DE1923825B2 - Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial und elektrographisches aufzeichnungsmaterial sowie verfahren zur herstellung solcher aufzeichnungsmaterialien - Google Patents

Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial und elektrographisches aufzeichnungsmaterial sowie verfahren zur herstellung solcher aufzeichnungsmaterialien

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Description

Die Erfindung bezieht sich zum einen auf ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer Schicht aus einem porösen Material mit einer Vielzahl von relativ gleichmäßig verteilten, von der einen Seite der betreffenden Schicht zu deren anderer Seite hin untereinander verbundenen Poren und einem Photoleiter. Zum anderen bezieht sich die Erfindung auf ein elektrcgraphisches Aufzeichnungsmaterial, mit einem elektrisch leitenden Schichtträger und einer Schicht aus einem porösen Material mit einer Vielzahl von relativ
ίο gleichmäßig verteilten, von der einen Seite der betreffenden Schicht zu deren anderer Seite hin untereinander verbundenen Poren.
Es ist bereits ein Material für xerographische Zwecke bekannt (DT-AS 1165 407), bestehend aus einem
Ii metallischen Schichtträger und einer photoelektrisch leitenden Isolierschicht. Bei diesem bekannten Material besteht der Schichtträger aus einem oder mehreren Metallen, die der anodischen Oxydation zugänglich sind, oder aber der betreffende Schichtträger ist an der Oberfläche mit solchen Metallen beschichtet. Außerdem besteht bei dem betreffenden Material die photoelektrisch ieitende isolierschicht aus einer durch anodische Oxydation der metallischen Oberfläche des Schichtträgers erzeugten Oxydschicht. Die elektrophotographisehen Eigenschaften eines derartigen Materials sind jedoch nicht zufriedenstellend, wenn man das betreffende Material für die Herstellung von z. B. 100 000 Kopien verwendet. Dies bedeutet, daß bei Verwendung des betreffenden Materials relativ frühzeitig fur dessen
ίο Ersatz gesorgt werden muß.
Es ist ferner ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger und einer photoleitfähigen Schicht bekannt (DT-AS 12 53 050), wobei die photoleitfähige Schicht verteilte Hohlräume
)') aufweist, die in der Größenordnung von 0,005 bis 0,010 mm liegen. Die photoleitfähige Schicht besteht dabei entweder aus einem in einem Bindemittel verteilten Photoleiter und gegebenenfalls einem Sensibilisatorfarbstoff oder aus einem organischen filmbildenden Photoleiter. Durch die Poren, die voneinander getrennt sind, in der photoleitfähigen Schicht wird bei dem bekannten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial zwar eine bedeutende Gewichtsersparnis gegenüber der Verwendung einer homogenen photo-
■r> leitfähigen Schicht erreicht; aufgrund mechanischer Beanspruchung der photoleitfähigen Schicht, insbesondere durch mechanischen Abrieb, verschlechtern sich jedoch auch bei diesem bekannten Aufzeichnungsmaterial die elektrophotographischen Eigenschaften.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie Aufzeichnungsmaterialien der eingangs genannten Art auszubilden sind, um auch auf mechanischen Abrieb hin ihre Aufzeichnungseigenschaften beizubehalten.
■55 Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß das poröse Material aus Aluminiumoxid, Kupferoxid, Magnesiumoxid oder Manganoxid besteht und daß die Schicht aus dem porösen Material den Photoleiter in den Poren vom Schichtträger bis zur Oberfläche enthält, ohne daß auf der Oberfläche der Schicht eine zusammenhängende, isolierende Schicht ausgebildet ist.
Zum anderen wird die vorstehend angegebene
hi Aufgabe bei dem elektrographischen Aufzeichnungsmaterial der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das poröse Material aus Aluminiumoxid, Kupferoxid, Magnesiumoxid oder Manganoxid
besieht und daß die Schicht aus dem porösen Material eine isolierende Verbindung in den Poren vom Schichtträger bis zur Oberfläche enthält, ohne daß auf (W Oberfläche der Schicht eine zusammenhängende isolierende Schicht ausgebildet ist.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise erreicht wird, daß die Aufzeichnungseigenschaften des Aufzeichnungsmaterials auch nach erheblichem mechanischem Abrieb noch erhalten geblieben sind, so daß das betreffende Aufzeichnungsmaterial eine längere Lebensdauer besitzt als die bisher bekannten Auf/eichnungsmateriaiien. Bezüglich der in dem genannten porösen Material enthaltenen Poren sei bemerkt, daß diese eine solche Größe besitzen, daß auf einen QuadratzenlimetL'r größenordnungsmäßig IO11 Poren kommen.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung besteht der Photoleiter aus Schwefel oder Cadmiumsulfid. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß besonders günstige elektrophotographise'ne Eigenschaften bei dem Aufzeichnungsmaterial erreicht werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des elektrographischen Aufzeichnungsmaterials der Erfindung besteht die isolierende Verbindung aus einem härtbaren Epoxidharz. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß besonders günstige elektrographische Eigenschaften bei dem Aufzeichnungsmaterial erreicht werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung to der Erfindung besteht der elektrisch leitende Schichtträger aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Flierdurch ergibt sich der Vorteil eines besonders leichten Aufbaus für das Aufzeichnungsmaterial.
