DE1966511C3 - Elektrophotographieverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrophotogra phieverfahren zum Erzeugen eines Ladungsbildes auf einer isolierenden Oberfläche, bei dem — unter Verwendung eines photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials. das eine für die Bildbelichiungsstrahlung transparente Dünnschichtelekirode und eine photoleitfähige Schicht aufweist und auf der Seite der photoleitfähigen Schicht eine :rnt dieser in innigem Kontakt siehende elektrostatisch ^''ladbare, gegebe nenfalls Iransparente Schicht zugeordnet hat — die elektrostatisch aufladbare Schicht gleichförmig aufgel.i den wird, sodann die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet und gleichzeitig damit die elektrostatisch

4¹J aufladbare Schicht einem ihre vorherige Aufladung zu eliminieren suchenden elektrischen IeId ausgesetzt wird und schließlich falls gewünscht, cli photoleitfähige Schicht total belichtet wird.

Ein solches Verfahren ist Gegenstand eigener allerer

'.o Patentanmeldungen (DE AS 15 22 %7 und 15 22 %H).

Aufgabe der Erfindung ist es. dieses Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß Ladungsbilder hohen ,Auflösungsvermögens und hohen Kontrastes .inf elektronischem Wege hergestellt werden können.

">'> Verfahren zum elektronischen Aufzeichnen von Informationssignalen sind bekannt

Beispielsweise wird nach der IIS-PS 28 79 422 eine Kathodenstrahlröhre benutzt, deren Schirmträger aus nebeneinandergesetzten elektrisch gegeneinander isolierten und in eine isolierende Schicht in Matrixform eingebetteten elektrisch leitenden Stiften beslchl. Der vom Informationssignal inlcnsilälsmotlulierte Elektronenstrahl lastet die einzelnen Stifte ab und verursacht dadurch selektiv Gasentladungen an den einzelnen

Stiften in einem Aufzeichnungsmaterial, wodurch auf demselben ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird. Hierbei hängt die Bildauflösung ersichtlich von der Dichte der leitenden Stifte in der Matrix ab und ist

demgemäß recht beschränkt.

In der DF.-AS 12 27 568 ist eine Elektronenstnihlspeicherröhre mit einer/wischen dem Sehreibsiruhl und dem Lesesiruhl angeordneten Speicherelektrode be schrieben, Letztere weist auf der dem Schreibsirahl zugekehrten Elektrode eine von den Elektronen des Elektronenstrahls durchdringbare Dünnschichtelektrode auf,dereine elektrostatisch anfladbare Isolierschicht folgt. Hieran schließt sich dann eine Metallgitter-EIektrode an, die vom Lesestrahl beaufschlagt wird. Solche Elektronenstrahlspeicherröhren werden beispielsweise zur Umsetzung von Signalen in unterschiedliche Kodeformate benutzt, nicht jedoch zum Erzeugen von für dauerhafte Aufzeichnungen bestimmten Ladungsbildern.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren (US-PS Jl 32 206) werden die Informatiorissignale zunächst auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre in FIuorcszenzbilder umgewandelt, und es sind dann diese Bilder, mit denen ein elekirophoiographisches Aufzeichnungsmaterial, z. B. eine Xerogrunhieplatte. belichtet wird, um au! letzlerer ein bildmäßig differenzier tes Ladungsbild zu erzeugen.

Ein hier/u in gewisser Weise ähnliches Verfuhren ist aus der DE AS 11 83 53b bekannt. Don werden vom inlormationsgesteuerten Elektronenstrahl entsprechend intensilatsmodulierte Röntgenstrahlen an der vom Elektronenstrahl abgetasteten Innenseite eines in die Röhren Frontplatte eingesetzicn dünnen, vakuumdichten Blechs erzeugt. Diese bildmäßig differenzierte Röntgenstrahlung wird dann zur biklmaßigen Beiich tung einer Xerographieplalte benutzt, um auf dieser ein bildmäßig differenziertes Ladungsbild zu erzeugen.

Die beiden letzteren bekannten Verfahren haben aber Nachteile insofern, als dort die Ladungsbilderzeugung auf optischem llivweg bzw. auf dem I Imweg über Röntgenstrahlung und nicht direkt erfolgt; denn eine jede Zwisi'henbilder/cugiing führt generell zu einer Verminderung der allgemeinen Bildqiulität. Das gilt vor allem bezüglich des Kontrastes, insbesondere bei der Röntgenslrahlungsvariante. da dort mit recht viel Röntgenstreiistrahliing zu rechnen ist. Auch wird die Gesamtzeit, die zur Erzeugung eines Ladungsbildes erforderlich ist. recht lang, was wiederum bedingt, daß die hochempfindlichen Phololciiersubstanzcn. die vergleichsweise niedrigen Diinkelwiderstand haben, bei diesen bekannten Verfahren nicht verwendet werden können

Demgegenüber ist die criindungsgem.ilie Losung der oben erwähnten Aufgabe für d.is Verfahren der einleitend beschriebenen Art dadurch gelöst, daß bei Anordnung der Diinnschichtelcktrode, der photoleitfähigen Schicht und der elektrostatisch aufladbaren Schicht in der angegebenen Reihenfolge die bildmaßige Belichtung in tier Weise ausgeführt wird, daß die phntnlcitfähigc Schuht durch die Diinnschichtelcktrode hindurch direkt mit bildmäßig modulierter Elektronen strahlung beaufschlagt wird.

