DE2230757B2 - Verfahren zur Benetzungsentwicklung elektrostatischer Ladungsbilder - Google Patents
Verfahren zur Benetzungsentwicklung elektrostatischer LadungsbilderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Benetzungsentwicklung elektrostatischer Ladungsbilder, bei dem to
das auf einem hydrophoben photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial erzeugte Ladungsbild durch Behandlung
mit einer wäßrigen Flüssigkeit entwickelt wird, wonach das entwickelte Bild auf ein Bildempfangsmaterial
übertragen wird.
Derartige Verfahren sind in den letzten Jahren in vielen verschiedenen Varianten beschrieben worden
und haben große technische Bedeutung erlangt.
Bei dem am bekanntesten und am weitest verbreiteten elektrophotographischen Verfahren erfolgt die
Entwicklung mit einem Zweikomponentenentwickler in der Weise, daß das Tonermaterial des Zweikomponentenentwicklers
an den geladenen Bildbereichen haften bleibt. Das Tonerbild wird dann auf ein Bildempfangsmaterial,
bevorzugt Papier, übertragen. Um das Tonerbild wischfest zu machen, muß es fixiert werden,
wozu Wärmestrahler, Heißluftgebläse und ähnliche Einrichtungen verwendet werden. Diese Fixiereinrichtungen
stellen ein erhebliches Problem in Anbetracht ihrer hohen Wärmeentwicklung und ihres hohen
Energieverbrauchs für die elektrophotographischen Verfahren dar.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren erfolgt die Entwicklung des auf einem Photoleiter befindlichen
Ladungsbildes mit Hilfe von klebrigen Flüssigkeitströpfchen, die in einem hochisolierenden flüssigen
organischen Träger suspendiert sind.
Dieses Verfahren führt zwar zu ausgezeichneten Kopien und bedarf keines Fixierarbeitsganges, bei dem
bekannterweise hohe Leistungen benötigt werden. Indes weist dieses Verfahren den erheblichen Nachteil
auf, daß die Entwicklerflüssigkeit im wesentlichen aus einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise einem
Isoparaffin-Kohlenwasserstoff, besteht, von dem stets eine gewisse Menge in die Umgebungsluft gelangt, was
nicht verhindert werden kann.
Aus der deutschen Auslegungsschrift 12 19 328 ist ein
elektrophotographisches Verfahren zur Entwicklung von Ladungsbildern bekannt, bei dem eine, das
Ladungsbild tragende photoleitfähige Schicht mit einem flüssigen Entwickler, der nicht in Form eines Aerosols
vorliegt, in Kontakt gebracht wird und das sich dadurch auszeichnet, daß ein Entwickler verwendet wird, der aus
einer wäßrigen Lösung besteht. Dabei benetzt der wäßrige Entwickler die photoleitfähige Schicht an den
Bildteilen, die Ladungen tragen, während ungeladene Teile unbenetzt bleiben. Das auf diese Weise entstandene
Bild ist infolge verschiedener Lichtbrechung bzw. Reflexion von benetzten und nicht benetzten Bildteilen
gut sichtbar. Dieses Verfahren konnte sich trotz seiner unbestreitbaren Vorteile in der Praxis nicht durchsetzen,
da es an die Verwendung besonderer photoleitfähiger Schichten gebunden ist. Es hat sich nämlich gezeigt,
daß der Photoleiter spezielle Oberflächeneigenschaften, u. a. hinsichtlich seiner Struktur besitzen muß, die durch
entsprechende Beschichtungsbedingungen erzielt werden. Dabei ergibt sich die große Schwierigkeit, eine
gleichmäßige Qualität des Photoleiters zu erhalten, die Voraussetzung für eine qualitativ hochwertige Reproduzierbarkeit
der Bilder bei der Tintenentwicklung ist. Von Nachteil ist auch, daß infolge der Oberflächenstruktur
des Photoleiters stets noch Entwicklerflüssigkeit, d. h. Tinte in den Strukturen zurückbleibt, die dann die
Bildqualität weiterer Kopien beeinträchtigen kann. Bei diesem Verfahren wird bevorzugt ein Entwickler
verwendet, in dem gefärbte Substanzen gelöst sind. Mit einer solchen wäßrigen Lösung eines Farbstoffs bildet
sich ein Farbstoffbild auf der photoleitfähigen Schicht, die entweder auf dieser Schicht angetrocknet oder in
feuchtem Zustand in bekannter Weise auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs beschriebene elektrophotographische Verfahren so zu verbessern,
daß es mit einem wieder verwendbaren Photoleiter und mit normalem Papier als Bildempfangsmaterial
arbeiten kann und daß die Fixierprobleme ebenso wie
die mit organischen flüssigen Entwicklern verbundenen Schwierigkeiten vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ladungsbild vor der Behandlung mit der
wäßrigen Flüssigkeit mit einem pulverförmigen hydrophilen Feststoff vorentwickelt wird.
