DE1797581A1

DE1797581A1 - Verfahren zum entwickeln eines latenten elektrostatischen bildes

Info

Publication number: DE1797581A1
Application number: DE19631797581
Authority: DE
Inventors: Frank Cecil Gillespie; William Alexander Gold; Kenneth Archibald Metcalfe
Original assignee: Commonwealth of Australia
Current assignee: Commonwealth of Australia
Priority date: 1962-04-11
Filing date: 1963-04-09
Publication date: 1974-02-28
Also published as: US3392018A; NL291381A; DE1472911A1

Description

¹¹ Verfahren zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen

Bildes "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zua. Entwickeln eines auf einer fotoleitfähigen Unterlage erzeugten, latenten, elektrostatischen Bildes durch Auftragen eines Entwicklers, der in einem Trägermediuin Teilchen dispergiert enthält, die sich auf der Unterlage den elektrostatischen Ladungen des Bildes entsprechend abzulagern vermögen

In bekannten Verfahren nachte der Entwickler das Bild dadurch sichtbar, daß seine sich bildgemäß absetzenden Teilchen bereits eine zur das Bild tragenden Unterlage kontrastierende Farbe hatten.

Die bekannten Verfahren zur Erzeugung elektrostatischer BiId-

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der bestehen im allgemeinen darin, daß eine Unterlage, in die ein Fotoleitermaterial eingebettet ist, gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen wird, daß dann die Ladung durch bildgemäßes Belichten von der Oberfläche abgeleitet wird und daß schließlich das Bild mittels einer Dispersion feiner Teiltchen in einem Trägergas oder einer Trägerflüssigkeit in Übereinstimmung mit dem latenten Ladungsbild der Oberfläche entwickelt wird. Das Fixieren geschieht durch Festschmelzen oder Ankleben der Tonerteilchen an der das Bild tragenden Flache. Je nach den verwendeten Stoffen vollzieht sich das Fixieren gleichzeitig mit der Entwicklung, so daß also ein eigener Verfahrensschritt für das Fixieren entfällt. Das Übertragen des entwickelten, jedoch nicht fixierten Bildes von der Fotoleiteroberfläche auf eine andere Fläche, auf der das Bild fixiert wird, ist ebenfalls bekannt.

Ferner ist ein Verfahren zur Bilderzeugung bekannt, in dem der Entwickler aus einer Dispersion von festen Teilchen in Luft besteht (Pulverentwicklung) und worin die Entwicklung und die Fixage durch eine chemische Reaktion erfolgt, die durch das Reagieren von mindestens zwei Reaktionspartnern ausgelöst wird(deutsche Auslegeschrift 1 057 4-4-9)» Dabei ist zwingend erforderlich, daß die beiden Reaktionspartner vor der Entwicklung voneinander getrennt sind. Der eine Reaktion spartner muß im Entwickler und der ändere darf nur in der zu entwickelnden Fläche enthalten sein. Hierdurch wird die Freiheit in der Wahl der Reaktionspartner und vor allem in der Wahl des Ortes für den einen oder anderen Reaktionspartner eingeschränkt. Da die chemische Reaktion und damit der Entwicklungsvorgang mit dem Auftragen des Entwicklers auf die zu entwickelnde Oberfläche beginnt, überschneiden sich Entwicklungsvorgang und der sich im Ablagern der Entwickler teil chen vollziehende OrdnungsVorgang zeitlich,und es ist durchaus möglich, daß ein Bildelement an der falschen Stelle sichtbar wird und auch durch eines der üblichen Kor-

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rekturverfahren wie "beispielsweise Anlegen eines Gleichfeldes nicht mehr korrigiert werden kann.

