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Xerographisches Verfahren und Apparat zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein xerographisches Verfahren, bei dem Puderpartikeln
von einer Unterlagsfläche, insbesondere von einer auf einer leitenden Unterlage
liegenden fotoleitenden Isolierschicht entsprechend einer Vorlage selektiv entfernt
werden.
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Bei der Xerographie werden im allgemeinen zunächst elektrostatische
Bilder erzeugt und danach entwickelt, im allgemeinen durch Aufbringen von geladenem
Pulver, Staub, Nebel od. dgl. In den meisten Fällen werden die Bilder zunächst mittels
der kombinierten Wirkung eines elektrischen Feldes und der Belichtung mittels eines
Beleuchtungsmusters erzeugt, die ein elektrostatisches Muster auf einer isolierenden
oder allgemeinen fotoleitenden Isolierstofffläche bildet. Es ist bekannt, daß bei
der Xerographie in der Regel ein fotoleitfähige, isolierende Selenschicht gleichförmig
zu laden ist und daß diese Schicht mit einem optischen Bild aktivierender Strahlung
belichtet wird, worauf in einem getrennten Schritt der Entwicklung oder Partikelaufbringung
das elektrische Bild sichtbar gemacht wird.
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Die Xerographie ergab im wesentlichen in der ersten Zeit ihrer Entwicklung
eine wieder verwendbare Bildaufzeichnungsoberfläche. Diese Oberfläche, im allgemeinen
in der Form einer mit Selen bedeckten Trommel, kann wiederholt zyklisch geladen
und belichtet werden, und es kann das durch Belichtung entstandene Bild auf ein
geeignetes Abdruckblatt oder Band übertragen werden. Die hierzu erforderlichen Arbeitsschritte
haben, wie sie bisher ausgeführt wurden, zur Folge, daß ein restliches Puderbild
auf der Oberfläche der Trommel verbleibt, was eine Reinigung ihrer Oberfläche vor
ihrer Wiederverwendung erforderlich macht. Die Reinigung ist selbstverständlich
ein gesonderter und unerwünschter mechanischer Arbeitsschritt, der überdies im großen
Maß für den Verschleiß und andere langfristige Beschädigungen der empfindlichen
Selenoberfläche verantwortlich ist. Es wurde versucht, den Reinigungsprozeß zu beseitigen,
indem etwa das unsichtbare elektrostatische Bild zur Entwicklung auf eine es aufnehmende
Oberfläche übertragen wurde. Das Bild wurde dann durch Auflegen von Papier od. dgl.
auf diese letztgenannte Oberfläche entwickelt. Durch diese Versuche entstanden xerographische
Apparate, die keiner Reinigung der fotoleitenden Oberfläche bedurften. Diese Apparate
arbeiten jedoch nicht zufriedenstellend genug, um die handelsüblichen Apparate zu
ersetzen. Es wurde ferner versucht, diese und andere Probleme durch Verwendung verbrauchbarer
xerographischer Platten zu beseitigen, wie etwa durch fotoleitende Isolierstoffe
auf Trägerunterlagen aus Papier. Unglücklicherweise mußten aber hierdurch Materialien
verwendet werden, die unerwünscht teuer waren, zumal es sich um Verbrauchserzeuginsse
handelte. Im allgemeinen ergaben sich xerographische Papiere mit am Rand liegenden
fotografischen Entwicklungszeiten und schlechter Qualität.
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Im einzelnen ist es bekannt, Karten in eine optische Station zu bringen
und jeweils ein Bild einer Karte auf eine xerographische Trommel zu projizieren.
Dadurch entsteht ein xerographisches Bild, das anschließend auf ein Papierband übertragen
werden kann.
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Ferner ist es bekannt, ein Bild auf einem Band durch selektive Entladung
des Bandes zu erzeugen. Dieses Bild wird entwickelt und auf ein Papierband übertragen.
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Ferner ist es bekannt, ein Bild eines Objektes auf einer Trommel mittels
eines Spiegels auf eine xerographische Unterlagsfläche zu reflektieren, die über
die Trommel läuft. Das Bild wird durch Berieselung mit Pulver entwickelt und anschließend
durch Erhitzung mit einer Heizvorrichtung fixiert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eingangs genannter Art ist demgegenüber
dadurch gekennzeichnet, daß in einer auf einer relativ leitenden Unterlangsfläche
befindlichen Schicht aufgeladener, fotoleitender Puderpartikeln durch Aufbelichten
der Vorlage die elektrostatische Bindung der Puderpartikeln an der Unterlagsfläche
selektiv gelöst wird, so daß
die belichteten Puderpartikeln ohne
Störung der unbelichteten Puderpartikeln von der Unterlagsfläche entfernt werden
können.
