DE1093666B - Development process for wet xerography - Google Patents
Development process for wet xerographyInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
JofzfJofzf
C 16600 IVa/57 bC 16600 IVa / 57 b
ANMELDETAG: 5.APRIL1958REGISTRATION DATE: APRIL 5, 1958
B EKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 24. NOVEMBER 1960NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL: NOVEMBER 24, 1960
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Bildern mittels Naß-Xerografie.The invention relates to an improved method for producing images by means of wet xerography.
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.In the known xerography process for image production, the photoconductive paper or a other material charged according to a pattern or in a uniform manner and then an exposure exposed so that the photoconductive particles are different according to the light intensity be discharged. The surface charge then varies from approximately the value to the total area was originally charged, i.e. where no light fell on the surface of the paper, down to the value zero in the places that have been fully struck by the light. This surface is then either dusted or immersed in a bath of an insulating liquid containing finely divided pigment, and this Pigment is attracted to the surface according to the charge distribution. As a result of adsorption of the pigment even in heavily exposed areas, however, a discoloration of the image ground will be up to one occur to a certain extent, even if an apparently uncharged substance, such as paper, is immersed in such a pigment bath. Depending on the type of substance or substance immersed given coating, the extent of the discoloration can be negligible or significant.
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.The adsorption of the pigment in places where no discoloration was intended has certain consequences and results in a rather messy one in making color images with two or more pigments Background in the areas that should remain white, while impermissibly muted colors in the Spots with color mixing occur.
Mit der Erfindung sollen gewisse Verbesserungen für dieses xerografische Verfahren, insbesondere in der Entwicklungsstufe, geschaffen werden, durch die die genannten Schwierigkeiten behoben werden.The invention is intended to provide certain improvements for this xerographic process, in particular in the stage of development, through which the difficulties mentioned are eliminated.
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.The invention consists in the suggestion that a bias voltage is applied to the developing bath Generate field, the direction of which corresponds to the field induced by the charge of the xerographic image is opposite.
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-XerografieFor example, a surface is to be developed that has a latent electrostatic image or Wears pattern in a known manner, for example initially by applying a charge to the surface and subsequent exposure or is generated in some other way, whereby the exposure dissipates the charge or is changed, in different places and with different strengths. The different In addition to exposure to light, charge distribution can also be achieved selectively by using a grid, a grid or control elements as well as by a stream of electrons or a controlled electronic development process for wet xerography
Anmelder:Applicant:
The Commonwealth of Australia,The Commonwealth of Australia,
vertreten durchrepresented by
The Secretary of the Department of Supply, Melbourne (Australien)The Secretary of the Department of Supply, Melbourne (Australia)
Vertreter: Dipl.-Ing. E. Rathmann, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42Representative: Dipl.-Ing. E. Rathmann, patent attorney,
Frankfurt / M., Neue Mainzer Str. 40-42
Beanspruchte Priorität:
Australien vom 5. April 1957Claimed priority:
Australia April 5, 1957
William Alan Butement, Kew, Victoria (Australien),
ist als Erfinder genannt wordenWilliam Alan Butement, Kew, Victoria (Australia),
has been named as the inventor
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.electron beam are generated. During the subsequent development, the surface is given a liquid developer exposed, whose pigment is selectively attracted by the charge distribution, but the Area or part thereof at least during the development itself according to the invention of the action a potential with a polarity opposite to the charge distribution is, so that those areas that normally carry no charge and on which the pigment therefore can adhere as a result of contact, be oppositely charged as a result of the bias and therefore repel the pigment.
Die Größe der Vorspannungsladung kann so gewählt werden, daß der Niederschlag des Pigmentes gesteuert werden kann.The size of the bias charge can be chosen so that the precipitation of the pigment can be controlled.
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 one embodiment, a photoconductively sensitized xerographic paper is charged and then partially or completely discharged through the halftone or full light of the image. It is on the other hand also possible to charge the paper and then discharge it in proportion to the amount of incident light, but at the points on which the full light falls, the discharge is not reduced to zero, but is only reduced to a certain percentage of the original charge.
In jedem Falle wird dem Papier eine gewisse Vorspannung dadurch erteilt, daß in seiner Nähe eineIn any case, the paper is given a certain bias by the fact that a
009 649/370009 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:Electrode is arranged, the charge of which compared to the charge of the paper and with respect to a second, electrode already immersed in the pigment bath is opposite, while the first electrode is up to is charged to a level which is a certain ratio to the original charge voltage of the Represents paper. The first electrode and paper are then lowered into the bath, and subsequent ones Process steps can then take place:
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;a) In the places on which no light fell and on which the particles on the paper are accordingly have retained their full charge, the pigment is firmly absorbed;
b) an den Stellen, an denen der Lichteinfall schwächer als an der Stelle des stärksten Lichteinfalles war, wird weniger Pigment aufgenommen;b) in the places where the incidence of light is weaker less pigment is absorbed than was at the point of strongest incidence of light;
c) die voll belichteten Stellen nehmen kein Pigment auf, da die Teilchen, die sonst absorbiert worden wären, nun infolge der Vorspannungsladung abgestoßen werden.c) The fully exposed areas do not take up any pigment, as the particles would otherwise be absorbed would now be repelled as a result of the bias charge.
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.It is possible to measure the voltage between the two electrodes used in the pigment set so that the fully exposed areas do not take up pigment anywhere, as they absorb the color particles gently push back, while other surface areas as absorb the pigment essentially in proportion to the intensity of the light incident on it.
