DE2324813A1

DE2324813A1 - Elektrophotographisches verfahren zum herstellen eines transparentbildes einer farbigen vorlage auf einem lichtdurchlaessigen aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE2324813A1
Application number: DE2324813A
Authority: DE
Inventors: Jun Edward Charles Giaimo
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1972-05-17
Filing date: 1973-05-16
Publication date: 1973-11-29
Also published as: DE2324813B2; BE799514A; DE2324813C3; GB1373208A; FR2330042B1; IT987646B; AU461508B2; SE376313B; NL7306793A; JPS5147620B2; CA1005509A; AU5560273A; FR2330042A1; US3898082A; JPS4967629A

Description

AS: RCA 65,828 14.Mai 1973

US-Ser.NO. 254,301 7512-73 Dr.ν.Β/Ε

Filed:May 17, 1972

RCA Corporation

New York N.Y. (V.St.A.)

Elektrophotographisches Verfahren zum Herstellen eines Transparentbildes einer farbigen Vorlage auf einem lichtdurchlässigen Aufzeichnungsträger

Es ist bereits ein elektrophotographisches Verfahren bekannt, bei welchem ein lichtdurchlässiger Aufzeichnungsträger mit einer Dreifarbenraosaikfilterschicht und einer photoleitfähigen Schicht elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem farbigen Lichtbild unter Erzeugung eines elektrostatischen Bildes belichtet wird, das dann anschließend mit elektroskopischen Teilchen entwickelt wird. Dieses bekannte Verfahren hat sich zwar für viele Anwendungen gut bewährt, die Erzeugung des Farbbildes läßt sich jedoch nicht überwachen und seine Entwicklung daher auch nicht steuern. Es ist auch nicht möglich, das entwickelte Farbbild mit demselben Gerät zu entfernen, das auch für die Entwicklung des latenten Ladungsbildes mit den elektroskopischen Teilchen verwendet wurde.

Es ist ferner ein elektrostatisches Druckverfahren bekannt, bei dem magnetische Tonerteilchen verwendet werden, die mit Hilfe eines magnetischen Feldes vom Aufzeichnungsträger entfernt werden können. Auch dieses Verfahren läßt bei manchen Anwendungen zu wünschen übrig, da die zwischen dem Aufzeichnungsträger und den magnetischen Tonerteilchen wirksamen Kräfte des

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elektrostatischen Feldes bei manchen Tonerteilchen durch das Magnetfeld nicht vollständig überwunden werden können; manche magnetische Tonerteilchen bleiben daher in unerwünschter Weise am Aufzeichnungsträger haften und verhindern dessen völlige Eefreigung von Toner.

Diese Nachteile werden durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete und durch den Gegenstand der Unteransprüche ausgestaltete und weitergebildete Erfindung vermieden.

Bei dem neuen Verfahren gemäß der Erfindung wird ein Transparentbild einer farbigen Vorlage auf einem lichtdurchlässigen Aufzeichnungsträger mit Hilfe von magneto-elektrischen Teilchen derart erzeugt, daß das Farbbild bei seiner Erzeugung visuell überwacht werden kann und das Bild kann bei seiner Erzeugung betrachtet werden, ohne das farbige Transparentbild aus einer kombinierten Belichtungs-, Entwicklungs- und Betrachtungsstation zu entfernen. Gewünschtenfalls können die magneto-elektrischen Teilchen auch alternativ mit dem gleichen Gerät, der für die Entwicklung des Aufzeichnungsträgers verwendet wurde, von letzterem entfernt werden, ohne daß es dabei erforderlich ist, den Aufzeichnungsträger von der Belichtungs-, Entwicklungs- und Betrachtungsstation zu entfernen.

Das.erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Transparentbildes einer farbigen Vorlage auf einem lichtdurchlässigen Aufzeichnungsträger, der eine photoleitfähige Schicht und eine Dreifarbenmosaikfilterschicht enthält, umfaßt die Verfahrensschritte :

a) Gleichförmiges Aufladen der photoleitfähigen Schicht;

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b) gleichförmiges überziehen der aufgeladenen photoleitfähigen Schicht mit magneto-elektrischen Teilchen;

