EP0085927B1 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsverfahren und hierfür geeignete Photoleiterschicht - Google Patents

Elektrophotographisches Aufzeichnungsverfahren und hierfür geeignete Photoleiterschicht Download PDF

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EP0085927B1
EP0085927B1 EP83100901A EP83100901A EP0085927B1 EP 0085927 B1 EP0085927 B1 EP 0085927B1 EP 83100901 A EP83100901 A EP 83100901A EP 83100901 A EP83100901 A EP 83100901A EP 0085927 B1 EP0085927 B1 EP 0085927B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
photoconductive layer
recording process
photoconductor
textured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP83100901A
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English (en)
French (fr)
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EP0085927A1 (de
Inventor
Roland Dr. Moraw
Günther Schädlich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02—Charge-receiving layers
    • G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor

Definitions

  • the invention relates to an electrophotographic recording method in which a photoconductor layer on an electrically conductive substrate is electrostatically charged, exposed imagewise, the charge image generated is made visible with a liquid developer, the deposited toner image is transferred to a copy carrier and the photoconductor layer is subsequently freed of residual toner and residual charges, and one suitable photoconductor layer.
  • a photoconductor layer on an electrically conductive substrate is charged electrostatically and exposed imagewise.
  • the resulting latent charge image is developed with triboelectrically charged toner particles.
  • the charged toner particles are dispersed in a highly insulating dielectric liquid having a volume resistivity greater than 10 9 ohm-cm and a dielectric constant less than 3, such as a mixture of aliphatic hydrocarbons. These dispersions are called liquid developers.
  • the toner images are transferred from the photoconductor layer to the copy carrier like paper.
  • the photoconductor layer is then cleaned of toner residues and residual charges for the next copying cycle.
  • the photoconductor layers on metallic or metallized substrates such as metal drums or endless belts made of metal-coated plastic films such as polyester films are expediently used.
  • a disadvantage of liquid development is the associated discharge of dispersing liquid.
  • the copy carrier is moistened with it and must be dried. Even if the liquids in the dispersions are not toxic, their vapors pollute the environment.
  • An effective measure for reducing the discharge of dispersing liquid consists (DE-B 2361 833) of rotating a roller at a small distance of approximately 50 ⁇ m in the opposite direction to the photoconductor layer wetted with liquid developer. Even if the known measure already brings about a significant reduction in the discharge of dispersing liquid, an even further reduction is aimed at to reduce the environmental impact.
  • EP-A 52789 in a method for transferring a pigment image produced by treatment with liquid developer from an electrostatic charge image from a charge image carrier to a copy carrier with the aid of an electric field, forms the transfer of the liquid developer layer with imagewise arranged pigment distribution over a short distance Air gap.
  • the gap is produced by spacers in the form of moving films or films arranged stationary between the charge image and copy carriers, which cover up to 10% of the copy carrier surface, or by particles which are connected to the surface of the copy carrier.
  • the arrangement of a film in the space between the charge image carrier and the copy carrier or the equipping of the copy carrier surface with spacers can, on the one hand, impair the flow of copies, on the other hand, such a measure requires additional equipment with special copy carrier material.
  • the solution to this problem is based on an electrophotographic recording method of the type mentioned at the outset and is characterized in that a photoconductor layer is used which is structured on the surface with a roughness depth of 5 to 75 gm.
  • the roughness depth is preferably 5 to 50 gm with period lengths in the range from 100 to 3000 ⁇ m.
  • Such a structured surface can advantageously be produced by structuring the smooth photoconductor layer by pressure and heat treatment.
  • Photoconductor layers which are applied to a metallic layer support can be structured according to the invention by first mechanically removing the metallic surface and then removing the photoconductor layer Apply solution or dispersion and dry. This leads to corresponding structures in the form of grooves or cells on the surface of the photoconductor, for example.
  • the surface of the photoconductor layers, which are arranged on a tape carrier can be structured in such a way that the carrier tape, for example a polyester film, is first embossed using known methods, such as can be found in DE-A 2833982, followed by the surface with aluminum vaporized and then applies the photoconductor layer and dries.
  • the embossed structure of the carrier tape affects the surface of the photoconductor layer.
