CH632604A5 - Elektrophotographischer aufzeichnungstraeger und dessen verwendung in einem elektrophotographischen kopiergeraet. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten elektrophotographischen Aufzeichnungsträger von der in 50 der US-PA Serien Nr. 807 451 vom 16.7.1977 beschriebenen Art. Der Aufzeichnungsträger nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine wesentlich bessere Bildqualität eines durch Übertragung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf einen dielektrischen Bildträger und nachfolgende Entwicklung 55 des Ladungsbildes auf dem Bildträger erzeugten sichtbaren Bildes.

Bei der Elektrophotographie mit Ladungsbildübertragung wird auf einem photoleitfähigen Material ein dem zu reproduzierenden Bild entsprechendes Ladungsbild erzeugt und dieses eo auf ein Kopiermaterial mit dielektrischer, d. h. elektrisch isolierender Oberfläche übertragen, und auf diesem Material zum sichtbaren Bild entwickelt. Bei dieser Art von Bilderzeugung tritt jedoch ein Ladungsüberschlag auf, wenn die das Ladungsbild tragende photoleitfähige Oberfläche des Aufzeichnungs- 65 trägers in die Nähe der Oberfläche des Kopiermaterials kommt, wodurch die Bildqualität des sichtbaren Bildes auf dem Kopiermaterial verschlechtert wird. Dieser Effekt ist im einzelnen im Buch «Xerography and Related Process» von John H. Desrauer und Harold E. Clark, beschrieben, welches Buch im Verlag The Focal Press, London und New York, 1965 erschienen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers mit dem die Bildverschlechterung infolge Ladungsüberschlags bei Annäherung der das Ladungsbild tragenden Oberfläche des Aufzeichnungsträgers an die Oberfläche des Kopiermaterials, auf das das Ladungsbild zu übertragen ist, vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger mit einem Photoleiter und einem elektrisch leitenden Substrat erfindungsgemäss dadurch gelöst,

dass zwischen Photoleiter und Substrat ein Halbleiter angeordnet ist, dessen Dicke mindestens 0,025 mm beträgt.

Der spezifische Widerstand des zwischen dem Photoleiter und dem Substrat angeordneten Halbleiters beträgt vorzugsweise 103 bis 10120hm-cm.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Halbleiter aus einem halbleitenden Kunststoff, vorzugsweise einem halbleitenden Elstomer. Solche Kunststoffe enthalten elektrisch leitende Teilchen, die in einem Kunststoffträgerma-terial fein verteilt sind. Ein solcher Halbleiter kann Kohlenruss enthalten, der in einem Elastomer oder in einem Epoxyharz fein verteilt ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der Photoleiter Cadmiumsulfid, das in einem Bindemittel, zum Beispiel einem organischen polymeren Trägermaterial, Silikon oder Thermoplast, fein verteilt ist. Der Photoleiter kann auch aus Selen, einschliesslich amorphem Selen, Zinkoxid, oder Poly vinylcarbozol-Trinitro fluorenonkomplexen bestehen.

Der elektrophotographische Aufzeichnungsträger hat vorzugsweise die Form einer Trommel, eines endlosen flexiblen Bandes oder einer Platte, wobei der Photoleiter und der Halbleiter in Form von Schichten auf einem elektrisch leitenden Substrat aufgebracht sind. Die Dicke der photoleitenden und der halbleitenden Schicht beträgt vorzugsweise 0,025 bis 20 mm (1 bis 750 mil). Der Photoleiter und der Halbleiter können aus dem gleichen Trägermaterial aus Kunststoff oder einem Elastomer, beispielsweise einem wäremehärtbaren Kunstharz, bestehen, wobei die gewünschten photoleitenden und halbleitenden Eigenschaften durch verschiedene Konzentrationen von beispielsweise Cadmiumsulfid im Trägermaterial erhalten werden. Eine geeignete Konzentration von Cadmiumsulfid zum Erzeugen eines Halbleiters ist 30% oder mehr während eine Konzentration von weniger als 30%, zum Beispiel 18%, einen Photoleiter ergibt.

Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele des Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Aufzeichnungsträgers in Form einer Trommel und

Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Aufzeichnungsträgers in Form eines endlosen, biegsamen Bandes.

Der in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Aufzeichnungsträger 20 in Form einer Trommel hat eine photoleitende Schicht 21 zur Erzeugung eines elektrostatischen Landungsbildes durch Belichtung mit einem Lichtbild, welche Schicht 21 auf einer Halbleiterschicht 23 angeordnet ist, die ihrerseits von einem elektrisch leitenden Substrat 25 getragen wird.

Bei der Übertragung eines Ladungsbildes von einem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger auf ein Kopiermaterial, das elektrisch isolierend ist, wird die Qualität des übertragenden Bildes normalerweise durch das elektrische Feld verschlechtert, das durch das Ladungsbild auf dem Aufzeichnungsträger erzeugt wird. Bei dem Aufzeichnungsträger nach der

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Erfindung wird dieser nachteilige Effekt durch die zwischen der photoleitenden Schicht 21 und dem beispielsweise aus Metall bestehenden Substrat 25 vorgesehene halbleitende Schicht unterdrückt.

In Fig. 2 ist ein erfindungsgemässer Aufzeichnungsträger in Form eines biegsamen Bandes 20' dargestellt, das eine photoleitende Schicht 21 ' besitzt, die auf einer halbleitenden Schicht 23' liegt, die ihrerseits auf einem elektrisch leitenden Substrat 25' angeordnet ist. Das Substrat 25' kann auf einem Kunststoffband aufgebracht oder ein dünnes Metallband, zum Beispiel aus Nickel, sein.

Das leitende Substrat 25 der Trommel 20 nach Fig. 1 besteht vorzugsweise aus Aluminium, kann jedoch auch aus einem beliebigen anderen Material bestehen, das die gewünschte elektrische Leitfähigkeit hat.

Die Halbleiterschicht soll, wie durch Versuche festgestellt wurde, eine Dicke im Bereich von 0,025 bis 20 mm besitzen. Die geeignete Dicke der Halbleiterschichten 23 und 23' ist entsprechend den konstruktiven Erfordernissen des Aufzeichnungsträgers innerhalb dieses Bereichs zu wählen. Der spezifische Widerstand der Halbleiterschicht muss so sein, dass elektrische Ladung in vernünftiger Zeit durch die Schicht hindurchgehen kann. Zu diesem Zweck muss der spezifische Widerstand der Halbleiterschicht kleiner als IO12 Ohm* cm sein.

Anderseits muss der spezifische Widerstand genügend gross sein, dass eine Zeitkonstante erhalten wird, die eine gleichmässige Ladungsverteilung bewirkt und eine plötzliche Ladungsübertragung verhindert, wodurch die Qualität des übertragenen Bildes verbessert wird. Der kleinste zulässige Wert des spezifischen Widerstands der Halbleiterschichten 23 und 23' hängt von der Dicke der Halbleiterschicht, der Dicke der photoleitenden Schicht und der Bildübertragungsgeschwindigkeit ab. Es wurde festgestellt, dass der spezifische Widerstand grösser als IO3 Ohm-cm sein soll.

Die halbleitende Schicht kann auf verschiedene Weise erhalten werden. Sie kann aus einem halbleitenden Kunststoff, insbesondere einem halbleitenden Elastomer bestehen. Ein geeigneter Leiter ist Kohlenruss und ein geeignetes Trägermaterial ist Epoxyharz. Die halbleitende Schicht kann durch Verteilen von Kohlenruss in Epoxyharz hergestellt werden, wobei der Russ so verteilt werden muss, dass der spezifische Widerstand der halbleitenden Schicht im Bereich von 103 bis 10120hm-cm liegt.

s Der Photoleiter kann von der in elektrophotographischen Kopiergeräten üblicherweise verwendeten Art sein. Photoleitende Materialien, die zusammen mit den halbleitenden Schichten 23 oder 23' befriedigend funktionieren, umfassen Polyvinyl-carbazol-Trinitrofluorenonkomplexe, Cadmiumsulfid, verteilt io in einem Bindemittel, zum Beispiel Epoxyharze, Silikone und Thermoplaste, Selen und Selenlegierungen, einschliesslich amorphes Selen und Zinkoxid mit kleiner Ermüdung.

