DE2165360A1

DE2165360A1 - Elektrophotographisches Kopierverfahren

Info

Publication number: DE2165360A1
Application number: DE19712165360
Authority: DE
Inventors: Shoji Neyagawa; Yonaha Noboru Hirakata; Aizawa Tatsuo Osaka; Matsumoto (Japan). P
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1970-12-29
Filing date: 1971-12-29
Publication date: 1972-07-27
Also published as: FR2121091A5; GB1361688A; IT944495B; JPS495466B1; US3775104A; DE2165360B2

Description

Elektroph.otograph.isch.es Kopierverfahren

Die Erfindung "betrifft ein elektrophotographisches Kopierverfahren -und "bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren dieser Art, bei dem auf der Oberfläche eines beschichteten lichtempfindlichen Teiles ein latentes elektrostatisches Ladungsbild bestimmter Polarität entsprechend den hellen Bereichen des Originales und gleichzeitig ein latentes elektrostatisches !ladungsbild entgegengesetzter Polarität von den dunklen Bereichen erzeugbar ist.

Elektrophotographisehe Verfahren, bei denen ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt wird, das einem Original entspricht und bei dem gleichzeitig ein beschichtetes, photosensitives Teil geladen und dem Bild entsprechend belichtet wird, ist beispielsweise aus der unter der Nr. 4121/1961 veröffentlichten japanischen Patentanmeldung bekannt, wobei gemäß diesem bekannten Verfahren das lichtempfindliche Teil drei-lagig beschichtet ist, das heißt mit einer leitenden Grundschicht, einer photoleiteaden Schicht und einer isolierenden Oberflächenschicht.

Als Verbesserung dieses bekannten elektrophotographischen Ver-

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fahrens ist in der unter der Nr- 24748/1968 veröffentlichten japanischen Patentanmeldung vorgeschlagen, das in "bekannter Weise beschichtete, lichtempfindliche Teil mittels einer Koronaentladung mit einer Gleichspannung "bestimmter Polarität zu beaufschlagen, das lichtempfindliche Teil zu belichten und es gleichzeitig mit einer Gleichstromkoronaentladung zu beaufschlagen, die zur ersten ladung entgegengesetzte Polarität besitzt und anschließend das lichtempfindliche Teil auf der gesamten Oberfläche durch eine aktivierende Strahlung gleichmäßig zu belichten.

Gemäß diesem vorgeschlagenen Verfahren wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Teiles beispielsweise zuerst mit einer positiven Ladung beaufschlagt. Daraufhin werden als Ergebnis einer zweiten Aufladung und der Belichtung mit dem optischen Bild eines Originales die hellen und dunklen Bereiche des lichtempfindlichen Teiles beide beispielsweise mit negativer Ladung aufgeladen. Wird nun das lichtempfindliche Teil auf seiner gesamten Oberfläche mittels aktivierender Strahlung gleichmäßig belichtet, so wird das Oberflächenpotential der dunklen Bereiche stark abgeschwächt oder abgebaut. Dadurch wird es möglich, den Kontrast oder die Potentialunterschiede zwischen den latenten, elektrostatischen Bildern der hellen und dunklen Bereiche zu erhöhen. In diesem Falle ist es theoretisch möglich, das Oberflächenpotential der dunklen Bereiche dann positiv zu machen, wenn das Verfahren so durchgeführt wird, daß die positive Ladung aufgrund des ersten Ladevorganges nicht vollständig durch die negative Ladung des zweiten Ladevorganges neutralisiert wird. Leider ist jedoch die negative Gleichstrom-Koronaentladung nicht so stabil wie die positive Koronaentladung oder eine abwechselnde, das heißt Wechselstrom-Koronaentladung. Aus diesem Grund ist es praktisch unmöglich, eine gleichmäßige Ladung, insbesondere bei niedriger Ladungsdichte, zu erzielen (siehe in diesem Zusammenhang auch die unter ITr. 21432/1966 veröffentlichte japanische Patentanmeldung).

Wird nun versucht, den Ladeaustand über die Aufladezeit zu steuern, so erweist sich dies als praktisch unmöglich, da der

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Ladevorgang bis zu einem Zeitpunkt abgeschlossen werden muß, zu dem das Ladepotential eine wohl unerwünscht starke Aufladung bewirkt. Unter Berücksichtigung des Umstandes, daß in erster Linie ein stabiles und klares Bild erwünscht ist, erweist es sich als nahezu unmöglich, das vorgeschlagene Verfahren so durchzuführen, daß die vom ersten Ladevorgang herrührende Ladung nicht vollständig durch die negative Ladung bei der zweiten Aufladung neutralisiert wird; In der Praxis ist es daher äußerst schwierig, mit diesem Verfahren eine entgegengesetzte Polarität zwischen den latenten elektrostatischen Bildern der hellen und dunklen Bereiche' zu erhalten.

tfun ist es andererseits bereits in der.unter Mr. 23910/1967 veröffentlichten japanischen Patentanmeldung vorgeschlagen, das Verfahren so durchzuführen, daß zunächst das erwähnte beschichtete lichtempfindliche Teil mittels einer Koronaentladung mit einer Gleichspannung bestimmter Polarität beaufschlagt wird, um das photoempfindliche Teil anschließend einer wechselnden Koronaentladung auszusetzen, während gleichzeitig die-Belichtung mit einem optischen Bild erfolgt, worauf das photosensitive Teil auf seiner gesamten Oberfläche durch eine aktivierende Strahlung gleichmäßig belichtet wird. Obgleich dieses Verfahren den Vor teil besitzt, daß sich die Instabilität negativer Koronaentladungen vermeiden läßt, zeigt sich doch, daß das Umkehren der Polarität der Ladungen des latenten elektrostatischen Bildes der hellen und dunklen Bereiche theoretisch unmöglich ist.

