DE2903876A1

DE2903876A1 - Mehrschichtiges fotosensitives aufzeichnungsmaterial und dessen anwendung zum elektrostatografischen kopieren

Info

Publication number: DE2903876A1
Application number: DE19792903876
Authority: DE
Inventors: Joseph Y C Chu; Simpei Tutihasi
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2449907B2; FR2449907A2; GB2023298B; JPS59824B2; JPS54149634A; CA1124565A; DE2903876C2; US4251612A; GB2023298A

Description

HOFFMANN · EITLE & PAHTNER

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197.5) · DIPL.-ING. W. EITLE · D R. RER. NAT. K. HOFFMAN N . Dl PL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELIASTRASSE 4 {STERNHAUS) · D-8000 MO NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29019 (PATH E)

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XEROX CORPORATION Rochester, N.Y./USA

Mehrschichtiges fotosensitives Aufzeichnungsmafcerial und dessen Anwendung zum elektrofotografischen Kopieren

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Aufzeichnungssystem und insbesondere ein Verfahren zum Vervielfältigen, bei dem ein verbessertes mit einer Überbeschichtung versehenes elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial verwendet wird»

Die Bildung und Entwicklung von Aufzeichnungen auf Aufzeichnungsoberflächen eines fotoleitfähigen Materials durch elektrostatografische Mittel ist bekannt und einer der breit verwendeten Verfahren ist die Xerographie. Die Xerographie wird von CF. Carlson in US-PS 2 297 691 beschrieben und betrifft die Bildung eines elektrostatischen

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latenten Bildes auf der Oberfläche einer fotoleitfähigen Platte, die im allgemeinen als Fotorezeptor bezeichnet wird. Der Fotorezeptor selbst besteht aus einem leitfähigen Substrat, welches an seiner Oberfläche eine Schicht aus einem fotoleitfähigen isolierenden Material trägt, und in vielen Fällen kann eine dünne Grenzschicht zwischen dem Substrat und der fotoleitfähigen Schicht verwendet werden, um zu vermeiden, daß eine Ladung von dem Substrat in die fotoleitfähige Schicht injiziert wird, wenn sich die Plattenoberfläche ändert, denn wenn Ladungsinjektionen in die fotoleitfähige Schicht eindringen würden, würde dies die Qualität der entstehenden Bilder nachteilig beeinflussen.

Die Platte wird im Dunkeln beladen, beispielsweise indem man sie in bildhafter Weise einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung aussetzt. Die vom Licht betroffenen Teile der Wiedergabeschicht werden relativ leitfähig gemacht und die elektrostatische Ladung wird auf diesen bestrahlten Flächen selektiv verteilt. Anschließend an das Belichten des Fotoleiters wird das elektrostatische latente Bild auf dieser bildtragenden Oberfläche dadurch sichtbar gemacht, daß man ein feinteiliges gefärbtes Markierungsmaterial, das als Toner bezeichnet wird, verwendet. Dieser Toner wird hauptsächlich von solchen Stellen der bildtragenden Oberfläche angezogen, welche die elektrostatische Ladung beibehalten und bildet dadurch ein sichtbares Pulverbild. Die Übertragung des Tonerbildes auf ein Empfängerteil, wie Papier, mit anschließendem Einbrennen des Toners in das Papier ergibt eine beständige Kopie. Die bildgebende Oberfläche des Fotorezeptors kann .dann in irgendeiner der bekannten Weisenerfolgen, z.B. durch Reinigen mit einer Klinge, wobei der Zweck dieser Reinigung der ist, alle restlichen Toneranteile zu entfernen. Das elektrostatisch latente Bild kann

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auch auf andere Weise verwendet werden, beispielsweise können elektrostatische Abtastsysteme verwendet werden, um das latente Bild abzulesen, oder das latente Bild kann auf andere Materialien durch TESI-Verfahren übertragen und bewahrt werden. Das entwickelte Bild kann dann abgelesen werden oder es wird permanent auf dem Fotoleiter fixiert, wenn die bildwiedergebende Schicht nicht wieder verwendet werden soll.

Zahlreiche Arten von Fotorezeptoren können bei der vorher beschriebenen Verfahrensweise verwendet werden und sind bekannt, wobei zu solchen Fotorezeptoren organische Materialien, anorganische Materialien und Mischungen davon gehören. Es handelt sich um bekannte Fotorezeptoren, bei denen die Erzeugung der Ladungsträger und der Transport der Ladungsträger durch diskrete, aneinanderliegende Schichten erfolgt. Bekannt sind auch Fotorezeptoren, die aus einer Überbeschichtungsschicht auf einem elektrisch isolierenden polymeren Material bestehen und im Zusammenhang mit solchen überbeschichteten Fotorezeptoren sind eine Reihe von Vervielfältigungsverfahren vorgeschlagen worden. Die Technik der Xerographie schreitet jedoch fort und die Anforderungen an die Vervielfältigungsapparaturen werden immer größer, um die erhöhten Anforderungen zu befriedigen, um höhere Bildqualitäten zu erreichen und um einen Schutz für die Fotorezeptoren zu bewirken. Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Vervielfältigungsverfahren, bei dem ein verbessertes überbeschichtetes elektrofotografisches Aufzeichnungsteil verwendet wird.

In der US-PS 3 041 167 wird eine elektrofotografische Aufzeichnungsmethode beschrieben, bei der ein überbeschichtetes Aufzeichnungsteil aus einem leitfähigen Substrat, einer

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fotoleitfähigen isolierenden Schicht und einer Überbeschichtungsschicht aus einem elektrisch isolierenden polymeren Material verwendet wird. Dieses Teil wird in einem elektrofotografischen Aufzeichnungsverfahren angewendet, indem man z.B. zunächst das Teil mit einer elektrostatischen Ladung einer ersten Polarität belädt und_ bildhaft belichtet unter Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bildes, das dann unter Bildung eines sichtbaren Bildes entwickelt werden kann. Das sichtbare Bild wird dann auf ein Aufnahmeteil übertragen und die Oberfläche des Bildwiedergabeteiles wird gereinigt, um den Bildwiedergabezyklus zu vervollständigen. Vor jedem aufeinanderfolgenden Zyklus kann das Bildaufzeichnungsteil mit einer elektrostatischen Beladung einer zweiten Polarität, die der Polarität der ersten Polarität entgegengerichtet ist, beladen werden. Es werden ausreichende Beladungen der zweiten Polarität angewendet, so daß man über dem Teil ein Netz eines elektrischen Feldes dieser zweiten Polarität erzeugt. Gleichzeitig werden bewegliche Ladungen der ersten Polarität in der fotoleitfähigen Schicht erzeugt, indem man ein elektrisches Potential an das leitfähige Substrat anlegt. Das Bildpotential, das zur Bildung des sichtbaren Bildes entwickelt wird, ist dann in der fotoleitfähigen Schicht und der Überbeschichtungsschicht vorhanden.

