DE1497054A1

DE1497054A1 - Verfahren zur Herstellung eines elektrostatischen Ladungsmusters

Info

Publication number: DE1497054A1
Application number: DE19631497054
Authority: DE
Inventors: Lester Corrsin
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1962-04-02
Filing date: 1963-03-28
Publication date: 1969-05-08
Also published as: NL139212B; GB1088473A; US3288603A; GB1049871A; DE1497054C3; BE630478A; LU43461A1; DK116787B; NL291000A; DE1497201A1; GB1049872A; SE313998B; DE1497054B2; CH450173A; LU17923A1; US3151982A; DE1497201B2

Description

Die Erfindung bezieht eich auf xerographisohe strahlungo«» empfindliche Aufzoichnungenedien, auf ihre Benutzung und ihre Herstellung« In der χerographischen Technik ist es bekannt, ein etrahlungeempfindlichee Aufzeichnungsmedium zu verv/enden, daa eine fotoleitende Isoliers'boffechicht aufweist, welche auf einer relativ leitenden Unterlage aufgebracht istρ B_ei Ven/endung eines solchen Mediums au Aufzeichnungszwecken wird die fotoleitende Isolierstoff·· schicht genaitiviert, indem man auf sie unter Ausschluß von Strahlung eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf»

bringt« Dann wird dl· Isolierstoffbeschichtung mit einsn Muster aktivierender Strahlung belichtet, so daß auf der Oberfläche der Schicht ein latentes elektrostatisches Bild durch selektiven Abfluß der Ladung zu der Unterlage entsteht« Das latente Bild wird sichtbar gemacht, indent

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«« «it tthr ftint* tlekf.rot»kopiftoh#m Pulver ttttrtut wird; iitnte lulvtr kann auf At« rtdUB fixiert wtnltft odtr .nuf tint urtitkatitatftMtebtrnfieltt lifctrtrae·* tad auf ditstr fiaitrt «trdtn»

DIt Dlttotr bekannten fotoleittndtn H#«chtofetunetn tied rtlfttlv «titut <M btd«n«tt, d«0 dlt bebtotdtutr dtr häufig «itdtrsavtrwtaltadtn Mtdltn in wvttaUiohtn durch «•ohanitehe Blmirlnne tuf di« Btttiiiebtung WntiMi« itt.

dtr Erfindung itt te» «in wltw

mam*im, i» folßtndtB kiirs «le Plattt ktstielHwt_t svgtttn, 4m ia tint» xtroffnipbitebtB VtrfohrtB Btettrtt ltitttt.

Dit Brfimtnn^ gtht tob der FtettttXXasse »wit dafi »tro-PXattta sue ae tioä bekanattn fotoltlttndto dadurch bergtettUt %itrdtn k9nata_t dal «an dittt in fain vnttrttilttr Vom »it tiata OlatfluO vtraisoht und dta GlnenuS auf tint ltittndt Uattrlaft auftelailett to d«Q sich auf dittcr tint cltiehmKfiie· Schi oh t dtr fotoleitend·« Partikel, tiaßtb«tt«t in tint· ölattolndtaitttl, bildet.

Bit Auflagta odtr Unterlagen eur Htrattlluag dtr xtreeraphitehtn Bindeeitttlplattta aaoh dtr Brfinduag Utftra

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BAD ORf^iNAL

den körperlich festen Träger für die fotoleitende Isolter«toffschichtο Sie wirken ferner als elektrische Erdung und gestatten, daS die fotoleitende Schicht in der Dunkelheit eine elektrostatische Ladung anninmt und dad diese Ladung abgeleitet wird venn sie belichtet wird. Für die Unterlagen können die vielfachsten Materialien ▼erwendet werden, beispielsweise Metallunterlagen aus Aluminium, Messing, nichtrostendem Stahl, Kupfer, Nickel, Zink, USW₄ leitend beschichtetes Glas,wie etwa zinn- oder indluraoxydbeschichtetes Ctlas, aluminiumbeschichtetes Glas, usw.; unter gewissen Umständen, wie etwa bei höheren Temperaturen, haben auch gewöhnliche Glasplatten einen hinreichend geringen Widerstand, um als Erdung zu wirken* Ein Unterlagsraaterial kann, um als Erdung im Rahmen der

Erfindung su wirken, einen überraschend hohen Widerstand

6 8

haben wie etwa 10 oder 10 Ohm-cm. DaB Material muß jedoch den Temperaturen widerstehen können, die sum Aufschmelzen des Glasflusses benötigt werden»

Die fotoleitenden Materialien, die im Rahmen der Erfindung verwendbar sind, sind u. a. diejenigen, die auch bisher zur Herstellung xeroßraphlscher Bindeft>Ia«en verwendet wurden* Einige dieser Materialien sind in der US-Patentanmeldung Ser. Hr. 668 165 beschrieben., Allgemein wird, wie in dieser Patentanmeldung angeführt, ein Material ala geeigneter Fotoleiter angesehen, wenn se im Dunkeln

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^BA0

- I ■

«inen Widerstand oberhalb ttwa 10^ Ohn-es hat, aber einen niederen Widerstand, wenn es belichtet wird. Allgemein haben fotoleitende Materialien Elektronen in nicht-leitenden EnergiesustUnden (is Valeni-h^nd), die durch Belichtung aktivierbar sind und dadurch in einen anderen Energiesustand (in das Leitfähißkeitsbnnd) überführt werden können·« Im Iieitftthigkeltsband iet eine elektrische Ladung frei« ua unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes in der Größenordnung Ton wenigstens 10* Volt/cm o Allgemein soll der susaniaengeeetste Wider»

stand der fotoleitenden Materialien in dem Bindemittel im Hahnen der Erfindung la Dunkeln wenigstens I0¹² Ohm-om betragen. Materialieiii die sieh in xerographisohen Bindemittelplatten als geeignet erwiesen« sind u.q, Kalisiuinstrontiuasulfid» Zinksulfid» Einkoxyd, Zinkselenid, K&dnitikseieni&t Queeksllwreulfid, Antioonsulfid, Arsen-Sulfidi Bleioxid, Oalliumselenid, Indiueeulfid, Arsenselenid, Queekeilberoxjrd, Wiandioxyd, iinktitanat, Zink-

Einksilikat, Xotblei, usw.

