DE1093666B - Entwicklungsverfahren fuer Nass-Xerografie - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Jofzf

C 16600 IVa/57 b

ANMELDETAG: 5.APRIL1958

B EKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 24. NOVEMBER 1960

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Bildern mittels Naß-Xerografie.

Bei dem bekannten Xerografieverfahren zur Bildherstellung wird das lichtleitfähige Papier oder ein anderes Material entsprechend einem Muster oder in gleichmäßiger Weise aufgeladen und dann einer Belichtung ausgesetzt, so daß die lichtleitfähigen Teilchen entsprechend der Lichtintensität unterschiedlich entladen werden. Die Oberflächenladung variiert dann von annähernd dem Wert, auf den die gesamte Fläche ursprünglich aufgeladen war, wo also kein Licht auf die Papierfläche gefallen ist, bis zu dem Wert Null an den Stellen, die voll vom Licht getroffen worden sind. Diese Oberfläche wird dann entweder eingestäubt oder in ein Bad aus einer isolierenden Flüssigkeit getaucht, die feinverteiltes Pigment enthält, und dieses Pigment wird entsprechend der Ladungsverteilung von der Oberfläche angezogen. Infolge der Adsorption des Pigmentes auch an stark belichteten Stellen wird jedoch eine Verfärbung des Bildgrundes bis zu einem gewissen Grade eintreten, und zwar auch dann, wenn ein augenscheinlich ungeladener Stoff, wie etwa Papier, in ein solches Pigmentbad eingetaucht wird. Je nach Art des eingetauchten Stoffes oder des diesem Stoff gegebenen Überzugs kann das Ausmaß der Verfärbung vernachlässigbar oder beachtlich sein.

Die Adsorption des Pigmentes an Stellen, an denen keine Verfärbung beabsichtigt war, hat gewisse Folgen und führt bei der Herstellung von Farbbildern mit zwei oder mehr Pigmenten zu einem ziemlich schmutzigen Untergrund an den Stellen, die weiß bleiben sollen, während unzulässig gedämpfte Farben an den Stellen mit Farbmischung auftreten.

Mit der Erfindung sollen gewisse Verbesserungen für dieses xerografische Verfahren, insbesondere in der Entwicklungsstufe, geschaffen werden, durch die die genannten Schwierigkeiten behoben werden.

Die Erfindung besteht in dem Vorschlag, durch Anlegen einer Vorspannung im Entwicklungsbad ein Feld zu erzeugen, dessen Richtung dem durch die Ladung des xerografischen Bildes induzierten Feld entgegengesetzt ist.

Es soll beispielsweise eine Oberfläche entwickelt werden, die ein latentes elektrostatisches Bild oder Muster trägt, das in bekannter Weise, etwa zunächst durch Aufbringen einer Ladung auf der Fläche und nachfolgendes Belichten oder auf andere Weise erzeugt wird, wobei durch das Belichten die Ladung abgeleitet oder verändert wird, und zwar an verschiedenen Stellen und mit verschiedenen Stärken. Die unterschiedliche Ladungsverteilung kann außer durch Belichtung auch selektiv durch Verwendung eines Gitters, eines Rasters oder Steuerelemente wie auch durch einen Elektronenstrom oder einen gesteuerten Elek-Entwicklungsverfahren für Naß-Xerografie

Anmelder:

The Commonwealth of Australia,

vertreten durch

The Secretary of the Department of Supply, Melbourne (Australien)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Rathmann, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42

Beanspruchte Priorität:
Australien vom 5. April 1957

William Alan Butement, Kew, Victoria (Australien),
ist als Erfinder genannt worden

tronenstrahl erzeugt werden. Bei der nachfolgenden Entwicklung wird die Fläche einem flüssigen Entwickler ausgesetzt, dessen Pigment von der Ladungsverteilung selektiv angezogen wird, wobei aber die Fläche oder ein Teil derselben wenigstens während der Entwicklung selbst erfindungsgemäß der Einwirkung eines Potentials mit einer der Ladungsverteilung entgegengesetzten Polarität ausgesetzt wird, so daß diejenigen Flächen, die normalerweise keine Ladung tragen und auf denen das Pigment daher infolge Berührung haften kann, infolge der Vorspannung entgegengesetzt aufgeladen werden und daher das Pigment abstoßen.

