SE438921B

SE438921B - XEROGRAPHIC DEVICE INCLUDING A PHOTO RECEPTOR AGREEMENT

Info

Publication number: SE438921B
Application number: SE7807033A
Authority: SE
Inventors: R A Fotland
Original assignee: Dennison Mfg Co
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1978-06-20
Publication date: 1985-05-13
Also published as: CH632604A5; FR2397660A1; FR2397660B1; AU527300B2; CA1119448A; DE2830626C2; DE2830626A1; BE869000A; JPS5434837A; JPH0154705B2; MX145280A; NL7806969A; GB2001181A; ES471782A1; ZA783693B; IT1096901B; GB2001181B; AU3746678A; IT7825373A0; SE7807033L

Description

10 15 20 25 30 35 40 7807033-1 2 överföra den latenta elektrostatiska bilden från fotoreceptoraggregatet till ett närbeläget dielektriskt element. 10 15 20 25 30 35 40 7807033-1 2 transfer the latent electrostatic image from the photoreceptor unit to a nearby dielectric element.

Enligt uppfinningen innefattar fotoreceptoraggregatet en fotoelektrisk ledare, ett elektriskt ledande substrat och en halvledare med en tjocklek av åtminstone 25/Mm anordnad mellan den fotoelektriska ledaren och det elektriskt ledande substratet.According to the invention, the photoreceptor assembly comprises a photoelectric conductor, an electrically conductive substrate and a semiconductor with a thickness of at least 25 .mu.m arranged between the photoelectric conductor and it electrically conductive substrate.

Företrädesvis har halvledaren en resistivitet av mellan 103 och 1012 ohmcm.Preferably, the semiconductor has a resistivity of between 103 and 1012 ohmcm.

Halvledaren kan utgöras av en halvledande plast eller halvledande elast och utgöres företrädesvis av en elektrisk ledare dispergerad i en plast- eller gummigrundmassa, speciellt kolsvart dispergerad i gummi, kolsvart dispergerad i ett epoxiharts eller kadmiumsulfid dispergerad i en plast- grundmassa.The semiconductor can be a semiconducting plastic or a semiconducting elastomer and preferably consists of an electrical conductor dispersed in a plastic or rubber matrix, in particular carbon black dispersed in rubber, carbon black dispersed in an epoxy resin or cadmium sulphide dispersed in a plastic matrix.

Den fotoelektriska ledaren kan utgöras av kadmiumsulfid dispergerad i ett bindemedel, amorf selen, selenlegeringar, zinkoxidbindemedelsskikt eller en organisk fotoelektrisk ledare. Företrädesvis är den fotoelektriska ledaren och halvledaren utförda som skikt. Den fotoelektriska ledaren och halvledaren kan utgöras av skikt utförda med samma grundmassa, som kan vara ett värmehärdat organiskt harts och innehålla en koncentration av kadmíumsulfid.The photoelectric conductor may be cadmium sulfide dispersed in a binder, amorphous selenium, selenium alloys, zinc oxide binder layer or an organic photoelectric conductor. Preferably is the photoelectric conductor and the semiconductor made as layers. The photoelectric conductor and semiconductor may consist of layers made of the same matrix, which may be one thermoset organic resin and contain a concentration of cadmium sulfide.

Denna koncentration av kadmiumsulfid i halvledaren kan vara ungefär 30 % medan koncentrationen av kadmiumsulfid i den fotoelektriska ledaren kan vara ungefär 18 %.This concentration of cadmium sulfide in the semiconductor can be about 30% while the concentration of cadmium sulfide in the photoelectric conductor may be about 18%.

