DE1910392B2 - Verfahren zum bildmaessigen aufladen eines isolierenden aufzeichnungsmaterials und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zum bildmaessigen aufladen eines isolierenden aufzeichnungsmaterials und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum bildmäßigen Aufladen eines auf einer elektrisch leitenden Schicht
angeordneten isolierenden Aufzeichnungsmaterials unter Verwendung eines ein Ladungsbild tragenden,
fotoleitfähigen Steuergitters zur bildmäßigen Modulation eines auf das Aufzeichnungsmaterial gerichteten
Koronaionenstromes sowie eine Vorrichtung, mit der ein derartiges Verfahren durchgeführt werden kann.
Aus der französischen Patentschrift 14 77 379 ist ein derartiges Verfahren bekannt, bei welchem es erforderlich
ist, daß ein Gitter aus einem leitenden Material, das mit einem Fotoleiter beschichtet ist, mit dem zu
reproduzierenden Bild belichtet wird zur gleichen Zeit, wenn auch das unentwickelte Ladungsbild auf dem
Bildträger gebildet wird. Dies ist deswegen nötig, weil die Sperrwirkung des Gitters durch einen leitenden
Bereich des fotoleitfähigen Mediums hervorgerufen wird, der im wahrsten Sinne des Wortes die sich dem
Schirm in den relativ hellen Zonen des Bildes nähernden Ionen einfängt. Es ist also nötig, im Betrieb der
bekannten Einrichtung diejenigen Bereiche des Bildgitters, die den relativ hellen Zonen des zu reproduzierenden
Bildes entsprechen, während der Zeit, in der das Ladungsbild auf den Druckträger übertragen wird,
leitfähig zu halten.
Zwar ist für eine spezielle Ausführungsform eines Gerätes zur Durchführung des bekannten Verfahrens
gesagt, das Aufladen und das Erzeugen des Bildes können auch nacheinander erfolgen, wenn der Fotoleiter
aus einem Material besteht, das eine starke Leitfähigkeitsträgheit besitzt, wodurch die relativ hellen
Bereiche des Bildes noch einige Zeit leitfähig bleiben und in diesen Zonen die Ionen einfangen können. Dies
entspricht jedoch in seinem Wesen der gleichzeitigen Belichtung und Ladungsübertragung, denn auch in
diesem Fall wird während der Ladungsübertragung ein leitfähiges Bild benötigt.
Eine derartige Gestaltung ist jedoch insbesondere unbrauchbar für die Herstellung von Mehrfachkopien,
zu welchem Zweck bei dem bekannten Verfahren zwei Gitter verwendet werden, die durch einen Abstand
voneinander getrennt sind. Auch in einer weiteren bekannten Vorrichtung nach der britischen Patentschrift
10 34 009 wird zur Steuerung eines Stromes geladener Teilchen ein ein Leitfähigkeitsbild aufweisendes
Steuergitter verwendet. Bei einem derartigen Steuergitter werden die geladenen Partikeln durch die
Anziehung auf die leitenden Zonen abgelockt, was zwangsläufig ein nicht geringes Übergreifen derartiger
Zonen auf Nachbarbereiche mit sich bringt, so daß eine sehr feinrasterige Zeichnung nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein an sich aus dem Stand der Technik bekanntes Steuergitter
so zu verwenden, daß auf dem Gitter ein Ladungsbild erzeugt wird, das keine auf Nachbarbereiche übergreifende
Auswirkung hat, obgleich es selbst präzis zu zeichnen in der Lage ist, und das darüber hinaus zur
Herstellung von Mehrfachkopien guter Qualität geeignet ist.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß ein an sich bekanntes, elektrisch leitendes, einseitig
mit einer fotoleitfähigen Schicht beschichtetes Steuergitter verwendet wird und daß das Steuergitter
entweder mit der Leiterseite der Ionenquelle zugewendet angeordnet wird, wobei die Ionenquelle die gleiche
Polarität wie das Ladungsbild aufweist und der Leiter des Steuergitters auf einem Potential gehalten wird, das
zwischen dem maximalen Potential des Ladungsbildes und dem der das Aufzeichnungsmaterial tragenden,
elektrisch leitenden Schicht liegt, oder das Steuergitter mit der Leiterseite dem Aufzeichnungsmaterial zugewendet
angeordnet wird, wobei die Ionenquelle die entgegengesetzte Polarität zu dem Ladungsbild aufweist
und der Leiter des Steuergitters auf einem Potential gehalten wird, das zwischen dem maximalen
Potential des des Ladungsbildes und dem der Ionenquelle liegt.
