DE2651535C2

DE2651535C2 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2651535C2
Application number: DE2651535A
Authority: DE
Inventors: Hideaki Kawasaki Kanagawa Ema; Masahide Tokyo Harada; Haruo Kawasaki Kanagawa Hasegawa; Kenji Yokohama Kanagawa Seki; Shiro Yokohama Kanagawa Yamane
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-11-11
Filing date: 1976-11-11
Publication date: 1983-02-24
Also published as: US4469771A; JPS5258924A; US4225648A; JPS5636420B2; GB1570519A; DE2651535A1; CA1084327A

Description

;, Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches !Aufzeichnungsmaterial mit einer auf einer photoleitfähigen Schicht sich befindenden Schutzschicht, die ein Polyamid, einen Polyester, ein Polykarbonat, ein Polyurethan, ein Polystyrol, einen Polymethycrylsäureh-butylester, ein Polyvinylfornia!, ein Polyvinylacetal, ein Polyvinylbutyral, eine Äthylcellulose, eine Nitrocellulose und/oder Acetylcellulose enthält

Ein elektrophonographisches Aufzeichnungsmaterial besteht im wesentlichen aus einer photoleitfähigen Schicht, die auf einem elektrisch leitenden Träger gebildet ist. Die phötoleitfähige Schicht besteht beispielsweise aus amorphem Selen- oder Zinkoxid-Harzbeschichtungen und der elektrisch leitende Träger besteht beispielsweise aus einer Meta'lplaite oder ζ einem aufgedampften Metallharzfilm.

Ein elektrophotographisches Verfahren wird j wohnlich nach den folgenden Stufen durchgeführt: I phötoleitfähige Schicht wind durch eine Coronaent dung gleichförmig elektrostatisch aufgeladen, dann ; Bildung eines elektrostatisch latenten Bildes belieb! das latente Bild wird mit geladenen feinen Partil« d. h. Tonern, entwickelt, auf ein Bildempfangsmatei

to wie Papier übertragen und dann wird das Tonerbildι dem Papier durch Verschmelzen oder Selbstfixieren < Toners fixiert.

Gewöhnlich verbleibt ein Teil des Toners auf < photoleitfähigen Schicht. Die Entfernung der verbliel

nen Toner, d.h. das Reinigen der photoleitfähif Schicht wird durch Bürsten durchgeführt, wodi'i Kratzer auf der Oberfläche gebildet werden könn Die Kratzer, die sich bei der Wiederholung ι Verfahrens verstärken, beeinträchtigen die Bildung ι Tonerbildes und somit die Herstellung einer saubei Kopie.

Aus der DE-AS 20 28 319 ist zwar ein elektropho graphisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, das zi aufeinander liegende phötoleitfähige Schichten umh Die ebenfalls als Schutzschicht anzusprechende De schicht verleiht dem elektrophotographischen A Zeichnungsmaterial aber nicht die gewünschte Lebe dauer, da die beschriebenen organischen photoleitfi gen Substanzen keine ausreichende Abriebfestigl besitzen. Mit dem bekannten Aufzeichnungsmate lassen sich daher nur 1000 Kopien annehmba Qualität erstellen (s. Beispiel 1).

Aus der DE-AS 20 35 680 ist ein elektrophotograj sches Aufzeichnungsmaterial bekannt, das als photo!

fähige Schicht auf dem Schichtträger ein g bestimmtes Polymeres, nämlich ein sowohl Chlorate als such Boratome enthaltendes Homo- oder Misch Iymerisat mit 9-Vinylcarbazoleinheiten aufweist, eine Lewis-Säure, nämlich 2,4,7-Trinitrofluorenon, e halten kann. Dieses phötoleitfähige Polymere bes nun eine sehr schlechte Abriebbeständigkeit und ki daher weder ein elektrophotographisches Aufzei nungsmaterial mit angemessener Lebensdauer ergel noch als Schutzschicht für ein solches Mate Verwendung finden.

