DE3016453A1

DE3016453A1 - Aufzeichnungstraeger fuer die elektrophotographie

Info

Publication number: DE3016453A1
Application number: DE19803016453
Authority: DE
Inventors: Armin Dr.rer.nat. Baumgärtner; Kurt Dr.-Ing. Elsäßer; Horst Franz Dr.rer.nat. 8500 Nürnberg Heil; Peter Dr.-Ing. 7250 Leonberg Kersten; Klaus Dr.rer.nat. 8520 Erlangen Petrikat
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1980-04-29
Filing date: 1980-04-29
Publication date: 1981-11-05
Also published as: DE3016453C2; JPS56167146A; JPS61621B2

Description

A.Baumgärtner et al 5-2-2-2-3
Aufzeichnungsträger für die Elektrophatographie Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Aufzeichnungsträger für die Elektrophotographie. Aufzeichnungsträger werden vorwiegend in Photokopiergeräten eingesetzt und bestehen im wesentlichen aus einem leitenden Substrat und einer Schicht aus einem Material, dessen elektrischen Widerstand sich bei Belichtung stark verringert. Als solche Materialien sind z.B. Selen, Selen-Tellur oder Cadmiumsulfid üblich.
In neuerer Zeit hat man zu dieser durch Widerstandsänderung ladungserzeugenden Schicht eine weitere ladungstransportierende Schicht aufgebracht. Als Material für eine solche weitere Schicht kann z.B.Poly-N-Vinylcarbazol verwendet werden, was R.C. Penwell, B.N. Ganguly und T.W. Smith in ihrer Veröffentlichung: "Poly-N-Vinylcarbazol: A selective review of its polymerisation, structure, properties, and electrical characteristics" erschienen im Journal of Polymer Science: Macromolecular Reviews" Band 13 (1978) Seiten 63...160 beschrieben. Eine andere ladungstransportierende Schicht ist A.Baumgärtner et al 5-2-2-2-3 von P.M. Borsenberger, W. Mey und A. Chowdry in ihrer Arbeit: ,,Hole transport in binary solid solutions of triphenylamine and bisphenol-A-polycarbonate", erschienen im Journal of Aplied Physics Band 49 (1978) Heft 1 Seiten 273...279, beschrieben worden, wobei es sich bei diesem Beschichtungsmaterial um eine feste Lösung eines Stoffes in einem Polymerisat handelt Obwohl die genannten Materialien für eine ladungstransportierende Schicht bereits gute Ergebnisse liefern, so wäre doch zum Erzielen bester Kontraste eine Verringerung der mit ihnen erzielbaren Dunkelentladungsgeschwindigkeit wünschenswert.
Die vorliegende Erfindung setzt sich deshalb zur Aufgabe bei einem Aufzeichnungsträger für die Elektrophotographie im wesentlichen bestehend aus einem elektrisch leitenden Substrat, einer durch Belichtung ladungserzeugenden Schicht und einer ladungstransportierenden Schicht feste Lösungen eines Stoffes in einem Polymerisat anzugeben, die kleinere Dunkelentladungsgeschwindigkeiten als die bekannten Materialien aufweisen, ohne daß dabei andere Eigenschaften wie Restspannung usw. verschlechtert werden.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dem Anspruch 1 zu entnehmen, wobei die nachgeordneten Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen aufzeigen.
Die Erfindung soll nun an Hand von Beispielen unter Zuhilfenalme der Figuren beschrieben werden. Die Figuren zeigen dabei: Fig. 1 einen herkömmlichen Aufzeichnungsträger A.Baumgärtner et al 5-2-2-2-3 Fig. 2 einen Aufzeichnungsträger mit getrennter ladungserzeugender und ladungstransportierender Schicht.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Oberfläche eines herkömmlichen Aufzeichnungsträgers. Auf ein meistens aus einer Aluminiumtrommel bestehendes Substrat 1 ist die gleichzeitig ladungserzeugende und ladungstransportierende Schicht 2 aufgebracht. Als Materialien für diese Schicht sind z.B. Selen, Selen-Tellur oder Cadmiumsulfid üblich.
Das Substrat 1 wird üblicherweise mit dem auf Massepotential liegenden Pol 5 einer Spannungsquelle zum Erzeugen einer Coronaihtladung zwischen dem an der Elektrode 4 anliegenden anderen Pol dieser Spannungsquelle und der Oberfläche der Schicht 2 verbunden Figur 2 zeigt nun einen Schnitt durch einen Teil der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers mit getrennter ladungserzeugender und ladungstransportierender Schicht. Dieser Aufbau unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 nur dadurch, daß auf dem Substrat übereinander zwei Schichten 2 und 3 aufgebracht sind, von denen die eine ladungserzeugend und die andere ladungstransportierend ist. Einen solchen prinzipiellen Aufbau weisen sowohl die in den angeführten Veröffentlichungen im Journal of Polymer Science und im Journal of Applied Physics beschriebenen Aufzeichnungsträger wie auch die der vorliegenden Erfindung auf. Es kann dabei auf das Substrat sowohl zuerst die ladungserzeugende und darüber die laladungstransportierende Schicht wie auch zuerst die ladungstransportierende und darüber die ladungserzeugende Schicht aufgebracht werden. Für die jeweils verwendete Reihenfolge sprechen alleinig technologische Gesichtspunkte. Wird A.Baumgärtner et- al 5-2-2-2-3 zuerst die ladungserzeugende Schicht aufgebracht, so muß die darüberliegende ladungstransportierende Schicht für das belichtende Licht transparent sein. Im anderen Falle braucht die ladungstransportierende Schicht zwar nicht lichtdurchlässig zu sein, doch muß sie thermisch so widerstandsfähig sein, daß man auf ihr die ladungserzeugende Schicht aufdampfen kann, oder diese Schicht muß auf anderem Wege z.B. durch AuSprGhen oder Abscheiden aus einer Lösung aufgebracht werden.
