DE69034248T2

DE69034248T2 - Medium für elektrostatische Datenspeicherung, sowie Verfahren zur Speicherung und zur Reproduzierung elektrostatischer Daten

Info

Publication number: DE69034248T2
Application number: DE1990634248
Authority: DE
Inventors: Minoru Shinjuku-ku Utsumi; Hiroyuki Shinjuku-Ku Obata; Seiji Shinjuku-Ku Take; Masayuki Iijima; Hironori Kamiyama
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2010-11-17
Also published as: EP0454869B1; DE69032219T2; EP0454869A1; EP0454869A4; DE69034248D1; DE69032219D1; WO1991007701A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium, das elektrostatisch Informationen mittels eines Einwirkungs-Prozesses mit der Anwendung von Spannung oder mittels anderer Prozesse aufzeichnen und die Informationen zu jeder gewünschten Zeit wiedergeben kann. Noch spezieller ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf ein elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium, das im Hinblick auf das Vermögen zum Übertragen elektrostatischer Informationen verbessert ist, und auf ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben der elektrostatischen Informationen.
In der Elektrofotographie oder anderen Techniken, die im Stand der Technik soweit bekannt sind, wird eine fotoleitende Schicht aus der Dampfphase auf eine Elektroden-Schicht abgeschieden. Nachdem die fotoleitende Schicht über ihre gesamte Oberfläche elektrisch geladen wurde, wird eine „Bild-Belichtung" durchgeführt, um zu bewirken, dass einige Ladungen aus dem belichteten Bereich auslaufen, und dadurch wird optisch ein elektrostatisches latentes Bild daraus gebildet. Ein Toner, der im Vergleich zu den Rest-Ladungen hinsichtlich seiner Polarität gegenläufig ist, wird dann auf dem latenten Bild abgeschieden, das dann seinerseits elektrostatisch auf Papier usw. zur Entwicklung übertragen wird. Entsprechend diesen technischen Verfahrensweisen, die hauptsächlich zum Kopieren verwendet werden, ist die Zeitdauer des Übertragens elektrostatischer Ladungen in der fotoleitenden Schicht, die als Aufzeichnungsmedium dient, so reduziert, dass eine Toner-Entwicklung unmittelbar nach der Bildung des elektrostatischen latenten Bildes durchgeführt werden muss. Damit können sie aufgrund ihrer geringen Empfindlichkeit niemals beispielsweise zum Fotografieren verwendet werden.
Bei TV-Fotografier-Verfahrensweisen ist es erforderlich, elektrische Bild-Signale zu gewinnen, die in einem Aufnahme-Rohr erhalten werden, und das resultierende Bild einem sequentiellen Linienscannen zum Aufzeichnen zu unterziehen. Ein sequentielles Linienscannen wird durchgeführt mit Elektronenstrahlen in dem Aufnahme-Rohr und mit einem Magnetkopf im Fall einer Video-Aufzeichnung. Jedoch ist ein Problem mit diesen Verfahrensweisen, dass die Auflösung – in Abhängigkeit von der Zahl der Scanning-Linien – viel schlechter ist als diejenige, die beim planaren Analog-Aufzeichnen wie beispielsweise bei einer Silberfotografie erreicht wird.
Dies ist im Wesentlichen auch zutreffend für in jüngerer Zeit entwickelte TV-Bildaufnahme-Systeme, die Gebrauch von Bildsensoren im festen Zustand machen. Ein Problem, das mit diesen Verfahrensweisen verbunden ist, ist, dass die involvierten Verarbeitungsschritte umso komplizierter sind, je höher die Qualität und Auflösung der Bildaufzeichnung ist, oder dass es umso wahrscheinlicher ist, dass irgendeine Speicherfunktion verloren geht oder die Qualität von Bildern ernsthaft verschlechtert wird, je vereinfachter die Verarbeitungsschritte sind.
Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand, das Vermögen eines elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmediums zum Übertragen elektrostatischer Informationen zu verbessern, und sie strebt an, ein elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium bereitzustellen, das verbessert ist im Hinblick auf das Vermögen zum Übertragen elektrostatischer Informationen, sowie ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben elektrostatischer Informationen mit einem derartigen Aufzeichnungsmedium.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist, sowie ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben elektrostatischer Informationen, wie es in dem beigefügten Anspruch 2 beschrieben ist.
Das elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium ist gekennzeichnet dadurch, dass die Ladungshalteschicht erhalten wird durch sukzessives Laminieren einer Fluorpolymer-Schicht und einer Pentafluorstyrol-Polymerschicht, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 10.000 bis 2.000.000 aufweist, auf der Elektrodenschicht.
