DE1797369C3 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem flexiblen Schichtträger, einer Graphit enthaltenden Zwischenschicht und einer photoleitfähigen Schicht in der angegebenen Reihenfolge·

Bei elektrophotographischen Verfahren, wie sie beispielsweise in der US-PS 22 97 691 beschrieben werden, wird eine aus einer fotoleitfähigen Schicht auf einem elektrisch leitfähigen Schichtträger bestehende elektrofotografische Bildplatte auf ihrer Oberfläche gleichmäßig elektrisch geladen und dann mit einem zi' reproduzierenden Licht-Schatten-Muster belichtet, wozu ein übliches Projektionsverfahren dient. Durch die Belichtung wird eine Entladung der Plattenoberfläche entsprechend der Strahlungsstärke verursacht, wodurch sich ein elektrostatisches latentes Bild auf oder in der fotoleitfähigen Schicht ergibt, das dem Licht-Schatten-Muster entspricht. Die Entwicklung des latenten Bildes wird mit einem elektrostatisch geladenen, fein verteilten Stoff wie z. B. einem elektroskopischen Pulver vorgenommen, welches in flächige Berührung mit der fotoleitfähigen Schicht gebracht und auf dieser elektrostatisch in einer Verteilung gebunden wird, die dem elektrostatischen latenten Bild entspricht. Das entwikkelte Pulverbild kann auf der Bildplatte selbst fixiert bzw. dauerhaft gemacht werden. Falls erwünscht, kann es jedoch auch auf Papier, eine Metallfolie, einen Kunststoff-Film oder einen anderen Bildträger übertragen und auf diesem fixiert werden, Das Fixieren des entwickelten Bildes auf der xerografischen Bildplatte selbst ist bei relativ billigen Platten interessant, beispielsweise für Papierplatten, die den fotoleitfähigen Stoff imprägniert enthalten. Papier kann beispielsweise imprägniert werden, indem ein organischer oder anorganischer fotoleitfähiger Stoff, wie z. B. Anthrazen oder Schwefel, geschmolzen oder in Lösung verwendet wird. Es ist ferner bekannt, daö Stoffe, wie Zinkoxid, in einem Bindemittel gleichfalls als fotoleitfähige Schicht auf Papier verwendet werden können. Hierzu wird auf einen Aufsatz von Young und G r e i g in RCA Review, 15, Nr. 4, Seite 471, 1954 sowie die US-Patentschriften 27 27 807 und 27 27 808 verwiesen. In der eingangs genannten US-Patentschrift wird ferner ausgeführt, daß eine xerografische Bildplatte mit Papierunterlage mit einem leitfähigen Stoff, wie z. B. Bronze oder Kohlenstoffpulver, in einem Bindemittel beschichtet werden kann, wonach der fotoleitfähige Isolierstoff auf diese

ίο leitfähige Fläche aufgebracht wird.

Es ist ferner bekannt, zwischen die leitfähige Unterlage und die fotoleitfähige Isolierstoffschicht einer r.erografischen Bildplatte eine dünne Schicht eines Isolierstoffes mit einer Stärke von ca. 2,5 μΐη bis 2 μπι zu

'5 bringen, um die Ladungsspeicherfähigkeit der Platte bei Dunkelheit zu erhöhen, ohne das schnelle Entladungsvermögen bei Belichtung zu beeinträchtigen. In der Technik werden derartige Schichten auch als Sperrschichten bezeichnet, da sie als Sperre zwischen dem geladenen Fotoleiter und der elektrisch leitfähigen Unterlage dienen und damit eine Ladungsableitung bei Dunkelheit verhindern oder erschweren, wodurch sie einen Ladungsverlust zumindest zwischen der Aufladung und der Belichtung sowie zwischen der Erzeugung des latenten elektrostatischen Bildes und der Bildentwicklung verhinde/i.. Die Wirkung deiurt dünner, elektrisch isolierender Zwischenschichten bei elektrofotografischen Bildplatten ist ausführlicher in der US-Patentschrift 29 01 348 beschrieben.

Dielektrische Sperrschichten sind nicht völlig zufriedenstellend, da sie extrem dünn sein müssen, um den Aufbau eines Restpotentials in der Sperrschicht möglichst gering zu halten, welches bei wiederholter Verwendung derartiger Bildplatten die Hintergrundentwicklung unerwünscht verstärkt und den Kontrast sowie die Auflösung der Bilder verschlechtert.

