DE2614353A1

DE2614353A1 - Zusammengesetzter xerografischer zwischenbildtraeger

Info

Publication number: DE2614353A1
Application number: DE19762614353
Authority: DE
Inventors: Robert N Jones
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1975-04-09
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1976-10-21
Also published as: FR2307295B3; BE840221A; US4071363A; US4015985A; JPS51123645A; FR2307295A1; SU604510A3; AU1272976A; NL7603550A

Description

XEROX CORPORATION
Rochester N.T. / USA

ZUSAMMENGESETZTER XEROGRAPISCHER ZWISCHENBILDTRÄGER

Die Erfindung "betrifft einen Zwischenbildträger, der in xerografischen Vorgängen verwendet wird. Die Verbesserung, die das Wesen der Erfindung darstellt, betrifft eine Einrichtung, mit der ein Punktübergangskontakt an der Berührungsfläche zwischen JTotoleiterschicht und Basis des Zwischenbildträgers hergestellt wird, wobei die Fotoleiterschicht kleinste fotoleitfähige Partikel ent-

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ORIGINAL INSPECTED

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hält, die fein verteilt in einer Matrix aus isolierenden Harzteilchen enthalten sind.

Die Erfindung wird speziell in Verbindung mit einem Zwischenbildträger verwendet, der eine fotoleitfähige Phase hat, wie es in der US-PS 3,787,208 beschrieben ist und der einen Dielektrikum-Überzug haben kann oder auch nicht, was sich danach richtet, in welchem xerografischen Verfahren der Zwischenbildträger schließlich verv/endet werden soll« Diese Art des fotoleitfähigen Materials wird nachfolgend als Fotoleitermaterial mit gesteuerter Geometrie bezeichnetο

Ein solches Eotoleitermaterial mit gesteuerter Geometrie ist in dem o.g_o US-Patent vollständig beschrieben, auf das hier zum besseren Verständnis hingewiesen wirdo Es genügt jedoch, im Zusammenhang mit der Erfindung zu sagen, daß das Potoleitermaterial mit gesteuerter Geometrie eine fotoleitfähige isolierende Schicht enthält, die aus einer Matrix aus isolierendem organischem Harz und aus einem fotoleitfähigen Material zusammengesetzt ist, wobei das fotoleitfähige Material in einer Vielzahl von miteinander in Verbindung stehenden, über die Dicke der Schicht verlaufender, nicht unterbrochener fotoleitfähiger Pfade angeordnet ist« Das fotoleitfähige Material bildet zwischen 1 und 25$ der Zwischenbildträgerschicht, und die Anordnung der zusammenhängenden Pfade des fotoleitfähigen Materials wird durch Beeinflussen des allgemeinen räumlichen Aufbaus der Schicht erzielt. Kurz gesagt heißt das, daß verhältnismäßig große Harzpartikel mit wesentlich kleineren Partikeln der fotoleitfähigen Substanz vermischt werden,' so daß letztere die Zwischenräume zwischen den größeren Harzpartikeln ausfüllen. Im großen und ganzen bleibt die gegenseitige Anordnung der

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Partikel während des Aushärtvorgangs des Harzes und danach, bei dem eine Trägerflüssigkeit, die v/eder das Harz noch die Fotoleiterpartikel zu lösen vermag, aus der Mischung ausgetrieben wird und die Harzpartikel an ihren miteinander in Berührung kommenden Stellen-verkleben» Die Größe der Fotoleiterpartikel dieses Systems mit gesteuerter Geometrie kann variieren. In der genannten US-Patentschrift sind sie etwa fünfmal kleiner als die Harzpartikel oder noch kleiner, üblicherweise im Bereich zwischen 0,01 und 1 Mikron, vorzugsweise etwa 0,5 Mikron, was von der gewünschten Anordnung in der Mischung und dem xerografischen Verfahren abhängt, in dem die Zwischenbildträgerschicht letzten Endes verwendet werden soll ο

Die Erfindung findet speziell Anwendung in einem elektrofotografischen Verfahren, in dem die Fotoleiterschicht mit gesteuerter Geometrie in Verbindung mit einer transparenten dielektrischen Beschichtung verwendet und in der die dielektrische Schicht zuerst auf ihrer Oberfläche auf ein hohes Potential von entgegengesetzter Polarität zu den beweglichen Ladungsträgern in dem Fotoleiter aufgeladen wird. Der beschichtete Fotoleiter wird dann mit einem Hell-Dunkel-Bildmuster belichtet, während die Oberfläche der dielektrischen Schicht in einem Feld von entgegengesetzter Polarität oder in einem Wechselfeld aufgeladen wird, um bei gleichmäßigem Oberflächenpotential ein Ladungsdichtemuster entsprechend dem Hell-Dunkel-Bildmuster hervorzurufen,, Schließlich wird der beschichtete Zwischenbildträger gleichmäßig .belichtet, wodurch das Ladungspotential in den Dunkelzonen des Bildmusxers verstärkt wird, was zu einer Kontrastverstärkung im schließlich entwickelten Bild führt₀ Der so aufgeladene Zwischenbildträger kann seine Ladungsverteilung beibehalten, wenn er belichtet wird oder wenn er dunkel gehalten wird, und kann unter Verwendung aller üblichen xerografischen Ver-