Gemäß der Erfindung, in der eine Ladungshalteschicht eines elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmediums gebildet wird durch das Laminieren einer Fluorpolymer-Schicht und einer Pentafluorstyrol-Polymerschicht auf wenigstens einer Elektrodenschicht, ist es möglich, ein elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium zu erhal ten, das verbessert ist im Hinblick auf das Vermögen zum Halten von Ladungen, speziell im Hinblick auf das Vermögen zum Halten positiver Ladungsinformations-Ladungen. Eine hohe Wärme- und Feuchtigkeitsbeständigkeit, die die Fluorpolymer-Schicht per se besitzt, macht es auch möglich, dieses Aufzeichnungsmedium weiter zu verbessern.
Mit anderen Worten: Einige Fluorpolymer-Schichten sind weniger in der Lage, positive Ladungsinformationen zu halten, und die Pentafluorstyrol-Schicht ist per se weniger befähigt, Ladungen auch zu transportieren. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wurde jedoch gefunden, dass das Vermögen des Aufzeichnungsmediums, Ladungen zu halten, erhöht werden kann durch Zusammenlaminieren der Fluorpolymer-Schicht und der Pentafluorstyrol-Polymerschicht unter Bildung einer Ladungshalteschicht.
Aus welchem Grund das Vermögen zum Halten von Ladungen verbessert wird, ist noch unbekannt. Es wurde jedoch von den Erfindern bestätigt, dass die Pentafluorstyrol-Polymerschicht die physikalischen Eigenschaften aufweist, im Hinblick auf das Vermögen zum Halten von Ladungen im Anschluss an ein Erwärmen auf eine erhöhte Temperatur verbessert zu sein. Es wird angenommen, dass solche physikalischen Eigenschaften eine gewisse Rolle im Vermögen des Laminats zum Halten von Ladungen spielen.
Das Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben elektrostatischer Informationen gemäß diesem Aspekt der Erfindung – in dem ein elektrostatisches latentes Bild, das einem Einwirkungs- bzw. Belichtungsmuster entspricht, auf dem zweiten elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmedium gebildet wird, indem man es in einer gegensätzlichen Beziehung zu einem fotoempfindlichen Element anordnet und es mit Licht unter Aufbringung einer Spannung zwischen beiden Elektroden belichtet oder eine Spannung zwischen beiden Elektroden anlegt, während es mit Licht belichtet wird – kann verwendet werden für ein planares Analog-Aufzeichnen. Gemäß diesem Prozess, in dem elektrostatische Information, die in dem Aufzeichnungsmedium transportiert wird, in einer elektrostatischen Ladungseinheit akkumuliert wird, ist es möglich, die Informationen mit hoher Qualität und Auflösung aufzuzeichnen.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine diagrammartige Skizze zum Veranschaulichen des Prozesses zum Aufzeichnen und Wiedergeben elektrostatischer Informationen gemäß der Erfindung.
2 ist eine diagrammartige Skizze, die ein Beispiel eines potentiellen Lese-Systems des Gleichstrom-(D.C.)Verstärkungs-Typs zeigt.
3 ist eine diagrammartige Skizze davon, wie man elektrostatische Information aufzeichnet und wiedergibt.
4 ist eine Schnittskizze eines elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine graphische Ansicht zum Veranschaulichen des Vermögens eines elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmediums, wie es in Beispiel 1 hergestellt wurde, zum Übertragen von Ladungen.
Bester Weg zur Durchführung der Erfindung
Das elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung und das Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben elektrostatischer Informationen mit diesem Aufzeichnungsmedium wird nun erklärt.
Das elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung ist in der in 4 gegebenen Schnitt-Ansicht gezeigt, worin das Bezugszeichen „11" für eine Fluorpolymer-Schicht steht, das Bezugszeichen „12" für eine Pentafluorstyrol-Polymerschicht steht, das Bezugszeichen „13" für eine Elektrode steht und das Bezugszeichen „15" für einen Träger steht.
Die Fluorpolymer-Schicht 11 ist gebildet aus einem Fluorpolymer, das isolierende Eigenschaften von 10¹⁴Ω·cm oder mehr aufweist, ausgedrückt als spezifischer Widerstand.
Als Fluorpolymere kann beispielsweise Gebrauch gemacht werden von Polytetrafluorethylen (PTFE), einem Copolymer aus Tetrafluorethylen und Perfluoralkylvinylether (PFA), einem Copolymer aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen (FEP), einem Copolymer aus Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen und Perfluoralkylvinylether (EPE), einem Copolymer aus Tetrafluorethylen und Ethylen (ETFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE) und einem Copolymer aus Chlortrifluorethylen und Ethylen (ECTFE). Darüber hinaus können diese Harze in Mischung mit einem thermoplastischen Harz, einem wärmehärtenden Harz, einem durch Strahlung härtbaren Harz wie beispielsweise einem durch ultraviolette Strahlen oder Elektronenstrahlen härtbaren Harz oder Konstruktions-Kunststoffen, deren Wasserstoff-Atome teilweise oder vollständig durch Fluor-Atome ersetzt wurden, oder Fluor-enthaltenden Harzen verwendet werden.