Es können verschiedene Verfahren angewendet werden, z.B. die Verfahren, die von Mark in einem Aufsatz der in "Photographic Science and Engineering", Band 18, Nr. 3, Seiten 254 bis 261, Mai/Juni 1974, erschienen ist. Das Verfahren, das von Mark als Katsuragawa- und Canon-Verfahren bezeichnet wird, kann man grundsätzlich in vier Stufen aufteilen. Die erste Stufe besteht darin, die isolierende überbeschichtung zu beladen. Dies wird normalerweise durchgeführt, indem man diese einer Gleichstromkorona einer Polarität, die entgegengesetzt ist der hauptsächlichen Ladungs-

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träger, aussetzt. Bringt man eine positive Ladung auf die Oberfläche der Isolierschicht auf, wie dies der Fall ist, wo ein n-Typ-Fotoleiter verwendet wird, so wird in dem leitfähigen Substrat eine negative Ladung induziert, in den Fotoleiter injiziert und transportiert zu und eingeschlossen in die Grenzfläche zwischen Isolierschicht und fotoleitfähiger Schicht, wodurch ein Anfangspotential entsteht, das sich alleine über der Isolierschicht befindet. Die beladene Platte wird dann einem Licht- und Schattenmuster ausgesetzt, während man gleichzeitig an ihrer Oberfläche ein elektrisches Feld von entweder Wechselstrom (Canon) oder Gleichstrom einer entgegengesetzten Polarität der anfänglichen elektrostatischen Beladung (Katsuragawa) anlegt. Dann wird die Platte gleichmäßig einer aktivierenden Bestrahlung ausgesetzt unter Ausbildung eines entwickelbaren Bildes mit einem Potential über der isolierenden Schicht und wobei man gleichzeitig das Potential über der fotoleitfähigen Schicht auf Null vermindert. Bei anderen' Verfahren, die in dem Mark-Aufsatz beschrieben werden, d.h. bei den Hall- und Butterfield-Verfahren, hat die Polarität der Anfangsspannung das gleiche Vorzeichen wie der Hauptladungsträger und die umgekehrte Polarität wird beim Löschen angewendet.

Bei den Verfahren, bei denen die Spannung zu Beginn auf die Überbeschichtung aufgebracht werden muß, beispielsweise in Stufe 1 des Canon-Verfahrens, muß entweder ein injizierender Kontakt für die Mehrheit der Träger oder die Fähigkeit, in der Masse Träger zu erzeugen, oder eine ambipolare fotoleitfähige Schicht verwendet werden. Bei Verfahren, bei denen die Anfangspolarität der Spannung das umgekehrte Vorzeichen wie die Hauptmenge der Träger hat, benötigt man einen injizierenden Kontakt für die Hauptmenge der Träger, die Fähigkeit in der Masse Träger zu erzeugen oder eine ambipolare fotoleitfähige Schicht.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Aufzeichnungsteil und ein Aufzeichnungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte überbeschichte Fotorezeptorvorrichtung zu zeigen, und insbesondere eine löcherinjizierende Elektrode. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Verwendung eines Aufzeichnungssystem in einem dielektrischen überbeschichteten Fotorezeptormaterial aus einem Fotoleiter vom p-Typ.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine löcherinjizierende Elektrode an der Grenzfläche der fotoleitfähigen Schicht 16 und dem Trägersubstrat zu schaffen, die billig und leicht herzustellen ist und die dauerhaft an dem leitfähigen Substrat und der Lochtransportschicht anhaftet, und die nicht abblättert und deshalb wieder verwendet werden kann.

Diese und weitere Ziele der Erfindung werden dadurch verwirklicht, daß man eine löcherinjizierende Elektrode zur Verfügung stellt, die aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus Ruß, dispergiert in einem Polymeren und Graphit, dispergiert in einem Polymeren, wobei diese Schicht eine Grenzfläche zwischen einem Substrat und der Schicht des Ladungsträgertransportmaterials bildet. Insbesondere sind diese Materialien an die Transportschicht längs einer verbundenen Zwischenschicht verbunden. Die Teilchen in der löcherinjizierenden Elektrode sind so ausgewählt, daß sie genügend verfügbare Ladungsträger bei ausreichenden Energieniveaus enthalten und einen injizierenden Kontakt mit der Ladungstransportschicht bilden, wobei die injizierende Schicht als Ganzes eine ladungsinjizierende Elektrodenschicht für die fotoleitfähige Schicht bildet. Das

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Aufzeichnungsteil besteht gemäß einer Ausführungsform aus einem Substrat, einer Lochinjektionsschicht aus Ruß, dispergiert in einem Polymeren,in Berührung mit dem Substrat und einer Ladungstransportschicht aus einem elektrisch inaktiven organischen Harz, in dem ein elektrisch aktives Material dispergiert ist, wobei die Kombination im wesentlichen nicht-absorbtiv gegenüber sichtbarer elektromagnetischer Strahlung ist, aber die Injizierung von fotoerzeugten Löchern aus einer Ladung der folgenden Schicht in Berührung mit der genannten löchertransportierenden Schicht und elektrisch induzierten Löchern aus der Schicht des injizierenden Materials ermöglicht.

Diese Schichtstruktur und insbesondere die lochinjizierende Elektrode mit den gewünschten elektrischen und mechanischen Eigenschaften kann leicht dadurch hergestellt werden, daß man zunächst die lochinjizierende Schicht auf den Träger in flüssiger Form aufbringt, das Lösungsmittel oder den flüssigen Träger abdampft, um die lochinjizierende Schicht zu verfestigen, worauf man dann die Ladungsträgerschicht (Lochtransportschicht) auf die lochinjizierende Schicht in flüssiger Form aufträgt und den flüssigen Träger dieser Beschichtung abdampft. Beim endgültigen Härten und Abkühlen des Verbundmaterials wird eine starke Bindung zwischen der lochinjizierenden Schicht und dem Substrat und zwischen der lochinjizierenden Schicht und der Ladungsträgerschicht erzielt. Die Ladungsträgerschicht wird überbeschichtet mit einer Schicht aus einem Ladungsträger-erzeugendem Fotoleitermaterial und mit einer elektrisch isolierenden Schlußbeschichtung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das beschriebene Teil zunächst mit einer elektrostatischen Beladung negativer Polarität beladen und anschließend ein zweites

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Mal mit einer elektrostatischen Ladung positiver Polarität , um die Ladung, die an der elektrisch isolierenden Oberfläche des Teiles ist, im wesentlichen zu neutralisieren, worauf man dann das Teil bildhaft mit aktivierter elektromagnetischer Strahlung belichtet und dadurch ein elektrostatisch latentes Bild bildet. Dieses Bild kann dann unter Ausbildung eines sichtbaren Bildes entwickelt werden, das auf ein Aufnahmeteil übertragen werden kann. Das Abbildungsteil kann anschließend wieder verwendet werden, um weitere Aufzeichnungen nach dem Auslöschen und den Reinigungsstufen zu erzielen.

Fig. 1 stellt einen schematischen Teilquerschnitt eines Fotorezeptors dar, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 2A bis 2C

beschreiben die verschiedenen Herstellungsstufen, ' die man anwendet;

Fig. 3 zeigt eine wichtige Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 wird ein Fotorezeptor gezeigt, der mit 10 bezeichnet wird und der aus einem Substrat 12 , einem Ladungsträger-inj!zierenden Material 14, einem Ladungsträgertransportmaterial 16 , einer Schicht aus einem fotoleitfähigen Ladungsträger erzeugenden Material 18 und einer Schicht aus einem elektrisch isolierenden polymeren Material 20 besteht.