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Durch die Erfindung wird eine umständliche Reinigung der Unterlagsfläche
nach der Übertragung des Bildes im wesentlichen überflüssig, ohne daß dabei die
Unterlagsfläche selbst xerographische Eigenschaften haben muß. Das erfindungsgemäße
Verfahren arbeitet äußerst betriebssicher und wirtschaftlich.
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Falls sich die Schicht der Puderpartikeln nicht auf einer Unterlagsfläche
befindet, die als Träger der herzustellenden Kopie geeignet ist oder dienen soll,
werden zweckmäßig die belichteten Puderpartikeln auf ein kontinuierliches Band,
etwa ein Papierband, übertragen. Die Entfernung der belichteten Puderpartikeln kann
durch Rütteln und Einwirkenlassen der Schwerkraft auf die Puderpartikeln erleichtert
werden.
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Besonders zweckmäßig ist es, die belichteten Puderpartikeln unter
der Wirkung eines elektrostatischen Feldes zu übertragen. Dabei ist es bevorzugt,
die Puderpartikeln, bevor sie auf die Unterlagsfläche aufgebracht werden, zu laden.
Besonders gute Abdrücke erhält man, wenn die Abmessungen der Puderpartikeln geringer
als 50 Mikron, vorzugsweise geringer als 20 Mikron sind.
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Ein Apparat zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
gekennzeichnet durch Pulverzufuhrmittel, die die Unterlagsfläche mit fotoleitenden
Pulverpartikeln zu bestäuben gestatten, durch einander gegenüberstehende Beladungsmittel,
die eine elektrostatische Ladung auf die Unterlagsfläche aufzubringen gestatten,
durch eine Belichtungsstation mit Abbildungsmitteln, die eine belichtete Vorlage
in einer Brennebene abzubilden gestatten, und durch Antriebsmittel, die die Unterlagsfläche
fortlaufend zu den Puderzufuhrmitteln, zu den Beladungsmitteln und zu der Belichtungsstation
zu bewegen gestatten.
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Bevorzugt ist ein Vibrator vorgesehen, der die Unterlagsfläche nach
der Belichtung rüttelt.
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In einer Ausbildung der Erfindung ist der Apparat gekennzeichnet durch
Blattfördermittel, die ein übertragungsblatt in Berührung mit der die Puderpartikeln
tragenden Unterlagsfläche bringen, nachdem die Belichtung in der Belichtungsstation
erfolgt, durch Übertragungsmittel, die die Puderpartikeln von der Unterlagsfläche
auf das übertragungsblatt übertragen, und dadurch, daß die Antriebsmittel die Unterlagsfläche
von der Belichtungsstation zu den übertragungsmitteln fördern.
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Bevorzugt hat die Unterlagsfläche die Form eines endlosen Bandes.
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Im folgenden werden zur näheren Erläuterung Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
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F i g. 1 zeigt schematisch die Ansicht eines xerographischen Apparates,
der mit fotoleitendem Isolierstoffpudermaterial gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung arbeitet; F i g. 2 zeigt schematisch die Ansicht eines xerographischen
Apparates, der mit fotoleitendem Isolierstoffpuder nach einer anderen Ausführungsform
der Erfindung arbeitet.
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Der in F i g. 1 vereinfachte dargestellte Apparat nach der Erfindung
ist im wesentlichen zur Benutzung t in einem dunklen Raum geeignete. Er weist einen
Puderspender 11 auf, ferner eine Beladungsvorrichtung 12, Abbildungsmittel 13 und
Bildabtrennmittel 14. In diesem Apparat ist ferner ein Blatt- oder Bandförderer,
beispielsweise eine Papierförderer, vorgesehen, der eine Puderträgeroberfläche folglich
durch den Apparat mit den genannten Einrichtungen trägt.