Vorzugsweise kann auch Gebrauch gemacht werden von den folgenden Fluorenthaltenden Harzen: Fluor-enthaltendes thermoplastisches Harz, das eine zyklische wiederkehrende Einheit (zyklische wiederkehrende Einheiten) umfasst (umfassen), die wiedergegeben wird (werden) durch die folgenden allgemeinen Formeln:
worin n 1 oder 2 ist, und die ein solches Molekulargewicht aufweisen, dass dies eine intrinsische Viskosität von wenigstens 0,1 bei 50 °C ergibt, oder ein Fluor-enthaltendes thermoplastisches Harz, das (a) eine zyklische wiederkehrende Einheit (zyklische wiederkehrende Einheiten) umfasst (umfassen), die durch die folgenden allgemeinen Formeln wiedergegeben wird (werden):
worin n 1 oder 2 ist, und (b) eine wiederkehrende Einheit umfasst, die wiedergegeben wird durch die folgende allgemeine Formel: -(CF₂-CFX)- (3)worin X steht für F, Cl, -O-CF₂CF₂CF₃, -O-CF₂CF(CF₃)OCF₂CF₂SO₃F oder -O-CF₂CF₂CF₂COOCH₃, wobei der Gehalt der wiederkehrenden Einheit (a) wenigstens 80 % ist, und die ein solches Molekulargewicht aufweist, dass dies eine intrinsische Viskosität von wenigstens 0,1 bei 50 °C ergibt.
Die wiederkehrende Einheit (a) wird erhalten durch die radikalische zyklische Polymerisation eines Perfluoralkylvinylethers, der durch die folgende allgemeine Formel ausgedrückt wird: CF₂=CF-O-(CF₂)_nCF=CF₂, worin n 1 oder 2 ist oder einen Perfluorbutenylvinylether. In ähnlicher Weise werden die Harze, die die wiederkehrenden Einheiten (a) und (b) umfassen, erhalten durch die radikalische Polymerisation eines Perfluorvinylethers, der die folgende allgemeine Formel aufweist: CF₂=CF-O-(CF₂)_nCF=CF₂ worin n 1 oder 2 ist, mit einem Monomer, das die folgende allgemeine Formel aufweist: CF₂=CFX, worin X steht für F, Cl, -O-CF₂CF₂CF₃, -O-CF₂CF(CF₃)OCF₂CF₂SO₃F oder -O-CF₂CF₂CF₂COOCH₃.
Diese Harze werden beispielsweise in Bezug genommen in der japanischen provisorischen Patentveröffentlichung Nr. 1 (1989)-131,215 .
Eine Schicht aus einem derartigen Fluorpolymer kann laminatmäßig auf die Elektrodenschicht aufgebracht werden durch beschichtungsmäßiges Auftragen einer Lösung oder Eintauchen in eine Lösung des Fluorpolymers, das in einem Lösungsmittel des Fluor-Typs gelöst ist. Alternativ dazu kann ein Fluorpolymer-Film auf die Elektrode über einen Kleber oder dergleichen aufgebracht werden. Weiter kann ein Elektroden-bildendes Material laminatmäßig auf eine Seite des Fluorpolymer-Films mittels Abscheidung aus der Dampfphase usw. aufgebracht werden, während eine Pentafluorstyrol-Polymerschicht beschichtungsmäßig auf die andere Seite aufgebracht werden kann.
Die Fluorpolymer-Schicht kann vorzugsweise eine Dicke von 0,1 bis 5 μm aufweisen.
Die Pentafluorstyrol-Polymerschicht, die laminatmäßig auf die Fluorpolymer-Schicht aufgebracht werden soll, wird erhalten durch radikalische Polymerisation von Pentafluorstyrol (C₆F₅-CH=CH₂).
Alternativ dazu kann die Pentafluorstyrol-Polymerschicht gebildet werden aus einem Copolymer von Pentafluorstyrol mit einem solchen Comonomer wie CnF_2n+1-CH=CH₂ oder CnF_2n+1-CF=CF₂, worin n für eine ganze Zahl von 5 bis 10 steht, oder CF₂=CF-C₆H₅. Dieses Copolymer wird dann erhalten durch radikalische, anionische oder kationische Polymerisation von 100 bis 1 Gew.-% Pentafluorstyrol mit 0 bis 99 Gew.-% des Comonomers.
Wenn das Pentafluorstyrol-Polymer nicht beschichtungsmäßig auf die oben beschriebene Fluorpolymer-Schicht aufgebracht werden kann, kann das Fluorpolymer auf die Oberfläche behandlungsmäßig aufgebracht werden durch Plasma oder andere Mittel zum Erhöhen des Vermögens, mit einer Schicht versehen zu werden, bevor man das Pentafluorstyrol-Polymer bereitstellt.
