DE3514809A1 - Elektrophotographischer photoleiter in form eines endlosen bandes - Google Patents

Elektrophotographischer photoleiter in form eines endlosen bandes

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Description

ELEKTROPHOTOGRAPHISCHER PHOTOLEITER IN FORM EINES ENDLOSEN BANDES
Die Erfindung betrifft einen elektrophotographxschen Photoleiter in Form eines endlosen Bandes mit einer auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgebrachten photoleitfähigen Schicht und einer Stoßstelle zum Verbinden der entgegengesetzten Enden zu einem endlosen Band, wobei die Stoßstelle eine elektrisch leitende Deckschicht auf der photoleitfähigen Schicht oder zusätzlich eine Verstärkungs-Harzschicht zwischen der elektrisch leitenden Deckschicht und der photoleitfähigen Schicht aufweist.
Herkömmliche elektrophotographische Photoleiter in Form eines endlosen Bandes weisen auf einem rechteckigen Trägerfilm eine elektrisch leitende Schicht und auf dieser eine photoleitfähige Schicht auf, wobei die entgegengesetzten Enden des rechteckigen Trägerfilms zu einem endlosen Band verbunden sind. Diese herkömmlichen Photoleiter haben den Nachteil, daß sich während wiederholter Verwendung Risse an der Stoßstelle bilden oder die photoleitfähige Schicht nahe der Stoßstelle reißt oder sich von dem Trägerfilm abschält. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Photoleiter besteht darin, daß die elektrischen Ladungen an der Stoßstelle nicht mehr vollständig gelöscht werden können, wenn einmal die Stoßstelle elektrisch aufgeladen worden ist. Insbesondere ist es schwierig, die Stoßstelle nach der Tonerbildübertragung beim Säubern mit einer Löschlampe zu entladen, so daß in der anschließenden Entwicklungsstufe noch Toner auf der elektrisch geladenen Stoßstelle abgeschieden ist und eine beträchtliche Tonermenge durch die Reinigungsvorrichtung im Laufe des Kopierprozesses entfernt werden muß, da die Stoßstelle zwar nicht als Bilderzeugungsbereich dient, dennoch aber restlichen Toner aufweist. Der an der Stoßstelle abgeschiedene Toner wird somit zu einer schweren Belastung der Reinigungsvorrichtung und verursacht ein Verschmieren des Inneren der Kopiermaschine. Ferner nehmen die Tonerverluste aufgrund der elektrischen Aufladung der Stoßstelle zu.
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Um diese Nachteile herkömmlicher elektrophotographischer Photoleiter in Form eines endlosen Bandes zu beheben, ist bereits vorgeschlagen worden, an der Stoßstelle eine elektrisch leitende Deckschicht auszubilden, um die elektrisch leitenden Schichten des Photoleiters elektrisch zu verbinden. Hierdurch gelingt es, die Ansammlung von elektrischen Ladungen an der Stoßstelle zu verhindern. Andererseits ist es mit der herkömmlichen elektrisch leitenden Deckschicht, die feinteilige elektrisch leitende Teilchen in einem Harz dispergiert enthält, nicht möglich, eine Rißbildung an der Stoßstelle und in der photoleitfähigen Schicht nahe der Stoßstelle sowie ein Abschälen der photoleitfähigen Schicht von dem Schichtträger zu vermeiden.
Ziel der Erfindung ist es daher, einen e1ektrophotographisehen Photoleiter in Form eines endlosen Bandes bereitzustellen, bei dem sich keine Risse an der Stoßstelle und der photoleitfähigen Schicht nahe der Stoßstelle bilden, bei dem sich die photoleitfähige Schicht nahe der Stoßstelle nicht von dem Schichtträger abschält und bei dem eine Akkumulation von elektrischen Ladungen an der Stoßstelle vermieden wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein elektrophotographischer Photoleiter in Form eines endlosen Bandes mit einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer darauf ausgebildeten photoleitfähigen Schicht und einer Stoßstelle, die eine elektrisch leitende Deckschicht aufweist, welche ein Polymermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter und feinteilige elektrisch leitende Teilchen in dem Polymermaterial dispergiert enthält, oder zusätzlich eine Verstärkungs-Harzschicht zwischen der elektrisch leitenden Deckschicht und der photoleitfähigen Schicht aufweist.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Teilquerschnitt durch eine
Stoßstelle einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Photoleiters;
Fig. 2 . eine perspektivische Gesamtansicht dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Photoleiters;
Fig. 3 einen schematischen Tei!querschnitt durch eine modifizierte Stoßstelle einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Photoleiters.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Ausführungsform von Fig. 1 näher erläutert. Gezeigt sind ein Schichtträger 1, der z. B. aus einer Polyesterfolie besteht, und eine elektrisch leitende Schicht 2, die z. B. durch Vakuumaufdampfen von Aluminium auf den Schichtträger 1 hergestellt worden ist. Das Trägermaterial 1 und die elektrisch leitende Schicht 2 bilden den elektrisch leitenden Schichtträger. Auf der elektrisch leitenden Schicht 2 ist eine photoleitfähige Schicht 3 ausgebildet, die ein organisches oder anorganisches photoleitfähiges Material enthält. Die photoleitfähige Schicht 3 kann z. B. auf die elektrisch leitende Schicht 2 unter Aussparung der vier Randbereiche für die Stoßstelle und eine Erdungselektrode aufgebracht werden.