  • the smooth photoconductor surface layer produced can also be removed mechanically, or the photoconductor layer can be subjected to an embossing process.
  • a structured surface of a photoconductor layer can also be achieved if indifferently acting structural elements such as pigment or polymer dispersions of predetermined particle size are added to the solution or dispersion of the photoconductor layer material.
  • indifferently acting structural elements such as pigment or polymer dispersions of predetermined particle size are added to the solution or dispersion of the photoconductor layer material.
  • photoconductor layers those with inorganic photoconductor such as selenium or its alloys, which is preferred, or also those made from organic materials have proven successful.
  • the support 1 for example an aluminum drum, is previously provided with structural elements 2 in the form of elevations and depressions, for example by mechanical removal, in such a way that they effect structures 4 on the photoconductor surface through the applied photoconductor layer 3 (FIG. 1).
  • the mechanical removal of carrier material can be generated by knurling, by etching or, by means of selective application of electrically conductive substances.
  • the carrier films are knurled or embossed as a layer carrier, for example made of polyester, and then subjected to metal vapor deposition, for example with aluminum.
  • the photoconductor layer 3 is applied by vapor deposition, for example with selenium, or by continuous or discontinuous application for solution, for example by spray coating.
  • a surface-structured photoconductor layer on an aluminum drum was produced by immersing and slowly pulling the drum out at a pulling speed of 40 cm per minute from a 10 percent coating solution made from equal parts by weight of poly-N-vinylcarbazole and trinitrofluorenone in tetrahydrofuran.
  • Structures 4 in the glossy photoconductor layer corresponded to the structure elements 2 on the aluminum drum.
  • photoconductor surfaces For structuring photoconductor surfaces, according to the invention it is also possible to start from initially smooth photoconductor surfaces, into which structures are subsequently introduced, for example by mechanical removal. It has surprisingly been found in such experiments that the commercially available photoconductor drums with selenium or selenium alloys can subsequently be structured by simple pressure and heat treatment, which greatly facilitates the practical implementation of the invention. With photoconductor tapes, the smooth surface of the photoconductor layer can be embossed in presses.
  • a tube made of shrinkable film for example made of polyester, for example polyethylene terephthalate.
  • shrinkable film for example made of polyester, for example polyethylene terephthalate.
  • Such film tubes contract with great force when the temperature rises. They are commercially available and are sold in various diameters.
  • FIG. 2 A corresponding production method is described in FIG. 2. As shown there, a drum 1 made of aluminum with a diameter of 12 cm was provided with the photoconductor layer 3 made of selenium-tellurium, first with one layer of an embossing die 5, in the present case there were different screen printing fabrics, and then tight with shrink tube 6 with a diameter of about 120 mm and a film thickness of about 20 microns.
  • the first impressions appeared on the selenium-tellurium surface.
  • the longest permissible temperature duration without impairment of the photoconductive properties was 5 minutes, corresponding to a temperature of the aluminum substrate of approximately 75 ° C.
  • the impressions were deeper after a longer tempering time.
  • the impressions could also be graded accordingly, so that a set of superficially structured photoconductor drums of different impression depths and structure periods was available for the copying test.
  • the photoconductor drums After removing the shrink tube 6 and embossing die 5, the photoconductor drums could be clamped in a commercially available copying machine and copies could be made with them.
  • dispersing liquid a liquid aliphatic hydrocarbon with a boiling point range of 180-230 ° C, only 0.055 g per A4 copy.
  • the discharge was comparatively 0.120 g per A4 copy, ie the discharge of dispersing liquid was reduced by 54% due to the structuring of the photoconductor surface. It was surprising that the process steps of electrostatic charging, exposure and cleaning with a foam roller and wiper blade and the removal of the residual charges were not noticeably impaired.
  • the image areas for example the lines on the copies made with the surface-structured photoconductor drum with roughness depths of more than 20 gm, showed a punctiform or drop-shaped structure.
  • the elevations created by the structuring of the photoconductor surface presumably act as spacers.
  • roughness depths of less than 20 ⁇ m for the photoconductor surfaces such punctiform or teardrop-shaped structures on the copies could not be obtained with an almost comparable reduction in the liquid discharge.
