DE1522540A1 - Elektrophotographisches Entwicklungsverfahren - Google Patents

Description

11ektropho tographi sehe s Entwi cklungsrerfahren

Bi· Irfindung betrifft «in Verfahren für die Intwicklung elektrophotographischer Ladungsbilder, insbesondere für Halbton-und farbbilder mittels eines steuerbaren Intwioklungsprosesses.

Is sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, naoh denen Bit Hilfe Ton farbaerosolen elektrostatische Ladungsbilder als Halbtonbilder entwickelt «erden können. So werden s.B. nach den deutschen Patentschriften Ir. 1 164 829 und Ir. 1 172 elektrostatische ladungsbilder auf elektrophotographiachen Schichten dadurch entwickelt, daB die Intwioklerflttssigkeit an Spttuhelektroden «it stark gekrümmter Oberfläche elektrostatisch «erβtäubt und auf des Ladungsbild niedergeschlagen wird. Ober der elektrophotographisohen Sohioht ist eine Gitter elektrode angeordnet, die mit einer Oleiohapaanungsquelle für Spannungen im Bereioh τοη + 500 V bis -1000 V in Verbindung steht.

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Zur Vermeidung des bekannten Randeffektes, für die bildmäßig richtige Abstufung der Halbtöne, besondere aber fUr die Entwicklung von Positivbildern von Negatiworlagen oder umgekehrt benötigt man eine Entwicklungselektrode, die in Porm eines leitfähigen Gitters oder einer leitfähigen Platte dicht über der elektrophotographischen Schicht angeordnet wird. Bei der Hegativ-Positiventwicklung wird durch die Entwicklungselektrode an den belichteten, d.h. den ganz oder teilweise entladenen Stellen der Schicht eine Schwärsung oder färbung erreicht.

In der Abbildung 1 ist die Hegativ-Positiventwicklung dargestellt. Is wird ein elektrophotographisches Material verarbeitet, das aus einer photoleitfähigen Schicht (1) und der Unterlage (2) besteht. Während der Entwicklung ist das elektrophotographische Material auf einer geerdeten Metallplatte (3) angeordnet. An den 8tellen der photoleitfähigen Schicht 1, die vollständig entladen sind (Abschnitt 4), wird das stärkste elektrische PeId für die Abscheidung der Aerosol* teilchen erzeugt und damit die höchste Schwärzung erzielt. Sie partielle Entladung in Abschnitt 5 erzeugt einen Zwischenton und die unbelichteten Stellen in Abschn. 6, die die volle Ladung mit einem Potential von beispielsweise -200 V tragen sind feldfrei und erhalten keine Einfärbung. Das Potential der Entwicklungselektrode 7 mu0 demnach so gewählt werden, ti* es gleich dem höchsten Potential-Wert der bildmäßig« Sohichtladung ist, in Bild 1 also -200 7, wenn das Potential der Bildladung an den unbelichteten Stellen -200 7 beträgt.

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Negativ-Positiventwicklungsverfahren

der oben angeführten Art besitzen jedoch verschiedene Nachteile, durch die ihre Anwendbarkeit stark eingeschränkt wird. Dleae Nachteile beruhen auf einer unerwünschten Eigenschaft elektrophotographischer Schichten, z.B. Zinkoxid-Bindemittelschichten. Derartige Schichten verlieren ihre Ladung langsam auch im Dunkeln, so daß das Potential dieser Schichten damit abfällt. Der Potentialverluat ist am stärksten kurz nach Beendigung dee Aufladungsvorganges. Dieser Dunkelabfall wird an einem Diagramm in Abbildung 2 erläutert. Als Ordinate ist die Spannung in Volt und auf der Abszisse die Zeit in Minuten aufgetragen. Die absolute Höhe und die Art des Abfalls des Potentiale sind abhängig von der Art des Schichtmaterials, von den Aufladebedingungen, von der Vorbehandlung der Schicht und von der Luftfeuchtigkeit. Besonders etörende Effekte treten bei der Herstellung farbiger Kopien auf, die die Entwick- , lung von 3 Teilfarbenbildern umfassen. Bei diesen Verfahren wird dieselbe Schicht dreimal nacheinander geladen, belichtet und entwickelt. Die obigen Nachteile fuhren hierbei zu einer Farbverfälechung. Zu den Beeinflussungen der Schichteigenschaften durch Vorladung und Vorbelichtung kommt hier noch der Einfluß dee Farbniederschlags hinzu. Berücksichtigt man, daß während der Entwicklungszeit von einigen Sekunden bis Minuten somit in >dem Falle eine Änderung des fifcentials der geladenen Schioht eintritt, so iet es unmöglich, eine feste Vorspannung * in der richtigen Höhe für die Entwicklungselektrode anzugeben.

