DE2925525C2

DE2925525C2 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2925525C2
Application number: DE2925525A
Authority: DE
Inventors: William E. Deerfield Ill. Bixby
Original assignee: AB Dick Co
Current assignee: AB Dick Co
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-06-25
Publication date: 1982-06-03
Also published as: GB2024452B; US4210710A; JPS556398A; GB2024452A; DE2925525A1; CA1137349A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4.

Das elektrophotographische Vervielfältigungsverfahren beruht darauf, daß eine gleichmäßig aufgeladene photoleitfähige Schicht bildgemäß elektrostatisch entladen und dieses latente Bild z. B. durch Kaskadenentwicklung (US-PS 22 21 776), durch Bürstenentwicklung (US-PS 28 74 063) oder mit Hilfe eines flüssigen Entwicklers (US-PS 30 84 043) entwickelt wird. Als lichtempfindliche photoleitfähige Substanzen sind u. a. Selen und Selenlegierungen sowie auch aktivierte Phoioleiter wie eine Kombination von Poiy-N-vinylcarbazol und 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon üblich.

Bei den bekannten Kopiergeräten wird die photoleitfähige Schicht über ihre Länge möglichst gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und dann durch übliche optische Systeme der bildgemäßen Belichtung unterzogen. Diese üblicherweise angewandten Systeme zeigen jedoch gegen den Rand des Bildfeldes hin einen beträchtlichen Leistungsabfall. Bei den üblichen Kopiergeräten wird"die Vorlage und/oder das Aufzeichnungsmaterial synchron mit der bildgemäßen Belichtung transportiert, wobei diese durch eine schlitzartige öffnung erfolgt, über die die Belichtungszeit eingestellt werden kann. Um diesen Leistungsabfall des optischen Systems möglichst zu kompensieren, weisen die bekannten Kopiergeräte einen »Schmetterlings«- oder »Bogen«-Verschluß in einer Ebene senkrecht zu der Abtastlinie auf. Ein solcher Bogenverschluß oder Bogenblende ist im Mittenbereich des Bildfeldes enger als in dessen Randbereichen und befindet sich im allgemeinen in unmittelbarer Nahe der Trommeloberfläche. Durch diese Blendenform erreicht man in den Randbereichen des Bildfeldes eine längere Belichtung als im Mittenbereich. Die Blendenbreite im Randbereich des Bildfeldes ist jedoch im Hinblick auf die Verschlechterung des Auflösevermögens mit zunehmender Blendengröße begrenzt Andererseits geht ein gewisser Anteil des für die bildgemäße Belichtung

ίο angewandten Lichtstroms im Mittenbereich des Bildfeldes durch die dort sehr enge Blende verloren.

Abgesehen von diesen auf der optischen Seite der Geräte liegenden Vorschlägen zur Lösung des in Rede stehenden Problems, nämlich der verringerten optisehen Intensität in den Randbereichen des Bildfeldes, hat man auch bereits versucht, dieses Problem durch unterschiedlich geladene photoleitfähige Schichten zu lösen (GB-PS 15 02 146). Diese unterschiedliche Ladung der photoleitfähigen Schicht wird danach dadurch erhalten, daß nach gleichmäßiger Aufladung eine nicht gleichmäßige Entladung stattfindet, indem eine nicht gleichmäßige Belichtung erfolgt. Eine andere Möglichkeit ist aus der US-PS 40 72 413 bekannt, bei der die photoleitfähige Schicht im Mittenbereich selektiv höher aufgeladen ist als in den Randbereichen des Bildfeldes, um auf diese Weise den Leistungsabfall von der Mitte zum Rand des Bildfeldes zu kompensieren. Eine andere Möglichkeit der ungleichmäßigen bildgemäßen Belichtung erreicht man mit einem Laser-Strahl. Wenn nicht überspitzte elektronische Korrekturen vorgesehen werden, ist der Laser-Strahl in den Randbereichen des Bildfeldes schneller mit der Abtastung als in der Mitte und zusätzlich ist das Abtastsystem selbst im Umkehrbereich des abtastenden Strahls weniger durchlässig als in der Mitte. Alle diese Verluste zusammen können — bezogen auf die Intensität im Mittenbereich — bis zu 50% ausmachen. Für ein solches System ist somit zur ■ Kompensation der ungleichmäßigen Belichtung von Mittenbereich und Randbereich des Bildfeldes eine photoleitfähige Schicht mit der jeweils lokal erforderlichen Empfindlichkeit erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, diese Ungleichmäßigkeiten zwischen Mittenbereich und Randbereichen des Bildfeldes durch entsprechende Ausgestaltung der photoleitfähigen Schicht so auszugleichen, daß man Kopien mit gleicher Intensität bzw. Schwärzungsgrad über das gesamte Bildfeld erhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die photoleitfähige Schicht des elektrophotographi-