  • the recording method according to the invention can accordingly be set such that both copies with image points of point-like or drop-shaped structure and copies with image points from uniform pigment deposition can be obtained with a comparable reduction in the discharge of dispersing liquid.
  • a structuring of photoconductor layer surfaces which contain a monomeric or polymeric organic photoconductor with the help of the described shrink tube technology can take place at temperatures in the range from 60 to 120 ° C.
  • the structuring technique with the help of shrink sleeves proves to be very variable, because depending on the inserted matrix, different structure shapes can be created.
  • structures that were produced with the aforementioned screen printing fabric 5 can have sharp-edged shapes 7, as is indicated in FIG. 3. They can cause unwanted fine pigment patterns in non-image areas on the copy carrier.
  • It has proven to be expedient to avoid the sharp edges by inserting a smoothing intermediate film 8 between screen printing fabric 5 and photoconductor layer 3, for example of a smaller thickness than the shrink tubing film, here made of 10 ⁇ m thick polyester film, as can be seen from FIG. 4 .
  • a structure with a largely sinusoidal cross section is then obtained.
  • the copies made with such a wavy structured photoconductor drum are surprisingly well groundless, show very uniform full and halftone areas and an undiminished good resolution of 6.3 lines / mm. When viewed under a magnifying glass, the copies in the image areas showed a largely uniform pigment deposition.
  • the discharge of dispersing liquid was determined to be 0.070 g / A4 copy.
  • the roughness depth of the photoconductor surface used for this was around 6 ⁇ m. With different period lengths of the structures between 110 Rm and 700) im similar results were nevertheless achieved.
  • a surface-structured photoconductor layer was obtained by incorporating structural elements into the photoconductor layer itself.
  • the 10 percent coating solution consisting of equal parts by weight of poly-N-vinylcarbazole and trinitrofluorenone was prepared in a 3 percent dispersion of polytetrafluoroethylene in tetrahydrofuran.
  • the dry 9 ⁇ m thick photoconductor layer on a substrate made of a 50 ⁇ m thick polyester film with a vapor-deposited aluminum layer showed peaks on the surface.
  • the photoconductor tape was stretched around a drum, negatively charged to about 950 V, exposed and developed with toner liquid.
  • the toner liquid contained positively charged pigment particles.
  • the copies were groundless, only when examined closely under a magnifying glass did the non-image areas show weak point-shaped toner deposits corresponding to the surface structure.
  • the discharge of dispersing liquid through the copies was 0.068 g of liquid aliphatic hydrocarbon per A4 copy. With superficially smooth photoconductor layers, an output of 0.115 g per A4 copy is otherwise measured.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine Photoleiterschicht auf einem elektrisch leitenden Schichtträger elektrostatisch aufgeladen, bildmässig belichtet, das erzeugte Ladungsbild mit einem Flüssigentwickler sichtbar gemacht, das abgeschiedene Tonerbild auf einen Kopieträger übertragen und die Photoleiterschicht anschliessend von Tonerresten und Restladungen befreit wird sowie eine hierfür geeignete Photoleiterschicht.
  • Bei der elektrophotographischen Kopiertechnik wird eine Photoleiterschicht auf einem elektrisch leitenden Schichtträger elektrostratisch aufgeladen und bildmässig belichtet. Das entstandene latente Ladungsbild wird mit triboelektrisch aufgeladenen Tonerteilchen entwickelt. In einer verbreiteten Ausführungsform sind die aufgeladenen Tonerteilchen in einer hochisolierenden dielektrischen Flüssigkeit mit einem Volumenwiderstand von mehr als 109 Ohm-cm und einer Dielektrizitätskonstanten von weniger als 3, wie einem Gemisch aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen, dispergiert. Diese Dispersionen werden als Flüssigentwickler bezeichnet. Die Tonerbilder werden von der Photoleiterschicht auf den Kopieträger wie Papier übertragen. Die Photoleiterschicht wird dann von Tonerresten und Restladungen für den nächsten Kopierzyklus gereinigt. Für diese zyklische Kopiertechnik werden zweckmässig die Photoleiterschichten auf metallischen oder metallisierten Schichtträgern wie Metalltrommeln bzw. Endlosbändern aus metallbedampften Kunststoffolien wie Polyesterfolien eingesetzt.
