DE2401220A1

DE2401220A1 - Elektrophotographische platte

Info

Publication number: DE2401220A1
Application number: DE2401220A
Authority: DE
Inventors: Robert Bruce Champ; Meredith David Shattuck
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1973-01-15
Filing date: 1974-01-11
Publication date: 1974-07-25
Also published as: US3824099A; FR2214138B1; JPS524188B2; JPS49105536A; FR2214138A1

Description

Böblingen, den 8. Januar 1974 oe/se

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: SA 972 005

Elektrophotographische Platte

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Platte mit einem leitfähigen Substrat.

Elektrophotographische Platten finden ausgedehnte Verwendung in der Kopiertechnik und sie sind um so wertvoller, je empfindlicher sie auf Lichteinstrahlung reagieren.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine elektrophotographische Platte anzugeben, die sehr empfindlich und schnell auf Licht eines großen Wellenlängenbereiches reagiert und die sich leicht herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird mit einer elektrophotographischen Platte der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Platte eine, einen Quadratsäuremethinfarbstoff enthaltende Ladungserzeugungsschicht und eine, ein Tri-Aryl-Pyrazolin enthaltende Ladungstransportschicht vorhanden sind.

Die erfindungsgemäße elektrophotographische Platte reagiert außerordentlich empfindlich und schnell auf Licht in einem sehr großen Wellenlängenbereich. Für ihre Verwendung in der Praxis ist es besonders vorteilhaft, daß zu ihrer Belichtung Laserlicht,

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dessen Wellenlängenbereich zwischen 8 000 und 9 OOO 8 liegt, benutzt werden kann. Für diese ausgezeichneten Eigenschaften der erfindungsgemäßen elektrophotographischen Platte sind die Kombination aus zwei diskreten Schichten, wobei sich in der einen besonders leicht Ladungungsträger erzeugen lassen und die andere die Fähigkeit hat, Ladungsträger schnell zu transportieren, und die Stoffe, die in diesen Schichten enthalten sind und zwar insbesondere, das günstige Zusammenwirken dieser Stoffe, verantwortlich. Zwar ist aus den US-Patentschriften 3 180 729 und 3 549 362 bekannt, daß Pyrazolinderivate Photoleiter sind, und in der deutschen Offenlegungsschrift 1 772 688 sind Quadratsäuremethinfarbstoffe als optische Sensibilisatoren für Zinkoxid beschrieben. Aber erstens ist bisher nicht die Kombination aus der Ladungserzeugungsschic ht und der Ladungstransportschicht bekannt; zweitens ist es neu, daß die photoelektrischen Eigenschaften der Pyrazolinderivate verbessert werden, wenn die das Pyrazolinderivat enthaltende Schicht eine Ladungserzeugungsschrift berührt und es ist drittens bisher auch nicht bekannt, daß der Einfluß der Ladungserzeugungsschicht noch verstärkt werden kann, wenn diese einen Quadratsäuremethinfarbstoff enthält.

Für die elektrophotographischen Eigenschaften ist die Schichtenfolge ohne wesentliche Bedeutung; jedoch ist es aus Gründen der Abnutzung günstiger, wenn die Ladungstransportschicht, die im Durchschnitt um den Faktor 10 dicker ist wie die Ladungserzeugungsschicht, die Ladungserzeugungsschicht bedeckt.

Schichten aus Quadratsäuremethinfarbstoffen können beispielsweise durch Aufdampfen erzeugt werden. Da aber Aufdampfprozesse im allgemeinen mit einem beachtlichen Aufwand verbunden sind, ist es wirtschaftlicher, wenn eine, den Quadratsäuremethinfarbstoff enthaltende Suspension hergestellt wird, die dann mittels einer Rakel auf das Substrat aufgebracht wird. Bei diesen Herstellungsverfahren ist es vorteilhaft, wenn der Suspension zusätzlich ein Bindemittel zugemischt wird, das dann auch in der Ladungserzeugungsschicht enthalten ist. Dabei wurden besonders vorteilhafte

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Ergebnisse erzielt, wenn als Bindemittel Polyvinylbutyral dient. Vorteilhafte Ergebnisse werden erzielt, wenn der Quadratsäuremethinfarbstoff und das Bindemittel in GewichtsVerhältnissen zwischen 0,1 und 0,9 in der Ladungserzeugungsschicht vorliegen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.

