DE2622327C3 - Verfahren zum elektrostatischen Drucken - Google Patents
Verfahren zum elektrostatischen DruckenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum elektrostatischen Drucken gemäß de.i Oberbegriffen
der Patentansprüche 1 und 7.
Bei üblichen Druckverfahren wird auf die Oberfläche einer Druckmatrizenfläche in Übereinstimmung mit
deren Unebenheit oder mit einem Unterschied in der Lösungsaffinität gezielt Farbe aufgebracht und diese
dann auf ein Papier gedruckt Im Gegensatz hierzu wird bei dem elektrostatischen Drucken die Farbe nicht auf
mechanische Weise auf die Druckmatrize aufgebracht, sondern auf elektrostatische Weise und dann auf ein
Papier übertragen. Da die Farbe bzw. der Toner bei den elektrostatischen Druckverfahren nicht ausreichend
beständig an der Druckmatrize anhaftet eignen sich diese nicht so gut zum Drucken mit hoher Geschwindigkeit,
d.h. das elektrostatische Drucken ist den herkömmlichen Druckverfahren unterlegen, wenn es
um die Herstellung einer Vielzahl von klaren Drucken geht.
Herkömmliche Matrizen zum elektrostatischen Drukken bestehen beispielsweise aus einem leitenden Träger
und einem diesem überlagerten isolierenden Bild oder
aus einem isolierenden Träger und einem diesem überlagerten leitfähigen Bild. Das Bild wird durch
bildmäßiges Aufbringen einer isolierenden oder einer leitfähigen Beschichtung auf den Träger erzeugt, oder
aber durch Auftragen einer lichtempfindlichen Schicht auf den Träger, bildmäßiges Belichten derselben und
gezieltes Entfernen der belichteten oder der unbelichteten Bereiche durch Atzen. Elektrostatische Druckmatrizen
dieses Aufbaus besitzen verschiedene Nachteile hinsichtlich der Druckschärfe und ihrer Haltbarkeit
Üblicherweise wird in einem ersten Schritt ein elektrostatisches Ladungsbild durch Laden der Matrize
erzeugt, wobei elektrische Ladungen in bildmäßiger Verteilung in den Bildbereichen festgehalten wird, wenn
diese Bildbereiche isolierend sind. Das Ladungsbild wird anschließend mit Toner entwickelt, der entgegengesetzt
wie die Bildbereiche des Ladungsbilds geladen ist Schließlich wird das entwickelte Tonerbild auf ein
Bildempfangsmaterial bzw. Übertragungspapier übertragen. Diese Schritte werden entsprechend der Zahl
der gewünschten Drucke wiederholt Wenn das Bild der Druckmatrize durch Unebenheit der Oberfläche derselben
gebildet ist, wird die unebene Oberfläche durch mechanischen Abrieb während des Druckvorgangs
verschließen, so daß kein einwandfreies Ladungsbild mehr erzeugt werden kann, d. h. daß die Matrize geringe
Haltbarkeit besitzt Ferner ist es sehr schwierig, mit einer solchen Matrize mit unebener Oberfläche ein
hohes Auflösungsvermögen zu erreichen. Insbesondere sind Bilder mit Halbtönen bzw. Gradation mittels einer
derartigen unebenen Oberfläche nur schwierig zn erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7
anzugeben, die sich durch geringen Matrizenverschleiß, hohes Auflösungsvermögen und gute Wiedergabe von
Halbtönen auszeichnen und insbesondere schleierfreie Drucke erzielen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 7
angegebenen Mitteln gelöst
Indem metallisches Silber in bildmäßiger Verteilung in ein Isoliermaterial eingelagert ist ergibt sich eine
Matrizenoberfläche, die keinerlei Unebenheit besitzt und die demgemäß auch bei der Herstellung einer
Vielzahl von Kopien nicht beschädigt werden kann. Insgesamt weist die Matrize eine hervorragende
Haltbarkeit auf. Da das Silberbild aus einer Anordnung feiner metallischer Silberteilchen besteht ist ein hohes
Auflösungsvermögen gewährleistet Die Dichte des Silberbilds kann in Übereinstimmung mit einer beliebigen
stufenlosen Gradation durch die Konzentration der feinen Silberteilchen geändert werden, so daß auf
einfache Weise Bilder mit stufenloser Gradation reproduziert werden können. Auf diese Weise wird eine
hohe Bildqualität erreicht die in nahezu jeder Hinsicht der gewöhnlichen Silbersalz-Fotografie ähnlich ist
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Druckmatrize kann durch fotografisches Belichten
eines lichtempfindlichen Silbersalzmaterials ausgebildet werden, so daß daher die r.r ""indlichkeit und die
panchromatischen Eigenschaften weitaus besser als diejenigen herkömmlicher elektrostatischer Druckmatrizen
sind. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können einige tausend klare und scharfe Kopien
innerhalb einer kurzen Zeit hergestellt werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß praktische schleierfreie Bilder
erzeugt werden. Dies beruht darauf, daß dip Druckmatrize während des erfindungsgemäßsn Verfahrens
mindestens einmal erwärmt wird. Ursache des Hintergrundschleiers sind Tonerteilchen, die sich in den an sich
bildfreien Teilen der Matrize absetzen und dort aufgrund eines Oberflächenrestpotentials festgehalten
werden. Wie sich erwiesen hat, hat das elektrostatische
Oberflächenpotential in den leitenden Silberbiildbereichen nicht den Wert Null, sondern einen bestimmten
Restwert, der zwar wesentlich geringer ist als der Wert des elektrostatischen Oberflächenpotentials in den
silberlosen Bereichen, der jedoch so hoch ist, daß sich bei der Entwicklung des Ladungsbildes auch in den
Silberbildbereichen Tonerteilchen an die Oberfläche der Druckmatrize setzen. Wenn nun die Druckmatrize vor,
während oder nach dem Laden erwärmt wird, wie es erfindungsgemäß vorgesehen ist, werden Oberflächenpotentiale
erhalten, deren Werte geringer sind als die ohne Erwärmung erhaltenen. Während die Potentialab-Senkung
in den silberfreien Bereichen der Druckmatrize ohne Bedeutung bleibt wird in den Silberbildbereichen
nahezu der Potentialwert Null erreicht d.h. ein so geringes Potential, daß die Tonerteilchen ausschließlich
an den süberfreien Bereichen anhaften und nicht mehr an den Silberbildbereichen, so daß schleierfreie und
scharfe Drucke bzw. Kopien erzielt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Gegenstände der Ansprüche 1 und 7 sind in den Unteransprüchen
aufgeführt
Die US-PS 31 32 963 beschreibt zwar ein Verfahren mit einer ähnlichen Schrittfolge, bei diesem bekannten
Verfahren handelt es sich jedoch um ein xerothermografisches Verfahren, das sich vom erfindungsgemäßen
Verfahren grundsätzlich unterscheidet Bei diesem bekaunten Verfahren wird eine Druckmatrize verwendet
die aus einem Kunststoffträger besteht der ein Silberbild in einer Gelatineschicht trägt Da eine
elektrisch leitende Gelatine vorgesehen ist, wird beim zunächst durchgeführten Laden dieser Druckmatrize
w kein Ladungsbild erzeugt sondern lediglich der
Kunststoffträger auf beiden Seiten gleichmäßig aufgeladen. Anschließend wird die Druckmatrize auf der Seite
des Kunststoffträgers einer Infrarotstrahlung ausgesetzt Da das Silberbild schwarz ist, werden diejenigen
Bereiche des Kunststoffträgers, die den Silberbildbereichen entsprechen, selektiv erwärmt und verlieren
dadurch ihr Ladungshaltevermögen, d.h. sie werden entladen. Demgegenüber bleiben die der Gelatineschicht
zugeordneten Bereiche des Kunststoffträgers geladen, so daß auf diese Weise ein elektrostatisches
Ladungsbild auf dem Kunststoffträger erzeugt und anschließend entwickelt wird. Das Bestrahlen der
Druckmatrize mit Infrarotstrahlung stellt also den Schritt dar, der für die Erzeugung des Ladungsbildes
ursächlich ist. Das sichtbare Tonerbild wird dann auf Bildempfangsmaterial übertragen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines für die
Ausbildung einer elektrostatischen Druckmatrize verwendeten lichtempfindlichen Elements;
F i g. 2 zeigt ein lichtempfindliches Element, in dem latente Bilder ausgebildet sind;
F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektrostatischen
Druckmatrize;
Fig.4 bis 7 zeigen ein Beispiel eines Ablaufs
elektrostatischer Druckschritte unter Verwendung
einer elektrostatischen Druckmatrize, und zwar jeweils einen Ladeschritt, einen Entwicklungsschritt, einen
Übertragungsschritt und einen Reinigungsschritt;
F i g. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens;
F i g. 9 bis H zeigen weitere Ausführungsbeispiele des elektrostatischen Druckverfahrens.
