DE2032652C3

DE2032652C3 - Verwendung von Lewissäuren oder Lewisbasen in elektrophotographischen Suspensionsentwicklern

Info

Publication number: DE2032652C3
Application number: DE19702032652
Authority: DE
Inventors: Alan Bruce Penfield N.Y. Amidon
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1969-07-01
Filing date: 1970-07-01
Publication date: 1985-04-18
Also published as: FR2056400A5; ES381298A1; CA942554A; NL7009757A; DE2032652A1; DE2032652B2; SE367260B; GB1321286A; JPS546895B1; BE752803A

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Lewissäuren oder Lewisbasen darstellenden organischen Farbstoffen in elektrophotographischen Suspensionsentwicklern.

Die Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes auf elektrophotographischem Aufzeichnungsmaterial kann anstatt mit Hilfe trockener Entwicklerstoffe auch mit Hilfe von Flüssigkeiten durchgeführt werden. Bei der herkömmlichen Suspensionsentwicklung, die allgemein als elektrophoretische Entwicklung bezeichnet wird, berührt eine isolierende Trägerflüssigkeit mit in ihr suspendierten fein zerteilten Feststoffen die photoleitfähige Schicht, und zwar sowohl in den geladenen Bereichen als auch in den nichtgeladenen Bereichen. Unter dem Einfluß des dem geladenen Bildbereich zugehörigen elektrischen Feldes wandern die suspendierten Teilchen zu den geladenen Bereichen der photoleitfähigen Schicht hin und sondern sich somit aus der Trägerflüssigkeit ab. Diese elektrophoretische Wanderung der geladenen Teilchen führi zu der Ablagerung der geladenen Teilchen auf der photoleitfähigen Schicht in bildmäßiger Verteilung.

Ein weiteres Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder ist das Suspensionsentwicklungsverfahren, wie es in der US-PS 30 84 043 angegeben ist und das im folgenden als Entwicklung mit polarer Flüssigkeit bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird ein elektrostatisches latentes Bild dadurch entwickelt oder sichtbar gemacht, daß die betreffende photoleitfähige Schicht einem flüssigen Suspensionsentwickler ausgesetzt wird der sich auf der Oberfläche eines Entwicklerabgabeteiles befindet, welches eine Vielzahl von erhabenen Bereichen oder »Vorsprüngen« und eine Vielzahl von vertieften Bereichen oder »Tälern« aufweist Die betreffenden erhabenen Bereiche legen dabei eine weitgehend regelmäßig gemusterte Oberfläche fest Die vertieften Bereiche des Entwicklerabgabeteiles enthalten eine Schicht des leitenden flüssigen Suspensionseatwicklers. Diese Entwicklerschicht wird dabei außer Kontakt mit der photoleitfähigen Schicht gehalten. Die Entwicklung erfolgt dabei dadurch, daß das mit dem Suspensionsentwickler in den vertieften Bereichen versehene Entwicklerabgabeteil in eine

ίο Entwicklungsstellung zu der photoleitfähigen Schicht bewegt wird Der Suspensionsentwickler wird dabei von den eingedrückten Bereichen der Abgabefläche herausgezogen, und zwar lediglich in dem Ladungsfeld oder in den Bildbereichen. Die Entwicklerflüssigkeit kann pigmentiert oder gefärbt sein. Das in der genannten US-PS 30 84 043 angegebene Entwicklungssystem unterscheidet sich von dem elektrophoretischeh Entwicklungssystem, bei dem ein nennenswerter Kontakt zwischen dem Suspensionsentwickler und sowohl den geladenen als auch den nicht geladenen Bereichen einer ein elektrostatisches Bild tragenden photoleitfähigen Schicht auftritt Im Unterschied zu elektrophoretischen Entwicklungssystemen ist bei dem mit polarer Flüssigkeit arbeitenden Entwicklungsverfahren ein nennenswerter Kontakt zwischen der betreffenden polaren Flüssigkeit und denjenigen Bereichen der ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Schicht verhindert, die nicht zu entwickeln sind. Ein verminderter Kontakt zwischen einem Suspensionsentwickler und den kein Bild tragenden Bereichen der zu entwickelnden photoleitfähigen Schicht ist dabei wünschenswert da auf diese Weise die Ausbildung von Hintergrundablagerungen verhindert wird. Eine weitere Eigenschaft die das mit polarer Flüssigkeit arbeitende Entwicklungsverfahren von der elektrophoretischen Entwicklung unterscheidet, ist die Tatsache, daß die Flüssigkeitsphase eines polaren Entwicklers tatsächlich an der Entwicklung einer Oberfläche teilnimm L Die Flüssigkeitsphase bei elektrophoretischen Entwicklern wirkt dabei ledig-Hch als Trägerflüssigkeit für die Entwicklerteilchen.

Obwohl mit Hilfe der Suspensionsentwicklungssysteme zufriedenstellende Bilder hergestellt werden können, haften diesen Entwicklungssystemen jedoch in gewissen Bereichen Nachteile an, denen zufolge eine weitere Entwicklung und Verbesserung erforderlich ist. Mit Suspensionsentwicklungssystemen, die ein wiederverwendbares oder umlaufendes elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial verwenden, sind insbesondere erhebliche Schwierigkeiten verbunden. Bei diesen

