DE1267090B - Verfahren zur elektrophotographischen Herstellung von Umkehrbildern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G 03 g

Deutsche Kl.: 57 e-13/22

Nummer: 1267090

Aktenzeichen: A 40459 IX a/57 e

Anmeldetag: 16. Juni 1962

Auslegetag: 25. April 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Umkehrbildern auf photoleitfähigen elektrophotographischen Schichten, vorzugsweise auf Zinkoxid-Bindemittel-Schichten.

Für die Herstellung von Umkehrbildern auf elektrophotographischem Wege sind zwei Methoden bekannt. Die eine besteht darin, ein Ladungsbild zu entwickeln und dem Entwicklermaterial solche Eigenschaften zu verleihen, daß die belichteten, d. h. entladenen Bereiche entwickelt werden. Diese eignet sich vornehmlich zur Wiedergabe von Strichvorlagen. Nach der anderen Methode wird die Abscheidung des Toners an den belichteten und ungeladenen Stellen der photoleitfähigen Schicht durch eine Entwicklungselektrode bewirkt. Nach diesem Verfahren ist auch die Wiedergabe von Halbtonvorlagen möglich. Nachteilig an diesen Methoden ist, daß sie entweder die Verwendung von Spezialentwicklern notwendig machen oder einen relativ großen technischen Aufwand erfordern.

Es ist weiter bekannt, den insbesondere die Wiedergabe von gedeckten Flächen oder von Halbtönen störenden Randeffekt durch die Anwendung von Rastern auszuschalten. Die Rasterung kann in der von der Silbersalzphotographie her bekannten Weise durch Aufbelichtung eines Rasterbildes gemeinsam mit der Vorlage erreicht werden, wobei auf der photoleitfähigen Schicht ein gerastertes Ladungsbild entsteht.

Ein gerastertes Ladungsbild läßt sich andererseits auch durch eine bestimmte Ausrüstung des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials selbst erzielen. Ein bekanntes Verfahren dieser Art besteht darin, die Aufladung der photoleitfähigen Schicht dadurch rasterartig zu differenzieren, daß man einen Schichtträger verwendet, in dessen Oberfläche ein Rastermuster eingeprägt ist.

Nach anderen bekannten Verfahren wird die Rasterung dadurch erreicht, daß man elektrophotographische Bindemittelschichten verwendet, die das Photoleiterpigment, üblicherweise Zinkoxid, gemischt mit einem elektrophotographisch inerten Pigment, z. B. Siliziumdioxid enthalten. Eine Variante dieses Verfahrens stellt die Verwendung photoleitfähiger Schichten dar, die aus einem Gemisch sensibilisierter und nicht sensibilisierter Photoleiterpigmente bestehen.

Den vorgenannten Verfahren haftet der Nachteil an, daß die Zwischenschaltung einer Rastervorlage bei der Aufbelichtung des Originals einen Verlust an Beleuchtungsstärke bedingt, der durch Verlängerung der Belichtungszeit ausgeglichen werden muß.

Verfahren zur elektrophotographischen
Herstellung von Umkehrbildern

Anmelder:

Agfa Aktiengesellschaft,

5090 Leverkusen, Kaiser-Wilhelm-Allee 24

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Walter Simm,

Dr. Otto Koch, 5090 Leverkusen

Überdies wird bei der gerasterten Belichtung die Gradation des Originals verzerrt wiedergegeben. Bei den an zweiter Stelle genannten gerasterten photoleitfähigen Schichten handelt es sich um Spezialschichten, deren Eigenschaften bereits bei ihrer Herstellung auf einen bestimmten Verarbeitungsprozeß abgestimmt werden müssen. Es ist darüber hinaus nach den bekannten Verfahren auch nicht möglich, eine andere als eine über die Schicht statistisch gleichmäßig verteilte Rasterwirkung zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisch einfaches Verfahren zur Herstellung von Umkehrbildern zu entwickeln, das sowohl für die Wiedergabe von Strichvorlagen als auch für die gerasterte Wiedergabe von Halbton- oder Mehrfarbenbildern geeignet ist und das die obengenannten Mangel der bekannten Rastermethoden nicht aufweist.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Umkehrbildern gefunden, nach dem auf bzw. in einer photoleitfähigen Schicht ein Ladungs- oder Leitfähigkeitsbild erzeugt wird und das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Ladungs- bzw. Leitfähigkeitsbild mit einem sensibilisierenden Farbstoff als Toner entwickelt wird, anschließend die photoleitfähige Schicht gleichförmig aufgeladen, total belichtet und das dabei erhaltene Ladungsbild in bekannter Weise mit einem üblichen Toner entwickelt wird.

