DE2028641A1 - Elektrofotografischer, fotoempfind hcher Korper und elektrofotografisches Verfahren unter Verwendung dieses Korpers - Google Patents

Description

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Dip/.-Jng. A. Grünecker

Dr,-!mj. H. Kir.k'M-y

Dr.-l;>g. W. Stockmair 2028641

& München 22, Maximihansn. 43

_■ PH. 3313 -

■ GAIJON ίΓΑΒϋοΗΙΚJ KAISHA,

30-2, 3-chome, Shimomaruko , Ohta-ku, Tokyo. / Japan

Elektrofotografische!*, fotoempfindlicher Körper und elektrofotografisches Verfahren unter Verwendung dieses Körpers _:

Bekannte elektrofotografische Verfahren bestehen in der Anwendung des Koronaeffektes auf einen fotoempfindlichen_} im wesentlichen aus einer Unterlage und einer fotoleitenden Schicht zusammengesetzten Körper und dem anschließenden Vorgang einer Mldweisen Belichtung zur Darstellung elektrostatischer Bilder. Eine weitere bekannte fotoerapfindliche Schicht besteht aus einer nichtleitenden Schicht, die schichtartig auf den vorher erwähnten fotoempfindlichen Körper aufgebracht ist, so daß elektrostatische Bilder auf der nichtleitenden Schicht gebildet werden. Bei diesen bekannten elektrofotografischen Verfahren wird die !Fotoleitfähigkeit der fotoleitenden Schicht ausgenutzt, d.h. die bei Lichteinfall auf diese Schicht auftretende elektrische Leitfähigkeit. Bei Vielfarbenwiedergabe enthalten die fotoempfindlichen Körper eine größere Anzahl fotoleitender Schichten, so daß der Absorptionswellenlängenbereich vergrößert wird und darüber hinaus der auf den fotoempfindlichen Körper einfallende Lichtbetrag passend klein gemacht wird, da das ursprüngliche Lichtbild durch Verwendung eines Parbtrennungsfliters in mehrere· Farben aufgeteilt wird. Demzufolge ist die Empfindlichkeit jedoch gering. Im allgemeinen ist es notwendig, eine dünne fotoempfindliche Schicht zu verwenden, so daß eine genügende Empfindlichkeit bezüglich der gewünschten Wellenlänge besteht. Je dünner jedoch die

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fotoempfindliche Schicht ist, um so niedriger wird der Dunkelentladungsv/iderstand. Dabei verringert sich in nachteiliger Y/eise die elektrostatische Konstante, und die Klarheit des Bildes nimmt ab.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrofotografischen, fotoempfindlichen Körper zu schaffen, bei dem die Hschteile der bekannten Körper vermieden sind und der außerdem zu einem elektrofotografischen Verfahren verwendet wird, das ebenfalls die Nachteile der bekannten elektrofotografischen Verfahren nicht aufweist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein elektrofotografischer_} fotoempfindlicher Körper vorgesehen ist, der grundsätzlich aus einer Grundschicht, einer amorphen,, zwischen einem nichtleitenden und einem leitenden Zustand reversibel Übergangsfähigen Halbleiterschicht und einer fotoleitenden Schicht zusammengesetzt ist.

Mit diesem elektrofotografischen,fotoempfindlichen Körper ergeben sich scharfe elektrostatische Bilder hohen Kontrastes mit großer Empfindlichkeit.

In zweckmäßiger Weise weist der fotoempfindliche Körper eine stark panchromatische fotoleitende Schicht auf.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von Ausführungsbeispielen und mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Strom-Spannungs-Diagramm des nach der Erfindung benutzten amorphen Halbleiters j

Pig. 2 und 3 vergrößerte schaubildliche Darstellungen der Gestaltung elektrostatischer Bilder nach der Erfindung; BAD ORIGINAL

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Fig. 4 ejne vergrößert e.-scha-abildlicbe Darstellung des AuH:aus elektrostatischer Bilder gemäß Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 5j 6 j 7 und 8 verschiedene Ausführungsformen fotoempfindlicher Körper nach der Erfindung;

Fig. 9 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines bekannten fotoempfindlichen Körpers;

Fig. 10 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines fotosmpfindlichen Körpers,der eine amorphe HaIb-.leiterschicht aufweist;

Fig. .1'1 ein Diagramm zur Darstellung des Dunkelentladungsabfalle eines fotoempfindlichen Körpers nach der Erfindung und eines bekannten fotoempfindlichen Körpers;

Fig. 12 ein Diagramm mit den charakteristischen Kennlinien eines fotoenpfindlichen Körpers' nach der Erfindung und eines bekannten fotoempfindlichen Körpers.

In Fig. 1 ist eine Spannungs-Strom-Kennlinie eines nach der Erfindung benutzten amorphen Halbleiters gezeigt. Der Verlauf dieser Kennlinie hängt von dem Abstand zwischen den Elektroden,der Umgebungslufttemperatur, den Komponenten sowie vom Aufbau des amorphen Halbleiters ab. Wenn diese Faktoren keinen Änderungen unterliegen, dann ergibt sich eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit des Kennlinienverlaufs. Fig. 1 ist ein Beispiel zur Erklärung des Kennlinienverlaufs, so daß dessen Verständnis erleichtert wird. Beispielsweise zeigen amorphe Halbleiter, welche Tellur und/oder Selen und/oder Schwefel, entweder Arsen, Antimon

