Verfahren und Vorrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Felder Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ent wickeln von elektrostatischen Feldern durch fort laufendes Kontaktieren des zu entwickelnden Materials mit einem Benetzungsentwickler, der sich innerhalb einer querliegenden, schlitzförmigen Anordnung be findet. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Bei der Benetzungsentwicklung macht man sich die Veränderungen der Haftspannung der Entwickler flüssigkeit auf einer zu entwickelnden Oberfläche durch den bildmässig differenzierten Zustand dieser ein elektrostatisches Feld tragenden Oberfläche zu nutze.
Die Benetzungsentwickler stellen eine Flüssigkeit dar, die eine solche Zusammensetzung besitzen, dass sie das zu entwickelnde Material nur an den Stellen, die ein elektrostatisches Feld tragen, benetzen. Ab gesehen von der Auswahl der Entwicklerlösungen ist man bestrebt, bei diesem Vorgang an das das Feld tragende Material die Entwicklerflüssigkeit in solcher Weise anzutragen, dass eine schnelle Entwicklung und Benetzung der Bildstellen bewirkt wird, ohne dass man einen zu grossen Überschuss anträgt, der in störender Weise auch an den nicht dafür vorgesehenen Flächen rein mechanisch haften bleiben könnte.
Ferner soll bei der genannten Entwicklung die Möglichkeit gegeben sein, durch zusätzliches Anlegen einer elektrischen Spannung während des Ent wicklungsvorganges Umkehrbilder zu erzeugen. Auch aus diesen Gründen ist ein Überschuss an Ent- wicklerflüssigkeit zu vermeiden, damit nicht dieser auf die Rückseite des Materials gelangt und durch Kurzschluss die Ausbildung einer zur Umkehrent wicklung notwendigen Spannungshöhe verhindert wird.
Die üblichen Verfahren, wie einfaches Überwischen oder Durchziehen durch einen Flüssigkeitsbehälter, führen beim Benetzungsentwicklungsverfahren zu keinem gleichmässigen, einwandfrei entwickelten Bild.
Auch bereits bekannte Verfahren und Vorrichtungen aus der Beschichtungstechnik und dem Lichtpausge- biet bringen wegen der verschiedenen Zweckrichtun gen keine annehmbaren Ergebnisse, vor allem des wegen nicht, weil bei der Entwicklung der das latente Bild tragenden Flächen :keine Unterschiede in deren mechanischer Oberflächenbeschaffenheit - wie Rauhig- keit - ausgenützt werden können. Allein die Unter schiede in der Feldstärke müssen die bildmässige Benetzung bedingen.
Darüber hinaus soll die Entwicklungsvorrichtung so beschaffen sein, dass zwar die zur Einfärbung der gesamten Fläche benötigte Entwicklermenge zur Ver fügung steht, dass aber die meist niedrigviskose Ent- wicklerflüssigkeit nicht die nicht zu beeinflussende Rückseite oder die Ränder berührt oder in unkontrol lierter Weise ausserhalb der Vorrichtung gelangt.
Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Entwickeln elektrostatischer Felder mittels eines Benetzungsentwicklers. Das Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass das Material, das das Feld trägt, mit der zu entwickelnden Seite nach unten durch Vor beiführen in Kontakt mit der Benetzungsentwickler- flüssigkeit gebracht wird, die sich in einem schmalen quer zur Bewegungsrichtung ausgedehnten Schlitz be- findet und nach Massgabe der für die Entwicklung entnommenen Menge kontinuierlich wieder nachge füllt wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäss genannten Verfahrens. Diese Vorrichtung ist gekenn zeichnet durch eine Zug- und/oder Schubanordnung zur Bewegung des zu entwickelnden Materials, zwei Seitenbegrenzungsteilen, innerhalb derer sich die Ent- wicklerflüssigkeit befindet, und die einen quer zur Laufrichtung dieses Materials liegenden schmalen Schlitz bilden, dessen eines offenes Ende unterhalb des zu entwickelnden Materials mündet,
und dessen anderes offenes Ende mit einem Entwicklervorrats- behälter und einer Anordnung nach Art der kom munizierenden Gefässe in Verbindung steht, die für die Konstanthaltung des Flüssigkeitsniveaus an der dem zu entwickelnden Material zugekehrten Öffnung des schmalen Schlitzes sorgt.
