DE2027323A1 - Electrophotographic plate and imaging method using it - Google Patents
Electrophotographic plate and imaging method using itInfo
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Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann, 2Ö27323Patent attorneys Dipl.-Ing. R Weickmann, 2Ö27323
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Rochester* New York 14603, V. St. A.Rochester * New York 14603, V. St. A.
Elektrophotographische Platte und diese verwendendes - Abb il dungs verfahr en Electrophotographic plate and utilizing same - Fig il manure traverse en
Die Erfindung liegt generell auf dem Gebiet der Elektrophotographiej sie bezieht sich insbesondere auf eine verbesserte elektrophotographische Platte und auf ein Verfahren zur Verwendung einer solchen Platte als Abbildungseinrichtung.The invention is generally in the field of electrophotography more particularly, it relates to an improved electrophotographic plate and method for using such a plate as an imaging device.
Es ist auf dem Gebiet der Elektrophotographie allgemein üblich* ein elektrostatisches Bild dadurch zu erzeugen, daß zunächst auf der Oberfläche eines Photoleiterteils gleichmäßig elektrische Ladung verteilt wird und daß dann die Oberfläche einer einem gewünschten Bild entsprechenden aktivierenden Strahlung ausgesetzt wird. Eine eine photoleitende Isolierschicht enthaltende elektrophotographische Platte wird dabei insbesondere zunächst gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen, um auf ihrer Oberfläche empfindlich zu werden* Sodann wird die betreffende Platte einer bildmäßig verteilten aktivierenden elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt, wie der Lichtstrahlung, Röntgen-It is common practice in the field of electrophotography * to generate an electrostatic image by first uniformly electrical on the surface of a photoconductor part Charge is distributed and that then the surface of an activating radiation corresponding to a desired image is exposed. One containing a photoconductive insulating layer electrophotographic plate is in particular initially evenly charged electrostatically in order to be on its Surface to become sensitive * Then the plate in question becomes an image-wise distributed activating electromagnetic Exposed to radiation, such as light radiation, X-ray
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strahlung oder dgl. Strahlung, die selektiv die Ladung in den jeweiligen "belichteten'1 Bereichen des. photoieitenden Isolators ableitet, wahrend in den "nicht belichteten" Bereichen ein latentes elektrostatisches Bild zurückbleibt; Das latente elektrostatische Bild kann dann entwickelt und sichtbar gemacht' werden^ indem fein zerteilte elektroskopische Markierüngs teileheil auf der Oberfläche der pnotöleiten- , den Isolierschieht abgelagert werden* Dieses Eonzept ist. radiation or the like radiation, which selectively dissipates the charge in the "exposed". 1 regions of the photoieitenden insulator is derived, while in the "non-exposed" areas of an electrostatic latent image remains, The latent electrostatic image can then be developed and visualized 'are by depositing finely divided electroscopic markings on the surface of the insulating layer * This concept is
f..f ..
ursprünglich in der ÜS-Patentschrift 2 297 691 beschrieben; es ist in vielen Weiteren Patentschriften weiter ausgeführt.originally described in US Pat. No. 2,297,691; it is further elaborated in many other patents.
Die Entdeckung der photoleitendeh IsöÜereigenschaften von hochreinem glasartigen Selen hat dazu geführt^ daß dieses Material das Standardmaterial für wieder^ervieridbäre kommerzielle elektrophotographische Platten geworden ist* Andere Arten von elektrophotographischen Plätten sind bekannt; sie enthalten z.B. Papier, das mit einer phötoleitenden Schicht aus Zinkoxydteilchen überzogen ist, welche in einem einen Film bildenden Isolierharz enthalten sind. Glasartiges Selen enthaltende elektrophotographische Platten werden jedoch noch am häufigsten verwendet, da sie eine elektrostatische Ladung über lange Zeitspannen hinweg festzuhalten vermögen, wenn sie nicht Licht ausgesetzt werden. Ein weiterer Grund für die Verwendung solcher elektröphotögraphischer Platteii besteht darin, daß sie relativ lichtempfindlich sind im Vergleich zu anderen elektrophotographischen Plätten. Ein iiöcfa weiterer Grund für die Verwendung derartiger ölektrophotographischer Platten besteht darin, daß s"ie für eine t/iederverWendüng viele hundert Male oder sogar taüsende Male beständig sind. Die glasartiges Selen enthaltende Platte zeigt jedoch ein etwas begrenztes Sp ekträlv erhält eil* Das Spektralverhalten ist nämlich sehr stark auf den Blau- oder den naheh Ultravioiettbereich des Spektrums beschränkt* Eine VerbesserungThe discovery of the photoconductive insulating properties of high purity vitreous selenium has led to this Material the standard material for reusable commercial electrophotographic plates has become * Others Types of electrophotographic plates are known; they contain e.g. paper with a photoconductive layer is coated with zinc oxide particles contained in an insulating resin forming a film. Vitreous selenium However, electrophotographic plates containing electrophotographic plates are still most commonly used because of their electrostatic charge Be able to hold on for long periods of time when not exposed to light. Another reason for that Use of such an electrophotographic plateii exists in that they are relatively photosensitive compared to other electrophotographic plates. Another iiöcfa Reason for using such electrophotographic Plates consists in the fact that they are suitable for reuse are persistent many hundreds of times, or even deodorizing times. However, the plate containing vitreous selenium shows a Somewhat limited spectral value receives eil * The spectral behavior is in fact very strong in the blue or near ultraviolet range of the spectrum limited * An improvement
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bezüglich der Lichtempfindlichkeit gegenüber Licht längerer
Wellenlänge von glasartigem Selen ist in der US-Patentschrift 2 803 542 beschrieben. In dieser Patentschrift ist
angegeben, daß der Zusatz von Arsen zu Selen eine generelle Zunahme in der Lichtempfindlichkeit der elektronhotographischen
Platte bewirkt und daß ferner die Platte für Licht
längerer Wellenlängen empfindlich ist. Ein noch weiterer
Versuch ist aus der US-Patentschrift 3 312 54-8 bekannt. In
dieser Patentschrift ist der Zusatz von Halogenen zu Arsen-Selen-Legierungen
beschrieben. Dies, führt zu einer verbesserten Spektralempfindlichkeit der Lichtaufnahmesehicht.the photosensitivity to longer wavelength light of vitreous selenium is described in US Pat. No. 2,803,542. In this patent specification is
stated that the addition of arsenic to selenium causes a general increase in the photosensitivity of the electronhotographic plate and also that of the plate to light
sensitive to longer wavelengths. Another one
The experiment is known from US Pat. No. 3,312,54-8. In
this patent describes the addition of halogens to arsenic-selenium alloys. This leads to an improved spectral sensitivity of the light receiving layer.