Die Halbleiterschicht kann aus dem gleichen Material bestehen wie der Photoleiter, jedoch mit einer höheren Kon-15 zentration des photoleitenden Anteils, da eine photoleitende Schicht aus 18% Cadmiumsulfid in Epoxyharz im Dunkeln ein Isolator ist, während sich die gleiche Schicht mit 30% Cadmiumsulfid im Dunkeln wie ein Halbleiter verhält.

Bei jeder photoleitenden Schicht tritt bei der Übertragung 20 eines Ladungsbildes ein Ladungsüberschlag der oben genannten Art auf, wenn die Schicht unmittelbar auf einem metallischen Substrat angeordnet ist. Das Vorhandensein der halbleitenden Schicht 23 bzw. 23' zwischen dem Photoleiter 21 bzw. 21 ' und dem Substrat 25 bzw. 25' verhindert einen solchen 25 Ladungsüberschlag und damit eine Verschlechterung des übertragenen Bildes. Obgleich das Phänomen auf dem die Verhinderung des Ladungsüberschlags beruht, nicht genau bekannt ist, wird angenommen, dass die von der halbleitenden Schicht bewirkte Zeitkonstante verhindert, dass der Ladungsüber-30 schlag plötzlich auftritt. Die halbleitende Schicht glättet oder verringert offenbar die Steilheit des Ladungsüberschlags.

Die Lehre der Erfindung ist in den Fällen nützlich, in denen ein latentes elektrostatisches Ladungsbild von einem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger auf einen dielektri-35 sehen Bildträger, beispielsweise auf einen Zwischenbildträger übertragen wird, wobei das übertragene Ladungsbild mit Toner entwickelt und das Tonerbild vom Zwischenbildträger auf weisses Papier übertragen wird.

1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger mit einem Photoleiter und einem elektrisch leitenden Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Photoleiter und Substrat ein Halbleiter angeordnet ist, dessen Dicke mindestens 5 0,025 mm beträgt.
2. 2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter einen spezifischen Widerstand im Bereich von 103 bis 10'2 Ohm • cm besitzt.
3. 3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch io gekennzeichnet, dass der Halbleiter ein halbleitender Kunststoff, vorzugsweise ein halbleitendes Elastomer ist.
4. 4. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter aus Kunststoff oder Gummi mit fein verteilten elektrisch leitenden Teilchen besteht. 15
5. 5. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter aus in Gummi verteiltem Kohlenruss, in Epoxyharz verteiltem Kohlenruss oder in Kunststoff verteiltem Cadmiumsulfid besteht.
6. 6. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 20 dadurch gekennzeichnet, dass der Photoleiter einer aus der folgenden Gruppe ist: In einem Bindemittel verteiltes Cadmiumsulfid, amorphes Selen, eine Selenlegierung, in einem Bindemittel verteiltes Zinkoxid oder ein organischer Photoleiter.
7. 7. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 25 dadurch gekennzeichnet, dass der Photoleiter und der. Halbleiter die Form von Schichten haben.
8. 8. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter und der Photoleiter die Form von Schichten haben, die aus dem gleichen 30 Trägermaterial bestehen.
9. 9. Verwendung des Aufzeichnungsträgers nach Anspruch 1 in einem elektrophotographischen Kopiergerät, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Aufzeichnungsträger ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt und dieses auf einen Bildträger 35 zur Entwicklung übertragen wird.
10. 10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladungsbild auf einen dielektrischen Bildträger, beispielsweise auf einen Zwischenbildträger, übertragen wird,

    wobei das übertragene Ladungsbild mit Toner entwickelt und 40 das Tonerbild vom Zwischenbildträger auf weisses Papier übertragen wird.

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