Verfahren zum Übertragen eines Pigmentbildes

Abstract

 Verfahren zum Übertragen eines durch Behandlung mit Flüssigentwickler von einem elektrostatischen Ladungsbild hergestellten Pigmentbildes von einem Ladungsbildträger auf einen Kopieträger mit Hilfe eines elektrischen Feldes, wobei man die Flüssigentwicklerschicht mit bildmäßig angeordneter Pigmentverteilung über einen geringen Abstand bildenden Luftspalt D2 hinweg von vorzugsweise 5 - 50 µm überträgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum übertragen eines durch Behandlung mit Flüssigentwickler von einem elektrostatischen Ladungsbild hergestellten Pigmentbildes von einem Ladungsbildträger auf einen Kopieträger mit Hilfe eines elektrischen Feldes.

[0002] Es ist bekannt (DE-OS 15 97 855), zur Entwicklung von Ladungsbildern flüssige Farbe mittels einer Transportfläche an ein Ladungsmuster heranzuführen, wobei die das Ladungsbild tragende Fläche in einem geringen Abstand an einer Farbtrommel vorbeibewegt wird und wobei man an die leitende Farbtrommel ein Potential anlegt, so daß der Farbstoff von den Bereichen des Ladungsbildes angezogen wird. Obwohl durch ein solches Entwicklungsverfahren der Austrag an Flüssigkeit vermindert werden kann und die Bildstellen in Form eines statistischen Rasters relativ gut wiedergegeben werden können, hat es sich doch gezeigt, daß die Wiedergabe von Halbtönen bemerkenswert unbefriedigend ausfällt. Dies ist auch nicht durch Veränderung des geringen Abstandes zu verbessern.

[0003] Es ist jedoch ein elektrostatisches Kopierverfahren, das Entwicklung und Übertragung des entwickelten Pigmentbildes beinhaltet, mit geringer Umweltbelastung erwünscht, welches bei dem allgemein hohen Stand der Kopiertechnik auch eine gute Halbtonwiedergabe gewährleistet.

[0004] Es war deshalb Aufgabe der Erfindung, bei einem elektrostatischen Kopierverfahren, das mit Flüssigentwicklung und übertragen des entwickelten Pigmentbildes ausgestattet ist, die nachteilige Flüssigkeitsverdampfung zu vermeiden, aber gleichzeitig eine gute Halbtonwiedergabe zu ermöglichen.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe geht von dem eingangs beschriebenen Verfahren zum übertragen eines mit Flüssigentwickler sichtbar gemachten elektrostatischen Ladungsbildes aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigentwicklerschicht mit bildmäßig angeordneter Pigmentverteilung über einen geringen Abstand bildenden Luftspalt hinweg überträgt. In bevorzugter Ausführung stellt man einen Luftspalt ein, der einen Abstand von 5 - 50 um besitzt. In einfacher Weise kann man dies durch Verwendung von Abstandshaltern erreichen. Zweckmäßigerweise reduziert man vor dem Übertragen die zur Entwicklung eingesetzte Flüssigentwicklermenge auf dem Ladungsbildträger.

[0006] Hierdurch wird erreicht, daß ein mit Flüssigentwicklung arbeitendes Kopierverfahren zur Verfügung gestellt werden kann, durch welches unter Verminderung der Umweltbelastung infolge Flüssigkeitsverdampfung Kopien erstellt werden können mit Halbtonwiedergaben, die erhöhten Ansprüchen genügen. Ein solches Ergebnis war durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen im Anschluß an eine übliche Entwicklungstechnik nicht ohne weiteres zu erwarten.

[0007] Als Ladungsträger können alle bisher bekannten Materialien dienen, wie solche mit isolierenden Oberflächen, beispielsweise dielektrische Papiere, Folien oder Trommeln mit einer isolierenden Deckschicht, auf denen elektrographisch oder elektrophotographisch Ladungsbilder erzeugt werden. Bevorzugt werden für die Photoleitung geeignete Materialien eingesetzt. Dafür sind beliebige Photoleitermaterialien geeignet, beispielsweise auch bandförmige Photoleiter aus einer aluminiumbedampften Polyester-Trägerfolie, die eine photoleitfähige Schicht aus zum Beispiel Poly-N-vinylcarbazol und Trinitrofluorenon besitzt. Auch anorganische Photoleitermaterialien, zum Beispiel auf Basis Selen oder Zinkoxid, sind einsetzbar.

[0008] Als Flüssigentwickler können vorzugsweise solche zur Sichtbarmachung von Ladungsbildern gebräuchliche Pigmentdispersionen dienen, die im allgemeinen aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff als Dispergierflüssigkeit und darin dispergierten, meist ionogen aufgeladenen Pigmenten mit gegebenenfalls weiteren Zusätzen bestehen.

