DE7417732U - Elektrophotographische vorrichtung zum bildmaessigen aufladen isolierender flaechen - Google Patents

Description

L, Patentanwälte:

TlEDTKE - BüHLING " KiNKBf GrUPE"' ;' Dipl.-Ing.Tledtke

Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.: (0 89) 53 96 53-56 Telex: 5 24 845tipat cable. GermaniaDatent München 20. September 1977

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B 604 3/Canon case 4 54

Canon Kabushiki Kaisha
Tokyo, Japan

Elektrofotografische Vorrichtung zum bildmäßigen Aufladen isolierender Flächen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrofotografische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Bei einer in der DT-OS 1 497 O£6 beschriebenen elektrofotografischen Vorrichtung dieser Art, die ein Steuergitter aus einem leitenden Kern verwendet, dessen eine Seite mit einer fotoleitfähigen Halbleiterschicht überzogen ist, werden die Bildbelichtung und die Ionenstrommodulation gleichzeitig durchgeführt. Voraussetzung hierfür ist jedoch ein durchsichtiges bzw. reflektierendes Aufzeichnungsmaterial. Das 3ildlicht erreicht die fotoleitfähige Schicht des Steu-

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ergitters also nicht direkt, sondern indirekt, so daß die erreichbare Bildschärfe nicht sehr hoch sein kann. Außerdem ist es schwierig, die fotoleitfähige HalbleiLerschicht auf ein ausreichend hohes Potential zu laden, was sich ebenfalls mindernd auf die Qualität und insbesondere den Kontrast des Lar?!!!T' = hi 1 Af, auf dem isolierenden Aufzeichnunusmaterial auswirkt. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt schließlich darin, daß die Bildbelichtungseinrichtung stets auch dann im Betrieb sein muß, wenn von einer Vorlage eine Vielzahl von Kopien hergestellt werden soll.

Eine weitere bekannte elektrofotografische Vorrichtung gemäß der DT-AS 1 522 532 arbeitet mit einem Steuergitter, das aus einem leitenden Träap.rgitter besteht, das auf der einer Koronaentladungseiektrode zugekehrten Seite von einer Schicht aus einem fotoleitfähigen Material bedeckt ist, während die andere Gitterseite mit einer Isolierschicht bedeckt ist. Zunächst wird die Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht des Steuergitters mit Hilfe der Koronaentladungseiektrode aufge-

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dieser erzeugt. Dieselbe Koronaentladungseiektrode wird dazu benutzt, nach oder während der bildmäßigen Belichtung der fotoleitfähigen Schicht einen Ionenstrom zu erzeugen, der bei seinem Durchtritt durch das Steuergitter bildmäßig differenziert wird und ein Ladungsbild auf einem isolierenden Aufzeichnungsmaterial ausbildet. Die bildmäßige Differenzierung des Ionenstroms erfolgt dadurch, daß zusätzlich zu dem das Ladungsbild tragenden Steuergitter ein Schirmgitter zwischen Steuergitter und Koronaentladungseiektrode vorgesehen ist, und daß die Potentiale des Kerns des Steuergitters und des Schirmgitters so gewählt werden, daß das elektrische Feld zwischen dem Steuergitter und dem Schirmgitter in den belichteten und unbelichteten Bereichen entgegengesetzt gerichtete Gradienten aufweist. Die Ionen können deshalb mittels dieses elektrischen Feldes in denjenigen Bereichen, in denen sie durch das Steuergitter treten sollen, beschleunigt und in den anderen Bereichen zur Umkehrung ihrer Bewegungsrichtung veran-

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laßt werden. Durch das Erfordernis eines zusätzlichen Schirmgitters zur Erzeugung eines elektrischen Feldes mit ^; entgegengesetzt gerichtetem Gradienten in den belichteten ; und unbelichteten Bereichen ergibt sich eine relativ kompli- j ι zierte Konstruktion der bekannten Vorrichtung. Darüberhinaus !

muß der luiienstxuiii, der bildmäßig differenziert werden soll, E sehr genau dosiert werden, da überschüssige Ionen den Kontrast des Ladungsbilds auf dem Steuergitter durch Ladungsausgleich abklingen lassen, so daß die Zahl der mit Hilfe eines Ladungsbilds auf dem Steuergitter herstellbaren Ladungsbilder auf dem Aufzeichnungsmaterial sehr begrenzt ist.

Schließlich arbeitet eine in der DT-OS 1 957 403 beschriebene bekannte Vorrichtung mit einem umlaufenden endlosen Steuergitter, auf dem ein dem Vorlagenbild entsprechendes Ladungsbild ausgebildet wird. Dieses Ladungsbild auf dem endlosen Steuergitter gelangt in eine Druckstation,- in der mit Hilfe eines Beschleunigungsfeldes geladene Farbteilchen durch das Steuergitter hindurch auf ein Aufzeichnungsmaterial strömen, wobei die Farbteilchenströmung beim Durchgang durch das endlose Steuergitter bildmäßig moduliert wird. Das Steuergitter besteht aus einem mit einem üblichen Isolierwerkstoff oder einem Fotoleiter beschichteten Leiter, wobei sich die für den Durchgang der - ,

Farbstoffteilchen dienenden öffnungen in Koinzidenz durch beide Schichten des Gitters erstrecken. Es wird das Entstehen entgegengesetzter elektrostatischer Ladungen auf entgegengesetzt liegenden Oberflächen der Fotoleiterschicht ausgenützt, wodurch eine Ladungs-Doppelschicht erzeugt wird, die innerhalb der öffnungen sperrende und nicht-sperrende Randfelder hervorruft. Diese Randfelder werden bei. der BiIdbelichtung des Gitters in den hellen Bildbereichen durch die dort eintretende Leitfähigkeit des Fotoleiters und den damit verbundenen Ladungstransport abgebaut, so daß das Gitter in

35den hellen Bildbereichen durchlässig ist, während es den Farbteilchenstrom in den dunklen Bildbereichen nicht durchläßt.

