DE1912917A1 - Photoleitendes Element und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Photoleitendes Element und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE1912917A1
DE1912917A1 DE19691912917 DE1912917A DE1912917A1 DE 1912917 A1 DE1912917 A1 DE 1912917A1 DE 19691912917 DE19691912917 DE 19691912917 DE 1912917 A DE1912917 A DE 1912917A DE 1912917 A1 DE1912917 A1 DE 1912917A1
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/153—Charge-receiving layers combined with additional photo- or thermo-sensitive, but not photoconductive, layers, e.g. silver-salt layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/18—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maechinen GtitlUchaft mbH
Böblingen, 12. März 1969 bg-hn
Anmelderin: International Business Machines Corporation, Armonk, N, Y. 10 Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: FI 9-68-009 Photoleitendes Element und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein photoleitendes Element mit einer transparenten, antriebsfesten Schutzschicht und das Verfahren zu seiner Herstel-, lung, insbesondere das Verfahren zum Aufbringen dieser Schutzschicht·
Photoleitende Schichten, wie sie in der Elektrophotographie verwendet werden, haben bekanntlich einen hohen Dunkelwiderstand·
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.. j, 1312917
Sie können beispielsweise aus Selen, Anthracen oder anderen mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffen bestehen, Verbindungen von Fluorenonen oder Carbazolen, Phtallocyanine, II-VI-Verbindungen in einem Binder aus Glas oder Thermoplastik oder auch gesinterte kristalline II-VI-Verbindungen und kleine Teilchen von molekularen photoleitenden Materialien in Bindern enthalten. Allgemein gesagt, kann man alle möglichen, auch organische Photoleiter in der Electrophotographic verwenden, wenn sie nur einen ausreichend hohen Dunkelwiderstand aufweisen.
Jedoch haben viele der genannten Photoleiter, insbesondere der organische, den Nachteil, daß sie relativ weich und ihre Oberfläche daher nicht genügend abriebfest sind.
Das photoleitende Element nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der photoleitenden Schicht innig mit einer transparenten, abriebfesten Schutzschicht verbunden ist, die unter innerer Druckspannung steht, einen Dunkelwiderstand mindestens gleich dem der photoleitenden Schicht aufweist, und eine Dicke im Bereich von 50 A bis 4000 A hat.
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Das Verfahren zur Herstellung des photoleitenden Elementes ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Kathodenzerstäubung mit HF-Erregung dielektrisches Material auf der photoleitenden Schicht niedergeschlagen wird, dass die Temperatur der photoleitenden Schicht unterhalb des Wertes gehalten wird, wo sie beginnt, ihre photoleitenden Eigenschaften zu verlieren, und djtss die Leistung-.der HF-Energiequelle auf einen so niedrigen Wert eingestellt wird, dass in der entstehenden Schutzschicht sich' eine innere Druckspannung ausbildet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsr beispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erklärt. EjB-zeigen:
Fig.. 1 ' eine- scnemaiisthe-Ansicht eine-S;Teiles^
einer^ Apjfaraluir; für- Kathoden z*rstäubung zum
rf photoleiten^en^Scliicht auf einer riSi:hmtz*«hicht,
Elementes mit ei
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Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teiles einer anderen
Form einer Apparatur für Kathodenzerstäubung zum.Ueherziehen der photoleitenden Schicht auf einerzylindrischen Trommel mit einer . Schutzschicht,
Fig. 4 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht der in Fig. 3 gezeigten Anordnung, Fig. 5 eine Schnittansicht eines Teiles eines Gerätes
zum Niederschlagen eines Ueberzuges auf einem Streifen photoleitenden Materiale durch Kathode nzeretÄubung,
Fig. 6 · .. eine Kurve für ;die BeZiehung zynischen der
mechanischen J^ruckspannung eirvejs auijg^e-• jBprtthten lieber zuge-s und 4βνΓ itF-^Eij[iga.n,g,sr
leistung ^e,i -Vlexvvfendung «injar Apparatur für Kathodenzerotaubung
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Fig. 7 ein Blockdiagramm eines elektrostatischen
Kopierverfahrens.