Oft haben kommerziell verwendete Zwischenschichten auch die Form einer dünnen Sci.icht des Oxids der Metallunterlage der Bildplatte, die beispielsweise aus

■40 Aluminium besteht. Diese isolierenden Oxidzwischenschichten sind oft sehr brüchig und anfällig für die Bildung von Fehlerstellen durch kleine Flecken, Risse, Ungleichmäßigkeiten oder chemische Verunreinigungen, wodurch »pulverfreie Flecken« und andere Bildmängel erzeugt werden. Diese Neigung zur Bildverschlechterung wird erhöht durch die ausgedehnte Wiederverwendung der Bildplatten, wie sie bei heutigen Anforderungen in Kopiermaschinen unerläßlich ist. Das Erfordernis einer Vermeidung dieser

so Bildfehler erschwert die Verwendung bekannter Sperrschichten, wie z. B. Aluminiumoxid auf Aluminium, da deren Brüchigkeit besonders bei Bildplatten in Form flexibler Bänder in Erscheinung tritt. Darin liegt insbesondere deswegen ein Nachteil, weil Metallbänder aus Messing oder Aluminium andererseits die für flexible xerografische Bänder erforderlichen mechanischen Eigenschaften besitzen.

Ferner sind dünne isolierende Sperrschichten unbefriedigend, wenn sie auf stark injizierenden Unterlagen, wie z. B. aus Messing und ähnlichen Legierungen aufgebracht sind, die in mechanischer und anderer Hinsicht, insbesondere für kontinuierliche flexible Bänder, zwar sehr günstig sind. Dies hat seinen Grund darin, daß bei längerem Gebrauch dieser Bänder mit Fotoleitern, wie z. B. amorphes Selen oder Phthalocyaninfarbstoffen, die ausführlicher in den britischen Patentschriften Il 16 553 und 11 16 554 beschrieben sind, ein merklicher Abfall der Aufladefähigkeit

derartiger Bildplatten auftritt.

Da die bekannten dielektrischen Sperrschichten auf Messing für ein möglichst geringes Restpotential extrem dünn sein müssen, können sie nicht als wirksame chemische Sperrschichten zwischen Selen und Messing fungieren. Daher wurden spezielle Sperrschichten, wie z. B. Chromat-Zwischenschichten, die z. B. in der britischen Patcischrift 10 52 970 beschrieben sind, zur Verhinderung der allmählichen Verunreinigung des amorphen Selens durch den Unterlagenstoff verwendet, to Durch diese Verunreinigungen werden die elektrischen Eigenschaften der Bildplatte wesentlich verschlechtert, wenn die Platte um wenige Monate gealtert wird. Dies betrifft insbesondere das Ladungsaufnahmevermögen.

Bei der Herstellung elektrofotografischer Bildplatten werden vorzugsweise fotoleitfähige Isolierstoffe, beispielsweise diejenigen, die amorphes Selen enthalten, auf starre Unterlagen in Form flacher Platten oder starrer zylindrischer Trommeln aufgebracht Es zeigte sich, daß bei Anwendung üblicher Reinigungsverfahren für die Unterlagen die physikalische Bindung zwischen der Unterlage und dem aufgebrachten Fotoleiter ausreicht, um eine angemessene Lebensdauer der elektrofotografischen Bildplatte sicherzustellen.

Um jedoch die Arbeitsgeschwindigkeit von Kopiermaschinen zu erhöhen, wurde von den starren Bildplatten auf Bildplatten in Form flexibler Bände: übergegangen, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 31 46 688 beschrieben sind. Bei den verschiedenen Ausführungsformen derartiger Bildplatten ergibt sich eine vergrößerte Reproduktionsfläche, wodurch eine erhöhte Reproduktionsgeschwindigkeit möglich ist.

Mit der Verwendung flexibler Bänder treten jedoch auch einige Probleme auf. Eines besteht beispielsweise darin, eine ausreichende Haftung des Fotoleiters an der Bandunterlage zu erreichen, da durch die dauernde Biegung der fotoleitfähigen Schicht bei der Führung des Bandes auf Transportrollen oft Risse auftreten, mit denen eine Abtrennung des Fotoleiters von seiner Unterlage verbunden ist. Besonders die relativ brüchigen, jedoch vorzugsweise verwendeten Fotoleiter wie amorphes Selen, das mit verschiedenen Zusätzen dotiert oder gemischt sein kann, beispielsweise mit Arsen und Tellur, sind für Rißbildungen und Abblätterungen empfindlich, die durch Biegungen und andere Beanspruchungen einschließlich der unterschiedlichen Wärmeausdehnung der Unterlage und der fotoleitfähigen Schicht verursacht werfen. Eine elektrofotografische Bildplatte kann in einer Kopiermaschine wesentlichen Temperaturunterschieden ausgesetzt sein, beispielsweise durch das Vorhandensein einer thermischen Fixiereinrichtung, die zur Einschmelzung der übertragenen Tonerbilder dient.

Ferner besteht ein Problem in der mechanischen und elektrischen Unregelmäßigkeit an der Verbindungsnaht eines flexiblen Bandes.

