DE3836358C2

DE3836358C2 -

Info

Publication number: DE3836358C2
Application number: DE19883836358
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Narita; Tatuo Kawasaki Jp Tanaka
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1988-10-25
Publication date: 1991-02-14
Also published as: DE3836358A1; JPH01142734A; JPH079541B2

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial zur Verwendung bei einem elektrofotografischen Kopiergerät oder Drucker, das bzw. der als Lichtquelle einen Gaslaser, eine Laserdiode, eine Leuchtdiode, eine Flüssigkristallanordnung, eine Kathodenstrahlröhre oder ähnliches benutzt, und insbesondere ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem leitenden Träger, auf dem eine Ladungsträgertransportschicht, eine Ladungsträgererzeugungsschicht und eine Oberflächenschutzschicht ausgebildet sind.

Die Lichtquelle eines digitalen elektrofotografischen Kopierers oder Druckers macht von einer einzigen Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung im Bereich von etwa 600 bis 800 nm Gebrauch, damit kopierte Information übertragen, gespeichert und editiert werden kann. Die verwendete Wellenlänge ist länger als die, die bei herkömmlichen Druckern benutzt wird, bei denen unbeschichtetes Papier eingesetzt wird. Damit das Aufzeichnungsmaterial des erstgenannten Kopierers oder Druckers auf Licht einer so langen Wellenlänge reagiert, besteht er im allgemeinen aus einem Mehrschichtaufbau mit einer Ladungsträgererzeugungsschicht zur Erzeugung von Ladungsträgern, einer Ladungsträgertransportschicht zum Transport der erzeugten Ladungsträger und einer Oberflächenschutzschicht zum Schutz der Ladungsträgererzeugungsschicht.

Bei einem elektrofotografischen Drucker oder Kopierer, der mit einem solchen Aufzeichnungsmaterial ausgerüstet ist, wird dieses Aufzeichnungsmaterial zuerst elektrisch geladen, so daß gleichförmig auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials eine elektrostatische Ladung aufgebaut wird. Dann wird die Oberfläche Licht, etwa in Form eines Laserstrahls, ausgesetzt, damit ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt wird. Nachfolgend liefert eine Entwicklungseinrichtung Toner auf das latente Bild zur Erzeugung eines Tonerbildes, das dann auf das Papier übertragen wird. Wärme oder Druck wird zum Fixieren des Toners an dem Papier eingesetzt, und auf die Weise das gedruckte Bild erhalten.

Der auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht des Aufzeichnungsmaterial verbleibende Toner wird in einem Reinigungsschritt mit einer Pelzbürste oder einer Klinge entfernt. Die auf dem Aufzeichnungsmaterial zurückbleibende elektrische Ladung wird mit Hilfe von Wechselspannung oder Licht entfernt, bevor der nächste Prozeß ausgeführt wird.

Wenn der zurückbleibende Toner nicht ausreichend entfernt wird, tritt bei der Wiederholung des beschriebenen elektrofotografischen Prozesses eine unerwünschte Beeinträchtigung der gedruckten Zeichen durch diesen zurückgebliebenen Toner auf. Damit verhindert wird, daß Toner zurückbleibt, ist es notwendig, daß beim Übertragungsschritt der Toner wirkungsvoller auf das Papier übertragen wird und im Reinigungsschritt der zurückgebliebene Toner ausreichend entfernt wird. Zur Erhöhung der Übertragungswirkung machen Laserdrucker oder andere Drucker von einem erhöhten Übertragungsstrom Gebrauch. Zur Verbesserung der Reinigungswirkung wird der Reinigungsdruck erhöht. Die Erhöhung des Übertragungsstroms verschlechtert indes die Betriebsstabilität des Aufzeichnungsmaterials, erhöht insbesondere den Oberflächenpotentialabfall. Ferner bewirkt dies eine ungleichmäßige Dichte des Drucks abhängig vom vorangegangenen Druck. Eine Erhöhung des Reinigungsdrucks vermindert die Lebensdauer der Reinigungseinrichtung und die des Aufzeichnungsmaterials.

