DE1497194A1

DE1497194A1 - Fotoleiter

Info

Publication number: DE1497194A1
Application number: DE1965R0039751
Authority: DE
Inventors: Murphy William John
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1964-01-31
Filing date: 1965-01-27
Publication date: 1969-05-22
Also published as: NL6500309A; DE1497194C3; GB1052970A; DE1497194B2; US3352669A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrofotographie, insbesondere auf einen verbesserten Fotoleiter, der für eine Verwendung in der Elektrofοtographie geeignet ist.

In der Elektrofotographie werden elektrostatische Bilder auf der Oberfläche einer fotoleitfähigen Isolierschicht durch gleichförmige Aufladung der Xa öl ja? schicht und anschließende Ableitung der Ladung an dem Teil der Schicht, der Licht ausgesetzt wird, erzeugt. Das gebildete latente Bild entspricht der Konfiguration des Lichtbildes, das durch die zu reproduzierende Vorlage kommt .,Dieses Bild wird durch Niederschlag eines feinverteilten Entwicklermaterials auf der Isolierschicht sichtbar gemacht. Das· Entwicklermaterial enthält einen gefärbten Toner und einen Tonerträger. Das EntwicklBrmaterial wird auf •dem Teil, der Schicht angezogen, der die Ladung aufweist. Dabei wird es über der Schicht in einer solchen Weise verteilt, daß es dem elektrostatischen Bild entspricht. Das Pulverbild kann dann auf Papier oder andere Wiedergabe oberflächen übertragen werden, intern die Oberfläche

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des Papiers in Kontakt mit der mit Pulver überzogenen Schicht gebracht wird und eine elektrostatische Ladung auf das Papier aufgebracht wird» Nachdem das Papier von der Isolierschicht getrennt wird, trägt es das Pulverbild, welches anschließend durch Aufheizen oder geeigneteEixi er vorgänge permanent gemacht werden kann. Dieses oben genannte Verfahren ist im einzelnen in den US-Patenten 2 297 691, 2 357 809, 2 891 011 und 3 079 beschrieben.: Die Vorrichtungen, welche das fotoleitfähige Isoliermaterial tragen, umfassen im allgemeinen einen metallischen oder leitfähigen Träger, der auf seiner ' einen Oberfläche eine Grenzschicht oder Zwischenschicht trägt. Auf diese- Srenzschicht oder zur Bildung einer Zwischenschicht wird das fotoleitfähige elektrische . Isoliermaterial abgeschieden. Um diese fotoleitfähige Schicht zu bilden, können verschiedene Verfahren durchgeführt werden, wie sie beispielsweise in dem US-Patent 2 970 906 beschrieben sind.

Die'Aufgabe der Grenzschicht innerhalb der fotoleitfähigen Platte der beschriebenen Art ist, die LadungsVerluste bei Abwesenheit aktivierender Strahlung (Dunkelentladung) zu vermindern, jedoch eine Ladungsableitung in Gegenwart solcher Strahlung nicht zu verhindern. Die Zwischenschicht muß so gestaltet sein, daß sie Veränderungen der Platten— eigenschaften bei ihrem Wiedergebrauch und/oder zyklischen

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Gebrauch verhindert oder vermindert. Solche Veränderungen der Platteneigensehaften bei wiederholtem Gebrauch sind als "ladiiagsermüdung" bekannt« Die Zwischen- oder Grenzschicht verhindert den Durchtritt der ladung, von dem leitfähigen Träger an die fotoleitfähige Isolierschicht und verhindert auf diese Weise eine Entladung der fotoleitfähigen Schicht. ....-·■..■ .

