DE69406889T2

DE69406889T2 - Entwicklungsgerät für Kathodenstrahlenrohr

Info

Publication number: DE69406889T2
Application number: DE69406889T
Authority: DE
Inventors: Pabitra Datta; Ronald Norman Friel; Dennis Robert Mccarthy; John Joseph Moscony; Eugene Samuel Poliniak; George Herbert Needham Riddle; Michael Peter Ritt; Robert Edward Simms; Carl Charles Steinmetz; Harry Robert Stork; Charles Michael Wetzel
Original assignee: Thomson Consumer Electronics Inc
Current assignee: Technicolor USA Inc
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2014-09-28
Also published as: RU94035655A; SG47499A1; CA2133242C; CN1053990C; KR950012547A; CA2133242A1; CZ281536B6; CN1108793A; RU2091897C1; TR28245A; JPH07169398A; DE69406889D1; KR0140038B1; ES2111821T3; EP0647959B1; MY111654A; PL174946B1; EP0647959A1; PL305315A1; US5477285A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten Ladungsbildes, das auf einem Photorezeptor ausgebildet ist, der auf einer Innenfläche eines Ausgabefensters einer Anzeigeeinrichtung, wie zum Beispiel einer Kathodenstrahlröhre (CRT), angeordnet ist, und insbesondere einen Entwickler, der an das entwickelnde Material eine triboelektrische Ladung mit einer gewünschten Polarität anlegt.
In dem am 1. Mai 1990 an Datta et al. erteilten US-Patent Nr. 4 921 767 wird ein Verfahren zur elektrophotographischen Herstellung einer Leuchtschirmanordnung auf einer Innenfläche einer Kathodenstrahlröhren- Schirmträgerscheibe unter Verwendung von triboelektrisch geladenen Trockenpulverschirmstrukturmaterialien offenbart, die auf einem latenten Bild, das auf einem elektrostatisch geladenen Photorezeptor ausgebildet ist, aufgebracht sind. Der Photorezeptor umfaßt eine über einer leitfähigen Schicht liegende photoleitfähige Schicht, die beide nacheinander als Lösungen auf der Innenfläche der Scheibe der Kathodenstrahlröhre aufgebracht sind. In dem oben erwähnten Patent handelt es sich bei den vier zum Aufbringen der Schirmstrukturmaterialien verwendeten Entwickler um die sogenannten "Pulverwolken"-Entwickler des Typs, bei dem Teilchen von Schirmstrukturmaterialien durch Kontaktieren von oberflächenbehandelten Trägerperlen triboelektrisch geladen werden. Die geladenen Teilchen von Schirmstrukturmaterialien werden dann aus den Entwicklern auf das latente Bild ausgetrieben. Ein Nachteil dieses Typs von Pulverwolkenentwickler besteht darin&sub1; daß er für die Herstellung von Fertigungsmengen von Leuchtschirmen, bei denen die Entwicklungszeit zum Aufbringen jedes der unterschiedlichen Materialien in der Größenordnung von ungefähr 15 Sekunden pro Material liegen muß, ungeeignet ist.
Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 2 definiert.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten Bildes, das auf einem Photorezeptor ausgebildet ist, der auf einer Innenfläche eines Ausgabefensters einer Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, offenbart. Die Entwicklungsvorrichtung enthält eine Entwicklungskammer mit einer Stützfläche zum Stützen des Ausgabefensters, einen Schirmstrukturmaterialbehälter zum Speichern, Vereinzeln und Zuführen des Schirmstrukturmaterials und eine mit dem Behälter in Verbindung stehende triboelektrische Pistolenbaugruppe. Die Pistolenbaugruppe enthält ein triboelektrisches Lademittel, um dem Schirmstrukturmaterial eine Ladung gewünschter Polarität zu geben, und mindestens ein von der Stützfläche beabstandetes Materialfeinverteilungsmittel zum Verteilen des geladenen Materials zum Aufbringen auf dem latenten Bild.
In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 teilweise in axialem Schnitt eine Draufsicht auf eine gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Farbkathodenstrahlröhre.
Figur 2 einen Schnitt durch eine Schirmbaugruppe der in Figur 1 gezeigten Röhre.
Figur 3 einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform einer Schirabaugruppe der in Figur 1 gezeigten Röhre.
Figur 4 eine erste Ausführungsform einer neuartigen Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines latenten Bildes auf einem Photorezeptor, so daß eine Leuchtschirmbaugruppe für eine Kathodenstrahlröhre ausgebildet wird.
Figur 5 eine Draufsicht auf die Materialfeinverteilungsdüsen der Entwicklungsvorrichtung von Figur 4.