Eine besonders bevoreugte Klasse fotoleitender Verbindungen sind dit ttetftllionen enthaltenden anor^nnischea Verbindungen« die Phosphors genemit werden« Der Ausdruck "Phosphors* uaf&fit hier nicht nur diejenigen Metallionen enthaltenden anorganischen Verbindungen, die von Haus aus

- 5 · 909819/OdSO

BADORlQfNAL

ι no / υ υτ

lumtnleaierend sind« sender* sjteh diejenigen· die dvreh besondere forateUumgemetnodsn loninissisrsad t, werde* können, also etwa durch Dotieren «st*» Allgemein sollen diese yhospmore ffotolumlnlsslerend sein, nenn sis mit Photonen Geringer Knsrgis belichtet wsrdsa» also etwa mit eiohtbarem llaht oder mit ultraviolettem Xdoht.

Schleohtbin sind mit "Phosphors* alle Stof* «seelehnet,

die in irgendeiner Velee nmr Imminissetts getenoht «erden können· Xnminissens is« nicht als solohs la Rahmen der |

Srfindttag vuttsehenatfsrt oder wichtig. Sie 1st |sdoeh

faÄuf ig eins Begleiterscheinung der

Besonders geeignete Materialien eint dotierte

von Sink und Kadmium, vorsmgiieise die Sttlfiäs und Selenide dieser Weteile, entweder in Misohfoss) der Sulfids und

Selenide von Sink und/oder Kadmium als gsKlsohtss Sink· Kadmittm-Sulfid oder *6elenid» aber aneh die Chnleogenidt

tür eich allein.

Geeignete fotoleitende Materialien sind aus den versohle· deneten Quellen verfügbar· HÄufiß werden eie ala Pignente» Fotoleiter oder Phosphore verkauft. Sin geelgnetee 2ink· oxydmaterinl let beleoielswelse von der Firm We* Jersey Zinc Company unter dem Hamen Florence Oreen Seal Ho· 8 erhältlich. Geeignete Kad:«ittmeulfId-Fotoleitor sind von der Radio Corporation of America unter dee Samen F-210J

• · β -

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bad

iiad 9-2111 erhältlich. Ein geeignetes lualniesierendee Luaeulfld ist tor der General Bleotris Coapany

unter des NaMn «Typ 11β-β~2" erhältlich and von der Firne Sylvonia Electric Products. Die·« Materialien sind in der Kegel alt einen Aktivator dotiert «ie «torn mit Kupfer oder Silber; ferner iet ein Xo-Aktlvator vie etwa Chlor beigegeben, im aaslanle fotoei^findliohkeit su erreicnen· Sind geeignet dotierte Materialien nioht Terftigbar_t so kunnen ele dadurch nergeetellt werden, daß Aktivator*η in dme Grundmaterial unter hoher Tenperatur und unter VfOnrcm eindiffundiert werden oder in einen hydrothemisohen ?roae«e bei hoher Tenperatur und Druck. Geeignete Itotlerungeverfahren sind in der US-Patentschrift t 876 302 und in der ICA Review tob !Sirs 1959 beschrieben.

KadaiUMulfoeelenlde sind nUtsllohe Materialien in Rahaen tw vorliegenden Erfindung· Sie Jtönnen gekauft oder eigens hergestellt *φτΛ·ά. Kin helles, orangerotee Plgnent ?-14854 oder ein Jcietatiienbraunee Pigment ?-14857, die von der Ferro Corporation geliefert werden, sind sehr geeignet. Sie sind als KodniUBOxydfarben in der Eraaillierteohnik bekannt) tateHohlloh handelt es sieh aber um Xadaiuaeulfoeelenide. nie enthalten beträchtliche »engen einer glasigen Phase» die u. a. au» Al₃O₅ und BiO₂ gebildet ist. Siese susütsliehen Beetandteil· sind »ehr

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BAD0RK31NAL

vorteilhaft als schädigend, da al· die Verträglichkeit des Pigments »it glasigen Bindemitteln verbessern. Kaditiumsulfoselenlde ktfnnen auch dadurch hergestellt werden, daß man Amenta» 3?len mit !Cadmiumsulfid reagieren IaOt oder Indern nan Schwefel und Selen mit Od CO₅ reagieren läßt ο BeTOTRuet wird eine Mischung von etwa 4 Dellen Kädmiumsulfld auf ein Teil Selen in einen Glasbehälter eingeschmolzen, der eine sehr kleine Entlüftungsöffnung hat, und auf etwa 480⁰C erhitst« Ferner wird be- a vorsugt eine Mischung von fein unterteiltem CdS und CdBe j in Anwesenheit eines kleinen Frosentsatzes von Kadmiurachl;rid als Flußmittel gesintert« _;

Allgemein kann Jede glasbildende Mischung mit geeignet niederem Schmelspunkt verwendet werden· Ein SchmelepunXt 1st dann geeignet niedrig, wenn 1>el ihn der Fotoleiter nicht su rasch oder überhaupt nicht mit der Unterlage«· plntte in unerwünschter Welse reagiert oder sich in dieser löstο Die glasbildende Nlsohung soll ferner keine ' die LuminiseenR löschenden Metallionen enthalten« Die glasbildende Mischung soll fällig sein, eine oberflächenblanke Schicht su bilden, die eine elektrostatische Ladung aufnehmen und festhalten kann. Die Olasbindemittel sollen vorzugsweise frei von schweren Metallionen sein, die mit den Fotoleiter reagieren können und Anlaß su unerwünschten Verunreinigungen oder Verunrelnigungs-

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MAtr«& fftbt«· «it «int su «ctetle Bandlttelcc bilden 31t «eUeÄ bei einer se si««r£ft& Teaperatttr vie

:soXicreio»ase*B?>& haben etls.

