DE1239198B

DE1239198B - Elektrophotographisches Entwicklungsverfahren

Info

Publication number: DE1239198B
Application number: DEA46897A
Authority: DE
Inventors: Dr Hildegard Schnoering; Dr Wolf Gesierich
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1964-08-20
Filing date: 1964-08-20
Publication date: 1967-04-20
Also published as: NL6510911A; BE668545A; DE1497112A1; US3443936A; CH461955A; CH470009A; DE1272722B; GB1123429A; NL6510853A; BE668546A; GB1118812A

Description

DEUTSCHES 4§fitS^ PATENTAMT

DeutscheKl.: 57 e-1/22

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1239 198

Aktenzeichen: A 46897IX a/57 e

1 239 198 Anmeldetag: 20. August 1964

Auslegetag: 20. April 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwicklung von Ladungsbildern auf einer photoleitfähigen Schicht mit einem pigmenthaltigen flüssigen, elektrophotographischen Entwickler.

Für die Sichtbarmachung von Ladungsbildern werden neben den trocken arbeitenden Entwicklungsverfahren sogenannte Naßverfahren angewendet. Danach wird eine Dispersion eines Tonerpigmentes in einer isolierenden organischen Flüssigkeit auf die zu entwickelnde Oberfläche aufgebracht. Der Entwicklerauftrag kann durch Aufgießen, Eintauchen oder Aufwalzen bewerkstelligt werden. Bei entsprechender Auswahl von Toner und Trägerflüssigkeit erhalten die Tonerteilchen eine triboelektrische Ladung der Polarität, die der des Ladungsbildes entgegengesetzt ist. Die dadurch mögliche Abscheidung des Toners an den geladenen Bezirken der Bildfläche ist ein Vorgang, der unter der Bezeichnung Elektrophorese oder Kataphorese bekannt ist.

Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, der Dispersion des Tonerpigmentes in der isolierenden Trägerflüssigkeit Stoffe zuzusetzen, die den Tonerteilchen eine einheitliche elektrostatische Ladung im gewünschten Sinne vermitteln. Diese sogenannten Steuerstoffe sind in der Regel filmbildende Verbindüngen. Neben der elektrostatischen Aufladung der Tonerteilchen und einer Steuerung des Entwicklungsvorganges sorgen sie nach dem Abtrocknen der Trägerflüssigkeit von der entwickelten Oberfläche für die Fixage des Toners auf dieser Oberfläche.

Die bisher bekannten naß arbeitenden Entwicklungsverfahren haben den Nachteil, daß der Niederschlag des Toners nicht nur auf den geladenen Bildteilen, sondern daß auch die ungeladenen Bildteile, also diejenigen Teile, die belichtet wurden und demnach keine oder nur wenig Ladung tragen, mehr oder weniger stark belegt werden. Dieser unerwünschte Tonerauftrag liefert Reproduktionen mit unsauberem Untergrund. Der Fehler tritt besonders dann auf, wenn Originale mit feinen Details wiedergegeben werden sollen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren liegt darin, daß die erhaltenen Bilder einen störenden Randeffekt aufweisen, und daß nach diesen Verfahren keine Halbtonbilder hergestellt werden können. Unter Randeffekt wird in diesem Zusammenhang verstanden die verstärkte Einfärbung von größeren Bildflächen an den Rändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte nasse elektrophoretische Entwicklungsverfahren so zu modifizieren, daß der Niederschlag des Toners aus der flüssigen Entwicklerdispersion auf die Elektrophotographisches Entwicklungsverfahren

Anmelder:

Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft,
Leverkusen, Kaiser-Wilhelm-Allee 24

Als Erfinder benannt:

Dr. Hildegard Schnöring, Wuppertal-Elberfeld; Dr. Wolf Gesierich, Opladen-Großendriesch

ungeladenen Teile der das Ladungsbild tragenden elektrophotographischen Schicht verhindert wird, so daß Bilder mit klarem Untergrund erhalten werden.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß die das Ladungsbild tragende Schicht vor der Entwicklung mit einem tonerfreien Vorbad behandelt wird, das im wesentlichen aus einer organischen Flüssigkeit besteht, deren Widerstand so groß ist, daß kein Zerfall des LadungsbUdes eintritt und deren Dipolmoment kleiner als 0,3 · IO^-18 dyn^1/2 · cm² ist.

Bevorzugt sind solche Flüssigkeiten, deren Dipolmoment kleiner als 0,2 · IO^-18 dyn^1/2 - cm² ist. Der Widerstand der Flüssigkeiten soll mindestens IO⁴ Ohm · cm betragen.

