FR2572552A1 - Element photosensible electrophotographique et procede de formation d'images utilisant cet element - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN ELEMENT PHOTOSENSIBLE ELECTROPHOTOGRAPHIQUE DE STRUCTURE LAMINAIRE. CET ELEMENT COMPREND UN SUBSTRAT CONDUCTEUR, UNE COUCHE DE TRANSPORT DE CHARGES ET UNE COUCHE 1 DE GENERATION DE CHARGES SUPERPOSEE A LA COUCHE DE TRANSPORT ET CONTENANT DES PARTICULES 3 D'UNE RESINE CONTENANT DU FLUOR ET DES PARTICULES 4 DE PIGMENT, PLUS PETITES QUE LES PARTICULES 3. DOMAINE D'APPLICATION : MACHINES A COPIER.
Description
L'invention concerne un élément photosensibl, édectrophotographique de
structure laminaire, et plus particulièrement un tel élément photosensible comportant au moins une couche de transport de charges et une couche de génération de charges appliquées l'une à la suite de l'autre dans cet ordre, sur un substrat conducteur, et un procédé de formation d'images utilisant un tel
élément photosensible.
On connaît déjà un élément photosensible électrophotographique dans lequel la couche photosensible
est divisée fonctionnellement en une couche de généra-
tion de charges et une couche de transport de charges,
et dans lequel certains pigments diazoîques photoconduc-
teurs sont utilisés comme matières de génération de
charges.
En général, un tel élément photosensible comporte une couche de génération de charges et une couche de transport de charges superposées dans cet ordre sur un substrat conducteur, élément dans lequel la couche de transport de charges contient une matière de transport de charges fortement donneuse d'électrons afin de faciliter le transport de charges positives, et un tel élément photosensible est chargé négativement
dans le procédé de formation d'images.
Ceci est dû au fait que des matières de transport de charges négatives ont un comportement qui n'est généralement pas satisfaisant et sont souvent inacceptables pour des applications commerciales en
raison de leur fort pouvoir cancérigène.
Cependant, une décharge d'effluves négatives
a pour résultat la formation importante d'ozone, entraî-
nant un accroissement de coût dû à la présence, dans la machine de copie, d'un filtre d'ozone destiné à éliminer cet ozone. De plus, des opérations périodiques d'entretien deviennent indispensables car le comportement d'un filtre à ozone se détériore progressivement avec
une utilisation prolongée.
En outre, la décharge d'effluves négatives tend à être inégale, par exemple par suite de la présence de souillures sur les fils de décharge, ce qui aboutit à une densité inégale de l'image. En outre, l'ozone produit affecte de façon indésirable la durée de vie
utile du photoconducteur organique.
En outre, la décharge d'effluves négatives
est associée à la détérioration de la surface du photo-
conducteur par l'ozone produit et par le dépôt de substances ioniques, générées par la décharge, sur
le photoconducteur, ce qui réduit entièrement ou locale-
ment le potentiel de surface de ce dernier et finit donc par faire apparaître des taches ou des défauts sur la totalité ou par endroits de l'image reproduite électrophotographiquement.
Par ailleurs, une décharge d'effluves positi-
ves génère cinq à dix fois moins d'ozone qu'une décharge d'effluves négatives, présente une uniformité beaucoup moins affectée, par exemple, par les souillures des fils de décharge, et est plus souhaitable pour la durée de vie utile de l'élément photosensible. En raison de ces inconvénients des charges négatives, la mise au point d'un élément photosensible pouvant être chargé
positivement a longtemps prévalu.
On peut fabriquer un élément photosensible à structure laminaire, pouvant être chargé positivement, par exemple en superposant une couche de transport de charges positives et une couche de génération de
charges, dans cet ordre, sur un substrat conducteur.
La couche de génération de charges est habi-
tuellement répartie de façon à avoir une épaisseur descendant à une valeur comprise entre 0,1 et 0,5 gm, car une plus forte épaisseur est à l'origine de divers inconvénients tels qu'un effet accru de photomémorisation ou qu'une élévation du potentiel de la partie lumineuse après des utilisations répétées, en raison de la retenue de porteurs d'origine photoélectrique dans une telle couche plus épaisse de génération de charges.
De plus, le rapport de la matière de généra-
tion de charges au liant est habituellement choisi dans une plage de 1/1 a 3/1, car une plus forte teneur en liant réduit l'efficacité de l'injection de porteurs de la couche de génération de charges vers la couche de transport de charges, ce qui conduit à des pertes
de sensibilité et des caractéristiques de mémorisation.
Cependant, une couche de génération de charges, composée d'une dispersion de fines particules, présente une mauvaise résistance mécanique si elle est utilisée
comme couche extérieure. Dans un procédé de copie consis-
tant, par exemple, à appliquer une charge électrostatique, à procéder à une exposition pour la formation d'une image, à développer l'image, à transférer l'image de poudre pigmentaire sur une matière de report telle que du papier ou un film de matière plastique, à séparer la matière de transfert de l'élément photosensible, à nettoyer et à éliminer les charges avant ou après le nettoyage, la surface d'un élément photosensible utilisant une telle couche extérieure de génération de charges s'érode progressivement, par exemple lors des étapes de développement de l'image, de transfert de l'image et de nettoyage au cours desquelles l'élément photosensible est amené en contact avec d'autres pièces mécaniques. En conséquence, lors d'une utilisation prolongée, l'élément photosensible fait apparaître des détériorations superficielles importantes et une variation importante de la sensibilité ou, dans des cas extrêmes, la couche de génération de charges est éliminée par abrasion de telle sorte que là photosensibiiité disparaît totalement. Par ailleurs, une augmentation de la teneur en liant de la couche de génération de charges, pour
accroître la résistance physique de la surface de l'élé-
ment photosensible afin de s'opposer aux inconvénients précités, perturbe notablement le transport des porteurs dans la couche de génération de charges, conduisant à une baisse de sensibilité, à un accroissement de l'effet de photomémorisation et à un accroissement
du potentiel de la partie lumineuse après une utilisa-
tion prolongée.