Hierdurch ist es möglich, ohne zwischcngcschaltetcs Fluoreszenz- oder Röntgenslrahlenbild ein elektrostatisches Ladungsbild mit hohem Kontrast und hohem Auflösungsvermögen zu erzeugen, wie dieses nachstehend im einzelnen noch erläutert wird.

Im folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsfor-Inen im einzelnen fcrt?utert; es zeigt

Fig. lä-^lc verschiedene Ausführungsformen des Aufbaus des Schirmträgers der vorliegend benutzten Elektronenstrahlröhre,

Fig.2, 3, 4 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise d.'s Sehirniträgers bei der Erzeugung von Ladungsbildern,

Fig. 5—11 eine Prinzipdarstellung zur Erzeugung eines Ladungsbildes entsprechend einer Ausführungsform des Verfahrens,

Fig. 12 den Aufbau einer ersten Ausführungsform zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens und

ίο Fig. 13 und 14 Ansichten weiterer Ausführungsformen.

F i g. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau von Schirmträgern der im vorliegenden Verfahren verwendeten Elektronenstrahl-Wiedergaberöhre.

Hiernach ist auf einer elektrostatisch aufladbaren Schicht 1 (nachstehend Isolierschicht genannt) eine fotoleitende Schicht 2 mittels einer Spritz- oder Streichmaschine oder durch Vakuumabscheidung aufgebracht. Auf letzterer ist durch Vakuumabscheidung oder dergle.chen eine Dunnschichielektrode 3 erzeugt. Der Schirmträger besteht also aus ;'. ι Schichten: der iadungstragenden isolierschicht i. uer fotoieiienden Schicht 2 und der Dünnst-hichtelektrode 3.

In Fig. Ib isl ein weiterer möglicher Schichtträger dargestellt, der zusätzlich zu den Schichten 1 bis 3 noch eine vak umdichie Schicht 4 zur besseren Aufrechter haltung des Vakuums in der Röhre besitzt. Der Schirmträgeraufbau erfolgt dabei zweckmäßig von der Schicht 4 aus.

JO Eine wciiere Ausführungsform des Suiirmtragers M in Fig lc dargestellt. Dieser Aufbau ähnelt dem nacn Fig. la. jedoch ist hier keine ladungstragende Isolier schicht 1 vorgesehen; dieser Schirm! ager besteht also aus einer Dunnschichtelektrode 3 nir clamber liegender fotoleitender Schicht 2. Natürlich kann, entsprechend Fig. Ib. auf der Seite der Dunnschichielektrode 3 noch eine vakuumdichte Schicht 4 angebracht werden (nich' dargestellt).

Falls erforderlich, können zwischen der Diinnsc. cht elektrode 3 und der fotoleitenden Schicht 2. ebenso auch zwischen dieser und der Isolierschicht L den I Ibcrgang von Ladungen steuernde oder ladungsbinden.Jc Zwischenschichten vorgesehen werden.

Als Isolierschicht laut sich icdes Material mit hoher Verschleißfestigkeit und ausreichend hohem spezifischem Widersland, um elektrische Ladung vernünftig halten zu können, verwenden. Die Isolierschicht kann für die Strahlung, auf welche die fotoleitcnde Schicht 2 anspricht, durchlassig sein oder nicht. Geeignete Isolierstoffe sind beispielsweise Filme aus makromolekularem Material wip Polyester. Polypropylen. Polycar bonat. Polyäthylen und andere Harze, ferner Schichten aus Glas, Keramik od dgl. nut Beschichtungen aus AI>Oi Tu'), oder anderen anorganischen Stoffen, sowie Mischungen hiervon, und zwar sowohl in strahlung^ durchlässiger als aujii strahlungsundurchlässiper Form Vorzugsweise wird die Isolierschicht in einer Stärke zwischen 5 und 50 μιη verwendet

Als Werkstoff ^cür die fotoleitende Schicht kommen Se. S. SeTe. CdS. CdSe und andere Verbindungshalblei ler sowie fotoleitcnde Metalloxide (ZnO, Pbü u, dgl), anorganische fotoleitenden Substanzen und organische fotoleitende Substanzen (etwa Anthracen-Verbindungen, Carbazole usw.) oder Mischungen hiervon in Betracht. Auch können Bindemittel zugesetzt werden. Mehrere Substanzen können auch in Laminatform aufgebracht sein. Um gute Ergebnisse zu erzielen, sollte die fotoleitende Schicht nicht stärker als 200 μιτι

gewühlt werden.

Die Diinnschichtclektrode 3 dient als Anode der elektrischen Elektronciislrahl-Wiedcrgaberöhre und stellt zugleich die Gegenelektrode dar, wdtin eine Spannung an den Schirmlrägcr von außen her derart angelegt wird, daß die Ladungen zwischen der Düiinschichlclcktrode und der fotolcitcndcn Schicht übergehen können. Die Stoffe für die Dünnschichtelcktrode 3 müssen daher den oben genannten Arbeitsbedingungen gerecht werden. Die Dünnschichlclcktrodc kann aus einem durchsichtigen Leilcrwcrkstoff bestehen, etwa aus Gold in einer Stärke von ungefähr IO mn, oder aus einer undurchsichtigen Dünnschicht mit einer Stärke /wischen 100 und 1000 mn oder einer sonstigen leitenden Dünnschicht.

