DE1522610B2

DE1522610B2 - Elektrophotographisches verfahren

Info

Publication number: DE1522610B2
Application number: DE19671522610
Authority: DE
Inventors: Satooru Tamai Yasuo Matsumo to Seiji Saitama Honjo (Japan)
Original assignee: Fuji Shashin Film K K , Kanagawa (Japan)
Priority date: 1966-01-27
Filing date: 1967-01-25
Publication date: 1971-08-19
Also published as: GB1176001A; FR1509571A; DE1522610C3; DE1522610A1; US3540885A; BE693302A

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch Verfahren, bei dem eine auf einem leitenden oder gelöst, daß die photoleitfähige Schicht vor dem Aufschwach leitenden Schichtträger angeordnete photo- laden mit einer gegenüber dieser Schicht inaktiven leitfähige Schicht aufgeladen, bildmäßig belichtet, das isolierenden Flüssigkeit, die mit der Trägerflüssigkeit so gebildete Ladungsbild mit einem flüssigen Disper- 5 des Entwicklers mischbar ist, überzogen wird,
sionsentwickler entwickelt und erforderlichenfalls Das bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verfixiert wird. wendete elektrophotographische Aufzeichnungsmate-Bei einem elektrophotographischen Verfahren, in rial kann aus einem elektrisch leitenden oder schwach welchem ein Ladungsbild auf einer photoleitfähigen leitenden Schichtträger oder einem mit einer leitenden Schicht gebildet wird, wird das Bild durch Entwicklung io Schicht versehenen Schichtträger mit einer auf dem sichtbar gemacht. Dabei wird die Polarität des La- Schichtträger bzw. der leitenden Schicht des Schichtdungsbildes hauptsächlich durch den Aufbau oder die trägers angeordneten photoleitfähigen Schicht, wie es Konstitution der photoleitfähigen Schicht bestimmt. allgemein bekannt ist, bestehen. Über der photoleit-Beispielsweise wird ein Ladungsbild von negativer fähigen Schicht kann auch eine isolierende Deck-Polarität vorzugsweise auf einer Schicht gebildet, die 15 schicht angeordnet sein, die wenigstens einen Teil der einen Photoleiter vom N-Typ, z. B. ZnO und CdS, aktiven Strahlung hindurchläßt,
enthält. Eine derartige Schicht zeigt dabei bessere Die zu verwendende isolierende Vorbehandlungselektrophotographische Eigenschaften, nämlich einen flüssigkeit muß gegenüber der photoleitfähigen Schicht höheren Dunkelwiderstand und eine höhere Photo- inaktiv sein, darf diese Schicht nicht lösen oder stark leitfähigkeit und ergibt ein sichtbares Bild von grö- 20 quellen und muß eine Dielektrizitätskonstante von ßerem Schwärzungsumfang. weniger als 5 besitzen. Sie kann bei Raumtemperatur Andererseits weist ein Überzug aus amorphem flüchtig oder nicht flüchtig sein, wobei jedoch ein zu Selen bessere Eigenschaften auf, wenn er in positiver hohes Verdampfungsausmaß das nachfolgende Ent-Polarität geladen ist. Diese Selektivität wird einer wicklungsverfahren erschwert. In einer derartigen höheren Beweglichkeit von Löchern gegenüber der- 25 Vorbehandlungsflüssigkeit können isolierende harzjenigen von Elektronen in der Schicht zugeschrieben. artige Materialien, Wachsverbindungen oder andere Die Bevorzugung einer Polarität für ein bestimmtes färbende Stoffe gelöst oder dispergiert sein. Das Einelektrophotographisches Material bringt den folgenden bringen derartiger Materialien hängt von den beson-Nachteil mit sich: Wenn von einer Kopiervorlage deren Zwecken ab. Obgleich diese Flüssigkeit bei der unter Verwendung einer bestimmten Art eines elektro- 30 Entwicklung unter Diffusion mit der Trägerflüssigkeit