DE2230757B2

DE2230757B2 - Verfahren zur Benetzungsentwicklung elektrostatischer Ladungsbilder

Info

Publication number: DE2230757B2
Application number: DE2230757A
Authority: DE
Inventors: E Lind
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1978-10-26
Also published as: AU5705073A; GB1390714A; BE801197A; ATA543073A; SE373442B; CA998570A; NL7308192A; IT985726B; FR2189781B1; DE2230757A1; FR2189781A1; AT329377B; HU167618B; AU469260B2; US3935008A; JPS4953046A; DE2230757C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Benetzungsentwicklung elektrostatischer Ladungsbilder, bei dem to das auf einem hydrophoben photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial erzeugte Ladungsbild durch Behandlung mit einer wäßrigen Flüssigkeit entwickelt wird, wonach das entwickelte Bild auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird.

Derartige Verfahren sind in den letzten Jahren in vielen verschiedenen Varianten beschrieben worden und haben große technische Bedeutung erlangt.

Bei dem am bekanntesten und am weitest verbreiteten elektrophotographischen Verfahren erfolgt die Entwicklung mit einem Zweikomponentenentwickler in der Weise, daß das Tonermaterial des Zweikomponentenentwicklers an den geladenen Bildbereichen haften bleibt. Das Tonerbild wird dann auf ein Bildempfangsmaterial, bevorzugt Papier, übertragen. Um das Tonerbild wischfest zu machen, muß es fixiert werden, wozu Wärmestrahler, Heißluftgebläse und ähnliche Einrichtungen verwendet werden. Diese Fixiereinrichtungen stellen ein erhebliches Problem in Anbetracht ihrer hohen Wärmeentwicklung und ihres hohen Energieverbrauchs für die elektrophotographischen Verfahren dar.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren erfolgt die Entwicklung des auf einem Photoleiter befindlichen Ladungsbildes mit Hilfe von klebrigen Flüssigkeitströpfchen, die in einem hochisolierenden flüssigen organischen Träger suspendiert sind.

Dieses Verfahren führt zwar zu ausgezeichneten Kopien und bedarf keines Fixierarbeitsganges, bei dem bekannterweise hohe Leistungen benötigt werden. Indes weist dieses Verfahren den erheblichen Nachteil auf, daß die Entwicklerflüssigkeit im wesentlichen aus einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise einem Isoparaffin-Kohlenwasserstoff, besteht, von dem stets eine gewisse Menge in die Umgebungsluft gelangt, was nicht verhindert werden kann.

Aus der deutschen Auslegungsschrift 12 19 328 ist ein elektrophotographisches Verfahren zur Entwicklung von Ladungsbildern bekannt, bei dem eine, das Ladungsbild tragende photoleitfähige Schicht mit einem flüssigen Entwickler, der nicht in Form eines Aerosols vorliegt, in Kontakt gebracht wird und das sich dadurch auszeichnet, daß ein Entwickler verwendet wird, der aus einer wäßrigen Lösung besteht. Dabei benetzt der wäßrige Entwickler die photoleitfähige Schicht an den Bildteilen, die Ladungen tragen, während ungeladene Teile unbenetzt bleiben. Das auf diese Weise entstandene Bild ist infolge verschiedener Lichtbrechung bzw. Reflexion von benetzten und nicht benetzten Bildteilen gut sichtbar. Dieses Verfahren konnte sich trotz seiner unbestreitbaren Vorteile in der Praxis nicht durchsetzen, da es an die Verwendung besonderer photoleitfähiger Schichten gebunden ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß der Photoleiter spezielle Oberflächeneigenschaften, u. a. hinsichtlich seiner Struktur besitzen muß, die durch entsprechende Beschichtungsbedingungen erzielt werden. Dabei ergibt sich die große Schwierigkeit, eine gleichmäßige Qualität des Photoleiters zu erhalten, die Voraussetzung für eine qualitativ hochwertige Reproduzierbarkeit der Bilder bei der Tintenentwicklung ist. Von Nachteil ist auch, daß infolge der Oberflächenstruktur des Photoleiters stets noch Entwicklerflüssigkeit, d. h. Tinte in den Strukturen zurückbleibt, die dann die Bildqualität weiterer Kopien beeinträchtigen kann. Bei diesem Verfahren wird bevorzugt ein Entwickler verwendet, in dem gefärbte Substanzen gelöst sind. Mit einer solchen wäßrigen Lösung eines Farbstoffs bildet sich ein Farbstoffbild auf der photoleitfähigen Schicht, die entweder auf dieser Schicht angetrocknet oder in feuchtem Zustand in bekannter Weise auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, das eingangs beschriebene elektrophotographische Verfahren so zu verbessern, daß es mit einem wieder verwendbaren Photoleiter und mit normalem Papier als Bildempfangsmaterial arbeiten kann und daß die Fixierprobleme ebenso wie

