DE1497068C3 - Elektrophotographische Kopiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Kopiervorrichtung mit einer elektrostatischen Aufzeichnungsfläche mit einer Unterlagsfläche, einer darauf angeordneten Elektrodenschicht sowie einer hierauf aufgebrachten Photoleiterschicht, bei der zur Erzeugung eines Tonerbildes die Photoleiterschicht gleichmäßig elektrostatisch aufladbar, von der Seite der Photoleiterschicht mit einem zu reproduzierenden Bild belichtbar, und das so erhaltene elektrostatische latente Bild mit einem Tonerpulver entwickelbar ist.

In der xerographischen Technik wird auf einer photoleitenden isolierenden Schicht ein latentes, elektrostatisches Bild erzeugt und durch die Ablagerung eines feinverteilten elektroskopischen Tonermaterials auf dem Photoleiter entwickelt. Die Abbildung kann auf dem Photoleitermaterial fixiert oder auch auf ein Blatt Kopierpapier übertragen werden, wo sie sodann bleibend fixiert wird. In den meisten Anwendungsfällen wird die photoleitende isolierende Schicht, die ohne Rücksicht auf ihre tatsächliche Form als Platte bezeichnet werden soll, erst gleichförmig aufgeladen, um sie zu sensibilisieren, und dann entsprechend dem Muster einer zu reproduzierenden Vorlage bildmäßig ίο mit einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung belichtet. In den von Strahlung getroffenen Flächenbereichen werden die gespeicherten Ladungen abgeleitet Das auf diese Weise erhaltene elektrostatische latente Bild wird sodann mit dem bereits oben erwähnten Tonermaterial entwickelt.

Wie sich herausgestellt hat, können mit derartigen elektrophotographischen Reproduktionsverfahren ausgezeichnete Reproduktionen von Strichkopiervorlagen, wie etwa von Drucken, Strichzeichnungen und dergleichen erhalten werden. Dagegen wurden nur lediglich gute Reproduktionen von solchen Vorlagen erhalten, die große Flächen gleichmäßiger Tönung aufweisen. In diesen Fällen werden zumeist lediglich die Ränder der ausgedehnten Flächenbereiche entwickelt, während die inneren Flächenbereiche weitgehend unentwickelt bleiben. Aus diesem Grunde wurde bereits bei der Reproduktion von Vorlagen mit großen, durchgehend getönten Flächen ein sogenanntes Rasterverfahren angewandt, bei dem in den Strahlengang zwischen der zu kopierenden Vorlage und der elektrophotographischen Aufzeichnungsfläche ein optisches Raster eingebracht wird. Ein solches Verfahren bringt jedoch lediglich eine Verbesserung bei der Reproduktion von Vorlagen mit großen gleichmäßig getönten Flächen.

Dagegen können sich erhebliche Verschlechterungen bei der Reproduktion ergeben, wenn das gleiche Verfahren auch beim Kopieren von Strichvorlagen oder dergleichen angewandt wird.

Aus der US-PS 29 17 385 ist bereits ein Aufzeichnungsmaterial und ein Aufzeichnungsverfahren bekanni, bei dem das Aufzeichnungsmaterial aus einer durchsichtigen Unterlagsfläche besteht, auf die eine durchsichtige Elektrodenschicht aufgebracht ist. Auf die Elektrodenschicht ist die photoleitende Schicht in Form eines aus vielen voneinander getrennt angeordneten Punkten gebildeten Rasters ausgebildet. Eine Reproduktion wird dadurch hergestellt, daß die in viele einzelne Punkte aufgelöste photoleitende Schicht gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen wird, und daß das elektrostatische latente Bild nach dem Reflexionsverfahren derart hergestellt wird, daß das zu reproduzierende Bild auf der freien Seite der photoleitenden, punktförmigen Photoleiterschicht von der Seite der durchsichtigen Unterlagsfläche her von einer Lichtquel-Ie gleichmäßig belichtet wird. In den weißen reflektierenden Bereichen des zu reproduzierenden Originals werden die aufgebrachten elektrostatischen Ladungen durch die Belichtung abgeleitet, so daß ein, dem dunklen lichiabsorbierenden Bereichen des zu reproduzierenden Originals entsprechendes latentes elektrostatisches Bild erhalten wird, das mit Hilfe von Tonerteilchen entwickelt wird. Eine solche Anordnung eignet sich jedoch, da das Raster fester Bestandteil des Aufzeichnungsmaterial ist, lediglich für die Aufzeichnung von

Bildern mit durchgehend getönten Flächen, dagegen nicht für die Wiedergabe von Bildern mit Strichlinienzeichnungen. Bei der Wiedergabe von Strichlinienzeichnungen kann es passieren, daß Teile des Bildes

vollständig ausfallen.

