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Elektrophotographisches Verfahren und Vorrichtung zu dessen Durchführung
Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches erfahren, bei dem elektrostatisch
aufladbares Pulver auf einen elektrisch leitfähigen Aufzeichnungsträger aufgebracht
wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Die bekannten elektrophotographischen Verfahren können in die folgenden
drei Kategorien eingeteilt werden: (A) Ein Verfahren, bei dem ein wiederholt verwendbares,
elektrophotographisch lichtempfindliches Material (im allgemeinen bestehend aus
einer elektrisch leitfähigen Unterlage und einer isolierenden photoleitfähigen Schicht)
nacheinander gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen, bildmäßig belichtet und mit
farbigem Pulver zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes entwickelt wird. Das entwickelte
Bild wird dann auf einen anderen Bildträger übertragen, beispielsweise auf ein Papierblatt,
während das Aufzeichnungsmateriil nach der Bildübertragunr gereinigt und erneut
zur Bilderzeugung verwendet wird.
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(B) Ein Verfahren, bei dem ein einmal verwendbares, elektroghotographisch
lichtempfindliches Material (beispielsweise ein mit photoleitfähigem Pulver, dispergiert
in einem Bindemittel, beschichtetes Papierblatt) verwendet und das entwickelte Bild
nicht übertragen, sondern auf dem Material fixiert wird.
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Ein Ein Verfahren, bei dem isolierendes, photoleitfähiges Pulver gleichmäßig
als Schicht auf eine elektrisch leitfähige Unterlage aufgebracht und dann gleichmäßig
elektrostatisch aufgeladen wird. Danach erfolgt eine bildmäßige Belichtung, wodurch
die elektrostatische Ladung selektiv abgeleitet wird, ferner wird der ungeladene
oder nur schwach geladene Deil des Pulvers mit einer Luftströmung o.ä. abgeblasen,
wodurch sich ein sichtbares Pulverbild ergibt.
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Bei diesen Verfahrens arten werden die Schritte der gleichmäßigen
elektrostatischen Aufladung und der nachfolgenden selektiven Entladung durch bildmäßige
Belichtung unter Verwendung einer isolierenden, photoleitfähigen Schicht (gleichmäßige
Feststoffschicht oder Pulverschicht) durchgeführt. Das unter (A) genannte Verfahren
erfordert den Schritt der Bildübertragung, damit das lichtempfindliche Material
wiederholt verwendbar ist.
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In den unter (B) und (C) genannten Verfah en wird kostspieliges, lichtempfindliches
Material verbraucht, wenn man auf den Bildübertragungsschritt verzichten will. Ferner
wird bei den genannten Verfahren eine isolierende, photoleitfähige Schicht benötigt,
die eine elektrostatische Ladung bei Dunkelheit speichern muß, so daß eine hohe
photographische Empfindlichkeit schwierig zu verwirklichen ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Bilderzeugung in Form
von Pulver bildern auf einer elektrisch leitfähigen Aufzelchnungsfläche bzw. auf
einer Aufzeichnungsfläche mit geringeni elektrischem Widerstand durch ein Verfahren
zu ermöglichen, das ohne vorherigen Einsatz eines elek-trophotogrXapiliscElen liciitenS)Lindlichen
Materials durchgeführt werden kann. Das 6rfordurnis
der Verwendung
eines isolierenden, photoleitfähigen Pulvers (Toner) oder eines kostspieligen, einmal
verwendbaren, elektrophotographisch licht empfindlichen Materials soll also vermieden
werden. Gleichzeitig sollen die Pulverbilder mit einer höheren Empfindlichkeit als
bei den üblichen elektrophotographischen Verfahren erzeugt werden können.
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Ein elektrophotographisches Verfahren der eingangs genannten Art ist
zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart außgebildet, daß das Pulver als
kontinuierliche oder gemgusterte Schicht aufgebracht wird, daß ein Raster mit einem
elektrisch leitfähigen Gitter und einer photoleitfähigen Schicht mit zumindest einer
Oberfläche auf der Pulverschicht oder in geringem Abstand dazu angeordnet wird,
daß Ionen durch den Raster hindurch unter gleichzeitiger oder nach Projektion eines
Lichtbildes auf den Raster auf die Pulverschicht aufgebracht werden, wodurch diese
in bildmäßiger Verteilung aufgeladen wird, und daß das Pulver in bildmäßiger Verteilung
vom Aufzeichnungsträger entfernt wird, wodurch sich ein elektrophotographi3ches
Pulverbild auf dem Aufzeichnungsträger ergibt.