Eine Regelmäßigkeit ist für eine gleichmäßige Bildqualität auch auf der Verbindungsnaht erforderlich. Die Bandenden können an der Naht beispielsweise durch Schweißen, Löten. Kleben oder andere Maßnahmen verbunden sein. Die bei den gegenwärtig hergestellten Bändern vorgesehenen Verbindungsnähte erschweren die Konstruktion von Kopiermaschinen, da die Naht oft nicht oder nur ungleichmäßig mit dem π Fotoleiter beschichtet ,st. Dadurch erzeugen diese Bandbereiche kein Bild oder ihre elektrischen und elektrofotografischen Eigenschaften, insbesondere die Ladungsinjektion bei Dunkelheit, werden durch des Lötmittel oder den Klebstoff an der Naht beeinträchtigt. Ferner ist die Naht dicker als das Band, so daß geringe Verfahrenstoleranzen, die zur optimalen Aufladung, Ellektrodenentwicklung usw. nötig sind, nicht eingehalten werden können.

Diese Probleme sind auch in der belgischen Patentschrift 7 03 606 angesprochen, in der die Verwendung einer Kunstharzzwischenschicht von ca. 0,1 bis ca. 5 μίτι Stärke beschrieben ist, die auf eine elektrisch leitfähige Unterlage aufgebracht und mit dem fotoleitfähiigen Stoff beschichtet ist. Dadurch ergeben sich eine 2ufriedenstellende Bindung und elektrische Eigenschaften, jedoch besteht ein Erfordernis bei Verwendung dieser Zwischenschicht darin, daß wegen ihres spezifischen elektrischen Widerstandes von ca. 10⁸ bis 10¹⁵ Ohm · cm eine elektrisch leitfähige Unterlage vorhanden sein muß, um eine schnelle Ladungsableitung bei Belichtung zu gewährleisten. Dies bedeutet, daß ein bandförmiger Träger, der nicht eleiunsch leitfähig ist. /.unächst mit einer elektrisch leitfänigen Schicht versehen werden muß, wodurch sich ein kostspieliges und schwierig zu steuerndes Herstellungsverfahren ergibt. Hierbei bleibt immer noch die Verbindungsnaht des Bandes unregelmäßig, auch wenn die elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht ist. Ferner ist die Zwischenschicht elektrisch nichtleitend und weist die bereits beschriebenen Nachteile derartiger Isolierschichten auf.

Ferner wird in der belgischen Patentschrift 7 03 605 eine klebende Zwischenschicht von ca. 0,5 bis ca. 5 μιτι beschrieben, die einen fotoleitfähigen Phthalocyaninpigmentstoff in einem nichtleitenden Harzbindemittel enthält und auf die elektrisch leitfähige Unterlage als Überzug aufgebracht ist. Diese Bindemittelzwischenischicht ist dann mit dem Fotoleiter amorphes Selen überzogen. Auch hierbei muß die Unterlage elektrisch !leitfähig sein. Ferner ist eine Zwischenschicht eines bestimmten fotoleitfähigen Isolierstoffes zusammen mit eir?m bestimmten Fotoleiter als Oberschicht erforderlich. Außerdem ist der Maximalwert der Stärke der Zwischenschicht bei den beiden zuletzt genannten Bildplatten sehr gering, so daß ein sorgfältig _fcesteuertes Überzugsverfahren zu deren Herstellung angewendet werden muß.

Wirkt die Zwischenschicht nicht auch als Sperrschicht, so ist die Herstellung einer elektrofotografischen Bildplatte in Form eines flexiblen Bandes weiter erschwert durch das Erfordernis, bei der Herstellung eine Sperrschicht auf die Zwischenschicht aufzubringen.

Aus der DE-AS 11 05 277 ist ein photoleitfähifevs Papierblatt mit einem flexiblen Schichtträger, einer Graphit enthaltenden Zwischenschicht und einer auf die Zwischenschicht aufgebrachte photoleitfähigen Schicht bekannt. Jedoch wird als Schichtträger Papier verwendet, die Zwischenschicht besteht aus einer Lackdispersion von Graphit und die photoleitfähige Schicht besteht aus in Lac': gebundenem Zink- oder Bleioxid.

Dieses bekannte elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial ist nur zur einmaligen Verwendung bestimmt. Auch genügt die bekannten photoleitfähigen Schicht nicht mehr Anforderungen, die durch die hohen Reproduktionsgeschwindigkeiten heute gestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist daher ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial der eingangs genannten Art, das sich für zahlreiche Aufzeichnungszyklen eignet und auch in Form eines Metallbandes ausgebildet

