DE2336338A1 - Wahlweise positiv oder negativ aufladbare elektrophotographische materialien - Google Patents

Description

Gemäß der Erfindung wird ein elektrcphotographisches

Material, welches wahlweise sowohl positiv als auch negativ aufladbar ist, angegeben, welches aus einer elektrophotographischen Schicht vom Zinkoxidtyp besteht, die als Binder für das Zinkoxid ein copolymerisiertes Acrylharz mit einem Gewicht von 50 bis 95 Gew. 96 des Acrylesters und 1 bis 5 Gew.% einer organischen Säure mit einer mit dem Acrylester copolymerisierbaren Vinylgruppe enthält. Darüber hinaus kann gemäß der Erfindung die elektrophotographische Schicht weiterhin Polystyrol von niedrigem Molekulargewicht enthalten«

Die Erfindung befaßt sich mit de*r Elektrophotographie und betrifft insbesondere ein wahlweise positiv oder negativ

309 88 5/1333 BAD ORIGINAi,

aufladbares elektrophotographisches Material, welches zu jeder beliebigen positiven Ladung oder negativen Ladung durch eine elektrostatische Ladungsstufe bei dem elektrophotcgraphischen Verfahren geladen werden kann.

Zur Erleichterung des Verständnisses der vorliegenden Erfindung wird das technische Gebiet der Erfindung nachfolgend kurz erläutert. Bekanntlich ist das Verfahren zur Erzielung sichtbarer Bilder durch das elektrophotographische Verfahren hauptsächlich aus (1) der elektrostatischen Aufladung einer lichtempfindlichen oder photoleitenden Schicht, (2) der bildweisen Belichtung (Ausbildung von elektrostatischen latenten Bildern) und (3) Entwicklung durch geladene gefärbte Teilchen oder Toner aufgebaut. In der ersten Stufe wird die lichtempfindliche oder photoleitende Schicht zur Bildimg von latenten Bildern als Küster der elektrostatischer. Ladung auf der Oberfläche desselben in der anschließendcn Bildaussetzuiigsstufe aufgeladen. D.h., da das elektrophotographische Material hohe Isoliereigenschaften im Dunkeln besitzt, kann die elektrophotographische Schicht durch geeignete Maßnahmen aufgeladen v/erden. Falls die lichtempfindliche oder photoleitende Schicht des elektrophotographischen Materials nach der einheitlichen Ladung der gesamten Oberfläche der Schicht bildweise an Licht ausgesetzt wird, werden die an Licht ausgesetzten Teile der elektrophotographisehen Schicht leitend und verlieren die elektrostatische Ladung an der Oberfläche dieser Teile, während die Teile der Schicht, die nicht an Licht ausgesetzt wurden, hierauf die elektrostatische Ladung tragen, wodurch ein Muster der elektrostatischen Ladung entsprechend dem belichteten Bereich ausgebildet wird. Dieses Verfahren wird als "Ausbildung des elektrostatischen latenten Bildes" bezeichnet. Dieses elektrostatische latente Bild kann allgemein durch gefärbte feine Teilchen oder Toner mit einer elektrostatischen Ladung entgegengesetzt zur elektrostatischen Ladung auf der lichtempfind.-

BAD ORIGINAL

lichen oder photoleitenden Schicht entwiekelt werden, -wobei die feinen Teilchen oder Toner im Zustand eines Pulvers oder als Dispersion in einer stark isolierenden Flüssigkeit verwendet werden. Falls jedoch eine lichtempfindliche oder photoleitende . Schicht bildweise an Licht im ungeladenen Zustand ausgesetzt wird, wird ein Ladungsmuster entsprechend dem Bild auf der lichtempfindlichen Schicht während der Belichtung odor innerhalb eines kurzen Zeitraumes nach der Belichtung gebildet, jedoch hat dieses Muster keine derartige Lebensdauer wie die ^.-erstehenden elektrostatischen Muster und kann weiterhin nicht durch geladene gefärbte feine Teilchen entwickelt werden. Deshalb ist beim elektrophotographisehen Verfahren die Stufe der Ladung der lichtempfindlichen oder photoleitenden Schichten wichtig und eine unerlässliche Stufe.

Im allgemeinen wird die elektrophotographisehe lichtempfindliche Schicht durch Ausführung einer Koronaentladung mittels einer elektrischen Gleichstroia-Hochsparmungsquelle von 6 000 bis 8 000 Volt zur Ionisierung der umgebenden Luft und Verbindung der ionisierten Luft mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht aufgeladen. Das Aufladungssystem unter Anwendung einer derartigen Gleichstromkoronaentladung kann eine positive Ladung oder eine negative Ladung durch Änderung der Pole der elektrischen Gleichstromquelle erzeugen. Falls jedoch eine übliche elektrophotographische lichtempfindliche Schicht auf eine bestimmte positive und negative Ladung geladen wird, kann die Vervielfältigung gut durchgeführt werden, während, wenn die gleiche elektrophotographische lichtempfindliche Schicht mit der entgegengesetzten Ladung geladen wird, eine Vervielfältigung nicht ausgeführt v/erden kann. Deshalb muß die Ladungseinrichtung zur Erzielung der für die Charakter!stika der elektrophotographisehen Schicht gegebenen elektrostatischen Ladung eingesetzt werden kann. Deshalb muß die Ladungseinrichtung zur Erteilung der bestimmten Polarität der elektrostatischen Ladung, die für das charakteristische Verhalten der verwendeten photographischen Schicht geeignet ist, eingestellt werden.

