DE1916609C3 - Verwendung einer photoleitfähigen Platte mit einer gashaltigen Photoleiterschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Bd elektrophotographischin Verfahren bei denen ein elektrisches Feld bei der b.ldmaß.gen Be

clcktrophotographischen Verfahren photole.tfahige Platten auch als'xerographische Elemente bezeichnet, verwendet werden können, d,e höheren Dunke abfall oder Dunkelstrom haben können als photoleitfäh,_Ke Platten, die bei anderen elektrophotograph,-schen Verfahren verwendet werden können.

Bisher ist dieses bekannte elektrophotograph.sehe Verfahren jedoch praktisch noch nicht verwertet worden, und das ist darauf zurückzuführen daß noch

- -., . _k,_ini; nhotoleitfähige Platte bekanntgeworden ist, die

-selenid oder -tellurid und als Bindemittel zw,- .o kcinc pnoio*^ei * _{befriedigende} Ergebnisse

sehen 9 und 31 Gewichtsprozent Glas enthält, in ^ml aiesem
einem elektrophotographischen Verfahren, bei
dem die photoleitfähige Schicht und eine isolierende Schicht, die mit der photoleitfähigen
Schicht in Berührung steht, einem elektrischen 15
Feld ausgesetzt werden und die photoleitfähiße Τ^,^^εη^ΐΓ^,Τ entsteht, von der es dann als

' Ladungsbild oder Tonerbild auf einen,endgültigen

Bildträger übertragen wird, werden üblicherweise photoleitfähige Platten verwendet, die as Photota er Selen enthalten (USA.-Patentschnft 2 970 906.Diese Platten haben in der Praxis gew.sse Nachteile und es ist deshalb immer wieder versucht worden, photoleitfähige Platten auf andere Weise aufzubauen.

Photoleitfähige Platten werden auch fur andere Zweck- benötigt, beispielswe.se fur lichtempfindliche Widerstände oder Bildverstärker. Für solche Zwecke ist es bereits bekanntgeworden, Cadmiumsulfid od. dgl. mit Glas zusammenzusintern (deutsche Patentschrift 1 204 759; USA.-Patentschnften 2 765 38.v, 7 930 999- -5 937 353). Die Herstellung von geeignetem Cadmiumsulfid ist ebenfalls bekannt (USA-

Schicht gleichzeitig bildmäßig belichtet wird, so daß auf der isolierenden Schicht ein Ladungsbild entsteht.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte mit einer photoleitfähigen Schicht, die 23 Gewichtsprozent Glas enthält, verwendet wird.

3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte mit einer photoleit- *5 fähigen Schicht, die Bleiglas enthält, verwendet wird.

4. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte verwendet wird, die einen mit einem Halogenid und Kupfer und/oder Silber aktivierten Photoleiter enthält.

5. Verwendung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte verwendet wird, die mit Chlorid und Kupfer aktiviertes Cadmiumsulfid enthält.

6. Verfahren zur Herstellung einer photoleitfähigen Platte, bei dem eine Aufschlämmung von Photoleiter- und Glasteilchen auf einen Schichtträger aufgebracht, getrocknet und auf die

Patentschrift 3 238 150). .

Es ist auch bekanntgeworden, phololeitfahige Plat- « ten mit Glas-Cadmiumsulfid-Schichtcn statt der Selen-Platten bei dem bekannten elektrophotographischen Verfahren zu verwenden, bei dem das latente Ladungsbild auf der photoleitfähigen Schicht gebil-, η det entwickelt und als Tonerbild auf einen Trager

träger aufgebracht getrocknet und aut die f£' ™^tw ™% _{rd (USA}..p_a,_entschfiften 3 151 982; Schmelztemperatur des Glases erwärmt wird, da- 4« ^^e»^ra|^L" ^ _{Bei diesen bekann}ten photo-