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Germanium oder Silizium oder zwei Elemente davon oder deren Oxyde enthalten oder auch As-Te-J Systeme enthaltende amorphe Halbleiter jeweils einen eigenen Spannungs-Strom-Kennlinienverlauf, Wenn die nach Fig. 1 am amorphen Halbleiter anliegende Spannung V allmählich zunimmt, wird eine geringe Leitfähigkeit festgestellt, bis die Spannung den Schwellwert V_mH erreicht, wobei er"sich jedoch noch in einem elektrisch nichtleitenden Zustand befindet (Raum-Widerstand 10 bis 10¹⁵ Ω. · cm; Oberflächenwiderstand 10 bis 10¹⁵ Ω.; Dielektrizitätskonstante 3 bis 9). Wenn die anliegende Spannung den Schwellwert V™™. erreicht, steigt

t der Strom plötzlich an und springt auf den Punkt B innerhalb

W -11 -12

10 bis 10 see, wobei der amorphe Halbleiter elektrisch· leitend wird. Die Schwellenspannung V^ beim Punkt A hängt von der Entfernung zwischen den Elektroden, den Umgebungstemperaturen, den Komponenten und dem Aufbau des amorphen Materials ab. Soweit diese Faktoren unter gleichbleibenden Bedingungen gehalten werden können, zeigt die Schwellenspannung den gleichen Wert bei hoher Fachbildbarkeit.

Wenn die elektrische Quellenspannung schnell abnimmt, nachdem der Arbeitspunkt auf den Punkt B gesprungen ist, so sinkt der Stromarbeitspunkt allmählich ab und erreicht eine Spannung Vrr, um dann auf den Punkt D auf einer Kurve 0-A zurück- W zukehren, und sinkt im weiteren Verlauf auf den Ursprungspunkt 0. entlang der 0-A Kurve ab.

Wenn die elektrische Quellenspannung nach dem Springen des Arbeitspunktes auf den Punkt B begrenzt wird, beginnt sich der Arbeitspunkt langsam zum Punkt E zu bewegen. Wenn der . Arbeitspunkt E erreicht, wird die Spannung V^₀ konstant gehalten und verändert sich auch über längere Zeit nicht. Wenn die elektrische Quellenspannung wieder zu 0 wird, fällt der Arbeitspunkt von E auf 0 etwa in Übereinstimmung mit

"ν «, 5 —

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dem ohmschen Gesetz hinab. Anschließend,wenn die Spannung zunimmt, wächst der Strom entlang der 0-E Linie, verläuft jedoch nicht entlang der 0-A Linie. Der Arbeitspunkt kann dann wieder auf der 0-A Linie zurücklaufen, wenn eine geeignete Pulsspannung verwendet oder ein Strom,der größer als der Strom I_L0 bei Punkt E ist, benutzt wird, so daß die Spannung rasch auf 0 zurückkehrt. Wie nunmehr aus dem Vorhergesagten klar geworden ist, kann der Übergang zwischen dem nichtleitenden und dem' leitenden Zustand des amorphen Halbleiters nach freier Wahl durch Einstellung der angelegten Spannung gesteuert werden.

Nach Pig. 2 ist ein fotoempfindlicher Körper (Pig. 2a), der aus einer elektrisch leitenden Grundschicht 1,einer amorphen Halbleiterschicht 3 und einer fotoleitenden Schicht 2 besteht, gleichmäßig mit positiver Korona von 500 bis 3000 V auf der fotoleitenden Schicht 2 aufgeladen, wie in Pig. 2b dargestellt ist. Die Polarität ist negativ, wenn die fotoleitende Schicht 2 aus einem η-Typ Halbleiter besteht, während die Polarität positiv ausfällt, wenn die fotoleitende Schicht 2 aus einem p-Typ Halbleiter besteht. Sofern organische Halbleiter benutzt werden, so besitzen die meisten von ihnen beide Typen, so daß jede gewünschte Polarität erreicht werden kann.

Pur diesen Pail ist es notwendig, eine höhere Spannung zu verwenden als die Schwellenspannung. Ein Lichtbild wird auf den fotoerapfindlichen Körper durch die Strahlungsenergie von seiten der fotoleitenden Schicht gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Ladevorgang gemäß Pig. 2c projiziert. Im Dunkelbereich D,der nicht der Strahlungsenergie ausgesetzt ist, wird die Oberflächenladung (in Pig. 2 positiv) und die innere Ladung (in Pig. 2 negativ) kaum verändert, da ein Teil der Oberflächenladung (positiv) der Dunkelentladung

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ausgesetzt ist und die Oberfläche der amorpnen -Halbleiteisschicht 3 erreicht, jedoch dort bleibt, weil sich der amorphe Halbleiter in einem nichtleitenden Zustand befindet. Mit anderen Worten, der Dunkelwiderstand im Dunkelbereich D ist größer als derjenige eines bekannten fotoempfindlichen Körpers, der eine fotoleitende Schicht ohne einen amorphen Halbleiter aufweist, wobei die Dunkelentladung verringert wird.

In dem hellen Bereich L nach Pig. 2 nimmt die elektrische Leitfähigkeit der fotoleitenden Schicht zu, wobei die Aufbringung einer Ladung (+) den Zustand nach Pig. 2c hervorruft. Wenn nun die an der amorphen Halbleiterschicht 3 anliegende Spannung den Schwellwert A übersteigt und in den Leitfähigkeitsbereich B gelangt, so erreicht der Ladezustand denjenigen Zustand, wie er in Pig» 2e nach Durchlaufen des Zustands nach Pig. 2d dargestellt ist. Anders ausgedrückt, die Oberflächenladung (-f) wird durch die fotoleitende Schicht 2 und die amorphe Halbleiterschicht 3 eingelassen und dabei zerstreut, so daß elektrostatisch verborgene Bilder erzeugt werden, entsprechend den- Hell-Dunkel-Anteilen.