309885/1333 BAD ORfGiNAL

Beispielsweise wird für eine photoleitende oder lichtempfindliche Platte, die aus amorphen Selen aufgebaut ist und als Xerox (Handelsbezeichnung) bekannt ist, die Ladungseinrichtung zur Lieferung einer positiven Ladung eingestellt, während für eine lichtempfindliche oder photoleitende Schicht, die aus einem Zinkoxid-Harz-Dispersionssystem aufgebaut ist, wie bei Electro-Fax (Warenbezeichnung), die Ladungseinrichtung zur Lieferung einer negativen Ladung eingerichtet ist.

Die Gründe, weshalb die vorstehenden Erscheinungen in der üblichen elektrophotographischen Schicht vorkommen, sind noch nicht geklärt. Jedoch behaupten einige Fachleute, daß die auf einem Photoleiter auszubildende Ladung entsprechend davon gewählt wird, ob der Photoleiter vom P-Typ oder N-Typ ist. D.h., ein Photoleiter vom P-Typ, wobei der Stromträger ein positives Loch ist, wird leicht zu einer positiven Ladung geladen und weiterhin verschwindet die positive Ladung leicht, falls der Photoleiter an Licht ausgesetzt wird. Weiterhin ist ein Photoleiter vom N-Typ, worin der Stromträger aus einem Elektron besteht, für eine negative Ladung eingestellt. Entsprechend dieser Ansicht kann, falls eine lichtempfindliche unter Anwendung ·von Zinkoxid hergestellt Schicht, das einen Photoleiter vom N-Typ darstellt, verwendet wird, das elektrophotographische Verfahren gut im Fall der negativen Aufladung der lichtempfindlichen Schicht ausgeführt werden.

Falls jedoch ein neues elektrophotographisches lichtempfindliches Material, welches sowohl zu einer positiven Ladung als auch zu einer negativen Ladung aufgeladen werden kann, und die elektrophotographischen Verfahren gut ausführen kann, entwickelt wird, werden verschiedene neue Verfahren, die bisher nie erreicht wurden, erzielt. Falls beispielsweise zahlreiche Originale positive und negative Stellen besitzen, können in der gewünschten Weise Vervielfältigungen von Positiv zu Positiv, Positiv zu Negativ, Negativ zu Positiv und Negativ zu Negativ in der gewünschten Weise durch

309885/1333

r 5 -

Anwendung dieser neuen elektrophotographischen Materialien unter Anwendung des gleichen Toners lediglich durch Änderung der Pole der Ladungsvorrichtung erhalten werden. Andererseits muß im Fall einer üblichen elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht, die lediglich zu einer einzigen Ladung aufgeladen werden kann, eine derartige hegativaufladbare lichtempfindliche Schicht aus einem Zinkoxid-Harz-Dispersionssystem aufgebaut sein, ein Toner mit einer positiven Ladung muß zur Erzielung .einer Positiv-Positiv-Vervielfältigung verwendet werden, während ein Toner mit einer negativen Ladung zur Erzielung einer Negativ-Positiv-Vervielfältigung verwendet werden muß. In gleicher Weise muß ein negativ geladener Toner zur Erzielung einer Positiv-Negativ-Vervielfältigung verwendet werden, während ein positiv geladener Toner zur Erzielung einer Negativ-Negativ-Vervielfältigung eingesetzt werden muß. Anders ausgedrückt, muß im üblichen Fall der verwendete Toner geändert werden oder zwei spezifische Ausrüstungen, die jeweils einen positiven Toner und einen negativen Toner enthalten, müssen hergestellt werden. Im Vergleich zu diesen üblichen Fällen können die verschiedenen Arten der Wiedergaben, wie sie vorstehend aufgeführt sind, im Fall der Anwendung der vorstehenden elektrophotographischen Schicht, die wahlweise sowohl zu einer positiven Ladung als auch zu einer negativen Ladung durch einfache Änderung der Schaltung der Gleichstrom-Hochspannungselektrizitätsquelle zur Änderung der Pole geladen werden kann.

Das vorstehende Verfahren wird weiterhin anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, worin

Fig. 1 eine Ansicht, die die Stufe der Herstellung einer Vervielfältigung eines Positives durch Aussetzung an das Lichtbild eines positiven Originales einer negativ geladenen elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht darstellt,

309885/1333

Fig. 2 eine Ansicht, die die Stufe der Erzeugung der Wiedergabe eines Positivs durch Aussetzung des Lichtbildes eines negativen Originals an eine negativ geladene elektrophotographische lichtempfindliche Schicht darstellt, und

Fig. 3 eine Ansicht·, die die Stufe der Herstellung einer Vervielfältigung eines Positives durch Aussetzung an ein Lichtbild eines negativen Originals einer positiv geladenen elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht darstellt,
zeigen.

