DE1810757C3 - Verfahren zur Herstellung eines Ladungsbildes auf einer dielektrischen Schicht - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist bekannt aus Schaffen, Electrophotography, Focal Press, London, 1966, Seite 96.

Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen zur Ladungsübertragung ein äußeres elektrisches Feld angewandt wird. Das äußere elektrische Feld kann hierbei durch eine deich- oder Wechselspannung oder durch eine Koronaentladung auf die Rückseite einer oder beider dielektrischen Schichten erzeugt werden.

;e nach der Art des angewandten Verfahrens existiert hierbei zwischen den beiden Schichten ein genau eingestellter Luftspalt von 50 bis 200 μιη, oder sie befinden sich im sogenannten virtuellen Kontakt, oder es wird durch Anwendung hohen mechanischen Drucks ein inniger Kontakt erzeugt.

Unter virtuellem Kontakt wird hierbei das Aufeinanderliegen zweier Flächen ohne Anwendung eines zusätzlichen äußeren Druckes senkrecht zu diesen Flächen verstanden. Zwischen zwei Flächen, die sich im virtuellen Kontakt befinden, existiert stets ein dünner Luftfilm, dessen Dicke von der Glätte der beiden Flächen abhängt und im vorliegenden Fall in der Größenordnung von etwa 1 μιη liegt. Dieser geringe Luftspalt kann nur durch mechanischen Druck oder Evakuieren des umgebenden Raumes beseitigt werden, wodurch der Zustand des obenerwähnten sogenannten innigen Kontaktes erhalten wird.

Diese bekannten Verfahren besitzen den Nachteil, daß unter der Einwirkung des von außen angelegten Feldes nicht nur Ladungen an den Bildstellen, sondern auch an den bildfreien Stellen auf das dielektrische BÜdemnfancsiTiai.Ci'ial iihortreten. Durch die Überlagerung des äußeren Feldes mit dem durch das latente Ladungsbild erzeugten Feld ist keine hinreichende Differenzierung zwischen Bild- und Nichtbildstellen gegeben, so daß beim Entwickeln Kopien mit stark gefärbtem Untergrund erhalten werden.

Wird dieses Verfahren unter Einhaltung eines konstanten Luftspaltes von etwa 50 bis 200 μίτι durchgeführt, so ergibt sich der weitere Nachteil, daß ein unscharfes Bild erhalten wird, was insbesondere bei

ίο der Wiedergabe kleiner Schriftzeichen gravierend ist.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die störende Untergrundschwärzung zu beseitigen, jedoch ist eine voll befriedigende Lösung bisher nicht bekanntgeworden. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, die dielektrische Schicht des Bildempfangsmaterials vor der Bildübertragung homogen durch eine Koronaentladung entgegengesetzt zum Ladungsbild aufzuladen. Die hierbei erhaltenen Ladungsbilder tragen sowohl an den Bildstellen als auch an den Nichtbildstellen Ladungen.

jeweils entgegengesetzter Richtung. Nach der Entwicklung enthalten sie somit eine Überschußladung der gleichen Polarität des Toners (= Polarität der Nichtbildstellen) und kleben beim Aufeinanderlegen fest zusammen. Darüber hinaus werden ebenfalls keine grundfreien Kopien erhalten, da der Toner infolge der Reibung an der Schicht bei gleichsinniger Lpdung leicht zur Umladung neigt und bei jedem Toner ein bestimmter Bruchteil die entgegengesetzte Ladung zur Soil-Laciung trägt.

Auch bei einer anderen Variante, bei der das Bildempfangsmaterial mit gleicher Polarität wie das latente Ladungsbild aufgeladen und die gleichsinnige Spannung an die Rückseite des Bildempfangsmaterials gelegt wird, erhält man Kopien mit stärkerer Untergrundschwärzung als bei Empfangsmaterial, das nicht aufgeladen ist.

