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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ausbildung
eines latenten Ladungsbilds auf einem Photorezeptor, der auf einer
Innenfläche
einer Schirmträgerplatte
einer Kathodenstrahlröhre
(CRT = cathode ray tube) angeordnet ist, und insbesondere eine Vorrichtung
mit einer Grundelektrode, einem Seitenwandschirm und ein Verfahren
zum Betrieb einer Ausbildungsvorrichtung mit einer Grundelektrode
und einem Schirm.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
Vorrichtung zur Ausbildung eines latenten Ladungsbilds auf einem
Photorezeptor, der auf einer Innenfläche einer Schirmträgerplatte
einer Wiedergabeeinheit, wie einer Kathodenstrahlröhre (CRT),
mit Anwendung von triboelektrisch geladenen Teilen ist beschrieben
in der
US 5 477 285 ,
ausgegeben am 19. Dezember 1995 an G. H. N. Riddle et al. In einer
Ausführungsform
der Ausbildungsvorrichtung wird eine Ausbildungskammer mit isolierenden
Seitenwänden
und einem isolierenden Schirmträger
beschrieben. Eine triboelektrische Kanone mit einem rotierenden
Düsensystem
(nozzle system) lenkt eine Mischung von Luft und Trocknungsmaterial,
angereichert mit Phosphorteilen, in die Entwicklungskammer, wo das
Phosphor mit den Wänden
der umgebenden Kammer kollidiert. Die geladenen Phosphorpartikel
bilden einen Ladungsaufbau auf den isolierenden Seitenwänden des
Ausbilders und auf dem isolierenden Schirm, der eine Phosphorablage auf
der Schürze
der Schirmträgerplatte
verhindert, und ein Ausbildungsgitter, genauer beschrieben in der
US 5 903 217 , ausgegeben
an Datta e al. am 3. März
1992. Es ist notwendig, die internen Bauteile des Ausbilders häufig zu
reinigen, um die Phosphorausbildung zu verhindern, bevor sie lose
wird und sich auf dem Photorezeptor in einer unkontrollierten Weise
niederlegt. Außerdem
nähern
sich nach der Verbindung mit den Innenflächen des Entwicklers die driftenden
Phosphorpartikel dem Photorezeptor durch eine unkontrollierte Raumladungs-abstoßung den
Photorezeptor. Das Zusammentreffen erzeugt Agglomerate mit einer
schlecht-definierten Ladung und Masse, was verursachen kann, dass
die Phosphorpartikel an unterwünschten
Stellen auf dem Photorezeptor landen, der auf der Innenfläche der
CRT-Schirmträgerplatte
vorgesehen ist. Das resultiert in einer Verunreinigung der auf dem
Photorezeptor ausgebildeten verschiedenen Farbphosphorstreifen.
Für einen
Entwickler besteht daher eine Notwendigkeit für eine nennenswerte Verringerung
des Phosphoraufbaus auf den inneren Elementen, um die Häufigkeit
der Säuberung
zu verringern, den oben beschriebenen Nachteil zu minimieren und
eine gleichmäßigere Phosphorablage
auf dem Photorezeptor mit einer besseren Kontrolle über den
Ablagevorgang zu bilden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind eine Vorrichtung und Verfahren beschrieben zur Ausbildung eines
elektrostatischen latenten Ladungsbilds, das auf einem Photorezeptor
ausgebildet wird, der auf einer Innenfläche einer Schirmträgerplatte
einer CRT liegt. Die Vorrichtung enthält einen Entwicklertank mit
einer Seitenwand, die an einem Ende durch ein Bodenteil und an dem
anderen Ende durch einen Schirmträger abgeschlossen ist, der
eine Öffnung
bildet, um einen Zugang zu dem Schirm zu bilden. Eine Rückelektrode
liegt in dem Entwicklertank und beabstandet dazu, jedoch parallel
zu der Innenfläche
der Schirmträgerplatte.