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c) Erzeugen eines Magnetfeldes bei der gleichmäßig getonerten photoleitfähigen Schicht, dessen Stärke gerade noch nicht ausreicht, um die Teilchen von der photoleitfähigen Schicht zu entfernen, und

d) photographisches Belichten der gleichmäßig überzogenen, im Magnetfeld befindlichen photoleitfähigen Schicht durch die Filterschicht hindurch mit der farbigen Vorlage, von der ein farbiges Transparentbild hergestellt werden soll.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung aiiand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansich·; eines Ausführungsbeispieles eines lichtdurchlässigen Aufzeicünungstxägers, wie er bei dem vorliegenden Verfahren vervjendet v/erden kann;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Dreifarbenmosaikfilterschicht in Richtung des Lichteinfalles und

Fig. 3, 4,5 und 6 schematische Darstellungen des Aufzeichnungsträgers gemäß Fig. 1 während der elektrostatischen Aufladung, dem Oberziehen mit magenot-elektrischen Teilchen, der Belichtung bzw. der Betrachtung im Verlaufe eines Ausführungsbeispieles des Verfahrens gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein lichtempfindlicher Aufzeichnungsträger 10 dargestellt, wie er bei dem vorliegenden Verfahren Verwendung finden kann. Der Aufzeichnungsträger 10 enthält ein lichtdurchlässiges Substrat 12 _t eine Dreifarbenmosaikfilterschicht (im folgenden kurz "Filterschicht") auf der einen Hauptfläche oder Seite 16 des Substrats 12, ferner eine lichtdurchlässige, elektrisch leitfähige Schicht 18 auf der einen Seite 20 der Filterschicht 14 und eine photoleitfähige Schicht 22 auf der einen

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-4-Seite 24 der elektrisch leitfähigen Schicht 18.

Das lichtdurchlässige Substrat 12 kann starr oder biegsam sein und irgend ein geeignetes lichtdurchlässiges Material, wie Glas oder einen biegsamen Kunststoff, z.B. eine Polyesterfolie, insbesondere eine solche aus Äthylenglykol und Terephthalsäure oder aus Polyäthylen-Terephthalat enthalten. Die elektrisch leitfähige Schicht" 18 kann einen lichtdurchlässigen dünnen Metallfilm, z.B. aus Aluminium oder Chrom oder eine transparente Schicht aus Zinnoxid und/oder Indiumoxid enthalten.

Die photoleitfähige Schicht 22 sollte für alle Farben im sichtbaren Spektralbereich empfindlich sein und kann ein lichtdurchlässiges Photoleitermaterial enthalten. Stan kann jedoch auch mit einem lichtdurchlässigen Aufzeichnungsträger arbeiten, der eine Schicht aus farbstoffsensibilisiertem, teilchenförmigen Zinkoxid in einem harzhaltigen Bindemittel enthält.

Die Filterschicht 14 kann eine Vielzahl von systematisch oder regellos angeordneten winzigen farbigen Bereichen enthalten, die in etwa gleichen Anzahlen jeweils einer von drei Primärfarben angehören, welcÄl^mit R(Rot) , G(Grün) und B(Blau) bezeichnet sind. Die farbigen Elementarbereiche der in Fig. 2 dargestellten Filterschicht bilden ein regelmäßiges geometrisches Muster. Für jeden Elementarbereich des auf dem farbigen Transparen tbi Id herzustellenden Bildes ist ein eigener winziger Farbfilterbereich vorgesehen. Man kann auch Farbfilterschichten mit mehr oder weniger statistischer, willkürlicher Verteilung von unregelmäßig geformten Primärfarbenbereichen verwenden. In allen Fällen sollte die maximale Querabmessung jedes einzelnen der mit R, G und B bezeichneten Farbfilterbereiche kleiner als etwa O,125 mm (0,005 Zoll) sein.

Bei dem vorliegenden Verfahren wird die photoleitfähiop-Schicht im Dunkeln mit einer gleichförmigen elektrostatischen La-

