DE2163114C3 - Elektrophotographisches Verfahren zur wahlweisen Herstellung von Direktoder Umkehrkopien - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches Verfahren zur wahlweisen Herstellung von Direkt- oder Umkehrkopien unter Verwendung eines Aufzeichnungsmaterial mit einer photoleitfähigen Schicht aus einem in einem Bindemittel suspendierten anorganischen Photoleiter, wobei als Bindemittel Harze verwendet werden, die besonders fähig sind, elektrostatische Ladungen anzunehmen, deren Vorzeichen dem Vorzeichen der elektrostatischen Ladung entgegengesetzt ist, die von dem Photoleiter besonders gut angenommen wird, und wobei zur Herstellung einer Kopie die photoleitfähige Schicht wahlweise positiv oder negativ auf ein vorbestimmtes Potential aufgeladen, bildmäßig belichtet und das so hergestellte Ladungsbild mittels eines Entwicklers von ein und derselben Polarität, je nach der Polarität des Ladungsbildes, zu einem Direkt- oder Umkehrbild entwickelt wird. ⁶S

Es ist in der Elektrophotographie erwünscht, Direktoder Umkehrkopien herzustellen, ohne das Kopiernanier oder den Entwickler (Toner) wechseln zu müssen. Bei Verwendung von organischen Photoleitern ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 166 619), Direktkopien oder Umkehrkopien herzustellen durch Ändern des Sinnes oder Vorzeichens der Aufladung der photoleitfähigen Schicht. Organische Photoleiter sind jedoch vergleichsweise teuer und sie zeigen außerdem eine für Elektrophotographie nicht ausreichende Weißheit.

Bei anorganischen Photoleitern, wie sie in der Elektrophotographie in großem Ausmaß verwendet werden, besteht das Problem, daß diese Photoleiter entweder nur positive oder nur negative Ladungen gut annehmen. Aus diesem Grunde können sie beispielsweise in Vorrichtungen, mit denen Direktkopien odei Umkehrkopien von Mikrofilmen hergestellt werden sollen, nicht gut verwendet werden. Es ist auch bei anorganischen Photoleitern, die eine positive Ladung schlecht annehmen, vorgeschlagen worden, ihnen eine negative Ladung zu erteilen, bevor ihnen eine positive Ladung erteilt wird. Hiermit können zwar interessante Ergebnisse erzielt werden, jedoch ist es praktisch nicht möglich, damit ein Umkehrbild zu erhalten, welches von gleicher Qualität wie dasjenige ist, welches mit negativer Ladung erhalten wird. Das Umkehrbild weist immer einen erheblich verfärbten Untergrund auf, und es können Punkte festgestellt werden, die Mikrofehlerstellen entsprechen, welche örtliche Ungleichförmigkeiten der Eigenschaften der photoleitfähigen Schicht hervorrufen. Das Bild ist dadurch in seiner Schärfe und Homogenität stark beeinträchtigt, und seine Qualität ist im allgemeinen ungenügend, um den Gegenstand eines technischen Verfahrens zu bilden.

Es sind auch Versuche gemacht worden (Photographic Science and Engineering, Vol. 11, Nr. 3, Mai-Juni 1967, S. 146 bis 149), bei Verwendung eines anorganischen Photoleiters, der negative Ladungen gut annimmt, die photoleitfähige Schicht sowohl negativ als auch positiv aufzuladen, wobei jedoch die positive Aufladung in einer Gasatmosphäre stattfinden mußte, wenn diskussionswürdige Ergebnisse erhalten werden sollten. Demgemäß kann ein solches Verfahren für praktische Herstellung von Kopien im elektrophotographischen Verfahren nicht angewendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art so auszugestalten, daß auch bei Verwendung eines anorganischen Photoleiters Direkt- und Umkehrkopien ohne Wechsel von Kopierpapier oder Entwickler in einfacher Weise hergestellt werden können. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der Herstellung von Kopien, für deren Herstellung eine Aufladung der photoleitfähigen Bindemittelschicht mit einem Vorzeichen erforderlich ist, das dem Vorzeichen der Ladung entgegengesetzt ist, die von dem Photoleiter besonders gut angenommen wird, die Aufladung auf ein Potential zwischen 40 und 60% des normalen Sättigungspotentials erfolgt.