Die Rückelektrode
enthält
ein erstes ihr zugeführtes
Potential zur Ausbildung eines elektrostatischen Driftteldes zwischen
der Rückelektrode
und dem Photorezeptor, der geerdet ist. Die triboelektrisch-geladenen,
trocknungsgepulverten, lichtemittierenden Phosphormaterialien mit
einer Ladung mit derselben Polarität wie das der Rückelektrode
zugeführte
erste Potential werden zwischen der Rückelektrode und der Schirmträgerplatte
in den Entwicklertank geführt.
Die triboelektrisch-geladenen Phosphormaterialien werden durch das
angelegte elektrostatische Driftfeld gegen den Photorezeptor auf
der Schirmträgerplatte
gerichtet. Eine Schirm-Schürzenseitenwand-Abschirmung
liegt um eine periphere Seitenwand der Schirmträgerplatte, um die triboelektrisch
geladenen Phosphormaterialien von der Schirmseitenwand abzuweisen.
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Das
Verfahren zur Ausbildung des latenten Ladungsbilds auf einem Photorezeptor,
der auf der Innenfläche
einer Schirmträgerplatte
einer CRT liegt, enthält
die Schritte der Platzierung der Schirmträgerplatte auf der Vorrichtung,
Positionierung der Schirmschürzen-Seitenwandabschirmung
in Nähe
zu der Seitenwand des Schirms, Erdung des Photorezeptors, Zuführung eines
ersten Potentials zu der Rückelektrode und
zur Einführung
in den Entwicklertank zwischen der Rückelektrode und der Schirmträgerplatte
von triboelektrisch-geladenen Phosphormaterialen mit einer Ladung
derselben Polarität
wie das der Rückelektrode
zugeführte
erste Potential, wodurch die Phosphormaterialien gegen den Photorezeptor
auf der Schirmträgerplatte
durch das angelegte elektrostatische Driftfeld gerichtet werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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In
der Zeichnung:
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1 ist
eine Draufsicht, teilweise im Axialschnitt, einer nach dem vorliegenden
Verfahren hergestellten Farb-CRT,
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2 ist
ein Abschnitt einer CRT-Schirmträgerplatte
mit einer Matrix, auf deren Innenfläche während eines Schrittes des Herstellungsvorgangs,
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3 ist
ein Abschnitt einer vervollständigten
Schirmanordnung der in 1 dargestellten Röhre,
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4 ist
ein Abschnitt der CRT-Schirmträgerplatte
und zeigt einen Photorezeptor, der während eines weiteren Schritts
des Herstellungsvorgangs auf der Matrix liegt, 5 zeigt
eine erste Ausführungsform
einer in der vorliegenden Erfindung benutzten Ausbildungsvorrichtung,
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6 ist
ein vergrößerter Abschnitt
der CRT-Schirmträgerplatte
und der Abschirmung, dargestellt in dem Kreist 6 von 5,
und
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7 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Ausbildungsvorrichtung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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1 zeigt
eine Farb-CRT 10 mit einem Glaskolben 11 mit einer
rechteckförmigen
Schirmträgerplatte 12 und
einem röhrenförmigen Hals 14,
die durch einen rechteckförmigen
Trichter 15 miteinander verbunden sind. Der Trichter 15 enthält einen
(nicht dargestellten) internen leitenden Belag, der einen Anodenanschluss 16 kontaktiert
und sich in den Hals 14 erstreckt. Die Platte 12 enthält einen
Bildschirm 17 und einen peripheren Flansch oder Seitenwand 18,
die über
eine Glasschmelze 19 mit dem Trichter 15 verbunden
ist. Wie in 2 gezeigt, ist eine relativ
dünne,
lichtabsorbierende Matrix 20 mit einer Vielzahl von Öffnungen 21 auf
einer Innenfläche
der Schirmträgerplatte 17 vorgesehen.
