DE2316897C3

DE2316897C3 - Wahlweise positiv oder negativ aufladbares elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2316897C3
Application number: DE2316897A
Authority: DE
Inventors: Lloyd F. Bean; Inan Chen; Robert L. Emerald; Joseph Webster Mort; James H. Sharp
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1972-07-24
Filing date: 1973-04-04
Publication date: 1978-05-03
Also published as: DE2316897A1; FR2193997A1; GB1421948A; IT993592B; JPS5238416B2; BR7304591D0; FR2193997B1; DE2316897B2; JPS4993020A; US3764315A; NL7310021A; BE802608A; ES417020A1; CA995046A

Description

Die Erfindung betrifft ein wahlweise positiv oder negativ aufladbares elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, und zwar insbesondere eine Photoleiterschicht für eine xerographische Platte.

Xerographische Aufzeichnungsverfahren sind beispielsweise aus US-PS 22 97 691 bekannt. Bei einem solchen Aufzeichnungsverfahren wird eine Platte, die aus einer Schicht eines photoleitfähigen Isolationsmaterials auf einer leitfähigen Unterlage besteht, mit einer gleichförmigen elektrischen Ladung an der Oberfläche versehen. Beim Belichten findet entsprechend der Strahlungsintensität eine Entladung der Oberfläche statt, und es entsteht ein elektrostatisch latentes Bild auf oder in der photoleitfähigen Schicht, weiche dem zu erzeugenden Bildmuster entspricht. Die Entwicklung des latenten Bildes kann dann durch elektrostatisch geladene, feinteilige Stoffe, die als Toner bezeichnet werden, vorgenommen werden.

Aus der DT-OS 21 58 834 ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, welches ein Gemisch von zumindest zwei photoleitfähigen Pigmenten enthält, die fähig sind, in einer aktiven Matrix verteilte Löcher und Elektronen zu bilden und zu injizieren, das Transportbindemittelmaterial aufzuladen und entweder Löcher oder Elektronen als Reaktion auf bildweise Belichtung zu transportieren. Das dort beschriebene aktive Matrixbindemittelmaterial ist ein Gemisch von etwa 5 bis 15 Gew.-%, 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in Polyvinylkarbazol, wobei der Bereich der Zugabe des Pigmentgemisches oder der Gesamtpigmentgehalt etwa 2 bis 10 Pigmentvolumenteilen pro 100 Bindemittelvolumenteilen ausmacht. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eines der in der Bindemittelschicht zusätzlich zu Selen und Phthalocyanin verwendeten Pigmente, welches Kadmiumsulfoselenid (Cd— S-Se) darstellt, in einem Gewichtsbereich von einem halben bis fünf Teilen pro 100 Teilen Bindemittelmaterial verwendet. Platten, die mit den vorstehend beschriebenen einzigartigen photoleitfähigen Materialien erzeugt wurden, zeigen schon sehr gute Abbildungs eigenschaften und können sowohl bei positiver wie auch bei negativer Beladung in Betrieb gehalten werden.

Die Ladungsannahme und die zyklischen Eigenschaften, einschließlich einer hohen Geschwindigkeit und einer Wiederverwendbarkeit sind aber auch bei diesen bekannten Aufzeichnungsmaterialien noch verbesserungswürdig.

Aufgabe der Erfindung ist somit ein gegenüber dem aus DT-OS 21 58 834 bekannten elektrophotographi sehen Aufzeichnungsmaterial eine weitere Verbesse rung hinsichtlich der Aufzeichnungsgeschwindigkeit und der zyklischen Eigenschaften zu erzielen.

Die Erfindung betrifft deshalb ein wahlweise positiv oder negativ aufladbares elektrophotographisches Auf- Zeichnungsmaterial mit einer photoleitfähigen Schicht die CdSSe, Polyvinylkarbazol und 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon enthält daß dadurch gekennzeichnet ist daß die photoleitfähige Schicht 10-15 Gewichtsteile CdS₁Se, mit x= 0,1 -0,6 und y- 0,9—0,4 und 6—14 Gewichtsteile 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon je 100 GewichtsteiJe Polyvinylkarbazol enthält

Die vorstehend definierten kritischen Komponentengrenzen tragen dazu bei, ein ambipolares photoleitfähiges Material und eine Platte zu bilden, welche eine schnellere, panchromatische Reaktion ergibt und wieder verwendbar ist, ohne daß ein deutliches Rückstandsbildmuster oder eine Sensitivierungsermüdung auftreten. Die erstgenannte Wirkung kann auch als »Geistern« oder Zurückhaltung des rückständigen latenten oder »Geister«-Bildes charakterisiert werden, welches früheren Belichtungen der Platte entspricht und ein spezielles Problem bei häufiger Wiederverwendung von photoleitfähigem Material darstellt Bei der vorliegenden Erfindung tritt kein »Geistern« bei beliebiger Ladungspolarität auf, und es ist ein weiter Betriebsbereich bei Zeilen- bzw. Punkt- oder kontinuierlicher Tonabbildung möglich.

