DE1221099B - Elektrophotographisches Verfahren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

G03g

Deutsche Kl.: 57 e-1/32

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1221099
E21506IX a/57e
9. August 1961 ·
14. Mi 1966

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren mit elektrolytischer Entwicklung zur Herstellung von Bildern, bei dem mit Hilfe eines Gleichstromes auf einer photoleitfähigen Schicht mit einem Leitfähigkeitsbild durch Elektrolyse einer Elektrolyt-Schicht ein bildmäßiger Niederschlag erzeugt wird.

Es ist bekannt, bei elektrophotographischen Verfahren mit elektrolytischer Bildentwicklung auf einer photoleitfähigen Schicht, bestehend aus in einem Bindemittel dispergiertem Zinkoxyd, durch bild- ίο mäßige Belichtung ein Leitfähigkeitsbild zu erzeugen, das anschließend durch elektrolytische Ausfällung eines Niederschlages entwickelt wird. Die bekannten Verfahren verwenden dabei flüssige Entwickler. Nachteilig an diesen Verfahren ist, daß sie relativ unbequem sind, weil die Vorrichtungen naß werden und die das Verfahren ausübenden Personen laufend mit den Händen mit dem Entwickler in Berührung kommen. Außerdem ändert sich dabei die Konzentration im Elektrolyten oft, so daß unterschiedliche Bilder erhalten werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß die photoleitfähige Schicht leicht zu naß werden kann und dadurch beschädigt wird. Aus der belgischen Patentschrift 561403 ist weiterhin ein trockenes elektrophotographisches Verfahren mit elektrolytischer Entwicklung bekanntgeworden. Dieses Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß zur Entwicklung eines Bildes ein erhitzter Metallstab erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist, ein elektrophotographisches Verfahren mit elektrolytischer Entwicklung anzugeben, bei dem ein trockener Elektrolyt verwendet wird und das sich ohne Verwendung eines erhitzten Metallstabes leicht und ohne großen Kostenaufwand durchführen läßt.

Der Gegenstand der Erfindung geht von einem elektrophotographischen Verfahren mit elektrolytischer Entwicklung zur Herstellung von Bildern, bei dem mit Hilfe eines Gleichstroms auf einer photoleitfähigen Schicht mit einem Leitfähigkeitsbild durch Elektrolyse einer Elektrolytschicht ein bildmäßiger Niederschlag erzeugt wird, aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine trockene Elektrolytschicht und gegebenenfalls zwischen Elektrolytschicht und photoleitfähiger Schicht eine weniger als 0,0003 cm dicke elektrisch leitende Zwischenschicht mit einer optischen Dichte von weniger als 0,3 verwendet wird.

Vorzugsweise wird als Elektrolytschicht eine Gelatine und Glycerin enthaltende Schicht, die mittels einer Metallanode auf die photoleitfähige Schicht gepreßt wird, verwendet.

Vorzugsweise wird ferner eine auf dem Mantel Elektrophotographisches Verfahren

Anmelder:

Eastman Kodak Company, Rochester, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff und H. Bartels, Patentanwälte,

Stuttgart N, Langestr. 51

Als Erfinder benannt:

Franz Urbach,

Nelson Robin Nail, Rochester, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. Oktober 1960
(64 902)

eines Metallzylinders befindliche Silberhalogenidschicht, die gegebenenfalls mit einer elektrisch leitenden Zwischenschicht überzogen ist, über der photoleitfähigen Schicht abgerollt und dabei als Elektrolytschicht verwendet.

Vorzugsweise kann andererseits eine auf dem Mantel eines Metallzylinders befindliche Silberhalogenidschicht mit einer elektrisch leitenden, wasserhaltigen Zwischenschicht beschichtet, über die photoleitfähige Schicht abgerollt und dabei als Elektrolytschicht verwendet werden.

Vorzugsweise wird als Elektrolytschicht eine Silberhalogenidschicht und als Zwischenschicht eine auf die photoleitfähige Schicht aufgepreßte, elektrisch leitende Schicht verwendet.

Die Silberhalogenidschicht besteht aus Silberchlorid, Silberbromid, Silberjodid oder komplexen Silberhalogeniden.

Vorzugsweise wird eine transparente metallische Zwischenschicht oder eine wäßrige oder wasserhaltige Zwischenschicht verwendet.