Ziel der Erfindung ist dasAusschließen der vorgenannten Nachteile. Insbesondere soll das Entwicklungsverfahren vereinfacht werden und eine gute und wirksame Fixierung des Bildes in einfacher Weise erreicht werden. Das eingangs beschriebene Verfahren wird erfindungsgemäß abgewandelt durch Verwendung von Teilchen mit einem fotochemischen Bestandteil, der unter der Einwirkung elektromagnetischer Strahlung mit einer Substanz in der Unterlage chemisch reagiert oder von der Substanz katalysiert wird ,und dadurch, daß die Fläche nach dem Auftragen des Entwicklers und nach bildgemäßem Absetzen der Teilchen einer die fotochemische Reaktion bewirkenden elektromagnetischen Strahlung bis zum Sichtbarwerden des Bildes ausgesetzt wird. Das erfundene Verfahren stellt gewissermaßen die Kombination von Verfahrensschritten dar, die bisher auf den konkurrierenden Gebieten der Elektrofotografie und der Lichtbildnerei angewandt wurden.

Die mit den fotochemischen Bestandteilen der Teilchen chemisch reagierende, oder auf diese Bestandteile katalysierend wirkende Substanz kann der Fotoleiter selbst sein.

Als Entwickler für Unterlagen, die als Fotoleiter Zinkoxyd oder auch andere Substanzen enthalten, haben sich Goldchlorwasserstoff säure, Silbernitrat, Kupfersulfat, die verschiedenen Eisenchloride, Bleioxyd und Platinwasserstoffsäure als brauchbar erwiesen. Diese Stoffe werden elektrostatisch auf einem xerografischen Bild au£ einem flüs'sigen Entwickler niedergeschlagen und das Bild wird unmittelbar nach seiner Erzeugung und vorzugsweise vor dem Trocknen des Entwickler elektromagnetischen Wellen, vorzugsweise Licht, unterworfen, wodurch ein fotochemischer Vorgang an den Entwickler-

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teilchen zufolge der katalysierendes Wirkung des Fotoleiters oder des weiteren, in der Unterlage enthaltenen Katalysators abläuft. Die chemische Veränderung führt zu einem sichtbaren Bild.

Es hat sich gezeigt, daß ein solches Bild zufolge der chemischen Reaktion, die stattgefunden hat, angemessen fixiert ist, so daß besondere Fixiermittel oder irgendwelche Steuersubstanzen entbehrlich sind, wenngleich sie benutzt werden können. Jedenfalls hat sich gezeigt, daß bei Vermeidung von Fixiermitteln die Ablagerung erst mit der chemischen Wirkung im Entwickler in einen fixierten und sichtbaren Zustand übergeht.

Die Verwendung des als Fotoleiter bekannten Zinkoxyds als Katalysator oder chemisches Reagens ist an sich bekannt. Diese Verwendung ist auch hier möglich. Andererseits kann aber in die Unterlage zusammen mit dem Fotoleiter eine Substanz eingelagert werden, die eigens als Katalysator oder chemisches Reagens . für die Entwicklerteilchen wirken könnte. Auch in diesem Falle wird zuerst ein elektrostatisches

Bild erzeugt und mit den bekannten xerografischen Methoden (Auftragen einer Entwicklerdispersion und bildgemäßes Ablagern der Dispersionsteilchen) entwickelt. Das so erzeugte Bild wird dann den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten unterworfen, unter denen eine chemische Reaktion in dem Entwickler stattfindet, der ein sichtbares und fixiertes, fertiges Bild auf der Unterlage liefert. Als zusätzliche Katalysatoren oder chemische Reagentien können metallisches Zink, Platinmohr oder Zinkchlorid dienen.

Die Erfindung wird durch nachfolgende Beispiele erläutert:

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Beispiel 1

Zuerst wird ein Blatt aus Papier, Holz, Kunststoff oder Metall mit einem fotoleftenden, elektrofotografischen Überzug versehen, der etwa eine. Dispersion von Zinkoxyd in Harz gemäß folgender Zusammensetzung ist:

