DE2830626C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Aufzeich­ nungsmaterial. Weiter betrifft die Erfindung ein elektrofoto­ grafisches Aufzeichnungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Elektrofotografische Aufzeichnungsmaterialien sind bekannt. DE-OS 23 38 248 beschreibt einen Aufbau, bestehend aus einem elektrisch leitenden Schichtträger mit einer darauf aufgebrach­ ten fotoleitfähigen Schicht, wobei eine Zwischenschicht aus einem anorganischen Halbleiter vorhanden ist. DE-AS 24 48 747 beschreibt einen Vier-Schichtaufbau. In der DE-OS 24 33 853 wird elektrostatisches Aufzeichnungsmaterial beschrie­ ben, bei dem die elektrofotografische Schicht mit einer Zwischenschicht aus einem elektrisch leitenden Material hoher Klebe- und Reißfestigkeit mit einem flexiblen Schichtträger verbunden ist.

Bei der Elektrofotografie mittels Ladungsübertragung wird auf einem elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial das elektrostatische Gegenstück zu einem Bild, das reproduziert werden soll, erzeugt. Das elektrostatische Bild wird dann auf ein Bildempfangsmaterial, das eine dielektrische Oberfläche besitzt, übertragen.

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

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Ladungsübertragung zu verbessern und insbesondere ein elektrofotografisches Aufzeich­ nungsmaterial anzugeben, das bei der Ladungsbildübertragung zu scharf übertragenen Ladungsbildern führt.

Ein Aspekt dieser Aufgabe liegt 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 Aspekt der Aufgabe liegt darin, ein übliches elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial so abzuändern, daß bei dem elektrofotografischen Aufzeichnungsverfahren ein verringerter Bildabbau oder eine verringerte Bildzersetzung erhalten wird. Ein damit zusammenhängender Aspekt besteht darin, ein abgeändertes elektrofotografisches Aufzeichnungsmate­ rial zu erhalten, das verwendet werden kann, um das Ausmaß des Bildabbaus zu verringern, wenn eine beladene Oberfläche des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials in die Nachbar­ schaft einer dielektrischen Empfängerfläche gebracht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein elektrofotografi­ sches Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1 und ein elektro­ fotografisches Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 10.

Gegenstand der Erfindung ein elektrofotografisches Aufzeich­ nungsmaterial mit einem Fotoleiter, einem leitenden Schichtträger und einem Halbleiter, der zwischen dem Fotolei­ ter 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 Bildempfangsmaterial zu übertragen, wobei beim übertragenen Bild ein verringerter Abbau stattfindet.

Der Halbleiter, der zwischen dem Fotoleiter und dem leitenden Schichtträger des Aufzeichnungsmaterials angeordnet ist, hat einen Widerstand zwischen 10³ und 10¹² Ohm × cm.

Gemäß einer 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 amorphen Selen, Zinkoxid-Bindemittelschichten und Polyvinylcarbazol-Trinitro­ fluorenon-Komplexen, besteht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform 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 fotoleitfähi­ gen und halbleitenden Schichten liegen im Be­ reich von 0,0254 bis 1,905 mm. Der Fotoleiter und der Halbleiter können aus derselben plastischen oder elasto­ meren Matrix, z. B. einem wärmehärtenden Harz, gebildet werden und die gewünschten halbleitenden und fotoleitenden Eigen­ schaften können erreicht werden, indem man die Konzentration von z. B. Cadmiumsulfid in der Matrix variiert. Eine geeignete Konzentration von Cadmiumsulfid zur Erzielung der Halbleitfähig­ keit beträgt 30% oder mehr, während eine Konzentration von we­ niger als 30%, z. B. etwa 18%, Fotoleitfähigkeit 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 erfindungsgemäßes elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial verwendet und

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

In Fig. 1 wird eine schematische Darstellung einer Bilderzeugungs­ einheit, die mit Ladungsübertragung arbeitet, dargestellt. Bei der speziellen Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist das elektrofotografische Auf­ zeichnungsmaterial 20 eine Trommel mit einer foto­ leitfähigen Schicht 21, die über einer Halbleiterschicht 23 auf einem leitenden Schichtträger 25 liegt.