Für elektrophotographische Kopierverfahren ist die Umkehr der Polarität der Ladungen des Bildes aus hellen und dunklen Bereichen zur Erhöhung des Bildkontrastes als auch zur Verhinderung des Verwaschens oder Verschmierens des Hintergrundes durch Verhinderung des sogenannten Anlaufens oder Verschleierns beim Entwickeln sehr erwünscht. Werden weiterhin die Polaritäten des Oberflächenpotentiales der beiden verschiedenen Bereiche umgekehrt, so erfahren die das Bild entwickelnden Tonerteilchen beim Anhaften am latenten elektrostatischen Bild mit entgegengesetzten Polaritäten während des Entwieklungsvorganges ebenfalls eine elektrostatische Abstoßung durch die latenten elektro-

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statischen Bildbereiche entgegengesetzter Polarität mit der Folge wirkungsvoller und guter Entwicklung. Weiterhin wird es möglich, wahlweise entweder ein positives oder negatives Bild durch geeignete Auswahl der entwickelnden Tonerteilchen zu erhalten .

Es wurde nun gefunden, daß sich bei dem zuletzt erwähnten elektrophotographischen Verfahren unter Verwendung eines wie angegeben "beschichteten lichtempfindlichen Teiles noch wesentlich "bessere Ergebnisse erzielen lassen, wenn der zweite Ladevorgang mittels eines speziellen Koronaentladestroraes mit asymmetrischer Wellenform durchgeführt wird, bei dem der Koronastrom mit zur ersten ladung entgegengesetzter Polarität größer ist als der fe mit gleicher Polarität. Dadurch wurde es möglich, ein latentes elektrostatisches Bild dunkler und heller Bildbereiche zu erzeugen, deren Polaritäten einander entgegengesetzt sind.

Die Erfindung ist bei einem elektrophotograhpschen Kopierver-* fahren dadurch gekennzeichnet, daß auf ein beschichtetes licht« empfindliches Teil, bei dem entweder eine drei-lagige Beschichtung, bestehend aus einer leitenden Unterlage, einer photoleitenden Schicht und einer isolierenden Oberflächenschicht oder einer vier-lagigen Beschichtung, bestehend aus einer leitenden Unterlage, einer photoleitenden Schicht, einer isolierenden Oberflächenschicht und einer isolierenden Zwischenschicht, vorhanden ist, auf die mittels Gleichstrom-Koronaentladung eine erste Ladung bestimmter Polarität aufgebracht wird, daß unter gleichzeitiger Belichtung des lichtempfindlichen Teiles durch ein Original mit Licht und Schatten werfenden Bildmustern auf das so geladene Teil mittels eines Korona-Entladestromes mit asymmetrischem Stromverlauf eine zweite Ladung aufgebracht wird, wobei die Koronaentladung so vorgenommen wird, daß der Entladestrom mit zur Polarität der ersten Ladung entgegengesetzter Polarität größer ist als der mit gleicher Polarität und wobei der Grad an Asymmetrie des asymmetrischen Korona-Entladestromes so stark ausgeprägt ist, daß die Ladepotentiale der hellen und dunklen Bereiche des lichtempfindlichen Teiles beide in entgegengesetzte Polarität umgewandelt werden und daß ein latentes

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elektrostatisches Bild der dunklen Bereiche mit gleicher Polarität wie die ersterzeugte ladung und ein latentes elektrostatisches Bild der hellen Bereiche mit zur ersterzeugten ladung entgegengesetzter Polarität während der darauffolgenden gleichmäßigen Belichtung der gesamten Oberfläche des lichtempfindlichen Teiles erzeugter wird, und daß das lichtempfindliche Teil zur Ausbildung eines latenten elektrostatischen Bildes der hellen und dunklen Bereiche mit zueinander entgegengesetzter Polarität auf seiner gesamten Oberfläche mittels einer aktivierenden Strahlung gleichmäßig belichtet wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsforra näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1a bis 1c in Schnittdarstellungen die verschiedenen Ausbildungsformen des lichtempfindlichen Teiles, das im Zusammenhang mit der Erfindung verwendbar ist;

Pig. 2a bis 2e dienen zur Erläuterung der verschiedenen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Pig. 3a bis 3c Diagramme zur Verdeutlichung der Potentialänderungen am lichtempfindlichen Teil insgesamt, an der Oberfläche der isolierenden Schicht und an der Zwischenfläche der isolierenden Schicht als auch an der photoleitenden Schicht;

Pig. 4a und 4b ein vereinfachtes Schaltdiagramm einer Vorrichtung zur Erzeugung einer normalen Wechselstrom-Koronaentladung bzw. die graphische Darstellung der Wellenform eines mit dieser Einrichtung erzielbaren symmetrischen Entladestromes;

Pig. 5a bis 8a und 5b bis 8b zeigen die vereinfachten Schalt-

bilder von Vorrichtungen zur Erzeugung einer asymmetrischen Koronaentladung, wie sie im Rahmen der Erfindung verwendet wird bzw. jeweils rechts die graphische Wiedergabe der Wellenformen der mit diesen Einrichtungen erzielbaren asymmetrischen Korona-Entladeströme und

Pig. 9 zeigt in scheraatischer Darstellung eine Vorrichtung zur

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Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein für das erfindungsgemäße Verfahren geeignetes lichtempfindliches Teil ist drei- oder vier-lagig beschichtet. Das empfindliche Material "besteht gemäß Pig. 1a aus einer leitenden Unterlage 1, die mit einer photoleitenden Schicht 2 und einer isolierenden Oberflächenschicht 3 beschichtet ist. Anstelle einer einzigen isolierenden Schicht kann auch im Inneren der photoleitenden Schicht oder zwischen der photoleitenden Schicht und der leitenden Grundlage eine isolierende Zwischenschicht vorgesehen sein. Beispielsweise kann das lichtempfindliche Material, wie Fig. 1b zeigt, aufgebaut sein, das heißt die Anordnung aus übereinanderliegenden Schichten weist eine leitende Unterlage 1, eine erste photoleitende Schicht 2, eine isolierende Zwischenschicht 3' und eine zweite photoleitende Schicht 2¹ sowie eine isolierende Oberflächenschicht 3 auf. Oder die Anordnung kann auch, wie Fig. 1c zeigt, aus einer leitenden Unterlage 1, einer isolierenden Zwischenschicht 3', einer photoleitenden Schicht und einer isolierenden Oberflächenschicht 3 aufgebaut sein.