Ein photoleitcndes Element 10, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, besteht gewöhnlich aus einem Träger 11 aus einem elektrisch leitenden Material mit einer Schicht 12 aus photoleitendem Material. Das photoleitende Material der Schicht 12 kann jedes geeignete Material sein wie Selen, organische Materialien oder kleine Teile eines photoleitenden Materials in einem Binder, wie z. B. H-VI Verbindungen in einem Glasbinder oder in einem thermoplastischen Binder, oder gesinterte kristalline H-VI Verbindungen wie CdSe, CdS, CdTe oder Mischverbindungen dieser Art. ·
Das organische photoleitende Material kann aus den verschiedensten Materialien bestehen, z. B. ein Antrazen sein oder andere mehrkerftige aromatische Kohlenwasserstoffe . oder z. B. eine Zusammensetzung von Fluorenon und Carbazol. Das organische photoleite'nde Material kann auch Phtalozyanin sein. ' ■ ."""■.-:■■
. . 909842/1502
FI 9-68-009 .. · -5-
ORKälNAL: INSPECTED
Der Binder ist der begrenzende Bestandteil bei der Verwendung einer Kombination von Molekülen photoleitenden Materials in einem Binder insofern, falls eine Temperatur auftritt, bei der der PhotGlciter beschädigt wird, d.h. der Binder schmilzt oder sich versetzt, bevor die eigentliche photoleitendcn-Materialien ihre photoleitencl«. r» iüit,«.-n5cL«i£.i;n verlieren.
Die Binder können ein natürliches Material sein, ein synthetisches Material oder z. B. auch ein Copolymer. Zu diesen Bindern gehören Balsam, mit Kolophon ium modifizierte Phenolharze, Cumaronharze, Indenharze, Zelluloseesterverbindungen, wie z. B. Zelluloseäther, Polyvinylchloride, Vinylidenchloride, Polyvinylazetat, Acrylpolymere, Polyvinylalkohol, Polysteren,' Polyvinylformaldehyde, Kondensationspolymere wie Polyaethylenterephtalate, Polyesterterephtalate, Polykarbonate und Polyisobutydien, Alkytharze, Maleinsäureharze, Phenolformaldehydharze, Polyamide und Polyuretane. .
Ein Ueberzug 14, der transparent und aus einem geeigneten
:0; , 909842/1502
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dielektrischen Material hergestellt ist, bede'ckt die Schicht 12 aus photoleitendem Material und verbindet sich innig damit. Die Schutzschicht 14 kann aus jedem geeigneten dielektrischen Material wie Siliziumdioxyd, .Titaniumdioxyd, Aluminiumoxyd, Glas (besonders Borsilikate), Siliziumkarbid oder Siliziumnitrid .bestehen. Es können auch Oxyde, Nitride, Karbide oder Boride eines Metalles oder einer Legierung verwendet werden, die sich zum Niederschlagen in einer Sprühkammer eignen und eine Isolierung liefern. Alle diese U.ebcrzüg.e sind in dem betrachteten Dickebereich transparent. Das Material der Schutzschicht 14 muss einen Dunkelwiderstand haben, der mindestens gleich dem Dunkelwiderstand der Schicht 12 des photoleitenden Materials ist.
Die Schutzschicht 14 muss unter ..einer relativ hohen -mechanischen Druckspannung stehen. Das Material der Schutzschicht 14 muss Äusserdem transparent und widerstandsfähig gegen A;,bnut,zung sein. Es kann somit jedes Mater-ial ν erwendet werden, das die oben genannten Eigenschaitern aufweist.
FI 9i6S;-009 -7-
Ein Gerät zum Beschichten eines photoleitenden Materials ist schematisch in Fig. 1 gezeigt. Das photoleitende Eiern ent 10 hat hier die Form einer zylindrischen Trommel 15, die drehbar um ihre Längsachse gelagert ist. Die.Trommel 15 kann mit einer gewünschten Umdrehungsgeschwindigkeit durch jeden geeigneten Antrieb, wie z. B. einen Motor, gedreht werden. Die Trommel 15 wirkt als Anode im HF-Sprühgerät und ist über eine ihrer Lagerungen 17 geerdet. Die Schicht 12 des photoleitenden Materials befindet sich auf der Aussenfläche der Trommel 15. . -
Eine Auftreffplatte 18 aus dem auf der Schicht 12 aus photoleitendem Material niederzuschlagenden Material ist in einem bestimmten Abstand parallel zur Schicht 12 angeordnet. Die Auftreffplatte 18 wird auf einer Elektrode 19 in' der Art gehalten, dass die zur Kathode hin beschleunigten positiven Jonen aus der Gasentladung dort auftreffen. Die Auftreffplatte 18 und die Elektrode 19 sind seitlich dicht von einer geerdeten Abschirmung 20 so umgeben,* dass die Glimmentladung sich nur zwischen der Anode und der Auftreffplatte ausbildet.
SOQ842715Q2
FI 9-68-009 -β--.
Die Struktur der Fig. 1 wird für das Verfahren der Kathodenzerstäubung in eine teilweise unter Unterdruck gesetzte
Kammer eingebracht, die ein zur Aufrechterhaltung der Glimmentladung
geeignetes Gas und gegebenenfalls einen gasförmigen Reaktionspartner enthält, Somit kann nur das Material der Auftreff platt.e oder eines seiner Oxyde oder Nitride auf der Schicht 12 aus photoleitendem Material niedergeschlagen werden. Wenn nur das Material der Auftreffplatte 18 niedergeschlagen wird, wird in die Kammer ein inertes Gas, wie z.B. Argon, eingeführt. Wenn jedoch Oxyde, Nitride, Sulfide oder Karbide des Materials der Auftreffplatte 18 auf der Schicht 12 aus photoleitendem Material niederzuschlagen sind, muss sich ein Gasgemisch in der Kammer dazu eignen, eine reaktive Kathodenzerstäubung zu bewirken, die sowohl mit Gleichstrom- als auch mit HF-Erregung erfolgen kann. Jedes Metall, jeder Halbleiter oder jede Legierung können verwendet werden, die mit dem Gas oder mit den Gasen in der Kammer entsprechend reagieren können. Das Material der Auftreffplatte 18 kann auch das Oxyd oder das Nitrid selbst sein, so dass bei Anwendung von HF-Erregung nur Argon in der Ionisationskammer benötigt wird.
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FI 9-68-009 -9- "■
Mit einer derartigen Apparatur wurden Versuche durchgeführt, bei-denen Siliziumdioxyd von einer Auftreffplatte auf einen Silizium-Grundträger aufgesprüht wurde. Dabei ergab sich die in Fig. 6 gezeigte Kurve, die veranschaulicht, dass die mechanische Druckspannung im erzeugten Ueberzug umgekehrt proportional der Eingangsleistung dor HIT-Erregung der Apparatur bei der Kathodenzerstäubung ist. Somit känii ciurc:. entsprechende Steuerung der HF-Eingangsleistung bei eier Herstellung die Druckspannung des Ueberzuges bestimmt werden.
Die. thermische Fehlanpassung ist die Druckspannung, die in der Schutzschicht dadurch zustande kommt, dass dann der Ausdehnungskoeffizient des Grundträgers grosser wird als der des Ueberzuges. Der übrige Teil der Druckspannung ist einstellbar durch die Regelung oder Steuerung der HF-Leistung.
Obwohl die gezeigte Kurve für das Kathodenzerstäuben von Siliziumoxyd auf Silizium gilt, ergeben sich ähnliche Kurven
■'■■ BAD ORIGINAL
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bei jedem anderen dielektrischen Ueberzugi der mit einer solchen Apparatur aufgesprüht wird. Obwohl die Temperatur des Substrates verschieden und der absolute Wert der Druckspannung für die jeweilige Eingangsleistung ebenfalls unterschiedlich ist, ist der Verlauf der Kurve qualitativ derselbe, d.h. mit abnehmender Eingangsleistung nimmt die Druckspannung ungeachtet des Ueberzugsmaterials, des Materials des Grundträgers und der Temperatur des Grundträgers immer zu.
Wie in Fig.. 6 gezeigt, steigt'die innere Spannung dann von
8 2
ungefähr 5x10 dyn/cm bei 1,5 Kilowatt auf
8 7 ' '
22 χ 10 dyn/cm bei 0, 5 Kilowatt. Somit erhält man eine wesentliche Steigerung der Druckspannung im Ueberzugs-
material dadurch, dass man die Eingangsleistung der HF- :
Erregung der Apparatur relativ niedrig hält. ,
Die Dicke der Schutzschicht .14 wird bestimmt durch die Zeit, I
in welcher das Material von dör Auft reff platte 18 auf die !
-■-'·■■ ' ■ ' ι
.Schicht 12 des photoleitenden Materials auf der Trommel
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aufgesprüht wird, sowie durch die NiederschjLagsgeschwindigkeit. Die Schutzschicht 14 kann somit auch sehr dünn gehalten werden. .
Eine andere Apparatur zum Ueberziehen der Schicht 12 aus photoleitendem Material auf der Trommel 15 ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. In diesem Gerät ist eine Fangelektrode für das Jonenbombardement in Farm eines Hohl Zylinders in einem bestimmten Absfand zur Trommel 15 angeordnet. Eine Elektrode 22, die ebenfalls die Form eines Hohlzylinders hat, umgibt den Auftreff zylinder 21 und trägt diesen. Die Elektrode 22 ist an eine HF-Energiequelle 23 angeschlossen. Bei Bedarf kann die Elektrode 22 dvtrch ein Kühlmittel gekühlt werden.
'Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Trommel 15 geerdet und wirkt als Anode in derselben Art, wie es für die Struktur in Fig. I beschrieben wurde. Da die Trommel· 15 jedoch ganzrVeii dem Auftreffzylinder 21 umgehen ist,, braucht die Trommel 15 in dem-in den Flg. 3 und 4, gezeigten CJerät nicht gedreht zu
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werden. Demzufolge bildet der überzug eine gleichmäßige Schutzschicht auf der gesamten Oberfläche der Schicht 12 aus photoleitendem Material auf der Trommel 15.
Die Trommel 15, der Auftreff zylinder 21 und die Elektrode 22 sind in einer unter Unterdruck stehenden Kammer ähnlich angeordnet, wie es oben beschrieben ist. Somit kann der Auft reff zylinder 21 entweder das auf der Schicht 12 niederzuschlagende Material enthalten, oder es kann ein geeignetes Gas in die Kammer eingeführt werden, damit es darin das gewünschte Oxyd oder Nitrid mit dem Material des Auftreffzylinders 21 durch reaktives Kathodenzerstäuben bildet. Das Gas fließt zwischen den Auftreff zylinder 21 und die Schicht 12 des photoleitenden Materials auf der Trommel 15.
Die Leistung wird in gleicher Weise gesteuert, wie es im Zusammenhang mit der Anordnung der Fig. 1 beschrieben wurde, wodurch die innere Druckspannung der Schutzschicht 14 gewählt werden kann. Somit erhält die Schutzschicht 14 die erwünschte relativ große innere Spannung.
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Anstatt auf der Trommel 15 kann die photolcitcndc Schien: 12 auch auf einem Film oder Streifen aus Plastik angebracht sein, wie z. B. das unter dem Namen "MYLAR" von der Firma Du Pont verkaufte Harzpolycsterterephtalat. Ein geeignetes Gerät zum Ueberziehen der Schicht 12 auf einem Streifen ist· in Fig. 5 gezeigt. Der Streifen 30 ist mit einem Ende auf einer Vorratsspule 31 und mit dem anderen Ende auf einer Aufnahme spule 32 befestigt und läuft über einen Wärmeableiter 33, der durch ein geeignetes Kühlmittel gekühlt wird, das durch eine Kühlkammer im Wärmeableiter 33. nach Art eines Wärmeaustauschers läuft.
Um den Streifen 30 beim Aufstäuben auf einer gewünschten -Teriperatur zu halten, muss ein Wärmeübertragungsmedium 34 zwischen dem Streifen 30 und dem Wärmeableiter 33 'fliessen. Das Wärmeübertragungsmedium 34 kann ζ. Β. Siliziumfett sein. Das Wärmeübertragungsmedium 34 muss sowohl die Unterseite des Streifens 30 als auch die Oberseite des Wärmeabieiters 33 benetzen. Aus se r dem- muss das Wärmeübertragungsmedium 34 einen verschwindend kleinen Dampfdruck
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(unter 10 Torr) bei Betriebstemperatur aufweisen. Ucbertragungsmedien wie Siliziumfett weisen diese Eigenschaften auf.
Der Wärmeableiter 33 ist unter einer Auf tr eff platte 35 angeordnet, die aus dem auf dem Streifen 30 bei dessen Durchlauf niederzuschlagenden Material besteht. Somit wird die Schicht 12 aus photoleitendem Material auf dem Streifen 30 nur auf den Teil des Streifens 30 aufgebracht, der gerade über dem "Wärmeableiter 33 und unter der Auftreffplatte 35 steht.
Die Auftreffplatte 35 ist auf einer Elektrode 36 sicher vor unerwünschten seitlichen Entladungen angeordnet, wie es oben genauer beschrieben ist. Die Elektrode 36 ist an eine geeignete HF-Energiequelle 38 angeschlossen. Eine geerdete Abschirmung 37 umgibt die Elektrode 36 und die Auftreffplatte 35 in der Art, wie es oben beschrieben wurde.
Das in Fig. 5 gezeigte Gerät ist in einer unter Unterdruck
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stehenden Kammer angeordnet. Wenn ein Oxyd oder Nitrid erwünscht ist, kann die Auftreffplatte 35 das Material enthalten, aus dem das Oxyd oder Nitrid gebildet werden soll, indem das für die Glimmentladung in die Kammer eingeführte Argon als Beimengung Stickstoff oder Sauerstoff enthält, um ein reaktives Kathodenzerstäuben zu bewirken. Das Material der Auftreff platte 35 kann aber auch das Oxyd oder Nitrid selbst :enthalten.
Die Leistung der. HF-Energiequelle 38 wird in der oben beschriebenen Art auf einen relativ niedrigen Wert eingestellt. Infolgedessen ist die "innere Druckspannung der Schutzschicht 14 auf der'mit dem Streifen 30 eine Einheit bildenden Schicht relativ hoch. Ausserdcm ermöglicht die niedrige Temperatur wegen der niedrigen Eingangsleistung dem Wärmeableiter 33 eine ausreichende Wärmemenge abzuleiten vom Streifen 3D, um so jegliche Verformung dös Streifens oder eine Beeinträchtigung der photoleitenden-Eigenschaften del* Schicht? IZ' zu verhindern.
Das Wärme Übertragungsmedium 35 wird von einem Verteiler 39 geliefert, der im Wärmeableiter 33 gelagert ist. Mit dem Verteiler 39 sollte man die Menge des Wärmeübertragungsmediums 34 steuern können, die an die Unterseite des Streifens 30 geliefert wird.
Der Wärmeableiter 33 trägt ausserdem einen hervorstehenden Teil 40 an dem dem Verteiler 39 gegenüberliegenden Ende. Dieser Teil 40 dient dazu, das Wärmeübertragungsmdium 34 von der Unterseite des Streifens 30 abzustreifen, nachdem dieser den Wärmeableiter 33'verlassen hat', und das abgestreifte Wäremüber.tragungsmedium 34 zu sammeln.
Jede der oben beschriebenen Apparaturen erzeugt auf der Schicht 12 aus photoleitendem Material eine Schutzschicht 14 in der gewünschten Dicke, die· eine relativ hohe vorwählbare
ο innere Druckspannung aufweist, so dass sie bis zu 50 A
hinab dünn sein kann.
Wenn die Schicht 12 aus photoleitendem Material nicht völlig
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eben ist, weist sie kleine Erhebungen und Vertiefungen auf. Infolgedessen könnte dann ein Üeberzug mit einer Dicke von
ο ·
nur 50 A nicht alle Erhebungen abdecken und würde leicht ■
z. B. von einem schleifenden Teilchen durchdrungen werden, das die Schicht in der Nachbarschaft einer solchen Erhebung trifft. Wenn also eine Schicht 12 aus photoleitendem Material beschichtet werden soll, muss sie zuvor eine glatte und ebene Oberfläche haben. Zu diesem Zweck können verschiedene Plastiklüller mit einem ausreichend hohen Dunkelwiderstand dazu benutzt werden, die Schicht 12 einzuebnen, ohne die Eigenschaftendes photoleitenden Materials zu verschlechtern.
Entsprechende Beispiele für diese Plastikfüller sind Uretane, Epoxydharz, Zellulosebutyrate, Zelluloseazetate, Polyvinylchloride und Acryle wie das unter dem Handelsnamen "Plexiglas" verkaufte Material.
Die überzogene Schicht 12 aus photoleitendem* Material lässt sich überall in der Elektrophotographie anwenden.
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ζ. B. auch indem in Fig. 7 angedeuteten* elektrostatischen Kopierverfahren.
Das in Fig. 7 im Blockdiagramm wiedergegebene Verfahren zeigt die Herstellung der Kopie eines Bildes auf einem Stück Papier mittels eines weichen photoleitendnn Materiales» Der Photoleiler wird gleichmäs.sig geladen und dann mit dem Muster des Bildes belichtet. Danach wird ein pulverförmiger und daher Abriebteiichen enthaltender Toner zur Entwicklung durch Ueberrieseln aufgebracht. Die Berührung des Papieres mit dem Photo leiter überträgt das Bild auf das Papier. Das Bild wird auf dem Papier fixiert, wenn das Papier, nicht mehr mit dem Photoleiter in Beiü hrung steht. Der Photoleiter wird dann dufeh Entladen und/öder-Abbürsten gereinigt, nachdem das Papier nicht mehr mit ihm in Berührung steht. Wie in Fig. 7 gezeigt, kann nach Reinigung des Photoleiters ein weitere? Arbeitsgang folgen.
Nachfolgend wird im einzelnen ein Beispiel für das beschriebene
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Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht a,us einem transparenten, verschleissfesten Material auf e.iner Schicht von photoleitendena Material beschrieben.
Ein Streifen "MYLAR"-Film wurde in einen Aluminiumrahmen gespannt. Der'Film wurde auf seiner Oberfläche mit einem photoleitenden Material überzogen, das sich zusammensetzte aus einem Mol von 2, 4, 7-Trinitro.-9-Fluorenon pro Mol der monomerischen Einheit von PoIy-N-Vinylcarbazol. Dieses Material erweicht bei 100. C und wird zerstört bei Temperaturen über 160 C. Die photoleitenden
Eigenschaften beginnen sich zu verlieren, wenn die Verbindung j
einer Temperatur von 150 C länger als 30 Minuten ausgesetzt ist.
Die Rückseite des Streifens wurde mit Sili'ziumfett überzogen. Dann wurde eine Platte in das Siliziumfett auf der Rückseite des Streifens zum Fetten der Platte gedrückt.
Als nächstes wurde die Platte auf eine wassergekühlt^ Anode
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ORIGINAL IfSiSPECTED
gedrückt. Eine Fläche der Platte berührte die Anode, während die andere Fläche der gefetteten Platte die Rückseite des Streifens berührte. Dementsprechend erfolgte eine Wärmeübertragung vom Streifen, der der Grundträger ist, zur Anode.
Die oben genannte Anordnung wurde dann in eine Kammer gebracht, die unter Unterdruck gesetzt werden konnte. Eine Kathode wurde 3 cm über der überzogenen Oberfläche des Streifens angeordnet und enthielt eine Auftreffplatte aus Siliziumdioxyd.
Durch Anlegen einer Leistung von 100 Watt, was einer Energiedichte von ungefähr 0,42 Watt pro cm für die verwendete Kathode
.entspricht, während 80 Minuten wurde ein Ueberzug mit einer ι
-.".-. ο .
Dicke von etwa 3000 A.auf der Oberfläche der Schicht aus photoleitendem Material niedergeschlagen. Daraus ergab sich ein transparenter und- verschleissfester.Ueberzug, der die Eigenschaften des photcleitenden Materials nicht beeinflusste.
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Der Druck in der Kammer betrug 5 Millitorr und die Temperatur 50 C. Diese niedrige Temperatur konnte somit das photoleitende Material nicht beschädigen.
Es wurden Versuche mit dem überzogenen photoleitenden Material des obigen Beispiels in einem Kopierverfahren gemacht. Zu diesem Verfahren gehört das Aufbringen einer Ladung auf den Photoleiter, die Belichtung des Photoleiters mit dem zu herzustellenden Bild, das Aufbringen eines Toners auf dem Photoleiter und schliesslich die Uebertragung des Bildes auf das Papier und das Reinigen des Photoleiters. Nach 35 000 derartigen Zyklen fand sich keine Verschlechterung der Oberfläche des Materials. Weiterhin wurden dieselben Versuche mit einem Material ohne Schutzschicht gemacht. Bei diesen Versuchen wurde das photoleitende Material'so stark beschädigt, dass es nach 35 000 Zyklen
fast unbrauchbar war. Nach 5000 Zyklen war die Beschädigung des nicht überzogenen Photoleiters bereits so stark, dass er keine zufriedenstellenden Ergebnisse mehr lieferte.Diese Versuche hatten somit gezeigt, dass die Schutzschicht gemäss
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der Erfindung die Lebensdauer eines weichen photoleitenden Materials wesentlich erhöhl.
■ ■
Ausserdcm bildet sich die durch den Toner entstehende Farbschicht jetzt auf der Schutzschicht des photoleitenden Materials und nicht mehr auf dem weichen photoleitenden Material selbst.Diese Farbschicht lässt sich von der harten Schutzschicht leicht mit einem trockenen Baumwollappfen abreiben. Von dem nicht überzogenen photoleitenden Material kann . diese Schicht jedoch nur mit einem Lösungsmittel entfernt werden. Dieses Lösungsmittel muss direkt auf das photoleitende Material "aufgetragen werden und kann dessen Lebensdauer beeinträchtigen.
Wegen der hohen Ve r schieis sie stigke it des mit einer Schutzschicht überzogenen photoleitenden Materials kann jetzt z. B. eine lange endlose Schleife des überzogenen photoleitenden Materials verwendet werden. Das1 gestattet die Herstellung mehrerer Bilder auf verschiedenen Teilen der Schleife, wodurch die Geschwindigkeit der Bildherstellung erhöht werden kann, da die lange Lebensdauer des photoleitenden Materials
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mit der erfindungsgemflssen Schutzschicht keinen Ersatz des Photoleiters während eines beträchtlichen Zeitraumes erfordert. Aus scr dem reduziert di.e Möglichkeit, die Farbschicht mit einem weichen Lappen abzureiben, die für eine photostatische Maschine erforderliche Wartung beträchtlich, wenn diese mit einem photoleitenden Material mit einer Schutzschicht arbeilet.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie einen relativ dünnen Ueberzug eines verschleissfesten Materials auf einem photoleitendem Material ohne Beeinflussung der Eigenschaften des photoleitenden Materials gestattet. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie die Lebensdauer des photoleitenden Materials erhöht. .
3AD ORlGiNAL
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    ' I^ Photoleitendes Element, dadurch gekennzeichnet, daß die
    Oberfläche der photoleitenden Schicht (12) innig mit einer transparenten, abriebfesten Schutzschicht (14) verbunden ist, die unter innerer Druckspannung steht, einen Dunkelwiderstand mindestens gleich dem der photoleitenden Schicht aufweist und eine Dicke im Bereich von 50 A bis 4000 A hat.
    2. Verfahren zur Herstellung des photoleitenden Elements nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Kathodenzerstäubung mit HF-Erregung dielektrisches Material auf der photoleitenden Schicht (12) niedergeschlagen wird, daß die Temperatur der photoleitenden Schicht unterhalb des Wertes gehalten wird, wo sie beginnt, ihre photoleitenden Eigenschaften zu verlieren, und daß die Leistung der HF-Energiequelle (23, 38) auf einen so niedrigen Wert eingestellt wird, daß in der entstehenden Schutzschicht (14) sich eine innere Druckspannung ausbildet.
    3. Photoleitendes Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Qas besteht.
    4. Photoleitendes Element nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus einem Borsilikatglas besteht.
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    FI 9-68-009 - 25 -
    Photoleitendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus einem Oxyd besteht.
    Photoleitendes Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus SiO_ besteht.
    Photoleitendes Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus TiO besteht.
    8. Photoleitendes Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Al O besteht.
    Ct 3 - '
    9. Photoleitendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus einem Karbid besteht.
    10. Photoleitendes Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus SiC besteht.
    11. Photoleitendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus einem Borid besteht.
    12. Photoleitendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus einem Nitrid besteht.
    13. Photoleitendes Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus Si-N.. besteht.
    ■j 4
    909842/1502
    FI 9-68-009 - 26 -
    19123; 7
    14. Photoleitendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus anorganischen Materialien besteht.
    15. Photoleitendes Element nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus Se besteht.
    16. Photoleitendes Element nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus II-VI-Verbindungen besteht.
    17'. Photoleitendes Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus HB-VIA-Verbindungen in
    einem Binder besteht.
    18. Photoleitendes Element nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder Glas ist.
    19. Photoleitendes Element nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder ein natürliches oder künstliches Harz ist.
    20. Photoleitendes Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Π-VI-Verbindung ZnS ist.
    21. Photoleitendes Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die II-VI-Verbindung CdS ist.
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    FI 9-68-009 - 27 - ORIGINAL INSPECTED
    βΑ 1912317
    1%
    22. Photoleitendes Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die II-VI-Verbindung CdSe ist.
    23. Photoleitendes Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die II-VI-Verbindung CdTe ist.
    24. Photoleitendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus organischen Materialien
    besteht.
    25. Photoleitendes Element nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffen besteht.
    26. Photoleitendes Element nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus Anthrazen besteht.
    27. Photoleitendes Element nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich-
    net, daß die photoleitende Schicht aus heterozyklischen Verbindungen besteht.
    28. Photoleitendes Element nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus Bis-Thiazol besteht.
    29. Photoleitendes Element nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus Thiobarbitur säure besteht.
    90 9842/1502
    FI 9-68-009 - 28 -
    η 1912317
    30. Photoleitendes Element nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus Phthallozyanin besteht.
    31. Photoleitendes Element nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus Fluorenon und Carbazol besteht.
    32. Photoleitendes Element nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht aus 2,4, 7-Trinitrö-9-Fluorenon und Poly-N-Vinylcarbazol besteht.
    33. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch reine Kathodenzerstäubung in Anwesenheit mindestens eines für die Aufrechterhaltung der Glimmentladung notwendigen inerten Gases das Material auf die photoleitende Schicht (12) aufgestäubt wird, aus dem der Auftreffkörper (18, 21, 35) besteht.
    34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte Gas Ar ist.
    35. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch reaktive Kathodenzerstäubung in Anwesenheit mindestens eines für die Aufrechterhaltung der Glimmentladung notwendigen inerten Gases und mindestens eines gasförmigen Raktionspartners die Schutzschicht (14) gebildet wird, wobei mindestens ein anderer Reaktionspartner aus dem Material des Auftreffkörpers (18, 21, 35) stammt. 9098 42/1502
    FI 9-68-009 - 2 9- OR1G^AL
    36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß zur
    Bildung von Oxyden dem inerten Gas O zugesetzt wird.
    37. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Nitriden dem inerten Gas N^ zugesetzt wird.
    38. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Glätten und Einebnen der photoleitenden Schicht (12) vor dem Aufbringen der Schutzschicht (14) der Photoleite-r mit einem Plastikfüller von ausreichend hohem Dunkelwider stand beschichtet wird.
    Fi 9-68- 009 - 30 - 909842/1502
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