Beim üblichen Übertragungsverfahren erzeugt die Anwesenheit des elektrischen Felds, das mit den Ladungen des elektrostatischen Bilds verbunden ist, welches auf dem elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial 20 gebildet wurde, eine Bildverschlechterung beim Übertragungsverfahren. Die Wir­ kung einer solchen Bildverschlechterung wird erfindungsgemäß durch Einschluß einer Halbleiterschicht 23 zwischen dem leitenden Schichtträger 25 und der fotoleitfähigen Schicht 21 gemäßigt.

Andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials werden z. B. durch das flexible Band 20′ gemäß Fig. 2 dargestellt, bei dem eine fotoleitfähige Schicht 21′ über eine Halbleiterschicht 23′ liegt, die ihrer­ seits auf einem leitenden Schichtträger 25′ angeordnet ist. Um den gewünschten leitenden Schichtträger 25′ zu erhalten, kann eine leitende Beschichtung auf eine Kunststoffolie aufgebracht wer­ den oder der Schichtträger kann eine dünne Metallfolie, z. B. eine Nickelfolie, sein.

Der leitende Schichtträger 25 des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials 20 in Fig. 1 kann z. B. aus Aluminium bestehen; es kann jedoch auch jede beliebige Materialkombination verwendet werden, die die gewünschte Leit­ fähigkeit erzeugt.

Es wurde empirisch festgestellt, daß die Halbleiterschichten 23 und 23′ vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,0254 bis 1,905 mm besitzen. Der Widerstand der Halbleiter­ schicht muß so sein, daß die Ladung in einer vernünftigen Zeit durch die Schicht hindurchgeht. Dementsprechend ist der Wider­ stand vorzugsweise geringer als 10¹² Ohm × cm.

Andererseits muß der Widerstand genügend hoch sein, um eine Zeit­ konstante zum Glätten oder Ebnen der Ladungsübertragung und so zum Verringern der Verschlechterung des Übertragungsbilds sein, wie vorstehend festgestellt wurde. Das untere Maß des Wider­ stands für die Halbleiterschichten 23 und 23′ hängt von der Dicke der Schichten, der Dicke der darüberliegenden fotoleit­ fähigen Schicht und der Arbeitsgeschwindigkeit ab. Es wurde fest­ gestellt, daß im allgemeinen ein Widerstand von über 10³ Ohm × cm geeignet ist.

Die Halbleiterschicht kann auf verschiedene Arten erzeugt wer­ den. Sie kann aus einem halbleitenden plastischen Material oder einem halbleitenden Elastomer gebildet werden. Ein geeigneter Leiter ist Ruß, während eine geeignete Matrix zur Aufnahme des Rußes ein Epoxyharz ist. So kann die Halbleiterschicht durch Dispergieren von Ruß in einer Harzmatrix gebildet werden, um einen Widerstand innerhalb des obenerwähnten Bereichs zu er­ halten. Auf ähnliche Weise kann eine breite Vielfalt von Gummi­ materialien mit Ruß zur Erzielung des gewünschten Widerstands erhalten werden.

Der Fotoleiter kann von dem Typ sein, der allgemein in der Elektrofotografie verwendet wird. Stoffe, die zufriedenstellend mit der Halbleiterschicht 23 oder 23′ wirken, sind z. B. mit Trinitrofluorenon komplexiertes Polyvinylcarbazol, Cadmiumsulfid, das in verschiedenen Bindern, z. B. Epoxyharzen, Silikonen oder Thermoplasten dispergiert ist, Selen und Selen­ legierungen einschließlich amorphem Selen und wenig ermüdendes Zinkoxid.