Allgemein Bind drei Arten von Oxyden geeignet, um Frittungen su machen» saure, basische und neutrale oder anphotere. Bit sauren Oxyde, hauptsächlich SiO₂ und PgOc, bilden Yernetsungen und steigern die Täskosltut und den Schmelzpunkt, wenn sie in tu starke* Made vorhanden sind« Weniger saure oder neutrale Oxyde wie BgO., SbgO« und AegO« steigern nicht die Viskoeitfit und den Schmelzpunkt, tateHchlich erniedrigt BgO, sogar die Viekositfit, Die basischen Oxyde wie Na₂O, CaO, K₂O, MgO* DaO, PbO, ZnO und OdO begrenzen diefefetsung und erniedrigen die Viskosität und den Schmelzpunkt, indem sie die ßlaeverneteunß durch8*erekÖbrücken abbrachen oder einachrUnken. ZnO macht auch Frit te mit Kadmiuraeulfoselenidpigmenten verträglich. Fluoride sind besonder⁹ saure Bestandteile, die su einer ViskositHtserniedrigung führen. Kieselerde, das an wenigsten lusliche die höchste Viskcsitlit und den höchsten Erv/ Werden der Kieselerde die genannten basischen Oxyde hin- «ugegeben, so wird die Schnalsviskositiit erniedrigt* aber auch die chenisuhe Trägheit·

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BAD ORIGINAL

Die Hauptkriterien alrtea geeigneten Frit to a^m Einbetten von Fotoleitern zur Herstellung «insr xsroßraphischen Platte eind niedrige Schmelztemperatur sw Erzeugung von Sshmeisbarkeit und chemische TrHgheit bö6Ugllf& Bildung vergiftender Nebenprodukte durch Reaktion, »it dem Fotoleiter, Diejenigen Oxyde, diemBietetenau niedriger iichmeletemperatur beitragen»sind B₂O* und PbOo Natrium- und Kaliumoxyd haben die gleichen Sireneehaften, dürfen Jedoch nur in geringen Mengen verwendet werden, um eine Löslichkeit in l/aaser zu verhüten* Fluoride erniedrigen auch die Schmelztemperatur, machen jedooh Kieselerde und Boroxyd flüchtige Kalziunoxyd und besonders Zinkoxyd und Kadmiumoxyd erniedrigen den Schmelzpunkt au eineis ge« wissen Grade. Antimon- und Arsenoxyd erniedrigen «tuch den Schmelzpunkte Ein typischer Fritt besteht aus etwa 50 bis T5f Hol einer Verbindung aus BgO* und SiOg und zun Heat aus den genannten basischen Oxyden» Im allgemeinen neigen diejenigen Metalle, die sohwarae Sulfide bilden, zur Vergiftung des Fotoleiters. Im Falle von Bleioxyd jedoch und im Falle von Eisen, Nickel und ähnlichen Ionon, kann dieser Vergiftungseffekt in einem Sulfidfotoleiter durch Zugabe -?en Xinkoxyd oder vorzugsweise Kadraiuraoxyd vermieden werden* das die Bildung von Bleisulfid aus dem Kadmiumsulfid und dem Bleioxyd oder-fcorat durch Umkehr dea Gleichgewichts in großem Umfange verhütet

Andere Metalloxyde, wie sie üblicherweise in Glasansfttzen

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ORfGfNAL INSPECTED

- iO -

benuts&t werden, besonders in MatrixglaaaneätJsen,wie Lithiumoxyd, Alirainiuraoxydj fitanoxyd, usw. können, wenigetene in geringen Mengen, vorliegen. Obwohl die Slase im vorangehenden in Fora ihrer Qxydzusaramensetzung betrachten wurden, so können doch auch niedrig sehraelaende glasbildende Sulfide wi® etwa Arsensulfid, Antimonsulfid, uswo benutzt werden»

Typische Zusammensetzungen von fritten» die zur Herstellung der Glaebindemittelplatten naoh der Erfindung als Bindemittel nützlich sind, haben folgende Ztasanmensetzung (alle Zahlen geben Hol-Prosenteätee an)5

TABELLE I

^B2°3 SiO₂ OaO

ZnO

CdO

PbO

Na₂^ K₂O Li₂O NaP

Sb₂O₃

0 - 50; 0 - 50!

40 - 75 zusammen

10-35 susannien 0-20 zusammen

0-10

C - 5

0-10

0-3

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ORIGINAL INSPECTED

-Xl-

BIe angegebenen Cremen einrt nicht als «tarr anmueehen, vie dies Aea Facfreann bekannt let. Yon Hchonebarger ist ein Glasbindemittel beeohriebert worden, das »ur Herstsllung xeroeraphisoher Flatten geeignet ist, jedoch auSer« halb des in Tabelle Z angegebenen Bereiches liegt» Die angegebenen Bereiche geben jedoch genaue Richtlinien »ur Herstellung brauchbarer QlasbindeMittel«

Eine typische Verbindung innerhalb dieses Bereiche« ä

und für die Strecke der Erfindung brauchbar ist beispielsweise die folgendet

TABELLE II

f Borsäure 20

OftO 13

ZnO 21

Dehydratlsiertes Borax
(Ia₂B₄O₄)

Hatriuaorthoeilikat

lötfähige UlK-

• die ia wesentlichen gans aus Bleiborat bestehen, *ur Heretellung xerographisober Bindeaittelplatten geeignet sind» Abgesehen τοη den bekannten schädigenden Effekten '

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BAD

,oder 3older-01ä,ser

des Bleie, kttnaen solche lötffihigen Oläsex/benutat v/erden, wenn eie hinreichend trhitat werden, um dna fotoleitende Pigment au binden, Jedoch uneur»io>ieml_f um das Bleiborat zu Keramik au entglasen (devitrifizieren)«