Gemäß der lediglich im Rahmen eines älteren Rechtes zu berücksichtigenden deutschen Patentschrift 12 37 902 wurde die Aufgabe gestellt, ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einer dielektrisehen Schicht und einer photoleitfähigen Schicht zu schaffen, bei dem die genannten Eigenschaften, nämlich gute Photoleitfähigkeit und hohes Isolationsvermögen, nicht von einer einzigen Schicht, sondern jede dieser Eigenschaften jeweils von einer anderen Schicht verlangt werden müssen. Die Lösung dieser Aufgabe wurde ausgehend von einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial aus einer isolierenden Trägerschicht, einer dielektrischen Zwischenschicht und einer photoleitfähigen Schicht, wobei die Trägerschicht entfallen kann, wenn die übrigen Schichten selbsttragend sind, darin gesehen, daß zwei, durch mindestens einen Teil der dielektrischen Zwischenschicht voneinander elektrisch getrennte leitende Systeme vorgesehen sind, von denen mindestens eines als feiner Raster ausgebildet ist.

Aus der US-PS 25 98 732 ist auch bereits ein elektrophotographisches Abbildungsverfahren bekanntgeworden, bei dem eine elektrophotographische Platte in einer Kamera verwandt wird. Die elektrophotographische Platte wird zunächst gleichförmig aufgeladen, sodann in die Kamera eingebracht und sodann die eigentliche Aufnahme gemacht, wodurch auf der elektrophotographischen Platte ein elektrostatisches latentes Bild entsteht. Werden Aufnahmen von Gegenständen mit großen durchgehend getönten Flächen gemacht, so wird die das elektrostatisch latente Bild tragende elektrophotographische Platte anschließend auf ein Raster gelegt und gleichförmig durch das Raster hindurch belichtet. Das Rastermuster kann auch mit Hilfe eines Projektionsapparates auf die das elektrostatische latente Bild tragende Fläche aufbelichtet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrophotographische Kopiervorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der ohne bauliche Veränderungen wahlweise Bilder mit durchgehend getönten Flächen wie auch Strichzeichnungsbilder exakt wiedergegeben werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer elektrophotographischen Kopiervorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Unterlagsfläche aus einem durchsichtigen Material besteht, in der Elektrodenschicht ein Raster aus einer Vielzahl von abwechselnd optisch durchsichtigen und undurchsichtigen Bereichen ausgebildet, oder zwischen der durchsichtigen Elektrodenschicht und der Unterlagsfläche eine zusätzliche, einen Raster aus einer Vielzahl von abwechselnd optisch durchsichtigen und undurchsichtigen Bereichen aufweisende Maskenschicht vorgesehen ist, und auf der der Unterlagsfläche zugewandten Seite der elektrostatischen Aufzeichnungsfläche eine wahlweise betätigbare Lichtquelle zur gleichmäßigen Belichtung der Aufzeichnungsfläche vorgesehen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Kopiervorrichtung brauchen keine Änderungen an dieser ausgeführt zu werden, wenn z. B. Bilder mit durchgehend getönten Flächen wiedergegeben werden sollen, indem etwa zusätzlich ein Raster in den Strahlengang eingebracht wird. Sollen einfache Strichzeichnungen wiedergegeben werden, so läuft das elektrophotographische Kopierverfahren wie bisher bekannt ab. Sollen dagegen Reproduktionen von Bildern mit durchgehend getönten Flächen hergestellt werden, so kann durch einen einfachen Schalterdruck etwa bewirkt werden, daß während des Kopiervorgangs zwischen der gleichmäßigen elektrostatischen Aufladung der Aufzeichnungsfläche und der Entwicklung die Aufzeichnungsfläche gleichmäßig zusätzlich durch die auf der der Unterlagsfläche zugewandten Seite der elektrostatischen Aufzeichnungsfläche angeordnete Lichtquelle belichtet wird. Dadurch können sowohl Strichlinienzeichnungen wie auch Bilder mit durchgehend getönten Flächen mit optimaler Wiedergabe ohne bauliche Veränderungen erhalten werden.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer gemäß der Erfindung hergestellten elektrophotographischen Platte,

F i g. 2 eine Seitenansicht im Schnitt einer elektrophotographischen Kopiervorrichtung, an der die Erfindung verwirklicht wurde.