Figur 6 eine zweite Ausführungsform eines Behälters des in Figur 4 gezeigten Entwicklers.
Figur 7 eine zweite Ausführungsform einer Kammer der neuartigen Entwicklungsvorrichtung.
Figur 1 zeigt eine Farbanzeigeeinrichtung, wie zum Beispiel eine Kathodenstrahlröhre 10 mit einem Glaskolben 11, der eine rechteckige Schirmträgerscheibe 12 und einen rohrförmigen Hals 14, die über einen rechteckigen Trichter 15 verbunden sind, umfaßt. Der Trichter 15 weist eine nicht gezeigte innere leitfähige Beschichtung auf, die einen Anodenknopf 16 berührt und sich- in den Hals 14 erstreckt. Die Scheibe 12 umfaßt einen Sichtschirmträger bzw. Substrat 8 und einen peripheren Flansch bzw. eine periphere Seitenwand 20, der bzw. die über eine Glasfritte 21 mit dem Trichter 15 verschmolzen ist. Die Innenfläche des Schirmträgers 18 trägt einen Dreifarben-Leuchtschirm 22. Bei dem in Figur 2 gezeigten Schirm 22 handelt es sich vorzugsweise um einen Zeilenschirm, der eine Mehrzahl von Schirmelementen aus rotstrahlenden, grünstrahlenden und blaustrahlenden Leuchtstoffstreifen R, G bzw. B umfaßt, die in einer sich wiederholenden Reihenfolge in Farbgruppen oder Bildelementen aus drei Streifen oder Triaden angeordnet sind und sich in einer im allgemeinen im rechten Winkel zu der Ebene, in der die auftreffenden Elektronenstrahlen erzeugt werden, erstrecken. In der normalen Betrachtungsstellung für diese Ausführungsform erstrecken sich die Leuchtstoffstreifen in vertikaler Richtung. Vorzugsweise sind die Leuchtstoffstreifen, wie in der Technik bekannt, voneinander durch ein lichtabsorbierendes Matrixmaterial 23 getrennt. Bei dem Schirm kann es sich aber auch um einen Punktschirm handeln. Eine dünne leitfähige Schicht 24, vorzugsweise aus Aluminium, liegt über dem Schirm 22 und stellt ein Mittel zum Anlegen eines gleichmäßigen Potentials an den Schirm sowie zum Reflektieren von von den Leuchtstoffelementen abgestrahltem Licht durch den Schirmträger 18 bereit. Der Schirm 22 und die darüberliegende Aluminiumschicht 24 umfassen eine Schirmbaugruppe.
Unter Bezug auf Figur 1 ist eine Farbwahlelektrode mit vielen Öffnungen bzw. Lochmaske 25 durch herkömmliche Mittel in einer vorbestimmten beabstandeten Beziehung zu der Schirmbaugruppe entfernbar befestigt. Eine durch die gestrichelten Linien in Figur 1 schematisch gezeigte Elektronenkanone 26 ist innerhalb des Halses 14 mittig befestigt, um drei Elektronenstrahlen 28 zu erzeugen und entlang konvergierenden Wegen durch die Löcher in der Maske 25 auf den Schirm 22 zu lenken. Bei der Kanone 26 kann es sich zum Beispiel um eine Bipotential-Elektronenkanone des Typs handeln, der in dem am 28. Oktober 1986 an Morrell et al. erteilten US-Patent Nr. 4 620 133 beschrieben ist, oder um irgendeine andere geeignete Kanone.
Die Röhre 10 ist ausgestaltet, um mit einem äußeren magnetischen Ablenkjoch verwendet zu werden, wie zum Beispiel dem Joch 30, das sich in dem Bereich des Übergangs von Trichter zu Hals befindet. Bei Aktivierung setzt das Joch 30 die drei Strahlen 28 Magnetfeldern aus, die bewirken, daß die Strahlen den Schirm 22 horizontal und vertikal in einem rechteckigen Raster abtasten. Die anfängliche Ablenkebene (bei Nullablenkung) wird durch die Linie P-P in Figur 1 ungefähr in der Mitte des Jochs 30 gezeigt. Der Einfachheit halber sind die tatsächlichen Krümmungen der Ablenkstrahlwege in der Ablenkzone nicht gezeigt.
Der Schirm 22 wird über das in dem oben angeführten US-Patent Nr. 4 921 767 beschriebene elektrophotographische Schirmbildungsverfahren (EPS = electrophotographic screening process) hergestellt. Zu Anfang wird die Scheibe 12 mit einer alkalischen Lösung gewaschen, mit Wasser gespült, mit gepufferter Fluorwasserstoffsäure geätzt und wieder mit Wasser gespült, wie in der Technik bekannt. Das Innere des Sichtschirmträgers 18 wird dann mit einem (nicht gezeigten) Photorezeptor beschichtet, der aus einer geeigneten Schicht aus leitfähigem Material besteht, die eine Elektrode für eine darüberliegende photoleitfähige Schicht bildet.
