DE2306983C3 - Verfahren zur Kontaktbelichtung einer aufgeladenen photoleitfähigen Schicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials - Google Patents

Description

D e Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontaktbelicbtung einer aufgeladenen photoleitfähigen Schuht eines elektrophotographischen Aufzeichnu.tjsmaterials.

£ ektrophotographische Aufzeichnungsmateria-He ι -ind bekannt und enthaiten im allgemeinen einen Sc ii :htträger und eine darauf befindliche phutoleitfähi.'e Schicht. Der Schichtträger kann entweder aus Pa.)ier oder aus einem Film bestehen, das bzw. der elektrisch leitend gemacht wird entweder durch Einveili.iben eines leitenden Materials während der Herstellung oder durch Aufbringen einer Schicht aus einem ieitenden Material. Zu den am meisten vei v/ende ten leitfähig machenden Mitteln gehören z.B. Ruß und leitende Harze. Eine photoleitfähige Schicht enthält im allgemeinen ein photoleilfähiges Material gemeinsam mit einem Bindemittelharz, d->s als Schicht auf den Schichtträger aufgebracht ist.

Bilder werden auf der photoleitfähigen Schicht durch einen dreistufigen Prozeß gebildet, der aus dem Aufladen, dem Belichten und dem Behandeln mn einem Toner besteht. Während des Aufladens wird die photoleitfähige Schicht nach irgendeinem der auf diesem Gebiet bekannten Verfahren, wie z.B. durch Scheuern oder Reiben, oder durch die Wirkung von Ionen- oder Elektronenemission, wie z.B. durch eine Koronaentladung, mit einer Gesamtladung versehen. Die Polarität der Ladung auf der photoleitfähigen Schicht kann je danach, ob positive oder negative Kopien gewünscht werden, geändert werden. Eine positive Kopie ist eine solche, die eine genaue Kopie der zu kopierenden Vorlage ist, d.h. die Bildbereiche der Kopie entsprechen den Bildbereichen der Vorlage. Demgegenüber entsprechen bei einer negativen Kopie die Bildbereiche de*· Kopie den Nichtbildbereichen oder den hellen Bereichen der Vorlage, d.h., die Kopie ist eine umgekehrte Abbildung der Vorlage. Das Aufladen wird im allgemeinen im Dunkeln vorgenommen, und unter diesen Bedingungen behält die photoleitfähige Schicht die aufgebrachte Ladung.

Beim Belichten wird das aufgeladene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial selektiv oder bildgem.iW In lichtet. Das Licht bewirkt, daß die phot.ileitf.ihige Schicht in dtn Bereichen der Schicht leitend wird, «.!ic helichtei weiden, was zu einem Abzug von Ladung in diesen Be eichen führt. Das Licht kann entweder von den Nicht lildbereichen der zu vervielfältigt, mk η Vorlage reflektiert oder durch die Lichtbildbe reich ■ der Vorlage gesandt werden. Wenn eine r,icht()unhschcinende Vorlage, wie z.B. Papier, versend· ι ά ml. wird das Licht von den Nichtbildbemenen ilei Voilage reflektiert und trifft auf die photoleitfähige· Schicht. Wenn eine durchscheinende Vorlage·, wie z. B. ein Mikrofilm, verwendet wird, wird das Licht durch die Nichtbildbereiche der Vorlage auf die photoleitfähige Schicht gerichtet. So wird das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial mit einem Hell-Dunkel-Bild belichtet, wodurch die belichteten Bereiche leitend werden und die Ladung in diesen Bereichen abgezogen wird, während die Leitfähigkeit der nichtbelichteten Bereiche sich nicht gcändert hat und diese Bereiche ihre Ladung behalten. Als Ergebnis wird ein Ladungsbild oder ein latentes elektrostatisches Bild in bestimmten Bereichen des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gebildet.

In der Tonerbehandlungsstufe wird das Ladungsbild bzw. das latente elektrostatische Bild nach einer der verschiedenen Entwicklermethoden sichtbar gemacht, die alle das Aufbringen eines gefärbten Materials, üblicherweise als Toner bezeichnet, auf Bereiche der photoleitfähigen Schicht mit einer Restladung enthalten. Der verwendete Toner kann entweder flüssig odei trocken sein, je nachdem ob das zum Entwikkeln des Bildes benutzte Pigment in einem Lösungsmittel dispergiert ist oder nicht. In jedem Fall haftet das Pigment den aufgeladenen Bereichen des erhaltenen Aufzeicbnungsmaterials untrr Bildung einer Abbildung in diesen Bereichen an.

