DE2248054B2 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

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xmd erne solche Härte aufweist, daß seine praktische möglicher Weg zu seiner Herstellung gegeben

Verwendung im Dauerbetrieb ermöglicht wird. Das werden.

Aufzeichnungsmaterial soll außerdem die gleich- Je 88 Gewicbtsteile Selen, 10 Gewichtsteile Tellur

mäßige und reproduzierbare Verteilung der Kompo- und 2 Gewicbtsteile Arsen, die sämtlich einen für

nenten in einem möglichst einfachen Herstellung- 5 die Verwendung in der Elektrophotograpbie ausrei-

verfahren gewährleisten. chenden und geeigneten Reinheitsgrad aufweisen,

Diese Aufgabe wird bei einem elektrophotographi- werden getrennt gewogen und in eine Quarzampulle

sehen Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch gefüllt, die darauf bis auf einen Druck von etwa

leitenden, gegebenenfalls durchsichtigen Schichtträger 10-⁵Torr evakuiert, zugeschmolzen und in einem

und einer pbotoleitfäbigen Selen-Arsen-Schicht, die to Rüttelofen 4 bis 5 Stunden auf 500° C erhitzt wird,

gegebenenfalls ein Halogen enthält, erfindungsgemäß Während dieser Zeit schmilzt der Inhalt zu einem

dadurch gelöst, daß die photoleitfähige Schicht Tellur einheitlichen Stoff zusammen. Im Anscbl'xß an die

enthält Erwärmung wird die Ampulle in Wasser abge-

AIs zweckmäßig hat sich herausgestellt, daß der schreckt. Nach der öffnung der Ampulle wird der

Anteil des Selens mindestens etwa 61,3 °/o beträgt, 15 zu einer festen Masse erstarrte Inhalt in eine Granu-

während die Anteile des Arsens und des Tellurs etwa Uervorrichtung gebracht und unter einem Schutzgas,

zwischen 0,5 und 38,2%, bevorzugt zwischen 0,5 beispielsweise unter Argon, wiederauigeschmolzen

und 2O°/o, liegen. Die Anteüe des Arsens und des und in Wasser granuliert

Tellurs können dabei gleichmäßig im Aufzeichnungs- Das Granulat wird darauf in kleinen Mengen,

material verteilt sein. Gegebenenfalls ist es aber auch »o z. B. Mengen von wenigen Gramm, aus länglichen

vorteilhaft, das Arsen und/oder Tellur mit einem Verdampferschiffchen bei einem Drurt von etwa

Konzentrationsgradienten im Selen zu verteilen. 10 ~^e Torr verdampft. Der Abstand von Verdampfer

Man erreicht mit dem elektrophotographischen und Substrat beträgt etwa 17 cm, die Substrattempe-Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung sowohl ratur 60° C. Bei einer Aufdampfrate von etwa 1 μΐη eine Erhöhung der spektralen und der Gesamtemp- as Schichtdicke je Minute wird die gewählte Schichtfindlichkeit als auch gleichzeitig eine gute thermische dicke nach rund 15 min erreicht.
Stabilität und ausreichende Härte der Schichten. Das auf diese Weise hergestellte elektrophotogra-Gegenüber solchen Schichten, denen Elemente der phische Aufzeichnungsmaterial zeigt gegenüber beGruppe FVb des Periodensystems zugesetzt werden, kannten Zweistoffsystemen aus Selen und Arsen bzw. zeichnet sich das Aufzeichnungsmaterial nach der Er- 30 aus Selen und Tellur überraschenderweise zwar die findung vorteilhaft durch seine leichtere und besser die Vorteile, die diese Zusätze in Hinblick auf die überprüfbare He-stellungsweise aus. Da Selen-Tellur- Verbesserung der elektrophotographischen Eigen-Legierungen und Arsen einander näher liegende schäften von Selenschichten mit sich bringen, ohne Schmelztemperaturen und Dampfdrücke aufweisen jedoch auch gleichzeitig deren Nachteile aufzuweisen, als Selen-Tellur-Legiening<;n und Elemente der 35 Dies konnte an entsprechenden Blindproben aus Gruppe IVb, läßt sich in Aufd.-.'npfschichten eine 90 Gewichtsteilen Selen und 10 Gewichtsteilen TeI-gleichmäßige Verteilung der Komponenten oder auch lur bzw. aus 98 Gcwichtsteilen Selen und 2 Geein gewünschtes Konzentrationsprofil einfacher und wichtsteilen Arsen bewiesen werden,
sicherer erzielen, als wenn den Selen-Tellur-Legie- So weist das Aufzeichnungsmaterial aus 88 Gerungen Stoffe wie Silizium oder Germanium mit stark 40 wichtsteilen Selen, 10 Gewicbtsteilen Tellur und abweichenden thermischen Eigenschaften zugefügt 2 Gewichtsteilen Arsen, das dem oben angeführten werden. Bei dem Aufzeichnungsmaterial gemäß der Ausführungsbeispiel für ein Aufzeichnungsmaterial Erfindung gelingt es dagegen leicht, durch gezielte gemäß der Erfindung entspricht, die gleiche Emp-Temperaturführung bei der Verdampfung und durch fmdlichkeitssteigerung wie ein Aufzeichnungsmateentsprechende Wahl der Verdampfungsgefäße be- 45 rial aus 90 Gewichtsteilen Selen und 10 Gewichtsstimmte inhomogene Verteilungen, z. B. eine erhöhte teilen Tellur auf. Gegenüber einem Aufzeichnungs-Oberflächenkonzentration des Arsens und eine da- material aus 98 Gewichtsteilen Selen und 2 Gedurch verbesserte Oberflächenhärte, zu erreichen. wichtsteilen Arsen besitzt es aber eine rund zehnmal