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i Der Puderspender 11 weist geeignete Mittel und Vorrichtungen
auf, die derart angeordnet und ausgebildet sind, daß er eine im wesentlichen gleichmäßige
Puderschicht auf die Oberfläche aufbringen kann, vorzugsweise auf eine Oberfläche,
die nacheinander an den genannten Einrichtungen vorbeiläuft. Die dargestellte Vorrichtung
weist beispielsweise einen geeigneten Behälter 16 auf, der mit dem gewünschten Pudermaterial
gefüllt ist und in dem sich ein Rührer 17 befindet, der den Puder direkt auf einen
Schirm oder ein Sieb 18 schüttelt, durch den Puder mit gleichmäßiger Fördergeschwindigkeit
auf eine fortschreitend sich bewegende nahe liegende Oberfläche gesiebt wird. Es
können andererseits auch geeignete Puderspender vorgesehen sein, die Puderaufsprühvorrichtungen
aufweisen, welche eine Luftsuspension von Puder gegen die Puderaufnahmefläche sprühen,
es können auch hierfür mit Puder beladene Bürsten od. dgl. vorgesehen sein. Es wurde
gefunden, daß eine relativ gleichmäßige Schicht des Puders auf eine geeignete Oberfläche
aufgebracht werden kann, indem man die Oberfläche in Form einer Schleife durch ein
Puderreservoir oder durch ein Reservoir einer Mischung von Puder und körnigem Material
führt, wie es beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 761416 angegeben
ist. Mittels anderer Puderspender können Mischungen des gewünschten Puders zusammen
mit ferromagnetischen Trägern magnetisch auf die Puderaufnahmefläche gebürstet werden,
wie dies beispielsweise inderUSA.-Patentschrift 2786439 angeführt ist. Weiterhin
kann. wenn gewünscht, eine Puderschicht auf die Bildfläche aufgebracht werden und
diese dann unter einem Abstreichmemer oder einem anderen Puderglättungsapparat vorbeigeführt
werden, so daß eine im wesentlichen gleichmäßige Puderschicht entsteht. In ähnlicher
Weise kann ein geeignetes Pudermaterial in eine Flüssigkeit suspendiert werden und
mittels Elektrophorese auf die Oberfläche geschichtet werden.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist ein endloses Band oder ein
endloser Riemen 20 vorgesehen, der über zwei Antriebsrollen 21 zylindrisch durch
verschieedne xerographische Arbeitsstellen nach der Erfindung läuft. Mittels Papierzuführungsrollen
22
wird ein Blatt 23 aus Papier oder anderem Material auf die Oberfläche des
Bandes 20 geführt.
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Oberhalb des laufenden Bandes liegt ein Puderspender 11, wie er vordem
beschrieben wurde und welcher Puder auf die Oberfläche des Bandes 20 bringt, insbesondere
auf ein Blatt 23 aus Papier oder anderem Material, das auf dem Band liegt. Das Blatt
23 soll aus einem Material sein, das wenigstens so elektrisch leitfähig wie Papier
ist, was in einem Raum normaler Feuchtigkeit aufbewahrt wird. Es kann ebenfalls
aus stark leitendem Material, wie etwa aus Metallfolie, bestehen.
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Eine geeignete Beladungsvorrichtung 12, wie beispielsweise ein Koronaentladungsdraht
25, der innerhalb eines Richtschirms 26 angebracht ist, liegt benachbart zum Puderspender
11. Er kann durch Korona erzeugte Ionen auf die Oberfläche des Blattes 23
oder auf eine Puderschicht, die auf der Oberfläche des Blattes liegt, sprühen. Ein
geerdeter Schuh 27 liegt unterhalb des Bandes, er wirkt als Erd- oder Bezugselektrode
in
bezug zum Koronadraht. Es kann andererseits auch eine Beladung, wie sie in der USA.-Patentschrift
2 885 556 beschrieben ist, angewendet werden.
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Benachbart zu der Beladungselektrode 12 liegt eine Abbildungsvorrichtung
13, beispielsweise eine Linse 28, die ein optisches Bild auf die Oberfläche des
Bandes fokussiert. Die Abbildungsvorrichtung kann im wesentlichen irgendwelches
Bindmaterial abbilden, beispielsweise Dokumente, dreidimensionale Objekte u. dgl.
einschließlich Bilder von Kathodenstrahlröhren und anderen Wiedergabevorrichtungen.
Vorzugsweise kann die Bewegung des Bandes angehalten werden, um Vollbildbelichtungen
vorzunehmen, oder es kann kontinuierlich laufen, wenn Schlitzexpositionsvorrichtungen
und entsprechende Verfahren angewendet werden.
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Nächst den Abbildungsmitteln liegen Bildabtrennmittel, deren einfachste
Form in F i g. 1 dargestellt ist. Die Bildabtrennmittel weisen ein oder mehrere
fingerähnliche Federglieder 30 auf, die unterhalb der Rücklaufbahn des Bandes liegen
und auf dem Band reiten können, um das Blatt 23 von der Bandoberfläche abzuschälen.