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fahren entwickelt*werden. Der Vorgang der Bildung des bildmäßigen Ladungsmusters ist in Einzelheiten in den US-Patentschriften 3,794,539 und 3,775,104 beschrieben " und stellt selbst keinen Teil zum Gegenstand des Patentes dar_e Bei diesem Vorgang ist es wesentlich, daß beim ersten Aufladen ein Potential nur an der dielektrischen Schicht und nicht an der Kombination der dielektrischen Schicht und der fotoleitfähigen Schicht gebildet wird. Da die Ladungsträger an der fotoleitfähigen Schicht frei von der Rückseite der fotoleitfähigen Schicht her auf Spannung gebracht werden können, um das Wandern der Ladungen von der Trägerplatte des Zwischenbildträgers zur Grenzschicht zwischen fotoleitfähiger Schicht und dielektrischer Schicht zu ermöglichen, ist deshalb ein ladungsführender Kontakt zwischen Träger und fotoleitfähigem Material unbedingt erforderlich, damit die Anfangsaufladung der dielektrischen Schicht im Zyklus möglich wird«

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß für den EaIl, wo eine isolierende Matrix als Träger des fotoleitfähigen Materials verwendet wird und wo letzteres aus äußerst kleinen Partikeln besteht, der erforderliche Punktübergangskontakt zwischen fotoleitfähigem Material und Träger durch eine Schicht der Harzmatrix zxvischen den meisten, wenn nicht gar allen Eotoleiterpartikeln und dem leitfähigen Basisträger unterbunden ist» Der genaue Mechanismus, weshalb der Kontakt zwischen den Eotoleiterpartikeln und der Basis verloren geht, ist noch nicht vollständig geklärt, doch nimmt man an, daß dies auf die Unfähigkeit der sehr kleinen Eotoleiterpartikel zurückzuführen ist, die Oberflächenanziehungskräfte des Harzmaterials, zwischen denen die kleinen Partikel eingelagert sind, zu überwinden,, Dies Phänomen hat sich speziell dort gezeigt, wo die Eotoleiterschicht in einem

R η q « u /1 π f; ii

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- 5 Verfahren zur gesteuerten Geometrie gebildet wurde_o

Es konnte nun herausgefunden werden, daß Punktübergangskontakte zwischen dem Fotoleiter und der Basisschicht geschaffen werden können, die diese Schwierigkeit überwinden, während zugleich zwischen den beiden Schichten eine ausreichende Verklebung erzielt wird. Es v/erden Mittel aufgezeigt, mit denen dieser Punktübergangskontakt erzielbar ist, sowie das Verfahren, diesen Punktübergangskontakt herzustellen in einer Umgebung, wie sie im vorhergehenden dargelegt ist«

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, zwischen einer Fotoleiterschicht und einer leitfähigen Basisschicht Punktübergangskontakte herzustellen, und zv/ar während der Bildung einer Fotoleiterschicht mit gesteuerter Geometrie.

Die Erfindung besteht in einer speziellen Form einer Punktübergangskontaktschicht und im Verfahren ihrer Herstellung in einem xerοgrafischen Zwischenbildträgersystem, welches eine Potoleiterschicht mit gesteuerter Geometrie von der Art aufweist, wie sie in der US-PS 3,787.208 beschrieben ist. Besonders nützlich und anwendbar ist die Erfindung bei einem Zwischenbild-Erseugungsverfahren nach der US-PS 3,794,539 oder US-PS 3,775,104. Dieses Verfahren wird nur deswegen zitiert, da es ein Milieu bietet, in dem die Punktübergangskontaktschicht nach der Erfindung verwendet werden kann, um die Auswirkungen der Kontaktunterbrecnung' zwischen der Potoleiterschicht und der leitenden Basisschicht bei stets wiederholten Kopiervorgängen zu verhindern·

Gemäß der Erfindung wird ganz allgemein eine Zwischenschicht zwischen der fotoieitfähigen Schicht mit gesteuerter Geometrie und der leitenden Basisschicht in