An der Stoßstelle 4 werden die entgegengesetzten Enden des elektrophotographischen Photoleiters miteinander verbunden, z. B. durch Ultraschall-Behandlung, Zusammenschmelzen der entgegengesetzten Enden oder durch Verwendung eines Klebers. Die Stoßstelle 4 ist mit einer elektrisch leitenden Deckschicht 5 bedeckt.
Der elektrophotographische Photoleiter kann Erdungs-Elektrodenbereiche 7 aufweisen (Fig. 2), die mit der elektrisch leitenden Deckschicht 5 elektrisch verbunden sind. Als derartige Erdungselektroden eignen sich beliebige Elektroden, wenn sie mit der elektrisch leitenden Deckschicht elektrisch verbunden sind.
. " 6 " 35U809
Die elektrisch leitende Deckschicht 5 kann dadurch hergestellt werden, daß man die Stoßstelle 4 mit einer Dispersion aus einem Polymermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter, einem geeigneten Lösungsmittel zum Lösen des Polymermaterials und feinteiligen elektrisch leitenden Teilchen, z. B. Ruß-, Graphit-, Kupfer-, Silberoder Nickelteilchen, beschichtet und die aufgetragene Dispersion trocknet. Die elektrisch leitende Deckschicht 5 kann auch dadurch ausgebildet werden, daß man eine geschmolzene Mischung aus dem Polymermaterial und den elektrisch leitenden Teilchen auf die Stoßstelle 4 aufträgt.
Als Polymermaterialien für die elektrisch leitende* Deckschicht 5 sind die folgenden Harze, Copolymerisate und
•15 Kleber bevorzugt, sofern sie eine Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter aufweisen: Polyesterharze, Acrylharze, Methacrylharze', Styrolharze, Styrol-Acrylat-Copolymere, Styrol-Methacrylat-Copolymere, Polycarbonate, Polyurethane, Zweikomponenten-Epoxidharze, Zweikomponenten-Urethanharze, Einkomponenten-Epoxidharze, Einkomponenten-Urethanharze, Cyanoacrylatharze und UV-härtende Harze. Spezielle Beispiele für handelsübliche Polymermaterialien mit einer Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter sind die Polyesterharze Aronmelt PES-111, PES-120, PES-120H und PES-IlOH von der Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.
Bei Verwendung derartiger Harze, Copolymerisate und Kleber lassen sich eine Rißbildung an der Stoßstelle und in der photoleitfähigen Schicht nahe der Stoßstelle sowie ein Abschälen der photoleitfähigen Schicht von dem Schichtträger wirksam verhindern, selbst wenn der Photoleiter mehrmals oder bei niedrigen Temperaturen eingesetzt wird.
Die genannten Polymermaterialien mit einer Glasübergangstemperatur von -1O0C oder darunter können einzeln oder in Kombination mit anderen üblichen Bindemitteln angewandt werden, z. B. Acrylharzen, Methacrylharzen, Polyvinylbutyral,
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren, Polyesterharzen, Polyurethanharzen, Styrolharzen und Polycarbonaten. Unter diesen Bindemitteln sind Polyesterharze besonders bevorzugt, um in Kombination mit den oben genannten Polymermaterialien eingesetzt zu werden.
Bei Verwendung der genannten Bindemittel in Kombination mit den Polymermaterialien mit einer Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter beträgt die Menge des Polymermaterials vorzugsweise 50 Gewichtsprozent oder mehr des Gesamtgewichts der Bindemittel in der elektrisch leitenden Deckschicht 5.
