DE2016016A1

DE2016016A1 - Elektrophotographisches Aufzeichnungseleraent

Info

Publication number: DE2016016A1
Application number: DE19702016016
Authority: DE
Inventors: Evan S. Brookfield 111. Baltazzi (V.St.A.). P G03g 5-04
Original assignee: Multigraphics Inc
Current assignee: AB Dick Co
Priority date: 1969-04-04
Filing date: 1970-04-03
Publication date: 1970-10-08
Also published as: NL7004718A; BE748412A; US3658518A; DE2016016C3; FR2040159A5; GB1306273A; DE2016016B2

Description

Die Erfindung betrifft photoelektrostatische Aufzeichnungselemente und insbesondere photoelektrostatische Aufzeichnungselemente, die eine organische photoleitfähige Schicht besitzen, die auf eine Basis oder auf einem Träger aufgebracht ist.

Es ist bekannt, daß die Herstellung von Kopien von graphischen Originalen auf elektrostatischem Wege folgende Verfahrensweise notwendig machte: Eine gleichmäßige elektrostatische Ladung wird im Dunkien auf die photoleitfähige Oberfläche eines photoelektrostatischen Aufzeichnungselemente angebracht, die Oberfläche des Elements wird mittels einer Belichtung mit einem Licht-Schattenmuster selektiv entladen entsprechend dem Original, das kopiert wird, um ein latente· elektrostatisches Bild herzustellen,

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Dip!.-!ne. Martin Licht, Dipl.-Wirtich.-Ing. Axel Hanimann, Dipl.-Phy«. Sebastian Herrmann f MÖNCHEN 2, THERESIENSTItASSE 33 · Taltfom 281202 · Talegramm-Adraiui üpalll/MOnch.n ftoyer. V«reii5*bC'kMönAen, Zweie«!. Ojkar-von-MHIw-Rlne, K»o.-Nr. 882493 · Poifichtck-Kontoi Mönchen Nr. 1*3397

Opptnauor Uta, PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

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und das Bild wird sichtbar gemacht, indem fein verteilte elektroskopische Teilchen darauf aufgebracht werden.

Damit die photoleitfähige Oberfläche des Aufzeichnungselements eine Ladung während der Aufladungsstufe annimmt, muß die Oberfläche eine leitfähige Unterlage od.dgl. besitzen.

Im Falle eines Aufzeichnungselementes, bei dem eine Papierbasis oder ein Papierträger verwendet wird, dient die Papierbasis als das notwendige leitfähige Material. Besitzt das Aufzeichnungselement dagegen eine organische photoleit— fähige Oberfläche, dann ist die photoleitfähige Oberfläche in herkömmlicher Weise auf einer isolierenden Basis oder auf einem isolierenden Träger angeordnet, der aus einem polymeren Filmmaterial besteht. Ein solcher Träger kann beispielsweise aus Zelluloseacetat, Zellulosenitrat, Zelluloseacetatbutyrat, Zelluloseacetatpropionat, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polystyrol, Polymethylmetacrylat (Plexiglas), Acrylonitril—Butadienstyrol, Phenolformaldehyd, Melaminlaminat (Formica), Polyester, Polycarbonat, Terephthalsäure—Äthylenglycolpolyester (Mylar) und dergl. bestehen.Da der polymere Film stark isolierend ist, ist es nicht möglich, eine darauf aufgebrachte photoleitfähige Schicht aufzuladen. Aus diesem Grunde ist es not—

" wendig, eine leitfähige Schicht zwischen dem Träger und der photoleitfähigen Schicht anzuordnen.

Leitfähige Schichten aus einem Metall wie beispielsweise Aluminium sind mit gewissen Erfolgen zwischen der photoleit— fähigen Schicht und dem Träger verwendet worden. Diese Metalle oder metallartigen Materialien besitzen jedoch einige Nachteile. Zunächst ist es schwierig, auf dem Träger eine gleichmäßige Schicht aus Aluminium od.dgl, aufzubringen, besitzt

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• Λ;; ; 201©01 8

die photoleitfähige Schicht, die auf der Aluminiumschicht aufgebracht wird, kleine Löcher oder Spalten, dann besteht die Möglichkeit, daß bei der Verwendung eines vorher aufgeladenen magnetischen aufbürstbaren Entwicklers ein Kurzschluß zwischen dem Einbürstentwiekler und dem Aluminium entsteht, das durch ein kleines Loch in der photoleit— fähigen Schicht freiliegt. Dadurch können nicht entwickelte Streifen in den Endkopien verursacht werden. Vorher aufgeladene magnetische Einbürstentwickler sind die magnetischen Einbürstentwickler, auf denen vorher ein elektrisches Potential aufgebracht worden ist, um die Entwicklung eines Kopierbogens zu verbessern. Aus diesem Grunde sind die Aufzeichnungselemente, die metallische leitfähige Schichten verwenden, für die Verwendung bei den Reflexkopiermethodeu oder bei den "shoot through"—Kopiermethoden nicht zufriedenstellend.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges und verbessertes Aufzeichnungselement zu schaffen, das sich für alle Kopiertechniken einschließlich des Reflexkopierens eignet und aus drei Schichten besteht, wobei eine leitfähige Schicht aus polymeren Materialien ^MBandwichartig^w zwischen einem isolierenden Träger und einer organischen photoleitfähigen Schicht augeordnet ist.