sein kiinn, um die Keproduktionsgcschvvindigkeit /.ti erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein clektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial der genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist. daß es einen metallischen Schichtträger, eine Zwischenschicht aus freiem Graphit und gegebenenfalls einer organischen Flüssigkeit und eine photolcitfähige Schicht aus amorphem Selen enthält.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial besi'zt eine Zwischenschicht, die einerseits genügend isoliert, um die Elektronenabgabe aus dem Metallträger /ti verhindern, andererseits aber genug leitfähig ist. um heim Belichten der photolcitfähigen Isolierschicht Ladungen an den Träger abgeben /u können. Ferner weist die aus sprödem amorphem Selen bestehende photoleitfähige Schicht überraschend gute Haftfähigkeit auf der Unterlage auf. Diese Haftung geht auch nicht verloren, wenn das Aufzeichnungsmaterial in Bandform starken mcgiiilgcii unterwürfen ist. Ferner wird die Rißbildung der spröden photoleitfähigen Schicht aus amorphem Selen im praktischen Gebrauch völlig vermieden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zwischenschicht 1 — 20. vorzugsweise I - 5 μπι dick.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat die Zwischenschicht einen spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als 10'°, vorzugsweise weniger als 10⁵ Ohm · cm hat. Vorzugsweise ir.t ferner die photoleitfähige Schicht 20-35 μηι dick. Das Material für die Schichtträger ist vorzugsweise Messing. Stahl oder Aluminium.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials erfolgt vorzugsweise derart, daß der Graphit auf einen flexiblen Schichtträger aufgebracht wird, wonach eine fo'^'eüfähige Schicht aufgebracht wird, um die Haftkraft sowie andere mechanische Eigenschaften und die elektrischen Eigenschaften der elektrisch leitfähigen, als Sperrschicht dienenden Zwischenschicht wesentlich zu verbessern. Es war nicht zu erwarten, daß eine Zwischenschicht aus Graphit aus sich selbst heraus als Sperrschicht wirkt, wobei keine weitere die elektrische Schicht zur Verhinderung einer Ladungsträgerinjektion von der Elektrode in die photoleitfähige Schicht bei Dunkelheit erforderlich ist. Durch die Zwischenschicht aus Graphit kann der Schichtträger ohne Rücksicht auf seine elektrischen Eigenschaften ausgewählt werden; er kann also entweder aus einem Leiter, z. B. einem Messingband, oder aus einem dielektrischen Kunststoff, z. B. einem aluminisierten Polyäthylenterephthalat-Polyesterfilm, bestehen.

In der Figur ist eine automatische elektrophotographische Kopiermaschine 1 dargestellt Sie enthält Rollen 10 und 11, auf denen ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial in Form eines endlosen flexiblen Bandes 12 geführt ist, das gemäß der Erfindung aus drei Schichten besteht, einer photoleitfähigen Oberschicht 7, einer erfindungsgemäß aus Graphit bestehenden Zwischenschicht 8 und einem flexiblen Schichtträger 9. Die Schichtstärken sind vergrößert dargestellt.

Erfindungsgemäß ist es möglich, als Schichtträger 9 keinen elektrisch leitfähigen Stoff zu verwenden, wie dies bisher erforderlich war. Bevorzugte Stoffe für leitfähige Schichtträger sind wegen der ausgezeichneten Haftkraft des Graphits beispielsweise Messing, Stahl und Aluminium in kalt gewalzter Form und mit ca.

0.05 bis 0,25 mm Stärke, leder andere geeignete elektrisch leitfähige Schichtträger kann gleichfalls verwendet werden Ferner kann auch jeder geeignete Isolierstoff verwendet werden. Typische elektrisch leitfähige Schichtträger sind Kunststoffbänder, wie /.. B. iiluniinibierter Polyäthylenterephthalat-Polycstcrfilm sowie andere Metalle. Besonders günstige elektrisch isolierende Schichtträger sind wegen der ausgezeichneten Haftkraft des Graphits Acryle. insbesondere wenn der jeweilige Kunststoff durch Dampfeinwirkung vor Aufbringen des Graphits klebrig gemacht wurde, Feinpapicr und Karton. Polycarbonat. Zelluloseacetat, Polypropylen. Gummi und Polyvinylchloridschaum. Typische elektrisch isolierende Schichtträger sind Papier, Kunststoffe. Gummiarten, filmbildendc polymere Stoffe gewebte oder nicht gewebte faserige Bänder, beispielsweise aus Glas. Baumwolle, Flachs, Seide oder ähnlichen Fasern oder faserige Kunstharzbänder, beispielsweise aus Acrylnitril. Polyester. Nylon. Rayon.

2" Acetat und Triiicetsl. Aih*'!eri, Pro^nv!en od^r i*ndc^r?ⁿ Olefinen. Polycarbonat oder ähnlichen Fasern, wobei die Bänder wahlweise auch init einem flexiblen Harz oder einem polymeren Sloff imprägniert sein können.