Brauchbar sind beispielsweise die folgenden Flüssigkeiten:

Dipolmoment IO-¹⁸ dyn ¹Z²-Cm^a

Benzol 0,08

Cyclohexan 0

η-Hexan 0

Tetrachlorkohlenstoff 0

p-Xylol 0

Pentan 0

Octan 0

Nonan 0

n-Heptan 0

Außerdem sollte die Vorbadfiüssigkeit einen hohen Dampfdruck haben. Selbstverständlich werden auch Flüssigkeiten bevorzugt, die weder toxische Eigenschaften haben noch brennbar sind.

Die Behandlung der belichteten photoleitfähigen Schicht mit der Flüssigkeit des Vorbades kann in beliebiger Weise, beispielsweise durch Tauchen, Auf-

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wischen, Aufbürsten, Aufsprühen oder durch Antrag mittels Walzen erfolgen. Auch die Dicke des auf der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht verbleibenden Flüssigkeitsfilmes ist von untergeordneter Bedeutung und kann ohne Schwierigkeiten durch Wahl 5 eines geeigneten Antragsverfahrens eingestellt werden. Gegebenenfalls können solche Flüssigkeiten in Verbindung mit solchen photoleitfähigen Schichten verwendet werden, daß die Flüssigkeit die photoleitfähige Schicht anquellt, so daß hierdurch ein gewisser Gehalt an Vorbadflüssigkeit, d. h. eine gewisse Dicke des Flüssigkeitsfilmes, eingestellt werden kann. Der Flüssigkeitsfilm kann auch nach dem Antragen durch geeignete Maßnahmen, wie Abstreifer, Absauger oder Preßwalzen, auf die gewünschte Dicke gebracht werden.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Vorbades ist insbesondere deswegen außerordentlich vorteilhaft, weil dadurch eine wesentlich höhere Entwicklungsgeschwindigkeit erreicht wird. Dieser Effekt beruht darauf, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Vorbades wesentlich pigmentreichere Entwickler verwendet werden können. Bei dem klassischen flüssigen Entwicklungsverfahren ist die Pigmentkonzentration im Entwickler auf höchstens 0,5% begrenzt, da bei höherer Konzentration eine starke Einfärbung auch der ladungsfreien Bildteile eintritt. Im vorliegenden Falle können Entwicklerflüssigkeiten mit einer Pigmentkonzentration zwischen etwa 1 bis 5 °/o verwendet werden. Dadurch wird außerdem eine sehr gleichmäßige Einfärbung der Bildteile ohne einen wahrnehmbaren Randeffekt erreicht.

Die mit dem erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren erzielten Kopiergeschwindigkeiten liegen bei etwa 10 bis 100 m/Min., da die Entwicklungszeiten weniger als 1 Sekunde betragen.

Die Entwicklerflüssigkeiten können sowohl rein oder auch in Form von Mischungen verwandt werden. Ferner kann die Vorbadflüssigkeit einen oder mehrere Stoffe gelöst enthalten. Solche Stoffe sind beispielsweise Harze oder Verdickungsmittel, mit denen sich die Viskosität der Vorbadflüssigkeit beeinflussen läßt. Beispielsweise seien genannt Lösungen von Alkydharzen in Cyclohexan.

Trägt man einer der oben beschriebenen Lösungen als Vorbadflüssigkeit auf, so kann ihre Viskosität nach dem Auftragen in der gewünschten Weise erhöht werden, indem das leichtflüchtige Lösungsmittel teilweise verdunstet wird, z. B. durch Einwirkung von Wärmestrahlung, so daß ein relativ gleichmäßiger und dünner Film auf der Bildfläche zurückbleibt. In diesem Fall kann mit Entwicklerflüssigkeiten gearbeitet werden, die wenig oder gar kein Harz enthalten.

Für das erfindungsgemäße Verfahren sind die übliehen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien, insbesondere jedoch solche geeignet, die als photoleitfähige Substanz Zinkoxid in einem isolierenden Bindemittel dispergiert enthalten. Verwendet werden können die üblichen Entwicklerflüssigkeiten, wie sie für die Verwendung in elektrophotographischen Entwicklungsverfahren beschrieben sind.

Beispiel 1

320 g Silikonharz aus Phenylmethylpolysiloxan (60 Gewichtsprozent in Toluol), 500 g Toluol, 450 g chemisch reines photoleitfähiges Zinkoxid, werden etwa 3 Stunden in einer Kugelmühle gemahlen und

anschließend auf Papier gegossen und getrocknet. Die photoleitfähige Schicht des so hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials wird mit Hilfe einer Aufladungseinrichtung aufgeladen und bildmäßig belichtet; so daß ein Ladungsbild entsteht.