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Dies> hat den wesentlichen Nachteil, daß ohne besondere zusätzliche Maßnahmen stets ein Umkehrdruck erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrofotografische Vorrichtung der im Oberbegriff der Schutz-

qualitativ hochwertiges Ladungsbild auf der isolierenden Fläche erzeugen läßt und sich insbesondere zum Vielfachkopieren gut eignet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den kennzeichnenden Teilen der Schutzansprüche 1 und 2 angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß erstreckt sich somit die fotoleitfähige Schicht auch über die sich in den Gitteröffnungen gegenüberstehenden Bereiche des Gitterkerns oder diese Bereiche des Gitterkerns sind mit einer Isolierschicht beschichtet. Auf diese Weise lassen sich im Bereich der Gitteröffnungswandungen Ladungen derart festhalten, daß sie auch während der sich an eine vorherige gleichmäßige Aufladung des Steuergitters anschließenden Bildbelichtung zur Ausbildung des Ladungsbildes auf dem Steuergitter in den hellen Bildbereichen nicht in den elektrisch leitenden Gitterkern abgeführt oder ausgeglichen werden. Die nacn der Bildbelichtung im Bereich der Gitteröffnungswandungen erhalten bleibenden Ladungen an der fotoleitfähigen Schicht oder der Isolierschicht bilden nun ein elektrisches Feld aus, das innerhalb der Gitteröffnungen entgegengesetzt dem Feld gerichtet ist, das infolge der Aufladung des Steuergittets vor der Bildbelichtung innerhalb der Gitteröffnungen wirksam ist und in den dunklen Bildbereichen auch nach der Bildbelichtung noch wirkt. Bei Verwendung einer Koronaentladungseinrichtung entsprechender Polarität kann also ein Koronaionenstrom durch das Steuergitter hindurch auf die aufzuladende Fläche gerichtet werden, der die im dunklen Bildbereich liegenden Gitteröffnungen passieren kann, nicht

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jedoch die im hellen Bildbereich liegenden Öffnungen des Steuergitters, so daß ein Positiv des Vorlagenfailds als Ladungsbilds auf der aufzuladendem Fläche erhalten wird. Gegenüber den bekannten Vorrichtungen, bei denen die Steuerwirkung ausschließlich aufgrund von Komponenten elektrischer Felder zwischen dem Steuergitter und dem Aufzeichnungsmaterial oder einem gesonderten Eichiringitter erzielt wird, vermag das erfindungsgemäß ausgebildete Steuergitter die Ionenstrommodulation allein aufgrund von elektrischen Ladungen bewirken, die bei der Bildung des Ladungsbildes auf dem Steuergitter abgelagert werden. Hierdurch ergibt sich prinzipiell die hohe Qualität des auf der isolierenden Fläche auszubildenden Ladungsbilds und die Eignung des Steuergitters, die Ionenstrommoaulation zum Erhalt einer Mehrzahl von Kopien einer Vorlage mehrfach durchzuführen, ohne daß eine weitere Bildbelichtung erforderlich wird.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Steuergitter mit der beschichteten Seite der aufzuladenden Fläche gegenübergestellt und die Koronaionenstromquelle auf der unbeschichteten Seite des Steuergitters angeordnet. Hierdurch wird eine Verschlechterung des erläuterten Ladungsbildes auf dem Steuergxtter durch Anlagerung überschüssiger Koronaionei weitgehend vermieden, da überschüssige Ladungen stets in den der Koronaentladungsquelle zugewandten leitenden Gitterkern abgeleitet werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch bei Erstellung einer Vielzahl von Kopien unter Verwendung eines einzigen Ladungsbilds auf dem Steuergitter praktisch keine Qualitätsminderung auftritt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

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Dij Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeich nung näher erläutert.

Hg. 1 bis 3 veranschaulichen die Schritte zur Aus

bildung eines elektrostatischen Ladungsbildes unter Verwendung eines Steuergitters;

Fig. Jj und 5 zeigen vergrößerte perspektivische Ansichten von Pusführungsformen des verwei.- ie-

ten Steuergitters;

Fig. 6 und 7 zeigen vergrößerte Querschnitte von Ausführungsformen des Steuergittars;

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Fig. 8 und 9 zeigen elektrofotografische Vorrichtungen, die ein Steuergitter verwenden; und

Fig. 10 zeigt vergrößerte Querschnitte verbesserter 2n . Ausführungsformen des bei dem elektrofoto

grafischen Verfahren gemäß den Fig. 1 bis 3 verwendeten Steuergitters.