Alkydharz 100 g

Zinkoxyd 150 g

Kobaltnaphthenat 6 % ' 0,5 g Mangannaphthenat 4- % 0,5 g

Toluol

Diese Stoffe werden eine Stunde lang in einer Einwalζenmüh-Ie zu einer feinen Dispersion zusammengemahlen, die dann mit weiterem Toluol so weit verdünnt wird, daß diese Substanz durch Walzen, Bürsten, Sprühen, durch elektrostatische Verfahren, durch Messer oder Spachtel auf die gewünschte Unterlage mit einer Genauigkeit von 10 % gleichmäßig aufgetragen wird. Der Auftrag kann zwischen 0,1 und 100 /{^m gewählt werden. Das Blatt wird dann 8 Stunden lang bei 60° gefrocknet bzw. ausgebacken, um gleichförmige elektrische Eigenschaften zu erzielen. Dann wird es gleichförmig elektrostatisch aufgeladen und dann bildgemäß durch optische Strahlen oder durch Röntgenstrahlen belichtet,so daß ein latentes, elektrostatisches Bild entsteht. Dieses wird dann dadurch entwickelt, daß es einem wie folgt hergestellten Entwickler ausgesetzt wird:
Lösung A setzt sich wie folgt zusammen: Goldchlorwasserstoffsäure 5 g Isopropylalkohol 100 g

Lösung B: Lösung A wird in Gyclohexan in folgendem Verhältnis aufgelöst:

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Lösung A 10 g

Cyclohexan 100 g

Zur Erzeugung einer kolloidalen Dispersion werden diese beiden Komponenten mit einem motorisch angetriebenen Mischer oder einem Ultraschallmischer verrührt.

Der flüssige Entwickler, nämlich die Lösung. B, wiM dann zum Entwickeln des latenten, elektrostatischen Bildes auf dieses durch Eintauchen oder durch Walzen aufgetragen.Die Entwicklerteilchen lagern sich elektrophoretisch und bildgemäß ab. Das sich ergebende Feststoffbild besteht aus Chlorwasserstoff säure, die dann mit Licht aus einer 160-Watt-Lampe aus einer Entfernung von' 30 cm etwa eine Minute lang belichtet wird, so daß der Niederschlag durch Reduktion zu Gold dunkel wird. Es kann jedoch auch jede andere Nachbelichtung mit Licht dazu dienen, das Bild ohne Nachteil nachzudunkeln oder zu intensivieren.

Das in der Fotoleiterschicht verwendete Alkydharz ist eines der in der Elektrofotografie üblicherweise verwendeten, filmbildenden Alkydharze, die den Zinkoxyd-Fotoleiter halten. Das im Entwickler verwendete Cyclohexan vermag das Alkydharz anzulösen, so daß beide zusammen eine zusätzliche Fixierwirkung ausüben.

Beispiel 2

Das elektrofotografische Beschichten entspricht dem des Beispiels 1, doch enthält der Entwickler als Lösung A: Kupfersulfat 5 6

Dioxan 100 g

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Das Lösungsmittel B, also der Entwickler, wird dadurch hergestellt, daß die Lösung A zu 10 % in einem als Trägerflüssigfeeit dienenden Kohlenwasserstofflösungsmittel dispergiert wird. Die Anwendung des erfundenen Verfahrens führt zu einem Bild, das metallisches Kupfer enthält. Da das Dioxan des Entwicklers ein starkes Lösungsmittel für das Harz der Unterlage ist, unterstützt dieses Zusammenwirken von Harz und Lösungsmittel die Fixage.

Beispiel 3

Hier wird der Überzug des Beispiels 1 durch im Vakuum aufgedampftes, glasiges oder amorphes Selen ersetzt. Als Entwickler wird der des Beispiels 1 oder 2 benutzt.

Beispiel 4-

Hier wird das Zinkoxyd durch die fotoleitende Form von Wismuthtrioxyd nach dem Rezept für das Überzugsmaterial ersetzt. Es können Entwickler nach den Beispielen 1 oder 2 oder aber auch der folgende Entwickler benutzt werden:

Lösung A:

Platxnbromwasserstoffsäure 3 g

Äthylalkohol 100 g.

Lösung B wird dadurch hergestellt, daß die Lösung A zur Bildung einer Dispersion von 5 Volumen-Prozent in Freon 113 oder Perchloräthylen dispergiert wird. Das Bild enthält metallisches Platin.

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Beispiel j?

Hier wird das Fotoleiter-Zinkoxyd durch. Bleioxyd,Bleigödid, Cadmiumsulfid oder Titandioxyd ersetzt; die Entwickler werden wie folgt zubereitet: *

Lösung h:

Silbernitrat _ - 5g

Dioxan 100 g.

