DE1797561A1

DE1797561A1 - Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE1797561A1
Application number: DE19671797561
Authority: DE
Inventors: Giacomo Barchietto; Helmut Hoegl
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1966-01-06
Filing date: 1967-01-05
Publication date: 1972-08-31
Also published as: US3607258A; JPS5710422B1; DE1522718C3; DE1797561B2; DE1522718B2; DE1522718A1; GB1174171A

Description

Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial

Beim elektrofotografischen Abbildungsverfahren, wie es z.B. durch die US-Patentschrift 2 297 69I bekannt ist, wird ein mit einer fotoleitfähigen Isolierstoffschicht versehener Aufzeichnungsträger, der z.B. aus Metall, Papier usw. bestehen kann, bei Dunkelheit gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen. Die aufgeladene fotoleitfähige Schicht wird dann mit einem zu reproduzierenden Lichtbild bestrahlt. Entsprechend der in den einzelnen Flächenelementen einwirkenden Strahlungsintensität werden die dort vorhandenen elektrostatischen Ladungen von der Schicht auf die Unterlage abgeleitet, während in den nicht bestrahlten Flächenelementen die Ladung erhalten bleibt. Auf diese Weise wird ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt, das mit elektroskopischen Zeichenteilchen, dem sog. Toner, durch flächige Berührung entwickelt werden kann. Die Tonerteilchen haften in den Flächenteilen an der fotoleitfähigen Schicht an, in denen noch elektrostatische Ladung vorhanden ist, so daß ein Tonerbild entsteht, das dem elektrostatischen latenten Bild entspricht. Wird als Unterlage für den Aufzeichnungsträger beispielsweise Papier verwendet, so kann das entwickelte Bild direkt fixiert werden, indem es durch Wärmeeinwirkung oder Lösungsmittel in das Papier eingeschmolzen wird. Das

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Tonerbild kann jedoch auch auf einen anderen Bildträger übertragen werden, der z.B. aus Papier besteht, und darauf fixiert werden.

Als elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien sind die verschiedensten fotöleitfähigen Isolierstoffe bekannt. Allgemein werden beispielsweise Anthracen, Schwefel, Selen oder deren Mischungen verwendet. Diese Stoffe sind im allgemeinen jedoch nur blau- oder fast ultraviolettempfindlich ^ und besitzen, mit Ausnahme von Selen, eine nur geringe Lichtempfindlichkeit, wodurch ihre Anwendungsmöglichkeiten eingeschränkt sind. Glasförmiges Selen hat jedoch ein Empfindlichkeitsspektrum, das auf die grünen, blauen und fast ultravioletten Gebiete des Spektrums beschränkt ist. Die Herstellung des glasförmigen Selens ist kostspielig und kompliziert.

Gewisse anorganische fotoleitfähige Pigmentstoffe zeigen bei Dispersion in geeigneten Bindemitteln günstige Eigenschaften zur Verwendung als elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien. Auch können fotoleitfähige organische Polymere häufig in Kombination mit sensitivierenden Farbstoffen verwendet werden. Solche Stoffe sind zwar billig und relativ einfach herzustellen, ihre elektrische Lichtempfindlichkeit ist jedoch im allgemeinen viel geringer als diejenige von Selen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, das sich durch besonders hohe Lichtempfindlichkeit, verbunden mit einfacher und billiger Herstellung, auszeichnet.

Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial zeichnet sich zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß aus durch eine organische fotoleitfähige Verbindung mit gleichen

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Gewicht steilen von 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon und von Polyvinylcarbazol,

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß gewisse an sich nicht fotoleitfähige organische Polymere bei Dotierung mit Lewis-Säuren sehr lichtempfindliche Ladungsübertragungskomplexstoffe bilden. Ferner kann die elektrische Lichtempfindlichkeit gewisser eigenfotoleitfähiger organischer Stoffe durch Dotierung mit Lewis-Säuren wesentlich erhöht werden. Wesentlich ist jedoch die Verwendung eines an sich nicht fotoleitfähigen Materials zur Bildung einer fotoleitfähigen Verbindung. Dadurch sind viele billige Stoffe der Anwendung für elektrofotografische Aufzeichnungsträger zugänglich, wobei zusätzlich noch der Vorteil gegeben ist, daß solche Stoffe sehr einfach mit einer Lewis-Säure dotiert werden können. Dabei bestimmt der Anteil der Lewis-Säure den Grad der Lichtempfindlichkeit der gebildeten f otoleitf ähigen Verbindung. Für die vorstehend genannten Stoffe Polyvinylcarbazol als organischer Stoff und 2,4,7-Trinitro-9~fluorenon als Lewis-Säure hat sich gezeigt, daß ein normales Verhältnis zwischen Lichtempfindlichkeit und Dunkelabfall der elektrostatischen Aufladung gegeben ist, wenn gleiche Gewichtsteile dieser Stoffe für die fotoleitfähige Verbindung verwendet werden. Durch Abweichungen von diesem Verhältnis ist es leicht möglich, entweder die elektrische Lichtempfindlichkeit oder den Dunkelabfall der elektrostatischen Aufladung zu verändern.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, dessen elektrische Eigenschaften in der Figur grafisch dargestellt sind.

Die Figur zeigt das Verhältnis des Ladepotentials zu einem gegebenen Zeitpunkt zum Anfangsladepotential für

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einen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger in Abhängigkeit von der Zeit. Dabei stellt jeweils die obere Kurve die Entladung des Aufzeichnungsträgers bei Dunkelheit und die untere Kurve die Entladung durch Belichtung dar« Im Idealfall soll die Dunkelentladung sehr langsam verlaufen, so daß ihre Kurve einen relativ schwachen Abfall hat. Durch die Belichtung soll eine sehr schnelle Entladung erfolgen, die durch hohe elektrische Lichtempfindlichkeit bedingt ist. Wie aus der Figur hervorgeht, zeichnet sich ein Aufzeichnungsmaterial mit einer fotoleitfähigen Verbindung nach der Erfindung durch eine sehr hohe Lichtempfindlichkeit aus, denn die betreffenden Kurven für zwei Anwendungsfälle eines Aufzeichnungsträgers haben für den Fall der Bestrahlung einen sehr steilen Abfall.

Ein Aufzeichnungsmaterial nach der Erfindung kann für einen elektrofotografischen Aufzeichnungsträger beispielsweise folgendermaßen gebildet werden. Aus gleichen Volumenanteilen Toluol und Tetrahydrofuran wird eine Lösung angesetzt. In dieser Lösung werden gleiche Gewichtsanteile. Polyvinylcarbazol und 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon aufgelöst, bis eine 12 %ige Lösung vorliegt. Dann werden Aluminiumunterlagen durch Eintauchen in die Lösung beschichtet, bis sich eine Schichtstärke von ca. 7 Mikron ergibt.

Ein derartiger Aufzeichnungsträger wird bei Dunkelheit auf ein Potential von ca. 800 Volt mittels einer üblichen Korona-Entladungseinrichtung aufgeladen, wie sie beispielsweise durch die US-Patentschrift 2 777 957 bekannt ist. Der Aufzeichnungsträger wird in der Dunkelheit belassen, und die auf ihm verbleibende Ladung wird 60 Sekunden lang laufend gemessen und grafisch in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet, wie es in der Figur durch die Kurve A dargestellt ist. Dann

