DE1093384B

DE1093384B - Verfahren zur elektrophotographischen Herstellung von Bildern auf lichtempfindlichen Halbleiterschichten

Info

Publication number: DE1093384B
Application number: DEA30984A
Authority: DE
Inventors: Dr Hildegard Haydn; Gerhard Heyl; Dr Heinrich Nassenstein; Dipl-Phys Walter Simm
Original assignee: Agfa AG
Current assignee: Agfa Gevaert NV
Priority date: 1958-12-19
Filing date: 1958-12-19
Publication date: 1960-11-24
Also published as: NL246622A; FR1244027A; GB901449A; BE585800A; CH380760A

Description

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ANMELDETAG: 19. DEZEMBER 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 24. NOVEMBER 1960

Nach den bekannten elektrophotographischen Verfahren können Bilder auf elektrischem Wege dadurch erzeugt werden, daß lichtempfindliche Halbleiterschichten, die durch Reibung oder durch Aufsprühen von Ladungsträgern elektrisch aufgeladen sind, einer Belichtung entsprechend der gewünschten Abbildung ausgesetzt werden, wobei die Ladungen, wegen der durch die Belichtung hervorgerufenen Verringerung des elektrischen Widerstandes des Halbleiters, an den belichteten Stellen der Schicht abfließen und an den unbelichteten Stellen zurückbleiben. Das Bild wird durch Aufbringen eines farbigen Pulvers, des Toners, der vorher entgegengesetzt zur Halbleiterschicht elektrisch aufgeladen wird, entwickelt. Durch elektrostatische Anziehung bleibt an den noch aufgeladenen Teilen der lichtempfindlichen Schicht ein Teil des Toners haften. Zur Fixierung der Abbildung muß der Toner noch fest mit der Unterlage verbunden werden, was z. B. durch Einschmelzen geschehen kann. Das Verfahren besteht also im allgemeinen aus vier Arbeitsgangen, nämlich erstens der Aufladung der Schicht, zweitens der Belichtung der geladenen Fläche, drittens der Entwicklung durch Aufbringen des Toners und viertens dem Fixieren des Bildes.

Es wurde nun gefunden, daß die elektrophotographische Herstellung von Bildern auf lichtempfindlichen Halbleiterschichten wesentlich vereinfacht werden kann, indem man über der belichteten Halbleiterschicht durch Aufsprühen von Ladungsträgern in einem zeitlich konstanten Sprühstrom ein bildmäßig abgestuftes stationäres elektrisches Feld erzeugt und das auf der belichteten Halbleiterschicht ausgebildete latente Leitfähigkeitsbild während des Aufsprühens der Ladungsträger sichtbar macht, wobei durch die Schicht ein zeitlich konstanter elektrischer Strom fließt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, daß man eine bildmäßig belichtete Halbleiterschicht einer Corona-Entladung aussetzt und während der Einwirkung der Corona-Entladung in das dadurch erzeugte stationäre elektrische Feld frei verteilte Farbstoffpartikelchen einbringt. Diese werden in dem elektrischen Feld aufgeladen und auf der belichteten Halbleiterschicht niedergeschlagen, wobei die Menge der von der Schicht angenommenen Farbstoffpartikelchen abhängig ist von der Leitfähigkeit der Schicht. Da die Leitfähigkeit der Schicht entsprechend der Intensität der Belichtung erhöht wird, erhält man auf diese Weise sichtbare Bilder, die sich im übrigen durch hohe Schärfe auszeichnen und auch Halbtöne enthalten.