La couche classique de génération de charges; n'est pas assez résistante, du point de vue mécanique, pour constituer la couche de surface et elle ne donne pas satisfaction, en pratique, lors d'une utilisation dans une machine de copie ou dans une imprimante en raison de sa faible résistance à l'abrasion. L'abrasion a pour origine diverses causes mais, principalement, est due au nettoyage de la surface, en particulier
à un nettoyage effectué à l'aide d'une lame.
La détérioration de la surface d'une utilisa-
tion prolongée est provoquée initialement par des marques présentes sur l'élément photosensible, et ceci est suivi de l'adhérence de particules de poudre pigmentaire 2-5 ou "toner" et d'un dépôt de talc ou d'autres substances contenues dans la poussière provenant de la feuille de transfert ou de report. Ces substances déposées peuvent être décomposées, par exemple, par la décharge d'effluves, ce qui réduit la résistance de la surface, en particulier lorsque de l'humidité est absorbée dans la surface, et finit par provoquer un défaut appelé coulée de l'image. Dans un cas extrême, une perte de la sensibilité peut résulter de l'abrasion progressive
de la couche superficielle.
Compte tenu de ce qui précède, l'invention
a pour objet une couche photosensible électrophotographi-
que munie d'une couche de génération de charges ayant une excellente longévité en utilisation. L'invention a pour autre objet un élément photosensible qui ne
présente pas de perte de sensibilité ou de photomémorisa-
tion, même après une utilisation prolongée. L'invention a également pour objet un procédé de formation d'images
par électrophotographie utilisant des moyens de nettoya-
ge en caoutchouc, capable de donner des images nettes
sur une période prolongée.
Les objets ci-dessus peuvent être réalisés, conformément à l'invention, par un élément photosensible contenant des particules d'une résine contenant du fluor dans la couche de génération de charges, de façon à réduire notablement l'abrasion de cette couche et la variation de la sensibilité lors d'une utilisation
continue prolongée.
Conformément à l'aspect de l'invention,
il est prévu un élément photosensible électrophotographi-
que comprenant un substrat conducteur, une couche de transport de charges et une couche de génération de charges, élément dans lequel la couche de génération de charges est superposée à la couche de transport de charges et contient des particules d'une résine
contenant du fluor.
Conformément à un autre aspect de l'invention,
il est prévu un procédé de formation d'images compre-
nant la répétition d'un processus électrophotographique qui consiste à former une image latente électrostatique sur un élément photosensible électrophotographique
comprenant un substrat conducteur, une couche de trans-
port de charges et une couche de génération de charges qui est superposée à la couche de transport de charges et qui contient des particules d'une résine contenant
du fluor-, à développer ladite image latente, à transfé-
rer l'image développée à poudre pigmentaire, ainsi
obtenue, et à éliminer par nettoyage la poudre pigmentai-
re restante à l'aide de moyens de nettoyage ayant une dureté de caoutchouc qui n'est pas inférieure à 65
et maintenus sous un angle de contact d'au moins 25 .
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique destinée à expliquer l'état du contact entre une lame de nettoyage et une couche de génération de charges dans laquelle des particules d'une matière contenant du fluor et d'une matière de génération de charges sont dispersées; - la figure 2 est une vue schématique d'un état de contact normal entre une lame de nettoyage et la surface de l'élément photosensible; - la figure 3 est une vue schématique d'un état de contact anormal entre une lame de nettoyage et la surface d'un élément photosensible; et la figure 4 est une vue schématique d'un
exemple du procédé de formation d'images selon l'inven-
tion. Les particules de résine contenant du fluor
à utiliser dans la présente invention assument la fonc-
tion d'un lubrifiant solide. Elles peuvent être dispersées uniformément dans la couche de génération de charges afin que les caractéristiques de lubrification ne soient pas altérées au cours d'une utilisation prolongée et
qu'un faible coefficient de frottement soit établi.
Contrairement à la technique classique décrite ci-dessus dans laquelle une couche de transport de charges est disposée à la surface et est chargée par une décharge d'effluves négatives, la présente invention, dans laquelle une couche de génération de charges ayant une longévité accrue est formée à la surface et est chargée par des effluves positives, entraînant une faible formation d'ozone, non seulement donne un élément photosensible pouvant être chargé positivement, ayant des caractéristiques comparables à celles obtenues dans la technique classique, mais également améliore
notablement la longévité d'un tel élément photosensible.
De plus, l'élément photosensible selon l'in-
vention peut être utilisé dans un procédé mettant en
oeuvre une étape de meulage ou d'abrasion.
L'abrasion peut être réalisée soit par un dispositif- abrasif tel qu'une brosse magnétique, du papier de verre ou un rouleau éponge placé autour de l'élément photosensible, soit par une matière abrasive incorporée dans la poudre pigmentaire ou "toner", soit par l'application d'une matière abrasive à l'aide de
moyens convenables sur l'élément photosensible.
Des exemples de matière abrasive pouvant être incorporée dans la poudre pigmentaire comprennent
SiO2, Si( OH)2.nH20, de la terre de diatomées, de l'ar-
gile, du kaolin, de l'oxyde de chrome, Al(0H)3.nH20, SiC (carborundum), B4C, A1203, CeO2, A12(S04)(OH)4,de l'oxyde de fer, Si3N4, MgCO3, CaC03, de l'oxyde de baryum, du
titanate de strontium, Ti02, BaSO4 et ZnO, et la dimen-
sion préférée des particules est comprise entre 0,05
et 10 Vm.