Um die Matrix durch das EPS-Verfahren auszubilden, wird die photoleitfähige Schicht unter Verwendung eines Koronaladers des Typs, wie er in dem am 28. Januar 1992 an Datta et al. erteilten US-Patent Nr. 5 083 959 beschrieben ist, auf ein geeignetes Potential im Bereich von +200 bis +700 Volt aufgeladen. Die Lochmaske 25 wird in die Scheibe 12 eingesetzt, und die positiv geladene photoleitfähige Schicht wird durch die Lochmaske 25 dem Licht einer innerhalb eines herkömmlichen Drei-in-Eins-Lampengehäuse angeordneten Xenonblitzlampe oder einer anderen Lichtquelle ausreichender Helligkeit wie zum Beispiel einer Quecksilberbogenlampe ausgesetzt. Nach jeder Belichtung wird die Lampe zu einer anderen Stelle bewegt, um die Einfallswinkel der Elektronenstrahlen von der Elektronenkanone zu duplizieren. Von den drei verschiedenen Lampenstellungen aus sind drei Belichtungen erforderlich, um diejenigen Bereiche der photoleitfähigen Schicht zu entladen, wo die lichtemittierenden Leuchtstoffe später zur Ausbildung des Schirms aufgebracht werden. Nach dem Belichtungsschritt wird die Lochmaske 25 von der Scheibe 12 entfernt, und die Scheibe wird zu einem später beschriebenen ersten Entwickler bewegt, der auf geeignete Weise vorbereitete Teilchen auf Trockenpulverbasis eines lichtabsorbierenden schwarzen Matrixschirmstrukturmaterials enthält. Das Matrixmaterial wird von dem Entwickler triboelektrisch negativ geladen. Wie in dem oben angeführten US-Patent Nr. 2 921 767 kann das negativ geladene Matrixmaterial in einem einzigen Schritt direkt aufgebracht werden, oder es kann, wie in dem am 20. Juli 1993 an Riddle et al. erteilten US-Patent Nr. 5 229 234 beschrieben, in zwei Schritten direkt aufgebracht werden. Das "Zweischritt"-Matrixaufbringverfahren erhöht die Lichtundurchlässigkeit der Matrix, indem die belichteten Bereiche der photoleitfähigen Schicht zur Vergrößerung des Spannungsunterschieds zwischen den belichteten und unbelichteten Bereichen der Schicht nochmals gezielt entladen werden. Die erste Matrixschicht wirkt wie eine Maske mit einer Abschattungswirkung, um zu verhindern, daß die darunterliegenden Teile der photoleitfähigen Schicht bei der zweiten Belichtung der photoleitfähigen Schicht mit Licht, zum Beispiel von einem Scheinwerfer, entladen werden. Die zweite Schicht aus negativ geladenem Matrixmaterial wird über der ersten Schicht aufgebracht, um der resultierenden Matrix eine Dichte zu verleihen, die größer ist als bei nur einer Matrixschicht möglich wäre.
Es ist auch möglich, eine Matrix unter Verwendung eines herkömmlichen Naßmatrixverfahrens des Typs, der in der Technik bekannt ist und zum Beispiel in dem am 26. Januar 1971 an Mayaud erteilten US-Patent Nr. 3 558 310 beschrieben ist, auszubilden. Bei Einsatz des "nassen" Verfahrens nach US-Patent Nr. 3 558 310 wird nach der anfänglichen Reinigung der Innenfläche der Scheibe kein Photorezeptor bereitgestellt. Stattdessen wird ein Film aus einem geeigneten Photolack, dessen Löslichkeit sich bei Belichtung verändert, verwendet. Der Photolackfilm wird in der oben beschriebenen Weise unter Verwendung eines Dreiin-Eins-Lampengehäuses belichtet, wobei Licht durch die Lochmaske 25 auf den Photolackfilm auftrifft. Die Gebiete des Films, die eine größere Löslichkeit aufweisen, werden durch Abspülen des belichteten Films mit Wasser entfernt, wodurch blanke Bereiche der Schirmträgerscheibe freigelegt werden. Die Innenfläche der Scheibe wird mit einer schwarzen Matrixaufschlämmung eines in der Technik bekannten Typs überzogen, die an den freigelegten Bereichen der Schirmträgerscheibe haftet. Das über den zurückbleibenden Filmgebieten liegende Matrixmaterial wird entfernt, wodurch eine Matrixschicht auf den zuvor offenen Bereichen der Scheibe zurückbleibt.
Als Alternative zu den beiden oben beschriebenen "Matrix zuerst"-Verfahren kann die Matrix nach Aufbringen der Leuchtstoffe durch das EPS-Verfahren elektrophotographisch aufgetragen werden. Dieses "Matrix zuletzt"-Verfahren wird in dem am 31. August 1993 an Ehemann, Jr. erteilten US-Patent Nr. 5 240 798 beschrieben. Hier zeigt Figur 3 eine nach dem "Matrix zuletzt"-Verfahren von US-Patent Nr. 5 240 798 hergestellte Schirmbaugruppe. Die rot-, blau- und grünstrahlenden Leuchtstoffelemente R, B und G werden durch Nacheinanderaufbringen von triboelektrisch positiv geladenen Teilchen von Leuchtstoffschirmstrukturmaterialien auf eine positiv geladene photoleitfähige Schicht des (nicht