Diese Verwendung hat neben der Lösung der obengenannten Aufgabe noch den wesentlichen Vorteil,
daß durch die Verwendung des Steuergitters in Verbindung mit einem Verfahren zur bildmäßigen
Aufladung eines Aufzeichnungsmaterials mittels eines Koronaionenstromes das Gitter nicht von Druckfarben-
verschmutzt werden kann, was für die eines sauberen Rasterbildes besonders
htig >st· D'e Herstellung eines Ladungsbildes
"'weder unmittelbar auf dem Aufzeichnungsmaterial ^er auf einem ebenfalls als Gitter abgebildeten
Twischenbildträger erfolgt durch Übertragung von
Ionen im elektrostatischen Feld durch das infolge der bildmäßigen Ladungsverteilung örtlich differenziert
cnerrende Gitterraster hindurch.
Es ist im Sinne der Erfindung vorteilhaft, wenn das Steuergitter zwischen dem Leitergitter und der darauf
befindlichen Schicht des fotoleitfähigen Materials eine kongruente Schicht eines hochohmigen Isolators
aufweist. Es kann aber auch die das Leitergitter einseitig überdeckende kongruente Gitterschicht aus fotoleitfähieer-i
Material auf ihren freiliegenden Flächen von einer Schutzschicht gegen mechanische Beschädigung
vollständig überdeckt sein, wobei selbstverständlich
dafür Sorge zu tragen ist, daß die Dicke dieser Schutzschicht so bemessen ist, daß sie auf die
Anwendung des Steuergitters in der erfindungsgemäßen Weise keinen Einfluß hat.
Schließlich kann das aus kongruenten Lagen des Leitergitters und eines Isolators bestehende Steuergit
Öffnungen 25 im Steuergitter, durch die die ionen 20 hindurchtreten-können, durchsetzen also die kongruenten
Gitterschichten aus Isoliermateria! und Leiterwerkstoff. Das Leitergitter 23 ist über einen elektrischen
Anschlußkontakt 31 und eine Zuleitung 33 an ein Potential gelegt, z. B. auf Massepotential oder sonst ein
gewünschtes Potential, auf dem es während der konstanten Aufladevorgangs des Steuergitters, des
anschließenden bildmäßigen Belichtens und/oder des lonenbeschusses gehalten werden kann. Es stellt sich
dann beim Aufladen des Steuergitters eine Ladungsaufteiiung an der isolierenden Schicht des Steuergitters ein,
wie dies in der F i g. 2 angedeutet ist, wobei jedoch äußerlich gesehen die Gesamtladung des Gitters
scheinbar Null ist und das Gitter in geringem Abstand bereits keinen Einfluß mehr durch Ladungsfelder auf
seine Umgebung ausübt.
Das Aufladen in der in F i g. 2 gezeigten Form wird ermöglicht durch die Leitergitterschicht. Das Aufladen
der lsolatorgitteroberfläche erfolgt mit Hilfe einer Koronaladeeinrichtung oder dergleichen. Das Leitergitter
wird dabei auf festem Potential (z, B. Masse) gehalten, so daß die auf die Isolatoroberfläche
aufgebrachte L adung eine gleich große Ladungsmenge
30
niers uiiu emv.;» louwiviu ^^ov^.._..„w „„, . uvii wt_
Ausnahme der dem Isolatorgitter abgewandten 25 entgegengesetzten" Vorzeichens zur Trennschicht zwi-Seite
des Leitergitters von einer bezüglich der sehen Isolator und Leiter anziehen kann.
Isolatorschicht dünnen Schicht des fotoleitfähigen Die Sperrwirkung wird durch die Randfelder
Materials überzogen sein. < j—^:.—
In der nun folgenden Beschreibung wird anhand von Darstellungen in den Zeichnungen das erfindungsgemäße
Verfahren sowie dessen Einsatz in Verbindung mit elektrostatisch arbeitenden Fotokopiergeräten im einzelnen
erläutert. Es zeigen:
F i g. 1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des bei der Erfindung verwendeten Steuer-
gitters;
F i g. 2 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung aus
F i g. 2 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung aus
Fig. 2,
Fig.3a einen schematisierten Schnitt durch ein Lauui,6aiu,.,.. —>...- „
fotoleitfähiges Steuergitter zur Verwendung bei der 40 der positiv geladenen Seite des Steuergitters nähern
Erfindung in einer abgewandelten Gestaltung, Das Sperrfeld ist in der Mitte jedes Loches
F i g. 3b die gleiche Darstellung einer wieder anderen ■·..-.., , „ r.
Abwandlungsform des Steuergitters,
F i g. 3c eine abermals abgewandelte Ausführungsform des Steuergitters in gleicher Darstellung,
Fig.4 schematisch ein elektrostatisch unter Anwendung
der Erfindung arbeitendes Kopiergerät,
F i g. 5 eine andere Ausführungsform eines elektrostatisch nach der Erfindung arbeitenden Kopiergerätes für
Positivabbildungen, 5c
F i g. 5a ein wiederum anderes Gerät für Positivabbildungen,
F i g. 6 ein dem Gerät aus der F i g. 5 vergleichbares Gerät, bei dem jedoch andere Polaritäten eingesetzt
werden,
Fig. 7a und 7b Ausschnitte aus den Steuergittern an den in F i g. 8 entsprechend gekennzeichneten Stellen,
F i g. 8 ein Gerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Zwischenträger,
F i g. 8a und 8b Ausschnitte aus den Steuergittern an den entsprechend gekennzeichneten Stellen in der
Fig. 9.