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wird der Aufzeichnungsträger nochmals auf ein Potential von ca. 800 Volt aufgeladen und mit einer weißen Lichtquelle von 8,3 Milliwatt Leistung bestrahlt. Die Änderung des Verhältnisses des verbleibenden Potentials zum Anfangspotential in Abhängigkeit von der Zeit wird gleichfalls grafisch dargestellt, so daß sich die in der Figur gezeigte Kurve B ergibt. Daraus ist zu erkennen, daß die zum Zeitpunkt 0 einsetzende Bestrahlung einen sehr steilen Abfall der Ladung zur Folge hat, was eine hohe elektrische Lichtempfindlichkeit kennzeichnet. Im Vergleich dazu verläuft die Kurve A sehr flach, abgesehen von einem anfänglichen, etwas steileren Abfall in den ersten 10 Sekunden nach der Aufladung. Die durch diese Messungen erhaltenen Kurven A und B entsprechen einem Aufzeichnungsträger mit normaler elektrofotografischer Empfindlichkeit, wie sie zur Herstellung von Reproduktionen zu fordern ist. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß das Aufzeichnungsmaterial durch an sich nicht fotoleitfähige Stoffe gebildet ist.

Ein weiterer Aufzeichnungsträger der vorstehend beschriebenen Art wird dann bei Dunkelheit auf ein Potential von ca. 4500 Volt aufgeladen. Danach wird die Dunkelentladung dieses Aufzeichnungsträgers gemessen und grafisch dargestellt. Dann wird der Aufzeichnungsträger nochmals auf eine Spannung von ca. 500 Volt aufgeladen und mit weißem Licht mittels einer Lichtquelle von 8,3 Milliwatt Leistung bestrahlt. Die Lichtentladungseigenschaften werden gleichfalls grafisch dargestellt. Dabei ergeben sich die Kurven C und D. Es ist zu erkennen, daß die Kurve C weniger steil abfällt wie die entsprechende Kurve A des gleichartigen Aufzeichnungsträgers, der nur bis zu einem Potential von 800 Volt aufgeladen wurde. Gleichzeitig geht aus der Kurve D für die Lichtempfindlichkeit hervor, daß die Geschwindigkeit des Ladungsabfalle bei Bestrah-

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lung zwar mit derjenigen der entsprechenden Kurve B des ersten Aufzeichnungsträgers übereinstimmt, daß jedoch der Endwert, der die auf dem Aufzeichnungsträger verbleibende Restladung angibt, etwas höher ist als derjenige der Kurve B, jedoch konstant bleibt, während die Kurve B einen leichten Abfall auch bis zum Endpunkt der Messung anzeigt.

Aus den vorstehenden Anwendungsbeispielen ist zu erkennen, daß die Anwendung eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials in einem elektrofotografischen Verfahren je nach Einstellung der elektrostatischen Aufladung vor der Belichtung zu unterschiedlichen Ergebnissen hinsichtlich der Dunkelentladung und der elektrischen Lichtempfindlichkeit führen kann. Somit ist außer der Variation der Anteile der fotoleitfähigen Verbindung abweichend von den gleichen Gewichtsteilen eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Eigenschaften eines Aufzeichnungsträgers vorhanden, wobei selbstverständlich auch die die elektrostatische Ladung beeinflussenden anderen Parameter wie z.B. die Leitfähigkeit der Unterlage des Aufzeichnungsträgers oder die Intensität der Lichtquelle zur Änderung der Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials herangezogen werden können. Außerdem ist aus der Figur zu erkennen, daß die aufgezeichneten Kurven im Bereich des Ejjdpunktes der jeweiligen Messung, also nach etwa 60 S_ekünden, bereits nahezu parallel zueinander verlaufen, woraus zu entnehmen ist, daß die dargestellten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials auch bei längerer Lagerungszeit nur unwesentlichen Änderungen unterworfen sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial, gekennzeichnet durch eine organische fotoleitfähige Verbindung mit gleichen Gewichtsteilen von 2,4,7-Trinitro-9~fluorenon und von Polyvinylcarbazol.

2. Verwendung des Aufzeichnungsmaterials nach Anspruch 1 in einem elektrofotografischen Verfahren als Aufzeichnungsträger, der mit einem zu entwickelnden elektrostatischen latenten Bild versehen wird.

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