Zur Herstellung eines elektrophotographischen oder 1"> elektrographischen Aufzeichnungsmaterials gemüß der Erfindung ist es zweckmäßig, ein Verfahren anzuwenden, bei dem auf einem elektrisch leitenden Schichtträger eine Schicht aus einem porösen Material mit einer Vielzahl von relativ gleichmäßig verteilten, von der -tu einen Seite der betreffenden Schicht zu deren anderen Seite hin miteinander verbundenen Poren aufgebracht wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Photoleiter oder eine elektrisch isolierende Verbindung im Vakuum in die Poren eingebracht und gegebenenfalls t'< überschüssiger Photoleiter oder überschüssige isolierende Verbindung von der Oberfläche der so erhaltenen Schicht wieder entfernt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß ein elektrophotographisches oder elektrographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfin- so dung unter Ausführung einer relativ geringen Anzahl von Verfahrensschritten hergestellt werden kann.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des vorstehend bezeichneten Verfahrens wird der Photoleiter oder die elektrisch isolirende Verbindung in die Poren eingedampft. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Herstellungsmöglichkeit für das Aufzeichnungsmaterial erreicht.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des vorstehend bezeichneten Verfahrens wird der M) Photoleiter oder die elektrisch isolierende Verbindung in die Poren einfließen gelassen. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, das Aufzeichnungsmaterial bei relativ niedrigen Temperaturen herstellen zu können. tv>
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
F i z. I zeiet schematisch in einem Schnitt den Aufbau eines für eine Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung /ti verwendenden elektrisch leitenden Schichtträgers aus Aluminium.
F i g. 2 zeigt den in Fig. I dargestellten Schichtträger nach einer Oxydation seiner einen Oberfläche.
F i g. J zeigt den betreffenden Schichtträger bei einer Evakuierung.
F i g. 4 zeigt die Anlagerung einer Bildmaterialschicht auf dem eine oxydierte Oberfläche aufweisenden Schichtträger.
Fig. 5 zeigt ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, bei dem sich das Bildmaterial in den Mikroporen der evakuierten oxydierten Oberfläche befindet.
Fig. 6 zeigt ein dem in Fig. 4 dargestellten Aufzeichnungsmaterial ähnliches elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, welches nach einer anderen Art hergestellt worden ist.
Anhand der Fig. 1 bis 5 weiden im folgenden die verschiedenen Schritte zur Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials geiiiiiU der Erfindung erläutert werden. In den Fig. / bis 5 sind dabei folgende Schichten dargestellt: Die Schicht »S« stellt einen elektrisch leitenden Schichtträger dar, der z. B. durch eine Aluminiumplatte gebildet ist und dessen eine Oberfläche »is« für die Schaffung einer Bildfläche dient. Gegenüber der Oberfläche »is« liegt eine Kontaktfläche »es« des Schichtträgers. Auf der Oberfläche »is« befindet sich eine Oxidschicht »so«, die auf die betreffende Oberfläche des Schichtträgers «.V« aufgewachsen oder in sonstiger Weise dort aufgebracht worden ist. Diese Oxidschicht »co» ist nach ihrer Aufbringung vollständig evakuiert und damit von Luft und anderen Umgebungsstubstanzen befreit worden, was mit »so-c« bezeichnet ist. Die Schicht »so« wird vorzugsweise durch eine auf dem Schichtträger ».V« aufgewachsene Oxidschicht dargestellt; sie weist Poren auf, die gleichmäßig über die Bildfläche verteilt sind und die einen bestimmten, relativ gleichmäßigen mikroskopischen Durchmesser besitzen. Diese Mikroporen reichen vollständig durch die Schicht »so« hindurch, und zwar bis zu der Oberfläche »is«. Wie noch ersichtlich werden wird, werden die betreffenden Mikroporen evakuiert und anschließend mit einem als Füllmaterial zu bezeichnenden Bildmaterial injiziert, wie z. B. einem photoleitfähigen Isolierstoff, und zwar insbesondere mit Selen. Dieser Füllstoff kann z. B. in die Schicht »so-e« durch Niederschlagung einer Schicht »if« auf die Oberfläche der Schicht »so-e« (unter Evakuierung gehalten) eingebettet werden, woraufhin die Schicht »//■«erhitzt oder in sonstiger Weise in die Schicht »so-c« eingeführt wird, um deren Mikroporen auszufüllen und somit eine photoleitfähige Schicht »soef« (eine Oxidmatrix, die ein Bildmaterial enthält) zu bilden. Die Schicht »so-ef« weist eine Bildfläche »iso« auf, auf der in üblicher Weise Bilder gebildet werden können. Es dürfte ersichtlich sein, daß der Widerstand und andere elektrophotographische Eigenschaften der Oxidschicht bzw. der Schicht »so« und des Füllmaterials bzw. der Schicht »if« so gewählt sind, daß insgesamt für eine elektrophotographische Aufzeichnung spezifische elektrophotographische Eigenschaften erzielt werden.