Ein Dreifarben-Phosphorleuchtschirm 22 liegt auf der Innenfläche der
Schirmträgerplatte 17 und überdeckt
die Matrix 20. Der in 3 dargestellte
Schirm 22 ist vorzugsweise ein Zeilenschirm mit einer Vielzahl
von Schirmelementen aus Rot, Blau und Grün-emittierenden Phosphorstreifen
R, B, G, zentriert in verschiedenen Matrixöffnungen 21 und angeordnet
in Farbgruppen oder Bildelementen von drei Streifen oder Dreiergruppen
in einer zyklischen Reihenfolge. Die Streifen erstrecken sich in
einer Richtung, die im Allgemeinen senkrecht ist zu der Ebene, in
der die Elektronenstrahlen erzeugt werden. In der normalen Betrachtungslage
der Vorrichtung erstrecken sich die Phosphorstreifen in der senkrechten
Richtung. Vorzugsweise überlappen
Teile der Phosphorstreifen wenigstens einen Teil der lichtabsorbierenden
Matrix 20 um die Öffnungen 21.
Alternativ kann auch ein Punktschirm benutzt werden. Eine dünne leitende Schicht 24,
vorzugsweise aus Aluminium, liegt auf dem Schirm 22 und
bildet Mittel zur Zuführung
eines gleichmäßigen Potentials
zu dem Schirm sowie auch für
die Reflexion von Licht, das von den Phosphorelementen durch die
Schirmträgerplatte 17 emittiert
wird. Der Schirm 22 und die darüber liegende Aluminiumschicht 24 bilden
eine Schirmanordnung. In 1 ist eine mit vielen Löchern versehene
Farbauswahlelektrode, wie eine Schattenmaske, eine Spannungsmaske
oder eine Fokusmaske 25, durch bekannte Mittel in vorbestimmten Abständen zu
der Schirmanordnung lösbar
angeordnet. Die Farbauswahlelektrode 25 ist in bekannter
Weise lösbar
an der Vielzahl von in die Seitenwand 18 des Schirms 12 eingebetteten
Zapfen 26 befestigt.
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Eine
Elektronenkanone 27, die schematisch durch die gestrichelten
Linien dargestellt ist, liegt zentrisch in dem Hals 14 und
erzeugt und richtet drei Elektronenstrahlen 28 auf konvergenten
Wegen durch die Öffnungen
in der Farbauswahlelektrode 25 zu dem Schirm 22.
Die Elektrodenkanone ist bekannt und kann eine Stand der Technik
bekannte geeignete Kanone sein.
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Die
Röhre 10 ist
vorgesehen zur Anwendung mit einem externen magneten Ablenkjoch,
wie dem Joch 30, das in dem Bereich der Trichter/Hals-Verbindung
liegt. Im Betrieb unterwirft das Joch 30 die drei Strahlen 28,
Magnetfeldern, die bewirken, dass die Strahlen horizontal und vertikal
in einem rechteckförmigen
Raster über
den Schirm 22 abgelenkt werden. Die Ausgangsebene der Ablenkung
(bei Ablenkung null) ist etwa in der Mitte des Jochs 30 durch
die Linie P-P in 1 dargestellt. Zur Vereinfachung
sind die tatsächlichen
Krümmungen
der Ablenkstrahlwege in dem Ablenkbereich nicht dargestellt.
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Der
Schirm
22 wird hergestellt durch ein so genanntes elektrophotographisches
Siebverfahren (EPS = electrophotographic screening), das beschrieben
ist in der
US 4 921 767 ,
ausgegeben an Datta et al. am 1. Mai 1990. Zunächst wird der Schirm
12 durch
Abwaschung mit einer Lauge oder Ätzlösung, Spülung in
Wasser, Ätzen
mit einer Puffer-Hydrofluoridsäure
und erneutes Spülen
mit Wasser gereinigt, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Die
Innenfläche
der Bildschirmplatte
17 wird dann mit der lichtabsorbierenden
Matrix
20 versehen, vorzugsweise durch Anwendung des bekannten
Nassmatrix-Vorgangs, beschrieben in der
US 3 558 310 , ausgegeben an Mayaud
am 26. Januar 1971. In dem Nassmatrix-Vorgang wird eine geeignete
photoresistive Lösung
auf die Innenfläche
aufgebracht, z.B. durch Spinnbelag, und die Lösung wird zur Bildung einer photoresistiven
Schicht getrocknet. Dann wird die Farbauswahlelektrode
25 in
den Schirm
12 eingesetzt, und der Schirm wird auf einem
drei-zu-einem (nicht dargestellten) Lichtegehäuse angebracht, das die photoresistive
Schicht einer aktinischen oder photochemisch wirksamen Strahlung
von einer Lichtquelle, die Licht durch die Öffnungen in der Farbauswahlelektrode
projiziert. Dieser Aussetzvorgang wird mehr als zweimal wiederholt,
wobei die Lichtquelle so angeordnet ist, dass sie die Wege der Elektronenstrahlen
von den drei Elektronenkanonen nachahmt oder simuliert.