Die Erfindung wird nachstehend zur Erleichterung des Verständnisses an Hand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described below using an exemplary embodiment and with reference to the drawings to facilitate understanding described in more detail. It shows
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. 1 shows a paper in a normal developer bath, the paper in the left half a carries electrostatic charge while the right half is discharged; the arrows indicate the movement of the pigment particles in this state,
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, undFIG. 2 is a view similar to FIG. 1 showing the process of applying a bias charge; FIG. in this case the paper carries no charge, and
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.Fig. 3 shows the operation in a state in which the left half of the exposed paper spread one Has charge while a bias field passes across the liquid; the bias charge is of course smaller than the image charge, so the field on one side of the center line is down and facing up on the other side.
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.In Fig. 1, a container 1 is shown which receives a developer liquid 2. The developer liquid consists of a carrier liquid with high electrical resistance in which pigment particles 3 are dispersed. The container 1 takes a paper sheet 4 with a photoconductive surface 5, the photoconductive particles are suspended in an insulating layer, so that the photoconductive Surface after being charged by applying a high voltage, in the Charge distribution can be changed by exposure, with the charge flowing off at certain points. The left side of the paper, as shown, carries a negative charge distribution while on the right side the charge has been diverted.
Die Pigmentteilchen tragen von sich aus eine positive Ladung, und zwar entweder zufolge ihrer eigenen Eigenschaften oder zufolge modifizierender Stoffe in der isolierenden Trägerflüssigkeit.The pigment particles carry a positive charge of their own accord, either by virtue of their own Properties or due to modifying substances in the insulating carrier liquid.
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.Obviously, the pigment particles (their charge polarity becomes the polarity of the charge pattern on the paper 4 is opposite) during development according to the direction of the arrows of attracted to the photoconductive surface, whereas the pigment particles 3 on the right side are random can move freely. However, some of them become by contact with the photoconductive surface adsorbed with the result that the photoconductive layer is somewhat discolored by this adsorption.
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.According to the invention, a bias charge acts on the image carrier 4 in FIG. 2, however its photoconductive surface 5 is image-free and completely uncharged. The pigment particles 3 thereby become a Movement towards the negative plate 7 according to the direction of the between this plate and the positive Plate 8 granted under the paper 4 laid out field.
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.Under these circumstances, discoloration of the photoconductive surface 5 on the paper 4 is reduced or suppressed because the developer particles under the influence of the bias from the photoconductive Wander off the surface, so that the likelihood of adsorption of the particles by the Surface is very small.
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.The real conditions in the development according to the invention emerge from Fig. 3, because here the left half of the photoconductive surface is provided with a charge pattern while the charge the right half is derived. If the negative plate 7 and the positive plate 8 are now in the in Fig. 2 are the position shown, the pigment particles according to the stress distribution for photoconductive surface drawn to the left of the center line 6, while on the right the related with the effect described with Fig. 2 is present, so that a contact on this side the pigment particles with the photoconductive surface is less likely because the particles of this Wander off the surface.
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.In this way, a various effect is achieved that is to control the movement of the pigment particles by regulating the bias charge appropriately with respect to that on the photoconductive one Surface existing cargo permitted.
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.In a further embodiment of this method, that is provided with a zinc oxide coating 5 Paper 4 is brought into direct contact with a metal plate 8 of the same dimensions how the paper is 4 or larger. The sensitive coating 5 of the paper lies on top of the Plate 8 facing away from the side.
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.The surface of the paper 4 is charged and exposed in a known manner. The paper can too a charge pattern may be imposed in some other way, or it may remain uncharged. After that, will the second plate 7 is arranged parallel to the sensitive surface at a distance of 3 to 4 mm. At a voltage of about 25 volts is applied to plates 8 and 7. The plate 7 is in relation to the plate 8 under negative tension.
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.This entire assembly is then immersed in the liquid developer, which consists of an insulating There is liquid in which, for example, a mixture of pigment and resin binder is dispersed and suspended is. After the development time, which is, for example, 15 seconds, the arrangement is taken out of the developer, detached the paper from the positive plate 8 and dried.
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 absorbiertemFrom the above it follows that the xerographic paper in the places where it is completely uncharged and is immersed in the developer liquid, is wetted by the developer liquid, but without thereupon a precipitate of absorbed
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.Pigment is present. At the charged areas of the paper, this is wetted by the liquid, but under the attraction of the charges on the paper, the pigment becomes solid and in a considerable amount Shift held.
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.If there is uncharged paper between the preload plates, the field distribution is that the potential gradient carries the charged particles away from the paper surface and that fewer particles are adsorbed.
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.When the paper is charged, the field is of the lower negative potential (the negative plate has compared to the positive plate a voltage of -25 volts) to the higher negative potential charge (up to about -300 volts) on the paper. The pigment particles are therefore deposited with a small or no reduction in density.
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.The field generated by 25 volts between the plates is sufficient to deposit the adsorption precipitate on uncharged ones To prevent surface splitting. However, it has no noticeable impact on precipitation on the heavily charged surface areas, whose precipitation density is essentially in the remains the same order of magnitude.
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.The specified voltages are of course only mentioned as examples and may vary depending on the circumstances to be changed. The correct selection of an associated one, in relation to the charge potential of the The bias of paper allows control of desired development as well as prevention unwanted discoloration of the uncharged surface parts.
Der Ausdruck »Papier« umfaßt alle geeigneten Unterlagen für fotoleitende Oberflächen.The term "paper" includes all suitable substrates for photoconductive surfaces.
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