DE2134981A1 - Verfahren zur Umkehrentwicklung bei der Elektrophotographie - Google Patents

Description

MTBNTANWÄlTt

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 9 1

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHAkDT * '

MDNCHEN HAMBURG

TELEFON: 55547ί 8000 MO N CH EN 1 5,

TELEGRAMME: KARPATENT " NUSSBAUMSTRASSE 10

13» Juli 1971 W 40 578/71 Ko/Kl

.Fuji Photo Film Co., Ltd. Asliigara-Kamigun, Kanagawa, Japan

Verfahren zur Umkehrentwicklung bei der Elektrophotographie

Die Erfindung befaßt sich mit einem Umkehrentwicklungsverfahren bei der Elektrophotographie und betrifft insbesondere ein Verfahren, bei dein elektrophotographische Drucke mit- verringertem Hintergrund oder schwärzen Flecken geliefert v/erden, die als Nadellochflecken bezeichnet werden.

Ein optisches positives Tonerbild ergibt sich durch einheitliche Aufladung eines Elektrofaxbogenrnaterials in abgedunkeltem"LlOh¹I^¹"Aussetzung dieses geladenen Materials an ein optisch negatives Bild aus Schatten und Licht zur Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes und anschließende Entwicklung des latenten Bildes durch Abtragung von Toner mit der gleichen Polarität der Ladung wie das latente Bild. ·

Falls der photoleitende Überzug aus einem homogenen Gemisch, welches aus einem fein zerteilten pulverigen Photoleiter und einem harzartigen Binder besteht, gefertigt wird, zeigt der Überzug mikroskopische Unregelmäßigkeiten, die nicht in einer organischen photoleitenden

109884/1760 bad original

-2- 213A981

Schicht oder einer amorphen Selenschicht mit einheitlichem Aufbau der Molekularordnung vorhanden sind. Diese Unregelmäßigkeiten verursachen einen örtlichen elektrischen Kurzschluß, wenn der Überzug einer Koronaentladung unterworfen wird und in denjenigen Bereichen, v/o die auftreffenden Koronaionen, einer Kurzschlußentladung unterliegen, wird die Ladungsdichte nahezu Null oder erheblich niedriger als in der Umgebung. Derartige Nadellochbereiche im Überzug werden als schwarze Flecken in einem weißen Hintergrund bei der Umkehrentwicklung entwickelt, bei der eich ι der Toner überwiegend an den Flächen mit niedriger Ladungsdichte abscheidet.

Diese schwarzen Flecken beeinflussen nachteilig die Bildqualität, da sie in den Hochllchtteilen des erhaltenen elektrophotographischen Druckes auftreten.

Auf Grund der Erfindung ergibt sich ein Uiskehrentwicklungsverfahren, -bei-dem die vorstehend aufgeführten Nachteile vermieden, werden,"das darin besteht, daß ein photoleitender isolierender Überzug auf eine elektrostatische Ladung von einer Polarität aufgetragen wird", ein feinverteilt^. Pulver der gleichen Farbe wie der photoleitende Isol-ierübei?zug_;und mit der gleichen Polarität zugeführt v/ird, v/obei sich-die Pulverteilchen an den -- --' ·--'" Nadellochbereichen mit Ladungsmangel im geladenen Überzug abscheiden, dann das Bild einer Belichtung unter Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bildes unterworfen wird und schließlich mit einem fein verteilten^ge- -~ färbten Markierungspulver, das die gleiche Ladungspola-^; rität wie das latente Bild besitzt, entv/iekelt v/ird. Weißes oder praktisch weißest Pulver v/ird als Vortoner bezeichnet, während.das Markierungspulver als Toner bezeichnet v/ird.

10 988 A/ 1760 bad original.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung liegt darin,, daß der Vortoncr zur Abscheidung oder Maskierung der während der Ladung des Überzuges gebildeten Flecken mit Ladungsmangel verwendet- wird, damit d.iese Flecken den Toner nicht mehr weiterhin bei der anschließenden Bildentwicklung anziehen. Es ist darauf hinzuweisen, daß gemäß der Erfindung der Vortoner auf den Überzug vor der bildweisen Aussetzung aufgetragen wird.