Es ist außerordentlich überraschend, daß mit den Maßnahmen gemäß der Erfindung in dem Fall gute Kopiequalität erhalten werden kann, in dem für die Herstellung der Kopie eine Aufladung der photoleitfähigen Bindemittelschicht mit einem Vorzeichen erforderlich ist, das dem Vorzeichen der Ladung entgegengesetzt ist, die von dem Photoleiter besonders gut angenommen wird. Erfolgt jedoch die Aufladung auf ein Potential unter 40%, so ist das Ladungspotential in seiner Wirkung nicht ausreichend, um ein wirklich zufriedenstellendes Bild zu erhalten. Liegt das Ladungspotential über 60%, so besteht die Gefahr, daß

Mikrofehlerstellen von solcher Art erscheinen, daß die Gleichmäßigkeit oder Homogenität -ies Untergrunds gestört wird. Wenn für eine gegebene Art der photoleitfähigen Schicht das Sättigungspotential kleiner als 400 Volt ist, kann es von Interesse sein, eine negative Aufladung der photoleitfähigen Schicht vorzunehmen, bevor ihre positive Aufladung erfolgt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Aufzeichnungsmaterial verwendet, das als Photoleiter Zinkoxyd und als Bindemittel ein Harz aufweist, das fähig ist, positive elektrostatische Ladungen anzunehmen.

Als Bindemittel der photoleitfähigen Schicht werden vorzugsweise folgende Materialien verwendet: Acrylharze, Vinylharze, Harze auf der Basis von Polystyrol oder Styrolmischpolymerisaten, Alkydharze oder modifizierte Alkydharze, Mischpolymerisate der vorgenannten Harze oder Mischungen aus diesen Harzen und/oder Mischpolymerisaten dieser Harze.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung und von Beispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Coronaaufladevorrichtung, die bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden kann.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Coronaaufladevorrichtung.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit photoleitfähigen Schichten beschrieben, die auf Papier aufgebracht sind. Die Erfindung ist jedoch durch die Art des Trägers nicht beschränkt, sondern sie ist auf jeden leitenden Schichtträger anwendbar, der in der Elektrophotographie verwendet werden kann.

Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Coronaaufladevorrichtung ist das Organ, das dazu bestimmt ist, der photoleitfähigen Schicht eine Ladung von positivem Vorzeichen zu erteilen, in Reihe mit einem regelbaren Widerstand angeordnet, der den Ionisationsstrom und damit das Ladungspotential der Schicht mit Bezug auf ihr Sättigungspotential herabzusetzen vermag. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist die Ausführung so getroffen, dafi der photoleitfähigen Schicht im Anschluß an eine positive Aufladung eine negative Aufladung erteilt werden kann.

Bei der in Fig. I wiedergegebenen Vorrichtung kann ein Hochspannungsgenerator G die Spannung der negativen Elektrode und der positiven Elektrode einer Koronoaufladevorrichtung bekannter Art auf ungefähr 6000 Volt bringen. Zwischen den Elektroden wird das Photoleiterelement 1 hindurchgeführt, auf dessen obere Seite eine photoleitfähige Schicht 2 aufgebracht ist.

Die Elektroden C der Koronaaufladevorrichtung sind Metalldrähte, die unter Schirmen E angeordnet sind, welche bei T mit Erde verbunden sind, und die in der Lage sind, die Ladung auf dem sich vorbeibewegenden Photoleiterelement 1 zu konzentrieren. Während des Aufladevorgangs ist die Rückseite des Photoleiterelements 1 über eine elektrisch leitende Stange oder Rolle V bei T mit Erde verbunden.

In dem Stromkreis, der dem Element positive Ladung zuführt, ist ein regelbarer Widerstand R angeordnet, welcher die dem Photoleiterelement zu erteilende positive Ladung herabsetzen kann.

Um dieses Ergebnis zu erhalten, ist der in den Stromkreis einzuführende Widerstandswert des regelbaren Widerstands R von der gleichen Größenordnung wie die Impedanz der Koronaaufladevorrichtung.

Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Vorrichtung sind der Fig. I entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Generator G speist eine der oben beschriebenen ersten Koronaaufladevorrichtung analoge zweite Koronaaufladevorrichtung, die stromauf der ersten Vorrichtung angeordnet ist. In· der zweiten Vorrichtung ist jedoch das Organ für die negative Aufladung gegen die die photoleitfähige Schicht 2 tragende Seite des Elements 1 gerichtet, während das Organ für die positive Aufladung gegen die Rückseite des Elements 1 gerichtet ist. Eine solche Ausführung

ίο ist daher in der Lage, der sich vorbeibewegenden photoieitfähigen Schicht zuerst eine negative Aufladung und danach eine positive Aufladung zu erteilen, deren Potential mittels des regelbaren Widerstands R eingestellt werden kann.