Obwohl die elektrophotographischen Verfahren und Einrichtungen,
bei denen mit Halogen dotiertes Selen enthaltende Platten verwendet
werden, in hohem Maße zufriedenstellende Ergebnisse
geliefert haben, sollte anerkannt werden, daß die dotierten
glasartigen Selenschichten bei Verwendung als einzelne Schichten
weit entfernt von den idealen Zu ständer, im Hinblick auf
die elektrischen Eigenschaften des Dunkelabfalls und des
Restpotentials sind. Der Dunkelabfall ist die elektrophotographischen
Platten eigene Erscheinung, der__gemäß bei Fehlen vor: Licht ein Verlust an vermeintlicher Oberflächenspannung
auftritt. Mißt man diese Eigenschaft pro Seiteinheit, so wird>
sie als Dunkelabfallgeschwindigkeit bezeichnet. Dieser Wert stellt ein effektives Maß für die Zurückhaltung des latenten
elektrostatischen Bildes durch die jeweilige Platte dar. Eine' hohe Entladegeschwinäigkeit zeigt somit an, daß eine Platte
erschöpft ist, d.h. das latente Ladungsbild wird schnell abgeleitet.
Die Restspannung ist dabei die auf der Platte zurückbleibende
Spannung nach Vornahme einer Belichtung mittels
einer Lösch-Lampe in einem herkömmlichen elektrophotographischen Zyklus, bei dem eine wiederverwendbare elektrophotographische
Platte verwendet wird. Wird eine empfindlicheAlthough the electrophotographic processes and apparatus employing plates containing selenium doped with halogen have produced highly satisfactory results
it should be recognized that the doped vitreous selenium layers, when used as individual layers, are far from ideal in terms of the electrical properties of the dark decay and the
Residual potential. The dark decay is the electrophotographic plate's own phenomenon, which, accordingly, in the absence of light, a loss of supposed surface tension occurs. If this property is measured per side unit, it is called the dark decay rate. This value represents an effective measure of the retention of the latent electrostatic image by the respective plate. A high discharge rate thus indicates that a plate is exhausted, ie the latent charge image is quickly discharged. The residual stress is the stress remaining on the plate after exposure by means of an exposure
an erase lamp in a conventional electrophotographic cycle using a reusable electrophotographic plate. Will be a sensitive one
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elektrophotographisehe Platte belichtet, so erfährt das elektrische Potential insbesondere einen anfänglichen schnellen Abfall, woraufhin ein relativ langsamer Abfall folgt. Die Plattenspannung an dem Punkt, über den hinaus keine weitere Licht-Entladung mehr auftritt, wird als Restspannung oder Restpotential bezeichnet. Dieses Potential kann zwischen Null und einem Wert variieren, der 20 oder 30$ des ursprünglichen Potentials beträgt. Ein niedriges Restpotential ist dabei eine wünschenswerte Eigenschaft elektrophotographiseher Platten, und zwar auf Grund des zwischen dem Hintergrund un"d dunkl.en Bereichen der Kopie erzielbaren größeren Spannungskontrastes. Dies bedeutet, daß ein hinreichender Spannungskontrast erforderlich ist^ um wirksam den Entwicklungstoner in einer gut kontrastierenden Kopie anzuziehen.In particular, if the electrophotographic plate is exposed, the electrical potential experiences a rapid initial drop, followed by a relatively slow drop. The plate voltage at the point beyond which no further light discharge occurs is referred to as the residual voltage or residual potential. This potential can vary between zero and a value that is $ 20 or $ 30 of the original potential. A low residual potential is a desirable property of electrophotographic plates because of the greater voltage contrast that can be achieved between the background and the dark areas of the copy Copy to put on.
Eine Platte mit idealen elektrischen Eigenschaften würde eine geringe Dunkelentladung sowie ein geringes Restpotential besitzen. Eine Platte mit geringem Restpotential ist stets für die Erzielung eines zufriedenstellenden Spannungsköntrastes erwünscht. In der Praxis hat es sich jedoch als schwierig erwiesen, ein photoleitendes Material herzustellen, das die zuvor erwähnten elektrischen Eigenschaften aufweist.A plate with ideal electrical properties would be a have a low dark discharge and a low residual potential. A plate with low residual potential is always for the achievement of a satisfactory tension contrast is desirable. In practice, however, it has proven difficult to produce a photoconductive material exhibiting the aforementioned electrical properties.
Die Erzielung der zuvor erwähnten erwünschten elektrischen Eigenschaften ist sogar noch schwieriger im Hinblick auf Platten, die kommerziell in schnell umlaufenden Maschinen zu verwenden sind. Auf Grund der in schnell umlaufenden Maschinen benutzten Geschwindigkeit steht ungenügend Zeit für die durch Photoeffekt erzeugten Locher in dem Photorezeptör zur Verfügung, um neutralisiert zu werden. Demzufolge tritt mit jedem Zyklus die Erscheinung des Aufbaus des Restpotentials bzw. des Aufbaus eines positiven Restes auf« Dadurch vermögen sich die belichteten Bereiche der Platte nicht wirksam zu,entladen, und die scheinbare Oberflächenspannung in dem belichtetenObtaining the aforementioned desirable electrical properties is even more difficult in view of Plates for commercial use in high speed machines. Because of the fast rotating machines The speed used means that there is insufficient time for the photo-effect holes in the photoreceptor available to be neutralized. As a result, the phenomenon of build-up of the residual potential occurs with each cycle or the build-up of a positive residue on «As a result, the exposed areas of the plate are not able to effectively, discharge, and the apparent surface tension in the exposed
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Bereich nimmt mit jedem Zyklus zu.Area increases with each cycle.