duich gekennzeichnet d.Bd,e Aufschlämmung ^2«86U3 ^_n J_{r der Gehalt an} Fotoleiter auf eine Verbindung enthalt die bei der Schmelz- ^tamg Gewichtsprozent der Gesamttemperatur des Glases die Photoleiterteilchen _?X' beschränkt vorzugsweise sollten nicht wenigstens teilweise löst, daß so lange erwärmt ™s ^1U^ ^chraη M, _wJ_{endct werdcn}. _{Es wir}d wird, bis nach der Abkühlung und Reknstan.sa- 45 ^¹J, -"'^ücklich darauf hingewiesen, daß der ,ion die Photoleiterteilchen mite.nander verbun- ^_nüb ^a^SS,|cn u. dgl. geringe Gehalt an

wird, bis nach der Abkühlung und Re tion die Photoleiterteilchen miteinander verbunden sind, und daß eine Aufschlämmung mit 10 bis 45 Gewichtsteilen, vorzugsweise 30 Gewichtsteilen Glasteilchen je 100 Gewichtsteilen Photoleiterteilchen verwendet wird.

50

55 gegenüber Photozellen u. dgl. gering

Photoleiter für die Verwendung in der Elcktrophotographie unerläßlich sei.

Es sind auch spezielle Verfahren zur Herstellung von solchen Glas-Photoleiter-Platten bekanntgeworden (USA.-Patentschrift 3 248 661) bzw. früher vorgeschlagen worden (deutsche Patentanmeldung P 15 72 366.7).

Wenn solche photoleitfähigen Platten in dem eingangs genanten Verfahren verwendet werden, bei dem die photoleitfähige Schicht und eine isolierende Schicht, die mit der photoleitfähigen Schicht in Berührung steht, einem elektrischen Feld ausgesetzt

Aus der USA.-Patentschrift 2 825 814 ist ein elek- 6u werden und die photoleitfähige Schicht gleichzeitig trophotographisches Verfahren bekannt, bei dem ein bildmäßig belichtet wird, so daß auf der isolierenden elektrisches Feld durch die photoleitfähige Schicht Schicht ein Ladungsbild entsteht, ergibt sich im entauf eine isolierende Schicht wirkt, die mit der photo- wickelten Bild ein unzulässig hoher Schleier. Auch leitfähigen Schicht in Berührung steht, und gleich- bei Verwendung der für andere Zwecke bekannten zeitig bildmäßig belichtet wird, so daß das Tatente 65 photolcitenden Platte ohne Glaszusatz zum Photoelektrostatische Bild durch die photoleitfähige Schicht leiter tritt im entwickelten Bild ein unzulässig hoher zur isolierenden Schicht wandert. Schleier auf.

Es wurde bisher angenommen, daß bei diesem Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde.

Hieses letztgenannte elektrophotographische Ver-

eine geeignete Platte verfügbar zu machen. ^fah|1Krraschenderweise wird diese Aufgabe dadurch r t daß bei diesem letztgenannten elektrophoto^g hischen Verfahren eine photoleitfähige Platte ^S einem elektrisch leitenden Schichtträger oder ⁸^ m isolierenden Schichtträger und einer elektrisch ⁶-den Schicht und einer photoleitfähigen Schicht ^lelten _{det w}ird, die als Photoleiter ein gegebenen-MU aktiviertes Zink- und/oder Cadmiumoxyd. Ifid -selenid oder -tellurid und als Bindemittel •hen 9 und 31 Gewichtsprozent Glas enthält. Bei Sendung einer solchen Platte tritt der un- «viinschte Schleier im entwickelten Bild nicht auf. υ rmutlich ist dieses erfreuliche Resultat darauf zuvkzuführen, daß bei einem Photoleitergehalt von "h 6O°/o zwar der Dünkelabfall zunimmt, so daß • ρ solcäe platte bei den bekannten Verfahren, bei -STnLn das Ladungsbild auf der photoleitfähigen £hicht selbst gebildet wird, nicht brauchbar wäre, Ü,« aber trotzdem der Dunkelstrom zunächst ab-„fmmt und erst bei sehr hohem Photoleitergehalt Ser ansteigt. Die frühere Auffassung, daß bei dem Verfahren mit Entstehung des Ladungsbildes auf einer isolierenden Schicht auch em höherer Dunkel- !rom zulässig wäre als bei Platten für das andere bekannte Verfahren, ist also falsch