Die Größe der Vorspannungsladung kann so gewählt werden, daß der Niederschlag des Pigmentes gesteuert werden kann.

Bei einer Ausführungsform wird ein lichtleitfähig sensibilisiertes xerografisches Papier aufgeladen und dann durch das Halbton- oder Vollicht des Bildes teilweise bzw. vollständig entladen. Es ist andererseits auch möglich, das Papier aufzuladen und dann im Verhältnis der auffallenden Lichtmenge zu entladen, wobei aber an den Stellen, auf die das volle Licht fällt, die Entladung nicht bis auf Null herabgesetzt, sondern lediglich bis zu einem bestimmten Prozentsatz der ursprünglichen Ladung vermindert wird.

In jedem Falle wird dem Papier eine gewisse Vorspannung dadurch erteilt, daß in seiner Nähe eine

009 649/370

Elektrode angeordnet wird, deren Ladung gegenüber der Ladung des Papiers und in bezug auf eine zweite, bereits in das Pigmentbad eingetauchte Elektrode entgegengesetzt ist, während die erste Elektrode bis zu einer Höhe aufgeladen ist, die ein bestimmtes Verhältnis zu der ursprünglichen Ladungsspannung des Papiers darstellt. Die erste Elektrode und das Papier werden dann in das Bad gesenkt, und die nachfolgenden Verfahrensschritte können dann ablaufen:

a) An den Stellen, auf die kein Licht gefallen ist und auf denen die Teilchen auf dem Papier demnach ihre volle Ladung behalten haben, wird das Pigment fest aufgenommen;

b) an den Stellen, an denen der Lichteinfall schwächer als an der Stelle des stärksten Lichteinfalles war, wird weniger Pigment aufgenommen;

c) die voll belichteten Stellen nehmen kein Pigment auf, da die Teilchen, die sonst absorbiert worden wären, nun infolge der Vorspannungsladung abgestoßen werden.

Es ist möglich, die Spannung zwischen den beiden Elektroden, die in dem Pigment verwendet werden, so einzustellen, daß die voll belichteten Stellen nirgendwo Pigment aufnehmen, da sie die Farbteilchen sanft zurückstoßen, während andere Flächenbereiche as das Pigment im wesentlichen im Verhältnis der Intensität des auf sie aufgetroffenen Lichtes aufnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend zur Erleichterung des Verständnisses an Hand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Papier in einem normalen Entwicklerbad, wobei das Papier in der linken Hälfte eine elektrostatische Ladung trägt, während die rechte Hälfte entladen ist; die Pfeile geben die Bewegung der Pigmentteilchen bei diesem Zustand an,

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht mit der Darstellung des Vorganges bei Aufbringen einer Vorspannungsladung; in diesem Falle trägt das Papier keine Ladung, und

Fig. 3 die Wirkungsweise in einem Zustand, in dem die linke Hälfte des belichteten Papiers eine verteilte Ladung aufweist, während quer durch die Flüssigkeit ein Vorspannungsfeld geht; die Vorspannungsladung ist natürlich kleiner als die Bildladung, so daß das Feld auf der einen Seite der Mittellinie nach unten und auf der anderen Seite nach oben gerichtet ist.