Der obenerwähnte Schwellenwert A nimmt bei Zunahme der Dicke der amorphen Halbleiterschicht 3 zu, z.B. einige 100 bis einige 1000 V pro 100 yumDicke. Die Spannung beim Leitfähigkeitszustand B ist unterschiedlich im Bereich über mehrere 10 V. Im Dunkelbereich nach Pig. 2a gilt folgende Gleichung, wobei angenommen ist, daß die an die fotoleitende Schicht 2 angelegte Spannung im Dunkelbereich T₁, die Kapazität dieser Schicht CL, eine an die amorphe Halbleiterschicht 3 angelegte Spannung Vp ^un^ ^lie Kapazität dieser Schicht C₂ beträgtϊ

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Wenn ein Oberfläciienhereich S des fotoeiektrischen Körpern konstant ist, dann gelten folgende Gleichungen:

wobei £., die Dielektrizitätskonstante der fotoleitenden Schicht 2»d.j deren Dicke, L· äie Dielektrizitätskonstante der amorphen Halbleiterschicht 3 und dg deren Dicke darstellen. Werden die Gleichungen (2)und(3) in die Gleichung (1) eingesetzt, so ergibt sich folgende Gleichung:

(4)

Aus der vorstehenden Formel geht hervor, daß die Spannung V₂, welche an der amorphen Halbleiterschicht 2 anliegt, von d.«, d₂, £.,, Ε« ^und α em Oberflächenpotential (V.. +V₂) abhängt. Demzufolge sollte die Spannung Y₂ im Dunkelbereich D niedriger als der Schwellenwert gehalten werden, beispielsweise um einige 10 bis einige 100 V durch entsprechende Auswahl der vorstehend erwähnten physikalischen Größen. In Hinsicht auf den Mechanismus des Eintritts der elektrischen Ladung in dem vorher erwähnten Hellbereich L wächst die Leitfähigkeit der fotoleitenden Schicht 2, und dadurch erreicht die elektrische Ladung die amorphe Halbleiterschicht 3 und die Spannung der Schicht 3 steigt an. Wenn der Schwellenwert tiberschritten wird, tritt unmittelbar der in Fig. 2e dargestellte Zustand ein. Der Widerstand des Dunkelbereichs D ist die Summe des Widerstandes der amorphen Halbleitersehicht 3 und des Widerstandes der fotoleitenden Schicht 2, wobei berücksichtigt werden muß, daß der Widerstand, des Hellbereiches L lediglich von der

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fotoleitenden Schicht 2 abhängt. Die sich ergebende Leistung hängt von der Dicke der aus fotoleitendem Material bestehenden fotoleitenden Schicht ab. Da die amorphe Halbleiterschicht 3 einen hohen Widerstand in Dunkelbereichen zeigt, kann nach der vorliegenden Erfindung eine fotoleitende Schicht verwendet werden* die bedeutend dünner als diejenige bekannter Anordnungen ist. Außerdem werden hohe Empfindlichkeit, hoher Kontrast und eine hohe Auflösungsleistung erreicht. Durch die Anwendung des leitfähigen Zustandes der amorphen Halbleiterschicht läßt sich auch ein Elektrolyseentwicklungsverfahren verwenden.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines fotoempfindlichen Körpers dargestellt, der eine Grundsehicht, eine fotoleitende Schicht und eine amorphe Halbleiterschicht aufweist. Die Schichten sind entsprechend der vorherbeschriebenen Ordnung geschichtet. Dieser fotoempfindliche Körper kann auch zur Bildung elektrostatischer Bilder, wie sie in den Fig. 3a bis e dargestellt sind, durch einen elektrofotografischen Prozess, ähnlich dem gemäß der Fig. 2 angewandten Verfahren, benutzt werden. In diesem Fall wäre die Grundsehicht leitend auszubilden. '

Als ein weiteres Ausführungsbeispiel des fotoempfindlichen Körpers sind in den Fig. 4a und b fotoempfindliche Körper dargestellt, die eine nichtleitende Schicht 5 aus organischem Material wie Polyäthylen-Terephthalat und Polypropylen oder anorganischem Material wie "AIgO, und Glimmer oder· einer Zusammensetzung davon bestehen. Nach Fig. 4c ist einem fotoempfindlicheh Körper, der eine Grundsehicht 1, eine amorphe Halbleiterschicht 3, eine fotoleitende Schicht sowie eine nichtleitende Schicht 5 aufweist und gemäß der vorher beschriebenen Ordnung geschichtet ist, einheitlich eine negative Ladung von 500 bis 3000 V gegeben. Positive

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Ladung tritt seitens der Grundschicht (leitende Schicht) 1 in den Grenzbereich zwischen der nichtleitenden Schicht 5 und der fotoleitenden Schicht 2 ein. In diesem Fall sollte die an der amorphen Halbleiterschicht 3 liegende Spannung größer als der Schwellenwert .sein. Wie in Pig. 4d dargestellt, wird eine Projizierung des Lichtbildes gleichzeitig mit einer Wechselspannung-Koronaentladung bewirkt und dabei im hellen Bereich L die im Grenzbereich zwischen der nichtleitenden Schicht 5 und dör · i'otole.itenden Schicht 2 gefangene positive Ladung auf die Seite der leitenden Schicht entladen, wobei gleichzeitig die negative Oberflächenladung zerstreut wird." Andererseits vermindert der Widerstand der amorphen Halbleiterschicht 3 in dem dunklen Bereich D die Entladung der positiven Ladung, die im Grenzbereich zwischen der amorphen Halbleiterschicht 3 und der fotoleitenden Schicht 2 gefangen ist. Dann wird, wie in Fig. 4e dargestellt, eine Strahlung auf die gesamte Oberfläche proji-·■ ziert, um das Oberflächenpotential des hellen Bereiches L und des dunklen Bereiches D umzukehren und die Potentialdifferenz zu vergrößern. Dieses elektrofotografische Verfahren ist in der US-Patentanmeldung mit der Serial-No. 571 538 vom 10. August 1966 beschrieben.