Die mit dem angegebenen verbesserten photoleitfähigen Material erzeugten xerographischen Platten kön- nen sehr leicht infolge der Minimalkomponentenzahl, dem Erfordernis von lediglich einer einzigen Schicht aus photoleitfähigem Material ohne Vakuumverdampfungsfähigkeiten und auch weil die photoleitfähige Schicht nur einen relativ geringen Prozentsatz einer Beladung mit Pigment mit dessen zufälliger Verteilung anstelle präziser oder strenger geometrischer Regelung der

Anordnung bzw. Beladung der Pigmente erfordert,

erzeugt werden. In

F i g. 1 ist das Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung und seine Struktur dargestellt; in

F i g. 2 ist die photoinduzierte Entladungscharakteristik oder -geschwindigkeit des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials als Funktion des Prozentsatzes an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in dem aktiven Matrix-Bin-

5S demittelmaterial veranschaulicht;

F i g. 3 gibt die Ausgangsladungsaufnahme als Funktion des Prozentsatzes an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in dem aktiven Matrix-Bindemittelmaterial an;

Fig.4(a)und 4(b), Fig.5{a) und 5(b), Fig.6(a) und

6(b) veranschaulichen die zyklischen Eigenschaften als Funktion des Prozentsatzes an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in dem Bindemittelmaterial;

Fig.7 gibt die Laaungsaufnahmeeigenschaften als Funktion des Prozentsatzes an Kadmiumsulfoselenid in dem Bindemittelmaterial im Vergleich zu ähnlichen bekannten photosensitiven Elementen an;

F i g. 8 veranschaulicht die Geschwindigkeit oder Entladungscharakteristik als Funktion von Kadmium-

sulfoselenid in dem Bindemittelmaterial und im Vergleich zu ähnlichen bekannten photosensitiven Elementen an;

Fig. 9(a)und9(b), Fig. 10(a)und 10(b)uno F ig. 1 l(a). und 1 l(b) bezeichnen die zyklischen Eigenschaften als Funktion des Kadmiumsulfoselenids in dem Bindemillelmaterial und im Vergleich zu ähnlichen bekannten photosensitiven Elementen;

Fig. 12 veranschaulicht in graphischer V.'eise den dynamischen Bereich im Vergleich zu Selen.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.

In F i g. 1 ist eine xercgraphische Platte 5 veranschaulicht, die eine Schicht des Aufzeichnungsmaterials 6, welches über der elektrisch leitenden Schicht 7 liegt, darstellt Bei der üblichen xerographischen Praxis wird die elektrisch leitfähige Schicht 7 während einer Beludungsstufe geerdet, um die Anwendung einer ziemlich gleichförmigen Ladungsschicht auf der Materialschicht 6 zu erleichtern. Die Beladung der Platte 5 kann in vielfacher Weise erfolgen, einschließlich beispielsweise durch Reiben der Platte 6 mit einer weichen Bürste oder mit Pelz oder vorzugsweise durch Koronabeladungsverfahren, wie sie in den US-PS 28 36 725 und 27 77 957 beschrieben sind. Nach der Beladung durch eine Koronabeladungsmethodik oder durch die Methode der Wahl, wird die Platte -inem Muster aktivierender Strahlung in bildweiser Konfiguration ausgesetzt, um die aufgebrachte Ladung selektiv aus den Bereichen der Platte zu entladen, die durch aktivierende Strahlung getroffen wurden, im Vergleich zu den Bereichen, die durch die aktivierende Strahlung nicht getroffen wurden, wodurch sich ein elektrostatisches latentes Bild auf der Schicht 6 ausbildet.

Hiernach wird sodann das latente Bild durch Kontaktierung des latenten Bildes mit Tonern, die im allgemeinen auf eine der Polarität des elektrostatischen latenten Bildes entgegengesetzte Polarität elektrostatisch geladen sind, wodurch das Material hierauf in einem, dem latenten Bild entsprechenden Muster festgehalten wird, sichtbar gemacht, d. h. entwickelt.

Typische Entwicklungsverfahren sind beispielsweise in den USA.-Patentschriften 22 21776; 25 51582; 26 90 394; 27 61 416; 29 28 575; den USA.-Patentschriften 30 68 115 und 30 84 043 und der USA.-Patentschrift 28 95 847 und anderen beschrieben.

Das Pulverbild kann sodann auf eine andere Trägeroberfläche transferiert werden, auf welcher es durch Lösungsmitteldämpfe, Hitze oder andere geeignete Weise unter Ausbildung des permanenten Bildes fixiert werden kann. Das Pulverbild kann jedoch auch direkt auf der xerographischen Platte, entweder als Ergebnis der Entwicklung oder durch einen hierauf folgenden getrennten Schritt fixiert werden.