Es hat sich gezeigt, daß bei Dotierung eines glasartigen Selen-Photorezeptors mit einem Halogen bei einer Konzentration von etwa 2x10 # in der Masse eine außergewöhnliche Wirksamkeit hinsichtlich der Steuerung der sich aufbauenden Restspannung unter mäßigen Geschwindigkeits-Umlaufbedingungen zu verzeichnen ist. Wird ein Halogen über 2 χ 10 % verwendet, so kann darüber hinaus das gesamte Restpotential auf Null, reduziert werden. Es hat sich ferner gezeigt, daß in dem Pail, daß die Halogenkonzentration größer ist als für die Herabsetzung des Aufbaus des Restpotentials erforderlich ist, d.h. über 2 χ 10"^, das auf der Oberfläche des Photorezeptors auftretende Licht in dem glasartigen Selen I/eitfähigkeitsbereiche mit folgenden höheren Dunkel-Entladewerten hervorruft. Diese Werte führen nach einer Anzahl von Zyklen zu einem bleibenden elektrischen Leitzustand, der als "Erschöpfung" bekannt ist. Bei langen Vervielfältigungsdurchlaufen, bei denen das Bild sich in Deckung mit einer Trommel befindet, die eine mit einem Halogen dotierte Selenschicht enthält, ist ein als "Geist" bezeichneter Effekt zu beobachten, der durch ein positives Restbild gebildet ist. Dies bedeutet, daß das jeweils vorhergehende Bild auf der Platte zurückbleibt und daß auf Neuladung hin das betreffende Bild in den folgenden Vervielfältigungsdurchläufen als zweites oder anderes Bild wieder auftritt. Eine Erklärung für diese Erscheinung liegt in der Tatsache, daß die Hintergrundbereiche der Platte an einem Punkt erschöpft sind, an dem auf Wiederaufladung die Hintergrundbereiche die Ladung abführen. Damit bleibt ein Kontrastpotential mit den abgedunkelten Kopierbereichen der Platte zurück.It has been found that when a vitreous selenium photoreceptor is doped with a halogen at a concentration of about 2 × 10 # in bulk, it has been found to be extraordinarily effective in controlling the residual stress that builds up under moderate velocity or circulation conditions. If a halogen above 2 10 % is used, the entire residual potential can also be reduced to zero. It has also been found that in the Pail that the halogen concentration is greater than is necessary for reducing the build-up of the residual potential, ie over 2 × 10 ", the light occurring on the surface of the photoreceptor in the vitreous selenium conductivity areas with the following higher dark discharge values. These values result in a persistent electrical conduction condition known as "exhaustion" after a number of cycles Contains a halogen-doped selenium layer, an effect called "ghost" can be observed, which is formed by a positive residual image, which means that the previous image remains on the plate and that, when recharged, the image in question comes second in subsequent duplication runs or another picture appears again. An explanation for this phenomenon can be found in de r The fact that the background areas of the plate are depleted at a point where, upon recharge, the background areas dissipate the charge. This leaves a potential for contrast with the darkened copy areas of the plate.
Obwohl es möglich ist, das sich aufbauende Restpotential durch Halogendotierung in einer Menge bis zu etwa 2 χ AQ~ % Although it is possible to use halogen doping to reduce the residual potential in an amount of up to about 2 χ AQ ~%
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zu regeln und dennoch eine minimale Dunkelentladungsgeschwindigkeit in Maschinen von mittleren Umlaufgeschwindigkeiten beizubehalten, bringt der Aufbau des Restpotentials eines solchen dotierten Photorezeptors jedoch eine Zunahme der Umlaufgeschwindigkeit mit' sich. Deshalb sinkt die Empfindlichkeit einer dotierten Platte mit zunehmender Umlaufgeschwindigkeit. Dies bedeutet, daß die Fähigkeit der Platte, eine schwache Dichte besitzende Gegenstände zu kontrastieren, mit zunehmender Umlaufgeschwindigkeit geringer wird. Es besteht somit die !Forderung bei modernen schnell arbeitenden Kopiermaschinen, bei denen eine mit Halogen dotierte Selenplatte verwendet wird, eine stark dotierte Platte zu verwenden, die auch unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen ein geringes sich aufbauendes Restpotential besitzt.to regulate and still a minimal dark discharge speed to maintain them in machines of medium rotational speeds brings the build-up of the residual potential of such a doped photoreceptor, however, an increase in rotational speed is associated with it. Therefore, the sensitivity decreases a doped plate with increasing rotational speed. This means that the plate's ability to to contrast objects having a weak density decreases with increasing rotational speed. It exists thus the requirement for modern, fast-working copying machines in which a selenium plate doped with halogen is used to use a heavily doped plate, which is a low even under high speed conditions has building up residual potential.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu Grunde, eine neue, mit Halogen dotierte elektrophotographische Platte zu schaffen, die ein relativ niedriges Sestpotential besitzt und die einen minimalen Geist-Effekt zeigt. Die neu zu schaffende elektrophotographische Platte soll sich durch verbesserte physikalische und elektrische Eigenschaften auszeichnen. Ferner soll ein System geschaffen werden, das eine elektrophotographische Platte verwendet, die eine mit Halogen dotierte glasartige Selenschicht enthält, welche sich durch verbesserte Licht-Erschöpfungseigenschaften auszeichnet. Schließlich soll die neu zu schaffende elektrophotographische Platte ein Minimum an Restpotential aufweisen.The invention is accordingly based on the object of providing a new, halogen-doped electrophotographic plate that has a relatively low sest potential and that exhibits minimal ghost effect. The new one to be created electrophotographic plate is said to be distinguished by improved physical and electrical properties. Further It is intended to provide a system using an electrophotographic plate which is a glass-like plate doped with halogen Contains selenium layer, which is characterized by improved light-depletion properties. After all, supposed to the electrophotographic plate to be newly created has a minimum of residual potential.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch Herstellung einer elektrophotographischen Platte mit einem doppelt beschichteten photoleitenden Segment, das eine untere Transportschi'eht aus glasartigem Selen, welches mit einem Halogen dotiert ist, und eine relativ dünne Deckschicht enthält, welche aus nicht dotiertem glasartigen Selen besteht.The above object is achieved by producing an electrophotographic plate having a double coated photoconductive segment, the one lower transport slide is made of vitreous selenium, which with is doped with a halogen, and contains a relatively thin cover layer, which consists of undoped vitreous selenium.