Es ist zwar bekannt, daß der Maximalwert der Aufladung einer elektrophotographischen Schicht in einem begrenzten Bereich

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willkürlich festgelegt werden kann, wenn während der Aufladung durch einen Koronastrom eine Gitterelektrode vor die Schicht gelegt wird und diese Gitterelektrode aus einer Spannungsquelle das Potential erhält, das die Schicht maximal annehmen soll. Auf diese Weise erhält man einen Potentialwert am Ende des Aufladungsvorganges, der dem Pctential der Gitterelektrode nahe kommt. Nach Beendigung der Aufladung ist der weitere zeitliche Verlauf des Schichtpotentials nicht mehr auf diese Weise bestimmbar, sondern hängt von den obengenannten Einflüssen ab. Für die Entwicklung von Halbton- und Farbbildern, besonders im Negativ-Positiwerfahren reicht die Gitteraufladung allein nicht aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektrophotographische Entwicklungsverfahren aufzufinden, durch die die Qualität der Kopien verbessert wird und eine Einstellung der Gradation des entwickelten Bildes möglich ist. Eine besondere Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Entwicklung durch automatische Berücksichtigung des Dunkelabfalls der photoleitfähigen Schichten und der unterschiedlichen Aufladungshöhe der latenten, elektrostatischen Bilder.

Es wurde nun gefunden, daß die Qualität der elektrophotographischen Bilder verbessert werden kann, wenn bei der Negativ-Positiventwicklung die Spannung zwischen der Entwicklungselektrode und der Schichtunterlage nach der Stärke des Entwicklungsstromes gesteuert wird, der seinerseits als

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eine Punktion der Zeit vorgegeben ist.

Unter Entwicklungsstrom ist der elektrische Strom zu verstehen, der während der Entwicklung von der gesamten Bildfläche über die Schichtunterlage abfließt. Dieser Strom wird durch die Abscheidung der geladenen Farbstoffteilchen auf der Schicht erzeugt und ist ein Maß für die Schwärzung bzw. Färbung der Schicht in einem bestimmten Zeitabschnitt. Der Entwicklungsstrom ist abhängig von der elektrischen Feldstärke zwischen der EntwicklungBelektrode und der bildmäßig gelddennen Schichtoberfläche. Die Änderung des Potentials der Schichtladung während der Entwicklung wird somit in der Weise berücksichtigt, daß die Spannung zwischen Entwicklungselektrode und Schichtunterlage und damit das elektrische Feld zwischen der Entwicklungselektrode und der bildmäßig geladenen Schicht durch den von der Schichtunterlage abfließenden Strom gesteuert wird, z.B. über elektronische Schaltelemente bekannter Art* Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Steuerung so eingestellt, daß der Entwicklungsstrom für die Dauer der Entwicklung konstant bleibt. Die zur Entwicklung notwendige Stromstärke wird zu Beginn der Entwicklung eingestellt und dann konstant gehalten. Die Regelung erfolgt in der Weise, daß bei geringer Zunahme des Entwicklungsatromes infolge einer Ladungeänderung auf der Schicht die Spannung der Entwicklungselektrode sofort so weit gesenkt wird, daß der

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Strom auf den £oilw«rt zu-*üekfä.l.. t. Umgekehrt wird bei absinkendem Strom die f?^v ^ i^u..; ^!^r Entwicklungselektrode um den entsprechender v. »'· ^rhüht. Man erhält nach diesem Verfahren eine autoEa' ' <-':ne Anpassung des Potentials der Entwicklungselektrode a.i dae jeweilige Schichtpotential, unabhängig davon, in welcher Weise die Änderung des Schichtpotentials erfolgt. Nach dem ^r.^fahren gemäß der Erfindung werden damit auf einfachste Weise die für die Bildentwicklung richtigen Potentialverhältnisse eingestellt und aufrechterhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den weiteren überraschenden Verteil, daß unter Beibehaltung der Kontrolle und Regelung des Entwicklungsstromes die Gradation des entwickelten Bildes durch die Höhe der Schichtaufladung eingestellt werden kann. Die Bestimmung der Höhe der Schichtaufladung kann dazu z.B. mit Hilfe einer Gitterelektrode ermöglicht werden, die in gleicher Weise wie die Entwicklungselektrode geartet und angeordnet sein kann. Damit ist eine rein apparative Einstellungsmöglichkeit der Gradation für einen weiten Bereich, der für die praktische Bildentwicklung ausreicht, gegeben.