Das Substrat 12 kann opake oder im wesentlichen transparent sein und kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, welches die erforderlichen mechanischen Eigenschaften hat. Das Substrat kann aus einer Schicht aus einem

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nicht leitfähigen Material, wie einem anorganischen oder organischen polymeren Material bestehen, einer Schicht aus einem organischen oder anorganischen Material mit einer daran angeordneten leitfähigen Oberfläche oder aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium, Bronze und dergl. Das Substrat kann flexibel oder starr sein und kann jede gewünschte Form haben, z.B. die Form einer Platte, einer zylindrischen Trommel, einer Spirale oder eines endlosen flexiblen Bandes und dergl. Vorzugsweise liegt das Substrat in Form eines endlosen flexiblen Bandes vor.

Die Dicke des Substrates hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich wirtschaftlicher Überlegungen, wobei diese Schicht eine erhebliche Dicke haben kann, z.B. 0,076 bis 0,254 mm (etwa 3 mils, bis etwa 10 mils.) .

Die Ladungsträger-injizierende Schicht 14 muß in der Lage sein, Ladungsträger oder Löcher in die Ladungsträgertransportschicht 16 unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zu injizieren. Wie später noch genauer beschrieben werden wird, müssen die injizierten Ladungsträger die gleiche Polarität haben, wie die beweglichen Träger, die vorzugsweise durch die Schicht 16 transportiert werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Ladungsträger-injizierende Schicht eine ausreichende laterale Leitfähigkeit haben, um auch als Grundelektrode für den Fotorezeptor zu dienen, wobei in diesem Falle eine weitere zusätzliche leitfähige Schicht nicht erforderlich ist.

Beispiele für Stoffe, die in der Lage sind, Ladungsträger unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes zu injizieren und die deshalb in der Schicht 14 geeignet sind, schließen

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Ruß oder Graphit, dispergiert in verschiedenen Polymerharzen ein, wobei die ladungsinjizierende Elektrode hergestellt wird durch Gießen aus einer Lösung einer Mischung aus Ruß oder Graphit dispergiert in einer Klebstoff-Polymerlösung auf ein Trägermaterial wie einem Polyester oder einem aluminisiertem Polyester. Andere bekannte folienbildende Verfahren können zur Herstellung dieser Injektionselektrode verwendet werden, z.B. durch Aufsprühung oder durch thermische Filmextrusion. Der dispergierte Ruß oder Graphit dient als lochinjizierende Elektrode und auch als leitfähiges Medium und das Polymere dient im wesentlichen dazu, um eine dauerhafte Haftung zwischen dem Substrat und der organischen Transportschicht sicherzustellen. Ein erheblicher Vorteil der bei der Verwendung von Ruß oder Graphitdispersionen als ladungsinjizierende Elektrode auftritt, ist darin zu sehen, daß er im wesentlichen dauerhaft an dem Substrat als auch an der Transportschicht haftet, was nicht der Fall ist, wenn man Materialien wie Gold und Aluminium verwendet. Die Injizierungsschicht hat deshalb nicht die Neigung abzublättern, d.h. sich von der Transport- und Trägerschicht zu lösen, so daß die Qualität der Bilder auch bei wiederholter Anwendung nicht nachteilig beeinflußt wird. Obwohl es natürlich möglich ist, Gold und Aluminium wieder abzuscheiden, und einen weiteren Fotorezeptor herzustellen, wenn ein ausreichendes Abblättern bemerkt wird, und eine nachteilige Wirkung in dem gesamten System verursacht wird und sogar dessen Unbrauchbarkeit bewirkt,ist ein solches Verfahren nicht nur zeitraubend sondern auch sehr unwirktschaftlich. Auf jeden Fall sind Ruß und Graphit sehr preiswerte Materialien im Vergleich zu Gold und Aluminium und sind viel leichter erhältlich und arbeiten wirksamer als Gold oder Aluminium.

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Typische Beispiele für Polymere, die als Materialien verwendet werden können,in denen Ruß oder Graphit dispergiert werden können, sind z.B. Polyester, wie PE-100 von der Goodyear Chemical Company. Andere Polyester, die geeignet sind, können als polymere Veresterungsprodukte von Dicarbonsäuren und Diolen, einschließlich Diphenolen bezeichnet werden. Typische Diphenole sind 2,2-bis(4-beta-Hydroxyäthoxyphenyl)-propan, 2,2-bis(4-Hydroxyisopropoxyphenyl)-propan, 2,2-bis(4-beta-Hydroxyathoxyphenyl)-pentan, 2,2-bis(4-beta-Hydroxyäthoxyphenyl)-butan und dergleichen, während typische Bicarbonsäuren Oxalsäuren, Malonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und dergleichen sind. Alle Polyester oder andere polymere Materialien können verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie das System nicht nachteilig beeinflussen und eine gleichmäßige Dispergierung von Ruß und Graphit darin ermöglichen.

Zahlreiche Arten von Ruß und Graphit sind geeignet, einschließlich Ofenruß und Kanalruß, wie er aus vielen Quellen, z.B. von der Cabot Corporation, erhältlich ist. Typische Beispiele für diese Materialien sind Rußsorten, wie Vulkan XC-72R, Vulcan 6, Black Pearls L und Monarch 1300, die alle von der Cabot Corporation erhältlich sind, und Graphit, der von der Superior Graphite Company erhältlich ist. Andere Rußsorten sind geeignet unter der Voraussetzung, daß sie im wesentlichen nicht das Abbildungsverfahren nachteilig beeinflussen, jedoch sollen solche Materialien eine ausreichende Leitfähigkeit haben, in der Lage sein, Löcher zu injizieren, was besonders wichtig ist, und in der Lage sein, gleichmäßig in einem Polymer dispergiert zu werden. Hinsichtlich der Leitfähigkeit

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können die verwendeten Materialien einen Bereich von elektrischen Widerstandswerten haben, der von vielen Faktoren abhängt, wie von der Dicke der lochinjizierenden Elektrode. Im allgemeinen liegt der Bereich der elektrischen Widerstände bei weniger als 20 000 ohm pro Quadrat, wenn die Dicke der lochinjizierenden Elektrode zwischen etwa 4 bis etwa 7 um beträgt. Der elektrische Widerstand kann größer als 20 000 oder erheblich geringer sein unter der Voraussetzung, daß die Eigenschaften des Aufzeichnungsteiles nicht nachteilig beeinflußt werden.

Das Verhältnis von Polymer zu Ruß oder Graphit liegt im Bereich von 0,5 bis 1 bis 2 : 1 und vorzugsweise im Bereich von 6:5. Andere Bereiche können natürlich auch verwendet werden, sofern eine gleichmäßige Dispergierung des Russes oder des Graphits in dem Polymeren erzielt wird.

Die lochinjizierende Schicht hat eine Dicke im Bereich von etwa 1 bis etwa 20 um oder mehr, wobei der bevorzugte Bereich etwa 4 um bis etwa 10 um beträgt. Die Maximaldicke wird im allgemeinen von den erforderlichen mechanischen Eigenschaften bestimmt. Die Ladungsträger-inj!zierenden Materialien und die Ladungstransportmaterialien erfordern eine spezielle funktioneile Beziehung zueinander, damit die Löcher oder Elektronen, die von der ersteren in die letztere injiziert werden, in der richtigen Weise ausgebildet werden. Normalerweise haben die lochinjizierenden Materialien eine verhältnismäßig hohe Arbeitsfunktion, wogegen die Elektronen-injizierenden Materialien eine verhältnismäßig niedrige Arbeitsfunktion haben.