Bevor zu einzelnen Ausführungsbeispielen eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung übergegangen wird, sei zunächst eine allgemeine Einrührung bezüglich der Materialien gegeben, die im vorliegenden Fall verwendbar sind. In diesem Zusammenhang sei zunächst bemerkt, daß die
Auswahl der Materialien in gewissem Maße von der jeweils beabsichtigten Anwendung des clcktrophotographischcn Aufzcichnungsmaterials abhängt und ebenso von dem angewandten Herstellungsverfahren. Der Schichtträger 5(F-" i g. 1) soll z. B im allgemeinen sowohl als elektrischer Leiter als auch als mechanischer Träger für die photoleitfähigc Schicht dienen; das Bildmaterial (der Füllstoff) soll so ausgewählt sein, daß ein elektrostatisches Bild unter den gegebenen Bedingungen entwickelt werden kann (beispielsweise xcrographisch, rein elektrostatisch, usw.); die dielektrische Matrix der photolcilfähigcn Schicht soll als mechanischer Schul/ dienen, und zwar beispielsweise dadurch, daß sie gewissermaßen eine Gehäusematrix für die gleichmäßig verteilten Bildmaterial-Mikroporen darstellt und das Bildmaterial in den Mikroporcn mechanisch schützt. Die betreffende dielektrische Matrix soll im übrigen hierfür mechanisch und chemisch ausreichend stabil sein und geeignete elektrische Eigenschaften (beispielsweise dielektrische Eigenschaften) aufweisen, um die Bilderzeugung nicht zu stören. Schließlich soll das betreffende Material die Bereiche, in denen sich das Bildmaterial befindet elektrisch isolieren. Es dürfte einzusehen sein, daß die betreffenden Materialien haftend und verträglich sein müssen. Dies bedeutet, daß das Bildmaterial in der !.agc sein muß, genügend an der dielektrischen Matrix (den Mikroporcn) zu haften, und daß andererseits die dielektrische Matrix an der Oberfläche des Schichtträgers anhaften muß.
Durch das Verfahren zur Herstellung des clcktrophotogiaphischen Aufzcichnungsmalerials ist insbesondere eine spezifische Auswahl der Materialien erforderlich. So ist es z. B. grundsätzlich erwünscht (aus Gründen der Einfachheil halber, verbesserten Durchführbarkeit, usw.). die dielektrische Matrix durch Anodisicrung der Schichttägcroberflächc (oder durch ähnliche Prozesse) herzustellen; deshalb muß für den Schichtträger ein Metall ausgewählt werden, das selbst für diesen Prozess geeignet ist und das darüber hinaus, wenn es anodisiert ist, talsächlich eine geeignete dielektrische Matrix liefert, welche die gewünschten elektrostatischen Eigenschaften, Strukturen, wie Dicke besitzt. In diesem Zusammehang sei darauf hingewiesen, daß die bekannten Verfahren zur Anodisierung von Aluminium sich hier als besonders gut anwendbar zeigen. Andererseits kann eine poröse dielektrische Matrix direkt auf die Oberfläche eines elektrisch leitenden Schichtträgers aufgebracht werden, beispielsweise durch Befestigung einer porösen keramischen Platte oder durch sogenanntes Sintci'iuifstäubcn keramischer Oxide auf Metall, oder in anderer Weise, so daß auf dem betreffenden Schichtträger ein poröser dielektrischer Film gebildet wird. Es kann andererseits jedoch von Vorteil sein, die dielektrische Matrix getrennt von dem Schichtträger herzustellen und dann diese Matrix mit dem Schichtträger zu vereinen. Es hat sich /.. B. gezeigt, daß man einen dünnen, porösen, dielektrischen Streifen, z. B. eine Keramikplatte, die bis zu der gewünschten Porösität geätzt wird, herstellen und dann auf die Oberfläche eines geeigneten elektrisch leitenden Schichtträgers aufbringen bzw. befestigen kann, woraufhin die Poren der beireffenden Keramikplatte mit Bildmaterial gefüllt werden, und zwar entweder vor oder nach dcrBefcstigung. Fs kann aber auch von Vorteil sein, eine nicht poröse dielektrische Schicht auf einem Schichtträger bzw. der Oberfläche eines Schicht Irakers herzustellen (beispielsweise durch Behandlung der betreffenden Oberfläche des Schichträgcrs oder durch Anbringen eines getrennten dielektrischen Streifens) und dann durch Ätzen Poren herzustellen (die vollständig durch die dielektrische Schicht sich hindurchziehen).
ί In entsprechender Weise sind die Eigenschaften des zu verwendenden Bildmaterials abhängig von der Auswahl des Materials der Trägerschicht, des Materials der dielektrischen Matrix und der Herstellungsverfahren, bzw. die Wahl des Bildmaterials beeinflußt die Wahl
in des Trägermaterial, des Materials der dielektrischen Matrix und die Hcrstcllvcrfahrcn. So kann z. B., wie dies in F i g. 4 und 5 gezeigt ist, das Bildmaterial zunächst über einer (entleerten) porösen dielektrischen Schicht liegen, woraufhin eine Dampfimprägnicrung vorgenominen wird, beispielsweise durch Erwärmen. Daber soll das ausgewählte Material für die dielektrische Matrix durch die aufzuwendende Wärme unbeeinflußt bleiben.