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Die
Lichtselektivität ändert die
Löslichkeit
der dem Licht ausgesetzten Bereiche der photoresistiven Schicht.
Nach dem dritten Aussetzvorgang wird der Schirm von dem Lichtgehäuse abgenommen,
und die Farbauswahlelektrode wird von dem Schirm entfernt. Die photoresistive
Schicht wird entwickelt durch Anwendung von Wasser, um die löslicheren
Bereiche davon zu entfernen, wodurch die untere Innenfläche der
Bildschirmplatte dem Licht ausgesetzt und die weniger lösbaren,
dem Licht ausgesetzten Bereiche der photoresistiven Schicht unversehrt
oder intakt gelassen werden. Dann wird eine geeignete Lösung eines
lichtabsorbierenden Materials gleichmäßig auf die Innenfläche der
Schirmträgerplatte
aufgebracht, um den dem Licht ausgesetzten Teil der Schirmträgerplatte,
die weniger lösbaren
Bereiche der photoresistiven Schicht zu bedecken. Die Schicht aus
dem lichtabsorbierenden Material wird getrocknet und entwickelt
durch Anwendung einer geeigneten Lösung, die den gebliebenen Teil
der photoresistiven Schicht lösen
und beseitigen, und das darauf liegende, lichtabsorbierende Material,
das die Öffnungen 21 in
der Matrix 20 bildet, die an der Innenfläche der
Schirmträgerplatte
haftet. Für
einen Schirm 12 mit einer Diagonalabmessung von 51 cm haben
die in der Matrix 20 ausgebildeten Öffnungen 21 eine Breite
von ungefähr
0,13 bis 0,18 mm, und die opaquen Matrixlinien haben eine Breite
von ungefähr
0,1 bis 0,15 mm. Die Innenfläche
der Bildschirmplatte 17, mit der darauf angeordneten Matrix 20,
wird dann darauf beschichtet mit einer geeigneten Lösung eines
leicht verdampfbaren, organisch leitenden (OC) Material, nicht dargestellt,
das eine Elektrode bildet für
eine ebenfalls nicht dargestellte darüber liegende leicht verdampfbare,
organische photoleitende (OPC) Schicht. Die OC-Schicht und die OPC-Schicht
bilden in Kombination einen in 4 dargestellten
Photorezeptor 36.
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Geeignete
Materialien für
die OC-Schicht sind bestimmte quaternäre Ammoniumpolyelektrolyte,
beschrieben in der
US 5 370 952 ,
ausgegeben an P. Datta et al. am 6. Dezember 1994. Vorzugsweise
wird die OPC-Schicht gebildet durch Bedeckung der OG-Schicht mit
einer Polystyren enthaltenden Lösung,
einem elektrischen Donatormaterial, wie ein 1,4-di(2,4-Methylphenyl)-1,4-Diphenylbutatrien
(2,4-DMPDB), elektronischen Akzeptor-Materialien wie 2,4,7-Trinitro-9-Fluoren
(TNF) und 2-Ethylanthroquinone
(2-EAQ), und einem geeigneten Lösungsmittel,
wie Toluen, Xylen oder eine Mischung von Toluen und Xylen. Ein grenzflächenaktiver
Stoff, wie Silikon U-7602, ein Weichmacher, wie Dioktylphtalat (DOP)
können
dem Lösungsmittel
ebenfalls zugesetzt werden. Der grenzflächenaktive Stoff U-7602 ist
handelsüblich
von Union Carbide, Danbury, CT. Der Photorezeptor
36 wird
gleichmäßig elektrostatisch
geladen durch Anwendung einer Corona Entladungseinheit (nicht dargestellt),
aber beschrieben in der
US 5
519 217 , ausgegeben am 21. Mai 1996 an Wilbur et al., die
den Photorezeptor
36 auf eine Spannung im Bereich von ungefähr +200
bis +700 Volt auflädt.