ίο Systemen wird nämlich eine photoleitfähige Schicht z. B. aus Selen oder einer Selenlegierung bildmäßig belichtet und dann dadurch entwickelt, daß die das latente Bild tragende Schicht mit einer Entwicklerabgabeeinrichtung in eine Entwicklungsstellung gebracht wird. Die Entwicklerabgabeeinrichtung enthält dabei den flüssigen Suspensionsentwickler. Der Suspensions-Entwickler wird dann durch Anwendung des entsprechenden Verfahrens von der Entwicklerabgabeeinrichtung auf die photoleitfähige Schicht in bildmäßiger Verteilung übertragen. Danach wird das auf der photoleitfähigen Schicht befindliche Entwicklerbild auf ein Bildempfangsmaterial aus Papier übertragen, wobei der flüssige Suspensionsentwickler von dem Papier absorbiert werden kann. Auf diese Weise wird eine

t>5 dauerhafte Vervielfältigung erzielt Während des Übertragungsvorgangs wird nicht der gesamte Entwickler auf das Papier übertragen; vielmehr bleibt eine erhebliche Menge Flüssigkeit auf der photoleitfähigen

Schicht zurück. Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in Form einer Trommel kann im Zuge seiner weiteren Bewegung mit einer Reinigungseinrichtung in Berührung gelangen, die die Form eines absorbierenden Bahnmaterials haben kann. Diese absorbierende Bahn absorbiert den größten Teil des Flüssigkeitsrestes und verteilt bzw. glättet den verbleibenden Rest auf der phoioleifähigen Schicht in Form einer sehr dünnen Schicht Das Aufzeichnungsmaterial befindet sich dann in einer Stellung, in der die Lade-, Belichtungs-, Entwicklungs-, Obertragungs- und Reinigungsfolge wieder beginnen kann. Auf weitere Umläufe hin zeigt sich eine zunehmende Ansammlung des Suspensions-Entwicklers auf der photoleitfähigen Schicht, da mit jedem Umlauf nicht der gesamte Entwickler auf das Papier übertragen wird. Diese allmähliche Ansammlung des Entwicklerrests führt zu einem Gesamtverlust an Dichte, zu einer Verschlechterung in der Wiedergabe feiner Einzelheiten, und außerdem trägt dlsse Entwickleransammlung zu verstärkten Hintergrundablagerungen auf der Endkopie bei, und zwar insbesondere mit Rücksicht darauf, daß eine genaue Abbildung auf der photoleitfähigen Schicht verhindert sein kann.

Es sind bereits Verfahren angewandt worden, um den flüssigen Suspensionsentwickler von der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht abzuführen. Um jedoch die erforderliche Beseitigung eines Entwicklerfilms zu bewirken, muß die betreffende Reinigung derart stark und gründlich erfolgen, daß eine zunehmende Qualitätsverschlechterung der photoleitfähigen Schicht damit verbunden ist Dies führt dann zu eine/ Verkürzung der Gebrauchslebensdauer des Aii/zeichmingsmaterials. Die Stärke der Reinigung der photoleLfähigen Schicht ist dabei durch die Tatsache bestimmt, daß zum Zwecke der Beseitigung eines Films von einer Fläche der betreffende Film fortschreitend aufgeteilt wird, so daß mit jeder gesonderten Reinigung etwa die Hälfte des Films auf der photoleitfähigen Schicht zurückbleibt Die zur Erzielung einer angemessenen Reinigung im allgemeinen erforderlichen Reinigungslösungsmittel stellen häufig die Hauptbestandteile dar, die die photoleitfähige Schicht chemisch angreifen. In einigen Fällen und bei vollständiger Beseitigung des jeweiligen Entwicklerfilms werden sogar die elektrischen Eigenschaften der photoleitfähigen Schicht bereits nach einer geringen Anzahl von Umläufen durch den Reinigungsvorgang zerstört

Besonders schwerwiegend ist im übrigen die Tatsache, daß bei längerem Umlauf und bei längerer Reinigung die elektrischen Eigenschaften der photoleitfähigen Schicht allmählich verlorengeht Dabei ist besonders die Tatsache auffällig, daß der Photoleiter immer weniger Ladung aufnimmt und festhält Dies führt somit zu einer allmählich schlechter werdenden Auflösung des entwickelten Bildes und der übertragenen Vervielfältigungen. Diese Nachteile sind besonders auffällig, wenn ein Selen- oder eine Selenlegierung enthaltender Photoleiter verwendet wird. Wird eine vollständige Reinigung der photoleitfähigen Schicht nach dem ersten Umlauf oder Zyklus vorgenommen, so erhält man eine Vervielfältigung von ausgezeichneter Qualität Die bei dem zweiten Umlauf oder Zyklus erhaltene Vervielfältigung zeigt dann bereits eine merklich geringere Qualität und die durch den dritten oder vierten Vervielfältigungsumlauf oder -zyklus erzielte Vervielfältigung zeichnet sich durch einen geringen Bildkontrast aus. Im übrigen kommt noch

hinzu, daß der Reinigungsvorgang um so länger dauert um eine angemessene Reinigung vorzunehmen, je stärker er ausgeführt wird. Außerdem nimmt mit der Stärke der Reinigung auch die Möglichkeit der Beschädigung der photoleitfähigen Schient zu. Es dürfte daher ersichtlich sein, daß ein ständiger Bedarf an einem besseren Suspensionsentwicklungssystem besteht das mit einem wiederverwendbaren oder umlaufenJen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial vertrieben wird.