Als hydrophiler Feststoff für diese Vorentwicklung haben sich anorganische Pigmente, insbesondere
Zinkoxid, Eisen-III-oxid und Kieselsäure, organische hydrophile Stoffe, insbesondere Stärke oder Polyvinylalkohol,
wasserlösliche Farbstoffe, insbesondere Methylenblau, Nigrosin, Säureviolett, wobei der Farbstoff
auch auf einem hydrophilen Träger, beispielsweise gefällte Kieselsäure, aufgezogen sein kann. Geeignete
hydrophile Feststoffe können dadurch hergestellt werden, daß man die Feststoffe hydrophilisiert, z. B.
durch eine Vorbehandlung mit Netzmitteln. Als Benetzungslösungen sind gefärbte wäßrige Lösungen,
z. B. Lösungen von organischen Farbstoffen in Wasser, wie Kristailviolett- oder Methylenblaulösungen, geeignet.
Wenn der hydrophile Feststoff bereits selbst eine Färbung ermöglicht, kann es ausreichend sein, mit
reinem Wasser zu entwickeln.
Als hydrophober Ladungsbildträger kommen organische Photoleiter in Frage, wie Oxdiazole (DT-PS 2r>
10 58 836), Triazole (DT-PS 10 60 260), Oxazole (DT-PS
11 20 875), Benzthiazole (DT-PS 11 37 025), Polyvinylcarbazol
(DT-PS 1111 935), Anilin-Formaldehyd-Kondensat (DT-PS 11 97 325), Brompyrenharz oder Selen.
Es ist zweckmäßig, diesen Photoleiterschichten schon bei der Herstellung hydrophobe Bindemittel zuzusetzen.
Zur Verbesserung der Hydrophobie können Photoleiterschichten auch nachträglich mit einer dünnen
hydrophoben Deckschicht, insbesondere aus PoIymethysiloxanen oder polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffen,
wie Polytetrahydroperfluoralkylacrylat, versehen werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist erstmals die Möglichkeit geschaffen, mit einem wiederverwendbaren
Photoleiter eine wäßrige Entwicklung des Ladungsbildes und eine Übertragung dieses Bildes auf
normales Papier vorzunehmen. Das Papier sollte nicht zu hoch geleimtes oder gemahlenes Papier sein, damit es
das wäßrige Bild gut aufnehmen kann. Die Saugfähigkeit wiederum sollte auch nicht zu hoch sein, damit das
Bild nicht »zerläuft«.
Die Erfindung wird im folgenden noch näher anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert.