Die Durchführung der Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Es wurde ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial von 26 g/m² unter Verwendung einer Dispersion von der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

photoleitfähiges Zinkoxyd 100 g

Ästhylstyrolacrylatmischpolymerisat,

dem Acrylsäure zugegeben ist 22 g

Toluol 90 g

C₁ Rotsäure Color-Index Nummer

8745380 in Lösung in 5 cm³ Methanol .0,020 g
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Die Dispersion wurde auf einem Papierträger von in der Elektrophotographie üblicher Qualität ausgebreitet, der an der Oberfläche einen spezifischen Widerstand von 5,1O⁸ Ohm · cm hatte (gemessen bei 40% rel. Feuchtigkeit und 22 C). Die aufgebrachte Schicht wurde vor der Verwendung 24 h im Dunkeln gehalten.

Das Sättigungspotential, das mittels eines kapazitiven dynamischen Aufzeichnungselektrometers be-

kannter Art gemessen wurde, betrug -+ 270 Volt für eine positive Ladung.

Es wurde eine Vorrichtung von der in Fig. 1 veranschaulichten Art verwendet, durch welche das elektrophotographische Papier mit einer Geschwindigkeit

von 77 mm/sec hindurchgeführt wurde. Das positive Koronaaufladeelement wurde auf ein Potential von + 5700 Volt und das negative Gegenelement auf ein Potential von —4700 Volt gebracht.

Das umgekehrte Bild einer Vorlage, das nach Ent-

wicklung mit einem handelsüblichen positiven flüssigen Entwickler erhalten wurde, war nur mittelmäßig und wies einen beträchtlich verfärbten Untergrund und eine erhebliche Punktebildung auf.

Wenn die photoleitfähige Schicht mittels der gleichen

Vorrichtung aufgeladen wurde, nachdem in den Stromkreis ein Widerstand von 26 Megohm eingeführt war, der das Ladungspotential einer identischen Probe auf 160 Volt herabsetzte, wurde nach der Entwicklung ein vollkommen homogenes Bild erhalten.

Beispiel 2

Es wurde ein Aufzeichnungsmaterial, das mit demjenigen des Beispiels 1 identisch war, mittels der in Fig. 2 veranschaulichten Vorrichtung aufgeladen, wobei das erste Koronaaufladeelement auf ein negatives Potential von —4700 Volt und das zweite Koronaaufladelement auf ein positives Potential von + 5700 Volt

auf der Seite der photoleitfähigen Schicht gebracht wurde. Das zweite Koronaaufladeelement wurde aus einem Stromkreis gespeist, der einen mit ihm in Reihe geschalteten, zwischen 0 und 40 Megohm änderbaren Widerstand enthielt.

Bei auf Null eingestelltem Widerstand wurde ein Sättigungspotcntial von | 400 Volt erhalten, indem die Schicht zuerst negativ und dann positiv aufgeladen wurde. In diesem Fall wies das erhaltene Bild einen stark verfärbten Untergrund auf.

Wenn der Widerstand auf 26 Megohm eingestellt wurde, wurde das Potential der Schicht auf 210 Volt zurückgebracht, und das erhaltene Bild war homogen und frei von Untergrundentwicklung.

Beispiel 3

Es wurde wie im Beispiel 1 gearbeitet, jedoch unter Verwendung einer Dispersion von der folgenden Zusammensetzung:

phololcitfähiges Zinkoxyd 100 g

Mischpolymerisat von Vinylacetat und

Butylmaleat 40 g

C₁ Rotsäure Color-Index Nummer

8745380 0,030 g

Toluol 150 g

Das Sättigungspotential der Schicht betrug 380 Volt.

Während das durch direkte positive Ladung erhaltene Bild stark punktiert war, wurde, wenn gemäß der Erfindung ein Widerstand von 20 Megohm in die Vorrichtung zum positiven Aufladen eingeführt wurde, ein Ladungspotential von 210 Volt erhalten, welches ein Bild von gutem Kontrast lieferte, dessen Untergrund frei von jeder Punktebildung war.

