DE1066088B - Verfahren und Einrichtung zur wahlweisen Herstellung von negativen und positiven sichtbaren Bildein aus ein und demselben latenten elektrostatischen Bild - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die elektrostatische Bilderzeugung, insbesondere auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Entwicklung eines sichtbaren Positiv- oder Negativbildes aus einem latenten elektrostatischen Bild.

DieElektrophotographie ist verhältnismäßig jungen Datums. Bekannt sind bereits Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung eines latenten elektrostatischen Bildes in Form einer auf einer photokonduktiven Schicht bildmäßig erzeugten und dort festgehaltenen Ladungsverteilung. Hierbei wird dieses latente elektrostatische Bild dadurch in ein sichtbares Bild umgewandelt, daß es mit einer Suspension eines trockenen pulverisierten Materials bzw. einem feinen Farbstoffnebel in Berührung gebracht wird. Es ist ferner vorgeschlagen worden, ein auf andere Art hergestelltes latentes elektrostatisches Bild dadurch in ein sichtbares Bild zu verwandeln, d. h. zu »entwickeln«, daß es entweder, wie bereits bekannt, mit einem in Luft suspendierten Pulver oder Nebel oder aber mit feinverteilten, in einer Flüssigkeit dispergierten Teilchen in Berührung gebracht wird.

Ein Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß sie nicht ohne weiteres von der Herstellung sichtbarer Positivbilder auf die Herstellung sichtbarer Negativbilder umgestellt werden können, es sei denn durch Änderung der Farbe der für den Entwickler verwendeten Teilchen, d. h. durch Verwendung eines weißen Pulvers bei Druck auf schwarzes Papier, oder durch sonstige Abänderung der Farbstoffe.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur wahlweisen Erzeugung positiver oder negativer sichtbarer Bilder eines Objekts zu schaffen, dessen elektrostatisches Bild aufgenommen und gespeichert wurde. Hierbei wird eine flüssige Dispersion ähnlich der bereits vorgeschlagenen verwendet. Doch ist das Verfahren mit anderen flüssigen Dispersionen ebenfalls durchführbar. Vorzugsweise wird es jedoch in Verbindung mit einer Dispersion von in einer organischen Flüssigkeit suspendierten festen Teilchen angewandt, wobei der Flüssigkeit ein Aerogel zugesetzt wurde, um den Entwickler zu verdicken und jeglichem Bestreben der Teilchen entgegenzuwirken, sich abzusetzen oder sich zu Klumpen oder Kuchen zusammenzuballen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die das latente elektrostatische Bild tragende Unterlage nicht in der gleichen Weise wie bei den vorbezeichneten Verfahren mit seiner photokonduktiven Schicht in Kontakt mit einer Dispersion eines in einer Flüssigkeit feinverteilten Pulvers gebracht wird, sondern es werden die das latente elektrostatische Bild tragende Unterlage, der die Dispersion enthaltende Behälter und das Auftragorgan, welches

Verfahren und Einrichtung

zur wahlweisen Herstellung von negativen und positiven sichtbaren Bildern

aus ein und demselben latenten

elektrostatischen Bild

Anmelder:

General Dynamics Corporation,
San Diego, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. E. Lichtenstein, Rechtsanwalt,
Stuttgart, Werastr. 14-16

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Februar 1955

Edward Francis Mayer, Cleveland, Ohio,

und Robert Thomas Joy, Willowick, Ohio (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

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die Dispersion auf das latente Bild aufträgt, auf geeignete Weise leitend miteinander verbunden, so daß ein elektrisches System gebildet wird in welchem die Polarität bzw. das entsprechende Potential der das latente elektrostatische Bild tragenden Unterlage relativ zum Auftragorgan geändert werden kann. Durch Wahl von geeigneten, die gewünschten elektrischen Eigenschaften aufweisenden Materialien für die Einrichtung und durch Verwendung eines einfachen Schalters kann dann wahlweise ein positives oder ein negatives sichtbares Bild hergestellt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gerät zur Entwicklung eines sichtbaren Bildes aus einem auf dem Photokonduktor latent vorhandenen elektrostatischen Bild. Das Entwicklungsgerät weist ein vorzugsweise walzenförmiges Auftragorgan auf, das zum Teil in eine Dispersion aus in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen ein-

4-5 getaucht wird. Nachdem das latente Bild einmal in ein sichtbares Bild umgewandelt wurde, kann dieses durch beliebige, an sich bekannte Mittel auf eine andere Oberfläche übertragen werden.