Im allgemeinen kann für Aufzeichnungsmaterialien mit einer bindemittelhaltigen Fotoleiterschicht die Halbleiterschicht aus demselben Material wie die Foto­ leiterschicht gebildet sein, wobei jedoch eine höhere Konzentration an Fotoleiter zugesetzt wird; so verhält sich eine fotoleitfähige Schicht aus Cadmiumsulfid in Expoxy­ harzen mit einer 18prozentigen Konzentration in der Dunkel­ heit als Isolator, während dieselbe Schicht mit einer Kon­ zentration von 30% Cadmiumsulfid im Dunkeln wie ein Halb­ leiter wirkt.

Mit allen vorstehend genannten fotoleitfähigen Schichten wurde ein spaltender oder auseinandersprengender Abbau der obener­ wähnten Art beobachtet, wenn das Bildempfangsmaterial aus einer dielektrischen Fläche besteht, die an eine leitende Fläche anstößt. Das Vorliegen der Halbleiterschicht 23 oder 23′ zwischen der Fotoleiterschicht 21 oder 21′ und dem Schichtträger 25 oder 25′ verringert dagegen den Abbau, der auf einer zer­ spaltenden Zersetzung beruht, beträchtlich. Das Phänomen, daß die Halbleiterschicht den zerspaltenden Abbau behebt, wird noch nicht vollständig verstanden, es wird angenommen, daß die Zeitkonstante, die durch diese Halbleiterschicht ein­ geführt 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 la­ tentes elektrostatisches Ladungsbild auf irgendein elektrisches Teil, z. B. ein dielektrisches Zwischenbildempfangsmaterial, das anschließend mit Toner versehen wird und von dem das Tonerbild dann auf einfaches, Papier übertragen wird, oder ein dielektrisches Bildempfangsmaterial, das selbst zur Erzeugung einer Kopie mit Toner behandelt wird, übertragen werden soll.

Claims (10)

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• (a) auf einem leitenden Schichtträger befindet sich
• (b) eine Halbleiterschicht mit einer Schichtdicke von 0,0254 bis 1,905 mm und einem spezifischen Widerstand von 10³ bis 10¹² Ohm × cm, und auf der Halbleiterschicht befindet sich
• (c) ein schichtförmiger Fotoleiter.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Halbleiter der Halbleiterschicht ein halbleitendes plasti­ sches Material oder ein halbleitendes Elastomer ist.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter der Halbleiterschicht aus in einem Binde­ mittel aus Kunststoff oder Gummi dispergierten Leitern besteht.

4. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter der Halbleiterschicht aus in Gummi dispergiertem Ruß, in einem Epoxyharz dispergiertem Ruß oder aus Cadmiumsulfid in einem plastischem Kunststoff­ bindemittel besteht.

5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotoleiter aus in einem Bindemittel dispergiertem Cadmiumsulfid, amorphem Selen, Selenlegierungen, Zinkoxid-Bindemittelschichten und/oder einem organischen Fotoleiter besteht.

6. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der schichtförmige Fotoleiter und die Halb­ leiterschichten das Bindemittel enthalten.

7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bindemittel ein wärmehärtendes orga­ nisches Harz ist.

8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bindemittel einen Gehalt an Cadmiumsul­ fid hat.

9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Cadmiumsulfidgehalt in der Halbleiterschicht etwa 30 Gew.-% und der Cadmiumsulfidgehalt in dem schichtförmigen Fotolei­ ter etwa 18 Gew.-% beträgt.

10. Elektrofotografisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem auf einem elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial ein elektrostati­ sches Ladungsbild erzeugt wird, das Ladungsbild auf dem Auf­ zeichnungsmaterial in die Nachbarschaft einer dielektrischen Auf­ nahmeoberfläche gebracht wird und das Ladungsbild von dem Aufzeichnungsmaterial auf die Aufnahmeober­ fläche übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostatische Ladungsbild auf einem Aufzeichnungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 erzeugt wird.