Um die phötoleitfähige Schicht zu schützen und dauerhafte Verwendbarkeit des lichtempfindlichen T zu erhöhen ist eine starke Schutzschicht erforderl Eine starke Schutzschicht liefert jedoch nur eine geri Auflösung. Die Auflösung (Rasterfeinheit) wird aus drückt durch die Zahl der Linien pro mm. Amorp Selen, das eine Auflösung von 7 bis 9 Linien/mm liel kann, liefert jedoch mit entsprechend dicken Polyn Schutzbeschichtungen, z.B. bei einer Stärke Schutzschicht von 0,5 μπι, 1 μπι bzw. 2 μπι nur η Auflösungen von 5-8,4-6 bzw. 3-5 Linien/mm. Auflösung hängt aber auch von der Art des verwer ten organischen Polymerisats ab. Eine hohe Auflös ist daher gewöhnlich nur mit einer Schutzschicht weniger als 03 μηΐ Stärke zu erwarten. Von eine! dünnen Schutzschicht kann jedoch keine hohe Haiti keit erwartet werden, d. h. daß der Teil des kopie: Materials, der erhalten werden kann, geringer als 20 ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elektrophi graphisches Aufzeichnungsmaterial mit hoher Haiti keit und hoher Auflösung zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das eingi

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beschriebene elektrophotographiscne Aufzeichnungs material so ausgestalet wird, daß die Schutzschicht 0,1-20 Gcw.-°/o einer Lewfc Säure enthält. Das Einmischen der Lewis-Säuren in die Schutzschicht verbessert sowohl die Auflösung als auch die Lichtabklingeigenschaft der photoleitfähigen Schicht.

Das erfindungsgemäße elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial weist eine Auflösung von mehr als 5 Linien/mm und eine Haltbarkeit von etwa 30 00 Kopien auf.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die folgenden Lewis-Säuren in der Schutzschicht bevorzugt verwendet:

2.3-Dichlor-5.6-dicyano-p-benzochinon, Dicyanomethylen.Tetracyanoäthylen, 2.6-Dinitro-p-benzochinon,

Tetracyano-p-benzochinon,

Tetracyano-p-chinodimethan, 2.3-Dicyano-p-benzochinon, o-Bromanii, o-Chloranil, p-Bromanil, p-Chloraril, p-Jodanil,

Trichlor-p-benzochinon,

2.6-DichIor-p-benzochinon,

2.5-Dichlor-p-benzochinon, "'25

23-Dichlor-p-benzochinon,

2.4.7-Trinitro-9-fluorenon,

Chlor-p-benzochmon,

1.2-Dicarboxy-1.2-dicyanoäthylen, Pyromellithsäureanhydrid, p-Benzochinon, lJ3-Trinitrobenzol, 2.4.6-Trinitrotoluol, Maleinsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäureanhydrid,

1.2.4.5-Tetracyanobenzol, m-Dinitrobenzol, 1.3.5-Tricyanobenzol, 2.4-Dinitrobenzoesäure,

3.5-Dinitrobenzoesäure,

4.4'-bis-(Dimethylamino)-benzophenon,

Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Picrinsäure, 4-Nitrobenzaldehyd, 2-Acctylnaphthalin und/oder Phthalsäure.

Die Menge der Lewis-Säure hängt von der Art des organischen Hochpolymers ab. In einer Menge von weniger als 0,1 Gew.-% können Verbesserungen der Auflösung nicht festgestellt werden und in größeren Mengen als 20 Gew-% kann keine Haltbarkeit der Schutzschicht erhalten werden, weil die mechanischen Eigenschaften der Schutzschicht beeinträchtigt werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung liegt die Stärke der Schutzschicht bei 0,5 bis 15 μπι. Bei einer Stärke von weniger als 0,5 μπι kann eine zufriedenstellende Haltbarkeit nicht erhalten werden. Im Gegensatz dazu nimmt bei einer Stärke von mehr als 15 μπι die Auflösung des Tonerbildes ab und es erhöht sich die Verunreinigung der Kopie.

Als Material für den elektrisch leitenden Träger können Aluminium, Zink, Messing, Kupfer, Zinn und Nickel und andere elektroleitfähige Substanzen wie Polyvinylalkohol verwendet werden. Metall-bedampftes Papier oder Metall-bedampfte Kunststoffdien können als elektrisch leitende Träger verwendet werden.

Die Schutzschicht der vorliegenden Erfindung kann z. B. auf photoleitfähige Schichten aufgetragen werden, die im wesentlichen aus amorphem Selen, einem Gemicch aus photoleitfähigen Substanzen wie Zinkoxid, Titanoxid, Zinksulfid, Cadmiumsulfid, Oadmiumselenid und Kupferphthalocyanin und einem Bindemittel wie Siliconharz, Acrylharz, Alkydharz, Styril-Butadienmischpolymerisat oder einer organischen photoleitfähigen Substanz wie N-Vinylcarbazol, Oxazol, Triazol, Jmidazol, Pyrazolin und Derivaten und Polymerisaten davon bestehen.