  • Ein Nachteil der Flüssigentwicklung ist der damit verbundene Austrag an Dispergierflüssigkeit. Bei der Übertragung des Tonerbildes wird der Kopieträger damit befeuchtet und muss getrocknet werden. Auch wenn die Flüssigkeiten der Dispersionen nicht toxisch sind, so belasten deren Dämpfe doch die Umwelt.
  • Eine wirkungsvolle Massnahme zur Verminderung des Austrags an Dispergierflüssigkeit besteht darin (DE-B 2361 833), eine Walze in geringem Abstand von etwa 50 µm gegenläufig zu der mit Flüssigentwickler benetzten Photoleiterschicht rotieren zu lassen. Auch wenn die bekannte Massnahme bereits eine deutliche Verminderung des Austrages an Dispergierflüssigkeit bewirkt, wird zur geringeren Umweltbelastung eine noch weitergehende Verminderung angestrebt.
  • Es wurde auch bereits vorgeschlagen, EP-A 52789 in einem Verfahren zur Übertragung eines durch Behandlung mit Flüssigentwickler von einem elektrostatischen Ladungsbild hergestellten Pigmentbildes von einem Ladungsbildträger auf einen Kopieträger mit Hilfe eines elektrischen Feldes die Übertragung der Flüssigentwicklerschicht mit bildmässig angeordneter Pigmentverteilung über einen geringen Abstand bildenden Luftspalt hinweg vorzunehmen. Der Spalt wird durch Abstandshalter in Form von mitlaufenden oder ortsfest zwischen Ladungsbild- und Kopieträger angeordneten Folien, die bis zu 10% der Kopieträgerfläche abdecken oder durch Teilchen, die mit der Oberfläche des Kopieträgers verbunden sind, hergestellt.
  • Die Anordnung einer Folie im Zwischenraum von Ladungsbildträger und Kopieträger oder die Ausrüstung der Kopieträgeroberfläche mit Abstandshaltern kann einerseits den Kopienfluss beeinträchtigen, andererseits erfordert eine solche Massnahme die zusätzliche Ausrüstung mit speziellem Kopieträgermaterial.
  • Es ist auch bekannt (DE-A 2938944, DE-A 3006962), zum störungsfreien Umdruck Oberflächen von Photoleiterschichten glatt einzustellen. Die Rauhstufen müssen dabei kleiner als 0,5 jim sein. Nur so werden Fehler, die zu sichtbaren Druckfehlern führen, vermieden. Das Glätten der Oberfläche von Photoleiterschichten wird durch kurzzeitiges Aufschmelzen, zum Beispiel durch Elektronenbestrahlung, unter einer Temperaturbehandlung bei erhöhtem äusserem Druck oder durch chemischen oder elektrochemischen Abtrag erreicht. Die bekannten Verfahren zum Glätten der Ladungsbildträgeroberfläche sind mit erheblichem Aufwand verbunden und erfordern beträchtliche zusätzliche Kosten.
  • Es war deshalb Aufgabe der Erfindung, bei einem elektrophotographischen Aufzeichnungsverfahren, das mit Flüssigentwicklung und Übertragen des abgeschiedenen Tonerbildes ausgestattet ist, den nachteiligen Austrag an Dispergierflüssigkeit zu vermeiden, das jedoch gleichzeitig eine gute Volltonentwicklung und Halbtonwiedergabe bei guter Auflösung gewährleistet, und hierfür geeignete Photoleiterschichten anzugeben.
  • Die Lösung dieser Aufgabe geht von einem elektrophotographischen Aufzeichnungsverfahren der eingangs angeführten Art aus und ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Photoleiterschicht verwendet, die oberflächlich strukturiert ist mit einer Rauhtiefe von 5 bis 75 gm. Die Rauhtiefe ist vorzugsweise 5 bis 50 gm mit Periodenlängen im Bereich von 100 bis 3000 µm. Man kann eine solche strukturierte Oberfläche vorteilhaft dadurch herstellen, dass man die Strukturierung der glatten Photoleiterschicht durch Druck-und Wärmebehandlung vornimmt.