In Fig. 1 ist somit die Stufe der Erzielung von Wiedergaben eines Positivs aus einem positiven Original gezeigt. Die Oberfläche der elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht 3 wird zunächst einheitlich negativ mittels der Kcronaentladungseinrichtung 2, die mit einer elektrischen Gleichstrom-Kochspannungswelle 1 verbunden ist, in der ersten Stufe geladen. Die auf diese Weise negativ geladene elektrophotographische lichtempfindliche Schicht 6 wird dann an das Lichtbild des positiven Originales 4 erforderlichenfalls durch ,, eine Linse 5, in der zweiten Stufe ausgesetzt, wobei die Teile der Schicht, die an das Licht ausgesetzt sind, die elektrostatische Ladung verlieren und die nichtausgesetzten Teile die Ladung darauf beibehalten, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild einer negativen Ladung auf der Schicht ausgebildet wird. Das elektrophotographische Papier 7 v/ird durch einen positiv geladenen Toner in der dritten Stufe entwickelt, wobei der Toner an das latente Bild durch eine elektrostatische Anziehungskraft angezogen wird, wodurch das entwickelte positive Bild, das in der Endstufe von Fig. 1 gezeigt ist, erhalten wird. Weiterhin bezeichnen die Markierungen - oder + die auf der lichtempfindlichen Schicht getragenen elektrostatischen Ladung und die MaTkierungen e oder « zeigen die Ladungen auf dem Toner an.

309885/1333

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Stufe zur Erzielung einer positiven Wiedergabe aus einem negativen Original.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel zur Anwendung einer üblichen elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht, die die positive Wiedergabe durch eine einpolige Ladung liefern kann, beispielsweise eine negative elektrostatische Ladung im gezeigten Fall. Da die elektrophotographische lichtempfindliche Schicht im gezeigten Fall auf eine negative Ladung anspricht, wird das elektrophotographische Papier 3 negativ wie im Fall der Fig. 1 in der ersten Stufe aufgeladen. Wenn dann das elektrophotographische Papier 6 an ein Lichtbild eines negativen Originals 4, gegebenenfalls durch eine Linse 5, in der zweiton Stufe ausgesetzt wird, verlieren die dem negativen Bild entsprechenden Teile die elektrostatische Ladung, während die Nicht-Bildteile der Schicht, wie in der \ Figur gezeigt, entsprechend den charakteristischen Eigenschaften des Photoleiters beibehalten, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild der Art erhalten wird, wo keine elektrostatische Ladung auf dem Bildteil vorliegt. Dann wird das latente Bild durch einen Toner in der dritten Stufe entwickelt, jedoch muß zur Anziehung des Toners an den Teil, der keine elektrostatische Ladung trägt, ein derartiger Toner, der durch die elektrostatische Ladung an den Nicht-Bildteilen abgewiesen wird, verwendet werden, so daß ein negativ geladener Toner für die Entwicklung eingesetzt wird. Falls das latente Bild durch einen negativ geladenen Toner entwickelt wird, wird der Toner an den Bildteilen angezogen, wie in der abschließenden Stufe der Fig. 2 gezeigtj und liefert das positive Bild.

Andererseits ist in Fig. 3 ein Beispiel der Anwendung der neuen wahlweise sowohl positiv als auch negativ aufladbaren elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht gezeigt. In diesem Fall wird durch Änderung der Pole der elektrischen Gleichstrom-Hochspannungsquelle 1 die Schicht

309885/1333

positiv geladen, wie in der Figur gezeigt. Wenn deshalb die positiv geladene lichtempfindliche Schicht 6^f an das Lichtbild eines negativen Originales 4', gegebenenfalls durch eine Linse 5, ausgesetzt wird, verlieren die dem negativen Bild entsprechenden Teile oder die an Licht ausgesetzten Teile die Ladung, während die Nicht-Bildteile die Ladung hierauf beibehalten und ein latentes Bild bilden. In diesem Fall ist jedoch die Ladung auf den Nicht-Bildteilen eine positive Ladung. D.h., im Fall der Fig. 2 wird ein negativ geladener Toner zur Entwicklung des latenten Bildes unter Lieferung eines positiven Bildes verwendet, während im Fall der Fig. 3 ein positiv geladener Toner zur Entwicklung des latenten Bildes eingesetzt wird. Anders ausgedrückt, wird der gleiche Toner, wie er beim Verfahren der Fig. 1 eingesetzt wird, in diesem Fall verwendet.

Die vorstehend geschilderte Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel für die Anwendung der elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht, die wahlweise zu jeder positiven Ladung und negativen Ladung aufgeladen werden kann, jedoch ergibt sich bereits aus diesem Beispiel, daß die Brauchbarkeit der wahlweise sowohl positiv als auch negativ aufladbaren elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht groß ist.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in den vorstehenden, wahlweise sowohl positiv als auch negativ aufladbaren elektrophotographischen lichtempfindlichen Materialien, die für weite Anwendungszwecke brauchbar sind.