Die Erfindung schließt weiter ein Verfahren zur Herstellung einer bezüglich ihrer sensitometrischen Eigenschaften gerasterten photoleitfähigen Schicht ein, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf bzw. in der photoleitfähigen Schicht in an sich bekannter Weise ein rasterartiges Ladungs- und Leitfähigkeitsbild erzeugt wird und daß dieses mit einem sensibilisierenden Farbstoff als Toner entwickelt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht so vor sich, daß zunächst das elektrophotographische Aufzeich-

809 540/360

nungsmaterial aufgeladen wird, anschließend bildmäßig belichtet wird und dann mit einer nicht oder nur sehr schwach gefärbten Lösung eines Sensibilisierungsfarbstoffes entwickelt wird. Dabei entsteht ein nahezu unsichtbares Bild durch den Sensibilisierungsfarbstoff auf der photoleitfähigen Schicht. Es ist in diesem Zusammenhang durchaus berechtigt, von einer Entwicklung zu sprechen, da das Aufbringen des. Sensibilisierungsfarbstoffes auf das belichtete

können Ladungsbilder mit Hilfe einer elektrostatischen Zerstäubungselektrode, die mit einer gitterförmigen Entwicklungselektrode kombiniert ist, durch Farbaerosole entwickelt werden. Verwendet man nun 5 an Stelle der hochkonzentrierten Farbstofflösungen solche Lösungen, die in geringer Konzentration einen Sensibilisierungsfarbstoff enthalten, so wird das Bild infolge der geringen Deckkraft dieser stark verdünnten Farbstoffe nahezu nicht oder nur äußerst schwach

machen. Bekanntlich ist reines Zinkoxid für elektromagnetische Strahlung im nahen UV am stärksten photoleitend.

Nach dem oben beschriebenen Verfahren hat man nun ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial vorliegen, dessen photoleitfähige Substanz durch das differenzierte Aufbringen des Sensibilisierungsfarbstoffes in bildmäßiger Verteilung sensibili-

Material nach den bekannten Entwicklungsverfahren ίο sichtbar. Die aufgetragene Menge des Sensibilisiedurchgeführt werden kann und dabei die gleichen rungsfarbstoffes reicht aber aus, um die ZnO-Schicht, Gesetzmäßigkeiten und Regeln gültig sind. Es kann auf die der Farbstoff dann bildmäßig aufgetragen ist, beispielsweise nach dem üblichen Pulververfahren, an diesen Stellen bei Beleuchtung in erhöhtem Grade etwa durch eine Kaskaden- oder Staubwolkenentwick- leitfähig oder für Lichtstrahlung eines anderen Wellung das trockene Pulver eines sensibilisierenden 15 lenlängenbereichs als die nicht sensibilisierten BeFarbstoffes verwendet werden und das bildmäßig ab- reiche der photoleitfähigen Schicht empfindlich zu geschiedene Pulver durch Nachbehandlung mit einem
Lösungsmittel fixiert werden.

Auch andere bekannte elektrophotographische Entwicklungsverfahren können benutzt werden, beispiels- 20 weise die in den belgischen Patentschriften 616 644 und 629 874 beschriebenen Benetzungsverfahren, wobei die unterschiedliche Benetzbarkeit von bildmäßig geladenen oder durch Belichtung bildmäßig leitfähig

gemachten photoleitfähigen Schichten für die Ent- 35 siert worden ist. Die Herstellung des endgültigen

wicklung ausgenutzt wird. An Stelle der tieffärbenden Bildes geht nun so vor sich, daß die Schicht noch-