Nachstehend wird das auf dem Steuergitter erzeugte elektrostatische Ladungsbild als primäres Ladungsbild und das auf dem isolierenden Aufzeichnungsmaterial durch einen durch das primäre Ladungsbild modulierten Ionenstrom erzeugte Ladungsuild als sekundäres Ladungsbild bezeichnet.

j 30 Fig· 1 "is 3 zeigen ein Beispiel für ein Verfahren

':■ zur Erzeugung eines Ladungsbildes auf einem isolierenden

J AufZeichnungsmaterial unter Verwendung eines Steuergitters.

J Fig. 1 zeigt die Vorladung des Steuergitters, Fig. 2 den

j bilduelicritungüschritt und Fig. 3 die Bildung des sekundären

Ladungsbildes. Der die Basis des Steuergitters 1 gemäß Fig. 1 bildende elektrisch leitende Kern 2 besitzt eine große Anzahl

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feiner Öffnungen und wird entweder durch Ätzen oder Elektroplattieren einer metallischen Platte aus Silber, Kupfer, Messing oder dergl. oder durch V/eben eines Netzes aus feinen Drähten der genannten Metalle hergestellt. Im Fall der Verwendung des Steuergittters zum elektrofotografischen Kqpier.en

2 in Büros sind 1600 bis 25600 Maschen/cm geeignet.

Auf dem so hergestellten leitenden Kern 2 wird durch Sprühen, Vakuumverdampfen oder Zerstäuben von einer Seite eine Schicht entweder aus einer harzgebundenen anorganischen fotoleitfähigen Substanz wie Selen, Selen-Zinkoxidlegierung, CdS oder Bleioxid usw. oder aus einer organischen fotoleitfähigen Substanz gebildet. Der elektrisch leitende Kern 2 des Steuergitters 1 ist elektrisch zusammenhängend,wobei auf einer Seite des Steuergitters 1 ein Teil des leitenden Kerns 2 von der fotoleitfähigen Schicht 3 nicht bedeckt ist. Das so aufgebaute Steuergitter 1 wird vorzugsweise von der Seite der fotoleitfähigen Schicht 3> die als Aufzeichnungsträger wirkt, mit einer geeigneten Polarität vorgeladen, die den Eigenschaften der fotoleitfähigen Schicht 3 angepaßt ist. Für die Vorladung ist ein KoronaentIaQ^r geeignet. Es kann jedoch jede andere herkömmliche Ladeeinrichtung wie beispielsweise eine Walzenelektrode verwendet werden. Diese Vorladung führt zu der in Fig. 1 gezeigten Ladungsverteilung auf der Ladeseite des Steuergitters 1 und ihrer Nachbarschaft. Und zwar wird das Steuergitter 1 durch die Koronadrähte eines Koronaentladers positiv geladen. Es ist jedoch auch möglich, das Gitter negativ aufzuladen. Weiterhin kann die Vorladung gleichzeitig von beiden Seiten des Steuergitters 1 erfolgen.

Fig. 2 zeigt die bildmäMge Belichtung des vorgeladenen Steuergitters gemäß dem bild der Vorlage. Bei diesem Schritt wird entweder eine Schlitzbelichtung oder eine Ganzflächenüelichtung unter Verwendung von Licht durchgeführt, das durch die Vorlage hindurchtritt oder von dieser reflektiert wird, bei gewöhnlichen Kopiergeräten wird sichtbares Licht zur Projektion des Vorlagenbilds auf das Steuergitter

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verwendet. Es können jedoch auch Ultraviolettstrahler Röntgenstrahlen oder Infrarotstrahlen verwendet w. rden, uurch die die fotoleitfähige Schicht 3 aktiviert wird. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 erfolgt die bildmäßige Belichtung mit Licht, das durch die Vorlage hindurchtritt. Die Vorlage ist mit H bezeichnet, während der Pfeil5 das von einer nicht gezeigten Lichtquelle erzeugte Licht bezeichnet. D zeigt eine Dunkelfläche und L eine Hellfläche. Durch die Bildbelichtung nimmt der Widerstand der fotoleitfähigen Schicht 3 des Steuergitters 1 im bereich der Hellfläche L ab, so daß die Oberflächenladung verschwindet. Im Bereich der Öffnungen des St-euergitt-ers verbleibt jedoch auch im Bereich der Ksllflache L Ladung auf der fotoleitfähigen Schicht 3, da die Lichtmenge in diesem Abschnitt nur klein ist. Im Bereich der Dunkelfläche D bleibt der Widerstand aer fotoleitfähigen Schicht 3 des Steuergitters 1 unverändert, so daß sich an dem durch die Vorladung erzeugten Ladungszustand nichts ändert. Durch die Vorladung und die Bildbelichtun g wird damit ein Ladungsbild auf dem Steuergitter 1 erzeugt, das sog. primäre Ladungsbild, das dem Bild der Vorlage entspricht. Zur Erzeugung dieses primären Ladungsbildes können diese beiden Schritte gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge entsprechend den Eigenschaften der fotoleitfähigen Schicht 3 des Steuergitters 1 durchgeführt werden.