Das erfindungsgemäße elektrostatische Verfahren zur Bilderzeugung umfaßt die folgenden Verfahrensschritte: Herstellung einer elektrostatischen Ladungsverteilung auf der Oberfläche einer photokonduktiven Schicht; Zusammenbringen dieser elektrostatischen geladenen Oberfläche mit der eines Halbleitermaterials,

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so daß sich die beiden Oberflächen berühren; Aufbringen von suspendierten Teilchen eines undurchsichtigen Materials auf der geladenen Oberfläche des Halbleitermaterials; Entwickeln eines sichtbaren, der elektrostatischen Ladungsverteilung auf der Oberfläche des photokonduktiven Materials entsprechenden Bildes auf dem Halbleitermaterial und Übertragung des so entwickelten sichtbaren Bildes auf einen end-'gültigen Träger.

Wie oben angegeben, kann das elektrostatische Bild auf beliebige Weise hergestellt werden. In jedem Fall wird auf der Oberfläche eines elektrophotographischen oder elektrooptischen Materials eine Ladungsverteilung erzeugt, deren Umrisse und Intensität der sichtbaren Licht- und Schattenverteilung der Vorlage entsprechen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die wahlweise Entwicklung eines positiven oder negativen Bildes aus der elektrostatischen Ladungsverteilung ermöglicht, von dem dann ein endgültiges Bild des ursprünglichen, auf die photokonduktive Oberfläche projezierten Objekts hergestellt werden kann. Die elektrostatische Ladungsverteilung auf der Oberfläche der elektrophotographischen Platte wird durch Aufbringen einer feim erteilten Pulverdispersion aus Holzkohle, Kohle, gefärbtem Glas, Harzen od. dgl. auf die Oberfläche der Platte in ein entsprechendes sichtbares Bild umgewandelt. Diese Teilchen sind in einer geeigneten dielektrischen Flüssigkeit dispergiert, und die Dispersion wird auf die photographische Platte aufgebracht werden. Hierfür hat sich eine teilweise in die Dispersion eingetauchte Walze aus Halbleitermaterial vorzüglich bewährt, die entweder elektrisch oder von Hand gedreht werden kann. Die Walze wird so oft gedreht, bis sie gleichmäßig von der Dispersion überzogen ist. Daraufhin wird die das latente elektrostatische Bild tragende Platte in gute Berührung mit der Walze gebracht. Dabei bildet die auf der Platte vorhandene Ladung, d. h. das latente elektrostatische Bild, zwischen der Oberfläche der Platte und der Oberfläche der Walze ein elektrisches Feld, welches seinerseits die in der Entwicklerdispersion enthaltenen Teilchen in Form eines Bildes ausfällt, dessen Dichte und Umrisse durch die elektrostatische Ladungsverteilung bestimmt werden. Die vorzugsweise verwendete Entwicklerflüssigkeitsdispersion besteht aus Teilchen, die in einer dielektrischen Flüssigkeit, beispielsweise in flüssigem oder chloriertem, einen Siedepunkt zwischen 70 und 180° C aufweisendem Kohlenwasserstoff, dispergiert sind. Wie bereits erwähnt, kann die Flüssigkeit durch Zusatz eines Aerogels verdickt werden, um ein Absetzen oder Zusammenballen der Teilchen zu verhindern. Die Durchmesser der Teilchen können zwischen 0,01 und 40 Mikron liegen. Für die meisten Zwecke eignen sich Durchmesser zwischen 1 und 10 Mikron, doch muß ihre Größe vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,5 Mikron liegen, wenn eine weitgehende Bildauflösung gewünscht wird.