In F i g. 1 ist eine elektrophotographische Platte, allgemein mit 11 bezeichnet, dargestellt, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Die der Beschreibung beigefügten Zeichnungen sollen keine maßstäbliche Zeichnung darstellen. Viele Elemente in den Zeichnungen sind entweder vergrößert oder verkleinert, um die wesentlichen Eigenschaften besser sichtbar machen zu können. Die Platte 11 besteht aus einer durchsichtigen Stützunterlage 12, die ausreichend fest ist, um eine mechanische Stütze für die übrige Platte abzugeben und sie so zum Gebrauch in elektrophotographischen Kopiermaschinen geeignet zu machen. Diese Stützunterlage kann aus fast jedem durchsichtigen Material, sei es nun elektrisch leitend oder isolierend, hergestellt werden, das aus Materialien wie Glas und den verschiedensten Kunststoffen ausgewählt werden kann. Je nach der besonderen Verwendung der Platte kann die Stützunterlage relativ steif sein, wie im Fall einer Platte oder eines Zylinders aus Glas oder Luche, oder auch relativ biegsam, wie im Fall eines Kunststoffgewebes, etwa aus Polyäthylen oder dergleichen. Für den Fall, daß die übrigen Plattenbestandteile weggelassen werden. Unmittelbar über der Stützunterlage 12 ist ein optischer Raster 13 aus einer Anzahl von fein verteilten, abgegrenzten, miteinander abwechselnden, undurchsichtigen und durchsichtigen Bezirken angeordnet. Das Rastermuster aus undurchsichtigen und durchsichtigen Flächen kann ein übliches Punktemuster oder Strichmuster sein von der Art, die bei der kontaktlosen Rasterbelichtung bei der Herstellung von Halbtonplatten für den Leistungsdruck verwendet wird. Tatsächlich kann das Muster fast jede Form einschließlich runder Flecken, Ellipsen, Linien und dergleichen haben. Die Zwischenräume des Musters können ebenfalls variieren, so daß das Muster regelmäßig, unregelmäßig oder willkürlich sein kann. Auch kann das Muster bezüglich der Größe von Punkt zu Punkt oder von Linie zu Linie sich ändern. Aus Gründen, die weiter unten beschrieben werden, sind die aneinandergrenzenden, durchsichtigen und undurchsichtigen Gebiete scharf abgegrenzt und von dem Typ, der in der graphischen Technik als »hartes« Muster bezeichnet wird. Da das Muster in diesem Ausführungsbeispiel nur für optische Zwecke verwendet wird, kann es entweder leitend oder isolierend sein. Folglich können irgendwelche im Handel erhältliche, harte Rastermuster zur Herstellung der Platte benutzt werden. Beispielsweise kann das Rastermuster durch

Belichtung eines gewöhnlichen, gleichmäßigen photographischen Filmnegativs aus Silberhalogen mit dem gewünschten Muster hergestellt werden. Wenn ein derartiges Filmraster zusammen mit einer Stützunterlage verwendet wird, kann es auf der Unterlage mit einem Klebstoff oder mittels Verbindungsglieder, wie etwa Nieten, oder mit Hilfe äquivalenter Kunstgriffe befestigt werden, um das gewünschte durchsichtig-undurchsichtige Muster zu liefern. Unmittelbar über dem Rastermuster 13 ist eine sehr dünne, durchsichtige leitende Schicht 14 angeordnet, die beispielsweise aus Zinnoxyd oder Kupferiodid sein kann. Eine Kupferjodidschicht kann auf das Raster aufgebracht werden, indem man eine sehr dünne Kupferschicht auf das Raster aufdampft und es dann einer Jod-Atmosphäre aussetzt. Dies kann einfach dadurch bewerkstelligt werden, daß man die aufgedampfte Kupferschicht in die Nähe mehrerer Jodkristalle bringt. Derartige Kupferjodidschichten können sehr dünn hergestellt werden, indem man Kupfer nur so lange auf die Unterlage aufdampft, bis der Film gerade sichtbar wird, und wahrscheinlich können sie bis herab in den Bereich unter ein Mikron reichen. Durch die Verwendung eines derartig dünnen, transparenten, leitenden Films werden irgendwelche Schatten oder Beugungserscheinungen, die von dem durch diese Schicht von dem Raster 13 und der Unterlage 12 her durchtretenden Licht erzeugt werden könnten, sobald es eine obere photoleitende isolierende Schicht 16 erreicht, wirksam unterbunden, die sonst vielleicht aufgetreten sein könnten, wenn eine dickere Schicht verwendet würde.

Die Bildung von dünnen, durchsichtigen, leitenden Schichten aus Zinnoxyd und Kupferjodid sind eingehender in den US-Patenten 24 29 420, 27 69 778, 27 72 190 und 27 56 165 beschrieben. Beim Studium dieser Patentschriften wird klar, daß für die Verwendung einer Zinnoxydschicht das Raster, auf dem sie angebracht wird, sehr viel hitzebeständiger sein muß.

Eine Versuchsplatte der oben beschriebenen Art wurde hergestellt, wobei man von einem harten Punktmuster mit 47 Linien pro cm auf einen photographischen Film ausging. Dieser Raster wurde durch Tauchen mit einer Schutzschicht überzogen, wobei eine Herausziehgeschwindigkeit von 152 cm/min, ein 2:1 Volumengemisch eines Lackes und eines Verdünners Verwendung fanden, und dann getrocknet. Die mit Lack überzogene Rastertönung wurde dann in einem Vakuumverdampfer eingebracht, etwa 35 cm oberhalb eines elektrisch erhitzten Molybdänschiffes, das Kupfer enthielt, und für etwa '/2 Minute, bis etwa 87 mg Kupfer von dem Schiff abgezogen worden waren. Die Platte, die abgekühlt und durch einen Strahlungsschirm von dem Schiff getrennt wurde, erhielt einen sehr dünnen Kupferüberzug. Dann wurde die Platte aus dem Verdampfer herausgenommen und in eine Jod-Atmosphäre gelegt, bis das Kupfer reagierte und eine durchsichtige Kupferjodidschicht mit einer leichten Purpurtönung bildete. Die mit Kupferjodid überzogene Schicht wurde dann in einem zweiten Vakuumdampfer mit einer Schicht aus amorphem Selen bedeckt und die gesamte dreischichtige Platte wurde, auf eine klare Lucite-Trommel mit ihrer Rasterseite nach unten befestigt und schließlich in einer Bürokopiermaschine mit Erfolg getestet.