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Die Menge der durch den Raster gelangenden Ionen kann durch den Raster
gesteuert werden, so daß die auf der Aufzeichnungsfläche befindliche Pulverschicht
selektiv aufgeladen wird. Dann erhält man ein sichtbares Bild durch Entfernung des
weniger stark geladenen Pulvers, wozu beispielsweise ein Luftstrom verwendet werden
kann. Die Steuerung der durch den Raster gelangenden lonenmenge kann entsprechend
dem auf dem Raster projizierten Lichtbild erfolgen.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich gemäß
weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens aus durch eine Vorrichtung zum Aufbringen
einer kontinuierlichen oder gemusterten Schicht eines elektrostatisch aufladbaren
Pulvers auf einen elektrisch leitfähigen Aufzeichnungsträger, durch einen ein elektrisch
leitfähiges Gitter und eine photoleitfähige
Schicht aufweisenden
Raster, der mit zumindest einer Oberfläche auf oder in geringem Abstand zur Pulverschicht
angeordnet ist, durch eine Vorrichtung zur Leitung von Ionen durch den Raster hindurch
auf die Pulverschicht und durch eine Vorrichtung zur bildmäßig verteilten Entfernung
des Pulvers vom Aufzeichnungsträger.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung
können ohne Einschränkungen beIspielsweise für die folgenden Aufgaben angewendet
werden: a) Kopieren von Schriftstücken, b) Reproduktion, c) mehrfarbiges Kopieren
von Schriftstücken, d) Dessindruck, e) Vervielfältigung von Schriftstücken.
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Im folgenden werden Merkmale vorzugsweiser Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben: (I) Es wird isolIerendes Pulver auf den elektrisch leitfähigen Aufzeichnungträger
aufgebracht: 1) Der elektr@sch leitfähige Aufzeichnungsträger kann beispielaweise
aus Papier, einem Kunststoffblatt mit einer zur Verwirklichung eines geringem elektrischen
Widerstands behandelten Oberfläche einer Metallplatte aus Aluminium, Stahl usw.
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bestehen, 2) Das nichtleitend@ Pulver soll eine elektrostatische Ladung
zwischen seiner selektiven Aufladung und seiner selektiven Entfernung vom Aufzeichnungsträger
halten können und daher vorzugsweise einen Wert # , g gleich oder größer als 1/10
Sekunde haben. # ist der spezifische Widerstand, # die Dielektrizitätskonstante
des
Materials. Das Pulver soll vorzugsweise entsprechend seinem Verwendungszweck gefärbt
sein und kann entweder undurchsichtig oder durchscheinend sein. Außerdem soll es
vorzugsweise fixierbar sein, was gleichfalls vom jeweiligen Verwendungszweck abhängt.
Die erforderliche Fixiereigenschaft hängt natürlich vom jeweils angewendeten Fixierverfahren
ab. Hierzu kann beispielsweise eine Wärmefixierung oder eine Fixierung durch Einwirkung
eines Lösungsmittels erfolgen.
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Selbstverständlich sind das jeweilige Fixierverfahren und die dazu
erforderlichen Eigenschaften des Pulvers entsprechend der bekannten Elektrophotographie
auszuwählen. Die Teilchengröße des Pulvers liegt normalerweise zwischen 1µ und lirim,
was gleichfalls vom jeweiligen Verwendungszweck abhängt. Dac Pulver kann beispielsweise
aus einem thermoplastischen Harz, anorganischen oder organischen Pigmentstoffen,
Glaskörnern, Mikrokapseln mit einer farbigen Flüssigkeit usw. bestehen. Das Aufbringen
des Pulvers auf den Aufzeich@@@@@@@ger kann @uf verschiedene Weise erfolgen. Beis@ielsweise
kann es gleichmäßige Schicht oder auch in Fo@m eines vorbestimmten Musters aufgebracht
werden.
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(II) Die Ionen werden auf den Rastor geblasen, während das Lichtbild
projiziert wird. Dadurch wird das auf den Aufzeichnungsträger aufgebrachte Pulver
selektiv elektro statisch aufgeladen.
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1) Der Raster kann entsprechend der japanischen Pasentschrift 490/62
ausgebildet sein und aus einem elektrisch leitfähigen Gitter bestehen, das auf zumindest
einer Seite mit einem photoleitfähigen Material beschichtet rist. Dieses ritter
kann beispielsweise aus einem Metallnetz, Metallsieb, einer perforierten Metallfolie,
einem Netz aus synthetischen Fasern mit zur Verwirklichung elektrischer Leitfähigkeit
behandelter Oberflache oder aus einem perforierten Plastikblatt bestehen, dessen
zumindest eine Oberfläche gleichfalls zur Verwirklichung elektrisch@r @eitf@higkeit
behandelt ist. Eine solche Behandlung
kann in für synthetische
Fasern oder Kunststoffe bekannter Weise durchgeführt werden. Das photoleitfähige
Material kann aus einer Schicht bestehen, die sich durch Reaktion der Oberfläche
des Gitters mit Sauerstoff oder Schwefel ergibt, oder einer anderweitig gebildeten
Schicht aus Selen, Zinkoxid, Cadmiumsulfid, Selenarsenid, Arsensulfid usw. oder
aus einer Mischung solcher Stoffe mit einem geeigneten Bindemittel. Beim erfindungsgemäßen
Verfahren ist es möglich, nicht nur die für die normale elektrophotographische Bilderzeugung
bekannten photoleitfähigen Stoffe, sondern auch die empfindlicheren Stoffe zu verwenden,
die sicn infolge ihres geringen elektrischen Widerstands für die bekannten Verfahren
nicht eignen.