  • Es wurde gefunden, dass mit Photoleiterschichten, deren Oberflächen strukturiert sind, bei guter Entwicklung der Austrag an Dispergierflüssigkeit deutlich, bis auf die Hälfte und mehr, verringert wird. Nachteile bei der anschliessenden Reinigung traten nicht auf. Es war völlig überraschend, dass, entgegen dem allgemeinen Bestreben nach extrem glatten Photoleiteroberflächen, ein solches Ergebnis zu erzielen war.
  • Photoleiterschichten, die auf metallischem Schichtträger aufgebracht sind, wie z.B. solche auf einer Trommel aus Aluminium, kann man erfindungsgemäss dadurch strukturieren, dass man zunächst die metallische Oberfläche mechanisch abträgt und dann die Photoleiterschicht aus Lösung oder Dispersion aufbringt und trocknet. Dies führt zu entsprechenden Strukturen in beispielsweise Rillen- oder Näpfchenform auf der Photoleiteroberfläche. Photoleiterschichten, die auf einem Bandträger angeordnet sind, kann man oberflächlich so strukturieren, dass man das Trägerband, zum Beispiel eine Polyesterfolie, zunächst nach bekannten Verfahren, wie sie zum Beispiel der DE-A 2833982 zu entnehmen sind, prägt, anschliessend die Oberfläche mit Aluminium bedampft und dann die Photoleiterschicht aufträgt und trocknet. Die Prägestruktur des Trägerbandes wirkt sich dabei auf die Oberfläche der Photoleiterschicht aus. Man kann auch die erzeugte glatte Photoleiteroberflächenschicht mechanisch abtragen, oder man kann die Photoleiterschicht einem Prägeverfahren aussetzen. Eine strukturierte Oberfläche einer Photoleiterschicht kann auch erzielt werden, wenn man der Lösung oder Dispersion des Photoleiterschichtmaterials indifferent wirkende Strukturelemente wie Pigment- oder Polymerdispersionen vorgegebener Teilchengrösse zugibt. Als Photoleiterschichten haben sich solche mit anorganischem Photoleiter wie Selen oder dessen Legierungen, was bevorzugt ist, oder auch solche aus organischen Materialien bewährt.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben.
    • Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Photoleitertrommel mit dem Aluminiumträger 1, der oberflächlich mit Strukturelementen 2 versehen ist und mit einer Photoleiterschicht 3, die die gleichen Strukturelemente 4 der Aluminiumoberfläche in Form von Erhöhungen und Vertiefungen aufweist.
    • Figur 2 gibt schematisch die Strukturierung der Oberfläche einer glatten Photoleiterschicht wieder, Figur 3 deutet auf durch die Strukturierung resultierende scharfe Kanten einer Oberflächenstruktur hin, und Figur 4 gibt die Möglichkeit an, wie man Kanten nach Figur 3 vermeiden kann.
  • Zur Erzeugung von Photoleiterschichten mit Oberflächenstrukturen wird der Träger 1, beispielsweise eine Aluminiumtrommel, vorher zum Beispiel durch mechanischen Abtrag so mit Strukturelementen 2 in Form von Erhöhungen und Vertiefungen versehen, dass diese durch die aufgebrachte Photoleiterschicht 3 hindurch Strukturen 4 auf der Photoleiteroberfläche bewirken (Fig. 1). Der mechanische Abtrag von Trägermaterial kann durch Rändeln, durch Ätzen oder aufbauend durch punktuellen Antrag elektrisch leitender Substanzen erzeugt werden. Bei Photoleiterbändern werden die Trägerfolien als Schichtträger, beispielsweise aus Polyester, gerändelt bzw. geprägt und dann einer Metallbedampfung, zum Beispiel mit Aluminium, unterzogen. Die Photoleiterschicht 3 wird durch Aufdampfen, beispielsweise mit Selen, oder durch kontinuierlichen bzw. diskontinuierlichen Lösungsantrag, zum Beispiel durch Sprühbeschichtung, aufgebracht. So wurde eine oberflächlich strukturierte Photoleiterschicht auf einer Aluminiumtrommel durch Eintauchen und langsames Herausziehen mit einer Ziehgeschwindigkeit von 40 cm pro Minute der Trommel aus einer 10prozentigen Beschichtungslösung aus gleichen Gewichtsteilen Poly-N-vinylcarbazol und Trinitrofluorenon in Tetrahydrofuran erzeugt. Den Strukturelementen 2 auf der Aluminiumtrommel entsprachen Strukturen 4 in der glänzenden Photoleiterschicht.