De cette manière, il est devenu possible d'éliminer la déposition ionique telle que NOx ou NH4Cl, la légère fusion de la poudre pigmentaire, les traces de doigts, l'huile, la graisse, etc. de la surface de l'élément photosensible, ce qui en améliore encore
la longévité.
La matière de génération de charges à utili-
ser dans la présente invention est constituée principale-
ment d'un composé organique, mais elle peut également comprendre une matière inorganique telle que du sélénium
amorphe, du silicium amorphe, CdS ou Se-Te.
Cette matière de génération de charges est généralement un pigment, mais un colorant soluble dans un solvant peut également être utilisé à l'état de
granulés, par la sélection d'un solvant convenable.
Des exemples de la matière de génération
de charges à utiliser dans la présente invention compren-
nent des pigments du type phtalocyanine, des pigments du type anthanthrone, des pigments du type dibenzopyrène,
des pigments du type pyranthrone, des pigments triazoï-
ques, des pigments diazoiques, des pigments azoiques, des pigments indigo, des pigments du type quinacridone, de la quinocyanine asymétrique, de la quinocyanine, des
sels d'azulénium, des colorants du type pyrylium, des colo-
rants du type thiapyrylium, des colorants du type cyanine, des colorants du type xanthène, des colorants du type quinonimine,
des colorants du type triphénvlnéthane, des colorants du type-.
styryle, du sélénium, de l'alliage sélénium-tellure, du sulfure de cadmium et du silicium amorphe. Dans le cas d'une matière de génération de charges composée de particules de pigment, la dimension préférée des particules est
comprise dans la plage de 0,03 à 0,5 Vm.
Des exemples du liant à utiliser dans ladite couche de génération de charges comprennent des résines phénoxy, un polyacrylamide, du polyvinylbutyral, un polyarylate, une polysulfone, un polyamide, des résines acryliques, des résines du type acrylonitrile, des résines méthacryliques, des résines du type polychlorure de vinyle, des résines du type polyacétate de vinyle, des résines phénoliques, des résines époxy, un polyester, des résines alkyd, un polycarbonate, un polyuréthanne, et des copolymères contenant au moins deux des motifs monomères constituant les résines précitées, tels que des copolymères styrène-butadiène, des copolymères styrène-acrylonitrile, des copolymères styrène-acide maléique, etc. De plus, on peut utiliser à cet effet un
polymère photoconducteur organique tel que poly-N-
vinylcarbazole, polyvinylanthracène ou polyvinylpyrène et ce polymère améliore efficacement les caractéristiques telles que la sensibilité et la mémoire de la couche
de génération de charges.
L'épaisseur de la couche de génération de charges est choisie dans une plage de 0,01 à 15 Im, avantageusement de 0,05 à 5 jim, et le rapport en poids de la matière de génération de charges au liant est
choisi de façon à être compris entre 10:1 à 1:10, avanta-
geusement entre 3:1 et 1:3.
Des exemples des particules de résines conte-
nant du fluor à incorporer dans la couche de génération de charges selon l'invention comprennent des granulés de résines du type tétrafluoréthylène, de résines du type copolymère tétrafluoréthylènehexafluoropropylène,
de résines du type copolymère tétrafluoréthylène-
perfluoralkoxyéthylène, de résines du type trifluoro-
chloroéthylène, des résines du type copolymère tétra-
fluoréthylène-éthylène ou des résines du type vinylidène fluoré, ainsi que des granulés de résines contenant
des atomes de fluor, dans les chaînes latérales.
De telles particules de résine contenant du fluor peuvent être utilisées à l'état d'émulsion
ou de suspension, mais elles sont avantageusement utili-
sées par la technologie de la dispersion.
La dispersion est réalisée, par exemple, par mélange d'une dispersion de la matière précitée, contenant du fluor, dans un solvant convenable tel
qu'un alcool, un ester, une cétone, un solvant aromati-
que ou de l'eau, avec une dispersion de la matière de génération de charges, ou par dispersion de ladite matière contenant du fluor avec un agent tensio-actif demandé pour la dispersion, ou par dispersion de ladite matière contenant du fluor avec la matière de génération
de charges et le liant.
La dimension des particules de résine conte- nant du fluor utilisée dans la présente invention n'est avantageusement pas inférieure à 0,1 Vm et, compte tenu de la granularité de l'image obtenue, la dimension des particules n'est avantageusementpas supérieure à 5pm
et, de préférence,n'est pas supérieure à 3 Vm.
Pour améliorer la longévité en service de l'élément photosensible par l'addition de particules
de résine contenant du fluor, la dimension des particu-
les de cette résine est avantageusement supérieure à celle des particules de pigment constituant la matière
de génération de charges. De cette manière, les particu-
les de résine contenant du fluor ont une plus grande probabilité d'être présentes à la surface de la couche de génération de charges, et les particules de résine
de génération de charges sont protégées entre les parti-
cules de résine contenant du fluor. La figure 1 montre schématiquement un tel état dans lequel la couche 1 de génération de charges contient des particules 3 d'une résine contenant du fluor et des particules 4 de pigment, les deux types de particules étant dispersés dans un liant 2, et une partie extrême 5 de contact d'une lame 6 de nettoyage est principalement en contact
avec les particules de résine contenant du fluor.
En conséquence, le frottement entre la lame de nettoya-
ge et la couche de génération de charges dépend principa-
lement du frottement avec les particules de résine contenant du fluor et il est donc réduit à une valeur notablement plus faible, ce qui est extrêmement favorable
pour améliorer la longévité de l'élément photosensible.