Aus der DE 35 05 322 A1 ist ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, das auf einem leitenden Träger eine Zwischenschicht, darauf eine Sperrschicht und schließlich eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht als Teile einer lichtempfindlichen Schicht aufweist. Die Oberfläche des leitenden Trägers sowie die der Zwischenschicht sind aufgerauht und haben eine durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit im Bereich von 0,5 bis 30 µm. Zweck dieser aufgerauhten Grenzflächen innerhalb des Schichtenaufbaus ist es, Mängel der Bilderzeugung durch unerwünschte Mehrfachreflexion zu verhindern.

Aus der DE 34 35 757 A1 ist ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, das auf einem elektrisch leitenden Träger eine lichtempfindliche Schicht bestehend aus einer Grenzschicht, einer lichtelektrisch leitenden Schicht und einer Oberflächenschutzschicht aufweist. Der elektrisch leitende Träger hat eine Oberflächenrauhigkeit von 0,2 bis 4 µm. Auch bei diesem Stand der Technik dient die Oberflächenrauhigkeit des leitenden Trägers der Beeinflussung des Reflexionsfaktors an dieser Oberfläche zur Vermeidung von Bildfehlern durch unerwünschte Mehrfachreflexionen.

Aus der DE 33 21 648 ist ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, das auf einem elektrisch leitenden Träger eine lichtempfindliche Schicht auf der Basis von amorphem Silicium aufweist. Die Oberfläche des leitenden Trägers weist eine Rauheit von 0,05 bis 1,5 µmS auf. Dieser Stand der Technik geht davon aus, daß der leitende Träger nach seiner Rohherstellung eine größere als die angegebene Oberflächenrauheit besitzt, die zu einer Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften des amorphen Siliciums führt. Daher wird die Oberflächenrauheit auf dem angegebenen Bereich vermindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, bei dem die Menge des zurückbleibenden Toners minimal ist, ohne daß die Betriebsstabilität des Aufzeichnungsmaterials oder seine Lebensdauer beeinträchtigt wird, so daß ein fleckenfreier Druck erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Aufzeichnungsmaterial gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.

Die Oberflächenrauhigkeit der Oberflächenschutzschicht wird auf 0,5 bis 1,5 µm eingestellt. Die Folge davon ist, daß der an der Oberfläche anhaftende Toner wirkungsvoller auf das Papier übertragen wird. Es ist deshalb nicht nötig, den Übertragungsstrom oder den Reinigungsdruck zu erhöhen. Als zusätzlicher Effekt wird die Lebensdauer der Reinigungseinrichtung erhöht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels näher erläutert.

Ein maschinell bearbeitetes und gesäubertes Aluminiumrohr mit einem Durchmesser von 80 mm wurde auf einer Tragwelle einer Verdampfungsvorrichtung befestigt. Die Temperatur dieses als Träger des Aufzeichnungsmaterials verwendeten Rohrs wurde auf etwa 190°C gehalten. Das Innere der Vorrichtung wurde dann auf 1 × 10^-5 Torr (1,33 mPa) evakuiert. Dann wurde eine Verdampfungsquelle aus einer As₂Se₃-Legierung auf etwa 400°C erhitzt und durch Abscheidung die Ladungsträgertransportschicht mit einer Dicke von etwa 60 µm erzeugt. Dann wurde dieses Aufzeichnungsmaterialvorprodukt, das lediglich die Ladungsträgertransportschicht enthielt, an einer Schleifmaschine befestigt. Unter später beschriebenen Bedingungen wurde dieses Aufzeichnungsmaterialvorprodukt zur Schaffung einer rauhen Oberfläche geschliffen. Dann wurde zur Bildung einer Ladungsträgererzeugungsschicht eine Selen-Tellur-Legierung mit 44 Gew.-% Tellur in einer Dicke von etwa 0,5 µm abgeschieden. Eine Selen-Arsen-Legierung mit 5 Gew.-% Arsen wurde dann in einer Dicke von etwa 2 µm zur Bildung einer Ladungsträgerinjektionsbegrenzungsschicht hergestellt. Eine Selen-Arsen-Legierung mit 38 Gew.-% Arsen wurde in einer Dicke von etwa 3 µm als Oberflächenschutzschicht abgeschieden. Diese Abscheidungen wurden mit Hilfe der Schnellverdampfung ausgeführt. Die Temperatur der Tragwelle betrug 60°C. Der Druck betrug 1 × 10^-5 Torr (1,33 mPa). Die Temperatur der Verdampfungsquelle betrug 350°C.