Die vakuumdichte Schicht 4 soll das hohe Vakuum in der Elektronenstrahlröhre aufrecht erhalten und dient außerdem als Verstärkung für den Schirmlräger Beispielsweise kann eine metallische Dünnschicht von ungefähr 1 μπι Dicke, verstärkt durch Glimmer, oder ein mosaikartiges Gitter von wenigen Mikrometern Dicke verwendet werden. Zum Verbinden der Schichten miteinander können verschiedene Arten von Bindemitteln und Klebern benutzt werden. Befriedigende Ergebnisse waren mit Klebern auf der Basis von Epoxidharzen. Polyesterharzen und sonstigen Polymerisationsklebern oder mit Lacken mit gelösten Vinylchlorid- Vinylacetat-Mischpolymerisat. Polyvinylalkohol u. dgl. erzielbar.

Vor der Beschreibung der Gesamtanordnung zur Herstellung von Bildaufzeichnungen mit einer solchen Elektronenstrahlröhre sei das Ladungsbilderzcugungsprinzip des besseren Verständnisses wegen kurz erörtert.

Die Erzeugung von L.adungsbildern erfolgt im Falle eines Schichtträgeraufbaues nach Fig. la oder Ib auf der Isolierschicht 1 dadurch, daß die Isolierschicht als erstes gleichförmig aufgeladen wird, danach die fotoleitende Schicht mit Elektronenstrahlen durch die Dünnschichtelektrode 3 hindurch bildmäßig »belichtet« wird, wobei gleichzeitig hiermit die Isolierschicht einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, das die vorausgegan-

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fotoleitende Schicht 2 total belichtet wird, wodurch auf der Oberfläche der Isolierschicht 1 des Schirmträgers ein kontrastreiches elektrostatisches Ladungsbild entsteht.

Im Einzelnen wird dabei gemäß F i g. 2 in heller oder abgedunkelter Arbeitsumgebung die Isolierschicht 1 zunächst mit einer z. B. negativen Ladung versehen (dargestellter Fall), etwa mit Hilfe einer Koronaentladungseinrichtuiig 5 oder einer durch Reibungselektrizität wirkenden Walzenelektrode od. dgl. Hierdurch werden Ladungen des entgegengesetzten Vorzeichens in der Grenzfläche zwischen der Isolierschicht 1 und der fotoleitenden Schicht 2 oder benachbart hierzu influenziert. Das Aufladungsvorzeichen wird zweckmäßig so gewählt, daß es sich bei den influenzierten Ladungsträgern um Maioritätsladungsträger der fotoleitenden Schicht 2 handelt.

Anschließend erfolgt die bildmäßige »Belichtung« der fotoleitenden Schicht mit den informationsführenden F.lektronenstrahlen 8 (Fig.3) durch die Dünnschichtelektrode 3 hindurch. Gleichzeitig hiermit wird zum Beispiel mit Hilfe einer Koronaentladevorrichtung 7 oder einer spannungsführenden Walzenelektrode eine Spannung mit einem dem Vorzeichen der Oberflächenladungen entgegengesetzten Vorzeichen im dargestell-

lon l'all also cine positive Spannung, an die Isolierschicht I gelegt.

Während dieser Phase muß clic fololeitcndc Schicht 2 gegen Umgcbtiiigslicht von außen abgeschirmt werden. Dazu kann die Isolierschicht 1 lichtundurchliissig gemacht werden. Man kann auch die Abdeckplatte der Koronacntladecinrichtung lichtdicht ausbilden, wie dieses bei 7 angedeutet ist. Man kann abcrauch in einem abgedunkelten Raum arbeiten usw.

Am Schirmträgcr passiert dabei das folgende: An dem von den Elcklfoncnslrahlcn nicht beaufschlagten Stellen O bleiben die vorher in der Schicht 2 influcnziericn Ladungsträger cingcfangcn sind; deshalb kann die darüber liegende Obcrflächcnfadung auf der Isolierschicht unter Einwirkung beispielsweise der Koronaentladung allenfalls neutralisiert werden. Anders aber in ikn vom Elektronenstrahl beaufschlagten Gebieten /. Hier wird die fololcilcnde Schicht 2 von Ladungsträgern überflutet, ihr Widerstand sinkt denige-

iu muli und die vorher inllticn/icrte Ladung wird freigesetzt. Deshalb kann die Obcifhlche der Schicht 1 unter der Einwirkung der Koronaentladung umgeladen und dementsprechend die entgegengesetzte Ladung auf ihrer Unterseite influenziert werden. Hierdurch werden die in F i g. 3 angedeuteten, den /ugeführten Signalen entsprechenden elektrostatischen Ladungsbilder erzeugt.

Die beschriebene Art der Bilderzeugung würde sehr nachttjiig beeinflußt werden, wenn die von den Elektronenstrahlen erzeugten Ladungsträger in der fotoleitenden Schicht 2 zerstreut werden würden. Offenbar bewegen sich aber die meisten Ladungsträger längs des von der influen/ierten Ladung (Fig. 2) erzeugten elektrischen Felds, d. h. senkrecht durch die fotoleitende Schicht hindurch.