Die Schicht 7 kann aus jedem beliebigen elektrisch leitfähigen Material, z. B. den meisten Metallen, bestehen, wobei die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist. Eine breite kommerzielle Anwendung hat Aluminium als elektrisch leitfähiges Unterstützungselement bei der Herstellung xerographischer Platten gefunden. Andere geeignete Materialien für diesen Zweck sind Nickel, Stahl, Messing, metallisiertes, mit Zinnoxid überzogenes Glas, Kunststoffe, halbleitende Kunststoffharze, Papier oder jegliches andere geeignete Material.

Die in F i g. 1 gezeigte starre oder flexible Plattenkonfiguration dient lediglich zum Zweck der Veranschaulichung, denn die Plattenkonfiguration kann weitgehend variiert werden, wie z. B. in Form einer starren oder flexiblen Trommelkonfiguration oder der Form eines flexiblen endlosen Bandes in Schleifen der Moebius Streifenform oder anderer geeigneter Form.
Insbesondere bezüglich der Schicht 6 und spezifisch bezüglich der Materialien, die diese Schicht bilden, stellt die vorliegende Erfindung eine verbesserte Kombination der Komponenten innerhalb der angegebenen kritisch definierten Bereiche zur Verfügung, wodurch

ic unerwartete und überraschende Eigenschaften erhalten werden. Die Komponenten umfassen ein aktives Matrix-Bindemittelmaterial, das fähig ist, sowohl positive als auch negative Ladungsträger als Reaktion auf aktinische Strahlung in bildweiser Konfiguration zu transportieren, welches aus einem Gemisch von zwischen etwa 6 und 14 Gew.-%, vorzugsweise 8 und 12 Gew.-% 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in Polyvinylcarbazol besteht, und ein fein zerteiltes Kadmiumsulfoselenid (CdS₁Se^) photoleitendes Pigment, das in der aktiven Matrix in einer Menge zwischen etwa 10 und 15 Gew.-% gleichförmig dispergiert ist Das photoleitende Material ist zur Erzeugung und Injektion von Löchern und Elektronen in dem aktiven Matrix-Bindemittel fähig und weist eine stöchiometrische Relation von Schwefel zu Seien auf, in der χ zwischen etwa 0,1 und 0,6 und y zwischen etwa 0,9 und 0,4 liegt.

Die Verwendung eines Bindemittels, das zum Transport beider Typen von Ladungsträgern fähig ist, führt zu einer Platte mit hoher Wiederverwendbarkeit bei jeglicher Polarität, wodurch eine Platte mit einem breiten Betriebsbereich geschaffen ist. Die Komponenten, die das ambipolare aktive Matrix-Bindemittel gemäß der Erfindung bilden, umfassen ein kritisch definiertes Gemisch von zwischen etwa 6 und 14 Gew.-%, vorzugsweise 8 und 12Gew.-%, 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon, welches für den Elektronentransport sorgt, in Polyvinylcarbazol, welches selbst Löcher transportiert. Durch diesen prozentualen Bereich von 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon (TNF) wird eine aktive Matrix optimaler Ambipolarität ohne Beeinträchtigung der Geschwindigkeit oder Wiederverwendbarkeit erhalten. Innerhalb dieser anfangs definierten Bereiche von TNF wirkt die Matrix derart, daß mit maximaler Wirkung Ladungen jeglicher Polarität getragen werden, ohne daß eine deutliche Selbstladungserzeugung erfolgt, wenn es einem weiten Bereich aktinischer Strahlung ausgesetzt wird. Darüber hinaus wirkt innerhalb dieses Bereiches der TN F-Konzentration die ambipolare Matrix mit dem angegebenen Bereich für Kadmiumsulfoselenid in der vorgeschriebenen stöchiometrischen Beziehung zwischen Schwefel und Selen zusammen, in der der Verbundphotoleiter eine gute Wiederverwendbarkeit, eine verbesserte Ladungsannahme und -geschwindigkeit für jegliche Ladungspolarität aufweist.

Das in dem ambipolaren aktiven Matrixmaterial aus Polyvinylcarbazol und 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon dispergierte photosensitive Pigment stellt ein Kadmiumsulfoselenidpigment (CdS₁Se,) dar, das eine bestimmte stöchiometrische Beziehung von Schwefel zu Selen aufweist, und wird im allgemeinen gemäß US-PS 31 51 982 dargestellt Die stöchiometrische Beziehung von Schwefel zu Selen in der empirischen Formel CdSrSe₁, soll gemäß der Erfindung für χ zwischen etwa 0,1 und 0,6 und y zwischen etwa 0,9 bis 0,4 liegen und

6<j vorzugsweise für χ etwa 0,2 und y etwa 0,8 betragen. Durch diese stöchiometrische Beziehung von Schwefel zu Selen wird ein einziges photosensitives Pigment erhalten, welches eine panchromatische Reaktion

aufweist, wodurch sich bei Anwendung in einem ambipolaren aktiven Matrix-Bindemittelmaterial ein photoleitfähiges Material mit vergrößertem Betriebsspektralbereich ergibt. Darüber hinaus trägt diese spezielle stöchiometrische Beziehung von Schwefel zu Selen auch zu der Geschwindigkeit des photoleitenden Materials bei Gebrauch in dem beschriebenen ambipolaren aktiven Matrix-Bindemittelmaterial bei, da das beschriebene Pigment infolge seiner panchromatischen Reaktion das weiße Licht aus einer konstanten Lichtquelle sehr viel effektiver als ein Pigment oder ein Pigmentgemisch mit einem engen Spektralbereich ausnutzt.