Die F i g. 1 und 2 zeigen eine spezielle Ausbildung, die in dem Verfahren nach der Erfindung eingesetzt wird.
Das Steuergitter, welches einen ionenstrom 20 zu steuern hat, besteht aus einer Gitterfläche 21 aus
gewöhnlichem Isoliermaterial, das mit einem kongruentpn
Leitereitter 23 bedeckt ist Die Löcher oder
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sehen Isolator und Leiter anziehen kann.
Die Sperrwirkung wird durch die Randfelder hervorgerufen, die sich innerhalb der Löcher des Gitters
ausbilden. Dabei orientiert man die Richtung dieser Randfelder derart, daß sie den Durchtritt des Ionenstroms
behindern oder gar sperren. Die elektrischen Feldlinien innerhalb der Löcher sind also derart
gerichtet, daß sie die geladenen Ionen 20 an den Rand der Löcher gelangen lassen, wo sie aufgefangen und von
der Leiterschicht 23 entladen werden. Sind die Ionen 20 positiv geladen, so wird die Aufladung des Gitters derart
vorgenommen, daß sich die geladenen Teilchen zunächst der negativen Ladungsseite nähern. Negative
Ladungsteilchen müssen sich dann umgekehrt zunächst
' "' —: ; nähern.
Una li{jviii^,u .„. ... „ .._ _ Loches am
schwächsten, wobei die Stärke des Sperrfeldes von der Stärke der Aufladung und außerdem vom Verhältnis
von Dicke der Isolatorschicht des Steuergitters zum Lochdurchmessers (Ti/D) abhängt. Ein großes Verhältnis
Ti/D und eine große Ladungsmenge ergeben sehr wirksame Abschirmung. Weitere Einflußgrößen sind die
Stärke des Beschleunigungsfeldes und die Ladung des Aufzeichnungsmaterials sowie des Abstandes vom
50 Gitter.
Eine wirksame Steuerung des Ladungsträgerstroms mit Hilfe des Steuerfeldes im Gitter erfordert einerseits
eine hohe Ladungsdichtung und andererseits eine genügende Isolatorschichtdicke. Die Zahl der fotoleitfä-
55 higen Stoffe, die als Isolatorschicht verwendbar sind, ist
aus diesem Grunde beschränkt, läßt sich jedoch durch spezielle Ausbildung des Steuergitters erweitern. Ha
beispielsweise das verwendete fotoleitfähige Materia 101 eine niedrige dielektrische Festigkeit, wodurch di<
60 Trennung der Ladung, die es tragen kann, nur begrenz ist, so läßt sich, wie in F i g. 3a gezeigt, dies durch eim
dünne Zwischenschicht 103 aus einem Werkstoff voi hoher dielektrischer Festigkeit, die nicht fotoleitfähi,
sein muß, verbessern. Die isolierende Zwischenschich bedeckt also das Leitergitter 105 und sorgt so fü
ausreichend gute Isolation.
Weiterhin ist es möglich, geringe mechanisch Festigkeit des fotoleitfähigen Materials auf dei
Steuergitter dadurch unschädlich zu machen, daß das fotoleitfähige Material auf seinen frei liegenden Flächen
von einer Schutzschicht 107 gegen mechanische Beschädigung überdeckt wird, wie es die F i g. 3b zeigt.
Sollen fotoleitfähige Werkstoffe verwendet werden, die nicht in Schichten aufgebaut werden können, welche
eine Ladungstrennung in der oben beschriebenen Weise zulassen, so kann das Isolierschichtgitter aus irgendeinem
guten Isoliermaterial aufgebaut werden, das dann, möglicherweise gemeinsam mit dem Leitergitter innerhalb
der Gitteröffnungen und auf der Oberseite des Isolatorgitters durch eine dünnen Schicht 109 des
fotoleitfähigen Materials bedeckt wird.
Es versteht sich, daß mit der Stärke der Aufladung und damit der Stärke der in den Gitteröffnungen
wirksam werdenden Randfelder entweder eine völlige Sperrung der Gitteröffnungen für den Ionenstrom
beliebige Grautonübergänge von Hell auf völlig Dunkel erzielt werden können.