Die photoleitfähige Schicht kann als Photoleiter Selen oder Zinkoxyd enthalten. Besonders geeignet ist eine Zinkoxyd-Bindemittelschicht, weil das durch Belichtung erzeugte Leitfähigkeitsbild einige Zeit er-

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halten bleibt, so daß auch nach der Belichtung entwickelt werden kann. Die photoleitfähige Schicht kann auf einer Metallfolie oder auf Papier aufgebracht sein. Beim Verfahren der Erfindung kann die Entwicklung gleich gut nach der Belichtung wie auch während der Belichtung durchgeführt werden. Wird eine metallische Zwischenschicht verwendet, so wird diese auf die photoleitfähige Schicht aufgedampft oder chemisch aufgetragen. Besonders eignen sich Zwischenschichten, die dünner als 100 Angström sind und die, wenn sie auf Glas niedergeschlagen werden, eine optische Dichte im sichtbaren Bereich von weniger als 0,3 besitzen. Die Zwischenschichten sind praktisch so dünn, daß sie unsichtbar sind, trotzdem jedoch einen guten elektrischen Kontakt zwi- SGhen Elektrolytschicht und photoleitfähiger Schicht ergeben. Eine wirksame Zwischenschicht kann auch durch einen Wassertropfen erzeugt werden, der auf die photoleitfähige Schicht aufgebracht und aufgepreßt wird, so daß die Dicke der Wasserschicht ao weniger als 0,0003 cm ist. Da sich das Bild in der Schicht zwischen der wäßrigen Zwischenschicht und der photoleitfähigen Schicht bildet, ist gegen eine seitliche Stromableitung nichts einzuwenden. Dickere Wasserschichten sind auch noch wirksam, sie sind jedoch unerwünscht, weil sie nasse Bilder erzeugen. Die auf die photoleitfähige Schicht aufgetragene Wassermenge soll so gering sein, daß sich die photoleitfähige Schicht, wenn sie von der trockenen Elektrolytschicht entfernt wird, trocken anfühlt. Die Wassertropfen können aus destilliertem Wasser bestehen oder Salze enthalten, um die Leitfähigkeit zu erhöhen. Destilliertes Wasser führt zu guten Ergebnissen.

Wird' als .Elektrolytschicht eine Gelatineschicht verwendet, so soll diese Ionen enthalten. Die Ionen können während des Stromdurchganges aus einer Schwermetallanode eingebracht werden oder es können irgendwelche Salze zugesetzt werden. Absolut .trockene Gelatine besitzt keine ausreichende Leitfähigkeit. Infolgedessen muß eine sehr geringe Wassermenge vorhanden sein. Um das Vorhandensein einer solchen .Wassermenge zu gewährleisten, wird der Gelatine eine geringe Menge eines Feuchtigkeit absorbierenden Mittels zugesetzt. Dadurch wird die Gelatine jedoch nicht klebrig oder berührungsfeucht, und zwar sogar dann nicht, wenn das Aufzeichnungsmaterial in einem Raum mit einer 85"/oigen relativen Luftfeuchtigkeit aufbewahrt wird. Die Gelatineschicht kann direkt auf die photoleitfähige Schicht aufgebracht werden und mittels einer Metallanode auf die Schicht aufgepreßt werden. Vorzugsweise wird eine ionenhaltige Elektrolytschicht und eine Silberanöde verwendet, wobei die Elektrolytschicht noch Thioharnstoff enthalten kann.

Wird ein Metallzylinder mit einer Silberhalogenidschicht verwendet, so besteht der Zylinder zweckmäßig aus Silber und wird als Anode geschaltet, wenn er über der photoleitfähigen Schicht abgerollt wird. Die Silberhalogenidschicht bildet Silberionen, die als Bild auf die photoleitfähige Schicht niedergeschlagen werden. Diese Silberionen werden aus dem Silberzylinder wieder ersetzt. Der Silberzylinder kann beim Abrollen feucht sein, ohne die photoleitfähige Schicht jedoch anzufeuchten. Es zeigt F'i g. 1 die Durchführung des Verfahrens,

F i g. 2 bis 5 Einzelheiten des in F i g. 1 dargestellten Verfahrens, · · ·

F i g. 6 eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens.

In Fig. 1 ist mit 10 eine photoleitfähige Schicht bezeichnet, die aus in einem Bindemittel dispergierten photoleitfähigem Zinkoxyd besteht. Die photoleitfähige Schicht 10 befindet sich auf einer Alumir niumfolie 11, die wiederum auf einem Papier 12 angeordnet ist. Aus einer Spannungsquelle 15 kann Strom über eine Anode 16 und eine trockene Elektrolytschicht 17, beispielsweise aus Gelatine, durch die photoleitfähige Schicht 10 geschickt werden, die in diesem Falle die Kathode darstellt. Die ungleichmäßige Oberfläche 18 der photoleitfähigen Schicht ist .etwas übertrieben dargestellt. Der elektrische. Kontakt zwischen der trockenen Elektrolytschicht 17 und der photoleitfähigen Schicht 10 muß innig sein. Wird die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet und wird anschließend Spannung an die Aluminiumfolie 11 und die Anode 16 angelegt, so entsteht in der photoleitfähigen Schicht 10 ein Bild.