La dimension des particules de résine conte-
nant du fluor ou des particules de pigment est définie par la moyenne du grand axe de la particule primaire
observée au microscope électronique à transmission.
La dimension des particules après la formation de -la couche de génération de charges peut être mesurée par dissolution de cette couche dans un solvant convenable et observation de la teneur en solides au microscope
électronique à transmission.
La proportion du lubrifiant solide dans la couche de génération de charges est avantageusement choisie dans une plage de 0,1 à 40% en poids, et plus
avantageusement de 5 à 25% en poids.
L'élément photosensible électrophotographique selon l'invention présente une surface plus lisse, ce qui permet une élimination efficace, à l'aide d'une lame de nettoyage, de la poudre pigmentaire déposée lors des cycles électrophotographiques répétés, ou
de la peluche de papier provenant des feuilles de report.
Cependant, la lame 9 de nettoyage- tend à passer d'un état de contact normal, dans lequel l'arête de la lame de nettoyage est en contact avec la surface de l'élment photosensible comme montré sur la figure 2, un état de contact anormal dans lequel la surface latérale de la lame de nettoyage est en contact avec la surface de l'élément photosensible, comme montré sur la figure
3, ce qui peut avoir pour résultat un nettoyage insatis-
faisant ou un phénomène dit de coulée de l'image, expli-
qué ci-après.
Le phénomène de coulée de l'image, qui peut
être provoqué par la peluche de papier, peut être empê-
ché lorsque la lame 9 de nettoyage est dans l'état normal de contact tel que montré sur la figure 2 et est capable d'éliminer efficacement la peluche. Cependant, cette coulée de l'image est également provoquée par la détérioration de la surface de l'élément photosensible
sous l'effet de la décharge d'effluves, avec la répéti-
tion du processus de formation d'images, aussi bien
dans l'application de charges négatives que dans l'appli-
cation de charges positives. Plus particulièrement, l'ozone et les ions engendrés dans l'étape d'application de charges du procédé électrophotographique créent certains groupes polaires sur l'élément photosensible, et le phénomène
est provoqué par le fait que ces groupes polaires atti-
rent ou repoussent électriquement la charge de l'image
latente électrostatique formée lors de l'étape d'exposi-
tion après l'étape d'application de charges. Par consé-
quent, la lame 9 de nettoyage a également pour fonction d'éliminer ces groupes polaires de la surface 8 de l'élément photosensible. Pour produire complètement les effets prévus, la lame 9 de nettoyage doit être maintenue dans l'état de contact normal tel que montré sur la figure 2, pendant la totalité du processus de formation d'images par électrophotographie. Pour éviter l'état de contact anormal montré sur la figure 3, dans le cas o l'élément photosensible comporte, à sa surface,
une couche de génération de charges contenant les parti-
cules précitées de résine contenant du fluor, conformé-
ment à l'invention, il est apparu efficace de former
la lame de nettoyage dans une matière analogue au caout-
chouic ayant une dureté de caoutchouc d'au moins 65, et de maintenir cette lame de nettoyage sous un angle
O de contact d'au moins 25 avec l'élément photosensible.
Dans le cas o l'élément photosensible est réalisé sous la forme d'un tambour, l'angle de contact est
défini avec une tangente au tambour.
La dureté utilisée ici est mesurée conformé-
ment à la méthode décrite dans la norme industrielle japonaise JIS K-6301 à l'aide d'un instrument du type
JIS-A, Model Teclock GS706, fabriqué par la firme Te-
clock Co. Dans la présente invention, l'utilisation d'une étape de meulage ou d'abrasion dans le processus de formation d'images a pour effet d'empêcher la forma- tion d'une image floue provoquée par ledit phénomène de coulée de l'image et résultant de la détérioration superficielle de l'élément photosensible par la décharge d'effluves. Pour empêcher la formation d'une telle image floue, il est apparu nécessaire de préparer la lame de nettoyage précitée de façon qu'elle possède
une dureté qui ne soit pas inférieure à 75 et de mainte-
nir cette lame de nettoyage sous un angle de contact au moins égal à 35 , mais ces conditions concernant la lame de nettoyage ne sont pas souhaitables compte tenu des coûts de fabrication. Par ailleurs, en présence de l'étape d'abrasion, l'image floue résultant de la détérioration superficielle de l'élément photosensible peut être prévenue, même si la lame de nettoyage est préparée de façon à avoir une dureté inférieure à 75 et est maintenue sous un angle de contact inférieur à 35 . En conséquence, conformément à l'invention, la dureté peut être choisie entre 65 et 75 et l'angle
de contact entre 25 et 35 .
La figure 4 illustre un procédé de formation d'images par électrophotographie comprenant une étape de pré-exposition 11, une étape 12 d'application de charges et une étape 13 d'exposition pour la formation d'une image, utilisant un processus de formation d'une image latente, ainsi qu'une étape 14 de développement, une étape 15 de report de l'image et une étape 16 de nettoyage. L'étape 10 d'abrasion est avantageusement effectuée entre l'étape 15 de report de l'image et l'étape 16 de nettoyage. Dans l'étape 10 d'abrasion,
on utilise commodément des moyens à rouleaux, avantageu-
sement des moyens à rouleaux élastiques. Il est également
présenté une feuille 17 de report.