Anschließend findet eine totale Belichtung der fotoleitenden Schicht 2 statt (F i g. 4). Hierbei passiert in den bereits von den Elektronenstrahl »belichteten« Bereichen L nichts weiter, während der bisher in den Bereichen D noch herrschende hohe Dunkelwiderstand schnell verringert wird. Demzufolge werden die in der Grenzfläche zwischen den Schichten 1 und2influenzic

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Oberseite der Isolierschicht verbliebenen Ladungen ■*5 entgegenstehen. Dadurch entsteht auf der Oberfläche der Isolierschicht 1 ein Ladungsbild mit hohem elektrostatischem Kontrast.

Die hier zur Totalbelichtung benutzte Strahlung wird den Eigenschaften der fotoleitenden Schicht entsprechend ausgewählt. Die Strahlung muß nicht durch die Isolierschicht hindurch einfallen: sie kann auch von einer Strahlungsquelle im Innern der Elektronenslraiiiröhre herrühren. Wenn nach letzterer Methode gearbeitet wird, kann das Verfahren auch in heller Umgebung ablaufen, wenn man die Isolierschicht I lichtundurchlässig macht.

Die auf dieser Weise erzeugten elektrostatischen Ladungsbilder können zum Speichern auf einen anderen isolierenden Aufzeichnungsträger übertragen oder sie können zuerst nach bekannten Methoden der Elektrofotografie zu einem Tonerbild entwickelt und dann auf ein Bildempfangsmaterial übertragen und fixiert werden. Danach wird der Schirmträger gesäubert und ist dann für eine erneute Benutzung bereit.

Da die in der fotoleitenden Schicht influenzierten Ladungen praktisch immer von der darüber liegenden Oberflächenladung der Isolierschicht gehalten werden, können nicht nur fotoleitende Werkstoffe mit hohem

Widerstand bcntilzl werden. Solidem auch solche mil verhältnismäßig niedrigem Widerstand, die im allgemeinen viel empfindlicher sind.

Wird mil einem Schifmträger nach Fig. Ic gearbeitet, so Wird einfach zunächst ein Aufzeichnungsmaterial, daß darin die Punktion der Isolierschicht übernimmt, in innige Berührung mit der foloieitenden Schicht 2 des Schiernträgers gebracht und dann aufgeladen oder umgekehrt, d; h. im bereits aufgeladenem Zustand auf die Schicht 2 aufgelegt. Die Ladungsbilderzeugung geht dann wie vorstehend beschrieben' vor sich. Jedoch kann aber das Aufzeichnungsmaterial auch schon vor der Totalbclichtung wieder von der fotoieitenden Schicht des Schirmlragers abgenommen werden.

Nachstehend sei anhand der Fig. 5 bis II die Herstellung von l.adungsbildern auf einem Schirmträger nach Fig. Ic beschrieben. Dazu wird zunächst (Fig. 5) die Isolierschicht I' mit einer Ladung

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danach :n enge Schicht 2 des vorrichtung 18, eine erste Koronaentladungseinrichtung (9. eine zweite Koronaentladüngseinrichtung 20 aus einer Pclzbürste, einer MagnctpUlvcrbürste usw. wer* den über den Schirmträger hinweg bewegt, wodurch dessen Oberseite durch die Einrichtung 18 zunächst gereihigt wird. Dann wird eine Spannung von —6 kV an die erste Koronacntladungsciririchtuhg 19 gegeben, wodurch sich die Oberseite des Schirmträgers 16 elektrisch auf etwa —1500 V auflädt; Die von der Kathode 11 ausgesandten Elektronen werden von der Beschleuniguhgselektröde 13 beschleunigt, von der Fokussierungsspule 14 gebündelt und in vertikaler oder in Querrichtung von der Ablenkspule 15 abgelenkt. Der Elektronenstrahl wird mittels des Steuergitters 12 durch die zugeführten Informationssignale hellgesteuert und tastet die Schirmträgerinnenseile ab. Zugleich mit einer solchen An durchgeführten bildmäßigen Belichtung der fotoleitfähigen Schicht des Schirmträgers wird der

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Berührung mit der photolcitenden Schicht 2 des Schirmlragers gebracht, so daß der Schirmträger (F i g. 6) die gewünschte Ladung erhält. Sodann (F i g. 7) werden bildmäßig modulierte Elektronenstrahlen 8' durch die Dünnschichtclektrode 3 auf die photoleitendc Schicht 2 gerichtet, während gleichzeitig dem Schirmträger ein die erste Aufladung zu eliminierendes Feld (Gleich- oder Wechselfeld) zugeführt wird, so daß die in Fig. 7 dargestellte bildmäßig differenzierte Ladungsverteilung entsteht. Anschließend wird mit Licht 9' die photoleilende Schicht 2 total belichtet (Fig. 8), oder wifu alternativ die Isolierschicht 1' (Fig. 10) von der photoleitenden Schicht 2 des Schirmlragers abgenommen. Auf diese Weise entsteht ein Ladungsbild auf der Isolierschicht Γ. wie dieses in Fig. 9 bzw. Fig. 11 dargestellt ist. J5

Die erhaltenen Ladungsbilder können nach beliebigen bekannten Methoden der Elektrofotografie direkt oder erst nach Entwicklung zu einem Tonerbild, gegebenenfalls auch unter zu Hilfenahme eines Zwischenträgers, auf ein geeignetes Bildempfangsmaterial übertragen und dort, falls noch nicht geschehen, entwickelt sowie fixiert werden.