Gemäß einem anderen elektrofotografischen Verfahren, das in der US-Patentanmeldung mit der Serial-No. 563 899 vom 8. Juli 19.66 beschrieben ist, wird eine Primär ladung aufgebracht und anschließend eine Belichtung bewirkt, die gleichzeitig mit dem Anlegen einer Sekundärladung stattfindet, wobei diese die entgegengesetzte Polarität besitzt wie die Primärladung, vgl. dazu I?ig. 4f. Eine gesamte Oberflächenbestrahlung wird dann bewirkt, wie in Pig. 4g gezeigt. Ähnliche Verfahren lassen sich bei einem fotoempfindlichen Körper anwenden, der eine Grundschicht 1, eine fotoleitende Schicht 2, eine amorphe Halbleiterschicht 3

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und eine nichtleitende Schicht5.aufweist , so wie nach Pig. 4b angeordnet.

Ferner lassen sich vorteilhaft unter Ausnutzung des vorher genannten Kennlinienverlaufs des amorphen Halbleiters eine oder mehrere panchromatische fotoleitende Schichten und eine leitende Schicht zur Ausbildung eines fotoempfind» liehen Körpers übereinander-schichten.

Wenn ein Lichtbild projiziert wird, absorbiert der Hellbereich Licht über einen weiten Wellenlängenbereich und der Widerstand der fotoleitenden Schicht ist niedrig. Deswegen liegt die Spannung fast nur an der amorphen Halbleiterschicht und die Spannung schaltet die amorphe Halbleiterschicht vom nichtleitenden in den leitenden Zustand. Im Dunkelbereich ist der Widerstand der fotoleitenden Schicht hoch,und die Spannung'wird geteilt und liegt an der fotoleitenden Schicht und der amorphen Halbleiterschicht so an, daß die Spannung nicht ausreicht, um die amorphe Halbleiterschicht leitend zu machen. Die Entladung der Ladung läßt sich durch Ausnutzung des nichtleitenden Zustandes der amorphen Halbleiterschicht unterbinden.

Deshalb läßt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ohne Schwierigkeiten ein panchromatischer Kennlinienverlauf bei hoher Empfindlichkeit erreichen. Diese ausgezeichnete Charakteristik läßt sich nicht durch eine Vielfarbenelektrofotografie erreichen, bei der ein mehrschichtiger fotoempfindlicher Körper verwendet wird, der " einfach eine Mehrzahl fotoleitender Schichten aufweist. Da ferner die Entladung im Dunkelbereich nach der Erfindung ■yrerringert wird, können elektrostatisch verborgene Bilder hohen Kontrastes und außerdem Yielfarbenbilder erreicht werden.

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Beispiele einer panchromatischen fotoleitenden Schichtung werden im folgenden beschrieben.

1. Zwei oder mehrere fotoleitende Schichten, die jeweils einen verschiedenen Absorptionswellenlängenbereich aufweisen, sind derart geschichtet, daß Licht mit einer bestimmten Wellenlänge, welches von einer Schicht der Bildbe&trahlungs-Oberflächenseite nicht absorbiert wird, von einer anderen Schicht absorbiert wird. Diese fotoleitenden Schichten können aus anorganischen Materialien, wie CdS, CdSe, ZnS, ZnO, ZnSe, Se, STe, S oder einem Se-Te-Gemisch oder organischen Stoffen wie Anthrazen, Oxadiazol, Imidazolon, Adylhydrazon, PoIy-N-Vinylcarbazol, Poly-N-Vinyl-Nitrocarbazol und Polyvinylacridin bestehen.

2. Es wird eine Se-Te Gemischschicht mit einem Anteil von 5 bis 10$ Te benutzt. Das Te wird zugefügt, damit die Empfindlichkeit gesteigert wird. Wenn der Anteil des Te 5f° übersteigt, so wird das sich ergebende Gemisch " panchromatisch und hat eine einheitliche Empfindlichkeit über den gesamten sichtbaren Liehtbereich hinweg. Je höher der Te-Anteil,um so höher wird die Empfindlichkeit. Wenn jedoch der Anteil 10$ übersteigt, nimmt die Dunkelbereich-Entladung ab und der Kennlinenverlauf der amorphen Halbleiterschieht kann nicht echt angewandt, werden, wenn nicht eine andere fotoleitende Schicht daran angefügt ist. Wenn sich der Anteil des Te im Bereich zwischen 5 und 10$ bewegt, ist es nicht notwendig, eine andere fotoleitende Schicht anzufügen.

3. Es ist ein fotoleitender Körper mit einer panchromatischen und stark empfindlichen fotoleitenden Schicht vorgesehen, welche einen zu niedrigen Dunkelwiderstand aufweist, um

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für gewöhnliche elektrofotografische Verfahren verwendet werden zu können. Hierzu wird beispielsweise eine Schichtung erwähnt, die aus Se oder einem Se-Te-Gemisch besteht, welche eine Schicht mit mehr als 10$ Te von 0,1 bis 20 jam Dicke und eine andere Schicht mit weniger als 5$ Te umfaßt.

In den unter 1. und 3. angeführten Fällen reicht die Dicke des Se vorzugsweise von 0,1 yuwbis zu mehreren jam.

