 5 der Magenta-Toner lediglich an den isolierten leitenden Elementen für Magenta d. h. an den Elementen haftete, die Rot, Blau und Magenta der Vorlage entsprachen. Dabei wurde eine Spannung von +100 V an die Magnetbürste angelegt.

Dann wurde das bereits den Cyan-Toner tragende Papier deckungsgleich auf die isolierten leitenden Elemente des Aufzeichnungsmaterials und die metallische Elektrode auf das Papier gelegt. An die metallische Elektrode wurde eine Spannung von 500 V angelegt und die Elektroden 5 und 7 des Aufzeichnungsmaterials wurden geerdet, um den Magenta-Toner, der an den isolierten leitenden Elementen des Aufzeichnungsmaterials haftete, auf das Papier zu übertragen. Im nächsten Schritt wurde eine Spannung von 500 V zwischen die Elektroden 5 und 9 derart angelegt, daß die Elektrode 9 geerdet war, und eine Bildbelichtung ausgeführt. Bei diesem Zustand wurde mittels einer Magnetbürste mit negativem Gelb-Toner entwickelt, wobei gemäß Fig. 6 Gelb-Toner lediglich an den isolierten leitenden Elementen für Gelb, d. h. an den den grünen, roten und gelben Bereichen der Vorlage entsprechenden Elementen haftete. Dabei wurde eine Spannung von +100 V an die Magnetbürste angelegt.

Anschließend wurde das den Cyan-Toner und den Magenta-Toner tragende Papier deckungsgleich auf die isolierten leitenden Elemente des Aufzeichnungsmaterials und die metallische Elektrode auf das Papier gelegt. An die metallische Elektrode wurde eine Spannung von 500 V angelegt und die Elektroden 5 und 7 des Aufzeichnungsmaterials wurden geerdet, um den an den isolierten leitenden Elementen des Aufzeichnungsmaterials haftenden Gelb-Toner auf das Papier zu übertragen. Im nächsten Schritt wurde eine Spannung von 500 V zwischen die Elektroden 5 und 6 derart angelegt, daß die Elektrode 6 geerdet war, und eine Bildbelichtung durch Projizieren von Vorlagen-Bildlicht, das Weiß, Schwarz, Rot, Blau, Grün, Cyan, Magenta und Gelb enthielt, von der Substratseite bzw. Glasplatte her ausgeführt. Hierbei wurde mittels einer Magnetbürste mit negativem schwarzem Toner entwickelt, wobei der schwarze Toner an den isolierten leitenden Elementen gemäß Fig. 7 haftete. Dabei wurde eine Spannung von +100 V an der Magnetbürste angelegt.

Hieran anschließend wurde das den Gelb-Toner, den Cyan- Toner und den Magenta-Toner tragende Papier deckungsgleich auf die isolierten leitenden Elemente des Aufzeichnungsmaterials und die metallische Elektrode auf das Papier aufgelegt. An die metallische Elektrode wurde eine Spannung von 500 V angelegt und die Elektroden 5 und 6 des Aufzeichnungsmaterials wurden geerdet, um den An den isolierten leitenden Elementen des Aufzeichnungsmaterials haftenden schwarzen Toner auf das Papier zu übertragen.

Auf die vorstehend beschriebene Weise wurde das Mehrfarbenbild der Vorlage reproduziert. Hieran anschließend wurde die Oberfläche des Papiers mit einer Infrarotlampe bestrahlt, um die Oberfläche auf eine höhere Temperatur als 200°C zu erwärmen. Hierdurch wurden die Toner zur Fixierung geschmolzen.

Claims (6)

1. Elektrofotografisches Verfahren zur Erzeugung von Tonerbildern auf einem fotoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial, das auf der einen Seite der fotoleitfähigen Schicht eine Farbfilterschicht mit einem sich periodisch wiederholenden Filtermuster aufweist, durch bildmäßiges Belichten der fotoleitfähigen Schicht durch die Farbfilterschicht zum Herstellen eines Tonerbildes auf der der Farbfilterschicht gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, das ein Filtermuster aus einer periodischen Folge von linienförmigen Elektroden aufweist, wobei jede Periode mindestens eine lichtundurchlässige Elektrode und eine Farbfilterelektrode oder mehrere Farbfilterelektroden unterschiedlicher Farbe umfaßt, und daß auf der der Farbfilterschicht gegenüberliegenden Seite der fotoleitfähigen Schicht eine Punktmatrix aus gegeneinander isolierten, elektrisch leitenden Elementen angeordnet ist, derart, daß jedes Element einen Bereich überdeckt, der mindestens eine Farbfilterelektrode und mindestens eine benachbarte lichtundurchlässige Elektrode umfaßt, und dadurch gekennzeichnet, daß während der bildmäßigen Belichtung zwischen den lichtundurchlässigen Elektroden und den Farbfilterelektroden einer Farbe eine Spannung angelegt wird, um auf der Punktmatrix der elektrisch leitenden Elemente ein Potentialbild zu erzeugen, das mit einem Farbtoner entwickelt wird, und daß zur Herstellung eines Mehrfarbenbildes die Bilderzeugungsschritte für jede Farbe wiederholt werden, wobei jeweils die Spannung zwischen den undurchlässigen Elektroden und den der jeweiligen Farbe entsprechenden Farbfilterelektroden angelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, das zusätzlich innerhalb jeder Periode des Filtermusters eine lichtdurchlässige farbneutrale Elektrode aufweist, und ein zusätzlicher Bilderzeugungszyklus durchgeführt wird, bei dem die Spannung zwischen den lichtundurchlässigen und den lichtdurchlässigen farbneutralen Elektroden angelegt und das Potentialbild mit einem schwarzen Toner entwickelt wird.

3. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, das auf einer Seite der fotoleitfähigen Schicht eine Farbfilterschicht mit einem sich wiederholenden Muster aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filtermuster aus einer periodischen Folge von linienförmigen Elektroden (5 bis 9) vorgesehen ist, wobei jede Periode mindestens eine lichtundurchlässige (5) und eine Farbfilterelektrode oder mehrere Farbfilterelektroden (7, 8, 9) unterschiedlicher Farbe umfaßt, und daß auf der der Farbfilterschicht (10) gegenüberliegenden Seite der fotoleitfähigen Schicht (2) eine Punktmatrix aus gegeneinander isolierten, elektrisch leitenden Elementen (4) angeordnet ist, derart, daß jedes Element einen Bereich überdeckt, der mindestens eine Farbfilterelektrode und mindestens eine benachbarte lichtundurchlässige Elektrode umfaßt.

4. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich innerhalb jeder Periode des Filtermusters eine lichtdurchlässige, farbneutrale Elektrode (6) vorgesehen ist.

5. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Elemente (4) so bemessen und angeordnet sind, daß jedes Element einen Bereich überdeckt, der alle Elektroden (5 bis 9) einer Periode umfaßt.

6. Fotoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß allen Farbfilterelektroden (7, 8, 9) und gegebenenfalls farbneutralen, lichtdurchlässigen Elektroden (6) einer Periode eine einzige lichtundurchlässige Elektrode (5) zugeordnet ist.