DE2830626A1

DE2830626A1 - Elektrofotografisches aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2830626A1
Application number: DE19782830626
Authority: DE
Inventors: Richard A Fotland
Original assignee: Dennison Manufacturing Co
Current assignee: Dennison Manufacturing Co
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1978-07-12
Publication date: 1979-02-01
Also published as: IT1096901B; SE438921B; JPS5434837A; FR2397660A1; AU527300B2; BR7804532A; GB2001181B; BE869000A; ZA783693B; JPH0154705B2; DE2830626C2; CA1119448A; GB2001181A; ES471782A1; AU3746678A; SE7807033L; IT7825373A0; MX145280A; CH632604A5; FR2397660B1

Description

DIPL. ING. HEINZ BARDEHF.E DIPL. CHEM. DR. PETER FÜRNISS

PATENTANWÄLTE

Aktenzeichen:

Anmelder: Dennison Manufacturing Company 3OO Howard Street Franinj-ham, Mass. O170T USA

München,

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Unser Zeichen: P 27 39

Elektrofotograf i. s ch 3S \uf~-

zeichnunqsniateri-il

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Kanzlei: Herrnstraße 15, München

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografischen Aufzeiehnungsmaterial, insbesondere für die Bilderzeugung durch Ladungsübertragung. Sie betrifft speziell die Bilderzeugung durch Laduncrsübertragung, bei ier ein modifiziertes Auf zpichnungsnateri-il
verwendet wird, um während des übertragung?;Verfahrens einen
verringerten Bildabbau oder eine verringerte Bildzersetzung zu
erreichen»

Bei der Elektrofotografie mittels Ladungsübertragung wird ?>uf
eine·!» lichtempfindlichen Material das elektrostatische legenstück zu einem Bild, das reproduziert werden soll, erzeugt. Das elektrostatische Bild wird dann auf ein Teil, das eine dielektrische Oberfläche besitzt, übertragen.

Jedoch wurde leider bei der gewöhnlichen Anwendung der vorgenannten Ladungsübertragungsteehnik oft ein spaltender oder auseinandersprengender Bildabbau angetroffen, wenn die mit Ladung versehene lichtempfindliche Fläche in die Nachbarschaft der Trägerfläche gebracht wurde. Dieser Effekt wird im einzelnen in Xerography and Related Process,herausgegeben von John H. Desrauer und Harold E. Clark, the Focal Press, London, New York, 1965, auf Seite 434 beschrieben.

Dementsprechend liegt ein Zweck der Erfindung darin, das Ausmaß der Bildverschlechterung zu verringern, die erfolgt, wenn eine
Fläche mit einem elektrostatischen Bild in die Nachbarschaft
einer Fläche gebracht wird, auf die das elektrostatische Bild
übertragen werden soll.

Ein weiterer Zweck der Erfindung liegt darin, ein übliches zusammengesetztes Aufzeichnungsmaterial so abzuändern, daß bei
dem elektrofotografischen Aufzeichnungsverfahren ein verringerter Bildabbau erhalten wird. Ein damit zusammenhängender Zweck besteht darin, ein abgeändertes zusammengesetztes Aufzeichnungsmaterial zu erhalten, das verwendet werden kann, um das Ausmaß des BiId-

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- r-

abbaus zu verringern, wenn eine beladene Oberfläche des zusammengesetzten AufZeichnungsmaterials in die Nachbarschaft einer dielektrischen Empfängerfläche gebracht wird.

Diese Zwecke werden durch den Gegenstand der Erfindung erreicht. Gegenstand der Erfindung ist ein zusammengesetztes Aufzeichnungsmaterial mit einem Fotoleiter, einem leitfähigen Schichtträger und einem Halbleiter, der zwischen dem Fotoleiter und dem leitenden Schichtträger angeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial wird mit Vorteil in einem System zur Bilderzeugung durch Ladungsübertragung verwendet, um ein Bild von dem Aufzeichnungsmaterial auf ein dielektrisches Teil zu übertragen, wobei beim übertragenen Bild ein verringerter Abbau stattfindet.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat der Halbleiter, der zwischen dem Fotoleiter und dem leitfähigen Schichtträger des zusammengesetzten Aufzeichnungsmaterials angeordnet ist, einen Widerstand zwischen 1O^J und 10 Ohm χ cm.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird als Halbleiter ein halbleitender plastischer Kunststoff und/oder ein halbleitendes Elastomer verwendet, z.B. solche, die man durch Dispergieren von Leitern in einer plastischen oder elastomeren Matrix erhält. Insbesondere kann der Halbleiter durch Dispergieren von Ruß in einem elastomeren oder in einem Epoxyharz gebildet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Fotoleiter aus der Gruppe ausgewählt, die aus Cadmiumsulfid, welches in einem Bindemittel, das eine Matrix aus einem organischen Polymer, einschließlich Epoxyharzen, Silikonen und thermoplastischen Massen, enthält, dispergiert ist, oder Selen und Selenlegierungen einschließlich amorphem Selen, Zinkoxyd-Bindemittelschichten und Polyvinylcarbazol-Trinitrofluorenon-Komplexen, besteht.