Die beschriebenen elektrophotographischen Platten enthalten zusätzlich zu einem leitfähigen Substrat eine Ladungserzeugungssehicht, die einen Quadratsäuremethinfarbstoff enthält und eine separate Ladungstransportschicht, die eine Tri-Aryl-Pyrazolinverbindung enthält. Die so zusammengesetzten elektrophotographischen Platten reagieren außerordentlich schnell auf Licht. Sie sind panchromatisch bis zu Wellenlängen von 7 000 S und sie reagieren auf Licht mit Wellenlängen bis zu 9 000 A*. Besonders brauchbar sind diese Platten beim Arbeiten mit Lasern, die Licht im Bereich von 8 000 bis 9 000 8 ausstrahlen.

Um die hohe Empfindlichkeit zu erhalten, welche die beschriebenen Platten auszeichnet, ist es notwendig, daß die elektrophotographischen Platten sowohl den Quadratsäuremethinfarbstoff, als auch das Tri-Aryl-Pyrazolinderivat enthalten. Beide Verbindungen sind wesentliche Elemente der beschriebenen Platten. Dieses Ergebnis war sehr überraschend und läßt sich bis jetzt theoretisch nicht erklären.

Es sind verschiedene bekannte elektrophotographische Verfahren in Gebrauch. Sie unterscheiden sich besonders in der Verfahrensweise, insbesondere in der Reihenfolge der elektrostatischen Aufladung und der Belichtungsweise. Alle elektrophotographischen Reproduktionsverfahren verwenden jedoch den Schritt der selektiven Belichtung, um selektiv Teile der elektrophotographischen Schichtanordnung elektrisch leitfähig zu machen. Die beschriebenen elektrophotographischen Platten sind bei allen derartigen Verfahren brauchbar. Bei den beschriebenen elektrophotographischen Platten kann die Ladungstransportschicht entweder als Überzugs-

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Schicht der Ladungserzeugungsschicht oder auch als Unterlags schicht der Ladungserzeugungsschicht verwendet werden. Aus mechanischen Gründen verwendet man vorzugsweise die Ladungstransportschicht als Überzugsschicht. Die Dicke der Ladungstransportschicht kann beträchtliche Unterschiede aufweisen. Im allgemeinen liegt sie zwischen etwa 10 und 30 u, vorzugsweise zwischen und 25 μ. Wenn die Ladungstransportschicht sich oberhalb der Ladungserzeugungsschicht befindet, d. h._f wenn die Ladungserzeugungsschicht zwischen der Ladungstransportschicht und der elektrisch leitenden Grundschicht angeordnet ist, dann sollte die elektrophotographische Platte negativ aufgeladen werden. In Fällen, wo die Ladungstransportschicht unterhalb der Ladungserzeugungsschicht angeordnet ist, d. h., wenn die Ladungstransportschicht sich zwischen der Ladungserzeugungsschicht und dem elektrisch leitenden Substrat befindet, dann sollte die elektrophotographische Platte positiv aufgeladen werden.

Bei der Herstellung der Ladungserzeugungsschicht, kann zwar der Quadratsauremethinfarbstoff allein benutzt werden, es wird jedoch vorgezogen, einen Quadratsauremethinfarbstoff zusammen mit einem Bindemittel zu verwenden, wobei dann die Ladungserzeugungsschicht durch Aufbringen eines Breis hergestellt wird. Das optimale Verhältnis von Farbstoff zu Bindemittel, das von dem speziellen Farbstoff abhängt, liegt im allgemeinen zwischen 0,1 und 0,9. Bindemittelfreie Schichten können mittels Vakuumbedampfung hergestellt werden. Viele Typen von Bindemittelmaterialien, wie z. B. Harze, gehören zum Stand der Technik. Z.B. sind viele Polyester geeignete Materialien. Rohrzuckerbenzoat kann gemischt mit unterschiedlichen Bindemitteln auch benutzt werden. Besonders günstige Ergebnisse wurden erzielt, wenn Polyvinylbutyral verwendet wurde. Allgemein läßt sich sagen, daß die Ladungserzeugungsschicht bevorzugt zwischen 0,1 und 2 μ dick ist, wobei der günstigste Wert bei etwa 0,5 u liegt. Es ist auch günstig, wenn die Ladungserzeugungsschicht etwa 50 bis 100 Miligramm des

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Quadratsauremethinfarbstoff pro m Plattenfläche enthält.

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Es folgen einige Beispiele zur Veranschaulichung der Erfindung. Es sei aber klargestellt, daß die Anwendung der beschriebenen elektrophotographischen Platten nicht auf die in den Beispielen genannten Möglichkeiten beschränkt ist.