Auch bei den bekannten Verfahren, die mit einem innigen Kontakt der beiden Schichten, d. h. unter Anwendung von mechanischem Druck arbeiten, ist eine deutliche Untergrundschwärzung nicht vermeidbar, abgesehen davon, daß die photoleitfähige Schicht sehr bald mechanisch beschädigt wird, was insbesondere bei einer immer angestrebten kontinuierlichen Arbeitsweise bei hoher Geschwindigkeit einen wesentlichen Nachteil darstellt.

Es ist auch ein Verfahren zur Übertragung eines Ladungsbildes von einer photoleitfähigen Schicht auf eine dielektrische Schicht ohne Anlegen eines äußeren elektrischen Feldes bekannt (US-Patent 33 94 002), wobei sich zwischen der das Ladungsbild tragenden photoleitfähigen Schicht und der dielektrischen Bildempfangsschicht eine flüssige Ladungsübertragungsschicht befindet, die aus einer hochohmigen Flüssigkeit besteht, deren Widerstand auf einen für die Ladungsübertragung geeigneten Wert durch chemische Dotierungsmittel herabgesetzt wird.

Ein solches Verfahren ist jedoch kompliziert und für eine einfache Handhabung in der Praxis ungeeignet, da die hochohmige Flüssigkeit und das Dotierungsmittel fallweise aufeinander abgestimmt sein müssen und der Verbleib von Spuren des Dotierungsmittels auf der photoleitfähigen Schicht im nächsten Übertragungszyklus zu Übertragungsschwierigkeiten Anlaß gibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das demgegenüber nicht nur sehr einfach durchführbar ist, sondern auch qualitativ hochwertige kontrastreiche Kopien ergibt, ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Drimären Ladungsbildes ein Aufzeichnungsmaterial mit

einer photoleitfähigen Schicht verwendet wird, die ganz oder im wesentlichen aus Molekülkomplexen vom Donor-Akzeptor-Typ besteht, in denen der Elektronendonator photoleitfähig ist, und daß das Aufzeichnungsmaterial mit dem Ladungsbild in virtuellen Kontakt — Luftfilm in der Größenordnung von 1 μπι — mit dem dielektrischen Bildempfangsmaterial gebracht und von diesem wieder getrennt wird. Wie überraschenderweise gefunden wurde, ist bei Verwendung der genannten photoleitfähigen Schicht weder die Anlegung eines äußeren elektrischen Feldes, noch die Anwendung von Druck oder die Verwendung einer flüssigen Zwischenschicht erforderlich, um einwandfreie Kopien zu erhalten.

Photoleiterschiciiten auf der Basis von sogenannten Charge-Transfer-Komplexen sind insbesondere aus der deutschen Patentschrift 11 27 218 bekannt Es werden hierunter Kombinationen von solchen Verbindungen verstanden, die eine photoleitfähige SuLstanz mit Elektronendonator-Funktion sowie einen Aktivator mit Elektronenakzeptor-Funktion enthalten. Zu den erstgenannten Verbindungen gehören insbesondere solche, die mindestens einen aromatischen oder heterocyclischen Ring tragen, der auch substituiert sein kann. Solche Photoleiter sind aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Naphthaline, Anthracene, Phenanthrene, Benzanthrene, Chrysene, Carbazole, Oxdiazole, Triazole, Imidazole, Imidazolthione, Oxazole, Thiazolderivate und viele andere, wobei insbesondere auch Polymere von einer oder mehreren vinylheterocyclisehen Verbindungen wie N-vinylcarbazole, C-vinylcarbazole, Vinyldibenzofurane, Fluoren u. dgl. geeignet sind.

Als Aktivatoren kommen insbesondere Verbindungen in Frage, die stark polare Gruppen aufweisen, wie beispielsweise Halogene, eine Cyan-, Nitro-, Keto-, Ester-, Säureanhydrid-, Carboxylgruppe oder eine Chinongruppierung. Es wird im einzelnen auf die vorgenannte deutsche Patenisehriit verwiesen. Besonders vorteilhaft sind für die Zwecke der Erfindung Verbindungen wie Fluorenone, insbesondere 2,4,7-trinitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenon, oder auch Verbindungen wie Chloranil u. dgl.