Le rouleau élastique peut être composé, par exemple, d'une matière analogue à du caoutchouc ou d'une matière spongieuse constituée d'une résine de silicone, d'une résine du type polyuréthanne, d'une résine
polyester, d'une résine acrylique, d'une résine styréni-
que, d'une résine du type polyéthylène, d'une résine fluorée, de caoutchouc butadiène, de caoutchouc isoprène ou de caoutchouc chloré. Le rouleau peut également avoir une structure à deux couches dans laquelle la couche intérieure est composée d'une matière élastique
et la couche extérieure d'une résine. Le rouleau élasti-
que est maintenu en contact avec l'élément photosensi-
ble et il est mis en rotation de façon à avoir une vitesse périphérique supérieure à celle de l'élément photosensible ou à tourner dans un sens opposé, à sa périphérie, à celui de l'élément photosensible afin
de produire une abrasion de la surface de ce dernier.
La couche de transport de charges est en contact électrique avec la couche de génération de charges et a pour fonction, en présence d'un champ électrique, de recevoir des porteurs de charges injectés depuis ladite couche de génération de charges et de diriger les porteurs de charges vers la surface du
substrat conducteur ou vers la surface d'une sous-
couche prévue entre le substrat conducteur et la couche de transport de charges. Cette dernière est composée
d'une matière de transport de charges positives.
Des exemples de matières organiques de trans-
port de charges à utiliser dans la présente invention
comprennent: N-éthylcarbazole, N-méthyl-N-phénylhydrazi-
no-3-méthylidène-9-éthylcarbazole, N,N-diphénylhydrazino-
3-méthylidène-10-éthylphénothiazine; des hydrazones
telles que p-diéthylaminobenzaldéhyde-N,N-diphénylhydra-
zone, p-pyrrolidinobenzaldéhyde-N,N-diphénylhydrazone
ou p-diéthylbenzaldéhyde-3-méthylbenzthiazolinone-
2-hydrazone; 2,5-bis(p-diéthylaminophényl)-1,3,4-
oxadiazole; des pyrrazolines telles que 1-[quinolyl(2)]-
3-(p-diéthylaminostyryl)-5-(p-diéthylaminophényl)pyrrazo-
line, 1-[6-méthoxypyridyl(2)]-3-(p-diéthylaminostyryl)-
-(p-diéthylaminophényl)pyrrazoline, 1-[lépidyl(2)]-
3-(p-diéthylaminostyryl)-5-(p-diéthylaminophényl)pyrrazo-
line, 1-[pyridyl(2)]-3-(o-méthyl-p-diéthylaminostyryl)-
1O 5-(p-diéthylaminophényl)pyrrazoline, ou spiro-pyrrazoline;
des oxazoles tels que 2-(p-diéthylaminostyryl)-6-diéthyl-
aminobenzoxazole ou 2-(p-diéthylaminophényl)-4-(p-
diméthylaminophényl)-5-(2-chlorophényl)oxazole; des
thiazoles tels que 2-(p-diéthylaminostyryl)-6-diéthyl-
aminobenzothiazole; des triarylméthanes tels que bis(4-
diéthylamino-2-méthylphényl)phénylméthane; des poly-
arylalcanes tels que 1,1-bis(4-N,N-diéthylamino-2-
méthylphényl)heptane ou 1,1,2,2-tétrakis(4-N,N-diméthyl-
amino-2-méthylphényl)éthane; triphénylamine, poly-
N-vinylcarbazole, polyvinylpyrène, polyvinylanthracène,
polyvinylacrydine, poly-9-vinylphénylanthracène, une ré- résine pyrène-formaldéhyde, une résine éthylcarbazole-
formaldéhyde et des mélanges de ces matières.
Des exemples du liantà utiliser dans une telle
couche de transport de charges comprennent: un poly-
acrylamide, une résine du type polvarylate, des résines du type polyamide, des résines du type acrylonitrile, des résines méthacryliques, des résines du type acétate de vinyle, des résines époxy, des polyesters, des résines alkyd, des polycarbonates et des copolymères d'au
moins deux des monomères constituant les résines préci-
tées, telles que des copolymères styrène-butadiène, des copolymères styrène-acrylonitrile, ou des copolymères styrène-acide maléique. On peut également utiliser
un polymère photoconducteur organique tel que poly-
N-vinylcarbazole ou polyvinylanthracène. L'épaisseur de la couche de transport de charges est choisie dans une plage de 5 à 50 gm, avantageusement de 8 à 20 Vm, et le rapport en poids de la matière de génération de charges au liant est choisi entre 5:1 et 1:5, avanta-
geusement entre 3:1 et 1:3.
La couche photosensible comprenant la struc-
ture stratifiée décrite ci-dessus d'une couche de génération de charges et d'une couche de transport de charges, est appliquée sur un substrat comportant une couche conductrice. Ce substrat comportant une
couche conductrice peut être un substrat qui est lui-
même conducteur tel que de l'aluminium, du cuivre, du vanadium, du chrome ou de l'indium; un substrat en matière plastique tel que polyéthylène, polypropylène, polychlorure de vinyle, téréphtalate de polyéthylène, résine acrylique, fluorure de polyéthylène et analogues,
pourvu d' une couche d'aluminium, d'un alliage d'alumi-
nium, d'oxyde d'indium, d'oxyde d'étain, ou d'un alliage oxyde d'indiumoxyde d'étain; déposée sous vide en phase vapeur; un substrat en matière plastique revêtu de particules d'une matière conductrice telle que du noir de carbone, de l'argent et analogue, mélangée à un liant convenable; un substrat de matière plastique ou de papier imprégné de particules conductrices; ou un substrat de matière
plastique contenant un polymère conducteur.