Fig. 3 zeigt die Erzeugung des Ladungsbildes auf dem

isolierenden Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung des Ladungsbildes, das in der vorstehend beschriebenen Weise auf dem Ster.ergitter 1 erzeugt wurde. In Fig. 3 ist mit 6 ein Koronadraht eines Koronaentladers bezeichnet, und ία it 7 ein Aufzeichnungsmaterial aus einer leitenden Schicht 9 und einer aufladbaren Schicht 8 beispielsweise aus einem Isoliermaterial. Dem Aufzeichnungsmaterial 7 wird bei diesem Schritt über das aas primäre Ladungsbild tragende Steuergitter 1 e-in Ionenstrom zugeführt, dessen Polarität der der Vorladung entgegengesetzt ist und der durch eine Gleichstrcm-oder Wechselstrom-

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Koronaentladung von dem Koronadraht 6 erhalten wird. Gemäß Fig. 3 wird eine negative Koronaentladung angewendet. Mit Hilfe der elektrischen Spannungsquelle 10 und 11 wird das Potential von dem Koronadraht 6 zum Aufzeichnungsmaterial 7 hin in positiver Richtung stärker. Im Bereich der Hellfläche

sehen den Bereichen der Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht 3, wo Ladung vorliegt_} und den Bereichen, wo keine Ladung vorliegt, ein elektrisches Feld ausgebildet, das den negativen lonenstrom bremst. Andererseits liegt im Bereich der Dunkelfläche D auf der gesamten Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht 3 Ladung vor, so daß ein den Koronaionenstrom verhinderndes elektrisches Feld nicht besteht. Das den lonenstrom bewirkende elektrische Feld ist durch die elektrischen FeId-

l'j linien 12 in Fig. 3 gezeigt. Es soll angemerkt werden, daß die Feldlinien in der Darstellung gemäß Fig. 3 entgegen der üolichen Darstellungsweise vom negativen Potential zum positiven Potential verlaufen, so daß sich die Koronaionen in Pfeilrichtung bewegen. Demzufolge erreicht der Korcnaionenstrom von dem Koronadraht 6 im Bereich der Dunkelfläche D des Steuergitters 1 das Aufzeichnungsmaterial 7, wobei er durch das an die leitende Schicht 8 angelegte Vorpotential angezogen wird. Im Bereich der Hellflache L des Steuergitters fließt der gesamte lonenstrom in den freiliegenden elek-

25triscn leitenden Kern 2 und die Kacnbarschaft der öffnungen des Steuergitters 1 und erreicht das Aufzeichnungsmaterial 7 nicnt. Dadurch wird auf dem Aufzeichnungsmaterial 7 ein Ladungsbild erzeugt, uas sog. sekundäre Ladungsbild, das mit den-, primären Ladungsbild auf dem Steuorgitter 1 übereinstimme.

30^3 ist euenfails möglich, das sekundäre Ladungsbild dadurch auszuüilden, ua.il man eine Viechseispannung an den Koronadraht b anlegt, anstatt eine Entladung mittels eines Korcnaionenstroms einer Polarität durchzuführer.. In diesem Fall erreichen Koronaionen negativeruna positiver Polarität das Steuergitter

3p1. Durch die Vorspannungswirkung der Spannungsquelle 11 erreichen jedoch nur die negativen Koronaionen das Aufzeichnungsmaterial 7- Daher wird wie im Falle der Anwendung einer

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negativen Gleichspannungü.-coronaentlaüung ein sekundäres Ladungsuild notier Qualität erzeugt. Durch Verwendung einer Wechoelstromkoronaentladung wird der Wirkstrom, der die Differenz zwischen dem positiven Strom und dem negativen Strom des Wechselstroms darstellt, vermindert. In der Nachbarschaft der öffnungen des iJteuergitters entsprechend der HeIli'lacne des Vorlagenbilds werden negative und positive Ströme zugeführt, wobei es nicht so leicht wie im Fall der Zuführungeines Koronaionengleichstroms, möglich ist, daß die Ladung an den Öffnungen gelöscht wird. Im Bereich der iiellflache L wird ein Ionenstrom verhindert, so daß ein trübungsfreies Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 8 ausgebildet wird. Das sichtbar gemachte sekundäre bild hat daher einen starken und klaren Kontrast. Im Fall einer Wechselstromkoronaentladung ist es zur Regulierung des Verhältnisses der negativen und positiven Komponenten des der Koronaentladungselektrode zugeführten Stroms möglich, der Wechselspannung eine geeignete Vorspannung zuzufügen oder in eine der Komponenten einen elektrischen Widerstand einzusetzen.

Ein Umkehrbild wird auf folgende Weise erhalten. Wenn die Polaritäten der Spannungsquellen 10 und 11 in den HeIl- und Dunkelflächen umgekehrt werden, werden elektrische Felder gebildet, die positive Koronaionen zu dem freiliegenden leitenden Kern 2 des Steuergitters richten. Daher können die positiven Koronaionen nicht durch das Steuergitter 1 hindurchtreten. Durch Schwächung der Vorladung des Steuergitters 1 oder Vergrößerung der Lichtmenge bei der Bildbelichtung oder durch gleichförmige belichtung des Steuergitters 1 von der Seite des leitenden ?Cerns 2 oder durch Anwenden einer Wechselstromkoronaentladung oder Anwenden einer Koronaentladung mit uer Vorladung entgegengesetzter Polarität verschv/indet das eleKtrische peld des Steuergitters 1 im bereich der Hellfläche, so daß der Durchgang der positiven Koronaionen zur Erzeugung -ze eines Umkehrbilds der Vorlage möglich wird, bei der zur Erzeugung des sekundären Ladungsbilds verwendeten Koronaentla-

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dung Kann es sicii um eine Gleichstrom-oder 'Wechselstromentla- !