[0009] Als Kopieträger können Papierblätter, wie sie üblicherweise in elektrostatischen Kopiergeräten eingesetzt werden, verwendet werden. Vorzugsweise werden Folien, aber auch adaptierte Papierblätter oder Folien mit Oberflächenstrukturen , die die Ausbildung eines ausreichenden Luftspaltes zwischen dem Ladungsbildträger und dem Kopieträger ermöglichen, eingesetzt.

[0010] Die Entwicklung der latenten elektrostatischen Ladungsbilder erfolgt in konventioneller Weise durch elektrophoretische Abscheidung der aufgeladenen Pigmente bei vollflächiger Benetzung des Ladungsbildträgers mit Entwicklerflüssigkeit. Die abgeschiedene Pigmentmenge ist dabei weitgehend der Ladungsdichte proportional.

[0011] Die erfindungsgemäße Übertragung gelingt mit handelsüblichen Flüssigentwicklern für Ladungsbilder, wobei die Ladungsbilder nach verschiedenen Techniken erzeugt werden können, zum Beispiel elektrostatisch mit Schreibelektroden oder durch Photoleitung. Die Übertragung gelingt auch mit Flüssigentwicklern, bei denen in einer organischen oder wäßrigen Flüssigkeit gegebenenfalls elektrisch neutrale Pigmente dispergiert sind oder Farbstoffe gelöst sind.

[0012] Das vorangegangene Entwicklungsverfahren ist für die erfindungsgemäße Übertragung ohne Bedeutung, beispielsweise kann auch nach jeder anderen bekannten Technik verfahren werden. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist die Übertragung der Entwicklerflüssigkeitsschicht nach vorangegangener elektrophoretischer Entwicklung.

[0013] Erfindungsgemäß wird das mit Entwicklerflüssigkeit sichtbar gemachte Pigmentbild vom Ladungsbildträger berührungsfrei über einen Luftspalt hinweg mit Hilfe eines elektrischen Feldes auf den Kopieträger übertragen. Die übliche Übertragung erfolgte bisher durch Kontaktübertragung, indem der Kopieträger unter vollflächiger Benetzung an den mit Entwicklerflüssigkeit versehenen Ladungsbildträger unter gleichzeitiger Einwirkung eines homogenen elektrischen Feldes angelegt bzw. angedrückt wurde. Der Luftspalt wird durch Abstandshalter eingestellt, die bis zu 10 Prozent, vorzugsweise 2 Prozent oder weniger, der Kopieträgeroberfläche ausmachen und sich mit dem Ladungsbild- und dem Kopieträger bewegen oder auch fest angeordnet sein können. Ganz besonders geeignet sind Abstandshalter, die mit der Oberfläche des Kopieträgers verbunden sind.

[0014] Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren 1 bis 3 näher erläutert. Dabei zeigt Figur 1 schematisch die Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes und die erfindungsgemäße Übertragung, Figur 2 einen Querschnitt durch die Schichten mit Oberflächenstruktur im Übertragungsvorgang und Figur 3 schematisch die Anreicherung an Farbpartikeln in der an dem Ladungsträger anliegenden Flüssigkeitsschicht.

[0015] Anhand der Figur 1 wird auf ein handelsübliches Kopiergerät mit Flüssigentwicklung zurückgegriffen, an welchem die einzelnen Verfahrensschritte näher beschrieben werden.

[0016] Ein Ladungsbild auf der Photoleitertrommel l, zum Beispiel mit einer Selenbeschichtung, wird im Bereich der Entwicklungselektrode 2 mit Entwicklerflüssigkeit 3 behandelt. Die Dicke des auf der Photoleitertrommel 1 verbleibenden Flüssigkeitsfilmes wird durch die Abstreifwalze 4 reduziert. Zur übertragung wird das Kopiermaterial 5 in einem Abstand D2 über der Schicht aus Entwicklerflüssigkeit der Dicke Dl geführt. Als Abstandshalter 6 sind dünne Monofäden des Durchmessers 40 µm bei einem gegenseitigen Abstand von 3 - 5 mm (wie dies aus der Querschnittsdarstellung in Figur la für den Schnitt A - B aus Figur 1 hervorgeht) zwischen Führungsblechen 7 a/b und um die Umlenkwalze 8 herum ausgespannt. Die mit ca. + 6 kV betriebene Übertragungscorona ist mit 9 bezeichnet. Es werden etwas helle, aber bezüglich der Halbtonwiedergabe sehr gute Kopien erhalten. Das übertragene Pigmentbild setzt sich in statistischer Verteilung aus Punkten von 50 - 100 um Durchmesser unterschiedlicher Schwärzung zusammen. Durch Auswiegen einer größeren Zahl von Kopien, die bei ausgeschalteter thermischer Fixierung gefahren werden, wird ermittelt, daß bei der Spaltübertragung im Vergleich zur konventionellen Kontaktübertragung an demselben Kopiergerät der Austrag an Dispergierflüssigkeit um 30 % bis 50 % verringert ist. Als Dispergierflüssigkeit werden verschiedene aliphatische Kohlenwasserstoffe mit Siedebereichen zwischen etwa 150 und 230°C eingesetzt.