Entre la couche conductrice et la couche photosensible, on peut prévoir une sous-couche assumant
des fonctions de barrière et d'adhérence. La sous-
couche peut être composée de caséine, d'alcool polyviny-
lique, de nitrocellulose, d'un copolymère éthylène-
acide acrylique, ou de polyamides tels que "Nylon-
* 6", "Nylon-66", "Nylon-610'"Nylon"copolymérisé, "Nylon" alkoxy-
méthylé et analogues, d'un polyuréthanne, de gélatine, d'un oxyde d'aluminium ou analogues. L'épaisseur de cette sous-couche est choisie de façon à ne pas dépasser gm et elle est avantageusement comprise entre 0,5 et 3 Im. Pour obtenir ladite fonction de barrière, la résistivité de cette couche n'est avantageusement
pas inférieure à 1075 cm.
L'élément photosensible électrophotographique selon l'invention peut être appliqué non seulement à des machines de copie par électrophotographie, mais également à d'autres domaines électrophotographiques
tels que des imprimantes à faisceau laser ou des impri-
mantes à tube à rayon cathodique.
Exemple 1
Un cylindre d'aluminium d'un diamètre de 60 mm, d'une longueur de 250 mm et d'une épaisseur de 1,0 mm a été enduit au trempé d'une solution aqueuse d'ammoniac, contenant 11,2 g de caséine, 1 g de solution d'ammoniac à 28% et 222 ml d'eau, afin que l'on obtienne une épaisseur de 1,0 pm après séchage pour former ainsi
une sous-couche.
Puis, 5 g d'un composé d'hydrazone de la formule suivante: H5C2 o -CH= N N o
-- H5C2
et 5 g de polyméthacrylate de méthyle, ayant une moyenne en nombre de poids moléculaire de 100 000, ont été dissous dans 70 ml de benzène, et la solution obtenue a été appliquée par enduction au trempé sur ladite sous-couche afin que l'on obtienne une épaisseur de 12 im après séchage. On a préparé de cette manière
une couche de transport de charges.
Ensuite, 10 parties de polyméthacrylate
de méthyle, ayant une moyenne en nombre du poids molécu-
laire de 100 000, ont été disssoutes dans 800 parties de chlorobenzène, et 5 parties d'une résine du type tétrafluoréthylène ("Lubron L-2" produite par Daikin Kogyo Co. Ltd.) et 1 partie d'un pigment diazoique de la formule suivante: HNOC OH Ci Ci IO CONH
N=N N = N
ont été dispersées dans la solution ainsi obtenue pendant 10 heures dans un broyeur à sable. La dispersion obtenue a été appliquée par enduction au trempé sur la couche de transport de charges précitée, et séchée pour donner une couche de génération de charges d'une
épaisseur de 5 gm, achevant ainsi un élément photosensi-
ble électrophotographique.
La dimension des particules de la résine "Lubron L-2" était de 0,1 jm, tandis que celle de la
matière de génération de charges était de 0,2 pm (Echan-
tillon A).
Puis on a répété le processus décrit ci-
dessus jusqu'à la préparation de la couche de transport de charges, et on a préparé une couche de génération
de charges de la manière suivante.
parties de polyméthacrylate de méthyle, ayant une moyenne en nombre du poids moléculaire de
000, ont été dissoutes dans 400 parties de chloro-
benzène et 5 parties d'une résine du type tétrafluor-
éthylène ("Lubron L-2", produite par la firme Daikin Kogyo Co., Ltd.) ont été dispersées dans la solution ainsi obtenue pendant 5 heures dans un broyeur à sable. Ensuite, 5 parties du même polyméthacrylate
de méthyle ont été dissoutes dans 400 parties de chloro-
benzène et 1 partie de la même matière de génération de charges que celle utilisée dans l'échantillon A a été mélangée à la solution ainsi obtenue et dispersée pendant 10 heures dans un broyeur à sable. La dispersion obtenue a été mélangée à la dispersion précitée et appliquée par enduction par pulvérisation, puis séchée afin que l'on obtienne une épaisseur de 5 pm après
séchage, donnant ainsi un élément photosensible électro-
photographique. La dimension des particules de résine "Lubron L-2" était de 0,3 im, tandis que celle de la
matière de génération de charges était de 0,2 pm (échan-
tillon B).
Puis on a répété le processus précédent afin d'obtenir un autre élément photosensible, sauf que la résine "Lubron L-2" a été dispersée pendant 3 heures alors que la matière de génération de charges a été dispersée pendant 10 heures. La dimension des particules de résine "Lubron L-2" était de 0,8 im, tandis que celle de la matière de génération de charges
étaft de 0,2 pm (échantillon C).
On a de nouveau répété les opérations précé-
dentes afin d'obtenir un autre élément photosensible, sauf que la résine "Lubron L-2" a été dispersée pendant 1 heure alors que la matière de génération de charges a été dispersée pendant 10 heures. La dimension des particules de résine "Lubron L-2" était de 3 pm, tandis que celle de la matière de génération de charges était
de 0,2 pm (échantillon D).
Exemple comparatif 1 On a préparé un élément photosensible selon le même procédé que dans l'exemple 1, sauf que la résine du type tétrafluoréthylène n'a pas été utilisée dans la couche de génération de charges.
Les éléments photosensibles électrophotogra-
phiques préparés de cette manière ont été évalués dans une machine de copie Canon minicopieur PC-20, qui a
été transformée pour utiliser une charge primaire positi-
ve, une charge de transfert positive et une poudre
pigmentaire négative. Les éléments photosensibles prépa-
rés conformément à l'invention ont tous présenté une
aptitude satisfaisante à l'application de charges positi-
ves, une sensibilité satisfaisante sous charges positi-
ves et une excellente longévité.
Sensibilité (Abrasion après Echantillon (lux.s) Longévité 50 000 copies)
Raies développées après 7000 à 8000 copies.
On a observé une image voilée due à une perte de sensibilité et à une adhérence A 3,1 de la poudre pigmentaire dans des zones 4 pm
sans images après 20 000 copies.