Die Figur zeigt ein Blatt 23, das auf diese Weise teilweise vom Band 20 entfernt
ist. Vorzugsweise trägt eine geeignete Rutsche das Bildpapier zu einer Stelle, die
die Bedienungsperson erreichen kann. Bei einem Weg zur Rücklaufbahn wird das Blatt
23 auf dem Band 20 umgedreht, und überschüssiger Puder wird durch die Schwerkraft
beseitigt. Zusätzlich dient die mechanische Abtrennwirkung des Blattes vom Band
mittels der Finger 30 der Ablösung mechanisch anhaftender Teilchen in den Nichtbildbereichen,
so daß auf dem Blatt 23 ein Puderbild verbleibt, das dem optischen Bild entspricht,
mit welchem es durch die Abbildungsmittel 13 belichtet wurde. Haftet weiterhin
noch überschüssiges Grundmaterial auf dem Blatt, kann es durch leichtes Schütteln
beseitigt werden. Das Bild kann dann durch geeignete Fixier- oder Schmelzverfahren
permanent gemacht werden. Bei der Vorrichtung nach F i g. 1 erfolgt das Schütteln
durch Drehen des dreieckigen Kopfes 4, welcher von dem Motor 3 angetrieben wird.
Der drehende Motor 3 bewirkt, daß der Kopf 4 während seiner Umdrehung das Band 20
berührt und ausbiegt, vorzugsweise wird ein thermoplastisches Bildmaterial verwendet.
In diesem Fall kann das Bild permanent gemacht werden, indem man es kurz in einen
geheizten Ofen bringt.
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F i g. 2 zeigt eine selbsttätige Vorrichtung nach der Erfindung, die
fortlaufend Bandkopien von einem geeigneten Original erzeugen kann. Diese Vorrichtung
befindet sich in einem lichtdichten Gehäuse 40, in dem ein endloses Band 20 gelagert
ist, welches um eine untere Antriebsrolle 21 a und, eine obere Antriebsrolle 21
b läuft. Die beiden Antriebsrollen sind derart gelagert, daß sie das Band unter
einem hinreichenden Winkel halten, so daß Pudermaterial kaskadenartig langsam nach
unten über die Oberfläche des Bandes fällt. In der Regel erreicht man mit einem
Winkel von 30 bis 45° dieses Ergebnis. Das endlose Band soll den Leitfähigkeitsforderungen
genügen, die oben für das Band 23 in F i g. 1 angegeben wurden. Es kann aus einer
Metallfolie bestehen, die vorzugsweise mittels einer Papier- oder plastischen Unterlagschicht
verfestigt ist. In .einer derzeit bevorzugten Ausführungsform wird eine Metallfolie
auf einer weichen Papierbandunterlage verwendet. In der Nähe der unteren Antriebsrolle
21 a liegt eine Puderzufuhrvorrichtung, die beispielsweise einen kleinen Puderbunker
41 aufweisen kann und einen Becherförderer 42. Der Becherförderer ist mit. geeigneten
Bechern oder offenen Behältern 43 versehen, die rund um eine obere Antriebsrolle
44 und untere Antriebsrolle 45, welch letztere innerhalb des Puderbunkers 43 liegt,
bewegt werden können. In den Bunker wird fortlaufend Puder eingeführt, so daß der
Becherförderer eine gleichbleibende Menge von Puder laufend auf die Oberfläche des
Bandes schüttet. Bei Betrieb der Vorrichtung bewirken die Bewegung des Bandes und
der fortlaufende Fluß des Entwicklermaterials über seine Oberfläche das Entstehen
einer dünnen Schicht lose haftenden Pudermaterials auf der Bandoberfläche.
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An einer geeigneten Stelle längs der Bahn des Bandes 20, vorzugsweise
im Zusammenwirken mit der oberen Antriebsrolle 21 b, liegt eine übertragungsrolle
60, die mit der übertragungsspannungsquelle 61 verbunden ist. Diese Spannungsquelle
61 kann beispielsweise aus einer Gleichspannungsquelle 62 gewünschter Polarität
bestehen und einer Spannungseinstellvorrichtung, wie etwa einem Potentiometer 63.
Die Polarität der Spannung, die an die Rolle 60 gelegt ist, ist entgegengesetzt
zur Polarität des geladenen Puders, beispielsweise wird zur positivpositiv Reproduktion
ein negativ geladener Puder verwendet, und es wird an die Rolle 60 eine Spannung
von etwa 1000 Volt positiver Polarität gelegt. Die übertragerstation weist zwei
Rollen auf, die ein Band 64 in engen Kontakt mit dem Band 20 bringen. Eine dieser
Rollen kann beispielsweise die obere Rolle 21 b für das Band 20 sein, und es kann
eine einzige Übertragungsrolle 60 verwendet werden. Eine dieser Rollen ist eine
Antriebsrolle. Aus wirtschaftlichen Gründen des Maschinenaufbaus kann die Rolle
21 b durch einen geeigneten Motor 65 angetrieben werden, so daß die Rolle
21 b als primärer Antrieb sowohl für das Band 20 als auch für das Band 64
wirkt.