Aus der DE-OS 14 97 197 sind Suspensionsentwickler bekannt die Amine als oxidationshemmende Stoffe für einen sensibilisierenden Stoff, z. B. Mineralöl, enthalten. Dies s bekannten Entwickler werden nicht für wiederholt verwendbares elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, sondern für Zinkoxid enthaltende elektrophotographische Papiere verwendet Aus dem älteren Recht DE-PS 14 97 127 sind Suspensionsentwickler bekannt denen Amin als ladungsmodifizierender Zusatz für den Entwickler zugesetzt ist Auch dieser Suspensionsentwickler wird nicht für wiederholt verwendbare Aufzeichnungsmaterialien sondern für Zinkoxidpapiere verwendet Die aus den genannten Entgegenhaltungen bekannten negativen Entwickler, denen Amine, d. h. Lewisbasen zugesetzt sein können, werden für Aufzeichfi^ngsmaterialien mit negativ geladenen Photoleitern verwendet

Aus der DE-AS 12 93 588, US-PS 33 99 140 und BE-PS 6 59 473 ist die Verwendung von Lewissäuren und Lewisbasen ganz allgemein in elektrophotographischen Suspensionsentwicklern bekannt Jedoch werden auch diese Entwickler nur für einmalig verwendbare photoleitfähige Schichten vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Lebensdauer von wiederholt verwendbaren photoleitfähigen Schichten bei der Entwicklung mit Suspensionsentwicklern zu erhöhen, ohne daß damit ein nennenswerter Verlust ihrer elektrischen Eigenschaften verbun^n ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung von Lewissäuren oder Lewisbssen darstellenden organischen Farbstoffen in Mengen von 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent in elektrophotographischen Suspensionsentwicklern zur Stabilisierung und Reinigung von mit dem Suspensionsentwickler entwickelten, wiederholt verwendbaren photoleitfähigen Schichten gelöst, wobei bei der Entwicklung negativ geladener photoleitfähiger Schichten Lewissäuren und bei der Entwicklung positiv geladener photc-leitfähiger Schichten Lewisbase.a verwendet werden.

Erfindungsgemäß lassen sich photoleitfähige Schichten leicht reinigen, ihre Lebensdauer wird verlängert und ihre elektrischen Eigenschaften werden stabilisiert.

Vorzugsweise ist der verwendete organische Farbstoff ein Nigrosinfarbstoff.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Lewissäure oder Lewisbase in der Trägerflüssigkeit des elektrophotographischen Suspensionsentwicklers zumindest teilweise löslich. Der bevorzugte Gehalt an Lewissäure oder Lewisbase beträgt zwischen 0,1 und 0,5 Gew.-%, be20gen auf das Gesamtgewicht des Entwicklers.

Die verwendeten Lewissäuren oder Lewisbasen sind mit den übrigen Bestandteilen des Entwicklers verträglich und haben auch sonst keine schädliche Auswirkung auf die photoleitfähige Schicht. Die Zusätze machen dabei vorzugsweise den Entwickler nicht zu stark elektrisch leitend, wenn sie als Bestandteil des Entwicklers auf der photoleitfähigen Schicht verwendet werden, da nämlich dann die Wiederaufladung der

photoleitfähigen Schicht zu schwierig wird und da außerdem die Querleitfähigkeit für die Erzielung einer guten Bildauflösung übermäßig stark wird.

Typische Beispiele von Lewisbasen umfassen u. a. die Triarylmetharfarbstoffe, wie Kristallviolett, Malachitgrün, Pararosanilin, basisches Fuchsin, Xanthenfarbstoffe, wie Rhodamin B, losin, Erythrosin und Fluoreszein; Anilinfarbstoffe, wie Nigrosinfarbstoffe und Anilinschwarz, lösliche Porphyrinderivate, wie Tetraphenylporphin, und Kupferchlorophyllsalz; Thioninfarbstoffe, wie Methylenblau und Thionin.

Typische Lewissäuren sind u. a. Indanthonfarbstoffe, Azofarbstoffe und 2-DicYanmethylen-l,3-indandion.

Die organischen Farbstoffe liefern dem Entwickler zusätzlich einen Farbstoff mit.

Die gemäß der Erfindung verwendeten Lewissäuren und -basen können in irgendeinem geeigneten Suspensionsentwickler verwendet werdea der einen oder mehrere Trägerflüssigkeiten, ein oder mehrere Pigmente, Dispersionsmittel und andere Stoffe enthalten kann.

Obwohl auch Entwickler, die etwas leitend sind, verwendet werden können, wird vorzugsweise ein relativ stark isolierender Entwickler in Entwicklungssystemen benutzt, die eine wiederverwendbare oder umlaufende photoleitfähige Schicht verwenden. Der Zweck dieser Maßnahme besteht darin, eine angemessene Ladungszurückhaltung auf der photoleitfähigen Schicht zu erreichen. Wird z. B. ein stark leitender Entwickler verwendet, so kann dieser dazu neigen, einen geladenen Bereich der photoleitfähigen Schicht zu entladen, wenn er auf dem Aufzeichnungsmaterial aufgebracht wird. Da ein dünner Film des Entwicklerrestes auf der Oberfläche der umlaufenden photoleitfähigen Schicht vorhanden sein kann, sind eine angemessene Wiederaufladung der photoleitfähigen Schicht nach jedem Umlauf und eine angemessene Bildschärfe durch die geladenen Bereiche nach der Belichtung schwierig zu erhalten. Aus diesen Gründen wird vorzugsweise eine Trägerflüssigkeit verwendet, deren Leitfähigkeit geringer ist als etwa 10-'°(Ohm · cm)-'.

Als geeignete Trägerflüssigkeit kann jeder geeignete Stoff verwendet werden, der diese Eigenscnaften mit sich bringt Typische Trägerfiüssigkeiten sind z. B. Mineralöl, Pflanzenöle, einschließlich Rizinusöl und dessen oxidierte Derivate, Erdnußöl, Kokosöl, Sonnenblumcnsamenöl, Kornöl, Rapssamenöl und Sesamöl. Ferner umfaßt die Gruppe der geeigneten Trägerflüssigkeiten Lösungsmittel (Schwerbenzin), Fluorkohlenwasserstofföle, SilikonöK Kerosin, Tetrachlorkohlenstoff, To!uol, Oleinsäure und Fettsäureester.