Im Hinblick auf seine Formbarkeit und Löslichkeit in Lösungsmitteln hat das verwendete Pentafluorstyrol-Polymer ein Molekulargewicht von 10.000 bis 2.000.000.
Für das laminatmäßige Aufbringen der Pentafluorstyrol-Polymerschicht kann eine Lösung des Pentafluorstyrol-Polymers, gelöst in einem Lösungsmittel des Fluor-Typs, auf der oben erwähnten Fluorpolymer-Schicht durch beschichtungsmäßiges Aufbringen oder Eintauchen vorgesehen werden.
Die Pentafluorstyrol-Polymerschicht kann eine Dicke von 0,1 μm bis 5 μm aufweisen, sollte jedoch vorzugsweise dünner sein als die Fluorpolymer-Schicht.
Es wird angemerkt, dass mit dem Ziel einer Verbesserung der Stabilität von Ladungen diese Fluorpolymer-Schicht und diese Pentafluorstyrol-Polymerschicht zusätzlich fotoleitende und elektrisch leitende Materialien in ultrafeiner Form enthalten können.
Die Elektrode des elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmediums, die nicht kritisch ist, mit der Ausnahme, dass sie einen spezifischen Widerstandswert von 10⁶ Ω·cm oder weniger aufweist, kann gebildet werden aus elektrisch leitenden Filmen anorganischer Metalle oder anorganischer Metalloxide oder aus solchen organischen Materialien wie quaternären Ammonium-Salzen. Solche Elektroden können gebildet werden durch geeignete Verfahrensweisen wie beispielsweise Abscheidung aus der Dampfphase, Sputtern, CVD, Beschichten, Plattieren, Eintauchen und elektrolytische Polymerisation.
Die Dicke der Elektrode sollte abgewandelt werden in Abhängigkeit von den elektrischen Eigenschaften des Materials, das sie bildet, und der Größe der Spannung, die für ein Aufzeichnen von Informationen angelegt wird. Beispielsweise kann eine Aluminium-Elektrode eine Dicke von etwa 0,01 bis 0,3 μm (100 bis 3.000 Angström) haben und kann gebildet werden zwischen dem Träger und der Ladungshalte-Schicht über alle Oberflächen oder entsprechend dem Muster der gebildeten Ladungshalte-Schicht. Wenn die Ladungshalte-Schicht aus einem Film-Material gebildet ist, das in sich selbst eine bestimmte Festigkeit aufweist, kann ein solches Elektrodenmaterial, wie es oben genannt wurde, auf dem Film-Material mittels Abscheidung aus der Dampfphase oder dergleichen gebildet werden.
Ein Träger 15 ist nicht kritisch im Hinblick auf Material und Dicke, wenn er genügend Festigkeit hat, das Aufzeichnungsmedium gut zu tragen. Beispielsweise kann Gebrauch gemacht werden von flexiblen Kunststoff-Filmen, Metallfolien oder Papier, oder von starren Glasplatten, Kunststoffplatten oder Metallplatten (die auch als Elektrode dienen können). Wenn das Aufzeichnungsmedium einerseits in Form eines flexiblen Filmes, eines Bandes oder einer Scheibe vorliegt, kann ein flexibler Kunststoff-Film verwendet werden, und wenn es andererseits erforderlich ist, dass das Aufzeichnungsmedium eine gewisse Festigkeit aufweist, kann eine starre Platte oder ein anorganisches Material wie beispielsweise Glas verwendet werden. Es wird angemerkt, dass ein derartiger Träger weggelassen werden kann, wenn die Ladungshalte-Schicht aus einem Film-Material gebildet ist, das als solches eine bestimmte Festigkeit aufweist.
Es versteht sich, dass nach Aufzeichnen von Informationen das elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium auf der Oberfläche mit einem Schutz-Kunststoff-Film versehen werden kann, um es gegen Fehler der Oberfläche oder eine Schwächung der gespeicherten, die Information tragenden Ladungen zu schützen. Aus demselben Grund kann eine Kunststoff-Lösung beschichtungsmäßig aufgebracht oder auf anderem Wege aus der Dampfphase auf der Oberfläche des Mediums abgeschieden werden. Der Schutz-Film kann ein paar Hundert Angström bis einige 10 μm dick sein, so dass damit die Wiedergabe von Informationen gut erreicht werden kann.
Wenn es erforderlich ist, dem elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmedium gleichzeitig Fotoempfindlichkeit zu verleihen, können die Fluorpolymer-Schicht und die Pentafluorstyrol-Polymerschicht aufeinanderfolgend auf der fotoleitenden Schicht vorgesehen werden, die auf der Elektrode gebildet ist.
Das Aufzeichnen und Wiedergeben von Informationen mit dem elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmedium kann durchgeführt werden, wie dies in 1 veranschaulicht ist, in der die Bezugsziffer „1" für ein fotoempfindliches Element steht, die Bezugsziffer „5" für einen Träger für eine fotoleitende Schicht steht, die Bezugsziffer „7" für eine auf dem fotoempfindlichen Element gebildete Elektrode steht, die Bezugsziffer „9" für eine fotoleitende Schicht steht und die Bezugsziffer „17" für eine Energiequelle steht.