I Qung handeln. ;

Das Steuergitter 1 muß die folgenden Bedingungen er- ; füllen. Auf der Seite des Steuergitters 1 wo der Koronaent- ^! lader Z.UX- Diidung des sekundären Laüungsbilds angeordnet ist-, darf \ die fotoleitfähige Schicht 3 den leitenden Kern 2 nicht ί bedecken. Die Grür.je hierfür sind folgende: Der durch das \ Steuergitter 1 hindurchtretende Ionenstrom kann einen sehr \ kleinen Wert hauen; da der durch den Koronaentlader erzeugte I Koronaionenstrom jedoch einige zehnmal größer sein kann als j dieser Wert, sollte der über das notwendige Maß hinausgehen- ( de Koronaionenstrom entfernt werden, bevor er das Aufzeich- i nungsmaterial 7 erreicht, damit ein stabiles Bild erhalten [ wird. Da aber der leitende Kern 2 des Steuergitters 1 gegenüber der Koronaentladungselektrode freiliegt und Ionen in den leitenden Kern 2 abfließen, kann die überschüssige Strommenge entfernt werden. Dur cn den noronaionenstrom kann es ferner : so seinj daß das Isoliermaterial der fotoleitfähigen Schient

zuerst geladen wird, so daß das Lad',· ~_v sbild auf der fotoleitenden Schicht 3 des Steuergitters 1 in kurzer Zeit zerstört , wird. In bestimmten Fällen kann auch ein getrübtes sekundäres

\ ladungsbild erhalten werden, da die Ladung in der Polarität

des Ionenstroms gebildet wird, um den Durchgang des Ionen-2fj Stroms zu fördern. Im Falle der Anwendung eines Wechselstrom-Koronaionenflusses zur Bildung des sekundären Ladungsbildes

_:: wird das Isoliermaterial nicht geladen, so daß die genannte

.■ Bedingung nicht notwendig ist.

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] Fig· ¹J zeigt ein Steuergitter 15, bei dem der leiten-

de Kern 13 aus leitenden dünnen Drähten aus korrosionsfestem Stahl oder dergl. besteht, die eine fotoleitfähige Schicht 14

r tragen. Fig. ρ zeigt ein Steuergitter 18 aus einer leitenden

Platte 16, beispielsweise aus Kupfer, die mit einer Anzahl von kleinen Öffnungen versehen und mit einer fotoleitfähigen Schicht 17 beschichtet ist.

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Die Fig. 6 ^und 7 veranschaulichen das Verfahren zur Herstellung der Platte Ib durch Ätzen und zeigen unterschiedliche Querschnitte desGitters 18. In diesen Figuren stellen die trapezförmigen Teile desGitters 18 den leitenden Kern l6 dar, der durch Oxidierung des Oxidiermittels im Fall des Ätzens der Metallplatte gebildet ist. Das fotoleitfähige Material ist ϋίϊΓ der» leitenden ixerπ Iu goscnichOeL und umgibt dessen Seiten, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Dies wird durch Verdampfung aus Trägerrichtung erreicht oder durch Sprühen der Verdampfungssubstanz infolge verbliebener gasförmiger Moleküle. Im Fall der Ausführung nach Fig. 6 liegt der Abschnitt der Öffnung des Steuergitters 18. beim Belichtungsschritt im Schatten des leitenden Kerns 16.,So daß die Ladung in diesem Abschnitt verbleibt. Demzufolge wird ein stabiles Kopiebild hoher Qualität erhalten, wenn das beschriebene Verfahren unter Verwendung des Steuergitters 18. nach Fig. 6 durchgeführt wird. Wird der Schirm 18p gemäß Fig. 7 verwendet, bei dem die fotoleitfähige Schicht 17o ^au? einer Seitenoberfläche des leitenden Kerns 162 vorgesehen ist, wird die infolge der Vorladung auf der fotoleitfähigen Schicht 17₂ vorhandene Ladung bei der bildoelichtung abgeleitet, so daß es schwierig ist, ein. schleierfreies Bild zu erhalten. Dies zeigt auch die Tatsache, daß die Ladung auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht an der Seitenfläche des Steuergitters , v/o die Koronaionen hindurchtreten, den Koronaionenstrom steuert. Zum Erhalt eines Kopiebilds bei Verwendung des Steuergitters l8_? sollte daher die Bildbelichtungslichtmenge auf die Hälfte oder ein Drittel derjenigen vermindert werden, die bei dem Steuergitter l8. uenutzt wird. Dadurch kann ebenfalls ein sekundäres Ladungsbild erhalten werden, obwohl es infolge der Differenz in den Ladungsmengen an der Führungskante und der Seitenoberfläche der fotoleitfähigen Schicht 172 ^{zur Scnle}i^er" bildung neigt.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen wird das sekundäre Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 7 ausgebildet, das der Seite des Steuergitters 1 zugewandt ist, die bild-