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wer- höhere Empfindlichkeit.

den dem Aufzeichnungsmaterial noch zusätzlich ein 5° Das Restpotential des Aufzeichnungsmaterials ge- oder mehrere Halogene in homogener Verteilung maß der Erfindung — jeweils bezogen auf die Höhe oder gegebenenfalls mit einem Konzentrationsgra- der ursprünglichen Aufladung ist rund dreimal kleidienten zugefügt, wodurch ein gegebenenfalls noch ner als das Restpotential des Aufzeichnungsmaterials vorhandenes Restpotential weiter vermindert wird aus 90 Gewichtsteilen Selen und 10 Gewichtsteilen und Leitfähigkeitsunterschiede, die auf inhomogene 55 Tellur und über zehnmal kleiner als das Restpoten-Verteilung der Elemente zurückzuführen sind, aus- tial des Aufzeichnungsmaterials aus 98 Gewichtsgeglichen werden. Dieser Halogenzusatz liegt in teilen Selen und 2 Gewichtsteilen Arsen,
einem Konzentrationsbereich zwischen 1 und Somit werden die Erhöhung der Empfindlichkeil:, wie 10 000 ppm. Als vorteilhaft hat sich ein Bereich von von einem Tellurzusatz bekannt ist, sowie das Restetwa 10 bis 50 ppm erwiesen. §0 potential durch den Arsenzusatz nicht nur nicht ver-

Das Aufzeichnungsmaterial läßt sich sowohl bei schlechtert, sondern eher noch verbessert, während Belichtung der freien Oberfläche als auch in solchen bekanntlich ein Arsenzusatz allein bei gleicher Ab-Schichtenanordnungen verwenden, bei denen die Be- dampftemperatur das Restpotential erhöht. Andererlichtung von der Unterseite her durch einen durch- seits ist die thermische Instabilität eines Aufeeichsichtigen Träger erfolgt. 65 nungsmaterials aus Selen und Tellur, die dessen Ver-

An einem Ausführungsbeispiel soll das elektro- Wendung in der Praxis stark einschränkt oder sogar

photographische Aufzeichnungsmaterial gemäß der verhindert, bei dem Aufzeichnungsmaterial nach der

Erfindung noch einmal näher beschrieben sowie ein Erfindung behoben, wie durch eine Differential*