Das sichtbare, auf der Oberfläche der photographischen Platte erzeugte Bild kann nun auf eine andere Oberfläche übertragen werden, beispielsweise auf Papier, das vorzugsweise mit einer geeigneten Haftschicht versehen wurde, so daß eine Licht- und Schattenreproduktion des auf der elektrophotographischen Platte erzeugten elektrostatischen Bildes hergestellt wird.

Die Zeichnung stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, die das Entwicklungsgerät schematisch in Seitenansicht zeigt.

Eine elektrophotographische Platte 10, die ein in ein sichtbares Bild umzuwandelndes, latentes elektrostatisches Bild trägt, besteht aus einem leitenden Träger, beispielsweise einem dünnen Metallfilm 12, der mit einer dünnen, hochohmigen photokonduktiven Schicht 14 überzogen ist. Der Metallfilm 12 ist über eine Leitung 16 geerdet.

Das Entwicklungsgerät besteht aus einem Flüssigkeitsbehälter 20, der mit einer Dispersion 24 von in einer dielektrischen Flüssigkeit suspendierten Teilchen gefüllt und über eine Leitung 22 geerdet ist. Eine (auf ίο nicht dargestellten Mitteln gelagerte) Auftragwalze 26, die aus einem mit einer Halbleiterschicht 30 überzogenen Metallkern 28 besteht, taucht teilweise in die Flüssigkeit ein. Die Halbleiterschicht 30 kann aus beliebigem Material bestehen, doch haben sich Stoffe, deren Widerstand zwischen 10⁴ und 10⁵ Ohm liegt, als besonders günstig erwiesen. Die Walze 26 ist völlig gegen Erde isoliert und mit einer elektrischen Leitung 32 versehen, die über einen Schalter 34 geerdet werden kann. Ferner ist eine zweite, in Abwälzkontakt mit der Walze 26 angeordnete Walze 40 vorgesehen, die durch Federelemente gegen die Walze 26 angedrückt wird, so daß eine zwischen den beiden Walzen hindurchgeführte elektrophotographische Platte fest mit der Walze 26 in Berührung kommt. Auch die Walze 26 kann entweder elektrisch oder von Hand angetrieben sein.

Der Entwicklungsvorgang ist nun wie folgt. Der Flüssigkeitsbehälter 20 wird mit einer der beschriebenen Dispersionen gefüllt. Dann wird die Walze 26 gedreht, so daß sich ein dünner Film der Dispersion auf die Oberfläche der Walze bildet. Um einen gleichmäßigen Überzug der Walze mit Entwicklerdispersion zu erhalten, wird die Walze zweckmäßig mehrmals durch sie hindurchgedreht. Dann wird eine ein latentes elektrostatisches Bild tragende elektrophotographische Platte in den Walzeneinzug eingesetzt und zwischen den Walzen hindurchgeführt. Während dieses Vorgangs bildet die Ladung der elektrophotographischen Platte zwischen der Plattenoberfläche und der Oberfläche der Walze 26 ein elektrisches Feld, wodurch die in der Flüssigkeit dispergierten Teilchen ausgefällt werden und sich auf der Oberfläche der elektrophotographischen Platte niederschlagen, wobei die Ladung der betreffenden Teilfläche die Anzahl der sich absetzenden Teilchen bestimmt. Es bildet sich also auf der Oberfläche der photographischen Platte entsprechend der Ladungsverteilung eine Pigmentverteilung, die umgekehrt proportional zu dem ursprünglichen Bild ist. Die Abnahme des aufgebrachten PuI-vers und die Umwandlung in ein endgültiges Bild kann auf verschiedene bekannte Arten erfolgen.