Farbstofflösung wird im vorliegenden Fall mit einer mais aufgeladen wird, anschließend diffus, d. h. nicht

nicht oder nur schwach gefärbten Lösung des sensi- bildmäßig belichtet wird, wobei ein Ladungsbild er-

bilisierenden Farbstoffes gearbeitet. halten wird, bei dem die geladenen Bildteile von den

Besonders geeignet für das Aufbringen des Sensi- 30 nicht sensibilisierten Bereichen des Sensibilisierungs-

bilisierungsfarbstoffes sind die Entwicklungsverfahren, bzw. des Zwischenbildes gebildet werden, das mit

bei denen ein Farbaerosol — vorzugsweise ein auf einem schwärzenden bzw. tieffärbenden Entwickler

elektrostatischem Wege erzeugtes — verwendet wird. nach einem der bekannten Verfahren sichtbar ge-

Die dabei erfolgte elektrostatische Aufladung des macht wird. Es können dabei die üblichen Verfahren

Aerosols ermöglicht eine besonders vorteilhafte Ab- 35 benutzt werden, wobei wiederum der Entwicklung

scheidung des Sensibilisierungsfarbstoffes auf der be- mit einem Farbaerosol der Vorzug gegeben wird. Auf

lichteten photoleitfähigen Schicht. Entwicklungsver- diese Weise kann.ein zu einer Vorlage negatives Bild

fahren der zuletzt genannten Art sind beispielsweise hergestellt werden.

in den deutschen Patentschriften 1164 829 und Bei Benutzung eines Farbaerosolverfahrens mit 1172 955 beschrieben. Wie dort bereits ausgeführt, 40 positiver Zerstäubungselektrode für die endgültige lassen sich die zur Bildentwicklung verwendbaren, Entwicklung würde das elektrophotographische Aufhochkonzentrierten Farbstofflösungen mit positiver Zeichnungsmaterial, auf dem nach dem erfindungs-Zerstäubungselektrode besser zerstäuben als mit gemäßen Verfahren ein sensibilisierender Farbstoff negativer Elektrode, wobei die positive Zerstäubung abgeschieden worden ist, negativ aufgeladen werden, wesentlich einfachere Elektrodenanordnungen erfor- 45 diffus belichtet und in üblicher Weise, beispielsweise dert. Die dabei entstehenden Flüssigkeitströpfchen nach den in den obengenannten deutschen Patentsind positiv geladen. Nach dem bekannten Verfahren
für die elektrostatische Bildentwicklung mit den
Arbeitsgängen negative Aufladung—Belichtung—
Entwicklung erhält man bei Verwendung des positiv 50
geladenen Aerosols immer ein Positivbild der Vorlage. Ein umgekehrtes Bild, also ein Negativ, wäre
unter diesen Umständen nur möglich, wenn auf der
Schicht ein Ladungsbild mit positiver Ladung erzeugt
werden könnte. Die positive statt der negativen Auf- 55 gemacht werden, auch wenn die Schicht in der Zwiladung in der ersten Entwicklungsstufe ist aber wegen schenzeit unter Lichteinwirkung aufbewahrt wird, der spezifischen elektrischen Eigenschaften des Zink- sofern diese nicht so stark ist, daß der Sensibilisieoxids nicht in der Höhe und Qualität möglich wie die rungsfarbstoff zerstört wird. Voraussetzung für die negative Aufladung, so daß eine Umkehrung des Sichtbarmachung des Bildes ist lediglich die aus be-Originalbildes durch positive Aufladung der Schicht 60 kannten Gründen erforderliche Lagerung der Schicht Schwierigkeiten bereitet. Vielfach ist aber gerade eine im Dunkeln für einige Zeit vor der Bildentwicklung; Umkehrung vom Negativ zum Positivbild dringend Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens erwünscht, z. B. bei der Herstellung von Vergröße- gegenüber den bekannten Verfahren liegt vor allem rungen von Negativfilmen. In diesen Fällen kann darin, daß es die Herstellung von Umkehrbildern über die Sensibilisierung durch Aerosolentwicklung 65 unabhängig vom Entwicklungsverfahren ermöglicht, gemäß der Erfindung ein Positiv-Entwicklungsverfah- Die Durchführung des Umkehrverfahrens erfordert ren angewandt werden. Nach dem in der deutschen weder besondere technische Einrichtungen, wie z. B. Patentschrift 1172 955 beschriebenen Verfahren umpolbare Entwicklungselektroden, noch spezielle

schriften beschriebenen Farbaerosolverfahren, entwickelt werden. Man erhält dann ein Umkehrbild der Vorlage.