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mäßig oelichcet wurde.

i.achsteaend wird der Fall beschrieben, daß das Aufzeichnungsmaterial 7 der Seite des Steuergitters zugewandt angeordnet wird, die der belichtungsseite gegenüberliegt. Wenn das sekundäre Ladungsoild durch Zufuhr des Koronaionenstrcms von der Leiichtungsseite gebildet v/ird, wird eine schwache Koronaentladung mit der Polarität des primären Ladungsbiids verwendet, so daß aas auf diese Weise auf dem Aufzeichnungsmateriai 7 erzeugte sekundäre Ladungsbild ein Negativbild des primären Ladungsbilds ist. Dies kann dadurch verursacht werden, daß die Koronaiönen im dunklen Bereich infolge der aostoßenden Wirkung der im dunklen Bereich auf dem Steuergitter 1 sitzenden Koronaionen derselben Polarität nicht durch in das Steuergitter hindurchtreten können, so daß ein I^egativDild auf dem Aufzeichnungsmaterial 7 erzeugt wird. Wenn eine Koronaentladung mit einer gegenüber der des primären Ladungsbilds auf dem Steuergitter 1 entgegengesetzten Polarität verwendet wird, wird ein unklares Umkehrbild oder ein Direktbild . geringen Kontrasts als sekundäres Bild auf dem Aufzeicnnungsmaterial ausgebildet. Die Koronaionen mit der gegenüDer der Vorladung entgegengesetzten Polarität werden im dunklen bereich zur Ladung auf dem Steuerg:' Lter 1 gezogen, wobei jedoch in der Ijähe der öffnungen des Steuergitters 1 das bremsende elektrische FeIa gebildet wird, so daß aas sekundäre -Ladungsbild ein unklares Umkehrbild oder ein Direktbild mit niedrigem Kontrast v/ird. Ferner muß in dem Fall, daß das Aufzeichnungsmaterial der der Belichtungs seite gegenüberliegenuen Seite des Steuergitters zugewandt ist, und daß das Steuergitter in endloser Form beispielsweise als Trommel o^er band ausgebildet ist, das optische System oder das Aufzeicnnungsnaterial innerhalb des Steuergitters angeordnet sein, was das Gerät komplex und unhandlich macht.

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Im Fc_genden wird ein Beispiel zur Bildung eines Ladungsbildes nach dein beschriebenen Verfahren erläutert.

Das. Steuergitter wird unter Verwendung eines Netzes ^ 6400 Maschen/cm aus Korrosionsfest en Stahldrähten gebildet. Das Netz wird durjn Vakuumverdampfung mit amorphem Selen bescnichtet, wobei die maximale Stärke der auf diese Weise gebildeten fotoleitfähigen Schicht 60 μ beträgt. Zur gleichmäßigen positiven Aufladung der fotoleitfähigen Schicht wird diese im Dunkeln einer Koronaentladung von + 6 kV ausgesetzt.

Die fotoleitfänige Schicht wird für· etwa 0,2 Sekunden mit einer 10-Lux-Wolfram-Lampe bildbelichtef. Dann wird von der uer bildbelichtung gegenüberliegenden Seite eine Koronaentladung von -okV, also gegenüber der Vorladung entgegengesetzte: Polarität, mittels des Koronaentladers durch das Steuergitter hindurch dem Aufzeichnungsmaterial zugeführt. Der Abstand zwischen dem Steuergitter und dem Aufzeichnungsmaterial beträgt 3 ram, wobei das Steuergitter an Masse und das Aufzeichnungsmaterial an einer Spannung von +2kV liegt.

Das so auf dem Aufzeichnungsmaterial gebildete Ladungsbild wird durch Naßentwicklung sichtbar gemacht. Das entwickelte bild ist schleierfrei und hat einen hohen Kontrast sowie hohe Qualität.

Die Fig. 8 und <j zeigen Geräte zur Durchführung des beschriebenen elektrofotografischen Verfahrens. Bei dem in Fig. S gezeigten elektrofotografischen Gerät 19 it>L das Steuergitter 20 ein Endlosband, das auf seiner Außenseite eine dicke fotolsitfänige Schicht aufweist, während der elektrisch leitende Kern an der Innenseite des bands freiliegt. Das Steuergitter läuft auf mit Masse verbundenen leitenden '.valzen ."¹I und 22, so daß der leitende Kern deü Gitters mit diesen in Berührung

■je stelit. Durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung wird das Steuergitter in Pfeilrichtung in Umlauf gesetzt. Es wird