Légères raies développées après 40 000 copies, et observation d'une adhérence B 2,6 de poudre pigmentaire dans des zones 2,3 pm
sans images après 50 000 copies.
Aucune anomalie observée après 50 000 C 2,4 copies. 0,8 pm D 2,3 idem. 0, 7 Mm
Exemple Raies développées après 3500 copies.
comparatif On a observé une image voilée due à une 3,3 perte de sensibilité et à une adhérence 5 Um de la poudre pigmentaire dans des zones (après 10 000 sans images après 5000 copies. copies) en _ Ln rA
Exemple 2
On a préparé une couche de transport de charges par le même procédé que dans l'exemple 1. Puis on a complété un élément photosensible par le même procédé que dans l'exemple 1, sauf que la résine du type tétrafluoréthylène utilisée dans la couche de transport de charges et dans la couche de génération de charges de
l'exemple 1 a été remplacée par une résine du type viny-
lidène fluoré (nom commercial: "Kynar 731", produite
par la firme Penwalt Co.).
Matière de génération de charges "Kynar" Temps de Dimension des Temps de Dimension des dispersion particules dispersion particules
Echan-
tillon A 5 h 0,35 5 h 0,2
Echan-
tillon B 5 0,35 3 0,4
Echan-
tillon C 5 0,35 1 1,1
Echan-
tillon D 5 0,35 0,5 2 Exemple comparatif 2 On a préparé un élément photosensible en reproduisant le procédé de l'exemple 2, sauf que la résine du type vinylidène fluoré n'a pas été utilisée
dans la couche de génération de charges.
Les éléments photosensibles électrophotogra-
phiques ainsi préparés ont été évalués dans une machine de copie Canon Minicopieur PC-20 qui a été transformée pour utiliser une charge primaire positive, une charge
de transfert positive et une poudre pigmentaire négative.
Les éléments photosensibles préparés conformément à l'invention ont tous présenté une aptitude satisfaisante à l'application de charges positives, une sensibilité satisfaisante sous charges positives et une excellente longévité. Sensibilité (Abrasion après Echantillon (lux.s) Longévité 50 000 copies) Raies développées après 6000 copies. On a observé une image voilée due à une perte A 3,3 de sensibilité et à une adhérence de la 5 Pm poudre pigmentaire dans la zone sans images
après 13 000 copies.
Légères raies développées après 50 000 B 2,7 copies, mais on n'a observé aucune image 1,4 im voilée. C 2,6 Aucune anomalie observée après 50 000 1, 0 Pm copies. D 2,4 idem. 0,9 um Exemple Raies développées après 3500 copies. On comparatif 3,6 a observé une image voilée due à une perte 5 pm de sensibilité et à une adhérence de la (après 10 000 poudre pigmentaire dans la zone sans images copies)
après 5000 copies.
nl h4
Exemple 3
On a préparé un élément photosensible électro-
photographique en revêtant par immersion un cylindre d'aluminium, d'un diamètre de 30 mm, des mêmes liquides de revêtement que ceux utilisés pour l'échantillon B de l'exemple 1, sauf que la résine constituant le liant utilisé dans la couche de génération de charges a été
remplacé par une résine polycarbonate du type bisphénol-
Z ayant une moyenne en nombre du poids moléculaire de
25 000.
Le tambour photosensible obtenu a été monté sur une machine de copie, Canon PC-30, transformée pour utiliser une charge primaire positive, une charge de transfert positive et une poudre pigmentaire négative, et le tambour a été soumis à la comparaison du potentiel de surface avant et après un essai en marche continue sur 10 000 copies, avec un potentiel d'obscurité initial de +700 V, un potentiel de luminosité initial de +100V
et une poudre pigmentaire chargée négativement.
On a disposé, le long du tambour photosensible à l'intérieur de la machine d'essai, un dispositif de charges par effluves positives, un dispositif d'exposition, un dispositif de développement, un dispositif de charges par effluves positives de transfert, une lame de nettoyage
et une lampe de pré-exposition.
Le résultat de cette comparaison est le sui-
vant: Initial Après 10 000 copies Potentiel de luminosité +700 V + 710 V Potentiel d'obscurité +100 V + 125 V De cette manière, le changement de sensibilité était faible après l'essai de marche continue, et l'image était satisfaisante même après 10 000 copies, sans flous dus à une détérioration par l'ozone, sans défauts d'images ds à une abrasion de surface ou à une décharge inégale résultant
de souillures des fils de décharge d'éffluves.
Exemple 4
parties en poids de p-diéthylaminobenzal-
déhyde-ax-naphtylphénylhydrazone, constituant la matière de transport de charges, et 100 parties en poids d'une résine du type acrylstyrène ("MS200" produite par la firme Shin-Nittetsu Kagaku Co., Ltd.), en tant que liant, ont été dissoutes dans du monochlorobenzène pour donner un liquide de- revêtement, pour la couche de transport -3
de charges, ayant une viscosité de 120.103 Pa.s.
Un cylindre d'aluminium d'un diamètre de mm, d'une longueur de 350 mm et d'une épaisseur de
0,8 mm, a été revêtu par immersion dudit liquide de revête-
ment et séché pendant 80 minutes à 105 C afin que l'on
obtienne ume épaisseur de 20 pm après le séchage.
1 partie d'un pigment disazoique de a formule suivante:
HNOC OH CH3 H
H
--N= N--
N N N
a été ajoutée à une solution de 5 parties de résine poly-
carbonate du type bisphénol-Z, ayant une moyenne en nombre de poids moléculaire de 12 000, dissoute dans 30 parties de cyclohexanone et dispersée dans celles-ci pendant
heures dans un broyeur à sable.