Die photoleitfähige Schicht, wie oben angegeben, kann eine Einzelschicht oder eine Mehrfachschicht aus mehr als zwei Schichten sein. Es kann eine Sperrschicht zwischen einer photoleitfähigen Schicht und einer elektrisch leitenden Schicht angeordnet werden, wobei die Sperrschicht im wesentlichen aus einer dünnen Schicht von Aluminiumoxid oder einem synthetischen Harz besteht.

, In der Schutzschicht der vorliegenden Erfindung können übliche Additive wie Pigmente, Farbstoffe und Härtungsmittel enthalten sein.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Eine Sperrschicht aus Polyamid mit einer Stärke von 0,1 μπι wurde auf einem Aluminiumträger mit einer Stärke von 0,2 mm gebildet und dann wurde Selen unter Vakuum auf die Sperrschicht zur Bildung einer photoleitfähigen Schicht von 50 μπι Stärke aufgedampft Eine Lösung von 10 g Cellulosepropionat und 0,6 g 2.4-Dinitrobenzoesäure (Lewis-Säure) gelöst in einem Gemisch von 60 g Butylacetat und 20 g Äthylacetat wurde auf die photoleitfähige Schicht durch Eintauchen aufgetragen und mit warmer Luft bei 40⁰C1 Stunde unter Bildung einer Schutzschicht von 2μΐη Stärke auf der photoleitfähigen Schicht getrocknet Auf diese Weise wurde ein erfindungsgemäßes elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial (No. 1) erhalten.

Zum Vergleich wurde ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial (No. 2) dadurch erhalten, daß man das obige Verfahren, wiederholt, ai ßer daß eine Schutzschicht von 2 μπι Stärke unter ausschließlicher Verwendung von Cellulosepropionat gebildet wurde.

Die elektrostatischen Eigenschaften und die Auflösung wurden in einer Atmosphäre von 20 ±5° C und 50+10% RF (relativer Feuchtigkeit) und Einhaltung der folgenden Bedingungen ermittelt

Untersuchungsmas^hine

»Paper Analyser SP 428«

Spannung der Coronaentladung
Strom der Coronaentladung

Vs: Aufnahmepotential (V) der photoleitfähigen Schicht

Vo: Oberflächenpotential (V) der photoleitfähigen Schicht

+6 kV oder -6 kV

Potential 20 Sekunden nach der Coronaentladung

Potential nach 20 Sekunden Stehenlassen im Dunkeln
nach Abbrechen der Coronaentladung

Fortsetzung

Untersuchungsmaschine

»Paper Analyser SP 428«

E_]/]0; Belichtungsdauer (lux. Sek.)

K^₃₀: Oberflächenpotential (V)
Auflösung (Linien/mm):

Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Tabelle I

Beleuchtung in 10/7 Lux diecrforderlich ist, um das Oberflächenpotential auf 1/10 seines ursprünglichen Wertes (Vo) zu verringern

Potential nach 30 Sekunden Beleuchten mit 10/7 Lu;

Die Auflösungsuntersuchung wurde unter Verwendi der »Bilduntersuchungsmaschine« vorgenommen

Aufzeichnungsmaterial	Vs (V)	Vo (V)	■^I/IO (Lux. Sek.)	(V)	Auflösuni (Linien/n
Nr. 1 Z' Nr. 2 (Vergleichsmaterial)	1180 1170	870 860	12,6 12,5	28 27	7 4

ζ Die Tabelle zeigt, daß die Aufzeichnungsmaterialien ähnliche elektrostatische Eigenschaften aufweisen, daß das erfindungsgemäße Material (No. 1) dem Vergleichsmaterial (No. 2) jedoch hinsichtlich der Auflösung

■überlegen ist.

Beispiel 2

'- Selen wurde unter Vakuum auf einen Aluminiumträger von 0,2 mm Stärke zur Bildung einer ersten photoleitfähigen Schicht von 1,5 μπι Stärke aufgedampft Dann wurde eine 10%ige Chlorbenzollösung von bromiertem Poly-N-vinylcarbazoI auf die erste photoleitfähige Schicht aufgetragen und zur Bildung einer zweiten photoleitfähigen Schicht von 10 μΐη Starke getrocknet Eine Lösung von 10 g Nitrocellulose und 0,4 g p-Bromanil (Lewis-Säure), gelöst in einem Gemisch von 50 g Methylalkohol und 50 g Äthylalkohol, wurde auf die zweite photoleitfähige Schicht d Eintauchen aufgetragen und mit warmer Luft von A 10 Minuten getrocknet, wodurch man eine Scr schicht von 3 μπι auf der photoleitfähigen Sch erhielt (Aufzeichnungsmaterial No. 3).