Die Auftragung des Vortoners nach der bildweisen Aussetzung ist weit weniger wirksam für den vorliegenden . Zweck. Der Grund liegt darin, daß die Abscheidung des Vortoners vor der bildweisen Aussetzung lediglich auf den Flecken mit Ladungsmangel erfolgt, während andererseits die Auftragung des Vortoners nach der bildweisen Aussetzung die Abscheidung des Vortoners nicht nur auf den Flecken mit Ladungsmangel ergibt, sondern auch an den Flächen, wo sich die Ladungsdichte abrupt ändert. Dadurch wird es unmöglich, ein Tonerbild der gewünschten Qualität zu erhalten, da sich der Toner mit verringerter Absehe!- dungsdichte an diesen Bereichen abscheidet.

Geeignete Teilchen für den Vortoner gemäß der Erfindung umfassen farblose oder blaß gefärbte fein zerteilte natürliche oder synthetische Polymere, weiße oder praktisch weiße Pigmente, Genische von Polymeren und Pigmentteilchen oder ähnliche mit Polymermaterialien eingekapselte Pigmente und dergleichen. Geeignete Polymere sind Äthylcellulose, Nitrocellulose, Triacetylcellulose, Diacetylcellulose, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Gelatine, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polycarbonat und dergleichen, während Beispiele für Pigmente aus Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Kaolin, Aluminiumhydroxyd, Zinkoxyd,

109884/1760

BAD ORIGINAL

Titandioxyd, Zinksulfid, Bleiweiß und dergleichen, bestehen.

Als Zusammensetzungen der Toner können die bereits in Literaturstellen oder Patentschriften aufgeführten Zusammensetzungen verwendet werden, einschließlich derjenigen für eine Trockenentwicklung, die Ruß und harzartiges Material enthalten, oder derjenigen für die Flüssigentwicklung, die mit Harzmaterialien verbundene Pigmentteilchen, die auf der Oberfläche der Teilchen absorbiert sind, enthalten.

Obwohl die Erfindung besonders wirksam bei Kombination mit oder Anwendung auf einen photolei'irenden Überzug ist, der einen fein verteilten Photoleiter und einen harzartigen. Binder enthält, ist sie auch auf homogene Schichten anwendbar, die einen organischen Photoleiter oder amorphes Selen enthalten.

Beispiel 1

Ein photoleitender isolierender Überzug wurde durch Vakuumabscneidung von amorphem Selen auf einer Aluminiumplatte hergestellt. Dieser Überzug zeigte nadellochartige Flecken mit Ladungsmangel bei wiederholtem Gebrauch.

Diese Flecken wurden besonders bemerkenswert, wenn der Überzug mit hohem Potential geladen wurde.

Eine derartig geschädigte Platte wurde durch eine Korona auf +1000 Volt aufgeladen und dann, in- eine Dispersion eingetaucht, die Kerosin als Dispersionsmittel, worin eine ,geringe Menge an Leinsamenöl als Dispersionshilfsmittel gelöst war, und fein verteilte Äthylcellulose mit 1 bis 10 /u Durchmesser enthielt, welche eine positive Ladungspolarität hatte. Nach einem Eintauchen während etwa 10 Sekunden wurde die Platte herausgenommen und dann einer

109884/178-0

Bildaussetzung unter Anwendung eines negativen Dias unterzogen. ·

Die belichtete Platte wurde dann mit einem flüssigen Entwickler entwickelt, der durch Dispersion eines Geraisches aus Ruß und Äthylcellulose in Kerosin, worin eine geringe Menge Leinsamenöl gelöst worden war, hergestellt worden war, Der Teilchendurchmesser des pigmentierten Harztoners lag im Bereich zwischen 1 und 10 /u.

Da der Toner eine positive Ladung *annahm, fand eine Umkehrentwicklung statt.

Die Platte wurde aus dem Entwickler entnommen und auf einen Bogen gewöhnlichen Papieres aufgelegt, während die Oberfläche der Platte noch feucht war. Die Anordnung wurde einer negativen Koronaladung von der rückseitigen Oberfläche des Papieres her unterworfen. Dann wurde der Bogen abgetrennt, worauf ein positiver Druck frei von Nadellöcherflecken erhalten wurde.