Wenn eine durchsichtige oder nur teilweise undurchsichtige Vorlage verwendet wird, ist es vorteilhaft, ein einfaches, nicht kostspieliges Verfahren zur Kontaktbelichtung einer aufgeladenen photoleitfähigen Schicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials zur Verfugung zu haben, das zu formgetreuen Abbildungen mit guter Auflösung und klarem HinK.grund führt. Es ist bisher jedoch nicht möglich gewesen, die Vorlage In einem direkten Kontakt mit der aufgeladenen photoleitfähigen Schicht während des Belichtens anzuordnen, und zwar wegen der Probleme die gegeben sind, wenn eine teilweise undurchsichtige Vorlage anschließend von dem elektrophotographischen Material, das das latende elektrostatische Bild trägt, getrennt wird. Das Trennen ließ mehrere Probleme entstehen, zu denen das teilweise Entladen von solchen Bereichen, die den BiIdbereichen der Vorlage entsprechen, und/oder das Abgeben von Ladung an solche Bereiche, die den Nichtbildbereichen der Vorlage entsprechen, gehören. Das Entfernen von Ladung aus solchen Bereichen, ('■' j den Bildbereichen cer Vorlage entsprechen, fuhrt zu einer Kopie mit geringer Deckkraft und mit verzerrten Bildern nach dem Aufbringen des Toners, wahrend das Abgeben von Ladung an die Nichtbildbereiche eine Kopie entstehen läßt, die eine unerwünschte Verfärbung in dem Hintergrund oder den Nichtbildbereichen aufweist.

Dielektrische Flüssigkeiten sind bereits in Verbindung mit elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien vorgeschlagen worden. In der US-Patentschrift 2 904 431 wird ein Mittel zum elektrophotographischen Aufladen beschrieben, bei dem ein dielektrisches Material zwischen der Elektrode oder Ladungsquelle und dem aufzuladenden Material angeordnet wird. Die dielektrische Flüssigkeit verbessert die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode und dem elektrophotographischen MateTial und leitet elektrische Ladungen. Nach dem Aufladen wird die Flüssigkeit entfernt und wird das Material unter Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes auf der Oberflä-

ehe der photoleitfähigen Schicht belichtet.

In der US-Patentschrift 2975052 werden zwei Verfahren zur Verwendung dielektrischer Flüssigkeiten in Verbindung mit elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien beschrieben. Nach dem ersten Verfahren wird ein Ladungsbild von einer photoleit-Fähigen Schicht auf ein elektrisch isolierendes Material übertragen. Zur Verhinderung einer Streuung oder Verbreiterung des latenten elektrostatischen Bilds, wenn das elektrisch isolierende Material, auf das dieses Bild übertragen werden soll, mit der photoleltfähigen Schicht kontaktiert wird, die das latente elektrostatische Bild trägt, wird ein dünner Film aus einer Flüssigkeit mit einer relativ hohen Durchschlagfestigkeit auf die photoleitfähige Oberfläche vor dem Übertragen der Ladung aufgebracht. Das Ladungsbild bewegt sich so von der photoleitfähigen Schicht durch die dielektrische Flüssigkeit zu dem elektrisch isolierenden Material. Bei dem zweiten Verfahren wird das elektrisch isolierende Material mit einer Gesamtladung versehen, eine Flüssigkeit mit hoher Durchschlagfestigkeit wird auf das aufgeladene Material aufgetragen, und eine photoleitfähige Schicht, die auf einen transparenten elektrisch leitenden Schichtträger aufgebracht ist, wird dann mit der Flüssigkeit kontaktiert. Anschließend werden Bilder auf der elektrisch leitenden Schicht durch Belichten des photoleitfähigen Materials durch ein Hell-Dunkel-Bild, und zwar durch den transparenten elektrisch leitenden Schichtträger, gebildet. Wenn das Licht den Photoleiter trifft, wird dieser leitend, und die Ladung wandert von der isolierenden Schicht durch die dielektrische Flüssigkeit zwischen den Schichten zu diesen leitenden Bereichen. Auf diese Weise wird ein latentes elektrostatisches Bild direkt auf der isolierenden Schicht gebildet. Bei den beiden in der US-Patentschrift 2975 052 beschriebenen Ausführungsformen wird die dielektrische Flüssigkeit als Ladungstransportmedium benutzt.