Wie vorstehend ausgeführt, wurde es praktisch als definitiv betrachtet, daß im Fall der Anwendung eines Photoleiters vom P-Typ oder N-Typ es prinzipiell schwierig ist, dem Photoleiter Aufladbarkeiten sowohl für positive Ladung als auch für negative Ladung zu erteilen. Im Rahmen der Erfindung wurde die Möglichkeit zur Erzielung der wahlweisen Aufladbarkeitseigenschaften einer elektrophotographischen licht-

309885/1333

,empfindlichen Schicht einer Zinkoxid-Harz-Dispersion unter Anwendung eines Zinkoxides, welches ein Photoleiter vorn N^Typ ist, untersucht, wobei die Arten der Bindemittel oder Trägerstroff e geändert wurden, und infolge dieser Untersuchungen wurde festgestellt, daß in einigen Fällen ein elektrophötographisches Verfahren sehr gut ausgeführt werden kann, selbst wenn die lichtempfindliche- Schicht positiv geladen ist.

Bekanntlich gibt es zahlreiche Arten von Bindemittelhar·- zen für elektrophotographische' lichtempfindliche Schichten unter Anwendung von Zinkoxid. Historisch wurden die Bindemittel für die elektrophotographischen lichtempfindlichen Schichten auf der Basis der Harze für Anstrichmittel entwickelt und dadurch liegen die als Bindemittel für elektrophotographische Schichten verwendbare Harze im Bereich der Harze für Anstrichmittel. Typijsche Beispiele für derartige Harze sind Siliconharze, verschiedene Polyesterharze unter Einschluß von Alkydharzen, und verschiedene Vinylharze, wie Vinylacetat. Polyacrylat und Polystyrol.

In letzter Zeit wurden jedoch verschiedene Arten von Monomeren leicht verfügbar, so daß Acrylharze häufig als Bindemittel für Zinkoxid angewandt werden. Die für die wahlweise positiv oder negativ aufladbaren elektrophotographischen Materialien gemäß der Erfindung einsetzbaren Bindemittelharze gehören gleichfalls zu den Acrylharzen.

Die Acrylharze umfassen allgemein die durch Polymerisation von Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureester^, Methacrylsäureestern, Derivaten der Ester, Gemischen von Monomeren und Styrol, Styrolderivaten und anderen Monomeren mit polymerisierbaren Vinylgruppen hergestellten Harze.

Die Acrylharze als Bindemittelharze für das Zinkoxid der elektrophotographischen lichtempfindlichen Schichten wurden bisher hinsichtlich der Dispergiereigenschaften des Zinkoxides, der Haftungseigenschaften an den Grundlagen, worauf sie als lichtempfindliche Schichten verwendet werden, der

309885/13 3 3 BAO ORKSfNAL

mechanischen Eigenschaften, der Ladungsbeträge, der Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Schichten, der Feuchtigkeitsbeständigkeit, der Wärmebeständigkeit, der Monomerzusammensetzungen und der Polymerisationsgrade zur Erzielung der gewünschten elektrophotographischen Eigenschaften untersucht. Beispielsweise sind verschiedene Arten von Acrylharzen für diesen Zweck in den japanischen Patentveröffentlichungen 6395/'66, 6392/'.59, 6393/'69, 6394/'69, 17 3ΐ6/·69, 11 636/«71 und 18 116/·71 angegeben. Trotz dieser zahlreichen Untersuchungen der Acrylharze findet sich kein Hinweis der sie als Binder für den Zweck der wahlweisen positiven bzw. negativen Aufladung vorschlägt.

Lediglich in der japanischen Patentveröffentliebung 951 /'70, wo ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeres verwendet wird, und der japanischen Patentveröffentlichung 40 133/70> v/o ein Photoleiter aus der Reihe der Cadmiumverbindungen ver« wendet wird, zeigen die Durchführung der wahlweisen positiven bzw. negativen Aufladung von elektrophotographischen lichtempfindlichen Schichten.

Infolge ausgedehnter Untersuchungen von Acrylharzen und den Beziehungen zwischen Acrylharzen und den in beiden Richtungen aufladbaren Eigenschaften wurde der erfindungsgemäße Sachverhalt festgestellt.

D.h., es würde gefunden, daß die Möglichkeit zur Erzielung der in beiden Richtungen erfolgten Auf ladbarkeit durch den Betrag des Arylesters in den Acrylharzmassen bestimmt wird. Wie vorstehend aufgeführt, war es allgemeine Praxis, Acrylester und Methacrylester als Komponenten von Acrylharzen einzusetzen, d.h. praktisch sämtliche Acrylharze sind hauptsächlich aus diesen Komponenten aufgebaut. Auch wurde das Komponentenverhältnis der Monomeren so gewählt, daß die mechanische Festigkeit, die Widerstände, die Aufladbarkeit der elektrostatischen Ladung und die Empfindlichkeit für die beabsichtigten Zwecke erhalten wurde.

309885/1333

Für die wahlweise positiv bzw. negativ aufladbaren elektrophotographisehen lichtempfindlichen Schichten gemäß der Erfindung beträgt der notwendige Gehalt an Acrylestern 50 bis 95 Gew.96, vorzugsweise 70 bis 90 Gevr.%. Von den verbleibenden 5 bis 50 % der Komponenten bestehen 1 bis 5 Gew.% aus mindestens einem organischen Säuremonomeren, das mit dem Acrylester copolymerisierbar ist, beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Xtaconsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid und Moiioestern der vorstehend aufgeführten zweibasischen Säuren. Die weiteren Komponenten außer den vorstehenden können aus sämtlichen mit den Acrylestern copolymerisierbaren Monomeren bestehen, beispielsweise aus Methacrylsäureestern, beispielsweise Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Butylmethacrylat und dgl., Methacrylesterderivate, beispielsweise Hydroxyäthylmethacrylat, Glycidylmethacrylat und dgl., Styrol, Styrolderlvaten, beispielsweise Methylstyrol, Chlormethylstyröl und dgl. und ähnlichen Materialien.