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Die Halogenkonzentration in der unteren Transportschicht liegt zwischen 6 χ 10" % und 1$. . . ·The halogen concentration in the lower transport layer is between 6 χ 10 " % and 1 $... ·
An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch in einer Schnittansicht eine Ausführungsform einer elektrophotosraphischen Hatte, an Hand der die vorliegende Erfindung erläutert wird. Fig. 2 und 3 zeigen charakteristische Entladekurven für dotiertes glasartiges Selen bei verschiedenen Umlaufgeschwindigkeiten. The invention is explained below with reference to drawings explained in more detail using an exemplary embodiment. Fig. 1 shows schematically in a sectional view an embodiment an electrophotographic hat used to illustrate the present invention. Fig. 2 and 3 show characteristic discharge curves for doped vitreous selenium at different circulation speeds.
Fig. 4- zeigt Entladekurven für eine mit Halogen dotiertes glasartiges Selen und eine dieses überziehendes glasartiges Selen enthaltende Platte gemäß der Erfindung.Fig. 4- shows discharge curves for one doped with halogen vitreous selenium and a plate containing this covering vitreous selenium according to the invention.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer verbesserten elektrophotograpüischen Platte 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Mit ist dabei eine Trägerschicht oder ein mechanischer Träger bezeichnet. Die Trägerschicht kann ein Metall enthalten, wie Messing, Aluminium, Gold, Platin, Stahl oder dgl.. Sie kann von irgendeiner geeigneten Dicke, Festigkeit oder Flexibilität sein und in Form eines Blattes, einer Bahn, eines Zylinders oder dgl. vorliegen und mit einer dünnen Kunststoffschicht überzogen sein. Die Trägerschicht kann ferner andere Materialien enthalten, wie metallisiertes Papier, mit einem dünnen Aluminium- oder Kupfergiodidüberzug überzogene Kunststoffblätter oder mit einer dünren Schicht aus Chrom oder Zinnoxyd überzogenes Glas. Im allgemeinen wird bevorzugt, daß das Trägerteil etwas elektrisch leitend ist oder eine etwas leitende Fläche besitzt und daß es stabil genug ist, um eine gewisse Handhabung zuzulassen. In gewissen Fällen braucht der Träger 11 jedoch nicht leitend zu sein bzw. er kann gänzlich weggelassen werden.In Fig. 1 is an embodiment of an improved electrophotographic Plate 10 according to the invention shown. With a carrier layer or a mechanical carrier is referred to. The carrier layer can contain a metal, such as brass, aluminum, gold, platinum, steel or the like. It can be of any suitable thickness, strength or flexibility and in the form of a sheet, sheet, cylinder Or the like. Be present and coated with a thin layer of plastic. The carrier layer can also contain other materials included, like metallized paper, with a thin Aluminum or copper iodide coated plastic sheets or glass coated with a thin layer of chromium or tin oxide. It is generally preferred that the support part is somewhat electrically conductive or has a somewhat conductive surface and that it is stable enough to a to allow certain handling. In certain cases, however, the carrier 11 does not need to be conductive or it can be entirely can be omitted.
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Mit 12 ist eine Speicherschicht bezeichnet, die hochreines glasartiges Selen enthält, das stark mit einem Halogen dotiert ist, wie mit Chlor, Fluor, Brom oder Jod. Das Halogen ist dabei in relativ großen Mengen vorhanden, die in der Größenordnung von 10" % liegen. Für die Zwecke der Erfindung werden Konzentrationen zwischen etwa 60 χ 10~ °/> bis 1$ bevorzugt, um eine wirksam dotierte Schicht aus glasartigem Selen zu erhalten. Wie weiter oben bereits ausgeführt, führt eine Dotierungsmenge unter 2 χ 10" % zum Aufbau eines Restpotentials bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten, während Konzentrationen oberhalb von 1$ unnötig sind, um die im Falle der Erfindung erwünschten elektrischen Eigenschaften zu erzielen.With a storage layer 12 is referred to, which contains highly pure vitreous selenium, which is heavily doped with a halogen, such as chlorine, fluorine, bromine or iodine. The halogen is present in relatively large quantities, which are in the order of 10 '%. Concentrations are between about 60 χ 10 ~ ° /> to 1 $ preferred for the purposes of the invention, an effective doped layer of vitreous selenium to As already stated above, a doping amount below 2 10 "% leads to the build-up of a residual potential at high circulation speeds, while concentrations above 1 $ are unnecessary in order to achieve the electrical properties desired in the case of the invention.
Die Speicherschicht 12 kann in irgendeiner geeigneten Dicke für herkömmliche Photoleiterschichten verwendet werden. Typische Dickenbereiche liegen zwischen etwa 20 und 200 Mikron. Ein Bereich zwischen etwa 40 und 80 Mikron wird bevorzugt, da Dicken innerhalb dieses Bereichs im allgemeinen in herkömmlichen elektrophotographischen Maschinen verwendet werden.The storage layer 12 can be of any suitable thickness can be used for conventional photoconductor layers. Typical Thickness ranges are between about 20 and 200 microns. A range between about 40 and 80 microns is preferred since thicknesses within this range are generally in conventional electrophotographic machines can be used.