gezeigten) Photorezeptors ausgebildet. Das Ladeverfahren ist das gleiche, das oben und in dem oben angeführten US-Patent Nr. 5 083 959 beschrieben ist. Die geladene Schicht wird entladen, in dem die Lochmaske 25 in der Scheibe 12 angebracht und die Scheibe auf ein Lampengehäuse plaziert wird, wo die Xenonblitzlampe sich in einer Position befindet, die ungefähr dem Einfallswinkel des auf den mit der bestimmten Farbe strahlenden Leuchtstoff fallenden Elektronenstrahls entspricht. Zum Aufbringen des Leuchtstoffs werden drei Lampengehäuse benötigt, eines für jeden mit einer Farbe strahlenden Leuchtstoff. Nach dem Entladen der photoleitfähigen Schicht durch das durch die Löcher in- der Lochmaske darauffallende Licht -wird die Maske von der Scheibe entfernt und die Scheibe in einem Entwickler wie zum Beispiel dem unten beschriebenen Entwickler angeordnet. Die Leuchtstoffschirmstrukturteilchen werden von dem Entwickler triboelektrisch geladen und verteilt und werden durch Umkehrentwicklung auf die entladenen Bereiche der photoleitfähigen Schicht aufgebracht. "Umkehr"-entwicklung bedeutet, daß triboelektrisch geladene Teilchen aus Schirmstrukturmaterial von ähnlich geladenen Bereichen der photoleitfähigen Schicht abgestoßen werden und somit auf den entladenen Bereichen der photoleitfähigen Schicht aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen der drei Leuchtstoffe wird die photoleitfähige Schicht wiederum gleichmäßig auf ein positives Potential geladen&sub1; und die die zuvor aufgebrachten Leuchtstoffelemente enthaltende Scheibe wird auf einem Matrixentwickler angeordnet, der dem Matrixschirmstrukturmaterial eine triboelektrisch negative Ladung gibt. Die positiv geladenen offenen Bereiche der photoleitfähigen Schicht, die die Leuchtstoffschirmelemente trennen, werden zur Bildung der Matrix 123 durch Aufbringen der negativ geladenen Matrixmaterialien auf die offenen Bereiche direkt entwickelt. Dieses Verfahren wird als "Direktentwicklung" bezeichnet. Auf dem Schirm 122 wird eine Aluminiumschicht 124 gebildet. Es wird angemerkt, daß das oben beschriebene Schirmherstellungsverfahren modifiziert werden kann, indem sowohl die Polarität der auf der photoleitfähigen Schicht gebildeten Ladung als auch die Polarität der in den Schirmstrukturmaterialien induzierten triboelektrischen Ladung umgekehrt wird, wodurch eine Schirmbaugruppe erhalten wird, die zu der oben beschriebenen identisch ist.
- Eine Ausführungsform einer neuartigen Entwicklungsvorrichtung wird in Figuren 4-6 gezeigt. Unter Bezug auf Figur 4 umfaßt die Entwicklungsvorrichtung 200 eine Entwicklungskammer 202 mit einem unteren Ende und einem oberen Ende. Die unteren Stützen 203 sind so strukturiert, daß sie einen gewissen Luftstrom in den Entwickler gestatten. Eine Scheibenstütze 204 mit einer darin ausgebildeten Öffnung 205, die abmessungsmäßig geringfügig kleiner ist als die darauf gestützte Kathodenstrahlröhren-Schirmträgerscheibe 12, schließt das obere Ende des Entwicklers ab. Die Scheibenstütze 204 ist vorzugsweise aus einem isolierenden Kunststoffmaterial wie zum Beispiel Plexiglas ausgebildet und weist eine Außenabmessung auf, die größer ist als die der zwischen den unteren Stützen 203 und der Scheibenstütze 204 verlaufenden isolierenden Seitenwände 206 der Entwicklungskammer 202. Die Kammer 202 ist vorzugsweise rechteckig und weist eine diagonale Abmessung auf, die ungefähr 25% größer ist als die der Scheibe 12. Für einen noch später zu beschreibenden Zweck sind eine Mehrzahl von Umlenkplatten 207 an der Seitenwand 206 befestigt. Die Scheibenstütze 204 enthält eine leitfähige Stiftkontaktfeder 208, die einen in der Scheibenseitenwand 20 (nicht gezeigten) eingebetteten herkömmlichen Stift vorspannt, welcher die Lochmaske während des Betriebs der Kathodenstrahlröhre innerhalb der Scheibe arretiert und der mit der leitfähigen Schicht des (ebenfalls nicht gezeigten) Photorezeptors verbunden ist. Ein (nicht gezeigtes) leitfähiges Kontaktfeld, das die Verbindung zwischen der leitfähigen Schicht des Photorezeptors und dem Stift erleichtert, wird in dem am 29. September 1992 an Wetzel et al. erteilten US-Patent Nr. 5 151 337 beschrieben. Die Stiftkontaktfeder 208 wiederum ist mit einem Erdungskondensator 210 verbunden, der