  • Zur Strukturierung von Photoleiteroberflächen kann man erfindungsgemäss auch von zunächst glatten Photoleiteroberflächen ausgehen, in die man nachträglich Strukturen einbringt, beispielsweise durch mechanischen Abtrag. Es hat sich bei solchen Versuchen überraschend gezeigt, dass man die handelsüblichen Photoleitertrommeln mit Selen oder Selenlegierungen nachträglich durch einfache Druck- und Wärmebehandlung strukturieren kann, was die praktische Durchführung der Erfindung sehr erleichtert. Bei Photoleiterbändern kann man die an sich glatte Oberfläche der Photoleiterschicht in Pressen prägen.
  • Das dabei auftretende schwierige Problem, einen allseitig gleichmässigen Druck auf zum Beispiel eine Trommel als Schichtträger auszuüben, wird mit Hilfe eines Schlauches aus schrumpffähiger Folie, zum Beispiel aus Polyester, etwa Polyäthylenterephthalat, gelöst. Derartige Folienschläuche ziehen sich bei Temperaturerhöhung mit grosser Kraft zusammen. Sie sind im Handel erhältlich und werden in verschiedenen Durchmessern vertrieben. Eine entsprechende Herstellungsweise wird in Fig. 2 beschrieben. Wie dort gezeigt, wurde eine Trommel 1 aus Aluminium von 12 cm Durchmesser mit der Photoleiterschicht 3 aus Selen-Tellur zuerst mit je einer Lage einer Prägematrize 5, im vorliegenden Fall waren es verschiedene Siebdruckgewebe, und dann stramm mit Schrumpfschlauch 6 vom Durchmesser von etwa 120 mm und einer Folienstärke von etwa 20 µm überzogen. Nach Lagern des Ganzen über etwa 3 Minuten in einem Trokkenschrank von 150 °C, in denen sich der Aluminiumschichtträger auf etwa 60 °C erwärmte, traten die ersten Eindrücke auf der Selen-Tellur-Oberfläche auf. Die längste zulässige Temperaturdauer ohne Beeinträchtigung der Photoleitungseigenschaften war 5 Minuten, entsprechend einer Temperatur des Aluminiumschichtträgers von etwa 75 °C. Die Eindrücke waren nach längerer Temperzeit tiefer. Durch Abstufung der Temperzeiten konnten entsprechend auch die Eindrücke abgestuft werden, so dass ein Satz von oberflächlich strukturierten Photoleitertrommeln unterschiedlicher Eindrucktiefen und Strukturperioden für die kopiertechnische Prüfung zur Verfügung stand. Nach Entfernen von Schrumpfschlauch 6 und Prägematrize 5 konnten die Photoleitertrommeln in ein handelsübliches Kopiergerät eingespannt und mit ihrer Hilfe Kopien hergestellt werden. Bei einer Trommel mit gut ausgebildeten Strukturen, entsprechend einer Rauhtiefe zwischen höchsten und tiefsten Stellen von etwa 45 µm und einer Periodenlänge von etwa 110 !!m, war der Austrag an Dispergierflüssigkeit, einem flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunktsbereich von 180-230 °C, nur 0,055 g pro DIN-A4-Kopie. Mit einer normalen, oberflächlich glatten Walze und bei Kopien gleichen Kontrastes betrug der Austrag vergleichsweise 0,120 g pro DIN-A4-Kopie, d.h. der Austrag an Dispergierflüssigkeit wurde durch die Strukturierung der Photoleiteroberfläche um 54% erniedrigt. Es war überraschend, dass die Verfahrensschritte der elektrostatischen Aufladung, der Belichtung und der Reinigung mit Schaumstoffwalze und Wischerblatt und der Entfernung der Restladungen nicht erkennbar beeinträchtigt wurden.