Die in Fig. 12 dargestellte Anordnung dient zum dauerhaften Aufzeichnen von Videosignalen und anderen Informationen.

Hiernach weist die Röhre 10 ein Elektronenstrahlerzeugungs- und Modulationssystem mit einer Kathode 11. einem Steuergitter 12. einer Beschleunigungselektrode 13. einer Fokussierungsspule 14 und einer Ablenkspule 15 auf. die sämtlich in einem evakuierten Kolben untergebracht sind. Außerdem besitzt die Röhre 10 einen Schirmträger 16 und eine Lichtquelle 17. Der Schirmträger 16 ist wie nach F i g. Ib aus vier Schichten zusammengesetzt. Auf die vakuumdichte Schicht aus 4 μίτι starkem hochwertigem Glimmer ist eine Aluminiumschicht nach 50 ran dick aufgedampft, gefolgt von einer Glasschicht aus 60 Atom-% Se, 30 Atom-% As und 10 Aiom-% S, die schnell von ungefähr 280°C bis auf Zimmertemperatur abgekühlt wurde, so daß eine dauerhafte fotoleitende Glasschicht von etwa 60 μπι Stärke entsteht. Diese Schichten sind ihrerseits mit Glas auf dem Bildrahmen angeschmolzen, der auf der Grundplatte des Schirmträgers angeordnet ist und aus chromhaltigem Stahl besteht. Auf die freie Oberfläche des fotoleitenden Glases ist unverrückbar ein 25 μπι dicker Poiyesteriiim ais iadungstragende isolierschicht aufgeklebt. Zum Aufkleben dient ein Epoxydharzkleber.

Eine als Pelzbürste od. dgl. ausgeführte Reinigungszu der Abtastbewegung des Elektronenstrahls bewegt wird, eine Spannung zugeführt. Die Spaltbreite der koronaentladungseinrichlung 20 wird hierbei nach Maßgabe des Elektronenstrahldurchmessers eingestellt.

Nachdem der informationsmodulierte Elektronenstrahl die gesamte Fläche des Schirmträgers bei gleichzeitiger Spannlingszuführung zur zweiten Koronaenlladungseinrichtung 20 abgetastet hat, wird die fotoleitende Schicht des Schirmträgers durch eine Lichtquelle 23 z. B. eine Glühlampe, total belichtet, so daß sich kontrastreiche Ladungsbilder auf der Oberseite des Schirmträgers ausbilden. Diese Ladungsbilder werden durch die Entwicklungseinrichtung 20 zu sichtbaren Bildern entwickelt. Die To'albelichtung geht von einer beispielsweise 100 W starken Glühlampe 23 aus, deren Strahlung von einem Linsensystem 24 parallel gerichtet wird, und durch den Spalt 25 hindurch werden alle Teile des Schirmträgers, die die Signalstrahlen abgetastet haben, belichtet. 26 ist ein Spiegelreflektor und 27 eine druckdichte Wand. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß die Entwicklung de, gewonnenen Ladungsbilder sofort von der Einrichtung 21 vorgenommen werden kann, die mit der Reinigungseinrichtung 18 und den Koronaentladeeinrichtungen 19 und 20 baulich verbunden ist. Ein Kontrast von ungefähr 800 V in den Ladungsbildp;n läßt sich erreichen, wenn + 7 kV Gleichspannung an einem Entladungsdraht von 0.06 mm Durchmesser in der zweiten Koronaentladungseinrichtung verwendet werden und die Beschleunigungselektrode mit 30 kV nach dem einleitenden Ladevorgang betrieben wird.

Zum Entwickeln der gewonnenen Ladungsbilder kann Negativtoner mittels einer Pelzbürste zugeführt werden; man erhält damit ein Positivbild. Nach dem Entwickeln wird eine Weiterbehandlungsanlage 28 in engen Kontakt mit dem Schirmträger gebracht, um die Tonerbilder zu übertragen, zu fixieren und aufzuwikkeln. Dazu wird Papier oder ein anderes Bildempfangsmaterial 29 in engen Kontakt mit dem Schirmträger 16 gebracht, um eine Walze 30 aus elektrisch leitendem Gummi, an der eine Spannung zwischen —1 kV und \3 kV zur Unterstützung der Übertragung des Tonerbildes liegt wird über die Rückseite des Bildempfangsmaterials 29 gerollt, so daß sich das Tonerbild auf das Bildempfangsmaterial überträgt. Danach wird die Weiierbehandlüügsaiilagi 28 vorn Schirmträger 16 zurückgezogen, und das Bildempfangsmaterial 29 wird durch Drehen der Vorratsrolle 3' und Aufwickelspule 32

fortbewegt. Anschließend wird das Bildempfangsmaterial 29 in einer Fixiereinrichtung 33 fixiert.

Wenn bei der zweiten Aufladung anstelle von 7 kV Gleichspannung 6,4 V Wechselspannung angewandt werdefij läßt sich ein Positiv eines Ladungsbildes von ungefähr 600 V Kontrast erzielen.

Wird andererseits die erste Aufladung durch eine Koronaentladung mit einer tiefen Gleichspannung von 5 kV durchgeführt, so daß das Oberflächenpotential des Schirmträgers auf etwa —1200 V zu liegen kommt, und wird anstelle der zweiten Aufladung eine geerdete Metallwalze den Schirrritfäger berührend über diesen so bewegt, daß der Elektronenstrahl den Schirmträger synchron zu der Bewegung der Wal/e abtastet und dadurch eine selektive Entladung herbeiführt, so läßt sich ein elektrostatischer Kontrast von ungefähr 500 V erreichen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform können die erhaltenen Ladungsbilder auch unmittelbar, d. h.