Die Vorrichtung besitzt in vorteilhafter Weise einen sehr einfachen und übersichtlichen Aufbau. Dieser erlaubt eine einfache und leichte Arbeitsweise bei äusserst geringer Störanfälligkeit. Durch den ge ringen Wartungsaufwand und die schnelle Betriebs bereitschaft ergeben sich weitere wirtschaftliche Vor teile. Ferner lässt sich die Menge des Entwicklers ge nau den jeweiligen Bedürfnissen anpassen. Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden elektrische Fel der mit sehr guter Deckung der Bildstellen und schar fer Randbegrenzung sichtbar gemacht.
Unter einem elektrostatischen Feld im Sinne der Erfindung versteht man einen auf seine elektrischen Eigenschaften hin betrachteten Raum, der einen in elektrischer Hinsicht wirksamen Körper umgibt. Die ser Raum kann mit Gasen oder festen Körpern ge füllt sein, er kann aber auch ein Vakuum darstellen, d.h. man spricht von einem elektrischen Feld, das in einem gewissen Raumgebiet ausgebreitet ist, wenn die vorliegenden physikalischen Verhältnisse gewähr leisten, dass eine kleine elektrische Probeladung e , wenn man sie an irgend einen Punkt des Raumge bietes bringen würde, dort einer Kraft K ausgesetzt wäre.
Ein elektrostatisches Feld im Sinne der Erfindung kann z.B. erzeugt werden durch elektrostatische Ruf ladung einer etwa aus der Elektrophotographie be kannten organischen oder anorganischen Photoleiter schicht, wobei diese gegebenenfalls für Kopierzwecke durch bildmässige Belichtung differenziert wird. Die bildmässig modifizierten elektrostatischen Felder kön nen auch etwa durch bildmässige Belichtung einer geeigneten Schicht während gleichzeitiger Anlegung einer elektrischen Gleichspannung an diese Schicht er zeugt werden.
Verfahrensprinzipien dieser Art werden beschrieben z.B. in dem Buch Photoelectret and the electrophotographic process von V.M. Fidkin und 1.S. Zheludev (1961) in Library of Congress, catalog card Number 61 - 10020, und H. Kallman, B.
Rosen berg in Persistent internal Polarization , Phys. Rev. 97, Seite 6 (1955) und (1957) Seite 1610. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung sollen im folgenden anhand von schema tischen Zeichnungen näher erläutert werden: Figur 1 und 2 zeigen Ausführungsformen im Seitenschnitt.
Fig. 1 stellt eine Ausführungsform dar, die be sonders gute Ergebnisse liefert. Als Zug- und/oder Schubanordnung zur Bewegung des feldtragenden Materials 4 dienen hier zwei Walzenpaare 7b, 7c/7, 7a. Hierbei wird das zu entwickelnde Material mit der zu entwickelnden Seite nach unten in Pfeilrichtung durch die genannte Anordnung hindurchgeführt. Die genannten Walzen können in der innerhalb der Kreise gezeichneten Pfeilrichtung angetrieben werden.
Wie weiter unten näher ausgeführt werden wird, kann das entwickelte Material nach Verlassen des Walzen paares 7, 7a durch einen hier nicht gezeichneten Be hälter aufgefangen oder durch eine ebenfalls nicht gezeichnete, bekannte Umlenkanordnung nahe dem Einführungsteil entnommen werden. Die erwähnten Walzen erstrecken sich in ihrer Ausdehnung über die ganze Breite des zu entwickelnden Materials, sie kön nen jedoch unterbrochen, d.h. in mehrere Teilwalzen aufgeteilt sein. Im allgemeinen genügt es, wenn: das Walzenpaar 7b und 7c oder die Walzen 7b, 7 ange trieben werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Walze 7a in ihrer Länge so auszusparen, dass sie das zu ent wickelnde Material nur an den Rändern erfasst, wo durch ein Verwischen des Bildes, das gegebenenfalls noch feucht sein kann, auf alle Fälle vermieden wird.
