DE3919806C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial des Funktionstrennungs-Typs für lang­ welliges Licht, welches als Ladungsträgertransportschicht eine As₂Se₃-Schicht, als Ladungsträgererzeugungsschicht eine Te-Se-Schicht mit 30 bis 50 Gew.-% Te und als Ober­ flächenschutzschicht eine As₂Se₃-Schicht aufweist.

In einem Drucker eines elektrofotografischen Geräts wird Licht in dem langwelligen Bereich von etwa 630 bis 800 nm als Schreiblicht zur Bildung eines elektrostatischen, la­ tenten Bildes auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsmate­ rials verwendet. In einem solchen Drucker setzt sich ein Aufzeichnungsmaterial vom Funktionstrennungs-Typ zusammen aus einer selbst gegenüber langwelligem Licht eine hohe Empfindlichkeit aufweisenden Trägererzeugungsschicht, einer Trägertransportschicht zum Transportieren der von der Trä­ gererzeugungsschicht erzeugten Ladungsträger, und einer Oberflächenschutzschicht, die die Trägererzeugungsschicht gegenüber äußeren Belastungen schützt. In einem solchen Aufzeichnungsmaterial wird für die Trägererzeugungsschicht im allgemeinen eine Te-Se-Legierung mit hoher Te-Konzentra­ tion, für die Trägertransportschicht ein amorphes Se-Mate­ rial und für die Oberflächenschutzschicht eine As-Se-Legie­ rung mit niedriger As-Konzentration verwendet. Die Oberflä­ chenschutzschicht ist eine wichtige Schicht, die die Le­ bensdauer des Aufzeichnungsmaterials bestimmt. Eine As-Se- Legierung mit geringerer As-Konzentration, die eine im Ver­ gleich zu As₂Se₃ hohe Wärmeausdehnung und geringe mechani­ sche Festigkeit aufweist, wird jedoch grundsätzlich einge­ setzt, um die Erzeugung von Rissen aufgrund der Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Oberflä­ chenschutzschicht und der darunter liegenden Schicht, näm­ lich der aus einer amorphen Se-Legierung bestehenden La­ dungsträgertransportschicht, zu vermeiden. Das amorphe Se- Material weist einen sehr großen Wärmeausdehnungskoeffi­ zienten auf.

Insofern weist ein derartiges Aufzeichnungsmaterial den Nachteil einer unzureichenden Lebensdauer, speziell einer einen qualitativ zufriedenstellenden Druck ermöglichenden Lebensdauer auf. Im Hinblick darauf, daß es möglich er­ scheint, die mechanische Festigkeit der Oberflächenschutz­ schicht zu erhöhen, indem gleichzeitig die Wärmeausdeh­ nungskoeffizienten der Trägertransportschicht und der Oberflächenschutzschicht gesenkt werden, wurde in jüngster Zeit ein Se-Te-As-Aufzeichnungsmaterial vom Funktionstren­ nungstyp für einen Laserdrucker entwickelt, der sich durch eine hohe Druckbetriebs-Lebensdauer auszeichnet.

Da bei einem solchen Se-Te-As-Aufzeichnungsmaterial die äußere Oberflächenschicht aus einer As₂Se₃-Legierung be­ steht, weist das Aufzeichnungsmaterial eine hohe Druck-Le­ bensdauer auf, die derjenigen eines herkömmlichen As₂Se₃- Aufzeichnungsmaterials entspricht. Andererseits hat dieses Aufzeichnungsmaterial aber auch die Nachteile des bekannten As₂Se₃-Aufzeichnungsmaterials. Das heißt: Wenn von außen mechanische Belastungen oder chemische Einflüsse einwirken, verschlechtert sich die Qualität. Beispielsweise wird ein Bildfehler hervorgerufen.

Die Druckschrift DE-PS 33 37 814 offenbart eine transpa­ rente isolierende Deckschicht mit hohem spezifischen Wider­ stand, die aus einem Harz wie Polyester oder dergleichen bestehen kann; die Dicke dieser transparenten isolierenden Deckschicht liegt zwischen 5 µm und 40 µm.

Die Druckschrift DE-PS 28 50 001 offenbart gleichfalls eine transparente Isolierschicht, die die fotoleitfähige Schicht abdeckt und aus einem Harz wie Polyester oder dergleichen gebildet ist. Für die Dicke der isolierenden Schicht ist ein Wert von 25 µm angegeben.

Die Anordnung einer transparenten Isolierschicht auf einer zusätzlich dazu vorhandenen Oberflächenschutzschicht ist aus den beiden Druckschriften nicht bekannt.