  • Bei Betrachtung unter einer Lupe zeigten die Bildstellen, zum Beispiel die Striche auf den mit der oberflächlich strukturierten Photoleitertrommel mit Rauhtiefen von mehr als 20 gm hergestellten Kopien, eine punktweise oder tropfenförmige Struktur. Die durch die Strukturierung der Photoleiteroberfläche erzeugten Erhebungen wirken vermutlich als Abstandshalter. Bei Rauhtiefen von unter 20 µm für die Photoleiteroberflächen konnten solche punktweisen oder tropfenförmigen Strukturen auf den Kopien nicht erhalten werden bei fast vergleichbarer Verminderung des Flüssigkeitsaustrags.
  • Eine Deutung dieser Vorgänge kann zur Zeit nur insoweit gegeben werden, dass bei relativ grossen Oberflächenstrukturen die Tropfenbilder durch Tonerübertragung über einen Luftspalt hinweg entstehen, der sich in Grössenordnung der Rauhtiefen einstellt. Der Mechanismus der Verminderung des Austrags an Dispergierflüssigkeit bei Strukturen mit Rauhtiefen von unter etwa 20 µm ist noch unklar. Das erfindungsgemässe Aufzeichnungsverfahren kann demnach so eingestellt werden, dass sowohl Kopien mit Bildstellen von punktweiser oder tropfenförmiger Struktur als auch Kopien mit Bildstellen aus gleichförmiger Pigmentabscheidung erhalten werden können bei gleichzeitiger vergleichbarer Minderung des Austrags an Dispergierflüssigkeit.
  • Eine Strukturierung von Photoleiterschichtoberflächen, die einen monomeren oder polymeren organischen Photoleiter enthalten, mit Hilfe der beschriebenen Schrumpfschlauchtechnik kann bei Temperaturen im Bereich von 60 bis 120 °C erfolgen.
  • Die Strukturierungstechnik mit Hilfe von Schrumpfschläuchen erweist sich als sehr variabel, denn es können, je nach eingelegter Matrix, unterschiedliche Strukturformen erzeugt werden. Beispielsweise können Strukturen, die mit dem erwähnten Siebdruckgewebe 5 erzeugt wurden, scharfkantige Formen 7 aufweisen, wie dies in Figur 3 angedeutet ist. Sie können an bildfreien Stellen auf dem Kopieträger unerwünschte feine Pigmentmuster verursachen. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die scharfen Kanten dadurch zu vermeiden, dass man zwischen Siebdruckgewebe 5 und Photoleiterschicht 3 eine glättende Zwischenfolie 8 in zum Beispiel geringerer Dicke als die Schrumpfschlauchfolie, hier aus 10 µm dicker Polyesterfolie, einlegte, wie dies aus Figur 4 hervorgeht. Man erhält dann eine Struktur mit einem weitgehend sinusförmigen Querschnitt. Die mit einer derart wellig strukturierten Photoleitertrommel hergestellten Kopien sind überraschend gut grundfrei, zeigen in sich sehr gleichförmige Voll- und Halbtonbereiche und eine unvermindert gute Auflösung von 6,3 Linien/mm. Bei der Betrachtung unter einer Lupe zeigten die Kopien in den Bildbereichen eine weitgehend gleichförmige Pigmentabscheidung. Der Austrag an Dispergierflüssigkeit wurde zu 0,070 g/DIN-A4-Kopie bestimmt.
  • Die Rauhtiefe der dafür benutzten Photoleiteroberfläche betrug um 6 µm. Bei unterschiedlichen Periodenlängen der Strukturen zwischen 110 Rm und 700 )im wurden dennoch ähnliche Ergebnisse erzielt.
  • Die Verwendung der erfindungsgemäss strukturierten Photoleiteroberflächen zeigt auch noch folgenden Vorteil:
    • Beim Kopieren auf glatten, nicht saugfähigen Kopieträgern wie Polyesterfolien waren die Kopien bei den üblichen oberflächlich glatten Photoleiterschichten etwas verwischt und dadurch unscharf. Beim Kopieren mit erfindungsgemäss oberflächlich strukturierten Photoleiterschichten konnten auch hier scharfe Kopien hergestellt werden. Dies kann vermutlich auf den punkt- bzw. tropfenweisen Antrag der Bildstellen zurückgeführt werden.