Die photoleitende Schicht ist in ihrem Aufbau an sich bekannt.. So kann beispielsweise ein Photoleiter oder die Kombination eines Photoleiters und eines Bindemittels für die photoleitende Schicht in Frage kommen. Als Photoleiter sind anorganische photoleitende Materialien wie Selen, Zinkoxyd, Cadmiumsulfid, Zinkcadmiumsulfid, Cadmiumtellurid (DdTe), Selentellurid (SeTe), Cadmiumselenid (CdSe) und Antimontrisulfid (Sb₂Q₅) geeignet und es kommen auch organische photoleitende Materialien wie Anthracen, Anthrachinon und Polyvinyl-Carbazol.in Präge. Diese Photoleiter können für sich als photoleitende Schicht verwendet werden. Beispielsweise können Selen oder Cadmiumsulfid durch Niederschlag aus der Dampfphase als geeignetes Grundlagenmaterial verwendet werden oder es kann ein Harz, das photoleitende Eigenschaften aufweist» beispielsweise Polyvinylcarbazol, zur Ausbildung einer photoleitenden Schicht auf eine Unterlage aufgebracht werden.

Dazu alternativ kann auch ein Photoleiter zunächst in einem

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Bindemittel dispergiert werden, worauf dann die Masse auf eine leitende Unterlage aufgebracht wird. Als Bindemittel kommen neben anorganischen Bindern wie Wasserglas Harzbindemittel in Frage. Als Harzbindemittel können Styren- oder Styrolpolymer oder deren Copolymere, Polyvinylacetat oder dessen Copolymere, Acrylharze, Polyviny!acetate oder deren Copolymere, Polyvinylalkohol, Polyolefine oder deren Copolymere, Alkydharze, Polyesterharze, Siliconharze, Epoxydharze und synthetischer Kautschuk verwendet werden. Geeignete Bindemittel dieser Art sind beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 020 506 beschrieben.

Zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Photoleiters gegenüber einer Lichtquelle kann der Photoleiter wahlweise mit einem sensitivierenden Farbstoff, etwa Bengal-Rot (rose bengal) oder mit Methylen-Blau behandelt werden. Schließlich kann der Photoleiter auch nach einer Aktivierungsbehandlung mit einem Metall wie etwa Gold oder Kupfer verwendet werden. Weiterhin kann zur Verbesserung der Eigenschaften, etwa des Vor-Belichtungseffektes (Licht-Ermüdungseffekt) und des Dunkel-Widerstandes des Photoleiters, die Oberfläche mit Lewis-Säure, Fettsäure oder Metallsalzen dieser Säuren und einer organischen Phosphorsäure-Esterzusammensetzung behandelt werden.

Die leitende Unterlage, die die photoleitende Schicht trägt, besteht aus einer Metallplatte, beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer oder auch aus einem metalldampfbeschichteten oder plattierten Kunstharz, leitfähig gemachten Kunstharzen, Papieren, auf die ein hydroskopisches Salz oder eine leitfähige Substanz aufgebracht sind oder auch aus einer Grundplatte,auf die eine Zusammensetzung aus einem Metallpulver und einem Kunstharz aufgebracht ist. Die Grundplatte kann entweder als flache Platte oder in zylindrischer Form ausgebildet sein.

Als isolierende Schicht wird zweckmäßigerweise ein lichtdurchlässiges Dielektrikum hoher Durchschlagsfestigkeit,beispielsweise ein Film aus Polyester, Celluloseester, Polystyrol oder/und Polyolefinen verwendet.

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Gemäß den Pig. 2a bis 2c, die die verschiedenen Verfahrensstufen verdeutlichen, wird eine erste Ladung mittels einer Gleichstrora-Koronaentladung von einer Ladevorrichtung 4 aus aufgebracht, die eine Elektrode 5 aufweist und einer beschichteten Anordnung gegenübersteht, die eine leitfähige Unterlage 1 aufweist, auf die fest damit verbunden eine photoleitende Schicht 2 und eine isolierende Oberflächenschicht 3 aufgebracht sind. Die Aufbringung der Ladung erfolgt von oberhalb der Oberfläche der isolierenden Schicht, wie Pig. 2a erkennen läßt. Gemäß Fig. 2a wird die Oberfläche der isolierenden Oberflächenschicht 3 auf ein Potential 6 entsprechend einer bestimmten Polarität (zum Beispiel positiv) aufgeladen. Andererseits wird der Zwischenbereich zwischen der photoleitenden Schicht 2 und der isolie-

™ renden Schicht 3 auf ein Potential 7 aufgrund einer Ladung entgegengesetzter Polarität (zum Beispiel negativ) aufgeladen. Wenn, wie in diesem Pail, der Photoleiter ein n-Typ-Halbleiter ist, so wird die Oberfläche der photoleitenden Schicht mit einer positiven elektrostatischen Ladung beaufschlagt, wenn an die Elektrode eine positive Entladespannung gelegt wird. Ist andererseits der Photoleiter ein p-Typ-Halbleiter, so wird die Oberfläche der photoleitenden Schicht mit einer negativen elektrostatischen Ladung beaufschlagt, wenn der Elektrode eine negative Entladespannung zugeführt wird. Da die Korona-Entladespannung für die erste Ladung je nach der Länge des Entladeweges als auch nach der Bindung des Photoleiters variiert, wird im allgemeinen

fc eine Spannung im Bereich zwischen etwa 5000 und etwa 10 000 T bevorzugt.