Es wurde ein Vergleichsmaterial (No, 4) dad erhalten, daß man das obige Verfahren wieder außer daß eine Schutzschicht mit einer Stärke von: unter ausschließlicher Verwendung von Nitroceüu gebildet wurde.

Die elektrostatischen Eigenschaften und die Ai sung der beiden Materialien (No. 3 und No. 4) wurdi der gleichen Weise wie im Beispiel 1 gemessen, ai daß eine Coronaentladung von —6 kV und Toner positiver Polarität verwendet wurden.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabell angegeben.

Tabelle II

Aufzeichnungsmaterial

Vs
(V) Yo (V)

£1/10
(Lux. Sek.)

(V)

Auflösun (Linien/n

Nr. 3	-1650	-1350	12,5	16	8
Nr. 4 (Vergleichsmaterial)	-1660	-1360	12,5	16	4

Die Tabelle zeigt ähnliche elektrostatische Eigenschaften bei beiden Materialien. Das erfindungsgemäße Material (No. 3) ist dem Vergleichsmaterial jedoch in No. 4 der Auflösung überlegen.

Beispiel 3

100 g feines Pulver von photoleitfähigem Kupferphthalocyanin wurden in eine Lösung von 150 g Epoxyharz in 600 g Methylethylketon gegeben und das Gemisch in einer Kugelmühle 4 Stunden dispergiert Dann wurden zu der Dispersion 15 g Diäthyltetramin (Aminhärtungsmittel) zugegeben und das Gemisch 3 Minuten dispergiert, wodurch man eine Dispersion erhielt, die die photoleitfähige Substanz enthielt Diese Dispersion wurde auf einen Aluminiumträger 0,2 mm Stärke aufgetragen und mit erhitzter Luf 150⁰C 20 Minuten getrocknet, wodurch man photoleitfähige Schicht von 20 μιη auf dem Ti erhielt Den beschichteten Teil ließ man bei Raum peratur eine Woche zur Härtung der photoleitfäl Schicht stehen. Eine Lösung von 1 g Tetracyano-p nodimethan (Lewis-Säure) in 100 g Tetrahydro] gab man zu 100 g einer 55%igen Lösung von Testbi von ölmodifiziertc·.! Polyurethanharz und gab dai diesem Gemisch weitere SOg Testbenzin. Da erhaltene Gemisch wurde auf die gehärtete photol· hige Schicht durch Eintauchen aufgetragen unc warmer Luft bei 100⁰C eine Minute getroc

Fortsetzung

Untersuchungsmaschine

»Paper Analyser SP 428«

₀: Belichtungsdauer (lux. Sek.)

₀: Oberflächenpotential (V)
Auflösung (Linien/mm):

Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
Tabelle I

Beleuchtung in 10/7 Lux dieerforderlich ist, um das
Oberflächenpotential auf 1/10 seines ursprünglichen
Wertes (Vo) zu verringern

Potential nach 30 Sekunden Beleuchten mit 10/7 Lux

Die Auflösungsuntersuchung wurde unter Verwendung der »Bilduntersuchungsmaschine« vorgenommen

Aufzeichnungsmaterial	Vs (V)	Vo (V)	(Lux. Sek.)	(V)	Auflösung (Linien/mm)
Nr. 1 ■y Nr. 2 (Vergleichsmaterial)	1180 1170	870 860	12,6 12,5	28 27	7 4

7 Die Tabelle zeigt, daß die Aufzeichnungsmaterialien ahnliche elektrostatische Eigenschaften aufweisen, daß das erfindungsgemäße Material (No. 1) dem Vergleichsmaterial (No. 2) jedoch hinsichtlich der Auflösung überlegen ist.

Beispiel2

' Selen wurde unter Vakuum auf einen Aluminiumträger von 0,2 mm Stärke zur Bildung einer ersten photoleitfähigen Schicht von 1,5 μπι Stärke aufgedampft Dann wurde eine lO°/oige Chlorbenzollösung von bromiertem Poly-N-vinylcarbazoI auf die erste photoleitfähige Schicht aufgetragen und zur Bildung einer zweiten photoleitfähigen Schicht von 10 μπι Starke getrocknet Eine Lösung von 10 g Nitrocellulose und 0,4 g p-Bromanil (Lewis-Säure), gelöst in einem Gemisch von 50 g Methylalkohol und 50 g Äthylalkohol,

Tabelle II

wurde auf die zweite photoleitfähige Schicht durch Eintauchen aufgetragen und mit warmer Luft von 40° C 10 Minuten getrocknet, wodurch man eine Schutzschicht von 3 μπι auf der photoleitfähigen Schicht erhielt (Aufzeichnungsmaterial No. 3).