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt wenn „ine Platte mit einer photoleitfähigen Schicht die ?ΓGewichtsprozent Glas enthält, verwendet wird

Bei photoleitfähigen Platten mit einer photoleitfähieen Schicht, die Cadmiumsulfid u. dgl. als Photoeitefund Glas enthielt, wurde es für notwendig an- «fhen bleifreies Glas zu verwenden (deutsche Pafen schrift 1204 759; USA.-Patentschrift 2 930 999). m Gegensatz zu dieser bekannten Auffassung hat £h „ezeigt, daß im erfindungsgemäßen Sinne zweckmäßigerweise eine Platte mit einer photo eitfah.gen Schicht verwendet wird, die Bleiglas enthalt.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfin-Hune wird eine Platte verwendet, die einen mit einem Halogenid und Kupfer und/oder Silber aktivierten Beiter enthält, insbesondere eine Platte die· mit Chlorid und Kupfer aktiviertes Cadmiumsulfid ent-

^haphotoleitfähige P'atten der hier interessierenden Art wurden auf die Weise hergestellt, daß eine Aufschlämmung von Photoleiter- und Glasteilchen au einen Schichtträger aufgebracht, getrocknet und auf die Schmelztemperatur des Glases erwärmt wurde. Zur Herstellung einer photoleitfähigen Platte zur Verwendung im Rahmen der Erfindung wird dieses bekannte Verfahren in der Weise abgewandelt, daß die Aufschlämmung eine Verbindung enthalt, die bei der Schmelztemperatur des Glases d:e Photoleiterteilchen wenigstens teilweise löst, daß so lange erwärmt wird, bis nach der Abkühlung und Rekristallisation die Photoleiterteilchen miteinander verbunden sind, und daß eine Aufschlämmung mit 10 bis 45 Gewichtsteilen, vorzugsweise 30 Gewichtsteilen Glasteilchen je 100 Gewichtsteilen Photoleiterteilchen verwendet wird.

Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig 1 schematisch, teilweise als Schnitt und teilweise in Form eines Blockschaltbildes, eine Kamera für das eingangs genannte elektrophotographische Verfahren;

F i g. 2 einen Schnitt des «n F i g. 1 mit der Linie 2-2 umschlossenen Teils, und

F i g. 3 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer photoleitfähigen Platte. Die in F i g. 1 dargestellte Kamera 1 weist ein Objektiv 2 an einem Ende einer Dunkelkammer 3 auf, mit dem das von einem Objekt 4 kommende Licht auf die Rückseite einer photoleitfähigen Schicht 5 fokussiert wird, die in der Bildebene des Objektivs 2 angeordnet ist. Die photoleitfähige Schicht 5, die beispielsweise 20 bis 100 Mikron stark ist, ist über einer transparenten, elektrisch leitenden Schichte niedergeschlagen, die ihrerseits auf einem transparenten Schichtträger 7 liegt, beispielsweise eine Borsilikatplatte von 6 mm Stärke. Eine geeignete transparente, elektrisch leitende Schichte ist eine dünne Zinnoxydschicht mit einem Widerstand von 50 Ohm pro Quadrat und hat im optischen Bereich eine Durchlässigkeit größer als 95 »/0. Andere geeignete Schichten 6 sind Metallfilme aus Chrom und Gold.