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einem xerografischen Zwischenbildträgersystem vorgesehen, · wobei die Zwischenschicht einen hohen Volumenanteil von leitfähigen Partikeln in einer harzartigen Matrix aufweist und mit der SOtoleiterschicht an ihrer gemeinsamen Fläche verklebt ist, wo die fotoleitfähigen Partikel und die Leiterpartikel miteinander so in Berührung sind, daß Ladungsträger übergehen können« Das Verkleben an der Übergangsflache wird dadurch erzielt, daß die Eotoleiterschicht auf die Zwischenschicht aufgelegt und die beiden Schichten dann soweit erhitzt werden, daß das Harz erweicht und die Harzteile leicht ineinander laufen. Dies führt dazu, daß die Potoleiterpartikel und die leitfähigen Partikel geringfügig ineinander dringen und dadurch an der Grenzfläche physikalischen Kontakt miteinander bekommene Wenn die Leiterpartikel in der Zwischenschicht richtig ausgewählt sind, so daß sie hinreichend Ladungsträger zur Verfügung haben bei genügendem Energiepegel, um einen Übergangskontakt mit den Potoleiterpartilceln zu bilden, dann stellt die Zwischenschicht als ganzes eine ladungsinjizierende Kontaktschicht für die Potoleiterschicht dar, und wenn die leitfähigen Partikel der Zwischenschicht mit dem Basismaterial in elektrischem Kontakt sind, ist die Zwischenschicht selbst wie die Basisschicht geerdet» Wenigstens theoretisch kann die Zwischenschicht selbst als Ladungsträgersenke für die !Fotoleiterschicht wirken, wenn genügend leitfähige Partikel in der Zwischenschicht vorhanden sind, solange die injizierende Beziehung zwischen fotoleitenden Partikeln und leitfähigen Partikeln besteht ρ Die Zwischenschicht ist vorzugsweise mit der Basisschicht verklebt, was durch die Harzmatrix der Zwischenschicht geschiente Die wesentliche Eigenschaft der injizierenden Zwischenschicht ist die, daß bei Bildung der Verbindung zwischen ihr und der Potoleiterschicht ein Leitungskontakt von Partikel zu Partikel zwischen den lOtoleiterOartilceln in der Eotoleiterschicht und den

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leitenden Partikeln in der injizierenden Zwischenschicht besteht an der Grenzfläche zwischen diesen beiden Schichten, während die Grenzflächen zwischen ihren jeweiligen Harzpartikein die Klebeverbindung herstellen, die durch Verschmelzen oder dergl₀ entsteht.

Ein Zwischenbildträger mit Fotoleiterschicht mit gesteuerter Geometrie und einer injizierenden Kontaktzwischenschicht der Torstehend beschriebenen Art kann leicht gebildet werden und hat dann die gewünschten elektrischen und mechanischen Eigenschaften, indem zuerst die Zwischenschicht auf den Basisträger in flüssiger Form aufgebracht wird« Der flüssige Träger oder das Lösungsmittel wird dann verdampft, bis die Zwischenschicht wenigstens teilweise fest geworden ist« Anschließend wird die"Fotoleiterschicht mit gesteuerter Geometrie auf die Zwischenschicht in flüssiger Form aufgebracht und auch ihr flüssiger Träger wird verdampft, und schließlich wird das ganze erhitzt, damit die beiden Harze der jeweiligen Schichten an den Grenzflächen sich miteinander vermischen und die Fotoleiterpartikel sowie die leitfähigen Partikel der beiden Schichten miteinander einen elektrischen Kontakt eingehen« Nach abschließendem Aushärten und Kühlen der zusammengesetzten Schicht ist eine feste Verbindung zwischen den beiden Harzphasen entstanden, wobei gleichzeitig ein Kontakt von Partikel zu Partikel zwischen den fotoleitfähigen Partikeln und den Leiterpartikeln der beiden Schichten an der Grenzfläche hergestellt ist.

Die Besetzung der injizierenden Kontaktzwischenschicht mit Leiterpartikeln ist so ausreichend, daß diese Schicht theoretisch als Ladungsträgersenke ihrer Gesamtheit für die zusammengesetzte Anordnung betrachtet werden kann, ohne daß die Zwischenschicht selbst leitend mit

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dem Basisleiter verbunden ist„ In der Praxis dagegen besteht wegen der Natur der leitfähigen Partikel, ihrer Größe, der Oberflächenspannung der Harzphase in flüssiger oder teilweise flüssiger Form.ein leitender als auch injizierender Kontakt zwischen der Zwischenschicht und der leitfähigen Basisschicht als anzustrebender Zustand. Da die Zwischenschicht im wesentlichen einen injizierenden Kontakt zwischen der Fotoleiterschicht und der Zwischenschicht herstellen muß, unterscheidet sich die Erfindung von solchen Zwischenbildträgersystemen, die einfach einen leitfähigen Kleber zwischen der fotoleitfähigen Schicht und der leitenden Basisschicht verwenden. Ein solches System ist beispielsweise in der US-PS 3,457,070 unter dem dortigen Beispiel I beschrieben.