eine Spannung entwickelt, die proportional zu der Ladung der triboelektrisch geladenen Leuchtstoffteilchen ist, die auf dem auf der photoleitfähigen Schicht des Photorezeptors ausgebildeten latenten Bild aufgebracht sind. Die am Kondensator 210 entwickelte Spannung wird von einem Elektrometer 212 überwacht, das an eine Steuerung 214 angeschlossen ist, die so programmiert ist, daß sie die Entwicklung stoppt, wenn diese Spannung einen vorbestimmten Wert erreicht, der der erforderlichen Leuchtstoffdicke entspricht. Vor jedem Entwicklungszyklus wird die am Kondensator 210 anliegende Spannung durch die Tätigkeit der Steuerung 214 über Kontakte 216 gegen Masse entladen. Eine Hochspannungsquelle 218 wird an ein Gitter 220 angeschlossen, um das elektrische Feld in der Nähe des latenten Bildes zu steuern, das auf der auf der Innenfläche der Kathodenstrahlröhrenscheibe 12 angeordneten photoleitfähigen Schicht ausgebildet ist. Ohne das Gitter 220 könnte das elektrische Feld in der Nähe des latenten Bildes durch die Raumladung in der Leuchtstoffverteilung und durch geladene Teilchen, die sich an den isolierenden Seitenwänden der Kammer angesammelt haben, auf einen zu großen Wert ansteigen. Das Gitter 220 und seine Funktion sind in dem am 3. März 1992 an Datta et al. erteilten US-Patent Nr. 5 093 217 beschrieben. Das Gitter 220 hat eine Vorspannung von ungefähr 3 kV und weist die gleiche Polarität auf wie das triboelektrisch geladene Material, das in der Entwicklungsvorrichtung 200 aufgebracht wird.
Für jeden der drei eine Farbe abstrahlenden Leuchtstoffe ist ein getrennter Entwickler erforderlich, um eine gegenseitige Verunreinigung zu vermeiden, die bei Einsatz eines einzigen Leuchtstoffentwicklers und verschiedenen, in eine gemeinsame Kammer eingefüllten, eine Farbe abstrahlenden Materialien auftreten würde. Dementsprechend sind bei dem EPS- Herstellungsverfahren drei Leuchtstoffentwickler, jeweils mit einem eigenen Materialbehälter 222, erforderlich. Außerdem wird bei Ausbildung der Matrix durch das EPS-Verfahren noch ein weiterer Entwickler für das Matrixmaterial benötigt. Der Behälter 222 enthält einen Einfülltrichter 224, der einen Vorrat an Leuchtstoffmaterial 226 auf Trockenpulverbasis enthält. Die Leuchtstoffteilchen sind zur Steuerung ihrer triboelektrischen Ladungseigenschaften vorzugsweise mit einem geeigneten Polymermaterial oberflächenbehandelt, wie in dem am 30. April 1991 an Datta et al. erteilten US- Patent Nr. 5 012 155 beschrieben. Während des Entwicklungsvorgangs werden die Leuchtstoffteilchen des auf dem latenten Bild aufgebrachten Farbe emittierenden Leuchtstoffs von dem Einfülltrichter 224 mittels einer Schnecke 230, an der ein (nicht gezeigter) Rührer befestigt ist, der sich vertikal durch den Einfülltrichter erstreckt, zu einer Venturikammer 228 befördert. Ein Motor 232 treibt die Schnecke als Reaktion auf einen von der Steuerung 214 erzeugten Befehl an. Der an der Schnecke angebrachte Rührer vereinzelt die Leuchtstoffteilchen und levelliert die Leuchtstoffteilchen innerhalb des Einfülltrichters, wodurch die Menge - an Leuchtstoffteilchen, die in die Venturikammer gelangen, wo sie mit einer geeigneten Menge Luft vermischt werden, gesteuert wird. Die Betätigung der Luftversorgung wird durch Öffnen eines von der Steuerung 214 gesteuerten Ventils 233 bewerkstelligt. Der Luftdruck wird durch einen Druckregler 234 eingestellt. In der Regel werden die Leuchtstoffteilchen dem Luftstrom mit einer Rate von ungefähr 1 bis 10 giminute beigemischt.
Eine triboelektrische Pistolenbaugruppe 236 umfaßt mindestens eine Pistolendüse 238 und ein triboelektrisches Ladeelement mit einem Rohr 240. Die Pistolendüse 238 ist von der Scheibenstütze 204 beabstandet und sorgt fur eine Verteilung von triboelektrisch positiv geladenen Leuchtstoffteilchen, die auf der photoleitfähigen Schicht des Photorezeptors aufgebracht werden und das auf dieser Schicht ausgebildete latente Bild entwickeln. Wie in Figur 4 gezeigt, umfaßt das Ladeelement das Rohr 240, das sich von dem Ausgangsende 242 der Venturikammer 228 zu einem starren Düsenstützrohr 244 erstreckt, das innerhalb eines sich durch die unteren Stützen 203 erstreckenden drehbaren Verbindungsstücks 246 montiert ist. Das drehbare