Nachdem die Ladungsträgertransportschicht ausgebildet worden war, wurde das Aufzeichnungsmaterialvorprodukt in beschriebener Weise geschliffen. Die Drehzahl der Schleifmaschine wurde bei vier identischen Proben auf 40, 60, 200 bzw. 500 Upm eingestellt. Mit jeder Umdrehung wurde jede Probe um 3 mm vorgeschoben. Die angelegte Last betrug 2 kp. Bei dem Schleifstein handelte es sich um einen des Typs GC#2000. Auf diese Weise wurden vier Aufzeichnungsmaterialien hergestellt. Zu Vergleichszwecken wurde ein ungeschliffenes Aufzeichnungsmaterial auf im übrigen gleiche Weise hergestellt.

Die Rauhigkeit der Oberflächen dieses Aufzeichnungsmaterials wurde gemessen. Gedruckte Zeichen wurden unter folgenden Bedingungen getestet: Die Umfangsgeschwindigkeit jedes Aufzeichnungsmaterials betrug 120 mm/s, der Übertragungsstrom durch das Rohrohr aus Aluminium betrug -30 µA. Die nach der Übertragung zurückbleibenden Tonermengen wurden verglichen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle wiedergegeben.

Tabelle

Wie aus der Tabelle ersichtlich, erzielt man günstige Ergebnisse, wenn die Rauhigkeit des Aufzeichnungsmaterials im Bereich von 0,5 bis 1,5 µm liegt. Wo die Rauhigkeit 1,6 µm beträgt, war zwar die Menge des zurückbleibenden Toners gering, jedoch traten Streifen über die gedruckten Zeichen aufgrund des Schleifens auf. Daher war dieses Aufzeichnungsmaterial für den praktischen Einsatz nicht geeignet.

Ähnliche Ergebnisse lassen sich durch maschinelle Bearbeitung der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials durch Schwabbeln oder Feinstbearbeiten nach Ausbildung eines lichtempfindlichen Mehrschichtaufbaus erzielen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials in geeigneter Weise rauh ausgebildet wird, damit die Übertragungswirkung bei einem gegebenen Übertragungsstrom verbessert wird. Dadurch kann die Menge des nach der Übertragung und vor der Ausführung eines Reinigungsschritts zurückbleibenden Toners verringert werden. Folglich läßt sich die Menge des beim Beginn des nächsten Zyklus noch vorhandenen Toners reduzieren. Damit werden Bilder und Zeichen mit einer guten Qualität gedruckt. Außerdem wird der Tonerverbrauch gesenkt. Die Reinigungseinrichtung braucht weniger häufig als bisher ausgewechselt zu werden. Schließlich verspritzt der Toner innerhalb des Druckes weniger als früher, so daß die Wartungsabstände erhöht werden können.

Claims

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial, umfassend
einen leitenden Träger,
auf dem Träger eine Ladungsträgertransportschicht,
auf der Ladungsträgertransportschicht eine Ladungsträgererzeugungsschicht, und
auf der Ladungsträgererzeugungsschicht eine Oberflächenschutzschicht mit einer Oberflächenrauhigkeit (R_max) von 0,5 bis 1,5 µm.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsträgertransportschicht, auf die die Ladungsträgererzeugungsschicht und die Oberflächenschutzschicht aufgebracht werden, aufgerauht ist.