Neben den obengenannten Trägerflüssigkeiten kann noch eine zusätzliche oder zweite Trägerflüssigkeit verwendet werden, um irgendeine oder mehrere der Eigenschaften des Suspensionsentwicklers hervorzuheben oder entsprechend abzustimmen. Jeder geeignete Stoff kann für die zweite Trägerflüssigkeit verwendet werden und z. B. Dispersionseigenschaften besitzen, zur Viskositätsregelung beitragen oder dem jeweils verwendeten Pigment Benetzungseigenschaften verleihen oder als Fixierungsmittel wirken. Darüber hinaus zeigen die zweiten Trägerflüssigkeiten vorzugsweise gemeinsam mit der ersten Trägerflüssigkeit folgende Eigenschaften: Sie sind geruchlos, nicht hydroskopisch und schwachflüchtig. Auf diese Weise ist ein stabiler Entwickler geschahen der keinen unangenehmen Geruch besitzt Eine zusätzliche Funktion der zweiten Trägerflüssigkeiten kann dabei das Eindringen des Entwicklers in das Bildempfangsmaterial unterstützen.

Zu typischen Stoffen, die als zweite oder erste Trägerflüssigkeiten verwendet werden können, gehören Dibutylphthalat, Butylisodecylphthalat, Butyloctylphthalat, Diisooctylphthalat, ϊ Di(2-äthylhexyl)-phthalat Isooctylisodecylphthalat, Normaloctyldecylphthalat, Düsodecylphthalat, Ditridecylphthalat, Isodecyltridecylphthalat, Düsooctyladipat Di(2-äthylhexyl)-adipat Isooctylisodecyladipat, Normaloctyldecyladipat, u) DiisodecyladipatDiisooctylsebazat,

Di^-äthylhexylsebazatPolyadipatester, Isooctylpalmitat, Butylstearat, Butyloleat, Triäthylenglykoldicaprylat, Triäthylenglykolcaprylat-Caprat, ι -> Triäthylenglykoldipelargonat

DiäthylenglykoIdipelargonat,Butandioldicaprylat TriisooctyltrimeUitat.Tri^-äthylhexylirimellitat und

gemischte normale TriaJkyltrimelliate. In dem Entwickler kann jedes gc-.t ignete Farbmittel einschließlich Pigmenten und Farbstoffen verwendet werden. Das Farbmittel soll dabei vorzugsweise lichtecht sein, um eine Bildbeständigkeit zu erzielen. Typische Pigmente umfassen Ruß, Holzkohle und andere ;^Torme von fein zerteiltem Kohlenstoff, Chinacridone, Phthalocyaninblau, Eisenoxid, Ultramarinblau, Zinkoxid, Titandioxid und Benzidingelb. Typische Farbstoffe sind dem Fachmann ebenfalls geläufig. Zur Erzielung einer maximalen Pigmentdispersion bevorzugt verwendete Pigmente sind mit Harz oberflächen behandelter Ruß.

Zur Unterstützung des Dispergierens des Pigments und der anderen Zusätze in den Trägerflüssigkeiten wird im allgemeinen ein Dispersionsmittel verwendet J5 Jedes geeignete Dispersionsmittel kann dabei verwendet werden, daß mit dem Träger verträglich und in diesem lösbar ist Typische Stoffe umfassen alkyliertes Polyvinylpyrrolidon, und Interpolymere von n-Octadecylvinyläther und Maleinsäureanhydrid. 4» D«;m Entwickler können noch weitere Stoffe für besondere Funktionen hinzugesetzt werden, wie z. B. die Viskosität regulierende Zusätze, oder Zusätze, die zur Fixierung des jeweiligen Pigments auf dem Bildempfangsmaterial beitragen.

Die Verhältnisse der verschiedenen Bestandteile in dem Entwickler können sich über einen weiten Bereich ändern. In weichen Verhältnissen die einzelnen Bestandteile in dem Entwickler verwendet werden, hängt von den individuellen Eigenschaften der Bestandteile und ίο von dem in Betracht gezogenen Einsatz des speziellen Entwicklungsschemas ab. Ein bedeutender Faktor in der Bestimmung der Verhältnisse ist noch die Entwicklungsgejchwindigkeit Dabei gilt nämlich, daß bei höheren Entwicklungsgeschwindigkeiten Entwickler niedrigerer Viskosität verwendet werden müssen als bei niedrigerer Entwicklungsgeschwindigkeit. Die Bestimmung der geeigneten Viskosität für irgendeine gegebene Entwicklungsgeschwindigk-it dürfte ohne weiteres vorgenommen werden können.

bo In Suspensionsentwicklungssystemen mit Entwicklungsgeschwindigkeiten zwischen 12,7 bis 50,8cm/sek werden Entwickler verwendet deren Viskositäten vorzugsweise zwischen 300 und 1800Cp bei 25⁰C liegen. Derartige Eiitwicklerviskositäten werden im *>=· Hinblick auf die Erzielung eines leichten Betriebs und im Hinblick auf die Erzielung der gewünschten Vervielfältigungsqualität bevorzugt Die Viskosität hängt dabei zum Teil von der Pigmentbeschickung der jeweiligen

Trägerflüssigkeit ab. Wird ein größerer Pigmentanteil hinzugesetzt, so steigt die Viskosität des Entwicklers an, und die Entwicklungs-Arbeitsgeschwindigkeit sinkt. Der Ausgleich zwischen Pigmentbeschickung zum Zwecke der Erzielung einer maximalen Bilddichte und der Entwicklungsgeschwindigkeit zur Erzielung einer maximalen Entwicklungsgeschwindigkeit läßt sich ohne weiteres vom Fachmann bestimmen.