Das Material, aus dem die erwähnten Walzen ge fertigt sind, spielt keine kritische Rolle. Hierfür ist beispielsweise ein Metallkern mit einer Kunststoff- oder Schaumgummiummantelung geeignet. Auch Stahlwalzen mit glatter oder geriffelter Oberfläche können benutzt werden, letzteres ist vor allem wich tig, wenn mit einer elektrischen Vorspannung gear beitet werden soll, wie weiter unten ausgeführt wird.
Die Walzengeschwindigkeit kann ebenfalls in weiten Grenzen variiert werden.
Der Kontakt der zu entwickelnden Materialober fläche mit dem Benetzungsentwickler, d.h. der Antrag der Flüssigkeit, vollzieht sich an der schlitzartigen Öffnung 2a. Diese schlitzartige Öffnung soll ebenfalls über die ganze Breite des zu entwickelnden Materials ausgedehnt sein. Die Öffnung liegt quer zur Bewe gungsrichtung des Materials. Gute Ergebnisse werden erzielt, falls diese Öffnung linienförmig oder gegebe nenfalls auch wellenförmig gestaltet ist.
Die genannte Öffnung stellt das eine Ende eines schmalen Schlitzes 2 dar, das andere Ende ist mit einem Vorratsgefäss 1 a verbunden. Der schmale Schlitz 2 wird gebildet durch die beiden Seitenbe- grenzungsteile 3 und 3a, die verstellbar sind. Hier durch lässt sich eine Variation der Schlitzbreite her beiführen. Der Abstand der beiden Seitenbegrenzungs- teile soll im allgemeinen so eingestellt werden, dass die Schlitzbreite im Bereich einer Kapillaröffnung, d.h. etwa einer Breite zwischen 0,05 und 5 mm, vorzugs- weise 0,1 - 1 mm, liegt.
Die Entwicklerflüssigkeit steigt unter dem Einfluss der Kapillarkräfte bis zum oberen Rand 2a des schmalen Schlitzes 2. Das feld tragende Material wird an diesem oberen Rand vor beigeführt und kommt somit in Kontakt mit der Ent- wicklerflüssigkeit. Durch die eingangs erwähnten Kräfte geht der für die Bilderzeugung notwendige Teil der Entwicklerflüssigkeit auf das vorbeigehende Material über. Die Nachlieferung der Entwickler flüssigkeit, d.h. die Konstanthaltung des Flüssigkeits niveaus an der Öffnung 2a, geschieht durch eine weiter unten noch näher zu beschreibende weitere Anordnung.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann an der Schlitzöffnung 2a ein Netz 8 angebracht werden, das eventuelle Niveauschwankungen oder gegebenen falls auftretende Unregelmässigkeiten sofort und völ lig ausgleicht. Der Schlitz 2 wird dadurch nach oben abgeschlossen, wodurch gleichzeitig ein sehr guter Kontakt zwischen Entwicklerflüssigkeit und zu ent wickelnder Schicht herbeigeführt wird. Das genannte Netz 8, das sich ebenfalls über die ganze Breite des schmalen Schlitzes erstrecken kann, besteht vorzugs weise aus einem feinmaschigen Metallgitter, jedoch sind auch Kunststoffe anzuwenden.
Ferner kann die Kapillarwirkung des Schlitzes 2 durch Einbringung eines porösen Materials, wie Sintermetall oder Glas- fritte, erhöht und gesteuert werden.
Das erwähnte Vorratsgefäss la, mit dem das an dere offene Ende des Schlitzes 2 in Verbindung steht, wird durch eine Ausnehmung eines vorteilhafterweise keilförmig auslaufenden, stabilen Gehäuses 1 gebil det.
Die Grösse des Vorratsgefässes spielt keine Rolle, sie sollte jedoch nicht zu klein gewählt werden, um ein einwandfreies Durchfliessen und eine laufende Versorgung des Schlitzes 2 mit Entwicklerflüssigkeit zu gewährleisten.
Der Vorratsbehälter la steht mit einer Anordnung nach Art der kommunizierenden Gefässe in Verbin dung. Diese Anordnung sorgt für eine Konstant haltung des Flüssigkeitsniveaus an der dem zu ent wickelnden Material zugewandten Öffnung des Schlit zes 2. Im vorliegenden Fall der Fig. 1 wird diese Anordnung in bekannter Weise durch ein Niveau- gefäss 5 gegeben, dessen Niveauoberfläche stets sich auf gleicher Höhe mit der Schlitzöffnung 2a befindet.