Dieses harte Kontaktmuster und seine Nähe zu dem Photoleiter erlaubt auch für die Belichtung durch das Raster hindurch die Verwendung einer nicht punktförmigen Lichtquelle, wie z.B. der Raumbeleuchtung, da dabei doch noch sehr scharfe Grenzen zwischen den belichteten und den unbelichteten Flächen entstehen. Die photoieitende isolierende Schicht 16 kann aus einem in den gewöhnlichen elektrophotographischen Platten verwendeten photoleitenden isolierenden Stoff bestehen und kann etwa folgende Materialien umfassen: glasiges Selen, irgendeiner der vielen organischen Photoleiter, wie etwa Anthrazen, oder der anorganischen, wie etwa gewisse Formen von Schwefel, Cadmiumsulfid, Zinkoxyd in einem einen Film formenden Binder, oder irgendein anderes photoleitendes isolierendes Material als kontinuierlicher Film oder ein partikelhaltiges photoleitendes isolierendes Material in einem isolierenden filmbildenden Binder. Es sei darauf hingewiesen, daß die dünne transparente leitende Schicht 14 nicht unbedingt »leitend« sein muß in dem für den elektrotechnischen Fachmann geläufigen Sinn. Es ist nur notwendig, daß diese Schicht eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit hat für die Aufladung und Sensibilisierung der xerographischen Platte und um das Abfließen der elektrischen Ladung nach Belichtung der Platte zu ermöglichen. Deshalb soll der Ausdruck »leitend« im Zusammenhang mit diesem Bauglied im weitesten Sinn verstanden werden, da seine Leitfähigkeit nur verglichen mit derjenigen der photoleitenden isolierenden Plattenschicht hoch sein muß. Die Rückseitenschicht sollte also einen spezifischen Widerstand unter etwa 10¹⁰ Ohm · cm besitzen, wenn sie zusammen mit einem Selen-Photoleiter verwendet wird.

In einer anderen Ausführungsform können das optische Raster 13 und die leitende Schicht 14 aus einem Stück sein, wenn man ein Raster aus einem leitenden Material verwendet; dadurch wird die Konstruktion der Platte vereinfacht und jede Möglichkeit einer etwaigen Beugung oder Schattenwirkung zwischen dem Raster und der photoleitenden Schicht vollständig beseitigt, wie sie etwa durch ein zwischen dem Raster und dem Photoleiter angeordnetes Material verursacht werden könnte. So kann beispielsweise das Rastermuster direkt aus einem Material hergestellt werden, das genügend leitend ist, um als Unterlage der elektrophotographischen Platte zu dienen und gesonderte, abwechselnd durchsichtige und undurchsichtige Bezirke in seiner Oberfläche ergibt.

Bei einer dritten Technik sind das optische Raster und die leitende Unterlage der Platte miteinander kombiniert, indem man eine leitende undurchsichtige Schicht mit einer Anzahl feiner, in gleichmäßigen Abständen angeordneter Perforationen unter der photoleitenden Schicht verwendet. So kann ein durchlöchertes Kupferraster, das durch Einätzen von Löchern in eine dünne, aufgedampfte Kupferschicht hergestellt ist, als Unterlage für diese neuartige Platte verwendet werden. In diesem Fall wird sich in den Löchern des Rasters, wenn es überschichtet wird, etwas Photoleitermaterial ablagern; da jedoch das Raster sehr dünn ist im Vergleich zur Dicke der photoleitenden Schicht, hat dies keine merkliche Wirkung auf die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke des Photoleiters. Wenn ein glattes Kupferraster mit einem Selen-Photoleiter benutzt wird, sollte seine Oberfläche oxydiert werden, um so eine gute Kupfer-Selen-Zwischenfläche als Barriereschicht vorzusehen, deren Zweck ausführlicher in dem US-Patent 29 01 348 beschrieben ist.

Im Betrieb wird die Platte zuerst mittels irgendeines der üblichen Aufladungsverfahren für xerographische Platten geladen, um sie zu sensibilisieren. Beispielsweise kann eine Koronaladung von einer Drahtanordnung

aus, wie sie in dem US-Patent 25 88 699 beschreiben ist, oder eine Induktionsladung, wie in dem US-Patent 29 34 649 beschrieben, benutzt werden. Dieser Vorgang findet im Dunkeln statt, so daß nach seiner Durchführung die Platte mit einem im allgemeinen gleichmäßigen Feld über die ganze Schicht hin sensibilisiert ist.

