DE2338520C3

DE2338520C3 - Method for producing an electrophotographic recording material

Info

Publication number: DE2338520C3
Application number: DE19732338520
Authority: DE
Inventors: Johannes 4784 Ruthen; Dülken Hartmut Dipl.-Phys. Dr.; Guder Gottfried Dipl.-Phys.; Kassel Karl-Heinz Dipl.-Phys. Dr.; 4785 Belecke Berle
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Filing date: 1973-07-30
Publication date: 1977-12-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, bei dem Selen, eine Selenverbindung oder eine Selenlegierung auf einen vorbehandelten Schichtträger aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgedampft wird.The invention relates to a method for producing an electrophotographic recording material, in the case of selenium, a selenium compound or a selenium alloy on a pretreated substrate from aluminum or an aluminum alloy is vapor-deposited.

Elektrophotographische Verfahren und Vorrichtungen hierzu haben in der Vervielfältigungstechnik weite Verbreitung gefunden. Sie beruhen auf der Eigenschaft des photoleitenden Materials, bei Elelichtung mit einer aktivierenden Strahlung den elektrischen Widerstand zu ändern.Electrophotographic methods and apparatus for doing this have had a wide range in the art of reproduction Spread found. They are based on the property of the photoconductive material, when exposed to a activating radiation to change the electrical resistance.

Nach elektrischer Aufladung und Belichtung mit einer aktivierenden Strahlung läßt sich auf einer photoleitenden Schicht ein Latentes elektrisches Ladungsbild erzeugen, das dem optischen Bild entspricht. An den so belichteten Stellen findet nämlich eine solche Erhöhung der Leitfähigkeit der photoleitenden Schicht statt, daß die elektrische Ladung über den leitenden Träger — zumindest teilweise, jedenfalls aber stärker als an den unbelichteten Stellen — abfließen kann, während an den unbelichteten Stellen die elektrische Ladung im wesentlichen erhallten bleibt; sie kann mit einem Bildpulver, einem sogenannten Toner, sichtbar gemacht und das entstandene Tonerbild, falls es erforderlich sein sollte, schließlich auf Papier oder eine andere Unterlage übertragen werden.After being electrically charged and exposed to an activating radiation, a photoconductive radiation can be applied Layer generate a latent electrical charge image that corresponds to the optical image. To the so exposed areas there is such an increase in the conductivity of the photoconductive layer that the electrical charge over the conductive carrier - at least partially, but in any case more strongly than on the unexposed areas - can flow away, while the electrical charge in the unexposed areas essential remains; it can be made visible with an image powder, a so-called toner and the resulting toner image, if necessary, finally on paper or another support be transmitted.

Als elektrophotographisch wirksame Stoffe werden sowohl organische als auch anorganische Stoffe verwendet Unter ihnen haben Selen, Selenverbindungen oder Legierungen mit Selen besondere Bedeutung erlangt. Als leitende Träger dienen vorzugsweise Aluminium oder Aluminiumlegierungen.As electrophotographically active substances Both organic and inorganic substances used Among them, selenium, selenium compounds or alloys with selenium are of particular importance. The conductive supports are preferably used Aluminum or aluminum alloys.

Um Abbildungen mit gutem Kontrast und hoher Schärfe zu erzielen, ist es neben anderen Bedingungen erforderlich, daß die Ladung, die auf die photolenenden Schichten aufgebracht wird, nach der Belichtung an den belichteten Stellen rasch, gleichmäßig und ungestört abfließen kann. Hierfür ist eine innige, gleichmäßige und für Dauer beständige Berührung zwischen dem leitenden Schichtträger und der photoleitenden Schicht notwendig. Da es sich bei dem Schichtträger und dem Photoleiter um Stoffe mit recht unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten handelt, treten bei wechselnden Temperaturen während des Betriebes Wärmespannungen auf, die ein Brechen der photoleitenden Schicht oder ein Abblättern von der Unterlage zur Folge haben können.In order to achieve images with good contrast and sharpness, it is among other conditions required that the charge applied to the photolending layers after exposure to the exposed areas can flow quickly, evenly and undisturbed. For this is an intimate, even and permanent contact between the conductive substrate and the photoconductive layer necessary. Since the substrate and the photoconductor are substances with quite different thermal expansion coefficients occur with changing temperatures during operation Thermal stresses that break the photoconductive layer or peel off the substrate may result.