Wie bereits angedeutet, kann die dielektrische Matrix
auf einer Oberfläche des elektrisch leitenden Schichtträ-
2(i gcrs auch durch Niederschlagung eines entsprechenden dielektrischen Materials (z. B. durch Bestäubung, Bcdämpfung oder in sonstiger Weise) gebildet werden. Es ist aber auch möglich, die dielektrische Matrix als getrennten Streifen aus einem dielektrischen Materia zu bilden, und diesen Streifen dann an dem Schichtträger zu befestigen. Obwohl des vorteilhafter ist, die Matrixeigcnschaftcn, wie z. B. die Porosität, durch Steuerung der Herstellung festzulegen, wie beispielsweise während der Anodisicrung von Aluminium
3n können in entsprechender Weise die beiden Stufer voneinander getrennt ausgeführt werden. Dabei können die Porosität und ähnliche Eigenschaften getrenni bestimmt werden, und zwar entweder vor der Oxydation (beispielsweise durch vorheriges Bilden vor
J5 Vertiefungen in dem Schichtträger), während der Oxydation (beispielsweise durch Maskierung mikroskopischer Porenstellcn und durch danach erfolgendes »nicht poröses« Niederschlagen) oder nach det Oxydation (beispielsweise dadurch, daß eine Ätzung durch einen nicht porösen dielektrischen Niederschlag vorgenommen wird). Wird daher die dielektrische Matrix aus einem dünnen keramischen Plättchen (odci aus einem porösen plastischen Film, wie z. B. aus porösem Nylon, usw.) mit bestimmten dielektrischer Eigenschaften, mit gleichmäßiger und vollständige! Porosität innerhalb des Plattenquerschnitts und dichter Verteilung der durch Mikroporen gebildeten Porer (beispielsweise in der Größenordnung von 1 Billior Poren auf 1 cm2) hergestellt, so kann das betreffende Keramikplättchen über eine Pumpenmündung innerhalb eines Glockengefäßcs oder einer anderen Evakuierungskammer gelegt werden, um die Mikroporer auszupumpen, sie zu evakuieren und um Bildmateria auf die so bearbeitete Oberfläche des Kcramikplättchcns aufzubringen. Das betreffende Bildmaterial wire sodann in die Mikroporen injiziert (z. B. inprägniert) und zwar derart, daß die gewünschte dielektrische photolcitfähige Schicht gebildet wird, die von den elektrisch leitenden Schichtträger getrennt ist. Ir
wi entsprechender Weise kann auch ein clcktriscl leitender Schichtträger separat gebildet werden, bei spiclswcisc durch Niederschlagung von Metall auf dci einen Seite des genannten Keramikplättchcns, dcsser Mikroporcn mit dem Bildmaterial gefüllt sind. Die
ι·' Niederschlagung kann z. B. durch einen Plattierungs Vorgang erfolgen. Daraufhin kann die betreffendt metallisierte Plättchcnobcrflächc an einer Leiterplatte oder an anderer Stelle angelötet, angeschweißt oder ir
sonstiger Weise dort befestigt weiden. In entsprechender Weise kann gegebenenfalls ein metallischer Schichtträger mit bestimmter hoher Porosität ausgewählt oder hergestellt werden, wobei auf die eine Oberfläche dieses Schicht trägers ein ähnliches poröses ■> dielektrisches Oxid niedergeschlagen (als Matrix mit einem l'orcnsystcm) werden kann. Schließlich können die so gebildeten, mit dielektrischen Material und mit Metall gefüllten Poren lccrgcpumpt und mit einem Bildmaterial gefüllt werden, woraufhin auf die andere κι Oberfläche des Schichtträgers eine durchgehende elektrisch leitende Platte befestigt wird.
Als Materialien für den elektrisch leitenden Schichtträger, der im wesentlichen eine glatte ebene oder gekrümmte Oberfläche aufweist, kommt eine Anzahl \·> von Metallen in F-'ragc.
Hierfür geeignete oxydierbare Metalle sind u.a. Aluminium, Magnesium, Mangan, Kupfer oder Kupfersulfid. In den meisten !'allen kann es ausreichen, die eine Oberfläche des jeweiligen Schichtlrägers zu oxydieren, wie z. B. durch Anodisierung. Unter bestimmten Bedingungen kann man auch mit leitfähigem Material bedeckte Dielektrika verwenden, wie z. B. mit Aluminium überzogenes Glas, metallisierte Kunststoffe oder ähnliches. Im allgemeinen kann der elektrisch leitende Schichtträger als Basisfläche für einen elektrophotographischen Prozeß dienen; er besitzt einen ausreichend hohen Widerstand von z.B. IO6 oder WOhm ■ cm.