Die Zwischenschicht 8 kann allein aus teilchenförmi-

2> gem Graphit bestehen, wenn sie beispielsweise auf der Unterlage 9 in einem verdunstungsfähigen Trägerstoff vorhanden ist. Sie kann auch aus teilchenförmigen! Graphit in einem geeigneten nicht verdunstungsfähigen Trägers! -^rf bestehen, so daß sie möglichst einen elektrischen Artwiderstand von weniger als ca. 10'° Ohm ■ cm und vorzugsweise von weniger als ca. ΙΟ¹" Ohm · cm hat. so daß die Ladung von der fotoleitfähigen Schicht in den belichteten Flüchenteilen abgeleitet werden kann.

Organische Flüssigkeiten können als Trägerflüssigkeiten zur Bildung der Schicht 8 verwendet werden. Jede geeignete Trägerflüssigkeit, die Graphit in fein pulverisierter, flockiger oder anderer Teilchenform in Dispersion aufnimmt und als Überzug oder Schicht auf ein vorgeformtes Band zur Bildung einer klebenden Schicht für einen Überzug aus einem Fotoleiter aufgebracht werden kann, ist verwendbar.

In die organische Flüssigkeit kann Graphit auf jede geeignete Weise eingebracht werden, beispielsweise durch starkes Rühren und vorzugsweise gleichzeitiges Mahlen. Derartige Verfahren sind Kugelmahlen, Walzenmahlen, Sandmahlen, Ultraschallbehandlung, Hochgeschwindigkeitsmischung und jede geeignete Kombination dieser Verfahren.

Fast jede verdunstungsfähige organische Flüssigkeit kann abhängig von den Herstellungseigenschaften der Bildplatte verwendet werden, beispielsweise Isop.opanol. Äthylalkohol, Trichlorethylen, Naphtha, andere verdunstungsfähige organische Flüssigkeiten, Wassei usw. Mischungen von ca. 10 bis ca. 20 Gew.-% Graphit erwiesen sich für die zu bildende Schicht im allgemeiner als geeignet

Nicht verdunstungsfähige organische Flüssigkeiter die gleichfalls verwendbar sind, sind Mineralöl, Petro leumöl, Castor-Öl, Polyglycole und deren Mischungen Das Verhältnis der trockenen Gewichte von Graphit zt Trägerflüssigkeit kann zwischen ca. 50 und ca. 80<M liegen.

Die erfindungsgemäße Zwischenschicht kann jed<

geeignete Stärke haben. Um jedoch die beidei Eigenschaften der elektrischen Leitfähigkeit und dei Sperrwirkung gegen elektronische Ladungsträger zu Verhinderung eines zu starken Dunkelabfalls be

leitfälligen Schichttrageni /u erreichen, soll sie vorzugsweise eine über die wirksame Oberfläche des elektrofo tografischen Auf/Hchnungsmaterials gleichmäßige Stärke haben, so daß sich gleichmäßige elektrofotografische Eigenschaften ergeben. Diese Stärke liegt zwischen I und 20 (im. vorzugsweise zwischen 1 und 5 μπι.

Die aus Graphit und organischer Flüssigkeit bestehende Aufschlämmung kann auf den Schichtträger durch jedes geeignete Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise durch Sprühen, Gießen, Aufstreichen, elektrostatisches Überziehen, Tauchen, Walzen usw. Während oder nach der Trocknung kann die fotoleitfähige Schicht auf die Zwischenschicht durch jedes geeignete Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise durch Vakuumaufdampfung amorphen Selens oder durch eines der vorstehend beschriebenen Überzugsverfahren bei Verwendung von Phthalocyanin in einem Kunstharzbindemittel.

Ferner können weitere Verfahren zur Ablagerung einer dünnen Schicht aus Graphit ohne eine organische Flüssigkeit als Trägerflüssigkeit angewendet werden, beispielsweise das Aufstreichen mit einem Streichmesser oder einem Aufstreichstab, wobei das teilchenförmige Graphit selbst auf den Schichtträger aufgebracht wird, welche wahlweise zur Bindung der Teilchen klebrig gemacht werden kann.

Die fotoleitfähige Schicht 7 besteht aus amorphem Selen, wobei amorphes Selen allein oder legiert mit Arsen, ^ellur. Antimon, Wismut usw. oder amorphes Selen oder dessen Legierungen dotiert mit Halogenen vorzugsweise verwendet werden, da sie unerwartet und überraschenderweise eine verstärkte Haftkraft an Schichtträgern zeigen, wenn sie auf die erfindungsgemäßen Graphitzwischenschichten aufgebracht werden. Amorphes Selen wird wegen seiner ausgezeichneten fotoleitfähigen Isolierstoffeigenschaften und seiner extrem guten Bilderzeugungseigenschaften, geringer Alterung, hoher Lichtempfindlichkeit und Ladungsaufnahme- und Speicherfähigkeit bei verschiedenen Spannungen oder verschiedenen Polaritäten verwendet.