Der Anteil des Aktivators in bezug auf die photoleitfähige Substanz kann in weiten Mengenverhältnissen variieren, wobei häufig schon geringe Anteile genügen. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, Molverhältnisse von 1 :1 der beiden Komponenten zu verwenden, wobei der Anteil des Aktivators häufig etwa 0,7 bis 13 Mol bezogen auf 1 Mol des Photoleiters betragen kann.

Das photoleitfähige Material wird in bekannter Weise hergestellt, aufgeladen und belichtet. Es kann auch vor dem Entwickeln das latente elektrostatische Bild übertragen werden gemäß holländischer Offeulegungsschrift6/07 950.

Das verwendete dielektrische Material muß so beschaffen sein, daß es in aufgeladenem Zustand während der Zeitdauer der Bilderzeugung keinen merklichen, d. h. die Bildqualität auffällig herabsetzenden Ladungsverlust aufweist, was einen spezifischen Durchgangswiderstand von etwa >10'⁴Ohmcm erfordert. Gut geeignet sind Träger aus leitfähigen Papieren mit einem Deckstrich aus einem Isolator, beispielsweise Polystyrol, Celluloseacetat und andere.

Vorzugsweise sind die Rückseiten des Aufzeichnungs- und des Bildempfangsmaterials während des virtuellen Kontaktes auf Erdpotential gelegt. Dadurch erhält man besonders kontrastreiche Bilder, jedoch ist die Bilderzeugung auch ohne geerdete Walzen möglich. Ein virtueller Kontakt der beiden Schichten kann in einfachster Weise dadurch hergestellt werden, daß das Bildempfangsmaterial über zwei Walzen gegen eine Trom.nel, auf der sich die photoleitfähige Schicht befindet, ohne jeden äußeren mechanischen Druck geführt wird. Zur Herstellung des Kontaktes genügt die für den Transport notwendige Papierspannung. Die das Bildempfangsmaterial führenden Walzen sowie die das photoleilfähige Material tragende Trommel sind hierbei geerdet.

Die Sichtbarmachung des übertragenen latenten Ladungsbildes erfolgt nach den bekannten Methoden der Trocken- oder Flüssigentwicklung. Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, daß auch bei Anwendung der für viele Zwecke vorteilhaften flüssigen Dispersionsentwicklung sehr kontrastreiche und überraschenderweise vollkommen grundfreie Bilder erhalten werden.

Als Beispiel für die Durchführung der Erfindung wird in der Zeichnung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Kopien schematisch dargestellt Auf einer Metalltrommel 1, die über ihre Achse geerdet ist, befindet sich die organische photoleitfähige Schicht 2, die durch eine Korona 3, die von einer Gleichspannung 4 gespeist wird, auf etwa 1000 Volt negativ gegen Erde aufgeladen wird. Die synchron und in entgegengesetzter Richtung zur Trommel 1 fortbewegte Vorlage 6 wird durch einen Spalt von den Lampen 5 belichtet und von dem Objektiv 7 auf die photoleitfähige Schicht abgebildet. Das Bildempfangsmaterial 9 wird durch die Transportwalzen 10 von der Rolle 8 abgezogen und über die geerdeten Metallwalzen 11 in virtuellem Kontakt mit der photoleitfähigen Schicht geführt. Das erhaltene latente Ladungsbild wird in der dargestellten Ausführungsform mit dem flüssigen Dispersionsentwickler 13, der sich in der Wanne 12 befindet und durch eine Lochdüse 15 aufgesprüht wird, entwickelt Das über die Walze 16 laufende Material taucht anschließend in den Entwickler ein und wird dann durch die Abquetschwalzen 17 (Metall) und 18 (Gummi) von dem größten Teil der anhaftenden Entwicklerflüssigkeit befreit. Die endgültige Trocknung der Kopie erfolgt durch die Heizstrahler 20. Zur Umwälzung der Entwicklerflüssigkeit 13 ist ferner eine Pumpe 14 und zur Reinigung der Abquetschwalze 17 ein Abstreifer 19 vorgesehen. Die fertiggestellten Kopien werden von der Walze 21 aufgenommen.