λΙιολ \ir\rUt*r'tct*> Pnttuir*Mlinrr JtI *>in*»m cif htKoi*i»n

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Tonerbild, übertragen werden. Hierzu wird als Bildempfangsmaterial 29 ein isolierender Film oder Papier benutzt, das in enge Berührung mit dem Schirmträger gebracht wird. Dieses erfolgt mit einer Walze ähnlich der Walze 30 aus leitendem Gummi, an die eine positive Spannung von 2 kV gelegt wird. Danach wird das Bildempfangsmaterial 29 vom Schirmträger abgenommen.

Wenn man also die Walze über die gesamte Fläche des Bildempfangsmaterials 29. das mit dem Schirmträger Kontakt hat, rollt, wird das Ladungsbild vom Schirmträger auf das Bildempfangsmaterial übertragen. Damit das Bildempfangsmaterial engen Kontakt mit dem Schirmträger findet und anschließend das Bildempfangsmaterial von dem Schirmträger bei angelegtem Potential abgehoben werden kann, sind die Führungswalzen 34 und 35 der Weiterbehandlungsanlage 28 etwa um einen Zentimeter vom Schirmträger entfernt angebracht, während die Gummiwalze 30 so angeordnet ist, daß sie durch das Bildempfangsmaterial 29 hindurch einen Druck auf den Schirmträger ausübt. Sie wird dann unter Spannungsbeaufschlagung auf der Rückseite des Bildempfangsmaterials 2^Q abgerollt. Das derart übertragene Ladungsbild wird dann zur Sichtbarkeit entwickelt, fixiert und schließlich auf die Spule 32 gewickelt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden auf dem Schirmträger der elektrischen Aufzeichnungsröhre selber alle wesentlichen Schritte nach der Ladungsbilderzeugung vorgenommen. Die an sich gegebene hohe Arbeitsgeschwindigkeit bei der Ladungsbilderzeugung kann daher nicht voll ausgenutzt werden. Es empfiehlt sich deshalb, die Anordnung in diesem Sinne weiter zu bilden. Hierzu sei auf die Ausführungsform nach F i g. 13 verwiesen.

Hiernach ist ein ladungstragendes Bildempfangsmaterial 36 durch ein Elektrodenpaar 42 und 42' auf ein bestimmtes Potential gebracht worden und wird dann, den Schirmträger der Elektronenstrahlröhre CRT berührend, an diesem entlang geführt, wozu eine Walze 60 entsprechend angebracht ist Der hier benutzte Schirmträger hat eine fotoleitende Schicht als äußerste Schicht Während der Bewegung des Bildempfangsmaterials wird von einer Elektrode 59 synchron zur Abtastung durch den Elektronenstrahl eine passende Spannung auf die Rückseite des Bildempfangsmaterials gegeben, wodurch das Ladungsbild auf dem Bildempfangsmaterial erzeugt wird. Das Bildempfangsmaterial übernimmt hier also die Funktion der isoiierenden Deckschicht des Schirmträgers bei der vorherigen Ausführungsforrtl. Das Ladungsbild wird dann im einer Stelle 58 entwickelt und übertragen, die sich in einiger Entfernung vom Schirmträger befindet, während bereits

■> ein weiteres Ladungsbild auf einem neuen, in Kontakt mit dem Schirmträger stehenden Abschnitt des Bildempfangsmaterials erzeugt wird. Hierdurch wird eine schnelle Druckfolge erreicht.

In Systemen zum Darstellen laufend ankommender Informationen ist diese Ausführungsform am besten geeignet.

Der bei dieser Ausführungsform benutzte Schirmträger wird in folgender Weise hergestellt. Zunächst werden 5 mm breite Schlitze in den chromhaltigen Stahl geschnitten, der die Grundlage des Schirmträgers bildet, und es wird hochwertiger Glimmer von etwa 3 μ Stärke mit schmelzflüssigem Glas darauf befestigt. Ein a'i Metallelektrode dienender Oberzug von 50 mn Dicke wird auf den Glimmer aufgetragen, und durch

Vakinimnhschnifliinii u/irrl :inf rlir· Mpliilkrhirhl nk

fotolcitende Glasschicht ein Gemisch aufgebracht, das aus 75 Teilen eines AsjSci-Mischkristalles (hergestellt durch Erhitzen und Schmelzen von Se und As in einem dichten Kolben) und 25 Teilen eines auf gleichem Wege erzeugten AS2S) Mischkristalls unter geringfügiger Dotierung mit Indiumchlorid besteht. Der auf diese Weise hergestellte Schirmträger entspricht dem in Fig. Ib dargestellten, weist aber keine Isolierschicht 1 auf und ist mit nach außen gerichteter fololeitcnder

JO Schicht an der Elektronenstrahlröhre befestigt.