Zur Erzeugung des stationären elektrischen Feldes können eine Sprühelektrode und eine Gegenelektrode verwendet werden, wobei letztere als Platte ausgebil-Verfahren zur elektrophotographischen Herstellung von Bildern auf lichtempfindlichen Halbleiterschicht en

Anmelder:

Agfa Aktiengesellschaft,

Leverkusen-Bayerwerk,

Kaiser -Wilhelm -Allee

Dipl.-Phys. Walter Simm, Opladen,

Gerhard Heyl, Köln-Stammheim,

Dr. Hildegard Haydn, Leverkusen,

und Dr. Heinrich Nassenstein, Köln-Stammheim, sind als Erfinder genannt worden

det sein kann, auf die der Träger der Halbleiterschicht aufgelegt wird. Auch ist es beispielsweise möglich, zwei Sprühelektroden zu benutzen, die beiderseits des elektrophotographischen Materials angeordnet werden. Für die Sichtbarmachung des latenten Leitfähigkeitsbildes hat sich die Verwendung von feinversprühten Farbstofflösungen als besonders geeignet erwiesen. Als Farbstoffe stehen hierfür eine sehr große Zahl von Verbindungen zur Verfügung. Beispielsweise seien die Farbstoffe angeführt, die unter der Bezeichnung Ceres-Farbstoffe, Benzaminschwarz, Benzolschwarz, Benzolblauschwarz, Rapidogenschwarz, Astrablau, Nigrosin bekannt sind. Selbstverständlich ist das Verfahren nicht an die Verwendung von schwarzen Farbstoffen gebunden, sondern es kommen hierfür auch Farbstoffe mit anderem Farbcharakter in Frage. Zur Lösung der Farbstoffe werden vorzugsweise nicht brennbare oder Lösungsmittel mit hohem Flammpunkt, wie z. B. Wasser, Polyalkohole, wie Glykole, Glycerin, Glykoläther, Glycerinäther oder Mischungen solcher Lösungsmittel eingesetzt. Den Lösungen können auch beliebige Filmbildner zugesetzt werden, auch können als Lösungsmittel flüssige Filmbildner eingesetzt werden, die bei einer anschließenden Wärmebehandlung oder bei Anwendung anderer geeigneter Mittel in den festen Zustand übergehen. Die Lösungen können in bezug auf ihre Konzentrationen und die Art der Lösungsmittel so eingestellt werden, daß nach dem Niederschlagen der Aerosole auf der Halbleiterschicht unmittelbar ein festhaftendes Farbstoffbild entsteht. Selbstverständ-

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lieh ist es aber auch möglich, hierbei solche Aerosole zu verwenden, die für ihre Fixierung noch eine Nachbehandlung, z. B. Wärmeentwicklung, erfordern.

Als lichtempfindliche Schichten kommen für das vorliegende Verfahren grundsätzlich alle aus der Elektrophotographie bekannten Halbleiterschichten in Frage. Beispielsweise seien Schichten genannt, die aus Dispersionen von feinverteilten Photoleitern, wie z. B. :Zinkoxyd, in einem elektrisch isolierenden Filmbildner, wie z. B. einem Silikonharz oder einem Polyurethan, bestehen. Diese Schichten haben die Eigenart, bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens die durch die bildmäßige Belichtung verursachten Unterschiede im elektrischen Widerstand längere Zeit beizubehalten, so daß es möglich ist, die Schicht erst zu belichten und anschließend im elektrischen Feld zu entwickeln. Selbstverständlich kann das zu reproduzierende Bild aber auch während der Einwirkung des elektrischen Feldes auf die Schicht aufbelichtet werden. Als Unterlage für die Halbleiterschichten sind Materialien geeignet, deren Leitfähigkeit zwischen der des Bindemittels für die Halbleiter und der Halbleiter liegt, beispielsweise solche, deren Leitfähigkeit größer als 10"¹⁵ Ohm'¹ cm-¹ ist, wie z. B. Papier. Grundsätzlich sind auch hier solche Materialien geeignet, die für die bisher bekannten Verfahren der Elektrophotographie Verwendung gefunden haben.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung an Hand von schematischen Zeichnungen erläutert.