Die Ladungsträgertransportschicht 16 kann aus einer Reihe von geeigneten Materialien bestehen, welche in der Lage sind, Löcher zu transportieren, wobei diese Schicht im

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allgemeinen eine Dicke im Bereich von etwa 5 bis etwa 50 um und vorzugsweise etwa 20 bis etwa 40 um hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht diese Schicht aus Molekülen der Formel

dispergiert in einem stark isolierenden und transparenten organischen harzartigen Material, wobei X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (ortho)CH₃, (meta)CH₃, (para) CH₃, (ortho)Cl, (meta)Cl und (para)Cl. Diese Ladungstransportschicht, die näher beschrieben wird in der US-Patentanmeldung 716 403/1970 (eingereicht von Milan Stolka et al^ ist im wesentlichen im Spektralbereich der beabsichtigen Verwendung, d.h. im sichtbaren Licht nicht absorbtiv, ist jedoch "aktiv" insofern, als es die Injizierung von fotoerzeugten Löchern aus der Ladungstransportschicht und von elektrisch induzierten Löchern aus der Injektions-Grenzfläche ermöglicht«, Das hochisolierende Harz, das einen

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Widerstand von wenigstens 10 ohm-cm aufweist, um einen zu starken Dunkelabfall zu vermeiden, ist ein Material, das nicht unbedingt in der Lage sein muß, die Injektion von Löchern aus der injizierenden oder Erzeugungsschicht zu unterstützen, und das nicht in der Lage ist, den Transport dieser Löcher durch das Material zu ermöglichen. Jedoch wird das Harz elektrisch aktiv, wenn es 10 bis 75 Gew.-% an substituiertem N,N,N',N'-Tetraphenyl-(1,1"-biphenyl)4-4'-diaminen entsprechend der vorgenannten Formel enthält. Verbindungen, die dieser Formel entsprechen, sind z.B. N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(alkylphenyl)-(1,1-biphenyl)-4,4'-diamin, worin das Alkyl ausgewählt ist aus der Gruppe bestehen aus Methyl, wie 2-Methyl, 3-Methyl und 4-Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Hexyl und dergleichen.

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Falls Chlorsubstitution vorliegt, wird die Verbindung als N,N' -Diphenyl-Ν,Ν ' -bis (halophenyl) - .(1 ,1 ' -biphenyl) -4,4'-diamin bezeichnet, worin die Haloatome 2-Chlor, 3-Chlor oder 4-Chlor sind.

Andere elektrisch aktive kleine Moleküle, die in dem elektrisch inaktiven Harz dispergiert sein können und dort eine Schicht bilden, die Löcher transportiert, schließen Triphenylmethan, Bis-(4-Diäthylamino-2-methylphenyl)-phenylmethan, 4',4"-bis(Diäthylaminophenyl)-2'2"-dimethyltriphenylmethan, bis-4(-Diäthylaminophenyl)-phenylmethan und 4,4'-bis-(Diäthylamino)-2,2'-dimethyltrxphenylmethan ein.

Die Transportschicht 16 kann aus einem transparenten elektrischen inaktiven Binderharzmaterial bestehen z.B. aus einem solchen, das in US-PS 3 121 006 offenbart wird, wobei diese Patentschrift zum Zwecke der Offenbarung hier einbezogen wird. Der harzartige Binder enthält 10 bis 75 Gew.-% an aktivem Material, entsprechend der vorher erwähnten Formel, und vorzugsweise etwa 40 bis 50 Gew.-% dieses Materials. Typische als Binder geeignete organische harzartige Materialien sind Binder, wie Polycarbonat, Acrylatpolymere, Vinylpolymere, Cellulosepolymere, Polyester, Polysiloxane, Polyamide, Polyurethane und Epoxyharze und auch blockstatistische oder alternierende Copolymere davon. Bevorzugte elektrische inaktive Bindematerialien sind Polycarbonatharze mit einem Molekulargewicht (M ) von etwa 20 000 bis etwa 100 000, wobei Molekulargewichte im Bereich von etwa 50 000 bis etwa 100 000 besonders bevorzugt sind.

Die fotoleitfähige Ladungsträger-erzeugende Schicht 18 besteht im allgemeinen aus einem fotoleitfähigen Ladungsträger-erzeugenden Material, das in der Elektrofotografie

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als solches bekannt ist, unter der Voraussetzung, daß es elektronisch verträglich ist mit der Ladungsträgertransportschicht 16, d.h. daß es fotoerzeugte Ladungsträger in die Transportschicht injizieren kann, und daß der Ladungsträger in beiden Richtungen entlang der Grenze der beiden Schichten sich bewegen kann. Besonders bevorzugte fotoleitfähige Ladungsträger-erzeugende Materialien sind amorphes und trigonales Selen, Selen-Arsen-und Selen-Tellurlegierungen und organische Ladungsträger-erzeugende Materialien, wie Phthalocyanine, z.B. metallfreie, wie Phthalocyanin in der X-Form oder Metallphthalocyanine einschließlich Vanady!phthalocyanin. Diese Materialien können allein oder als Dispersion in einem polymeren Binder verwendet werden. Schicht 18 hat typischerweise eine Dicke von 0,5 bis etwa 10,um oder mehr. Im allgemeinen ist es wünschenswert, dieser Schicht eine Dicke zu verleihen, die ausreicht, um wenigstens 90 % (oder mehr) der einfallenden Strahlung, die darauf bei der bildhaften Belichtung fällt, zu absorbieren. Die Maximaldicke hängt hauptsächlich von Faktoren wie mechanischen Überlegungen ab, z.B. ob ein flexibler Fotorezeptor erwünscht ist.

Die elektrisch isolierende Überbeschichtungsschicht 20 hat

1 2 typischerweise einen Massenwiderstand von etwa 10 bis

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etwa 5 χ 10 ohm-cm und ist im allgemeinen zwischen etwa 5 und 25 um dick. Diese Schicht bewirkt eine Schutzfunktion, indem sie die Ladungsträgererzeugungsschicht vor Kontakt mit dem Toner und Ozon, der während des Vervielfältigungszyklus gebildet wird, schützt. Die Überbeschichtungsschicht muß auch verhindern, daß Ladungen durch sie in die Ladungsträgererzeugende Schicht 18 durchdringen oder daß Ladungen von letzterer in sie injiziert werden. Vorzugsweise besteht die Schicht 20 deshalb aus Materialien mit hohen Massenwiderständen. Die Minimaldicke der Schicht wird durch die

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Funktion, welche diese Schicht hat, diktiert, während die Maximaldicke von mechanischen Überlegungen und der für den Fotorezeptor geforderten Auflösungsfähigkeit abhängt. Typische Materialien sind z.B. Polyethylenterephthalat, Polyäthylen, .Polycarbonate, Polystyrol, Polyester, Polyurethane und dergleichen. Das ausgewählte feinteilige Material soll kein solches sein, daß sich in den in den Schichten 16 und 18 verwendeten Materialien auflöst oder mit diesen reagiert.

Die Bildung der elektrisch isolierenden Schicht 20 über die vorhergehende Schicht kann durch Lösungsbeschichtung erfolgen. Stellt die Schicht 20 einen vorgebildeten mechanisch zähen Film dar, dann ist es im allgemeinen erforderlich, .eine ausreichende Menge an Klebematerial aufzutragen, .um eine integrale Struktur zu schaffen, die für eine wiederholbare Vervielfältigungsmethode wünschenswert ist. Die elektrischen Eigenschaften einer solchen Klebstoffzwischenschicht sollten der der Überbeschichtung ähnlich sein. Alternativ können sie auch ähnlich dem Bindematerial oder der Ladungsträgererzeugenden Schicht 18 sein, falls ein Bindematerial in dieser Schicht vorliegt. Mechanisch soll die Klebstoffzwischenschicht einen Klebezustand vermitteln, durch den die Schichten fest miteinander verbunden sind, ohne Luftblasen und dergleichen, welche die Bildvervielfältigung stören würden.