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Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung liegen sowohl der Fotoleiter als auch der Halbleiter in Form von Schichten auf einer Trommel, einem flexiblen Band, einer Platte oder irgendeinem anderen geeigneten Schichtträger vor, der vorteilhaft ein Leiter ist. Die Dicken der fotoleitfähigen und halbleitenden Schichten liegen vorzugsweise im Bereich von O,O254 bis 19,05 mm (1 bis 750 mil). Der Fotoleiter und der Halbleiter können aus derselben plastischen oder elastomeren Matrix, z.B. einem wärmehartenden Harz, gebildet werden und die gewünschten halbleitenden und fotoleitenden Eigenschaften können erreicht werden, indem man die Konzentration von z.B. Cadmiumsulfid in der Matrix variiert. Eine geeignete Konzentration von Cadmiumsulfid zur Erzielung der Halbleitfähigkeit beträgt 3O % oder mehr, während eine Konzentration von weniger als 30 %, z.B. etwa 18 %, Potoleitfähigkeit erzeugt.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Erläuterung von Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Figuren hervor.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines schematischen Ladungsübertragungsteils, das ein erfindungsgemäSes zusammengesetztes Aufzeichnungsmaterial verwendet und

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Form eines zusammengesetzten Aufzeichnungsmaterials.

In Fig. 1 wird eine schematische Darstellung einer Bilderzeugungseinheit, die mit Ladungsübertragung arbeitet, dargestellt. Bei der speziellen Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist der zusammengesetzte Fotorezeptor 2o, vorstehend und im folgenden immer mit "Aufzeichnungsmaterial" bezeichnet, eine Trommel mit einer fotoleitfähigen Schicht 21, die über einer halbleitenden Schicht auf einem leitenden Schichtträger 25 liegt.

3eim üblichen übertragungsverfahren erzeugt die Anwesenheit des

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- fr- -

elektrischen Felds, das n>it den Ladungen des elektrostatischen. Bilds verbunden ist, welches auf der Trommel 2o gebildet wurde, eine Bildverschlechterung beim Lfbertragungsverfahren. Die Wirkung einer solchen Bildverschlechterung wird erfindungsgemäß
durch Einschluß eines Halbleiters 2J zwischen dem leitenden
Substrat 25 und dem Fotoleiter 21 gemäßigt.

Andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen zusammengesetzten AufZeichnungsmaterials werden z.3. durch das flexible
Band 2o' gemäß Fig. 2 dargestellt, bei dem eine fotoleitfähige Schicht 21' über einer Halbleiterschicht 23' liegt, die ihrerseits auf einem leitenden Substrat 25* angeordnet ist. Uti den
gewünschten leitenden Schichtträger 25^l zu erhalten, kann eine leitende Beschichtung auf einen Kunststoffilm aufgebracht werden oder der Schichtträger kann eine dünne Metallfolie, z.B.
eine Nickelfolie, sein.

Oer leitende Schichtträger 25 der Trommel 2o in Fig. 1 kann z.B. aus aluminium bestehen; es kann jedoch auch jede beliebige
Materialkombination verwendet werden, die die gewünschte Leitfähigkeit erzeugt.

Es wurde empirisch festgestellt, da3 die halbleitenden Schichten 23 und 23' vorzugsweise eine Dicke im Bereich von o,o254 bis
19jo5 .mm (T bis 75o mil) besitzen. Der Widerstand der Halbleiterschicht muß so sein, daß die Ladung in einer vernünftigen Zeit durch die Schicht hindurchgeht. Dementsprechend ist der Wider-

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stand vorzugsweise geringer als 10 Ohm χ cm.

Andererseits muß der Widerstand genügend hoch sein, um eine Zeitkonstante zum Glätten oder Ebnen der Ladungsübertragung und so zum Verringern der Verschlechterung des Übertragungsbilds sein , wie vorstehend festgestellt wurde. Das untere Maß des Widerstands für die halbleitenden Schichten 23 und 23" hängt von der Dicke der Schichten , der Dicke der darüberliegenden fotoleitfähigen Schicht und der Arbeitsgeschwindigkeit ab. Es wurde fest-

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gestellt, daß im allgemeinen ein Widerstand von über 1o OhTi χ cm geeignet ist.

Die halbleitende Schicht kann auf verschiedene Arten erzeugt werden. Sie kann aus einem halbleitenden plastischen Material oder einem halbleitenden Elastomer gebildet werden. Ein geeigneter Leiter ist RuS, während eine geeignete Matrix zur Aufnahme des Rußes ein Epoxyharz ist. So kann die Halbleiterschicht durch Dispergieren von Ruß in einer Harzuatrix gebildet werden, um einen Widerstand innerhalb des oben erwähnten Bereichs zu erhalten. Auf ähnliche Weise kann eine breite Vielfalt von Gummimaterialien mit Ruß zur Erzielung des gewünschten Widerstands erhalten werden.