Handelsübliche Pritte, die eur Herstellung xerographiacher Binderaittelplatten nach der Erfindung geeignet sind, sind u. &.' Corning Kr. 110-2, ein wärraehartendee, Solder-01a·, Corning 1970 und 1971 E*L«, die beide elektroluminiseente Phosphore enthalten, die in 01a» eingebettet sind, alle drei von der Corning Glass Co. erhältlich, Dupont J-232 und K-845, beide als PorBellan-emaille-Pritte für Aluminium vorgesehen, Harshaw fluxes Ad 850, 862 und 831, alle drei ale Emailleglaee für aiassubstrate vorgesehen und von der Harshaw Ohcraical Company erhältlich, Al-8, eine Glaeemaille, die für Aluminium-Unterlagenvorgesehen ist und von der Ferro Corporation erhältlich ist· Bas letztgenannte Material wird rot pigmentiert geliefert, aber auch in heller, unpigraentierter Form, Das letztgenannte Material wurde spektroskopisch und chemisch analysiert; die Ergebnisse sind unten in Tabelle III zusammengestellt.» Die spektrogra phi sehe Analyse erfolgte nicht untacGrundlegung von Massenstandards, so daß die chemieehe Analysis sicherer ist. Es soll beachtet werden, daß dns Material J-232 nicht überbrannt wird. Sein Widerstand wird nßnlich dann geringer und es hfilt eine

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Ladung, die durch eine JCoronabeladung aufgebracht wird, dann nicht fest. Hält das Glas ein· Ladung nicht fest, so ist 80 sur Herstellung xerographifioher Platten ungeeignet.

TABELLE III

Oxyd	3 oektralanalyse	Chemische Anatose
SiO	Hauptanteil	28,60
Al₂O₃	0,10	-
PW)	5,0	3,12
ZnO	2,5	0,56
CdO	0,50	7,05
TeO₂	0,01
P₂O₅	1,0	3,28
Pe₂O₅	0,04
ViO₂	10,0	1,55
Sb₂O₃	0,5
Cr₂O₃	0,001
B₂O₅	2,0	6,32
NA₂O	15,0	21,85 ·
K₅O	2,0	19,90
Li₂O	5,0	5,40
M-O	O₁OOl
MnO	0,001
SnO₉	0,5
Bi₂O₃	0,003

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U97054

	TABRLEE III
	(Portsetzimg)
Oxyd	Spektralanalyse
HoO	0,002
T₂Oj	0,001
GmO	0,001
ZnO₂	0,01
SrO	0,2
CaO	0,1
CO,	2,8

Chemische Analyse

Insbesondere wenn die fotoleitende Isolierstoffschicht siemlich dick sein soll, 1st es wünschenswert, daü die Hitze-Ausdehnungskoeffizienten des Trägers und der Schicht in der gleichen Größenordnung liegen» Biese Bedingung wird in der Regel erfüllt, indem handelsübliche Tritte von der Art des Unterlagswiterials verwendet v/erden, für das diese dritte vorgesehen sind., Handelsübliche Pritts für Aluminium haben Ausdehnungskoeffizienten, die der 6000-Serie Von Aluminiumlegierungen nahezu angepaßt sind, insbesondere der Serie 6061-8.

Da« Glasbindemittel soll in Bezug zu dem Fotoleiter .so Ausgewählt werden, daß der Schmelzpunkt das Bindemittels niedriger ist als der Schmelzpunkt dea Potoleiters und auch des ßrundmaterialso Die maximale Schmelztemperatur_s

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BAD ORIGINAL ^ä

I ι

' die für die Bindemittel sueelaesea werden kann, ändert •leb also von fotoleiter sa Fotoleiter. Ie Falle von Sulfiden und/oder Seleniden de· Sinki und/oder Kadmium· darf da· Glasbindemittel feeinen hSneren Sehaelspunkt halten al· etwa 720°0 (1300⁰P), vorsugawelse nicht höher al· etwa 67O⁰C (1200⁰F)* Frltt·, die auf Aluminium oder Glas verwendet werden sollen, haben in der Regel niedrigere Schneiepunkte ale diejenigen, die auf anderen Metallen verwendet werden «eilen.

Bit relativen Anteile von Bindemittel und Fotoleiter sind besonder· sorgfältig auszuwählen und bestimmen die Brauchbarkeit und die Handhabung der Platten im aterographiachen Verfahren· Der Fotoleiter soll nioht mehr

, einnehngg/

ale etwa 60-Gew.«-ffc des Gesamtgewichte s^ vorzugsweise etwa 10 bin 45-Qew.^·. Da· ateht in bemerkenswerten Kontrast im den bekannten elektroluniniesenton Zellen und Potoeellen, die bei diesen hohen Bindeialttel-PlgmentafangenverhliltniMen praktisch unbrauchbar sind» E_n wird angenonaen, daß das hohe Bindenittel-Pigraent-Jieneeiiverhältnia der kritische Faktor 1st« der einen Blookierun&ekontakt swioohen d«n fotoleitenden Partikeln und der &©r elektrisch leitenden Unterlageplatte hervorruft. Ein solcher Blockierungskontakt dürfte für die Brauchbarkeit einer xerograpthisohen flatte dieser Art wesentlich sein. Ein niedriges Bindemittel-Potolelter-HengenverhSltnis

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BAD

offensichtlich einen zu engen Kontakt «wischen den Partikeln und der Unterlage, eo daß ein ohmscher Kontakt, ein Iniektionskontakt, entsteht« Unabhängig von dieser Theorie erwies eich* daß die oben genannten Mengenanteile besonders günstig sind, um eine gut arbeiten» de xerographisohe Platte eu erhalten, die in einem hinreichenden Maße Oberflächenatrfladung festhält und abfließen läßt.