Die Arbeitsweise des Materials wird anhand der Fig. 2A bis 2C erläutert. In dieser Erläuterung sind das Ladungsträgerinjizierende Material und die Eingangsbeladungsstufe mit negativer Polarität ausgeführt. Wie bereits vorher erwähnt, ist das Verfahren nicht auf diese Ausfuhrungsform beschränkt. Weiterhin wird die Beschreibung des Verfahrens so gegeben, wie man sich den theoretischen Mechanismus vorstellt, um

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die Praxis der Erfindung besser verständlich zu machen. Dabei soll aber festgehalten werden, daß das Verfahren absolut durchführbar ist und sich in der Praxis als außerordentlich wirksam erwiesen hat, und daß alle Ungenauigkeiten bei dem angenommenen Wirkungsmechanismus nicht dazu herangezogen werden können, die Betriebsfähigkeit der Erfindung in Zweifel zu ziehen.

In Fig. 2A wird die Bedingung gezeigt, bei welcher der Fotorezeptor zunächst negativ elektrisch aufgeladen wurde in Abwesenheit von Beleuchtung, wobei die Aufladung mit einem geeigneten elektrostatischen Aufladungsapparat, wie einem Korotron erfolgte. Die negative Ladung verweilt an der Oberfläche der elektrisch isolierenden Schicht 20. Als Konsequenz der Aufladung wird ein elektrisches Feld über dem Fotorezeptor ausgebildet und als Konsequenz des elektrischen Feldes werden Löcher von der Ladungsträger-injizierenden Schicht in die Ladungsträgertransportschicht injiziert. Die in die Ladungsträgertransportschicht injizierten Löcher werden durch die Schicht transportiert und treten in die Ladungsträger-erzeugende Schicht 18 ein und bewegen sich durch letztere, bis sie die Grenzschicht zwischen der Ladungsträger-erzeugenden Schicht 18 und der elektrisch isolierenden Schicht erreichen und dort werden sie eingefangen. Die so an der Zwischenschicht eingefangenen Ladungen bilden ein elektrisches Feld über der elektrisch isolierenden Schicht 20 aus. Man kann so erkennen, daß bei der Ausführungsform, wo eine negative Beladung als erste Beladungsstufe vorgenommen wird, die Ladungsträger-injizierende Schicht 14 und die Ladungsträgertransportschicht 16 aus einem Material bestehen muß, welches die Injizierung von Löchern aus der ersteren in die letztere ermöglicht und daß die Ladungsträgertransportschicht 16 vorzugsweise aus einem Material besteht, welches überwiegend Löcher transportiert. Es ist auch erkennbar, daß die Ladungsträgertransportschicht 16 und die

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Ladungsträger-erzeugende Schicht 18 aus einem Material bestehen soll, bei dem die Injizierung von Löchern aus der ersteren in die letztere ermöglicht wird und auch ermöglicht wird, daß die Löcher die Grenzschicht zwischen der Schicht 18 und der elektrischen Isolierschicht 20 erreichen. Im allgemeinen wird die Aufladungsstufe mit einer .Spannung im Bereich von etwa 1O Volt/um bis etwa 1OO Volt/ um durchgeführt.

Anschließend wird das Teil ein zweites Mal aufgeladen und zwar wiederum in Abwesenheit von Strahlungen, mit einer Polarität, die umgekehrt der in der ersten Aufladungsstufe verwendeten Polarität ist, um die an der Oberfläche des Teiles verweilenden Ladungen im wesentlichen zu neutralisieren. Im vorliegenden Falle ist die zweite Aufladung des Teiles mit einer positiven Polarität erfolgt. Nach der zweiten Aufladungsstufe soll die Oberfläche des Fotorezeptors im wesentlichen frei von elektrischen Ladungen sein. Die im wesentlichen neutrale Oberfläche wird dadurch geschaffen, daß man eine Beladungsspannung auswählt, die auf dem dielektrischen Dickeverhältnis der Überbeschichtungsschicht 20 zu der Gesamtheit der Ladungsträgertransport- und Ladungsträger-erzeugenden Schichten 16 bzw. 18 bezogen werden. Unter "im wesentlichen neutralisiert" soll im vorliegenden Zusammenhang gemeint sein, daß die Spannung über dem Fotorezeptorteil bei der Belichtung des Fotorezeptors praktisch auf Null gebracht wird.

Fig. 2B zeigt den Zustand des Fotorezeptors nach der zweiten Beladungsstufe. In dieser Zeichnung sind keine Ladungen an der Oberfläche des Teiles zu sehen. Die positiven Ladungen, die sich an der Grenzfläche der Schichten 18 und 20 als Ergebnis der ersten Beladungsstufe befinden, bleiben

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an dieser Grenzfläche eingefangen bis zum Ende der zweiten Beladungsstufe. Es liegt jetzt jedoch eine gleichmäßige Schicht von negativen Ladungen, die an der Grenzfläche zwischen den Schichten 14 und 16 lokalisiert ist, vor.

Es ist ersichtlich, daß das Ergebnis der zweiten Beladungsstufe darin zu sehen ist, ein gleichmäßiges elektrisches Feld über den Ladungsträgertransport- und Ladungsträger-erzeugenden Schichten auszubilden. Um dies zu erreichen, ist es wesentlich, daß negative Beladungen an der Grenzfläche zwischen der Ladungsträger-injizierenden Schicht 14 und der Ladungsträgertransportschicht 16 vorliegen und daß diese am Eindringen in die Transportschicht gehindert sind. Deshalb verwendet man vorzugsweise ein Ladungsträgertransportmaterial an, welches nur eine Spezies von Ladungsträgern, im vorliegenden Falle von Löchern, transportiert. Verwendet man in Schicht 16 ein Ladungsträgertransportmaterial, das beide Arten der Ladungsträger transportieren kann, dann ist augenscheinlich, daß das Ladungsträger-injizierende Material so ausgewählt werden muß, daß das letztere nicht fähig ist, Elektronen in die Schicht 16 zu injizieren, und dies stellt bei der Auswahl der Materialien eine Einschränkung dar.