Während des Belichtungsschrittes des Kopierverfahrens wird die Vorderseite oder photoleitende Oberfläche der Platte einer von einem Projektor aufprojizierten Bildvorlage ausgesetzt Die Bildvorlage kann von beliebiger Art sein und kann auch so unterschiedliche Vorlagen wie kontinuierliche Tönung, Bilder, Strichvorlagen und Vorlagen mit großen vollen dunklen Flächen oder dergleichen umfassen. Bei einem üblichen elektrophotographischen Kopierverfahren mit einer gewöhnlichen elektrophotographischen Platte würde auf den Belichtungsschritt normalerweise die Entwicklung folgen. Mit der neuartigen Platte wird jedoch eine zweite Belichtung durch die Plattenrückseite hindurch vorgenommen und zwar entweder während der Plattensensibilisierung oder während eines späteren Zeitpunktes bis zur Entwicklung. Diese Belichtung mit einem gleichmäßigen Licht ist in F i g. 1 schematisch durch Pfeile 18 veranschaulicht. Dieser Belichtungsschritt kann vor, gleichzeitig mit oder nach der Ladung erfolgen, wobei die Belichtung mit der Bildvorlage an der Plattenvorderseite nach Belieben der Bedienungsperson vorgenommen wird; die einzige Forderung ist, daß diese Belichtung vor dem Entwicklungsschritt durchgeführt wird. Tatsächlich kann sie auch während der Entwicklung noch erfolgen, vorausgesetzt, daß sie genügend intensiv und genügend lang während des frühen Entwicklungsstadiums durchgeführt wird.

Diese Kombination der Belichtungsschritte dient dazu, das elektrostatische Ladungsmuster in einer solchen Weise umzugestalten, daß die von dem Ladungsmuster erzeugten Felder auch dann eine gute Entwicklung ergeben, wenn das Original eine kontinuierliche Tönung oder große volle Flächen von relativ gleichmäßiger Dichte hatte. Die rückwärtige Belichtung der geladenen photoleitenden isolierenden Schicht durch das Rastermuster hindurch dient dazu, alle Flächen des Photoleiters, die direkt den durchsichtigen Bezirken des Rasters gegenüberliegen, zu entladen. Diese Belichtung dient also dazu, die Platte in eine große Anzahl von sehr kleinen geladenen Flächen oder »Inseln« zu unterteilen, wie sie im Rahmen der Beschreibung genannt werden sollen. Aufgrund der Tatsache, daß jede dieser geladenen Inseln unmittelbar neben einem Gebiet, das durch die rückwärtige Belichtung entladen worden ist, liegt, ist an dem äußeren Umfang jedes kleinen geladenen Bezirkes ein hoher Potentialgradient vorhanden. Aufgrund dieser hohen Potentialgradienten errichtet jede kleine geladene Insel ein starkes umrandendes elektrostatisches Kraftfeld, das vertikale Komponenten besitzt, die über die Plattenoberfläche herausragen und deshalb für die Entwicklung mittels der gewöhnlich verwendeten xerographischen Entwicklermaterialien sehr geeignet sind. Offensichtlich hängt die Zahl und die Lage dieser kleinen geladenen Inseln direkt von der Feinheit und der Durchlaßdichte des verwendeten optischen Rasters ab. So sind bei der Verwendung eines groben Rasters mit 15 — 20 Linien/cm die geladenen Inseln, die nach der rückwärtigen Belichtung zurückbleiben, relativ »groß« und weit verstreut im Vergleich mit der Größe und dem Abstand der geladenen Inseln bei Benutzung eines Rasters mit 80 Linien/cm. In jedem Fall kann die Platte auch nach der Rasterbelichtung als gleichmäßig aufgeladen im makroskopischen Sinn des Wortes angesehen werden, obwohl diese »gleichmäßige« Aufladung aus einer Summe von sehr vielen kleinen, dicht gedrängten, geladenen»Inseln« besteht.

Wenn die Belichtung mit der Bildvorlage auf der Platte überlagert wird, dient dies dazu, das Ladungsniveau jeder dieser kleinen geladenen »Inseln« entsprechend der von der Belichtung in jedem Abschnitt