In Fig. 1 ist ein Behälter 1 dargestellt, der eine Entwicklerflüssigkeit 2 aufnimmt. Die Entwicklerfiüssigkeit besteht aus einer Trägerflüssigkeit mit hohem elektrischem Widerstand, in der Pigmentteilchen 3 dispergiert sind. Der Behälter 1 nimmt einen Papierbogen 4 mit einer fotoleitenden Oberfläche 5 auf, deren fotoleitende Teilchen in einer isolierenden Schicht suspendiert sind, so daß die fotoleitende Oberfläche, nachdem sie durch Aufbringen einer hohen Spannung aufgeladen wurde, in der Ladungsverteilung durch Belichten verändert werden kann, wobei die Ladung an bestimmten Stellen abfließt. Die linke Seite des Papiers trägt, wie dargestellt, eine negative Ladungsverteilung, während auf der rechten Seite die Ladung abgeleitet worden ist.

Die Pigmentteilchen tragen von sich aus eine positive Ladung, und zwar entweder zufolge ihrer eigenen Eigenschaften oder zufolge modifizierender Stoffe in der isolierenden Trägerflüssigkeit.

Offensichtlich werden die Pigmentteilchen (deren Ladungspolarität der Polarität des Ladungsmusters auf dem Papier 4 entgegengesetzt ist) während des Entwickeins entsprechend der Richtung der Pfeile von der fotoleitenden Oberfläche angezogen, wogegen sich die Pigmentteilchen 3 auf der rechten Seite wahllos frei bewegen können. Es werden jedoch einige von ihnen durch Berührung mit der fotoleitenden Fläche adsorbiert mit der Folge, daß die fotoleitende Schicht durch diese Adsorption etwas verfärbt wird.

In Fig. 2 wirkt auf den Bildträger 4 erfindungsgemäß eine Vorspannungsladung ein, wobei jedoch seine fotoleitende Oberfläche 5 bildfrei und völlig ungeladen ist. Dabei wird den Pigmentteilchen 3 eine Bewegung auf die negative Platte 7 zu entsprechend der Richtung des zwischen dieser Platte und der positiven Platte 8 unter dem Papier 4 angelegten Feldes erteilt.

Unter diesen Verhältnissen wird eine Verfärbung der fotoleitenden Oberfläche 5 auf dem Papier 4 verringert oder unterdrückt, da die Entwicklerteilchen unter dem Einfluß der Vorspannung von der fotoleitenden Oberfläche fortwandern, so daß die Wahrscheinlichkeit einer Adsorption der Teilchen durch die Oberfläche sehr klein ist.

Die wirklichen Verhältnisse bei der Entwicklung nach der Erfindung gehen aus Fig. 3 hervor, denn hier ist die linke Hälfte der fotoleitenden Oberfläche mit einem Ladungsmuster versehen, während die Ladung der rechten Hälfte abgeleitet ist. Wenn sich jetzt die negative Platte 7 und die positive Platte 8 in der in Fig. 2 gezeigten Lage befinden, werden die Pigmentteilchen entsprechend der Spannungsverteilung zur fotoleitenden Oberfläche links der Mittellinie 6 gezogen, wogegen auf der rechten Seite die im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebene Wirkung vorhanden ist, so daß auf dieser Seite eine Berührung der Pigmentteilchen mit der fotoleitenden Oberfläche weniger wahrscheinlich ist, da die Teilchen von dieser Fläche fortwandern.

Auf diese Weise wird eine verschiedene Wirkung erzielt, die die Steuerung der Bewegung der Pigmentteilchen durch entsprechendes Regeln der Vorspannungsladung in bezug auf die auf der fotoleitenden Oberfläche vorhandene Ladung gestattet.

Bei einer weiteren Ausführungsform dieses Verfahrens wird das mit einem Zinkoxydüberzug 5 versehene Papier 4 in unmittelbare Berührung mit einer Metallplatte 8 gebracht, die die gleichen Abmessungen wie das Papier 4 hat oder größer ist. Dabei liegt der empfindliche Überzug 5 des Papiers auf der der Platte 8 abgewandten Seite.