Es sollen nun im folgenden einige Beispiele für Aufzeichnungsträger beschrieben werden, deren ladungstransportierende Schicht erfindungsgemäß aus einer festen Lösung von Ferrocen oder einem Ferrocenderivat in einem Benzolringe enthaltenden Polymerisat besteht. Als solche Polymerisate wurden Polystyrol und das unter den Handelsnamen "Makrolon" bzw. "hexan" bekannte und erhältliche Bisphenol-A-Polycarbonat und als Ferrocenderivate Diacetylferrocen, Benzylferrocen sowie Ferrocendiyl-dimethylsilan-polymere eingesetzt. Besonders gute Eigenschaften wurden dabei mit Polystyrol erzielt. Die hier erzielten Dunkelentladungsgeschwindigkeiten sind etwa um eine Größenordnung kleiner als bei Polyvinylcarbazol und etwa um den Faktor 5 kleiner als bei Verwendung von Triphenylamin gelöst in Bisphenol-A-Polycarbonat nach Journal of Applied Physics. In den folgenden Beispielen wurde als Substrat stets Aluminium gewählt, es kann hierzu jedoch jeder leitende Stoff eingesetzt werden, wenn nur die aufgebrachte Schicht auf ihm genügend fest haftet. Ebenso wurde als ladungserzeugende Schicht stets amorphes Selen aufgebracht. Als weitere Materialien können nicht nur die bereits erwähnten wie Selen-Tellur und Cadmiumsulfid sondern alle entsprechende photoelektrische Eigenschaften aufweisenden Stoffe, wie z.B. Silizium, metallorganische Verbindungen usw. verwendet werden.
A.Baumgärtner et al 5-2-2-2-3 Nach dem ersten Beispiel sei der Aufzeichnungsträger wie folgt aufgebaut: Auf eine 50 Sm starke Aluminiumfolie ist durch Vakuum-Verdampfung ein etwa 2 >im starker Belag als ladungserzeugende Schicht aufgebracht. Hierüber ist eine ladungstransportierende Schicht aus einer festen Lösung von Ferrocen in Polystyrol mit etwa 7 pm Stärke aufgetragen. Zur Herstellung dieser Schicht wird 1 g Polystyrol und 0,38 g Ferrocen (2 mMol/g Polystyrol) in 14 ml Dichlormethan unter Umrühren mittels eines geeigneten Rührersz.B. eines Magnetrührers gelöst. Mit einem Spiralfilmziehgerät wird von der dickflüssigen Lösung soviel als Schicht auf die Selenoberfläche aufgetragen, daß sich bei Verdunsten des Lösungsmittels eine etwa 7 ium starke transparente Ladungstransportschicht bildet. Unter einer negativen Corona ladet sich die Schichtoberfläche auf ein Potential von maximal -800 V auf, wobei die Dunkelentladungsgeschwindigkeit etwa 12 V/sec beträgt. Wird die Schicht mit monochromatischen Licht mit der Wellenlänge von etwa 400 nm mitO,4uJ/cm² belichtet, so wird an den belichteten Stellen das Potential bis auf ein Restpotential von etwa -40 V abgebaut. Bei Aufladung mit einer positiven Corona läßt sich nur ein Potential von +180 V erzielen, daß unabhängig von Dunkelheit oder Belichtung mit einer Entladungsgeschwindigkeit von 35 V/sec. abgebaut wird.
Für ein zweites Beispiel werden die Verhältnisse des ersten insofern verändert, als hier auf 1 g Polystyrol 0,19 g Ferrocen (1 mMol/g Polystyrol) verwendet werden. Das Restpotential bei Belichtung erhöhte sich dadurch auf etwa -100 V.
Gegenüber dem zweiten Beispiel wird nun bei einem dritten in dem Ferrocenmolekfll ein Wasserstoff-Atom durch eine Benzyl-Gruppe substituiert. Es werden hier auf 1 g Polystyrol A.Baumgärtner et al 5-2-2-2-3 0,28 g Benzylferrocen (1 mMol/g Polystyrol) in gleicher Weise wie beim ersten Beispiel gelöst und verarbeitet. Die Oberfläche der etwa 7 >im starken ladungstransportierenden Schicht läßt sich durch eine negative Corona-Entladung maximal auf etwa -450 V aufladen, wobei die Dunkelentladungsgeschwindigkeit etwa 18 V/sec. beträgt. Bei BelichtungtO,4uAcm2, 400nm) stellt sich ein Restpotential von etwa -280 V ein. Mit positiver Corona erfolgt eine Aufladung auf maximal +400 V, die mit einer Entladungsgeschwindigkeit von etwa 36 V/sec. abgebaut wird.
Bei einem letzter vierten Beispiel wird gegenüber dem ersten Beispiel nun das Polystyrol durch ein Bisphenol-A-Polycarbonat ersetzt. Es wurde dabei das unter dem Handelsnamen Lexan 135 erhältliche Material der General Electric verwendet.
Durch eine negative Corona-Entladung läßt sich die Oberfläche eines etwa 7 um starken Ladungstransportschicht maximal auf etwa -400 V aufladen. Die Dunkelentladungsgeschwindigkeit beträgt etwa 18 V/sec. wobei nach Belichtung(0,4CJ/ cm2, 400nm) sich ein Restpotential von etwa -100 V einstellt. Die Werte bei Aufladung durch eine positive Corona-Entladung entsprechen dabei denen des ersten Beispieles.
Wie aus den angeführten Beispielen ersichtlich ist, zeigen nach den Lehren der vorliegenden Anmeldung aufgebaute Aufzeichnungsträger gegenüber denen nach dem Stande der Technik erheblich verbesserte Eigenschaften und Werte.