Beispiele 1 bis 8

Die im folgenden genannten Quadratsäuremethinfarbstoffe wurden alle in Tetrahydrofuran suspendiert bis zur Erreichung einer feinen Teilchengröße zermahlen und wurden dann mittels einer Rakel auf eine aluminisierte Mylarfolie aufgetragen. Mylar ist ein Handelsname für einen Polyäthylenterephthalatfilm, der von der Fa. Dupont vertrieben wird. Die Aufschlemmung des Farbstoffs in Tetrahydrofuran enthielt 3 Gewichtsprozent Feststoffe und die Rakel war so eingestellt, daß Schichten von 25,4 u aufgebracht wurden. Auf diese Ladungserzeugungsschicht wurde dann eine Ladungstransportschicht aus 2 Gewichtsteilen Merlon 60 und 1 Gewichtsteil DÄASP geschichtet. Die Dicke dieser Schicht lag bei 13 bis 15 μ. Merlon 60 ist ein Handelsname für ein Polycarbonat, das von der Fa. Mobay Chemicals vertrieben wird. DÄASP ist eine verkürzte Abkürzung für l-Phenyl-S-p-diäthylaminostyryl-S-p-diäthylamino phenyl-pyrazolin. Die aufgebrachten Filme wurden dann 30 Minuten lang auf 115 C erhitzt und dann auf dem Drehscheibenelektrometer ausgewertet. Belichtet wurde mit einer Wolfram-Halogenlampe (75 Watt, 28 Volt) aus einem Abstand von etwa 0,5 cm. Die mit den einzelnen Quadratsäuremethinfarbstoffen erzielten Ergebnisse sind aus der folgenden Tabelle ersichtlich.

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Tabelle

Farbstoff

E - 1/2 *) 2 u-Joules/cm

60

HO-

Οςς

Ν^ΐΛ,Ι ««Χ

115

30

0,84

1,2

2,2

0,84

Aufladung mögI ich auf ein Potential von ( - ) [V]

400

420

580

400

800

670

710

230

*) E-l/2 ist die notwendige Energie, um das Potential der elektrophotographischen Platte unter Lichteinstrahlung auf 1/2 des möglichen Potentials abzusenken.

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Beispiel 9

Ein Gramm der Verbindung

wurde in einer Zerkleinerungsmühle zur Erreichung kleiner Teilchengrößen 60 Minuten lang gemahlen und anschließend wurden drei Gramm einer 5 %igen Lösung von Polyvinylbutyral, das unter dem Handelsnamen XYHL B-800 von der Fa. Union Carbide vertrieben wird, in Tetrahydrofuran zusammen mit 7 Gramm Tetrahydrofuran zu der Verbindung hinzugefügt. Die Mischung wurde dann in der Mühle weitere 20 Minuten behandelt und dann in eine Schale gegossen. 7 Gramm einer 5 %igen Lösung von Elvacite 2010 in Tetrahydrofuran wurden dann zusammen mit 1 Gramm Tetrahydrofuran zu der Mischung zugegeben und das Material wurde anschließend in einer Walzenmühle behandelt. Elvacite 2010 ist ein Methylmethacrylatpolymer, das von der Fa. Dupont vertrieben wird. Mit den erhaltenen Brei wurde anschließend eine aluminisierte Mylarfolie unter Verwendung eines vertikalen Meniskus-Beschichtungsgerätes beschichtet. Die optische Dichte dieser Schicht in bezug auf grünes Licht wurde im Bereich zwischen 0,6 und 0,7 eingestellt.

Nach dem Trocknen dieser Schicht an der Luft wurde sie mit einer Lösung beschichtet, die 4,05 Gramm Merlon 60, 2,7 Gramm DÄASP und 8 Tropfen einer 10 %igen Silikonöllösung in Tetrahydrofuran enthielt. Als Silikonöl hat sich das unter dem Handelsnamen BC-200 von der Fa. Dow Corning vertriebene Produkt bewährt. Der Festkörpergehalt der Lösung betrug 15,5 % und das Auftragen wurde mit einer Geschwindigkeit von 2,43 m pro Minute vorgenommen. Der aufgebrachte Film wurde anschließend 15 Minuten lang auf 115 ⁰C erhitzt.

Die Empfindlichkeitsmessung an dem so hergestellten Film ergab die folgenden Ergebnisse:

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Potentialabfall im Dunkeln 40 Volt/Sek.

Notwendige Energie, um die auf 700 Volt aufgeladene Platte unter Verwendung einer grünen Photokopierlampe (PCG) auf
eine Aufladung von 200 Volt zu bringen: 0,95 Mikrojoules/

Aufladung im Dunkeln, wobei 650 Volt ah dem Schirmgitter liegen_;auf ein Potential von 780 Volt.