Die Oberfläche des Papiers 4 wird aufgeladen und in bekannter Weise belichtet. Dem Papier kann auch auf andere Weise ein Ladungsmuster aufgedrückt werden, oder es kann ungeladen bleiben. Danach wird die zweite Platte 7 parallel zur empfindlichen Fläche mit einem Abstand von 3 bis 4 mm angeordnet. An die Platten 8 und 7 wird eine Spannung von etwa 25 Volt angelegt. Dabei liegt die Platte 7 in bezug auf die Platte 8 unter negativer Spannung.

Diese gesamte Anordnung wird dann in den flüssigen Entwickler eingetaucht, der aus einer isolierenden Flüssigkeit besteht, in der beispielsweise ein Gemisch aus Pigment und Harzbinder dispergiert und suspendiert ist. Nach Ablauf der Entwicklungszeit, die beispielsweise 15 Sekunden beträgt, wird die Anordnung aus dem Entwickler herausgenommen, das Papier von der positiven Platte 8 gelöst und getrocknet.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß das xerografische Papier an den Stellen, an denen es völlig ungeladen und in die Entwicklerflüssigkeit eingetaucht ist, von der Entwicklerflüssigkeit benetzt wird, ohne daß jedoch darauf ein Niederschlag von absorbiertem

Pigment vorhanden ist. An den geladenen Stellen des Papiers wird dieses von der Flüssigkeit benetzt, aber unter der Anziehung durch die Ladungen des Papiers wird das Pigment fest und in einer beachtlichen Schicht gehalten.

Wenn sich zwischen den Vorspannungsplatten nicht geladenes Papier befindet, ist die Feldverteilung so, daß der Potentialgradient die geladenen Teilchen von der Papieroberfläche fortträgt und daß weniger Teilchen adsorbiert werden.

Bei aufgeladenem Papier ist das Feld von dem niedrigeren negativen Potential (die negative Platte hat gegenüber der positiven Platte eine Spannung von —25 Volt) zu der höheren negativen Potentialladung (bis zu etwa —300 Volt) auf dem Papier gerichtet. Die Pigmentteilchen lagern sich daher mit einer kleinen oder gar keiner Verminderung der Dichte ab.

Das durch 25 Volt zwischen den Platten erzeugte Feld reicht aus, den Adsorptionsniederschlag auf ungeladenen Flächenteilen zu verhindern. Es hat jedoch keine merkliche Beeinträchtigung des Niederschlages auf den stark geladenen Flächenbereichen zur Folge, deren Niederschlagsdichte im wesentlichen in der gleichen Größenordnung bleibt.

Die angegebenen Spannungen sind natürlich nur beispielsweise genannt und können je nach Umständen verändert werden. Die richtige Auswahl einer zugehörigen, in Beziehung zum Ladungspotential des Papiers gesetzten Vorspannung gestattet eine Steuerung der gewünschten Entwicklung sowie das Verhindern unerwünschter Verfärbungen der ungeladenen Flächenteile.

Der Ausdruck »Papier« umfaßt alle geeigneten Unterlagen für fotoleitende Oberflächen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Entwicklungsverfahren der Naß-Xerografie, wobei in einer Flüssigkeit suspendierte, geladene Teilchen auf entgegengesetzt geladene Flächenbereiche einer fotoleitenden Schicht aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Vorspannung in der Entwicklerflüssigkeit ein Feld erzeugt wird, dessen Feldrichtung dem durch die xerografische Bildladung erzeugten Feld entgegengerichtet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Vorspannungsfeldes gerade so geregelt wird, daß die Farbteilchen von den ungeladenen oder verhältnismäßig wenig geladenen Flächenbereichen des Bildes wegbewegt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich je eine der Elektroden des Vorspannungsfeldes auf je einer Seite der auf einer Unterlage gelegenen fotoleitenden Fläche befindet, wobei zwischen der fotoleitenden Fläche (5) und der der Unterlage (4) abgewandt gelegenen Elektrode (T) ein Raum für die Entwicklerflüssigkeit vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8) auf der Rückseite der die fotoleitende Fläche (5) tragenden Unterlage (4) an dieser Unterlage anliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 649/370 11.60