Die elektrostatische Druckmatrize kann gewöhnlich aus einem lichtempfindlichen Silbersalzmaterial hergestellt
werden. Die Fig. 1 stellt eines der typischen lichtempfindlichen Silbersalz-Elemente dar. Das lichtempfindliche
Silbersalz-Element 1 in F i g. 1 ist aus einer lichtempfindlichen Silbersalz-Schicht 3 und einer Unterlage
2 zusammengesetzt, wobei die lichtempfindliche Silbersalz-Schicht 3 hauptsächlich aus einer herkömmlichen,
für die Bildung abgeschiedenen Silbers geeigneten Silbersalz-Verbindung und einem Isoliermaterial zusammengesetzt
ist
Typische lichtempfindliche Silbersalz-Schichten sind Emulsionsschichten aus Silberhalogenidemulsion für
Fotografie, Lippmannemulsion für hohe Auflösung, Emulsion für Hochauflösungstrockenplatten, Silbersalzemulsion
für Plattenherstellung (z. B. direkt positive Emulsion) u. dgl. Diese Emulsionsschichten sind bekannte
lichtempfindliche Materialien und können durch Naßentwicklung nach der Belichtung Silberbilder
ausbilden.
Die Ausbildung von Silberbildern mittels eines trockenen Verfahrens ist üblicherweise so einfach, daß
es vom praktischen Standpunkt aus vorzuziehen ist Ein Muster der lichtempfindlichen Materialien für ein
derartiges trockenes Verfahren ist aus einem organichen Silbersalz, einem Reduktionsmittel und einem
Halogenid in einer im Vergleich zu derjenigen des organischen Silbersalzes geringen Menge in einem
Isoliermaterial zusammengesetzt Wenn eine derartige »trockene« Ausführungsform des lichtempfindlichen
Materials verwendet wird, können nach der bildgemäßen Belichtung Silberbilder durch Wärmeentwicklung
erzeugt werden, so daß eine Reihe von Vorgängen von der Gestaltung der elektrostatischen Druckmatrize
einer Vorlage bis zur Ausbildung eines elektrostatischen Bilds fortlaufend innerhalb einer kurzen Zeit durchgeführt
werden kann. Daher ist ein solches Verfahren eines der bevorzugt gewählten Ausführungsformen der
Erfindung.
Dieses lichtempfindliche Trockenentwicklungsmaterial
kann ein Wärmeentwicklungsmaterial sein, wobei das Silberbild durch bildgemäße Belichtung zugleich mit
der Wärmeentwicklung oder durch bildgemäße Warmeentwicklung zugleich mit oder nach einer Abdeckbelichtung
erzeugt werden kann.
Dieses lichtempfindliche Trockenentwicklungsmaterial
kann durch Aufschichten des organischen Silbersalzes und des dispers mit einem Bindemittel, einem
isolierenden Material, gemischten Halogenids auf eine beliebige Unterlage zur Erzeugung einer organischen
Silbersalzschicht und darauf folgendes Aufbringen des mit einem Harz wie Acetyl-Zellulose od. dgL gemischten
Reduktionsmittels auf die Oberfläche der organischen Silbersalzschicht unter Verwendung eines geeigneten
Lösungsmittels zur Bildung einer Reduktionsmittelschicht hergestellt werden.
Das Reduktionsmittel kann in die organische Silbersalzschicht eingelagert sein oder kann auf die
organische Silbersalzschicht mit einem Gehalt an Reduktionsmittel aufgeschichtet sein.
Jede der vorstehend genannten Komponenten kann zu einer unterschiedlichen Schicht ausgebildet sein. Das
Reduktionsmittel kann auf die Oberfläche der organischen Silbersalz-Schicht aufgetragen werden, die schon
bildgemäß belichtet worden ist, wonach dann die Wärmeentwicklung durchgeführt werden kann.
Verwendbare typische organische Silbersalze sind die Silbersalze von organischen Säuren, Mercaptoverbindungen,
Imino-Verbindungen u.dgl. sowie organische Silber-Komplex-Salze.
(1) Silbersalze organischer Säuren
(a) Silbersalze der folgenden Fettsäuren:
z. B. Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Enanthinsäure,
Caprinsäure, Pelargonsäure, Caprylsäure, Undecansäure, Laurinsäure, Tridecansäure,
Myristinsäure, Pentadecansäure, Palmitinsäure, Heptadecansäure, Stearinsäure, Nonadecansäure,
Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Heptacosansäure, Octacosansäure,
Melissinsäure, Laccerinsäure, Acrylsäure, Croton-Säure, 5-Hexensäure, 2-Octensäure,
Oleinsäure, 4-Tetradecensäure, 13-Docosensäure, Stearolsäure, Behenolsäure und 9-Undeensäure.
(b) Silbersalze anderer organischer Säuren: z. B. Arachinsäure, Hydroxystearinsäure,
Benzoesäure,
4-n-Octadecyloxydiphenyl-4-carbonsäure,
o-Aminobenzolsäure, p-Nitrobenzoesäure, p- Phcr.ylbenzoesäure, Acetamidobenzoesäure,
Phthalsäure, Salicylsäure, Oxalsäure, Picolinsäure, Chinolinsäure.a.oc'-Dithiodipropionsäure,
/J.jS'-Dithiodipropionsäure.Thiobenzoesäure,
Taurin, p-Toluolsulfinsäure und
Diäthyldithiocarbaminsäure.
(2) Mercaptoverbindungen
z. B.SiIber-2-mercaptobenzoxazol,
Silber-2-mercaptobenzimidazoLund Silber-2-mercaptobenzothiazoL
(3) Iminoverbindungen
z. B. Silber- 1,2,4-triazol, Silberbenzimidazol,
SilberbenztriazoI.Silber-S-nitrobenzimidazol,
Silber-5-nitrobenztriazol und
Silber-o-sulfobenzimid.
Silber-o-sulfobenzimid.
(4) Silberkomplexsalze
z. B. Silber-di-8-oxychinolin und
Silberphthalazinon.
Als typische Beispiele des Halogenids können genannt werden:
(1) Anorganische Halogenide
Anorganische Halogenide besitzen vorzugsweise die allgemeine Formel: MXm, bei der X ein Halogen (z. B.
CI, Br und I) und M Wasserstoff, Ammonium oder ein Metall ist (wie z. B. ·
Kalium, Natrium, Lithium, Calcium, Strontium,
Cadmium, Chrom, Lubidium, Kupfer, Nickel, Magnesium, Zink, Blei, Platin, Palladium, Wismuth,
Thallium, Luthenium, Gallium, Indium, Rhodium,
Beryllium, Kobalt, Quecksilber, Barium, Silber,
Cäsium, Lanthan, Iridium und Aluminium),
wobei m gleich 1 ist, wenn M Wasserstoff oder
Ammonium ist, und m die Valenz des Metalls aufweist, wenn M ein Metall ist
Zusätzlich können vorzugsweise Silberchlorid-Silberbromid, Silberchlorid-Silberbromid-Silberjodid, Silberbromid-Silberjodid
und Silberchlorid-Silberjodid verwendet werden.
(2) Halogenhaltige organische Verbindungen
z. B.Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform,
Trichlorethylen, Triphenylmethylchlorid,
Triphenylmethylbromid, Jodoform, Bromoform
undCetyläthyldimethylammoniumbromid.
Trichlorethylen, Triphenylmethylchlorid,
Triphenylmethylbromid, Jodoform, Bromoform
undCetyläthyldimethylammoniumbromid.
Der Wirkungsmechanismus dieser Halogenide ist bis jetzt nicht klar, wird aber jedoch wie folgt angesehen:
Hinsichtlich Silberhalogeniden bewirkt die Belichtung die Erzeugung abgeschiedenen Silbers, wobei das auf
diese Weise abgeschiedene Silber zu einem Entwicklungskern nach dem Entwickeln wird und die Abscheidung
von Silber aus dem organischen Silbersalz zur Ausbildung der Silberbilder beschleunigt Bei von
Silberhalogeniden verschiedenen Halogeniden reagieren diese mit dem organischen Silbersalz zur Erzeugung
von Silberhalogeniden, wonach die Silberhalogenide auf die gleiche Weise wirken wie die vorstehend beschriebenen,
d. h. es wird abgeschiedenes bzw. isoliertes Silber gebildet und wirkt als Entwicklungskern, wobei
Silberbilder erzeugt werden.
Die vorstehend genannten Halogenide können für sich allein oder in Verbindung verwendet werden.
Der Gehalt der Halogenide ist üblicherweise weniger als 1 Mol, vorzugsweise weniger als 10-' Mol und noch
besser 10~' bis 10"5 Mol für ein Mol des organischen
Silbersalzes.