Es wurden bereits verschiedenebekannteMaterialien für g die Bildung der Grenzschichten verwendet. Viele jedoch haben davon Nachteile, die sie im Handel unge eignet machen. Beispielsweise sind solche, die die metallische oder leitfähige Oberfläche ungleichmäßig bedecken, nicht geeignet, da in einem solchen Falle das Plattenpotential und andere Eigenschaften längs der Oberfläche variieren. Ferner sind auch Materialien, die mit dem fotoleitfähigen Material reagieren, innerhalb einer gewissen Zeit nicht geeignet, da sie Änderungen der fotoleitfähigen Platte auf Grund Änderungen ihrer chemischen Zusammensetzung "

verursachen. Diese Reaktivität wurde bei Verwendung von Selen als fotoleitfähiges Material beobachtet. Da das Selen mit der Zwischenschicht chemisch reagierte, wurden ungleichmäßige Ergebnisse des elektrofotagrajphischen- Verfahrens erhalten» Ein weiteres Problem ist das der Haftung des fotoleitfähigen Materials auf den Grenzschichten» Schlechte oder ungleichmäßige Haftung der fotoleitfähigen

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Schicht auf der. Grenzschicht führt zu einem Ausfall der Platte durch Trennung des Elements beim Gebrauch.

Aufgabe der Torliegtnden Erfindung ist eine Grenzschicht, die dazu geeignet let, da· fotoleitfähige.. Material einar elektrofotographischen Platte zu tragen und die oben genanaten Kaohteile nicht aufweist· Eine weitere Aufgabe der Torliegenden Erfindung ist eine verbesserte elek^roi fotographisohe Platte mit einer neuen Grenzschicht, die die DunfceleÄtladung und Ladungsermüdung zu einem hohen Grade verringert» Ferner soll ein neues Verfahren zur Erzeugung einer elektrofotographischen Platte geschaffen, werten, ferner ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Grenzschicht, die ehemische Reaktionen mit dem fotöleitfähigen Material weitgehend verringert. Perner soll die erfindungsgemäße Grenzschicht bei ihrem Gebrauch mit einer, elektrofotographischen Platte die Änderungen der Eigenschaften des fotoleitfähigen.Materials während

" des Gebrauchs auf einem Minimum, halten. Die erfindungsgemäße elektrofotographische Platte soll auch bei Wiederverwendung in einer im wesentlichen gleichen Weise arbeiten« Ferner soll bei der erfindungsgemäßen elektrofotographis-chen Platte die Haftung des fotoleitfähigen Materials auf der .Grenzschicht den gewünschten Wert aufweisen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Fotoleiter eine. Grenzschicht aufweist, die dadurch erzeugt wird, daß die

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leitende IrägereoMoht mit einer wässrigen Mineralsäure-^ ' lösung, w*lehe Ohrömsäureönhydrid (Qi* 0«) und/oder Chromsäure (H₂ Or O,} als üauptanteil enthält, in Berührung gebracht wird. Aa Stelle von oder ausainiaen mit der Qr O-» ^[ oder H^Gr O^ können auch die waseerlösliohext Sälsje in _f dieseüi Materialien verwendet werden, öeeignete wasserlösliche Salflie sindi KaUumdichromat K₂ 0r20n·» UatriuiB- , diohroiaat Fa₂ Or₂ Oj₁ AmmonituiidichroiDat (K" Ha)₂ Or₂ 0™ und Mischungen aus diesen. Unter dem Ausdruok Hauptanteil ist ein Gewiehtsanteil von mindestens' ungefähr 5O?6 der

Lösung in der sauren Waes^SiS-eiaSe ¹^s ungefähr 10Ö^S verstanden. Der Träger kann aus verschiedenen leitfähigen j Materialien, beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, HickeL j Magnesium, Zinn, Zink, Cadmium, Silber, einem Metall der j Eisengruppe, deren Legierungen und aus Mischungen der genannten Materialien bestehen. Bevorzugt ist ein Träger aus Messing mit ungefähr 60 bis ungefähr 95$ Kujfer, Rest Zink. In der lösung, welche Ohromsäureanhydrid und/oder Chromsäure und/oder ihre wasserlöslichen Salze enthält, j wird üblicherweise ein Ohromatumkehraktivator verwendet. ι Hierzu kann Jeder beliebige Aktivator verwendet werden,; _s beispielsweise Zinkchlorid, halogenierte Mineralsäurenj Alkalichloride, säurelösuche Bromide, Thiocyanate» IhIosulfate, lodate, Pluoride, Arsenate, Acetate und Mischungen' aus diesen. Geeignete Aktivatoren sind Kaliumbromid,