Das nur sehr schwach sichtbare Zwischenbild, das allein durch die bildmäßige Sensibilisierung der ZnO-Schicht mit nur sehr schwach gefärbten Sensibilisierungsfarbstoffen gekennzeichnet ist, ist sehr lange haltbar und kann z. B. erst nach Monaten sichtbar

Toner mit bestimmten elektrostatischen Eigenschaften.

Außer der Bildumkehrung z. B. vom Negativ- zum Positivbild ist eine entscheidende Verbesserung elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien hinsichtlich der Halbtonentwicklung im allgemeinen und hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der Schwärzung (Vermeidung des Randeffektes) bei Tonerstaubentwicklung erfindungsgemäß dadurch gegeben, daß die Sensibilisierung rasterartig vorgenommen wird, ίο durch Aufbelichtung eines Rasters und nachfolgende Entwicklung mit einem Sensibilisierungsfarbstoff. Die Konzentration des Farbstoffes in der Lösung kann auch hierbei so gering gehalten werden, daß die Rasterung keine Verfärbung der Schichtoberfläche erzeugt.

Gerastert sensibilisierte photoleitfähige Aufzeichnungsmaterialien haben gegenüber nicht gerasterten große Vorzüge, die z. B. darin bestehen, daß der Belichtungsspielraum bedeutend vergrößert wird und daß durch einfache bildmäßige Belichtung ein gerastertes Ladungsbild erzeugt werden kann, das infolge der Inhomogenität des elektrischen Feldes über der Schicht auch bei Tonerstaubentwicklung über größere Flächen gleichmäßige Schwärzung liefert. Weiter kann die Rasterung mehrfach mit Sensibilisatoren für verschiedene Lichtwellenlängen vorgenommen werden, wobei die verschiedenartig sensibilisierten Flächenelemente der photoleitfähigen Schicht sich nicht oder nur teilweise gegenseitig überdecken. Eine solche Rasterung ist für die Entwicklung mehrfarbiger Bilder von entscheidender Bedeutung, da in diesem Fall die Farben nicht übereinander, sondern auf kleinsten Flächenteilen nebeneinander abgeschieden werden können.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Möglichkeit, von einer einheitlich herstellbaren weißen Photoleiterschicht mit hohem Dunkelwiderstand ausgehend, die Sensibilisierung durch mehr oder weniger konzentrierte Abscheidung eines sensibilisierenden Farbstoffes oder durch Mischung verschiedener Farbstoffe dieser Art willkürlich zu regeln. Die hierzu erforderlichen Maßnahmen sind besonders einfach durchführbar. Sie bestehen einfach darin, den sensibilisierenden Färbstoff mit Hilfe eines der bekannten Farbaerosolverfahren aufzusprühen.

Beispiel 1

320 g eines Silikonharzes, 6O°/oig in Toluol, 500 g Toluol und 450 g chemisch reines, photoleitfähiges Zinkoxid werden etwa 3 Stunden in einer Kugelmühle vermählen, anschließend auf Papier vergossen und getrocknet. Das so hergestellte elektrophotographische Papier wird mit Hilfe einer Aufladevorrichtung in bekannter Weise negativ elektrisch aufgeladen, dann durch eine Filmvorlage mit einer Glühlampe bildmäßig belichtet, so daß ein Ladungsbild auf der Schicht entsteht. Mit Hilfe der in der deutschen Patentschrift 1172 955 beschriebenen Vorrichtung, die eine Gitterelektrode und eine elektrostatische Zerstäubungselektrode enthält, wird die Schicht entsprechend dem Ladungsbild mit einer Lösung von Bromphenolblau in Benzylalkohol im Verhältnis 1:1200 entwickelt. Nach 3stündiger Lagerung des Papiers im Dunkeln wird die Schicht nochmals aufgeladen und diffus mit gelbem Licht der Wellenlänge 0,60 bis 0,65 μ belichtet. Eine nachfolgende Entwicklung mit der in dem zuletzt genannten Patent beschriebenen Vorrichtung, mit einer Lösung von Ceresschwarz (C. 1.26 150) in Benzylalkohol im Verhältnis 4:7 an Stelle der Lösung von Bromphenolblau, liefert ein umgekehrtes Bild der Vorlage.