Typische Reaktionsmittel sind nachstehend genannt: Hydrochinon, Methylhydrochinon,
Chlorhydrochinon, Bromhydrochinon, Catechol,
Pyrogallol, Methylhydroxynaphthalin,
Aminophenol,
Chlorhydrochinon, Bromhydrochinon, Catechol,
Pyrogallol, Methylhydroxynaphthalin,
Aminophenol,
4,4'-Buty!iden-bis(6-t-buty!-3-methy!phenol),
4,4'-Bis(6-t-butyI-3-methylphenol),
4,4'-Thio-Bis(6-butyl-2-methyIphenoI),
2,6-Di-t-butyl-p-cresol,
2,2'-Methylen-bis(4-äthyl-6-t-butylphenoI),
Phenidon, Metol, 2,2'-Dihydroxy-l,l'-binaphthyI,
6,6'-Dibrom-2,2'-dihydroxy-1,1 '-binaphthal,
Bis(2-hydroxy-1 -naphthyl)methan,
2,2'-Methylen-bis(6-t-butyI-p-cresol)und
4,4'-Bis(6-t-butyI-3-methylphenol),
4,4'-Thio-Bis(6-butyl-2-methyIphenoI),
2,6-Di-t-butyl-p-cresol,
2,2'-Methylen-bis(4-äthyl-6-t-butylphenoI),
Phenidon, Metol, 2,2'-Dihydroxy-l,l'-binaphthyI,
6,6'-Dibrom-2,2'-dihydroxy-1,1 '-binaphthal,
Bis(2-hydroxy-1 -naphthyl)methan,
2,2'-Methylen-bis(6-t-butyI-p-cresol)und
Gemische derselben.
Außer den vorstehend genannten Reduktionsmitteln können auf Wunsch Färbungssensibilisatoren, Färbungsmittel,
Stabilisatoren und andere Zusätze verwendet werden.
Es ist auch möglich, einen Entwicklungsvorgang ohne Einlagerung eines Entwicklungsmittels (eines Reduktionsmittels)
in die lichtempfindliche Schicht durchzuführen, d.h, es ist möglich, eine äußerliche Art des
Naßentwicklungsverfahrens zu bewerkstelligen. Beispielsweise
wird eine Entwicklungslösung, die ein Reaktionsmittel gemäß der vorstehenden Beschreibung
enthält, einer Pufferlösung zugeführt, die auf einen
niedrigen pH-Wert eingestellt ist. Das Fixieren kann mit
einer üblichen Lösung von Natriumthiosulfat bewerkstelligt werden.
Im Falle von mit Wärme entwickeibaren lichtemp-
findlichen Materialien werden lichtempfindliche Materialien, die nicht irgendein Halogenid enthalten, einer
vorausgehenden Wärmebehandlung unterzogen und dann belichtet und zur Bildung von Silberbildern
wärmeentwickelt. Die Bildinformationen werden der Belichtung oder der Wärmeentwicklungsbehandlung
aufgeprägt
Als isolierendes Material, in welches das organische
Silbersalz dispergiert wird, kann folgendes genannt
ίο werden:
Polystyrolharz, Polyvinylchloridharz, Phenolharz,
Polyvinylacetatharz, Polyvinylacetalharz,
Epoxyharz, Xylolharz, Alkydharz,
Polycarbonatharz.PolyimethylmethacrylaOharz,
Polyvinylbutyralharz, Gelatinharz, Polyester,
Polyurethan, Polyvinylacetat, Synthetikkautschuk, Polybuten
Polyvinylacetatharz, Polyvinylacetalharz,
Epoxyharz, Xylolharz, Alkydharz,
Polycarbonatharz.PolyimethylmethacrylaOharz,
Polyvinylbutyralharz, Gelatinharz, Polyester,
Polyurethan, Polyvinylacetat, Synthetikkautschuk, Polybuten
u. dgl.
Falls es gewünscht ist kann ein Weichmacher zugeführt werden. Als Weichmacher seien folgende
genannt: Dioctylphthalat, Tricresylphosphat Diphenylchlorid, Methylnaphthalin, p-Terphenyl, Diphenyl
u. dgl.
Als lichtempfindliches Material für die Herstellung der elektrostatischen Druckmatrize können herkömmliche
Materialien verwendet werden, wie es nachstehend gezeigt ist
Beispielsweise kann ein lichtempfindliches Material zur Ausbildung von Silberbildern durch Diffusionsübertragung verwendet werden. Das Negativmaterial mit einer ein Silberhalogenid enthaltenden Gelatineschicht wird belichtet in einer zur Auflösung von Silberhalogenid geeigneten Lösung getränkt und mit einem Positivmaterial in Berührung gebracht, das eine Kolloidsilber in der Lösung enthaltende Gelatineschicht besitzt wodurch das dem unbelichteten Teilbereich des Negativmaterials entsprechende Silberhalogenid in der Lösung gelöst wird, in die Gelatineschicht des Positivmaterials eindiffundiert und an dem Kolloidsilber des Positivmaterials als Entwicklungskern zur Abscheidung von Silber und zur Ausbildung positiver Silberbilder reduziert wird.
Ein anderes Verfahren ist ein als »Auto-positives« Verfahren bekanntes Verfahren. Das fotoempfindliche Material mit einer Silberhalogenid enthaltenden Gelatineschicht wird einer Abdeckbelichtung und danach einer bildmäßigen Belichtung ausgesetzt Als Ergebnis verliert gemäß dem Herschel-Effekt der bildmäßig belichtete Teilbereich die Fähigkeit der Reduktion und der Abscheidung des Silbers in der nachfolgenden Entwicklungsbehandlung, so daß zur Ausbildung von Silberbildern das Silber nur an einem Teilbereich ausscheidet der von dem bildmäßig belichteten Teilbereich verschieden ist
Beispielsweise kann ein lichtempfindliches Material zur Ausbildung von Silberbildern durch Diffusionsübertragung verwendet werden. Das Negativmaterial mit einer ein Silberhalogenid enthaltenden Gelatineschicht wird belichtet in einer zur Auflösung von Silberhalogenid geeigneten Lösung getränkt und mit einem Positivmaterial in Berührung gebracht, das eine Kolloidsilber in der Lösung enthaltende Gelatineschicht besitzt wodurch das dem unbelichteten Teilbereich des Negativmaterials entsprechende Silberhalogenid in der Lösung gelöst wird, in die Gelatineschicht des Positivmaterials eindiffundiert und an dem Kolloidsilber des Positivmaterials als Entwicklungskern zur Abscheidung von Silber und zur Ausbildung positiver Silberbilder reduziert wird.
Ein anderes Verfahren ist ein als »Auto-positives« Verfahren bekanntes Verfahren. Das fotoempfindliche Material mit einer Silberhalogenid enthaltenden Gelatineschicht wird einer Abdeckbelichtung und danach einer bildmäßigen Belichtung ausgesetzt Als Ergebnis verliert gemäß dem Herschel-Effekt der bildmäßig belichtete Teilbereich die Fähigkeit der Reduktion und der Abscheidung des Silbers in der nachfolgenden Entwicklungsbehandlung, so daß zur Ausbildung von Silberbildern das Silber nur an einem Teilbereich ausscheidet der von dem bildmäßig belichteten Teilbereich verschieden ist
Ein weiteres fotoempfindliches Material ist dasjenige, das eine dampfabgelagerte Silberhalogenidschicht aufweist
wobei bei diesem Silberbilder durch die Behandlung der Silberhalogenidschicht auf herkömmliehe
Weise, d.h. durch Belichtung, Entwicklung und Fixieren erhalten werden können.
Ein weiteres fotoempfindliches Material ist als Fotolösbarmachungs-Verfahren bekannt d.h, das Fixieren
einer Silberhalogenid mit Mercaptanen oder
es Thioharnstoffen enthaltenden Gelatineschicht das Belichten,
das Entwickeln und das Waschen mit Wasser zur Ausbildung der Silberbilder.
Wenn ein fotoempfindliches Element unter Verwen-
Wenn ein fotoempfindliches Element unter Verwen-
dung des vorstehend genannten fotoempfindlichen Materials als eine fotoempfindliche Schicht erzeugt
wird, wird üblicherweise eine Unterlage mit dem fotoempfindlichen Material beschichtet, wobei im
allgemeinen das Beschichtungsverfahren ein häufig zur Ausbildung eines dünnen Filmes von Kunstharz
angewandtes herkömmliches Verfahren sein kann. Als Beispiel sei eine Schleuderbeschichtung für eine
Emulsionslösung, eine Beschichtung mittels Mayer-Stab, eine Flußbeschichtung und eine Luftrakelbeschichtung
genannt, wobei die Filmdicke entsprechend eingestellt werden kann, wie beispielsweise von einigen μπι bis
ungefähr 100 μσι.