Séparément, on a ajouté 3 parties de résine du type "Teflon" ("Lubron L5", produite par Daikin Kogyo Co., ltd.) à une solution de 5 parties de ladite résine polycarbonate dissoute dans 30 parties de cyclohexanone et dispersée dans celle-ci pendant 5 heures das un
broyeur à sable.
Ces deux dispersions ont été mélangées pour
donner un liquide de revêtement pour la couche de généra-
tion de charges.
Le liquide de revêtement a été appliqué par pulvérisation sur la couche de transport de charges et séché pendant 60 minutes à 110 C afin que l'on obtienne une épaisseur de 6 im à l'état sec. On a ainsi formé la couche de génération de charges. Ainsi s'est achevée
la réalisation du tambour photosensible.
La dimension des particules de la matière de génération de charges était de 0,23 im, tandis que
celle des particules de "Teflon" était de 0,40 pm.
Exemple comparatif 3 On a préparé un élément photosensible comme décrit dans l'exemple 4, mais sans utiliser ladite résine
du type "Teflon".
Les deux tambours photosensibles précités ont été soumis à un essai en marche continue dans une machine de copie du type Canon NP-150Z qui a été transformée pour utiliser une charge primaire positive, une charge
de transfert positive et une poudre pigmentaire négative.
Les machines de copie ont été équipées de lames de net-
toyage présentant les paramètres suivants, constituant
des moyens abrasifs pour la surface de l'élément photo-
sensible avec ou sans rouleau en éponge constituéede résine siliconée, immédiatement en avant de la lame de nettoyage:
Dureté de la Angle de Rouleau en éponge sili-
lame contact conée A 60 20 aucun B 65 25 aucun C 65 25 présent D 70 30 aucun E 70 30 présent F 75 35 aucun Les résultats de cet essai sont groupés dans le tableau suivant dont les valeurs numériques désignent le nombre maximal de copies, jugé en tenant compte des
raies et de la coulée de l'image.
Exemple 4 Exemple comparatif 3 A 5000 (légère coulée de 1000 ou moins (coulée l'image) de l'image) B 15 000 (coulée de 1000 ou moins (raies et l'image) coulée de l'image) C 50 000 (aucune coulée de 1000 ou moins (raies) l'image) D 50 000 (idem) 1000 ou moins (idem) E 100 000 (idem) 1000 ou moins (idem) F 100 000 (idem) 1000 ou moins (idem)
Ainsi, l'élément photosensible et les paramè-
tres concernant la lame de nettoyage ou l'abrasion réalisée à l'aide du rouleau élastique, conformément à l'invention,
se sont révélés être efficaces.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'élément photosensible décrit
et représenté sans sortir du cadre de l'invention.
257?2552
Claims (13)
1. Elément photosensible électrophotographique, caractérisé en ce qu'il comporte un substrat conducteur, une couche de transport de charges et une couche (1) de génération de charges qui est superposée à la couche de transport de charges et qui contient des particules
(3) d'une résine contenant du fluor.
2. Elément photosensible selon la revendica-
tion 1, caractérisé en ce que la -couche de génération de charges contient des particules de résine contenant
du fluor à raison de 0,1 à 40% en poids.
3. Elément photosensible selon la revendication
1, caractérisé en ce que la couche de génération de char-
ges contient des particules de résine contenant du fluor
à raison de 5 à 25% en poids.
4. Elément photosensible selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de génération de charges contenue dans ladite couche de génération de charges est composée de particules (4) de pigment> et J
en ce que la dimension des particules de la résine conte-
nant du -fluor est plus grande que celle des particules
de pigment.
5. Elément photosensible selon la revendication 4, caractérisé en ce que la dimension des particules
de pigment est comprise entre 0,03 et 0,5 gm.
6. Procédé de formation d'images, caractéri-
sé en ce qu'il comprend la répétition d'un processus électrophotographique qui consiste à former une image latente électrostatique sar un élément photosensibb électron photographique comprenant un substrat conducteur, une couche de transport de charges et une couche de génération de charges qui est superposée à la couche de transport
de charges et qui contient des particules d'une résine conte-
nant du fluor, à développer ladite image latente, à trans-
férer l'image développée ainsi obtenue et à nettoyer la poudre pigmentaire restante à l'aide de moyens de nettoyage ayant une dureté de caoutchouc qui n'est pas inférieure à 65 et qui sont maintenus sous un angle de
contact d'au moins 25".
7. Procédé selon la revendcation 6, caractéri-
sé en ce qu'il consiste à produire une abrasion de l'élé-
ment photosensible électrophotographique entre l'étape
de transfert de l'image et l'étape de nettoyage.
8. Procédé selon la revendication 7, caractéri-
sé en ce que l'étape d'abrasion est réalisée à l'aide
d'un rouleau maintenu en contact avec l'élément photosensi-
ble.
9. Procédé selon la revendication 8, caractéri-
sé en ce que le rouleau est réalisé en éponge.
10. Procédé selon la revendication 6, caracté-
risé en ce que les particules de résine. contenant du fluor sont présentes dans la couche de génération de
charges à raison de 0,1 à 40% en poids.
11. Procédé selon la revendication 6, caracté-
risé en ce que les particules de résine contenant du fluor sont présentes dans la couche de génération de
charges à raison de 5 à 25% en poids.
12. Procédé selon la revendication 6, caracté-
risé en ce que la matière de génération de charges contenue dans ladite couche de génération de charges est composée de particules de pigment, et en ce que la dimension des particules de résine contenant du fluor est plus grande
que celle des particules de pigment.
13. Procédé selon la revendication 12, caracté-
risé en ce que la dimension des particules de pigment
est comprise entre 0,03 et 0,5 Nm.
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