Ein elektrographisches Aufzeichnungspapier 8 ist in der Nähe der photoleitfähigen Schicht S angeordnet, wobei die isolierende Schicht 9 des Papiers 8 der photoleitfähigen Schicht 5 zuweist. Der elekaj trisch leitende Schichtträger 11 des Papiers 8 weist einer leitenden Elektrode 12 zu, mit der die isolierende Schicht 9 des Papiers 8 gleichmäßig in nominelle Berührung mit der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht 5 gepreßt wird. Eine Spannungsquelle 13 von beispielsweise — 500 bis 900 Volt liegt über einen Zeitschalter 14 an der Schicht 6 einerseits und der Elektrode 12 andererseits.

Im Betrieb wird das Bild des aufzunehmenden Objektes 4 aut die photoleitfähige Schicht 5 fokussiert Der Zeitschalter 14 wird für die entsprechende Belichtungszeit geschlossen, die durch die verfügbare Helligkeit und die Empfindlichkeit der phololeitfähigen Schicht S festgelegt ist. Während der Belichtungszeit werden durch das auftreffende Lichtbild in der photoleitfähigen Schicht 5 freigesetzte Elektronen durch die photoleitfähige Schicht in die isolierende Schicht 9 des elektrographischen Papiers 8 übertragen. Auf diese Weise wird in der isolierenden Schicht 9 des Papiers ein Ladungsbild des Objektes, 4 erzeugt. Das Ladungsbild wird dann dadurch entwickelt, daß das Papier 8 aus der Kamera 1 herausgenommen und positiv geladene Tonerpartikel auf das Ladungsbild aufgebracht werden, um dieses zu entwickeln. Die Tonerpartikel können in Luft oder in einem flüssigen dielektrischen Träger suspendiert sein. Statt dessen kann auch die Polarität der Quelle 13 umgekehrt werden, so daß positive Ladungsbilder auf der isolierenden Schicht 9 gebildet werden.

Die photoleitfähige Schicht 5 ist auch für unsichtbare Strahlung empfindlich, d. h. Energiephotonen außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches. Der Photoleiter ist beispielsweise brauchbar zur Aufnahme von Röntgenschirmbildem, reinen Röntgenbildern oder Neutronenbiidern. In diesen Anwendung?fällen brauchen die transparente, elektrisch leitende Schicht 6 und der Schichtträger 7 nur für die Strahlen durchlässig zu sein, die das Bild auf der photoleitfähigen Schicht 5 bilden sollen.

In F i g. 2 ist ein strukturelles Detail der photoleitfähigen Schicht 5 nach der Erfindung dargestellt. Die photoleitfähige Schicht 5 besteht aus einer im wesentlichen kontinuierlichen polykristallinen Schicht aus einer Matrix aus miteinander vernetzten Teilchen

eines Photoleiters in Form eines Sulfids, Tellurids. wird vorzugsweise von 15 ml Lösung von 0,005 g/ml ielenids und/oder Sulfoselenids von Zink und/oder Äthylalkohol hinzugefügt. Cadmiumchlorid wird vor-Cadmiutn, der Aktivatoranteile von Halogeniden, /.ugsweise dadurch präpariert, daß das Cadmium-Kupfer und/oder Silber enthält. Ein Einschmelz- chlorid bei einer Temperatur oberhalb von 100¹¹C Bleiglas-Bindermaterial 16 ist in den Zwischenräumen 5 in einem 50-ml-Glasbecher 30 Minuten lang erhitzt der polykristallinen Matrix 15 angeordnet, so daß wird und dann Äthylalkohol hinzugefügt wird, bis die Matrix fest gebunden ist, um sie mechanisch eine glatte Paste erhalten wird. Etwa 25 ml Äthylstabil und abriebfest zu machen. Jedes der Photo- alkohol ergeben eine glatte Paste. leiterteiichen der Matrix 15 ist mit den benachbarten Das Cadmiumsulfid, das Einschmelz-Bleiglas,