Dielektrische Flüssigkeiten sind außerdem als nichtleitende oder isolierende Trägerflüssigkeiten in elektrophoretischen Abbildungssystemen verwendet worden (US-Patentschriften 3 384 566 und 3485 738)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Kontaktbelichtung einer aufgeladenen photoleitfähigen Schicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials zur Verfügung zu stellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die zu kopierende Vorlage unter Zwischenschaltung einer dielektrischen Flüssigkeit mit der photoleitfähigen Schicht kontaktiert wird.

Das bei Durchführung der Erfindung verwendete elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial kann nach irgendeinem auf diesem Gebiet bekannten Verfahren hergestellt werden. Eine photoleitfähige Schicht, die ein photoleitfähiges Material und ein Bindemittelharz enthält, wird als Schicht auf einen geeigneten Schichtträger aufgetragen, der entweder aus Papier oder einem Film bestehen kann, das bzw. der. wie oben beschrieben ist, leitend gemacht worden ist. Zu geeigneten Photoleitern gehören sowohl organische als auch anorganische Materialnen. Anorganische Photoleiter, die verwendet werden können, sind z.B. Kadmiumsulfid, Kadmiumsulfosek:r.id, Zinkoxid, Zinksulfidd, Schwefelselenquecksilbersulfid, Bleinviii Rleisulfit. Kadmiumselenid, Titandioxid, Indiumtrioxid. Zu geeigneten organischen Photoleitern gehören z.B. Chinacridone, Carboxamide, Carboxanilide, Triazine, Anthrachinone, Azoverbindungen, Salze und Pigmentfarben, die sich vom 9-Phenylxanthan ableiten, Dioxazine, Pigmentfarben von Fluorescfcinfarbstoffen, Pyrene, Phthalocyanine, Metallsalze und Pigmentiarben von A-zofarbstoffen, Polyvinylcarbazol und substituierte Phenylendiamine. Zu geeigneten Bindemitteln gehören z.B. Polystyrol, PoIystyrolcopolymerisate, wie z.B. Styrol-Butadien und Styrol-Butadien-Acrylnitril. Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylacetal, Polyvinyläther, Polyacrylate, Polycarbonate, Polyphenylenoxid, Phenoxyharze, Polysulfone und Polyester.

Bei Durchführung der Erfindung wird die Oberfläche der photoleitfähigen Schicht nach irgendeinem bekannten Verfahren, wie z.B. durch Bürsten oder Reiben oder Einwirkung von Ionen- oder Elektronenemission wie z.B. mittels einer Koronaentladung, insgesamt aufgeladen.

Nach dem Aufladen wird eine Schicht aus dielektrischer Flüssigkeit auf die aufgeladene Oberfläche des elektrophotographischen Materials aufgetragen.
Die für die Durchführung der Erfindung geeigneten dielektrischen Flüssigkeiten haben einen cpezifischen Widerstand von mindestens 10^g Ohm-cm. Zu diesen Flüssigkeiten gehören z. B. Xylol, Toluol, Tetrachlorkohlenstoff, Tnchloräthylen, Cyclohexan, Hexan, Heptan, Kerosin, Benzol, ein in einem engen Bereich geschnittenes aromatisches Lösungsmittel mit einem Flammpunkt von 38° C, ein aromatisches Losungsmittel mit einem Flammpunkt von 66° C und einem Siedebereich von 188 bis 210° C, ein isoparaff inisches Lösungsmittel mit einem Siedebereich von 116 bis 143° C, ein isoparaffinisches Lösungsmittel mit einem Siedebereich von 160 bis 177" C, ein isoparaffinisches Lösungsmittel mit einem Siedebcrcich von 177 bis 191° C, 1 richlortrifluoräthan, Trichlorfluormethan, ein Mineralspiritus mit geringem Geruch, bestehend aus 53% Paraffinkohlenwasserstoffen und 37,5% Naphtenkohlenwasserstoffen und ein in einem engen Bereich geschnittenes paraffinisches Lösungsmittel mit einem Flammpunkt von 50° C, Varnolen und Organosiloxane. Die dielektrische Flüssigkeit kann auf die aufgeladene Oberfläche nach irgendeinem Verfahren aufgebracht werden, wie z.B. durch Aufsprühen, Eintauchen des aufgeladenen Materials in die Flüssigkeit oder Berieseln.