Derartige leitende Klebeschichten werden generell ohne Rücksicht darauf benützt, ob ein injizierender Kontakt besteht oder verfügbar ist an der Grenzschicht zwischen fotoleitfähiger Schicht und Kleber oder nicht, den zum Erzielen eines injizierenden Kontaktes ist es erforderlich, daß die Materialien verwendet werden mit geeigneten verträglichen Energieniveaus und daß eine bestimmte physikalische Beziehung zwischen Fotoleiter und leitenden Partikeln an der Trennfläche zwischen Fotoleiterschicht und Zwischenschicht besteht. Wenn Materialien verwendet werden, bei denen die Beziehung zwischen den Partikeln nicht so abgestimmt ist, daß ein injizierender Eontakt zwischen der Fotoleiterschicht und der Klebeschicht hervorgerufen wird, dann kann tatsächlich eine Kontaktsperre zwischen den Schichten auftreten, auch wenn der Klebstoff als ein elektrisch leitender anzusehen ist.

Die Erfindung läßt sich deshalb nicht durch eine elektrisch leitende Klebeverbindung zwischen Foto-

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leiter und Basis in einem Mehrschichten-Zwischenbildträgersystem bezeichnen, sondern ist gekennzeichnet durch eine injizierende Kontaktschicht zwischen diesen Elementen des Systems, die überdies als eine v/irksame Klebeverbindung zwischen Fotoleiter und Basisschicht wirkt.

Die Erfindung soll nun an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung nochmals näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1: Vergrößert den Querschnitt durch einen zusammengesetzten Zwischenbildträger mit injizierender Kontaktschicht nach einem Aufbau gemäß der Er-' findung; und

Figur 2: in starker Vergrößerung den Bereich A in Figur an der Trennfläche zwischen Fotoleiterschicht und injizierender Kentaktschicht.

Die Figur 1 zeigt einen aus vier Schichten zusammengesetzten Zwischenbildträger, der nach den Merkmalen der Erfindung aufgebaut ist und der eine leitende Basisschicht oder ein Substrat 10 enthält, worauf eine injizierende Kontaktschicht 12 formiert ist, darüber eine Fotoleiterschicht 14 mit gesteuerter G-eometrie und wahlweise eine dielektrische Beschichtung 16„ Der Basiswerkstoff 10 ist leitend und hat einen Aufbau, wie er in der Xerografietechnik allgemein üblich ist, so daß er mit den anderen Werkstoffen des Zwischenbildträgers verträglich ist und die in einem bestimmten gewünschten System benötigten strukturellen Eigenschaften hat₀ Diese Basis dient dem System als Masseebene, doch kann wenigstens theoretisch angenommen werden, daß auch die injizierende Kontaktzwischenschicht selbst als Masseebene des vorliegenden Systems dient, d.h«, als Quelle beweglicher

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ladungen beider Polaritäten infolge in der Zwischenschicht vorhandener leitfähiger Partikel.

Der vergrößerte Ausschnitt A aus der Figur 1 ist in der Figur 2 wiedergegeben. Der physikalische Aufbau der Fotoleiterschicht 14 ist darin angedeutet; er entspricht dem des Fotoleitermaterials nach der US-PS 3,787,208ο Die Partikel 18 bilden das Harzgerüst der Fotoleiterschicht 14, während die Partikel 20 die fotoleitfähigen Partikel der Schicht 14 sind»

Die Materialien, die in der Schicht 14 und auch in der Basis schicht 10 verwendet werden, können der genannten Patentschrift entnommen werden, doch muß hier vermerkt werden, daß die mittlere Größe der Fotoleiterpartikel bei etwa 0,5 bis 1 Mikron liegt mit einer Streuung zwischen 0,01 und 8 Mikron, während die mittlere Größe der Harzbinderpartikel in der Größenordnung von 5 Mikron mit einer Streuung zwischen etwa 1 und 12 Mikron liegt. Die Fotoleiterpartikel 20 sind zwischen die Harzbinderpartikel 18 eingelagert, und alle zusammen sind mit einem typischen flüssigen Trägermaterial, das hier nicht dargestellt ist, aufgeschlämmt. Die Dispersion wird über die injizierende Kontaktschicht 12 ausgebreitet, die in ihren Einzelheiten anschließend noch beschrieben wird, und der flüssige Träger wird dann verdampft, evtl. unter leichter Zufuhr von Wärme, um den Verdampfungsvorgang zu unterstützen.