Die Entwicklungsstromstärke steht in direktem Zusammenhang mit der Schwärzung bzw. Färbung des Bildes. Sie ist weiter abhängig von der Größe der Bildfläche und der Aufladungshöhe der Aerosolteilchen. Durch einmalige Eichung kann somit unter Beibehaltung der Bildgröße und des Entwicklers die Schwärzung bzw. Färbung jedes Einzelbildes nach Maßgabe der

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mittleren optischen Dichte der Vorlage eingestellt werden. Damit besteht die Möglichkeit, die Über- oder Unterbelichtung eines Negativs oder Farbabweichungen bei der Farbbildentwicklung zu korrigieren.

Die Entwicklung wird vorzugsweise mit einem Farbaerosol durchgeführt. Besonders geeignet sind die elektrostatisch erzeugten Aerosole. Derartige Entwicklungsverfahren sind in den deutschen Patentschriften 1 164 829 und 1 172 955 beschrieben.

Eine Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch Pig. 3 und 4 erläutert.

Das elektrophotographische Material, das aus der lichtempfindlichen Schicht (1) und dem Träger (2) besteht, wird auf der Unterlage (3) so befestigt, daß die Schichtseite nach unten aur Aufladeelektrode (10) hin gerichtet ist. Dicht unterhalb der Schicht (1) ist die Gitterelektrode (7) angeordnet. Die Unterlage (3) ist eine metallisch leitfähige Platte, die über eine Zuleitung geerdet ist. Das Gritter (7) steht mit einer Gleichspannungequelle (11) in Verbindung und erhält ein einstellbares negatives Potential, das mit dem Meßinstrument (9) gemessen wird. Die Koronaelektrode (10), z.B. eine Metallspitze oder eine Zerstäubungselektrode ohne Flüssigkeit, erhält aus einer zweiten Spannungsquelle ein hohe^ negatives Potential, z.B. -40 kV. Mit dieser Vorrichtung wird die Schicht(1)eolange aufgeladen, bis der mit dem Instrument (8) gemessene Ladestrom einen nahezu konstanten Wert angenommen hat. Das so aufgeladene elektrophotographieche Papier wird

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in bekannter Weise, z.B. im Kontakt mit einer Negativ-Vorlage oder mit einem Vergrößerungsgerät bildmäßig belichtet und entwickelt. Für die Aeroaolerzeugung ist frevorzugterweise ,

das in der deutschen Patentschrift (A 50 511 VIb/75c)

angegebene Verfahren brauchbar. Das Prinzip des Entwick- lungsverfahren ist in Fig. 4- erläutert. Die Schichtunterlage (3) und die Gitterelektrode (7) der Entwicklungsvorrichtung sind in gleicher Weise angeordnet wie in der Aufladevorrichtung nach Fig. 3. Die Zerstäubungselektrode für die Entwicklerflüssigkeit besteht aus einem vertikal stehenden Metallrohr (14) durch das die Entwicklerflüssigkeit eingeleitet wird. Das Metallrohr ist am oberen Ende offen und mit einem scharfen Jtiand versehen. Es ist umgeben von einem Kunststoffmantel (15)» durch den über ein seitlich angebrachtes Zuleitungerohr (13) ein Gas zugeführt wird, daß eine höhere Durchschlagfestigkeit als Luft besitzt. An der Sprühseite der Elektrode besitzt der Mantel einen offenen Ringspalt (12), durch den das Gas entweicht und dabei den Elektrodenrand umspült. Mit dieser Einrichtung ist es möglich, die elektrostatische Zerstäubung der EntwicklerflüBsigkeit auch mit negativer Aufladung zu erhalten. Als Zerstäubungselektrode können auch die in den deutschen Patentschriften 1 187 134 und 1 202 639 beschriebenen Vorrichtungen verwendet werden. Die Metallplatte (3) der Entwicklungsvorrichtung ist über ein empfindliches Strommeßgerät (16) an den Eingang des Verstärkers (17) angeschlossen. Das Gitter (7) erhält aus dem Verstärker (17) ein negatives Potential, das für einen bestimmten Wert des Eingangestromes eingestellt werden kann und das durch den Verstärker (17) er-

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höht wird, nenn der Strom einen vorgegebenen Sollwert unterschreitet und das erniedrigt wird, wenn der Sollwert des Stromes überschritten wird.