Enligt uppfinningen kan både fotoledaren och halvledaren vara ett skikt på en trumma, ett flexibelt band eller en rom, en platta eller vilket annat lämpligt substrat som helst, vilket är förmånligt för en ledare. Tjocklekarna hos de fotoelektriska och halvledande skikten ligger företrädesvis i intervallet från 25/um till 19 mm. Fotoledaren och halvledaren kan vara bildad av samma plast- eller elastgrundmassa, t ex en termohärdad harts, och de önskade halvledande och fotoledande egenskaperna kan åstadkommas genom variation av konventrationen av t ex kadmíumsulfid i grundmassan.According to the invention, both the photoconductor and the semiconductor can be a layer on a drum, a flexible band or a rum, a plate or whatever any suitable substrate, which is advantageous for a conductor. The thicknesses of the photoelectric and semiconducting layers is preferably located in the range from 25 / um to 19 mm. The photoconductor and semiconductor can be formed from the same plastic or elastomeric matrix, such as a thermoset resin, and the desired semiconducting and photoconductive properties can be achieved by variation in the concentration of, for example, cadmium sulphide in the matrix.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 är en perspektivvy över ett schematiskt visat laddningsöverföringselement, som utnyttjar ett fotoreceptoraggregat i enlighet med uppfinningen, och fig 2 är en perspektivvy över ett alternativt fntoreceptoragqreqat. lig 1 visar schematiskt ett aggregat enligt uppfinningen för avbildning genom Iaddningsöverföring.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a perspective view of a schematic view charge transfer element, which utilizes a photoreceptor assembly in according to the invention, and Fig. 2 is a perspective view of an alternative phntoreceptoragqreqat. Fig. 1 schematically shows an assembly according to the invention for imaging by Load Transfer.

I utföringsformen enligt fig 1 är fotoreceptoraggregatet 20 en trumma med ett fotoledande skikt 21 anbringat över ett halvledande skikt 23 på ett elektriskt ledande substrat 25. 10 15 20 NJ LH 30 40 _, -.._A.. _ 3 7807033-1 Vid det konventionella överföringsförfarandet resulterar närvaron av det elektriska fält, som hänför sig till laddningarna hos den på trumman 20 bildade elektrostatiska bilden, i bildförsämring eller -nedbrytning vid överföringsför- farandet. Verkan av sådan bildförsämring dämpas eller lindras i enlighet med upp- finningen genom anbringande av halvledaren 23 mellan det elektriskt ledande sub- stratet 25 och fotoledaren Zl.In the embodiment of Fig. 1, the photoreceptor assembly 20 is a drum with a photoconductive layer 21 applied over a semiconducting layer 23 on one electrically conductive substrate 25. 10 15 20 NJ LH 30 40 _, -.._ A .. _ 3 7807033-1 In the conventional transfer process, its presence results electric fields, which relate to the charges of the one formed on the drum 20 electrostatic image, in image degradation or degradation during transmission farandet. The effect of such image deterioration is attenuated or mitigated in accordance with finding by placing the semiconductor 23 between the electrically conductive sub- street 25 and the photoconductor Zl.

Andra former av fotoreceptoraggregat i enlighet med uppfinningen kan åstad- kommas, t.ex. medelst ett böjligt band 20' enligt fig. 2, i vilken figur ett foto- ledande skikt 21' är anbringat över ett halvledande skikt 23' som i sin tur är beläget på ett elektriskt ledande substrat 25'. I syfte att åstadkomma det önskade elektriskt ledande substratet 25' kan en elektriskt ledande beläggning eller hinna anbringas på en plastfilm eller också kan substratet vara en tunn metallfolie, t.ex. av nickel.Other forms of photoreceptor assemblies in accordance with the invention may provide commas, e.g. by means of a flexible band 20 'according to Fig. 2, in which Fig. conductive layer 21 'is applied over a semiconductor layer 23' which in turn is located on an electrically conductive substrate 25 '. In order to achieve the desired electrically conductive substrate 25 'may be an electrically conductive coating or film applied to a plastic film or the substrate may be a thin metal foil, for example of nickel.

Det elektriskt ledande substratet 25 hos trumman 20 i fig. l utgöres som belysande exempel av aluminium, men vilken kombination som helst av material, vilka ger den önskade elektriska ledningsförmâgan, kan också utnyttjas.The electrically conductive substrate 25 of the drum 20 in Fig. 1 is formed as illustrative examples of aluminum, but any combination of materials, which provide the desired electrical conductivity can also be utilized.