Wegen der geringen Größe der fotoleitfähigen Partikel (kleiner als 5 Mikron als mittlere Größe und üblicherweise 0,01 bis 1 Mikron) führt das einfache Aufbringen der Fotoleiterschicht auf die leitfähige Basis durch Beschichten nicht zur Bildung eines Übergangs, über

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den Ladungsträger frei in "beiden Richtungen v-cndern können auf wiederholte Aufladungszyklen des Fotoleiters hin, Wie bereits an früherer Stelle erläutert, wird angenommen, daß dies auf die Anwesenheit auf wenigstens etwas Harzmaterial zwischen Fotoleiterpartikel lind Basiswerkstoff zurückzuführen ist, obgleich der exakte Grund für dieses Sperren auch noch weitere Paktoren haben kann. Es wurde aber beobachtet, daß eine derartige Kontaktsperre besteht, und sie verhindert eine korrekte anfängliche Aufladung einer dielektrischen Überzugsschicht mit Hilfe eines Feldes, das in seinem Vorzeichen den mobilen Ladungsträgern in der darunter liegenden Fotoleiterschicht während eines speziellen Typs des Bildformierungsvorgangs verhinderte

TJm dieser Schwierigkeit Herr zu werden, wird eine Zwischenschicht 12 angebracht, die nicht nur für die feste Verbindung zwischen sich und der Fotoleiterschicht 14 bzwο der Basisschicht 10 sorgt, sondern die auch einen injizierenden und leitenden Kontakt zwischen diesen Schichten hervorruftο

Die Zwischenschicht 12 besteht im wesentlichen aus einer Beschichtung, die aus Leiterpartikeln großer Masse, fein verteilt in einem plastischen Harz, gebildet ist. Die Leiterpartikel selbst sind so ausgewählt, daß sie Ladungsträger verfügbar haben, die mit den Ladungsträgern der jeweiligen Fotoleiterpartikel in der Schicht 14 verträglich sind, so daß abhängig von der Richtung eines angelegten Potentials ein injizierender Kontakt und keine 'Kontaktblockierung zwischen den Leiterpartikeln 22 und den fotoleitfähigen Partikeln 20 auftritt, wo immer diese Partikel miteinander körperlich in Berührung kommen,

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Um sicherzustellen, daß die leitenden und die fotoleitfähigen Partikel sich körperlich und elektrisch berühren, während zugleich zwischen den Schichten 10, 12 und 14 eine wirksame mechanische Verklebung erhalten wird, sieht die Erfindung vor, die Zwischenschicht 12 auf der Basisschicht 10 als eine Harzbeschichtung aufzubringen, die mit geeigneten leitfähigen Partikeln 22 angereichert ist, welche eine injizierende Art des Kontakts zwischen den fotoleitfähigen Partikeln 20 und den Leiterpartikeln 22 in dieser Anordnung hervorrufen, wenn sich diese körperlich berühren. Das Harzgerüst der Schicht 12 kann in ähnlicher ¥eise erzeugt werden wie das Harzgerüst der Potoleiterschicht (größere Harzpartikel in einem flüssigen !'rager wie etwa Athylenglycol, der dann verdampft wird), oder kann eine Auflösung von Harz (Polyurethan) in einem geeigneten flüssigen Lösungsmittel sein, das dann verdampft wird,, Jedenfalls besteht die Zwischenschicht 12 zwischen 25 und 99 f<> (vorzugsweise etwa 50 fo) seines Volumens aus kleinen Leiterpartikeln (0,1 bis 5 Mikron) wie Silber, Gold, Platin usw., die gleichmäßig in der Schicht eingemischt sind und die als Ladungsträger injizierendes Material bezüglich der Fotoleiterpartikel, die in der Fotoleiterschicht 14 verwendet werden (z„B_o Kadmium-Suifoselenid CdSgSe^) wirken. Die Schicht 12 ist verhältnismäßig dünn ( 5 Mikron), doch kommt es auf die Dicke nicht besonders an, vielmehr auf die injizierende Kontaktwirkung, die diese Schicht 12 bewirkt«, Die leitfähigen Partikel 22 darin sind in ausreichender Menge vorgesehen, daß sie innerhalb der Schicht 12 sich in der dargestellten Weise stets berühren,

Nach Formung der Beschichtung 12 wird darauf in der in der US-PS 3,787,208 beschriebenen Weise die Potoleiterschicht 14 mit gesteuerter Geometrie ausge-

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ρ η 9 ft u λ 11 π ^γϊ π

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"bildet _o Das Beispiel XII dieser Patentschrift gibt einen Hinweis, wie eine geeignete Fotoleiterschicht als Schicht 14 der erfindungsgemäßen Anordnung gebildet wird« Danach wird eine Dispersion aus Eadmium-Sulfoselenid-Partikeln mit einer Größe zwischen 0,001 bis 0,4 Mikron in einem Copolymer τοη 7Q $ Isobutyl-Methacrylat und 30 °ß> Styrol in Pulverform, dessen überwiegende Partikelgröße im Bereich von 1 bis 8 Mikron (mittlere Größe 5 Mikron) liegt, und einem flüssigen Träger (Silikonflüssigkeit) auf ein Substrat aufgebracht und der Träger dann verdampft. Anschließendes Erhitzen der Schicht läßt eine durchgehende Schicht von etwa 55 Mikron Dicke eines verschmolzenen Harzes mit eingelagerten Fotoleiterpartikeln entstehen, die weniger als 25 Volumenprozent der Fotoleiterschicht bilden, aber der abschließende Heizvorgang wird bei der Erfindung noch nicht durchgeführt» Wie Figur 2 zeigt, bilden die Fotoleiterpartikel 20 ununterbrochene fotoleitfähige Pfade durch die Fotoleiterschicht 14 hindurch zwischen dem Harzgerüst 18_O Die Enden der fotoleitfähigen Pfade, angrenzend an die Zwischenschicht 12, müssen nun elektrisch und in einem Ladungsträger injizierenden Sinne mit den Iieiterpartikeln 22 in der Schicht 12 in Verbindung gebracht werden. (Die dielektrische Überzugsschicht 16 kann jederzeit in üblicher Weise angebracht werden«)