Da die glasig-amorphen Selenschichten außerdem eine erhebliche Sprödigkeit aufweisen, können mechanische Einwirkungen, wie Stöße gegen den Schichtträger oder das Aufprallen der Entwicklerkugeln auf die Oberfläche des Photoleiters, die Haftung zwischen Schichtträger und Photoleiter ebenfalls beeinträchtigen.Since the glassy-amorphous selenium layers also have considerable brittleness, mechanical Effects such as impacts against the substrate or the impact of the developer balls on the Surface of the photoconductor, which also affects the adhesion between the substrate and the photoconductor.

Die Sprödigkeit des Selens wirkt sich besonders nachteilig in solchen elektrophotographischen Vorrichtungen aus, die für hohe Arbeitsgeschwindigkeiten eingerichtet sind und/oder bei denen die photoleitende Selenschicht auf ein biegsames Trägerband aufgebracht ist, das über ein System von zwei oder mehr Rollen geführt wird, weil hier hohe Biegespannungen auftreten.The brittleness of selenium is particularly detrimental in such electrophotographic devices which are set up for high operating speeds and / or where the photoconductive Selenium layer is applied to a flexible carrier tape that has a system of two or more rollers is performed because high bending stresses occur here.

Aus diesen Gründen läßt sich die Forderung nach gleichmäßiger und dauerhafter Berührung bei den bekannten Ausführungen eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials nur schwer erfüllen. Dies gilt besonders für arsenhaltige Selenlegierungen mit einem Anteil von mehr als 20 Gewichts-% Arsen, wie etwa dem As2Se₃, das beispielsweise auf ein Aluminiumsubstrat oder ein Glassubstrat mit einer leitenden Zwischenschicht aus Zinndioxid aufgebracht wird. Solche Schichten weisen eine nur geringe Haftfestigkeit auf, die ihre Anwendung stark beeinträchtigtFor these reasons, it is difficult to meet the requirement for uniform and permanent contact in the known types of electrophotographic recording material. This applies in particular to arsenic-containing selenium alloys with a proportion of more than 20% by weight arsenic, such as As2Se ₃ , which is applied, for example, to an aluminum substrate or a glass substrate with a conductive intermediate layer of tin dioxide. Such layers have only a low adhesive strength, which greatly impairs their use

Zur Verbesserung der Haftfestigkeit sind schon verschiedene Maßnahmen bekannt oder vorgeschlagen worden.Various measures are already known or proposed for improving the adhesive strength been.

So läßt sich z. B. durch einen Zusatz von Schwefel zu Selen die Haft- und Biegefestigkeit des Photoleiters verbessern. Doch muß bei derartigen photoleitenden Schichten, die aus einem Gemisch von Selen und Schwefel bestehen, als nachteilig angesehen werden, daß die photoelektrische Empfindlichkeit gegenüber reinen Selenschichten verringert ist Dies führt zu unzweckmäßig langen Mindestbelichtungszeiten, die der angestrebten Verwendung der Selen-Schwefel-Schichten in schnellaufenden Kopiergeräten im Wege stehen. Der technische Vorteil der verbesserten mechanischen Eigenschaften wird daher durch die Verschlechterung der photoelektrischen Eigenschaften wieder aufgehoben. Ein weiterer Nachteil eines Zusatzes von Schwefel zu Selen besteht darin, daß eine solche Mischung viel weicher als schwefelfreies Selen und daher weniger widerstandsfähig ist, wenn sie mechanischen Belastungen durch Druck oder Reibung in einem Gerät ausgesetzt wird.So z. B. by adding sulfur to selenium, the adhesive strength and flexural strength of the photoconductor improve. But with such photoconductive layers, which consist of a mixture of selenium and Sulfur are considered to be disadvantageous in that the photoelectric sensitivity to pure selenium layers is reduced. This leads to inexpediently long minimum exposure times the intended use of the selenium-sulfur layers in high-speed copiers stand. The technical advantage of the improved mechanical properties is therefore due to the The deterioration in the photoelectric properties was reversed. Another disadvantage of one The addition of sulfur to selenium is that one Such a mixture is much softer than sulfur-free selenium and therefore less resilient when it is mechanical loads due to pressure or friction in a device.