Photoleiterteilchen mittels einer rekristallisierten _i0 Kupferchlorid und Cadmiumchlorid werden dann Brücke oder Verbindung verschmolzen, so daß elek- alle zusammen in 130 ml Äthylalkohol plus 130 ml trische Brückenverbindungen mit niedrigem Wider- Xylol gemischt. 25 zylindrische Mühlenkugeln werstand zwischen benachbarten Photoleiterteilchen der den in einem Glasgefäß von 450 g Fassungsvermögen Matrix gebildet werden, die die photoleitfähige hinzugefügt und die Mischung 48 Stunden lang Schicht5 bilden. ,₅ kugelgcmahlen, um eine glatte Paste zu erhalten. Die

In F i g. 3 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens glatte Paste wird dann in einer Stärke von etwa 20 zur Herstellung von photoleitfähigen Schichten 5 bis 100 Mikron, beispielsweise mit einem Abstreichdargestellt. Kurz gesagt, das Verfahren zur Herstel- messer oder durch Aufsprühen, auf die transparente, lung der photoleitfähigen Schicht 5 besteht darin, daß elektrisch leitende Schicht 6 auf eine etwa 6,35 mm gepulverter Photoleiter und gepulvertes Einschmelz- _ao starke Glasplatte aus Borsilikatglas Corning 7760 Bleiglas in Gegenwart von geeigneten Photoleiter- aufgebracht. Die beschichtete Glasplatte wird dann Aktivatoren und einem photoleitfähigen Lösungs- in einen Ofen gebracht, der unter Luft bei einer oder Schmelzmittel gemischt werden. Das Pulver aus Temperatur von 600' C arbeitet, dort 15 Minuten Glas, Photoleiter, Aktivator und Schmelzmittel wird gelassen und kann sich dann auf Zimmertemperatur in einem geeigneten Dispergens dispergiert, so daß ₁₅ abkühlen. Die so erhaltene photoleitfähige Schicht eine Paste gebildet wird, und mit einem Abstreich- ist dann gebrauchsfertig. Zum Aufsprühen wird statt messer oder durch Aufsprühen oder Aufstreichen auf des Xylols eine Wassersuspension verwendet, die aus die transparente, elektrisch leitende Schichte aufge- 130 ml Wasser besteht, und dann braucht das bracht, die auf dem Schichtträger 7 sitzt. Der Schicht- Cadmiumchlorid nicht in Pastenform eingegeben zu träger mit der Schicht wird dann in einen Luftofen _3o werden.

gebracht und etwa 15 Minuten lang bei 600° C ge- Während des Brennens schmilzt das Cadmium-

sintert. Die so erhaltene gesinterte photoleitiähige chlorid und löst das Kupfersalz und einen Teil des Schicht läßt man dann auf Zimmertemperatur ab- Cadmiumsulfids. In der geschmolzenen Lösung findet kühlen. Ein Leiter wird dann auf eine Seitenkante eine chemische lonenaustauschreaktion statt, in Gedes Schichtträgers gestrichen, um einen Kontakt mit ₃₅ genwart des inerten geschmolzenen Glases. Bei dieder transparenten, elektrisch leitenden Schicht 6 her- sen chemischen Reaktionen aktiviert das Kupfer das zustellen, und dann ist die photoleitfähige Platte zum photoleitfähige Cadmiumsulfid. Zusätzlich findet eine Gebrauch fertig. lonenaustauschreaktion statt, bei der Chlorionen in