Die Farbauswahlelektrode
25 wird dann in den Schirm
12 eingesetzt,
der auf einen (ebenfalls nicht dargestellten) Lichtgehäuse liegt,
und die positiv geladene OPC-Schicht des Photorezeptors
36 wird
durch die Farbauswahlelektrode
25 belichtet, zum Beispiel
durch Licht von einer Xenon-Blitzlampe oder einer anderen Lichtquelle
mit ausreichender Intensität,
wie einem Quecksilberbogen, die in dem Lichtgehäuse angeordnet sind. Das Licht,
das durch die Öffnungen
in der Farbauswahlelektrode
25 gelangt, bei einem Winkel
identisch zu dem einer der Elektronen strahlen der Röhre, entlädt die beleuchteten
Bereiche auf dem Photorezeptor
36 und bildet ein (nicht
dargestelltes) latentes Ladungsbild. Die Farbauswahlelektrode
25 wird
von dem Schirm
12 entfernt, und der Schirm wird auf einem
ersten Phosphorentwickler
40 platziert, wie er in
5 dargestellt
ist.
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In
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
der Phosphorentwickler 40 einen Entwicklertank 42 mit
einer Seitenwand 44, die an einem Ende durch ein Bodenteil 46 und
am oberen Ende durch einen Schirmträger 48 geschlossen
ist, das vorzugsweise aus PLEXIGLAS oder einem anderen Isoliermaterial
besteht, mit einer Öffnung 50,
durch die ein Zugriff zu dem Inneren der Schirmträgerplatte 12 gebildet wird.
Die Seitenwand 44 und das Bodenteil 46 des Entwicklertanks 42 bestehen
aus einem Isoliermaterial, wie PLEXIGLAS, das außen durch eine Erdungsabschirmung
aus Metall umgeben ist. Eine Rückelektrode 52 liegt in
dem Entwicklertank 42 und ist um ungefähr 25 bis 30 cm unter dem Zentrum
der Innenfläche
der Schirmträgerplatte 12 beabstandet.
Ein positives Potential von etwa 25 bis 30 kV wird der Rückelektrode 52 zugeführt, und
der organische Leiter des Photorezeptors 36 ist geerdet.
Mit einem Abstand von 30 cm zwischen der Rückelektrode 52 und
der Schirmträgerplatte 12 wird
ein Driftfeld von 1 kV/cm oder 105 V/cm
gebildet.
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Ein
Phosphormaterial in der Form von trockenen Pulverpartikeln mit der
gewünschten
lichtemittierenden Farbe wird von einem Phosphorvorrat 54 ausgestreut,
zum Beispiel durch einen Schlangenbohrer oder Einzugswalze, nicht
dargestellt, in einem Luftstrom, der über eine Röhre 56, ein so genanntes
Venture-Rohr, wo es mit den Phosphorpartikeln gemischt wird. Die
Luft-Phosphor-Mischung gelangt in eine Rohr 60, das aufgrund
des Kontakts zwischen den Phosphorpartikeln und der Innenfläche des
Rohres 36 eine triboelektrische Ladung zu dem Phosphorpulver
bildet. Zum Beispiel kann zur positiven Ladung des Phosphormaterials
ein Polyethylen-Rohr benutzt werden. Die Phosphor-Luft-Mischung
gelangt dann über
ein Drei-Wege-Ventil 62, das die Mischung zu einem der
beiden Polyethylen-Rohre 60 mit gleicher Länge gelangt.