Die das Ladungsbild -tragende photoleitfähige Schicht wird nun mittels einer Antragwalze mit Cyclohexan benetzt (Antragsgeschwindigkeit 20 cm pro Sekunde). Die Schichtdicke des Cyclohexanfilms beträgt etwa 10 μπι. Anschließend wird mit einem pigmenthaltigen flüssigen Entwickler der folgenden Zusammensetzung entwickelt:

25 g Ruß,

25 g eines mit Sojaöl modifizierten Alkydharzes, 1000 g Tetrachlorkohlenstoff.

Der Entwickler wird in der gleichen Geschwindigkeit wie das Cyclohexan mit einer Antragsvorrichtung angetragen.

Man erhält eine tiefe und gleichmäßig angefärbte positive Kopie des Originals.

Beispiel 2

300 g eines Produktes, das durch Vakuumvernetzung von 2 Mol Phthalsäureanhydrid, 1 Mol Adipinsäure, Trimethylolpropan und anschließender Umsetzung mit 4,8 Mol Cyclohexylisocyanat hergestellt wurde, werden in 1000 g Essigester gelöst. Man gibt anschließend 670 g photoleitfähiges Zinkoxid hinzu und schüttelt die Mischung 2 Stunden auf einei Schwingmühle, vergießt auf Papier und trocknet. Es wird in üblicher Weise aufgeladen und belichtet.

Auf die das Ladungsbild tragende photoleitfähige Schicht wird durch Tauchen ein Film aus Tetrachlorkohlenstoff von etwa 1 mm Dicke aufgetragen (Antragsgeschwindigkeit 20 cm pro Sekunde). Anschließend wird mit einem pigmentierten Entwickler der folgenden Zusammensetzung ebenfalls durch Tauchen entwickelt:

37,5 g Phthalocyaninblau,
6 g eines mit Leinöl modifizierten Alkydharzes

von mittleren Polymerisationsgrades,
6 g eines mit Phenol modifizierten Pentaerythritesterharzes in 11 Cyclohexan.

Die Entwicklungsgeschwindigkeit entspricht der Antragsgeschwindigkeit der Flüssigkeit des Vorbades.

Man erhält bei der Entwicklung eine Positivkopie des Originals, wobei größere Bildflächen einen deutlichen Randeffekt zeigen. Steigert man die Pigmentkonzentration in der obengenannten Entwicklermischung auf etwa das 5f ache, erhält man bei gleicher Verarbeitung gleichmäßig eingefärbte Bilder ohne Randeffekt.

Wenn man die konzentrierte Entwicklerlösung ohne das Vorbad aus Tetrachlorkohlenstoff anwendet, erhält man Bilder schlechter Qualität mit einer stärkeren Schwärzung auch des Bilduntergrundes und einen außerordentlich störenden Randeffekt.

Beispiel 3

Eine Mischung von 140 g photoleitfähigem Zinkoxid, 120 g eines mit Sojaöl modifizierten Alkydharzes, 320 g Toluol und 10 g Kobalt-Naphthenat-Lösung lOgewichtsprozentig in Toluol werden auf aluminiumkaschiertes Papier aufgetragen und getrocknet. Es wurde in üblicher Weise aufgeladen und belichtet.

Claims

Anschließend wird die photoleitfähige Schicht durch Tauchen mit einer 0,2gewichtsprozentigen Lösung eines Cyclohexanon-Formaldehydharzes in Xylol behandelt. Entwickelt wird nun mit einer Dispersion von 25 g Ruß in 11 eines hochsiedenden Benzins. Man erhält ein hervorragendes Bild mit gleichmäßig eingefärbten Bildflächen. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entwicklung von Ladungsbildern auf einer photoleitfähigen Schicht mit einem pigmenthaltigen flüssigen, elektrophotographischen Entwickler, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ladungsbild tragende Schicht vor der Entwicklung mit einem pigmentfreien Vorbad behandelt wird, das im wesent-

liehen aus einer organischen Flüssigkeit besteht, deren Widerstand so groß ist, daß kein Zerfall des Ladungsbildes eintritt und deren Dipolmoment kleiner als 0,3 · IO^-18 dyn ^1/2 · cm² ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbad zusätzlich Verdickungsmittel oder Harze enthält.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit des Vorbades ein Dipolmoment hat, das kleiner als 0,1 · 10~^1S dyn ^1/2 · cm² ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an die Behandlung mit dem Vorbad mit einer Entwicklerflüssigkeit entwickelt wird, die relativ hoch konzentriert an Pigmenten ist und 1 bis 5 Gewichtsprozent an Pigmenten enthält.