Das Material für die dielektrische Matrix, für dessen w Auswahl entsprechende Bedingungen zu beachten sind, wie sie vorstehend aufgezeigt worden sind, muß im allgemeinen ein guter elektrischer Isolator sein. Der spezifische Widerstand des betreffenden Materials muß höher sein als der des Bildmaterials und z. B. in der Jr> Größenordnung von 10l2Ohm · cm liegen. Im Übrigen soll das betreffende Material mechanisch hart und inert sein, damit es bei eventueller Beanspruchung oder Umgebungskorrosion unbeschädigt bleibt und das in ihm enthaltene Bildmaterial schützt. Im übrigen muß das 4<i betreffende Material so ausgewählt sein daß es sich nicht von dem elektrisch leitenden Schichtträger beim Gebrauch von dem elektrisch leitenden Schichtträger beim Gebrauch ablöst (dies heißt, daß u. a. entsprechende Wärmeausdehnungskoeffizienten zu beachten sind). "tr> Bezüglich der Härte, die das erwähnte Material besitzen soll, sei noch bemerkt, daß diese nicht so hoch sein soll, daß durch die dielektrische Matrix eine Beschädigung von Bildaufnahmeeinrichtungen (beispielsweise Papier) oder Bürsten erfolgt. Ferner sei in diesem Zusammen- w hang noch bemerkt, daß das Material der dielektrischen Matrix in dem Fall, daß es erwünscht ist, dieses einem leichten Abrieb bzw. einer leichten Abnutzung auszusetzen, fest genug sein muß, um sich nicht zu verformen oder zu fließen. Würde eine solche Verformung oder ein r>r> solches Fließen auftreten, so könnten die Mikroporcn und das in diesen enthaltenen Bildmaterial geschlossen bzw. zerstört werden.
Als Bildmaterial kann im vorliegenden Fall praktisch jedes elektrophotographisches Bildmaterial bekannter wi Art verwendet werden, sofern es mil den Materialien für den Schichtträger und die dielektrische Matrix verträglich ist und sofern es außerdem mit dem jeweils benutzten llcrstellvorgang und der jeweils vorgesehenen elektrostatischen Bilderzeugung verträglich ist. Will <>r> man z. B. die xcrographischc Art der clcktrophotogra· phischcn Aufzeichnung anwenden, so sollte als Bildmaterial /weckmäDigcrwcisc ein phololeitcndes Bildmaterial verwendet werden, welches einen verhältnismäßig hohen Dunkclwiderstand (beispielsweise in der Größenordnung des Widerstands des Materials der dielektrischen Matrix oder oberhalb von etwa ICObm · cm, insbesondere etwa 10" Ohm · cm) und einen wesentlich geringeren Bclichtungswiderstand (beispielsweise in der Größenordnung von 104 oder 10'Ohm · cm, wenn mit Licht entwickelt wird) aufweist. Derartige photoleitcnde Materialien können theoretisch dadurch gekennzeichnet werden, daß sie Elektronen im nicht lcilfähigen Energieniveau (im sogenannten Valenzband) haben, die aktivierbar sind durch Belichtung zu einem unterschiedlichen Encrgienivau (Leitfähigkeitsband), wobei eine elektrische Ladung frei wird und unter dem vorhandenen elektrischen Feld wandert (in der Größenordnung von 10'V/cm oder bei einem noch höheren Wert). Klassische xerographische Bildmaterialien umfassen im allgemeinen die Sulfide von Zink, Quecksilber, Antimon, Arsen, Indium, Cadmium und Calcium-Strontium, Selen, die Selenide von Cadmium Cadmium, Gallium und Arsen, die Oxide von Zink, Blei, Quecksilber, Titan, Zink-Magnesium, oder andere Materialien, wie ζ. Β Zinktitanat, Zinksilikat, usw. Gewöhnliche photoleitendc Materialien, die bei der Xerographie verwendet werden, sind solche Metallionen enthaltende anorganische Verbindungen, die als »Phosphore« bezeichnet werden. Ein guter elektrostatischer, bilderzeugender Rezeptor geht mit der dieleketrischen Matrix keine Reaktion ein, klebt aber gegebenenfalls an ihr fest und dient vorzugsweise als Füllstoff. Beispielsweise können gewöhnliche photoresistive Materialien in bestimmten Fällen verwendet werden.