Das photoelektrostatische Aufzeichnungselement nach der Erfindung besteht aus drei Schichten. Die Basis-bzw. Trägerschicht besteht aus einem isolierenden, biegsamen, dimensionalstabilen, beständigen Film aus einem plastischen Material wie beispielsweise einen isolierenden polymeren Film. Eine Schicht aus einem leitfähigen polymeren Material ist über der Basisschicht aufgebracht und mit dieser verbunden, wodurch die photoleitfähige Schicht des Aufzeichnungselementes, die wiederum mit der leitfähigen Schicht verbunden

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ist, eine Aufladung während der Aufladungsstufe des elektrostatischen Verfahrens annehmen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die photoleitfähige Schicht aus einem organischen photoleitfähigen Material wie beispielsweise einem Polyvinylcarbazol oder einem Polyvinylbenzocarbazol und ist über der polymeren leit— fähigen Schicht aufgebrachte

Jede Schicht ist durchscheinend bzw. durchleuchtend und somit eignet sich das Aufzeichnungselement nach der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise für das Reflexkopieren, bei dem während der Belichtungsstufe Strahlungs— energie durch das Aufzeichnungselement auf das Original gerichtet wird, wodurch die Strahlungsenergie in den Bild— bereichen absorbiert wird und in den Mintergrundbereiohen zu der photoleitfähigen Schicht des Aufzeichnungselementes zurückreflektiert wird. Dadurch wird ein latentes Bild auf der photoleitfähigen Schicht erzeugt. Mit gleichem Erfolg kann das Aufzeichnungselement nach der Erfindung in der Projektlonsherstellungstechnik oder bei der Kontaktkopier— technik verwendet werden.

Sind kleine Löcher oder Spalte in der organischen photoleitfähigen Schicht vorhanden und liegt die Leitfähigkeit der leitfähigen polymeren Schicht unter 1 χ 10 Ohm, dann verursacht das leitfähige polymere Material keinen Kurzschluß, nachdem es mit einer vorher aufgeladenen magnetischen Entwicklungsbürste in Kontakt gekommen ist, und es werden keine nicht entwickelten Streifen auf der Endkopie erscheinen.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert.

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Pig. 1 ist eine vergrößerte Teilansicht eines photo— elektrostatischen Aufzeichnungselements nach der Erfindung.

Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer elektrophotographischen Kopiermaschine, bei der ein Aufzeichnungselement nach der Erfindung in Form eines endlosen Bandes verwendet wird.

Das photoelektrostatische Aufzeichnungselement nach der Erfindung, das in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, wird im allgemeinen mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet und besteht aus drei Schichten 12, 14 und 16. Die drei Schichten sind miteinander verbunden und jede ist lichtdurchlässig, d.h. sie ist entweder transparent oder durchscheinend.

Die Basisschicht 12 des Aufzeichnungselemente nach der Erfindung ist biegsam, in ihren Dimensionen stabil und beständig, und besteht vorzugsweise aus einem plastischen Polyesterfilm wie beispielsweise Mylar. Jedoch kann auch ein Filmbasisträger aus einem anderen polymeren isolierenden Material verwendet werden. Wie im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert werden wird, kann das Polyesterbasiematerial leicht als ein endloses Band hergestellt werden, um in einer kopiermaschine verwendet zu werden, wie sie in der US—Patentanmeldung Nr. 792 617 beschrieben wird. Die Basisschicht 12 besitzt normalerweise eine Dicke von 0,0254 bis 0,635 mm und ist zwecks besserer Abbindung mit der Schicht 14 mattibriert (mattibrated).

Eine leitfähige Schicht 14 ist "sandwichartig" zwischen der Basisechicht 12 und der photoleitfähigen Schicht 16 angeordnet und mit diesen verbunden. Sie besteht vorzugsweise aus einem leitfähigen polymeren Material, Es können ebenfalls

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Metalle wie beispielsweise Aluminium für die leitfähige Schicht eines Aufzeichnungselements verwendet werden, jedoch besitzen diese Metalle die bereits oben angegebenen Nachteile.

Für die Aufzeichnungselemente nach der Erfindung sind folgende leitfähige polymere Materialien geeignet:

1. Ein polykationisches, wasserlösliches organisches Polymer wie beispielsweise Poly(N,N-*Dimethyl-3, 5~Methylenpiperi~ dinlumchloridj:

Cn

*~^ CH₂ - CH CH Ck„ Ch„

\ci·

Diese Verbindung ist als Polymer 261 bekannt (Calgon Corporation) und wird im Dezemberheft der Tappi Publication (Band 51, iNO. 12, I968, Seiten 552-554) näher beschrieben.