Die Schicht 12 wird von einer Steuerschicht 13 überlagert, welche nicht dotiertes glasartiges Selen in einer Dicke zwischen etwa 5 und 20 Mikron enthält. Dicken unterhalb von etwa 5 Mikron gestatten nicht die starken Dunkelentladeeigenschaften der stark halogenisierten glasartigen Selentransportschicht zu überwinden, während Dicken über 20 Mikron die untere Transportschicht abdecken, so daß das mit Chlor dotierte Selen nicht mehr als niedriger Rest-Photorezeptor wirkt.The layer 12 is overlaid by a control layer 13, which is undoped vitreous selenium in a thickness contains between about 5 and 20 microns. Thicknesses below about 5 microns do not allow the strong dark discharge properties the highly halogenated vitreous selenium transport layer, while thicknesses over 20 microns die Cover the lower transport layer so that the selenium doped with chlorine no longer acts as a low residual photoreceptor.
Es dürfte somit ersichtlich sein, daß der photoleitende Teil der Platte gemäß Fig. 1 in zwei funktionelle Schichten aufgeteilt ist, und zwar inIt should thus be seen that the photoconductive part of the plate according to FIG. 1 is divided into two functional layers is in
1) eine stark dotierte Transport- oder Überführungsschicht, die während der schnellen Umlaufentladung den Aufbau einer1) a heavily doped transport or transfer layer, which during the rapid circular discharge the build-up of a
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positiven Restladung verhindert und damit einen Ladungskontrast sicherstellt, und in prevents positive residual charge and thus ensures a charge contrast, and in
2) eine über dieser Schicht liegende Steuerschicht von mehr als 5 Mikron Dicke, welche die stark halogenisierte Schicht von schädlicher Strahlung abschirmt und damit eine übermäßig starke Dunkelentladung in der mit einem Halogen dotierten Schicht verhindert.2) a control layer overlying this layer of more than 5 microns thick, which is the highly halogenated Layer shields from harmful radiation and thus prevents an excessively strong dark discharge in the layer doped with a halogen.
In !"ig. 2 ist anschaulich der Effekt zunehmender Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Restpötential auf einer einzelnen Schicht aus glasartigem Selen mit mäßigen Halogenmengen gezeigt. Hierbei wurde das sich ausbildende Restpötential eines glasartiges Selen enthaltenden Einfachschicht-Photorezeptors mit 2 χ 10"^ Chlor-Dotierungsmittel dadurch gemessen, daß eine Belichtung- mit Hilfe einer kaltes weißes licht abgebenden'Leuchtstofflampe vorgenommen wurde, und zwar bei einer oxidierten Aluminiumträgerschicht in Form einer zylindrischen Trommel mit einem Durchmesser von etwa 12 cm und einer Länge von etwa 26 cm, wobei sich diese Trommel mit 5»20 bzw. 50 Umdrehungen pro Minute drehte. Das Restpotential wurde gemessen, nachdem die Platte ihren maximalen Restpotentialwert erreicht hatte, was im allgemeinen nach 30 bis 40 Zyklen bzw. Umläufen der Fall war. Die Belichtungswerte reichten bei der jeweiligen Geschwindigkeit von 0,32 bis 320 lux sec (entsprechend '0,03 bis 30 Foot Candle-Sekunden). Aus Fig. 2 dürfte dabei ersichtlich sein, daß eine Konzentration von 2 χ 10"^ Chlor bei einer Trommeldrehzahl von 5 Umdrehungen pro Minute ausreicht, um die Selenschicht nicht ein maximales Restpotential erreichen zu lassen. Dies bedeutet, daß nach einer Belichtung von etwa 20,1 lux sec (entsprechend 1,87 Foot Candle-Sekunden) keine scheinbare Spannung vorhanden ist. Nimmt die Geschwindigkeit der Trommel Jedoch zu, so führt dies zur Ausbildung eines maximalen Restpotentials, das ansteigt, wenn die Geschwindigkeit von 20 Umdrehungen pro Minute auf 50 Umdrehungen proFig. 2 clearly shows the effect of increasing speed depending on the residual potential on an individual Layer of vitreous selenium with moderate amounts of halogen shown. Here, the developing residual potential became one single layer photoreceptor containing vitreous selenium with 2 χ 10 "^ chlorine dopant measured in that an exposure - with the help of a cold white light emitting fluorescent lamp was made, namely with an oxidized aluminum support layer in the form of a cylindrical Drum with a diameter of about 12 cm and a length of about 26 cm, this drum rotating with 5 »20 or 50 revolutions rotated per minute. The residual potential was measured after the plate reaches its maximum residual potential value had what generally after 30 to 40 cycles or revolutions was the case. The exposure values ranged from 0.32 to 320 lux sec (corresponding to 0.03 up to 30 foot candle seconds). From Fig. 2 should be apparent be that a concentration of 2 χ 10 "^ chlorine at a drum speed of 5 revolutions per minute is sufficient to prevent the selenium layer from reaching a maximum residual potential allow. This means that after an exposure of about 20.1 lux sec (corresponding to 1.87 foot candle seconds) there is no apparent tension. Slows down However, as the drum advances, this leads to the development of a maximum residual potential which increases as the speed increases from 20 revolutions per minute to 50 revolutions per minute
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Minute erhöht wird. Die Folge hiervon ist, daß bei höheren Geschwindigkeiten ein vermindertes Kontrastpotential, für eine-, gegebene Lichtmenge vorhanden ist oder, mit anderen Worten ausgedrückt, daß eine Abnahme der Empfindlichkeit in der Wirksamkeit ersichtlich wird, Bereiche geringer Dichte kopieren zu können. . . , .Minute is increased. The consequence of this is that at higher speeds a reduced contrast potential, for one, A given amount of light is present or, in other words, a decrease in sensitivity becomes apparent in the effectiveness of copying areas of low density can. . . ,.
