DE1932103C3

DE1932103C3 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE1932103C3
Application number: DE19691932103
Authority: DE
Inventors: Shiro Tokio Uehara
Original assignee: Katsuragawa Denki KX., Tokio
Priority date: 1968-06-27
Filing date: 1969-06-25
Publication date: 1977-05-05

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial.

Bei einem herkömmlichen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial aus einer photoleitfähigen Schicht und einer Gegenelektrode wird ein sichtbares Bild dadurch erzeugt, daß auf die Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials eine Ladung aufgebracht wird und anschließend ein Lichtbild projiziert wird, um auf der Oberfläche ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Anschließend wird das latente Bild im Dunkeln mit Hilfe eines geladenen Toners entwickelt und schließlich durch Übertragungsdruck auf Papier oder dergleichen übertragen. Wenn dieses Verfahren mehrmals hintereinander ausgeführt wird, werden die Majoritatsträger schrittweise in den Störstellenniveaus der photoleitfähigen Schicht in der Nähe der Gegenelektrode eingefangen, so daß sich dort eine anwachsende Raumladung ausbildet. Durch diese Raumladung werden die zur Erzeugung von Bildern notwendigen Eigenschaften des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials erheblich verschlechtert.

Aus der DT-PS 15 22 655 ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, weiches eine hochisolierende Schicht, eine photoleitfähige Schicht und eine transparente Gegenelektrode aufweist, wobei zwischen hochisoliererider Schicht und pSiotoleitfähiger Schicht eine Leuchtstoff-Zwischenschicht angeordnet ist, die zum Einfangen der aus der photoleitfähigen Schicht injizierten Majoritatsträger in relativ tiefliegende Störstellen dient. Die Ausbildung einer Raumladung in der Nähe der Gegenelektrode wird bei einem derartigen Aufzeichnungsmaterial dadurch vermieden, daß die photoleitfähige Schicht von einer Seite her gleichförmig belichtet wird, daß dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial etwa gleichzeitig mit einer gleichförmigen Belichtung zum Aufbringen der Ladung auf die Oberfläche der hochisolierenden Schicht ein ersses elektrisches Feld aufgeprägt wird, das ferner zum Aufbringen der Ladung der entgegengesetzten Polarität auf die Oberfläche der hochisolierenden Schicht ein zweites Feld aufgeprägt wird, und daß der photoleitfähigen Schicht von der anderen Seite her ein Lichtbild aufprojiziert wird, wodurch auf der Oberfläche der hochisolierenden Schicht ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt wird.

Außerdem ist es bekannt, zur Beseitigung des in der Elektrographie störenden Problems der Randeffekte, zwischen einer photoleitfähigen Schicht und einer Gegenelektrode ein Raster anzuordnen und das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial durch die Gegenelektrode und das Raster hindurch, bzw. von derjenigen Seite her gleichförmig zu belichten, die der mit der hochisolierenden Schicht belegten Seite entgegengesetzt ist

Nachteilig ist es bei den elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien bekannter Art dabei, daß zur Belichtung von der rückwärtigen Seite her ein eigenes Projektionssystem mit unabhängiger Lichtquelle vorzusehen ist. Für den Fall, daß das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial um eine drehbare Trommel angeordnet ist und der Lichtbildprojektor sowie die Koronaelektroden zum Aufprägen der Felder außerhalb der Trommel angeordnet sind, müssen die unabhängige Lichtquelle und das dazugehörige Projektionssystem innerhalb der drehbaren Trommel angeordnet werden, wodurch die Konstruktion der elektrophotographischen Vorrichtung erheblich kompliziert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial anzugeben, durch dessen Aufbau die Ausbildung einer störenden Raumladung in der photoleitfähigen Schicht in der Nähe der Gegenelektrode vermieden wird, wodurch sichtbare Abbildungen hoher Wiedergabetreue und ohne Randeffekte erzeugt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kombination einer elektrisch leiienden Schicht, einer Leuchtstoffschicht, gegebenenfalls einer gerasterten Schicht, einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer isolierenden Schicht In der angegebenen Reihenfolge.

Zur Erzeugung der beiden elektrischen Felder in der transparenten isolierenden Schicht und zur Erzeugung eines latenten Bildes in dieser Schicht wird die durchsichtige elektrisch-leitende Schicht in Verbindung mit einer Koronaelektrode verwendet, die beispielsweise obernalb der isolierenden Schicht angeordnet ist. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht (durchsichtige Elektrodenschicht) und die äußere elektrisch leitende Schicht werden dazu verwendet, der Leucnistoffschicht ein Wechselfeld aufzuprägen, um die Leuchtstofischicht zur Lumineszenz anzuregen und dadurch die photoleitfähige Schicht gleichförmig zu belichten, wodurch eine sich in der photoleitfähigen Schicht bildende Raumladungbeseitigt wird.

