ELEKTROPHOTOGRAPHISCHER AUFZEICHNUNGSTRÄGER

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrophotographie.
Der elektrophotographische Aufzeichnungsträger enthält ein Metallsubstrat (I), eine elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht (2) und eine photoleitende Schicht (3). Dank einer feinkörnigen Struktur des Materials der stabilisierenden Schicht (2) und der Fähigkeit dieser Schicht (2) zu einer plastischen Verformung wird die Ganzheit der Komposition der photoleitenden und der stabilisierenden Schicht (3 bzw. 2) beibehalten.

Beschreibung

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrophotographie und betrifft insbesondere elektrophotographische Aufzeichnungsträger.

Bisheriger Stand der Technik

[0002] Es ist ein elektrophotographischer Aufzeichnungsträger (SU, A,II9I877) bekannt, der ein Metallsubstrat, eine photoleitende Schicht und eine elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht umfasst, die zwischen dem Metallsubstrat und der photoleitenden Schicht liegt und aus einem Material hergestellt ist, das der Ausbreitung der Kristallisation vom Metallsubstrat entgegenwirkt und ein besseres Haftvermögen gegenüber dem Material der photoleitenden Schicht als gegenüber dem Material des Metallsubstrats aufweist.

[0003] Im bekannten elektrophotographischen Aufzeichnungsträger wird die Ganzheit der Komposition aus der photoleitenden Schicht und der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht bei plastischen Verformungen gestört, die wegen der unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien dieser Schichten entstehen. Infolgedessen weist der bekannte elektrophotographische Aufzeichnungsträger eine niedrige Stabilität der photoelektrischen Parameter der photoleitenden Schicht und eine niedrige Betriebsdauer unter den Einsatzbedingungen bei höheren Temperaturen bis zu 3I8°K auf, unter den Beförderungsbedingungen bei niedrigeren Temperaturen bis zu 223°K tritt eine Zerstörung der photoleitenden Schicht ein.

Offenbarung der Erfindung

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrophotographischen Aufzeichnungsträger mit einer derartigen elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht zu schaffen, die es gestattet, die Ganzheit einer Komposition aus einer photoleitenden Schicht und einer elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht bei plastischen Verformungen beizubehalten, die wegen verschiedener Grössen linearer Ausdehnungskoeffizienten der Materialien der photoleitenden Schicht und der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht entstehen, was eine erhöhte Stabilität der photoelektrischen Parameter der photoleitenden Schicht und damit eine Erhöhung der Zuverlässigkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers gewährleistet.

[0005] Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in dem elektrophotographischen Aufzeichnungsträger, der ein Metallsubstrat, eine photoleitende Schicht und eine mit dieser elektrisch verbundene elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht, die auf dem Metallsubstrat aufliegt, enthält, gemäss der Erfindung die elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht aus einem Material mit einer feinkörnigen Struktur ausgeführt ist, deren Korngrösse sich in Grenzen von 0,5 bis 5 µm ändert, und die Fähigkeit besitzt, sich mit einer Geschwindigkeit von I0^-I bis I0^-4 mm/min in einem Temeraturbereich von 0,5 bis 0,6 der Schmelztemperatur dieses Materials in °K plastisch zu verformen.

[0006] Als Material der elektrisch leitenden stabilisieren-den Zwischenschicht ist vorzugweise eine Zinn-Blei-Le-gierung zu wählen.

[0007] Es ist möglich, als Material der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht eine Wismut-Zinn-Legierung zu wählen.

[0008] Möglich ist es auch, als Material der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht eine Wismut-Blei-Legierung zu wählen.

[0009] Die Erfindung gestattet es, durch Anwendung einer elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht, die aus einem Material mit einer feinkörnigen Struktur hergestellt ist, deren Korngrösse sich in Grenzen von 0,5 bis 5 µm bewegt, und die Fähigkeit besitzt, sich mit einer Geschwindigkeit von I0^-I bis I0^-4 mm/min in einem Temperaturbereich von 0,5 bis 0,6 der Schmelztemperatur dieses Materials in °K plastisch zu verformen, die Zuverlässigkeit und Lebensdauer dieses elektrophotographischen Aufzeichnungsträger unter Beachtung der Fähigkeit derartiger Schicht, sich bei grossen plastischen Verformungen nicht zerstören zu lassen, die infolge eines Unterschiedes in den Grössen der linearen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der photoleitenden Schicht und des Materials der stabilisierenden Schicht entstehen, zu vergrössern. Im Ergebnis nimmt der Verbrauch von sehr knappen Aluminiumplatten und teueren photoleitenden Materialien ab. Die Anwendung derartiger stabilisierender Schicht verhindert ein Eindringen von nichtmetallischen Einschlüssen und chemischen Verbindungen in die photoleitende Schicht und erlaubt es damit, die Technologie der Herstellung des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers durch Wegfall galvanochemischer Operationen zur Vorbereitung des Metallsubstrats zu vereinfachen sowie die Arbeitsintensität bei der Entfernung einer abgenutzten photoleitenden Schicht zur Wiederverwendung des Metallsubstrats zu senken.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0010] Die Erfindung soll nachstehend an konkreten Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden, in der ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen elektrophotographischen Aufzeichnungsträger dargestellt ist.
Bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung

[0011] Der elektrophotographische Aufzeichnungsträger ent hält ein Metallsubstrat I, eine auf das Metallsubstrat I aufgebrachte elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht 2, eine auf die elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht 2 aufgetragene und mit dieser elektrisch verbundene photoleitende Schicht 3. Die stabilisierende Schicht 2 ist aus einem Material mit einer feinkörnigen Struktur hergestellt, deren Korngrösse sich in Grenzen von 0,5 bis 5 µm bewegt, und besitzt die Fähigkeit, sich mit einer Geschkindig-keit von I0^-I bis I0^-4 mm/min in einem Temperaturbereich von 0,5 bis 0,6 der Schmelztemperatur dieses Materials in °K plastisch zu verformen.

[0012] Die photoleitende Schicht 3 ist beispielsweise aus mit Sauerstoff dotiertem glasartigem Selen hergestellt, während die stabilisierende Zwischenschicht 2 beispielsweise aus einer Zinn-Blei-Legierung hergestellt ist und in einer hochfesten Verbindung mit der photoleitenden Schicht 3 steht.

[0013] Die in die photoleitende Selenschicht 3 eingebauten Atome der Zinn-Blei-Legierung tragen zur Bildung intermolekularer Querverbindungen bei, was eine hohe Stabilität der photoelektrischen Parameter und eine lange Lebensdauer bei höheren Betriebstemperaturen sowie die Haltbarkeit bei niedrigeren Temperaturen während der Beförderung und Lagerung des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers sichert. Die eutektische Zinn-Blei-Legierung neigt zu keinem Sprödbruch bis auf die Tieftemperaturen. Die Korngrösse der auf das Metallsubstrat aufgetragenen elektrisch leitenden stabilisierenden Schicht aus der eutektsschen Zinn-Blei-Legierung darf nicht 5,0 µm überschreiten. Die feinförnige Struktur muss bei einer Erhitzung auf eine Temperatur von 0,6 der Schmelztemperatur der Zinn-Blei-Legierung in °K aufrecherhalten werden. Die Erwärmung auf diese Temperatur wird erstens für die Entwicklung eines Diffusionsstoffaustausches, zweitens für ein Klettern und eine Drift von Gitterfehlern in die Korngrenzen und drittens für ein Klettern von Versetzungen an den Korngrenzen, bei dessen Fehlen kein Gleiten an diesen Grenzen möglich ist, gefordert.

[0014] Die elektrisch leitende stabilisierende Zwischen-schicht 2 wirkt dem Eindringen der nichtmetallischen Einschlüsse und der chemischen Verbindungen in die photoleitende Schicht 3 entgegen sowie gestattet es, zahlreiche, auf der Oberfläche des Metallsubstrats I vorhandene Kristallisationszentren zu schliessen, weshalb die Stabilität der photoelektrischen Parameter der photoleitenden Schicht erhöht und folglich eine Zuverlässigkeitserhöhung des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers gewährleistet wird.

[0015] Falls es notwendig ist, die abgenutzte oder mechanisch beschädigte photoleitende Schicht 3 zu entfernen, wird der elektrophotographische Aufzeichnungsträger auf eine Solltemperatur erhitzt. Beispielsweise wird der elektrophotographische Aufzeichnungsträger beim Austausch der aus glasartigem Selen erzeugten photoleitenden Schicht 3 auf 353°K erwärmt. Bei derartiger Temperatur werden das Selen sprunghaft erweicht und die physische atomare Verbindung der Komposition gelockert, die die elektrisch leitende stabilisierende Schicht 2 in sich einschliesst, die mit der photoleitenden Schicht 3 fest verbunden ist, worauf die aus den Schichten 2 und 3 bestehende Komposition vom Metallsubstrat I abgetrennt wird. Danach wird das Metallsubstrat I zur Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers wieder verwendet.

[0016] Die zuverlässige Betriebsfähigkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers mit der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht kann wie folgt erklärt werden.

[0017] Die in das Material der photoleitenden Schicht 3 eingebauten Atome des Materials der Legierung der Schicht 2 tragen zur Bildung intermolekularer Querverbindungen bei, was ein zuverlässiges Aneinanderhaften der Schichten 2 und 3 bei niedrigeren Temperaturen (223°K) während der Lagerung und Beförderung sowie bei höheren Temperaturen (3I8°K) während des Betriebes des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers sichert.