Das fotoempfindliche Element wird beispielsweise gebildet durch Bereitstellen einer etwa 10 μm dicken organischen fotoleitenden Schicht auf der Oberfläche einer 0,1 μm (1.000 Angström) dicken, transparenten ITO-Elektroden-Schicht 7, die auf einem 1 mm dicken Glas-Träger 5 gebildet ist.
Wie in 1a gezeigt ist, ist ein elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium zuerst in Bezug auf das fotoempfindliche Element 1 über einen Abstand von etwa 10 μm angeordnet.
Dann wird über die Energiequelle 17 zwischen den Elektroden 7 und 13 eine Spannung angelegt. Im Dunkeln gibt es keine Änderung zwischen den Elektroden aufgrund der Tatsache, dass der Fotoleiter 9 ein Element mit hohem Widerstand ist, wenn die an den Abstand angelegte Spannung geringer ist als die Zündspannung, entsprechend dem Paschen-Gesetz.
Bei Einfallen von Licht 18 durch das elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium wird ein Abschnitt des Fotoleiters 9, auf den Licht auftrifft, so elektrisch leitend gemacht, dass sich das Aufzeichnungsmedium entlädt und darauf Informationen haltende Ladungen sammelt. Es wird verstanden, dass ermöglicht werden kann, dass das Licht 18 auf den Fotoleiter 9 über das fotoempfindliche Element 1 auftrifft.
Anschließend wird die Energiequelle 17 abgeschaltet und so das Aufzeichnungsmedium 10 von dem fotoempfindlichen Element 1 getrennt (siehe 1d). Auf diese Weise wird die Bildung eines elektrostatischen latenten Bildes abgeschlossen.
Wenn dieser Prozess zum Aufzeichnen und Wiedergeben elektrostatischer Informationen für ein planares analoges Aufzeichnen verwendet wird, ist die erhaltene Auflösung so hoch wie diejenige, die mit einer Silberfotografie erreicht wurde, und die Information haltenden Ladungen sind in der Ladungshalte-Schicht geschützt und über einen längeren Zeitraum ohne Entladung gespeichert.
Es wird nun Bezug darauf genommen, wie man Informationen auf dieses elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium aufbringt. Dies kann erreicht werden mit einer elekt rostatischen Kamera oder einem Laser. Es wird zuerst auf die elektrostatische Kamera Bezug genommen. Ein Aufzeichnungselement, das aus einem fotoempfindlichen Material aufgebaut ist, und das elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium wird anstelle eines fotografischen Films verwendet. Die verwendete Blende kann entweder eine Blende des mechanischen oder eine Blende des elektrischen Typs sein.
Ein Farbfilter kann auch verwendet werden, um optische Informationen in R- G- und B-Komponenten durch ein Prisma zu trennen und sie als Parallel-Strahlen zu extrahieren. Für ein Farbfotografieren kann dann ein Rahmen entweder aus drei Sätzen elektrostatischer Informationsaufzeichnungsmedien, die in die Farben R, G und B (rot, grün und blau) getrennt sind, oder durch einen Satz von R-, G- und B-Bildern (Bildern in den Farben rot, grün und blau), die auf einer Ebene angeordnet sind, gebildet werden.
Für Laser-Aufzeichnungssysteme kann ein Argon-Laser (514 nm, 488 nm), ein Helium-Neon-Laser (633 nm) oder ein Halbleiterlaser (780 nm, 810 nm) als Lichtquelle verwendet werden. Eine Spannung wird dann angelegt, während das fotoempfindliche Element in engem, planaren Kontakt mit oder gegenüber dem elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmedium in einem festen Abstand gebracht wird. In diesem Fall kann die Elektrode dieselbe Polarität aufweisen wie die Polarität des Trägers des fotoempfindlichen Elements. In dem Zustand wird eine Laser-Belichtung entsprechend einem Fotografie-Bild, einem Buchstaben, einem Kabel-Signal oder einem Anruf-Signal durch Scannen durchgeführt. Ein Analog-Aufzeichnen von Informationen wie beispielsweise Fotografie-Bilder erfolgt durch Modulation der Intensität des Laserlichts, während ein digitales Aufzeichnen von Buchstaben, Kabel-Signalen oder Anruf-Signalen durch Steuerung der Zustände „EIN" oder „AUS" des Laserlichts erfolgt. Eine Punkt-Bildgebung kann ebenfalls unter der Laserlicht-Steuerung der Zustände „EIN" bzw. „AUS" des Punkt-Generators durchgeführt werden. Es wird angemerkt, dass die Spektral-Eigenschaften der fotoleitenden Schicht in dem fotoempfindlichen Element nicht panchromatisch sein müssen und ausgesprochen empfindlich gegenüber der Wellenlänge der Laserlicht-Quelle sein können.