Im Unterschied dazu zeigt Fig. 3 graphisch die Vorteile der Verwendung einer stark dotierten, glasartiges Selen enthaltenden Photorezeptorplatte in mit hoher Umlaufgeschwindigkeit arbeitenden Maschinen. Hierbei wird das Restpotential eines glasartiges Selen enthaltenden.Einfachschicht-Photorezeptors,In contrast, Fig. 3 graphically shows the advantages of Use of a heavily doped, vitreous selenium-containing photoreceptor plate at high speed working machines. Here, the residual potential of a vitreous selenium containing single-layer photoreceptor,
-2-2
der i -10 Chlor enthält, durch Entladung bei Geschwindigkeiten von 5» 20 bzw. 50 Umdrehungen pro Minute in der gleichen Weise gemessen, wie es im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert worden ist. Es dürfte dabei ohne weiteres ersichtlich sein, daß die Entladung bei jeder Geschwindigkeit zu einer völligen Ableitung der Oberflächenladung führt und damit wirksam >den Aufbau von Restpotential verhindert. Die Kurven gemäß Fig. 3 zeigen deutlich die Brauchbarkeit des stark dotierten Photorezeptors in schnell umlaufenden Maschinen.which contains i -10 chlorine by discharging at speeds of 5 »20 or 50 revolutions per minute in the same Measured manner, as it has been explained in connection with FIG. It should be obvious that that the discharge leads to a complete dissipation of the surface charge at any speed and is thus effective Prevents build-up of residual potential. The curves of Fig. 3 clearly show the usefulness of the heavily doped photoreceptor in fast rotating machines.
In Fig. 4 sind die Auswirkungen des erfindungsgemäßen Überzugs auf die Entladeeigenschaften einer stark dotierten, glasartiges Selen enthaltenden Schicht veranschaulicht. Dabei sind die Entladeeigenschaften einer glasartiges Selen enthaltenden Monoschicht, die mit 6 χ .1CL^LChlor dotiert ist, mit den Entladeeigenschaften der gleichen Einzel- oder Monoschicht verglichen, die mit einer 5 Mikron dicken Schicht aus einem Selen gemäß der Erfindung überzogen ist. Aus Fig. 4- ergibt sich dabei, daß der Seleniiberzug die Entladeeigenschaften in großem Umfang nicht :. verändert hat. Damit ist gezeigt, daß der Selenüberzug die Empfindlichkeit von stark dotierten glasartigen Selenphoto- ; rezeptoren nicht nachteilig beeinflußt. % *In Fig. 4 are the effects of the coating of the invention on the discharge properties of a heavily doped, vitreous Selenium containing layer illustrated. Here are the discharge properties a vitreous selenium containing monolayer, which is doped with 6 χ .1CL ^ LChlor, with the discharge properties the same single or monolayer compared to a 5 micron thick layer of a selenium according to FIG Invention is overdone. From Fig. 4- it follows that the Selenium coating does not affect the discharge properties to a large extent:. has changed. This shows that the selenium coating is the Sensitivity of heavily doped vitreous selenium photo; receptors not adversely affected. % *
Zur Herstellung elektrophotographischer Platten gemäß der Erfindung kann Selen verwendet werden, das die Firma CanadianFor the production of electrophotographic plates according to Invention can be used selenium, which the Canadian company
2 0 9 8 0 8 / 1 5 k 5 .2 0 9 8 0 8/1 5 k 5.
Copper Itefiners ist ein Lieferant für die Lieferung von vordotiertem Selen. Sofern erwünscht, kann das Selen durch. Anwendung irgendeines herkömmlichen Laborverfahrens dotiert werden, wie durch physikalisches Mischen des Doti.erungsrnittels mit dem Selen und durch Valruumauf dampfung der Mischung auf den leitenden Träger. Brom kann dem Selen in Form von Flüssigkeitströpfchen hinzugesetzt werden, das dabei vorgeMihlt ist. Chlor und Fluor können dadurch hinzugegeben werden, daß Chlor- oder Fluorgas in ein evakuiertes Rohr eingeleitet wird , in welchem sich vorgekühltes Selen befindet. Der Gasstrom wird dabei solange aufrechterhalten, bis das Selen die gewünschte Dotierungsmenge enthält. Geeignete Dotieruügsverfahren, wie die oben aufgeführten Dotierungsverfahren, die hier verwendet werden können, sind in der US-Patentschrift 3 312 5^-8 angegeben. Es sei ferner darauf hinrreitfiesen, daß das Halogen dem Selen in Form einer Verbindung mit Selen oder mit anderen Verbindungen, wie Silberhalogenen, hinzugegeben werden kann. .Copper Itefiners is a supplier for the supply of pre-doped selenium. If desired, the selenium can through. Using any conventional laboratory procedure as by physically mixing the dopant with the selenium and by vapor deposition of the mixture on the conductive support. Bromine can be found in selenium In the form of liquid droplets, the is preselected. This allows chlorine and fluorine to be added be that chlorine or fluorine gas is introduced into an evacuated tube in which pre-cooled selenium is located. The gas flow is maintained as long as until the selenium contains the desired amount of doping. Suitable doping methods, such as the doping methods listed above, which can be used herein are set forth in U.S. Patent 3,312,5-8. It should also be pointed out, that the halogen to selenium in the form of a compound with selenium or with other compounds such as silver halogens can be added. .
Zur Veranschaulichung der Dunkelentladungseigenschaften von stark dotierten Platten wurden zwei mit Halogen dotierte Deckplatten aus glasartigem Selen hergestellt. Jede Platte enthält dabei eine 50 Mikron dicke Photoreseptorschicht aus mit Halogen dotiertem glasartigen Selen. Die Platten sindTo illustrate the dark discharge properties of heavily doped plates, two halogen-doped cover plates were made from vitreous selenium. Any plate contains a 50 micron thick photoresceptor layer vitreous selenium doped with halogen. The panels are
-•5 < dabei mit Chlor in einer Konzentration von 6,6 χ 10 y% dotiert.- • 5 <doped with chlorine in a concentration of 6.6 χ 10 y %.