Die Dicke der fotoleitenden Isollerstoffaohiehten ist in Rahmen der Erfindung nicht kritische Sie kann swisohen etwa 10 bis 200 Mikron liegen* vorzugsweise jswisehen 20 bis 150 Mikron ο Die fotoleitenden Isolieretoffschichten nach der Erfindung sind dadurch ausgezeichnet, daß sie außerordentlich verschleißfest sind»

Bei den niedrigen Blndemltte3rHgmentKengenverhältni8Ben_f die für serographioent Platten geeignet sind, können die Oberflächen der Platten ein mattes Aussehen haben* Um eine glänzende Oberfläche au erhalten, kann es daher zweckmäßig sein« die Oberfläche der Platte entweder mit einer Schiebt eines klaren Glasbindemittels zu versehen oder mit einer Schicht eines Glasbindemittels,in dem sich in geringer Henge fotoleitende Partikel befinden, d. h» eine wesentlich geringere Menge fotoleitender Partikel al» in der hauptsächlichen fotoleitenden Isolierstoff schicht,

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ORfGiNAL INSPECTED

um auf die«· Weise «iff» fgltlaseade öbei-fiaöli® chea« Aueh kann eia« glättuMAAt Qbeitfliefe© daöwsh gewonnen werden» dog «on die freiliegende VbmttVkto»- der fotoleitenden SehioHt ait einer a«hr falten Oberfläche in Kontakt bringt, eolaßge nooh die fotolsltende Isolier stoffsohicht in einen forabaren, geeehaolsenen totand let» In d ieeeai ?^lle let es wichtig» eine glatte Oberfläche auszuwählen, die nieht an der fotoleitend«» l30· llereteHechioht haftet» eo deJ kein wisrtfMüzhlaz lieben auftreten kann» dae die Trennung der OberflHehesi a:r- *

schwert, naohdea die fotoleitenden Xeolieitöffechieht genügend geglättet iet·

Die Mittel sun Aufbringen der Fotoleiter-Bimdenittel-Kom*· bination nach der Erfindung eind bekannt und für die Srflndung nicht iritiach. Bae ulaebindenlttel Isann so verwendet werden, wie es eingekauft wird, oder es kann, wenn es noch nicht hinreichend f einkernig 1st, feiner gemahlen werden, wie etwa mittels einer Kugelmühle, so daß man die Glaspartikel in feinerer PartlkelgröJe erhält. Allgemein sollen die Glaspartikel oder Kitte keinen größeren Durchmesser als etwa 4 Mikron haben, jedoch kann die Grüße der Partikel verschieden sein je nach der Viskosität der erzielten Glasschmelze. Je niedriger die VIeXoeitat, desto größere PartikelgröSea können sugelaesen werden, und es wird inner noch eine glelehnäSlge Schicht erhalten.

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Audi die fotoleltonden Xaolitfwtoift sollen in »in·« fein isnttrteiltta Zustand νο?11·£·η· Obwohl fotoleitende Partikel in de» 3*88« von unge&Khr §0 Mikron verwendet worden können, so werden does iForaugwiieiae Partikel verwendet, deren ffr50e so klein wie »Sglioh let· Ia allgemeinen «erden Partikel von nicht asehr als 30 Mikron GrSBe verwendet} besonders sweckesäSig ist es, wenn die fotoleitenden Partikel eine mittler« SrSBe von nicht nehr als etwa 1 Mikron haben«.

Die fein unterteilten fotoleitenden Partikel und die Glasbindeaittelpartikel werden vorzugsweise in einer Flüssigkeit disperglert, wie etwa in destillierten Wasser oder in einer anorganischen flü9Bi£k@i%wie Alkohol, Äthylacetat, Xthylenglykol, usw. Sine gleicimMeige Dispersion wird durch Umrühren der flüssigkeit gewonnen« Entsprechend der üblichen Eaalllierungsprasis kunnen die fotoleitenden Partikel und die eiaspartikel susaiaaen in Wasser in Anwesennelt geringer Mengen von Hatriuaellikat, Hatriuan hydro^yd und Borsäure sie BispergiGrOngsnittel genahlen werden» Der sich ergebende Brei kann dann auf die gewunechte Oberfläche entweder durch Aufsprühen, Eintauchen öder Bestreichen oder mittels anderer Beschichtungsverfahren· wie sie bekannt sind» aufgetragen wurden· Bs muß dafür Sorg« getragen werden« daJ luftblasen oder andere UnregelaaJigfcelten vor der Beschichtung aus de» Brei entfernt werden.

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BAD

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I T %J I \J \J

Die Beschichtung wird getrocknet, um die meiste Flüssigkeit au entfernen« Bevor dann dia Beschichtung reißt₈ wird die Platte bei der erforderlichen Temperatur gebrannt, um das Ciasbindemittel »ufianiseiizuochraelsen und um eine gleichmäßige, homogene Schicht von in einem glasigen Glasbindemittel diepergiertem fotoleitendem Pigment su erzeugen» Die Trägerschicht soll gesäubert sein; bevor das Beschiohtungsmaterial aufgebracht wird« Jede übliche Reinigungeart ist ausreichend« Aluminium kann einfach auf die Brenn-temperatur erhitzt und abgekühlt ™ werden, bevor das Beschientungsmaterial aufgetragen v/ird«, Jedoch können auch die verschiedenen chemischen Verfahren, wie sie in der Emailliertechnik bekannt sind, benutet werden, falls dlea erwünscht ist, vie etwa die kontrollierte Oxydationsbehandlung von Aluainiumunteilagen xerographischer Platten, beTor Sälen auf diese aufgebracht wird ο

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den I nachstehenden Beispielen« Die Beispiele εοΐΐβη nur «u Veranecbaul iehungszwecken dienen und sind nioht dassu be* Btimrat, die Erfindung au beschränken« In den Beispielen beziehen sich alle Anteile auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben«

Beispiel 1 Unter Verwendung von destilliertem Wasser wurde ein

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Brei hergestellt, «·* su 29* tin im wteeatllaloht imiuleitjit·· ltal»aqrdplf»nt (florence Ortes β··! Wo. 8 tuft «tv Wm* lev Jtrsty lino Conpany) und 75* tint· gt«4»tht*a Qagrdfrittt voa Buponii, ύ'-232, enthielt» Der Brei wurd· nit einer Luftbürste auf eine Aluminium« oberfläche gesprüht, wobei CO₂ als treibmittel Yerwendet vurde. Nachdem'dea Vaeetr ausgetrooknet wai·, jedoch bevor fiißbildunß einsetat·, wurde dlt Platte ungefähr 5 Minuten lang auf ttwa 56O⁰O (3.000⁰P) erhitst* Die Platte wurde dann langsam auf Raumtemperatur abgekühlt und anschließend in einem xerographiechen Verfahren geprüft« Bb wurde gefunden, dafl die Platte eine elektrostatische Ladung in der Dunkelheit aufnahqund die elektrostatische Ladung bei Belichtung abgeleitet wurde» Damit war erwiesen, daö die Platte xerographisoh brauchbar warο