Beispiel 2

Ein elektrophotographisches Papier nach Beispiel 1 wird mit Hilfe einer Aufladevorrichtung negativ elektrisch aufgeladen und durch einen auf die Schicht gelegten Film, der mit einem Kreuzraster (5 Linien pro Millimeter) versehen ist, belichtet. Das entstandene rasterförmige Ladungsbild wird mit der im Beispiel 1 benutzten Vorrichtung durch das Aerosol einer Lösung von Fluorescein (C. 1.45 350) in Benzylalkohol im Verhältnis 1: 2000 entwickelt. Man erhält ein rasterartig sensibilisiertes elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial.

Nach Lagerung über die Zeit von 3 bis 5 Stunden im Dunkeln kann das Papier in üblicher Weise weiterverarbeitet werden. Dazu wird zunächst aufgeladen und anschließend durch eine Vorlage hindurch belichtet, wobei Licht verwendet wird, für das sowohl die sensibilisierten als auch die unsensibilisierten Bereiche der photoleitfähigen Schicht — allerdings verschieden stark — empfindlich sind. Die Bildentwicklung kann sowohl nach dem Aerosolverfahren als auch nach dem Pulververfahren durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vielfacher Hinsicht variiert werden. Beispielsweise können andere als die in den Beispielen beschriebenen photoleitfähigen Schichten benutzt werden. So kann das Silikonharz durch andere Bindemittel wie Alkydharz, Formaldehyd-, Phenylharze oder andere Bindemittel ersetzt werden. An Stelle des Zinkoxids als photoleitfähige Substanz kann man andere organische oder anorganische Photoleiter benutzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ferner unabhängig von der Art des sensibilisierenden Farbstoffes. Es können alle bekannten Sensibilisatoren verwendet werden, beispielsweise Fluorescein (C. 1.45 350), Bengalrosa (C. I. 45 435), Thioflavin (C. I. 49 005), Acridinorange (C. I. 46 005), Brilliant Grün (C. I. 42 040) oder die in der deutschen Patentschrift 1 090 093 beschriebenen Phenolsulfonphthaleine.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Umkehrbildern, bei dem auf bzw. in einer photoleitfähigen Schicht ein Ladungs- oder Leitfähigkeitsbild erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladungs- bzw. Leitfähigkeitsbild mit einem sensibilisierenden Farbstoff als Toner entwickelt wird, anschließend die photoleitfähige Schicht gleichförmig aufgeladen, total belichtet und das dabei erhaltene Ladungsbild in bekannter Weise mit einem üblichen Toner entwickelt wird.

2. Verfahren zur Herstellung einer bezüglich ihrer sensitometrischen Eigenschaften gerasterten photoleitfähigen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß auf bzw. in der photoleitfähigen Schicht in an sich bekannter Weise ein rasterartiges Ladungs-

oder Leitfähigkeitsbild erzeugt wird und daß dieses mit einem sensibilisierenden Farbstoff als Toner entwickelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Mehrfarbenbildern auf der photoleitfähigen Schicht mehrere, sich nicht oder nur teilweise überdeckende Rastermuster aufgebracht werden, die aus Farbstoffen bestehen, welche die photoleitfähige Schicht für voneinander verschiedene Wellenlängenbereiche des Lichtes sensibilisieren.

IO

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entwicklung mit dem sensibilisierenden Farbstoff ein Aerosol verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entwicklung mit dem sensibilisierenden Farbstoff ein Benetzungsentwickler verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 210 685.

809 540/360 4.68 © Bundesdruckerei Berlin