die mit organischen flüssigen Entwicklern verbundenen Schwierigkeiten vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ladungsbild vor der Behandlung mit der wäßrigen Flüssigkeit mit einem pulverförmigen hydrophilen Feststoff vorentwickelt wird.

Als hydrophiler Feststoff für diese Vorentwicklung haben sich anorganische Pigmente, insbesondere Zinkoxid, Eisen-III-oxid und Kieselsäure, organische hydrophile Stoffe, insbesondere Stärke oder Polyvinylalkohol, wasserlösliche Farbstoffe, insbesondere Methylenblau, Nigrosin, Säureviolett, wobei der Farbstoff auch auf einem hydrophilen Träger, beispielsweise gefällte Kieselsäure, aufgezogen sein kann. Geeignete hydrophile Feststoffe können dadurch hergestellt werden, daß man die Feststoffe hydrophilisiert, z. B. durch eine Vorbehandlung mit Netzmitteln. Als Benetzungslösungen sind gefärbte wäßrige Lösungen, z. B. Lösungen von organischen Farbstoffen in Wasser, wie Kristailviolett- oder Methylenblaulösungen, geeignet. Wenn der hydrophile Feststoff bereits selbst eine Färbung ermöglicht, kann es ausreichend sein, mit reinem Wasser zu entwickeln.

Als hydrophober Ladungsbildträger kommen organische Photoleiter in Frage, wie Oxdiazole (DT-PS 2^r>

10 58 836), Triazole (DT-PS 10 60 260), Oxazole (DT-PS

11 20 875), Benzthiazole (DT-PS 11 37 025), Polyvinylcarbazol (DT-PS 1111 935), Anilin-Formaldehyd-Kondensat (DT-PS 11 97 325), Brompyrenharz oder Selen.

Es ist zweckmäßig, diesen Photoleiterschichten schon bei der Herstellung hydrophobe Bindemittel zuzusetzen. Zur Verbesserung der Hydrophobie können Photoleiterschichten auch nachträglich mit einer dünnen hydrophoben Deckschicht, insbesondere aus PoIymethysiloxanen oder polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffen, wie Polytetrahydroperfluoralkylacrylat, versehen werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist erstmals die Möglichkeit geschaffen, mit einem wiederverwendbaren Photoleiter eine wäßrige Entwicklung des Ladungsbildes und eine Übertragung dieses Bildes auf normales Papier vorzunehmen. Das Papier sollte nicht zu hoch geleimtes oder gemahlenes Papier sein, damit es das wäßrige Bild gut aufnehmen kann. Die Saugfähigkeit wiederum sollte auch nicht zu hoch sein, damit das Bild nicht »zerläuft«.

Die Erfindung wird im folgenden noch näher anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung ist schematisch ein Schnitt durch ein ^r>o elektrophotographisches Reproduktionsgerät dargestellt. Ein auf eine Trommel aufgespannter Photoleiter 1, wird mit Hilfe einer Corona 2 gleichmäßig aufgeladen, in einer Belichtungsstation 3 bildmäßig belichte« und in einer Entwicklungsstation 4 vorentwickelt. Bei dieser Vorentwicklung wird mit Hilfe einer Magnetbürste ein Zweikomponentenentwicklergemisch, das aus magnetisierbaren Eisenfeilspänen und dem im folgenden noch näher zu beschreibenden hydrophilen Feststoff besteht, an das Ladungsbild gebracht. «>