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2) Der Raster, der auf der Pulverschicht oder in geringem Abstand
dazu angeordnet we@@er soll, kann derartige Abmessungen haben, daß e@@@en gesamten
@@ldberei@n oder die gesamte Pulver@ @ch. b@@@eckt. Er kann @ese Flächen auch teil-@@s@
bed@@ @@@@@@ @@ @@@@ @@@ @as@@ @@ @@ng ihn relativ zur @ @@@@@@ @@@@@ we@@ @@@@@@
ch sich auf threr gesamten Fläche eine e@@@@t@ostatische @adu@ des @@wünschten Musters
erzeugen läßt. Der Raster kann ferrer aus einem aufwickelberen, langen Gitter bestehen,
da@ s@nchron mit der Pulverschicht bewegt werden kann, so daß die sukzessive Erzeugung
elektrostatischer Ladungsm@sters möglich ist.
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3) Die @ur die Zuführung von Ionen verwendete Ionenquelle ist auf
der der @@@@@rschicht abgewandten @eite des Rast@rs angeordnet und v@@zug weise
als Korona-E@tladungselektrode ausgebildet. Die verwendeten lonen sin@ vorzugsweise
Luftionen, sie kö@nen @edo@ auch aus Ele@tron@n, anderen ge-@adenen At@m@n oder
geladenen Te@ @@ @@@@rer @@ stanzen besteren. Die Ionen gelang@@ @urc@ @en aster
@@@@ @@ch und er-@eichen die Puiversen@ @@, @odu@ @@@ d@es@ @ @@@@ @@ @ @aden @@rd.
Di@ durch den @@ @@@@ @eführ@e @ones @@@ wild entsprechen@ @em prej@z@erten @@@@
@@bild @@@@@@rt.
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4) Die Projektion des Lichtbildes auf den Raster kann entsprechend
normalen photographischen Verfahren entweder direkt oder durch die Pulverschicht
hindurch erfolgen, vorzugsweise wird sie jedoch von der der Pulverschicht abgewandten
Seite des Rasters aus durchgeführt, die der Ionenquelle zugewandt ist. In diesem
Fall ist es erforderlich, die Ionen zwischen dem Projektor für das Lichtbild und
dem Raster einzufUhren, was im Falle einer Koroha-Entladungselektrode durch dünne
Metalldrähte verwirklicht wird, die mit einer Hochspannung geladen sind und zwischen
dem Projektor und dem Raster angeordnet sind. Es können auch Korona-Nadelelektroden
verwendet werden. Ferner kann auch eine Korona-Entladungselektrode bekannter Art
eingesetzt werden, die eine Korona-Entladung gleichzeitig mit der Bildbelichtung
ermöglicht. Die Korona-Elektroden zwischen dem Projektor und dem Raster beeinträchtigen
das Lichtbild nicht, da sie außerhalb der Fokussierebene des Lichtbilds angeordnet
sind. Dies trifft insbesondere zu, wenn die Korona-Elektroden gegenüber dem Lichtbild
versetzt angeordnet sind.
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Werden als Ionenquelle Korona-El'ktroden verwendet, BJ werden sie
mit einer Hochspannung nicht unter 4500 V gespeist, die entsprechend den normalen
elektrophotographischen Verfahren erzeugt wird. Gleichstromionen, die durch Gleichspannung
erzeugt werden, erweisen sich als vorteilhaft, es kann jedoch auch eine Wechselspannung
einer Gleichspannung überlagert werden, falls dies erwünscht ist. Bei Verwendung
einer Korona-lonenquelle oder insbesondere auch anderer Ionenquellen ist es erforderlich,
die Ionen zu beschleunigen, um sie nach Durchgang durch den Raster auf die Pulverschicht
zu leiten. Dies kann vorteilhaft entweder durch Anschaltung einer Spannung an den
Aufzeichnungsträger und die Ionenquelle oder durch eine Pseudo-Ionenquelle erfolgen,
die geladene Teilchen erzeugt. Ferner kann ein elektrisches Feld im Raum zwischen
der Ionenquelle oder der Pseudo-Ionenquelle und dem Raster oder auch in dem Raum
zwischen dem Raster und dem Aufzeichnungsträger erzeugt werden. Die Richtung
eines
derartigen Feldes im letzteren Raum kann geändert werden, so daß die Ionenströmung
entsprechend den jeweiligen Verwendungszweck beschleunigt oder verzögert wird, das
Feld wird zweckmäßig durch Anschaltung einer Vorspannung erzeugt.
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Um die lonenströmung gleichmäßig innerhalb des gesamten Rasterbereichs
zu steuern, soll der Raster vorzugsweise eine Vorspannung führen, die durch Anschaltung
einer Gleichspannung an den Raster und an den Aufzeichnungsträger verwirklicht werden
kann. Werden die Ionen mit Wechselspannung erzeugt, so soll die Vorspannung vorzugsweise
gleichfalls eine Wechselspannung sein. Beide Spannungen können dieselbe Frequenz
haben, so daß sich ein Ergebnis einstellt, wie es der Verwendung von Gleichspannung
für die Ionenerzeugung und für die Vorspannung entsprechen würde.