[0017] Wie beschrieben wird der Spalt D2 durch in Laufrichtung orientierte Fäden als geräteseitig installierte Abstandshalter zwischen der mit Entwicklerflüssigkeit versehenen Ladungsträgerschicht und der Kopieträgeroberfläche eingestellt. Durch Variation der Fadendicke wird der günstige Spaltbereich für D2 in Abhängigkeit der Stärke des angelegten elektrischen Übertragungsfeldes zu 50 um und darunter ermittelt. Die übertragungscorona 9, die sich in etwa 1 cm Abstand von der Photoleitertrommel 1 befindet, wird mit + 6,1 kV gespeist. Bereits bei + 5,4 kV Coronaspannung ist der Wirkungsgrad der Übertragung merklich schlechter. Das Übertragungsfeld ist von der Größenordnung 10 kV/cm.

[0018] Eine andere Technik zum Einstellen des erfindungsgemäßen Luftspalts mit Hilfe von Abstandshaltern zwischen Ladungsträger- und Kopieträger-Oberfläche besteht darin, daß man feine Netze, wie sie beispielsweise für den Siebdruck benutzt werden, oder Lochfolien mit einem großen Lochflächenanteil zwischen beiden mitlaufen läßt. Die Kopien sind durch die Fäden oder durch die Stege zwischen den Löchern etwas gestört. Durch diese Technik kann man aber den optimalen Abstandsbereich genauer ermitteln. Es hat sich gezeigt, daß Kopien, hergestellt mit 28 um Luftspaltabstand, erzielt durch entsprechende Lochfolien, dichte bzw. schwarze Bildstellen in guter Qualität liefern, wobei die Halbtonwiedergabe durch statistisch verteilte Punkte gut ist.

[0019] Die in bevorzugter Ausführungsform angewandte Technik des mitlaufenden Abstandshalters kann sehr praktikabel gestaltet werden, indem man den Abstandshalter in die Kopieträgeroberfläche integriert. Dazu wird der Kopie- träger, beispielsweise ein handelsübliches Kopierpapier für elektrophotographische Kopiergeräte, oder auch eine Folie, mit einer farblosen oder weißen Pigment- oder Polymerdispersion vorgegebener Teilchengröße versehen.

[0020] Man kann auch einen Kopieträger verwenden, in dessen Oberfläche eine bestimmte Struktur geprägt wird, wie dies für eine thermoplastische Folie aus beispielsweise Polyvinylchlorid mit statistisch aufgerauhter Oberfläche im Querschnitt aus Figur 2 hervorgeht. Mit handelsüblichen Strukturmeßgeräten kann die letztlich für die Kopienqualität bei der Spaltübertragung entscheidende Oberflächenstruktur recht genau ermittelt werden, die dann durch zum Beispiel Prägewalzen hergestellt werden kann. Die kleinste, ermittelte Breite für den erfindungsgemäßen Spalt D2 beträgt um 5 um. Insbesondere bei Spaltbreiten zwischen 8 um und 25 um werden gute und reproduzierbare Kopien erhalten, weshalb sich dieser Bereich als beson-ders günstig erweist.

[0021] Für ein gefälliges Aussehen der-Kopien ist außerdem auch die Berührungsfläche der die Ladungsträgerschicht berührenden Abstandshalter im Vergleich zur Gesamtfläche des Kopieträgers maßgeblich. Die relative Berührungsfläche soll, so wurde ermittelt, kleiner als 10 % der Gesamtfläche sein, vorzugsweise ist sie jedoch kleiner oder gleich etwa 2 % der Gesamtfläche. Es wurde weiter ermittelt, daß die von einem einzelnen Abstandshalter effektiv eingenommene Fläche, die durch Abdruck auf der Kopieoberfläche sichtbar ist, kleiner als etwa 0,04 mm², vorzugsweise möglichst kleiner als 0,01 mm², sein sollte. Der mittlere Abstand benachbarter Abstandshalter voneinander kann dabei kleiner als etwa 3 mm, vorzugsweise kleiner als 1 mm sein. Die zwischen den Abstandshaltern ausgespannte Fläche kann in sich glatt oder feinstrukturiert sein.