Als feinteilige elektrisch leitende Teilchen in der elektrisch leitenden Deckschicht 5 eignen sich z. B. Ruß-, Graphit-, Kupfer-, Silber- und Nickelteilchen. Selbstverständlich sollten die feinteiligen elektrisch leitenden Teilchen in der elektrisch leitenden Deckschicht 5 in einer solchen Menge enthalten sein, daß sich kein Toner auf der Deckschicht 5 abscheidet.
Erfindungsgemäß kann die elektrisch leitende Deckschicht 5 z. B. folgendermaßen auf der photoleitfähigen Schicht 3 ausgebildet werden:
Das Polymermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter wird in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Tetrahydrofuran oder Methylenchlorid, gegebenenfalls zusammen mit anderen Bindemitteln zu einer Polymerlösung gelöst. Dieser Lösung werden feinteilige elektrisch leitende Teilchen zugesetzt, um eine Beschichtungsflussigkeit für die elektrisch leitende Deckschicht,herzustellen. Die Beschichtungsflussigkeit wird entlang der Stoßstelle 4 auf die photoleitfähige Schicht 3 aufgetragen, wobei entlang der Stoßstelle 4 eine elektrisch leitende Deckschicht 5 entsteht; siehe Fig. 1.
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Als Erdungselektroden 7 kann ein Paar von Randbereichen, dort wo keine photoleitfähige Schicht vorhanden ist, verwendet werden oder die Erdungselektroden 7 können durch Auftragen der Beschichtungsdispersion für die elektrisch leitende Deckschicht nach dem oben beschriebenen Verfahren auf die Bereiche für die Erdungselektroden 7 hergestellt werden. Wie bereits erwähnt, können jedoch als derartige Erdungselektroden beliebige Elektroden angewandt werden, sofern sie mit der elektrisch leitenden Deckschicht 5 elektrisch verbunden sind.
Zur Verstärkung der Stoßstelle 1 kann eine Verstärkungs-Harzschicht 6 entlang der Stoßstelle 1 derart ausgebildet werden, daß sich die Verstärkungs-Harzschicht 6 zwischen der photoleitfähigen Schicht 3 und der elektrisch leitenden Deckschicht 5 befindet; siehe Fig. 3.
Vorzugsweise besteht die Verstärkungs-Harzschicht 6 aus demselben Polymermaterial wie die elektrisch leitende Deckschicht 5, um eine Rißbildung an der Stoßstelle und in der photoleitfähigen Schicht nahe der Stoßstelle sowie ein Abschälen der photoleitfähigen Schicht von dem Schichtträger bei niedrigen Temperaturen zu vermeiden.
Es können jedoch auch andere herkömmliche Harze, Copolymerisate und Kleber für die Verstärkungs-Harzschicht 6 verwendet werden. Die in Fig. 3 gezeigte Verstärkungs-Harzschicht 6 kann z. B. dadurch hergestellt werden, daß man ein Harz, Copolymersat oder einen Kleber in einem geeigneten Lösungsmittel löst und die Lösung auf die Stoßstelle ] aufträgt und trocknet. Zur Herstellung der Verstärkungs-Harzschicht 6 kann man aber auch z. B. einen geschmolzenen Hot-Melt-Kleber auf die Stoßstelle 4 auftragen. Ferner ist es möglich, einen schmalen bandförmigen Polymerfilm oder eine Metallfolie, die mit einem druck- oder wärmeempfindlichen Kleber beschichtet sind, auf die Stoßstelle 4 aufzutragen. Bei Verwendung einer Kleber-beschichteten
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Metallfolie als Verstärkungs-Harzschicht 6 kann der Metal1-folienteil als elektrisch leitende Deckschicht 5 verwendet werden.
Beispiel 1
Auf einen rechteckigen Aluminium-bedampften Polyesterfilm wird eine organische photoleitfähige Schicht unter Aussparung der vier Randbereiche des Polyesterfilms aufgetragen. Die entgegengesetzten kürzeren Enden des Aluminiumbedampften Polyesterfilms werden geschmolzen und nach dem Ultraschallverfahren miteinander verbunden, so daß ein elektrophotographischer Photoleiter in Form eines endlosen Bandes entsteht.
Eine Beschichtungsflüssigkeit für die elektrisch leitende Deckschicht wird durch Dispergieren der folgenden Komponenten in einer Kugelmühle hergestellt:
Gewichtsteile
Polyesterharz mit einer Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter
("Aronmelt PES-111" von der Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.) 12
Graphit 4
Ruß 4
Tetrahydrofuran 80
Die Dispersion wird auf die Stoßstelle des bandförmigen Photoleiters aufgetragen und zu einer elektrisch leitenden Deckschicht getrocknet.