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Die Ionenströmung wird dem Raster gleichzeitig mit dem projizierten
Lichtbild zugeführt, genauer gesagt, wird sie zu Beginn der Projektion gestartet
und am Ende der Projektion unterbrochen. Es ist jedoch auch möglich, die Projektion
vor dem Beginn der Ionenströmung durchzuführen und sie gleichzeitig oder vor dem
Ende der lonenströmung zu unterbrechen. Es ist ferner möglich, die Ionenströmung
auch nach Ende der Projektion durchzuführen, jedoch während des Zustandes verringerten
Widerstands der photoleitfähigen Schicht auf dem Raster. Vorzugsweise soll die Ionenströmung
während der selektiven Anderung des Widerstands der photoleitfähigen Schicht des
Rasters infolge Lichtprojektion erzeugt werden.
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Das Einsetzen und das Ende der Ionenströmung können durch Ein-bzw.
iusschaltung der Ionenquelle verwirklicht werden, indem beispielsweise die Hochspannung
für die Korona-Entladungs elektrode ein- bzw. ausgeschaltet wird. Dieses Schalten
kann auch durch Schwächung oder Umkehrung des die Ionen zum Raster hin beschleunigenden
Feldes erfolgen, dies kann durch Steuerung oder Beseitigung der Vorspannung zwischen
der Ionenquelle oder
der Pseudo-Ionenquelle, dem Raster und dem
Aufzeichnungsträger verwirklicht werden. Ferner kann das Schalten durch Anlegen
geeigneter Potentiale an ein elektrisch leitfähiges Gitter verwirklicht werden,
das auf der Seite des Rasters angeordnet ist, die der Ionenquelle zugewandt ist.
Es ist ferner günstig, auf der Rückseite des Aufzeichnungsträgers eine metallische
Unterlage vorzusehen, wenn die Leitfähigkeit des Aufzeichnungsträgers, beispielsweise
bei Papier, nicht auareichend ist.
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Die selektive elektrostatische Aufladung der Pulverschicht kann auf
verschiedene Weise erfolgen, wie es die nachstehenden Beispiele zeigen: Ein Raster
kann die gesamte Fläche der Pulverschicht auf dem Aufzeichnungsträger bedecken,
beide Elemente sind stationär angeordnet, und die Lichtprojektion und die Ionenströmung
werden gleichzeitig auf dem gesamten Bereich der Anordnung erzeugt.
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Ein Raster bedeckt den gesamten Bereich der Pulverschicht auf dem
Aufzeichnungsträger, beide Elemente sind stationär angeordnet, und die Ionenquelle,
beispielsweise eine Korona-Elektrode, wird huber den gesamten Bereich des Rasters
und der Pulverschicht geführt, während das Lichtbild projiziert wird.
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Eine Ionenquelle, beispielsweise eine Korona-Elektrode, ist mit einem
Raster über einem Teil der Pulverschicht auf dem Aufzeichnungsträger angeordnet.
Die aus Ionenquelle und Raster bestehende Anordnung wird dann über die Pulverschicht
hinwegbewegt, während das Lichtbild auf ihren gesamten Bereich projiziert wird.
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Ein bandförmiger Raster ist in Kombination mit einer Ionenquelle
auf der Pulverschicht angeordnet und wird gegenüber dieser bewegt, während das fest
angeordnete Lichtbild auf die Pulverschicht projiziert wird.
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Das Lichtbild wird auf einen bandförmigen Raster projiziert, der
sich synchron mit dem Aufbringen der Pulverschicht auf den Aufzeichnungsträger bewegt.
Die Ionenströmung wird auf ließen Bereich gerichtet. Der Projektor für das Lichtbild
und die Ionenquelle sind fest angeordnet, das projizierte Lichtbild ist stationär
gegenüber dem sich verlagernden Raster angeordnet.
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5) Die Projektion des Lichtbildes auf den Raster bewirkt eine selektive
Anderung des elektrischen Widerstands der photoleitfähigen Schicht des Rasters in
bildmäßiger Verteilung. In den durch die Lichteinwirkung elektrisch leitfähig werdenden
Teilen ist das Oberflächenpotential des Rasters gleich der angelegten Vorspannung,
während in den nicht bestrahlten Bereichen dieses Potential gegenüber der Vorspannung
unterschiedlich ist, da dort der Widerstand der photoleitfähigen Schicht hoch ist.
Dieser Unterschied wird noch größer, wenn der Widerstand der photoleitfähigen Schicht
ausreichend hoch ist, um die zugeführten Ionen anzusammeln. Auf diese Weise wird
die Ionenmenge, die durch den Raster hindurchgeleitet wird, durch den Unterschied
des Oberflächenpotentials des Rasters gesteuert, der sich durch dessen Vorspannung
und durch die Bildbelichtung ergibt. Dieser Mechanismus ist mit dem Prinzip des
Steuergitters in einer Elektronenröhre zu vergleichen.