Beispiel 1

Auf der Metallplatte (3) nach Abb. 3 wird ein elektrophotographlsches Material befestigt, dae als photoleltfählge Sohloht eine Zinkoxid-Sllikonharzsohicht enthält, die auf einem elektrisch leitfähigen Papierträger aufgetragen 1st. Als Sensibilisator für sichtbares Licht enthält die Schicht einen Zusats von Bromphenolblau.

Unterhalb der Sohloht ist In 1 mm Abstand die Gitterelektrode 7 In Form eines Drahtslebes mit 1200 Maschen/cm angeordnet. Für die Aufladung wird an diese Elektrode das Potential -250 V gelegt, die Aufladeelektrode/ernält das Potential -40 kV. Die Aufladung dauert 30 see. bei dem Abstand von 12 cm zwischen den Elektroden 7 und 10. Dann wird das elektrophotographleche Papier von der Unterlage (3) abgenommen und in einem Vergrößerungsgerät über eine Negativ-Vorlage belichtet. Die Bildgröße auf der Schicht wird auf 9 ζ 12 on eingestellt.

Das elektrophotographisohe Papier, dae jetzt ein Ladungsbild trägt, wird danaoh auf der Platte (3) nach Abb. 4 befestigt und entwickelt. Der Abstand der Zerstäubungselektrode von der Gitterelektrode (7) beträgt 12 cm. Als Farbstofflösung für die Entwicklung verwendet man Ceresschwarz BN (CI. Nr. 26150), gelöst in Athylenglykol und Cyclohexanon.

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1 5-225*0

Genaue Zusammensetzungι

50 Ι» Ceresschwarz BN 30 1» Athylenglykol 20 Ί* Cyclohexanon

Der spez. elektrische Widerstand dieser Lösung beträgt 1.10 Ohm cm. Als Gas hoher Durchschlagsfestigkeit verwendet man CFpCIp* Die Entwicklungszelt dauert 30 see. Der Entwicklungestrom wird auf 1.10 A eingestellt und für die Dauer der Entwicklung durch Regelung der Spannung an der Elek·* trode (7) durch den Verstärker (17) auf diesem Wert gehalten.

Das so entwickelte Bild 1st zunächst staubtrocken und abwischbar. Durch Nachbehandlung mit einem Aerosol aus einer Lösung von Schellack In Äthanol gemäß deutscher Patentschrift (A 49 273 IXa/57b) wird das Bild fixiert und bis zur vollen Schwärzung nachentwickelt. Durch den Lack erhält es außerdem eine glänzende Oberfläche. Das Ergebnis ist ein ausgezeichnetes Halbtonbild mit hohem Kontrast und steiler Gradation.

Beispiel 2

Die Aufladung der Schicht wird mit einer Spannung von 100 V an der Gitterelektrode (7) durchgeführt. Die sonstige Behandlung erfolgt wie in Beispiel 1. Man erhält als Ergebnis ein weiches Halbtonbild mit flacher Gradation.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   lbZZb40 / TV

   f Va.

   ( 1./Verfahren zur Heratellung von elektrophotographiechen Bildern, insbesondere von Halbton- und Farbbildern, wobei elektrophotographiBche Schichten aufgeladen, bildmäßig belichtet und mit Aerosolen von Lösungen oder Dispersionen der Entwicklerfarbstoffe entwickelt werden, wobei ferner eine Entwicklungselektrode verwendet wird, die in Form eines Gitters oder einer Platte dicht Über der elektrophotographiachen Schicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannung zwischen der Entwicklungselektrode und der Schichtunterlage nach der Stärke des Entwicklungsstromes gesteuert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Entwicklungsstromes durch elektronische Steuerorgane bekannter Art ausgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung zwischen Entwicklungselektrode und Schichtunterlage so gesteuert wird, daß der Entwicklungsstrom für die Bauer der Bildentwicklung konstant bleibt.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bia 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gradation des entwickelten Bildes durch die Höhe der Schichtaufladung eingestellt wird.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklungsetromstärke nach Maßgabe der mittleren optischen Dichte der Vorlage eingestellt wird.

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