Nun wird das mit der ersten Ladung versehene photosensitive Teil mit einer Ladung beaufschlagt, die von einem Korona-Entladestrom mit asymmetrischer Wellenform stammt, der von der Ladevorrichtung 9 über eine Elektrode 10 aufgebracht wird und gleichzeitig wird das photosensitive Teil durch ein Bildmuster mit Licht- und Schattenbereichen belichtet (Fig. 2b deutet das Ladungsbild sowie die Belichtung an). Während der Beaufschlagung mit dem Korona-Entladestrom mit asymmetrischer Wellenform und die Belichtung vorzugsweise gleichzeitig erfolgen, sei doch darauf hingewiesen, daß diese beiden Vorgänge nicht gleichzeitig dann er-

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folgen müssen, wenn die Änderung vom Hell- zum Dunkelwiderstand des Photoleiters, der als photoempfindliche Schicht verwendet wurde, nicht rasch erfolgt. In diesem Falle kann die Beaufschlagung mit dem Korona-Entladestrom mit asymmetrischer Wellenform unmittelbar nach der Belichtung erfolgen. Die Aufladung mittels eines Korona-Entladestromes mit asymmetrischer Wellenform gemäß der Erfindung muß so beschaffen sein, daß der Entladestrom mit zur ersten Ladung entgegengesetzter Polarität größer ist als der mit gleicher Polarität und weiterhin muß der Grad an Asymmetrie so groß sein, daß eine Änderung der Polaritäten der Potentiale sowohl der hellen als auch der dunklen Abschnitte des Bildmusters des lichtempfindlichen !Teiles zu entgegengesetzten Polaritäten und die Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bildes mit dunklen Bereichen gleicher Polarität wie die erste Ladung und hellen Bereichen mit einer zur ersten Ladung entgegengesetzten Polarität während der gleichmäßigen Belichtung der gesamten Oberfläche des photosensitiven Teiles erfolgen kann.

Als Folge dieser zweiten Aufladung und der Belichtung im hellen Bildbereich (L) wird die photoleitende Schicht 2 leitfähig und die Ladung an der Zwischenfläche der isolierenden Oberflächenschicht 3 und der photoleitenden Schicht 2 wird zum Verschwinden gebracht., so daß das Potential gleich dem Potential der leitenden Grundplatte wird, das heißt auf Massepotential kommt. Gleichzeitig wird aufgrund des asymmetrischen Ladestromes die Oberfläche der isolierenden Schicht 3 mit einer zur ersten Ladung entgegengesetzten Polarität (negativ) geladen, so daß sich ein neues Potential 6" einstellt. Andererseits verbleibt die Ladung an der Zwischenfläche der photoleitenden Schicht und der isolierenden Oberflächenschicht, die durch den ersten Ladevorgang gebildet wurde, in den dunklen Bildabschnitten (D), da die photoleitende Schicht 2 .hier nichtleitfähig wird. Dadurch verbleibt das Potential 7 und die Ladung der Oberfläche der isolierenden Schicht, die durch den ersten Ladevorgang erzeugt wurde, wird nur geringfügig durch den Korona-Entladestrom mit asymmetrischer Wellenform neutralisiert, so daß sich als neues Potential das Potential 6' einstellt. Damit wird die Polarität des Oberflächenpotehtiales des lichtempfindlichen Teiles insgesamt zur ersten

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Ladung entgegengesetzt.

Wird nun dieses sensibilisierte Material auf dem gesamten Oberflächenbereich, mit einer aktivierenden Strahlung von einer Lichtquelle 11 aus gleichförmig belichtet, so wird auch der Schattenbildbereich D der photoleitenden Schicht 2 des photosensitiven Teiles ebenfalls leitfähig, so daß das Zwischenschichtpotential 7 zwischen der photoleitenden Schicht 2 und der isolierenden Schicht 3 gleich dem Potential der leitenden Unterlage, das heißt Massepotential wird. Obgleich vorzugsweise die gesamte Oberfläche des photosensitiven !Teiles in einem Durchgang gleichmäßig belichtet wird, lassen sich auch ähnlich gute Ergebnisse erzielen, wenn keine in dieser Weise gleichmäßige Belichtung des * photoempfindlichen Teiles erfolgt, wenn vielmehr die Ladung in der Zwischenschicht dadurch abgeführt wird, daß während einer nachfolgenden ausreichenden Zeitperiode diese Ladung abfließen gelassen wird, bevor das Teil dem nachfolgenden Entwicklungsvorgang ausgesetzt wird oder indem die Entwicklung im Umgebungslicht ausgeführt wird. Dadurch wird entsprechend den Ladungen und den sich einstellenden Potentialen ein latentes elektrostatisches Bild der hellen Abschnitte (6", L) mit einer Polarität erzeugt, die der Polarität der ersten Ladung entgegengesetzt ist, während das latente elektrostatische Bild der dunklen Bereiche (6¹, D) gleiche Polarität aufweist wie die ersterzeugte Ladung. Pig. 2c verdeutlicht die gleichmäßige Gesamtbelichtung. .

Das so vorbereitete photoempfindliche Material mit latenten elektrostatischen Bildern, bei denen die Polaritäten der Ladungen der dunklen Bereiche und der hellen Bereiche gegeneinander verschieden sind, lassen sich dann durch an sich bekannte Yerfahren entwickeln. So kann beispielsweise die Entwicklung des Ladungsbildes 6¹ der dunklen Bereiche D etwa gemäß Fig. 2d unter Verwendung von Tonerteilchen 6't entwickelt werden, deren Ladungspolarität der Ladung der dunklen Bereiche D entgegengesetzt ist. Andererseits kann die Entwicklung des Ladungsbildes 6" der hellen Bereiche L mittels Verwendung von Tonerteilchen 6"t erfolgen, deren Ladungspolarität zu der der hellen Bereiche L entgegengesetzt ist. Damit lassen sich mit dem erfindungsgemäßen

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Verfahren die negativen und positiven Bildbereiche durch entsprechende Wahl negativ oder positiv geladener Tonerteilchen entwickeln. Da weiterhin der Bildhintergrund mit einer zur Ladung des zu entwickelnden latenten elektrostatischen Bildes entgegengesetzter Polarität aufgeladen ist, erfahren die Tonerteilchen gleichzeitig eine Anziehung durch die statische Oberflächenladung entgegengesetzter Polarität und eine Abstoßung durch die statische Oberflächenladung gleicher Polarität, so daß es möglich ist, den Entwicklungsvorgang mit größerem Wirkungsgrad auszuführen. Insbesondere wird keinerlei Verwaschen oder Verschleiern des Hintergrundes beobachtet.