In der Zeichnung ist schematisch ein Schnitt durch ein r>o
elektrophotographisches Reproduktionsgerät dargestellt. Ein auf eine Trommel aufgespannter Photoleiter 1,
wird mit Hilfe einer Corona 2 gleichmäßig aufgeladen, in einer Belichtungsstation 3 bildmäßig belichte« und in
einer Entwicklungsstation 4 vorentwickelt. Bei dieser Vorentwicklung wird mit Hilfe einer Magnetbürste ein
Zweikomponentenentwicklergemisch, das aus magnetisierbaren Eisenfeilspänen und dem im folgenden noch
näher zu beschreibenden hydrophilen Feststoff besteht, an das Ladungsbild gebracht. «>
Dadurch entsteht auf dem Photoleiter 1 ein sehr dünnes, mit dem Auge nur schwach wahrnehmbares Bild
10, das aus dem hydrophilen Feststoff besteht. Dieses vorentwickelte Bild 10 wird mit Hilfe einer wäßrigen
Flüssigkeit 5 behandelt, die sich in einer Wanne 6 befindet, und in Meniskusberührung mit dem vorentwikkelten
Photoleiter steht. Der Flüssigkeitsantrag kann dabei auch auf andere, an sich bekannte Weisen
vorgenommen werden. Die wäßrige Flüssigkeit 5 gelangt bei dieser Behandlungsstufe nur an die mit dem
hydrophilen Material vorentwickelten Bildbereiche 10, wird dagegen von dem hydrophoben Photoleiter 1
abgestoßen. Dadurch entsteht ein wäßriges Bild 11 auf dem Photoleiter. Dieses wäßrige Bild 11 wird in der
Übertragungsstation 7 auf ein Kopieaufnahmematerial, insbesondere Papier 8 übertragen. In einer Reinigungsstation 9 schließlich wird der hydrophile Feststoff 10,
soweit er noch auf dem Photoleiter verblieben ist, von diesem entfernt. Diese Reinigung gestaltet sich besonders
einfach, wenn als hydrophiler Feststoff ein magnetisierbares Material verwendet wird. In diesem
Falle kann die Reinigung in einfachster Weise mit Hilfe eines Magneten vorgenommen werden.
Im folgenden soll anhand einiger Beispiele das erfindungsgemäße Verfahren noch näher erläutert
werden.
Eine Photoleiterfolie (Polyvinylcarbazol/Trinitrofluorenon)
wurde gleichmäßig aufgeladen und bildmäßig belichtet. Das erzeugte Ladungsbild wurde mit einer
Magnetbürste entwickelt, die als Trägerpartikelchen Eisenfeilspäne enthielt. Die Eisenfeilspäne waren mit
einer geringen Menge (etwa 1 Gew.-%) Zinkoxidpulver versetzt. Nach dieser Behandlung war auf dem
Photoleiter biidmäßig verteilt ein dünner Schleier von Zinkoxidpulver zu sehen. Dieses Bild wurde mit einer
O,l°/oigen Kristallviolett-Lösung behandelt, indem der Photoleiter in die Benetzungslösung eingetaucht wurde.
Die Kristallviolett-Lösung setzte sich an diejenigen Bereiche der Photoleiterschicht bzw. zog sich auf diese
zusammen, die mit Zinkoxid versehen waren. Das erzeugte Bild wurde auf Papier übertragen.
Es wurde wie im Beispiel 1 beschrieben gearbeitet, jedoch wurde anstelle des Zinkoxids Eisen-III-oxid
verwendet. Es wurde ein Bild etwa gleicher Qualität wie bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch erhalten.
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei als hydrophiler Feststoff gefällte Kieselsäure
verwendet wurde. Auch in diesem Fall entsprach die Kopie etwa der, wie sie in Beispiel 1 erhalten wurde.
Die Arbeitsweise des vorangegangenen Beispiels wurde wiederholt, jedoch wurde vorher auf den
Photoleiter eine dünne Schicht von Polytetrahydroperfluoralkylacrylat aufgebracht. Dieses Mittel diente dazu,
die Hydrophobie des Photoleiters noch weiter zu steigern. Es wurde ein gutes Bild des Originals erhalten.
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit folgenden Abweichungen wiederholt. Als hydrophiler Feststoff zur
Vorentwicklung wurde die bereits beschriebene gefällte Kieselsäure verwendet, die in diesem Fall mit 0,1 % eines
substituierten Phenolpolyglykoläther behandelt worden ist. Als Elenetzungslösung wurde in diesem Fall eine
0,l%ige Methylenblaulösung verwendet. Auch in diesen, Fall wurde ein gutes Bild des Originals erhalten.