Verbindungsstück 246 wird von einem Drehungsantriebsmotor 248 angetrieben. Das Laderohr 240 ist aus einem Material, das den Leuchtstoffteilchen, die dort hindurchtreten und mit der Innenfläche davon in Kontakt kommen, eine positive triboelektrische Ladung verleiht. Polypropylen, Polyethylen, fluoriertes Siloxan, polyfluoriertes Methacrylat, Polyvinylchlorid (PVC) und ein synthetisches Harzpolymer wie zum Beispiel TEFLON (Warenzeichen der Firma E. I. DuPont Co., Wilmington, DE, USA) sind geeignete Materialien, jedoch wird Polypropylen bevorzugt. Auch ein Ladungsverstärker 250 kann zusammen mit einem Laderohr aus Polypropylen, Polyethylen oder PVC verwendet werden. Der Verstärker 250 besteht aus einem Rohrstück aus TEFLON mit einem Durchmesser von ungefähr 6,35 mm (0,25 Zoll) und einer Länge von ungefähr 25,4 bis 76,2 mm (1,0 bis 3,0 Zoll). Vorzugsweise befindet sich der Verstärker am Ausgang der Venturikammer und nicht mehr als ungefähr 3 Meter (ungefähr 10 Fuß) von der Düse 238 entfernt. Eine leitfähige Beschichtung 252, wie zum Beispiel eine Graphitfarbe, ist auf der Außenfläche des Laderohrs 240 aufgebracht. Die Beschichtung 252 ist geerdet und stellt so eine Rückleitung für den kleinen Strom dar, der die von dem Leuchtstoff abgezogene Ladung ersetzt.
Ein Austrittskanal 254 erstreckt sich durch die Seitenwand 206 der Entwicklungskammer 202 und in das Volumen zwischen beabstandeten Schichten der Umlenkplatten 207 und entfernt überschüssiges Leuchtstoffmaterial, das nicht auf das latente Bild auf der Innenfläche der Schirmträgerscheibe 12 aufgebracht wird. Der Austrittskanal 254 ist in der Nähe des Bodens der Kammer 202 und innerhalb der Umlenkplatten 207 angeordnet, um eine von dem Austritt hervorgerufene Turbulenz daran zu hindern, die Leuchtstoffverteilung in der Nähe der Scheibe zu stören. Durch die Anordnung des Austrittskanals 254 innerhalb der Umlenkplatten wird auch sichergestellt, daß er nicht mit dem latenten Bild bezüglich des Leuchtstoffmaterials in Konflikt tritt. Eine (nicht gezeigte) Austrittpumpe entfernt das überschüssige Leuchtstoffmaterial aus der Kammer 202.
Die triboelektrische Pistolenbaugruppe 236 erfordert zwar mindestens eine Pistolendüse 238, doch werden zwei Düsen bevorzugt, die ungefähr 127 mm (5 Zoll) beabstandet sind und in einer Ebene ungefähr 178 mm (7 Zoll) unterhalb der Dichtungskante, d.h. der unteren Kante, der Scheibe 12 liegen. Wie in Figur 5 gezeigt, sind die Düsen 238 an gegenüberliegenden Enden eines drehbaren rohrförmigen Arms 256 befestigt, der am oberen Ende des festen Düsenstützrohrs 244 angebracht ist und den Düsen Leuchtstoffmaterial zuführt. Die Sprühausgabe aus jeder der Düsen ist vorzugsweise unter einem Winkel von ungefähr 60º von der radialen Erstreckung des Arms 256 ausgerichtet, um das gesamte latente Bild bei Drehung des Arms 256 um die Längsachse des Entwicklers als Reaktion auf den Drehantriebsmotor 248 besser abzudecken. In der Regel sind für den Entwicklungszyklus zehn Umdrehungen des Arms 256 erforderlich, und der von dem Druckregler 234 geregelte Luftstrom liegt bei ungefähr 100 Litern in der Minute.
Um die Vereinzelung der Leuchtstoffteilchen weiter zu unterstützen, können, wie in Figur 6 gezeigt, zwischen dem Einfülltrichter 124 und der Venturikammer 228 eine vibrierende Wanne 258 und ein Sieb 260 mit Öffnungen, die der Größe der Leuchtstoffteilchen angepaßt sind, z.B. 100 mesh, vorgesehen sein.
Ein Entwickler zum Aufbringen von Matrixmaterial auf das latente Bild ist dem oben beschriebenen Leuchtstoffentwickler ähnlich, doch muß sich die Materialzusammensetzung des Laderohrs von den oben beschriebenen Materialien unterscheiden, da das Matrixschirmstrukturmaterial zur direkten Entwicklung auf eine positiv geladene photoleitfähige Schicht triboelektrisch negativ geladen ist. Um das Matrixmaterial triboelektrisch negativ zu laden, kann das Laderohr 240 aus Nylon, Polyurethan, Plexiglas, Epoxidharz, Aminosiloxan, Borsilicatglas und anderen Materialien mit einem positiven triboelektrischen Potential bestehen, wobei Nylon bevorzugt wird. Wie oben beschrieben, ist die Außenfläche des Laderohrs ebenfalls mit einer leitfähigen Farbe wie zum Beispiel Graphit beschichtet.