Bei einer derartigen Schichtfolge des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials ist es insbesondere vorteilhaft, daß keine separate Lichtquelle zum Abbau der Raumladung erforderlich ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung

ist das dekrrophotographische Aufzeichnungsmaterial gekennzeichnet durch die Kombination der elektrisch leitenden Schicht, einer Leuchtstoffschic.U einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht, einer durchsichtigen isolierenden Schicht, einer gerasterten Schicht, einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht gegebenenfalls einer isolierenden Schicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer isolierenden Schicht in der angegebenen Reihenfolge.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gekennzeichnet durch die Kombination einer elektrisch leitenden Schicht, einer isolierenden Schicht, einer Leuchtstoffschicht, gegebenenfalls einer isolierenden Schicht, einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht, einer isolierenden Schicht, einer gerasterten Schicht, einer durchsichtigen elektrisch leiten ien Schicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer isolierenden Schicht in der angegebenen Reihenfolge.

Durch die beiden weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird erreicht, daß die gerasterte Schicht auf einer durchsichtigen isolierenden Schicht angeordnet ist, wobei die gerasterte Schicht und auch die durchsichtige isolierende Schicht von je einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht umgeben sind. Es ist durch diese Anordnung insbesondere möglich, die gerasterte Schicht auf einer normalen Glasplatte aufzubringen und anschließend die gerasterte Schicht zusammen mit ihrem Glasträger beidseitig mit durchscheinenden Goldschichten, den durchsichtigen elektrisch leitenden Schichten, zu versehen und anschließend den Fertigungsvorgang beidseitig fortzusetzen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben.

Die Fig. 1 bis 9 zeigen schematische Schnitte durch verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Elemente.

Gemäß Fig. 1 enthält ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial der Erfindung eine elektrisch leitende Schicht 1. eine Leuchtstoffschicht 2 aus einem E'.ektrolumineszenzmaterial, eine durchsichtige elektrisch leitende Schicht 3. im folgenden auch transparente Elektrodenschicht 3 bezeichnet, eine durchsichtige isolierende Schicht 4, eine gerasterte Schicht 5, eine zweite durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6 (transparente Elektrodenschicht 6), eine photoleitfähige Schicht 7 und eine zweite, an der Oberfläche befindliche, transparente und isolierende Schicht 8. Alle genanmen Schichten sind in der erwähnten Reihenfolge übereinanderpeschichtet und bilden einen einheitlichen Schichtkörper.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in F i g. 2 dargestellt ist, ist zusjitzlich zwischen der zweiten transparenten Elektrodenschicht 6 und der photoleitfähigen Schicht 7 des in F i g. 1 dargestellten elektrophotographischcn Aufzeichnungsmaterial* eine weitere transparente, isolierende Schicht9 angeordnet

Gemäß Fig. 3 ist in einer anderen Ausführungsform der Erfindung die dünne durchsichtige isolierende Schicht 4 des elektrophotographisehen <\ufzeichnungsmaterials nach F i g. I durch ein transparentes, isolierendes, relativ dickes Substrat 10 ersetzt, wohingegen hei dem Aufzeichnungsmateria! nach Fig. 4 außerdem noch zwischen die transparente Elektrodenschicht 6 und die photoleitfähige Schicht 7 eine weitere isolierende Sch.cht 9 eingefügt ist. Durch Einfügung einer isolierenden Schicht ti zwischen der Leuchtstoffschicht 2 und der elektrisch leitenden Schicht 1 des Aufzeichnungsmaterial nach F i g. t erhält man die Ausführungsform nach Fig.5. Die Fig.6 zeigt eine Abwandlung der Ausföhningsform nach Fig.5, wobei eine transparente isolierende Schicht 12 zwischen der Leuchtstoffschicht 2 und der durchsichtigen Elektrodenschicht 3 zusätzlich vorhanden ist. Die F i g. 7 zeigt eine Abwandlung des Aufzeichnungsmaterials nach Fig.3, welches zusätzlich zwischen der Leuchtstoffschicht 2 und der leitenden Schicht 1 eine isolierende Schicht 13 aufweist Die F i g. 8 schließlich zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach F i g. 7, welche zwischen der Leuchtstoffschicht 2 und der transparenten Elektrodenschicht 3 eine zusätzliche isolierende Schicht 14 aufweist

Die F i g. 9 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung von relativ einfacher Bauweise. Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial enthält eine elektrisch leitende Schicht 1. eine Leuchtstoffschicht 2, eine gerasterte Schicht 5, eine transparente Elektrodenschicht 3, eine photoleitfähige Schicht 7 und eine durchsichtige, isolierende Schicht 8. Alle diese Schichten sind in der genannten Reihenfolge übereinandergeschichtet und bilden einen einheitlichen Schichtkörper. Bei dieser Ausführungsform sind die Elektrodenschichten 3 und 6 der anderen Ausführungsbeispiele zu einer einzigen Elektrodenschicht 3 vereinigt.

Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial nach Fig. 1 kann auf die folgende Weise hergestellt werden. Eine Mischung aus mit Kupfer aktiviertem Zinksulfid und einem Epoxyharz wird zur Bildung der Leuchtstoffschicht 2 auf die elektrisch leitende Schicht I aufgebracht. Eine durchscheinende, dünne Goldschicht wird dann zur Bildung der transparenten Elektrodenschicht 3 auf die Leuchtsiofl'schicht 2 aufgedampft. Ansichließend wird mit der oberen Überfläche der transparenten Elektrodenschicht 3 ein photographischer Film 4 verklebt, der die isolierende Schicht 4 bildet und auf seinei oberen Oberfläche mit einer raster- oder siebförmigen Struktur bzw. gerasterten Schicht 5 versehen ist, die durch Silberchloridphotographie hergestellt wird. Danach wird zur Herstellung der transparenten Elektrodenschicht 6 auf die gerasterte Schicht 5 eine durchscheinende, dünne Goldschicht aufgedampft. Zur Ausbildung der photoleitfähigen Schicht 7 wird auf die durchsichtige Elektrodenschicht 6 eine Selen-Tellur-Legierung, die 15% Teller enthalt, aufgedampft. Schließlich wird auf die Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 7 zur Herstellung der isolierenden Schicht 8 eine Polycarbonsitharzschicht aufgebracht.

Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gemäß F i g. 7 wird auf die folgende Weise hergestellt. Eine normale Glasplatte, wie sie bei der üblichen Silberchloridphotographie verwendet wird, wird mit einem sieb- oder rasterförmigen Muster belichtet, und anschließend wird das belichtete Muster entwickelt /ur Herstellung der isolierenden Schicht 10 (des Substrats 10} und der gerasterten Schicht '> ausgeheizt. Dünne, durchscheinend»- Goldschichhrn worden dann auf die beiden Breitseiten dieses Substrat¹ 10 mit der gerasterten Schicht 5 aufgedampft, wobei die beiden durchsichtigen Elektrodenschichlen 3 und f> entstehen. Anschließend wild eine Mischung ans tr.it Kupfer aktiviertem Zinksulfid und Epox>harz zur Herstellung der Leuchtstoffschicht 2 auf die Eiektrodenschicht 3 inigebracht, die auf der der R.isterstrukiur S entgegen eset/ten Seite angeordnet ist. Auf die Oberfläche

dieser Leuchtstoffschicht 2 wird dann zur Herstellung der elektrisch leitenden Schicht 1 eine dünne Aluminiumschicht aufgedampft. Zur Herstellung der photoleitfähigen Schicht 7 wird dann auf die durchsichtige Elektrodenschicht 6, die auf die gerasterte Schicht 5 aufgebracht ist, eine 15% Tellur enthaltende Selen-Tellur-Legierung aufgedampft. Schließlich wird auf die photoleitfähige Schicht 7 eine Polycarbonatharzschicht aufgebracht, welche die isolierende Schicht 8 bildet.

Die anderen in der Zeichnung dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien werden auf ähnliche Weise hergestellt.

Bei Verwendung des Aufzeichnungsmaterials, z. B. gemäß Fig. 1, wird zuerst auf die Oberfläche der isolierenden Schicht 8 eine -1000 V entsprechende Ladung aufgebracht, indem mittels der geerdeten Elektrode 6 und einer (nicht gezeigten) Koronaelektrode, die oberhalb der isolierenden Schicht 8 angeordnet ist, ein erstes Feld aufgeprägt wird, während, um die Leuchtstoffschicht 2 zur Lumineszenz anzuregen, zwischen die elektrisch leitende Schicht 1 und die Elektrodenschicht 3 eine Wechselspannung von 300 V gelegt wird. Anschließend wird mittels der geerdeten Elektrode 6 und einer Koronaelektrode der isolierenden Schicht 8 und der photoleitfähigen Schicht 7 ein elektrisches Feld aufgeprägt, wodurch auf der Oberfläche der isolierenden Schicht 8 eine positive Ladung aufgebracht wird. Gleichzeitig wird durch die durchsichtige isolierende Schicht 8 hindurch auf die photoleitfähige Schicht 7 ein Lichtbild projiziert, dabei ist dann keine Spannung an die Elektroden 1 und 3 gelegt. Auf diese Weise wird auf der Oberfläche der isolierenden Schicht 8 ein intensives, dem aufprojizierten Lichtbild entsprechendes elektrostatisches Bild erzeugt. Durch Anlegen einer Wechselspannung an die Elektroden 1 und 3 wird die Leuchtstoffschicht 2 derart erregt, daß sie fluoresziert und die emittierte Fluoreszenzstrahlung durch die durchsichtige Elektrodenschicht 3, die durchsichtige isolierende Schicht 4, die gerasterte Schicht 5 und die durchsichtige Elektrodenschicht 6 hindurch auf die photoleitfähige Schicht 7 projiziert wird.