Als Entwickler kommen Pulverentwickler, flüssige Entwickler und Dampf- bzw. Sprühnebelentwickler in Präge. Auch hier läßt sich irgendeines der bekannten Entwicklungsverfahren anwenden, etwa das Verfahren mittels magnetischer Bürsten, das Kaskadeverfahren, das Pulverwolkenverfahren oder ein flüssiges Entwicklungsverfahren als auch das Sprühnebelentwicklerverfahren.

Das erzeugte Tonerbild kann, falls erwünscht, auch auf ein geeignetes Blattmaterial übertragen werden.

Die Potentialänderungen am beschichteten lichtempfindlichen Teil insgesamt und der isolierenden Oberflächenschicht als auch an der Zwischenschicht zwischen der isolierenden Schicht und der photoleitenden Schicht erfolgen im Zeitverlauf des lichtempfindlichen Teiles durch die verschiedenen Stufen, wie die Pig. 3a bis 3c zeigen. Pig. 3a zeigt das Oberflächenpotential am lichtempfindlichen Teil insgesamt, während die Pig. 3b und 3c jeweils die Potentiale der isolierenden Oberflächenschicht und das Potential an der Zwischenschicht zwischen der photoleitenden Schicht und der erwähnten isolierenden Oberflächenschicht verdeutlicht. Wird das lichtempfindliche Teil mit einem Korona-Entlade-Gleichstrom bestimmter Polarität zur Erzeugung der ersten Ladung (I) beaufschlagt, so erreicht das Potential der isolierenden Oberflächenschicht den Wert a¹, während das Potential der photoleitenden Schicht und der Zwischenschicht der Oberflächenschicht den Wert a" erreicht, während sich das gesamte Potential auf einen Wert

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a=a' + a" einstellt. Wird nun anschließend das Teil gleichzeitig mit der Belichtung mit einem Korona-Entladestrom asymmetrischer Wellenform (II) beaufschlagt, so fällt das Potential der photoleitenden Schicht und der Oberflächenzwischenschicht im Schattenbildbereich D geringfügig ab und erreicht den Wert b"D. Andererseits fällt das Potential der isolierenden Oberflächenschicht als Folge des Korona-Entladestromes mit asymmetrischer Wellenform ebenfalls ab und erreicht den Wert b'D. Da in diesem Falle die ladung der isolierenden Oberflächenschicht aufgrund des ersten ladevprganges durch die Aufladung der photoleitenden Schicht und der Oberflächenzwischenschicht aufrechterhalten bleibt, wird auch die gleiche Polarität beibehalten, wie sie der ersten ladung entspricht, und zwar auch nach der Aufladung mit dem asymmetrischen Entladestrom. Das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Teiles wird damit insgesamt bD=b'D+b"D mit einer Polarität, die der der ersten Aufladung entgegengesetzt ist.

Im Gegensatz dazu wird für den Fall der hellen Bildbereiche L das Potential der photoleitenden Schicht und der Oberflächenzwischenschicht aufgrund des Lichtabfalles gleich dem Potential der leitenden Grundlage, das heißt es stellt sich das Hull-Potential b"L ein, während das Potential der isolierenden Oberfläche aufgrund des Korona-Entladestromes mit asymmetrischer Wellenform rasch abnimmt und einen Potentialwert mit zur ersten Aufladung b'I entgegengesetzter Polarität annimmt mit der Folge, daß das Oberflächenpotential der hellen Bildbereiche insgesamt den Wert bl=b'l+b"l· erreicht.

Schließlich sei darauf hingewiesen, daß sich das Potential der isolierenden Oberflächenschicht nicht ändert, wenn das lichtempfindliche Teil auf seiner gesamten Oberfläche gleichförmig belichtet wird, jedoch wird das Potential der photoleitenden Schicht und der Oberflächenzwischenschicht der dunklen Abschnitte D gleich dem Massepotential c"D aufgrund des Lichtabfalles und das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Teiles insgesamt stellt sich in den hellen Bildbereichen L auf einen Wert cL ein, der zur ersten Ladung entgegengesetzte Polarität aufweist, während die dunklen Bereiche D ein Potential cD erhalten, das gleiche

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Polarität aufweist wie die erste Aufladung.