Die Fig. 5 und 6 stellen weitere Ausführungsbeispiele des fotoempfindlichen Körpers nach der Erfindung dar.Nach diesen Figuren besteht die fotoleitende Schicht aus zwei fotoleitenden Einzelschiehten 2 und 22. Die fotoleitende Schicht kann aus zwei oder mehreren fotoleitenden Einzelschiehten bestehen. Die Bezugszeichen 1, 2 und 3 sind dieselben wie in Fig. 2 und Fig. 3. Außerdem läßt sich eine nichtleitende Schicht auf der Oberfläche des fotoempfindlichen Körpers in den Fig. 5 und 6 vorsehen. Solch ein fotoempfindlicher Körper mit einer nichtleitenden Schicht ist beispielsweise in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Die vorher erwähnten elektrofotografischen Verfahren können auf die fotoempfindlichen Körper nach den Fig. 7 und 8 angewandt werden. Die darin verwandten Bezugszeichen sind dieselben wie in den Fig. 2 bis 6. Für die nichtleitende Schicht kann jedes beliebige isolierende Material verwendet werden, das einen ■ Durchtritt derjenigen Strahlung, gestattet, auf welche der fotoempfindliche Körper empfindlich ist. Deswegen ist es nicht immer notwendig, daß die nichtleitende Schicht im gewöhnlichen Sinne durchsichtig ist. Für die Grundschicht des fotoempfindlichen Körpers läßt sieh Metall, Metallfolie oder ein Material, welches einer Behandlung zur Leitfähigkeitsverleihung unterzogen wurde, verwenden.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der

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Erfindung, die dadurch, jedoch nicht begrenzt ist,

Beispiel 1 -

Eine fotoleitende Schicht (etwa/20 wmDicke), die hauptsächlich aus CdS besteht und eine amorphe Halbleitersehicht (etwa 50 μη Dicke) aus 45 Atomprozenten Tellur, 32 Atomprozenten Arsen, 12 Atomprozenten Silizium und 11 Atomprozenten Germanium ist mit einem Haftmittel "S-dine" (von Sekisui ICagaku verwendete Marke für ein Polyvinylchlorid) verklebt* Die sich ergebende Klebeschicht ist etwa 5 tun dick. Die sich dadurch ergebende Schichtung ist auf eine Aluminiumfolie (50 run Dicke) gelegt und mit dieser verklebt, während die Anbringung der nach oben gerichteten fotoleitenden Schicht durch Verwendung des vorher erwähnten Klebers angebracht wird. Somit wird ein fotoempfindlicher Körper mit 120 umDurchschnittsgesamtdicke erreicht.

Der fotoempfindliche Körper wurde mit negativer Koronaladung aufgeladen, so daß das Oberflächenpotential an einer Dunkelstelle 800 V betrug. Gleichzeitig wurde ein Lichtbild auf den fotoempfindlichen Körper mit 10 lux·see projiziert. Der sich ergebende elektrostatische Kontrast zwischen den Hell- und Dunkelbereichen betrug etwa 600 V.

Ein Lichtbild mit 30 schwarzen Linien pro mm wurde auf einen fotoempfindlichen Körper unter gleichen umständen wie vorher projiziert und mit Pigmentfarbstoff von durchschnittlich 5 wmPartikelgröße entwickelt, so daß klar sichtbare Bilder entstehen.

Beispiel 2

Eine fotoleitende Schicht und eine amorphe Halbleiterschicht mit jeweils der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1 sind übereinandergeschichtei. Die sich ergebende

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Schichtung ist auf einem Nesa-Glas aufgebracht und verklebt, wobei die amorphe Halbleiterschicht nach oben gerichtet ist.. Der sich ergebende fotoempfindliche Körper ergibt ähnliche elektrofotografische Ergebnisse wie jene nach dem Beispiel 1

Beispiel 3

Eine Pulvernischung aus hochreinen Ausgangsstoffen, z.B_e der Heinheitsstufe 9» wurde aus 60 Gew.-/<? Te, 24 Gew.-/ό As_t 5 GeWo-% Si und 10,5 Gew.-% Ge gemischt, in einer Kugelmühle während 2 Tagen feinserteilt und "bei einem Druck von etwa 10""* ü?orr in eine-Quarzampulle eingebracht," die dann verschlossen wurde» Der Ampulleninhalt \irurde auf etwa 900⁰C erhitzt und 20 h lang verschmolzen bzw,, gesintert. Anschließend wurde die Ampulle in Wasser abgeschreckt und ihr glasartiger Inhalt entnommene Das erhaltene "Produkt wird im folgenden "a" genannt«

Eine Pulvermischung von 85 Gewichtsprozenten Se und 15 Gewichtsprozenten Te wurde gemischt und während zweier Tage feinzerteilt und in einer Quarzampulle bei etwa 10" mm Hg untergebracht. Die Ampulle wurde abgedichtet. Der-Inhalt wurde, auf etwa 500° C erhitzt^ 10 Stunden lang geschmolzen. Die Ampulle wurde anschlieBenä in Wasser getaucht und abgeschreckt. Das sich ergebende glasartige Se-Te-Gemisch wurde entnommen. Das Se-Te-Gemisch wird im folgenden "b" genannt.

Se-Pulver wurde in eine Quarzampulle unter einem Druck von etwa 10 mm Hg eingebracht und die Ampulle wurde dann verschlossen. Das Se-Pulver wurde auf etwa 500° G erhitzt und 5 Stunden geschmolzen. Dann wurde die Ampulle in Wasser getaucht und das sich ergebende glasartige Se entnommen. Dieses glasartige Se wird im folgenden "c" genannt.

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Bei der Bereitung "b^H und "c" ist es-möglich", eine Kristallisierung su unterbinden und sie durch Zusetzen von Germanium und/oder Silizium zu stabilisieren.