Das elektrophotographische Aufzeichnungsmateria wird, nachdem das latente elektrostatische Bile hergestellt ist. dem Zimmerlicht ausgesetzt und durcl Verwendung eines positiv geladenen Entwicklungspul vers, wie es bei der gewöhnlichen Elektrophotographi« verwendet wird, entwickelt. Das sich ergebend« sichtbare Bild ist intensitätsstark, besitzt eine hoh( Reproduzierbarkeit und weisi eine sich kontinuierlict ändernde Tonabstufung auf. Insbesondere werder

ίο gleichförmig schwarze, großflächige Bereiche dei Lichtbildes gleichförmig reproduziert, ohne daß siel irgendwelche Randeffekte ergeben.

Bei einer weiteren Anwendung ist die Elektroden schicht 6 geerdet und es wird mittels einer Koronaelek trode eine —1000 V entsprechende Ladung auf die Oberfläche der isolierenden Schicht 8 aufgebracht Anschließend wird mittels einer Koronaentladung den lichtempfindlichen Element ein zweites elektrische; Feld aufgeprägt, damit auf der Oberfläche de:

isolierenden Schicht 8 eine positive Ladung ausgebilde wird.

Gleichzeitig wird durch die isolierende Schicht ί hindurch auf die photoleitfähige Schicht ein Lichtbilc projiziert, wohingegen an die Elektroden 1 und 3, um die Leuchtstoffschicht zur Lumineszenz anzuregen, ein« Wechselspannung von 300 V gelegt wird.

Bei einer weiteren Anwendung wird zuerst an die Elektroden 1 und 3 eine Wechselspannung von 300 \ gelegt, während die Elektrodenschicht 6 geerdet ist Unter diesen Bedingungen wird mit Hilfe einei Koronaentladung eine —1000 V entsprechende Ladung auf die Oberfläche der isolierenden Schicht 8 aufge bracht Anschließend wird bei geerdeter Elektroden schicht 6 mittels einer Koronaentladung ein weitere; elektrisches Feld aufgeprägt, um auf die Oberfläche dei isolierenden Schicht eine positive Ladung aufzubringen Gleichzeitig wird durch die isolierende Schicht f hindurch auf die photoleitfähige Schicht 7 ein Lichtbilc projiziert und eine Wechselspannung von 300 V

^₀ zwischen die Elektroden 1 und 3 gelegt. Das sich ergebende latente elektrostatische Bild wird anschlie ßend entwickelt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, gekennzeichnet durch die Kombination einer elektrisch leitenden Schicht (1), einer Leuchtstoffschicht (2), gegebenenfalls einer gerasterten Schicht (5), einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht (3), einer photoleitfähigen Schicht (7) und einer isolierenden Schicht (8) in der ange- gebenen Reihenfolge.

2. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, gekennzeichnet durch die Kombination einer elektrisch leitenden Schicht (1), einer Leuchtstoffschiebt (2), einer durchsichtigen elektrisch leitenden «5 Schicht (3), einer durchsichtigen isolierenden Schicht (4; 10), einer gerasterten Schicht (5), einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht (6), gegebenenfalls einer isolierenden Schicht (9), einer photoleitfähigen Schicht (7) und einer isolierenden Schicht (8) in der *> angegebenen Reihenfolge.

3. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, gekennzeichnet durch die Kombination einer elektrisch leitenden Schicht (1), einer isolierenden Schicht (U; 13), einer Leuchtstoffschicht (2), *5 gegebenenfalls einer isolierenden Schicht (12; 14), einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht (3), einer isolierenden Schicht (4; 10), einer gerasterten Schicht (5), einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht (6), einer photoleitfähigen Schicht (7) und einer isolierenden Schicht (8) in der angegebenen Reihenfolge.