Mit der Erfindung ist nun vorgesehen, daß das abschließende Erhitzen zum Verschmelzen der Harzpartikel der Fotoleiterschicht 14 mit gesteuerter Geometrie gleichzeitig das Erhitzen der Zwischenschicht mit umfaßt« Die sich dabei ergebende Erweichung und das leichte Fließen des Harzes zwischen der Leiterschicht und der fotoleitfähigen Schicht als Folge des Heizprozesses führt dazu, daß die Partikel 20 und 22 miteinander an der Grenzfläche in Berührung kommen. Nach dem Abkühlen sind die Schichten 12 und 14 und auch die Basisschicht 10, die dabei gleich-

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zeitig mit erhitzt wird, durch das Harz fest miteinander verklebte Es ist jedoch auch möglich, das Harzbindermaterial, das als Trägergerüst für die Fotoleiterpartikel-Dispersion dient, mit der Zwischenschicht zunächst zu verbinden und dann die beiden miteinander verklebten Schichten in geeigneter Weise zu erhitzen, damit die fotoleitfähigen Partikel 20 und die Leiterpartikel 22 miteinander auf der gesamten, verklebten Trennfläche in Kontakt kommen» Der sich schließlich ergebende Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist der, daß die Fotoleiterschicht 14 mit gesteuerter Geometrie formiert werden kann, während gleichzeitig der injizierende Kontakt hergestellt wird, indem die passenden Werkstoffe und ein geeigneter Erhitzungsablauf für die verwendeten Werkstoffe gewählt werden·

Die beschriebenen Verfahren sind nicht unbedingt die einzig möglichen, um zwischen den Schichten 12 und 14 die gewünschte injizierende Kontaktverbindung zu erzielen. Durch geeignete Zeit- und Temperaturparameterwahl kann die Schicht 12 auch als vorformierter EiIm erzeugt werden, wie auch die Schicht 14, wobei dann der injizierende Kontaktübergang durch Erhitzen der zwei Schichten 12 und 14 gebildet wird, während sie miteinander eng in Berührung gebracht werden» Die Temperatur wird dabei so gewählt, daß die Harze erweichen und ein mikroskopisch kleiner Fluß zwischen den Schichten die klebende Verbindung herstellt sowie die körperliche Annäherung der fotoleitfähigen Partikel und der Leiterpartikel 20 bzw. 22. Auch können die Filme 12 und 14 als gesonderte Substrate hergestellt und unter Hitzeeinwirkung miteinander verbunden v/erden, so daß eine injizierende Kontakte herstellende Grenzschicht zwischen den fotoleitfähigen Partikeln und den Leiterpartikeln sowie eine mechanische

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Verklebung zwischen den Schichten entsteht, wobei dann schließlich diese Doppelschicht in konventioneller Technik auf die Basisschicht 10 aufgebracht v/ird. Die Qualitätsüberwachung wird allerdings schwieriger, wenn die Filme vorformiert und dann aufgebracht werden, als wenn aufeinanderfolgend in Form einer Beschichtung die Schichten 12 und 14 auf der Basis 10 gebildet und das gesamte dann erhitzt wird, um die gewünschte Gesamtanordnung mit den erforderlichen elektrischen und mechanischen Eigenschaften zu erhalten«

Die entweder in beiden Schichten 12 und 14 oder in jeder Schicht einzeln verwendeten typischen Harze können die in der US-PS 3,787,208 genannten sein, nämlich thermoplastische oder thermisch aushärtende Harze wie etwa Polysulfane, Acrylate, Polyäthylen, Styrol, Diallyphthalat, Polyphenylsulfid, Melaminforms.ldehyd, Epoxite, Polyester, Polyvinylchlorid, Nylon, Polyvinylfluorid und Mischungen daraus_β

Die leitenden Partikel 22 in der Schicht 12 können aus Silber, Gold, Platin, Kupfer oder Messing hergestellt sein sowie aus anderen leitenden Werkstoffen hoher Masse, die Energiebänder haben, die es Ladungsträgern ermöglichen, zwischen dem fotoleitfähigen Halbleitermaterial 20 in der Schicht 14 und den Leiterpartikeln 20 in der Schicht 12 unter Bedingungen sich frei zu bewegen, die während des xerografischen Kopiervorgangs, in dem der zusammengesetzte Zv/ischenbildträger verwendet wird, auftreten-