Man har empiriskt funnit att de halvledande skikten 23 och 23' företrädesvis skall ha en tjocklek i intervallet från 25,4)mitill 19 mm. Det halvledande skiktets resistivitet mäste vara sådan att laddning kommer att överföras genom skiktet inom en skälig tid. Följaktligen är resistiviteten med fördel mindre än 1012 ohm cm. Å andra sidan måste resistiviteten vara tillräckligt stor för att åstadkomma en tidskonstant i och för utjämning av laddningsöverföringen och därigenom redu- cering av den tidigare uppträdande försämringen av överföringsbilden. Den undre gränsen för de halvledande skiktens23 och 23' resistivitet är beroende av skiktens tjocklek, det överliggande fotoledande skiktets tjocklek och drifthastigheten.It has been empirically found that the semiconducting layers 23 and 23 'are preferred shall have a thickness in the range from 25.4) to 19 mm. The semiconductor layer resistivity must be such that charge will be transferred through the layer within a reasonable time. Consequently, the resistivity is advantageously less than 1012 ohm cm. On the other hand, the resistivity must be large enough to achieve a time constant in order to smooth the charge transfer and thereby reduce cation of the previously occurring deterioration of the transmission image. The wonder the limit of the resistivity of the semiconductor layers 23 and 23 'depends on that of the layers thickness, the thickness of the overlying photoconductive layer and the operating speed.

Man har kommit fram till att en resistivitet av mer än 103 ohm cm är lämplig.It has been concluded that a resistivity of more than 103 ohm cm is suitable.

Det halvledande skiktet kan vara realiserat på en mångfald olika vis. Det kan vara utfört av en halvledande plast eller en halvledande elast. Ett lämpligt elektriskt ledande ämne är kolsvart, medan en lämplig grundmassa för upptagning av kolsvart är epoxiharts. Det halvledande skiktet kan således bildas genom dis- pergering av kolsvart i en hartsgrundmassa för ästadkommande av en resistivitet inom ovan angivna intervall. Likaså kan en mångfald olika gummiarter användas tillsammans med kolsvart för att åstadkomma den önskade resistiviteten.The semiconducting layer can be realized in a variety of different ways. The may be made of a semiconducting plastic or a semiconducting elastomer. An appropriate electrically conductive substance is carbon black, while a suitable matrix for uptake of carbon black is epoxy resin. The semiconducting layer can thus be formed by dis- perforation of carbon black in a resin matrix to produce a resistivity within the above ranges. A variety of different rubbers can also be used together with carbon black to achieve the desired resistivity.

Fotoledaren kan vara av det slag, som allmänt utnyttjas vid elektrostatisk avbildning. Material vilka befunnits samverka tillfredsställande med halvledande skikt 23 eller 23' innefattar polyvinylkarbazol, som komplexbundits med trinitro- fluorenon, kadmiumsulfid dispergerad i olika bindemedel innefattande epoxiplaster, silikoner och termoplaster, selen och selenlegeringar, innefattande amorf selen, och zinkoxid med låg utmattningsgrad.The photoconductor may be of the type commonly used in electrostatic image. Materials that have been found to cooperate satisfactorily with semiconductors layer 23 or 23 'comprises polyvinylcarbazole, which is complexed with trinitro fluorenone, cadmium sulfide dispersed in various binders including epoxy resins, silicones and thermoplastics, selenium and selenium alloys, including amorphous selenium, and zinc oxide with low fatigue.

Allmänt gäller att för fotoledare i form av bindemedelsskikt det halvledande l0 l5 20 25 7807Û33~1 4 skiktet också kan vara utfört av samma material som fotoledaren men med högre koncentration av fotokänsligt ämne. Således uppför sig ett fotoledande skikt med en koncentration av l8% kadmiumsulfid i epoxiplast som en isolator, när skiktet är beläget i mörker, medan samma skikt med en koncentration av 30% kadmiumsulfid i mörker uppför sig som en halvledare.In general, for photoconductors in the form of adhesive layers, the semiconductor l0 l5 20 25 7807Û33 ~ 1 4 the layer can also be made of the same material as the photoconductor but with higher concentration of photosensitive substance. Thus, a photoconductive layer behaves with a concentration of 18% cadmium sulfide in epoxy plastic as an insulator, when the layer is located in the dark, while the same layer with a concentration of 30% cadmium sulfide in the dark behaves like a semiconductor.