Anschließend wird das Material bildhaft mit einer elektromagnetischen Strahlung belichtet, auf welche das Ladungsträger-erzeugende Material der Schicht 18 anspricht. Die Belichtung des Teiles kann durch die elektrisch isolierende Überbeschichtung erfolgen. Als Ergebnis dieser bildhaften Belichtung wird ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Fotorezeptor gebildet. Dies erfolgt dadurch, daß Loch-Elektronen-Paare an den von Licht getroffenen Flächen der Ladungsträger-erzeugenden Schicht gebildet werden. Die durch das Licht erzeugten Löcher werden in die Ladungsträgertransportschicht injiziert und wandern durch diese hindurch und werden von den negativen Ladungen, die an der Grenz-

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fläche Zwischenschichten 14 und 16 lokalisiert sind, neutralisiert und die lichterzeugten Elektronen neutralisieren die positiven Ladungen, die an den Grenzflächen zwischen den Schichten 18 und 20 eingefangen sind. An den Flächen des._ Materials, die nicht belichtet worden sind, bleiben die positiven Ladungen in ihrer ursprünglichen Position. Es besteht somit ein elektrisches Feld über den Ladungsträgertransport- und Ladungsträger-erzeugenden Schichten an Flächen, die nicht belichtet worden sind, während das elektrische Feld über den gleichen Schichten an den Flächen, an denen eine Belichtung erfolgte, auf ein gewisses Niveau entladen worden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist .in der Fig. 1 das Substrat 12 ein Polyäthylenterephthalatfilm, die lochinjizierende Elektrode 14 Ruß, dispergiert in einem Polymeren, die Transportschicht 16 N,N¹-Diphenyl-N^'-bisO-MethylphenyD-d^i '-biphenyl)-4-4 '-diamin, dispergiertin einer polymeren Matrix, die Erzeugungsschicht 18 enthält As₃Se₃, amorphes Selen, trigonales Selen, Se-Te-Legierungen, metallhaltige oder metallfreies Phthalocyanin, dispergiert in einer Polymermatrix und die isolierende Schicht 20 ist Polyurethan.

In Fig. 3 wird eine weitere wichtige Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das Substrat 24 ist äquivalent der Schicht 12 und besteht aus Polyäthylenterephthalat und die lochinjizierende Elektrode 26 besteht aus Ruß, dispergiert in einem Polymeren.

Ein elektrostatisch latentes Bild, das sich in dem Aufzeichnungsteil gebildet hat, kann zu einem sichtbaren Bild nach den bekannten xerographischen Entwicklungsverfahren entwickelt werden, z.B. durch Kaskaden-, Magnetbürsten- oder Flüssigentwicklung und dergl. Das sichtbare Bild wird dann auf ein Aufnahmeteil in üblicher Weise übertragen und dort

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fixiert» Obwohl man vorzugsweise das elektrostatisch latente Bild durch ein Markierungsmaterial entwickelt,, kann dieses Bild auch " in anderer Weise verwendet werden, ZoB. indem das latente Bild durch ein elektrostatisches Abtastsystem 'abgelesen" wird«. Wird der Fotorezeptor wiederverwendet, um weitere Reproduktionen zu machen, wie dies .bei umlaufenden xerographischen Vorrichtungen der Fall ist, so müssen alle Restladungen, die auf dem Fotorezeptor nach dem Übertragen des sichtbaren Bildes auf ein Aufnahmeteil zurückgeblieben sind, vor der Wiederholung eines Zyklus entfernt werden, und aHich alles restliche Tonermaterial, das nach der Übertragungsstufe noch vorhanden ist. Im allgemeinen kann die Restladung vom Fotorezeptor durch Ionisation der Luft oberhalb der elektrisch isolierenden Beschichtung des Fotorezeptors entfernt werden, während man die fotoleitfähige trägererzeugende Schicht gleichmäßig belichtet und erdet« Eine Ladungsentfernung kann durch eine Gleichstrom-Koronaentladung in Gegenwart einer Bestrahlung mit einer Lichtquelle erfolgen, oder vorzugsweise einer geerdeten leitfähigen Bürste, die man in Berührung mit der Oberfläche des Fotorezeptors in Gegenwart einer solchen Bestrahlung bringt. Durch das letzere Verfahren werden alle restlichen Tonerteilchen von der Oberfläche des Fotorezeptors entfernt.

Die Erfindung wird hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen noch genauer beschrieben, wobei diese Beispiele aber nur beschreibend sind und nicht limitierend ausgelegt werden sollen. Alle Teile und Prozente sind auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.

BEISPIEL I

Ein Fotorezeptor wurde hergestellt, indem man eine Mischung aus 6 % PE-100, einem von der Goodyear Chemicals erhältlichen Polyester und 5 % Ruß. Monarch 1300 von der Cabot Corporation

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(.17 Stunden in Chloroform in einer Kugelmühle zermahlen) auf ein glattes Substrat aus Polyäthylenterephthalatfolie (Mylar) mit einer Dicke von annähernd 125,um unter Verwendung einer mechanisch angetriebenen Filmbeschichtungsvorrichtung (Gartner), die mit einem 0,038 mm breiten Filmauftragespalt ausgerüstet war, beschichtete. Der gleichförmige beschichtete Film wurde im Vakuumofen bei etwa 60°C während 2 bis 3 Stunden getrocknet. Der getrocknete Film wurde dann überbeschichtet mit einer Lochtransportschicht aus einem 1:1 -Verhältnis von N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin und einem Polycarbonat (Makroion von der Mobay Chemical Company) und die gesamte Struktur wurde dann in einem Vakuumofen getrocknet und dort wurde eine ungefähr 0,6 um dicke amorphe Arsentriselenidschicht im Vakuum über die Transportschicht abgeschieden und dann wurde eine annähernd 0,038 mm dicke Polyäthylenterephthalatschicht über die Arsentriselenidschicht laminiert.

Der Fotorezeptor wurde zunächst mit einem Potential von -500 Volt beladen und dann mit einer zweiten Beladung mit einem Potential von +100 Volt versehen und anschließend wurde der Fotorezeptor gleichförmig mit weißem Licht bestrahlt. Elektrische Messungen zeigten, daß das Feld über dem Fotorezeptor auf praktisch Null-Potential entladen war, und dies zeigte an, daß der Fotorezeptor für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist.

Für Vergleichszwecke wurden andere lochinjizierende Elektroden hergestellt nach dem vorher beschriebenen Verfahren mit der Ausnahme, daß keine Erzeugungs- oder isolierende Schicht verwendet wurde. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse festgestellt.

Die besseren injizierenden Elektroden sind durch negative Zahlenwerte ausgedrückt.

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Oberflächenpotential, Volt

Lochinjizierende Elektrode

Graphitschicht auf Polybren

Graphit/PE-100 (1:1)

Ruß schwarz/ PE-1OO (6:5)

Substrat Positiv Negativ

Ά1- Poly- 400 0-2

ethylenterephthalat

Al 400 40

Polyäthylen- 450 0-2 -

terephthalat

Polyäthylen- 550 0-2

terephthalat

Haftung
schlecht

sehr schlecht ausgezeichnet

ausgezeichnet

BEISPIEL

II

Ein Fotorezeptor.wurde hergestellt, indem man Ruß_p dispergiert in einem Polymerfilm, der hergestellt worden war, indem man eine Mischung aus δ % PE-100 Polyester (Goodyear) und 5 % Ruß (Monarch 1300 von Cabot Corporation), die 17 Stunden in einer Kugelmühle in Chloroform zermahlen wordenwar, auf eine Polyäthylenterephthalatunterlage beschichtete unter Verwendung einer mechanisch angetriebenen Beschichtungsvorrichtung (Gardner), die einen 0_r038 mm dicken Filmauftragespalt hatte» Auf die Rußschicht wurde eine annähernd 25 um dicke Schicht aus N,N'HDiphenyl-N,N'-bis-(3-inethylphenyl)-(1 ,1 '-biphenyl) -4-4 "-diamin in einem Polycarbonatbinder (1s1 Verhältnis) durch.Lösungsmittelbeschichtung aus Methylenchloridlösung unter Verwendung eines Ziehstabes beschichtet» Das Teil wurde in einem Vakuumofen während etwa 24 Stunden bei einer Temperatur von etwa 70°C getrocknet» über die Transportschicht wurde eine ungefähr Q_g6 nm. amorphe Axsentriselenidschicht im Vakuum abgeschieden und diese wurde überbeschichtet
mit einer Äcrylharzbeschichtung (Futura Floor Wachs von der Firma Johnson & Johnson) in einer Dicke von ungefähr 0,011 mm und das Ganze wurde 24 Stunden luftgetrocknet.