Der Fotoleiter kann von dem Typ sein, der allgemein bei der elektrostatischen Bilderzeugung verwendet wird. Stoffe, die zufriedenstellend mit der Halbleiterschicht 23 oder 23 * wirken, sind z.B. mit Trinitofluorenon komplexiertes Polyvinylcarbazol, Cadmiumsulfid, das in verschiedenen Bindern, z.B. Epoxyharzen, Silikonen oder Thermoplasten dispergiert ist. Selen und Selenlegierungen einschließlich amorphem Selen und wenig ermüdendes Zinkoxyd.

Im allgemeinen kann für Fotoleiter mit einer Bindemittelschicht die halbleitende Schicht aus demselben Material wie der Fotoleiter gebildet sein, wobei jedoch eine höhere Konzentration an dem lichtempfindlichen Element zugesetzt wird; so verhält sich eine fotoleitende Schicht aus Cadmiumsulfid in Epoxyharzen mit einer 18-prozentigen Konzentration in der Dunkelheit als Isolator, während dieselbe Schicht mit einer Konzentration von 30 % Cadmiumsulfid im Dunkeln wie ein Halbleiter wirkt.

Hit allen vorstehend genannten fotoleitfähigen Schichten wurde ein spaltender oder auseinandersprengender Abbau der oben er-

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wähnten Art beobachtet, wenn der latente Bildempfänger aus einer dielektrischen Fläche besteht, die an eine leitende Fläche anstößt. Das Vorliegen der Halbleiterschicht 23 oder 23' zwischen dem Fotoleiter 21 oder 21' und dem Schichtträger 25 oder 25' verringert dagegen den Abbau, der auf einer zerspaltenden Zersetzung beruht, beträchtlich. Das Phänomen, daß die halbleitende Schicht den zerspaltenden Abbau behebt, wird noch nicht vollständig verstanden; eg wird angenommen, daß die Zeitkonstante, die durch diese Halbleiterschicht eingeführt wird, die Wirkung hat, daß sich das jähe, übereilte Verhalten, das sonst mit dem zerspaltenden Abbau verbunden ist, glättet oder vermindert.

Die erfindungsgemäße Lehre ist dann von Nutzen, wenn ein latentes elektrostatisches Ladungsbild auf irgendein elektrisches Teil, z.B. ein dielektrisches Zwischenteil, das anschließend mit Toner versehen wird und von dem das Tonerbild dann auf eine einfache, einfarbige Papierkopie übertragen wird, oder ein dielektrisches Blatt, das selbst zur Erzeugung einer Kopie mit Toner behandelt wird, übertragen werden soll.

Zusammenfassend wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bilderzeugung mittels Ladungsübertragung beschrieben und beansprucht, die ein zusammengesetztes Aufzeichnungsmaterial verwenden. Das Aufzeichnungsmaterial, das durch Einlagerung eines Halbleitersubstrats zwischen einem Fotorezeptor und einem leitenden Schichtträger gebildet wird, wird zur übertragung eines Bildes auf ein dielektrisches Teil unter verringertem Bildabbau verwendet.

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Atf .

Leerseite

Claims

Patentanspräche

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Fotoleiter und einem leitenden Schichtträger, dadurch gekennzeichnet , daß ein Halbleiter zwischen dem Fotoleiter und dem leitfähigen Schichtträger angeordnet ist.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

ο 12

daß der Halbleiter einen Widerstand zwischen 1o und 1o Ohm· cm

besitzt.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter ein halbleitendes plastisches Material oder ein halbleitendes Elastomer ist.

4. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter aus in einer Kunststoffoder Gummimatrix dispergierten Leitern besteht.

5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter aus in Gummi dispergiertem Ruß, in einem Epoxyharz dispergiertem Ruß oder aus Cadmiumsulfid in einer plastischen Kunststoffmatrix besteht.

6. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotoleiter aus in einem Bindemittel dispergiertem Cadmiumsulfid, amorphem Selen, Selenlegierungen, Zinkoxyd-Bindemitte!schichten und/oder einem organischen Fotoleiter besteht.

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Kanzlei: Herrnstraße 15, München as

INSPECTED

7. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, <laß der Fotoleiter eine Schicht und der Halbleiter ebenfalls eine Schicht ist.

8. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schicht eine Dicke im Rereich von o,o254 bis 19,o5 mm (1 bis 75o mil) besitzt.

9. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotoleiter und der Halbleiter Schichten sind, die mit derselben Matrix gebildet sind.

10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 9_r dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix ein wärmehärtendes organisches Harz ist.

11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix einen Gehalt an Cadmiumsulfid enthält.

12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Cadmiumsulfid-Gehalt in dem Halbleiter etwa 30 Gew.-% und der Cadmiumsulfid-Gehalt in dem Fotoleiter etwa 18 Gew.-% beträgt.

13. Verwendung eines Aufzeichnungsmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem Verfahren zur Übertragung eines Ladungsbildes.

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