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Kaliumiodat, Uatriumthiocyanat, Efatrlumthiosulfat» * hydroohl-orisohe Säure, lydrobromsäure, Ammciiiumbroiaid, $atrium.broH&d ,· 2inkferondd_f Zinkehlorid, ETatriumsulflt, Natriumsulfatι Katriumaoetat und Mischungen von diesen. Ea wurde dabei in Betracht gezogen, daß der Aktivator Oxydations-Redluktions Reaktionen zwischen der Metalloberfläche, die behandelt werden soll,und der entsprechenden. OhromverbiMdung₉ die in der Lösung vorliegt, fördert. Es wurde ferner in. Betracht gezogen,, daß die Aktivatoren die Bildung einer Chromverbindung an der Oberfläche des Metalls verursachen*, wobei auf diese» eine Ohromatsohicht gebildet wird. Als fotoleitfähige Schicht können amorphes Selen, Zinkoxyd, Zinkcadmlumsulfid₉ tetragonales Bieimonoxyd, Titandioxyä. und Mischungen, aus diesen verwendet werden. Die Pioke der Grenzschicht wird gesteuert, um die gewünschten Eigenschaften und optimalen Kombinationen der gewünschten Eigenschaften, je nach dem für die iräger-Schioht verwendeten Materials,Ausführungsform, Konzenf tration und anderen, verwendeten Materialien und funktioneilen Forderungen zu erhalten. Das Or O₅ oder H^ Or 0, kann in einem sauren Medium,beispielsweise in H^".PO/, H 01, H K^-O,, Hp SO^ und in Mischungen aus diesen verwendet , werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung hat die Grenzschicht eine Dicke bis zu ungefähr

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Λ/2/ik und wird dadurch hergestellt, daß die Oberfläche dta leitfähigen Trägers mit -eimer wässrigen SalpetereäurelöeuBg, welche Or 0« oder H₂ Or O^ enthält, in. Berührimg gebracht wird» Die Anteile dieses Materials * werden entsprechend dem gewünschten Ergebnis gewählt. Vorzugsweise wirffeine gäurelösung mit Salpetersäure und •iaer Ttrbindung von ungefähr 80$ bis 95# Or- 0, und von ungefähr 5 bis 15J* Ka₂ SO* verwendet. Bs werden handeisllblioh verwendete Materialien verwendet, die natürlich eine Anzahl geringer Yerunreinigungen. enthaltene von denen aber nieht bekannt ist, daß sie einen besonderen Hffekt auf die gewünschte Grenzschicht haben* Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden. Seispielen, in denen das Yer fahr en zur Herstellung der Platte und der Grenzschicht gemäß der Erfindung,dargestellt ist. Die Anteile und Prozentgehalte sind G-ewichtsanteile bzw* Gewichtspr'ozent, falls es nicht anders bezeichnet ist·

Beispiel 1

Die zur Bildung der Grenzschicht verwendete Ghromsäurelb'sung wird durch Mischung von 56g (two ounces) einer Verbindung, welche ungefähr 6<fo ITa₂ SCL, ungefähr 90$ Gr 0,, ungefähr 2$ Gr₂ (SO.)■? und Re^.t verschiedene

enthält weniger wichtige Verunreinigungen/-uzf je 4,5 1 (1 gallon.)

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Wasser mis-efe.t.7 hergestellt.

Ein. He s sing träger aus etwa 70?$ Kupfer und ungefähr 30$ Zink wird als Messingfolie oder als Messingplatte oder in Form einer Mess ing trommel verwendet. Alle diese Messingträger können verwendet werden und funktionieren in etwa der gleichen Weise. Der Messirtgträger wird"indieoben, genannte wässrige Ohromsäurelösung

k eingetaucht. Die Lösung wird bei einer Temperatur von ungefähr. 38⁰O (100 F) gehalten, während der Träger ungefähr 20 see. eingetaucht "bleibt. Fach dem Herausnehmen des Trägers wird er ungefähr 60-see. mit Wasser bei einer Temperatur von ungefähr 38⁰O (100⁰I¹) gespült. Anschließend werden zwei Kaltwasserspülungen vorgenommen und darauf eine Kaltwasserepülung mit entionisiertem Wasser, von denen jede 15 see, dauert. Anschließend wird der behandelte Träger 15 min. lang bei einer Temperatur von ungefähr 38⁰O (100⁰F) getrocknet. Hierbei