Beispiel 4

Es wurde wie in den vorhergehenden Beispielen gearbeitet, jedoch unter Verwendung einer Dispersion von der folgenden Zusammensetzung:

photoleitfähiges Zinkoxyd 100 g

Äthylstyrolacrylatmischpolymerisat... 25 g
Toluol 100 g

Der Dispersion wurden 9 mg 2,3,6,7-Tetrabromphenolsulfonphthalein (ein blauer Farbstoff) und 9 mg C, Gelbsäure, Color-Index Nummer 7345350 in 10%iger Lösung in Methanol zugesetzt.
Das Sättigungspotential bei positiver Ladung des elektrophotographischen Elements, das mit dieser Dispersion hergestellt war, betrug | 560 Volt. Dieses Sättigungspotential betrug —610 Volt bei negativer Ladung des Elements und | 570 Volt, wenn ihm eine

ίο negative Ladung erteilt wurde, bevor ihm eine positive Ladung erteilt wurde.

Es wurde eine Ladevorrichtung von der in Fig. 2 veranschaulichten Art verwendet, die zwei Doppelkoronaaufladcelektroden aufwies, von denen die ersten

>5 auf ein negatives Potential von 4700 Volt und die zweiten auf ein positives Potential von 5700 Volt auf der Seite der Schicht gebracht wurden, wobei die letzteren Elektroden aus einem Stromkreis gespeist wurden, der einen zwischen 0 und 40 Megohm änderbaren Widerstand enthielt.

Durch positives Aufladen der Schicht auf 5700 Volt mit Hilfe der zweiten Koronaaufladeelektroden allein wurde von einer Vorlage nach Belichtung und Entwicklung ein umgekehrtes Bild von mittelmäßiger Qualität erhalten, das einen verfärbten Grund aufwies und stark gepunktet war.

Wenn der gleiche Versuch derart ausgeführt wurde, daß die photoleitfähige Schicht nacheinander zuerst mittels der negativen Koronaauf ladeelektroden auf —4700 Volt und dann mittels der positiven Koronaaufladeelektroden auf f 5700 Volt aufgeladen wurde, betrug die der Schicht erteilte positive Ladung ungefähr 570 Volt. Die Qualität des Bildes war noch mittelmäßig; der Grund blieb gepunktet und war wenig homogen.

Wenn die Schicht in gleicher Weise nacheinander zuerst negativ und dann positiv aufgeladen wurde, wobei jedoch gemäß der Erfindung in den positiven Koronaspeisekreis ein Widerstand von 14 Megohm eingefügt wurde, wodurch das Potential der Schicht auf +270 Volt zurückgeführt wurde, dann hatte das nach Belichtung und Entwicklung erhaltene Bild eine gute Qualität und wies einen homogenen und von Punkten freien Grund auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Verfahren zur wahlweisen Herstellung von Direkt- oder Umkehrkopien unter Verwendung eines Aufzeichnungsmaterials mit einer photoleitfähigen Schicht aus einem in einem Bindemittel suspendierten anorganischen Photoleiter, wobei als Bindemittel Harze verwendet werden, die besonders fähig sind, elektrostatische Ladungen anzunehmen, deren Vorzeichen dem Vorzeichen der elektrostatischen Ladung entgegengesetzt ist, die von dem Photoleker besondere gut angenommen wird, und wobei zur Herstellung einer Kopie die photoleitfähige Schicht wahlweise positiv oder negativ auf ein vorbestimmtes Potential aufgeladen, bildmäßig belichtet und das so hergestellte Ladungsbild mittels eines Entwicklers von ein und derselben Polarität, jenach der Polarität des Ladungsbildes zu einem Direkt- oder Umkehr- ao bild entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von Kopien, für deren Herstellung eine Aufladung der photoleitfähigen Bindemittelschicht mit einem Vorzeichen erforderlich ist, das dem Vorzeichen der Ladung entgegengesetzt ist, die von dem Photoleiter besonders gut angenommen wird, die Aufladung auf ein Potential zwischen 40 und 60% des normalen Sättigungspotentials erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, das als Photoleiter Zinkoxyd und als Bindemittel ein Harz aufweist, das fähig ist, positive elektrostatische Ladungen anzunehmen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel der photoleitfähigen Schicht folgende Materialien verwendet werden: Acrylharze, Vinylharze, Harze auf der Basis von Polystyrol oder Styrolmischpolymerisaten, Alkydharze oder modifizierte Alkydharze, Mischpolymerisate der vorgenannten Harze oder Mischungen aus diesen Harzen und/oder Mischpolymerisaten dieser Harze.