Beispiel 2

Ein weißer photoleitender Isolierüberzug wurde auf einen Papierträger durch Aufziehen eines Gemisches aus photoleitendem Zinkoxyd und einem isolierenden Binder hergestellt. Der Überzug wurde zu etwa 500 Volt durch Koronaentladung negativ geladen.■ Vor der bildweisen Aussetzung wurde ein Gemisch aus Glasperlen von 0,5 bis 1 mm Durchmesser, die mit einem dünnen Film von Äthylcellulose und mit einem Vortoner mit einem Durchmesser von 5 bis 20 vu aus einem Vinylchlorid- und Vinylacetatkopolymeren überzogen waren, welches elektrostatisch auf der Oberfläche der Perlen angeheftet war, kaskadenförmig auf die' Oberfläche ,des Überzuges aufgebracht.

ORIGINAL INSPECTS)

Dann wurde der Überzug einer bildweisen Aussetzung unter Anwendung eines negativen Dias unterworfen. Die Entwicklung erfolgte durch ein- Kaskadenentwicklungsgemisch, das den vorstehend angegebenen Glasperlenträger und ein pigmentiertes Harz aus Polystyrol und Ruß mit einem Durchmesser von etwa 10 bis 30 /u enthielt, aufwies, durchgeführt.

Das erhaltene Bild war frei von Nadellochflecken im Hintergrundsbereich.

Ein nach dem gleichen Verfahren erhaltenes entwickeltes Bild, -ausgenommen die-Vortonerauftragung, zeigte eine große Anzahl von Nadellochflecken.

Beispiel 3

Ein weiterer Bogen.des elektrophotographisehen Papieres nach Beispiel 2 wurde mit-400 Volt in abgedunkeltem Licht geladen und dann in die folgende Vortonerdispersion während 10 Sekunden eingetaucht:

Zinkoxydpulver (Teilchendurchmesser

0,05 bis 0,5 /U) 10 Teile

Leinsamenöl 10 Teile

Harzlack 5 Teile

Kerosin , 1000 Teile

Cyclohexan 200 Teile

Der Bogen wurde durch ein Paar isolierende Quetschwalzen zur Entfernung der anhaftenden Flüssigkeit geführt.

Nach der Aussetzung an ein optisch negatives Bild ■wurde de*»-Bogen mit dem-folgenden Entwickler entwickelt: Ruß CTeilchendurchmesser 0,01 bis 0,1vu) 10 Teile nitrocellulose 20 Teile

Isrzliack - , , - 20 Teile

20 Teile

98 84/1760 >*

—rf c C-,' u;t .- . ..■-.- ■·;■■;.'

ORIGINAL INSPECTED --ι

Diese Bestandteile wurden In einer Kugelmühle während 5O'Stunden vermählen und 10 Eil des erhaltenen Geraisches in einem Gemisch aus 800 ml. Kerosin und 200 ml Decalin unter Anwendung von Ultrascliallenergie dispergiert.

Nach diesem Beispiel kann die Vortonerauftragung nicht nur zur Vermeidung -der Nadellociaflecken dienen, sondern verhindert auch die schädliche Haftung des Toners aufgrund von anderen Kräften als elektrostatischen.

Wie bereits vorstehend angegeben, kann die Erfindung sowohl durch Flüssigkeitsentwicklung als auch durch Trockenentwicklung ausgeführt werden. ¥orteilhafter wird jedoch die Erfindung nach dem erstereil Verfahren der Entwicklung ausgeführt, das elektrophotographische Drucke von sehr hoher Qualität und Tonwiedergabe ergibt, wobei die shwarzen Nadellochflecken in den Hoclilichtteilen oder Hintergrundbereichen die Bildqualität äußerst nachteilig beeinflußt. Bei der Anv/endung des Vortoners auf den photoleitenden Überzug muß darauf geachtet werden, daß die Oberflächenladungsdichte nicht zu stark gesenkt wird, da man sonst kein Tonerbild mit ausreichendem Kontrast und ausreichender Dichte bei der anschließenden Entwicklungsbehandlung erhält. Falls die Vortonerauftragung durch Flüssigentwicklung ausgeführt wird, muß der elektrische Widerstand der Dispersionsflüssigkeit ausreichend hoch sein und die Flüssigkeit muß eine schlechte Affinität zu dem Harzbinder oder zu den harzartigen Bestandteilen Im photoleitenden überzug besitzen.