An Hand von Beispielen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Beispiel 1
Eine Aluminiumplattc (jede handelsübliche Legierung) wird am Band in einem üblichen, wässrigen, schwefelsauren und Oxalsäuren Anodisierungsbad oxydiert, das in der Lage ist, eine gleichmäßige poröse Aluminiumoxidauflage bis zu einer Stärke von etwa 0,025 mm auf einem Teil der als Bildfläche dieser Platte auszunutzenden Oberfläche zu erzeugen. Diese Oxidauflage kann, wenn es erwünscht ist, mit jeder üblichen Farbe gefärbt sein. Die betreffende Oxidauflage wird anschließend in destilliertem Wasser gut gewaschen, damit sämtliche Reste des Anodisierungsbades und andere (einschließlich aller Reste in den Poren der Oxidauflage) entfernt werden. Danach wird die betreffende Oxidauflage gut getrocknet und in einen Behälter eingebracht, woraufhin auf ihr eine Schicht aus kolloidalem Schwefel aufgebracht wird, so daß der als Bildfläche auszunutzende Bereich der betreffenden Oxidauflagc bedeckt ist. Dabei wird ein Gramm Schwefel auf etwa 30 bis 35 cm2 Oberfläche verwendet. Das Schwcfel-Aluminium-Gebilde wird anschließend in einen Evakuicrungsofcn eingebracht, der bis etwa 1-nim-Hg-Säulc evakuiert wird. Danach wird der Ofen angeheizt, damit der Inhalt auf etwa 135"C erwärmt wird, so daß eine geringe Menge Sehwcfeldampf für die Imprägnierung der in der Aluminiumoxiduuflage befindlichen Mikroporen erzeugt wird, und zwar bei Unterdruck. Dieser Vorgang wird etwa 3 bis 4 Stunden lang oder noch länger ausgeführt; der betreffende Vorgang kann als »Dampfimprägnierung« des Schwefels in die Mikroporen der eine dielektrische Matrix darstellenden Aluminiumoxidauflage bezeichnet werden. Nach dem Abkühlen des Ofens ist das clektropho-
tographische Aufzeichnungsmaterial fertig; es besteht aus dem elektrisch leitenden Aluminium-Schichiträger mit der darauf befindlichen photoleitfühigen Schicht, welche durch die genannte poröse Aluininiunioxidauflage gebildet ist. Die Poren der durch die Aluminiumoxidauflage gebildeten dielektrischen Matrix sind gewissermaßen wenigstens auf ihrer Grundfläche mit einem Schwefelfilm oder mit seinen Reaktionsprodukten bedeckt (beispielsweise Aluminiumoxid oder ähnliches), wobei ein sehr dünner Film den Porengrund und die Kanten bedeckt. Diese Filme sind gewissermaßen viel dünner als das Dielektrikum; sie füllen die Mikroporen nicht aus (obwohl weder ihre Struktur noch theoretische Überlegungen dies bis jetzt erklären lassen). Die als Bildfläche auszunutzende Oberfläche des vorliegenden elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials soll gut gewaschen werden mit Reinigungwasser oder mit einer »nicht polaren« Lösung, um Kondensate oder andere geringe Verunreinigungen zu entfernen. Die von der dielektrischen Matrix voneinander getrennten Schwefel-»Säulen« haben »Electretw-Eigenschaften; sie können als »Quasi-Electrete« bezeichnet werden.
Das entstandene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial zeigt vorteilhafte Eigenschaften der oben beschriebenen Art. Wird das betreffende Aufzeichnungsmaterial mit einem Bild aufgeladen, so zeigt sich ein Ladungsverlust von z.B. etwa 1%; dies bedeutet, daß das clektrophotographische Bild sehr gut erhalten bleibt.
Beispiel 2
Eine als elektrisch leitender Schichtträger zu verwendende Aluminiumträgerplatte wird anodisiert, gereinigt und getrocknet wie im Beisp.el 1. Der für die Bildfläche bestimmte Bereich der Oxidauflage wird danach mit einem Epoxydharz bedeckt, das mit einem Katalysator aus einem niedrig viskosen Harz, das üblicherweise bei Härtungskomponenien zur Bindung von .Schaltungsplatte usw. verwendet wird, versetzt ist. Die Aluminiumträgerplatte wird sodann in einen Vakuumofen eingebracht, der auf 1 mm Hg-Säule evakuiert und derart erhitzt wird, daß der Inhalt auf etwa 1400C erwärmt ist. Unter diesen Bedingungen wird die Aluminiumträgerplatte etwa 10 Minuten in dem Ofen belassen. Anschließend wird der Ofen abgekühlt und wieder auf Atmosphärendruck gebracht, wobei die Alumiumträgerplatte in diesem Ofen solange verbleibt, bis das genannte Harz ausgehärtet ist (etwa 1,5 Stunden oder langer). Die Aluminiunilrägerplatte wird danach aus dem Ofen herausgenommen, und ihre mit dem genannten Harz bedeckte Bildfläche wird gleichmäßig bis auf die Oxidschicht heruntergearbeilet. Dabei wird der gesamte Kunststoff oberhalb dieser harten Oberfläche entfernt. Ein Teil des mit dem genannten Harz gefüllten Oxides kann ebenfalls abgeschliffen werden, um eine galite Oberfläche zu erhalten, sofern dies erwünscht ist. Die Sehwindungseigenschaften und andere elektrophotographische Eigenschaften des so hergestellten elektrophotographischen Aiifzeichnungsmatcrials sind mit entsprechenden Eigenschaften des nach Beispiel I hergestellten elektrophotographischen Aufzeichniingsmaterials vergleichbar. Dies bedeutet, daß auch hier auf dem elektrisch leitenden Schichtträger eine dielektrische Matrix mit Mikroporen gebildet ist, in welchen ein Bildmaterial abgelagert ist.