Als einzusetzende Acrylsäureester seien aufgeführt Äthylacrylat, Propylacrylat und Butylacrylat. Sie können einzeln oder als Kombination verwendet werden. Die Wahl des Acrylsäureester oder der Acrylsäureester wird von den erforderlichen mechanischen Eigenschaften bestimmt.

Wie sich aus den nachfolgenden Beispielen und Vergleichsbeispieleji ergibt, gehen, falls ein Methacrylsäureester anstelle des Acrylsäureesters verwendet wird, die Eigenschaften der wahlweise!! positiven bzw. negativen Auf ladbarkeit verloren.

Als Beispiele für Methacrylsäureester, die als weitere Komponente außer den Acrylsäureester^ im copolymerisierten Acrylharz verwendbar sind, seien aufgeführt, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Propylmethacrylat und Butylmethacrylat, Jeweils mit unterschiedlicher Kettenlänge der Alkylgruppe, sowie¹ Laurylmethacrylat mit einer v/eiteren längeren Ketten-

3 0 9 b 8 5 / ί 3 3 3

länge der Alkylgruppe als im Fall der Methacrylsäureester.Falls Jedoch das Verhältnis des Methacrylsäureesters höher als 50 Gew.# wird, werden hingegen die Eigenschaften der wahlweisen positiven bzw. negativen Ladbarkeit des Harzes erniedrigt.

Nachfolgend wird der Ausdruck "wahlweise positiv bzw. negativ aufladbare Eigenschaft" und dgl. im einzelnen erläutert. Der Ausdruck "v/ahlweise sowohl positiv als auch negativ aufladbar" ist im Rahmen der vorliegenden Beschreibung etwas unterschiedlich von deren Bedeutung, daß eine einfache Aufladung für positive und negative elektrostatische Ladungen vorliegt. Selbstverständlich ist der notwendige Faktor des Ausdruckes, daß er mit positiven und negativen elektrostatischen Ladungen aufladbar ist, jedoch umfaßt der Ausdruck auch die Bedeutung, daß, wenn das Material mit der Eigenschaft zur Ladung für positive und negative elektrostatische Ladungen mit einer positiven oder negativen Ladung aufgeladen wird und durch den Toner nach der bildweisen Belichtung entwickelt wird, es scharfe Bilder ohne Ausbildung von Schleiern ergeben kann. Wie der Fachmann auf diesem Fachgebiet weiß, ist die elektrische charakteristische Potentialkurve einer elektrophotographlschen lichtempfindlichen Schicht eine der Maßnahmen zur Testung der charakteristischen Eigenschaften derselben. Durch die charakteristische Potentialkurve kann das für die Ladung der lichtempfindlichen Schicht und den Abfallzustand des elektrischen Potentials der Schicht, falls die Schicht an Licht ausgesetzt wird, anzuwendende elektrische Potential erhalten werden. Jedoch fallen die aus der charakteristischen Potentialkurve erhältlichen Ergebnisse nicht stets mit den tatsächlichen Eigenschaften der elektrophotographischen Bilder zusammen, die bei der Anwendung eines elektrophotographisehen Verfahrens erhalten werden. Im Fall der Untersuchung der in beiden Richtungen aufladbaren Eigenschaften eines elektrophotographischen lichtempfindlichen oder photoleitenden Materiales wird gerade der vorste-

309885/1333

hende Unterschied der Eigenschaften "bemerkenswert. Falls beispielsweise eine elektrophotographische lichtempfindliche Schicht auf -500 Volt, falls negativ geladen, geladen vrird- und auf +500 Volt, falls positiv geladen wird, aufgeladen wird und die Abfalltendenz bei Lichtaussetzung vollständig gleich in beiden Fällen ist, d.h. die charakteristische Potentialkurve ist in beiden Bereichen von der Null-Potentialgrundlinie symmetrisch, ist es häufig der Fall, daß das bei der Behandlung der elektrophot'ographi sehen lichtempfindlichen Schicht in einem elektrophotographischen Verfahren erhaltene elektrophotographische Bild scharf ist und keinen Schleier· auf den leeren Bereichen hat, falls die Schicht negativ geladen wurde, jedoch matt ist und starken Schleier auf den leeren Bereichen hat, falls die Ladung positiv war. In einem derartigen Fall, wie dem vorstehenden, läßt sich die elektrophotographische lichtempfindliche Schicht nicht als mit sowohl positiv als auch negativ aufladbaren Eigenschaften gemäß der Erfindung bezeichnen, selbst wenn die Schicht negativ oder positiv zu dem gleichen Ladungsbetrag aufgeladen werden kann.