Eine zweite Ausführungsform der neuartigen Entwicklungsvorrichtung wird in Figur 7 gezeigt. Die Entwicklungsvorrichtung 300 enthält eine innere Entwicklungskammer 302, die zylindrisch ist und einen Durchmesser aufweist, der ungefähr 50% größer ist als die diagonale Abmessung der Scheibe 12. Die Kammer 302 ist an einem Ende durch eine leitfähige Bodenstütze 303 und am anderen Ende durch eine Scheibenstütze 304 aus einem geeigneten isolierenden Material, wie zum Beispiel Plexiglas, mit einer Öffnung 305 darin, die in ihren Abmessungen geringfügig kleiner ist als die darauf gestützte Kathodenstrahlröhren-Schirmträgerscheibe 12, abgeschlossen. Eine leitende Seitenwand 306 verläuft vom Boden 303 zu einer Ebene A-A neben der Scheibenstütze 304 und zieht aus der Pulverwolke überschüssiges Leuchtstoffmaterial an, wodurch ein Aufbau von Raumladung innerhalb der Kammer oder eines hohen elektrostatischen Potentials auf der Kammerwand verhindert wird. Unter diesen Bedingungen ist es nicht erforderlich, ein der Innenseite der Scheibe 12 zugewandtes Gitter einzubauen, um das elektrische Feld in der Nähe der Scheibenoberfläche zu steuern. Eine Außenkammer umschließt den Boden 303 und die Seitenwand 306 der Innenkammer. Die Außenkammer enthält eine Seitenwand 307, die von einer äußeren Bodenstütze 309 zur Scheibenstütze 304 verläuft. Eine am oberen Umfang der Kammer und zwischen der Innenkammer und der Außenkammer gelegene Lücke 311 stellt einen Weg zum Entfernen von überschüssigem Schirmstrukturmaterial bereit, das nicht auf dem auf der photoleitfähigen Schicht auf der Innenfläche der Schirmträgerscheibe 12 ausgebildeten latenten Bild aufgebracht worden ist oder sich auf der Kammerseitenwand 306 oder der Bodenstütze 303 angesammelt hat. Die Anordnung der Austrittslücke 311 am oberen Umfang der Kammer 302 führt dazu, daß Schirmstrukturmaterial nach außen in Richtung der Ecken der Scheibe 12 gezogen wird, wodurch die Dichte der Ablagerung in den Ecken erhöht und die Gleichförmigkeit des Schirms gesteigert wird. Ein Austrittskanal 354 ist an eine (nicht gezeigte) Pumpe angeschlossen, die überschüssiges Material aus der Kammer entfernt.
Ein elektrischer Kontakt 308, der dem in bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen ähnlich ist, ist zum Kontaktieren der (nicht gezeigten) leitfähigen Beschichtung des Photorezeptors vorgesehen. Das Überwachungsmittel ist schematisch als Elektrometer 312 gezeigt, doch ist dies für ein Mittel zum Bestimmen der auf dem Schirm aufgebrachten Menge an Ladungematerial lediglich beispielhaft, und gegebenenfalls kann ein Überwachungsmittel mit einer Steuerung, die der Steuerung 214 und ihrer Steuerschaltung ähnlich ist, verwendet werden. Die Entwicklungsvorrichtung 300 unterscheidet sich von der Vorrichtung 200 dahingehend, daß die zweite Ausführungsform eine triboelektrische Pistole 336 aus einem geeigneten Material enthält, um den Materialien, die zwischen einer Außenfläche 337 der Pistole und einer in der Mitte befindlichen Ablenkdüse 339 hindurchtreten, triboelektrisch direkt aufzuladen. Die Teilchen werden aufgeladen, indem sie eine oder beide der Pistolenbauteile 337 und 339 kontaktieren, die zum positiven Laden der Leuchtstoffteilchen aus Polypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid, fluoriertem Siloxan, polyfluoriertem Methacrylat und TEFLON oder zum negativen Laden der Matrixteilchen aus Nylon, Polyurethan, Plexiglas, Epoxidharz und Borsilicatglas gebildet sein können. Da das triboelektrische Laden der Schirmstrukturmaterialien direkt in der Pistole 336 stattfindet, ist kein externes Laderohr erforderlich, und das Ausgangsende 242 der Venturikammer, die mit Bezug auf Figur 4 beschrieben worden ist, kann direkt der Eingangsleitung 340 zugeführt werden. Die Pistole 336 oder die Eingangsleitung 340 ist entsprechend geerdet. Die triboelektrische Pistole 336 kann stillstehen, wobei dann zur Erleichterung der Drehung der gesamten Stütze und der Scheibe 12 um mindestens 180º ein Satz von Drehlagern 341 an der Schirmstütze 304 vorgesehen ist. Alternativ kann aber auch die Schirmstütze 304 stillstehen, wobei dann die triboelektrische Pistole 336 um ihre Längsachse gedreht wird, um die Schirmstrukturmaterialien gleichförmig auf dem latenten Ladungsbild zu verteilen.