Anders als bei der in Beispiel I beschriebenen Verfahrensweise, die als Dampfimprägnieningsverfahlenswcise bezeichnet werden mag, erfolgt hier die Einlagerung des Bildmaterials in den Mikroporen durch eine einfache mechanische (beispielsweise kapillaraktive) Methode, wobei die Füllstoffflüssigkeit die aus den Mikroporen entfernte Atmosphäre ersetzt. Dabei muß > beachtet werden, daß die Mikroporen vollständig evakuiert werden und daß keine Lufteinschlüsse zurückbleiben, da durch solche Lufteinschlüsse die Qiiersehniltsintegrität der Bildmateria!-»Säulen« unterbrochen würde. Andere ähnliche elektrostatisch ver-
Hi trägliche Harze oder andere organische Materialien können in entsprechender Weise verwendet werden (derartige Materialien sind in den Beispielen J und 4 angegeben). Es hat sich in diesem Zusammenhang gezeigt, daß bestimmte, scheinbar gleiche organische
ir> Materialien unbefriedigende elektrophotograpische Eigenschaften liefern, wenn sie als Füllstoffe, d. h. für die Einlagerung in den Mikroporen verwendet werden. So liefern Paraffin und Carnauba-Wachs unbefriedigende Ergebnisse (wegen sehr schlechter Oberflächenverluste
.1O und schlechter Bildrasterung); ähnliches gilt für bestimmte öle. Selbstverständlich können Stoffe mit guter Leitfähigkeit (geringer Widerstand), wie Glyzerin, nicht verwendet werden. Offensichtlich sind eine geringe Viskosität und die Fähigkeit, in die Mikroporen
2~> (durch Kapillarkräfte) einzudringen, wesentliche Bedingungen, wobei die Molekülgröße geringer ist als der Porendurchmesser). Andere ähnliche Materialien können im allgemeinen als Füllstoffe für diese Einlagerungsart verwendet werden, wie z. B. andere niedrig viskose,
ι» nichtleitende Stoffe. Solche nichtleitenden Stoffe (Dielektrika) können auch bei der Dampfimprägnierung verwendet werden, sofern sie ausreichend flüchtig sind unter den vorhandenen Bedingungen, wie z. B. Cadmiumsulfid oder ähnliche Photoleiter.
)· Das nach dem betrachteten Beispiel 2 hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wurde durch Abschleifen der gewissermaßen mit Widerständen gefüllten Bildfläche bis herunier zur Oberfläche des elektrisch leitenden Schichtträgers, also des Aluminium-
4i) trägers, stufenweise getestet, wobei die elektrophotographische Wirksamkeit jeweils geprüft wurde. Die Ergebnisse zeigten, daß das photoresistive Bildmaterial stets in einem ausnutzbaren, elektrophotographisch aktiven Ausmaß vorhanden war, und zwar im
t> wesentlichen über den gesamten Bereich bis herunter zur der Oberfläche des elektrische leitenden Schichtträgers hin. Dies zeigt deutlich, daß das photoresistive Bildmaterial vollständig über den gesamten Querschnitt der dielektrischen Matrix eingebettet zu sein scheint
'>u und die Mikroporen darin ausfüllt (oder zumindest die Randbereiche der Mikroporen), und zwar im wesentlichen vollständig.
Beispiel 3
j5 Der Herstellvorgang gemäß Beispiel 2 wird wiederholt, wobei das Epoxidharz durch ein lichthärlbares Harz ersetzt wurde.
Beispiel 4
tu) Der Hersteilvorgang beinäß Beispiel 2 wird wiederholt, wobei ein Methacrylat ein anderer geeigneter Polyester als Bildmaterial bzw. Füllstoff verwendet wird, und zwar in der Art, in der das Epoxidharz gemäß Beispiel 2 verwendet worden ist.
bi Es dürfte einzusehen sein, daß auch aus anderen Materialien bestehende elektrisch leitende Schichtträger in ähnlicher Weise unter Lieferung von Mikroporen oxydiert werden können, wie z. B. Magnesium, Kupfer
oder Mangan. Rs kann dabei besonders vorteilhaft sein, einen oxydierten, elektrisch leitenden Schichtträger herzustellen, und /war dadurch, daß z. B. eine Aluminiumlegierungsplatte verwendet wird, die in geeigneter Weise oxydiert werden kann.