Gemäß der Erfindung ist es nun auf folgende Weise möglich, je nach Wunsch ein positives oder negatives Bild des Originals zu erhalten. Um ein Positiv zu erzeugen, wird der Schalter 34 geschlossen, so daß sowohl die Walze 26 als auch die Platte 12 geerdet sind. Bei geöffnetem Schalter 34 dagegen erfolgt die Pigmentablagerung gerade umgekehrt. Der Niederschlag aus der Dispersion erfolgt dabei umgekehrt proportional zu der Oberflächenladung der photographischen Platte, doch bildet sich bei geöffnetem Schalter 34 der Maximalniederschlag auf den völlig entladenen Teilflächen und der Minimalniederschlag auf den geladenen Teilflächen. Es entsteht also bei geöffnetem Schalter 34 ein negatives Bild der auf der elektrophotographischen Platte 10 erzeugten Ladungsverteilung.

Um dies zu erreichen, kann die Walze 26 entweder

geerdet sein oder auf einem Potential gehalten werden, das gleich der durchschnittlichen, auf dem Photo-

konduktor 14 vorhandenen Ladung ist. Wenn der Schalter 34 geschlossen ist und der Metallkern 28 sowie der leitende Film 12 geerdet sind, dann entsteht der maximale Pulverniederschlag auf den die Hauptladung aufweisenden Teilflächen des Photokonduktors 14, da in diesen Teilflächen das elektrostatische Feld am stärksten ist. Ist der Schalter 34 geöffnet, so wird ein Teil der Ladung des hochohmigen Photokonduktors auf die Walze 26 übertragen, wodurch dort ein Potential entsteht, das der Durchschnittsladung des Photokonduktors entspricht. In diesem Fall setzt sich das Pulver auf den bei der Bildung des latenten elektrostatischen Bildes nicht geladenen Teilflächen des Photokonduktors ab, da in diesen Teilflächen das Feld nun am stärksten ist. Der Minimalniederschlag erfolgt an den Teilflächen der Höchstladung, da nun bei dieser Anordnung hier das Feld am schwächsten ist. Aus vorstehendem ergibt sich, daß sich die gewünschte Umkehrung des sichtbaren Bildes leicht durch Erden der Walze 26 oder Öffnen des Schalters 34 erreichen läßt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum wahl weisen Herstellen eines sichtbaren, negativen oder positiven Bildes aus einem latenten elektrostatischen, auf der Oberfläche eines photokonduktiven Materials vorhandenen Bild durch Aufbringen von Teilchen, die entsprechend der Steuerung der Spannung eines elektrischen Feldes zwischen einem Organ und einer mit dem photokonduktiven Material verbundenen Leiterschicht ein negatives oder positives Bild durch entsprechenden Niederschlag erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auftragen ein an sich bekanntes Organ verwendet wird, auf dem sich eine Schicht von festen, in einer Flüssigkeit dispergierten Teilchen befindet, die mit dem photokonduktiven Material in Berührung gebracht wird, und daß gleichzeitig die Leiterschicht mit einem Potential, beispielsweise Erde oder Masse, verbunden wird und das Auftragorgan einmal von diesem Potential elektrisch getrennt und zum anderen mit diesem Potential verbunden wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem photokonduktiven Organ und einem Auftragorgan, das mit dem photokonduktiven Organ in Berührung gebracht werden kann und teilweise in eine kleine Teilchen enthaltende Flüssigkeitsdispersion eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß an den die Dispersion enthaltenden Behälter ein Potential, beispielsweise Erde oder Masse, angelegt ist und das isolierte Auftragorgan über einen Schalter mit diesem Potential verbunden werden kann und daß das photokonduktive Organ eine leitende Schicht aufweist, die ebenfalls mit diesem Potential, beispielsweise Erde oder Masse, verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das photokonduktive Organ plattenförmig ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragorgan eine Walze ist und aus einer Halbleiteraußenschicht und einer leitenden Innenschicht besteht, an die eine zum Schalter führende Leitung angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Auftragwalze zusammenwirkende Anpreßwalze vorgesehen ist und daß zwischen diesen beiden Walzen das photokonduktive Organ hindurchführbar ist.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 026 620.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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