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Die Pulverschicht wird in vorstehend beschriebener Weise selektiv
aufgeladen. In gewissen Fällen kann jedoch auch eine gleichmäßige Aufladung erwünscht
sein. Diese kann durch Regulierung oder Beseitigung der Vorspannung des Rasters
bei der selektiven Aufladung verwirklicht werden. Eine vorherige Entladung oder
Ladung der Pulverschicht kann durch Einwirkung einer Ionenströmung beispielsweise
durch Korona-Entladung erfolgen. Die entfernung der Ladung und die gleichmäßige
Aufladung können am besten durch Anwendung einer Wechselspannungsentladung oder
auch einer Gleichspannungsentladung (gegebenenfalls in Überlagerung mit der Wechselspannung)
erfolgen.
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(iii) In der selektiv geladenen Pulverschicht haften die stark geladenen
Teilchen fest an dem elektrisch leitfähigen Aufzeichnungsträger, während die schwach
geladenen Teilchen weniger stark anhaften. Diese können dadurch mittels einer aufgeblasenen
Luft strömung entfernt werden.
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Die selektive Entfernung der Pulverteilchen kann auch durch mechanische
Vibration oder durch Stoßeinwirkung oder durch Abwischen mit einer weichen Bürste
durchgeführt werden. Ferner ist es möglich, elektrostatische Anziehungskräfte zu
erzeugen, indem eine gegenüber den geladenen Teilchen auf der Oberfläche der Pulverschicht
entgegengesetzt geladene Fläche angenähert wird. Diese Fläche kann eine elektrostatisch
geladene, isolierende Oberfläche oder eine elektrisch leitfähige Fläche mit geeigneter
Vorspannung sein.
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Die durch die Luftströmung entfernten Teilchen werden in einem Kreislauf
oder einem Filter gesammelt und können dann wiederverwendet werden. Sind die Teilchen
durch elektrostatische Anziehungskräfte entfernt worden, so können sie durch Abkratzen
der dazu verwendeten Fläche zurückgewonnen werden.
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(Iv) Besteht das Pulver aus einem thermoplastischen oder wärmeschmelzbaren
Material, so kann es durch thermische Schmelzung fixiert werden. Ist es in einem
organischen Lösungsmittel löslich, so kann es durch eine Lösungsflüssigkeit fixiert
werden, die in Form von Tropfen, Dampf oder in beiden Zustandsarten aufgebracht
wird. Die Fixierung kann auch durch Aufbringen einer Flüssigkeit erfolgen, die ein
gelöster oder dispervierter Lack oder Klebstoff ist und beispielsweise durch Auflösen
eines Kunstharzes in einem organischen Lösungsmittel gebildet sein kann. Ferner
ist es möglich, die Oberfläche der Teilchen während des Fixierens elektrisch leitfähig
zu machen, indem eine Lösung oder Dispersion eines Xunstharzes oder Klebstoffs aufgebracht
wird, der eine elektrisch leitfähige Eomponente enthält.
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Im folgenden werden einige Anwendungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
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Kopie von Schriftstücken Elektrostatisch aufladbares, farbiges Pulvers,
das vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunstharz, beispielsweise gefärbt mit
Ruß, besteht, wird gleichmäßig auf ein Papierblatt aufgebracht, auf dem ein Bild
reproduziert werden soll. Die mittlere Teilchengröße des Pulvers soll vorzugsweise
5 bis 30/u betragen. Das Papierblatt mit der Pulverschicht wird an geeigneter Stelle
angeordnet und einem projizierten Lichtbild im gesamten Bereich der Pulverschicht
ausgesetzt, wozu ein für die Photographie oder Mikrokopie bekanntes Projektionsverfahren
angewendet wird. Beispielsweise kann bei Reproduktion eines vergrößerten Mikrofilmbildes
ein Vergrößerungskopf für Mikrofilm verwendet werden, der das vergrößerte Bild auf
die Oberfläche des Blattes projiziert. Gleichzeitig ist eine elektrostatische Ladevorrichtung
vorgesehen, die einen Raster und eine Korona-Entladungselektrode enthält und bewegbar
auf der Pulverschicht befestigt ist. Sie kann die gesamte Oberfläche der Pulverschicht
abtasten, während der Projektion des Lichtbildes wird eine Abtastung durchgeführt.