Jedes der Rohre 60 endet in einem nicht dargestellten Rohrverteiler
mit einer Reihe von Austrittsdüsen 64 mit
einem flachen Profil, von denen nur zwei dargestellt sind, die die
Phosphor/Luft-Mischung in einer Richtung parallel zu der Rückelektrode 52 versprühen. Zur
Bildung einer gleichmäßigen Phosphorablage
auf dem auf dem Photorezeptor gebildeten Ladungsbild, werden die
Phosphorpartikel von der Düse 64 des
anderen Rohrverteilers für
dieselbe Zeitperiode eingespritzt.
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Die
Phosphorpartikel des eingespritzten Phosphormaterials haben eine
typische Beweglichkeit oder Fließvermögen, μ, von etwa 3 × 10–6 (m/s)/(V/m),
und die typische Driftgeschwindigkeit, v, der Phosphorpartikel in
dem Driftfeld beträgt
ungefähr
0,3 m/sec. Wenn das Phosphormaterial in den Driftraum in der Nähe der Rückelektrode 52 eingespritzt
wird, im Allgemeinen innerhalb on 10 cm von der Rückelektrode,
driften die Phosphorpartikel zu dem Photorezeptor 38 auf
dem Schirm 12 und erreichen diesen in einem Bruchteil einer
Sekunde. Zur Verhinderung der Ablage des Phosphormaterials auf der
inneren Seitenwand des rechteckförmigen Schirms 12 werden
zwei Paare von Schirmschürzen-Seitenwändenabschir-mungen 66 und 68 benutzt
zur Bildung einer rechteckförmigen
Abschirmungsanordnung. Die Abschirmungen 66 sind von den
kurzen Seiten der Schirmseitenwand beabstandet, während die
Abschirmungen 68 von den langen Seiten der Schirmseitenwand beabstandet
sind. Die Abschirmungen 66 und 68 werden aus einem
Isoliermaterial gebildet, wie Nylon, und haben eine Dicke von etwa
2,5 mm und eine Höhe
von etwa 5 cm für
eine Schirmträgerplatte
mit einer Diagonalabmessung von etwa 51 cm. Die Paare der Abschirmungen 66 und 68 haben
eine dielektrische Konstante, die dreimal die von Vakuum beträgt.
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Wenn
die Einspritzung der triboelektrisch geladenen Phosphorpartikel
begonnen hat, dann werden die Paare der Abschirmungen 66 und 68 zunächst durch
einige der geladenen Phosphorpartikel getroffen und bilden Ladungsansammlungen,
bevor diese Ladung die senkrechte Komponente des elektrischen Feldes
neutralisiert und außerdem
die geladene Phosphoransammlung durch die Abschirmungen abhält. Der
typische Wert ist für
eine Ablage für
eine EPS von 51 cm 10 Microcoulomb, μC, mit Phosphorladung. Die anfängliche Abschirmungsablage
von 2 μC
ist ein nennenswerter Bruchteil der Schirmablage. Wenn die Abschirmungen 66 und 68 nicht
zwischen aufeinander folgenden Schirmablagen gereinigt werden, in
normaler trockener Luft, bleibt die Ladung auf den Abschirmungen
für viele
Phosphorablagen konserviert. Jedoch sind die elektrostatischen Bedingungen
in der Nähe
der Abschirmungen 66 und 58 nicht konstant. Wenn
zum Beispiel die Ablagerung der Phosphorpartikel auf dem latenten
Ladungsbild abgeschlossen ist, wird der Schirm 12 durch
die Vorrichtung 40 entladen.
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Zur
Unterstützung
des Ladens und des Entladens des Schirms werden die Abschirmungen
von der inneren Seitenwand des Schirms entfernt, wodurch sich die
Kapazität
zwischen der geladenen Oberfläche
der Abschirmungen 66 und 68 und der geerdeten
Seitenwand des Schirms ändert.
Da die Abschirmungen 66 und 68 eine konstante
Ladung haben und da V = Q/C, wobei V die Kondensatorspannung, Q
die gespeicherte Ladung und C die Kapazität der Abschirmungen ist, wenn
die Kapazität
abnimmt, steigt die örtliche
Spannung auf den Abschirmung an, und diese Spannungsänderungen
können
eine leidliche Phosphorbewegung oder Änderung oder Migration auf
den Abschirmungen bewirken. Das könnte resultieren in einer Verschiebung
oder Beseitigung des akkumulierten Phosphors von den Abschirmungen
und der resultierenden Ablage des unterwünschten Phosphors auf dem Photorezeptor,
die zu Schirmfehlern führt.