Es kommt bisweilen vor, daß, falls der Gehalt des Methacrylsäureesters innerhalb der vorstehend angegebenen elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht größer wird, der Ladungsbetrag der elektrostatischen Ladung auf der Schicht sowohl im Fall der negativen Ladung als der positiven Ladung größer wird als bei einer elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht, die aus einem Acrylsäureesterharz gemacht wurde, und zwar aufgrund der aus der charakteristischen, elektrischen Potentialkurve erhaltenen Ergebnisse. Jedoch kann in einem derartigen Fall ein elektrophotographisches Bild von guter Quält it ät in gewissem Ausmaß erhalten werden, wenn die Schicht praktisch in einem elektrophotographischen Verfahren im Fall der negativen Ladung der Schicht behandelt wird, während die Bildqualitäten schlecht aufgrund von Mattigkeit des Bildes und der Ausbildung eines starken Schleiers im Fall der

3 09885/1333

positiven Ladung der Schicht färben.

Jedoch ist die Anwendung von Methacrylsäureestern in Rahmen der Erfindung nicht ausgeschlossen. D.h., falls 50 bis 95 % des Acrylsäureester und 1 bis 5 % einer mit dom Acrylsäureester copolymerisierbaren organischen Säure air Komponenten für das Acrylsäurecopolymere, das als elektrophotographische lichtempfindliche oder photoleitende Schicht gemäß der Erfindung verwendet wird, eingesetzt werden, können Methacrylsäureester als Restkomponente für das Copolymere verwendet v/erden, falls keine Verschlechterung der in beiden Richtungen aufladbaren Eigenschaften der lichtempfindlichen Schicht eintreten. Weiterhin können andere Komponenten außer dem Methacrylsäureester, beispielsweise Derivate von Acrylsäureester^, oder Methacrylsäureestern, Styrol und Styrolderivate als Restkomponente für das Acrylsäurecopolymere verwendet werden. Insbesondere bei Anwendung einer; Monomeren mit hohen elektrischen Isoliereigenschaften, wie Styrol als Restkomponente für das Acrylsäurecopolymere der elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht kann die Ladungsaufnahme der negativen oder positiven Ladung erhöht werden und die Dichte des Bildes kann gleichfalls ohne wesentliche Verschlechterung der sowohl positiv als .auch negativ aufladbaren Eigenschaften der Schicht erhöht werden.

Weiterhin wird es im Fall der Erzielung von elektrophotographischen Bildern von ausreichender Bilddichte mittels einer Hochgeschwindigkeitsentwicklungsmaschine innerhalb eines kurzen Entwicklungszeitraumes bevorzugt, als Binder der elektrophotographischen Schicht ein Acrylsäurecopolymerharz, welches ein Polystyrol von niedrigem Molekulargewicht mit einem Molekulargewicht bis zu etwa 5 000 in einer Menge von 10 bis 50 Gev.%_t bezogen auf das Gesamtgewicht des Harzes, zu verwenden, um weiterhin den Betrag der hierauf aufzubringenden Ladung zu steigern. Bei Anwendung eines derartigen Acrylsäu-

aufnahme recopolymerharzes kann der Betrag der Ladungs/ohne Verschlech-

309885/1333

•terung der in beiden Richtungen aufladbaren Eigenschaften der elektrophotographisehen lichtempfindlichen Schicht erhöht werden, wodurph die Bilddichte der elektrophotographischen, hierauf ausgebildeten Bilder erhöht werden kann. Die Anwendung.eines Polystyrols von niedrigem Molekulargewicht in einer Menge oberhalb 50 Gew.$ des Gesamtharzes ist jedoch ungünstig, da in diesem Fall die elektrophotographisehe lichtempfindliche Schicht die Ausbildung von Schleiern auf den blanken Bereichen zeigt, wenn die Schicht positiv geladen wird, so daß sich ungenaue Bilder ergeben. Die Polystyrolmaterialien von niedrigem Molekulargewicht, die erfindungsgemäß einsetzbar sind, umfassen außer Styrolhomopolymeren auch Copolymere von Styrol und geringen Mengen von Acrylraonomeren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureester, Methacrylsäureester und Derivaten derartiger Monomerer.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

In ein Polymerisationsreaktionsgefäß, das mit Rühreinrichtungen ausgestattet war, von 500 ml wurden 60 g Acrylsäureester, 10 g Methacrylsäureester, 26 g Methylmethacrylat, 2 g Methacrylsäure, 2 g Maleinsäureanhydrid und 100 g Xylol eingebracht .und nach Erhöhung der Temperatur des Gemisches auf 8&ΰ wurde 1 g Azobisisobutyronitril zu dem Gemisch zugesetzt, und dann wurde das erhaltene Gemisch unter Rühren während 8 Std. zur Durchführung der Polymerisation erhitzt. Ein Gemisch aus 80 g der auf diese Weise hergestellten Harzlösung, 200 g elektrophotographisches Zinkoxid der Sakai Kagaku K.K., 200 g Xylol und 400 mg Bromphenol-Blau als Farbstoffsensibilisator wurden ausreichend mit Ultraschallwellen vermischt, und das Gemisch auf die Oberfläche eines elektrophotographis.chen Grundpapieres, dessen Oberfläche einer Leitungsbehandlung un-