In F i g. 2 ist dargestellt, wie der erforderliche innige elektrische Kontakt zwischen einer trockenen Elektrolytschicht, beispielsweise aus kristallinem Silberhalogenid, und der photoleitfähigen Schicht erzeugt wird. Die Anode 21 besteht aus Silber mit einer trockenen Elektrolytschicht 22 aus Silberhalogenid. Auf der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 10 befindet sich eine dünne Metallschicht 23, beispielsweise aus Aluminium oder Silber. Die Metallschicht ist so dünn, daß sie für das bloße Auge praktisch unsichtbar ist. Sie hat keine nennenswerte Dichte. Die photoleitfähige Schicht wird durch die Metallschicht belichtet, bevor die Metallschicht 23 in Kontakt mit der trockenen Elektrolytschicht 22 gebracht wird. Die Schichten werden mittels Walzen 25 und 26 miteinander in Kontakt gebracht.

In F i g. 3 wird eine belichtete photoleitfähige Schicht 10 (ohne Metallschicht) in Kontakt mit der trockenen Elektrolytschicht 22 aus Silberhalogenid gebracht. Dann wird ein Wassertropfen zwischen die beiden Schichten 10 und 22 gebracht, der sich beim Verpressen der Schichten verteilt. Der Wassertropfen bewirkt, wie die Metallschicht 23 in F i g. 2, den innigen elektrischen Kontakt.

In F i g. 4 befindet sich auf der photoleitfähigen Schicht 10 eine trockene Gelatineschicht 30. Die Gelatineschicht enthält Glycerin und etwas Kaliumnitrat, weshalb sie noch nach mehrtägiger Lagerung bei normaler Luftfeuchtigkeit feucht genug ist, um elektrisch leitend zu sein. Die Feuchtigkeit ist andererseits jedoch so gering, daß die Schicht nicht feucht erscheint und praktisch trocken ist. Die Anode 31 besteht aus einem Metall, am besten Silber. Wird an die Elektroden 11 und 31 nach Belichtung der photoleitfähigen Schicht 10 eine Spannung angelegt, so fließt der Strom durch die Gelatineschicht und schlägt auf der photoleitfähigen Schicht 10 Silber nieder. Die Gelatineschicht ist so dünn, daß für das bloße Auge das Silberbild bei einem Schnitt durch das Material nicht sichtbar ist. Das Silberbild ist jedoch gut sichtbar, wenn die Anode 31 von der photoleitfähigen Schicht 10 entfernt wird. Es wird angenommen, daß sich das Bild zwischen Gelatineschicht und photoleitfähiger Schicht befindet.

In F i g. 5 enthält die dünne, trockene Gelatineschicht 35 als Silberionenlieferanten Silbemitrat und Thioharnstoff, der das niedergeschlagene Silberbild, wahrscheinlich durch Bildung von Silbersulfid, ver-

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stärkt. Die Gelatineschicht enthält weiterhin etwas Glycerin als Feuchtigkeit absorbierendes Mittel. Die Elektrode 36 kann aus irgendeinem Metall bestehen, da Silberionen schon im Elektrolyten vorhanden sind. Nach Belichtung und Stromzufuhr schlägt sich das Silber auf der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 10 nieder. Durch Entfernung der Gelatineschicht nach der Bildherstellung wird ein Fleckigwerden des Bildes durch restliches Silbernitrat vermieden. Eine Fixierung des erhaltenen Bildes ist nicht erforderlich.