Die Unterlage kann eine Metallplatte wie Aluminium, Kupfer, Zink, Silber u. dgl, ein metallbeschichtetes
Papier, ein zum Verhindern des Durchdringens einer Lösung behandeltes Papier, ein mit einem leitfähigen
Polymer behandeltes Papier, ein ein Oberflächenaktivmittel enthaltender Kunstharzfilm, ein Glas, ein Papier,
ein Kunstharz, ein Film od. dgl. mit auf der Oberfläche aufgedampftem Metall, Metalloxid oder Metallhalogenid
sein. Ferner kann ein isolierendes Glas, Papier, Kunstharz od. dgl. verwendet werden. Insbesondere
sind ein flexibles Metallblatt, Papier oder andere leitfähige Materialien vorzuziehen, die auf eine Trommel
gewickelt werden können.
Wenn eine leitfähige Unterlage verwendet wird, ist es üblicherweise nötig, daß der spezifische Widerstand
niedriger als de· jenige einer Fläche ohne Silberbild auf der fotoempfindlichen Schicht ist, auf der Silberbilder
ausgebildet worden sind, wobei der spezifische Widerstand vorzugsweise niedriger als 109 ohm ■ cm und noch
besser niedriger als 105 ohm · cm ist
Zur Herstellung einer Matrize für das elektrostatische Drucken wird ein aus zur Ausbildung eines Silberbilds
geeigneten unterschiedlichen fotoempfindlichen Materialien gebildetes fotoempfindliches Element zur Ausbildung
eines latenten Bilds 4 auf dem belichteten Bereich gemäß der Darstellung in F i g. 2 einer bildmäßigen
Belichtung ausgesetzt und danach zur Ausbildung eines Silberbilds auf dem in Fig.3 gezeigten belichteten
Bereich 5 die Entwicklungsbehandlung durchgeführt. Auf dem unbelichteten Teilbereich 6 (Bereich ohne
Silberbild) wird keinerlei Silberbild ausgebildet.
Die spezifischen Widerstände ρι und ρ2 des Silberbildbereichs
bzw. des Bereiches ohne Silberbild werden wahlweise so festgelegt, daß zwischen diesen Bereichen
ein ausreichender elektrostatischer Kontrast gebildet wird. Q2 ist vorzugsweise um zwei oder mehr Stellen und
noch besser um drei oder mehr Stellen größer als ρι. Der
spezifische Widerstand ρι soll üblicherweise weniger als
1013ohm-cm und noch besser weniger als
i0'° ohm · cm beiragen.
Andererseits kann der spezifische Widerstand ρ2
üblicherweise mehr als 10'°ohm ■ cm, vorzugsweise
mehr als 10" ohm-cm und noch besser mehr als
1013ohm · cm betragen.
Die Stärke der das Silberbild tragenden Schicht kann wahlweise im Hinblick auf den Zweck, die Anwendung
und die Haltbarkeit bestimmt werden, wobei sie üblicherweise im Bereich von 1 bis 50 um und
vorzugsweise im Bereich von 2 bis 30 μπι liegt.
Das grundlegende elektrostatische Druckverfahren umfaßt eine Wiederholung eines Ladeschritts, eines
Entwicklungsschritts und eines Übertragungsschritts, wobei an einem beliebigen Punkt ein Erwärmungsschritt eingefügt ist
Wenn ferner die elektrostatische Druckmatrize aus einem mit Wärme entwickelbarem fotoempfindlichem
Material hergestellt ist, können die für solche Zwecke erforderlichen Schritte, d. h. der Schritt der bildmäßigen
Belichtung und der Wärmeentwicklungsschritt, in den elektrostatischen Druckvorgang als Vorbereitungsschritt eingegliedert werden, so daß es daher möglich
wird, ein durchlaufendes Verfahren zu erzielen. Wenn es notwendig ist, können zum Zeitpunkt des Einleitens des
grundlegenden Verfahrens im Betrieb andere zusätzliehe Schritte wie beispielsweise Reinigungs- und
Fixierschritte in das elektrostatische Druckverfahren mit einbezogen werden. Weiterhin kann gemäß
vorstehender Beschreibung das grundlegende Verfahren in unterschiedlichen Ausführungsformen ausgeführt
werden.
Ein Beispiel des grundlegenden elektrostatischen Druckvorgangs ist in den F i g. 4 bis 7 dargestellt, wobei
es eine Stufe der Herstellung elektrostatischer Bilder, eine Entwicklungsstufe und eine Übertragungsstufe
umfaßt Gemäß der Darstellung in F i g. 4 wird eine ein Silberbild tragende Matrize unter einer beispielsweise
negativen Koronaelektrode 7 durchgeleitet, so daß sich auf dem Oberflächenbereich ohne Silberbild, d. h. dem
Matrizenbereich ohne Silberbild negative Ladungen 8 ausbilden können. In diesem Fall kann anstelle der
negativen Koronaelektrode eine positive Koronaelektrode oder eine Wechselstrom-Koronaelektrode verwendet
werden und es kann anstelle der Koronaelektrode eine Kontakt-Elektrode verwendet werden. Als
Ergebnis der vorstehend beschriebenen Ladung wird auf dem Bereich ohne Silberbild auf der Matrize gezielt
ein latentes Bild elektrostatischer Ladungen ausgebildet. Dieses latente Bild elektrostatischer Ladungen wird
gemäß der Darstellung in Fig.5 einer Toner-Behandlung in einer üblichen Weise unterzogen, wie z. B. durch
Berieselungsentwicklung, Magnetbürstenentwicklung, flüssige Entwicklung, trockenmagnetische Entwicklung
und Befeuchtungsentwicklung. Wenn die Toner-Teilchen elektrisch leitfähig sind und ihnen keine besonderen
Ladungen aufgeprägt sind, oder wenn sie Ladungen tragen, die denjenigen des Bilds elektrostatischer
Ladungen entgegengesetzt sind, haften sie an einem Teilbereich 9 an, auf dem Ladungen aufgebracht sind.
Wenn andererseits den Toner-Teilchen die gleichen Ladungen wie diejenigen des Bilds aufgeprägt werden,
haften die Teilchen an einem Teilbereich 10 an, auf dem keine Ladungen aufgebracht sind. Gemäß der Darstellung
in F i g. 6 wird ein Bildempfangs- bzw. Übertragungsmaterial 11 mit der Oberfläche des Tonerbilds in
Berührung gebracht und das Tonerbild dadurch auf das Übertragungsmaterial 11 übertragen, daß beispielsweise
von der Rückseite des Übertragungsmaterials 11 her eine Koronaeiektrode 12 mit der zur Polarität des
Toners entgegengesetzten Polarität angewendet wird.
Das auf diese Weise übertragene Tonerbild kann mittels einer üblichen bekannten Technik fixiert werden.
Üblicherweise wird Wärmefixieren, Lösungsfixieren od. dgl. angewendet Im Falle der Ausführung flüssiger
Entwicklung reicht es aus, das Tonerbild lediglich zu erwärmen. Abgesehen davon kann ein Druckfixierverfahren
verwendet werden. Darauffolgend kann nötigenfalls die Oberfläche der Matrize gemäß der Darstellung
in F i g. 7 zum Entfernen des zurückbleibenden Tonerbilds unter Verwendung einer Reinigungsvorrichtung
wie einer Bürste, einer Pelzbürste eines Tuchs, einer Klinge od. dgl. gereinigt werden.
Das elektrostatische Druckverfahren wird entweder mit der vorstehend beschriebenen Schrittfolge Laden—
Entwickeln—Übertragen—Reinigen oder durch
Wiederholung der Schrittfolge Entwickeln—Übertragen—Reinigen
durchgeführt, bei der die Beständigkeit des latenten elektrostatischen Bilds ausgenützt wird. In
diesem Fall kann nach Wunsch der Reinigungsschritt weggelassen werden.
In einem besonderen Fall ist es möglich, daß mit den ersten Verfahrensschritten ein Bild mit einer ausreichenden
Menge von Toner auf der Matrize ausgebildet wird, um die Übertragung des Tonerbilds auf unterschiedliches
Übertragungsmaterial mehrere Male zu wiederholen.
Das elektrostatische Druckverfahren weist einen Schritt des Erwärmens der elektrostatischen Druckmatrize
auf. Es ist jedoch nicht immer notwendig, die Erwärmung mindestens einmal bei jedem Kopierzyklus
durchzuführen. Ferner ist es auch nicht immer notwendig, die Entwicklung mindestens einmal bei
jedem Zyklus durchzuführen.
Auf Wunsch können andere Schritte wie beispielsweise ein Reinigungsschritt, ein Fixierschritt u. dgl. hinzugefügt
werden.