Etwa 50g von "a" wurden auf ene Aluminiumgrundplatte von etwa 200 u.;Dieke durch. Vakuumverdampfung "bei einem Druck von 10 bis 10 mm Hg bei einer Dampfausgangstemperatur von etwa 600° C aufgebracht, während die Temperatur der Grundplatte etwa 60° C betrug. Die sich ergebende amorphe Halbleiterschicht (im folgenden "Schicht a" genannt) hatte etwa eine Dicke von 50 m. Die "Schicht a" wurde anschließend mit einem Überzug von "b" von etwa 15/ujiDicke durch Vakuumverdampfung (Druck etwa 10 mm Hg; Dampfausgangstemperatur etwa 250° C; Grundplattentemperatur etwa 65° C) versehen. Die sich ergebende Se-Te-Gemischschieht ("Schicht b") wurde dann mit einem Überzug von "c" von 1 imDicke durch Vakuumverdampfung (Druck etwa 10 mm Hg;» Dampfausgangstemperatur etwa 250° G; Grundplattentemperatur etwa 68° C) zur Erzeugung eines fotoempfindlichen Körpers versehen.

Dann wurden ein Negativfilm mit blauen, gelben und roten Linien, jede ca. mit 0,1 mm Breite, sowie blaue, gelbe und rote Positiv-Pigmentfarbstoffe bereitet. Der nach dieser Art gestalteten fotoelektriseaen Platte wurde eine positive Ladung von etwa 800 V durch, einen Koronaentlader gegeben, und ein Licht von 2 lux·see wurde auf die fotoempfindliche Platte durch den negativen Film projiziert, dessen gelbe und rote Linien überdeckt waren. Das so erzeugte latente Bild wurde mit einem blauen Pigmentfarbstoff (Toner, englisch: toner) mittels einer Pelzbürste entwickelt. Dann wurden die blauen und roten Linien überdeckt und die Belichtung wurde anschließend durch eine Entwicklung mit gelbem Pigmentfarbstoff durchgeführt. Schließlich wurden die blauen und gelben Linien abgedeckt, um eine Aufnahme

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-7 - BAD

durch eine !Entwicklung mit rotem Pigmentfarbstoff auszuführen. Somit wurden" klare Dreifarbenbilder erhalten.

Beispiel 4

Ein Polyäthylen-^erephthalat-Film von etwa 25 uitvDicke wurde · mit einer fotoenpfindlich'en Platte entsprechend dem- Beispiel 3 mit einem Epcic-clharz verklebt. Der Negativfilm sowie-.blaue, gelbe und rote !."egativ-Pigmentfarbstoffe nach Beispiel 3 wurden hierbei ebenfalls verwendet. .-■-."

Eine negative Primärladung wurde ausgeführt und das in der US-Anmeldung mit der Serial-No. 563 899 vom 8. 7. 1966 beschriebene elektrofotografische Verfahren wurde zur Erzeugung klarer Dreifarbenbilder dreimal wiederholt. Die Primärladungsspannung, die Sekundärladungsspannung und der . Belichtungsbetrag betrugen jeweils etwa 1500 Y, 2000 V und 2 lux· sec. _ - -.

Beispiel 5 ■ ·

Ein fotoempfindlicher Körper wurde durch Aufbringen von "a", "b" und "c" entsprechend Beispiel 3 auf eine Aluminium-Grundplatte von etwa 200 umDicke durch Vakuumverdampfung bereitet, "a" wurde zuerst auf die Aluminium-Grundplatte zur Erzeugung einer Schicht von 50 pn Dicke aufgebracht, dann wurde "c" zur Bildung einer Schicht von 3 MDicke und anschließend "b" zur Bildung einer Schicht .von etwa 10 um Dicke aufgebracht. Der sich ergebende fotoempfindliche Körper wurde den elektrofotografischen Verfahren ausgesetzt, das im Beispiel 3 beschrieben ist und klare Dreifarbenbilder ergibt.

Beispiel 6

Ein fotoempfindlicher Körper, der durch Verkleben eines

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1 0 9 8 4 5 /1 S 8 1

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Polyäthylen-Tereph-felat-Eilms von etwa'25 ΆϊDicke auf einen fotoeinpfindlichen Körper nach Beispiel 5 mittels eines Epoxydharzes erzeugt ist, wurde dem elektrofotografischen Verfahren entsprechend Beispiel 4 ausgese-tzt, wobei der Negativfilm und der Fegativ-Pigmentfarbstoff zur Erzeugung klarer Dreifarbenbilder verwendet wurde.

Beispiel 7

Eine Pulvermischung von 92- Gewichtsprozenten Se und 8 Gewichtsprozenten Te wurde gemischt und feinzerteilt während zweier Tage unter Benutzung einer Kugelmühle

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und in eine Quarzampulle unter einem Druck von 10 mm Hg eingebracht, welche dann verschlossen wurde; Die Ampulle wurde auf etwa 500° C erhitzt, der Inhalt wurde etwa 10 Stunden lang geschmolzen, dann wurde die Ampulle zur Abschreckung in Wasser getaucht und ein glasartiges Se-Te-Gemisch wurde entnommen. Das sich ergebende glasartige Gemisch wird mit "d" bezeichnet.

Das nach Beispiel 3 erhaltene "a" (etwa 50 g) wurde auf eine Aluminium-Grundplatte von etwa 200 tun Dicke durch Vakuumverdampfung (Druck etwa 10 bis 10 mm Hg; Dampfausgangstemperatur etwa 600° C; Grundplattentemperatur etwa 60° C) aufgebracht. Die sich ergebende amorphe Halbleiterschicht wies etwa eine Dicke von 50 yumauf.

"d" wurde dann auf die sich ergebende amorphe Halbleiterschicht("a^u-Schicht) durch Vakkumverdampfung (Druck etwa

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10 nun Hg; Dampfausgangstemperatur etwa 250 C; Grundplattentemperatur etwa 68° 0) aufgebracht. Dadurch wurde ein fotoempfindlicher Körper erhalten, dessen Dicke der "d"-Schicht 20 runbetrug.