Damit ist gezeigt, daß sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei Anwendung einer Korona-Entladung zur zweiten Aufladung unter Verwendung eines Korona-Entladestromes asymmetrischer Wellenform, bei dem der Entladestrom in den Bereichen mit zur ersten Aufladung entgegengesetzter Polarität größer ist als in den Bereichen mit gleicher Polarität,zu wesentlich anderen Ergebnissen führt als in den Fällen, bei denen zur zweiten Aufladung ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom bei der Korona-Entladung zugeführt wird. Das heißt, wenn gemäß der Erfindung ein Korona-Entladestrom mit asymmetrischer Wellenform angelegt wird, so verschwindet die Ladung an der Zwischenfläche der photoleitenöen Schicht und der isolierenden Oberflächenschicht in den hellen Bildbereichen bei Belichtung sehr leicht mit der. Folge, daß das Potential lediglich der isolierenden Oberflächenschicht im Vergleich zu dem Fall, bei dem ein normaler Wechselstrom zur Erzeugung der Korona-Entladung zugeführt wird (das heißt in dem Fall, bei dem lediglich ein Absinken auf Hull-Potential erfolgt), rasch die Sättigung erreicht, und zwar auf einen bestimmten Wert mit entgegengesetztem Potential. Dieser Wert ist bestimmt durch den Grad der Asymmetrie des asymmetrischen Korona-Entladestromes mit asymmetrischer Wellenform. Andererseits erreicht das Potential der dunklen Bereiche nicht den entgegengesetzten Polaritä-tfwert selbst an einem Punkt, an dem das Potential der isolierenden Oberflächenschicht der Wellenbereiche nach der Umwandlung auf einen entgegengesetzten Potentialwert bis nahe der Sättigung (wobei die Potentialänderung im Verlauf der Zeit klein ist), da die Ladung auf der erwähnten Zwischenfläche nicht leicht verschwindet aufgrund des Dunkel-Widerstandes der photoleitenden Schicht. Wird daher das lichtempfindliche Teil zu diesem Zeitpunkt auf der gesamten Oberfläche gleichmäßig belichtet, so wird die erwähnte Ladung der dunklen Bereiche durch die Belichtung zum Verschwinden gebracht und das Potential der Zwischenfläche und Massepotential werden ausgeglichen mit der Folge, daß die den belichteten Bereichen L entsprechenden Bildabschnitte und die den unbelichteten Abschnitten D entsprechenden Bildbereiche des lichtempfindlichen Teiles leicht als latentes elektrostatisches Bild erzeugt werden können, und

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zwar mit voneinander wesentlich verschiedenen Polaritäten. Bei der nun folgenden Entwicklungsstufe wird es möglich, entweder ein negatives oder positives Bild lediglich durch entsprechende Wahl der Polarität der Tonerteilchen zu erhalten. In jedem Fall werden klareBilder mit hohem Kontrast und minimalem Verwes chungsgrad erzielt, das heißt auch der Bildhintergrund wird außerordentlich klar erhalten.

Ein Korona-Entladestrom mit asymmetrischer Wellenform, der im Zusammenhang mit der Erfindung zu verwenden ist, läßt sich auf verschiedene Weise erzeugen. Fig. 4a zeigt einen herkömmlichen Generator zur Erzeugung eines wechselnden Korona-Entladestroraes.

^ Wird die Primärseite 14 eines Hochspannungswandlers an eine übliche Wechselstromquelle angeschlossen, während die beiden Klemmen der Sekundärseite 12 an die Elektrode 10 und die entgegengesetzte Elektrode 13 des Korona-Generators 9 gelegt werden, so läßt sich ein Koronaentlade-Wechselstrora zwischen den Elektroden 10 und 13 erzeugen. Die Stromwellenform dieser Korona-Entladung zeigt, wie Fig. 4b erkennen läßt, einen üblichen symmetrischen Verlauf. Gemäß der Erfindung jedoch wird eine Korona-Entladung verwendet, die von dieser normalen symmetrischen Wellenform abweicht und asymmetrischen Verlauf aufweist, das heißt der Entladestrom einer bestimmten Polarität ist größer als im Bereich der entgegengesetzten Polarität. Um dies zu erreichen, wird beispielsweise eine Schaltung gemäß

If Fig. 5a verwendet. Eine Klemme eines Hochspannungswandlers ist an die Korona-Entladeelektrode 10 unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters 15 angeschlossen, der zu einem Widerstand 16 parallel liegt, während die andere Klemme des Wandlers mit der entgegengesetzten Elektrode 13 verbunden ist. Die sich einstellende Wellenform des Korona-Entladestroraes wird nun so wie beispielsweise Fig. 5b zeigt, das heißt der Entladestrom in der positiven Halbwelle ist vermindert, während im Bereich der negativen Halbwelle praktisch keine Dämpfung erfolgt, das heißt es stellt sich eine asymmetrische Wellenform ein. In diesem Fall läßt sich die Stärke des Entladestromes gegenüber gegebener Polarität dadurch frei einstellen, daß der Wert des Widerstandes 16, eier parallel zum Gleichrichter 15 liegt, änderbar ist, so daß

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der Grad an Asymmetrie der Wellenform des Stromes leicht durch. Einstellung des Wertes des Widerstandes 16 eingestellt -werden kann·. Oazu alternativ läßt sich der Entladestroxn einer gegebenen Polarität, wie Pig. 6a^ dadurch begrenzen, daß ein Steuerdraht oder ein Steuergitter 17 zwischen die Korona-Entladeelektroden 10 und 13 eingebracht wird, wobei das Gitter mit einer Gleichspannung aus einer Gleichspannungsquelle 18 beaufschlagt wird. Auch in diesem Falle wird die Wellenform des Korona-Entladestromes, wie Fig. 6b zeigt, asymmetrisch und der Grad der Asymmetrie der Wellenform des Stromes läßt sich leicht durch Einstellung der dem Steuergitter 17 zuzuführenden Spannung einstellen. Weiterhin kann gemäß Pig. 7a anstelle eines steuernden Gitters zwischen den Korona-Entladeelektrdden 10 und 13 eine Abschirmung 9 um die obere Elektrode gelegt werden, die nach oben zu. geöffnet ist und die an eine Gleichspannungsquelle 19 angeschlossen wird. Wird nun dieser Abschirmung eine Gleichspannung zugeführt, so läßt sich die Korona-Entladung gegebener Polarität begrenzen mit der Folge, daß der sich einstellende Korona-Entladung-Wechselstrom asymmetrische Wellenform aufweist, wie Fig. 7b zeigt.

Weiterhin kann, wie Fig. 8a erkennen läßt, eine Klemme der Sekundärseite 12 des Hochspannungswandlers unter Zwischenschaltung einer Gleichspannungsquelle 20 an Masse gelegt sein, während die andere Klemme des Wandlers an die Korona-Entladeelektrode 10 gelegt ist, und die entgegengesetzte Elektrode 13 an Masse liegt. Im Ergebnis wird eine Gleichspannung als Vorspannung dem normalen Entladewechselstrom überlagert, so daß insgesamt ein Korona-Entladestrom mit asymmetrischer Wellenform erhalten wird, wie Fig. 8b erkennen läßt.