Die in der Erfindung verwendete Teilchengröße des CdS₁Se* ist für dessen Gebrauch nicht kritisch obwohl die Teilchengröße des Pigmentes geringer als die Gesamtdicke der photoleitfähigen Bindemittelschicht sein sollte. Im allgemeinen beträgt jedoch die bevorzugte Teilchengröße des Pigmentes etwa 2 Mikron oder weniger.

Das Kadmium-Sulfoselenidpigment (CdSrSe^) wird dem angeführten ambipolaren Gemisch aus Polyvinylcarbazol und 6 bis 14 Gew.-% 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in einer Menge von zwischen etwa 10 und 15 Gew.-% des Gemisches hinzugefügt und gleichförmig darin verteilt. Das beschriebene Gemisch aus Polyvinylcarbazol und 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon ist fähig, die Injektion und den Transport von Ladungen jeglicher Polarität von dem beschriebenen photoleitfähigen Pigment durch das Gemisch zu unterstützen, ohne selbst Ladungsträger merklich zu erzeugen.

Die beschriebenen Prozentsätze an Kadmium-Sulfoselenid (CdS_xSe^), welches die angegebene stöchiometrische Beziehung von Schwefel zu Selen aufweist, ist für die Durchführung der vorliegenden Erfindung kritisch, da der angegebene prozentuale Bereich eines einzigen Pigmentes in einem ambipolaren aktiven Matrix-Bindemittelmaterial, wie gefunden wurde, ein verbessertes photoleitendes Bindemittelmaterial mit verbesserten Eigenschaften einschließlich der Ladungsannahme, Geschwindigkeit und der zyklischen Eigenschaften für jede Ladungspolarität ergibt

Dieser angegebene prozentuale Bereich eines einzigen Pigments führt weiter zu einem photoleitfähigen Material mit guten mechanischen und Oberflächen-Eigenschaften, wobei eine hochfunktionelle und glatte photoleitf ähige Oberfläche für die Bildung und Entwicklung des latenten Bildes erhalten wird und eine leichte und wirksame Entfernung des Entwicklungsmaterials möglich ist Wenn der Prozentsatz des angegebenen photoleitenden Pigmentes sich oberhalb des angegebenen prozentualen Bereiches bewegt, sind nicht nur die funktioneilen Eigenschaften, wie die Geschwindigkeit und die zyklischen Eigenschaften infolge der nicht wirksamen Ausnutzung des aktiven Matrix-Bindemittelmaterials als Ladungstransportmedium verringert, sondern auch die wünschenswerten mechanischen Eigenschaften, wie die Stabilität und die Adhäsion an das Substrat werden in gleicher Weise vermindert Wenn sich andererseits der Prozentsatz unter der angegebenen Grenze bewegt, so wird ein photoleitfähiges Bindemittelmaterial erhalten, das geringere Geschwindigkeit und zyklische Eigenschaften als ein Bindemittelmaterial mit dem angegebenen Pigmentprozentsatz aufweist

Durch das photoleitende Bindemittelmaterial gemäß der Erfindung wird zusätzlich ein photosensitives Element erhalten, das einen vergrößerten dynamischen Bereich, insbesondere im Vergleich zu amorphem Selen, aufweist. Der vergrößerte dynamische Bereich des photosensitiven Elementes gemäß der Erfindung ermöglicht eine Qualitätstonreproduktion mit einer vollen Kontrastbreite, weshalb das Element für die kontinuierliche Ton- bzw. Schattierungsabbildung von größter Bedeutung ist.

In F i g. 12 ist der dynamische Bereich graphisch mit dem von amorphem Selen verglichen. Der dynamische

,o Bereich wird aus der graphischen Wiedergabe durch Berechnung der kritischen Wendepunkte der Kurven (E\ und E₂), die manchmal auch als deren »Schulter« (E\) und »Nase« (toe) (£y bezeichnet werden, entnommen und sodann der Logarithmus dieser Differenz als Angabe des dynamischen Bereiches angenommen. In dieser Weise ergibt sich bei Untersuchung der Kurve A für amorphes Selen, daß der dynamische Bereich annähernd zwischen 0,6 und 0,7 Einheiten liegt, während bei Kurve B, die das photosensitive Element gemäß der Erfindung wiedergibt, sich ein dynamischer Bereich für dieses Element von etwa 1,5 Einheiten errechnen läßt. Aus diesem Vergleich geht daher hervor, daß das erfindungsgemäße Element einen größeren dynamischen Betriebsbereich als amorphes Selen aufweist und daher für die kontinuierliche Tonabbildung von größter Bedeutung ist.