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_;dung versehen« 2u diesem Zwecke"wird z.B. die elektrisch leitfähige Schicht 18 des Aufzeichnungsträgers 10 mit einem Besugspotential, wie Masse verbunden und vor der Oberfläche 28 der- photoleitfähigen. Schicht wird eine Coronaentladungseinrichtung 26 angeordnet, wie sie bei elektrophotographischen Kopiergeräten üblich ist. Die Coronaentladungseinrichtung 26 enthält eir- '.B. aus einem dünnen Draht bestehendes coronaerzeugendes Element 29 ^ das mit der positiven Klemme einer Quelle 30 für eine unipolare hohe Spannung verbunden ist. Die negative Klemme der Quelle 30 ist geerdet, dasselbe gilt für eine Abschirmung 31 der Coronaentladungseinrichtung 26« Die Quelle 3O vermag eine Spannung von mindestens 5000 V zu liefern und die Coronaentladungseinrichtung 26 kann in Richtung des Doppelpfeiles 32 über den Aufzeichnungsträger 10 bewegt werden, um auf die photoleitfähige Schicht 22 eine gleichförmige elektrostatische Ladung aufzubringen. Wenn die Coronaentladungseinrichtung 26 in der in Fig„ 3 dargestellten Weise geschaltet XSt₁₇ wird die Oberfläche 28 der photoleitfähigen Schicht 22 im Dunkeln positiv aufgeladen. Selbstverständlich ist' es im Rahmen des vorliegenden Verfahrens auch möglich,, die Oberfläche 28 negativ aufzuladen„

Die gleichförmige aufgeladene Oberfläche 28 der photoleitfähigen Schicht 22 wird als nächstes im Dunkeln gleichförmig mit magneto-elektrisehen Teilchen 34 überzogen, wie es in Fig» 4 schematisch dargestellt ist- Die magneto-elektrischen Teilchen 34 werden von der elektrisch geladenen Oberfläche 28 elektrostatisch angezogen. Die magneto-elektrisehen Teilchen. 34 enthalten Teilchen aus Magnetmaterial, die mit einem thermoplastischen . Haftmittel oder Kleber irgend einer gewünschten Farbe überzogen sein können aber nicht zu sein brauche. Der Begriff "magnetoelektrische Teilchen" soll hier Teilchen aus allen Materialien umfassen, die sowohl durch ein magnetisches Feld als auch ein elektrisches, Feld gleichseitig oder unabhängig auf sie einwirken können, bewegbar sind« Die magnetoelektrischen Teilchen 34 kön- / nen z.B. Teilchen aus Nickel» Kobalt oder Eisen enthalten, die

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sich durch ein magnetisches und/oder ein elektrisches Feld in Bewegung setzen lassen. Der mittlere Durchmesser der magnetoelektrischen Teilchen 34 ist nicht wesentlich und kann zwischen 5 und 30 \im liegen. Die magnetoelektrischen Teilchen 34 brauchen nicht unbedingt kugelförmig sein. Sie brauchen keine elektroskopische Ladung zu tragen, da auch elektrostatisch neutrale magnetoelektrische Tonerteilchen durch elektrostatische Induktion von einer geladenen Fläche angezogen werden.

Die magnetoelektrischen Teilchen 34 können dadurch auf die Oberfläche 28 aufgebracht werden, daß man sie aus einem Behälter 36 über die Oberfläche des geneigten Aufzeichnungsträgers 10 rieseln läßt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist« Die Oberfläche 28 kann auch auf andere Weise gleichmäßig mit magnetoelektrischen Teilchen 34 überzogen werden, z.B. indem man den gleichförmig aufgeladenen Aufzeichnungsträger 10 durch einen Trog mit magnetoelektrischen Teilchen 34 führt. Der gleichmäßig überzogene Aufzeichnungsträger 10 wird an einer Belichtungsstation durch einen einzigen" Belichtungsvorgang mit einer farbigen Lichtverteilung entsprechend der farbigen Vorlage belichtet, die auf dem Aufzeichnungsträger 10 als Transparentbild aufgezeichnet werden soll. Zu diesem Zweck wird eine farbige Bildvorlage 38, z.B. ein Farbdiapositiv mittels eines Bündels weißen Lichtes durch das Substrat 12, die Filterschicht 14 und die elektrisch leitfähige Schicht 18 auf die photoleitfähige Schicht 22 projiziert, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die farbige Bildvorlage 38 kann blaue, rote, schwarze, grüne und weiße Teile enthalten, wie es in Fig„5 dargestellt ist. Das projizierte Licht von den blauen, roten und grünen Teilen der farbigen Bildvorlage 38 durchsetzt die blauen, roten bzw. grünen Bereiche der Dreifarbenmosaikfilterschicht 14 des Aufzeichnungsträgers 10. Die schwarzen Teile der Bildvorlage liefern selbstverständlich kein Licht, das durch die Filterschicht 14 fallen kann, während entsprechende Anteile des Lichtes von deii weißen Bereichen der farbigen Bildvorlage 38 durch alle Farbfilterbereiche der Filterschiclit 14 fallen können«, Bei Licht von