ίο erzeugten Lichtmenge zu modulieren. So werden diejenigen kleinen Inseln, die weißen Flächen der Kopiervorlage gegenüberliegen, durch die Vorderseitenbelichtung der Platte mit der Vorlage praktisch vollständig entladen, während diejenigen Inseln auf der Platte, die Grauwerten der Vorlage gegenüberstehen, teilweise entladen werden und die schwarzen Vorlageflächen entsprechenden Inseln ihr ursprüngliches Ladungsniveau behalten. An diesem Punkt der Ausdeutung der Erfindung muß man sich klar machen, daß die gegenseitige Beziehung der Zeitpunkte für die Vorderseiten- bzw. Rückseitenbelichtung unwesentlich ist. Wenn die Rückseitenbelichtung vor der Vorderseitenbelichtung vorgenommen wird, werden zuerst die Ladungsinseln gebildet und dann durch die Belichtung mit der Bildvorlage von der Plattenvorderseite aus moduliert; wenn Vorderseiten- und Rückseitenbelichtung gleichzeitig erfolgen, werden gleichzeitig die geladenen Inseln durch die Rückseitenbelichtung gebildet und das Ladungsniveau der Inseln wird durch die Vorderseitenbelichtung moduliert; wenn dagegen die Vorderseitenbelichtung vor der Rückseitenbelichtung durchgeführt wird, wird zuerst das Ladungsniveau auf der gesamten Platte entsprechend dem von der Platte durch die Belichtung mit der Vorlage empfangenen Licht herabgesetzt und die verbleibende Ladung wird dann mittels der folgenden Rückseitenbelichtung durch das optische Raster in kleine Inseln unterteilt. Das schließlich entstandene Ladungsmuster auf der elektrophotographischen Platte ist unabhängig von der angewandten Reihenfolge identisch. Tatsächlich kann die Rückseitenbelichtung sogar noch am Anfang des Entwicklungsschrittes oder schon am Ende des Ladungsschrittes vorgenommen werden.

Nach der Belichtung wird die das beschriebene elektrostatische Bild tragende Platte entwickelt. Die Entwicklung kann mittels einer der gebräuchlichen elektrophotographischen Entwicklungstechniken

durchgeführt werden, wie unter anderem der Kaskadenoder Puderwolken-Entwicklung, die in dem US-Patent 27 25 304 beschrieben sind. Wie oben schon erläutert, werden die Wirkungen der üblichen Entwicklungstechniken durch die nach der Ladung und Belichtung der neuartigen Platte entstandenen elektrostatischen Felder sehr vorteilhaft beeinflußt. Da die Ladungsmuster auf der Platte in schmale Bezirke oder Inseln der Ladung unterteilt sind mit den daraus entstehenden Umrandungsfeldern, werden auch schwache Ladungen auf der Platte, die hellen Grautönungen in dem Original entsprechen, sehr gut entwickelt, weil sogar diese niedrigen Ladungsstufen in der wirksamsten Weise zum Anziehen von gegensätzlich aufgeladenen Entwicklerpartikeln ausgenutzt werden. Aufgrund dieses Aufbrechens des Ladungsmusters und der daraus resultierenden Verbesserung der Entwicklung heller Grauwerte wird die effektive Grauskalenwiedergabe der Platte wesentlich günstiger. Wie oben eingehender beschrieben, wird auch die Entwicklung gleichmäßig geladener Flächen, selbst dann, wenn sie ein hohes Ladungsniveau

709 509/306

aufweisen, verbessert, da das Aufbrechen des Ladungsmusters in Inseln viele kleine Umrandungsfelder über die gleichmäßig geladenen Flächen hin erzeugt, so daß die Zentren dieser Flächen ebenso vollständig entwikkelt werden wie ihre Ränder.

In F i g. 2 ist ein automatisches, kontinuierlich arbeitendes elektrophotographisches Kopiergerät gezeigt, das eine zylindrische Platte 19 verwendet, die gemäß der Erfindung konstruiert ist. Die Platte könnte auch die Form eines endlosen Bandes haben. Sie besteht aus drei Schichten, einer durchsichtigen Stützunterlage 21, einem optischen Raster 22 und einer photoleitenden isolierenden Schicht 23, die alle den in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen entsprechen. In diesem Fall ist das Raster 22 aus einem leitenden Material gefertigt; wenn jedoch ein nichtleitendes Raster verwendet werden soll, kann eine dünne durchsichtige leitende Schicht, etwa aus Kupferjodid oder Zinnoxyd, zwischen dem optischen Raster 22 und der photoleitenden isolierenden Schicht 23 eingeschoben werden. Auf jeden Fall wäre diese durchsichtige, leitende Schicht so dünn, daß sie in dieser Zeichnung nur schwer darzustellen wäre. Der leitende Bestandteil der Trommel, sei es nun das optische Raster selbst oder eine eigene dünne durchsichtige Schicht, ist geerdet. Eine Lichtquelle 24 ist im Inneren der Trommel 19 angeordnet und mit einem äußeren Schalter versehen, so daß die Bedienungsperson der Maschine diese Lichtquelle nach Wunsch ein- und ausschalten kann. In der Trommel kann auch noch eine Blende in der Weise angeordnet sein, daß die innengelegene Lichtquelle 24 nur einen Abschnitt der Trommelinnenfläche belichtet, der gleich der Länge einer Kopie ist. Auf diese Art kann die innengelegene Lichtquelle für aufeinanderfolgende Kopien ein- und ausgeschaltet werden. Außerhalb der Trommel ist eine Ladungsvorrichtung 26 angeordnet, die mit einer Quelle hohen Potentials 27 verbunden ist. Die Ladungsvorrichtung 26 enthält eine oder mehrere Drahtanordnungen, die mit der Potentialquelle verbunden sind und nach der Corona-Entladungstechnik arbeiten, wie sie in dem US-Patenten 25 88 699 und 27 77 957 beschrieben ist. Im wesentlichen besteht diese Technik darin, eine Drahtanordnung in geringem Abstand über der Oberfläche einer xerographischen Platte zu befestigen, deren leitende Unterlage geerdet ist, und an den Draht ein hohen Potential anzulegen, so daß eine Corona-Entladung zwischen der Drahtanordnung und der Platte stattfindet, die zur Ablagerung geladener Teilchen auf der Plattenoberfläche dient und damit deren elektrostatisches Ladungsniveau gegenüber dem Erdpotential erhöht.