Nachdem die dielektrische Flüssigkeit auf die aufgeladene photoleitfähige Schicht aufgebracht worden ist, wird diese mit der zu kopierenden, teilweise undurchsichtigen Vorlage kontaktiert. Bei Durchführung der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, außerdem die Oberfläche der Vorlage mit einer dielektrisehen Flüssigkeitsschicht zu versehen. Nachdem die Vorlage und das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial auf diese Weise kontaktiert worden sind, kann ein verbesserter Kontakt durch Reiben mit der Hand oder in einem Vakuumrahmen erreich^ werden.

Das kontaktierte Material aus elektrophotogiaphischemMa'cnat mit der aufgeladenen photoleitfähigen Schicht, dielektrischer Flüssigkeit und Vorlagt· wird dann belichtet, so daß das Licht durch die Nichtbildbereiche oder klaren Bereiche der Vorlage fällt und auf die photoleitfähige Schicht trifft. Das elektiophotographist he Material wird so mit einem Hell-Dunkel-Bild belichtet, wobei die belichteten Bereiche teil-

weise leitend werden und die Ladung in diesen Bereichen abgezogen wird, während die Leitfähigkeit der nichtbelichteten Bereiche nicht geändert wird und diese Bereiche ihre Ladung beibehalten. Als Ergebnis wird ein Ladungsbild oder latentes elektrostatisches Bild in diesen Bereichen des elek rophotographischen Aufzeichnungsmaterials erhalten, das den Bildbereichen der Vorlage entspricht.

Nach dem Belichten wird die teilweise undurchsichtige Vorlage von dem elektrophotographischen Material, das das latente elektrostatische Bild trägt, getrennt. Dieses latente elektrostatische Bild wird dann unter Bildung eines sichtbaren Bildes durch Behandeln mit einem Toner entwickelt. Wie oben angegeben ist, kann der Toner entweder flüssig oder trokken sein, und der Toner wird nach einem geeigneten auf diesem Gebiet bekannten Verfahren aufgetragen. Die erhaltene Kopie zeigt keine Verzerrung in den Biidbereichen und hat einen klaren Hintergrund oder Nichtbildbereich.

Das Verfahren der Erfindung ist besonders zur Reproduktion von Bildern von teilweise undurchsichtigen Vorlagen, wie z. B. von Mikrofilmen, Durchsichtbildern für die Projektion und technischen Zeichnungen geeignet.

Die nachfolgenden Beispiele dienen dem weiteren Verständnis der Erfindung. Die Beispiele sollen die Erfindung nur erläutern, und irgendwelche in den Beispielen enthaltenen speziellen Angaben oder Aufzählungen sollen die Erfindung nicht begrenzen.

Beispiel 1

Es wurde eine Beschichtungsmasse hergestellt, die die folgenden Bestandteile enthielt:
Toluol 90 g

photoleitendes Zinkoxid, 150 g

Styrol-Acrylharz 50 g

Die Masse wurde mit einem Mayer-Stab auf leitfähig gemachtes Papier als Trägermaterial als Schicht aufgetragen. Das erhaltene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wurde getrocknet, und Abbildungen wurden darauf nach dem folgenden Verfahren gebildet.

Die photoleitfähige Schicht des Aufzeichnungsmaterials wurde insgesamt aufgeladen, indem sie einer Koronaentladung ausgesetzt wurde, urd eine Schicht aus isoparaffinischem Lösungsmittel mit einem Siedebereich von 160 bis 177° C wurde dann auf die aufgeladene photoleitfähigc Schicht jr.it einem Daumwollappen aufgetragen. Anschließend wurde eine teilweise undurchsichtige Vorlage im Kontakt mit der dielektrischen Flüssigkeitsschicht angeordnet, und das zusammengesetzte Material wurde dann belichtet. Die teilweise undurchsichtige Vorlage wurde dann von dem elektrophotographischem Material getrennt, wobei ein latentes elektrostatisches Bild oder Ladungsbild in den Bereichen des Materials, die den Bildbereichen der Vorlage entsprachen, zurückblieb. Dieses latente elektrostatische Bild wurde mit einem flüssigen Toner entwickelt, wobei eine Kopie ohne Verzerrungen in den Biidbereichen und mit einem klaren Hintergrund erhalten wurde. Kopien, die auf die gleiche Weise, jedoch ohne die dielektrische Flüssigkeitsschicht zwischen der aufgeladenen photoleitfähigen Schicht und der Vorlage während des Belichlens zum Vergleich hergestellt wurden, zeigten in den Biidbereichen det erhaltenen Abbildung eine starke Sihlicrenbildung.