Die Größe der Leiterpartikel 22 ist von derselben Größenordnung wie die Größe der fotoleitfähigen Partikel 20, im allgemeinen 1 Mikron oder kleiner. Der

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Grundgedanke liegt jedoch darin, soviel Kontakte von Partikel zu Partikel wie möglich zwischen den fotoleitfähigen Partikeln und den Leiterpartikeln auf der Trennschicht zwischen den Schichten .12· und 14 zu erzeugen, so daß sich "bereits daraus ergibt, die G-röße der Partikel praktisch gleich zu wählen. Es sind immer die Partikel am Ende der Kette eines ununterbrochenen Pfades der fotoleitfähigen Partikel in der Schicht 14, die mit den Leiterpartikeln in der Schicht 12 an der Übergangsfläche in Berührung kommen, wenn die Schicht 14 nach dem Gesichtspunkt des Aufbaus mit gesteuerter Geometrie gebildet ist.

Die lOtoieiterpartikel in der Schicht 14 können die in der US-PS 3,787,208 oder 3,121,006 genannten sein. Typische Materialien sind beispielsweise amorphes Selen, Legierungen von Selen mit Stoffen wie Arsen, Tellur, Thallium, Wismut, Schwefel, Antimon und Mischungen daraus.

Die Basisschicht 10 kann eine Leiterplatte sein, eine Folie aus Leitermaterial, eine metallisierte Plastikfolie oder ein sonstiger, in der Xerografietechnik verwendeter Leiterkörper.

BEISPIEL I

Eine Zwischenschichtauflage wird hergestellt unter Verwendung eines Polyurethan und eines gelösten Harzes mit gleichförmig eingemischten, fein gemahlenen Silberpartikeln in einer Größe zwischen 1 und 5 Mikron. Die Silberpartikel liegen etwa in einer Menge von 50 Volumenprozent des Harzes, des Lösungsmittels und der Partikelmischung vor, so daß ein wesentlicher Anteil der Beschichtung aus den Silberpartikeln gebildet wird. Die Mischung aus Harz und Silberpartikeln wird auf eine

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B η ρ ς /. n / ι η s π

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metallische Aluminiumsubstratschicht aufgetragen und das lösungsmittel verdampft, so daß eine dünne Schicht von 5 Mikron Dicke auf der Aluminiumoberfläche haften bleibt. Als nächstes wird eine Fotoleiterschicht bereitet aus 81 Volumenteilen .eines Harzes, das in Copolymer aus 70 % Isobutylmethacrylat und 30 °/o Styrol enthält, das gemahlen und gesiebt ist, so daß eine mittlere Partikelgröße von 5 Mikron bei einer Streuung von 1 bis 8 Mikron vorliegt, die in einer Trägerflüssigkeit (Silikonfluid 2CS von Dow Corning) mit 9 Teilen eines synthetisch hergestellten Kadmiumsulfoselenid CdSgSe, mit einer Partikelgröße zwischen 0,001 und 0,4 Mikron intensiv vermischt ist. Ein Film dieser Dispersion wird auf die Zwischenschicht aufgegossen und durch Erwärmen über zwei Stunden bei 50° die Trägerflüssigkeit verdampft. Die drei Schichten werden dann für drei Minuten bei 175⁰C erhitzt, wobei die Fotoleiterschicht zu einem Film von 55 Mikron Dicke verschmilzt, der fest mit der Zwischenschicht verbunden ist. Eine 25 Mikron dicke dielektrische Schicht aus Mylar wird schließlich auf der Oberfläche der Fotoleiterschicht aufgeklebt. Wird im Dunkeln auf die Oberfläche das dielektrisch überzogenen Fotoleiters eine positive Ladung aufgebracht, zeigt sich, daß das gesamte Feldpotential am Dielektrikum wirksam wird, während an der Fotoleiterschicht kein elektrisches Feld zur Auswirkung kommt, was ein Zeichen dafür ist, daß ein Ladung injizierender Kontakt zwischen dem Fotoleiter und der Zwischenschicht und der Basisschicht besteht.

BEISPIEL II

Eine gemäß Beispiel I hergestellte fotoleitfähige Schicht wird unmittelbar auf ein Aluminiummetallsubstrat aufgebracht ohne Zwischenschicht» Die Trägerflüssigkeit wird durch Erwärmen während zwei

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Stunden auf 5O⁰C verdampft und die Beschichtung dann während drei Minuten auf 175°C erhitzt, um sie wie "bei Beispiel I zu verschmelzen. Auf die Oberfläche wird dann, ebenfalls wie beim Beispiel I eine 25 Mikron dicke dielektrische Mylarschicht aufgebracht. Bei Zuführen einer positiven Ladung Im Dunkeln auf die Oberfläche der den Fotoleiter überziehenden Dielektrikumschicht stellt sich heraus, daß ein elektrisches Feld an der dielektrischen Schicht und der Fotoleiterschieht gemeinsam wirksam ist, was ein Zeichen dafür ist, daß zwischen der Fotoleiterschicht und der Basisschicht eine die Ladungsträger blockierende Sperre vorhanden ist.