2. Es kann auch eine Vinylbenzyl—quaternäre Ammonium— verbindung verwendet werden, die ein Copolymer oder ein Mischpolymerisat sein kann. Die Homopolymeren werden hergestellt, indem verschiedene Vinylbenxyl—Ammoniumverbindungen verwendet werden oder Vinylbenzyl-Ammoniumverbindungen mit einer nichtsauren Verbindung wie beispielsweise Acrylamid oder Divinylbenzol mischpolymerisiert wird. Die Vinylbenzyl— Ammoniumverbindung ist immer in einer größeren bzw. vorherrschenden Menge vorhanden.

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Die bevorzugten Vinylbenzyl-quatemären Ammoniumsverb indungen besitzen folgende Allgemeinformel:

	=CH.C_e	R

H₉C	H. .CH₀-N — R¹
d	4 2 _{f v} Y ^R"

worin R, R* und Rⁿ einwertige Radikale wie CH₂ UECH₂-—,

CH₃CHOHCM₂ , Ch₂OHCHOHCH₂—- , Alkyl-, Arylzykloalkyl-,

und/oder Araikylkohlenwasserstoffradikale sind. Insgesamt stellen die Radikale R, R* und R" ein dreiwertiges Radikal folgender Formel dar:

ηχ; ———.

CH

CE CH ,

worin die drei Wertigkeiten an einem Stickstoffatom hängen. Die R—Gruppe enthält insgesamt nicht mehr als 12 Kohlenstoff— atome in der Summe der konstituierenden Radikale und Y ist ein Anion wie beispielsweise ein Sulfat—, Chlorid—, Nitratoder ein Eydroxyllouc

Es werden die Vinylbenzyl—quaternären Ammoniumverbindungen bevorzugt; worin R ein Alkylradikal mit 1 bis h Kohlenstoffatomen ist, R* und R" jeweils ein Radikal der

Uruppen CHgOHCHg , CH₃CHOHCH₂- , CHgOHCHOHCHg ,

und niedere Alkylradikale mit 1 bis h Kohlenstoffatomen darstellen.

Ein bevorzugtes Mischpolymerisat enthält mindestens 65 G_ew.—# von einem oder mehreren bevorzugten Vinylbenzyl— quaternären Anuioniumverbindungen und nicht mehr als 35 Gew.-<£

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Acrylamid. Bin anderes bevorzugtes Mischpolymerisat enthält im Polymermolekül Reste, die von 95,0 bis 99,99 und vorzugsweise von 99,0 bis 99,99 Gew.-# eines oder mehrerer Vinylbenzyl—quaternärer Ammoniumverbindungen entsprechen und von 5,0 bis 0,01 Gew.—% und vorzugsweise von 1,0 bis 0,01 Gew.—^ Divinylbenzol. Es können auch Mischungen aus zwei oder mehreren Homopolymeren oder Mischpolymerisaten verwendet werden.

Eine besonders bevorzugte Verbindung im Rahmen der oben angegebenen allgemeinen Formel ist ein Homopolymer von Vinylbenzyl—Trimethylammoniumchlorid mit folgender Formel:

OJ-CH₂ - N - CH₃
Cl^ CH₃

Die oben angegebene Vinylbenzyl—quaternäre Ammonium— verbindung ist im US-Patent Nr. 3 011 918 beschrieben.

3. Weiterhin kann das Di-Kaliumsalz von Styrol-Maleinsäureanhydrid verwendet werden; dieses ist ein leitfähiges Polymer, das unter dem Handelsnamen Polymer 4700 von der Dow Chemical Company vertrieben wird.

Es konnte festgestellt werden, daß die Schicht 14 keinen geeigneten elektrischen Kontakt mit der photoleitfähigen Schicht 16 besitzt, wenn der spezifische Oberfläohenwiderstand der Schicht lh nicht geringer ist al· 10 0hm je Quadrat, und das Element 10 wird keine gleichmäßige Aufladung annehmen können, die für eine genauer· Produktion des Originals notwendig ist.

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r 9

Der spezifischeOberflSehenwiderstand ward© rarter .

:■ Ϋ&τ*Βηάμηφ_:'*$.nmv. Probe gemessen, die 3O em laug unä-8,5 -em ■>r.«lt war,_;- Zwei Leitungen von einem geeigneten turden alt dtr leitfähig«« Schicht in Kontakt wobei 25 ο® zwischen, den zwei Kontaktpunkten lagen« Um Kontaktwideratandsfehler mit dem Draht des Ohia-MeSgeräts auf ein Mindestmaß am reduzieren, wurden die Drähte mit «iaeä KwpferliloQk (2,5 ca . 2,5 cm .2,5 ca) verlötet, der auf der Basil flachpoliert wurde. Die Verwendung des Blocks reduziert Beschädigungen an der leitfähigen Schicht und ergibt auch genauere Messungen, Der über den 25 em-Streifen gesessene Widerstand ist äquivalent zu dem Widerstand, der bei 10 in Serie geschalteten 2,5 cm-Quadraten gemessen wurde. Ua den Widerstand in Ohm je Quadrat zu bestimmen, wurde der gesamte Viderstand durch zehn dividiert (die Anzahl der Quadrateinheiten),

