Vorrichtung zur elektrophotographischen Herstellung von Bildern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elek trophotographischen Herstellung von Bildern auf lichtempfindlichen Halbleiterschichten, wobei durch Belichtung zunächst ein latentes Leitfähigkeitsbild erzeugt wird, das durch Überleiten eines farbigen Aerosols im stationären elektrischen Feld einer Coronaentladung entwickelt wird.
Wendet man dazu eine Elektrodenanordnung an, die aus einer Spitzen elektrode, an der die Coronaentladung stattfindet, und einer plattenförmigen Gegenelektrode besteht, auf der sich die Halbleiterschicht bzw. ein Träger mit der Halbleiterschicht befindet, so kann dabei nur ein Bild bestimmter Grösse entwickelt werden, da die elektrische Feldstärke über der Platte mit grösserwerdendem Abstand von dem der Spitze gegen überliegenden Punkt sehr rasch abnimmt. Infolge der abnehmenden Feldstärke wird auch die Ein färbung nach aussen hin schwächer. Der Bereich auf der Bildfläche, in dem die Einfärbung noch kräftig und gleichmässig genug ist, lässt sich etwas erweitern, wenn man den Abstand zwischen Spitze und Platte vergrössert.
Diese Änderung bedingt allerdings eine wesentlich grössere Elektrodenspannung und bean sprucht für die Anordnung wesentlich mehr Raum, so dass damit sehr bald eine Grenze des praktisch Möglichen erreicht ist.
Versucht man den Bereich durch gleichzeitige Anwendung mehrerer Sprühelektroden in Form von Spitzen oder Drähten, die in kleinem Abstand von der Platte angebracht sind, zu vergrössern, so zeigt sich, dass die Entladungsstellen sich gegenseitig der art stören, dass bei der Einfärbung der Schicht durch das Aerosol netzartige Gebilde entstehen, die das Bild völlig entstellen.
Eine weitere Schwierigkeit bei der Entwicklung grösserer Flächen liegt darin, dass das Aerosol nicht über beliebig grosse Räume gleichmässig genug ver teilt werden kann.
Die genannten Schwierigkeiten werden erfin dungsgemäss dadurch beseitigt, dass die Sprühelek trode an einer parallel zur Halbleiterschicht beweg lichen Haltevorrichtung befestigt ist; sie kann mit konstanter Geschwindigkeit über die zu entwickelnde Fläche der Halbleiterschicht geführt werden. Durch eine solche Bewegung kann jeder Punkt der Fläche mindestens einmal in grösste Nähe der Sprühelektrode gelangen. Durch wiederholtes Überstreichen der Flä che in gleichen Zeitabständen kann das Sprühfeld bei relativ kleinem Elektrodenabstand auf einen gro ssen Bereich ausgedehnt werden, wodurch die Ent wicklung von Bildern auf grossen Flächen möglich ist.
Mit der Anwendung einer bewegten Elektroden- anord'nung ist ferner der grosse Vorteil verbunden, dass mehrere Sprühspitzen mit jeweils einer Corona- entladung gleichzeitig benutzt werden können, da das Auftreten der Netzbildung bei der Entwicklung des Bildes infolge der Bewegung unterbleibt. Durch eine Vielzahl solcher Sprühspitzen kann der Ionen strom wesentlich verstärkt und die Entwicklungs zeit verkürzt werden.
Für die Entwicklung grosser Bildflächen hat es sich als praktisch erwiesen, die Sprühspitzen in einer Reihe anzuordnen und längs dieser Reihe mit gleichförmiger Geschwindigkeit zu bewegen, die Halbleiterschicht aber senkrecht zur Bewegungsrichtung der Spitzen ebenfalls mit gleich bleibender Geschwindigkeit weiterzubefördern, um eine gleichmässige Entwicklung des Bildes über die ganze Fläche zu erhalten.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung schematisch dargestellt. Als Sprühelek trode wird beispielsweise eine mit Metallspitzen be setzte, in sich geschlossene Metallkette a benutzt (Fig.l), die über zwei Zahnräder<I>b, b'</I> geführt wird. Der gestreckte Teil der Kette liegt parallel zur Halbleiterschicht e. Die Spitzen d zeigen nach aussen und erzeugen unter Spannung jede für sich eine Coronaentladung. Die Kette wird über eines der Zahnräder mit Hilfe eines Elektromotors in Bewe gung gesetzt, wobei die Spitzen gegenüber der Halb leiterschicht eine Geschwindigkeit von einigen cm/s bis zu einigen m/s annehmen können.