Therma-Analyse bewiesen werden konnte. Hierbei erwies sich das Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung als thermisch völlig stabil und ließ im Gegensatz zu dem Aufzeichnungsmaterial aus 90 Gewichtsteilen Selen und 10 Gewichtsteilen Tellur keine Kristallisationsncigung erkennen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, dessen Herstellung dem obenbeschriebenen Verfahren entspricht, soll die Anwendungsmöglichkeit des Aufzeichnungsmaterials nich der Erfindung in solchen Fällen gezeigt werden, in denen noch höhere Anforderungen an die Oberflächenhärte des elektropbotographischen Aufzeichnungsmaterials gestellt sind, was bekanntlich einen entsprechend hohen Arsengebalt — beispielsweise über 10 °/o — erforderlich macht,

Ein solch hoher Arsengehalt führt jedoch zu einem sehr hohen Restpotential, was die Güte der mit solchem Aufzeichnungsmaterial hergestellten Kopien beintrKchtigt und daher dessen Anwendung einschränkt odor sogar ausschließt, Mit einem Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung, das in diesem Fall etwa aus 85 Gewichtsteilen Selen, 10 Gewichtsteilea Arsen und 5 Gewichtsteilen Tellur besteht, gelingt es jedoch, einerseits eine hohe Oberflächenbärte des Aufzeichnungsmaterials zu gewinnen, wobei dieses gleichzeitig auch eine sehr gute thermische Stabilität aufweist. Andererseits macht

ίο sich der schädliche Einfluß des Arsens auf die Höbe des Restpotentials nicht mehr störend bemerkbar.

So zeigt das angeführte Aufzeichnungsmaterial aus 85 Gewicbtsteilen Selen, 10 GewichtsteUen Arsen und 5 Gewichtsteilen Tellur gegenüber einer Blindprobe aus 90 Gewichtsteilen Selen und 10 Gewichtsteilen Arsen nur den vierten Teil des Restpotentials (bezogen auf die ursprüngliche Aufladehöhe) und zugleich eine etwa zweimal höhere Empfindlichkeit.

Claims (1)

1. stanzen verwendet. Unter ihnen haben Selen, Selen-,-;^,,«_n«n und Verbindungen mit Selen besondere

   An die mechanischen, optischen, elektrischen und

   l.ElektrophotograpWschesAufzeictouogsmate- ^JjJ^ Eigenschaften eines elektropbotogra-

   rial aus einem elektrisch leitenden, gegebenenfaUs 5 gJTCJ,,,,^ stoffes werden für einen erfolg-

   durchsichtigen Schichtträger und einer pbotole t- pniscn w _{vorteübaften} praktischen Etasatz ver-

   fähigen Selen-Arsen-Scbicht, die gegebenenfaUs reicneu u« _{Anfon|enrogen geste}u_t, die von den

   ein Halogen enthält, dadurch gekenn- scnieu » ^ _{Scbichten nur} teilweise gleichzeitig

   ζeichηe t, daß die photoleitfäbige Schicht Tel- oisner w^w*» _konnten. _{So ist es} zwar bekanntgewor-

   lur enthält , _t . , ° τ*: _{Λα& S};_CÜ die verhältnismäßig geringe elektro-

   2. Aufzeichnungsmaterial nach Antrug*,*. „w^Mscne. Empfindlichkeit von amorphen dadurch gekennzeichnet, daß die phojpleitfätage :^^g^\_oaxs^_aaei6 im langweUigen Teil des Schicht zwischen 0,5 und 38,2, vorzugsweise zwi- Sdensctacntenins^ _fc ^ ^ ^

   sehen 2 und 20 Gewichtsprozent TeUw enthalt ^^TeSTerhöhen läßt Nachteilig ist, daß

   3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1, 15 Zusatz von_ ιe _{Härte und eine} dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige solche SchicMen emβ β

   Schicht zwischen. 0,5 und 38,2, vorzugsweise gegenuber^men Sensen £ ^ ^

   zwischen 2 und 20 Gewichtsprozent Arsen ent- grte Aerm^ctie^ ^ ^^^

   hält. "* . _eiter bekanntgeworden, daß die thermische

   4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, *o Es ist weiter g™S _Ar dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfahige Stabüitat und te »^a«^e Arsenzusatz Schicht mindestens 61,3 Gewichtsprozent Selen ^a^rb^we^en^