303885/133 3

- i6 -

terworfen worden war, mittels eines Aufstreichstabes (stabförmiges Aufstreichblatt mit aufgespultem feinen Kupferdraht) in einer Überzugsmenge angegeben als Feststoff, von 25 g/m aufgezogen und getrocknet. Die auf diese Weise hergestellte Probe wurde über Nacht im Dunkeln bei einer Temperatur von 2O⁰C und einer Feuchtigkeit von 60% relativer Feuchtigkeit stehengelassen,und dann wurden die wahlweise positiv und negativ erfolgenden Ladungseigenschaften der Probe in der folgenden Weise untersucht:

(a) Negativaufladungstest: Nach der negativen Aufladung der lichtempfindlichen Schicht der Probe, indem die Schicht der Seite des negativen Pols einer Doppelkoronaentladungseinrichtung, welche mit einer elektrischen Gleichstrorn-Hochpotentialquelle verbunden war, gegenübergestellt worden war, wurde die auf diese Weise geladene lichtempfindliche Schicht an Licht durch ein positives Bildoriginal ausgesetzt und dann mittels eines positiv geladenen flüssigen Toners oder eines sog. positiven Toners entwickelt , wobei ein klares positives Bild ohne Schleier auf den blanken Bereichen erhalten wurde.

(b) Positiv-Ladungstest: Nach positiver Aufladung der lichtempfindlichen Schicht einer Probe, indem die Schicht der Seite des positiven Pols der gleichen Doppelkoronaentladungseinrichtung gegenübergestellt wurde, wurde die auf dieso Weise geladene lichtempfindliche Schicht an Licht durch ein negatives Bildoriginal ausgesetzt und dann unter Anwendung des gleichen Positoners wie im vorstehenden Fall entwickelt, wodurch ein scharfes positives Bild ohne Schleier auf den blanken Bereichen gleichfalls erhalten wurde.

Beispiel 2

Copolymere, die verschiedene Mengen an Äthylacrylat enthielten, wie aus Tabelle I ersichtlich, wurden in der gleichen V/eise wie in Beispiel 1 hergestellt und nach dor Herstellung

309885/ Ί 33 3

der Proben unter Anwendung der Copolymeren in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 vnirden die Proben auf die in beiden Richtungen erfolgten Ladungseigensehaften untersucht; die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

309885/1333

Tabelle I

Probe

Monomerzusammensetzung Gew.%

Äthylacrylat . Butylmethacrylat Methylmethacrylat Methacrylsäure Maleinsäureanhydrid

35

35

26

50

20

26

70 0

26 2 2

95

' 0 0

2.5 2,5

Testergebnisse Negativ-Ladungseigenschaften

ohne Schleier

gute Bild« qualtität

hohe · Dichte

ohne
Schleier

gute Bildqualität

hohe
Dichte

ohne
Schleier

ohne
Schleier

.ohne Schleier

ohne . Schleier

gute Bild- gute Bildqualität qualität

Testergebnis Positiv-Ladungseigenschaften

Bild

nicht entzifferbar

Bild

schwierig entzifferbar

geringfügig
niedrigere Dichte
als in den
Proben
1 u. 1

starker
Schleier,

Unscharfe
des Bildes

Dichte etwa gleich
wie bei
Probe 3

geringfügiger
Schleier,
Bild entzifferbar

gute Bild- gute Bildqualität qualität

Dichte ge- Dichte nied-

ringfügig rig

niedriger

als in den

Proben

3 u. 4

kein kein Schleier, Schleier,

Bildquali- Bildqualität gut tat gut, niedrige Dichte

co cn

CO CO OO

Aus den in der vorstehenden Tabelle aufgeführten Ergebnissen zeigt sich das folgende: Beim Negativ-Ladungseigenschaftentest konnte das jelektrophotographisch gebildete Bild leicht gelesen werden, selbst wenn der Anteil an Äthylacrylat erhöht wurde, jedoch zeigte die Bilddichte einen allmählichen Abfall, wenn der Anteil an Äthylacrylat erhöht wurds. Andererseits konnte beim Positiv-Ladungseigenschaftsteet das elektrophotographische Bild gelesen werden, wenn der Anteil an Äthylacrylat mehr als 50 Gew.% war, während, falls das Ver hältnis von Äthylacrylat niedriger als 50 Gew.% lag, das Bild matt wurde, und die Ausbildung von Schleiern auf den blanken Bereichen zunahm, so daß das Bild unentzifferbar wurde.-

Beispiel ff

Sechs Arten von Copolymeren wurden unter Anwendung von Methylacrylat oder Butylacrylat anstelle von Äthylacrylat als Monomerkomponente der Copolymeren von Beispiel 2 hergestellt, und der gleiche Test wie in Beispiel 2 wurde mit den unter Anwendung der Copolymeren als Binder hergestellten Proben ausgeführt. Aus den ¥erten zeigte es sich, daß die Proben praktisch die gleiche Neigung wie im Fall der Anwendung vcn Äthylacrylat zeigen, d.h., wenn das Verhältnis der Acryls.üureesterkomponente höher als 50 Gew.% war, zeigte die Probe gute Positivladungseigenschaften, während, wenn das Verhältnis des Acrylsäureester niedriger als 50 Gew.% war, die Positivladungseigenschaften der Proben verringert wurden.