F i g. 4 gibt in schematischer Andeutung den Aufbau eines Gerätes wieder, mit dem auf elektrostatischem
Wege Vervielfältigungen oder Kopien von Vorlagen hergestellt werden können. Die gestrichelte Umrandung
49 soll ein lichtdichtes Gehäuse andeuten. Das Steuergitter ist als Band 51 über vier Umlenkwalzen 55
gelegt und kann so in der durch Pfeile angedeuteten Richtung bewegt werden. Bei der dargestellten
Vorrichtung ist das Steuergitter 51 mit der fotoleitfähigen Schicht 50 nach außen und der elektrisch leitenden
Gitterschicht 52 nach innen über die Walzen 55 gelegt. Es wird zunächst an der Koronaentladungseinrichtung
53 auf seiner gesamten fotoleitfähigen Schicht gleichmäßig aufgeladen, so daß es einen Zustand annimmt, wie
er in der F i g. 2 angedeutet ist. Die Koronaeinrichtung 53 wird auf einem negativen Potential £Ί gehalten, so
daß die fotoleitfähige Schicht 50 mit negativen Ladungsträgern besprüht wird.
Das aufgeladene Steuergitter wird dann durch Schrittbewegungen zur Belichtungsstation 59 gefördert,
wo es mit Hilfe einer bekannten Belichtungseinrichtung 61 entsprechend der zu reproduzierenden Vorlage
belichtet wird, was zu einer vollständigen oder teilweisen Entladung gewisser Zonen der fotoleitfähigen
Schicht des Steuergitters führt und somit zu einer bildmäßigen Modulierung, da die Leitergitterschicht mit
Hilfe einer Tastrolle 66 stets auf Massepotential gehalten wird.
Das latente elektrostatische Bild in Form der modulierten Gitteröffnungsfelder wird bis zu einer
Stelle weiterbewegt, an der auf der Leiterseite des Steuergilters sich eine weitere Ionenquelle 63 befindet,
die aus einer flächigen Anordnung mehrerer Koronaentladungseinrichtungen 65 besteht. Die Ionenquelle 63
gibt negativ geladene Ionen in Richtung auf das dagegen positive, da geerdete Leitergitter des Steuergitters
ab, und entsprechend der Ladungsverteilung in den modulierten Gitteröffnungen können Ionen mehr
oder weniger durch das Steuergitter hindurchtreten, wobei sie durch ein Beschleunigerfeld gerichtet und auf
ein Aufzeichnungsmaterialblatt 77 gezogen werden, das synchron mit dem latenten elektrostatischen Bild auf
einem Leiterband 57 vorangefördert wird.
Das Potential Ei der Koronaentladungseinrichtungen
65 ist so gewählt, daß negativ geladene Ionen in Richtung auf das Steuergitter beschleunigt werden und
damit an den einander zugewandten Seiten entgegengesetzte Ladungen vorhanden sind, wodurch die negativ
geladenen Ionen angezogen werden. Die Höhe des Potentials £3 beträgt etwa 8 000 V Gleichspannung.
Das Belichten und die Übertragung der Ladungsträger erfolgt vorzugsweise mit intermittierend bewegten
Gitter- und Trägerbändern 51 bzw. 57, kann jedoch auch in kontinuierlichem Betrieb durchgeführt werden, wenn
die Vorlage zeilenmäßig synchronisiert abgetastet wird. Die Einrichtung gemäß F i g. 4 ist vorzugsweise mit
isolierten Papier- oder Aufzeichnungsmaterialförderbändern 57 und 67 ausgestattet, welche voneinander
durch einen Abstandskörper 69 getrennt sind, wodurch die Möglichkeit besteht, die Förderbänder 57 und 67 auf
verschiedenes Potential aufzuladen. Mit einer Spannungsquelle £3 wird das Förderband 57 auf ein
einstellbares positives Potential zwischen 1 und 3000 V aufgeladen, wobei das Förderband gitterartig auf
seinem Leitermaterial gestaltet sein kann und über isolierende Rollen 71, 73 geführt ist. Die mechanische
Halterung des Aufzeichnungsmaterials 77 auf dem Förderband 57 wird hier nicht näher beschrieben. Die
Spannungsübertragung von der einstellbaren Gleichspannungsquelle £3 erfolgt mit einer Abtriebsrolle 75,
wobei die Spannungseinstellung zum Zwecke der Anpassung an die Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit
und sonstige Einflußgrößen vorgenommen wird, um auf die Feldverteilung im Spalt 81 zwischen dem
Steuergitter und dem Aufzeichnungsträger einen Einfluß nehmen zu können.
Nachdem das Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 77 aus nicht leitendem Material erzeugt ist,
wird dieses an das Förderband 67 weitergegeben, wo das Entwickeln mit auf ein positives Potential £t
aufgeladenen Tonerpartikeln erfolgt, die mit einer Walzenbürste 83 aus einem Behälter 85 aufgewirbelt
werden. Auch der Tonerbehälter selbst kann mit Hilfe einer Spannungsquelle auf ein positives Potential £5
aufgeladen werden, was zur Verstärkung eines auf das Aufzeichnungsmaterial hin gerichteten Feldes von
Vorteil ist. Das Förderband 67 läuft über isolierende Walzen 91 und 93, ist leitend und wird auf ein negatives
Potential E6 mit Hilfe einer Tastrolle 89 aufgeladen. Für
die genannten Spannungsquellen sind Spannungen im Bereich von 600 bis 1000 V üblich.