In allen vorstehend genannten Fällen wird zweckmäßig ein Wechselstrom in einem Spannungsbereich zwischen 5000 und 10 000 V verwendet. Der Grad an Asymmetrie des Korona-Entladestromes mit asymmetrischer Wellenform wird vorzugsweise so gewählt, daß das Verhältnis des Ladestromes im Bereich mit zur ersten Aufladung (i..) entgegengesetzter Polarität zum Entladestromanteil mit gleicher Polarität wie die erste Aufladung (ip) dem

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Wert I₁Ii₂=IOH bis 10:9 entspricht und vorzugsweise im Bereich von 5:1 bis 2:1 liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich zu Reproduktionszwecken etwa unter Anwendung einer in Fig. 9 schematisch dargestellten Vorrichtung verwenden.

Gemäß Pig. 9 sind eine photoleitende empfindliche Schicht 2 und eine isolierende Oberflächenschicht 3 auf einem zylindrischen leitenden Grundteil 2 aufgebracht. Die lichtempfindliche Walze dreht sich in der angegebenen Pfeilrichtung, so daß aufeinanderfolgend mehrere Behandlungszonen an den einzelnen Mantelbereichen der Walze durchlaufen werden. Das leitende Grundteil 1 liegt an Masse. Zunächst wird die Walzenoberfläche 3 mit einer positiven oder negativen Gleichstrom-Koronaentladung von einer Korona-Entladevorrichtung aus beaufschlagt, die eine Entladeelektrode 5 aufweist, die an eine Gleichstromquelle a angeschlossen ist. Daraufhin wird die Walzenoberfläche von einer Belichtungsvorrichtung 8 aus mit einem Bildmuster belichtet. Die Belichtungsvorrichtung 8 schließt an die Elektrode 5 an. Gleichzeitig mit der Belichtung erfolgt die Beaufschlagung mit einem Korona-Entladestrom mit asymmetrischer Wellenform durch eine Korona-Entladevorrichtung 9* die eine Entladeelektrode 10 aufweist, die an eine Koronaentladestrcm-Quelle angeschlossen ist, die einen asymmetrischen Entladestrom liefert. Darauffolgend wird der gesamte Oberflächenbereich der Walze durch eine Lichtquelle 11 belichtet, um auf der Walzenoberfläche das latente elektrostatische Bild der hellen und dunklen Flächenbereiche auszubilden, wobei die Polaritäten deutlich voneinander unterschieden sind. Dieses latente elektrostatische Bild wird mittels einer magnetischen Bürstenvorrichtung 23 entwickelt, die im Inneren einer Entwicklervorrichtung 22 gemeinsam mit einem Toner 6t untergebracht ist, der mit einer ladung beaufschlagt wurde, deren Polarität zu der des latenten elektrostatischen Bildes, das entwickelt werden soll, entgegengesetzt ist. Ein Kopierblatt wird zwischen einer Walze 25 und der photosensitiven Walze zugeführt und mittels der Walze 25 gegen die Walzenoberfläche 3 gepreßt, so daß die Übertragung des Tonerbildes an diesem Punkt

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erfolgt. Das Blatt 24, auf das das Tonerbild übertragen wurde, wird dann zu einer Fixiervorrichtung 26 überführt, in der das Tonerbild fixiert wird. Auf diese Weise läßt sich eine Kopie entweder eines positiven oder eines umgekehrten Bildes je nach Wunsch erzielen, das scharfe Kontraste aufweist und keine verwaschenen, unklaren Bereiche erkennen läßt. Darauffolgend wird die lichtempfindliche Walze mittels einer Korona-Entladevorrichtung von der anhaftenden ladung befreit, wobei diese Vorrichtung eine Entladeelektrode 28 aufweist, die an eine Wechselstromquelle O angeschlossen ist. Eine Reinigungsvorrichtung 29, die eine Bürste 30 zur Entfernung des noch anhaftenden Toners aufweist» schließt den gesamten Vorgang ab. Danach kann ein neuer ReproduktionsvOrgang erfolgen.

Im folgenden wird noch ein Beispiel zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben.

Beispiel I

10 g Acrylharz; wird zu 90 g eines kupfer aktiviert en Cadraiurasulfids zugegeben unter anschließender Zugabe einer geringen Menge eines Msungsmittels und sorgfältiger Durchmischung des Gemisches,jedoch nur soweit, daß das Cadmiumsulfid nicht zerraahlen oder zerquetscht wird. Die dabei erhaltene viskose Substanz wird dann auf ein Papier aufgetragen, auf dem Silber abgeschieden ist« Der Auftrag erfolgt bis zu einer Dicke von 100 Mikron unter Verwendung eines Abstreifmessers zur Ausbildung eines photoleitenden Überzuges auf dem Papier. Daraufhin erfolgt über dieser Schicht der Auftrag einer IiUmilar-Schicht (ein PoIyäthylenterephthalatfilm) in einer Dicke von etwa 12 Mikron zusammen mit einem Bindemittel, um damit eine lichtempfindliche Platte zu erhalten. Die Itumilar-3?läche der soweit vorbereiteten lichtempfindlichen Platte wird dann mit einer Korona-Entladung von 1; kV beaufschlagt, um die üumilar^Fläche gleichmäßig positiv aufzuladen. Daraufhin wird eine 450-Watt-Wolframlampe an einem 1 m von der lichtempfindlichen Platte entfernten Punkt aufgestellt und die Oberfläche der Platte wird Über ein optisches