sehen Aufzeichnungsmaterials durch Änderung der Zusammensetzung des Photoleiters bzw. aktivierten Photoleiters so ausgebildet ist, daß die Lichtempfindlichkeit in den Randbereichen größer als im Mittenbereich ist. Ist die photoleitfähige Substanz Selen oder deren Legierungen oder Verbindungen, so wendet man ausgehend vom Mittenbereich bis zum Randbereich Photoleiter mit steigender Lichtempfindlichkeit an. Die Änderung der Lichtempfindlichkeit von der Mitte bis in die Randbereiche des Bildfeldes erreicht man bei Poly-N-vinylcarbazol als photoleitfähige Substanz durch entsprechende Variation des Verhältnisses von Poly-N-vinylcarbazol: Trinitro-9-fluorenon. Die photoleitfähige Schicht kann sich auf einer Trommel als Träger befinden und soll gleichmäßige Dicke besitzen.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials geschieht dadurch, daß man die photoleitfähige Schicht aus unterschiedlichen Auftragsgemischen des Photoleiters aufträgt,

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derart, daß in der Mitte des Schichtträgers das Licht-unempfindlichste Auftragsgemisch und in den Randbereichen das Licht-empfindlichste Auftragsgemisch aufgetragen wird.

Soll das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial nach der Erfindung Selen als photoleitfähige Substanz enthalten, so wird die übliche Selen-Aufdampfung auf eine rotierende Trommel oberhalb einer Vorratswanne für die Selenschmelze dahingehend abgewandelt, daß diese Wanne in axialer Richtung in Kammern unterteilt ist und man in diesen Kammern die Menge und/oder Zusammensetzung des Selens — und sinngemäß analoger photoleitfähiger Stoffe — so bemißt, daß höchste Empfindlichkeit im Bereich der äußeren Kammern und geringste Empfindlichkeit im is Bereich der Mittelkammer in der aufzubauenden photoleitfähigen Schicht entsteht Bei einem derartigen Aufdampfen im Vakuum erhält man somit eine ununterbrochene Schicht gleichmäßiger Stärke, jedoch abgestufter Lichtempfindlichkeit von innen nach außen. Um diese Abstufung oder Segmentierung zu gewährleisten, ist — wie oben bereits daraufhingewiesen — die Vorratswanne für das aufzudampfende Material durch Trennwände in Kammern unterteilt, welche bis unmittelbar an die Zylinderoberfläche reichen. Damit wird eine gezielte und örtlich begrenzte Bedampfung aus den einzelnen Kammern erreicht

Die erfindungsgemäß zu erzeugende Variation der Lichtempfindlichkeit kann durch unterschiedliche Mengen an photoleitfähigem Material und/oder durch Variation der Zusammensetzung des photoleitfähigen Materials je Kammer erreicht werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man die angestrebte Menge und Art der Teilbereiche der photoleitfähigen Schicht durch aufeinanderfolgende Abscheidungen der entsprechenden Photoleiter. So kann man in den Kammern die aufzudampfende Selenmenge von außen nach innen variieren oder aber es variiert die Zusammensetzung der aufzudampfenden photoleitfähigen Substanz im Hinblick auf die örtlich benötigte Empfindlichkeit.

Wie oben bereits erwähnt, sind auch bereits Aufzeichnungsmaterialien auf.der Basis von organisehen Photoleitern bekannt. Auch derartige Substanzen lassen sich für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial verwenden, wobei — wie oben anhand von Selen als photoleitfähige Substanz erläutert — auch bei den organischen aktivierten Photoleitern deren Empfindlichkeit in Abhängigkeit von dem Aufbringungsbereich eingestellt wird.

Die Erfindung wird an folgenden Beispielen weiter erläutert

B e i s ρ i e 1 1

Ein gereinigter Aluminiumzylinder wurde auf einer horizontalen Achse mit einer Geschwindigkeit von etwa 12UpM gedreht 114 mm unter dem Zylinder wurden zwei so dimensionierte Verdampfungswannen aus bo korrosionsbeständigem Stahl vorgesehen, daß sie über die Kanten des Zylinders hinausreichten und voneinander in minimalem Abstand angeordnet waren. Jede Wanne war in eine Vielzahl von Kammern von 76 mm unterteilt Das photoleitfähige Material wurde ungleichmäßig in die sechs Mittelkammern jeder Wanne so verteilt, daß man auf dem fertigen Zylinder einen gleichmäßig dicken Überzug erhielt.