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Vorzugsweise liegt eine Schmelzvorrichtung 66 in dem xerographischen
Apparat, obwohl auch außen befindliche Schmelzapparate verwendet werden können.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Schmelzofen vorgesehen, der mehrere
Heizspulen 67 aufweist und innerhalb des Gehäuses 40 längs der Bewegungsbahn des
Bandes 64 liegt. Es können auch Aufbringvorrichtungen für Lösungen mittels Dampf
zum Schmelzen verwendet werden. Mehrere Führungsrollen 68 tragen das Band 64 von
einer Zufuhrrolle 69 zu einer Aufnahmerolle 70. Bei der tatsächlichen Ausführungsform
der Vorrichtung liegen die Aufnahmerollen an der Vorderseite der Vorrichtung, so
daß sie durch die Bedienungsperson leicht zugänglich sind. Aus Gründen der vereinfachten
Darstellung liegen sie in F i g. 2 nächst der übertragerstation.
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Bei Benutzung und Betrieb bringt die Bedienungsperson ein zu kopierendes
Originaldokument oder Papier auf das Belichtungspanel 52. Dann stellt sie den Antriebsmechanismus
an und setzt die Koronaelektrode 25 in Betrieb, woraufhin eine Puderschicht auf
das Band gebracht und geladen wird. Das mit Puder beschichtete Band wird dann in
die Belichtungsstellung gebracht, dort wird der Antrieb angehalten, und es werden
die Belichtungslampen während der gewünschten Belichtungsdauer eingeschaltet. Der
Antriebsmotor 65 wird dann wiederum eingestellt,
so daß er die belichtete
Puderschicht durch die Übertragerstation bringt. An dieser übertragerstation wird
das Puderbild selektiv von dem Band 20 auf das Band 64 übertragen, vorzugsweise
derart, daß ein direkter positiver Abdruck auf dem Band 64 entsteht. Es ist hier
zu bemerken, daß ein elektrischer Ladungsabfluß in den belichteten Bildbereichen
erfolgt, so daß allein die dunklen Bildbereiche die elektrische Ladung, die dem
Puder durch die Koronaentladungselektrode erteilt wurde, behalten. Wird eine Spannung
entgegengesetzter Polarität an die übertragerrolle 60 gelegt, so wird der restliche
geladene Puder und nur der restliche Puder auf das Band 64 übertragen. Das Ergebnis
ist ein einfacher und billiger Direktkopierprozeß zur Kopie von Dokumenten oder
anderen Originalen.
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Innerhalb des Behälters 16 oder des Bunkers 41 oder eines anderen
geeigneten Puderspenders befindet sich ein anderer fotoleitender, isolierender Puder
15, der das einzige optische zu aktivierende Material nach der vorliegenden Erfindung
enthält, das zugleich das schließliche Bilderzeugungsmaterial ist. Das Pudermaterial
ist ein fotoleitender Isolierstoffpuder, der vorzugsweise auf einer geeigneten Druckunterlagefläche
sichtbar ist, mindestens muß er fähig sein, ein nutzbares, feststellbares Bild zu
erzeugen, entweder durch Änderung der Lichtabsorption, der Lichreflexion, der Lichtstreuung
od. dgl. oder durch Änderung anderer feststellbarer elektrischer oder mechanischer
Eigenschaften. Der Puder besteht vorzugsweise aus feinunterteilten Partikeln, vorzugsweise
mit einer Partikelgröße in der Größenordnung von einigen Mikron. Im allgemeinen
liegt eine brauchbare Partikelgröße unterhalb etwa 50 Mikron, bevorzugt unterhalb
20 Mikron. Die Bildqualität und das spezifische Auflösungsvermögen sind durch die
obere Grenze der Partikelgröße begrenzt. In Abwesenheit von Beleuchtung können die
fotoleitenden Isolierstoffteilchen eine elektrostatische Ladung in der Größenordnung
einiger hundert Volt während eines Zeitraums, der wenigstens gleich dem xerographischen
Zyklus ist, aufnehmen und festhalten. Diese Dauer liegt vorzugsweise oberhalb einer
Minute, allgemein in der Größenordnung von 10 Minuten oder mehr. Obwohl das Pudermaterial
in Abwesenheit von Beleuchtung seine Ladung in hohem Maße beibehält, so fließt doch
seine Ladung kritisch bei aktivierender Beleuchtung ab, so daß eine Schicht verbleibt,
die nach Belichtung mit solcher Strahlung niedrige Restladung hat. Zur kommerziellen
Nutzbarkeit muß die ; Lichtempfindlichkeit des Pudermaterials derart sein, daß ein
im wesentlichen vollständiger Ladungsäbfluß bei Lichtexpositionen in üblichen fotografischen
Projektionssystemen geschieht, vorzugsweise bei Belichtungszeiten, die 30 Sekunden
nicht überschreiten, und im allgemeinen bei Belichtungszeiten zwischen etwa 0,001
und etwa 10 Sekunden, vorzugsweise soll eine stroboskopische Blitzbelichtung für
hohe kommerzielle Arbeitsgeschwindigkeiten möglich sein.