Es ist daher ersichtlich, daß das photoleitfähige Bindemittelmaterial gemäß der Erfindung, das eine Kombination spezifischer Materialien innerhalb der angegebenen kritisch definierten Grenzen darstellt, unerwartete und überraschende Eigenschaften, einschließlich leichter Zusammenstellung bei der Erzeugung, relativ niedriger Pigmentkonzentration mit lediglich Zufallsverteilung, ohne daß strikte und mühsame geometrische Kontrollen erforderlich sind, panchromatischer Reaktion über den Stöchiometriebereich des Pigmentes, guter Geschwindigkeit, annehmbarer Entladungseigenschaften mit jeglicher Ladungspolarität und verbesserter zyklischer Eigenschaften aufweist.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend Beispiele angeführt, die verschiedene photoleitfähige Materialien gemäß der Erfindung, deren Eigenschaften und Prüfung angeben.

Die photoleitfähigen Elemente der folgenden Beispiele 1 bis 6, die den beschriebenen Versuchen unterworfen wurden, wurden in jedem Fall wie folgt erzeugt:

Eine Lösung von 12 Gew.-% Polyvinylcarbazol wurde in einem Lösungsmittel hergestellt, das auf Gewichtsbasis 90% Toluol und 10% destilliertes Zyklohexanol enthielt Diese Lösung wurde sodann während eines Zeitraums von etwa 6 Stunden geschüttelt, wobei sich eine Viskosität von etwa 75C Centipoise ergab. Zu diesem Zeitpunkt wurde die gewünschte prozentuale Gewichtsmenge an 2,4,7-Trini tro-9-fluorenon, bezogen auf das Gewicht von PVK dem Gemisch hinzugefügt und für einen weiterer

Zeitraum von einer halben Stunde geschüttelt Nach der Auflösung von 2,4,7-Trinitro-9-fluorenoi

wurde das Kadmium-Sulfoselenidpigment (CdS₁Se, dem Gemisch hinzugefügt und für einen weiterei Zeitraum von etwa zwei Stunden geschüttelt Nacl Beendigung des Schüttelvorgangs wurde die resultie rende Dispersion zur Entfernung der eingeschlossene:

Luftblasen gerührt, wonach die Lösung für den Oberzuj auf ein geeignet hergestelltes Substrat fertig war.

Bei den angegebenen Beispielen wurde ein flexible Substrat z.B. eine 15,24 χ ΙΟ-³ cm dicke aus in de

Kugelmühle vermahlenem Aluminium bestehende Platte oder eine 15,24 χ 10"³cm dicke, mit einer leichten Bürste gekörnte lithographische Matrizenplatte angewandt. In jedem Fall wurde das Substrat zuerst mit Aceton gewaschen, mit lintfreiem Papier abgewischt j und nachfolgend zur Entfernung des rückständigen Lösungsmittels geringfügig über Raumtemperatur erhitzt.

Nach der Herstellung des Substrats wurde eine Gardner ■ Rakelvorrichtung zur Aufbringung eines Überzugs des photoleitfähigen Materials auf dem Substrat verwendet, welcher, wie ermittelt wurde, in der Dicke zwischen 20 und 25 μΐη schwankte.

Nach der Beschichtung wurden die Filme auf etwa 100°C über Nacht zur Entfernung von zurückbleibenden Lösungsmittelspuren erhitzt.

Beispiel 1

Eine Serie von 7 Platten wurde wie vorstehend beschrieben erzeugt, wöbe' jedoch der Prozentsatz an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon auf Gewichtsbasis des Polyvinylcarbazol über einen Bereich von 2 bis 20%, nämlich 2, 5, 8, 10, 12, 15 und 20% variiert wurde. Der Prozentsatz an Kadmium-Sulfoselenidpigment CdSo^Seo.8 wurde konstant auf 12 Gew.-% des erzeugten Bindemittelmaterials gehalten, wobei sich die Dicke der photoleitfähigen Schicht im allgemeinen innerhalb der vorstehend angegebenen Dimensionen bewegte.

Um die Wirkung der Veränderung der 2,4,7-Trinitro-9-fluorenonkonzentration auf die xerographische Funktionalität der erzeugten Photorezeptoren zu bestimmen, wurde die photoinduzierte Entladungskurve dieser Platten im allgemeinen festgestellt und wie nachstehend beschrieben analysiert, wenn die angegebenen Platten auf entweder eine positive oder negative Polarität geladen waren.

Eine geerdete Schirmcorotron-Eindraht-Ladungsvorrichtung wurde mit einer Hochspannungsenergiequelle verwendet, wodurch eine Koronaemission des Korotrondrahtes erzeugt wurde und alle 7 Platten wurden auf ein annähernd gleichförmiges Oberflächenpotential (V_p) auf sowohl positive al* negative Polaritäten aufgeladen.