[0022] Wenn die Abstreifwalze 4 die Flüssigkeitsschicht auf 12 - 14 pm Dicke begrenzt, erhält man bei Abstandshaltern von etwa 25 bis 30 pm gute Kopien. Man kann daraus schließen, daß der Luftspalt und die Dicke der zu übertragenden Flüssigkeitsschicht bevorzugt ähnlich groß sein sollten. Bei einem leichter flüchtigen Dispergiermittel mit einer Verdunstungszahl 36 (Ether = 1) verdunstet jedoch ein Teil der Dispergierflüssigkeit bereits auf dem Weg von der Abstreifwalze 4 zur Übertragungsstation, so daß die Flüssigkeitsschichtdicke dort kleiner ist. Eine große Verdunstung ist in diesem Falle jedoch wegen der ansteigenden Viskosität des Flüssigentwicklers unerwünscht. Sie kann durch entsprechend schwerer flüchtige Dispergiermittel, zum Beispiel zu höheren Verdunstungszahlen hin, immer wirkungsvoller unterdrückt werden. Dabei zeigte sich beispielsweis-e bei einem Dispergiermittel mit großer Verdunstungszahl, daß bei Flüssigkeitsschichtdicken auf dem Ladungsbildträger von 12 - 14 um der Austrag an Dispergierflüssigkeit durch die Kopien bei erfindungsgemäßer Übertragung gleich groß ist bei Kopien von vollkommen weißen Vorlagen wie von Vorlagen mit 10 % Bild- oder schriftmäßiger Abdeckung. Wenn der Abstand zwischen der Abstreifwalze 4 und der Oberfläche des Ladungsträgers 1 durch Schrumpffolien auf der Abstreifwalze, zum Beispiel gemäß deutscher Patentanmeldung P 30 21 050.5, so verringert wird, daß die Schichtdicken des Flüssigentwicklers mit einem Dispergiermittel großer Verdunstungszahl nur noch etwa 8 um bzw. etwa 3 um betragen, so ändert sich die Kopienqualität bezüglich der maximalen Dichte und der Halbtonwiedergabe der punktförmig zusammengesetzten Bilder nicht merklich. Der Austrag an Dispergierflüssigkeit nimmt bei solch dünnen Schichten jedoch stark ab, überraschenderweise stärker an den tonerfreien Stellen als an den betonerten Stellen, und zwar auf nur etwa 9 % des Ausgangswertes bei Kontakt- übertragung von einer vollkommen weißen Vorlage und auf nur etwa 14 % von einer Vorlage mit 10 % Abdeckung.

[0023] Bei der Ausführungsform von Flüssigentwicklerschichten Dl von nicht mehr als 8 um besteht sehr wahrscheinlich gemäß der Darstellung in Figur 3 die Flüssigkeitsschicht überwiegend aus Bereichen großer Pigmentkonzentration 11 und aus Bereichen niedriger Pigmentkonzentration 12. Bei diesen dünnen Flüssigkeitsschichten wird vermutlich die an dispergiertem Pigment verarmte äußere Teilschicht 10 mit Hilfe der Abstreifwalze 4 entfernt. Die Dicke dieser Restflüssigkeitsschicht ist kleiner als 8 µm und kann etwa 3 µm oder weniger betragen.

Ansprüche

1. Verfahren zum übertragen eines durch Behandlung mit Flüssigentwickler von einem elektrostatischen Ladungsbild hergestellten Pigmentbildes von einem Ladungsbildträger auf einen Kopieträger mit Hilfe eines elektrischen Feldes, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigentwicklerschicht mit bildmäßig angeordneter Pigmentverteilung über einen geringen Abstand bildenden Luftspalt hinweg überträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Luftspalt mit einem Abstand von 5 bis 50 µm herstellt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Luftspalt durch Abstandshalter einstellt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine bis zu 10 um dicke Flüssigentwicklerschicht überträgt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Abstandshalter verwendet, die bis zu 10 Prozent der Kopieträgerfläche abdecken.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Abstandshalter verwendet, die sich mit dem Ladungsbild- und dem Kopie-träger bewegen..

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Abstandshalter verwendet, die mit der Oberfläche des Kopieträgers verbunden sind.

8. Verfahren nach nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem übertragen die zur Entwicklung eingesetzte Flüssigentwicklermenge auf dem Ladungsbildträger reduziert.

Zeichnung