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Mischfarben lassen die Bereiche der Filterschicht.14 jeweils den entsprechenden Primärfarbenanteil durch«

_K Bei der Oberfläche 28 wird ein Magnetfeld solcher Stärke erzeugt, daß es bei unbelichtetem Aufzeichnungsträger gerade nicht ausreicht, um die Teilchen 34 von der Oberfläche 28 zu entfernen« Das Magnetfeld kann z.B. durch einen Elektromagneten 40 in Form einer kurzen zylindrischen oder toroidförmigen Spule erzeugt werden, die in Fig. 5 im Querschnitt dargestellt und so bei der Oberfläche 28 angeordnet ist, daß an der Oberfläche ein im wesentlichen gleichförmiges Magnetfeld erzeugt werden kann, das gerade noch nicht ausreicht, die magnetoelektrischen Teilchen 34 von der Oberfläche 28 zu entfernen, solange die photoleitfähige Schicht nicht belichtet wird. Der Elektromagnet 40 wird durch irgend eine geeignete Stromquelle 42, z.B. eine Batterie, über einen einpoligen Schalter 44 und einen veränderbaren Widerstand 46 gespeist. Die richtige Stärke des an der Oberfläche 28 der photoleitfähigen Schicht 22 herrschenden Magnetfeldes wird bei geschlossenem Schalter 44 durch Verstellen des Widerstandes 46 eingestellt. Bei der Belichtung der photoleitfähigen Schicht 22 mit dem Licht von der farbigen Bildvorlage 38 wird die elektrostatische Anziehung zwischen den magnetoelektrischen Teilchen 34 und der photoleitfähigen Schicht 22 in den belichteten Bereichen herabgesetzt und die betreffenden magnetoelektrischen Teilchen werden dann durch das Magnetfeld von der Oberfläche 28 entfernt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die Menge der magnetoelektrischen Teilchen 34, die durch die Belichtung von einem Elementarbereich der photoleitfähigen Schicht 22 entfernt werden, ist der Intensität des die Belichtung bewirkenden Lichtes proportional.

Die Belichtung und Entwicklung (selektive Entfernung bestimmter Teilchen 34 von der Oberfläche 28) des Aufzeichnungsträgers 10 in der Entwicklungsstation gemäß Fig. 5 kann durch einen Beobachter überwacht werden, der das auf der Oberfläche 28 entstehende Bild durch die Öffnung 48 im Toroid des Elektromagneten 4O während der Belichtung betrachtet. Wenn das auf der Ober-

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fläche 28 des Aufzeichnungsträgers 10 erzeugte Bild voll entwickelt erscheint (also z.B. bei Bildung bestimmter lichtdurch- ■ lässiger Bereiche auf der Oberfläche 28) kann die Belichtung beendet werden, z.B. durch Abschalten der Lichtquelle für das zur Projektion der Bildvorlage 38 auf den Aufzeichnungsträger 10 verwendeten weißen Lichtes und/oder durch Öffnen des Schalters 44 und Abschalten des Magnetfeldes, das auf die Oberfläche 28 einwirkt. Das Farbbild, das auf der Oberfläche .28 entwickelt wird, kann auch dadurch überwacht werden, daß man das Bild im Verlaufe seines Entstehens¹ während der Belichtung mittels einer nicht dargestellten Projektionsoptik auf einen nicht dargestellten Projektionsschirm projiziert.

Der entwickelte Aufzeichnungsträger 10 ist ein Transparentbild der auf ihn kopierten oder projizierten farbigen Bildvorlage 38 und dieses Transparentbild kann wie jedes andere photographische Transparentbild durch gleichmäßiges Beleuchten des entwickelten Aufzeichnungsträgers 10 mit weißem Licht projiziert werden, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Die magnetoelektrischen Teilchen 34 können auf der Oberfläche 28 des Aufzeichnungsträgers 10 fixiert werden, indem man sie mit einem transparenten Kleber besprüht. Wenn die magnetoelektrischen Teilchen mit einem thermoplastischen Material überzogen sind, können sie auch dadurch fixiert werden, daß man sie bis zum Schmelzen des thermoplastischen Überzuges erhitzt und die Teilchen so auf die Oberfläche 28 aufschmilzt.