Beispiel 5
Der Herstellvorgang gemäß Beispiel I wird wiederholt, jedoch unter Verwendung einer handelsüblichen anodischen Oxidschicht einer als elektrisch leitender Schichtträger dienenden Aluminiumplatte für die Bildung einer dielektrischen Bildfläche. Dabei wird im einzelnen eine dicke, harte anodische Schicht ausgewählt (in der Größenordnung von einigen I lundertsteln eines Millimeters), die vorzugsweise offenporig ist, weil dies eine größere Menge an einzulagerndem Bildmaterial erfordert. Es sei jedoch bemerkt, daß auch eine Schicht mit gewissermaßen geschlossenen Poren b/w. Mikroporen verwendet werden kann. Zur Erzielung einer derartigen Oxidschicht ist eine Anodisierung der erwähnten Aluminiumplattc in einem Bad erforderlich, welches eine große Menge Schwefelsäure (z. B. 10 bis 25%, zuweilen zusammen mit Oxalsäure oder anderen Zusätzen) erfordert bei vergleichsweise geringer Temperatur (z. B. —7 bis + IO°C) und relativ hoher .Stromdichte (eine typische Anodisierungsgeschwindigkeit ergibt bei einer Aufwachsrate von 0,025 mm in 15 bis 40 min insgesamt eine Gesamtdicke von 0,15 bis 0,4 mm). Die betreffende Anodisierung kann bei den meisten Aluminiumlegierungen angewandt werden (solche mit mehr als einigen Prozent Kupfer oder Silicium sind meist ungeeignet), wie z. B. die üblichen schmiedbaren Legierungen und die Barrenlcgierungen. Beim Ablauf der Anodisierung entfallen praktisch 50% auf Dicken/.unahme und 50% auf einen Oberfläehenangriff. Dies bedeutet, daß eine Schicht von 0,05 mm Dicke nur eine Dickenzunahme des Schichtträgers von 0,025 mm ergibt. Auf diese Weise ist auf dem elektrisch leitenden .Schichtträger eine dielektrische Matrix gebildet, in der giößenordniingsmäßig eine Billion Poren bzw. Mikroporen auf einen Quadrat/entimeter kommen. Rir solche Oberflächenbereiche des elektrisch "> leitenden Schichtträgers, die nicht anodisiert werden sollen, erfolgt eine Abdeckung; die betreffenden Bereiche können für die Herstellung von Ansihlußkontakten vorgesehen sein. Die Korrosionsfestigkeit, die mechanische Härte und die elektrischen Isolalionsei-
ii) genschaften (bei Durchbruchsspannungen in der Größenordnung von einigen 1000 Volt Gleichspannung) eines derart iinodisierten elektrisch leitenden Schichtträgers sind als sehr gut für die Verwendung als elektrophotographisches \uf/.eichniing.smjlerial geeig-
Γι net.
Beispiel 6
Der I lerstellvorgang gemäß Beispiel *> wird wieder holt, wobei jedoch die dielektrische Oxidniairix mit dein
j» Epoxydharz, gemäß Beispiel 2 gefüllt wird. Die hierdurch erzielten elektrophotogruphisehen Eigenschuften sind genauso befriedigend wie die bei dem elektropho tographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß Beispiel 5 erzielten Eigenschaften.
r> Abschließend sei noch bemerkt, daß durch die Ablagerung des Bildmaterials in den Mikroporen des dielektrischen Materials dieses und der unter diesem befindliche elektrisch leitende Schichtträger \or einer Korrosion geschützt sind. Außerdem ist durch die
ic Aiisfüllun.:: der Mikroporen durch ein Bildmaterial verhindert, daß die durch eine Oxidschicht gebildete dielektrische Matrix weiter wächst. Überdies sei noch bemerkt, daß man durch die Auswahl der einzelnen Materialien für das elektrophotographische Auf/eich-
t) nungsmaterial und der zu dessen Herstellung benut/len Verfahrensschritie die elektrostatischen Eigenschuften dieses Aufzeichiiungsmatcrials entsprechend wählen kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer Schicht aus einem porösen Material mit einer Vielzahl von gleichmäßig verteilten, von der einen Seite der betreffenden Schicht zu deren anderer Seite hin untereinander verbundenen Poren und einem Photoleiter, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material aus Aluminiumoxid, Kupferoxid, Magnesiumoxid oder Manganoxid besteht und daß die Schicht aus dem porösen Material den Photoleiter in den Poren vom Schichtträger bis zur Oberfläche enthält, ohne daß auf der Oberfläche der Schicht eine zusammenhängende, isolierende Schicht ausgegebildet ist.
2. Elektrographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem elektrisch leitenden Schichtträger und einer Schicht aus einem porösen Material mit einer Vielzahl von gleichmäßig verteilten, von der einen Seite der betreffenden Schicht zu deren anderer Seite hin untereinander verbundenen Poren, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material aus Aluminiumoxid, Kupferoxid, Magnesiumoxid oder Manganoxid besteht und daß die Schicht aus dem porösen Material eine isolierende Verbindung in den Poren vom Schichtträger bis zur Oberfläche enthält, ohne daß auf der Oberfläche der Schicht eine zusammenhängende isolierende Schicht ausgebildet ist.
3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter aus Schwefel oder Cadmiumsulfid besteht.
4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Verbindung aus einem härtbaren Epoxydharz besteht.
5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Schichtträger aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
6. Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen oder elektrographischen Aufzeichnungsmaterials nach einem der Ansprüche I bis 5, bei dem auf einen elektrisch leitenden Schichträger eine Schicht aus einem porösen Material mit einer Vielzahl von gleichmäßig verteilten, von der einen Seite der betreffenden Schicht zu deren anderen Seite hin untereinander verbundenen Poren aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Photoleiter oder eine elektrisch isolierende Verbindung im Vakuum in die Poren eingebracht und gegebenenfalls überschüssiger Photoleiter oder überschüssige isolierende Verbindung von der Oberfläche der so erhaltenen Schicht wieder entfernt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter oder die elektrisch isolierende Verbindung in die Poren eingedampft wird.
8.Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter oder die elektrisch isolierende Verbindung in die Poren einfließen gelassen wird.
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