Der Erwärmungsschritt wird durch Erwärmen der elektrostatischen Druckmatrize dafür ausgeführt, elektrostatische
Ladungsbilder mit weniger Schleier auszubilden. Es soll das elektrostatische Bild unter der
Einwirkung der Wärme ausgebildet werden. Die Erwärmung kann an jedem Punkt des Verfahrens
durchgeführt werden, solange sie eine Auswirkung auf die Ausbildung der elektrostatischen Bilder hat Es ist
lediglich notwendig, daß die Erwärmung zu mindestens einem Zeitpunkt des elektrostatischen Druckverfahrens
ausgeführt wird.
Die Erwärmung kann an jedem beliebigen Zeitpunkt oder an beliebigen Zeitpunkten durchgeführt werden,
wie z. B. vor oder nach dem Schritt der Ausbildung des elektrostatischen Bilds, nach dem Entwicklungsschritt
oder nach dem Übertragungsschritt. Selbstverständlich ikann der Erwärmungsschritt gleichzeitig mit einem
'anderen Schritt oder mit anderen Schritten ausgeführt werden.
Die Erwärmung an der elektrostatischen Druckmatrize soll zu mindestens einem Zeitpunkt erfolgen, was
einschließen kann, daß die elektrostatische Druckmatrize während des ganzen Verfahrens auf einer konstanten
Temperatur gehalten wird oder die elektrostatische Druckmatrize nur auf einer konstanten Temperatur
gehalten wird, wenn ein bestimmter Schritt oder mehrere bestimmte Schritte durchgeführt werden.
Wenn der Toner durch Erwärmung schmilzt, ist es
besser, die Erwärmung der elektrostatischen Druckmatrize zwischen dem Entwicklungsschritt und dem
Übertragungsschriti zu vermeiden.
Die Erwärmung der elektrostatischen Druckmatrize ergibt eine ausreichende Erhöhung des elektrischen
Potentialkontrastes zwischen den Silberbild-Teilbereichen und den bildfreien Bereichen nach dem Laden, ein
ausreichendes Absenken des elektrischen Restpotent'als
nach dem Laden, eine Verringerung einer ungünstigen Änderung der elektrischen Eigenschaften
der elektrostatischen Druckmatrize, die beim vielfachen Wiederholen des elektrostatischen Drückens auftritt,
und eine Verminderung einer altersbedingten Änderung der elektrischen Eigenschaften der elektrostatischen
Druckmatrize nach ihrer Herstellung.
Die Erwärmungstemperatur bei dem Erwärmungsschritt ändert sich in Abhängigkeit von der Art und den
Eigenschaften der elektrostatischen Druckmatrize, der elektrostatischen Druckgeschwindigkeit, der Anzahl
der Wiederholungen, der Ladepolarität, der Ladespannung, den elektrischen Eigenschaften des Entwicklers,
der Art des Übertragungsmaterials u. dgl. Üblicherweise liegt jedoch die Erwärmungstemperatur zwischen 40
und 1200C, vorzugsweise zwischen 50 und 1000C und
insbesondere zwischen 60 und 100° C. Nötigenfalls kann
die optimale Erwärmungstemperatur auf einfache Weise mittels eines einfachen Prüfverfahrens bestimmt
werden.
Die Erwärmung soll mit Vorsicht durchgeführt werden, um nicht die auf der elektrostatischen
Druckmatrize ausgebildeten Bilder zu beschädigen.
Gemäß vorstehender Beschreibung kann die Erwärmung einmal innerhalb eines Zyklus des Verfahrens
oder intermittierend durchgeführt werdsn.
Der Erwärmungsschritt kann durch Verwendung von Strahlungswärme, Konvektionswärme und/oder Leitungswärme
durchgeführt werden.
Als Beispiel für die Anwendung von Strahlungswärme werden wärmeerzeugende Lichtquellen wie Infrarotlampen,
Wolframlampen, Quecksilberlampen, Xenonlampen, Halogenlampen, unterschiedliche Blitzlampen,
Leuchtdioden, Laser u. dgl. und elektrische Heizer verwendet
Für die Konvektionserwärmung können beispielsweise das Anblasen mit einem hocherwärmten Gas wie
beispielsweise Luft u.dgl. an die elektrostatische Druckmatrize verwendet werden. Als Anwendungsbeispiel
kann für die Konduktionserwärmung eine Heizwalze angrenzend an die elektrostatische Druckmatrize
angebracht werden, um die Matrize aufzuheizen. Die vorstehend genannten Erwärmungsmethoden
können in Kombination angewendet werden.
Es ist nicht wichtig, weiche Erwärmungsvorrichtung verwendet wird. Daher kann die Erwärmungsvorrichtung
im Hinblick auf beispielsweise Wärmeübertragungsgeschwindigkeit, Kosten, Sicherheit usw. beliebig
gewählt werden.
Die Erzeugung des elektrofotografischen Bildes kann mittels eines herkömmlichen Verfahrens bewerkstelligt
werden: Beispielsweise wird zum Aufbringen elektrostatischer Ladungen auf die Matrize diese unter einer
Koronaentladungsvorrichtung mit + 6 kV einige Male hindurchgeführt, um auf die Matrize positive Ladungen
aufzubringen, wobei in diesem Fall das elektrische Potential einige hundert bis eintausendfünfhundert Volt
erreicht
Die Polarität der Koronaentladung kann entweder positiv oder negativ sein. Es kann auch eine Wechselstromkoronaentladung
verwendet werden. In beiden Fällen kann eine Elektrode in direkten Kontakt mit der
Matrize gebracht werden, um auf die Matrize elektrostatische Ladungen aufzubringen. Das elektrische
Potential aufgrund der elektrischen Ladungen ist in der Weise begrenzt daß es keine dielektrischen
Überschläge der Matrize oder Funken ergibt
Zum wiederholten Durchführen des elektrostatischen Druckvorgangs mit einer hohen Geschwindigkeit kann
der Vorgang mittels der Drehung einer Trommel durchgeführt werden, wie sie in F i g. 8 gezeigt ist Die
elektrostatische Druckmatrize mit e;nem Silberbild-Teilbereich
5 und einem Teilbereich 6 ohne Silberbild ist beispielsweise auf einer elektrisch leitfähigen Trommel
aufgebracht und wird in Richtung des Pfeils gedreht und mittels der Koronaelektrode 7 geladen, worauf eine
Kaskadenentwicklung mit Toner 13 durchgeführt wird. Die Tonerteilchen haften srezielt und auf elektrostati-
sehe Weise an dem vom Silberbild freien Bereich 9, auf
den elektrostatische Ladungen aufgebracht sind. Die übrigen Tonerteilchen werden in einem Toner-Aufnehmer
17 gesammeJ*. Das entwickelte Tonerbild wird dann mittels einer Übertragungswalze 14 auf ein Übertragungsmaterial
11 übertragen, das mittels einer Papierzuführwalze 16 zugeführt wird, wobei nötigenfalls ein
elektrisches Feld mit der zur Tonerladung entgegengesetzten Polarität an die Übertragungswalze 14 angelegt
wird. Das übertragene Tonerbild wird durch Wärme mittels eines Heizers fixiert, womit der elektrostatische
Druck fertig ist Die elektrostatische Druckmatrize wird mittels einer Reinigungsvorrichtung 15 (Bürstenreinigung)
gereinigt, nachdem das Tonerbild übertragen worden ist Der Erwärmungsschritt für die elektrostatische
Matrize kann wahlweise durch die Erwärmungsvorrichtungen 26 und 26' bewerkstelligt werden (die in
F i g. 8 als Infrarotlampen dargestellt sind). Es sind zwar zwei Erwärmungsvorrichtungen dargestellt, es ist
jedoch nicht notwendig, beide anzuwenden, sondern es kann eine allein angewendet werden.