Die xerographische Platte oder Trommel wird im Betrieb im allgemeinen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles in F i g. 2 rotieren, so daß die Abschnitte des Trommelumfangs, nachdem sie an der Ladungsvorrichtung 26 vorübergelaufen sind und gleichmäßig aufgeladen sind, unter einen Projektor 28 oder andere Mittel zur Belichtung der geladenen Platte mit der Kopiervorlage kommen. Nach der Aufladungsund Belichtungsstation durchläuft die Trommeloberfläehe eine Entwicklungsvorrichtung, die allgemein mit 29 bezeichnet ist. Diese Entwicklungsvorrichtung ist vom Kaskadentyp, der einen äußeren Behälter oder ein Gehäuse 31 umfaßt, das in seinem Boden einen Vorrat von Entwicklermaterial 32 enthält. Dieses Entwicklermaterial wird mittels mehrerer Förderbecher 33 auf einem endlosen umlaufenden Förderband 34 vom Behälterboden aufgenommen und über die Trommeloberfläche ausgekippt oder ausgestreut. Diese Entwicklungstechnik, die eingehender in dem US-Patent 26 18 552 und 26 18 551 beschrieben ist, verwendet ein Entwicklergemisch aus zwei Komponenten, das fein verteilte gefärbte Markierungspartikeln oder Tonersubstanz und wesentlich größere Trägerkügelchen enthält. Die Trägerkügelchen dienen sowohl dazu, den Toner am Zusammenballen zu hindern, als auch ihn aufzuladen aufgrund der relativen Stellung des Toners und des Trägermaterials in der triboelektrischen Reihe. Wenn die Trägerkügelchen mit den an ihnen haftenden Tonerpartikeln über die Trommeloberfläche ausgeschüttet werden, dann stoßen die von dem Ladungsmuster errichteten elektrostatischen Felder die Tonerpartikeln von den Trägerkügelchen weg und tragen somit zur Bildentwicklung bei. Die Trägerkügelchen zusammen mit allen für die Bildentwicklung nicht benötigten Tonerpartikeln fallen dann in den Boden des Behälters 31 zurück und das entwickelte Bild bewegt sich weiter, bis es mit einem Kopierband 36 in Kontakt kommt, das von zwei leerlaufenden Rollen 37 derart nach oben gegen die Trommeloberfläche gepreßt wird, daß sich das Band auch mit der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel fortbewegt. Eine Übertragungseinrichtung 38 ist hinter dem Band zwischen und in geringem Abstand von den beiden Rollen 37 angeordnet. Diese Vorrichtung ähnelt dem Plattenaufladungsmechanismus 26, 27 und arbeitet auch nach dem Corona-Entladungsprinzip. Diese Übertragungsvorrichtung ist mit einer Quelle hohen Potentials von gleicher Polarität wie die in der Aufladungsvorrichtung verwendete verbunden, so daß sie auf der Rückseite des Bandes 36 Ladung aufbringt, die von gleicher Polarität ist wie die Ladung auf der Trommel und damit von entgegengesetzter Polarität wie die für die Entwicklung der Trommel verwendeten Tonerpartikeln. Diese Ladung auf der Rückseite des Bandes 36 zieht die Tonerpartikeln von der Trommel ab, indem sie die Anziehungskraft zwischen den Partikeln und der Ladung auf der Trommel überwindet. An diesem Punkt soll festgestellt werden, daß mit der Erfindung viele andere Übertragungstechniken verwendet werden können. Zum Beispiel kann unmittelbar hinter dem Kopierband eine Rolle befestigt werden, die mit einer Quelle hohen Potentials, das dem der Tonerpartikeln entgegengesetzt ist, verbunden ist, oder das Kopierband selbst kann die Tonerpartikeln anziehen. Nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Band 36 läuft das Band unter einer Fixiervorrichtung 39 durch, die zur Einschmelzung oder permanenten Fixierung des Tonerbildes auf dem Band 36 dient. In dem vorliegenden Fall ist ein Fixierertyp mit Widerstandserhitzung dargestellt, obwohl auch andere in der xerographischen Technik bekannte Verfahren verwendet werden können, wie etwa die Behandlung des Tonerbildes mit Lösungsmitteldampf oder das Aufsprühen eines Überzuges auf das Tonerbild. Nach der Fixierung wird das Band zur späteren Verwendung auf eine Spule 41 aufgewickelt. Nach Durchlaufen der Übertragungsstation bewegt sich die Trommel weiter und läuft unter einer Reinigungsbürste 42 durch, die die Trommeloberfläche für einen neuen Arbeitszyklus vorbereitet