Die Druckschrift DE-OS 30 46 509 offenbart eine Oberflä­ chendeckschicht, die auf einer fotoleitfähigen Schicht angebracht ist. Hinsichtlich der von der Deckschicht ge­ forderten Eigenschaften ist in dieser Druckschrift ange­ geben, daß sich die Deckschichten je nach dem verwendeten elektrofotografischen Verfahren unterscheiden. Im Hinblick auf das Carlson-Verfahren ist angegeben, daß das elek­ trische Potential möglichst klein sein soll, so daß eine sehr dünne Deckschicht notwendig ist. Als typische Materia­ lien für die bekannte Oberflächendeckschicht sind Kunsthar­ ze oder Cellulose-Derivate angegeben. Hinsichtlich der Dicke der Oberflächen- Deckschicht ist angegeben, daß diese nach freiem Ermessen in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften oder der Qualität des verwendeten Materials festgelegt werden kann, und daß die Dicke üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 70 µm liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, das eine hohe Druck-Le­ bensdauer und hervorragende mechanische Festigkeit sowie chemische Beständigkeit aufweist, und bei dem die Möglich­ keit von Bilddefekten auch dann verringert ist, wenn mecha­ nische Belastungen oder chemische Einflüsse auf die Ober­ fläche des Aufzeichnungsmaterials einwirken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrofoto­ grafisches Aufzeichnungsmaterial gemäß dem Patentanspruch gelöst.

Da die Oberflächenschutzschicht hervorragende mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit besitzt, werden selbst dann keine Bildfehler entstehen, wenn mechanische Belastungen oder chemische Einflüsse einwirken.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform ei­ nes erfindungsgemäßen elektrofotografischen Auf­ zeichnungsmaterials, und

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus eines Ver­ gleichsbeispiels.

Nach Fig. 1 sind auf einem leitenden Schichtträger 1 eine Ladungsträgertransportschicht 2 und eine Ladungsträgerer­ zeugungsschicht 3 auflaminiert. Eine Trägerinjektions-Regu­ lierschicht 4 setzt sich zusammen aus einem Material mit größerem Bandabstand als die Trägererzeugungsschicht 3. Die Regulierschicht 4 befindet sich auf der Trägererzeugungs­ schicht 3, und auf ihr befindet sich eine Oberflächen­ schutzschicht 5. Die Oberflächenschutzschicht 5 ist mit ei­ ner transparenten Isolierschicht 6 beschichtet, was ein kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung dar­ stellt. Als Trägertransportschicht 2 wird eine As₂Se₃-Le­ gierungsschicht mit einer Dicke von 50 bis 80 µm verwendet. Die Te-Konzentration sowie die Dicke der Trägererzeugungs­ schicht 3 bestimmen sich durch die Wellenlänge des zur Be­ lichtung eines Bildes verwendeten Lichts. Ein Film von 0,1 bis 1 µm Dicke, bestehend aus einem Material mit einer Te- Konzentration von 30 bis 50 Gew.-% wird meistens verwendet. Die Trägerinjektions-Regulierschicht 4 besteht aus einer As-Se-Legierungsschicht mit 5 Gew.-% As, welche einen brei­ teren Bandabstand besitzt als die Te-Se-Legierung mit 30 bis 50 Gew.-% Te, und welche eine Dicke von 0,1 bis 2 µm aufweist. Die Oberflächenschutzschicht 5 setzt sich aus ei­ ner As₂Se₃-Legierung mit einer Dicke von 2 bis 5 µm zu­ sammen. Für die transparente Isolierschicht auf der Ober­ flächenschutzschicht 5 wird ein transparentes, isolierendes Material verwendet, welches eine hervorragende Dauerfestig­ keit und einen hohen Widerstand von beispielsweise 10¹² Ω×cm aufweist. Als derartiges Material eignen sich ein Me­ talloxid wie Al₂O₃, SiO₃ und Ta₂O₃ und ein Kunstharz aus Nylon, Urethan, einer Siliziumverbindung oder dergleichen. Die Schichtdicke beträgt vorzugsweise 0,5 bis 1 µm im Fall eines Metalloxids und 1 bis 3 µm im Fall eines Kunstharzes unter Berücksichtigung der Bild-Verschwommenheit, der Kon­ zentrationsverringerung in dem Drucker und der Druck-Le­ bensdauer.

Als Beispiele wurden drei Arten der oben beschriebenen Auf­ zeichnungsmaterialien sowie VergleichsbeispieIe herge­ stellt.