Geeignete Photoleiter sind Sulfide, Telluride, das Cadmiumsulfidgitter eintreten, um eine weitere Selenide und Sulfoselenide des Zinks oder Cadmiums. _4O Aktivierung des Photoleiters hervorzurufen. Das Geeignete Aktivatorelemente sind die Halogenide. Cadmiumchlorid wird weiter als Schmelzmittel verKupfer und Silber. Geeignete Lösungsmittel für den wendet, um leitende Brückenverbindungen zwischen Photoleiter sind Halogenide von Cadmium oder Zink. benachbarten Teilchen des Photoleiters hervorzu-Geeignete Dispergentien für die gepulverte Mischung rufen. Beim weiteren Erhitzen rekristallisiert das sind Äthylalkohol und Xylol. Geeignete Gläser sind ₄₅ Cadmiumsulfid an den Verbindungen zwischen bc-Einschmelz-Bleigläser mit einer Erweichungstempe- nachbarten Cadmiumsulfidteilchen und das unberatur zwischen 50 und 250° C unter der Temperatur, nutzte Cadmiumchlorid verdampft. In das rekristalliauf die die gemischten Partikel erhitzt werden, um sieiie Cadmiumsulfid sind Aktivatoranteile von das Lösungsmittel zu schmelzen. Die Glasteilchen Kupfer und Chlor eingebaut. Wenn praktisch das gebilden vorzugsweise zwischen 10 und 45 Gewichts- ₅„ samte unbenutzte Cadmiumchlorid verdampft ist. prozent der gekörnten photoleitfähigen Mischung, ab- sind die Cadmiumsulfidteilchen miteinander vernetzt gesehen von den Glasteilchen selbst. Bei einer bevor- so daß eine im wesentlichen kontinuierliche poly zugten Ausführungsform hat das Einschmelzglas kristalline Schicht aus vernetzten Photoleiterteilcher einen Erweichungspunkt von etwa 150^c C unter der auf der Glasplatte gebildet ist. Die fertige Schicht is Temperatur, bei der die gekörnte Schicht im Ofen ₅₅ außerordentlich homogen und haftet fest am Glas gebrannt wird. Das Einschmelz-Bleiglas hat eine Erweichungs

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel des Ver- temperatur, die etwa 150° C niedriger Hegt als di f ahrens zur Herstellung der photoleitfähigen Schicht 5 Brenntemperatur von 600'-'C. Das Einschmelzgla wird eine innige Mischung aus 75 g Cadmium- ist gegen den Ionenaustausch und die chemisch sulfid, 22,5 g gepulvertem Einschmelzglas, 0,075 g 60 Reaktionen zwischen dem Kupfer, dem Cadmium CuCIg ■ 2HjO und 11,25 g trockenes CdCl₂ 2,5H_?O chlorid und dem Cadmiumsulfid inert. Die Glas hergestellt. Ein geeignetes Cadmiumsulfidpulver ist partikel bilden beim Schmelzen eine Schicht um di hochreines Pulver von der Firma Gallard Schlesingler chemisch reagierenden Partikel und bilden eine Chemical Company, Carle Place, New York, Partie Binder, der die Zwischenräume zwischen den ve No. B7649. Ein geeignetes Einschmelzglas in Pulver- 65 netzten Photoleiterteilchen füllt. Das Glas verteil form ist Glas No. 7570 der Corning Glass Works, der fertigen photoleitfähigen Schicht mechaniscl Corning, New York, mit einer Pulvergröße entsprc- Festigkeit und die Abriebfestigkeit, chend einer Sieböffnung von 44 11. Das CuCL 2H_SO Cadmiumchlorid wird in die Mischung cingefühi

Lösungsmittel für das Cadmiumsulfid oder Äquivalente, nämlich Sulfide, Telluride. : und Sulfoselenide von Zink und Cadmium en. Außer Cadmiumchlorid können andere lide von Cadmium oder Zink verwendet wer

den, beispielsweise Bromide oder Iodide. Statt Kupfer kann auch Silber als Aktivator eingeführt werden. Das Verhältnis des Glasgewichts zum reinen Photoleiter liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 45 °/o, wobei 3O°/o besonders zweckmäßig sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 610/321

Claims (1)

Patentansprüche.

1. Verwendung einer photoleitfähigen Platte aus einem elektrisch leitenden Schichtträger oder einem isolierenden Schichtträger und einer elektrisch leitenden Schicht und einer photoleitfähigen Schicht, die als Photoleiter ein gegebenenfalls aktiviertes Zink- und/oder Cadmiumoxyd, -sulfid.