Es wurde dann das elektrofotografische Verfahren nach

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Beispiel 3 unter Verwendung desselben Negativfilms und Positiv-Pigmentfarbstoffes für die-Behandlung des nach dieser Art erhaltenen fotoempfindlichen Körpers angewandt, womit sich sehr klare Dreifarbenbilder ergaben.

Beispiel 8

Ein Polyäthylen-Terephfklat-Film von etwa 25 AuDicke ist mit der Oberfläche eines nach Beispiel 7 erhaltenen fotoempfindlichen Körpers durch Gebrauch eines Epoxyliiarses verklebt. Der sich ergebende fotoempfindliche Körper wurde einem elektrofotografischen Verfahren nach Beispiel 4 ausgesetzt, wobei derselbe Negativfilm und liegativ-Pigraentfarbstoff verwendet und sehr klare Dreifarbenbilder erzeugt wurden. ■

Nach der Erfindung lassen sich scharfe elektrostatische Bilder hohen Kontrastes und mit hoher Empfindlichkeit erzeugen. Dies wird nachstehend erläutert. F'ig, 9 zeigt einen herkömmlichen fotoempfindlichen Körper A, der aus . einer Grundschicht 1 und einer Se-Te (Te 15/0 fotoleitenden Schicht 2 von 60 miüDicke besteht„ Fig. 10 zeigt einen fotoempfindlichen Körper B nach der Erfindung, bestehend aus einer Grundschicht 1, einer amorphen Halbleiterschicht von 100 yUiiiDicke und einer fotoleitenden Schicht 2 aus Se-Te (Te 15$) von 30 joa,Dicke. Eine Spannung von etwa 500 V ist an jeden der fotoelektrischen Körper angelegt^ und die Abfallkurven bei einer Dunkelentladung sind in Eig..11 dargestellt. Der fotoempfindliche Körper B nach der Erfindung zeigt kaum einen Abfall auf Grund der Dunkelentladung, während der bekannte Körper A einen auffallenden Abfall aufweist. Bei praktisch ausgeführten elektrofotografischen-Verfahren mit Verwendung eines fotoempfindlichen Körpers vom Trommeltyp j, ' dauert es etwa 2 see von der Ladung bis sur Projisierung des Lichtbildes. Wie bereits aus Fig. 11 ,

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klar wird, nimmt die Spannung des herkömmlichen fotoempfindlichen Körpers A in 2 see auf etwa 100 Y ab, während der fotoeiupfindlielie Körper B nach der Erfindung in vorteilhafter Weise keinen solch auffallenden Abfall nach 2 see aufweist. Es ist wünschenswert, daß der Abfall besonders schnell vor sich geht, wenn nach der Ladung mit einer Beleuchtungsstärke von 10 lux bestrahlt wird. Nach der vorliegenden Erfindung wird die Leitfähigkeit des fotoempfindlichen Körpers groß, sobald die am amorphen Halbleiter anliegende Spannung den Schwellenwert übersteigt. Wie in Fig. 11 mit B' gezeigt, findet der Abfall in einer Zeitdauer von etwa 0,03 see statt. Andererseits sind beim bekannten fotoempfindlichen Körper ungefähr 0,05 see nötig, vgl. dazu A¹ in Pig. 11.

Der Kennlinienverlauf eines fotoempfindlichen Körpers mit einer nichtleitenden Schicht auf. der Oberfläche, wie er in Fig. 4 dargestellt ist, zeigt B in Fig. 12. Die Kennliniencharakteristik; eines bekannten fotoempfindlichen Körpers mit DreiseMchtenstruktur aus nichtleitender, fotoleitender Schicht und Grundschicht ist unter A in Fig. dargestellt. Beispielsweise steht als Primärladung an der nichtleitenden Schicht eine negative Ladung von 2200 V an. Dann steht dort eine Sekundärladung gleichzeitig mit der Projizierung eines Lichtbildes an, die im Dunkelbereich für den Fall B etwa eine Ladung von etwa +1500 V und im Fall A von etwa + 700 Y ausmacht. Nach einer Gesamtoberflächenbestrahlung ist im Fall B eine Ladung von etwa -900 V und im Fall A etwa eine Ladung von -250 Y gegeben.

Das Ladungspotential im Hellbereich ist durch B' für den Fall des fotoempfindlichen Körpers nach der Erfindung und durch A¹ für; den Fall des bekannten fotoempfindlichen Körpers dargestellt. B¹ beträgt etwa +200 V und A¹ 150 V.

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Demzufolge beträgt der Kontrast zwischen den Hell- und Dunkelbereichen des sich ergebenden elektrostatischen Bildes nach der Erfindung etwa 1100 Y, während er beim bekannten fotoempfindlichen Körper nur etwa 400 Y ausmacht. Wie aus dem vorstehenden deutlich wird, sind die mit Hilfe der Erfindung gewonnenen Bilder besonders scharf und von hohem Kontrast bei großer Empfindlichkeit.