In der Elektronenstrahlröhre ist außerdem eine Xenon-Hochspannungslampc 37 als die Strahlungsquelle für die Totalbelichtung der fololeitenden Schicht angeordnet. Diese Belichtung erfolgt mit Hilfe des

J5 Linsensystems 38 und des Reflektors 39. In einem Vergleichsoszillator 40 werden in Abhängigkeit von einem Speicher 44 entstammenden Eingangssignalen erzeugte Synchronisierungsimpulsc einem Verzögerungskreis 41 in der Weise zugeleitet, daß die Signale

•40 aus dem Verzögerungskreis 41 einem Schaltkreis zum periodischen Ein- und Ausschalten der Lampe 37 um 180" phasenverschoben gegenüber derjerigen Spannung zugeführt werden, welche der dem Schirmträger gegenüberstehenden Elektrode 59 gleichzeitig mit der Emission von Elektronenstrahlsignalen zugeführt wird.

Das Bildempfangsmaterial 36 wird also zunächst auf vorgegebenes Potential durch die beiden einandergegenüberliegenden Elektroden 42 und 42' aufgeladen. Als Bildempfangsmaterial 36 wird ein synthetischer Isolierfilm aus nach zwei Richtungen gerecktem Filmmaterial aus Polyäthylen, Polystyrol oder Polypropylen verwendet. Der Film wird dabei mittels einer Koronaentladung bei 42' auf ein Potential von etwa 2000 V aufgeladen und dann erst dem Schirmträger zugeführt.

Die die tnformationszeichen repräsentierenden Elektronenstrahlsignale werden mit einer Beschleunigungsspannung von 25 kV und mit einer Strahlabtastgeschwindigkeit von 10μ5εΰΛ:Γη emittiert Die Zeichenoder Codesignale werden dabei dem Steuergitter der Röhre so zugeführt, daß sie den Strahl intensitätsmodulieren und so steuern, daß er auf eine vorgegebene Stelle des Schirmträgers trifft Wenn also eine Codezeichen-Zeile auf dem Schirmträger abgebildet wird, entsteht das dieser Zeile entsprechende Ladungsbild gleichzeitig am Bildempfangsmaterial. Während dieser Zeit ist die Xenon-Lampe nicht gezündet Mit Beendigung der Elektronenstrahlemission und der Spannungszuführung durch die Elektrode 59 aber wird der um 180°

verzogene impuls an den Zündkreis der Xenon-Lampe geführt, so daß diese etwa 10 msec läng aufleuchtet und danach wieder abgeschaltet wird.

Während dieser Tolalbclichtung werden die influeniierten Ladungen in der fotoleitcnden Schicht weggeführt, soweit sie nicht von der Obcrflächcnladuiig des Bildempfangsmaterials gehalten werden. Wenn anschließend sich das Bildempfangsmaterials weiter fortbewegt, kommt ein neuer und bereits voraufgeladener Bildcmpfangsmaterialabschnitt auf den Schirmlräger zu liegen und es wird eine neue positive Ladung für den nächsten Zyklus in der fotolcitfähigen Schicht aufgebaut. Der Bildenipfangsmaterialabschnitt, auf dem das elektrostatische Ladungsbild mit hohem Bildkontrast erzeugt worden ist, wird mittels der Walze 60 vom Schirmträger weggeführt und der Weiterbehandlungseinrichtung58 zur Entwicklung und Fixierung zugeführt.

Der nächste Ladühgsbild-ErzeUgungszyklus wird dann durch die Emission von Signalstrahlcn bei glniphypitigpr Anlegung des Potentials an das Biklcmnfangsmaterial eingeleitet.

Die solcher*^ synchron laufenden Vorgänge werden von einem Oszillator, einer Flip-Flop- oder sonstigen Verzögerungsschaltung und einer phasenstarren Schaltung (etwa einer Differenzierschaltung) gesteuert. Durch diese Schaltungen wird auch das synchrone Arbeiten desTransporlmolors 43 für das Bildempfangsmaterial gesteuert.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren kann also das elektrostatische Aufzeichnen schriftzeichenartiger Informationen auf dem Bildempfangsmaterial zeilenweise erfolgen, wonach sich eine Toncrbildentwicklung und Fixierung od. dgl. nach üblichen Methoden anschließt, um dauerhafte Aufzeichnungen zu haben.

Bei jenen Ausführungsformen, bei welchen der Aufzeichnungsfilm über den Schirmträger hinweg gezogen wird, empfiehlt es sich zur Erhöhung der Betriebslebensdauer des Schichtträgers, daß ein geeignetes Oberflächenschmiermittel, etwa Silikonöl oder Teflonöl od. dgl. an der Isolierschicht oder, wenn eine Isolierschicht nicht verwendet wird, an der fotoleitenden Schicht des Schirmträgers benutzt wird. Diese Oberflächenschmierung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das erzeugte elektrostatische Ladungsbild unmittelbar über das flüssige Oberflächenschmiermittel übertragen wird; es ergeben sich bessere Resultate.

Bei der nächsten Ausführungsform (Fig. 14) wird als Bildempfangsmaterial 36 ein Polyesterfilm von etwa 25 μ Stärke in Form eines endlosen Bandes 45 benutzt. Er dient als Zwist henträger. Das endlose Band wird von zwei Walzen 46 und 47 angetrieben und von einer ersten Ladeeinrichtung 48 auf ein vorgegebenes Potential voraufgcladen. Eine zweite Ladeelektrode 51 liefert dann an das endlose Band im selben Augenblick eine Spannung, in welchem die Elektronenstrahlen auf den Schirmträger 50 der Röhre 49 emittiert werden. Dabei wird auf dem Zwischenträger 45 das Ladungsbild wie bei der vorhergehenden Ausführungsform erzeugt.