Die Vorentwicklung des auf dem Photoleiter wie in Beispiel 1 beschrieben erzeugten Bildes wurde in diesem
Falle mit Methylenblau als hydrophilem Feststoff vorgenommen. Der Farbstoff war zu 1% in dem
Entwicklergemisch der Magnetbürste enthalten. Zur Benetzung wurde reines Wasser auf das entwickelte
Bild gesprüht. Auch in diesem Falle wurde ein gutes Bild ■"> des Originals erhalten, das jedoch »Grund« in Form
feiner blauer Pünktchen aufwies.
Die in dem vorangegangenen Beispiel beschriebene in
Arbeitsweise wurde mit 0,5% Nigrosin in dem Magnetbürstenentwicklergemisch wiederholt. Auch in
diesem Falle wurde ein brauchbares Bild des Originals erhalten, das jedoch in seiner Qualität hinter der des in
dem vorangegangenen Beispiels erzeugten Bildes r> zurückblieb.
Die im vorangegangenen Beispiel beschriebene Arbeitsweise wurde mit 0,5% Säureviolett als hydrophi- :n
lern Feststoff wiederholt. Auch die hierbei erhaltene Kopie erreichte die Qualität der mit Methylenblau
erzeugten Kopie nicht ganz.
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt. Als hydrophiler Feststoff wurde die oben bereits
beschriebene Kieselsäure verwendet, die jedoch mit !50Gew.-% Methylenblau, bezogen auf die Menge an
Kieselsäure, und 1% eines substituierten Phenolpolyglykoläthers behandelt war. Die Benetzung erfolgte mit
Wasser aus einer Spritzpistole. Die Übertragung ergab ein brauchbares Bild des Originals. Die hohe Konzentration
des Farbstoffs, die zur Erzeugung eines Bildes notwendig war, dürfte auf die große innere Oberfläche
der gefällten Kieselsäure zurückzuführen sein, die dazu führt, daß der Farbstoff erst bei so hohen Konzentrationen
von der Kieselsäure wieder abgegeben wird.
Beispiel 10
Es wurde wie oben angegeben mit einer Kristallviolettlösung gearbeitet, jedoch wurde die Vorentwicklung
mit einem Entwicklergemisch von 1 g wasserunlöslicher Stärke in 100 g Eisenfeilspänen durchgeführt. Das
Ergebnis war eine gute Kopie.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Verfahren zur Benetzungsentwicklung elektrostatischer
Ladungsbilder, bei dem das auf einem hydrophoben photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial
erzeugte Ladungsbild durch Behandlung mit einer wäßrigen Flüssigkeit entwickelt wird, wonach
das entwickelte Bild auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ladungsbild vor der Behandlung mit der wäßrigen Flüssigkeit mit einem pulverförmigen
hydrophilen Feststoff vorentwickelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hydrophiler Feststoff ein Pigment,
insbesondere wasserunlösliche Stärke, Kieselsäure, Eisen-II J-oxid oder Zinkoxid verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hydrophiler Feststoff ein wasserlöslicher
Farbstoff, insbesondere Methylenblau, Nigrosin oder Säureviolett, verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als wäßrige Flüssigkeit Wasser
verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit eine wäßrige Farbstofflösung
vorgesehen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als hydrophiler Feststoff gefällte
Kieselsäure verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gefällte Kieselsäure eine erhebliche
Menge Farbstoff, insbesondere etwa 150Gew.-% oder mehr Methylenblau, bezogen auf das Gewicht
der Kieselsäure, enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufzeichnungsmaterial
ein organischer Photoleiter, insbesondere ein
Polyvinylcarbazol-Trinitrofluorenon-Photoleiter
verwendet wird.
verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorentwicklung
mit einem Zweikomponentenpulverentwickler vorgenommen wird, dessen eine Komponente der
hydrophile Feststoff ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial
verwendet wird, das mit einem Überzug aus einem stark hydrophoben Material, insbesondere
aus Polymethylsiloxan oder polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffen, versehen ist. so
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Komponente des Zweikomponentenpulverentwicklers aus Eisenpartikeln besteht.
55
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