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durch den KoronaentlaJer 23 vorgeladen und dann mittels eines optischen Systems 2^ auf der Gitterseite entsprechend der Vorlage 26 bildbelichtet, v/o die äicke fotoleitfähige Schicht vorliegt. Das Gteuergitter 2O₃ auf dem auf diese Weise das primäre Ladungsbild ausgebildet wurde, wird dann mittels des innerhalb des Steuergitters angeordneten Koronaentladers 27 einem Koronaionenstrom mit einer zur Vorladung entgegengesetzten Polarität ausgesetzt, und läßt diesen modifiziert zum Aufzeichnungsmaterial 28 passieren, das synchron mit dem Steuergitter 20 bewegt wird. Dabei wird das sekundäre Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial ausgebildet, das auf einer leitenden Walze 29 läuft, an der eine Vorspannung anliegt und. die auf der dem Koronaentlader 27 gegenüberliegenden- Seite des Steuergitters 20 angeordnet ist. Das Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 28 wird durch die Entv/icklungseinrichtung 30 entwickelt und das entwickelte Bild durch die Fixiereinrichtung 31 fixiert, womit die Kopie fertiggestellt ist. Die Walze 32 wird zur Zufuhr von Papier als Aufzeichnungsmaterial 28 verwendet, r.as von den Walzen 33, 3^ und 35 v/eitertransportiert wird, bei diesem P-erät wird also das sekundäre Ladungsbild direkt auf dem Aufzeicnnungsmateriai bzw. Aufzeichnungspapier ausgebildet.

Das in Fig. 9 gezeigte Gerät unterscheidet sich von 5 dem Gerät nach Fig. 8 darin, daß das sekundäre Ladungsbild nicht direkt auf dem Kopiematerial ausgebildet wird. Bei dem in Fig. 9 gezeigten Gerät 36 ist das Steuergitter 37 trommeiförmig ausgebildet, wobei die freiliegende Oberfläche des leitenden Kerns auf der Innenseite des Steuergitters 37 angeord- \ net ist. Das Steuergitter 37 wird durch ein nicht gezeigtes \. Antriebssystem in Umlauf versetzt. Es erhält auf seiner die \ fotoleitfänige Schicht aufweisenden Seite eine Vorladung mittels des Koronaentladers 38 und wird dann entsprechend der Vorlage 45 auf der vorgeladenen Seite bildbelichtet. Hierzu dient ein optisches System Ό mit Spiegeln 39, ^O und ¹Jl, einem Objektiv ^l\2 und einer Lampe k^ zum Beleuchten der Vorlage τ5. Das auf diese Weise auf dem Steuergitter 37 ausgebildete

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primäre Ladungsbild wird einem Koronaionenstrom von einerr. Koronaentlader 46 mit einer gegenüber der Vorladung entgegengesetzten Polarität ausgesetzt, so daß auf einer Trommel k'J, die eine isolierende Oberfläche hat und gegenüber dem Koronaentlader HS angeordnet ist, das sekundäre Ladungsbild ausgebildet wird. Dabei wird eine vorbestimmte Spannung an das Steuergitter 37 angelegt.

Das Ladungsbild auf der Trommel 47 wird durch einen Magnetbürstenentwickler 48 entwickelt, üas entwickelte Bild erhält mit Hilfe eines Hachladers ^;ί9 eine Nachladung und wird dann auf herkömmliches rapier 50 a.i^s bildempfangsmaterial übertragen. Das Bild auf dem Papier 50 wird dann zur Fertigstellung der Kopie fixiert. In Fig. 9 bezeichnet 52 eine WaI-ze zur Zufuhr von Kopierpapier, 53 eine übertragungswalze, 54 eine Reinigungseinrichtung und 55 einen Koronaentlader zur Beseitigung des Ladungsbildes auf der Trommel 47 nach der Bild übertragung.

Fig. 10 zeigt eine Weiterbildung des Steuergitters gemäß Fig. 1/ Wenn die fotoleitfähige Schicht 3, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, derart vorgesehen ist, daß der leitende Kern 2 des Steuergitters 1 an einer' Seite des Steuergitters freiliegt und die Ladung an den Öffnungen einer starken BiIdbelichtung ausgesetzt wird, vermindert sich der Widerstand der fotoleitfähigen Schicht 3 in der Nachbarschaft der Öffnungen und die Ladung wird abgeleitet. Wenn das sekundäre EiId unter diesen Bedingungen erzeugt werden soll, ist die Bremsung des lonenstroms nicht ausreichend, so daß ein Echleierbehaftetes sekundäres Ladungsbild erhalten wird. Dieses Problem wird durch die in Fig. 10 gezeigten Steuergitter gelöst, bei denen die fotoleitfähige Schicht auf einer Seite des leitenden Kerns in ähnlicher V.'eise wie nach Fig. 1 vorgesehen ist und die im wesentlichen die Öffnungen des-Steuergitters bildenden Seitenflächen des leit°nden Kerns oder deren Kachbarschaft mit einer Isolierschicht beschichtet sind, Bei

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diesem verbesserten Steuergitter liegt der leitende Korn auf der der fotoleitfähigen Schicht gegenüberliegenden Seite des Gitters frei, bie Fig. 10a, lob, lOc und 1Od zeigen vergrößerte Querschnitte des Steuergitters. Der leitende Kern bl gemäß Fig. 10a besteht aus einer metallischen Platte, die an ihrer· einen Seite rreätzt ist. Der leitende .Kern 6l gemäi?.· Fig. IUu erhält den gezeigten Querschnitt, wenn die Platte von beiden Seiten geätzt oder elektroplattiert oder mit Laserstrahlen oearueitet wird. Die Fig. 10c und 1Od zeigen leitende Kerne 6b und Cy, die aus feinen Metalldrähten bestehen. Lie f otoleitf äiiigen _:hichten 58, tu2,66 und 70 der Steuergitter 36, 60, G^ und 68 bestehen aus ähnlichen Substanzen, wie sie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurden. Die Isolierschienten 59, 63,67 und 71 bestehen aus organischem Material wie synthetischem Harz, und anorganischem Material, wie Glas.