Beispiel 2

Es wurde eine Beschichtungsmasse hergestellt, die die folgenden Bestandteile enthielt:

Ν,Ν,Ν',Ν'-TetrabenzyI-p-phenylendiamin 5,0 g

Polyvinylbutyralharz 15,0 g

Chloroform 100,0 g

Rhodamin B 0,0035 g

Diese Masse wurde mit einem Mayer-Stab auf einen Polyesterfilm als Schichtträger, der zuvor mit einem leitfähigen Harz überzogen worden war, als Schicht aufgetragen. Das erhaltene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wurde getrocknet, und Abbildungen wurden auf diesem nach dem folgenden Verfahren gebildet.

Die photoleitfähige Schicht des Aufzeichnungsmaterials wurde insgesamt aufgeladen, indem sie einer Koronaentladung ausgesetzt wurde, und eine Schicht aus paraffinischem Lösungsmittel wurde auf die aufgeladene Oberfläche aufgesprüht. Anschließend wurde eine teilweise undurchsichtige Vorlage im Kontakt mit der dielektrischen Flüssigkeit angeordnet, und das zusammengesetzte Material wurde dann belichtet. Die teilweise undurchsichtige Vorlage wurde dann von dem elektrophotographischen Material getrennt, wobei ein Ladungsbild oder latentes elektrostatisches Bild in den Bereichen des Materials, die den Bildbereichen der Vorlage entsprachen, zurückblieb. Dieses latente elektrostatische Bild wurde mit einem flüssigen Toner entwickelt, wodurch eine Kopie mit einer gleichförmigen Deckkrafl in den Bildbereichen und einem klaren Hintergrund erhalten wurde. Kopien, die auf die gleiche Weise, jedoch ohne dielektrische Flüssigkeitsschicht zwischen der aufgeladenen photoleitfähigen Schicht und der Vorlage während des Belichtens zum Vergleich hergestellt wurden, zeigten in den Bildbereichen der erhaltenen Abbildung eine starke Schlierenbildung.

Beispiel 3

Eine zweite Probe von dem elektrophotographischen Material, das nach dem Beispiel 2 hergestelli worden war, wurde aufgeladen, belichtet und mit einem Toner behandelt, wie es in dem Beispiel 2 angegeben ist mit der Ausnahme jedoch, daß an Stelle des Aufsprühens von paraffinischem Lösungsmittel das aufgeladene Material in Trichlortrifluoräthan getaucht wurde, bevor die zu kopierende Vorlage mit der aufgeladenen photoleitfähigen Schicht kontaktiert wurde. Die erhaltenen Kopien wiesen ebenfalls eine gleichmäßige Deckkraft in den Bildbereichen und einen klaren Hintergrund auf.

Beispiel 4

Eine andere Probe des nach dem Beispiel 2 hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials wurde ebenfalls aufgeladen, belichtet und mit einem Toner behandelt, wie es in dem Beispiel 2 beschrieben ist mit der Ausnahme jedoch, daß an Stelle

(ic des Aufsprühens von paraffinischem Lösungsmittel die aufgeladene photoleitfähige Schicht mit einem aromatischen Lösungsmittel mit einem Flammpunkt von 66° C und einem Siedebereich von 188 bis 210° C berieselt wurde, bevor die zu kopierende Vor-

<ij lage mit der aufgeladenen photoleitfähigen Schicht kontaktiert wurde. Die erhaltenen Kopien wiesen eine gleichmäßige Deckkraft in den Bildbereichen und einen klaren Hintergrund auf.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kontaktbelichtung einer aufgeladenen photoleitfähigen Schicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, dadurch gekennzeichnet,daß die zu kopierende Vorlage unter Zwischenschaltung einer dielektrischen Flüssigkeit mit der phoUilcitfahigen Schicht kontaktiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Flüssigkeit einen spezifischen Widerstand von mindestens etwa 10⁹ Ohm-cm hat.