Die verschiedenen Bestandteile können in einem Entwickler entsprechend den nachstehend aufgeführten Gewichtsverhältnissen enthalten sein:

Trägerflüssigkeit (einschließlich erster und zweiter Trägerflüssigkeit)

Farbmittel

(Pigment oder Farbstoff)

Dispersionsmittel Lewissäure oder -base

zwischen 40und90Gew.-%

biszu60Gew.-% bis zu 20 Gew.-% 0,05 bis 1,0 Gew.-%

Typische Entwickler besitzen folgende Zusammensetzung:

Trägerflüssigkeitsgesamt-

anteil

Farbmittel Dispersionsmittel Lewissäure oder -base

40 bis 85 Gew.-% 15 bis 60 Gew. % 1 bis20Gew.-% 0,05 bis 1,0 Gew.-o/o

Die Lewissäure oder base sollte dabei zumindest in solchen Mengen vorhanden sein, die erforderlich sind, um dem System die überlegene und nicht erwartete Umlaufeigenschaft zu geben. Die betreffende Säure oder Base kann dabei in dem Entwickler löslich oder unlöslich sein. Zur Erzielung besserer Umlaufeigerischaften sollte die Säure oder Base vorzugsweise zumindest molekular in dem Entwickler dUnergiert sein, um nämlich eine vollständige Verfügbarkek für die gesamte photoleitfähige Schicht sicherzustellen und um eine maximale Erneuerung und Stabilisierung der photoleitfähigen Schicht zu gewährleisten. Zur Erzielung einer maximalen Stabilisierung der photoleitfähigen Schicht ist die Lewissäure oder -base vorzugsweise zumindest teilweise in den Trägerflüssigkeiten löslich. Eine optimale Widerherstellung der elektrischen Eigenhf d hlifähi Shih id d der Entwickler eine Leitfähigkeit zv/ischen 10-^l0 bis 10-^|2(Ohm · cm)-'besitzt.

Die Entwickler können durch einfaches Mischen der verschiedenen Bestandteile hergestellt werden. Zur Erzielung eine Homogenität werden jedoch im allgemeinen die Bestandteile der Trägerflüssigkeit zunächst unter Wärmeeinwirkung miteinander zusammengefaßt, und sodann wird das Dispersionsmittel, das Pigment oder der Farbstoff und der Zusatz hinzugegeben. Das

ίο Pigment kann gesondert oder zusammen mit der Trägerflüssigkeit zermahlen werden. Darüber hinaus können geeignete Steuerungs-, Suspendierungs- und Fixierungsmittel in bekannter Weise hinzugesetzt werden.

Neben der Verbesserung der Umlauffähigkeit der

umlaufenden photoleitfähigen Schicht ermöglicht der

Zusatz der Lewisbasen und -säuren eine leichtere

periodische Reinigung der phoioleiifähigeri Schicht

Die Entwicklung eines elektrostatischen latenten

Bildes kann durch Anwendung irgendeines geeigneten Entwicklungsverfahrens erfolgen. Ein bevorzugtes Verfahren, das Bilder besserer Qualität liefert, macht von der Verwendung einer gemusterten Entwicklerabgabefläche Gebrauch, die eine nahezu gleichmäßige Ver-

-'5 teilerfläche aus erhabenen Bereichen oder »Vorsprüngen« und vertieften Bereichen oder »Tälern« ist Eine solche Entwic .^erabgabeeinrichtung oder -fläche ist in der US-PS 30 84 043 angegeben und oben erläutert Bei diesem Entwicklungsverfahren ist der Suspensions-Ent wickler in den eingedrückten Bereichen der Abgabeflä che vorhanden, während die erhabenen Bereiche weitgehend frei von Entwickler sind. Während der Entwicklung wird der Entwickler aus den eingedrückten Bereichen von der photoleitfähigen Schicht heraus gezogen, und zwar in bildmäßiger Verteilung. Eine typische Entwicklerabgabeeinrichtung für die Ausführung dieses Verfahrens ist eine gravierte Walzenabgabeeinrichtung mit einer gemusterten Oberfläche, die 100 bis 300 Linien auf 25,4 mm aufweist.

Der Mechanismus, auf Grund dessen die Verwendung der Lewissäuren und -basen zu der überraschend überlegenen Umlauffähigkeit führt ist noch nicht vollständig geklärt. Es ist jedoch festzustellen, daß durch die zusätzliche Verwendung der Lewissäuren oder

schäften der photoleitfähigen Schicht wird dann erzielt ⁴⁵ Lewisbasen die photoleitfähigen Schichten ihre Fähig-

g ,

wenn der Zusatz in solchen Mengen vorhanden ist, daß gesättigte Lösungen mit der Trägerflüssigkeit gebildet werden.

Innerhalb des oben aufgeführten weiten Verhältnisbereichs liegt ein bevorzugter Verhältnisbereich für die Bestandteile des Entwicklers, und zwar im Hinblick auf die Erzielung einer guten Vervielfältigungsqualität und eines leichten Betriebs bei einer Entwicklungsgeschwindigkeit zwischen 5,08 und 50,8 cm/sek. Dieser bevorzugte Verhältnisbereich umfaßt folgende Werte:

Trägerflüssigkeits- Gesamtanteil Erste Trägerflüssigkeit Zweite Trägerflüssigkeit Farbmittel Dispersionsmittel Lewissäure oder -base

65bis85Gew.-%

20bis85Gew.-%

0bis45Gew.-%

15bis40Gew.-%

5bisi5Gew.-%

0,1 bis 0,50 Gew.-%

Bei Verwendung einer photoleitfähigen Schicht aus Selen wird eine besonders bevorzugte Umlauffähigkeit erzielt, wenn der Entwickler 03 Gew.-% (bezogen auf den gesamten Entwickler) Nigrosinfarbstoff enthält und

p g

keit behalten, mit jedem Umlauf Ladung aufzunehmen und zu halten. Es hat ferner überrascht daß eine derart geringe Menge der Lewissäuren oder Lewisbasen zu einer derart beachtlich verbesserten Umlauffähigkeit