Das vorliegende elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium kann verwendet werden als elektrostatisches Aufzeichnungsmedium unter Verwendung einer Elektroden-Nadel oder eines Ionen-Fluss-Kopfes, eines optischen Druckers wie beispielsweise eines Laser-Druckers oder eines Aufzeichnungsmediums, das Gebrauch von dem Auftreffen von Elektronenstrahlung oder Ionen macht. Insbesondere ist das Informationsaufzeichnungsmedium sehr gut geeignet als elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium unter Verwendung eines fotoempfindlichen Elements.
Es wird nun Bezug genommen darauf, wie die so aufgezeichneten elektrostatischen Informationen wiedergegeben werden.
Ein Beispiel des Lese-Potentials bei der Wiedergabe von elektrostatischen Informationen ist in 2 veranschaulicht. Es wird angemerkt, dass die Bezugsziffer „10" für ein elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium steht, die Bezugsziffer „21" für einen Potential-Leser steht, die Bezugsziffer „23" für eine Nachweis-Elektrode steht, die Bezugsziffer „15" für eine Schutz-Elektrode steht, die Bezugsziffer „27" für einen Kondensator steht und die Bezugsziffer „29" für ein Voltmeter steht.
Um die Informationen von dem elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmedium wiederzugeben, die auf den Information haltenden Ladungen angesammelt wurden, wird der Potential-Leser 21 zuerst gegenüber der Oberfläche der ladungshaltenden Schicht angeordnet. Danach wirkt ein elektrisches Feld, das durch die Ladungen etabliert wurde, die auf der ladungshaltenden Schicht akkumuliert sind, auf die Nachweis-Elektrode 23, wodurch auf der Oberfläche des Detektors 23 Ladungen in derselben Menge wie diejenigen auf dem Aufzeichnungsmedium induziert werden. Da der Kondensator 27 mit Ladungen geladen ist, die hinsichtlich ihrer Polarität gegenläufig zu diesen induzierten Ladungen sind, gibt es eine Potentialdifferenz im Bereich der Elektrode des Kondensators, die den akkumulierten Ladungen entspricht, die ihrerseits auf dem Voltmeter 27 abgelesen werden können, wodurch das Potential der ladungshaltenden Information bestimmt wird. Danach kann ein elektrostatisches latentes Bild in Form von elektrischen Signalen durch Scannen der Oberfläche der ladungshaltenden Schicht mit dem Laser 21 produziert werden. Es wird angemerkt, dass dann, wenn nur der Detektor 23 vorhanden ist, ein Abfall der Auflösung aufgrund der Wirkung eines elektrischen Feldes (elektrische Kraftlinie) auftritt, das durch Ladungen über einen Bereich definiert ist, der breiter ist als der Bereich des Aufzeichnungsmediums gegenüber der Nachweis-Elektrode. Damit kann die Schutz-Elektrode 25 um die Nachweis-Elektrode geerdet werden. Entsprechend einer solchen Anordnung, in der die elektrische Kraftlinie vertikal zu einer Ebene wirkt, ist es möglich, das Potential eines Bereichs abzulesen, der einen Bereich aufweist, der nahe gleich demjenigen der Nachweis-Elektrode ist. Da die Genauigkeit und das Auflösungsvermögen der Potential-Ablesung stark in Abhängigkeit von der Geometrie und Größe der Nachweis-Elektrode und Schutz-Elektrode sowie von dem Raum zwischen ihnen und dem elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmedium schwankt, ist es im Wesentlichen erforderlich, dass man sie so entwickelt, dass man die optimalen Bedingungen in Betracht zieht, um die geforderte Leistung zu erreichen.
3 ist eine schematische Ansicht, die das Verfahren zum Wiedergeben elektrostatischer Information zeigt, unter Bezugnahme auf die Bezugsziffer 31, die einen Potential-Leser anzeigt, die Bezugsziffer 33, die einen Verstärker anzeigt, die Bezugsziffer 35, die ein CRT anzeigt und die Bezugsziffer 37, die einen Drucker anzeigt.
Es wird nun auf diese Zeichnung Bezug genommen. Ein Ladungs-Potential wird durch den Potential-Leser 31 nachgewiesen, und der resultierende Output wird durch den Verstärker 33 zur Anzeige auf dem CRT 35 oder zum Ausdruck mit dem Drucker 37 verstärkt. In diesem Fall kann der abzulesende Bereich willkürlich gewählt und zu jeder gewünschten Zeit ausgegeben werden oder kann wiederholt reproduziert werden. Ein Lesen kann auch optisch erreicht werden mit einem Material, dessen optische Eigenschaften mit einem elektrischen Feld schwanken, beispielsweise einem elektrooptischen Kristall. Da das elektrostatische latente Bild in Form eines elektrischen Signals erhalten wird, kann es weiter in anderen Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet werden, wenn dies erforderlich ist.