Claims

1. Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf einem Photorezeptor ausgebildet ist, der auf einer Innenfläche eines Ausgabefensters einer Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, mit geeignet triboelektrisch geladenem Schirmstrukturmaterial, gekennzeichnet durch

eine Entwicklungskammer (202, 302) mit einer Stützfläche (204, 304) zum Stützen des Ausgabefensters (12),

einen Schirmstrukturmaterialbehälter (222) zum Speichern, Vereinzeln und Zuführen des Schirmstrukturmaterials (226) und

eine triboelektrische Pistolenbaugruppe (236, 336), die mit dem Behälter in Verbindung steht, wobei die Pistolenbaugruppe ein triboelektrisches Lademittel aufweist, um dem Schirmstrukturmaterial eine Ladung gewünschter Polarität zu geben, wobei die Pistolenbaugruppe mindestens ein von der Stützfläche beabstandetes Materialfeinverteilungsmittel (238, 339) zum Verteilen des geladenen Schirmstrukturmaterials zur Aufbringung auf das latente Bild aufweist.

2. Vorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf einem Photorezeptor ausgebildet ist, der auf einer Innenfläche einer Schirmträgerscheibe einer Kathodenstrahlröhre angeordnet ist, mit geeignet triboelektrisch geladenem Schirmstrukturmaterial auf Trockenpulverbasis, gekennzeichnet durch

eine Entwicklungskammer (202, 302) mit einer isolierenden Stützfläche (204, 304) zum Stützen der Schirmträgerscheibe (12),

eine innerhalb der Kammer befindliche triboelektrische Pistolenbaugruppe (236, 336), die mit dem Behälter in Verbindung steht und ein triboelektrisches Lademittel aufweist, um dem Schirmstrukturmaterial eine Ladung gewünschter Polarität zu geben, wobei die Pistolenbaugruppe mindestens eine von der Stützfläche beabstandete Düse (238, 339) zum Verteilen des geladenen Schirmstrukturmaterials zum Aufbringen auf das latente Bild aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch einen den Photorezeptor kontaktierenden elektrischen Kontakt (208, 308) auf der Stützfläche (204, 304).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin gekennzeichnet durch ein mit dem elektrischen Kontakt (208, 308) in Verbindung stehendes Überwachungsmittel (212, 312) zum Messen der von dem geladenen Schirmstrukturmaterial (226) auf das latente Bild aufgebrachten Menge an Ladung.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin gekennzeichnet durch ein auf das Überwachungsmittel (212, 312) reagierendes Beendigungsmittel (214) zum Beenden des Aufbringens des geladenen Schirmstrukturmaterials (226) bei einer einer gewünschten Stärke des Materials entsprechenden vorbestimmten Ladung.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch ein Gehäuse (203, 206, 303, 306), das die Seite und den Boden der Entwicklungskammer (202, 302) umschließt und dessen Oberseite durch die isolierende Stützfläche (204, 304) zumindest teilweise verschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (203, 206) aus einem isolierenden Material ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (303, 306) aus einem leitfähigen Material ist, die Form eines Zylinders aufweist und einen Durchmesser hat, der ungefähr 50% größer ist als die diagonale Abmessung der Schirmträgerscheibe (12).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (303, 306) weiterhin ein Austrittsmittel (354) zum Entfernen von überschüssigem, nicht auf dem latenten Bild aufgebrachten Schirmstrukturmaterial (226) enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch ein in der Nähe der Innenfläche der Schirmträgerscheibe (12) befindliches Gitter (220) zum Steuern des elektrischen Feldes von dem latenten Bild.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirmstrukturbehälter (222)

einen Einfülltrichter (224) zum Speichern des Schirmstrukturmaterials (226),

eine an einem Motor (232) angebrachte Schnecke (230) und

eine Venturikammer (228) zum Vermischen des Materials mit Luft und Transportieren des Gemischs zu der triboelektrischen Pistolenbaugruppe (236, 336) enthält.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin gekennzeichnet durch eine vibrierende Wanne (258) und ein Sieb (260), die zum weiteren Vereinzeln des Materials (226) und Transportieren des Materials zur Venturikammer zwischen dem Einfülltrichter (224) und der Venturikammer (228) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das triboelektrische Lademittel ein Laderohr (240) enthält.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Laderohr (240) zum positiven Laden des Materials (226) aus der Gruppe von Materialien bestehend aus Polypropylen, Polyethylen, polyfluoriertes Methacrylat, fluoriertes Siloxan, Polyvinylchlorid und TEFLON ausgewählt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, weiterhin gekennzeichnet durch einen triboelektrischen Ladungsverstärker (250), der zusammen mit dem Laderohr (240) eingesetzt wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsverstärker (250) aus einem Rohrstück aus TEFLON besteht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Laderohr (240) zum negativen Laden des Materials aus der Gruppe von Materialien bestehend aus Nylon, Polyurethan, Plexiglas, Epoxidharz, Aminosiloxan und Borsilicatglas ausgewählt ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch ein Mittel (248, 341) zum Bereitstellen einer Relativbewegung zwischen der Scheibe (12) und der triboelektrischen Pistolenbaugruppe (236, 336).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Düse (238) der triboelektrischen Pistolenbaugruppe (236) dreht, um das Schirmstrukturmaterial (226) auf dem latenten Bild zu verteilen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Pistolenbaugruppe (236) zwei Düsen (238) enthält, die an einem sich drehenden Rohr (244) angebracht sind, das um eine Mittelachse senkrecht zur Oberfläche der Scheibe ausgerichtet ist, wodurch das Material (226) in einer im allgemeinen radialen Richtung aus den Düsen ausgestoßen wird.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (238) voneinander beabstandet sind und das Material (226) in eine radiale Ebene unter einem Winkel von ungefähr 60º von der radialen Richtung ausgestoßen wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, weiterhin gekennzeichnet durch eine zwischen dem sich drehenden Rohr (244) und dem Laderohr (240) angeordnete drehbare Kupplung (246).

23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Stützfläche (304) relativ zur triboelektrischen Pistolenbaugruppe (336) gedreht werden kann.

24. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Laderohrs (240) eine geerdete leitfähige Beschichtung (252) enthält.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Beschichtung (252) aus Graphitfarbe besteht.