Die F i g. 9 stellt ein Ausführungsbeispiel dar, bei dem
die Unterlage 2 einer elektrostatischen Druckmatrize Isoliereigenschaften aufweist und die elektrostatische
Druckmatrize einer doppelten Koronaentladung mittels Koronaelektroden 18 und 19 ausgesetzt wird, deren
Polaritäten derart gewählt sind, daß sie einander entgegengesetzt sind. Aufgrund des Ladens werden in
dem Teilbereich 6 ohne Silberbild auf beide Seiten der elektrostatischen Druckmatrize elektrostatische Ladungen
aufgebracht Andererseits erreichen in dem Silberbild-Teilbereich 5 die mittels der Koronaentladung
18 aufgebrachten elektrostatischen Ladungen die Grenzfläche zwischen dem Silberbild-Teilbereich 5 und
der Unterlage 2 und werden dort gespeichert, da das Silberbild elektrostatisch leitfähig ist Als Ergebnis
davon hält der Silberbild-Teilbereich im Vergleich zu dem Teilbereich ohne Silberbild in Abhängigkeit von
dem Unterschied in der elektrostatischen Kapazität der beiden Teilbereiche über die Unterlage eine große
Menge der elektrostatischen Ladungen fest, wobei sich
der Unterschied der elek rostatischen Kapazität aus dem Unterschied in der Ziitdauer für das Halten von
Ladungen bei den beiden Te'lbereichen ergibt Folglich werden die elektrostatischen Ladungen an der dem
Silberbild-Bereich entsprechenden Unterlagenoberfläche 20 in einer höheren Ladungsdichte gehalten,
während sie an der dem Teilbereich ohne Silberbild entsprechenden Unterlagenobeifläche 21 mit einer
niedrigen Ladungsdichte gehalten werden, so daß ein elektrostatisches Bild ausgebildet wird. Andererseits
werden an der oberen Fläche der elektrostatischen Druckmatrize die elektrostatischen Ladungen nur an
den Teilbereichen 6 ohne Silberbild beibehalten, so daß dadurch ein elektrostatisches Bild geformt wird. Dieses
elektrostatische Bild und das auf der Unterlagenoberfläche ausgebildete Bild stehen bezüglich des elektrostatischen
Kontrastes in einem Positiv-negativ-Verhältnis. Das auf der oberen Oberfläche der elektrostatischen
Druckmatrize ausgebildete Bild wird mit Toner entwickelt, der die entgegengesetzte Polarität zu
derjenigen des elektrostatischen Bilds besitzt, wenn ein positives sichtbares Bild erzeugt werden soll, wogegen
es mit Toner mit der gleichen Polarität wie die des elektrostatischen Bildes entwickelt wird, wenn ein
negatives sichtbares Bild erzeugt werden soll, obgleich der Kontrast verschlechtert ist. Wird andererseits das
an der Oberfläche der Unterlage ausgebildete elektrostatische Bild mit Toner mit der des elektrostatischen
Bilds entgegengesetzten Polarität entwickelt, ergibt sich ein negatives sichtbares Bild, wogegen bei Entwicklung
mit Toner mit der gleichen Polarität wie das elektrostatische BUd ein positives sichtbares Bild
erhalten wird, obgleich der Kontrast vermindert ist Im Falle der Entwicklung mit Toner mit der gleichen
Polarität wie die des elektrostatischen Bilds ist das elektrische Potential des Toners so festzulegen, daß das
ίο zu entwickelnde elektrostatische Bild ausreichend
sichtbar gemacht wird. Selbstverständlich können als Ladevorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung
auch andere als die Koronaelektrode verwendet werden.
Die Fig. 10 stellt ein Beispiel einer anderen Ladevorrichtung dar, bei der eine Ladeelektrode 22 auf
der Oberfläche der Unterlage 20 anstelle der Koronaelektrode 19 vorgesehen ist Die Ladeelektrode 22 kann
von vornherein einstückig mit der elektrostatischen Druckmatrize oder getrennt ausgebildet sein. Ferner
kann sie die Ausführungsform einer Trommel gemäß der Darstellung in F i g. 8 aufweisen. Die Ladeelektrode
kann nach dem Laden entfernt werden.
Die F i g. 11 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel
des elektro-:atischen Druckverfahrens unter Verwendung einer elektrostatischen Druckmatrize dar, die eine
elektrisch leitfähige Unterlage 2 aufweist und die mit einer Isolierschicht 23 versehen ist Die elektrostatische
Druckmatrize wird mittels der Koronaelektrode 18 aufgeladen. Als Ergebnis werden die elektrostatischen
Ladungen in dem Teilbereich 6 ohne Silberbild sowohl an dem Teilbereich 24 der Isolierschicht 23 als auch an
der Grenzfläche zwischen dem Teilbereich ohne Silberbild und der Unterlage festgehalten, wogegen die
elektrostatischen Ladungen in dem Silberbild-Teilbereich 5 sowohl an dem Teilbereich 25 der Isolierschicht
23 als auch an der Grenzfläche zwischen der Isolierschicht und dem Silberbild-Teilbereich gehalten
werden. Der Teilbereich ohne Silberbild ist aufgrund des großen Abstands für das Halten der elektrostatischen
Ladungen von geringer elektrostatischer Kapazität, so daß daher die Ladungsdichte in dem Teilbereich ohne
Silberbild gering ist Andererseits ist die Ladungsdichte des Silberbild-Teilbereichs groß, da seine elektrostatisehe
Kapazität aufgrund des kleinen Abstands zum Festhalten der elektrostatischen Ladungen groß ist. Als
Ergebnis wird auf der Oberfläche der Isolierschicht 23 ein elektrostatisches Bild ausgebildet, das einen
Kontrast aufweist, in dem eine kleine Menge elektrostatischer Ladungen in dem Teilbereich ohne Silberbild
und eine große Menge elektrostatischer Ladungen in dem Silberbild-Teilbereich festgehalten wird. Das
ausgebildete elektrostatische Bild wird mit Toner entwickelt, der die zur Polarität der elektrostatischen
Ladungen des Bilds entgegengesetzte Polarität aufweist, um ein negatives sichtbares Bild zu entwickeln,
während es mit Toner entwickelt wird, der die gleiche Polarität wie das elektrostatische Bild aufweist wenn
ein positives sichtbares Bild erhalten werden soll. Im Falle der Entwicklung mit Toner mit der gleichen
Polarität wie diejenige des Bilds wird das elektrische Potential des Toners so festgelegt, daß er gezielt an dem
Teilbereich ohne Silberbild haftet. Selbstverständlich können bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 11 wie
im Falle der F i g. 9 wahlweise andere Ladevorrichtungen verwendet werden. Die Isolierschicht kann im
Voraus auf der elektrostatischen Druckmatrize ausgebildet werden oder auf irgendeine andere beliebige
Weise ausgebildet werden. Diese Ausführungsfonn ist
insofern nützlich und wirksam, als die Isolierschicht auch als eine Schutzschicht wirkt
Bei den in den Fig.9 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispielen
wird das en wickelte sichtbare Bild, d. h.
das Tonerbild auf das in Fi g. 6 gezeigte Übertragungsmaterial übertragen und nötigenfalls die elektrostatische
Druckmatrize dann einer Reinigungsbehandlung unterzogen, wonach die Schritte Laden—Entwickeln—
Obertragen eder die Schritte Entwickeln—Übertragen
wiederholt werden. Wenn der Unterschied in der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Teilbereich
ohne Silberbild und dem Silberbild-Teilbereich zur Ausbildung eines elektrostatischen Bilds ausgenützt
wird, wie es bei den in den Fig.9 bis 11 gezeigten
Ausführungsbeispielen der Fall ist, ist die Stärke der Isolierschicht und der das Silberbild tragenden Schicht
so festgelegt, daß der Kontrast des elektrostatischen Bilds größer als ein praktischer Wert sein soll. Ferner
wird die Wärmebehandlung der elektrostatischen Druckmatrize in einer Weise durchgeführt, daß die
Erwärmung das elektrostatische Bild schleierfreier macht Ein typischer Aufbau der bei dem Verfahren
verwendeten elektrostatischen Druckmatrize ist in Fig. 3 dargestellt Nötigenfalls kann jedoch die
Unterlage weggelassen werden. Wenn die Matrize ohne Unterlage dem elektrostatischen Druckvorgang ausgesetzt
wird, kann sie bei dem Ladeschritt auf eine Trägerplatte aufgesetzt werden, so daß das Laden
gleichzeitig von beiden Seiten der Matrize her durchgeführt werden kann, wie beispielsweise durch
doppelte Koronaentladung entgegengesetzter Polarität auf den beiden Seiten der Matrize.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren unter Ausnutzung einer elektrostatischen
Übertragung verwendet Beispielsweise werden auf einer elektrostatischen Druckmatrize ausgebildete
elektrostatische Bilder auf ein Übertragungsmaterial übertragen und die auf diese Weise übertragenen
elektrostatischen Bilder zu sichtbaren Bildern entwikkelt Weiterhin wird zu mindestens einem Zeitpunkt
dieses Verfahrens die elektrostatische Druckmatrize erwärmt
Beispielsweise wird die elektrostatische Bildübertragung durch Anordnen der Oberfläche eines auf der
Oberfläche einer elektrostatischen Druckmatrize ausgebildeten elektrostatischen Bilds in der Nähe der
Oberfläche eines isolierenden Übertragungsmaterials in Gegenüberstellung bewerkstelligt, wobei ein äußeres
elektrisches Feld an die elektrostatische Druckmatrize und das Übertragungsmaterial zur Erzeugung eines
zweiten elektrostatischen Bilds auf der Oberfläche des Übertragungsmaterials angelegt wird. Bei diesem
Verfahren wird die elektrische Ladung durch den Unterschied der Feldelektronenemission zwischen der
elektrischen Ladung in den Teilbereichen ohne Bild der elektrostatischen Druckmatrize und derjenigen in dem
Silberbild-Teilbereich übertragen, so daß dadurch ein zweites elektrisches Bild auf dem Übertragungsmaterial
•ausgebildet wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektrostatischen
Übertragung ist eine Übertragung, die ohne Anlegen irgendeines äußeren elektrischen Feld bewerkstelligt
wird. Gemäß diesem Verfahren wird das elektrische Oberflächenpotential in dem Silberbild-Teilbereich
der elektrostatischen Druckmatrize auf einen maximalen Wert gesteuert Dei dem eine Feldelektronenemission
oder eine Gasentladung nicht auftritt, während das elektrische Oberflächenpotential in dem
Teilbereich ohne Silberbild auf einen Wert gesteuert wird, der nicht geringer als der Minimalwert der
Feldelektronenemission ist, so daß dadurch die elektrostatischen Bilder ohne ein äußeres elektrisches Feld auf
das Übertragungsmaterial übertragen werden können, indem die hintere Fläche des Übertragungsmaterials mit
der hinteren Fläche der elektrostatischen Druckmatrize kurzgeschlossen werden, um den Flächen nahezu das
gleiche elektrische Potential zu geben. Auf diese Weise wird eine elektrische Ladung mit der gleichen Polarität
wie die des Teilbereichs ohne Silberbild auf der Übertragungsmaterialoberfläche als ein dem Teilbereich
ohne Silberbild entsprechendes elektrostatisches
Bild auf dem Übertragungsmaterial ausgebildet
Bisher war es nicht bekannt daß bei der Elektrofotografie oder beim elektrostatischen Drucken elektrostatische
Druckmatrizen erwärmt wurden, weil die elektrischen Eigenschaften der Matrizen üblicherweise
durch die Erwärmung nachteilig beeinflußt werden.