Der Raster der Ladevorrichtung hat eine Breite von ca. 30 mm und eine Länge, die
der Breite des Papierblatts entspricht und beispielsweise 300 mm beträgt. Er ist
mit einem stabilen Rahmen versehen, um in einer flachen Lage zu bleiben. Der Raster
wird in einem Abstand von ca. 0,5 bis 1 mm an der Pulverschicht vorbeigeführt, als
Korona-Entladungaelektroden sind zwei Metalldrähte (Durchmesser ca. 0,05 mm) über
dem Raster auf der dem Aufzeichnungsträger abgewandten Seite parallel zum Raster
angeordnet. Diese Metalldrähte sind mechanisch mit dem Raster verbunden und elektrisch
an eine Hochspannungsquelle angeschaltet, die die Korona-Entladung bewirkt. Der
Raster wird dabei auch dem proJizierten Lichtbild ausgesetzt, während er über die
Oberfläche des Papierblatts bewegt wird. Das tergrößerte Lichtbild wird derart
projiziert,
daß es auf die photoleitfähige Schicht des Rasters fokussiert ist. Die Pulverschicht
auf dem Papierblatt wird durch die Verlagerung der gesamten Ladevorrichtung selektiv
geladen, während die Korona-Elektrode und das elektrisch leitfähige Gitter des Rasters
an eine Gleichspannungsquelle von ca. 6,5 kV und an Erde angeschaltet sind. In den
stark bestrahlten Bereichen werden die Ionen durch den Raster absorbiert, wodurch
sich dort keine Ladung der Pulverschicht ergibt, während in den nichtbestrahlten
Bereichen der größte Teil der Ionen nicht absorbiert wird, sondern durch den Raster
hindurch gelangt, so daß er eine elektrostatische Ladung der Pulverschicht bewirkt.
Das mit der nun selektiv entsprechend der Intensitätsverteilung des Lichtbilds aufgeladenen
Pulverschicht versehene Papierblatt wird dann einer Luftströmung ausgesetzt, wodurch
die Teilchen mit schwächerer elektrostatischer Bindung entfernt werden und das Bild
sichtbar wird. Dieses Bild ist ein Positivbild, wenn das Originalmuster positiv
ist. Es kann durch Erwärmung fixiert werden, wenn das nichtleitende Pulver aus thermoplastischem
Kunstharz besteht.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand in den Figuren dargestellter
Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung
einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 3 eine schematische Darstellung
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung enthält eine geerdete Metallplatte
1, auf der ein Papierblatt 2 für ein zu reproduzierendes Bild mit einer Schicht
eines aufladbaren Pulvers 3 vorgesehen ist. Ferner ist eine Ladevorrichtung 4 vorgesehen,
die aus einem Raster 5, einer Korona-Entladungselektrode 6 und einer Abschirmung
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besteht, die aus elektrisch leitfähigem Glas gebildet ist. Es sind ferner eine Quelle
8 für hohe Gleichspannung und ein Mikrofilm-Vergrößerungskopf 9 für einen Mikrofilm
10 vorgesehen.
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Bei der in Fig. 2 gezeigten, automatisch arbeitenden Einrichtung zur
Erzeugung von Reproduktionen eines Mikrofilms 21 wird das aufladbare Pulver 12 als
gleichmäßige Schicht auf den Umfang einer sich im Gegenuhrzeigersinn drehenden Metalltrommel
11 mittels einer Vorrichtung 14 aufgebracht, die in einem Trichter 13 angeordnet
ist. Die so gebildete Pulverschicht wird beispielsweise positiv durch Aufbringen
positiver Ionen mittels eines Corotrons 15 aufgeladen. Durch diese Aufladung wird
die eventuell auf den Teilchen während ihres Aufbringens oder anderer Verfahrensschritte
erzeugte Ladung neutralisiert oder intensiviert, so daß die Pulverschicht gleichmäßig
elektrostatisch aufgeladen wird. Das Corotron 15 besteht aus einer geerdeten Abschirmungaröhre,
die zur Metalltrommel 11 hin geöffnet ist und in der eine Korona-Entladungselektrode
in Form eines dünnen Metalldrahts mit einem Durchmesser von ca.
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0,05 mm angeordnet ist * Dieser ist an eine nicht dargestellte Hochspannungsquelle
angeschaltet, die eine positive, negative oder eine Wechselspannung entsprechend
dem jeweiligen Verwendungszweck liefert. Die gleichmäßig aufgeladene Pulverschicht
haftet an der Umfangsfläche der Metalltrommel 11 durch elektrostatische Anziehungskraft
an und wird entsprechend dem zu reproduzierenden Lichtbild selektiv geladen oder
entladen, wenn sie unter der Ladevorrichtung 16 vorbeigeführt wird. Diese besteht
aus einem Raster 17, eine Korona-Entladungselektrode 18 und einer transparenten,
elektrisch leitfähigen Glasplatte 19.
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Der Raster steht der Metalltrommel 11 gegenüber, und ein vergrößertes
Liohtbild des Mikrofilms 21 wird mit einem Vergrößerungskopf 20 auf die photoleitfähigs
Schicht des Rasters fokussiert. Das fokussierte Bild wird in stationärer Lage relativ
zur bewegten Metalltrommel 11 proJiziert» und die photoleitfähige Schicht ändert
ihre Leitfähigkeit entspreohend der
jeweils einwirkenden Lichtintensität1
wodurch die Menge der durch den Raster hindurchgelangenden Ionen gesteuert wird.