Zur Verbrei terung der Sprühzone können die Spitzen auch gegen seitig versetzt angeordnet werden.
Das Aerosol wird aus einer Schlitzdüse e (Fig. 2) parallel zur Halbleiterschicht oder leicht gegen die Ebene der Schicht geneigt in das Sprühfeld einge blasen und von einer zweiten Schlitzdüse f, die an eine Absaugevorrichtung angeschlossen ist, wieder aufgenommen. Die Düsen sind im Abstand von einigen Millimetern bis zu wenigen Zentimetern, z. B. 1 cm, einander gegenüber so angeordnet, dass sich zwischen ihnen ein Aerosolschleier von wenigen Milli metern, z. B. 5 mm Dicke und einer Breite, die der Schlitzlänge entspricht, ausbildet.
Der Träger mit der Halbleiterschicht, z. B. Pa pier mit Zinkoxyd, wird über eine rotierende, ge erdete Metallwalze g geführt, die als Gegenelektrode dient. Durch den Papiertransport senkrecht zur Lauf richtung der Spitzen wird eine Fläche, die sich in der gewählten Breite (Schlitzlänge) auf eine unbe grenzte Länge des Papierbandes ausdehnen kann, entwickelt.
Durch diese Vorrichtung wird die Entwicklungs zone auf einen engen Raum zusammengedrängt, was in apparativer Hinsicht sehr vorteilhaft ist, und es kann wegen des hierdurch möglichen geringen Elektrodenabstandes mit relativ niedrigen Spannun gen von einigen Kilovolt gearbeitet werden, wodurch die Isolation weitgehend vereinfacht wird.
Durch die Ränder der Düsen, die an Erdpoten- tial liegen, werden starke Verzerrungen des Sprüh feldes hervorgerufen, was Ungleichmässigkeiten der Einfärbung zur Folge hat. Solche Verzerrungen tre ten auch auf, wenn die Düsen aus Isolierstoff ange fertigt sind, weil sich wegen der Befeuchtung durch das Aerosol im Laufe der Zeit ein leitfähiger Film ausbildet. Diese Störungen können durch eine Schlitz blende h aus Isolierstoff behoben werden, die zwi schen der Sprühelektrode und der Walze über dem Aerosolschleier angebracht ist.
Durch diese Blende wird der Ionenstrom fokussiert und die Aerosolab- scheidung wird auf ein bestimmtes Gebiet zwischen den Düsen begrenzt. Ausserdem ist durch die Be deckung der Düsenränder durch die Blende ein Schutz gegen Überschläge gegeben. Die Schlitzbreite der Blende muss grösser sein als die Breite der Sprüh elektrode und kleiner als der Abstand der Düsen ränder.
Der Aerosolstrom wird durch geeignete Düsen einstellung und Strömungsgeschwindigkeit vorteilhaft õ gelenkt, dass die Farbstoffteilchen bei spannungs loser Sprühelektrode nahe über der Oberfläche der Halbleiterschicht vorbeiströmen und erst 'beim Ein schalten der Spannung durch den Ionenstrom und das elektrische Feld auf die Schicht gedrückt werden und die Einfärbung der belichteten Stellen hervor rufen.
Apparatus for the electrophotographic production of images The invention relates to a device for the electrophotographic production of images on photosensitive semiconductor layers, wherein first a latent conductivity image is generated by exposure, which is developed by passing a colored aerosol in the stationary electric field of a corona discharge.