Danach wird das auf dem Zwischenträger 45 befindliche Ladungsbild auf das schließliche Bildempfangsmaterial 54 übertragen, der in Pfeilrichtung von einer Vorratsspule 52 zu einer Aufwickelspule 53 läuft. Die Übertragung erfolgt, wenn das betreffende Zwischenträgerstück 45 die (von 56 her) spannungsbeaufschlagte Förderwalze 55 erreicht und gegen das Bildempfangsmaterial 54 gepreßt wird. Das auf diese Weise übertragene Ladungsbild wird dann in der Bearbeitungseinrichtung 57 entwickelt und fixiert und ist damit dauerhaft aufgezeichnet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

9 66 51 1 Patentansprüche:

1. Elektrophotographieverfahren zum Erzeugen eines Ladungsbildes auf einer isolierenden Oberfläche, bei dem — unter Verwendung eines photoleitfühigen Aufzeichnungsmatenals, das eine für die Bildbelichtungsstrahlung transparente Dünnschichtelektrode und eine photoleitfähige Schicht aufweist und auf der Seite der photoleitfähigen Schicht eine mit dieser in innigem Kontakt stehende elektrostatisch aufladbare, gegebenenfalls transparente Schicht zugeordnet hat — die elektrostatisch aufladbare Schicht gleichförmig aufgeladen wird, sodann die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet und gleichzeitig damit die elektrostatisch aufladbare Schicht einem ihre vorige Aufladung zu eliminieren suchenden elektrischen Feld ausgesetzt wird und schließlich, falls gewünscht, die photoleitfähige Schicht total belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der DünnschicVnelekirode, der photoleitfähigen Schicht und der eiektn .statisch aufiadbaren Schicht in der angegebenen Reihenfolge die bildmäßige Belichtung in der We ι. ausgeführt wird, daß die photoleitfähige Schicht durch die Dünnschichtelektrode hindurch direkt mit bildmäßig modulierter Elcktronensirahlung beaufschlagt wird.

2. Verfahrer ach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, d.tij die Elektronenstrahlung mit Hilfe einer Elektronenstrahlröhre erzeugt wird, in deren Schirm wenigstens die Dünnschichtelektrode und die photolei. jhige Schicht integriert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die e'ektrosiatisi h aufladbare Schicht gleichförmig aufgeladen v. ;rd. h-vor sie in innigem Kontakt mit der Oberfläche der photoleitfahigcn Schicht gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatisch aufladbare Schicht nach der bililmaßigen Belichtung von der photoleitfähigen Sehk-hi entfernt wird, ohne dall letztere total belichtet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis i dadurch gekennzeichnet, daß die Toialbclichtung der photoleitfähigen Schicht durch die Dünnschicht elektrode hindurch ausgeführt wird.

h. Verfahren n.ich einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß das die vorige Aufladung tier elektrostatisch aufladbaren Schicht wahrend der hildmaßigcn ({dichtung /u eliminieren suchende feld mit Hilfe einer Gleich- odfi Wechsclsiromkoron.ientladung odei mit Hilfe einer auf Cileichsp.innungs oder Erdpotcntial liegenden Elektrode erzeugt wird

7 Elektronenstrahl Wiedergaberöhre zur Her stellung von Rildauf/eichnungcn auf einem Auf zeichnungsmaterial. entsprechend dem Verfahren nach Anspruch I. mn einem Elektronenstrahlerzeii gungs und modulalionssvslem und einem vom Elektronenstrahl beaufschlagten Schirmlräger. der eint vom Llektroncnstrah! durchdringbare Dünn Schichtelektrode aufweist, welcher auf der dem Strahl abgewandten Seite eine elektrostatisch aufladbare Schicht zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gleichen Seite der Düfinschichlelektrode (3) eine diese vollständig bedeckende photoleitende Schicht (2) angeordnet ist. deren freie Oberfläche als Auflagefläche für eine

satte Auflage des als die elektrostatisch aufladbare Schicht dienenden Aufzeichnungsmateriuls (36, 45) vorgesehen ist.

8. Anordnung zur Herstellung von ßildaufzeichnungen im Elektrophotographieverfahren nach Anspruch 1 mit Hilfe der Elektronenstrahl-Wiedergaberöhre nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung (46, 47) für das elektrostatisch aufladbare Aufzeichnungsmaterial (36, 45) zum satten Auflegen auf den Schirmträger, durch eine Ladeeinrichtung (42, 42'; 48) zum gleichförmigen Aufladen des Aufzeichnungsmaterial·! und durch eine Einrichtung (59; 51) zum Erzeugen eines das Aufzeichnungsmaterial durchsetzende und dessen vorherige Aufladung zu eliminieren suchenden Feldes während der Beaufschlagung der photoleitenden Schicht durch den entsprechend der Bildinformation intensiläismodulierien Elektronenstrahl.

9. Anordnung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeeinrichtung (42, 42'; 48) der Zufuhreinrichtung (46, 47) wirkungsmäßig vorgeschaltet ist, um das Aufzeichnungsmaterial vor dessen Auflage auf den Schirmträger gleichförmig aufzuladen.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eelderzeugungseinriehtung (51,59)entsprechend Anspruch bausgebildet ist.