Damit wird die Ladungsmenge für die aufladbare Pulverschicht selektiv reguliert.
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Die Korona-Elektrode 18 ist an eine Hochspannungsquelle (nicht dargestellt)
angeschaltet, die eine negative Gleichspannung von ca. 6,5 kV liefert. Die mit der
Elektrode erzeugten negativen Ionen wandern zur Metalltrommel 11 durch den Raster
17 hindurch.
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Der Raster 17 ist mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle leicht
positiv vorgespannt, während die Metalltrommel 11 geerdet ist. Die transparente
und elektrisch leitfähige Glasplatte 19 ist hinter der Korona-Elektrode 18 angeordnet,
um die Wirksamkeit der Korona-Entladung zu erhöhen, ohne das proJi--3ierte Lichtbild
zu beeinträchtigen.
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Die selektiv geladene Pulverschicht erreicht zusammen mit der gedrehten
Metalltrommel 11 den Pulverentferner 23, der eine das Pulver anziehende Rolle 23,
ein Blatt 24 zur Entfernung des Pulvers von der Rolle 23 und einen Behälter 30 zur
Sammlung des entfernten Pulvers 25 umfaßt. Die Rolle 23 steht der Umfangsfläche
des geerdeten Metallzylinders 11 gegenüber und ist mit einer Gleichspannung positiv
oder negativ vorgespannt, um das negativ bzw. positiv geladene Pulver durch elektrostatische
Anziehungskraft selektiv zu entfernen. Das auf diese Weise entfernte Pulver haftet
an der Rolle 23 an und wird mit dem Blatt 24 von dieser entfernt und im Behälter
30 gesammelt.
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Das auf der Metalltrommel 11 durch selektive Entfernung entsprechend
dem projizierten Lichtbild erzeugte Pulverbild wird elektrostatisch auf einen Bildträger
übertragen1 der von einer Yorratsrolle 26 zugefmirt wird. Zur Bildübertragung dient
ein tbertragungscorotron 27, das ähnlich dem Ladecorotron 15 auagebildet ist. Die
elektrostatische Bildübertragung selbst ist bereits durch die Elektrophotographie
bekannt. Das übertragene
Pulverbild wird mit einer Fixiervorrichtung
28 bekannter Art fixiert und dann mit dem Bildträger auf die Aufwickelrolle 29 geführt.
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Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. zur Erzeugung einer vergrößerten Reproduktion
eines Mikrofilmbildes. Bei dieser Vorrichtung wird das aufladbare Pulver auf ein
Papierblatt 31 (oder ein Metallblatt) aufgebracht, das elektrisch leitfähig gemacht
ist und von einer Rolle 32 von links nach rechts einer Beschickungsvorrichtung 33
für das Pulver zugeführt wird. Diese Vorrichtung besteht aus einem Trichter 34 für
das Pulver 35 und einer Beschickungsrolle 36. Das Pulver wird durch Drehung der
Beschickungsrolle 36 gleichmäßig auf das Papierblatt aufgebracht und dann selektiv
entsprechend dem zu reproduzierenden Bildmuster aufgeladen, wenn es unter einer
Ladevorrichtung 37 vorbeibewegt wird, die im wesentlichen einen Raster 38, eine
Korona-Elektrode 39 und eine transparente, elektrisch leitfähige Glasplatte 40 enthält.
Der Raster 38 ist in bereits beschriebener Weise ausgebildet, sein elektrisch leitfähiges
Gitter kann mit einer Vorspannung versehen, die innerhalb eines Bereiches von -1000
bis +1000 V mit einer nicht dargestellten Vorrichtung regulierbar ist. Die Korona-Entladungselektrode
39 ist an eine nicht dargestellte Hoch spannungsquelle angeschaltet, die eine Hochspannung
von 4000 bis 8000 V zur Erzeugung ausreichend vieler Ionen liefert. Die transparente,
elektrisch leitfähige Glasplatte begünstigt die Ionenerzeugung, ohne die Projektion
des zu reproduzierenden Bildes zu beeinträchtigen. Bei Ladung mit der Ladevorrichtung
37 wird das zu reproduzierende, vergrößerte Lichtbild mit einem Projektor 41 auf
die photoleitfähige Schicht des Rasters 38 projiziert, während eine Hochspannung
an die Korona-Elektrode 39 zur Erzeugung von Ionen angeschaltet ist. Das verkleinerte
Objekt 42 wird mit einem Motor 43 verschoben, so daß das projizierte Bild mit einer
der Geschwindigkeit des Papierblatts 31 entsprechenden Geschwindigkeit verlagert
wird. Die
Polarität der Korona-Entladung 8011 so ausgewählt sein,
daß sie den verwendeten Materialien angepaßt ist, insbesondere dem photoleitfähigen
Material auf dem Raster 38 und dem aufladbaren Pulver. Zufriedenstellende Ergebnisse
sind jedoch mit beiden Polaritäten möglich. Das dann am Papierblatt schwach anhaftende
Pulver wird selektiv entfernt, wenn es unter der Entfernungsvorrichtung 44 vorbeigeführt
wird, die mit zwei Druckluftleitungen 45 versehen ist. Diese haben eine Vielzahl
Düsen, die nach unten und aufeinander zu gerichtet sind und mit denen Luft ausgeblasen
wird, die durch die Öffnung 46 durch einen Filter mit einer nicht dargestellten
Pumpe angesaugt wird0 Danach wird das Bild auf dem Papierblatt mit der Fixiervorrichtung
47 eingeschmolzen, die Heizelemente 48 enthält. Dann gelangt das Papierblatt auf
eine Aufwickelrolle 49.