Die Menge des leitfähigen Materials und die Aufbringungs— art auf die Basis wird sorgfältig kontrolliert, damit die leitfähige Schicht lh genau den notwendigen spezifischen Oberflächenwiderstand erhält und das Element 10 die ge— wünschten optischen Eigenschaften besitzt. Eine Lösung der leitfähigen Polymere wird mit einem geeigneten Lösungsmittel vermischt und auf der Polyesterbasis aufgetragen. Bei verschiedenen leitfähigen Materialien sind unterschiedliche Feststoffe notwendig, um die erwünschten Eigen« schäften zu erreichen. Das Gewicht eines Riespapiers oder eines Material· mit einer Oberfläche von 279 bis 30? m² sollte nach der Beschichtung mit dem leitfähigen Polymer im Bereich von 0,227 bis 1,13 kg liegen. Diese Messung wird durchgeführt anstelle der Messung der Dicke der leitfähigen Schicht, da die Schichtdicke schwer zu bestimmen ist und nicht überall gleichmäßig ist.

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Di© Aufbringung de» leitiähigen polymeren Materials auf den Polyesterträger und der photoleitfäbigea Schicht auf die Schicht aus den leitfähigen polymeren Material wird Mittels bekannter Verfahren durchgeführt. Dazu wird beispielsweise die xiandbeschi chtsing verwendet _f bei der der Polyesterträger in ein «u&Iob&m Band geformt wird und um eine Mehrzahl von Waisen gerollt wird, wobei ein Teil davon durch den Meniskus einer Lösung de« leitfähigen Polymers durchgeführt wird.

Die photoleitfähige Schicht 16 wird vorzugsweise aus einem organischen photoleltfähigen Donatormaterial hergestellt, das eine gute Lichtbeständigkeit besitzt. £s können auch andere bekannte photoleitfähigen Materialien verwendet werden, jedoch sollten diese Materialien licht— beständig sein, weil das Element 10 als ein Band wie in Fig. 2 dargestellt in einer elektrophotographischen Kopiermaschine verwendet wird. Weiterhin sollte das Element 10, das zum Reflexkopieren verwendet werden soll, ein« durchschnittliche Lichtdurchlässigkeit besitzen, die größer ist als 1 % und ein Prozentdifferential in der Lichtdurchlässigkeit zwisohen zwei gegebenen Bezirken der Oberfläche des Elementes, die niedriger liegt als 10 %, Ein Aufzeichnungselement mit einer photoleitfähigen Schicht 16 der oben besohriebenen Art kann schnell und wiederholt wieder abgebildet werden (reimaged), ohne daß die photoleitfähige Empfindlichkeit wesentlich verändert wird. Das bevorzugt verwendete organische photoleitfähige Donatormaterial ist ein Polymer wie beispielsweise Polyvinylcarbazol oder Polyvinylbenzocarbazol. Di· Herstellung von Polyvinylbenzocarbazol wird im einzelnen in der US—Anmeldung Nr. 698 beschrieben.

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Andere organische nichtpolymere pkotoleitfähige Materialien, die in einem Harzbind«Mittel dispergiert sind, können ebenfalls verwendet werden.

Das Donatormaterial wird normalerweise mit einem AAkzeptormaterial vermischt. Ein solches Akzeptormaterial iet beispielsweise Trinitrofluoranylidenmalonodinitril. Andere geeignete Akzeptoren sind in der anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 679 beschrieben. Die Donator— und Akzeptormaterialien werden in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und auf den Träger 12 aufgebracht, indem herkömmliche Aufbringungsvorrichtungen verwendet werden. Das Lösungsmittel wird mittels Preßlufttrocknung verdampft, und die Lösung wird in einer solchen Menge aufgetragen, daß die photoleitfähige Schicht 14 nach dem Trocknen eine Dicke im Bereich von etwa 0,00254 nun bis 0,0254 mm besitzt. Die bevorzugte Dicke der photoleitfähigen Schicht liegt bei etwa 0,015 mmο

Während der Aufladung und der Belichtung muß die leitfähige Schicht 14 mit einer geeigneten Bezugsspannung verbunden sein, d.h. beispielsweise geerdet sein. Um dies zu ermöglichen, wird die photoleitfähige Schicht l6 so aufgetragen, daß sie die leitfähige Schicht 14 nicht vollständig bedeckt. Dadurch entsteht ein leitfähiger Rand 14a. Dieser Rand 14* greift am Leiter an, der die Schicht 14 mit der Bezugsspannung elektrisch verbindet. Der Leiter 11 kann eine Metallwalze sein, die geerdet ist. Wenn sich das Element 10 bewegt, gleitet die Walze entlang dem Rand 14a. Alternative Konstruktionen für den Leiter sind in der US—Patentanmeldung Nr. 701 917 beschrieben₀

Bevorzugte Ausführungsformen des photoelektrostatischen Aufzeichnungselementes nach der Erfindung und die zu dessen Herstellung notwendigen Verfahren sind in den folgenden Beispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert.