Die anderen beiden längeren Randbereiche des bandförmigen Photoleiters, an denen die Aluminiumschicht freiliegt, werden als Erdungselektroden verwendet.
Eine 6 cm χ 5 mm große Testprobe des so hergestellten erfindungsgemäßen Photoleiters Nr. 1, durch die quer ein Teil
10 " " "35Ί4809 der Stoßstelle verläuft und zwar durch die Mitte der 6 cm-Seite, wird 7 Tage bei -100C in eine Haltbarkeitstestkammer eingebracht. Nach Entnahme des Photoleiters aus der Testkammer wird ein Rißbildungs- und Abschältest durchgeführt, bei dem man die Photoleiterprobe entlang der Stoßstelle bei 50C vollständig umbiegt (Biegewinkel 180°), um die Rißbildung an der Stoßstelle und in der photoleitfahigen Schicht nahe der Stoßstelle sowie das Abschälen der photoleitfahigen Schicht von dem Schichtträger zu untersuchen. Hierbei zeigt sich, daß an der Stoßstelle und in der photoleitfahigen Schicht nahe der Stoßstelle keinerlei Rißbildung erfolgt und die photoleitfähige Schicht nicht von dem Schichtträger abgeschält wird.
Der Photoleiter Nr. 1 wird in eine handelsübliche Kopiermaschine eingespannt und zur Herstellung von 50 000 Kopien bei einer Temperatur von 250C eingesetzt. Auch hierbei ist keine Rißbildung an der Stoßstelle und in der photoleitfähigen Schicht nahe der Stoßstelle und auch kein Abschälen der photoleitfahigen Schicht von dem Schichtträger zu beobachten. Außerdem erfolgt keine Tonerabscheidung an der Stoßstelle des Photoleiters Nr. 1. Dementsprechend wird das Innere der Kopiermaschine nicht mit Toner verunreinigt und die abgetrennte Menge an Tonerabfall ist gering.
Beispiel 2
Eine Beschichtungsdispersion für eine elektrisch leitende Deckschicht wird durch Dispergieren der folgenden Komponenten in einer Kugelmühle hergestellt:
Gewichtsteile
Polyesterharz ("Aronmelt PES-111" von
der Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.) 6
Polyesterharz ("Vylon 200" von der
Toyobo Co., Ltd.) 6
-Ii - 35 H 8
Gewichtsteile Graphit 4
Ruß 4
Tetrahydrofuran 80
"
Die Dispersion wird auf die Stoßstelle eines gemäß Beispiel 1 hergestellten Photoleiters aufgetragen und zu einer elektrisch leitenden Deckschicht getrocknet. Ferner wird die Dispersion auf die gegenüberliegenden längeren Randbereiche (Bezugszeichen 7 in Fig. 2) des Photoleiters aufgetragen, die keine photoleitfähige Schicht aufweisen, sondern an denen die Aluminiumschicht freiliegt. Hierdurch erhält man auf den gegenüberliegenden längeren Randbereichen des Photoleiters Erdungselektroden.
Der so hergestellte erfindungsgemäße Photoleiter Nr. 2 wird dem Rißbildungs- und Abschältest sowie dem Kopiertest von Beispiel 1 unterzogen. Hierbei sind an der Stoßstelle und in der photoleitfähigen Schicht nahe der Stoßstelle keine Risse zu beobachten und die photoleitfähige Schicht schält sich nicht von dem Schichtträger ab. Außerdem erfolgt keine Tonerabscheidung auf der Stoßstelle. Dementsprechend ist das Innere der Kopiermaschine nicht mit Toner verunreinigt und die abgetrennte Menge an Tonerabfall ist gering.
Beispiel 3
Beispiel 2 wird wiederholt, jedoch erzeugt man die Erdungselektroden durch Auftragen einer Elektrodendispersion aus den folgenden Komponenten auf die gegenüberliegenden längeren Randbereiche des Endlosband-förmigen Photoleiters, wobei man einen erfindungsgemäßen Photoleiter Nr. 3 erhält.
35
- 12 - 35Ί4809
Gewichtsteile
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer 6
Ruß 4
Toluol 25
Der so hergestellte Photoleiter Nr. 3 wird dem Rißbildungsund Abschältest sowie dem Kopiertest von Beispiel 1 unterzogen. Hierbei ist keine Rißbildung an der Stoßstelle und in der photoleitfähigen Schicht nahe der Stoßstelle zu beobachten und die photoleitfähige Schicht schält sich nicht von dem Schichtträger ab. Außerdem erfolgt keine Tonerabscheidung an der Stoßstelle. Dementsprechend ist das Innere der Kopiermaschine nicht mit Toner verunreinigt und die abgetrennte Menge an Tonerabfall ist gering.