If an electrode arrangement is used for this purpose, which consists of a tip electrode on which the corona discharge takes place and a plate-shaped counter-electrode on which the semiconductor layer or a carrier with the semiconductor layer is located, only an image of a certain size can be developed. because the electric field strength over the plate decreases very rapidly with increasing distance from the point opposite the tip. As a result of the decreasing field strength, the coloring also becomes weaker towards the outside. The area on the image surface in which the coloring is still strong and even enough can be expanded a little if the distance between the tip and the plate is increased.
However, this change requires a much greater electrode voltage and demands much more space for the arrangement, so that a limit of what is practically possible is very soon reached.
If you try to enlarge the area by simultaneously using several spray electrodes in the form of tips or wires, which are attached a small distance from the plate, it turns out that the discharge points interfere with each other in such a way that when the layer is colored by the Aerosol, net-like structures arise that completely distort the picture.
Another difficulty in developing larger areas is that the aerosol cannot be distributed evenly enough over any large room.
The difficulties mentioned are eliminated in accordance with the invention in that the spray electrode is attached to a holding device that is movable parallel to the semiconductor layer; it can be guided at constant speed over the area of the semiconductor layer to be developed. With such a movement, each point on the surface can come very close to the spray electrode at least once. By repeatedly sweeping over the surface at the same time intervals, the spray field can be extended to a large area with a relatively small electrode spacing, which enables images to be developed over large areas.
The use of a moving electrode arrangement also has the great advantage that several spray tips, each with a corona discharge, can be used at the same time, since the formation of a network does not occur during the development of the image as a result of the movement. A large number of such spray tips can significantly increase the ion flow and shorten the development time.
For the development of large image areas, it has proven to be practical to arrange the spray tips in a row and move them along this row at a constant speed, but to convey the semiconductor layer further perpendicular to the direction of movement of the tips also at a constant speed in order to ensure a uniform development of the image to get the whole area.
In the drawing, an embodiment of the device is shown schematically. A self-contained metal chain a with metal tips is used as the spray electrode (FIG. 1), which is guided over two toothed wheels <I> b, b '</I>. The stretched part of the chain is parallel to the semiconductor layer e. The tips d point outwards and each generate a corona discharge under voltage. The chain is set in motion via one of the gears with the help of an electric motor, whereby the tips opposite the semiconductor layer can assume a speed of a few cm / s to a few m / s.
To widen the spray zone, the tips can also be offset from one another.
The aerosol is blown into the spray field from a slot nozzle e (Fig. 2) parallel to the semiconductor layer or slightly inclined towards the plane of the layer and is picked up again by a second slot nozzle f, which is connected to a suction device. The nozzles are at a distance of a few millimeters to a few centimeters, e.g. B. 1 cm, arranged opposite each other so that there is an aerosol veil of a few millimeters between them, z. B. 5 mm thick and a width corresponding to the slot length, forms.
The carrier with the semiconductor layer, e.g. B. Pa pier with zinc oxide, is guided over a rotating, ge grounded metal roller g, which serves as a counter electrode. By transporting the paper perpendicular to the direction of travel of the tips, an area is developed that can expand in the selected width (slot length) to an unlimited length of the paper tape.
This device compresses the development zone into a narrow space, which is very advantageous in terms of apparatus, and because of the small electrode spacing possible as a result, it is possible to work with relatively low voltages of a few kilovolts, which largely simplifies the insulation.
The edges of the nozzles, which are at ground potential, cause severe distortions of the spray field, which results in irregularities in the coloration. Such distortions occur even if the nozzles are made of insulating material, because a conductive film forms over time due to the humidification by the aerosol. These disruptions can be remedied by a slotted aperture h made of insulating material, which is attached between the spray electrode and the roller above the aerosol curtain.
The ion current is focused through this aperture and the aerosol separation is limited to a certain area between the nozzles. In addition, the cover of the nozzle edges by the diaphragm provides protection against flashovers. The width of the slot in the aperture must be larger than the width of the spray electrode and smaller than the distance between the nozzle edges.
The aerosol flow is advantageously guided by suitable nozzle setting and flow speed so that the dye particles flow past close to the surface of the semiconductor layer when the spray electrode is de-energized and are only pressed onto the layer when the voltage is switched on by the ion current and the electric field and the coloring of the exposed areas.