Nach der Aufladung wurde jede Platte durch eine 1000-Watt-Xenon-Bogenlampe durch den Eingangsschlitz eines geeigneten Monochromators, der eine Quarzbeleuchtungslinse aufwies, belichtet, wobei sich die Lichtintensität des Systems in der Größenordnung von 2 χ 10¹⁴ Photonen/cm² sek bei 5400 A bewegte. Weiter wurde ein elektronischer Verschluß verwendet, um eine zeitliche Belichtungsbetriebsweise zu ermöglichen, wobei jede Platte während eines gleichen Zeitraums belichtet wurde.

Die elektrische Messung der Potentialveränderung auf den Platten wurde durch Verwendung einer abgeschirmten Schleifensonde und eines Elektrometers erreicht, wobei die Sondenabschirmung sich mit der Erde in dem System in bezug befand und die Sondenschleife die Potentialladung bei Bewegung der geladenen Platte unter die Sonde gemessen hat, wodurch eine Ermittlung des Entladungsprofils jeder Platte bei gleichzeitiger Belichtung ermöglicht wurde.

Die Anfangsspannungsveränderung bezüglich der Zeit fVJoder/^jjVvurde für jede Platte bei Belichtung

gemessen und zur Normierung der gemessenen Veränderung durch die Dicke der photoleitenden Schicht ^dividiert, wodurch die Entladungscharakteri stiken proportional zu der Quantumsleistungsfähigkeit des Materials erhalten wurden. Nachstehend sind Durchschnittswerte dieser normalisierten Spannungsveränderungen oder-τ für jede Ladungspolarität für die

40

45

55

60

sich verändernden	Prozentsätze an	2,4,7-Trinitro-9-	Negativ
fluorenon angegeben			660
% TNl-	-y (Volt/Sck/M a	ikron)	635
	Positiv	610
2	900	580
5	790	545
8	680	470
10	600	285
12	520
15	470
20	100

In F i g. 2 sind die vorstehend gemessenen Meßergebnisse graphisch wiedergegeben, um zu zeigen, daß der Prozentsatz an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in dem aktiven Matrix-Bindemittel zum Erhalt optimaler Entladungscharakteristiken für jede Ladungspolarität kritisch ist. Aus Fig.2 geht hervor, daß, wenn der Prozentsatz an CdS_xSe^ konstant gehalten wird und der Prozentsatz an TNF variiert wird, die optimalen Entladungseigenschaften sich für jede Ladungspolarität dann ergeben, wenn der Prozentsatz an TNF in dem aktiven Matrix-Bindemittelmaterial zwischen etwa 6 und 14, vorzugsweise 8 und 12% schwankt.

Beispiel 2

Die in Beispiel 1 beschriebenen 7 Platten mit unterschiedlichen Prozentsätzen an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon wurden sodann bezüglich ihrer Ladungsaufnahmeeigenschaften zur Bestimmung der Auswirkung des prozentualen TNF-Gehaltes auf diese funktionelle Eigenschaft beurteilt. Die Ladungsaufnahme der Platte ist allgemein als das Maximalfeld, ausgedrückt in Volt/Mikron definiert, auf welche die Platte aufgeladen werden könnte. Dies stellt eine wichtige funktionelle Eigenschaft elektrophotographischer Platten dar, da das entsprechende Ausgangspotential bei in Betrachtziehung anderer Faktoren das maximale Ausmaß des bei der Entwicklung des elektrostatischen Bildes erreichbaren Kontrastes bestimmt Die 7 Platten wurden einer Entladung eines Corotrons, das bei einer Spannung von etwa 9500 Volt mit sowohl negativen als auch positiven Ladungspolaritäten betrieben wurde, unterworfen und die Ladungsaufnahme mit einem Elektrometer bestimmt

In Fig.3 ist die Ladungsaufnahme der Platten, die unterschiedliche Prozentsätze an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon enthalten, graphisch für jede Ladungspolarität mit dem Ziel dargestellt, die optimale Ladungsaufnahmemenge zu bestimmen, die sowohl der positiven als auch negativen Aufladung äquivalent ist. Aus dem Abbfldungsschema kann wiederum entnommen werden, daß die Optimierung der Ladungsaufnahme und Äquivalenz für positive und negative Aufladung dann erfolgt, wenn sich der prozentuale TNF-Gehalt allgemein zwischen etwa 6 bis 14 Gew.-% bewegt, wenngleich überlegene Ergebnisse bei Prozentsätzen an TNF zwischen etwa 8 und 12 Gew.-% erhalten wurden. Somit wurden die

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ambipolaren Eigenschaften des aktiven Matrix-Bindemittelmaterials gemäß der Erfindung weiter veranschaulicht, die zusammen mit überlegenen xerographischen funktioneilen Eigenschaften, wie der Ladungsaufnahme aufrechterhalten werden. s