Dadurch entsteht auf dem Photoleiter 1 ein sehr dünnes, mit dem Auge nur schwach wahrnehmbares Bild 10, das aus dem hydrophilen Feststoff besteht. Dieses vorentwickelte Bild 10 wird mit Hilfe einer wäßrigen Flüssigkeit 5 behandelt, die sich in einer Wanne 6 befindet, und in Meniskusberührung mit dem vorentwikkelten Photoleiter steht. Der Flüssigkeitsantrag kann dabei auch auf andere, an sich bekannte Weisen vorgenommen werden. Die wäßrige Flüssigkeit 5 gelangt bei dieser Behandlungsstufe nur an die mit dem hydrophilen Material vorentwickelten Bildbereiche 10, wird dagegen von dem hydrophoben Photoleiter 1 abgestoßen. Dadurch entsteht ein wäßriges Bild 11 auf dem Photoleiter. Dieses wäßrige Bild 11 wird in der Übertragungsstation 7 auf ein Kopieaufnahmematerial, insbesondere Papier 8 übertragen. In einer Reinigungsstation 9 schließlich wird der hydrophile Feststoff 10, soweit er noch auf dem Photoleiter verblieben ist, von diesem entfernt. Diese Reinigung gestaltet sich besonders einfach, wenn als hydrophiler Feststoff ein magnetisierbares Material verwendet wird. In diesem Falle kann die Reinigung in einfachster Weise mit Hilfe eines Magneten vorgenommen werden.

Im folgenden soll anhand einiger Beispiele das erfindungsgemäße Verfahren noch näher erläutert werden.

Beispiel 1

Eine Photoleiterfolie (Polyvinylcarbazol/Trinitrofluorenon) wurde gleichmäßig aufgeladen und bildmäßig belichtet. Das erzeugte Ladungsbild wurde mit einer Magnetbürste entwickelt, die als Trägerpartikelchen Eisenfeilspäne enthielt. Die Eisenfeilspäne waren mit einer geringen Menge (etwa 1 Gew.-%) Zinkoxidpulver versetzt. Nach dieser Behandlung war auf dem Photoleiter biidmäßig verteilt ein dünner Schleier von Zinkoxidpulver zu sehen. Dieses Bild wurde mit einer O,l°/oigen Kristallviolett-Lösung behandelt, indem der Photoleiter in die Benetzungslösung eingetaucht wurde. Die Kristallviolett-Lösung setzte sich an diejenigen Bereiche der Photoleiterschicht bzw. zog sich auf diese zusammen, die mit Zinkoxid versehen waren. Das erzeugte Bild wurde auf Papier übertragen.

Beispiel 2

Es wurde wie im Beispiel 1 beschrieben gearbeitet, jedoch wurde anstelle des Zinkoxids Eisen-III-oxid verwendet. Es wurde ein Bild etwa gleicher Qualität wie bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch erhalten.

Beispiel 3

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei als hydrophiler Feststoff gefällte Kieselsäure verwendet wurde. Auch in diesem Fall entsprach die Kopie etwa der, wie sie in Beispiel 1 erhalten wurde.

Beispiel 4

Die Arbeitsweise des vorangegangenen Beispiels wurde wiederholt, jedoch wurde vorher auf den Photoleiter eine dünne Schicht von Polytetrahydroperfluoralkylacrylat aufgebracht. Dieses Mittel diente dazu, die Hydrophobie des Photoleiters noch weiter zu steigern. Es wurde ein gutes Bild des Originals erhalten.

Beispiel 5

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit folgenden Abweichungen wiederholt. Als hydrophiler Feststoff zur Vorentwicklung wurde die bereits beschriebene gefällte Kieselsäure verwendet, die in diesem Fall mit 0,1 % eines substituierten Phenolpolyglykoläther behandelt worden ist. Als Elenetzungslösung wurde in diesem Fall eine 0,l%ige Methylenblaulösung verwendet. Auch in diesen, Fall wurde ein gutes Bild des Originals erhalten.