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Es wurden geeignete Materialien für diesen Zweck untersucht. Es wurde
gefunden, daß das erfindungsgemäße xerographische Verfahren mit annehmbarer kommerzieller
Fotografiergeschwindigkeit mit verschiedenen Materialien ausgeführt werden kann.
Beispielsweise wurde ein puderförmiges, fotoleitendes, isolierendes Selenmaterial
durch sorgfältiges Mahlen von Selen, bei dem überhitzung und daher Kristallisierung
verhütet wurde, hergestellt. Ein Selenkörper wurde durch Vakuumverdampfung auf eine
Oberfläche hergestellt, die auf einer Temperatur unter etwa 50° C gehalten wurde.
Die niedergeschlagene Schicht wurde von derOberfläche abgekratztund sorgfältig von
Hand in einem Mörser mit einem Stößel zerstoßen, bis sich ein feinpudriges Selenmaterial
ergab. Dieses Material wurde auf ein Blatt Papier gestreut, das etwas leitfähig
gemacht worden war indem es Luft mit 50°!o relativer Feuchtigkeit ausgesetzt wurde.
Dann wurde das Material durch Koronaentladung auf etwa 400 V positiver Polarität
aufgeladen, danach wurde es mit einem optischen Bild belichtet. Das Papier wurde
dann umgedreht und geschüttelt, so daß sich der Puder in den Hintergrundbereichen
löste und an dem Papier stark dunkelfarbiger Selenpuder haftenblieb, der klar gegenüber
der Papieroberfläche sichtbar war.
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In einem anderen Beispiel wurde eine Schicht aus weißem Zinkoxydpuder
auf die Papieroberfläche gestreut, geladen und, wie oben beschrieben, exponiert.
Nach selektiver Beseitigung des Puders ergab sich ein Bild eines gedruckten Dokuments.
Weißes Zinkoxydpigment gleicher Gradierung wurde ebenso in fotoleitendes Isolierstoffmaterial
umgewandelt, indem es mit einer geeigneten Lösung isolierender Harze gemischt wurde,
beispielsweise mit in Toluol gelöstem Silikon SR 82, wie es die General Electric
Co. liefert. Dieses Material wurde getrocknet, zu einem feinen Puder gemahlen und
in einer dünnen Schicht auf eine Papierträgeroberfläche aufgebracht. Schließlich
wurde es auf 300 V negativer Polarität geladen. In Abwesenheit von Licht blieb mindestens
die Hälfte der Ladung über eine Zeitdauer länger als 1 Minute erhalten. Nach Beladung
und Weiterbehandlung, wie oben beschrieben, ergeben sich Bilder guter Qualität,
insbesondere ergab das harzbeschichtete weiße Zinkoxydpudermaterial fotografische
Umkehrbilder guter Qualität, wenn es auf eine schwarze Papierfläche gestaubt, beladen,
belichtet und selektiv von der Papieroberfläche beseitigt wurde.
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In einem anderen Ausführungsbeispiel wurde Zinkoxyd mit einem isolierenden
Harz, wie etwa dem im vorigen Beispiel verwendeten Silikon, vermischt und ferner
mit einer sensitivierenden Menge eines rosafarbigen Sensitivierungsfarbstoffes,
bekannt unter dem Namen Rose Bengal. Der resultierende Puder wurde auf eine weiße
Papieroberfläche aufgestreut, dann geladen und exponiert, und es wurde das Bild
abgetrennt. Es ergab sich ein sichtbares farbiges Puderbild auf dem weißen Papier.
Die Belichtungszeit war vergleichbar mit der bei optischen Projekten angewendeten.