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BEISPIEL I

17,9 g einer Vinylbenzyl-Trimethylammoniumchlorid-Lösung, die insgesamt 30 bis 35 % nichtflüchtige feste bestandteile besitzt, wurden mit einem Lösungsmittel vermischt, das annähernd 21 g denaturierten Äthylalkohol und 6l,l g Wasser enthielt. Es wurde eine Beschichtungslösung hergestellt, die die geeignete Viskosität besaß. Die Lösung mit dem leitfähigen Polymer wurde mittels der Meniskusmethode auf einem Polyesterfilmstreifen aufgetragen, der eine Dicke von annähernd 0,125 mm besaß. Die leitfähige Schicht wurde mittels Preßluft bei einer Temperatur von 38 bis 54° C getrocknet. Das Gewicht je 279 m des fertigen getrockneten Materials lag bei 0,2^5 kg und der gemessene Widerstand betrug bei einer 50#igen relativen Feuchtigkeit 1,5 . 10 Ohm je Quadrat. Eine Schicht aus Polyvinylbenzo— carbazol wurde mittels des Meniskus—Verfahrens über die polymere Schicht aufgetragen und in der gleichen Weise getrocknet. Die letzterwähnte Schicht wurde so aufgetragen, daß auf beiden Seiten ein unbeschichteter Streifen mit einer Breite von 6,35 mm freiblieb und dadurch die darunterliegende leitfähige Schicht entsprechend freiblieb.

BEISPIEL II

* 8,9 g Vinylbenzyl-Trimethylammoniumchlorid mit insgesamt

30 bis 35 % nichtflüchtigen Feststoffen wurde mit einem Lösungsmittel vermischt, das im wesentlichen 21 g eines denaturierten Äthylalkohols und 70,1 g Wasser enthielt. Dadurch wurde eine Beschichtungslösung mit einer geeigneten Viskosität hergestellt. Die leitfähige Beschichtungslösung wurde mittels des Meniskusverfahrens auf einem Polyesterstreifen aufgetragen, der aus einem Material bestand, da· unter dem Waren-

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namen Permatrace im Handel ist. Dadurch wurde eine Oberfläche des Streifens beschichtet und zwecks besserer Adhäsion abgerieben. Die Schicht wurde mittels Preßluft

• ■ 2 wie in Beispiel I getrocknet. Das Gewicht je 279 m des fertigen getrockneten Materials lag bei 0,191 kg und der bei 50 $ relativer Feuchtigkeit gemessene Widerstand betrug

3,4 χ 1O⁷ Ohm je Quadrat. Eine Schicht aus Polyvinylcarbazol wurde darauf aufgetragen. Die letztere Schicht wurde so aufgetragen, daß am Rand ein 12,7 mm breiter Streifen der leitfähigen polymeren Schicht freiblieb.

BEISPIEL III

7,5 g des Polymers 261 mit insgesamt annähernd 40 bis 45 % nichtflüchtigen festen Bestandteilen wurden mit einem Lösungsmittel vermischt, das 21 g eines denaturierten Äthylalkohole und 71,5 g Wasser enthielt. Die so hergestellte Beschichtungslösung wurde mittels des Meniskusverfahrens auf einen Polyesterstreifen aufgetragen, der annähernd 0,125 mm dick war. Die Schicht wurde wie oben beschrieben

ο
getrocknet. Das Gewicht je 307 m des fertigen getrockneten

Materials lag bei 0,445 kg und der bei einer relativen Feuchtigkeit von annähernd 50 % gemessene Widerstand betrug

7
3,4 χ 10' 0hm je Quadrat. In ähnlicher Weise wurde eine .

Schicht aus Polyvinyltoenzocarbazol über die erste Schicht aufgetragen« Diese Schicht wurde so aufgebracht, daß am Rande des Materials ein Streifen in einer Breite von 6,35 mm der leitfähigen Schicht freiblieb.

BEISPIEL IV

10 g des Polymer* 26l wie in Beispiel III verwendet wurde alt eines Lösungsmittel vermischt, das aus annähernd 69 g Wasser und 21 g Alkohol bestand. Di· so hergestellte

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Beschichtungslösung wurde auf einen 0,125 mm dicken Polyesterstreifen aufgetragen und getrocknet. Das Gewicht je 307 qm des fertigen getrockneten Materials lag bei 0,766 kg und der bei einer relativen Feuchtigkeit von annähernd 50 #

gemessene Widerstand betrug 1,4 χ 10 je Quadrat. Die leitfähige Schicht wurde mit einer Schicht eines photoleitfähigen Materials (Polyvinylcarbazol) in der gleichen Weise wie in Beispiel III tiberschichtet.