Im Folgenden wird das elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung und der Weg, wie mit diesem Aufzeichnungsmedium elektrostatische Information aufgezeichnet und wiedergegeben werden können, speziell, jedoch nicht ausschließlich unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erklärt.
Beispiel der Polymer-Herstellung
Vierzig (40) g Pentafluorstyrol (hergestellt von der Firma Central Yakuhin K. K.), gereinigt durch Destillation unter verringertem Druck (48 °C/20 mmHG) und 0,06 g Azobisisobutyronitril wurden in eine Ampulle gegeben, die aus druckbeständigem Glas hergestellt wor den war, worin die Komponenten gefroren und zweimal entgast wurden. Danach wurde Pentafluorstyrol in einem warmen Bad von 60 °C für 24 h unter Erhalt eines Polymers radikal-polymerisiert.
Nachdem das Polymer in Perfluorbenzol gelöst worden war, wurde die Lösung in eine große Menge Methanol gegossen, um Präzipitate zu erhalten, die dann erneut in einem ähnlichen System gefällt wurden, um Präzipitate zu erhalten. Die Präzipitate wurden gewonnen und unter Vakuum getrocknet unter Erhalt eines Pentafluorstyrol-Polymers in einer Menge von 38 g (oder in einer Ausbeute von 95 %).
Es wurde gefunden, dass dieses Polymer eine Glasübergangstemperatur von 108 °C hatte, gemessen durch Thermoanalyse, und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 250.000 hatte, berechnet als Polystyrol und bestimmt durch GPC.
Beispiel 1
Eine ITO-Elektroden-Schicht wurde auf einem 1 mm dicken Glas-Substrat in einer Dicke von 1.000 Angström durch Vakuum-Abscheidung aus der Dampfphase (10^–5 Torr) abgeschieden. Beschichtungsmäßig aufgetragen auf diese Elektrode wurde eine 7 gew.-%ige Lösung eines Fluor-enthaltenden Harzes („Cytop", hergestellt von der Firma Asahi Glass Co., Ltd., und dieses hatte eine Wasserabsorption von 0,01 % und einen Wert des spezifischen Widerstands von 1 × 10¹⁸ Ω·cm), gelöst in Perfluor(2-butyltetrahydrofuran). Der Auftrag erfolgte mittels eines Rakel-Beschichters, und dem folgte ein dreistündiger Vorgang des Trocknens an der Luft. Danach wurde das Produkt auf 150 °C für 1 h erhitzt für die Laminierung einer Fluorpolymer-Schicht einer Dicke von etwa 2 μm.
Auf die Fluorpolymer-Schicht wurde beschichtungsmäßig aufgetragen eine 4 gew.-%ige Lösung von Pentafluorstyrol in 1,3-Ditrifluormethylbenzol; der Auftrag erfolgte durch Spin-Coating bei 2.000 Upm für 20 s; dem folgte Trocknen an der Luft für 3 h. Danach wurde das Produkt auf 150 °C für 1 h erhitzt und so ein elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einer Ladungshaltenden Schicht einer Gesamtdicke von 3 μm hergestellt.
Das so erhaltene Aufzeichnungsmedium wurde darauf auf ein Oberflächen-Potential von +/– 120 V mittels eines Corona-Laders geladen.
Nachdem man dieses elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium bei Normal-Temperatur und -Feuchtigkeit 30 Tage hatte stehen lassen, wurde gefunden, dass das Oberflächen-Potential bei +/– 115 V erhalten geblieben war. Selbst nachdem man es bei 60 °C und 25 % relativer Feuchtigkeit über eine Zeitdauer von 30 Tagen hatte stehen lassen, wurde gefunden, dass das Oberflächen-Potential bei +90 V gehalten worden war, und selbst nachdem man es bei 40 °C und 95 % relativer Feuchtigkeit (also Bedingungen hoher Feuchtigkeit) über einen Zeitraum von 30 Tagen hatte stehen lassen, wurde gefunden, dass das Oberflächen-Potential bei +113 V gehalten worden war.
Es wird angemerkt, dass in 5 gezeigt ist, wie die Stabilität von Plus-Ladungen, die in dem elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmedium erhalten bleiben, sich mit Ablauf der Zeit änderten, während das Medium bei 60 °C und 25 % relativer Feuchtigkeit gehalten wurde.
Wie von diesem Diagramm erkannt werden kann, ist das elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium (☐), das durch Laminieren einer Polypentafluorstyrol-Schicht auf eine Fluorpolymer-Schicht gebildet worden war, überlegen hinsichtlich des Vermögens zum Transportieren von Ladungen unter Bedingungen hoher Temperatur gegenüber einem Medium, das nur entweder aus einer Fluorpolymer-Schicht (Ο) besteht oder einer Polypentafluorstyrol-Schicht (★) besteht.