photographischen Aufzeichnungsmaterials eine posi- des Entwicklers in Berührung gelangt, verbleibt sie in tive oder eine negative Kopie hergestellt werden soll, hoher Konzentration an der Oberfläche der photomuß man zwei Arten von Entwicklern verwenden. Der leitfähigen Schicht, so daß sie auch zur Regelung der Austausch der Entwickler ist umständlich und unver- Entwicklungsbedingungen verwendet werden kann. Zu meidlich mit einer unerwünschten Verunreinigung der 35 den geeigneten Flüssigkeiten, die hierfür verwendet Entwickler verbunden. werden können, gehören aliphatische Kohlenwasser-Wenn man ein elektrophotographisches Aufzeich- stoffe, fluorierte Kohlenwasserstoffe, chlorfluorierte nungsmaterial positiv oder negativ aufladen könnte Kohlenwasserstoffe, Polymethylsiloxane od. dgl. Eine und dabei zufriedenstellende elektrophotographische geringe Menge von polaren oder schwach polaren Eigenschaften erhielte, könnte man von einer Kopier- 4° Flüssigkeiten, wie Ketonen und Estern, kann geduldet vorlage unter Verwendung nur einer Art von Ent- werden. Harzartige Materialien oder Weichmacher wickler allein durch 'die Wahl der Polarität der Auf- können ebenfalls zulässig sein. Im allgemeinen werden ladung entweder ein Positiv oder ein Negativ, d. h. solche Flüssigkeiten verwendet, die als Trägerflüssigein direktes oder ein Umkehrbild, erhalten. keit für den flüssigen Entwickler geeignet sind. Dem-Es wurde ein Verfahren zur Entwicklung von La- 45 gemäß sind solche mit dielektrischen Konstanten dungsbildern auf einer photoleitfähigen Schicht mit unterhalb 5 und spezifischen Widerstandswerten obereinem pigmenthaltigen flüssigen elektrophotographi- halb 10⁹ bis 10¹⁰ Ohm · cm zweckmäßig und ersehen Entwickler vorgeschlagen (deutsche Patent- wünscht. Zu dicke Flüssigkeitsschichten auf photoschrift 1 239 198),' bei welchem die das Ladungsbild leitfähigen Schichten führen bisweilen zu einer Umtragende Schicht vor der Entwicklung mit einem 50 kehrgrundentwicklung und zu einer Erniedrigung des pigmentfreien Vorbad behandelt wird, das im wesent- Schwärzungsumfanges. Praktisch wird eine sehr dünne liehen aus einer organischen Flüssigkeit besteht, deren Schicht bevorzugt. Die bevorzugte Dicke liegt zwischen Widerstand so groß ist, daß kein Zerfall des Ladungs- 0,5 und 15 Mikron. Bei Verwendung eines im Handel bildes eintritt und .deren Dipolmoment kleiner als erhältlichen elektrophotographischen ZnO-Papiers 0,3 · 10~¹⁸ dyn¹'² · cm² ist. Gemäß diesem Vorschlag 55 kann dieses an seiner Oberfläche mit einer geeigneten soll das bekannte nasse elektrophotographische Ent- isolierenden Flüssigkeit befeuchtet und dann mit wicklungsverfahren so modifiziert werden, daß der einem Löschpapierblatt oder einem Tuch behandelt Niederschlag des Toners aus der flüssigen Entwickler- werden, so daß nahezu die gesamte Flüssigkeit entdispersion auf die ungeladenen Teile der das Ladungs- fernt ist. Wenn di; Oberfläche eines Aufzeichnungsbild tragenden elektrophotographischen Schicht ver- 60 materials porös ist, wird etwas der aufgebrachten hindert wird, so daß Bilder mit klarem Untergrund Flüssigkeit in die Schicht imprägniert, wobei jedoch erhalten werden. ebenfalls ein gutes Ergebnis erhalten werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu Die Wirkung einer derartigen flüssigen Schicht ist

schaffen, bei welchem ein elektrophotographisches in dem nachstehenden Prüfverfahren klar erläutert.