Zur Herstellung des Steuergitters wird ein leitender Kern mit einer großen Anzahl von öffnungen benutze. Beispiels-

mi ί· 1 £ Π Π Υ\ΐ c Λ A Δ C\C\ μ=>ο^Η<λτ-» — - . — ... ...-—„ ,

vernetzt und die metallische Platte wird geätzt oder elektroplattiert. Auf eine Oberfläche des leitenden Kerns wird die fotoleitfähig Substanz durch Sprühen oder Vakuumverdampfen aufgetragen. Auf die Oberfläche der anderen Seite des leitenden Kerns wird das Isoliermaterial mittels Sprühen geschichtet. Lurch Entladen, Abbrechen, Wärmeschmelzen oder andere Maßnahmen wird aas Isoliermaterial anschließend soweit entfernt, daß der leitende Kern freiliegt und die Öffnungswandungen des Kerns mit isoliermaterial Deschichtet bleiben. Al-

3Q terr.ativ wird das Isoliermaterial auf die gesamte Oberfläche des leitenden Kerns geschichtet, worauf beide Oberflächen abgeschliffen und dann eine Oberfläche mit dem fotoleitfähigen Material beschichtet wird. V.'enn das Abschleifen des Isoliermaterials zum Freilegen des leitenden Kerns nicht ausreichend ist, kann es wirksam sein, ein weiteres leitendes Material auf das Isoliermaterial aufzubringen.

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Indem man die iJachLarschaft der öffnungen des Steuergitters '»it düin Isoliermaterial beschichtet, das kein fotoleitfähiges Material ist, werden die durch die Vorladung aufgebracnten Ladungen aucn durch eine starke Bildbelichtung ^rj nicht abgeleitet. Ein Vergleich der Ladungen auf der fotoleitl'ähi.^en i>ciiicht . wenn nur diti.-e vnrhamen ist. und uer Ladungen auf eier isolierschicht zeigt, daß letztere beim bildmäßigen Differenzieren des Koronaionenstroms kaum vermindert v/erden. V.'cnn also das sekundäre Ladungsbild erzeugt wird, kann im Falle der Verwendung eines der Steuergitter nach Fig. 10 jede Scnleierbildung wirksam verhindert werden.

Das in Fig. 3 gezeigte Aufzeichnungsmaterial 7 ist zweischichtig aus einer leitenden Schicht 8 und einer aufladbaren Schicht 9 aufgebaut. Praktisch handelt es sich um eine mit harz beschichtete Metallplatte, ^s kann jedoch auch eine isolierende dünne Schicht aus Polyäthylentbrephthalat oder ausreichend getrocknetem herkömmlichem Papier als Aufzeichnungsmaterial verwendet werden, in dem Fall, daß nur eine aufladbare bzw. isolierende Substanz als Aufseichnungsrnater-ial verwendet wird, ist es zur Urzeugung des Vorspannfeldes erforderlich, eine zusätzliche an der Vorspannung liegende Elektrode zu verwenden. Zum Sichtbarmachen des sekundären Ladungsbilder wird ein iJaß-oder Trockenentwickler verwendet. .

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Claims (4)

TlEDTKE - BüHLING " KiNNE.■? (SrUpE*" Dipl.-Chem. Π. Eüiiling Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-I.ig. P. Grupe Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2 Tel.: (0 89) 53 96 53 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent München 20. September 1977 Gebrauchsmusteranmeldung G 74 17 732.5 B 6043 / Canon case 454 Schutzansprüche

1. Elektrofotografische Vorrichtung zum bildmäßigen Aufladen einer isolierenden Fläche mit einem fotoleitfähigen Steuergitter zur bildmäßigen Differenzierung eines Koronaionenstromes, das aus einem elektrisch leitenden Kern besteht, der auf der einen Gitterseite mit einer fotoleitfähigen Schicht beschichtet und auf der anderen Gitterseite unbsschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähige Schicht (3; 17) sich auch über die sich in den Gitteröffnungen gegenüberstehenden Bereiche des Gitterkerns (2;16) erstreckt.

2. Elektrofotografische Vorrichtung zum bildmäßigen Aufladen einer isolierenden Fläche mit einem fotoleitfähigen Steuergitter zur bildmäßigen Differenzierung eines Koronaionenstromes, das aus einem elektrisch leitenden Kern besteht, der IV/9

Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-604

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auf der einen Gitterseite mit einer fotoleitfähigen Schicht beschichtet und auf der anderen Gitterseite uc.beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in den Gitteröffnungen gegenüberliegenden Bereiche des Gitterkerns (57 r 61; 65; 69) mit einer Isolierschicht (59; 63; 67;71) beschichtet sind.

3. Vorrichtung najh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter (1; 20; 37) mit der beschichteten Seite der aufzuladenden Fläche (8; 28;47) gegenübergestellt und die Koronaionenstromquelle (6;27;46) auf der unbeschichteten Seiten des Steuergitters angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Steuergitters (20) Koronaentladungseinrichtungen (23) angeordnet sind.

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