Beispiel 10

Wurde unter sonst gleichen Bedingungen wie in Beispiel 9 die Verbindung

statt des in Beispiel 9 verwendeten Quadratsäuremethinfarbstoff verwendet und wurde in der Weise beschichtet, daß in bezug auf grünes Licht eine optische Dichte von 0,2 erreicht wurde, wurden bei der Empfindlichkeitsmessung folgende Werte erreicht:

Potentialabfall im Dunkeln 220 Volt/Sek.

Notwendige Energie, um die Aufladung der Platte unter Verwendung einer PCG von

700 Volt auf 200 Volt abzusenken: 0,58 Mikrojoules/

cm

Aufladung .im Dunkeln, wobei am Schirmgitter 780 Volt liegen^auf ein Potential von 800 Volt.

Beispiel 11

Wurde unter sonst gleichen Bedingungen wie in Beispiel 9 die

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Verbindung

statt des in Beispiel 9 verwendeten Quadratsäuremethinfarbstoffs eingesetzt und wurde die Beschichtung in der Weise vorgenommen/ daß in bezug auf grünes Licht eine optische Dichte von 0,6 erreicht wurde, so ergab die Empfindlichkeitsmessung die folgenden Werte:

Potentialabfall im Dunkeln: 16 Volt/Sek.

Notwendige Energie um unter Verwendung der PCG die Aufladung der Platte von 700 Volt

auf 200 Volt abzusenken: 0,74 Mikrojoules/

cm

Aufladung im Dunkeln, wobei am Schirmgitter 720 Volt liegen, auf ein Potential von 780 Volt.

Beispiel 12

Wurden unter sonst gleichen Bedingungen, wie in Beispiel 9, die beiden Schichten auf eine aluminisierte Mylarfolie aufgebracht, der eine Schicht einer 0,3 μ dicken Acrylharzbeschichtung unterlegt worden war, wobei als Acrylharz das von der Fa. Röhra und Haas unter dem Handelsnamen A-Il vertriebene Produkt verwendet wurde, wurden bei der Empfindlichkeitsmessung die folgenden Werte ermittelt:

Potentialabfall im Dunkeln 100 Volt/Sek.

Notwendige Energie um unter Verwendung einer PCG die Aufladung der Platte von

700 Volt auf 200 Volt abzusenken: 1,1 Mikrojoules/

cm

Aufladung im Dunkeln, wobei am Schirmgit-SA 972 005 4 0 9 8 3 0/1008

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ter 680 Volt liegen, auf ein

Potential von 750 Volt.

Beispiel 13

Die Ladungserzeugungsschicht wurde hergestellt, indem die in Beispiel 11 beschriebene Verbindung auf eine aluminisierte Mylarfolie so aufgedampft wurde, daß eine optische Dichte, in bezug auf grünes Licht von 0,4 erreicht wurde.

Diese Schicht wurde mit einer Ladungstransportschicht beschichtet, die aus 2 Teilen Polyester, wobei das von der Fa. Goodyear unter dem Handelsnamen Vitel PE-200 vertriebene Produkt verwendet wurde, und 1 Gewichtsteil DÄASP bestand. Diese Bestandteile waren in Tetrahydrofuran gelöst, so daß der Festkörpergehalt bei 20 % lag. Beschichtet wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,43 m pro Minute. Der aufgebrachte Film wurde bei 115 ⁰C 30 Minuten lang getrocknet, um das überschüssige Lösungsmittel zu entfernen. Die Empfindlichkeitsmessung an dem beschriebenen Film ergab die folgenden Werte:

Aufladung im Dunkeln auf ein Potential von 700 Volt Notwendige Energie um unter Verwendung e±-

2 ner PCG die Aufladung auf 200 Volt abzusenken: O,4 Mikrojoules/cm

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

/ IJ Elektrophotographische Platte mit einem leitfähigen Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß in der Platte eine, einen Quadratsäuremethinfarbstoff enthaltende Ladungserzeugungsschicht und eine, ein Tri-Aryl-Pyrazolin enthaltende Ladungstransportschicht vorhanden sind.
2. Elektrophotographische Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungstransportschicht die auf dem Substrat aufgebrachte Ladungserzeugungsschicht bedeckt .
3. Elektrophotographische Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungserzeugungsschicht zusätzlich ein Bindemittel enthält.
4. Elektrophotographische Platte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Polyvinylbutyral dient.
5. Elektrophotographische Platte nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff und das Bindemittel in GewichtsVerhältnissen zwischen 0,1 und 0,9 in der Ladungserzeugungsschicht vorliegen.
6. Elektrophotographische Platte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungstransportschicht zwischen 10 und 30 μ dick ist.
7. Elektrophotographische Platte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungserzeugungsschicht zwischen 0,1 und 2 μ dick ist.

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