Aufzeichnungsmaterial Nr. 1

Die transparente Isolierschicht 6 besteht aus Al₂O₃. Zur Herstellung dieses Aufzeichnungsmaterials wurde ein Alumi­ niumzylinder mit 80 mm Durchmesser, oberflächenbearbeitet und gereinigt, auf einer Welle einer Aufdampfanlage mon­ tiert, und auf dem Aluminiumzylinder wurde als Träger­ transportschicht 2 eine As₂Se₃-Legierung niedergeschlagen, und zwar bei folgenden Bedingungen: Wellentemperatur 190°C, Vakuum 10^-5 Torr und Temperatur der Verdampfungs­ quelle 400°C. Durch Blitzniederschlagung wurden dann die Trägererzeugungsschicht 3, die Trägerinjektions-Regulier­ schicht 4 und die Oberflächenschutzschicht 5 niedergeschla­ gen. Das so erhaltene Aufzeichnungsmaterial wurde in einen Lichtbogen-Ionenbeschichtungsapparat gebracht und es wurde eine Al₂O₃-Schicht mit einer Dicke von etwa 0,8 µm durch Ionenbeschichtung bei einer Substrattemperatur von 60°C, einer Ionisierungsspannung von 50 V, einer Substratspannung von 20 V und einem Vakuum von 10^-5 Torr aufgebracht, wo­ durch die die Oberflächenschutzschicht 5 bedeckende trans­ parente Isolierschicht 6 entstand.

Aufzeichnungsmaterial Nr. 2

Die transparente Isolierschicht 6 besteht aus einem Kunst­ harz, welches Nylon, Urethan und eine Siliziumverbindung enthält. Der Prozeß vor der Bildung der transparenten Iso­ lierschicht 6 ist der gleiche wie beim Aufzeichnungsmate­ rial Nr. 1. Die transparente Isolierschicht 6 wurde erzeugt durch Aufbringen einer gemischten Lösung aus Nylon, Urethan, einer Siliziumverbindung oder dergleichen auf die Oberflächenschutzschicht 5 der As₂Se₃-Schicht mit einer Dicke von etwa 3 µm, und die aufgebrachte Schicht wurde bei 50°C 2 Stunden lang getrocknet und ausgehärtet.

Das Aufzeichnungsmaterial Nr. 3 des Vergleichsbeispiels wurde in der gleichen Weise hergestellt wie die Aufzeich­ nungsmaterialien Nr. 1 und 2, mit der Ausnahme, daß keine transparente Isolierschicht 6 vorgesehen wurde. Zur Ermitt­ lung der mechanischen Belastbarkeit und chemischen Bestän­ digkeit dieser Aufzeichnungsmaterialien wurde jedes Auf­ zeichnungsmaterial mit einem 2H-Stift angeritzt, und es wurde ein Finger aufgedrückt, so daß ein Fingerabdruck zu­ rückblieb, und dann wurde die Entstehung von Bilddefekten untersucht. Außerdem wurde ein Wärmebeständigkeitstest durchgeführt, indem die Aufzeichnungsmaterialien 1000 Stun­ den lang auf 45°C gehalten wurden. Weiterhin wurde die Druck-Lebensdauer untersucht. Während beim Aufzeichnungsma­ terial Nr. 3 des Vergleichsbeispiels ein Bilddefekt auf­ grund des Kratzers des Stifts und des Fingerabdrucks ent­ stand, zeigte sich bei dem Aufzeichnungsmaterial Nr. 1 und dem Aufzeichnungsmaterial Nr. 2 kein Bilddefekt. Die Wärme­ beständigkeit und die Druck-Lebensdauer waren bei den Auf­ zeichnungsmaterialien Nr. 1, 2 und 3 gleich. Daher ist er­ sichtlich, daß die Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Er­ findung gute Qualität sowohl im Hinblick auf mechanische Festigkeit als auch hinsichtlich chemischer Stabilität auf­ weisen.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial zeichnet sich durch hervorragende mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit aus, und in ihm entstehen keine Rißbildungen, auch nicht bei hohen Temperaturen. Die Möglichkeit der Entstehung von Bilddefekten auch bei mechanischen Belastun­ gen oder chemischen Einflüssen auf die Oberfläche des Auf­ zeichnungsmaterials mit Trägertransportschicht und Oberflä­ chenschutzschicht aus einer As₂Se₃-Legierung sind weitest­ gehend reduziert durch die zusätzliche transparente Iso­ lierschicht auf der Oberflächenschutzschicht.

Claims (1)

1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial, umfas­ send eine Ladungsträgertransportschicht (2) und eine Ober­ flächenschutzschicht (5), bestehend aus einer As₂Se₃-Legie­ rung, und eine Ladungsträgererzeugungsschicht (3), beste­ hend aus einer Selen-Tellur-Legierung mit hoher Tellurkon­ zentration, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober­ flächenschutzschicht (5) eine Dicke von 2 µm bis 5 µm hat und mit einer transparenten Isolierschicht (6) aus Metall­ oxid mit einer Dicke von 0,5 µm bis 1 µm oder aus Kunstharz mit einer Dicke von 1 µm bis 3 µm bedeckt ist.