Beim beschriebenen Verfahren ergibt jedoch die Erwärmung der elektrostatischen Druckmatrize ein
verbessertes elektrostatisches Drucken. Der Mechanismus, der hierzu führt ist noch nicht klar. Es wird jedoch
angenommen, daß der Unterschied zwischen der thermischen Leitfähigkeit von Silberbildern und derjenigen
des Isoliermaterials und die durch die Wärme verursachte Änderung der elektrischen Eigenschaften
zu der Verbesserung beiträgt
Das Erwärmen der elektrostatischen Druckmatrize trägt bemerkenswert dazu bei, die richtigen elektrischen
Eigenschaften der elektrostatischen Druckmatrize aufrechtzuerhalten und restliche elektrische Ladung auf
der elektrostatischen Druckmatrize zu beseitigen, so daß dadurch viele Blätter von klären und scharfen
Kopien erzielt werden können. Die Erwärmung dient dazu, die Schleierbildung zu vermeiden (die z. B. durch
an dem Silberbild-Teilbereich der elektrostatischen Druckmatrize anhaftenden Toner verursacht ist), die
so häufig bei der Herstellung vieler Kopieblätter auftritt. Der Erwärmungsschritt erweitert den Wählbereich der
Betriebsbedingungen für die Erzeugung vieler Blätter klarer und scharfer Kopien, und ermöglicht ferner die
Erzeugung von Kopien mit hoher Geschwindigkeit, so daß der wirtschaftliche Wert des elektrostatischen
Druckvorgangs verbessert ist.
Die nachstehenden Ausführungsbeispiele sollen der Darstellung des Verfahrens dienen.
Bezugsbeispiel
In einer Kugelmühle wurden 20 g Silberbehanat, 150 g Methyläthylketon und 150 g Toluol gemischt und
für 32 Stunden zur Herstellung eines einförmigen Schlammes pulverisiert. Danach wurden 100 g einer
2O°/oigen Lösung von Polyvinylbutyralharz in Äthylalkohol
dem Schlamm zugegeben und sacht über ungefähr 3 Stunden gemischt. 0,12 g Quecksilberacetat,
0,2 g Calciumbromid und 5,0 g Phthalazinon wurden aufeinanderfolgend der Mischung zugefügt. Die sich
ergebende Mischung wurde auf eine Aluminiumplatte
030 249/224
mit einer Stärke von 100 μπι mittels eines Beschichtungsstabs
gleichförmig aufgeschichtet und für 3 Minuten bei 80° C getrocknet
2£'-Methylen-b!S-6-t-butyI-p-cresoI
Phthalzinon
Celluloseacetat, 10%ige Acetonlösung
Aceton
Färbungssensibilisator
C-CH = CH-CH =
Die gemischte Lösung der folgenden. Zusammensetzung
wurde auf die Silberbehanat-Schicht gemäß der vorstehenden Formung aufgeschichtet:
Ug
0,3 g
10 g
30 g
30 g
10 g
30 g
30 g
0,005 g
Die vorgenannten Vorgänge wurden alle im Dunkeln durchgeführt
Die auf diese Weise hergestellte lichtempfindliche Platte wurde über ein Positivbild für zwei Sekunden
einer Wolframlichtquelle (60 lux) ausgesetzt und dann wurde eine Walzen-Erwärmungsvorrichtung zur 25:
Durchführung der Entwicklung angewendet, so daß mittels Erwärmung auf 130° C für 2 Sek. ein Negativdruck
erzielt wurde.
Danach wurrie die lichtempfindliche Platte einer gleichmäßigen Koronaentladung mit —7 kV unterzogen
und mit einem positiv geladenen Toner mittels einer Magnetbürstenentwicklung entwickelt, wonach weiterhin
die sich ergebenden Tonerbilder durch Anlegen einer Koronaentladung von der Übertragungspapierseite
her zur Bildung sichtbarer Bilder auf dem Übertragungspapier auf ein Übertragungspapier übertragen
wurden. Die sichtbaren Bilder wurden unter Verwendung eines Heizers fixiert
Unter Wiederholung des Verfahrens des Bezugsbeispiels wurde ein lichtempfindliches Element mit einem
Gehalt an Silber-Behenat erhalten. Von diesem lichtempfindlichen Element wurden zwei Muster hergestellt
Ein Muster (Muster A) wurde unter Anlegen einer Abdeckbelichtung an das lichtempfindliche Element mit
der gleichen Lichtmenge wie das Bezugsbeispiel hergestellt und dann wärmeentwickelt Das andere
Muster (Muster B) wurde durch Wärmeentwicklung des lichtempfindlichen Elements ohne Abdeckentwicklung
präpariert
Die sich ergebenden Muster A und B wurden durch Anblasen mit warmer Luft auf die Muster vor dem
Laden erwärmt Als Ergebnis wurden die in der nachstehenden Tabelle aufgeführten elektrischen Oberflächenpotentiale
erhalten:
Fall | Erwärmungsbed. Temperatur am Blas ausgang in C |
Luftgeschw. m./sec. |
Muster A (V) |
Muster B (V) |
Kontrast (V) |
1 | keine Erwärmung | -350 | -700 | 350 | |
2 | ung. 90 | 7,5 | -100 | -500 | 400 |
3 | ung. 80 | 9,0 | -150 | -530 | 380 |
4 | ung. 70 | 10,5 | -170 | -530 | 360 |
5 | ung. 60 | 12,0 | -200 | -530 | 360 |
Das Anblasen von Luft wurde mit einem Abstand von 15 cm von dem Muster A und dem Muster B bei
Umgebungstemperatur durchgeführt. Das elektrische Oberflächenpotential wurde mittels eines Analisators
für elektrostatisches Papier gemessen. Die Luftanblasung wurde für 20 sek durchgeführt und nach 10 sek
nach dem Beenden des Blasens wurde die Aufladung für 5;sek mit —7 kV ausgeführt,, wonach 2;5 sek später das
elektrische Oberflächenpotentialigemessen: wurde.
Das vorstehend aufgeführte Ergebnis zeigte daß die
Erwärmung der elektrostatischen Druckmatrize eine Verminderung des elektrischen Oberflächenpotentials
an dem Silberbild-Teilbereich nach dem Laden ergibt und dadurch die verbleibende elektrische Ladung
beträchtlich vermindert wird, die eine Ursache für die Schleierbildung ist.
Unter Verwendung der in Beispiel 1 verwendeten Muster A. undi B und Ausführung einer Entwicklung mit
Toner, Übertragung und Fixierung gemäß dem vorgenannten
Bezugsbeispiel wurde die Bilddichte wie folgt gemessen:
Fall
Dichte übertragener
Bilder
Muster A
Dichte übertragener Bilder
Muster B
Muster B
I 3f |
1 | 0,82 | l,4lf |
! | 2 | 0,20 | 1,31 |
ι | 3 | 0,30 | 1,32 |
I | 4 | 0,33 | 1,31 |
! | 5 | 0,35 | 1,30 |
Das vorgenannte Ergebnis weist darauf hin, daß die Erwärmung der elektrostatischen Druckmatrize die
Schleierdichte an dem Silberbild-Teilbereich in einem
großen Ausmaß verringert und die Bildqualität verbessert ist
Unter Wiederholung des Vorgangs bei dem Bezugsbe'spiel,
mit der Ausnahme, daß eine aus einem Polyesterfilm von 70μΐπ Starke mit aufgedampftem
Aluminium auf der Oberfläche als Unterlage anstelle der Aluminiumplatte verwendet wurde, wurde die sich
ergebende elektrostatische Druckmatrize um eine Drehtrommel gemäß der Darstellung in F i g. 8 gelegt
und der sich wiederholende Prozeß von Laden, Entwickeln mit Toner (Kaskadenentwicklung), Übertragen
und Reinigen durchgeführt
Bei dem in Fig.8 gezeigten System wurde eine
ίο Drehtrommel mit 20 cm Durchmesser und 20 cm Breite
benutzt, wobei jeweils eine Infrarotlampe für medizinische Behandlung (125 W) vor und nach der Ladeeinrichtung
mit einem Abstand von 40 cm angebracht wurde.