Beispiel 3

Um den optimalen Prozentsatz an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon, der in dem aktiven Matrix-Bindemittelmaterial gemäß der Erfindung zur Erzeugung der Ambipola- ι ο rität sowie wünschenswerter und verbesserter zyklischer Eigenschaften erforderlich ist zu bestimmen, wurden die in Beispiel 1 beschriebenen 7 Platten einer zyklischen bzw. Wiederverwendungsbeurteilung für sowohl positive als auch negative Aufladung unterworfen. Zur Ermittlung der Wiederverwendung wurde jede Platte der Belichtungsquelle in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise unterworfen und auf einer Druckrolle, die eine Geschwindigkeit von etwa 3,5 cm/ Sek. besaß, angeordnet. Es wurden etwa 18 Sekunden an verstrichener Zeit verwendet, d. h. anders ausgedrückt von der ersten Lichtaussetzung bis zu der zweiten Belichtung verstrich ein Zeitraum von etwa 18 Sekunden.

Jede Platte wurde 50mal für sowohl Beobachtung bzw. Bestimmung der Ladungspolarität als auch der spezifischen Veränderungen, wie z. B. der Ladungsaufnahme und der photoinduzierten Entladung verwendet. In den F i g. 4(a) und 4<b), 5(a) und 5(b) und 6(a) und 6(b) sind die beschriebenen Messungen graphisch für jeden Prozentsatz an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon für jede Ladungspolarität dargestellt. Die y-Achse des Schemas veranschaulicht die Oberflächenspannung oder das Potential der Platte, und die x-Achse gibt die Zeit wieder. Der erste, zehnte und fünfzigste Zyklus sind graphisch angegeben. In den Fällen, in denen keine Spannungsveränderung über den gemessenen Zeitraum bis zu 50 Zyklen erfolgt ist, sind der erste, zehnte und fünfzigste Zyklus als einzige Kurve übereinander gelagert.

Aus den graphisch dargestellten Wiederverwendungs- bzw. Zyklusversuchen kann entnommen werden, daß die optimale Stabilität und Sensitivierung für die Wiederverwendung für jede Ladungspolarität auch dann erfolgt, wenn sich der Prozentsatz an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon im allgemeinen zwischen 8 und 12 Gew.-% des aktiven Matrix-Bindemittelmaterials bewegt und daß eine außergewöhnliche Stabilität und Sensitivität für beide Ladungspolaritäten bei einem Prozentsatz an TN F von etwa 10% vorliegt

Beispiel 4

Eine Serie von 6 Platten wurde in der vor Beispiel 1 angegebenen Weise erzeugt, wobei jedoch der Prozentsatz an 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon konstant auf 10 Gew.-% von dem Polyvinylcarbazol gehalten wurde, um ein ambipolar aktives Matrixmaterial zu erhalten. Der Prozentsatz an Kadmimsulfoselenid (CdSmSeo*) wurde jedoch auf Konzentrationen von 2, 5, 8, 12, 15 und 20 Gew.-°/o des Bindemittelmaterials variiert, wobei die Dicke der photoleitenden Schicht für jede Platte sich innerhalb der vorstehend angegebenen Dimensionen bewegte und sie die in den Versuchsergebnissen nachstehend aufgeführten, jeweiligen optischen Dichten besaßen. -65

Es wurde auch eine zusätzliche Platte erzeugt, die das in der USA.-Patentanmeldung Serial Nr. 94 072 (Bean und Gundlach) beschriebene photoleitende Element für Vergleichsversuche gegenüber den vorstehend genannten Platten veranschaulicht, um die verbesserten xerographischen Eigenschaften der elektrophotographischen, erfindungsgemäßen Platten aufzuzeigen. Die beschriebene bekannte Platte stellt ein Gemisch von etwa 10Gew.-% 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in Polyvinylcarbazol als Bindemittelmaterial dar, worin als photoleitende Pigmente etwa 1 Gew.-% metallfreies Phthalocyanin, welches nach der US-PS 33 57 989 hergestellt wurde, 3 Gew.-% amorphes Selen und 5 Gew.-°/o Kadmium-Sulfoselenid dispergiert sind. Die photoleitfähige Bindemittelschicht wurde in ähnlicher Weise wie vor Beispiel 1 beschrieben und entsprechend DT-OS 21 58 834 erzeugt und auf ein Aluminiumsubstrat aufgebracht.

Die vorstehend beschriebene Platte und die vorhergehenden 6 Platten wurden sodann bezüglich ihrer Ladungsaufnahme in identischer Weise, wie es in Beispiel 2 beschrieben ist, für sowohl positive als auch negative Ladungspolaritäten untersucht.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Fig.7 graphisch dargestellt, wobei ersichtlich ist, daß die optimale Ladungsaufnahme bei Prozentsätzen an Kadmium-Sulfuselenid zwischen etwa 10 und 15% des Gewichtes des Bindemittels und spezifisch bei 12 Gew.-°/o erfolgt. In gleicher Weise ist bei der bekannten, vorstehend beschriebenen Platte die Ladungsaufnahme bei dem gleichen Prozentsatz an Kadmium-Sulfoselenid sehr viel geringer und deutlich geringer bei dem für Kadmium-Sulfoselenid gemäß der Erfindung angegebenen Bereich. Die verbesserten Ladungsaufnahmeeigenschaften der Platten gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten Materialien gehen daher aus F i g. 7 hervor.