Nach Abb. 1 wird das Verfahren so durchgeführt, daß ein gefärbtes flüssiges Aerosol, das in bekannter Weise durch Düsen mit Hilfe von Druckluft hergestellt werden kann, in nicht künstlich aufgeladenem Zustand in den Zwischenraum der Sprühelektrode 1 und der geerdeten Auflage 4 eingeblasen wird. Auf der Auflage 4 befindet sich der mit einer elektrophotographischen Schicht 2 präparierte Träger 3. Die Schicht muß vor oder gleichzeitig mit dem Entwicklungsvorgang entsprechend der gewünschten Abbildung belichtet werden. Die Sprühelekrode 1, z. B. eine Metallspitze, ist mit dem negativen Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden, wobei zwischen der Spitze und der geerdeten Unterlage eine Spannung von einigen Kilovolt, z. B. 10 bis 20 kV, liegt. Das Verfahren ist auch im umgekehrten Fall, nämlich mit geerdeter Spitze und einer an ein hohes Potential gelegten Platte möglich. Ebenso kann das Aerosol aus einer anderen Richtung, z. B. von der Sprühelektrode her eingeblasen werden.

Ist die Unterlage 3 nicht sehr gut leitend, wie z. B. bei Verwendung der meisten Papiersorten, so ist es vorteilhaft, die in Abb. 2 skizzierte Anordnung zu verwenden. Dabei wird die geerdete Auflage weggelassen und unterhalb des Trägers 3 eine zweite .-Spitze 4 in etwa gleichem Abstand wie die Sprühelektrode 1 angebracht. Die Spannung liegt zwischen den Spitzen 1 und 4, Träger 3 und Schicht 2 sind isoliert befestigt. Von den Spitzen 1 und 4 werden unter dem Einfluß des starken elektrischen Feldes Ladungs- ;■ träger mit entgegengesetztem Vorzeichen ausgesandt, die sich einerseits auf der elektrophotographischen Schicht unter Mitnahme der eingeblasenen Aerosolteilchen, andererseits auf der Rückseite des Trägers niederschlagen, wobei durch die Schicht hindurch ein stationärer Strom in der Stärke entsprechend den verschieden gut leitenden Teilen der belichteten Schicht fließt. Mit der Darstellung von Halbtönen und mit der Kürze und Einfachheit der beiden Arbeitsgänge, der Belichtung und der Entwicklung, sowie mit der Qualität der Bilder stellt dieses Verfahren gegenüber den bekannten elektrischen Verfahren zur Herstellung von Bildern eine bedeutende Verbesserung dar.

Ein weiterer Unterschied zu den bekannten anderen Verfahren besteht auch darin, daß bei der Entwicklung unabhängig vom Vorzeichen der Aufladung des Nebels die belichteten Teile der Schicht stark, die unterbelichteten Teile dagegen nur schwach eingefärbt werden, so daß also ein negatives Bild entsteht. Bei den meisten bekannten Verfahren werden die belichteten Stellen wenig, die unbelichteten aber stark durch den Toner gefärbt, d.h., es entsteht ein positives Bild.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrophotographischen Herstellung von Bildern auf lichtempfindlichen Halbleiterschichten, auf denen durch Belichtung ein latentes Leitfähigkeitsbild erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß über der belichteten Halbleiterschicht durch Aufsprühen von Ladungsträgern ein bildmäßig abgestuftes stationäres elektrisches Feld erzeugt und das auf der belichteten Halbleiterschicht ausgebildete latende Leitfähigkeitbild während des Aufsprühens der Ladungsträger sichtbar gemacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung des stationären elektrischen Feldes eine Corona-Entladung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des stationären elektrischen Feldes Sprühelektroden verwendet werden, die beiderseits des mit der lichtempfindlichen Halbleiterschicht präparierten Trägers angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des stationären elektrischen Feldes eine Sprühelektrode und eine Gegenelektrode verwendet werden, wobei letztere als Platte ausgebildet wird, auf die der mit der Halbleiterschicht präparierte Träger aufgelegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklung der latenten Leitfähigkeitsbilder mit Hilfe von Aerosolen durchgeführt wird, die in das stationäre elektrische Feld eingebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aerosole in dem stationären elektrischen Feld sowohl aufgeladen als auch auf der Halbleiterschicht niedergeschlagen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entwicklung des latenten Leitfähigkeitsbildes farbige Aerosole verwendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung von Aerosolen, die aus feinverdüsten Farbstofflösungen bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen