DE1572375A1

DE1572375A1 - Xerografische Platte und Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einer solchen Platte

Info

Publication number: DE1572375A1
Application number: DE19671572375
Authority: DE
Inventors: Christopher Snelling
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1966-06-16
Filing date: 1967-06-16
Publication date: 1970-02-19
Also published as: DE1572375B2; GB1193876A; US3639120A

Description

Dipl-Ing. F.Weickmann, D*. Ing. A.We ick mann, Dipl-Ing. H.Wei ckmann DiiL.-PHYs. Dr. K. Fincke Patentanwälte 1572375

I MÖNCHEN 27, MOHLSTtAIIl JJ, KUFNUMMIt 411*21/22

RANK XEROX LIMITED,

Rank Xerox House,

33Ö, Euston Road, London N.W.1, England

Xerografische blatte und Verfahren zur Erzeugung eines Bildes auf einer solchen Platte

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Xerografie; sie betrifft insbesondere ein System, bei dem eine xerografische Platte mit einer neuen Speicherschicht verwendet vird.

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In der Xerografie vird eine xerografische Platte, die ein· fotoleitende Isolierschicht enthält» zuerst gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen und damit auf der Oberfläche empfindlich gemacht. Die •betreffende Platte vird dann mit aktivierenden elektromagnetischen Strahlen, wie Licht- oder Röntgenstrahlen, oder dgl. einem Bild entsprechend belichtet. Dadurch wird die Ladung in den belichteten Flächen des fotoleitenden Isolators selektiv abgeleitet, und in den nicht belichteten Flächen bleibt ein latentes elektrostatisches Bild zurück. Das latente elektrostatische Bild kann dann entwickelt j und durch Ablagerung fein zerteilter elektroskopischer Markierungspartikel auf der Oberfläche der fotoleitenden Isolierschicht sichtbar gemacht werden. Dies wurde bereits von Carlson in der US-Patentschrift 2 297 691 angegeben und in vielen weiteren Patenten auf diesem Gebiet weiter ausgeführt und beschrieben.

Die Entdeckung der fotoleitenden Isoliereigenschaften von hochreinem glasartigen Selen hat dieses Material zu einem Standardmaterial in der herkömmlichen Xerografie werden lassen. Glasartiges j Selen ist jedoch hinsichtlich seiner Spektralempfindlichkeit stark ' auf den Blaubereich oder auf den nahen Ultraviolettbereich des

spektrums beschränkt. Selen enthaltende fotoleitende überzüge sind ferner während langer Gebrauchsdauer den Abrieb ausgesetzt. Bei

, hoher Feuchtigkeit mit oder ohne Abrieb weist Selen zufolge der Seitenflächen-Leitfähigkeit ferner schlechte Druckeigenschaften auf.

Gemäß der Erfindung ist eine xerografische Platte vorgesehen, die einen aus einer ersten und einer zweiten Schicht bestehenden fotoleitenden Abschnitt enthält, aessen erste Schicht durch eine

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Speicherschicht aus mit einem Halogen getränkten glasartigen . Selen gebildet ist und dessen zweite Schicht durch eine darüber abgelagerte fotoleitende Steuerschicht mit einem fotoleitenden Material gebildet ist, dessen Fotoempfindlichkeit höher ist als die der Speicherschicht.

Anhand von Zeichnungen vird die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen xerografischen Platte.

Fig. 2 veranschaulicht in einem Diagram» die Entladeeigenschaften von drei verschiedenen xerografischen platten.

Fig. 3 veranschaulicht in einem Diagramm die Entladeeigenschaften derneuen erfindungsgemäßen Platte.

Fig. 1 zeigt eine verbesserte xerografische Platte 10 gemäß der Erfindung. Diese Platte veist eine elektrisch leitende Trägerfläche oder einen mechanischen Träger 11 auf. Diese Tragfläche besteht normalerweise aus Metall, vie aus Messing, Aluminium, Gold, Platin, Stahl oder dgl.. Das Trägerteil kann bei geeigneter Dicke fest oder flexibel sein, die Form eines Blattes, Gevebes, Zylinders oder dgl. besitzen und mit einer dünnen Plastikschicht überzogen sein. Es kann auch andere Materialien enthalt·«, vie metallisiert·« Papier, mit einer dünnen Aluminium- oder Kupferjodidschicht überzogene Plastikblätter oder mit einer dünnen Chrom- oder Zinnoxydschicht überzogenes Glas. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß das betreffende Teil etwas elektrisch leitfähig ist bzv. eine leitfähige Oberfläche besitzt, dabei jedoch fest genug ist, um eine

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gewisse Belastung zuzulassen. In gewissen Fällen kann der Träger sogar gänzlich entfallen. Mit dem Bezugszeichen 12 ist eine Speicherschicht bezeichnet, die herkömmliches hochreines glasartiges Selen enthält, das mit einem Halogen, vie Chlor, Fluor, Chrom oder Jod getränkt ist. Das Halogen ist in relativ geringen Mengen vorhanden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung liegen die zur wirksamen Tränkung der Selenschicht führenden Konzentrationen des Halogens zwischen etwa 10 ^J und ^%_^

Das Selen wird den Anforderungen entsprechend zweckmäßigerweise mit bereits in ihm in gewünschter Konzentration enthaltenem Tränkungsmittel bezogen. Die Canadian Copper-Raffiniergesellschaft stellt eine Bezugsquelle fUr solches getränktes Selen dar. Sofern erwünscht, kann das Selen durch Anwendung irgendeines herkömmlichen Laborverfahrens getränkt werden, wie durch physikalisches Vermischen des Tränkungsmittels (wie Jod) mit dem Selen. Durch Vakuumaufdampfung kann die Mischung dann auf die elektrisch leitende Trägerschicht aufgebracht werden. Brom könnte in Form von Flüssigkeitstropfen ) dem Selen, das vorgekühlt ist, hinzugefügt werden. Chlor oder Fluor können durch Einführen von Chlor- oder Fluorgas in ein evakuiertes Rohr, das (das vorgekühlte) Selen enthält, und A»frechterhaltung des Gasstromes, bis das Selen die gewünschte Tränkungsmenge aufgenommen hat, hinzugefügt werden. Es sei noch darauf hingewiesen, daß das Halogen dem Selen in Form einer Verbindung mit dem Selen : hinzugesetzt werden kann.

Die Speicherschicht 12 kann irgendeine für herkömmliche fotoleitende Schichten geeignete Dicke besitzen. In typischer Weise liegt ihre

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Dicke zwischen 20 und 200 Mikron. Eine bezogen auf die Schicht 12 dünnere Steuerschicht 13 ist der fotoleitenden Speicherschicht 12 überlagert. Die Steuerschicht 13 enthält ein empfindlicheres fotoleitendes Material als die Speicherschicht 12. Die Steuerschicht kann eine Selen-Arsen-Legierung mit etwa 50 Gewichtsprozent Arsen, wie dies in den US-Patentschriften 2 803 542 und 2 822 300 angegeben ist, oder eine Selen-Tellur-Legierung mit etwa 30 Gewichtsprozent Tellur enthalten. Diese der Speicherschicht überlagerte Steuerschicht sollte eine Dicke zwischen etwa 0,1 bis 5 Mikron besitzen. Dicken über etwa 5 Mikron führen zu unerwünscht starker Dunkele»tladung und zu Helligkeitsabnahmen, während Dicken unter etwa 0,1 Mikron zu Ausfällen führen.

Eine Halogentränkung eines fotoemplindlichen Teiles, das nur eine einzige fotoleitende schicht aufweist, wäre infolge einer sich dadurch ergebenden hohen Dunkelentladegeschwindigkeit unerwünscht.

Deshalb ist der fotoleitende Abschnitt der Platte gemäß Fig· I in zwei Schichten aufgeteilt, nämlich in eine Speicherschicht, die zur Steuerung des Feldes dient und damit zur Steuerung der Entladegeschwindigkeit der Platte, und in eine darüber abgelagerte Steuerschicht mit einer größeren Empfindlichkeit als sie die untere Speicherschicht besitzt. Durch diese Kombination zweier getrennter Schichten, deren jede für sich unter Ausnutzung ihrer optimalen Eigenschaft wirkt, ist eine neue xerografische Platte mit optimalen optischen Eigenschaften hinsichtlich der Lichtempfindlichkeit und einer wünschenswert hohen Entladegeschwindigkeit geschaffen.

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BAD ORIGINAL

Pig. 2 dient zur Verdeutlichung der beträchtlichen verbesserten elektrischen Eigenschaften einer aus zwei Schichten bestehenden Platte gemäß der Erfindung. Die Licht-Entladeeigenschaften eimer herkömmlichen selenplatte «it einer auf einerAluminiuaträgetschicht aufgebrachte» 25 Mikron dicken Selenschicht verdeutlicht rurve A₉ Kurve B entspricht einer Selen-Tellur-Zveischichtemplatt· Bit einer 0,T Mikron dicken Selen-Tellur-Schicht über einer auf einer Aluminiumträgerschicht aufgebrachten 25 Mikron dicken Selenschicht· . Kurve C betrifft eine 25 Mikron dicke mit Chlor getränkte Selenspeicherschicht, die auf eine Aluminiumträgerschicht aufgebracht ist und über die eine 0,1 Mikron dicke Selen-Tellur-Schicht aufgebracht ist. Fig..2 läßt dabei durch einen Vergleich der einzelnen Kurven die unterschiedlichen Bntladegeschvindigkeiten der betreffenden Schichten erkennen.

Die Platten gemäß Kurven B und C enthalten etwa 10Jt Tellur in der Steuerschicht, und die Platte gemäß Kurve C enthält 6 · 1(T³Ji Chlor

in der Selen-Speicherschicht. . '

In Fig. 2 ist in der Ordinate des Potential oder die Spannung aufgetragen, und in der Abszisse ist die Belichtungszeit aufgetragen· Vie ersichtlich, liegt die die Entladegeschwindigkeit für die Einzelschicht-Selenplatte angebende Kurve A weiter rechts als die Kurven B und C. Die Kurve B weist einen ausgeprägten Knick auf, unter den ί die Entladegeschwindigkeit stark vermindert ist; dieser Teil liegt oberhalb des entsprechenden Teiles der Kurve C für die mit Selen-Tellur überzogene Platte, bei der die Speicherschicht eine mit Chlor getränkte Selenspeicherschicht ist. Die Kurve C zeigt, daß

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die.zugehörige Platte die günstigste Entladegesehvindigkeit von den drei Platten aufweist und einen Knick besitzt, der tiefer liegt, als der der Kurve A.zugehörigen selenplatte und der der Curve' B zugehörigen Zveischichten-Selen-Tellur-Platte, die nicht «it Chlor getrinkt ist.

Obvohl die Verhältnisse noch nicht vollständig theoretisch geklärt sind, vird vermutet, daß der "Knick" auf eine ungünstige elektrische PeldverwLnderung zurückzuführen ist, die ist Bereich «er Lichtabsorbtion auftritt. So konnte z.B. eine Saunladung aus angelagerten LOchern in gewisses Abstand unter der Oberfläche auftreten. Als Abhilfe vurde experimentell die Vervendung einer mit eine« Halogen getränkten Selen-Unterschicht ermittelt. Diese Experimente haben im weiteren eine Örtliche.Steuerbarkeit des elektrischen Feldes in diesem Material zufolge der Ilektronenanlagerung im Bereich des Wärmeausgleichs erkennen lassen. Bezüglich der Aufhebung der Abnahme des elektrischen Feldes auf der Oberfläche,durch die Löcheranlagerung vurde vorgeschlagen, die Raumladung der in der unteren schicht angelagerten Elektronen zu erhöhen. Die der in Fig. 2 dargestellten Entladekurve entnehmbaren Ergebnisse bestätigen diese Überlegungen.

Zvei Reihen von Platten, und zvar solche mit einer Entladecharakteristik gemäß Kurve B und solche mit einer Entladecharakteristik gemäß Kurve C in Fig. 2 vurden hergestellt, um die Wirkung des Chlorzusatzes zu der unteren Schicht zu untersuchen. Die Platten vurden auf ihrer oberfläche gleichmäßig auf ein positives Fotential von 300 V aufgeladen und mit Hilfe von Lichtstrahlen mit Wellenlängen zwischen 4500 und 5775 Angström belichtet.

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Mit Vi ist in der nachstehend angegebenen Tabelle die Spannung bezeichnet, bei der geradlinige Verlängerungen der Entladekurve im Bereich der Anfangsentladung und im Bereich der restlichen Entladungsabschnitte sich schneiden. Der Schnittpunkt stellt eine Annäherung an die "Knick"-Spannung dar, Fig. 3 teigt diet i» Hinblick auf die Spannung Vi für die in der Tabelle angegebene Platte Zwei verschiedene Legierungen aus denselben Zusammensetzungen vurden in jedem Satz in Verbindung mit den in der unten angegebenen Tabelle . eingetragenen Daten verwendet. Jede Platte besitzt eine auf eine Aluminiumträgerschicht aufgebrachte 25 Mikron dicke Speienerschicht aus Selen mit einer darüber abgelagerten 0,1 Mikron dicken Steuerschicht aus Selen-Tellur. Die Speicherschichten der Platten 1 und sind mit Chlor getränkt, während die Speicherschichten der Platte« und 4 nicht getränkt sind.

Tabelle , Vi (4500 A»fl»trtt«) tt(37Sfr Mflitrj Platte 1 20 Volt 15-20 Volt

Steuerschicht 0,1 Mikron seien-10/t Tellur)

Speicherschicht

25 Mikron dicke Selenschicht, mit

6 : 3o~³*Chlor getränkt, auf
einer Aluminiumträgerschicht

Platte 2 70 Volt 60 Volt

Steuerschicht 0,1 Mikron
irit 90% Selen-10% Tellur

Speicherschicht

25 Mikron dicke Schicht aus hochreinem
Selen (nicht getränkt) auf einer
Aluminiumträgerschicht

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Vi (4500 Angstrom) Vi(575O Angström) Platte 3 40 - 45 Volt 30 Volt

Steuerschicht 0,1 Mikron dicke Schient aus einer Legierung mit 90Jt SeIe* und 10% Tellur

Speicherschicht

25 Mikron dicke Selenschicht

aus 6 · 1Ö~H Chlor auf einer Aluminiumträgerschicht

Platte 4 100 Volt 85 Volt

Steuerschicht 0,1 Mikron dicke scüicnt aus einer Legierung mit 90% Selen und 10% Tellur

Speicherschicht

25 Mikron dicke Schicht aus Selen (nicht getränkt) auf einer Aluminiumträgerschicht

Aus der vorstehend angegebenen Tabelle geht hervor, daß die beiden mit Chlor getränkten Platten etva die dreifache Entladung (Vi) aufweisen, vie die nichtgetränkten Platten 2 und 4, und zvar bei beiden Wellenlängen.

Zusätzlich zu der Herabsetzung des Wertes Vi etva um den Paktor drei bei den mit Halogen getränkten Platten bezogen auf die nichtgetränkten Platten zeigen die in der Tabelle aufgeführten Daten noch eine auf den Einfluß von Chlor in der Speicherschicht zurückgehende Steigerung in der gemessenem Empfindlichkeit. Diese Wirkung vird als eine allgemeine Begradigung der Entladekurve

gleich über den Knick angesehen.

Die erfindungsgemäßen Platten können nach irgendeinem der bekannten Verfahren hergestellt sein, wie sie in den oben ervähnten

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US-Patentschriften angegeben sind. Solche Verfahren umfassen, kurz gesagt, die Bildung einer Legierung, wie aus Selen und Arsen, durch gemeinsames Schmelzen entsprechender Mengen Arsen und Selen bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa 400° bis 482°C. Die erzielte Legierung vird dann im Vakuum auf die Überlappungs-Speicherschicht aufgedampft.

Die Speicherschicht vird ebenfalls auf die elektrisch leitende Trägerschicht durch Anwendung irgendeines herkömmlichen Verfahrens aufgedampft, vie es in den US-Patentschriften 2 753 278 und 2 970 angegeben ist. Sofern erwünscht, können die Speicherschicht und die Steuerschicht nacheinander ohne Unterbrechung des Vakuums aufgedampft werden. Dies verhindert die Gefahr einer möglichen Verunreinigung der Plattenoberfläche.

Obwohl spezielle Eleaeate und Verhältnisse bei der vorstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung angegeben worden sind, können auch andere geeignete Materialien und Verfahrensweisen als die zuvor aufgeführten unter Erzielung entsprechender Ergebnisse verwendet verden. Darüber hinaus können den Platten auch andere Materialien hinzugesetzt verden, die . deren Eigenschaften unterstützen, verstärken oder sonstvie modifizieren.

Verschiedene Zusätze, vie Sensibilisatoren, können hinzugefügt werden, um die eigenschaften der erfindungsgemäßen Platte zu verstärken.

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Abschließend sei noch bemerkt, daß veitere Modifikationen und Änderungen der vorliegenden Erfindung möglich sind, ohne daß vom Erfindungsgedanken abgevichen wird.

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Claims

Patentansprüche

Γ\ή Xerografische Platte, gekennzeichnet durch einen aus zvei Schichten (12,13) bestehenden fotoleitenden Abschnitt, dessen erste Schicht (12) durch eine Speicherschicht aus glasartigem Selen gebildet ist, das mit einem Halogen getränkt ist, und dessen zweite Schicht (13) durch eine über diese Speicherschicht (12) überlagerte fotoleitende Steuerschicht aus einem fotoleitenden Material mit höherer Fotoempfindlichkeit als der der Speicherschicht (12) gebildet ist.
2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschicht (13) eine Legierung aus Selen und Tellur enthalt.
3» Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß di« Steutrschicht (13) eine Legierung aus Selen und Arsen enthält.
4. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschicht (I3) eine Dicke zwischen 0,1 und 5 Mikron besitzt.
5. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht (12) eine Dick· ζvisehen 20 und 200 Mikron besitzt.
6. Flatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß das Halogen durch Chlor gebildet ist.
7. Platte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogen in einer Konzentration zwischen 10 und 1 Gewichtsprozent vorhanden ist.

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8. Platte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der fotoleitende Abschnitt (12,13) auf einer elektrisch leitenden Trägerschicht (11) aufgebracht ist.
9. Verfahren sur Erzeugung eines elektrostatischen latente» Bildes auf einer xerografischen Platte nach einem der vorhergehende» Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) nach veitgehend gleichmäßiger elektrischer Auf ladung ihrer den fotoleitenden Abschnitt (12,13) tragende» Oberfläche, alt Hilf· vo» aktivierenden elektromagnetische» Strahle» eine« Bild « belichtet wird. '.'*·

0» Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das «nf der Platte (10) gebildete latent« Bild sur sichtbarmachung wickelt vird.

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