μ führt In einigen Fällen stellt die zusätzliche Verwendung einer Lewissäure oder -base zu dem jeweiligen Entwickler die eigentliche Voraussetzung dafür dar, daß das betreffende elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial ständig umlaufen kann, um mit jedem Umlauf Vervielfältigungen von akzeptabler Qualität zu liefern. Diese Verhältnisse werden aus den nachstehend noch näher aufgeführten Beispielen ersichtlich werden. In einigen Fällen kann die Lewissäure oder -base auf der photoleitfähigen Schicht adsorbiert werden. Aufgrund einer Affinität zwischen dem Zusatz und dem Photoleiter verbleibt die betrettenae ^ewcasauvc uu« -base jedoch auf der photoleitfähigen Schicht, und zwar trotz der einfachen Reinigungsmöglichkeit durch Abwischen.

Typische photoleitfähige Schichten, die positiv aufgeladen werden können, enthalten Selen und Selenlegierungen, Polyvinylcarbazol, das mit 2,4,7-Trinitrofluorenon entsprechend dem Verfahren gemäß der

US-PS 30 37 86! sensibilisiert ist, und Phthalocyaninbindcmittelüberzüge, wie sie in der GB-PS 11 16 553 angegeben sind. Typische photoleitfähige Schichten, die negativ aufgeladen werden können, umfassen Cadmiumsulfoselenid und Cadmiumsulfid-Bindemittelüberzüge. Die photoleitfähige Schicht kann in irgendeiner Aiv;dnung verwendet werden, welche Platten, endlose Bänder und Trommeln umfaßt; die betreffende photoleitfähige Schicht kann auch in Form einer Bindemittelschicht verwendet werden. ι ο

In den mit umlaufender photoleitfähiger Schicht arbeitenden Systemen kann irgendein geeignetes Reinigungssystem verwendet werden. Ein typisches Reinigungssystem bürstet den Entwicklerfilm von der photoleitfähigen Schicht ab. Dadurch wird das Bildmuster verwischt, und zwar infolge des Verwischens des Entwicklers über die betreffende Fläche. Der restliche Entwickler wird dann d^llrch fiinfi Ahsorhieriingshahn aufgenommen, die den Entwickler zu absorbieren imstande ist. Als Büsten- oder Verwischungseinrichtung kann z. B. eine Abstreichwalze verwendet werden, und eine Absorbierungsbahn kann um einen Teil des trommeiförmigen Aufzeichnungsmaterials herumgewickelt sein und sich langsam entgegen der Rotationsrichtung der Trommel drehen. Vorzugsweise wird der auf der photoleitfähigen Schicht nach der Übertragung des Entwicklers auf ein Bildempfangsmaterial zurückgebliebene restliche Entwickler über nahezu die gesamte photoleilfähige Schicht verwischt oder verteilt. Auf di'se Weise ist eine Berührung von nahezu der gesamten Fläche mit den Entwicklern gewährleistet Ohne diese bevorzugte Verteilung wird eine Neuaktivierung der photoleitfähigen Schicht nahezu nur in den geladenen Bereichen einiger vorhergehender Umläufe erzielt. Die Reinigungsoperation ist eine besonders vorteilhafte Operation, da sie eine gleichmäßige Verteilung des Entwicklers auf der photoleitfähigen Schicht bewirkt Dies ist deshalb vorteilhaft, da sowohl diese Funktion als auch die Reinigung mit Hilfe des gleichen Materials bei dem gleichen Vorgang vorgenommen werden kann. Obwohl eine annehmbare Neuaktivierung der photoleitfähigen Schicht durch periodische Reinigung nach jedem zweiten Umlauf z. B. erzielt werden kann, werden beste Ergebnisse dann erzielt, wenn die photoleitfähige Schicht auf jeden Umlauf oder auf jeden Zyklus hin gereinigt wird.

Bei anderen Verfahren zur Abgabe der Lewissäuren oder Lewisbasen wird ein gesonderter Abgabeschritt nach der Übertragung des Entwicklers auf das Bildempfangsmaterial ausgeführt, um nämlich die so Lewissäurer oder Lewisbasen direkt auf die photoleitfähige Schicht in flüssiger Form aufzubringen. Hierzu kann eine Walzenabgabeeinrichtung oder eine bahnartige Abgabeeinrichtung verwendet werden. Darüber hinaus können die Zusätze während des Reinigungsvorgangs direkt auf die photoleitfähige Schicht aufgebracht werden. Dies kann z.B. durch eine Reinigungsbahn erfolgen.

Anhand nachstehend aufgeführter bevorzugter Beispiele werden bevorzugte Stoffe, und Verfahren gemäß der Erfindung beschrieben und miteinander verglichen. Die nachstehend aufgeführten Beispiele II, III und VII dienen zu Vergleichszwecken, um nämlich die überraschenden, überlegenen und unerwarteten Ergebnisse zu veranschaulichen, die durch Ausführung der Erfindung erzielt werden. Die in den Beispielen jeweils angegebenen Anteile und Prozentsätze beziehen sich auf Gewichtsangaben, sofern nicht anders angegeben.