Das Fixieren des mit Tonerpartikeln entwickelten
Ladungsbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 77 erfolgt in üblicher Weise mit einer Heizeinrichtung 95, und im Anschluß daran wird das mit der Kopie versehene Aufzeichnungsmaterial über einen Abhebdeckel 97 vom Förderband 67 abgenommen und mittels eines Förderers 98 aus dem Gerät heraustransportiert. Weitere Hilfsmittel wie Reinigungseinrichtungen und dergleichen sind allgemein üblich und werden hier nicht weiter erwähnt.
Das Fixieren des mit Tonerpartikeln entwickelten
Ladungsbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 77 erfolgt in üblicher Weise mit einer Heizeinrichtung 95, und im Anschluß daran wird das mit der Kopie versehene Aufzeichnungsmaterial über einen Abhebdeckel 97 vom Förderband 67 abgenommen und mittels eines Förderers 98 aus dem Gerät heraustransportiert. Weitere Hilfsmittel wie Reinigungseinrichtungen und dergleichen sind allgemein üblich und werden hier nicht weiter erwähnt.
In der F i g. 5 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel
einer Kopiervorrichtung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren benutzt wird, dargestellt, bei dem das
Belichten und der bildmäßige Aufbau des latenten Ladungsbildes mit Hilfe geladener Teilchen gleichzeitig
erfolgt. Es ist mit der Vorrichtung jedoch auch möglich eine Blitzbelichtung kurz vor dem lonenbeschuD
durchzuführen, wenn als fotoleitfähige Substanz Cadmiumsulfid oder Zinksulfid verwendet wird. Die Fotoleiterschicht
50' ist im vorliegenden Fall auf dei Innenseite des Gitterbandes 51' angeordnet, währenc
das Metallgitter 52' sich auf der Außenseite befindet Von einer Koronaeinrichtung 53', die an einei
Spannungsquelle E\ liegt, werden negativ geladen« Ionen der Fotoleiterschicht des Gitterbandes 51
zugeführt, das über isolierte Walzenkörper 55' läuft. Da!
negative aufgeladene Gitterband 51' wird an der Stelle 59' mit Hilfe der Belichtungseinrichtung 61' belichtet
durch eine durchsichtige lonenabgabevorrichtung 64 hindurch, deren leitende innere Fläche bei 66' geerdet
ist. Die Koronaentladungseinrichtungen 63' der Ionenabgabevorrichtung
liegen im vorliegenden Fall an der positiven Spannungsquelle £2'.
Es werden positive Ionen in Richtung auf das negativ geladene Leitergitter 50' beschleunigt, und sie treten an
Stellen, an denen die Randfelder in den Gitteröffnungen es erlauben, durch das Steuergitter hindurch und
erreichen das Aufzeichnungsmaterial 77', der auf dem Förderband 57 liegt, das mit Hilfe der Spannungsquelle
£3' über eine Kontaktrolle 75' auf negatives Potential gebracht wird. Auch bei dieser Vorrichtung kann die
Arbeitsweise schrittmäßig oder kontinuierlich bewegt erfolgen, was von der Art der Synchronisation zwischen
dem Steuergitter 5Γ und dem Förderband 57 und der Ausführungsform der Belichtungseinrichtung 6Γ abhängt.
Das Entwickeln des latenten Ladungsbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 77' erfolgt dann in bereits
beschriebener Weise auf dem danebenliegenden Förderband 67' unter einer Tonerabgabevorrichtung mit
Walzenbürste 83', die am negativen Potential £»' liegt,
wobei eine Gitterabdeckung 87 des Tonerkastens auf das negative Potential £5' gebracht wird. Fixiert wird im
Anschluß an das Entwickeln mit einer Heizvorrichtung 95'. Der zweite Förderer wird auf dem positiven
Potential Ed gehalten und mit einer Reinigungsbürste
100 mit Absauger 103 gereinigt, wenn die fertig entwickelte Kopie mit Hilfe eines Abhebekeils 97'
abgenommen und auf einen Stapel 105 gelegt wurde. Zur Synchronisierung des Belichtungs- und des Aufladevorgangs
dient eine Synchronisiereinrichtung 101.
Ein weiteres Positivkopierverfahren ist mit der Einrichtung gemäß F i g. 5a möglich. Die Darstellung in
der F i g. 5a enthält nur den Teil des Geräts mit dem Doppelschicht-Steuergitter, der Belichtungseinrichtung
und der Einrichtung für das Aufbringen der Ladungsträger. Die übrigen Teile der Vorrichtung sind gegenüber
der Vorrichtung aus F i g. 5 unverändert, wobei sich nun die fotoleitfähige Schicht 50" auf der Innenseite und das
Metallgitter 52" auf der Außenseite des Steuergitters 51" befindet. Mit Hilfe der Belichtungseinrichtung 61"
wird die Vorlage auf die fotoleitfähige Schicht durch eine transparente Elektrode 106, die auf dem Potential
E8 mit positivem Vorzeichen gehalten wird, projiziert.