BEISPIEL V

k Beispiel I wurde mit den gleichen Mengen des Lösungs-

mittels wiederholt und als leitfähiges Polymer wurde das Dikaliumsalz von Styrol-Maleinsäureanhydrid verwendet. Das Gewicht je 279 qm des fertigen getrockneten leitfähigen Polymers lag etwas über 0,907 kg und der bei einer relativen Feuchtigkeit von 50 % gemessene Widerstand betrug 3,8 χ 10' 0hm je Quadrat. Die leitfähige polymere Schicht wurde wie in Beispiel I überschichtet.

BEISPIEL VI

iieispiel II wurde mit den gleichen Mengen an Lösungsmittel wiederholt und als leitfähiges Polymer wurde wiederum W das Dikaliumsalz von Styrol—Maleinsäureanhydrid verwendet. Das dadurch hergestellte Gewicht je 279 qm des leitfähigen polymeren getrockneten Materials lag bei 0,862 kg und der bei einer 5O#igen relativen Feuchtigkeit gemessene Widerstand betrug annähernd 1,5 x 10 0hm je Quadrat. Wie in Beispiel II wurde eine Überschichtung mittels Polyvinylcarbazol durchgeführt.

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In Fig, 2 ist eine elektrophotοgraphische Kopiervorrichtung 18 dargestellt, die das Aufzeichnungseleaent 10 nach der Erfindung in Form eines endlosen Bandes verwendet. Bei dieser Vorrichtung, wird die Reflexbelichtungstechnik angewendet und wird nur als eine mögliche Ausführungsform erläutert, da das endlose Bandelement 10, das durchscheinend ist, ebenfalls in Geräten verwendet werden kann, bei denen ein Kontaktverfahren oder ein Projektionsbelichtungsverfahreu verwendet wird. Drei angetriebene Walzen bzw. Rollen 20, 22 und 24 treiben das Band 10 durch einen geschlossenen und gebogenen Weg. Das in Fig. 1 dargestellte Leiterglied 11 verbindet die leitfähige Schicht 14 mit der Erde. Das Band 10 geht zunächst vorbei an einer Auf ladungs stat ion 2.6, wird dann weitergeführt zu einer Belichtungsstation 28, dann zu einer Entwicklungsstation 30, anschließend zu einer Überführungsstation 32 und schließlich zu einer Fixier— oder Schmelzstation 76.

An der Aufladungsstation 26 bringt eine Korona—Elektrode 34 eine gleichförmige elektrostatische Ladung von annähernd 200 bis 800 V auf die photoleitfähige Schicht 16 auf. Die geerdete leitfähige Schicht 14 ermöglicht es, daß die photoleitfähige Schicht 16 eine gleichförmige Aufladung erhält.

An der Belichtungsstation 28 wird das Original 38 mittels einer graphischen Originalzufuhrwalze 36, die außerhalb des Bandweges angebracht ist, bewegt. Das Original 38 wird durch die Öffnung 40 in die elektrophotographische Kopiervorrichtung eingeführt und kommt mit dem Band 10 in optischen Kontakt. Eine röhrenförmige Fluoreszenzlampe 42, die eich innerhalb des Weges des endlosen Bandes befindet und auf der entgegengesetzten Seite der Walze 36 und teilweise umgeben ist durch einen Reflektor 44, dient

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der Reflexbelichtung des Bandes 10 und ein latentes Bild 46, das dem Original 20 entspricht, wird auf dem Band erzeugt. Der Reflektor 44 fokussiert das Licht auf das Band 10 so, daß das Licht entlang einer Linie liegt, die transversal ist zu der Richtung der Bewegung des Originals 2O₀ Im allgemeinen streifen die einfallenden Lichtstrahlen von der Lampe 42 die Oberfläche des Originals 20 in rechten Winkeln.

An der Entwicklungsstation 30 bringt eine magnetische Btirstenentwicklervorrichtung 48, wie sie im US-Patent Nr. 3 003 462 beschrieben wird, ein Tönungsmittel auf das latente Bild 28 auf, wodurch dieses in ein sichtbares nild 50 umgewandelt wird. Der sich drehende Zylinderteil 52 der Entwicklervorrichtung 48 nimmt Eisen und Tönungsmittelteil— chen auf, die sich im Trog 54 befinden, und bildet aus diesen eine magnetische Bürste 56. Wie ausführlich in der US-Anmeldung 675 463 besenrieben wird, ist die magnetische Bürste 5t> vorher elektrisch aufgeladen worden. Aufgrund dieser Verfahrensweise bleibt die Oberfläche des Bandes 10, die den Nichtbildbereichen des Originals 20 entspricht, frei von Tönungsmitteln. Die Bürste 56 wird dadurch unter Vorspannung gesetzt, daß der Zylinder 52 mit einer Gleichstromquelle in Verbindung gebracht wird, die der Bürste 56 eine Spannung im Bereich von etwa 0 bis 1000 Volt und vorzugsweise von 5υ bis 200 V verleiht.