Bei einer die Erfindung: veranschaulichenden Ausführungsform ist die Platte H mit einer 5 Mikron dicken Schicht aus nicht dotiertem Selen überzogen.In an embodiment illustrative of the invention is the plate H with a 5 micron thick layer of not coated with doped selenium.
Die dotierten Platten werden dann geprüft, um ihreDunkelentladungsgeschwinäigkeit zu messen, und zwar unter Erholungsbedingungen und unter Erschöpfungsbedingungen. Beide Platten wurden über Nacht liegen gelassen und in Form einerThe doped plates are then tested for their dark discharge rate to measure, under conditions of rest and under conditions of exhaustion. Both Plates were left overnight and in the form of a
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zylindrischen Trommel auf einer aus Aluminium bestehenden festen Prüfanordnung angeordnet. Die zylindrische Trommel besaß dabei einen Durehmesser von etwa 12 cm und eine Länge von etwa 26 cm (entsprechend 4,75 Zoll zu 10,2 Zoll). Für die Ermittlung der Dunkelentladungswerte im erholten Zustand wurde die Platte auf ein Anfangspotential von 800 Volt aufgeladen. Hierzu dient eine doppelte Koronaladeeinrichtung. Die Dunkelentladegeschwindigkeit wurde in Intervallen von 4, 10 und $0 Sekunden gemessen. Zur Ermittelung der Erschöpfungswerte wurden die entsprechend angeordneten Platten mittels einer kaltes weißes Licht abgebenden Leuchtstofflampe belichtet, und zwar während fünf Zyklen bzw. Umläufen mit 16 700 lux sec (entsprechend 1550 Foot Candle-Sekunden). Die erschöpften Platten wurden dann im sechsten Zyklus bzw. Umlauf auf 800 Volt aufgeladen, und dann wurden die Dunkelabfallwerte in der gleichen Weise gemessen, wie dies oben bezüglich der erholten Platten beschrieben worden ist. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt. cylindrical drum on one made of aluminum fixed test arrangement. The cylindrical drum had a diameter of about 12 cm and one Length of approximately 26 cm (corresponding to 4.75 inches by 10.2 inches). For the determination of the dark discharge values in the recovered State, the plate was charged to an initial potential of 800 volts. A double corona charging device is used for this purpose. The dark discharge rate was measured at 4, 10 and $ 0 second intervals. To determine The correspondingly arranged plates were emitting the exhaustion values by means of a cold white light Fluorescent lamp exposed for five cycles or revolutions with 16,700 lux sec (corresponding to 1550 foot Candle seconds). The exhausted plates were then charged to 800 volts on the sixth cycle, and then the dark decay values were measured in the same way, as described above with respect to the recovered disks. The results are summarized in the table below.
erholte Platte erschöpfte Platterecovered disk exhausted disk
4 Sek. 10 Sek. 30 Sek. 4 Sek. 10 Sek. 30 Sek.4 sec. 10 sec. 30 sec. 4 sec. 10 sec. 30 sec.
Platte I 4$ 10# 2Λ% 8# 18$ 38$Plate I $ 4 10 # 2Λ% 8 # $ 18 $ 38
(glasartiges Selen(vitreous selenium
mit 6,6 χ 10"3# Chlor) with 6.6 χ 10 " 3 # chlorine)
Platte II 4# 8,5# 19$ 5% 11$ 22$Plate II 4 # 8.5 # 19 $ 5% 11 $ 22 $
(glasartiges Selen(vitreous selenium
mit 6,6 χ 10~5# Chlor
und einer darüber liegenden 5 Mikron dicken
Schicht aus Selen, das
nicht halogenisiert ist)with 6.6 χ 10 ~ 5 # chlorine
and one overlying 5 microns thick
Layer of selenium that
is not halogenated)
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Eine Überprüfung der Dunkelentladungswerte in der obigen Tabelle läßt folgendes erkennen: Entsprechend den obigen Ausführungen bezüglich stark dotierter Photorezeptoren aus glasartigem Selen läßt sich zunächst feststellen, daß bei der Platte I eine auffällige Zunahme der Dunkelentladegeschwindigkeit vorhanden ist, wenn man vom Erholungszustand auf den Erschöpfungszustand übergeht. Zweitens läßt sich erkennen, daß der Unterschied zwischen den erholten und den erschöpften Platten durch die Anwendung desSeienüberzugs verringert wird, wie dies die Werte der Platte II erkennen lassen. Der Unterschied in den Entladewerten zwischen den erholten und den erschöpften Platten ist für die Ausbildung des positiven Restbildes verantwortlich, d.h. für die &eistbildung der nicht überzogenen stark dotierten Platte. Dies dürfte verständlich sein, wenn man berücksichtigt, daß bei der Messung der erholten Platte die Dunkelentladung der Kopie oder der dunklen Bereiche einer Kopie tatsächlich gemessen wird, während bei der Dunkelentladung einer erschöpften Platte effektiv der Wert des Hintergrunds einer Kopie gemessen wird. Ist somit ein hinreichend hoher prozentualer Unterschied zwischen diesen Werten vorhanden, so wird mit Wiederaufladung ein solches Kontrastpotential vorhanden sein, das eine Kopiewiedergabe oder ein Geist auftritt, wenn die Platte entwickelt wird. A review of the dark discharge values in the above Table reveals the following: In accordance with the above statements with regard to heavily doped photoreceptors, omitted glass-like selenium, it can first be established that plate I shows a noticeable increase in the dark discharge speed is present when one passes from the state of recovery to the state of exhaustion. Second, it can be seen that the difference between the recovered and the exhausted Plates reduced by the application of the sieve coating as indicated by the values of plate II. The difference in discharge values between the recovered and the exhausted plates is responsible for training the positive Responsible for the residual image, i.e. for the formation of ice on the uncoated, heavily doped plate. This is likely be understandable when one takes into account that when measuring the recovered plate, the dark discharge of the copy or the dark areas of a copy are actually measured while dark discharging an exhausted plate effectively measuring the value of the background of a copy. It is therefore a sufficiently high percentage difference exists between these values, then with recharging there will be such a contrast potential that a copy reproduction or a ghost occurs when the plate is being developed.