Die Durchführung der Erfindung kann selbstverständlich abweichend von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform in jeweiliger Anpassung an die Bedürfnisse der Praxis in mannigfacher, an sich bekannter Weise abgewandelt werden. An Stelle der dargestellten Dispersionsentwicklung, kann eine Trockenentwicklung nach dem Kaskaden- oder einem anderen Verfahren vorgesehen sein. Die organische photoleitfähige Schicht kann beispielsweise auch auf einer Metall- oder metallisierten Kunststoffolie aufgebracht sein, die dann auf die Trommel aufgespannt wird. Wird als Bildempfangsmaterial eine solche hochohmige Schicht verwendet, die eine hydrophilierbare Oberfläche besitzt, so ist die Herstellung von Druckplatten in an sich bekannter Weise möglich. Die Erzeugung des Ladungsbildes auf der elektrophotographischen Schicht kann durch beliebige bekannte Methoden, z. B. durch bildmäßige Beaufschlagung von Metallstiften mit genügend hoher elektiischer impaisspannung oder

andere Verfahren erfolgen.

Obwohl nach dem eifindungsgemälJen Verfahren photoleitfähige Schichten, die gaiv oder im wesentlichen aus organischen Charge-Transfer-Komplexcii bestehen oder diese -Inhalten, ganz allgemein verwendbar sind, haben sich die im folgenden genannten Schichten besonders bewährt.

1. Schicht bestehend aus 1 Mol 2,4,7-trinitro-9-fluorcnoi. und Poly-N-vinylcarbazol, im Molverhältnis 1 :1 bezogen auf die monomere Einheit des Polyvinylcarbazol.

2. Schicht bestehend aus 17,8 Gcv.ichlsleika Phenanthren, 0,245 Gewichtsteilen Chloranil und ^b Gewichtsteilen Polyvinylacetat [Mowiiiii-i 50(R)].

3. Schicht bestehend aus 16,6 Gewichtsteilen Fluoren, 0.36 Gewichtsteüen 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenon und 26 Gewichisteilen Polyvinylacetat [Mowilith 5CX R)J.

Es werden in allen Fällen ausgezeichnete Kopien mit hohem Kontrast ernalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Ladungsbildes auf einer dielektrischen Schicht, bei dem auf einer photoleitfähigen Schicht eines Aufzeichnungsmaterials ein Ladungsbild hergestellt und ohne Anlegung eines äußeren elektrischen Feldes auf ein dielektrisches Bildempfangsmaterial übertragen wird und beide Materialien wieder voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des primären Ladungsbildes ein Aufzeichnungsmaterial mit einer photoleitfähigen Schicht verwendet wird, die ganz oder im wesentlichen aus Molekülkomplexen vom Donor-Akzeptor-Typ besteht, in denen der Elektronendonator photoleitfähig ist, und daß das Aufzeichnungsmaterial mit dem Ladungsbild in virtuellem Kontakt — Luftfilm in der Größenordnung von 1 μίτι — mit dem dielektrischen Bildempfangsmaterial gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseiten des Aufzeichnungs- und des Bildempfangsmaterials während des virtuellen Kontaktes auf Erdpotential gelegt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einer photoleitfähigen Schicht aus 0,7 bis 1,3 Mol 2,4,7-trinitro-9-fluorenon je Einheit eines Polymerisats oder Mischpolymerisats einer heterocyclischen Vinylverbiqdung besteht.