Claims

A.Baumgartner-K.Elsäßer-H.F.Heil-P.Kersten-K.Petrikat 5-2-2-2-3 Patentansprüche; 1) Aufzeichnungsträger für die Elektrophotographie im wesentlichen bestehend aus einem elektrisch leitenden Substrat, einer durch Belichtung ladungserzeugenden Schicht und einer ladungstransportierenden Schicht 7 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die ladungstransportierende Schicht aus der festen Lösung von Ferrocen oder einem Ferrocenderivat in einem Benzolringe enthaltenden Polymerisat besteht.
2) Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das bzolringe enthaltende Polymerisat Polystyrol ist.
3) Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Benzolringe enthaltende Polymerisat ein Bisphenol-A-Polycarbonat ist.
4) Aufzeichnungsträger nach einem der Anspräche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Ferrocensubstitute Diacetylferrocen, Benzylferrocen oder Ferrocendiyl-dimethylsilan-polymere verwendet wird.
5) Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dicke der ladungstransportierenden Schicht etwa 10,am beträgt.
A.BaumgArtner et al 5-2-2-2-3 6) Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf das Substrat zunächst die ladungserzeugende und darüber die ladungstransportierende Schicht aufgebracht ist.
7) Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß auf das Substrat zunächst die ladungs-transportierende und darüber die ladungserzeugende Schicht aufgebracht ist.