Beispiele II - III

In diesen Beispielen wurde ein ROA F-2103 !Cadmiumsulfid mit Corning 110-2StiMGLms (Corning Glas) vermischt und daraus in Wasser ein Brei erzeugte Der Brei wurde mit einem Aufstreichmesser auf mit Zinnoxyd beschichtetes Vf eichglas auf gestrichen, und «war in einer Filmdicke von etwa 0,13 mm (5 mils). Die Filme wurden etwa zwei Minuten lang bei 45O⁰C gebrannte Im Beispiel II wurden 20-Gev_c~# OdS verwendet, im Beispiel III 40-öew.-^ CdS. Die Platte

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nach Beispiel XI arbeitet· etwa zweimal so aohnell wie eine vergleichbare Platte Mit glasige» Selen, die Platte nach Beispiel IXX etwa fUnfeal bo schnell» Xn beiden Fällen wurden xerographieche Abdrücke genacht.

Beispiele IY - XIY

In diesen Beispielen wurden die Platten dadurch hergestellt, daß nan zunächst einen Brei aus des Glasbinde- ^ mittel und dem fotoleitenden Pigment in destilliertem Wasser herstellu und dann die Mischung auf das Unter« lagsmaterial mit einer Luftbürste aufsprüht* wobei 0O₂ als treibmittel verwendet wurde» Wach Aufsprühen und nach Trocknen der Beschichtung, jedoch bevor eine RiSbildung einzusetzen begann, wurde die Platte langsam in einen Brennofen bewegt und dort auf die gewünschte temperatur gebracht« Die Temperatur betrug jeweils 560⁰C (1000⁰F) mit Ausnahme des Aß-881-Bindemittele, das bei etwa 670⁰C i (1200°?) gebrannt wurde» Die Platten wurden jeweils 6 Hinuten auf dieser Temperatur gehalten und dann langsam auf Raumtemperatur abgekühlt und geprüft, wie diee in Tabelle IY angegeben ist«

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Beispiel Nr.

IV
V

VI

VII

VIII

IX

XI

XII

XIII

XIV

Substrat

Tvü

ölas-SnO F-14854

Aluminium-3003-S ⁿ

F-14857

F-2111

to

CD

to

σ to

O) (O

Tabelle	IV	Bindemittel	Dicke	Vo	Empfindlich	i»	50
			(Mikron)	(Volt)	keit	4
Fotoleiter	AC-881	80	-590	3,4
	Al-8	UO	+220	8
30	•1	70	+670	16
5			-670	21
10	W	100	+620	12
			-1020	42
15	W	90	+490	3 \
			-490	0,6 (
32	H	90	+550	7
			-570	13
5	I»	100	+950	25
			-970	72
10	η	90	+490
			-190
15	Il	90	+ 10	1,3
			-15	3
30	»I	110	+390	3
			-330	4
20	Il	110	+170
			-260
30

At Vergleichssweoken wurde eine Selenplatte unter ahnliehen Bedingungen gsprttit. Ihr· Iapfiiidlichkait lag !Wischen 20 «ad 509S. SU BapfiÄdliohkeit via* Miew ale rrosenteats it· Ladnngsrerlttstee aaeli einer Belichtungsselt von ttwa lA<> »ekaadt alttele ·1λ·γ W» •tlMtca llchtqutll·. f_o let das aafineUohe da· aitttle «la«r XoroaabeladmearorrlLohtune word·· n»r KoroaabtlandtiaetMtM· nar etwa· niedriger in den Beispielen TII - XII al· in den anderen Bei* spielen· Pigaentanhäufungen τοη sehr als 15^ ergaben raune Oberflächen» die für Zwecke der Xerographie schlecht geeignet waren« auch hatten sie eine schlechte Adhäsion· Bas Xadaiuaaulfidpignent eeigte schlechte Adhäsion bei Verwendung alt Al-8 Bindeaittel· B_essere Resultate ait dea Pigment ergaben sich Bit dea AO-881 Bindemittel, vie aus den weiter unten angegebenen Beispielen hervorgeht'

Sapflnd-

Beispiel Foto* foto- Binde« Bloke T. liehkeit

leiter Mittel (MikronHvSlt) ft

XV Ϊ-Ϊ4854 15 Al-8

XVI « 25 "

XVII · 15 ΑΟ-ββΙ

wmmmmmmam 120	4-500	29
	-965	48
110	+620	14
	-750	68
40	4850	6
	-1180	25

-24-

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ρ·ι»ρΐ·ι· mil - m

Di· Platt·· worden «1« ia den Beispielen II - XX her- «tatallt· Xa Jede* Fall· «ure« «it fiaaoayd beacbichtetee «la· al· Sabetmt verwendet und Varehow AO-681 «la eia·- bla4raitt«l. Sa« Pi«wtat ia 4·Λ·ρ di«a«r Platten «ar «la aandtlaabliehor ladaiiaMulfid-fotoleiter, erhKltlich τοη BOA imttr d·· Waaeo F-2111. Di· fotol#it»nden Sohlchten auf dl···» Platten batt«n ein· 9iok· tob ttwa 100 Mikron (4 sil)« AL· derart hereeetellt^n Platten wurden wi· ia dta Belepielea XX - XX ang«fat*a geprüft. Sie wurden bei 670⁰O (1200⁰P) «duaant. line üblich· Selenplatte ward· for Kdatrolle Terwendet*

TABPJg VI

Β·1·ρί·1 Fotoleiter
U *

γ	60	Iapfindliob- keit *	ηαημ CVoIt)
♦250	19	4	3
•490	66	72	10
♦165	50	54	O
- 50	10	90	O
-180	70	O

XVXXI 40

XIX 50

XX 60

XXI 20 -1075 3 20 510

Kontrolle +405 2,5 23 0 (Se)

Alle Partikel In diesen Beiepielen hatten ein slealioh gleichmäßlgee Aueoehen. Die Platten nach den Beispielen

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XIXX ·· 3Of hatten eine Hatte Oberflftohe, so daß sie weniger geeignet für xerographische Zwecke erschienen. Die Platte nach Beispiel XVX hatte eine glatte, glasige Oberfläche und wahrscheinlich aus diesem Grunde eine ziemlich hohe Restspannung. D,_Q ist der Prosentsatz des Ladungaverluetes nach 30 Sekunden im Dunkeln.