Im allgemeinen hängt die Stärke der fotoleitfähigen Schicht von der jeweiligen Stoffart und den erwünschten elektrofotografischen Eigenschaften ab. Bei Schichten aus amorphem Selen, die beispielsweise mit einer Stärke von über 40 μπι bei einer flexiblen Bildplatte in Form eines Bandes verwendet wurden, zeigte es sich, daß die durch extremes Biegen in der fotoleitfähigen Schicht selbst erzeugten radialen Biegekräfte ein Brechen des Fotoleiters unabhängig von dem Schichtträger oder der Zwischenschicht verursachen. Es stellte sich jedoch heraus, daß bei flexiblen Bildplatten amorphe Selenschichten bis zu ca. 35 μπι Stärke auf den erfindungsgemäßen Zwischenschichten eine ausgezeichnete Haftkraft hatten.

Erfindungsgemäß können jedoch auch andere Formen von amorphem Selen verwendet werden, wie z. B. Legierungen von Schwefel mit Selen, Selen dotiert mit Stoffen wie Thallium, Kadmiumsulfid, Kadmiumselenid usw, eventuell dispergiert in einem nichtleitenden, anorganischen, filmbildenden Bindemittel wie z. B. Glas oder in einen nichtleitenden, organischen, filmbildenden Bindemittel, wie z. B. Epoxyharz, Siliconharz, Alkyd harz, Styrol-Butadienharz, Wachs od ä.

Bei der in der Figur dargestellten Kopiermaschine wird elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial 12 in Form eines flexiblen endlosen Bandes im Uhrzeigersinn durch die mit dem Motor 13 angetriebene Rolle 10 um die F'ührungs- und Spannrolle 11 bewegt und dabei nacheinander an einer Korona-Ladevorrichtung 15, der Belichtungsstelle 17, der Entwicklungsstelle 19, der Bildübertragungsstelle mit Korona-Entladungsvorrichtung 26 und Bildträger 25 und der rotierenden Bürste 27 vorbeigeführt, die zur Reinigung und Vorbereitung der Oberfläche des Bandes für einen weiteren Arbeitszyklus dient.

Die Korona-Entladungsvorrichtung 15 dient zur

ίο Sensitivierung des Aufzeichnungsmaterials vor der Belichtung und bringt hierzu eine gleichmäßige elektrische Ladung auf die Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht. Zwei Ausführungsbeispiele von Korona-Entladungsvorrichtungen sind in den US-Patentschriften 28 36 725 und 27 77 957 beschrieben. Das Band 12 wird vorzugsweise dann aufgeladen, wenn es seinen höchsten Widerstandswert besitzt, d. h. bei Fehlen einer aktivierenden Strahlung bzw. bei Dunkelheit.

Nach der Aufladung wird das Band an der Belichtungsstelle 17 vorbeigeführt, wo Lichtstrahlen 21 eines Originalbildes, vorzugsweise synchronisiert mit der Bewegung des Aufzeichnungsmaterials durch übliche, nicht dargestelle Einrichtungen, eine selektive Entladung des Bandes entsprechend der Intensität der auftreffenden aktivierenden Strahlung bewirken, wodurch auf das Band ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt wird, das dem Originalbild entspricht.

Andere Verfahren zur Erzeugung eines latenten Bildes sind bekannt, beispielsweise Ubertragungsverfahren für latente Bilder gemäß US-Patentschrift 29 82 647 und 28 25 814 oder die Verwendung besonders geformter Elektroden oder Stiftmatrizen gemäß US-Patentschriften 30 23 731 und 29 19 967 sowie Elektronenstrahlverfahren gemäß US-Patentschrift 31 13 179.

Die latenten elektrostatischen Bilder können durch ein geeignetes bekanntes Entwicklungsverfahren sichtbar gemacht werden. Im dargestellten Falle wird hierzu die Kaskadierungsentwicklung verwendet, die darin besteht, daß der Entwickler 33, der aus einem Zweikomponentenstoff der in der US-Patentschrift 26 38 416 beschriebenen Art besteht, über das das latente Bild enthaltende Aufzeichnungsmaterial in Form eines Bandes geschützt wird. Die beiden Komponenten sind ein pulverförmiger Toner und ein körniger Trägerstoff; sie erhalten durch Vermischung reibungselektrische Ladungen einander entgegengesetzter Polarität. Bei der Entwicklung wird der Toneranteil, der normalerweise dem latenten Bild entgegengesetzt geladen ist, auf diesem zur Sichtbarmachung abgelagert. Beim Betrieb wird der Entwickler 33 durch eine Fördervorrichtung 34 auf die Schütte 32 gebracht, an der ein Schieber 30 vorgesehen ist, der die Entwicklerströmung auf das latente elektrostatische Bild reguliert Nach dem Übergang fiber das latente Bild gelangt der Entwickler in den Vorratsbehälter 36, wo er zur erneuten Verwendung bereitsteht und wo der durch die Entwicklung verbrauchte Toner in die Vorratsmenge wieder eingegeben werden kann.