Aufzeichnungsmaterial, das bisher nur bei Aufladung 6g Die photoleitfähige ZnO-Schicht eines elektrophoto-

mit einer bestimmten Polarität brauchbare Ergebnisse, graphischen Aufzeichnungsmaterials aus Papier wird

d. h. einen großen Schwärzungsumfang lieferte, in teilweise mit einer isolierenden Flüssigkeit befeuchtet,

beiden Polaritäten aufgeladen werden kann. während die übrige Fläche unbehandelt zurückbleibt,

anschließend einer positiven Koronaentladung im Dunkeln unterworfen, bildmäßig belichtet und mit einem flüssigen Entwickler entwickelt. Die behandelte Fläche ergibt ein Bild mit ausreichender Dichte und ausreichendem Schwärzungsumfang, das frei von Untergrundentwicklung ist und das mit einem durch negative Aufladung erhaltenen Bild vergleichbar ist, während die unbehandelte Fläche einen geringen Schwärzungsumfang und ziemlich dichte Untergrundentwicklung zeigt. ίο

Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten flüssigen Entwickler müssen Tonerteilchen enthalten, die auf eine gewünschte Polarität geladen sind, und die Trägerflüssigkeiten müssen derartige Komponenten enthalten, die mit der Vorbehandlungsflüssigkeit mischbar sind.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch zur Anwendung gelangen, wenn eine photoleitfähige Schicht mit der für sie bevorzugten Polarität, also z. B. eine Schicht vom N-Typ negativ, geladen wird, wobei an sich schon eine bessere elektrophotographische Verhaltensweise auftritt. In diesem Fall wird keine derartige bemerkenswerte Verbesserung wie im Falle der »falschen« Polarität beobachtet, jedoch wird auch dann noch durch die Gegenwart der isolierenden Flüssigkeitsschicht der Schwärzungsumfang des entwickelten Bildes erhöht. Eine weitere Verbesserung wird beobachtet, wenn das photoleitfähige Aufzeichnungsmaterial in hell adaptiertem Zustand vorliegt. Die isolierende Flüssigkeitsschicht kann vorhanden sein, wenn zur Helladaption eine Vorbelichtung durchgeführt wird, oder sie kann zwischen der Vorbelichtungsstufe der Ladungsstufe im Dunkeln aufgebracht werden. Auf jeden Fall ist es dabei lediglich notwendig, daß eine isolierende Flüssigkeitsschicht auf der photoleitfähigen Schicht vorhanden ist, wenn diese einer Aufladung unterworfen wird. Wenn jedoch die photoleitfähige Schicht starkem Licht ausgesetzt wird und sich in einem dem Licht angepaßten Zustand befindet, gibt zuweilen das Vorhandensein der flüssigen Schicht keinen größeren Schwärzungsumfang in dem sich ergebenden sichtbaren Bild.

Die theoretische Erklärung des Mechanismus des Verfahrens gemäß der Erfindung ist zur Zeit schwierig. Eine Probe mit einem Elektrometer, das dicht an einer mit einer dünnen Kerosinschicht bedeckten ZnO-Schicht angebracht war, und wobei bei positiver Oberflächenladung ein klares Bild erhalten war, zeigte ein Oberflächenpotential von sehr niedrigem Wert an, der demjenigen ähnlich war, wie es ohne den Überzug mit der isolierenden Flüssigkeit erhalten wurde.

Unter Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann mit nur einer Entwicklerart lediglich durch die Wahl der Polarität der Aufladung eine positive oder eine negative Kopie einer Vorlage erhalten werden. Eine Flüssigkeitsauftragswalze kann vor der Ladungseinheit in einer Kopiermaschine eingebaut werden. Die Walze kann eine ähnliche wie die Anfeuchtungswalze bei einem Druckvervielfältigungsapparat sein. Bei ZnO-Papier, bei dem die Flüssigkeitsauftragung nur bei einer positiven Aufladung erforderlich ist, kann die Walze mit der Oberfläche des ZnO-Papiers lediglich in Berührung gebracht werden, wenn die Polarität der Aufladung positiv ist. In einigen Fällen kann die Walze stets in Berührung mit der photoleitfähigen Oberfläche gehalten werden.