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Der Fotorezeptor wurde zunächst mit einem Potential von -500 Volt beladen und dann ein zweites Mal mit einem Potential von +1000 Volt. Dann wurde der Fotorezeptor gleichmäßig mit weißem Licht bestrahlt. Elektrische Messungen zeigten, daß das Feld über dem Fotorezeptor auf praktisch ein Null-Potential entladen worden war, und dies zeigt an, daß der Fotorezeptor für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist.

BEISPIEL III

Ein Fotorezeptor, der dem im Beispiel II beschriebenen ähnlich ist, wurde hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Ladungsträger-erzeugende Schicht aus Selen anstelle von Arsentriselenid bestand, daß die Ladungsträgertransportschicht etwa 20 ,um dick war und daß als Ruß Vulcan 6 von der, Cabot Corporation verwendet wurde. Der Fotorezeptor wurde zunächst mit einem Potential von -1300 Volt und dann ein zweites Mal mit einem Potential von +1800 Volt beladen und dann gleichmäßig mit weißem Licht belichtet. Elektrische Messungen zeigten, daß der Fotorezeptor auf praktisch Null-Potential entladen worden war, und dies zeigt an, daß er für die erfindungsgemäße Verfahrensweise geeignet.

BEISPIEL IV

Ein dem im Beispiel II beschriebenen ähnlichen Fotorezeptor wurde hergestellt mit der Ausnahme,, daß als Ruß Black Pearls L von der Cabot Corporation verwendet wurde. Man erzielte im wesentlichen gleiche Ergebnisse nach dem Beladen des Fotorezeptors mit unterschiedlichen Potentialen.

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BEISPIEL V

Ein dem im Beispiel II beschriebenen ähnlicher Fotorezeptor wurde hergestellt mit der Ausnahme, daß anstelle von Ruß, dispergiert in einem Polymeren ein Graphit von der Superior Graphite Company verwendet wurde und der Graphit im gleichen Polymer dispergiert wurde= Man erzielte im wesentlichen die gleichen Ergebnisse, nachdem man den Fotorezeptor zunächst mit einem negativen Potential und dann ein zweites Mal mit einem positiven Potential beladen hatte.

BEISPIEL VI

Eine etwa 10 χ 10 cm große Probe eines Fotorezeptors, hergestellt gemäß Beispiel III wurde zur Herstellung von Xerographien mit einem Xerox-Modell D-Apparat verwendet und man erhielt gute Reproduktionen»

BEISPIEL VII

Ein Fotorezeptor wurde hergestellt unter Verwendung eines annähernd 0,13 mm dicken Polyäthylenterephthalatsubstrats. Eine ladungsinjizierende Zusammensetzung wurde hergestellt, indem man eine 12 %-ige Lösung eines PE-100-Polyesterharzes von der Goodyear Chemicals in Chloroform herstellte und dazu ungefähr 10 Gew.-% Ruß gab, und die Mischung etwa 24 Stunden mit Stahlkugeln in einer Kugelmühle vermahlte. Dann wurde eine ungefähr 4 bis 6,um dicke Schicht dieser Zusammensetzung auf einem Polyäthylenterephthalatsubstrat abgeschieden und die Probe wurde zur Entfernung des restlichen Lösungsmittels getrocknet. Eine annähernd 25 um dicke Ladungstransportschicht aus der Zusammensetzung, wie sie gemäß Beispiel II hergestellt worden war, wurde über die Ladungsträger-injizierende Schicht durch Lösungsmittelbeschichtung aus einer Methylenchloridlösung abgeschieden. Die Probe

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wurde zur Entfernung von restlichem Lösungsmittel in einen Vakuumofen bei einer Temperatur von etwa 70 C während 24 Stunden gehalten. Dann wurde eine ungefähr 0,5 um dicke Schicht aus amorphem Selen im Vakuum über die Transportschicht abgeschieden und schließlich wurde eine ungefähr 0,13 mm dicke Polyäthylenterephthalatschicht mit einem Polyesterkleber daran auf die Selenschicht laminiert, wobei der Polyesterkleber in Berührung mit der Selenschicht war und eine Laminiervorrichtung Modell 275 LM von der General Binding Corporation, Norfolk,, Illinois, verwendet wurde. Die Ladungsträgerinjizierungsschicht hatte eine ausreichende laterale Leitfähigkeit, um als Grundelektrode für den Fotorezeptor zu dienen. Beim Ausprobieren des so erhaltenen Fotorezeptors wurde festgestellt, daß er für die beabsichtigte Verfahrensweise geeignet war.

BEISPIEL VIII

Man stellte einen Fotorezeptor her, indem man eine annähernd 0,15 mm dicke aluminisierte Polyäthylenterephthalatfolie mit einer annähernd 6 um Schicht einer Ladungsträgerinjizierungszusammensetzung gemäß Beispiel VII in der dort beschriebenen Weise beschichtete. Dann wurde eine annähernd 28 um dicke Ladungstransportschicht der gleichen Zusammensetzung, wie sie im vorhergehenden Beispiel verwendet worden war, über die Ladungsträgerinjizierungsschicht durch Lösungsmittelbeschichtung aus Methylenchloridlösung abgeschieden. Die Probe wurde in einem Vakuumofen etwa 24 Stunden bei etwa 70⁰C getrocknet.

Eine Ladungsträger-erzeugende Zusammensetzung wurde hergestellt, indem man 0,7 g alpha-metallfreies Phthalocyanin und 1,5 g eines 49 000-Polyesterharzes der Firma duPont

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und Methylenchlorid etwa 78 Stunden in einer Kugelmühle behandelte. Eine annähernd 3 im dicke Schicht dieser Zusammensetzung wurde über die Transportschicht durch Lösungsmittelbeschichtung unter Verwendung eines Ziehstabes aufgetragen. Die Probe wurde zur Entfernung von restlichem Lösungsmittel getrocknet»· Dann wurde eine annähernd 10/am dicke Schicht aus einem PE-1OO Polyesterharz über die Ladungsträger-erzeugende Schicht durch LÖsungsmittelbeschichtung aus Methylenchloridlösung unter Verwendung eines Ziehstabes abgeschieden« Die Probe wurde wiederum zur Entfernung von restlichem Lösungsmittel getrocknet-

Der Fotorezeptor wurde zunächst mit einem Potential von -1200 Volt beladen, und dann ein zweites Mal mit einem Potential von +2400 Volt und anschließend mit weißem Licht bestrahlt. Elektrische Messungen zeigten,, daß das Feld über dem Fotorezeptor im wesentlichen auf Null abgefallen war, und" dies zeigte an, daß der Fotorezeptor für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist»

Es wurde eine Reproduktion mit einem Xerox-Modell D-Apparat unter Verwendung des vorher beschriebenen Fotorezeptors durchgeführt, wobei man gute Reproduktionen erhielt»

BEISPIEL IX

Das Verfahren gemäß Beispiel VIII wird wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle von alpha-metallfreiem Phthalocyanin Ci) trigonales Selen- (2) Vanady!phthalocyanin verwendet wurde, wobei man im wesentlichen gleiche Ergebnisse erzielte»

Obwohl die Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen hier beschrieben wurde, ist es für den Fachmann klar, daß Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen»