Das während der Entwicklung auf der Oberfläche des Bandes erzeugte elektrophotographische Pulverbild 37 wird dann nahe an das Übertragungsband 25 herangebracht und auf dieses übertragen. Dann kann es durch ein geeignetes Verfahren wie z. B. Lösungsmitteldampf oder Hitzefixierung fixiert werden. Das fixierte Bild wird dann auf die Aufwickelrolle 35 gebracht, wo es zur weiteren Verwendung zur Verfügung steht

Durch Verwendung der Zwischenschicht 8 ist der

Widerstand des elektropholographisehen Aufzeichnungsmaterial« gegenüber ReiDen und Abblättern der fotoleitfähigen Schicht durch Biegung und andere Beanspruchungen wesentlich erhöht. Die Gründe dafür. daß die Schicht 8 diese verbesserten Ergebnisse liefert, sind noch nicht vollständig geklärt, man nimmt jedoch an, daß die dünne Graphitüwischenschicht als eine ausgezeichnet ■ Bindungsschicht dient, da ein geringes Gleiten in dieser Zwischenschicht eine Biegung des Selens ohne zu starke Spannungen an der Zwischenschicht ermöglicht. Diese Wirkung wird dem Graphit zugeschrieben und nicht dem relativ trivialen Anteil des Bindemittels, welches in einigen der vorzugsweisen Ausführungsformen der erfinclungsgemäßen Zwischenschicht vorhanden ist.

Die folgenden Beispiele dieinen der weiteren speziellen Erläuterung des erfindungsgemäßen elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials, das als Ausführungsbeispiel 12 in der Figur dargestellt ist. Anteile und Prozentwerte beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. Die Beispiele stellen einige vorzugsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial sowie von Verfahrensarten zu seiner Herstellung und Verwendung dar. In jedem Beispiel wird ein qualitativer Test durchgeführt, in dem ein druckempfindliches Klebeband auf die Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht aufgeklebt wird, um deren Haftung an dem Band zu prüfen. Der Klebebandstreifen wird durch eine schnelle Bewegung von der fotoleitfähigen Schicht abgerissen, wodurch sich eine schnelle und ziemlich strenge Prüfung der Haftkraft ergibt, da unzureichend haftender Stoff entweder teilweise oder insgesamt mit abgerissen wird. Ferner wird in jedem Beispiel ein Biegungstest durchgeführt, in dem die Prüflinge einmal über einen Stahlstab mit 7,5 cm Durchmesser gebogen werden und sorgfältig auch kleinste Risse in der Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht beobachtet werden.

Unter Verwendung der Prüflinge werden elektrofotografische Bilder hergestellt, indem das Aufzeichnungsmaterial auf eine starre Trommel aufgezogen und die bereits beschriebenen Verfahrensschritte zur elektrophotographischen Aufzeichnung durchgeführt werden.

Falls nicht anders beschrieben, wird mit den Prüflingen eine positive Aufladung sowie dann eine Belichtung mit einer Wolframfadenlampe mit einer Fadentemperatur von ca. 2950" K bei einer Belichtungsstärke auf der Oberfläche der fotoleitfähigen Schicht belichteten Flächtenteilen von ca. 34 Luxsec durchgeführt, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen, welches dann durch Kaskadierung entwickelt wird. Das auf diese Weise erzeugte saubere und scharfe Bild wird dann auf ein Übertragungsblatt übertragen und auf diesem eingeschmolzen, so daß sich ein Bild guter Qualität ergibt

Bei dem Klebeband- und Biegungstest erwies sich jeder Prüfling als besser als ein entsprechend dem jeweiligen Beispiel, jedoch ohne die erfindungsgemäße Zwischenschicht hergestellte Vergleichsprüfling. Auch zeigte der Vergleichsprüfling elektrofotografische Eigenschaften, wobei insbesondere die schlechtere Fähigkeit zur wirksamen Ladungsableitung in belichteten Flächenteilen bei den Platten der Beispiele I und IH auffiel, bei denen elektrisch isolierende Unterlagen verwendet wurden.

Beispiel I

Eine mit kolloidalem Graphit leitfähig pigmentierte Dispersion mit ca. 20% Feststoffen in einem organischen, verdunstungsfähigen Trägerstoff aus lsopropanol wird auf eine .a. 0,2 mm starke Messingfolie aufgebracht und an der Luft zur Bildung einer Graphitsehicht von ca. I bis 2 μ.τι Stärke getrocknet.

Dann wird durch Vakuumaufdampfung eine ca. 20 μιτι starke Schicht aus amorphem Selen auf die dünne Graphitsehicht aufgebracht, wie es ausführlicher in der US-Patentschrift 29 70 906 beschrieben ist.