Die beiden Beispiele zeigen, daß die Zwischenschicht gemäß der Erfindung dazu dient, einen Ladung injizierenden Kontakt zwischen einer Fotoleiterschicht mit gesteuerter Geometrie und einer eine Ladungsträgersenke darstellenden Schicht herzustellen. Wird dagegen keine Zwischenschicht verwendet, dann baut sich zwischen der Fotoleiterschicht und der Basisschicht, die aus denselben Werkstoffen hergestellt sind, ein Ladungsträger sperrender Übergang auf. Außerdem wird mit der Zwischenschicht eine passende Verklebung zwischen Fotoleiterschicht und Basisschicht erzielt»

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Claims

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Patentansprüche

1β Xerografischer Zwischenbildträger, der eine leitende Trägerschicht "und eine fotoleitfähige Schicht auf dieser Trägerschicht aufweist, welche in einem Gerüst aus einem isolierenden organischen Harz fein verteilt fotoleitfähige Partikel enthält, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen die fotoleitfähige Schicht (14) und die leitende Basisschicht (10) eine Zwischenschicht (12) eingelagert ist, die ein Gerüst aus isolierendem organischein Harz aufweist, das sowohl mit der fotoleitfähigen Schicht (14) als auch mit der Basisschicht (10) verklebt ist und in das gleichmäßig fein verteilt leitfähige Partikel (22) mit hoher Masse eingelagert sind, wobei die Zwischenschicht (12) und die fotoleitfähige Schicht (14) auf ihrer Trennflache miteinander derart verbunden sind, daß die fotoleitfähigen Partikel (20) und die Leiterpartikel (22) der beiden Schichten miteinander im Kontakt sind und die Leiterpartikel frei verfügbare Ladungsträger aus geeigneten Energiebändern zur Verfugung haben, so daß die Kontaktpunkte zwischen den Fotoleiterpartikeln und den Ieiterpartikeln (20 und 22) einzelne Ladungsträger injizierende Kontaktpunkte darstellen»

2. Zwischenbildträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (12) in ihrer Gesamtheit eine leitfähige Schicht zwischen der Fotoleiterschicht (14) und der Basisschicht (10) darstellt»

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5β Zwischenbildträger nach. Anspruch 1 .oder 2, gekennzeichnet durch eine dielektrische Deckschicht (16) auf der Potoleiterschicht (14) „

4. Zwischenbildträger nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch, gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kontaktpunkte der fotoleitfähigen Partikel (20) mit den Leiterpartikeln (22) auf der Trennfläche hinreichend groß ist, daß die Leiterpartikel (22) der Zwischenschicht (12) in ihrer G-esamtheit als Ladungsträgersenke für die fotoleitfähige Schicht (14) in ihrer Gesamtheit wirkte

5. Zwischenbildträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der überwiegenden Zahl der fotoleitfähigen Partikel (20) und der Leiterpartikel (22) kleiner als 5 Mikron ist und der Voluinenanteil von Silberpartikeln in der Zwischenschicht 44 bis 80 io beträgt„

6. Zwischenbildträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähigen. Partikel (20) Kadmiumsulfoselenid und die Leiterpartikel (22) Silber sind_o

7. Verfahren zum Verbinden einer fotoleitfähigen Schicht mit einer Basisschicht, dadurch gekennzeichnet , daß auf der Basisschicht eine Zwischenschicht gebildet wird, die mit der Basisschicht verklebt wird und aus einem leitfähigen, trocknen Film eines isolierenden, organischen Harzbinders mit 25 bis 99 fo darin dispergierten Leiterpartikeln mit hoher Hasse besteht, wobei die Leiterpartikel Ladungsträger auf ge-

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eigneten Energiebändern haben, so daß sie Ladungsträger injizieren, wenn sie mit dem fotoleitfähigen Material der Fotoleiterschicht in Berührung sind, daß über die Zwischenschicht die fotoleitfähig^ Schicht ausgebreitet wird-, die in einer trockenen Schicht Fotoleiterpartikel enthält, die fein verteilt in einem isolierenden, organischen Harzbindermaterial enthalten sind, daß wenigstens die Zwischenschicht und die Fotoleiterschicht gleichzeitig erhitzt werden, so daß die Harzbinder beider Schichten entlang ihrer !rennschicht miteinander verschmelzen und sich soweit ineinander mischen, daß die fotoleitfähigen Partikel und die Leiterpartikel der Schichten miteinander in Zontakt kommen, und daß zum Verfestigen des Harzes in den Schichten diese gekühlt werdenο

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