Um die Ansammlung von Phosphorpartikeln auf den Abschirmungen 66 und 68 zu
verhindern, sind die Abschirmungen mit positiven Ionen vor der Ladung
des Schirms 12 auf der Entwicklungsvorrichtung 40 bedeckt.
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Um
die Abschirmungen 66 und 68 zu bedecken, liegt
eine geerdete Platte oder eine nur mit einer OC-Schicht beschichtete
Platte auf dem Entwickler, und positive Ionen werden von den Düsen 64 in
den Driftabstand der Rückelektrode 52 und
dem Schirm 12 eingespritzt oder injiziert. Die positiven
Ionen werden auf den Abschirmungen 66 und 68 aufgebracht
und beseitigen die normale Komponente des des elektrischen Felds
bei der Abschirmung, so dass in dem darauf folgenden Vorgang der
Phosphorablage die Abschirmungen die positiv geladenen Phosphorpartikel
nicht anziehen und akkumulieren.
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Eine
alternative Lösung
zum Einspritzen der positiven Ionen in den Driftabstand besteht
darin, die Luft in den Driftabstand zu ionisieren. Das kann zum
Beispiel erfolgen durch eine ionisierende Strahlung. Wenn die Luft
in dem Driftabstand ionisiert ist, vorzugsweise in dem Bereich in
der Nähe
der positiven Rückelektrode 52, werden
die negativen Ionen durch die positiv geladene Rückelektrode angesammelt, und
die positiven Ionen driften zu einer geerdeten Schirmträgerplatte.
Die positiven Ionen werden außerdem
durch die geerdeten Abschirmungen 66 und 68 angezogen.
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Ein
Verfahren zur nennenswerten Reduzierung der Änderungen in der Kapazität der Abschirmungen 66 und 68,
wenn die Abschirmungen während
der Ladung und Entladung des Schirms 12 von der Entwicklungsvorrichtung 40 von
der inneren Seitenwand des Schirms wegbewegt werden, besteht darin,
eine in 6 dargestellte, geerdete Platte 70 auf
den Rück-
oder der Seitenwand gegenüberliegenden
Flächen
der Abschirmungen 66 und 68 auszubilden. Die Kapazität des Systems,
das durch die Erdungsplatte 70 und die geladenen Abschirmungen 66 und 68 gebildet
wird, ändert
sich während
der Abschirmungsbewegungen nicht, und daher ändert sich die örtliche
Spannung auf den Abschirmungen ebenfalls nicht. Somit wird eine
seitliche Phosphorbewegung auf den Abschirmungen 66 und 68 nennenswert
verringert.
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7 zeigt
eine zweite Ausführungsform
eines Entwicklers
140. In dieser Ausführungsform dienen dieselben
Bezugsziffern zur Anzeige der Elemente, die zu denen der ersten
Ausführungsform
identisch sind. Der Entwickler
140 enthält einen Entwicklertank
42 mit
einer Seitenwand
44, die an einem Ende durch ein Bodenteil
46 und
an dem oberen Ende durch einen Schirmträger
48 abgeschlossen
ist, vorzugsweise aus PLEXIGLAS oder einem anderen Isoliermaterial
mit einer Öffnung
50,
um einen Zugriff zum Inneren der Schirmträgerplatte
12 zu bilden.
Die Seitenwand
44 und das Bodenteil
46 des Entwicklertanks
42 bestehen
aus einem Isolator, wie zum Beispiel PLEXIGLAS, der extern durch
eine geerdete Abschirmung aus Metall umgeben ist. Eine Rückelektrode
152 liegt
in dem Entwicklertank
42 und ist beabstandet um 36 cm unter
der Mitte der Innenfläche
der Schirmträgerplatte
12.