Die Platte hält eine positive Ladung von 20 V/μπι, ein

ic Zeichen für die guten Sperreigenschaften der Graphitsehicht. Ferner zeigt die Platte das typische Verhalten von Selen bei Durchführung des xerografischen Verfahrens. Die Haftkraft und die Biegeeigenschaften der Platte sind außergewöhnlich.

Die Haftung der Schicht ist so gut, daß bei Biegung um einen Stab von 19 mm Durchmesser auch nicht feinste Risse zu beobachten sind.

Beispiel Il

μ Beispiel I wird wiederholt mit dem Unterschied, daß eine ca. 0,2 mm starke Polycarbonatunterlage anstelle der flexiblen Messingfolie verwendet wird.

Diese Platte hat gleichfalls ausgezeichnete Haftkraft, Biegefähigkeit und elektrofotografische Eigenschaften.

Beispiel III

Beispiel I wird wiederholt mit dem Unterschied, daß eine ca. 45 μιτι starke Schicht aus amorphem Selen durch Vakuumaufdampfung auf das Graphit aufge-

^}0 bracht wird.

Eine Vergleichsplatte ohne die Graphitzwischenschicht wird hergestellt, und beide Platten werden in einem elektrophotographischen Abbildungsverfahren verwendet, wozu sie auf einer Trommel mit ca.

13,3 U/min eingesetzt werden. Die Belichtungen werden mit ca. 323 Luxsec mittels einer weißen Leuchtstofflampe durchgeführt. Beide Platten werden positiv auf eine Anfangsspannung von ca. 800 Volt aufgeladen. Sie werden in 150 Arbeitszyklen nacheinander geladen und entladen, wonach die prozentuale Dunkelentladung beider Platten 30 Sekunden nach der Aufladung ohne Belichtung gemessen wird. Die Vergleichsplatte hat 30 Sekunden nach der Ladung nach 150 schnellen Arbeitszyklen eine Dunkelentladung von ca. 8%, während die erfindungsgemäße Platte eine Dunkelentladung von ca. 15% hat, die zwar nicht so gering ist wie die der Vergleichsplatte, jedoch auch nicht zu groß. Jedoch tritt ein wesentlicher Vorteil bei der erfindungsgemäßen Platte auf, der darin besteht, daß eine geringere Restspannung aufgebaut wird. Die Vergleichsplatte hat nach ca. 60 Arbeitszyklen eine Restspannung von ca. 120 Volt, die auch in weiteren Zyklen beibehalten wird, während die erfindungsgemäße Platte eine Restspannung langsamer aufbaut und diese mit einem Wert von nur 30 Volt in den weiteren Arbeitszyklen beibehält Dieser bemerkenswerte Vorteil der geringeren Restspannung bei der erfindungsgemäßen Platte zeigt sich auch in Kopien mit schwächerem Hintergrund und stärkerem Kontrast, verglichen mit den mit der Vergleichsplatte hergestellten Kopien.

Die Anhaftung des Selens an der Graphitzwischenschicht ist aufgezeichnet, d. h. es wird kein Selen durch den Klebebandtest entfernt Die Platte wird um eine Rolle von 7,5 cm Durchmesser ohne Rißbildungen oder Abblätterungen der Selenschicht herumgebogen. Sie zeigt eine mit der Vergleichsplatte gleichwertige Lichtempfindlichkeit Die Haftung des direkt auf Messing gebrachten

Selens ist schlecht, insbesondere bei Biegung. Wird die Vergieichsplatte um eine Rolle von 7,5 cm Durchmesset gebogen, so treten Risse und Abblätterungen auf.

Die erfindungsgemäße Graphitzsvischensehicht zeigt also eine unerwartet gute Haftkraft, Biegefähigkeit und physikalische Sperreigonschaften zwischen Selen und Messing, wobei auch die erzeugte Restspannung wesentlich herabgesetzt ist.

Beispiel IV

Beispiel I wird wiederholt mit dem Unterschied, daß eine ca. 0,13 mm starke flexible Aluminiumunterlage verwendet wird.

Verschiedene Weichmacher und Stoffe pegpn Feuchtigkeit und andere Einwirkungen können den verschiedenen polymeren Unterlagenstoffen beigegeben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmateria! mit einem flexiblen Schichtträger, einer Graphit enthaltenden Zwischenschicht und einer photoleitfähigen Schicht in der angegebenen Reihenfolge, dadurch gekennzeichnet, daß es einen metallischen Schichtträger (9), eine Zwischenschicht (8) aus freiem Graphit und gegebenenfalls einer organischen Flüssigkeit und eine photoleitfähige Schicht (7) aus amorphem Selen enthält.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht 1 —20, vorzugsweise 1 —5 μΐη dick ist.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht einen spezifischen elektrischen Widerstand von weniger als VO¹⁰, vorzugsweise weniger als 10³ Ohm - cm hat.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht 20 - 35 μπι dick ist.

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schichtträger aus Messing, Stahl oder Aluminium enthält.