Beispiel 4
Auf einen rechteckigen Aluminium-beschichteten Polyesterfilm wird mit Ausnahme der vier Randbereiche einer organisehe photoleitfähige Schicht aufgebracht. Die gegenüberliegenden kürzeren Enden des Polyesterfilms werden geschmolzen und durch Ultraschallbehandlung zu einem elektrophotographischen Photoleiter in Form eines endlosen Bandes verbunden.
Auf die Stoßstelle des erhaltenen Photoleiters wird eine Lösung der folgenden Komponenten aufgetragen und zu einer Verstärkungs-Harzschicht getrocknet:
Gewichtsteile Polyesterharz ("Aronmelt PES-111" von
der Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.) 15
Tetrahydrofuran 85
Auf die erhaltene Verstärkungs-Harzschicht wird eine Dispersion der folgenden Komponenten aufgetragen und zu einer elektrisch leitenden Deckschicht getrocknet:
■" 13 ~ " " "'35H809
Gewichtsteile Polyesterharz ("Aronmelt PES-I11" von der
Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.) 12
Graphit 4
Ruß 4
Tetrahydrofuran 80
Bei diesem Photoleiter bleiben die beiden anderen längeren Randbereiche unbeschichtet und werden als Erdungselektroden verwendet.
Der so hergestellte erfindungsgemäße Photoleiter Nr. 4 wird dem Rißbildungs- und Abschältest sowie dem Kopiertest von Beispiel 1 unterzogen. Hierbei ist keine Rißbildung an der Stoßstelle und in der photoleitfahxgen Schicht nahe der Stoßstelle zu beobachten und die photoleitfähige Schicht schält sich nicht von dem Schichtträger ab. Außerdem erfolgt keine Tonerabscheidung an der Stoßstelle. Dementsprechend ist das Innere der Kopiermaschine nicht mit Toner verunreinigt und die abgetrennte Menge an Tonerabfall ist gering.
- Le :e -

Claims (9)

Patentansprüche
1. Elektrophotographischer Photoleiter in Form eines endlosen Bandes, gekennzeichnet durch einen elektrisch leitenden Schichtträger, eine darauf aufgebrachte photoleitfähige Schicht, eine Stoßstelle, an der der elektrophotographische Photoleiter zu einem endlosen Band verarbeitet ist, und eine Erdungselektrode, die mit dem Schichtträger elektrisch verbunden ist, wobei die Stoßstelle eine elektrisch leitende Deckschicht aufweist, welche die photoleitfähige Schicht an der Stoßstelle bedeckt und ein Polymermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von -10°C oder darunter und feinteilige elektrisch leitende Teilchen enthält.
2. Photoleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstelle außerdem eine Verstärkungs-Harzschicht zwischen der elektrisch leitenden Deckschicht und der € photoleitfähigen Schicht aufweist. \
3. Photoleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter ausgewählt ist unter Polyesterharzen, Acrylharzen, Methacrylharzen, Styrolharzen, Styrol-Acrylat-Copolymeren, Styrol-Methacrylat-Copolymeren, Polycarbonaten, Polyurethanen, Epoxidharzen, Cyanoacrylatharzen und UV-härtbaren Harzen.
4. Photoleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feinteiligen elektrisch leitenden Teilchen ausgewählt sind unter Ruß-, Graphit-, Kupfer-, Silber- und Nickelteilchen.
5. Photoleiter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungs-Harzschicht ein Polymermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter enthält.
35U809
6. Photoleiter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungs-Harzschicht ein Harz aus der Gruppe der Polyesterharze, Acrylharze, Methacry!harze, Styrolharze, Styrol-Acrylat-Copolymeren, Styrol-Methacrylat-Copolymeren, Polycarbonate, Polyurethane, Epoxidharze, Cyanoacrylatharze und UV-härtbaren Harze enthält.
7. Photoleiter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungs-Harzschicht ein Polymermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von -100C oder darunter und mindestens ein Bindemittel aus der Gruppe der Acrylharze, Methacrylharze, Polyvinylbutyral, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren, Polyesterharze, Polyurethane, Styrolharze und Polycarbonate enthält.
8. Photoleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdungselektrode eine elektrisch leitende Schicht im Umfangsbereich bzw. Randbereich des elektrisch leitenden Schichtträgers umfaßt.
9. Photoleiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdungselektrode ein Polymermaterial mit einer Glas-Übergangstemperatur von -100C oder darunter und feinteilige elektrisch leitende Teilchen umfaßt.
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