' bildet sich eine Grenzschicht auf dem Träger aus. Der Träger wird dann in eine Hechvakuumapparatur gebracht, in der Selen mit Hilfe der bekannten. Vakuumaufdampfverfahren, wie sie beispielsweise in demUS-Patent 2 970 906 beschrieben sind, aufgebracht wird. Es können aber auch andere Verfahren, für dia Aufbringung des Selens verwendet werden. Beispielsweise kann der Selenüberzug dadurch erhalten werden, daß dampfförmiges.Selen von einem Selenkörper

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von ungefähr 29°0 (85°F)Ms ungefähr 63°C (145⁰P) für ungefähr 30 bis 90 see gespült. Anschließend wird der Träger mit kaltem Wasser gespült und anschließend mit einem kalten entionisierten ¥asser gespült, wobei jede Ejüluiig ungefähr 10 bis 25 see. dauert. Der behandelte Träger wird dann ungefähr 10 bis 25 Min. bei einer Temperatur von ungefähr 38⁰G bis ungefähr 63⁰O (10O⁰F 145⁰F) getrocknet. Die Selenschicht wird in gleicher Weise, wie dies in den Beispielen 1 und 2 beschrieben "

wurde, abgeschieden.

Beispiel 4

Die Lösung, wie sie im Beispiel 1 beschrieben wurde,, wird in einen geeigneten Behälter gebracht und eine kontinuierliche Messingfolie hindurehgeführt. Bevor die Folie in den Behälter mit der Ohromsäurelösung eintritt, läuft sie durch einen Trichloräthylen-Dampfentfeifeter. Nachdem sie durch die öhromsäurelösung hindurchgelaufen ist,wird sie in einen Heißwasser-Spültank geleitet und anschließend Zwei-Strahl-Kaltwasserspülvorrichtungen und einer Spül», vorrichtung mit entionisiertem Spülwasser und darauf einem Trockenofen zugeführt. Der Messingstreifen wird dann auf eine Spule aufgespult und ist für eine Selenabscheidung bereit.

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Gemäß einer speziellen Yerfahrensmaßnahiae wird die HesBingiolie duröh die Behälter mit der Chromsäure, den, Spülflüssigkeiteni imd den Trockenbehälter mit einer desohwiadLigkeit vom ungefähr .1 ,Bm/mln (6 fee t/min) Mndarahgeführt. Die Ohröiasäurelösung enthält Ungefähr 22,6 g (8 ounce«) einer Verbind\ing, welphe.iingefähr !in ITa₂ SO^t $i.jS^: Or O^ und ungefähr 2$ Gr₂ (SO^Jj pro 4*5 1 (1 gallon.) Wasser enthält» i)ie iEemperatur der Lösung ist auf ungefähr 38°0 Cl OQ^f) gehalten, und die Folie bleibt für ungefähr35 see in der iösung_t Die Heißwasser spülung ist auf eiae Temperatur von. ungefähr 38 0 (iQ.O-E) eingestellt. Der Trockenofen befindet sioh bei einer Temperatur Ton ungefähr 77⁰G (17Q⁰F). Die Folie bleibt in dem Ofen ungefähr 1 1/2 min. Die Folie der Spule wird dann in ein Hochvakuumgerät transportiert, wo = ' das Selen auf die Folie nach einem beliebigen bekannten Verfahren, bei-spielsweise wie es in dem US-Patent 2 970

^ beschrieben ist, gebracht wird. Die so hergestellte fotoleitfähige Platte hat eine G-renzsehicht mit einer Selenfotoleitschicht von ungefähr 60/U Dicke«

Die in den oben genannten Beispielen genannten Materialien für die Trägerschicht für das fotoleitfähige Material und die Zusammensetzungen der die Grenzschicht bildenden Lösung können durch die in der Beschreibung genannten Materialien ersetzt v/erden»