   ^en? Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, elektrophotographischen BJe

   dadurch gekennzekhnet, daß die photoleitfähige «5 nungsmatenals ein wed er ^

   Schicht zwischen 1 und 10000, vorzugsweise tialabfall un Dunkeln^™°

   zwischen 10 und 50 GewichtsteUe pro 1 Million ^^^^Έ^Ά^^^ ^

   Gewichtsteile Halogen enthalt. ^AS? nur duVch umständüche und aufwendige

   6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, sich bisher nur a™^c* ""\ -ζ . biili

   dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige 30 Verfahrensschntte^ wieder beheben b Schicht zwischen der dem Schichtträger züge- durch Mehrfachdotierung die :zu emer wandten und der freien Oberfläche einen Kon- Verteilung des Zusato^^M ^^^ zentrationsgradienten.an Arsen, Tellur und/oder _oder^_durch *£$^ Hl ft Stffe

   einem Halogen aufweist. ter Stoffe _D

   35 schiedenen Verdampfern.

   Es ist schließlich auch bekanntgeworden, bei elek-

   trophotographischen Schichten aus Selen-Tellur-Mischsystemen, die eine höhere Kristallisationsneigung und dementsprechend eine verringerte Lebens-

   Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches 40 dauer und verschlechterte Haltbarkeit aufweisen, den Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leiten- amorphen Zustand und einen spezifischen elektriden, gegebenenfaUs durchsichtigen Schichtträger und; ■ _sch_en Widerstand oberhalb von 10¹²Q-Cm dadurch etaer photoleitfähigen Selen-Arsen-Schiicht, die ge- _zu erhalten, daß dem Chalkogengemisch bis zu 30 Gegebenenfalls ein Halogen enthält. wichtprozent von einem oder mehreren Elementen

   Elektrophotographische Verfahren tind Vorrich- 45 der Gruppe IVb des Periodensystems der Elemente tungen hierzu haben ta der Vervielfältigungstechnik _ZUgefügt werden. Die Herstellung solcher Schichten weite Verbreitung gefunden. Sie beruhen auf der _mjt einem Anteil an Elementen der Gruppe IVb beEigenschaft des photoleitenden Materials, bei Beiich- _rejtet allerdings Schwierigkeiten, weil sich die tung mit etaer aktivierenden Strahlung den elektri- Schmelztemperaturen und die Dampfdrücke von schen Widerstand zu ändern. 50 Flementen dieser Gruppe, wie Silizium oder Germa-

   Nach elektrischer Aufladung und Belichtung mit nium, und die Schmelztemperaturen und die Dampfeiner aktivierenden Strahlung läßt sich auf einer drücke der Chalkogene stark voneinander unterphotoleitenden Schicht ein latentes elektrisches La- scheiden und die Einhaltung eines gleichmäßigen und dungsbild erzeugen, das dem optischen Bild ent- kontrollierten Konzentrationsverlaufes erschweren, spricht. An den belichteten Stellen findet nämlich eine. 55 : Es ist auch vorgeschlagen worden, den elektrosolche Erhöhung der Leitfähigkeit der photoleitenden photographisch wirksamen Stoffen zur Verbesserung Schicht statt, daß die elektrische Ladung über den der Empfindlichkeit Elemente der Gruppe Vb des leitenden Träger — zumindest teilweise, jedenfalls Periodensystems der Elemente oder Halogene zuzuaber stärker als an den unbelichteten Stellen — ab- fügen. Dies bedeutet beispielsweise für Arsen die fließen kann, während an den unbelichteten Stellen 60 Zufügung von mehr als 20 Gewichtsprozent, weil erst die elektrische Ladung im wesentlichen erhalten oberhalb von diesem Konzentrationsbereich eine Verbleibt; sie kann mit einem Bildpulver,, einem söge- besserung der Lichtempfindlichkeit eintritt, nannten Toner, sichtbar gemacht und das entstan- Die Erfindung hat die Aufgabe, ein elektrophoto-

   dene Tonerbild, falls es erforderlich sein sollte, graphisches Aufzeichnungsmaterial herzustellen, das schließlich auf Papier oder eine andere Unterlage 65 _sich sowohl durch eine hohe Empfindlichkeit über übertragen werden. den ganzen Spektralbereich des sichtbaren Lichtes als

   Als elektrophötographisch wirksame Stoffe wer- auch durch ein niedriges Restpotential auszeichnet, den sowohl organische als auch anorganische Sub- zugleich aber auch eine solche thermische Stabilität