An der Überführungsstation 32 entfernt ein semileitfähiges Gummiwalzenübertragungsglied 60, das einen inneren leitfähigen Kern 62 besitzt, der mit einer Gleichstromquelle von 500 bis 30ου V verbunden ist, das Materialbild 50 vom uand 10. Der Druck zwischen der photoleitfähigen Schicht und dem Übertragungsglied 60 wird sorgfältig kontrolliert, damit das Materialbild 50 entfernt wird, ohne daß das latente

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Bild 46 gestört wird.

Von einem Stapel 66 aus Vorlage— bzw. Empfangsbogen, die auf einem Trog 68 innerhalb der Vorrichtung 18 angeordnet sind, führt eine Walze 70 die Vorlagebbgen 72 zu der Übertragungsstation 32 in bestimmten Zeitabständen mit dem sich bewegenden Band 10. Das Übertragungsglied 60 überträgt das Materialbild 50 auf den Vorlagebogen 72 und fördert den Bogen über eine Führungsplatte 7^ zu der Fixier— station 76. Die Fixierstation 76 besteht beispielsweise aus einem Paar angetriebener Walzen 78 und 80, die das entwickelte Bild 50 mit dem Kopierbogen 72 mittels Druck zusammendrücken bzw. verschmelzen lassen. Es können auch andere Fixiervorrichtungen wie beispielsweise infrarote Lampen verwendet werden.

Im Betrieb wird das Original 38 lediglich durch das Bedienungspersonal in die Einspeisestation 40 der Vorrichtung 18 gegeben und die Zufuhrwalze 36 bringt die bildtragende Oberfläche des Originals in einen engen Kontakt mit dem Band 10. Die Lampe 42 dient der Reflexbelichtung des Bandes 10 und das latentel Bild 46, das dem Original 38 entspricht, wird daraus gebildet. Eine Serie von Walzen 82 leitet das Original 38 mit hilfe der Führung 84 zu einer Ausgangsöffnung 86 der Vorrichtung 18. Die Entwicklerstation 30 wandelt das latente Bild 46 auf dem Aufzeichnungselement um in das entwickelte oder Materialbild 50, das dann übertragen wird zu dem Kopier- oder Vorlagebogen 72. Dag latente Bild 46 bleibt intakt und wenn mehrere Kopien gemacht werden sollen, werden die Korona-Elektrode und die Lampe 42 ausgeschaltet und das Band 10 führt das latente Bild wieder an der Entwickleretation 30 zwecks Wiederentwicklung vorbei. Die Druckrollen 7B und 80 führen den Vorlagebogen 72 zu einer Auelaßöffnung 88 im unteren

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Teil der Kopiervorrichtung. Wenn eine Kopie von einem anderen Original hergestellt werden soll, werden die Aufladestation 3^ und die Lampe 42 wieder eingeschaltet. Die Korona-Elektrode, die eine gleichmäßige elektrostatische Ausladung auf der Oberfläche des Bandes 10 herstellt, entfernt oder maskiert das vorher gebildete latente uild 46, das auf der Oberfläche des uandes zurückgeblieben war.

Die dargestellte Kopiervorrichtung 80 kann Originale in einer Geschwindigkeit von über 4,5 m pro Minute herstellen. Da das Band 10 reflexbelichtet wird mittels einer billigen Fluoreszenzlampe 50, ist der Aufbau der belichtungsstation 28 sehr vereinfacht. Solch eine Lampe 42 verbraucht nicht viel elektrische Energie und erzeugt auch nicht viel Wärmeenergie. Daher ist die ivraftzufuhr für die Lampe 42 sehr billig, und da das Materialbild 46 nicht einer Wärmezufuhr unterworfen wird, während es sich auf dem ti_and iO befindet, tendiert es auch nicht dazu, auf dem ijand haftenzubleiben und kann leicht entfernt werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement, gekennzeichnet durch eine erste isolierende Basisschicht aus einem polymeren Filmmaterial, einer zweiten Schicht, die im wesentlichen aus einem leitfähigen polymeren Material besteht, das einen spezifischen Oberflächenwiderstand von weniger als 10 Ohm je Quadrat besitzt und mit der Basisschicht verbunden ist, und eine dritte Schicht, die mit der zweiten Schicht verbunden ist, so daß sie die zweite Schicht sandwichartig zwischen der ersten und der dritten Schicht lagert, wobei die dritte Schicht ein organisches photoleitfähiges Material enthalt.

2. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht aus einem Polyestermaterial besteht.

3. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Polymer aus einem polykationischen, wasserlöslichen organischen Polymer besteht.

k. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dall das polykationische, wasserlösliche organische Polymer aus Poly(N,N-Dimethyl—3, 5—Methylenpiperldiniumchlorid) besteht.

5. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Polymer aus einer Vinylbenzyl-Q uaternären Ammoniumverbindung mit folgender Formel besteht:

0 0 9 8 A1/17 0 9

H₀C = CH . C^-H, . CiI_n - N - R* d ο 4 2 ρ

Y^

worin K, R* und R^w jeweils einen einwertigen Rest wie

-- , CH CHOHCH₂ , CHgOHCtiOHCHg , und einen

Aryl-, Zykloalkyi- und/oder Aralkylkohlenwasserstoffrest darstellen, R, R* und R^w insgesamt einen dreiwertigen Rest der Formel

CH- CH=

ClX

^ CH = CH-

" darstellen, worin die drei Wertigkeiten an einem Stickstoffatom hängen, und die R-tiruppen insgesamt nicht mehr als 12 Kohlenstoffatome in der Summe der konstituierenden Reste enthalten und Y ein Anion ist.

6. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vinylbenzyl— quaternäre Ammoniumverbindung aus einem Homopolymer des Vinylbenzyl—Trimethylammoniumchlorids besteht.

7. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige

fc Polymer aus einem üikaliumsalz von Styrol-Maleinsäureanhydrid besteht.

8. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das organische photoleitfähige Material aus Polyvinylbenzocarbazol besteht.

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9c Photoelektrostatisches Aufζeichnungselement nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das organische photoleitfähige Material aus Polyvinylcarbazolbesteht.

10. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis— schicht eine Dicke von 0,0254-mm bis 0,635 nun besitzt.

11. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach Ansprüchen 1 bis 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht von 279 bis 307 qm des Aufzeichnungselementes nach Beschichtung mit einem leitfähigen Polymer und vor der Überschichtung mit einer photoleitfähigen Schicht im Bereich von 0,227 kg bis 1,13 kg liegt.

12. Photoelektrostatisches Aufzeichnungselement nach Ansprüchen 1 bis 7, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungselement eine durchschnittliche Lichtdurchlässigkeit von mehr als 1 % besitzt und einen geringeren Unterschied als 10 ⁰Jo in der Lichtdurchlässigkeit zwischen zwei gegebenen Bereichen auf der Oberfläche des Elements.

13. Elektrostatische Kopiervorrichtung, gekennzeichnet durch ein endloses Aufzeichnungselement, das zwecks Umlauf um mehrere Trageglieder angeordnet ist, eine Aufladungsvorrichtung, die neben dem endlosen Aufzeichnungselement angeordnet ist, um eine gleichmäßige elektrostatische Aufladung auf die photoleitfähige Oberfläche anzubringen, eine Belichtungsvorrichtung, die neben dem endlosen Aufzeichnungselement nach der Aufladungsvorrichtung in Richtung der Bewegung des Aufzeichnungeelements angebracht ist, um selektiv die photoleitfähige Oberfläche des Aufzeichnungs-

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elements zu entladen mittels Belichtung der Oberfläche mit einem Licht—Schattenmuster entsprechend einem graphischen Original, eine Entwicklungsvorrichtung, die neben dem Aufzeichnungselement nach der Belichtungsvorrichtung angeordnet ist, um elektroskopisehe Teilchen anzubringen, wodurch das Bild sichtbar gemacht wird, und einen Übertragungsbereich nach bzw. unterhalb der Entwicklungsvorrichtung zwecks Übertragung des Pulverbildes auf einen Kopierbogen, der durch den Übertragungsbereich synchron mit der Bewegung des Aufzeichnungselements durchgeht, wobei das Aufzeichnungselement aus einer isolierenden Basisschicht aus einem polymeren Filmmaterial, einer zweiten mit der Basis« schicht verbundenen Schicht aus einem leitfähigen polymeren Material und einer dritten Schicht besteht, die mit der zweiten Schicht verbunden ist und aus einem organischen photoleitfähigen Material besteht.

14. Kopiervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die nasisschicht aus Polyester besteht.

15. Kopiervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige polymere Material der zweiten Schicht des Aufzeichnungselemente im wesentlichen aus einem polykationischen, wasserlöslichen organischen Polymer be— steht.

16. Kopiervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige polymere Material der zweiten Schicht des Aufzeichnungselements aus einer Vinylbenzylquaternären Ammoniumverbindung mit folgender Formel besteht:

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= CM . C₆K^ . CH₂ - N - R*

worin R, R* und R^M jeweils ein einwertiges Radikal wie

CH₂OHCiI₂-—, CH-CHOjuCHg j CHgOHCfiOHCHg—-, Alkyl-, Aryl-,

Zykloalkyl-·, und Aralkylkohlenwasserstoffreste sind, R, R* und R" insgesamt einen dreiwertigen Rest der Formel

- CH - CH =
CH

CH = CH -

darstellen, worin drei Wertigkeiten am Stickstoffatom hängen, die R—Gruppen insgesamt nicht mehr als 12 Kohlenstoffatome in der Summe der konstituierenden Reste enthalten und Y ein Anion ist.

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