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Claims (22)

1. Patentansprüche

   Elektrofotografischer, fotoempfindlicher Körper, gekennzeichnet durch dessen grundsätzliche Zusammensetzung aus einer Grundschicht(1), einer amorphen," zwischen einem nichtleitenden und einem leitenden Zustand reversibel übergangsfähigen Halbleiterschicht (3) und einer fotoleitenden Schicht (2).
2. 2. Körper nach Anspruch. 1, gekennzeichnet durch eine Schichtung in der Reihenfolge Grundschicht (1), amorphe Halbleitersohicht (3) und fotoleitende Schicht (2).
3. 3. Körper nach. Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schichtung in der Reihenfolge Grundschicht (1), fotoleitende Schicht (2) und amorphe Halbleiterschicht (3).
4. 4. Elektrp.fotografisch.es Verfahren unter Verwendung eines

   wenigstens
   Körpers/nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrostatische Bilder durch die Ausnutzung des reversiblen Übergangs der amorphen Halbleiterschicht zwischen dem nichtleitenden und dem leitenden Zustand gebildet werden.
5. 5. Körper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, nichtleitende Schicht (5).
6. 6. Körper nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schichtung in der Reihenfolge Grundschicht (1), amorphe, zwischen einem nichtleitenden und einem leitenden Zustand reversibel übergangsfähige Halbleiterschicht (3), fotoleitende Schicht (2) und nichtleitende Schicht (5).

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7. 7. Körper naoh Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schichtung in der Reihenfolge Grundschicht (1), fotoleitende Schicht (2), amorphe Halbleiterschicht (3) und nichtleitende Schicht (5).
8. 8. ElektrofQtografisches Verfahren" unter Verwendung eines

   wem-si;ens
   • Körpers/nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Körper eine Primärladung aufgebracht wird, daß der nichtleitenden Schicht eine Ladung gegeben wird, daß gleichseitig mit dem Auftreten einer Wechselspannungs-Koronaentladung ein Lichtbild projiziert wird und daß die gesamte Oberfläche, auf der Bilder dargestellt werden sollen, bestrahlt wird*
9. 9. Elektro£otografisches Verfahren unter Verwendung eines

   wenxc'ü'uens
   Körpers/nach Anspruch 5s> dadurch gekennzeichnet, daß auf den Körper eine Primärladung aufgebracht wird, daß der nichtleitenden Schicht eine Ladung gegeben wird, daß gleichzeitig mit dem Aufbringen einer Sekundärladung, die eine zur Primärladung entgegengesetzte Ladungspolarität aufweist, ein Lichtbild projiziert wird und daß die gesamte, für die Bilddarstellung vorgesehene Oberfläche bestrahlt wird und elektrostatische Bilder gebildet werden.
10. 10. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitende Schicht aus einer oder mehreren panchromatischen fotoleitenden Einzelschietiten (2, 22) besteht.
11. 11. Körper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,, daß die fotoleitende Schicht aus zwei oder mehreren Einzelschichten (2, 22) mit unterschiedlichen Absorptionswellenlängen-Bereichen besteht.

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12. 12. Körper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitende Schicht (2, 22) aus einem. Se-Te-Gemisch mit 5-10$ (Gewicht) Te besteht*
13. 13. Körper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitende Schichtung (2, 22) aus einer Se-Te-Gemischeinijelschicht mit nicht weniger als 1O?o (Gewicht) Te und einer Se-Te-Gemischeinzelschicht mit nicht mehr als 5S& (Gewicht) Ie zusammengesetzt ist.
14. 14· Körper nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine ^

    Schichtung in der Reihenfolge Grundschicht (1), amorphe Halbleiterschicht (3) und eine oder mehrere panchromartische fotoleitende Einzelschichten (2, 22).
15. 15» Körper nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Schichtung in der Reihenfolge Grundschicht (1), eine oder mehrere fotoleitende Einzelschichten (2, 22) und amorphe Halbleiterschielit (3).
16. 16. Elektrofotografisches Verfahren unter Verwendung eines

    v/enx "st.ens

    Körpers/nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß elektrostatische Bilder durch die Ausnutzung des reversiblen. Übergangs der amorphen Halbleiterschicht zwischen ™ dem nichtleitenden und dem leitenden Zustand gebildet werden.
17. 17. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitende Schicht aus einer oder mehreren panchromatischen fotoleitenden Einzelschichten (2, 22) besteht, daß eine nichtleitende, strahlungsdurchlässige Schicht (5) vorgesehen ist und daß die fotoleitende Schicht (2, 22) strahlungsempfindlich ist.

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18. 18. Körper nach Anspruch 17? dadurch; gekennzeichnet, daß die i'otoleitende Schicht aus zwe-i oder mehreren Mnzelschichten (2, 22) mit unterschiedlichen Absorptionswellenlängenbereichen besteht.
19. 19· Körper nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitende Schicht (2, 22) aus einem Se-Te-Gemisch mit 5-10$ (Gewicht) Te besteht.
20. 20. Körper nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitende Schichtung (2,-22) aus einer Se-Te-Gemischeinzelsehicht mit nicht weniger als 10$ (Gewicht) Te und einer Se—Te-Gemischeinzelschicht mit nicht mehr als 5$ (Gewicht) Te zusammengesetzt ist.
21. 21. Elektrofotografischen Verfahren unter Verwendung eines

    wenigstens
    Körpers/nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf diesen Körper eine Primärladung aufgebracht wird, die einen Schwellenwert des amorphen Halbleiters übersteigt, daß die nichtleitende Schicht aufgeladen wird, daß gleichzeitig mit dem Auftreten einer Wechselspannungs-Koronaentladung ein Lichtbild projiziert wird und daß die gesamte, für die Bilddarstellung vorgesehene Oberfläche bestrahlt wird.
22. 22. Elektrofptografisches Verfahren unter Verwendung eines

    wenigstens - " ■

    Körpers/nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf diesen Körper eine Primärladung aufgebracht wird, die einen Schwellenwert-des amorphen. Halbleiters übersteigt, daß die nichtleitende Schicht aufgeladen wird, daß gleichzeitig mit dem Aufbringen einer Sekundärladung, die eine zur Primärladung entgegengesetzte Ladungspolarität aufweist, ein Lichtbild projiziert wird und daß die , gesamte für die Bilddarstellung vorgesehene Oberfläche bestrahlt wird.

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