Beispiel 2
Eine 100 g Lösung – mit einem Feststoff-Gehalt von 2 % – von 3 Teilen eines Pigments des Bisazo-Typs, das die oben genannte Struktur-Formel hat, und ein Teil Polyvinylacetal-Harz – die beide als ladungserzeugende Materialien dienen – gelöst in einer Lösungsmittel-Mischung, die aus Dioxan und Cyclohexan im Verhältnis 1:1 bestand, wurde gut in einer Kugelmühle dispergiert und so eine Dispersion hergestellt, die dann beschichtungsmäßig auf die Oberfläche einer transparenten ITO-Elektroden-Schicht (mit einer Dicke von etwa 500 Angström und einem Widerstandswert von 80 Ω/☐) aufgebracht wurden, die auf einem Glas-Substrat gebildet worden war, und zwar unter Verwendung eines Rakel-Beschichters mit einem Spalt von 2 mil. Ein anschließendes Trocknen für 1 h bei 100 °C ergab eine ladungserzeugende Schicht einer Dicke von 0,3 μm.
Anschließend wurden 15 Teile p-Diethylaminobenzaldehyd-N-phenylbenzylhydrazon und 10 Teile eines Polycarbonat-Harzes („Yupiron S-100", hergestellt von der Firma Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), die beide als ladungstransportierende Materialien dienten, mit einer Lösungsmittel-Mischung verwendet, die aus Dichlormethan und 1,1,2-Trichlorethan im Verhältnis 4:6 bestand, zur Herstellung einer Lösung mit einem Feststoff-Gehalt von 17,8 %, die ihrerseits auf die oben genannte ladungserzeugende Schicht unter Verwendung eines Rakel-Beschichters mit einem Spalt von 2 mil aufgebracht wurde. Nach einem Schritt des Trocknens für 2 h bei 80 °C ergab sich eine Ladungstransport-Schicht von 10 μm Dicke, wodurch ein organisches fotoempfindliches Element hergestellt wurde.
Während die Oberfläche des elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmediums, das in Beispiel 1 hergestellt worden war, gegenüber der Oberfläche der fotoleitenden Schicht des oben genannten fotoempfindlichen Elements positioniert worden war, wofür man einen 10 μm dicken Polyester-Film als Spacer verwendete, wurden sowohl das fotoempfindliche Element als auch das Aufzeichnungsmedium gehärtet. Anschließend wurde eine Gleichspannung (D. C. Voltage) von 750 V zwischen die beiden Elektroden mit dem fotoempfindlichen Element und den Harz-Schichten angelegt, die positiv bzw. negativ gehalten wurden.
Bei angelegter Spannung wurde das elektrostatische Informationsaufzeichnungsmedium durch das fotoempfindliche Element mit Licht belichtet, das von einer Halogen-Lampen- Lichtquelle mit einer Licht-Intensität von 1.000 Lux ausging, und zwar für die Zeit von 0,1 s, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Aufzeichnungsmedium gebildet wurde.
Anschließend wurde die Potential-Differenz zwischen der Elektrode und der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums mit einem Oberflächen-Potentiometer gemessen, wie es in 2 gezeigt ist (Model Treck 344). Als Ergebnis wurde gefunden, dass das Aufzeichnungsmedium ein Oberflächenpotential von +100 V hatte, jedoch wurde gefunden, dass der nicht belichtete Bereich ein Oberflächen-Potential von 0 V hatte.
Industrielle Anwendbarkeit
Die elektrostatischen Informationsaufzeichnungsmedien und Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben elektrostatischer Informationen gemäß der vorliegenden Erfindung sind anwendbar in Gebieten, die mit dem elektrostatischen Aufzeichnen von Informationen in Verbindung stehen.

Claims

Elektrostatisches Informationsaufzeichnungsmedium, umfassend eine Auflage (15), eine Elektrodenschicht (13) und eine Ladungshalteschicht und eine Fluorpolymerschicht (11) auf der Elektrodenschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungshalteschicht eine auf die Fluorpolymerschicht laminierte Pentafluorstyrol-Polymerschicht (12) ist und ein gewichtetes mittleres Molekulargewicht von 10 000 bis 20 000 hat.
Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von elektrostatischen Informationen, gekennzeichnet durch: Anordnen eines fotoempfindlichen Elements (1), das eine fotoleitende Schicht (9) enthält, auf einer Elektrodenschicht (7), gegenüberliegender und Kontakt- oder Nichtkontakt-Beziehung zu einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, Ausbilden eines elektrostatischen Ladungsmusters auf dem Aufzeichnungsmedium durch Aussetzen des Aufzeichnungsmediums gegenüber Licht mit dem Anlegen von Spannung zwischen beiden Elektroden (7) und (13) oder mit dem Anlegen von Spannung zwischen beiden Elektroden, während das Aufzeichnungsmedium durch das fotoempfindliche Element (1) Licht ausgesetzt wird.