Die vorgenannte Einrichtung wurde zum Kopieren in
Die vorgenannte Einrichtung wurde zum Kopieren in
einer dem Beispiel 2 gleichenden Weise zur fortlaufenden Erzeugung von 1000 Kopieblättern verwendet und
die sich ergebende Bilddichte wurde gemessen, wobei das Ergebnis in der nachstehenden Tabelle gezeigt ist:
10. Blatt
100. Blatt 200: Blatt 400. Blatt 600. Blatt 800. Blatt 1000. Blatt
Ohne Infrarotstrahlen 0.8/1.4
Infrarotlampe nur vor 0.3/1.3
der Ladevorrichtung
der Ladevorrichtung
Verwendung zweier 0.2/1.2
Infrarotlampen
0.8/1.4 0.9/1.4 0.9/1.4 1.0/1.5 1.0/1.5
0.3/1.3 0.3/1.3 0.4/1.3 0.4/1.4 0.4/1.4
0.2/1.2
0.2/1.2
0.2/1.3
0.3/1.3
0.3/1.3
1.2/1.5
0.4/1.4
0.4/1.4
0.3/1.3
(Der oben gezeigte Wert zeigt das Verhältnis der »übertragenen Dichte unter Verwendung des Musters A
zur übertragenen Dichte unter Verwendung des Musters B«.)
Das vorgenannte Ergebnis zeigt, daß die Erwärmung der Matrize eine Verminderung der zeitbedingten
Änderung und der Verschlechterung aufgrund der ständigen Benutzung ergibt (eine Umdrehung der
Trommel je Sekunde und ein erzieltes Kopieblatt je Umdrehung der Trommel).
Unter Befolgung des Vorgangs bei Beispiel 3 mit der Ausnahme, daß die elektrostatische Druckmatrize durch
Berührung einer erwärmten Metalltrommel mit der Matrize anstelle der Infrarotlampe erwärmt wurde und
die erwärmte Metalltrommel aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 15 cm hergestellt wurde und
weiterhin mit einem Silikongummi beschichtet wurde, um das Zusammenhaften mit der elektrostatischen
Druckmatrize zu verhindern, ergaben sich nachstehende Ergebnisse.
Das vorstehende Ergebnis zeigt auch die Auswirkung, die derjenigen des vorstehenden Beispiels ähnelt.
40
Gemäß Beispiel 3 und dem in F i g. 8 gezeigten Verfahren wurde als Erwärmungsvorrichtung vor der
Ladevorrichtung im Abstand von 45 cm eine Infrarotlampe angeordnet
Unter Wiederholung des Vorgangs nach Beispiel 2
mit Verwendung dieser Vorrichtung wurden aufeinan-
derfolgend 1000 Blatt übertragener Kopien hergestellt.
Bei diesem Beispiel wurde die Infrarotlampe nur einmal
für je 10 Trommelumdrehungen eingeschaltet, wobei
das Ergebnis nahezu das gleiche wie bei dem Beispiel 3
war. (Eine Trommelumdrehung je Sekunde und ein
Kopieblatt für eine Trommelumdrehung.)
Oberflächentempe- | Übertragene Dichte | Übertragene |
ratur der Metall | bei Muster A | Dichte bei |
heiztrommel | Muster B | |
50 C | 0,35 | 1,28 |
601C | 0,35 | 1,25 |
70"C | 0,31 | 1,20 |
8O11C | 0,30 | 1,20 |
keine | 0,80 | 1,40 |
60
65
Auf eine vollständig entfettete Aluminiumplatte wurde eine kolloides Silber enthaltende Gelatineemulsion
aufgeschichtet, die nach einem herkömmlichen Verfahren hergestellt wurde, und zur Ausbildung einer
Positivbild-Aufnahmeschicht getrocknet. Danach wurde die Positivbild-Aufnahmeschicht mit einer Negativschicht
eines im Handel erhältlichen Diffusions-Übertragungselements in Berührung gebracht, wobei die
22
Negativschicht über ein Positivoriginal belichtet wurde. Danach wurde die Positivbild-Aufnahmeschicht unter
Verwendung eines im Handel erhältlichen Entwicklungsmittels zur Erzielung positiver sichtbarer Bilder
auf der Positivschicht entwickelt, wonach diese Positivschicht-Matrize getrocknet wurde.
Unter Verwendung der sich ergebenden Matrize wurde gemäß dem Verfahren nach Beispiel 2 die
Toner-Entwicklung, die Übertragung und das Fixieren ausgeführt, und die sich ergebende Bilddichte wurde wie
folgt gemessen:
Fall Schwarzteil entspr. Nicht-Schwarzteil
übertragene Bild- entspr. übertragene dichte Bilddichte
0,70 0,35 0,40 0,45 0,50
1,20 1,22 1,23 1,22 1,25
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
äässaaassiaöiaifiiii:^^
Claims (16)
1. Verfahren zum elektrostatischen Drucken mittels einer ein leitendes Bild aufweisenden
elektrostatischen Druckmatrize, bei dem durch Laden der Druckmatrize ein elektrostatisches
Ladungsbild erzeugt, durch Entwickeln des Ladungsbildes ein sichtbares Bild hergestellt und dieses auf
Bildempfangsmaterial übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine glatte Oberfläche
aufweisende Druckmatrize verwendet wird, die eine Schicht aus einem isolierenden Material besitzt,
dessen elektrischer Widerstand zum Festhalten elektrostatischer Ladung ausreicht und in das ein
Silberbild eingelagert ist, und daß die Druckmatrize während des Verfahrens zur Vermeidung von
Schleierbildung mindestens einina! erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung mehrerer Kopien alle
Verfahrensschritte entsprechend oft wiederholt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung mehrerer Kopien nur
das Entwickeln und die Bildübertragung entsprechend oft wiederholt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Herstellung mehrerer Kopien nur die Bildüberiragung entsprechend oft wiederholt
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmatrize nach der
Bildübertragung gereinigt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen vor
dem Entwickeln durchgeführt wird.
7. Verfahren zum elektrostatischen Drucken mittels einer ein leitendes Bild aufweisenden
elektrostatischen Druckmatrize, bei dem durch Laden der Druckmatrize ein elektrostatisches
Ladungsbild erzeugt, das Ladungsbild von der Druckmatrize auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen
und auf diesem zu einem sichtbaren Bild entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine
eine glatte Oberfläche aufweisende Druckmatrize verwendet wird, die eine Schicht aus einem
isolierenden Material besitzt, dessen elektrischer Widerstand zum Festhalten elektrostatischer Ladung
ausreicht und in das ein Silberbild eingelagert ist, und daß die Druckmatrize während des
Verfahrens zur Vermeidung von Schleierbildung mindestens einmal erwärmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial der Druckmatrize
dicht gegenüberliegend angeordnet und das Ladungsbild unter Anwendung eines elektrischen
Feldes auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial der Druckmatrize
dicht gegenüberliegend angeordnet und die Rückseite des Aufzeichnungsmaterials mit der
Rückseite der Druckmatrize zur Ladungsbildübertragung kurzgeschlossen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der
Druckmatrize vor der Ladungsbildübertragung durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmatrize nach
der Ladungsbildübertragung gereinigt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das sichtbare Bild schließlich fixiert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen bei
einer Temperatur von 40 bis 1200C durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Widerstand im Silberbildbereich der Schicht niedriger als
10I3ohm · cm und der spezifische Widerstand im
bildfreien Bereich der Schicht größer als 1010 ohm · cm ist, wobei der spezifische Widerstand
im bildfreien Bereich um einen Faktor von mindestens 102 größer ist als der spezifische
Widerstand im Silberbildbereich der Schicht
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Widerstand im
Silberbildbereich der Schicht niedriger als 1010ohm · cm und der spezifische Widerstand im
bildfreien Bereich der Schicht größer als 10nohm ■ cm ist
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht im Bereich von 1 bis 50 μπι liegt
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50059389A JPS51135709A (en) | 1975-05-19 | 1975-05-19 | Electrostatic printing method |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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