Beispiel I

Ein kommerziell verwendetes, glasartiges Selen enthaltendes elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer 50 μπι dicken Oberflächenschicht aus Selen auf einer leitenden Aluminiumplatte wird positiv auf ein Potential von 500 V aufgeladen und in herkömmlicher Weise bildmäßig belichtet Das auf diese Weise erzeugte elektrostatische latente Bild wird dann entwickelt, indem eine eine gemusterte Oberfläche besitzende Entwicklerabgabewalze, bei der in den eingedrückten Bereichen Entwickler vorhanden ist, an der photoleitfähigen Schicht vorbeigeführt wird. Im Zuge dieser Vorbeiführung wird der Entwickler aus den eingedrückten Bereichen von der photoleitfähigen Schicht herausgezogen, und zwar in bildmäßiger Verteilung. Die Entwicklungsgeschwindigkeit beträgt dabei 25.4 cm/sek. Der verwendete Entwickler besitzt folgende Zusammensetzung:

Mineralöl¹)

Rußpigment²)

Methylviolettannat

PVP-Verbindung3)

Wachs")

Nigrosin SSJJ

(CI. Nr. 50 415)5)

30 Gewichtsteile
18 Gewichtsteile

3 Gewichtsteile
15 Gewichtsteils

0,5 Gewichtsteile

0,3 Gewichtsteile

Kinematische Viskosität von 15,7 bis 18,1 cSt bei 25°C.
Mit Harz behandeltes vordispergiertes Rußpigment, das 40% Rußpigment und 60% Estergummiharz enthält
Eine alkylierte Polyvinylpyrrolidonverbindung.
Hartes synthetisches Wachs in Flockenform.
Alkohollöslicher Nigrosinfarbstoff.

Der Entwickler wird dadurch hergestellt, daß das Mineralöl und die PVP-Verbindung in einem geeigneten Behälter unier Umrühren und Erwärmen bis 100° C vermischt werden und daß dann das Pigment und die anderen Bestandteile unter weiterem Umrühren hinzugegeben werden. Der auf der photoleitfähigen Schic',t befindliche Entwickler wird dann auf ein Bildempfangsmaterial aus Papier in bildmäßiger Verteilung übertragen. Die photoleitfähige Schicht wird dann mit einem absorbierenden Baumwollgewebe abgewischt, um den restlichen Entwickler über die gesamte Oberfläche zu verteilen. Sodann wird die photoleitfähige Schicht manuell mit einem absorbierenden Baumwollgewebe manuell gereinigt, und zwar derart, daß eine bloße Selenfläche zurückbleibt, von der nahezu die gesamte restliche Entwicklerflüssigkeit abgeführt ist Die bei der ersten Vervielfältigung erzielte Auflösung beträgt etwa zehn Linienpaare pro Millimeter. Die saubere photoleitfähige Schicht wird dann erneut dem gleichen Zyklus des Aufladens, Belichtens, Entwickeins, Übertragens und Reinigens ausgesetzt Die Auflösung der zweiten Vervielfältigung beträgt ebenfalls etwa zehn Linienpaare pro Millimeter. Nach Vornahme von 250 Vervielfältigungen zeigt sich noch keine bedeutende Änderung in der Vervielfältigungsqualität

Beispiel II
(Vergleich)

Das Verfahren gemäß Beispie! ! wird mit der Ausnahme wiederholt, daß der Entwickler hier keinen Nigrosinfarbstoff enthält und daß nach Erhalten der ersten Vervielfältigung die photoleitfähige Schicht

manuell mit absorbierendem Baumwollgewebe gereinigt wird, um nahezu sämtlichen restlichen Entwickler abzuführen. Danach wird die photoleitfähige Schicht aufgeladen, belichtet und entwickelt, und das entwickelte Bild wird dann in der gleichen Weise wie im Beispiel I auf Papier übertragen. Diese Arbeitsfolge wird über 15 Umläufe wiederhc't Die Auflösung der erzielten Vervielfältigungen nimmt dabei allmählich von etwa zehn Linienpaaren pro Millimeter bei der ersten Vervielfältigung auch acht Linienpaare pro Millimeter bei der zweiten Vervielfältigung, auf vier Linienpaare pro Millimeter bei der dritten Vervielfältigung, auf drei Linienpaare pro Millimeter bei der zehnten Vervielfältigung und auf ein Linienpaar pro Millimeter bei der fünfzehnten Vervielfältigung ab.

Beispiel III

(V

Cl glCH.ll/

Das Verfahren gemäß Beispiel II wird hier mit der Ausnahme wiederholt, daß nach jedem Zyklus die photoleitfähige Schicht nicht bis auf die Selenfläche hinab gereinigt wird. Dabei zeigen sich ähnliche Ergebnisse wie sie beim Beispiel II bei dem wiederholten Umlauf festgestellt worden sind.

Beispiel IV

Das Verfahren gemäß Beispiel II wird mit der Ausnahme wiederholt, daß nach jeder Übertragung von Entwickler von der photoleitfähigen Schicht auf das Papier eine geringe Menge des Nigrosinfarbstoffs in einer Äthanollösung auf die photoleitfähige Schicht aufgebracht und gleichmäßig über die photoleitfähige Schicht durch Verwischen mit einem Tuch verteilt wird. Die Schicht wird dann bis zu der Selenfläche hinab gereinigt, indem nahezu die gesamte auf der Schicht befindliche Restflüssigkeit abgeführt wird. Dabei zeigen sowohl die erste als auch die fünfzigste Vervielfältigung eine Auflösung von etwa zehn Linienpaaren pro Millimeter.

Beispiel V

Das Verfahren gemäß Beispiel I wird hier mit der Ausnahme wiederholt, daß 03 Gewichtsteile Triphenylamin anstelle des Nigrosinfarbstoffs verwendet werden. Dabei zeigen sich nach wiederholtem Umlauf entsprechende Ergebnisse wie beim Beispiel I.