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Ähnliche Verfahren können mit einer Vielzahl fotoaktiver Materialien
ausgeführt werden einschließlich verschiedener Sulfide, Oxyde, Calciumselenide,
Zinkcadmium usw. Beispielsweise sind Quecksilbersulfid, Bleisulfid, Tellurverbindungen,
Titandioxyd und andereVerbindungen als auch die entsprechenden Salze wirksam. Die
verschiedensten bekannten Materialien haben die Eigenschaft, durch Fotoaktivierung
mittels sichtbaren Lichts oder anderer aktivierender Strahlung in geeigneten Spektralbereichen
einschließlich des Infrarot-, Ultraviolett-, Röntgenstrahlen- und dergleichen Bereichs
elektrisch leitend zu werden. Diese Materialien fallen häufig in die Klasse der
Phosphore und umfassen zusätzlich Materialien- und Stoffklassen von oben angegebenen
Stoffen, gewisse Silikat- und Wolframmaterialien und Komplexe anorganischer
Salze.
Phosphormaterialien dieser Art können mit geeigneten isolierten Harzen beschichtet
werden, so daß sich fotoleitende, isolierende Pudermaterialien ergeben, die einen
hohen Widerstandswert in Abwesenheit von .Strahlung haben.
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Die genannten Phosphormaterialien haben zusätzlich nützliche Eigenschaften
für andere industrielle Zwecke, beispielsweise zur Herstellung dreifarbiger Kathodenstrahlröhrenflächen.
Beispielsweise kann ein geeigneter roter fluoreszierender Phosphor, wie Cd2B205
: Mn, mit einem isolierten Harz beschichtet werden, um einen fotoleitenden Puder
zu erzeugen, der dann auf der Innenseite einer gekrümmten Glasfläche, die in geeigneter
Weise präpariert wurde, niedergeschlagen und elektrisch geladen wird. Solche Glasflächen
werden in Kathodenstrahlröhren für Farbfernsehröhren u. dgl. benutzt. Die Glasoberfläche
kann in geeigneter Weise vorbehandelt werden, um ihr eine gewisse Leitfähigkeit
zu erteilen. Ein Siebmuster wird zwischen die Glasplatte und eine punktförmige Lichtquelle
gelegt, die sich an dem beabsichtigten effektiven Ursprungspunkt eines Kathodenstrahls
in der Kathodenstrahlröhre befindet. Der Spektralbereich der Lichtquelle wird entsprechend
der Ansprechfähigkeit des fotoleitfähigem Phosphorbindemittels ausgewählt, im allgemeinen
liegt er im blauvioletten öder ultravioletten Bereich. Das auf das Phosphbrmaterial
auftreffende Licht bewirkt einen Ladungsabfluß in' einem Muster, das von sich aus
Ungleichmäßigkeiten in der Geometrie kompensiert, so daß das Muster des Phosphormaterials,
das verbleibt, nachdem die beschichtete Platte umgedreht und abgeschüttelt ist,
genau dem Abtastmuster in der schließlich zusammengesetzten Kathodenstrahlröhre
entspricht.
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Xerographische Bilder nach der Erfindung wurden auf die verschiedensten
Oberflächen aufgebracht. Im allgemeinen ist es notwendig, daß die Oberfläche selbst
wenigstens etwas leitfähig ist. Geeignete Oberflächen haben z. B. gewöhnliche Papiere,
vorzugsweise unter Feuchtigkeitsverhältnissen von wenigstens 30% relativer Feuchtigkeit.
Besonders vorteilhafte Resultate können erreicht werden mit geschlichtetem oder
in anderer Weise beschichtetem Papier. Als Schlicht- oder Beschichtungsmaterial
wird vorzugsweise ein relativ weiches Material mittlerer Leitfähigkeit verwendet.
Die Bilder können auch auf tatsächlichen Leitern, wie Metalloberflächen u. dgl.,
gebildet werden. Die Erfindung ist insbesondere nützlich zur Bildung fotografisch
positiver oder fotografisch negativer Drucke für Aufzeichnungszwecke. Zur Herstellung
von Dokumentreproduktionnen -diese ist beispielhaft für eine Verwendung der fotografisch
erzeugten positiven Drucke - ist es wünschenswert, einen soweit wie möglichen Ladungsabfluß
aus den beleuchteten Bereichen zu erzielen. Hierzu wird eine mittelmäßig leitende
Oberfläche verwendet, die hinreichend weich ist, um die Puderschicht derart aufzunehmen,
daß sie mit den Puderteilchen in einen engeren Kontakt als nur in Punktkontakt kommt.
Für diese Zwecke ist ein relativ weiches texturiertes Papier oder eine mittelmäßig
leitende plastische Folie brauchbar.