Beispiel 4

Eine Reihe von Copolymeren mit den Monomerzusammensetzungen wie in Tabelle II, d.h. Copolymere mit verschiedenen Verhältnissen an Styrol, wurden hergestellt und das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 unter Anwendung der Copolymeren als Binder für die elektrophotographischen lichtempfindlichen

30 9 885/ ι 333

Schichten angewandt.

	Tabelle	II	Probe 9	Probe 10
Monomerkompo-	Probe 7	Probe 8
nente(Gew.%)			70	70
Äthylacrylat	70	70	11	6
Methylacrylat	21	16	15	20
Styrol	5	10	2	2
Methacrylsäure	2	2	2	2
Maleinsäureanhydrid	2	2

Aus den Werten zeigt es sich, daß die Bilddichte höher als bei der Probe 2 in Beispiel 2 war, ohne daß die sowohl positiv als auch negativ erfolgten Ladungseigenschaften der Proben verschlechtert wurden und die Bilddichte entsprechend zunahm, wie das Verhältnis des Styrole erhöht wurde.

Beispiel 5

Ein Harz mit der gleichen Zusammensetzung wie bei Probe 10 von Beispiel 4 wurde mit einem Polystyrol von niedrigem Molekulargewicht Picolastic C-100 (Bezeichnung der Esso Research and Engineering Co.) in den Tabelle III angegebenen, auf das Gewicht bezogenen Mischverhältnissen vermischt und Proben unter Anwendung des erhaltenen Gemisches als Binder für die elektrophotographisehen lichtempfindlichen Schichten derselben hergestellt; die Ergebnisse sind gleichfalls in der Tabelle enthalten.

309885/1333

Probe

12

Tabelle III
13

14

15

16

Harz nach Probe 1j

Picolastic C-100

10/0

8/2

6/4

4/6

2/8

0/10

Test

Negativ-Ladungseigenschaften

O CD OC

Bild scharf Bild scharf Bild scharf Bild Bild Bild schwach Dichte üb- Dichte hö- Dichte hö- scharf, ■ schwach un- unscharf, lieh her als bei her als bei Dichte ge4scharf, Dichte nied-Probe 11 Probe 12 ringfü- Eichte rig

gig höher hoch

als bei

Probe 12

Test

Positiv-Ladungseigenschaften

Bild scharf Bild scharf Bild scharf Schleier starker

Dichte nor- Dichte hö- Dichte hö- gebildet, Schleier,

mal her als bei her als bei Bild ge- Bild un-i

Probe 11 Probe 12 ringfü- scharf,

gig unscharf

Bild unscharf,
Dichte niedrig

OJ CD OJ OJ OO

Es ergibt sich aus diesen Werten, daß bei Erhöhung des Mischverhältnisses des Polystyrols von niedrigem Molekulargewicht die Bilddichte zunahm, wahrend, falls der Gehalt des Polystyrols von niedrigem Molekulargewicht höher als 50 Gew.% wurde, Schleier auf den blanken Bereichen beim Positiv-Ladungseigenschaftste,st gebildet wurden und das Bild matt wurde.

Beispiel 6

Das gleiche Verfahren-wie in Beispiel 5 wurde angewandt unter Anwendung von handelsüblichen Polystyrolen von niedrigem Molekulargewicht, nämlich Picolastic A-75, Picolastic D-100 und Picolastic D-125 (Produkte der Esso Research and Engineering Co.) oder Himer ST-75, Himer ST-95, Himer ST-120 und Himer SU-120 (Produkte der Sanyo Kasei K.K.) anstelle von Picolastic C-100. Die Ergebnisse waren praktisch gleich wie in Beispiel 5.

309885/1333

Claims (6)

1./ Wahlweise sowohl positiv als auch negativ auf ladbare elektrophotographische lichtempfindliche Materialien mit einer elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht vom Zinkoxidtyp, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Binder für die Schicht ein Acrylsäurecopolymerharz mit einem Gehalt von 50 bis 95 Gew.#> eines Acrylsäureesters und 1 bis 5 Gew.% einer organischen Saure mit einer mit dem Acrylester copolymerisierbaren Vinyl·» gruppe enthält.

2. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 1, da.durch gekennzeichnet, daß der Acrylsäureester aus Methylacrylat, Äthylacrylat oder Butylacrylat besteht.

3. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß. die organische Säure aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid oder Monoestern dieser Säuren bestehen.

4. Wahlweise sowohl positiv als auch negativ aufladbares elektrophotographisches lichtempfindliches Material mit einer elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht vom Zinkoxidtyp, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Binder für die Schicht ein Gemisch aus einem Acrylsäurecopolymerharz, welches 50 bis 95 Gew. 26 eines Acrylsäureesters und 1 bis 5 Gew.?6 einer organischen Säure

309885/13 33

enthält, und eines Polystyrols von niedrigem Molekulargewicht mit einem Molekulargewicht von weniger als 5 000 in einem Verhältnis von 10 bis 50 Gew.%, bezogen auf das Gesaratgewicht des Harzes, enthält.

5. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Acrylsäureester aus Methylacrylat, Äthylacrylat oder Butylacrylat besteht.

6. Elektrophotographisches lichtempfindliches Material nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die organische Säure aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid oder dem Monoester der mehrbasischen Säuron hiervon besteht.

3 0 9 8 8 5/1333