Beispiel VI

Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, das als photoleitfähige Schicht eine auf eine aus rostfreiem Stahl bestehende Folie aufgebrachte, 150 Mikron dicke Cadmium-Sulfoselenid-GIasbindemittelschicht enthält und die entsprechend der in der US-Patentschrift 31 51 982 angegebenen Weise hergestellt ist, wird auf ein Potential von -600 Volt aufgeladen und danach bildmäßig belichtet Das auf diese Weise erzeugte elektrostatische latente Bild wird dann entsprechend der im Beispiel I beschriebenen Weise entwickelt; im Unterschied zu der Entwicklung gemäß Beispiel I wird hier der Nigrosinfarbstoff durch eine gleiche Menge an 2-Dicyanmethylen-l_J3-Indandion ersetzt Der Entwickler wird dann fibertragen, und die photoleitfähige Schicht wird in der im Beispie*. I erläuterten Weise gereinigt Die Auflösung der ersten Vervielfältigung beträgt etwa zehn Linienpaare pro Millimeter. Die saubere Cadmium-Sulfoselenidschicht wird erneut dem Zyklus des Aufladens, Belichtens, Entwickeins, Übertragens und Reinigen» ausgesetzt. Die Auflösung der zweiten Vervielfältigung beträgt ebens falls etwa zehn Linienpaare pro Millimeter. Nach Herstellung von 250 Vervielfältigungen zeigt sich noch keine bedeutende Änderung in der Vervielfältigungsqualität.

κι Beispiel VII

(Vergleich)

Das Verfahren gemäß Beispiel VI wird hier mit einer frischen Cadmium-Sulfoselenidglasschicht des gleichen

ii Typs wiederholt wobei jedoch das 2-Dicyanmethylen-13-Indandion aus dem Entwickler weggelassen wird. Die erste Vervielfältigung zeigt dabei einen guten Kontrast und eine Auflösung von etwa zehn Liniennaaren pro Millimeter. Nach wiederholtem Umlauf nimmt die Auflösung der Vervielfältigungen auf 6, 4, 3 bzw. 2 Linienpaare pro Millimeter bei der dritten, zehnten, dreißigsten bzw. hundertsten Vervielfältigung ab.

Beispiel VIII

Das Verfahren gemäß Beispiel I wird mit einem folgende Zusammensetzung besitzenden Entwickler wiederholt:

Rizinusöl

Triäthylendicaprylat Rußpigment¹) PVP-Verbindung') Nigrosine SSJJ (CI. 50415)

') Wie in Beispiel!.

56 Gewichtsteile 55 Gewichtsteile 40 Gewichtsteile 15 Gewichtsteile

03 Gewichtsteile

Nach wiederholtem Umlauf entsprechend dem Verfahren gemäß Beispiel I werden Vervielfältigungen von entsprechender Qualität erzielt

Die obigen vergleichsweise aufgeführten Beispiele zeigen die überraschenden, überragenden und unerwarteten Ergebnisse an Hand der elektrischen Eigenschaften und der zyklischen Widerverwendbarkeit oder Umlauffähigkeit der photoleitfähigen Schichten. Ein Vergleich der Beispiele I und II zeigt besonders deutlich die bei Anwendung der erfindungsgemäßen Zusätze als Bestandteile des Entwicklers erzielten Vorteile.

Beispiel III zeigt daß eine einfache Reinigung einer photoleitfähigen Schicht nicht dazu führt daß die betreffende photoleitfähige Schicht zyklisch wiederverwendbar ist bzw. umlaufen kana Beispiel IV zeigt, da3 die Lewissäuren oder Lewisbasen direkt auf eine photoleitfähigen Schicht aufgetragen werden könnea Die Beispiele V bis VII zeigen die Wirksamkeit verschiedener Lewissäuren und Lewisbasen bei Verwendung mit verschiedenen photoleitfähigen Schichten.

Zu weiteren Vorteilen der Erfindung gehören noch der relativ einfache Betrieb eines Systems zur Wiederherstellung und/oder Stabilisierung der elektrischen Eigenschaften einer photoleitfähigen Schicht und zwar mit Hilfe einer einfachen Regulierung der erforderlichen an Lewissäuren oder Lewisbasen. Die notwendige Wiederherstellung der entsprechenden Eigenschaften kann auch mit jedem Umlauf oder Zyklus vorgenommen werden, ohne daß der kontinuierliche Betrieb zu unterbrechen ist und ohne daß zusätzliche Verfahren oder Einrichtungen vorzusehen sind Dar-

über hinaus wird die Neuaktivierung mit der gleichen
Geschwindigkeit bewirkt, mit der die Entwicklung
vorgenommen wird; das System kann daher imstande
sein, eine Entwicklung hoher Geschwindigkeit, auszuführen.

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von Lewissäuren und Lewisbasen darstellenden organischen Farbstoffen in Mengen von 0,05 bis 1,0 Gewichtsprozent in elektrophotographischen Suspensionsentwicklern zur Stabilisierung und Reinigung von mit dem Suspensionsentwickler entwickelten, wiederholt verwendbaren photoleitfähigen Schichten, wobei bei der Entwicklung negativ geladener photoleitfähiger Schichten Lewissäuren und bei der Entwicklung positiv geladener photoleitfähiger Schichten Lewisbasen verwendet werden.

2. Verwendung von Lewisbasen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lewisbase ein Nigrosinfarbstoff ist

3. Verwendung von Lewissäuren oder Lewisbasen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Lewissäure oder Lewisbase in der Trägerflüssigkeit des elektrophotographischen Suspensionsentwicklers zumindest teilweise löslich ist

4. Verwendung von Lewissäuren oder Lewisbasen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Lewissäure oder Lewisbase zwischen 0,1 und 0,5 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht des Entwicklers, in dem Suspensionsentwickler vorhanden ist