In F i g. 6 werden Bilder kontinuierlich hergestellt, wobei die in F i g. 2 (oder F i g. 3) dargestellten Einzelheiten benutzt werden. Auf einem leitenden Schichtträger 41 ist eine photoleitfähige Schicht 40 angeordnet, die mit einer äußerst dünnen Metallschicht 42 überzogen ist. Die photoleitfähige Schicht 40 wird durch die Metallschicht 42 belichtet. Mittels einer Lampe 45 und einer Linse 47 wird das Lichtbild einer transparenten Kopiervorlage 46 auf die Schicht 40 projiziert. Die transparente Kopiervorlage 46 bewegt sich nach links, wie durch den Pfeil 48 angedeutet ist, während sich das Aufzeichnungsmaterial synchron nach rechts bewegt, wie dies durch den Pfeil 49 angedeutet ist. Unmittelbar nach der Belichtung wird das Aufzeichnungsmaterial durch die Andrückwalzen 51 und 52 hindurchgeführt. Die Andrückwalze 51 besteht aus Silber mit einem Überzug aus einer trockenen Elektrolytschicht 53 aus Silberhalogenid. Wird mittels einer Gleichstromquelle 54 eine Spannung angelegt, so fließt der Strom durch die belichteten Bildteile der photoleitfähigen Schicht 40 und durch die trockene Elektrolytschicht 53. Dabei wird Silber bildmäßig auf der Oberfläche der Metallschicht 42 niedergeschlagen.

Die Metallschicht 42 kann weggelassen werden, wenn die Oberfläche der Elektrolytschicht durch eine Anfeuchtrolle, wie sie beim Flachdruck verwendet wird, befeuchtet wird. Die Feuchtigkeitsmenge muß ausreichen, um einen innigen elektrischen Kontakt zwischen der Elektrolytschicht und der photoleitfähigen Schicht 40 hervorzurufen.

Durch das erfindungsgemäße elektrophotographische Verfahren wird erreicht, daß die elektrolytische Entwicklung ohne Verwendung eines flüssigen Entwicklers und ohne Verwendung eines erhitzten Metallstabes durchgeführt werden kann.

Beispiel 1

Durch Aufdampfen im Vakuum wurde auf eine photoleitfähige Schicht, die aus Zinkoxyd, dispergiert in einem Mischpolymerisat aus Styrol und Butadien, bestand, eine dünne Aluminiumschicht aufgebracht. Die photoleitfähige Schicht war auf einer Aluminiumfolie angeordnet, die sich wiederum auf einem Papier befand. Gleichzeitig wurde eine Silberplatte 20 Minuten lang der Einwirkung von Joddampf ausgesetzt, so daß ihre Oberfläche aus Silberjodid bestand. Die jodierte Silberplatte wurde mit der mit einer Aluminiumschicht überzogenen photoleitfähigen Schicht durch Druck in Kontakt gebracht, nachdem die photoleitfähige Schicht in Kontakt mit einer negativen Kopiervorlage einer Belichtung von 4300 Lux-Sekunden ausgesetzt wurde. Zwischen Aluminiumfolie und Silberplatte wurde 5 Sekunden lang eine Spannung von 80 Volt Gleichstrom angelegt. Wurde die photoleitfähige Schicht als Kathode geschaltet, so wurde auf der photoleitfähigen Schicht ein Bild hoher Schärfe und guter Dichte erhalten. Wurde die photoleitfähige Schicht als Anode geschaltet, so entstand das Bild auf der jodierten Silberplatte.

_s Beispiel 2

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurde diesmal eine Silberplatte 20 Minuten lang der Einwirkung von Bromdämpfen ausgesetzt. Unter Verwendung dieser bromierten ίο Silberplatte konnten wiederum Bilder guter Qualität auf der photoleitfähigen Schicht erhalten werden.

Beispiel 3

Durch Erhitzen stöchiometrischer Mengen von Silberjodid und Quecksilber(II)-jodid wurde Silberquecksilber(II)-jodid hergestellt. Das Komplexsalz wurde in einer dünnen Schicht auf eine Platte aus elektrisch leitendem Glas aufgetragen. Wird das Komplexsalz auf über 50° C erhitzt, so wird es stark

ao leitend. Es wirkt als ausgezeichneter fester Elektrolyt in Berührung mit der mit einer Aluminiumschicht überzogenen photoleitfähigen Schicht des Beispiels 1.

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden Bilder hervorragender Qualität auf der

as photoleitfähigen Schicht erhalten.

Beispiel 4

Die in den Beispielen 1, 2 und 3 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, jedoch wurde eine photoleitfähige Schicht verwendet, auf die Silber an Stelle von Aluminium aufgedampft war. Wiederum wurden Bilder guter Qualität erhalten. Der aufgedampfte Silberüberzug wirkte nur als Kontaktschicht und war äußerst dünn.