Beispiele XXII - XXIIX

In diesen Beispielen wurde Beispiel XX wiederholt, mit der Ausnahme, daß im Beispiel XXII eine Hälfte der Plattenoberflliohe mit einem Brei Überschichtet wurde, der aus reiner AG-881-Emaille bestand. Der Brei wurde auf die Platte aufgebracht und dann gebrannt, so daß man eine Überzugsdicke von 1 Mikron erhielt· In Beispiel XXIII wurde der Überzug auf einer Hälfte der Platte aus 2OjS P-2111 in AG-881 gebildet. Auch hier folgte anschließend ein Brennen, so daß sich eine Übersugsdicke von etwa ,

1 Mikron ergab» Die Platte wurde dann wie in den oben an- f gegebenen Beispielen geprüft« Ea wurden Messungen an den überaogenen und an den nicht überzogenen Teilen der Plattes vorgenommen,. Die Resultate sind in der Tabelle VII zusammengestelltο

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TABELLE VII

Beispiel V_rt D,« Empfindlich- Reetspan« Sr, (Yogt) *³⁰ keit i> imag (Volt)

XXII (nicht

überechiehtet) -180 10 70 0

(ttb«rschichtet) -850 10 71 -470

XXIII (nicht

tiberschiohtet -155 80 94 0

(überechichtet) +680 15 35 -225

Wie bereits bemerkt, ist die Al-8~Aluminiumeraailleder Ferro Corporation auch in einer roten Form erhältlich= Höritgenstrahlenanalyse dieses Materials erwies» daß ee 4 bis 6fo Kadmiumaulfüsolen enthält. Aus diesem Material wurden in oben beschriebener Weise Platten erzeugt, mit der Ausnahme, daß kein zusätzliches Pigment dam roten Bindemittelmaterial hinzugegeben wurde«. Diese Platten erwiesen sich alβ fotoleitend und hatten ausgezeichnete elektrische Eigenschaften, die mit denjenigen vergleichbar waren, bei denen dem fotoleitenden Pritt ein fotoleitendee Pigment hinzugefügt wurde_o Mit diesen Platten konnten xerographische Drucke ungewöhnlicher Qualität gemacht werden»

Bei der Prüfung eine:? Glaseiaaillebinderaittelplatte. die zyklisch wiederholt ausgeführt wurde, vrobei die Platts mehrmals aufeinanderfolgend Beladen und dann mit eine.-:*

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bim*» nwiniMiMii *·» 4 ¥»tt überflutet wurde, »•let· »loh keine Erhehunß der Restepanmmg oder der Dnnkelabfallerate· «ach über 700 Sjklen stieg der Dunkelabfallewert ron etwa 15J( auf etwa 20Jt und eelbet nach etwa 1400 Zyklen laigte eiob keine welter· Steigerung.

Xerographlaohe Platten naoh dar B_rfindunc haben oft sohleohte xerographlaohe Ii*eneonaften, wenn aie neu hergestellt werden. Ihre lichtempfindlichkeit und ihre Sunkelabfallseigensohaften Terbeaaern eich Jedoch bemerkenswert Innerhalb der eraten 24 Stunden naoh Herstellung· Ee wurde dann beobachtet« daß Platten, die gute eloktrleeh? Eigenschaften hatten» niehtedeatoweniger schlechte xerographlaohe Bilder alt Mangelhafter Qualität oder geringes AuflOaungeYerBBeen ergaben oder überhaupt keine xeroßraphleohen Bilder» Die BildgebungsqualltMt dieser Platten kann oft dadurch entscheidend verbessert werden, daß man Ihre Oberflächen poliert» etwa durtth Schleifen alt Rouge. Bine einfachere und häufig wirksamere Behandlung besteht darin, Waeser auf die Oberfläche der Platte aufaubringen· Dies kann dadurch getan werden, daS sjan die Platte in eewöhnllohea Ieltungs~ wasser für ungefähr 15 Minuten eintaucht und dann sorgfältig unter einer Infrarotlampe trocknetο Dadurch verbessert sich häufig die Fähigkeit rter Platte, xerogra-

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BAD

phieehe Bilder «u ersengen. Deetilliertee Waeeer und auch «Ädere Flüeeigkeiten wie etwa die eogoaanntea £owle«Baeen •eigen günetige Effekte. Keine dieeer nUeeigkeiten ·oh·int «bei» Wirksamer su eein als gewöhnlich·· Leitungnwa3ser. Slturen eind »Herding· nicht geeignet. Sie beeinträchtigen nicht nur die Fähigkeit der Platte, ein Xerographieeheθ Bild tu erteugen, eondern können auoh die Platte dermaOen beeohndigen, daB sie keine elektrostatieche Ladturs «ehr aufnimmt oder nur noch in geringfügigen Maße".

Sine Glaeemailleplatte nach der Erfindung wurde mit einer üblichen Selenplatte in einem Veeehlelfiprufer rergliefcen» line glaelge X»af2Ie;iatte und eine selenplatte wurden in eine umlaufende Τ_γοπλ·1 gegeben, die mit Quaraaemd gefüllt .war, Kach mehr al« et** 1/4 Hillionen UalHufen wurden die Platten au· den Kylinder herauegenoneien und untereuoht· Btwa 7 Mikron Selen waren τοη der Selenplatte abgeschliffen. Die Smailleplatte selgte hingegen keinen bemerkbaren Diokenrerluetj allein der Oltni der Emailleplatte war etwae verloren gegangen, Di« zerographieche aiaeeitailieplatte naöh der Erfindtuag hat danach eine Betriebelebenedauer, die 25 »ie 25On^-i grSSer let el· die der Selenplatte. Bei Verwendung nach der eiaaemailleplatte naöh der Erfindung bei einer T_enperatur τοη 5O⁰O seigte sieh keine eohmdliche Beeiriilueeung dee xerographieohe» Verfahrene. Wird die OberilHohe der Gla·-

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■ · . !■

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emailleplatte soweit abgeschliffen, daß eio eturapf erscheint, so werden die xerographiaohen !eigenschaften der Platte beeinträchtigt. Dieser Hangel kann nahesu wieder beseitigt werden, und man erhalt wieder «ine faet neue Platte, wenn man die Platte wieder unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen brennt, unter denen die Platte erstmale hergestellt wurde. Dadurch erhält die Platte wieder fast ihre ursprünglichen Eigenschaften, auch hinsichtlich ihrer xerographiechen Anwendung.