Die Lösung B wird dadurch hergestellt, daß die Lösung k zur Bildung einer 5%-igen Dispersion in einer Lösung dispergiert wird, in der 10 Volumen-Proζent Tetrachlorkohlenstoff im Lösungsmitt.el X4 enthalten sind. Das schließlich erhaltene Bild weist metallisches Silber auf.

,Beispiel 6

Der Fotoleiter ist Zinkoxyd. Der Entwickler wird wie folgt zubereitet:

■- t

Entwicklerpaste: Silbernitrat 10 g

Langöl-Alkydharz, wie etwa das von der Fa. Polymer Corp. unter dem Warenzeichen "Ehodene PC₂/70" auf den Markt gebrachte Harz 3 g

Ein Kphlenwasserstofflösungsmittel wie etwa das von der Fa. Shell Company unter dem Warenzeichen "Shellite" auf den Markt

gebrachte lOOcnr

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Das Langöl-Alkydharz des Entwicklers wirkt hier als Fixiermittel für das Silbernitrat.

Beispiel 7

Die Entwicklerpaste nach Beispiel 6 wird dadurch modifiziert, daß 100 g Zinkoxydpulver vor dem Vermähl.en zu den
anderen Bestandteilen zugesetzt werden. Die Entwicklerpaste wird dann in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie bei spielsweise "Shellite" im Verhältnis von einem Teil Paste
zu 100 Teilen des Lösungsmittels dispergiert; diese Dispersion stellt dann den Entwickler dar.

Der Bildnieeterschlag enthält Silbernitrat und Zinkoxyd und Harz; er wird nach der Herausnahme aus der Dunkelkammer und nach Belichtung mit starkem Licht zu einem schwarzgefarbten $ild umgewandelt.

Patentan sprüche

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Claims

P 14- 72 911.4-51 P 63 140

7.6.1972

Patentansprüche:

zum Entwickeln eines auf einer fotoleitfähigen UniH?lage erzeugten, latenten, elektr: statischen Bildes durch. Auftragen eines Entwicklers, der in einem Trägprmedium Teilchen dispergiert enthält, die eich auf der Unterlageden elektrostatischen Ladungen des Bildes entsprechend abzulagern vermögen, dadurch gekennze ichn et, daß ein Entwickler verwendet wird, dessen Teilchen einen fotochemischen Bestandteil enthalten, der unter der Einwirkung elektromagnetischer Strahlung mit einer Substanz in der Unterlage chemisch reagiert oder von der Substanz katalysiert wird, und daß die fläche nach dem Auftragen des Entwicklers und nach bildgemäßem Absetzen der Teilchen einer die fotochemische Reaktion bewirkenden elektromagnetischen Strahlung zur Entwicklung ausgesetzt wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium eine Flüssigkeit ist.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der fotoleiter selbstdie chemisch reagierende oder katalytisch wirkende ^Substanz

ist, .

4-) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage sowohl einen Fotoleiter als auch einen katalysierenden Stoff oder ein chemisches Eeagens enthält und daß der Bestandteil

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der Entwieklerteilchen durch diesen Stoff katalysiert wird bzw. mit dem Reagens chemisch, reagiert.

5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a durch ge kenn ze ichne t, daß der fotochemische Bestandteil aus folgender Stoffgruppe genommen wird: Goldchlorwasserstoffsäure, Silbernitrat, Kupfersulfat, Eisenchlorid, Bleioxyd und Platinbromwasserstoffsäure.

6) Verfahren nach Anspruch 4· oder 5, dadurch gekenn ze ichn et, daß der !Fotoleiter aus folgender Stoffgruppe genommen wird: Zinkoxyd, Selen, Bleioxyd und wismuthtrioxyd.

7) Verfahren nach Anspruch 4-, ^dadurch geke nnzeichnet , daß das die chemisch reagierende oder katalysierende Substanz aus folgender Gruppe genommen wird: metallisches Sink, Platinmohr und Zinkchlorid.

8) Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 7i dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetische Strahlung Wärme-, Licht- oder !Röntgenstrahlung verwendet wird.

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