Ein positives Potential von etwa 35 kV wird an die Rückelektrode
152 angelegt,
und der organische Leiter des Photoreceptors
36 ist geerdet.
Die Rückelektrode
152 hat
eine Abmessung von 51 cm mal 48 cm und liegt etwa 36 cm unter dem
Mittelpunkt des Schirms
12. Die Rückelektrode
152 ist
durch ein positives Potential von 35 kV gegenüber der OC-Schicht des Photorezeptors
36 vorgespannt.
Die Rückelektrode
152 enthält eine Öffnung zur
Anpassung der sich drehenden Düsenanordnung
161 mit
zwei Düsen
162,
die um einen Abstand von etwa 17,8 cm voneinander getrennt sind.
Die Gleichmäßigkeit
der Ablage der Phosphorpartikel über
dem Schirm
12 wird gesteuert durch die Einstellung der
Winkelorientierung der sich drehenden Düsen, wie es beschrieben ist
in der
US 5 477 285 ,
ausgegeben an Riddle et al. am 19. Dezember 1995.
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Wie
oben beschrieben, wird Phosphormaterial in der Form von trockenen
Pulverpartikeln der gewünschten,
lichtemittierenden Farbe von der Phosphorzuführung 54, zum Beispiel
durch nicht dargestellte Mittel einer Schnecke, in einen Luftstrom
dispergiert oder verteilt, der durch das Rohr 56 in das
Venturi-Rohr 58 gelangt, wo er mit den Phosphorpartikeln
gemischt wird. Die Luft/Phosphor-Mischung wird in das Rohr 60 gelenkt,
das eine triboelektrische Ladung aufgrund des Kontaktes zwischen
den Phosphorpartikeln und der Innenfläche des Rohres 60 eine
triboelektrische Ladung zu dem Phosphorpulver zugibt. Zum Beispiel
dient für die
positive Ladung des Phosphormaterials ein Polyethylen-Rohr. Die
Luft/Phosphor-Mischung wird in die sich drehende Düsenanordnung 161 und
aus den Düsen 162 gelenkt.
Zur Verhinderung der Ablage des Phosphormaterials auf der inneren
Seitenwand des rechteckförmigen
Schirms 12 dienen zwei Paare von Abschirmungen 66 und 68 der
Schirm-Schürzenseitenwand
zur Bildung einer rechteckförmigen
Abschirmanordnung, wie oben beschrieben. Die Phosphor-Ablagezeit
mit diesen Parametern beträgt
etwa 45 Sekunden.
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Es
erfolgte ein Test mit fünfzig
Entwicklungszyklen auf zwei Schirmträgerplatten 12. Auf
einer Platte haben die Abschirmungen 66 und 68 keine
Erdungsplatte 70 auf der der Schirmseitenwand gegenüberliegende
Fläche
der Abschirmungen. Auf dem anderen Schirm hatten die Abschirmungen 66 und 68 eine
Erdungsplatte 70 auf sich. Die Abschirmungen 66 und 68 waren
in beiden Testgruppen einstellbar und nicht stationär. Die Effektivität der Erdungsplatte 70 wurde
ermittelt von 2mm × 2mm
Abtastbereichen auf jeder Platte und durch Messung der Anzahl von
großen
Agglomeraten der Phosphorpartikel in einem Bereich, und in dem anderen
Bereich eine Messung des Betrags an Verschmutzung oder Kontamination.
Eine Kreuz-Verunreinigung ist
definiert als die Anzahl der Phosphorpartikel auf einer bestimmten
Farbe, die in dem zu einer anderen Farbe gehörenden Leitungsteil abgelegt
werden. Der Agglomerat-Abtastbereich lag in der "8.00 Uhr"-diagonalen Ecke der Platte, und der
Kreuzverunreinigungs-Abtastbereich lag an der "6.00 Uhr"-Kante des Schirms. Die Ergebnisse des
Tests sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
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Es
ist ersichtlich, dass die Anwesenheit der Erdungsplatte 70 auf
den Abschirmungen 66 und 68 eine nennenswerte
Verringerung in den Schirmfehlern bewirkt.