In die mittleren Kammern der Wanne 1 wurden folgende Mengen stabilisiertes Selen eingebracht:

Kammer Nr.

12 3 4 5 6

Selen, g

20 24 23 23 24 20

In die Wanne 2 wurden verschiedene Selentelluride entsprechend folgender Aufstellung eingebracht:

Kammer Nr.

12 3 4 5 6

Se/Te, g	Se)	1,5	2,0	2,0	2,0	2,0	1,5
% Te (Rest	9	4	0	0	4	9

Das Vakuumgefäß mit der ganzen Aufdampfanordnung wurde auf 0,0665 μbar evakuiert die Unterlage auf 65° C erwärmt und mit Hilfe von elektrischem Strom die Wanne 1 in 8 min auf 270° C erwärmt Dann wurde der Strom von der ersten Wanne abgeschaltet und die zweite Wanne beheizt und zwar auf 300° C, und bei dieser Temperatur 3,5 min gehalten. Nun wurde die Vakuumkammer mit Stickstoff gefüllt und der Zylinder herausgenommen.

Bei der Bestimmung der elektrooptischen Eigenschaften des Zylinders mit Hilfe einer Wolfram-Lichtquelle ergab sich, daß die Zylinderenden gegenüber dem Mittelbereich fast die doppelte Empfindlichkeit besaßen. Diese photoleitfähige Schicht läßt sich also in einem Gerät anwenden, welches mit einem breiten Belichtungsschlitz arbeitet und einen 50%igen Abfall des Lichteinfalls an den Kanten zeigt.

Beispiel 2

Eine aluininisierte Polyester-Folie wurde auf einer drehbaren Trommel fixiert deren Umfang der Länge und deren Länge der Breite der angestrebten photoleitfähigen Schicht entsprach. Auf der Mantelfläche der Trommel im Abstand voneinander war eine Reihe von axial im Abstand angeordneten Spritzdüsen so angeordnet, daß sich deren Wirkungsbereich etwas überlappte. Den gegen den Mittenbereich der Trommel gerichteten Düsen wurden folgende Auftragsmassen zugeführt:

Masse A

24,8 g 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon (TNF),
575 cm³ Tetrahydrofuran (im Stickstoffstrom getrocknet) und

160 cm³ einer 10%igen Lösung von Poly-N-vinylcarbazol in Tetrahydrofuran.

Masse B

Diese entsprach der Masse A mit Ausnahme, daß nur ⁴Ao der Menge an TNF enthalten waren.

Jede der beiden Massen wurde unmittelbar vor der Beschichtung in einer Mühle gemischt Bei 13 UpM wurde die Masse A auf die Außenbereiche und die Masse B in den Mittenbereich der Trommel aufgetragen, und zwar bis auf eine gleichmäßige Schichtstärke von 5 bis 20 μπι, woraufhin dieser Überzug an trockener Luft getrocknet und in 60 min bei 50° C ausgehärtet wurde.

■ch die Verringerung der Menge an TNF in der : B war die Empfindlichkeit der Schicht 50% ;er (»Electrophotography«, R. M. Schaffen, Seite Auf diese Weise erhielt man eine photoleitfähige ^t, deren Lichtempfindlichkeit in den Außenbereijrößer als im Mittenbereich ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, das auf einem Schichtträger eine photoleitf ähige Schicht enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht durch Änderung der Zusammensetzung des Photoleiters bzw. aktivierten Photoleiters so ausgebildet ist, daß die Lichtempfindlichkeit in den Randbereichen größer ist als im Mittenbereich.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Selen oder dessen Legierungen mit steigender Photoleitfähigkeit vom Mittenbereich bis zum Randbereich in der photoleitfähigen Schicht enthalten ist

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der photoleitenden Substanz Poly-N-vinylcarbazol: Trinitro-9-fluorenon für steigende Photoleitfähigkeit vom Mittenbereich bis zum Randbereich in der photoleitfähigen Schicht variiert ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, das auf einem Schichtträger eine photoleitfähige Schicht enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man die photoleitfähige Schicht aus unterschiedlichen Auftragsgemischen des Photoleiters aufträgt derart, daß in der Mitte des Schichtträgers das lichtunempfindlichste Auftragsgemisch und in den Randbereichen das lichtempfindlichste Auftragsgemisch aufgetragen wird.