Der Niveauausgleich bei Entnahme von Flüssigkeit an der Öffnung 2a geschieht durch ein weiteres Gefäss- System 6, das in bekannter und ersichtlicher Weise den vorliegenden Zweck erfüllt.
In Fig. 2 wird eine Vorrichtung gezeigt, die es erlaubt, während des Entwicklungsvorganges an das zu entwickelnde Material einerseits und die Ent- wicklerflüssigkeit andererseits Spannung anzulegen. Der Kontakt des einen Poles der Spannungsquelle wird durch die Walze 9, die sich genau oberhalb der schlitzförmigen Öffnung 2 befindet, hergestellt. Die Spannungszufuhr zur Flüssigkeit kann auf verschie dene Weise erfolgen, beispielsweise über eine - wie in Fig. 2 gezeigt - in das Flüssigkeitsvolumen hineinra gende Elektrode 10. Es ist weiterhin möglich, falls das Gehäuse 1 aus Metall besteht, den anderen Pol der Spannung auch an dieser Gehäuse anzulegen.
Ferner ist eine Kontaktierung auch an den Seitenbegren- zungsteilen oder an dem metallischen Netz 8 oder an die Sintermetallführung der schlitzförmigen Öffnung 2 anzubringen.
Um eine unerwünschte Beeinflussung des zu ent wickelnden Materials auf der Rückseite oder an den Rändern durch die Entwicklerflüssigkeit zu vermei den, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Walze 9 mit einer geringeren Breite auszuführen als das zu entwickelnde Material. Umkehrentwicklungen dieser Art sind bekannt. Ein Verfahren der genannten Art ist mit der vorliegenden Vorrichtung mit gutem Er folg durchzuführen. Es können Spannungen bis etwa 1000 Volt angelegt werden. Es tritt hierbei weder vor, noch während, noch nach dem Entwicklungsvorgang ein Überschlag bzw. Kurzschluss ein.
Hierbei macht sich in vorteilhafter Weise bemerkbar, dass die Kon- taktierung zwischen dem Benetzungsentwickler und dem zu entwickelnden Material jeweils unter direktem und unmittelbarem Stromkontakt steht.
Für die Konstanthaltung des Flüssigkeitsniveaus in dem Niveaugefäss 5 kann selbstverständlich auch eine andere Anordnung, als in Fig. 1 gezeigt wurde, benutzt werden, z.B. eine Niveaumessung auf elektro nischem oder photoelektrischem Wege, z.B. eine Photozelle oder eine Vorrichtung nach Art eines Schwimmers, der mit einem breiten Vorratsgefäss in Verbindung stehen muss und für eine automatische und kontinuierliche Nachfüllung der Flüssigkeits menge im Gefäss sorgt. .
Das erfindungsgemässe Verfahren und die Vor richtung gestatten es, Materialien, die elektrostatische Felder tragen, z.B. elektrophotographisches Material, das aufgeladen und bildmässig belichtet wurde, sehr schnell zu entwickeln. Entwicklungsgeschwindigkeiten von etwa 20 cm. pro Sek. bringen noch hervorragende Ergebnisse. Es ist jedoch auch möglich, über diese Geschwindigkeit hinauszugehen oder unter dieser Ge schwindigkeit zu bleiben, wobei in diesen Fällen eben falls noch sehr gute Bildqualitäten erhalten werden.
Es können mit der vorliegenden Vorrichtung so wohl Formate, etwa DIN A 5 bis DIN A 1 als auch mit gleich gutem Erfolg endlose, d.h. bandförmiges Material, das z.B. auf einer Rolle aufgespult ist, ver arbeitet werden. Im letzteren Falle können Zugwalzen oder sonstige Vorrichtungen, die das zu entwickelnde Material nach Verlassen der Entwicklungszone weiter fördern, entbehrt werden, wenn die Auf- und Ab spudvorrichtungen gesteuert sind. Die Entwicklungs ergebnisse lassen sich bei einer beliebigen Anzahl von Bildern in stets gleichbleibender Weise reproduzieren.