Es wurde ein Vergleichsmaterial (No, 4) dadurch erhalten, daß man das obige Verfahren wiederholt, außer daß eine Schutzschicht mit einer Stärke von 3 μπι unter ausschließlicher Verwendung von Nitrocellulose gebildet wurde.

Die elektrostatischen Eigenschaften und die Auflösung der beiden Materialien (No. 3 und No. 4) wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 gemessen, außer daß eine Coronaentladung von —6 kV und Toner mit positiver Polarität verwendet wurden.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.

Aufzeichnungsmaterial

Vs
(V)

Vo
(V)

£1/10
(Lux. Sek.)

(V)

Auflösung
(Linien/mm)

Nr. 3	-1650	-1350	12,5	16	8
Nr. 4 (Vergleichsmaterial)	-1660	-1360	12,5	16	4

Beispiel 3

100 g feines Pulver von photoleitfähigem Kupferphthalocyanin wurden in eine Lösung von 150 g Epoxyharz in 600 g Methylethylketon gegeben und das Gemisch in einer Kugelmühle 4 Stunden dispergiert Dann wurden zu der Dispersion 15 g Diäthyltetramin (Aminhärtungsmittel) zugegeben und das Gemisch 3 Minuten dispergiert, wodurch man eine Dispersion erhielt, die die photoleitfähige Substanz enthielt Diese Dispersion wurde auf einen Aluminiumiräger von 02 mm Stärke aufgetragen und mit erhitzter Luft bei 150° C 20 Minuten getrocknet, wodurch man eine photoleitfähige Schicht von 20 μΐη auf dem Träger erhielt Den beschichteten Teil ließ man bei Raumtemperatur eine Woche zur Härtung der photoleitfähigen Schicht stehen. Eine Lösung von 1 g Tetracyano-p-chinodimethan (Lewis-Säure) in 100 g Tetrahydrofuran gab man zu 100 g einer 55%igen Lösung von Testbenzin von ölmodifizierteii Polyurethanharz und gab dann zu diesem Gemisch weitere SOg Testbenzin. Das so erhaltene Gemisch wurde auf die gehärtete photoleitfähige Schicht durch Eintauchen aufgetragen und rr.it warmer Luft bei 100⁰C eine Minute getrocknet,

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer auf einer photoleitfähigen Schicht sich befindenden Schutzschicht, die ein Polyamid, einen Polyester, ein Polykprbonat, ein Polyurethan, ein Polystyrol, einen Polymethycrylsäure-n-butylester, ein PolyvJnylformal, ein Polyvinylacetat ein Polyvinylbutyral, eine Äthylcellulose, eine Nitrocellulose, und/oder Acetylcellulose enthält, dadurchgekennzeichnet, daß die Schutzschicht 0,1-20 Gewichtsprozent einer Lewis-Säure enthält

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht als Lewis-Säure

23-Dichlor-5,6-dicyan-p-benzochinon,
Dicyanomethylen,Tetracyanoäthylen,
2.6- Dinitro-p-benzochinon,
Tetracyano-p-benzochinon,
Tetracyano-p-chinodimethan,
23-Dicyano-p-benzochinon,
o-Bromanil, o-Chloranil, p-Bromanil,
p-Chloranil, p-Jodanil,
Trichlor-p-benzochinon,
2.6-Dichlor-p-benzochinon,
2.5-Dichlor-p-benzochinon,
23-DichIor-p-benzochinon,
2.4.7-Trinitro-9-fluorenon,
Chlor-p-benzoch!non,
1.2-Dicarboxy-1.2-dicyanoäthy len,
Pyromellithsäureanhydrid,
p-Benzochinon, 13.5-Trinitrobenzol,
2.4.6-Trinitrotoluol, Maleinsäureanhydrid,
Tetrachlorphthalsäureanhydrid,
1.2.4.5-Tetra-Cyanobenzol,
m-Dinitrobenzol, 13.5-Tricyanobenzol,
2.4-Dinitrobenzoesäure,
3.5-Dinitrobenzoesäure,
4.4'-bis-(Dimethylamino)-benzophenon,
Tetrachlorphthalsäureanhydrid,
Picrinsäure, 4-Nitrobenzaldehyd,
2-Acetylnaphthalin und/oder Phthalsäure
enthält.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine 0,5-15μπι dicko Schutzschicht enthält