ErfindunßsgeraUöe Platten sind sehr dauerhaft und haben Quch andere vorteilhafte Eigenschaften, die sich auf die überragenden Featigkeitaeigensehaften der Platten gründen. Auch können erfindungsgeronße Platten überlegene elektrische Eigenschaften haben_o Die Erfindung ermöglicht, in wirtschaftlicher Weise xerographiache Platten herzustellen, in denen gewisse Kadmiumchalcogenide enthalten sindο Dieser Fotoleiter kann auch in anderen Strukturen verwendet wurden und es können auch andere Fotoleiter im Rahmen der Erfindung verwendet werden«. Jedoch erscheinen Eadmiumfotoleiter besonders verträglich mit Glasbindemitttilplüttenstrukturen«, Werden sie in solchen Strukturen verwendet, so ergeben sie Platten mit einer ungewöhnlichen Spektralempfindlichkeit, die bis in den roten Bereich des Spektrums reicht« Die üblichen xerographisehen Platten, ob sie nun glasig sind oder ein Bindemittel enthalten, sind

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hingegen in erster Sinle in ultravioletten Bereloh oder in den blauen oder blau*grttnen Bereichen dee Spektra«« empfindlich. Die weite spektrale Empfindlichkeit let ein beeonderee Kennseiohen derjenigen Platten, die Xadülun Sulfoaelenide enthalten· Diese Platten sind im wesentlichen überall In Spektrum fotoleitend bis eu etwa 1000 Angstrom»

Die beigefügte Figur zeigt eine Aueführungaform einer erfindungagemKQen Platte aohematlsch. Auf einer !Platte befindet sich eine Schicht 2 aue fotoleitenden Partikeln und einem hochiaolierenden glaaigen 'Bindemittel.

09 819/0969 " _Ä„^_1KIM

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Claims

1· Verfahren sur Herstellung tin·« elefctroetatisohen 1λ-dungemttatere, dadurch gekennieinhnet, dafl illlili einer Korono-fcntladuiif ta dunkeln tin· eleXtroetatleche Ladung auf eine ßohleht in «Ina·· noöhieolierenäett glanigeii Bindemittel befindlicher tain unterteilter fotoleltender Partikai aufgebracht wird« in dar daa ftewloht d*r fotoleitenden Partikel wenige* ale etwa 60 Oev.~£ dar Sohioht beträgt und daß dia Söhicht einer Beetrahlua« aueaesetit wird» die einen Jlufl der elektrieohen Ladungen durch dia Schicht bewirkt» eo daß ein elektroetatieohee Bild auf einer Oberfläche dar Schicht gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch s«)cennBeiohnet_t daS die fotoleitenden Partikel in eine» 8ehmelzfluß das ßlasigen Bindemittels dispergiert sind.

ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der fotoleitenden Partikel et v/a 5 bis etwa 60 Gew,-# der Gewichte der Schicht beträgt«,

4·· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostatische Bild durch ein Entwicklermaterial entwickelt wird, das von dem elektrostatischen Bild angesogen wird« ,

5ο Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf einer leitenden Unterlage angeordnet ist· ■

6» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitenden Partikel aus einem Zinkchalcogenid bestehen«

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7. Verfahren nach tin*« der Ansprüohe X feie 5, dadurch kennseiohnftt, dafl dit fotoleitenden Partikel au· eine» Iad»iu»ehalcog*nid testeten.

8. Verfahren nach tin·« der Anspruch· 1 W* 5, dadruob gekennielchntt, daß dl· fotoleitend^ Partikel ans !Cadmiumsulfid

V«rfahr«n nath ·1η«α de? AnaprUoh« 1 bia 51 dadurch Jctimatichnet, da0 die fotoleitendtn PartiJttl aua Kadelum-

XO. Verfahren nach ein·» der Anspruch· 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daS die fotoleitenden Partikel aus Kadmium aelenid beatehen»

11. Verfahren nach einem der Aneprüche 1 bie 5» dadurch ße~ kennseiohnet, daß die fotoleitenden Partikel aus Sink-Sulfid bestehen.

12. Verfahren nach einen der AneprUohe 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitenden Partikel aua Zink* ■ulfoselenid bestehen·

19· Verfahren nach eines der Ansprüche 1 bie 5, dadurch gekennseichnet, daS die fotoleitend·* Partikel aue Zinkselenid bestehen.

14. Verfahren nach eines der Ansprüche 1 ble 5 ,dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitenden Partikel aue ZinkkadBiumeulfid bestehen«

19. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bie 5, dadurch gekennseiohaet, daJ die fotoleitenden Partikel aue ZinkkadsdUBuielenld bestehen«

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16· Terfihren naeb eine« der Ansprüche 1 Me 3_f dadurch gekennseiohnet, da« die fotoleitenden Partikel aai Sinkoaqrd bestellen·

17· Verfahren saoh Anspruch 5, dadurch gekenoMioliaet, daß die leitende Unterlage aus «äsaefeetem Material bestellt·

18« Verfahren nach eines der rorfaereenenden Aneprüche, de« durch gefceniiMiehMtt daß das glasig» B&ndesittel ait AtB in tbm befiadllohe« fotoleitenden Partikeln auf dl· Unterlag· aufgesohnolsen 1st·

19· Verfahren naoh einem der rox'hergehenden Aneprüohe, dadurch gekennseichnetf das die fotoleitenden Partikel in Bloclcierungekontalct untereinander und zu der Unterlage stehen·

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