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SyBtem mit einem optischen Bild während etwa einer Sekunde belichtet. Gleichzeitig mit der Belichtung durch das optische Bild wird eine Korona-Entladung mit asymmetrischer Wellenform zugeführt, um ein latentes elektrostatisches Bild in bzw.auf der Lumilar-Pläche zu erzeugen. Der asymmetrische Korona-Entladestrom mit asymmetrischer Wellenform wird in diesem Fall durch einen Generator erzeugt, der den in Fig. 7a gezeigten Aufbau aufweist, wobei der Korona-Entladeelektrode eine Wechselspannung von 8000 T zugeführt wird, während an die offene Abschirmung eine Spannung von 500 T gelegt wird. Dabei wird das Verhältnis der negativen Korona-Entladung zur positiven Korona-Entladung zu 3:1 eingestellt. Wach der Ausbildung des latenten elektrostatischen Bildes wird die Platte TJmgebungslicht ausgesetzt und mit " einem positiv aufgeladenen loner entwickelt. Als Ergebnis wird eine negative Reproduktion guter Qualität erhalten, bei der keine verwaschenen Bereiche und nur ein kleiner Kanten- oder Eckeneffekt zu beobachten sind. Weiterhin läßt sich aus einem latenten elektrostatischen Bild, das in ähnlicher Weise erzeugt wurde, mit einem negativ geladenen loner eine.gute positive Reproduktion ähnlich guter Qualität erhalten.

Probe I

Eine photosensitive Platte, die nach dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, wird mit einer Korona-Entladung von +7QOO V beaufschlagt, so daß ihre lumilar-Fläche positiv aufgeladen wird. Daraufhin wird eine 500-Watt-Wolframlampe an einem 1 m von dieser Platte entfernten Punkt aufgestellt und die Platte wird für etwa eine Sekunde mit einem optischen BiM über ein optisches System belichtet. Gleichzeitig mit der Belichtung durch das optische Bild wird die Platte mit einer normalen Korona-Wechselstrom-Entladung beaufschlagt, so daß ein latentes elektrostatisches Bild auf der Lumilar-Fläche erzeugt wird. Die Platte wird dann in ümgebungslicht gebracht und mit einem negativ geladenen loner entwickelt. Dabei wird eine positive Reproduktion erhalten, die stark getrübt und verschleiert ist und nur geringen Kontrast aufweist. Wird die Piat-

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te dagegen mit einem positiv geladenen Toner entwickelt, so entsteht eine negative Reproduktion, die starken Kanten- oder Eckeneffekt und schlechte Qualität aufweist, was im allgemeinen darauf hindeutet, daß eine Abstoßungsentwicklung stattfand.

Probe II

Eine lichtempfindliche Platte gemäß Beispiel I wird mit einer Korona-Entladung von +7000 V beaufschlagt und die Lumilar-3?läche wird gleichförmig positiv geladen. Daraufhin wird eine 450-Watt-Wolframlampe an einem 1 m von der Platte entfernten Punkt aufgestellt und die Platte wird für etwa eine Sekunde mit einem optischen Bild über ein optisches System belichtet. Gleichzeitig mit der Belichtung durch das optische Bild erfolgt eine Beaufschlagung mit einer G-leichstrom-Koronaentladung von -7 kV, so daß ein latentes elektrostatisches Bild auf oder in der lumilar-Fläche erzeugt wird. Die Platte wird dann in TJm- . gebungslicht gebracht und mit einem negativ geladenen Toner entwickelt. Es wird eine positive Reproduktion erhalten, die einen starken Ecken- oder Kanteneffekt und nur schlechte Qualität aufweist, was im allgemeinen ein Kennzeichen für eine Abstoßungs-Entwicklung ist. Wird andererseits die Platte mit einem positiv geladenen Toner entwickelt, so wird ein verschleiertes, verwaschenes Negativ erhalten.

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Claims

Patentansprüche

fiWElektrophotographisches Reproduktionsverfahren, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Auf ein beschichtetes lichtempfindliches Teil, bei dem entweder eine drei-lagige Beschichtung, bestehend aus einer leitenden Unterlage, einer photoleitenden Schicht und einer isolierenden Oberflächenschicht oder eine vier-lagige Beschichtung, bestehend aus einer leitenden Unterlage, einer photoleitenden Schicht, einer isolierenden Oberflächenschicht und einer isolierenden Zwischenschicht vorhanden ist, wird mittels Gleichstrom-Koronaentladung eine erste ladung bestimmter Polarität aufgebracht;

b) unter gleichzeitiger Belichtung des lichtempfindlichen Teiles durch ein Original mit licht- und schattenwerfenden Bildmustern wird auf das so geladene Teil mittels eines Korona-Entladestromes mit asymmetrischem Stromverlauf eine zweite ladung aufgebracht, wobei die Korona-Entladung so vorgenommen wird, daß der Entladestrom mit zur Polarität der ersten ladung entgegengesetzter Polarität größer ist als der mit gleicher Polarität und wobei der Grad an Asymmetrie des asymmetrischen Korona-Entladestromes so stark ausgeprägt ist, daß die ladepotentiale der hellen und dunklen Bereiche des lichtempfindlichen Teiles beide in entgegengesetzte Polaritäten umgewandelt werden und daß ein latentes elektrostatisches Bild der dunklen Bereiche mit gleicher Polarität wie die ersterzeugte ladung und ein latentes elektrostatisches Bild der hellen Bereiche mit zur ersterzeugten ladung entgegengesetzter Polarität während, der darauffolgenden gleichmäßigen Beleuchtung der gesamten Oberfläche des lichtempfindlichen Teiles erzeugbar wird;

c) das lichtempfindliche Teil wird zur Ausbildung eines latenten elektrostatischen Bildes der hellen und dunklen Bereiche mit zueinander entgegengesetzter Polarität auf

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seiner gesamten Oberfläche mittels einer aktivierenden Strahlung gleichmäßig belichtet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Korona-Spannung für den asymmetrischen Korona-Entladestrom eine Spannung von 5000 bis 10 000 V verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der G-rad der Asymmetrie des asymmetrischen Korona-Entladestromes so gewählt wird, daß das Verhältnis des Entladestromes mit zur erstaufgebrachten Ladung entgegengesetzter Polarität (i^) zum Entladestrom gleicher Polarität (ig) im Bereich von 10:1 bis 10s9 liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis i-jiig iro Bereich von 5:1 bis 2:1 liegt.

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