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Obwohl die Erfindung bis hierher nur in bezug auf einen einzigen oder
homogenen, fotoleitenden, isolierenden Puder 15 beschrieben wurde, ist es unter
gewissen Umständen vorteilhaft, zugleich zwei oder mehr verschiedene Pudermaterialien
zu verwenden. Diese Materialien können auf die Puderaufnahmeoberfläche in einem
durch Zwischenlinien getrennten Muster aufgebracht werden. Statt der Linien können
auch Punkte od. dgl. vorgesehen sein. In der Regel können die Materialien einfach
miteinander vermischt und zugleich aus dem Behälter 16 oder anderen Spendern aufgebracht
werden. Die verschiedenen Pudermaterialien unterscheiden sich im allgemeinen voneinander
in ihren spektralen Ansprechvermögen gegenüber aktivierender Strahlung. Sie bieten
gegebenenfalls auch zusätzlich ein unterschiedliches Aussehen, oder sie unterscheiden
sich in anderen feststellbaren physikalischen Eigenschaften. So ist es bekannt,
daß unterschiedliche fotoleitende Materialien verschiedene Spektral- oder Farbempfindlichkeit
haben. Diese natürlichen Unterschiede können weiterhin durch Verwendung bekannter
Aktivierungsverunreinigungen durch Sensitivierungsfarbstoffe od. dgl. modifiziert
werden oder durch eine derartige Färbung der Puder,. da3- gewisse Spektralbereiche,
die normalerweise die Puder zur Leitfähigkeit aktivieren würden, ausgefiltert werden.
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So können beispielsweise iri'dem vorgenannten Beispiel der. Anwendung
der Erfindung zur Herstellung von Kathodenstrafilröhrenflächen für Farbfernsehen
Phosphore für zwei oder, drei primäre.Spektralfarben auf die Röhrenoberfläche' aufgebracht
werden und dann zugleich elektrisch auf dieser geladen werden. Eine getrennte oder
zugleich erfolgende .Belichtung mit einem unterschiedlich gefärbten Lichtmuster
für jeden Phosphor gestattet. dänri die selektive Beseitigung eines jeden von seinen
ungewünschten Bereichen. Durch Anwendung dreier verschiedener fötöleitender, isolierender
Puder, von denen jeder eine verschiedene Primärfarbe und eine unterschiedliche Spektralempfindlichkeit
gegenüber aktivierender Strahlung hat, ist es'in ähnlicher Weise möglich, ein vollständiges
Farbbild in im wesentlichen einem Arbeitsschritt herzustellen. Die drei Puder können
zugleich auf eine geeignete Oberfläche aufgebracht werden, getrennt nacheinander
oder simultan mit drei verschiedenen Farbbildern belichtet werden, von denen jedes
eine Farbe hat, die der Empfindlichkeit des entsprechenden Puders entspricht, und
die selektiv abgelösten Puder können beseitigt oder auf einen anderen Träger übertragen
werden, um so ein volles Farbbild zu erzeugen. Wenn die Spektralempfindlichkeiten
der Puder den normalen Primärfarben entsprechen, ist es möglich, die gemischten
Puder mit einem gefärbten Transparent zu exponieren statt mit getrennten Farben.
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Wenn auch die Erfindung bisher in bezug auf die Anwendung eines fotoleitenden
Isolierstoffpuders auf eine wenigstens etwas leitende Oberfläche beschrieben wurde
und auf die elektrische Ladung dieses Puders, während er sich auf der Oberfläche
befindet, hingewiesen wurde, ist es ersichtlich, daß die elektrischeLadung auf diejenige
Oberfläche, die dem Puder abgewandt liegt, abfließt. Dementsprechend ist es erkennbar,
daß die Erfindung auch durch getrenntes Laden der Puderpartikeln ausgeführt werden
kann, bevor die Puderpartikeln auf eine wenigstens etwas leitfähige Oberfläche aufgebracht
werden statt nachher. In jedem Fall wird vor der Belichtung eine Schicht aus elektrisch
geladenen, fotoleitenden, isolierenden Partikeln auf einer im wesentlichen ungeladenen
Oberfläche gebildet. Somit ist es erkennbar, daß ein eindeutiges und unterscheidbares
Merkmal
allen Verkörperungen der Erfindung eigen ist, nämlich die
elektrostatische Bindung einer fotoleitenden, isolierenden Puderschicht auf einer
Trägeroberfläche und die selektive Schwächung dieser Bindung durch das Bestrahlen
des Puders mit aktivierender Strahlung.