Beispiel 6

Die Vorentwicklung des auf dem Photoleiter wie in Beispiel 1 beschrieben erzeugten Bildes wurde in diesem

Falle mit Methylenblau als hydrophilem Feststoff vorgenommen. Der Farbstoff war zu 1% in dem Entwicklergemisch der Magnetbürste enthalten. Zur Benetzung wurde reines Wasser auf das entwickelte Bild gesprüht. Auch in diesem Falle wurde ein gutes Bild ■"> des Originals erhalten, das jedoch »Grund« in Form feiner blauer Pünktchen aufwies.

Beispiel 7

Die in dem vorangegangenen Beispiel beschriebene in Arbeitsweise wurde mit 0,5% Nigrosin in dem Magnetbürstenentwicklergemisch wiederholt. Auch in diesem Falle wurde ein brauchbares Bild des Originals erhalten, das jedoch in seiner Qualität hinter der des in dem vorangegangenen Beispiels erzeugten Bildes r> zurückblieb.

Beispiel 8

Die im vorangegangenen Beispiel beschriebene Arbeitsweise wurde mit 0,5% Säureviolett als hydrophi- :n lern Feststoff wiederholt. Auch die hierbei erhaltene Kopie erreichte die Qualität der mit Methylenblau erzeugten Kopie nicht ganz.

Beispiel 9

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt. Als hydrophiler Feststoff wurde die oben bereits beschriebene Kieselsäure verwendet, die jedoch mit !50Gew.-% Methylenblau, bezogen auf die Menge an Kieselsäure, und 1% eines substituierten Phenolpolyglykoläthers behandelt war. Die Benetzung erfolgte mit Wasser aus einer Spritzpistole. Die Übertragung ergab ein brauchbares Bild des Originals. Die hohe Konzentration des Farbstoffs, die zur Erzeugung eines Bildes notwendig war, dürfte auf die große innere Oberfläche der gefällten Kieselsäure zurückzuführen sein, die dazu führt, daß der Farbstoff erst bei so hohen Konzentrationen von der Kieselsäure wieder abgegeben wird.

Beispiel 10

Es wurde wie oben angegeben mit einer Kristallviolettlösung gearbeitet, jedoch wurde die Vorentwicklung mit einem Entwicklergemisch von 1 g wasserunlöslicher Stärke in 100 g Eisenfeilspänen durchgeführt. Das Ergebnis war eine gute Kopie.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Benetzungsentwicklung elektrostatischer Ladungsbilder, bei dem das auf einem hydrophoben photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterial erzeugte Ladungsbild durch Behandlung mit einer wäßrigen Flüssigkeit entwickelt wird, wonach das entwickelte Bild auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladungsbild vor der Behandlung mit der wäßrigen Flüssigkeit mit einem pulverförmigen hydrophilen Feststoff vorentwickelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hydrophiler Feststoff ein Pigment, insbesondere wasserunlösliche Stärke, Kieselsäure, Eisen-II J-oxid oder Zinkoxid verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hydrophiler Feststoff ein wasserlöslicher Farbstoff, insbesondere Methylenblau, Nigrosin oder Säureviolett, verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als wäßrige Flüssigkeit Wasser verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit eine wäßrige Farbstofflösung vorgesehen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als hydrophiler Feststoff gefällte Kieselsäure verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gefällte Kieselsäure eine erhebliche Menge Farbstoff, insbesondere etwa 150Gew.-% oder mehr Methylenblau, bezogen auf das Gewicht der Kieselsäure, enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufzeichnungsmaterial ein organischer Photoleiter, insbesondere ein

Polyvinylcarbazol-Trinitrofluorenon-Photoleiter
verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorentwicklung mit einem Zweikomponentenpulverentwickler vorgenommen wird, dessen eine Komponente der hydrophile Feststoff ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, das mit einem Überzug aus einem stark hydrophoben Material, insbesondere aus Polymethylsiloxan oder polymeren fluorierten Kohlenwasserstoffen, versehen ist. so

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Komponente des Zweikomponentenpulverentwicklers aus Eisenpartikeln besteht.

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