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Claims

HOFFMANN · ELTi\.K <Sc PARTNER

I» AT K N TAN WALT K

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · Dl PL.-I NG. W.EtTLE · D R. RER. NAT. K. H O FFMAN N · D I PL.-I N G. W. LEH N

DIPL.-IMG. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 [STERNHAUS) · D-SOOO MO N CH EN 81 · TELEFON (089) 911087 . TE LEX 05-29619 (PATH E)

31 267 o/fi

XEROX CORPORATION
Rochester, N.Y. / USA

Mehrschichtiges fotosensitives Aufzeichnungsmaterial

und dessen Anwendung zum elektrostatografischen Kopieren

Patentansprüche

1„ Eine mehrschichtige fotosensitive Bildaufzeichnungsmaterial , dadurch gekennzeichnet, daß es von unten nach oben enthält:

(a) ein elektrisch leitfähiges Substrat;

(b) eine Schicht aus einem Material, das in der Lage ist, Löcher in eine Schicht auf ihrer Oberfläche zu injizieren, wobei die Schicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

ι-

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in einem Polymer dispergierten Kohlenstoff oder Graphit;

(c) eine Löchertransportschicht in operativer Berührung mit der Schicht des löcherinjizierenden Materials, wobei die Transportschicht aus einer Kombination eines stark isolierenden organischen Harzes mit darin dispergierten kleinen Molekülen eines elektrisch aktiven Materials besteht, und wobei die Kombination im wesentlichen sichtbares Licht nicht absorbiert, aber die Injizierung von photoerzeugten Löchern aus einem Ladungsgenerator im Kontakt mit der genannten Löchertransportschicht und elektrisch induzierten Löchern aus der Schicht des injizierenden Materials er-

._ möglicht;

(d) eine Schicht aus einem ladungserzeugenden Material auf und in operativer Berührung mit der Ladungstransportschicht und

(e) eine Schicht aus einem isolierenden organischen Harz, welche über der Schicht des ladungserzeugenden Materials liegt.
2. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das löcherinjizierende Material Ruß, dispergiert in einem Polyester ist.
3. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das löcherinjizierende Material Graphit, dispergiert in einem Polyester ist.
4. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat ein PoIyäthylenterephthalatfilm ist.

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5. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Polymer zu Ruß oder Graphit im Bereich von 0,5 : 1 bis 2 : 1 liegt.
6. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die löcherinjizierende Elektrode eine Dicke im Bereich von etwa 1 bis etwa 20 um hat.
7. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die löcherinjizierende Elektrode eine Dicke im Bereich von etwa 4 bis etwa 10 pm hat.
8. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch aktive Material, das in dem isolierenden organischen Harz dispergiert ist, eine Stickstoff enthaltende Verbindung der Formel

ist, worin X (ortho) CH₃ , (meta) CH₃, (para) CH₃, (ortho) Cl, (meta)Cl, (para)Cl bedeutet.
9. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportschicht etwa 10 bis 75 % der Stickstoff enthaltenden Verbindung enthält.

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10. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportschicht NfN'-Diphenyl-N^'-bis-iS-methylphenyl) -(1 , 1 '· biphenyl)-4,4'-diamin ist.
11. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungsschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus amorphem Selen, trigonalem Selen, Arsentriselenid, metallfreiem Phthalocyaninen und Metallphthalocyaninen.
12. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungsschicht amorphes Selen ist.
13. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungsschicht trigonales Selen ist.
14. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Phthalocyanin Vanady!phthalocyanin ist.
15. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (e) ein Polyurethanharz ist.
16. Eine Injektionselektrodenzusammensetzung aus einem Substrat, über dem eine ladungsinjizierende Elektrode beschichtet ist, die aus einem Material, dispergiert in einem Polymer besteht, wobei das Material ausgewählt ist aus der Gruppe Kohlenstoff und Ruß.

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17. Injizierende Elektrode gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß in einem Polyester dispergiert ist.
18. Injizierende Elektrode gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Graphit in einem Polyester dispergiert ist.
19. Injizierende Elektrode gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Polyäthylenterephthalatfilm ist.
20. Elektrofotografisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem ein Fotorezeptor verwendet wird, der sich in der nachfolgenden Reihenfolge wie folgt zusammensetzt: Eine Schicht aus einem Ladungsträger-inj!zierenden Material dispergiert in einem Polymer, wobei das Material ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ruß und Graphit; eine Schicht aus einem Ladungsträgertransportmaterial, das in der Lage ist, Löcher zu transportieren und Löcher in eine Schicht aus einem Ladungsträger-erzeugenden Material, welches in der Lage ist, fotoerzeugte Löcher in das Ladungsträgertransportmaterial zu injizieren und eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material, dadurch gekennzeichnet, daß man den Fotorezeptor mit einer negativen elektrostatischen Ladung belädtj

den Fotorezeptor mit positiven elektrostatischen Ladungen belädt, um dadurch im wesentlichen die negativen Ladungen auf der Oberfläche des Fotorezeptors zu neutralisieren, daß man den Fotorezeptor mit einem bildhaften Muster belichtet aus elektromagnetischer Strahlung, auf welche das Ladungsträger-erzeugende Material anspricht, und wodurch

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ein elektrostatisch latentes Bild in dem Fotorezeptor gebildet wird.
21. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß ein sichtbares Bild gebildet wird, indem man die Oberfläche des Fotorezeptors mit einem elektroskopischen Markierungsmaterial in Berührung bringt.
22. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß das trägerinjizierende Material Ruß, dispergiert in einem Polyester ist.
23. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß das trägerinjizierende Material Graphit, dispergiert in einem Polymer ist.
24. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Ladungstransportschicht N^'-Diphenyl-N^'-bis (3-methylphenyl) - (1 ,1 '-biphenyl) 4,4'-diamin ist und die erzeugende Schicht ausgewählt ist aus amorphem Selen, trigonalem Selen, Arsentriselenid, metallfreiem Phthalocyaninen und Metallphthalocyaninen.
25. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch g e kennz e ichnet , daß das Ladungsträger-injizierende Material eine ausreichende laterale Leitfähigkeit aufweist, um als Grundelektrode für den Fotorezeptor zu dienen.
26. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch g e kennzeichnet , daß das Substrat eine leitfähige Schicht einschließt, die in Kontakt mit der Ladungsträgerinjizierenden Schicht ist.

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27. Verfahren gemäß Anspruch 2O, dadurch g e kennzeichn.et , daß die injizierende Schicht eine Dicke von etwa 1 bis etwa 20 m hat, und die Ladungstransportschicht eine Dicke von etwa 5 bis etwa 50 .um.
28. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Polarität negativ und die zweite Polarität positiv ist.
29. Verfahren zum Binden eines Substrates an ein Ladungstransportmaterial unter Verwendung einer lochinjizierenden Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem Material, dispergiert in einem Polymeren besteht, wobei das Material ausgewählt ist aus der Gruppe Ruß und Graphit.
30. Verfahren gemäß Anspruch 29,dadurch gekennzeichnet , daß der Ruß in einem Polyester dispergiert ist.
31. Verfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß Graphit in einem Polyester dispergiert ist.
32. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien für die Erzeugungsschicht in einem polymeren Binder dispergiert sind.
33. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß der Binder ein Polyester oder ein fotoleitfähiges Polymer ist.

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34. Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoleitfähige Teil Polyvinylcarbazol ist.

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