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Im folgenden werden einige Beispiele von Rastern beschrieben, die
sich für die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung eignen.
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(1) Ein Netz der Type N710n, das aus Nylonfaden mit ca.
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1/200 mm Durchmesser und einer Maschengröße von ca. 1/20 mm gebildet
ist, wird einer Vakuumaufdampfung von Aluminium ausgesetzt, um die Oberfläche der
Fäden elektrisch leitfähig zu machen. Dann wird eine photoleitfähige Schicht von
ca. 20/u Stärke auf das Gitter aufgebracht. Das photoleitfähige Material wird hergestellt,
indem Spuren von Kupferchlorid als Aktivierungsmittel sowie ca. 10 Gew.% Cadmiumchlorid
als Schmelzmittel mit pulverisiertem, reinem Cadmiumsulfid bei 550 bis 600°C ca.
15 Minuten lang gesintert werden. Das gesinterte Material wird dann pulverisiert,
um stark lichtempfindliches pulverisiertes Cadmiumsulfid zu erhalten, danach wird
das pulverisierte Material in Acrylharz dispergiert.
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(2) Ein Messingnetz von 15 x 20 cm Größe, das aus Drähten von ca.
0,12 mm Stärke bei einer Maschengröße von 0,12 mm besteht,
wird
in einem Rahmen aus Acrylharz bei sehr hoher mechanischer Spannung angeordnet. Dieses
Netz wird gereinigt und dann einer Vakuumaufdampfung aus Selen in einem Vakuumbehälter
ausgesetzt. Es wird während der Aufdampfung gedreht, so daß der aufgedampfte Selenfilm
möglichst gleichmäßig auf den Drähten entsteht, Die Stärke des aufgedampften Films
liegt zwischen 20 und 40/u.
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(3) Ein Blatt aus Polyäthylenterephthalat mit ca. 75Xu Stärke wird
mit einer Vielzahl Löchern mit einem Durchmesser von ca. 100 µ regelmäßig perforiert,
und es wird Aluminium durch Vakuumaufdampfung auf die gesamte Oberfläche des perforierten
Blattes aufgebracht, nämlich auf beide Blattseiten sowie auf die Innenwandungen
der Locher. Dadurch wird die gesamte Oberfläche des Blattes elektrisch leitfähig.
Ferner wird ein photoleitfähiges Material hergestellt, indem ca. 10 Gew. Cadmiumjodid
und ein pulverisiertes Material aus einer Zusammensetzung von CdS#1,5 CdC03 , vorzugsweise
aus mit OdS bedeckten Kernen aus CdCO3, bei 20000 gesintert wird. Ferner werden
0,1 Gew.% Malachite Green (als Sensitivierungemittel) der Mischung beigegeben und
100 Gew.Teile der so erhaltenen, pulverisierten Mischung sowie 50 Gew.Teile (Feststoff)
eines wärmehärtbaren Acrylharzes in ein organisches Lösungsmittel gegeben. Das so
hergestellte photoleitfähige Material wird auf das perforierte Polyäthylenterephthalatblatt
aufgesprüht, das der Leitfähigkeitsbehandlung unter verschiedenen Winkeln ausgesetzt
war, wodurch sich eine gleichmäßige, photoleitfähige Schicht nicht nur auf beiden
Seiten des Blattes, sondern auch auf den Seitenwandungen der Löcher ergibt. Nach
der Trocknung wird das Blatt einer thermischer. Heirtung bei ca. 13000 ausgesetzt,
wodurch sich ein harter und abriebfester Raster ergibt, det mit einer photoleitfähigen
Schicht von ca. 20/u Stärke versehen ist.
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(4) Eine Me6singplatte mit einer Vielzahl regelmäßig angeordneter
kleiner Löcher von ca. 0,1 mm Durchmesser wird nach
einem photographischen
Verfahren hergestellt, gereinigt und einer Vakuumaufdampfung von amorphem Arsentriselenid
ausgesetzt, wodurch sich eine Schicht von ca. 20 µ Stärke ergibt.
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Eine Messingplatte, die mit einer Vielzahl regelmäßig angeordneter
kleiner Löcher von ca. 0,1 mm versehen ist, wird nach einem photographischen Verfahren
hergestellt, gereinigt und einer Vakuumaufdampfung von amorphem Selen ausgesetzt,
das 6 Gew.% Antimontrijodid enthält. Es ergibt sich eine Schichtstärke von 2O/u.