Beispiel 5

Die 6 Platten, auf die in Beispiel 4 Bezug genommen wurde, die einen sich verändernden prozentualen Gehalt an Kadmium-Sulfoselenid aufwiesen, und die in Beispiel 4 beschriebene bekannte Platte, wurden zur Bestimmung der Photoentladungseigenschaften oder der Geschwindigkeit in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise für beide Ladungspolaritäten untersucht Der gemessene Ausgangs-^- oder v-Wert, normiert für die Schichtdicke, wird nachstehend für jede Platte zusammen mit dessen geeigneter optischer Absorption angegeben.

	Positiv	Negativ	V I Volt \
			d UekyMikron /
% TdS₁Se,			Optische
	300	245	Absorption
	440	385	λ (cm"¹)
2	540	495	5,5 - ΙΟ²
5	610	595	1,07 - ΙΟ³
8	595	560	1,55 · ΙΟ³
12	495	425	2,55 · ΙΟ³
15	109	61	2,59- ΙΟ³
20		3,98 · ΙΟ³
Bekannt

Aus Fig.8, in der die vorstehend angegebenen durchschnittlichen Werte graphisch ausgedrückt sind, ist ersichtlich, daß die optimale Geschwindigkeit oder

Entladung dann erfolgt, wenn der Kadmium-Sulfoselenid-Prozentsatz sich innerhalb 10 bis 15 Gew.-% von dem aktiven Matrix-Bindemittelmaterial für beide Ladungspolaritäten bewegt. Darüber hinaus zeigt sich, daß im Vergleich zu der bekannten Platte eine s drastische Verbesserung der Geschwindigkeit selbst dann erfolgt, wenn der gleiche Prozentsatz an Kadmium-Sulfoselenid, wie bei der bekannten Platte vorliegt, und daß ein sogar noch deutlicheres Ergebnis dann erzielt wird, wenn das Kadmium-Sulfoselenid in einer Menge zwischen etwa 10 und 15% des Gewichtes des Bindemittels vorliegt.

B e i s ρ i e I 6

Die 6 Platten, auf die in Beispiel 4 Bezug genommen wurde, die verschiedene Prozentsätze an Kadmium-Sulfoselenid aufwiesen, sowie die bekannte Platte, die ebenfalls in Beispiel 4 beschrieben ist, wurden sodann >₀ bezüglhh ihrer zyklischen Eigenschaften für beide Ladungspolaritäten in einer zu der in Beispiel 3 beschriebenen ähnlichen Weise untersucht.

In den F i g. 9(a) und 9(b), 10(a) und 10(b) und 1 l(a) und i i(b) sind die Ergebnisse der Zyklusversuche graphisch in ähnlicher Weise angegeben, wie es bereits vorstehend unter Bezugnahme auf Beispiel 3 beschrieben ist Aus den angegebenen Meßergebnissen wird ersichtlich, daß die optimale Stabilität und Sensitivität, wenn die beschriebenen Platten in einem zyklischen Modus verwendet werden, dann vorliegt, wenn der Prozentsatz an Kadmium-Sulfoselenid zwischen etwa 10 und 15%, insbesondere jedoch bei 12% liegt. In gleicher Weise kann unter Bezugnahme auf die bekannte Platte gesehen werden, daß während der erste Zyklus eine gute Sensitivität zeigt, mit der Zunahme der Anzahl der Zyklen sich die Wirkung dieses wiederholten Gebraudies auf die Sensitivität als eine Verringerung der Stabilität der Platte beim Wiedergebrauch ausdrückt. Aus den vorstehenden Vergieichsergebnissen geht somit hervor, daß selbst beim gleichen prozentualen Anteil an Kadmium-Sulfoselenid, d. h. 5%, eine Verbesserung der Wiederverwendungseigenschaften erfolgt, wobei die optimale Verbesserung bei einem Prozentsatz an Kadmium-Sulfonid von etwa 10% oder darüber erreicht wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wahlweise positiv oder negativ aufladbares elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer photoleitfähigen Schicht, die CdSSe, Polyvinylkarbazol und 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht 10—15 Gewichtsteile CdS₁Se, mit x=0,l —0,6 und y= 03—0,4 und 6—14 Gewichtsteile 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon je 100 Gewichtsteile Polyvinylkarbazol enthält

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht 12 Gewichtsteile CdS_xSe, je 100 Gewichtsteile Polyvinylkarbazol enthält

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht ein CdS_xSe, mit x= 0,2 und y= 0,8 enthält

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht 8—12, vorzugsweise 10, Gewichtsteile 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon je 100 Gewichtsteile Polyvinylkarbazol enthält