[0018] Bei einer erhöhten Temperatur während des Betriebes, die gleich 0,6 der Schmelztemperatur dieses Materials in °K ist, entstehen plastische Verformungen an der Trenngrenze der stabilisierenden und der photoleitenden Schicht 2 bzw. 3 als Folge des Unterschiedes in den Grössen der linearen Ausdehnungskoeffizienten.

[0019] Bei einer erhöhten Temperatur, die 0,5 der Schmelztemperatur dieses Materials in °K während der Beförderung und Lagerung des elektrophotograppischen Aufzeichnungsträgers gleich ist, besitzt das Material der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht mit einer Korngrösse von 0,5 bis 5 µm eine ausreichende plastische Verformung mit einer bezogenen Dehnung von ca. 30%, damit keine Störung der Ganzheit der Komposition aus der photoleitenden und der stabilisierenden Schicht 3 bzw. 2 eintritt.

[0020] Bei einer Geschwindigkeit der plastischen Verformung des Materials der stabilisierenden Schicht 2, die grösser als IO^-I mm/min ist, entsteht ein maximaler Kristallgitterbaufehler an der Trenngrenze der Komposition aus der stabilisierenden und der photoleitenden Schicht 2 bzw. 3, was zu einem Bruch von Atombindungen (Zerstörung) führt und eine Störung der Ganzheit dieser Komposition verursacht sowie einen Ausfall des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers bewirkt.

[0021] Bei einer geringen Geschwindigkeit der plastischen Verformung des Materials der stabilisierenden Schicht, die beispielsweise I0^-4 mm/min gleich ist, tritt kein Bruch der Atombindungen an der Trenngrenze der Komposition aus der stabilisierenden und photoleitenden Schicht 2 bzw. 3 infolge einer plastischen Verformung, die sich durch eine bezogene Dehnung des Materials von ca. 2000% gekennzeichnet wird, ein. Bei derartiger bezogener Dehnung der stabilisierenden Schicht 2 erfolgt keine Zerstörung der Komposition aus der stabilisierenden und der photoleitenden Schicht 2 bzw. 3 an der Trenngrenze dieser Schichten 2 und 3.,

[0022] Das Material der stabilisierenden Schicht 2, das einer plastischen Verformung mit einer Geschwindigkeit von I0^-I mm/min in Temperaturgrenzen von 0,5 bis 0,6 der Schmelztemperatur dieses Materials in °K unterzogen wird, muss eine feinkörnige Struktur mit einer Korngrösse von 0,5 bis 5 µm aufweisen, denn je kleiner die Korngrösse des Materials ist, desto grösser ist seine Zähigkeit und also seine Befähigung zur plastischen Verformung.

[0023] Die Herstellung eines ultrafeinen Kornes ist eine komplizierte Aufgabe. Um die erforderliche Adhäsion der stabilisierenden Schicht 2 gegenüber dem Metallsubstrat I sicherzustellen, wird das Kondensat (Material der stabilisierenden Schicht 2 auf dem Substrat I)bei einer Temperatur von 353°K abgesetzt. Die Keime wachsen zu Inseln zusammen, und bei der genannten Temperatur erfolgt deren Koaleszenz zu Körnern von 0,5 µm Grösse und mehr. Die Herstellung der ultrafeinen Körner ist wegen eines unzureichenden plastischen Fliessens un-zweckmässig. Die Fähigkeit des Materials zur plastischen Verformung, die die erwartete um ein Mehrfaches übertrifft, ist durch ein Gleiten an den Korngrenzen bedingt, das bei einer Bewegung von ungespaltenen Versetzungen in der Ebene der Grenze durch Klettern und Gleiten geschieht. Bei Körnern von über 5 µm Grösse wird ein hoher Widerstand dem Gleiten an den Korngrenzen beobachtet, wodurch das Material der stabilisierenden Schicht 2 die Fähigkeit zu anomalen Verformungen einbüsst.

[0024] Bei Geschwindigkeiten der plastischen Verformung von über I0^-I mm/min herrscht der Verschiebemechanismus vor. Bei Geschwindigkeiten der plastischen Verformung von unter I0^-4 mm/min idt der Grundmechanismus ein Diffusionskriechen, was ebenfalls zu einem Verlust der erhöhten Plastizität des Materials führt. In einem Bereich der Geschwindigkeiten der plastischen Verformung von I0^-I bis I0^-4 mm/min wird das Gleiten an den Korngrenzen zum vorherrschenden Verformungsmechanismus.