Wenn ein relativ grobes und billiges Rastermuster mit zwischen etwa 30 und 15 Linien/cm und noch weniger zusammen mit der neuen Platte verwendet wird, wird in der endgültigen Kopie ein Rastereffekt erzielt, weil das Ladungsmuster, wenn es durch das optische Raster auf der Plattenrückseite aufgespalten wird, so weit getrenn-

te Bezirke bildet, daß nach der Entwicklung ihre Aufspaltung mit bloßem Auge sichtbar wird. Feinere Raster mit bis zu 200 Linien/cm und mehr sind bestrebt, diesen Rastereffekt zu beseitigen. Das anhand von F i g. 2 beschriebene Gerät ist besonders vorteilhaft, da die Lichtquelle 24 abgeschaltet werden kann, wenn das System zum Kopieren von Strichvorlagen verwendet wird, und eingeschaltet für die Reproduktion von Vorlagen mit kontinuierlicher Tönung oder mit großen vollen schwarzen Flächen, wodurch bei Strichkopien jeglicher Rastereffekt vermieden wird. Wenn die Lichtquelle 24 abgeschaltet ist, verwandelt sich die Platte 19 hinsichtlich ihrer Wirkungsweise in eine gewöhnliche elektrophotographische Platte, die aus einer photoleitenden isolierenden Oberflächenschicht über einer leitenden Unterlage besteht, da das optische Raster keine oder nur eine geringe Wirkung auf das auf der Platte aufgebrachte Ladungsmuster hat. So kann auch ein relativ grobes Raster verwendet werden, ohne daß ein Rastereffekt auftritt, wenn das Gerät zur Reproduktion von Strichvorlagen verwendet wird, und sogar die Strichkopie mit einer Platte mit relativ feinem Raster wird durch Abschalten der Lichtquelle verbessert, da die starken Umrandungsfelder an den Rändern der Linien nicht aufgebrochen werden. Wie oben eingehender beschrieben, ist es nicht notwendig die Ladungsmuster von Strichvorlagen auf einer elektrophotographischen Platte zu unterteilen um etwa ihre Umrandungsfelder zu verstärken, da diese Ladungsmuster schmal genug sind, so daß ihre Umrandungsfelder ohnehin für elektrophotographische Entwicklung geeignet sind. Der Benutzer des Gerätes nach F i g. 2 kann folglich eine volle Strichkopie erzielen mit einer guten Strichschärfe und ohne jegliche Halbtöne, oder kann nur durch Anschalten der Lichtquelle 24 die Grauskalenwiedergabe der Platte stark ausweiten, um so Originale mit kontinuierlicher Tönung vollkommener wiedergeben zu können und gleichzeitig die volle und gleichmäßige Reproduktion von Originalen mit großen vollen schwarzen Flächen zu ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographische Kopiervorrichtung mit einer elektrostatischen Aufzeichnungsfläche mit einer Unterlagsfläche, einer darauf angeordneten Elektrodenschicht sowie einer hierauf aufgebrachten Photoleiterschicht, bei der zur Erzeugung eines Tonerbildes die Photoleiterschicht gleichmäßig elektrostatisch aufladbar, von der Seite der Photoleiterschicht mit einem zu reproduzierenden Bild belichtbar, und das so erhaltene elektrostatische latente Bild mit einem Tonerpulver entwickelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Unterlagsfläche (12) aus einem durchsichtigen Material besteht,

b) in der Elektrodenschicht (14) ein Raster aus einer Vielzahl von abwechselnd optisch durchsichtigen und undurchsichtigen Bereichen ausgebildet, oder zwischen der durchsichtigen Elektrodenschicht (14) und der Unterlagsfläche (12) eine zusätzliche, einen Raster aus einer Vielzahl von abwechselnd optisch durchsichtigen und undurchsichtigen Bereichen aufweisende Maskenschicht (13) vorgesehen ist, und

c) auf der der Unterlagsfläche (12) zugewandten Seite der elektrostatischen Aufzeichnungsfläche (11) eine wahlweise betätigbare Lichtquelle (18) zur gleichmäßigen Belichtung der Aufzeichnungsfläche vorgesehen ist.

2. Elektrophotographische Kopiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht (14) eine Dicke von weniger als 1 μΐη aufweist.

3. Elektrophotograpbische Kopiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiektrodenschicht (14) aus einem Material mit einem kleineren spezifischen Widerstand als 10¹⁰Ohm - cm besteht.

4. Elektrophotographische Kopiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsfläche (11) aus einem endlosen Band besteht.

5. Elektrophotographische Kopiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsfläche (11) aus einem Zylinder besteht, in dessen Inneren die wahlweise betätigbare Lichtquelle zur gleichmäßigen Belichtung der Aufzeichnungsfläche angeordnet ist.