Das Leitergitter ist mit der Rolle 107 auf Massepotential gehalten. Die Höhe der Spannung £is kann innerhalb
eines weiten Bereichs liegen, denn Zweck dieser Spannung ist es lediglich, ein Feld zu erzeugen, durch
das Ladungsträger dann, wenn durch Belichtung die Fotoleiterschicht leitend wird, zum Wandern veranlaßt
werden. Das bildmäßig erzeugte Ladungsbild ist dann, wenn die Belichtung wieder weggenommen wird, in der
dann wieder ihren Isolierzustand einnehmenden Fotoleiterschicht sozusagen eingefangen und kann in diesem
Zustand innerhalb des dunklen Gehäuses zur lonisiereinrichtung 63" weiter transportiert werden, deren
Aufbau sich von der aus F i g. 5 nicht unterscheidet.
Abhängig von den verwendeten Materialien und insbesondere vom Zusammenwirken der Steuergitterschichten
50" und 52" kann im Fotoleiter 50" ein positive oder eine negative Ladung aufgebaut werden,
wo sie dem Licht ausgesetzt wird. Wird z. B. Zinkoxid verwendet als fotoleitfähige Substanz, so ist die Ladung
negativ, bei Selen dagegen positiv. Auf jeden Fall aber beseitigt das Ladungsbild, das durch den Lichteinfall
hervorgerufen wird, die Randfelder in den Gitteröffnungen nur dort, wo das Licht hingelangt, da nur dort der
Fotoleiter leitend wird, so daß die Ladung durch die fotoleitfähige Substanz hindurchbewegt werden können.
Es soll z. B. angenommen werden, daß das Material des Steuergitters so gewählt ist, daß die positiv geladene
Transparentelektrode 106 eine Ladungstrennung hervorruft, bei der sich die negative Ladung auf der
Innenseite des Steuergitters, daß heiß auf der fotoleitfähigen Substanz ansammelt, wobei dann die positive
Ladung auf der gegenüberliegenden Seite anzutreffen ist.
Die Randfelder sind dann in der Richtung von den nach außen liegenden Bereichen der öffnungen zu den
nach innen liegenden hin orientiert, also von der Außenseite des Steuergitterbandes 51" in Richtung auf
dessen Innenseite. Von der Koronaeinrichtung 63" ausgehende, positiv geladene Ionen unter dem Einfluß
der Spannungsquelle £2" können diejenigen Bereiche des Steuergitters durchdringen, die im Belichtungsvorgang
kein oder nur ein schwaches Randfeld innerhalb der Gitteröffnungen erhalten haben, während sie dort,
wo die Sperrfelder in den Gitteröffnungen stark aufgebaut wurden, am Durchtritt gehindert werden, so
daß in der Belichtung dunkle Zonen einen starken Ionenfluß passieren lassen und dies im späteren
Entwicklungsvorgang zu einer dichten Besetzung mit Tonerpartikeln und damit zu einer Positivkopie führt.
Die Synchronisiersteuerung 101" kann auch eine Neutralisiervorrichtung 110 schalten, entweder kontinuierlich
oder intermittierend, wodurch die Ladung des Steuergitterbandes 51" wieder ausgeglichen werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz
kommt, zeigt die F i g. 6. Die Belichtungseinrichtung 61a
liegt bei dieser Vorrichtung wieder innerhalb des Steuergitterbandes 51a, dessen fotoleitfähige Schicht
50a auf der Innenseite und dessen Leiterschicht 52a auf der Außenseite angeordnet sind mit einer Erdungsrolle
110, die auf der leitenden Schicht des Steuergitters abrollt. Mit Hilfe einer Koronaeinrichtung 53a, die
negativ durch eine Spannungsquelle Ew vorgespannt ist, wird das Steuergitter auf seiner Fotoleiterseite gleichmäßig
aufgeladen. Es läuft über isolierte Walzen 55a zur Belichtungseinrichtung 61a, wo es bildmäßig moduliert
wird. Die Koronaeinrichtung 63a wird auf positivem Potential £12 gehalten, während die Abschirmungen 115
an Massepotential liegen, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Das Förderband 57a, das den Aufzeichnungsträger
77a trägt, wird auf einem negativen Potential £13 gehalten mit Hilfe der Kontaktrolle 75a, se
daß, beeinflußt vom Beschleunigungsfeld zwischen derr leitfähigen Transportband 57a und der Koronaeinrich·
tung 63a und gesteuert vom Steuergitter 51a, da! bildmäßig moduliert ist, auf dem Aufzeichnungsmateria
77a ein positives Ladungsbild entsprechend dei Bildvorlage erzeugt wird.