Beispiel 5

Die in den Beispielen 1, 2 und 3 beschriebenen Verfahren wurden wiederholt, jedoch wurde eine photoleitfähige Schicht verwendet, auf die keine Metallschicht aufgedampft war. An Stelle der Metallschicht wurde jeweils ein Wassertropfen (aqua dest.) zwischen die Silberjodidschicht bzw. die Silberbromidschicht und die photoleitfähige Schicht gebracht. Zur Verteilung der Tropfen über die Oberfläche der Schichten wurde ein Druck von 0,35 kg/cm² angewandt. An Stelle der Wassertropfen wurden bei weiteren Versuchen Tropfen verschiedener Elektrolytlösungen verwendet. Bei Verwendung der Elektrolytlösungstropfen und der Tropfen destillierten Wassers wurden nur sehr geringe Unterschiede festgestellt. Daraus geht hervor, daß die Gegenwart einer geringen Wassermenge ausreicht, um einen innigen elektrischen Kontakt zwischen den beiden Schichten herzustellen und daß eine elektrolytische Wirkung der Kontaktschicht selbst nicht erforderlich ist.

Beispiel 6

Es wurde eine Lösung hergestellt, die 0,5 g Kaliumnitrat, 2 g Gelatine und 7 Tropfen Glycerin in 200 cm³ destilliertem Wasser enthielt. Die Lösung wurde mittels einer Spritzpistole auf eine mit einem Farbstoff sensibilisierte photoleitfähige Zinkoxyd-Bindemittelschicht aufgebracht, die auf einer Aluminiumfolie und diese wiederum auf ein Papier aufgetragen war. Das Aufzeichnungsmaterial wurde 3 Tage lang trocknen gelassen, wonach es keine Feuchtigkeit mehr enthielt und nicht klebrig war.

Die photoleitfähige Schicht wurde dann mit 4300 Lux-Sekunden durch eine Kopiervorlage belichtet und unmittelbar darauf auf eine vorher gereinigte Süberplatte unter Anwendung eines mäßigen Druckes gepreßt. An die Süberplatte und die Aluminiumfolie wurde dann 10 Sekunden lang eine Spannung von 30 Volt angelegt, wobei die Süberplatte als Anode geschaltet war. Auf der photoleitfähigen Schicht hinterblieb nach Abnehmen der Süberpiatte ein Bild guter Schärfe und guter Dichte. Wurde an Stelle der Süberplatte eine Platte aus Messing, Kupfer oder Aluminium verwendet, so wurden ebenfalls sichtbare Büder guter Qualität erhalten. Die Qualität dieser Büder war jedoch gegenüber dem Bild, das unter Verwendung einer SUberplatte erhalten wurde, etwas geringer. Der mäßige Druck wird mit Hufe einer Platte aus leitfähigem Glas oder einer leitfähigen Gummiwalze übertragen.

Beispiel 7 _ao

Das in Beispiel 6 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch enthielt die auf die photoleitfähige Schicht aufgesprühte Lösung 2 g SÜbernitrat, 8 g Thioharnstoff, 2 g Gelatine, 30 Tropfen Glycerin und 15 Tropfen einer Netzmittellösung in 200 cm³ destilliertem Wasser. Mit dieser Lösung wurden gleich gute Ergebnisse wie in Beispiel 6 erhalten.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Verfahren mit elektrolytischer Entwicklung zur Herstellung von BUdern, bei dem mit Hilfe eines Gleichstroms auf einer photoleitfähigen Schicht mit einem Leitfähigkeitsbüd durch Elektrolyse einer Elektrolytschicht ein bildmäßiger Niederschlag erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine trockene Elektrolytschicht und gegebenenfalls zwischen Elektrolytschicht und photoleitfähiger Schicht eine weniger als 0,0003 cm dicke elektrisch leitende Zwischenschicht mit einer optischen Dichte von weniger als 0,3 verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolytschicht eine Gelatine und Glycerin enthaltende Schicht, die mittels einer Metallanode auf die photoleitfähige Schicht gepreßt wird, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf dem Mantel eines Metallzylinders befindliche Süberhalogenidschicht, die gegebenenfalls mit einer elektrisch leitenden Zwischenschicht überzogen ist, über der photoleitfähigen Schicht abgerollt und dabei als Elektrolytschicht verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf dem Mantel eines Metallzylinders befindliche Süberhalogenidschicht mit einer elektrisch leitenden, wasserhaltigen Zwischenschicht beschichtet, über die photoleitfähige Schicht abgerollt und dabei als Elektrolytschicht verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolytschicht eine Süberhalogenidschicht und als Zwischenschicht eine auf die photoleitfähige Schicht aufgepreßte, elektrisch leitende Schicht verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente metallische Zwischenschicht verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige oder wasserhaltige Zwischenschicht verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ionenhaltige Elektrolytschicht und eine Süberanode verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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