Es wurde gefunden, daß die Anwesenheit einer isolierenden Fliissigkeitsschicht die Häufigkeit der Flekkenerzeugung in einer photoleitfähigen Schicht, wie sie auf Grund eines örtlichen Durchschlagens während der Ladung auftritt, verhindert.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Ein flüssiger Entwickler wurde durch Dispergieren einer innigen Mischung aus 1,5 g Ruß oder Druckerschwärze, 2 g Polyvinylacetat und 10 cm³ Methyläthylketon in 1000 cm³ Kerosin hergestellt. Die dispergierten Teilchen in diesem Entwickler erhielten positive Ladungen und schieden sich auf einem negativ geladenen Ladungsbild ab. Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial wurde durch Überziehen eines Papierschichtträgers mit einer homogenen Mischung aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:

Gewichtsteile

Photoleitfähiges ZnO 100

Epoxyester von Fettsäuren aus dehydra-

tisiertem Rhizinusöl (öllänge 40%).. 30
Cobaltnaphthenat 0,1

Das nach dem Überziehen erhaltene Aufzeichnungsmaterial wurde bei 50⁰C während 4 Stunden getrocknet. Vor der Aufladung wurde es für mehr als 12 Stunden im Dunkeln gehalten, um dunkel adaptiert zu werden. Etwa die Hälfte des Bogens wurde mit Kerosin in einer Dicke von etwa 5 μΐη bedeckt, während die andere Hälfte unbehandelt blieb. Dieser Bogen wurde mittels einer Koronaentladung von 7000 Volt Entladungsspannung negativ aufgeladen, dann mit einem Lichtbild belichtet und schließlich mit dem vorstehend beschriebenen flüssigen Entwickler entwickelt. Es wurde auf der ganzen Fläche des Bogens ein sichtbares Bild erhalten, bei welchem jedoch auf der gemäß der Erfindung mit Kerosin behandelten Fläche eine geringere Untergrundentwicklungsdichte beobachtet wurde.

Beispiel 2

Das gleiche Blatt, wie im Beispiel 1 beschrieben, das zur Hälfte mit Kerosin behandelt worden war, wurde mittels einer Koronaentladung von 8000 Volt Entladungsspannung positiv aufgeladen und in ähnlicher Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, behandelt. Ein gut sichtbares Bild erschien auf der mit Kerosin bedeckten Fläche, während auf der übrigen Fläche ein Bild mit sehr geringem Schwärzungsumfang erhalten wurde.

Beispiel 3

Es wurde das ähnliche Verfahren, wie im Beispiel 2 beschrieben, mit der Abänderung wiederholt, daß der folgende flüssige Entwickler verwendet wurde:

Cyanin grün (C. I. 74265) 0,5 g

Kerosin 200 cm³

Sojaöl 15 cm³

Cyclohexan 65 cm³

In diesem Entwickler wurde das dispergierte Cyanin grün negativ geladen und von einem positiv geladenen Ladungsbild angezogen. Eine grüne positive Reproduktion einer Vorlage wurde lediglich auf der mit Kerosin bedeckten Fläche des Blattes erhalten.

Beispiel 4

Es wurde die Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 wiederholt, wobei jedoch vor der negativen Aufladung mittels einer negativen Koronaentladung von 7000 Volt Entladungsspannung mit 100 Lux von einer Wolframlampe während 3 Sekunden eine Vorbelichtung der photoleitfähigen Zinkoxydschicht vorgenommen wurde, bei welcher etwa die Hälfte mit Kerosin bedeckt war und die andere Hälfte unbehandelt geblieben war. Nach der Aufladung mittels der Koronaentladung wurde dieses Blatt mit dem im Beispiel 1 beschriebenen flüssigen Entwickler entwickelt, wobei nur auf der behandelten Fläche des Blattes ein lesbares oder deutliches Bild erhalten wurde.