Die nachgeschalteten Vorgänge des Entwickeins um Fixierens werden mit Hilfe des zweiten Förderbande
67a in der bereits in Verbindung mit F i g. 5 beschriebe nen Weise vorgenommen, weshalb an dieser Stelle nich
weiter darauf eingegangen wird. Die einzelnen Teil sind mit den entsprechenden Bezugszeichen gekenr
zeichnet.
Bei der Kopiervorrichtung gemäß F i g. 7 ist ein ersu
bandförmiges Steuergitter 211 aus fotoleitfähig»
709 544/
Schicht 213 und leitender Gitterschicht 215 in der dargestellten Anordnung über Walzen geführt. Eine
genaue Darstellung des Steuergitters zeigt die Vergrößerung der Fig.7a, die erkennen läßt, daß die
Koronaentladungseinrichtung 217 eine negative Ladung auf der fotoleitfähigen Schicht 213 abgelagert hat.
Die Spannung der Potentialquelle E\ beträgt zwischen 2000 und 5000 V oder mehr, während die Leiterschicht
des Steuergitters mit einer Kontaktrolle auf Massepotential gehalten wird. Mit einer gewöhnlichen Belichtungseinrichtung
219 wird das Steuergitter 211 über reine Linseneinrichtung 221 bildmäßig moduliert, was
sowohl Zeile für Zeile als auch bei intermittierendem Vorschub des Steuergitters in Ganzbildtechnik geschehen
kann. Die gestrichelte Linie 225 deutet ein lichtdichtes Gehäuse mit einem Eingabeschlitz für die zu
reproduzierende Vorlage 227 an. Nach der Belichtung ist das Steuergitter 211 moduliert, wie in Fig.7
dargestellt. Es wird anschließend an einer weiteren Ionenquelle 231 vorübergeführt, von der negative
Ladungsträger ausgehen und die an einer Spannungsquelle Ei liegt. Die Darstellung der F i g. 7a zeigt, daß ein
lon 235 im belichteten Bereich, in welchem die ursprünglich bei 217 aufgebrachten Ladungen abgebaut
sind, die Gitteröffnung 237 passieren kann, während ein Ion 239, das auf eine Gitteröffnung 341 im nicht
belichteten Bereich trifft, von den Öffnungsrandfeldern nicht durchgelassen wird. Ein zweites, gleich wie das
Steuergitterband 211 aufgebautes Gitterband 251, das
im Bereich der Ionenquelle 231 dem ersten Gitterband 211 gegenüber angeordnet ist und synchron mit diesem
geführt wird, wird auf diese Weise durch die durch das erste Gitterband 211 hindurchtretenden, negativ geladenen
Ionen bildmäßig aufgeladen wie in Fig.7b dargestellt, in der die fotoleitfähige Schicht mit 253
gekennzeichnet und mit den negativen Ionen beschossen ist, wobei die Leiterschicht 256 des Gitters die
Ausbildung der Randfelder in den Gitteröffnungen ermöglicht. Es können dann in den bildmäßig modulierten
Bereichen von der Ionenquelle 265, die an negativer Spannung E3 liegt, ausgehend negative Ionen entsprechend
der Darstellung in der F i g. 7b das zweite Steuergitter passieren oder nicht passieren, je nachdem
das Ion 257 auf einen nicht geladenen Bereich des aus Leiterschicht 255 und fotoleitfähiger Schicht
bestehenden Gitterbandes oder ein Ion 261 auf den geladenen Bereich mit der Öffnung 263 trifft, wobei
diese Ionen bildmäßig moduliert auf ein Aufzeichnungsmaterial 267 treffen, der auf einem gewöhnlichen
leitenden Förderband 269 liegt und ebenfalls synchron zum zweiten Steuergitter geführt wird.
Die Ionenquelle 265 für negativ geladene Ionen kann auf einem Potential bis zu 8000 V gehalten werden,
und sie kann bei Schritttransport der Steuergitter und des Förderbandes auch als flächenmäßige Anordnung
mehrerer Koronaentladungseinrichtungen für eine Ganzbildübertragung ausgebildet sein. Das zweite
Gitterband wird mit Hilfe einer gewöhnlichen Löscheinrichtung 250 gelöscht, wenn der Übertragungsvorgang
beendet ist. Das Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes auf dem Aufzeichnungsmaterial 267 erfolgt
wieder in gewöhlicher Weise mit Toner 273 aus einer Entwicklungseinrichtung 271 mit Walzenbürste 275, die
am positiven Potential Ea liegt, wonach das Tonerbild
dann mit der Fixiereinrichtung 277 fixiert und mit Hilfe eines Abhebelkeils 279 abgehoben wird.