Es ist weiter bekannt, die Haft- und Biegefestigkeit von Selenschichten dadurch zu verbessern, daß die Betriebstemperatur der photoleitenden Schicht nahe oberhalb der Glastransformationstemperatur gewählt wird. Die Einhaltung eines engen Temperaturbereichs während des Betriebes erfordert aber einer, nicht unerheblichen zusätzlichen Aufwand, der eine weitgehende Anwendung eines solchen VerfahrensIt is also known to improve the adhesive strength and flexural strength of selenium layers in that the Operating temperature of the photoconductive layer selected close to above the glass transformation temperature will. Maintaining a narrow temperature range during operation, however, does not require one insignificant additional effort that requires extensive use of such a procedure

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beschränkt.limited.

Schließlich ist auch noch vorgeschlagen worden, zwischen dem Träger und der photoleitenden Schicht eine dünne Schicht bestimmter Metalle aufzubringen, durch die die Haftung der photoleitenden Schicht ebenfalls verbessert werden kann. Doch wird bei solchen, mit einer metallischen Zwischenschicht versehenen elektrophotographischen Systemen meistens eine verstärkte Elektronenemission aus dem Metall in die Selenschicht und eine unerwünschte Verschlechterung des Dunkelwiderstandes beobachtet. Außerdem ist für die Herstellung immer ein zusätzlicher Arbeitsschritt mit einem oder mehrerer. Stoffen erforderlich.Finally, it has also been proposed to be between the support and the photoconductive layer Apply a thin layer of certain metals, through which the adhesion of the photoconductive layer can also be improved. But with those, provided with a metallic intermediate layer Electrophotographic systems mostly involve enhanced electron emission from the metal in the selenium layer and an undesirable deterioration in the dark resistance were observed. Also is for the production always an additional work step with one or more. Substances required.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial aus Selen, Selenverbindungen oder Legierungen mit Selen, das auf einen leitenden Träger aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen aufgebracht ist, die Haftfestigkeit zwischen Photoleiter und Träger auf möglichst einfache Weise und besonders ohne eine gleichzeitige Beeinträchtigung der elektrophotographischen Eigenschaften wesentlich zu verbessern.The object of the invention is, in an electrophotographic recording material made of selenium, selenium compounds or alloys with selenium deposited on a conductive support made of aluminum or aluminum alloys is applied, the adhesive strength between photoconductor and carrier in the simplest possible way and especially without a concomitant deterioration in electrophotographic properties substantially to improve.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Herstellen eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, bei dem Selen, eine Selenverbindung oder eine Selenlegierung auf einen vorbehandelten Schichtträger aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgedampft wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der vorbehandelte Schichtträger mit einem Teil des Photoleiters zur Reaktion gebracht wird.This object is achieved in a method for producing an electrophotographic recording material, in the case of selenium, a selenium compound or a selenium alloy on a pretreated one Layer support made of aluminum or an aluminum alloy is vapor-deposited, according to the invention thereby solved that the pretreated support is reacted with part of the photoconductor.

Als Träger wird bevorzugt eine Aluminium-Mangan-Legierung verwendetAn aluminum-manganese alloy is preferably used as the carrier

Es ist zweckmäßig, die Verbindung in der Grenzschicht herzustellen und die überwiegende Menge des Photoleiters dann auf diese Verbindung — beispielsweise durch Aufdampfen — aufzubringen. Hierzu wird die Oberfläche des Trägers, der beispielsweise die Form einer zylindrischen Trommel aufweist, in an sich bekannter Weise durch Vordrehen mit einem Drehstahl, anschließendes Feinstdrehen mit einem Diamanten, elektrochemisches Glänzen und Ausheizen in einem nachfolgenden Temperschritt für den Aufdampfschritt vorbereitet. Zur Erzeugung der Verbindung, die an einer bräunlichen bis schwarzen Verfärbung der Trägeroberfläche zu erkennen ist, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, den Träger auf eine Temperatur oberhalb von etwa 200⁰C, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 230 und 280°C, zu bringen und einer Selendampfatmosphäre auszusetzen, wobei sich dann an der Oberfläche des Trägers die Verbindung bildet.It is useful to produce the connection in the boundary layer and then to apply the predominant amount of the photoconductor to this connection - for example by vapor deposition. For this purpose, the surface of the carrier, which has the shape of a cylindrical drum, for example, is prepared for the vapor deposition step in a known manner by pre-turning with a turning tool, subsequent fine turning with a diamond, electrochemical polishing and baking in a subsequent tempering step. To produce the compound that is to be recognized by a brown to black discoloration of the support surface, it has been found to be advantageous to the carrier to a temperature above about 200 ⁰ C to bring preferably to a temperature from 230 to 280 ° C, and exposing it to a selenium vapor atmosphere, the compound then being formed on the surface of the carrier.