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Die Erfindung wurde im einzelnen in den voranstellenden Seispielen beschrieben. Diese Beispiele dienen jedoch nur zur Verdeutlichung der Erfindung und stellen Jeeine Begrenzung der Erfindung dar· Dem. Fachmann werden Kodifikationen, die innerhalb des Eanmens der vorliegenden Erfindung liegen,, hierzu geläufig sein*

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Claims

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Patentansprüche

M Λ Fotoleiter, gekennzeichnet durch eine elektrisch leitende Trägerschicht, eine Grenzschicht, welche sich in elektrochemischem Eontakt mit der genannten Trägerschicht befindet und diese zumindest zu einem Teil bedeckt, einer fotoleitfähigen Isolierschicht, die praktisch permanent mit der genannten Grenzschicht verbunden ist, wobei die Grenzschicht dadurch erzeugt wird, da$ die Trägerschicht mit einer wässrigen MineralsäurelÖBTMig, in der H₂CrO. und/oder CrO, und/oder deren wasserlösliche Salze in Kontakt gebracht wird.

2. Fotoleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurelösung HapSo. in einem Mengenverhältnis von ungefähr_t0,10 ji bis ungefähr ΐ5,0 $> des Gesamtgewichts der Ioβung enthält.

3· Fotoleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurelösung eine Lösung enthält, in der Ua₂So. in einem Mengenverhältnis von ungefähr 0,01 bis 15,0 # vorliegt; und der Hest aus CrO, besteht.

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4. Fotoleiter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die eren«BOhiciit eine Dicke von*ungefähr 0,0005 bis 2,0 yu , / aufweist» ■" r ; ./ ...,...- ""■ .' · BAD c^'-'f^L

5* Fotoleiter naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähige Isolierschicht amorphes Selen enthält.

6. Fotoleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht aus Al und/oder Cu und/oder Ni und/oder Sn und/oder Za und/oder Od und/oder Ag und/oder ein

oder mehrere Metalle der Eisengruppe und/oder deren Legierungen enthält*

7. Fot&eiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Säurebestandteil der lösung H^Pö. und/oder HOl und/ oder HHO₅ und/oder H₂SO. ist.

8. Fotoleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Trägerschicht zu ungefähr 5 f» Ms ungefähr 40$ Zink und als Eest Kupfer enthalte

9. Fotoleiter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähige Isolierschicht amorphes Selen enthält.

10. Verfahren zur Herstellung eines lOtoleiters riaoh einem der-Ansprüche 1 bis 9 zur Verwendung in der Blektröfotograpliie, dadurch gekennzeiclmet, daß ein elektrisch, leitender Träger mit einer wässrigen Mineralsäurelösung, bestellend aus OrO^ und/oder H₂OrO. und/oder deren

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wasserlöslichen Salzen, derart in Berührung gebracht wird, daß sich eine Grenzschicht auf dem Träger aue-< bildet)und daß zumindest auf einen Teil der Grenzschi oht ein fbtoleitfähigee Isoliermaterial aufgebracht wird.

11. Verfahren naoh Anspruch 10, daduroh gekennzeichnet_t daß die Grenzschi oht mit einer Dioke von ungefähr 0,0005 bia ungefähr 2,0 η ausgebildet wird.

12. Verfahren naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet} daß der Träger aus Al und/oder Ou und/oder Ni und/oder Mg und/oder Sn und/oder Zn und/oder Cd und/oder Ag und/oder einem oder mehreren Metallen der Eisengruppe und/oder deren legierungen besteht,

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurelösung Na₂SOi in einem G-ewichtsanteil von ungefähr 0,10 $> bis 15 $> des" Gesamtgewichts der Lösung verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Träger von ungefähr 5$ bis ungefähr 40$ Zn, Best Ou enthält, daß das fotoleitfähige Material amorphes Se enthält,und daß die Säurelösung Salpetersäure und eine Lösung, in der CrO, in einem Mengenanteil von ungefähr 50$ bis 95$ des Gesamtgewichts der Lösung vorliegt, enthält, und daß der Best der Lösung aus einem Ohr omatumkehraktivator besteht. 909821/09 08