Bei dem vorliegenden Verfahren können die unfixierten magnetoelektrischen Teilchen 34 leicht wieder vom Aufzeichnungsträger 10 entfernt werden, nachdem das durch sie.gebildete Bild betrachtet oder projiziert wurde und der Aufzeichnungsträger 10 wieder verwendet werden soll. Man kann die Teilchen 34 nämlich von der Oberfläche 28 in der in Fig. 5 dargestellten kombinierten Belichtungs-, Entwicklungs- und Betrachtungsstation einfach dadurch, entfernen, daß man die Stärke des durch den Elektromagneten 40 erzeugten Magnetfeldes genügend erhöht, z.B. durch derartige

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Verstellung des Widerstandes 46, da® genügend Strom durch den Elektromagneten 40 fließt. Die Stärke des Magnetfeldes kann dabei soweit erhöht werden, daß alle magnetoelektrischen Teilchen von der Oberfläche 28 entfernt werden, ohne daß der Aufzeichnungsträger 10 hierfür aus der Belichtungsstation entfernt zu werden braucht. Die Entfernung der magnetoelektrischen Teilchen 34 kann dadurch erleichtert werdend daß man den Aufzeichnungsträger 10 mit v?eißem Licht belichtet, Vorzugsweise durch die Filterschicht 14 hindurch? so daß die Leitfähigkeit der photoleitfähigai Schicht 22 erhöht wirdo Hierdurch wird die elektrostatische Anziehung zwischen den magnetoelektrischen Teilchen 34 und der photoleitfähigen Schicht 22 soweit herabgesetzt, daß sich die Teilchen 34 leicht durch das Magnetfeld entfernen lassen.

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Claims

Patentansprüche

fly Verfahren zum Herstellen eines Transparentbildes einer farbigen Vorlage auf einem lichtdurchlässigen Aufzeich- . nungsträger mit einer farbempfindlichen photoleitfähigen Schicht und einer Dreifarbenmosaxkfilterschicht, welche viele winzige Bereiche enthält, die in etwa gleicher Anzahl jemals einer von drei Primärfarben angehören,, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht (22) gleichförmig mit einer elektrostatischen Ladung aufgeladen wird*daß die geladene photoleitfähige Schicht (22) gleichförmig mit magnetoelektrischen Teilchen (34) überzogen wird; daß bei der überzogenen photoleitfähigen Schicht (22) ein Magnetfeld erzeugt wird, dessen Stärke gerade noch nicht ausreicht, um die Teilchen (34) von der photoleitfähigen Schicht (22) zu entfernen, und daß die gleichförmig-überzogene photoleitfähige Schicht, während sie sich im Magnetfeld befindet _g mit einem farbigen Lichtbild, von dem das Transparentbild herzustellen ist, so belichtet wird, daß die elektrostatische Anziehung zwischen den, belichteten Bereichen der photoleitfähigen Schicht und gewissen, darauf befindlichen magnetoelektrischen Teilchen (34) herabgesetzt wird; und daß diese gewissen magnetoelektrischen Teilchen (34) von der photoleitfähigen Schicht (22) durch das Magnetfeld entfernt werden, so daß das Farbbild mittels Licht, das durch den Aufzeichnungsträger (10) gefallen ist, betrachtet werden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß magnetoelektrische Teilchen mit einem mittleren Durchmesser zwischen 35 μΐίί verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß magnetoelektrische Teilchen mit einem thermoplastischen überzug verwendet werden, und daß die Teilchen auf dem Aufzeichnungsträger (10) durch Erwärmen unter Schmelzen der thermoplastischen Schicht zum Haften am Aufzeich-

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-11-nungsträger gebracht und dadurch fixiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e 3c e η B ze ic h η e t, daß das Magnetfeld bei der gleichmäßig überzogenen photoleitfähigen Schicht (22) mit einem Elektromagneten (40) in Form eines Toroids erzeugt wird, durch dessen Öffnung hindurch die photoleitfähige Schicht während ihrer Belichtung und der Ejrfcv?icklung des Tran spare nt bild es betrachtet werden kann.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn ζ e i c h η e t, . daß die Stärke des Magnetfeldes bei dem entwickelten Pulverbild soweit erhöht wird, daß praktisch alle .magnetoelektrischen Teilchen vom Aufzeichnungsträger entfernt, das Bild gelöscht und der Aufzeichnungsträger wieäer verwendbar wird. , ■
6. Verfahren aach Anspruch 5_? dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht während der Einwirkung des Magnetfeldes so beleuchtet wird, daß die elektrostatische Anziehung zwischen den Teilchen (34) und der photoleitfähigen Schicht herabgesetzt und die Entfernung der Teilchen von dieser Schicht erleichtert wird.

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