[0025] Bei einer hohen Geschwindigkeit der plastischen Verformung werden die Versttzungen vermehrt, aufgehäuft, was zur Verfestigung und zur Verringerung der Plastizität führt, bis die Fähigkeit zur plastischen Verformung vollständig eingebüsst ist. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden folgende Beispiele der konstruktiven Ausführung des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers angeführt.

Beispiel I

[0026] Der elektrophotographische Aufzeichnungsträger für einen Kopier-Vervielfältigungsapparat umfasst ein Metallsubstrat aus einer Aluminiumlegierung, eine elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht aus einer Zinn-Blei-Legierung von 5 µm Dicke mit einer Korngrösse von 3 µm und eine aus Selen erzeugte photoleitende Schicht von 65 µm Dicke und wird bei einer Temperatur von 293°K betrieben, wobei die Verformungsgeschwindigkeit der elektrisch leitenden stabilisieren-den Zwischenschicht gleich I0^-2 mm/min bei einer bezogenen Dehnung dieser Schicht von ca. 2000% ist, wodurch es möglich wird, die Ganzheit der Komposition Selen-Zinn-Blei beizubehalten und dadurch die Zuverlässigkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers unter den genannten Betriebsbedingungen zu sichern.

Beispiel 2

[0027] Der elektrophotographische Aufzeichnungsträger für einen Kopier-Vervielfältigungsapparat umfasst ein Metallsubstrat aus einer Aluminiumlegierung, eine elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht aus einer wismut-Zinn-Legierung von 3 µm Dicke mit einer Korngrösse von 5 µm und eine aus Selen erzeugte photoleitende Schicht von 80 µm Dicke und wird bei einer Temperatur von 3I8°K betrieben, wobei die Verformungsgeschwindigkeit des Materials der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht I0^-I mm/min bei einer bezogenen Dehnung dieser Schicht von 700% beträgt, was es gestattet, die Ganzheit der Komposition Selen-Zinn-Wismut beizubehalten und dadurch die Stabilität der photoelektrischen Parameter und eine erhöhte Betriebs-dauer unter den genannten Betriebsbedingungen für den elektrophotographischen Aufzeichnungsträger zu sichern.

Beispiel 3

[0028] Der elektrophotographische Aufzeichnungsträger für einen Kopier-Vervielfältigungsapparat umfasst ein Metallsubstrat aus einer Aluminiumlegierung, eine elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht aus einer Wismut-Blei-Legierung von 4 µm Dicke mit einer Korngrösse von 0,5 µm und eine aus Selen erzeugte 53 µm dicke photoleitende Schicht und wird bei einer Temperatur von 23°K befördert, wobei die Verformungsgeschwindigkeit der elektrisch leitenden stabilisieren-den Zwischenschicht bei einer bezogenen Dehnung dieser Schicht von 35% I0^-4 mm/min beträgt, wodurch es möglich wird, die Ganzheit der Komposition Selen-Wismut-Blei beizuhalten und damit die Haltbarkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsträgers unter den Beförderungsbedingungen und beieiner Lagerung ohne Abdichtung der Verpackung bei einer Temperatur von 223°K zu gewährleisten.

Gewerbliche Anwendbarkeit

[0029] Die Erfindung kann in der Elektrophotographie, die mit der Produktion von Kopier-Vervielfältigungs-, in der Medizin und der industriellen Defektorskopie verwendeten Elektroröntgenapparaten unmittelbar verbunden ist, in zur Registrierung von Ausgabedaten bei EDVA verwendeten Geräten, in Laser-Aufzeichnungsgeräten zur direkten Herstellung von gedrückten Leiterplatten, in elektrophotographischen Laser-Ausganggeräten - Printern, in Photosatzmaschinen, seismischen 0szillographen, in Anlagen zur Schwessnahtkontrolle, bei der Luftbildaufnahme angewendet werden.

Ansprüche

1. Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger, der ein Metallsubstrat, eine photoleitende Schicht und eine mit dieser elektrisch verbundene elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht, die auf dem Metallsubstrat aufliegt, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende stabilisierende Zwischenschicht (2) aus einem Material mit einer feinkörnigen Struktur ausgeführt ist, deren Korngrösse sich in Grenzen von 0,5 bis 5 µm bewegt, und die Fähigkeit besitzt, sich mit einer Geschwindigkeit von I0^-I bis I0^-4 mm/min in einem Temperaturbereich von 0,5 bis 0,6 der Schmelztemperatur dieses Materials in °K plastisch zu verformen.

2. Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Material der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht (2) eine Zinn-Blei-Legierung dient.

3. Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Material der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht (2) eine Wismut-Zinn-Legierung dient.

4. Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Material der elektrisch leitenden stabilisierenden Zwischenschicht (2) eine Wismut-Blei-Legierung dient.

Zeichnung