Eine weitere, der soeben beschriebenen Anordnung ίο ähnliche Einrichtungen, in der zwei synchron angetriebene
Steuergitterbänder 301 und 325 verwendet werden, ist in der Fig.8 mit den Ausschnittsdarstellungen
8a und Sb gezeigt. Dem mit seiner fotoleitfähigen Schicht 311 nach außen und der Leiterschicht 313 nach
innen liegenden Steuergitterband 301 steht eine Beleuchtungseinrichtung 305 innerhalb eines lichtdichten
Gehäuses 307 gegenüber, in das über eine öffnung 309 die zu kopierenden Vorlagen eingegeben werden
können. Eine Koronaeinrichtung zur gleichmäßigen Aufladung 303 mit negativem Potential E\, liegt eine an
Masse liegende Kontaktwalze gegenüber. Ferner ist eine zweite Koronaeinrichtung 319 vorgesehen, die auf
dem negativen Potential £2' gehalten wird. Die Möglichkeit des Ionendurchtritts an der Stelle der
Koronaeinrichtung 319 zeigt die F i g. 8a.
An der Stelle der Koronaeinrichtung 319 steht dem ersten Steuergitter ein zweites Steuergitter 325
gegenüber mit Leitergitterschicht auf der Innenseite und fotoleitfähiger Gitterschicht auf der Außenseite.
Das Leitergitter wird auf Massepotential gehalten.
Im vorliegenden Fall wird das auf das zweite Steuergitter 325 übertragene Ladungsbild dazu benutzt,
auf das Aufzeichnungsmaterial 339, das auf einem leitfähigen Förderband 341 liegt, geladene Tonerteilchen
bildmäßig aufzubringen. Aus der Tonerquelle 331, in der die Tonerteilchen 333 (Fig. 8b) auf dem
negativen Potential Es gehalten werden, treten die
Tonerteilchen entsprechend der bildmäßig verteilten Sperrwirkung des Gitters 325 durch dieses hindurch. Mit
der Fixiereinrichtung 343 wird das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial 339 fixiert und dann aus dem
Gerät herausgefördert. Das zweite Gitter wird im Anschluß daran an geeigneter Stelle von Tonerteilchen
befreit (nicht eigens dargestellt) und an der Stelle 326 ir gewöhnlicher Weise neutralisiert.
Die Fig.8b läßt erkennen, daß negativ geladene
Tonerteilchen 333 die Gitteröffnung 335 im Dunkelbe reich der Vorlage passieren können, während sie irr
belichteten Bereich nicht durch die öffnung 33;
hindurchgelassen werden, da die Randsperrfelder in dei öffnungen den Durchtritt sperren.
Die Einstellung der jeweiligen Spannungsweite de Potentialquelle ist nicht kritisch. Es lassen sich durcl
geeignete Anpassung Umgebungseinflüsse wie Feuch tigkeit der Luft, des Aufzeichnungspapiers oder sonstigi
Einflußgrößen berücksichtigen, und es ist nur darauf zi achten, daß keine Ladungsteilchen gesperrte Gitteröff
nungen zu durchdringen vermögen.
Hierzu 8 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum bildmäßigen Aufladen eines auf einer elektrisch leitenden Schicht angeordneten
isolierenden Aufzeichnungsmaterials unter Verwendung eines ein Ladungsbild tragenden, photoleitfähigen
Steuergitters zur bildmäßigen Modulation eines auf das Aufzeichnungsmaterial gerichtete Koronaionenstromes,
dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes elektrisch leitendes, einseitig
mit einer photoleitfähigen Schicht beschichtetes Steuergitter verwendet wird und daß das Steuergitter
entweder mit der Leiterseite der Ionenquelle zugewendet angeordnet wird, wobei die Ionenquelle i$
die gleiche Polarität wie das Ladungsbild aufweist und der Leiter des Steuergitters auf einem Potential
gehalten wird, das zwischen dem maximalen Potential des Ladungsbildes und dem der das
Aufzeichnungsmaterial tragenden, elektrisch leitenden Schicht liegt, oder das Steuergitter mit der
Leiterseite dem Aufzeichnungsmaterial zugewendet angeordnet wird, wobei die Ionenquelle die entgegengesetzte
Polarität zu dem Ladungsbild aufweist und der Leiter des Steuergitters auf einem Potential
gehalten wird, das zwischen dem maximalen Potential des Ladungsbildes und dem der Ionenquelle
liegt.
2. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Steuergitter zwischen dem Leitergitter (105) und der darauf befindlichen Schicht (10t) des photoleitfähigen
Materials eine kongruente Schicht (103) eines hochohmigen Isolators aufweist.
3. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das
Leitergitter einseitig überdeckende kongruente Gitterschicht aus photoleitfähigem Material auf
ihren freiliegenden Flächen von einer Schutzschicht (107) gegen mechanische Beschädigung vollständig
überdeckt ist.
i. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus
kongruenten Lagen des Leitergitters und eines Isolators bestehende Steuergitter mit Ausnahme der
dem Isolatorgitter abgewandten Seite des Leitergitters von einer bezüglich der Isolatorschicht dünnen
Schicht (109) des photoleitfähigen Materials überzogen ist.
50
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