Die bevorzugtesten Lösungsmittel bestehen aus isoparaffiiiischen, die eine schlechte Auflösungskraft für zahlreiche harzartige Materialien besitzen, jedoch können auch aktivere Lösungsmittel, wie ger-adkettige Kohlenwasser-

109884/1760 ^?^

BAD ORIGINAL

stoffe, alicyclische Kohlenwasserstoffe, Dekalin oder Tetralin und weiterhin aromatische Kohlenwasserstoffe oder Gemische von aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen verwendet werden, falls der harzartige Bestandteilgehärtet ist.

Falls eine Trockenentwicklung, beispielsweise eine Magnetbürstenentwicklung oder Kaskadenentwicklung_;angewandt wird, wobei die Trägerteilchen die Oberfläche des photoleitenden Überzugs kontaktieren, dürfen die Trägerteilchen nicht elektrisch leitend sein.

Andererseits stellt die Pulverstaubentwicklung kein Problem auf Grund der Ladungsaussickerung auf ^rund der Vortonerauftragung auf.

Die Trägerteilchen für die Burstenentwicklung oder Kaskadenentwicklung, die zur Anwendung bei der Auftragung des Vortoners geeignet sind, umfassen Glasperlen, natürliche Kieselsäuresande, Diamantperlen, ferromagnetisches Eisenpulver, ferromagnetisches Legierungspulver, die sämtliche an der Oberfläche mit isolierenden harzartigen Materialien überzogen sind.

Falls das vorliegende Verfahren auf eine mehrfarbie Bildausbildung nach dem Überdruckungsladungsverfahren angewandt wird, v/erden Bildaussetzung und Entwicklung mehr als zweimal auf einem einzigen photoleitenden Material ausgeübt, wobei es erforderlich ist, daß der Vortoner einähnliches Verhalten wie der darunterliegende photoleitende Überzug besitzt.

Geeignete Beispiele für den Vortoner können durch ein von einem isolierenden .Harz eingekapseltes farbsensibilisiertes Zinkoxyd gegeben werden. Allgemein sind elektrisch isolierende Vortoner aus den folgenden Gründen günstig:

109884/1760 *AD ORKStfMAL

Die Ladung auf dem Vortoner wird nach der Abscheidung neutralisiert und zur Erde durch den isolierenden Überzug abgeleitet, wobei sich in diesem Fall der gefärbte Toner erneut auf dem Vortoner bei der anschließenden Entwicklung abscheidet und sich keine Verbesserung der Bildqualität einstellt. Glücklicherweise stellt dies jedoch kein ernsthaftes Problem dar,da die Nadellochbereiche, wo der elektrische Kurzschluß erfolgt ist, erneut unmittelbar nach der Ladung isoliert werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß· die Auftragung sowohl von Vortoner als auch von Toner nach einem Trockenverfahren oder nach einem Flüssigverfahren erfolgen kann und daß in bestimmten Fällen diese auch kombiniert werden können.

10 9884/1760

BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. Patentansnruch

   Umkehrentwicklungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß nach der einheitlichen Aufladung eines photoleitenden isolierenden Überzuges mit einer Ladung einer Polarität ein fein zerteilter Vortoner mit einem weissen oder praktisch weißen Aussehen und einer Ladung der gleichen Polarität wie die einheitliche Ladung aufgetragen wird, so daß sich der Vortoner an den Bereichen mit Ladungsmangel im Überzug abscheidet, dann der auf diese Weise behandelte Überzug einer bildweisen Aussetzung zur Ausbidung eines elektrostatischen latenten Bildes unterworfen wird und schließlich dieses latente Bild durch Auftragung eines fein zerteilten, gegenüber dem Vortoner unterschiedlich gefärbten Toners entwickelt wird, wobei der Toner eine Ladung der gleichen Polarität wie das latente Bild besitzt.

   109884/176