Vid utnyttjande av något av ovan nämnda fotoelektriskt ledande skikt obser- veras nedbrytande bildupplösning av avhandlat slag, när den latenta bildens receptor består av en dielektrisk yta stötande intill en elektriskt ledande yta. Närvaron av detta halvledande skikt 23 eller 23' mellan fotoledaren 2l eller 21' och sub- stratet 25 eller 25' reducerar emellertid avsevärd försämring av bilden till följd_ av nedbrytande upplösning. Även om det fenomen, medelst vilken det halvledande skiktet reducerar nedbrytande upplösning, ej helt är klarlagt kan man förmoda att den medelst det halvledande skiktet införda tidskonstanten har verkan av utjämning eller reducering av den kraftiga reaktion, som annars är förbunden med nedbrytande upplösning.When using any of the above-mentioned photoelectrically conductive layers, be degrading image resolution of the type in question, when the receptor of the latent image consists of a dielectric surface abutting an electrically conductive surface. The presence of this semiconducting layer 23 or 23 'between the photoconductor 211 or 21' and the sub- 25 or 25 ', however, significantly reduces the deterioration of the image as a result. of degrading resolution. Although the phenomenon, by means of which the semiconductor the layer reduces degrading resolution, not fully clarified it can be assumed that the time constant introduced by the semiconductor layer has the effect of equalization or reduction of the strong reaction, which is otherwise associated with degradation resolution.

Särdragen enligt uppfinningen är användbara i fall där det är önskvärt att överföra en latent elektrostatisk laddningsbild på ett dielektriskt element, t.ex. ett mellanliggande dielektriskt element som därefter behandlas med toningsmedel varpå den genom toningen åstadkomna bilden sedan överföres på en plan papperskopia eller ett dielektriskt ark, som själv är tonat för att åstadkomma en kopia. Även om olika särdrag för uppfinningen har angivits pá ritningen och i beskriv- ningen, torde det inses att beskrivningen ovan endast utgör ett belysande exempel och att olika ändringar i element, liksom utbyte till ekvivalenta beståndsdelar för visade och beskrivna beståndsdelar, kan göras utan att man avlägsnar sig från uppfinningstanken såsom denna kommer till uttryck i efterföljande patentkrav.The features of the invention are useful in cases where it is desired to transfer a latent electrostatic charge image to a dielectric element, e.g. an intermediate dielectric element which is then treated with toner whereupon the image produced by the toning is then transferred to a flat paper copy or a dielectric sheet, which itself is tinted to make a copy. Although various features of the invention have been indicated in the drawing and in the description, It should be understood that the above description is merely an illustrative example and that various changes in elements, as well as exchange to equivalent constituents for ingredients shown and described, can be done without departing from the inventive concept as such is expressed in the appended claims.

Claims

l0 l5 20 25 30 35 5 7 8 0 7 Û 3 3- 1 šPAitNtknAv

A xerographic apparatus comprising a photoreceptor assembly, an optical exposure device for forming a latent electrostatic image of the photoreceptor assembly, and a device for transmitting the latent electrostatic image from the photoreceptor assembly to a nearby dielectric element, characterized in that the photoreceptor assembly comprises a photoelectric conductor (21), an electrically conductive substrate (25) and a semiconductor (23) having a thickness of at least 25 .mu.m arranged between the photoelectric conductor and the electrically conductive substrate.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the semiconductor (23) is 12 ohms cm. has a resistivity between l03 and l0

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the semiconductor (23) consists of semiconducting plastic or semiconducting elastomer.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor consists of electrical conductors dispersed in a plastic or rubber matrix.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor (23) consists of carbon black dispersed in rubber, carbon black dispersed in an epoxy resin or cadmium sulphide in a plastic matrix.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the photoelectric conductor (Z1) consists of cadmium sulphide dispersed in a binder, amorphous selenium, selenium alloys, zinc oxide binder layer or an organic photoelectric conductor.

7; Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the photoelectric conductor (21) is designed as a layer and that the semiconductor is designed as a layer.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the photoelectric conductor and the semiconductor are constituted by layers made with the same gmmmmsæ.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the matrix is a thermoset organic resin.

l0. Apparatus according to claim 9, characterized in that the matrix contains a concentration of cadmium sulphide.

ll. Apparatus according to claim 10, the cadmium sulfide characteristic of the semiconductor is about 30% and the concentration of cadmium sulfide in the photoelectric conductor is about 18%. of that concentration