B e i s pi el 5

Das im Beispiel 1 beschriebene elektrophotographische Papier wurde mit einer Beleuchtungsstärke von 1000 Lux von einer Wolframlichtquelle 3 Sekünden lang belichtet, worauf die Hälfte des Blattes mit Kerosin bedeckt wurde (die Dicke der Kerosinschicht betrug etwa 4 μηι). Dieses Blatt wurde mittels einer Koronaentladung von 7000 Volt Entladungsspannung negativ aufgeladen und mit einem Lichtbild belichtet. Bei Anwendung des im Beispiel 1 beschriebenen Entwicklers wurde ein sichtbares Bild lediglich in der mit Kerosin bedeckten Fläche erhalten.

Beispiel 6

30

Es wurde die Arbeitsweise, wie im Beispiel 2 beschrieben, mit der Abänderung wiederholt, daß als Bedeckungsflüssigkeit ein Gemisch aus 1 Teil Kerosin und 1 Teil Sojabohnenöl verwendet wurde. Es trat eine Umkehrentwicklung auf. Ein gleiches Ergebnis wurde bei Verwendung von Erdnußöl an Stelle von Sojabohnenöl erhalten.

Beispiel 7

Das im Beispiel 1 beschriebene elektrophotographische Papier wurde homogen mit Kerosin in einer Dicke von 18 μηι bedeckt. Die halbe Fläche des Blattes wurde gegen ein Löschpapier gepreßt, wobei ein überwiegender Teil des Kerosins entfernt wurde. Dann wurde das Blatt mittels einer Koronaentladung von 8000 Volt Entladungsspannung positiv aufgeladen. Bei anschließender bildmäßiger Belichtung und Entwicklung mit dem im Beispiel 1 beschriebenen flüssigen Entwickler wurde ein sichtbares Bild auf der gesamten Fläche des Blattes erhalten. Jedoch wurde eine geringere Untergrunddichte auf der Fläche beobachtet, gegen welche das Löschpapier gepreßt worden war. Aus Gewichtsbestimmungen wurde festgestellt, daß der dünne Kerosinüberzug eine Dicke von etwa 0,7 μπι besaß.

B e i s pi e 1 & y> .*<

Eine photoleitfähige Platte wurde durch Abscheiden von Selen im Vakuum auf eine Aluminiumplatte mit einer Größe von 20 · 30 cm hergestellt. Die Dicke der Selenschicht betrug etwa 80 μπι. Diese Platte wurde mit Kerosin in einer Dicke von etwa 4 μηι bedeckt, dann mittels einer Koronaentladung von 7000 Volt Entladungsspannung negativ aufgeladen. Bei der nachfolgenden bildmäßigen Belichtung und Entwicklung mit dem im Beispiel 1 beschriebenen flüssigen Entwickler wurde ein klares sichtbares Bild erhalten, das elektrostatisch auf ein Aufnahmeblatt übertragen werden konnte.

Beispiel 9

Die im Beispiel 8 beschriebene Arbeitsweise wurde mit der Abänderung wiederholt, daß der im Beispiel 3 beschriebene Entwickler verwendet wurde. Es trat eine Umkehrentwicklung ein, die ein klares Bild ergab.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Verfahren, bei dem eine auf einem leitenden oder schwach leitenden Schichtträger angeordnete photoleitfähige Schicht aufgeladen, bildmäßig belichtet, das so gebildete Ladungsbild mit einem flüssigen Dispersionsentwickler entwickelt und erforderlichenfalls fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht vor dem Aufladen mit einer gegenüber dieser Schicht inaktiven isolierenden Flüssigkeit, die mit der Trägerflüssigkeit des Entwicklers mischbar ist, überzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierende Flüssigkeit Kerosin verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierende Flüssigkeit ein Gemisch aus Kerosin und Sojabohnenöl verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Flüssigkeit auf die photoleitfähige Schicht in einer Dicke von etwa 0,5 bis 15 μπι aufgebracht wird.