Zur Veranschaulichung der Wirksamkeit des Selenüberzugs seien nachstehend zwei Beispiele näher betrachtet* _To illustrate the effectiveness of the selenium coating two examples below considered in more detail * _
Beis_p_iel__IBeis_p_iel__I
Eine oxidierte Aluminiumtrommel mit einem Durchmesser von etwa 12 cm und einer Länge von etwa 26 cm (entsprechend 4,75 Zoll bzw. 10,2 Zoll) und mit einer Arsen-Selen-Lichtaufnahmeschicht, die etwa 6,6 χ 10 ^ψ» Chlor enthält, wurdeAn oxidized aluminum drum about 12 cm in diameter and about 26 cm in length (4.75 "and 10.2" respectively) and with an arsenic-selenium light receiving layer that is about 6.6 χ 10 ^ ψ » chlorine contains, was
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hergestellt und in eine Xerox-813-Bürokopiermaschine eingesetzt. In Seihe mit einer weißes Licht abgebenden BeIichtungslampe xtfurde ein EIN-AUS-Schalter geschaltet, und die Vorreinigungs-Koronaladeeinrichtung und die Löschlampe wurden abgeschaltet. Nachdem sich die Trommel über Nacht erholt hatte, wurden drei Belichtungen durchgeführt, und die Belichtungslampe wurde dann abgeschaltet. Beim Umlauf ohne die Anwendung der Belichtungslampe trat ein Geist bzw. ein Geisterbild der Original-Kopie auf. Dadurch wurde angezeigt, daß die Hintergrundbereiche bleibend leitend geworden waren und damit mit den dunklen Bereichen der Kopie kontrastierten. . and put into a Xerox 813 office copier used. An ON-OFF switch is switched on and off in conjunction with a white light emitting lamp. and the pre-cleaning corona charger and erase lamp were turned off. After the drum is over After recovering overnight, three exposures were made and the exposure lamp was then turned off. When circulating without using the exposure lamp, a ghost or a ghost image of the original copy. This indicated that the background areas had become permanently conductive and thus contrasted with the dark areas of the copy. .
Die gleiche Trommel wurde dann mit einer 5 Mikron dicken Schicht aus reinem, nicht dotiertem Selen überzogen, und ' die obige Prüfung wurde wiederholt. Die erzielte Kopie zeigte dann keinen Geist, nachdem die Belichtungslampe abgeschaltet worden war. Damit war angezeigt, daß der aus reinem Selen bestehende Überzug den Kontrast zwischen dem Hintergrund und den dunklen Bereichen der Kopie verhinderte.The same drum was then coated with a 5 micron thick layer of pure, non-doped selenium, and 'the above test was repeated. The copy obtained then showed no ghost after the exposure lamp was turned off. This indicated that the pure selenium coating prevented the contrast between the background and the dark areas of the copy.
Die erfindungsgemäßen Platten können durch irgendein Verfahren der bekannten herkömmlichen Verfahren hergestellt werden, wie sie in dsn US-Patentschriften 2 803 542, 2 822 300 und 3 312 548 beschrieben sind. Solche Verfahren umfassen kurz gesagt die Herstellung einer geeigneten Mischung aus Selen, Arsen und einem Halogen in einem Behälter und die Ermöglichung der Reaktion dieser Elemente bei erhöhten Temperaturen. Die schließlich erzielte Legierung wird dann abgekühlt und durch Vakuumaufdampfung auf eine geeignete leitende Trägergrundplatte aufgebracht.The panels of the invention can be made by any method the known conventional processes, as described in US Pat. No. 2,803,542, 2,822,300 and 3,312,548 are described. Such procedures briefly involve preparing a suitable mixture of selenium, arsenic and a halogen in a container and allowing these elements to react at elevated temperatures. The finally obtained alloy is then cooled and vacuum evaporation onto a suitable conductive material Carrier base plate applied.
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" Λ3 " 2027523" Λ3 " 2027523
In entsprechender Weise wird auch die Transport- oder Überführungsschicht auf die leitende Trägerschicht durch Anwendung irgendeines herkömmlichen Verfahrens aufgedampft, wie es u.a.in den US-Patentschriften 2 753 278 und 2 970 906 beschrieben ist. Sofern erwünscht, können'sowohl die Transportb-zw. Überführung schicht als auch die Steuerschicht nacheinander aufgedampft werden, ohne daß das Vakuum aufgehoben wird. Auf diese Weise ist die mögliche Gefahr der Verunreinigung der Oberfläche der Platte vermieden.In a corresponding way, the transport or Transfer layer onto the conductive carrier layer Vapor deposition using any conventional technique such as disclosed in U.S. Patents 2,753,278 and 2,970,906, among others is described. If desired, the transport b-zw can be used. Transfer layer as well as the control layer one after the other be evaporated without breaking the vacuum. In this way the possible risk of contamination of the surface of the plate is avoided.
Obwohl im Zuge der obigen Ausführungen der bevorzugten Ausführungsformen der überzogenen, stark chloriniertes Selen enthaltenden elektrophotographischen Platte spezielle Komponenten und Verhältnisse angegeben worden sind, sei bemerkt, daß auch andere geeignete Materialien als die oben aufgeführten unter Erzielung entsprechender Ergebnisse verwendet werden können. Darüber hinaus können andere Materialien, wie Sensibilisatoren, zusätzlich verwendet werden, um die Eigenschaften der neuen Platte gemäß der Erfindung zu steigern, synergetisch zu ändern oder sonstwie zu modifizieren.Although in the course of the above statements of the preferred embodiments special components of the coated electrophotographic plate containing high chlorinated selenium and ratios have been given, it should be noted that suitable materials other than those listed above are also suitable can be used with corresponding results. In addition, other materials, such as sensitizers, can additionally be used to increase the properties of the new plate according to the invention, synergistically to change or otherwise modify.
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BADBATH
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