Nach einer weiteren Ausgestaltung wird die Verbindung zwischen Träger und Photoleiter in der Weise erzeugt, daß von einem mit Selen bedampften Träger bei Temperaturen oberhalb von etwa 210⁰C, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 220 und 300⁰C, in einer geschlossenen Anlage die Selenschicht abgedampft wird, wobei sich ebenfalls auf der Trägeroberfläche eine Verbindung bildet, die mit der danach aufgedampften restlichen Selenschicht eine Anordnung ergibt, die eine besonders gute Haftfestigkeit aufweist. Dabei reicht es aus, daß der Träger vor dem Abdampfen mit einer sehr dünnen Selenschicht bedeckt istAccording to a further embodiment, the connection between carrier and photoconductor is produced in such a way that the selenium layer is evaporated from a carrier vaporized with selenium at temperatures above about 210 ^° C., preferably at temperatures between 220 and 300 ^° C., in a closed system , whereby a connection is also formed on the carrier surface which, with the subsequently vapor-deposited selenium layer, results in an arrangement which has particularly good adhesive strength. It is sufficient that the carrier is covered with a very thin layer of selenium before the evaporation

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch noch möglich, die Verbindung zwischen Träger und Photoleiter in der Weise zu erzeugen, daß der erwärmte Träger in eine kolloidale Selenlösung eingetaucht wird.According to a further embodiment of the invention, it is also possible to establish the connection between the carrier and generating photoconductors in such a way that the heated substrate is immersed in a colloidal selenium solution is immersed.

Man erreicht mit der Erfindung, daß Selen, Selenverbindungen oder Legierungen mit Selen, die auf die gebildete Verbindung — z.B. durch Aufdampfen — aufgebracht werden, eine ausgezeichnete Haftfestigkeit aufweisen. Die photoleitenden Schichten sind gegen Stoß und Druck wesentlich unempfindlicher, was ihre Verwendung in der Praxis sehr erleichtert. Insbesondere läßt sich durch die Erfindung auch die Lebensdauer von einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial, das unter Verwendung einer biegsamen Trägerfolie hergestellt wurde, merklich verbessern.It is achieved with the invention that selenium, selenium compounds or alloys with selenium, which on the The connection formed - e.g. by vapor deposition - can be applied, an excellent adhesive strength exhibit. The photoconductive layers are much less sensitive to impact and pressure, as is theirs Very easy to use in practice. In particular, the service life of an electrophotographic recording material which is produced using a flexible carrier film noticeably improve.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß keine zusätzlichen Stoffe verwendet zu werden brauchen, die einen nachteiligen Einfluß auf die elektrophotographischen Eigenschaften ausüben. Besonders vorteilhaft wirkt sich die Erfindung hinsichtlich der Erhöhung der Kopierqualität aus, weil wegen der größeren Haftfestigkeit Träger mit sehr glatten Oberflächen verwendet werden können, die wesentlich mit zu einer Erhöhung der Kopierqualität beitragen.Another advantage of the invention can be seen in the fact that no additional substances have to be used which have an adverse influence on the electrophotographic properties. Especially the invention has an advantageous effect in terms of increasing the copy quality because of the greater adhesive strength supports with very smooth surfaces can be used, which is substantially contribute to an increase in copy quality.

Claims

Patent claims:

1. Method of making an electrophotographic Recording material in which selenium, a selenium compound or a selenium alloy a pretreated substrate made of aluminum or an aluminum alloy is vapor-deposited, characterized in that the pretreated support with part of the photoconductor is made to react.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pretreated layer support is ^{heated to at least 200, preferably to a temperature between 230 and 280 0} C and is reacted with vaporous selenium.

3. The method according to claim 1, characterized in that a selenium layer is evaporated onto the pretreated layer support, then the layer support is ^{heated to at least 220, preferably to a temperature between 220 and 300 °} C., the unreacted selenium is evaporated again and then the photoconductor is vaporized.

4. The method according to claim 1, characterized in that the pretreated layer support heated and reacted in a solution with colloidal selenium.

5. The method according to claim 1, characterized in that a layer support made of an aluminum-manganese alloy is used.