  • Weiterhin wurde eine oberflächlich strukturierte Photoleiterschicht durch den Einbau von Strukturelementen in die Photoleiterschicht selbst erhalten. Beispielsweise wurde die 10prozentige Beschichtungslösung aus gleichen Gewichtsteilen Poly-N-vinylcarbazol und Trinitrofluorenon in einer 3prozentigen Dispersion von Polytetrafluoräthylen in Tetrahydrofuran angesetzt. Die in einer wässrigen Dispersion angelieferten Partikel von einem Durchmesser bis zu 60 µm waren dazu vorher mehrfach in Tetrahydrofuran gewaschen worden. Die im trockenen Zustand 9 µm dicke Photoleiterschicht auf einem Schichtträger aus einer 50 pm dicken Polyesterfolie mit einer aufgedampften Aluminiumschicht zeigte oberflächlich Kuppen. Zum Kopieren in einem Kopiergerät wurde das Photoleiterband um eine Trommel gespannt, negativ bis auf etwa 950 V aufgeladen, belichtet und mit Tonerflüssigkeit entwickelt. Die Tonerflüssigkeit enthielt positiv aufgeladene Pigmentteilchen. Die Kopien waren grundfrei, nur bei genauer Betrachtung unter einer Lupe zeigten die bildfreien Stellen schwache punktförmige Tonerabscheidungen entsprechend der Oberflächenstruktur. Der Austrag an Dispergierflüssigkeit durch die Kopien betrug 0,068 g flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoff pro DIN-A4-Kopie. Bei oberflächlich glatten Photoleiterschichten wird sonst ein Austrag von 0,115 g pro DIN-A4-Kopie gemessen.

Claims (11)

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine Photoleiterschicht auf einem elektrisch leitenden Schichtträger elektrostatisch aufgeladen, bildmässig belichtet, das erzeugte Ladungsbild mit einem Flüssigentwickler sichtbar gemacht, das abgeschiedene Tonerbild auf einen Kopieträger übertragen und die Photoleiterschicht anschliessend von Tonerresten und Restladungen befreit wird, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Photoleiterschicht verwendet, die oberflächlich strukturiert ist mit einer Rauhtiefe von 5 bis 75 µm.
2. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Photoleiterschicht verwendet, die eine Rauhtiefe von 5 bis 50 pm mit Periodenlängen von 100 bis 3000 µm besitzt.
3. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Photoleiterschicht verwendet, die durch Druck-und Wärmebehandlung oberflächlich strukturiert wurde.
4. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Photoleiterschicht verwendet, die mittels eines übergezogenen Schrumpfschlauchs (6) mit eingelegter Prägematrize (5) bei Temperaturen von 60 bis 120 °C strukturiert wurde.
5. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Photoleiterschicht verwendet, die mittels eines übergezogenen Schrumpfschlauchs (6) mit eingelegter Prägematrize (5) und Zwischenfolie (8) strukturiert wurde.
6. Aufzeichnungsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Photoleiterschicht aus Selen oder dessen Legierungen verwendet, die bei Temperaturen von 60 bis 75 °C strukturiert wurde.
7. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Phtoleiterschicht verwendet, deren Oberflächenstruktur durch die Oberflächenstruktur des Schichtträgers gebildet wird.
8. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Photoleiterschicht verwendet, die man durch den Einbau von indifferent wirkenden Strukturelementen in die Photoleiterschicht erhält.
9. Photoleiterschicht auf einem elektrisch leitenden Schichtträger, dadurch gekennzeichnet, dass sie oberflächlich strukturiert ist mit einer Rauhtiefe von 5 bis 75 µm.
10. Photoleiterschicht nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Rauhtiefen von 5 bis 50 pm mit Periodenlängen von 100 bis 3000 µm besitzt.
11. Photoleiterschicht nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Selen oder dessen Legierungen besteht.
EP83100901A 1982-02-08 1983-02-01 Elektrophotographisches Aufzeichnungsverfahren und hierfür geeignete Photoleiterschicht Expired EP0085927B1 (de)

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