DE2452934A1

DE2452934A1 - Xerographisches element

Info

Publication number: DE2452934A1
Application number: DE19742452934
Authority: DE
Inventors: Samuel Wei Ing; Fred William Schmidlin
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-12-07
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1975-06-12
Also published as: NL7415765A; FR2254050B1; FR2254050A1; JPS5092138A; US4088485A

Description

Xerox Corporation, Rochester, N.Y. / USA

Xerographisches Element

In der Elektrophotographie oder Xerographie ist es üblich, Photorezeptorplatten zu verwenden, welche mindestens eine äußere photoleitende Isolierungsschicht und ein ladungsleitendes Trägersubstrat besitzen. Im allgemeinen wird eine- photoleitende Schicht in Abwesenheit von Licht oder einer anderen aktivierenden Strahlung
gleichförmig elektrostatisch aufgeladen und sodann
einem Lichtmuster ausgesetzt, das einem negativen Bild entsprechen kann. Die Gegenden der photoleitenden
Schicht, die so belichtet worden sind, verlieren ihre Ladung erheblich rascher als die nicht-belichteten Ge-

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genden. Als Ergebnis behält die photoleitende Schicht mindestens zeitweilig eine Ladung bei, welche im wesentlichen einem latenten positiven Bild entspricht. Dieses Bild kann zu einem sichtbaren positiven Bild entwickelt werden, indem man es mit entgegengesetzt geladenen pigmentierten Teilchen in Berührung bringt, die" üblicherweise als Tonerteilchen bezeichnet werden und die hauptsächlich an den geladenen Gegenden haften. Das resultierende Bild kann gegebenenfalls permanent auf dem Photoleiter fixiert werden, wenn die Abbildungsschicht nicht wiederverwendet werden soll. Dies ist üblicherweise bei photoleitenden Filmen des Bindemitteltyps der Fall, bei denen die photoleitende Abbildungsschicht auch einen integralen Teil der fertigen Kopie darstellt.

Bei ^MFlachpapier"-Kopiersystemen wird jedoch das latente Bild auf der Abbildungsoberfläche eines wiederverwendbaren Photoleiters entwickelt oder auf eine andere Oberfläche überführt, z.B. ein Papierblatt, und sodann entwickelt. Nach der Entwicklung eines latenten Bildes auf der Abbildungsoberfläche eines wiederverwendbaren Photoleiters wird es auf ein anderes Substrat übertragen und sodann permanent fixiert, indem eine der bekannten Techniken angewendet wird, z.B. die Beschichtung mit einem transparenten Film, oder eine thermische Fusion der Tonerteilchen auf dem Blatt. In einem solchen Kopierungssystem müssen die Materialien in der photoleitenden Schicht dazu imstande sein, sich rasch von einem isolierenden zu einem ladungsleitenden und sodann zurück zu einem isolierenden Zustand zu verändern, um eine cyclische Verwendung der Abbildungsoberfläche zu gestatten. Wenn vor jeder darauffolgenden Aufladungssequenz keine Rückumwandlung in den isolierenden Zustand erfolgt, dann

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ergibt sich eine hohe Dunkelabbaurate, die üblicherweise als "Ermüdung" bezeichnet wird. Bislang ist dieses Problem bis zu einem gewissen Ausmaß in einfacher Weise durch Auswahl von solchen photoleitenden Materialien kontrolliert worden, die die beste bekannte rasche Umschaltkapazität besitzen. Typische solche Materialien sind z.B. Anthracen, Poly(N-vinylcarbazol), Schwefel, Selen, Selenlegierungen, metallfreie Phthalocyanine etc. und Gemische davon (vgl. US-PS 2 297 691).

Obgleich organische photoleitende Materialien, wie PoIy-(N-vinylcarbazol), im allgemeinen gute Dunkelabbaucharakteristiken haben, neigen sie doch dazu, eine nicht genügende eigene Photoempfindlichkeit zu besitzen, als daß sie vollständig mit dem Selen konkurrieren könnten. Aus diesem Grunde werden sie üblicherweise zusammen mit sogenannten Aktivatoren verwendet. So werden z.B. Polyvinyl carbazole mit 2,4,7-Trinitro*-9-fluorenon sensibilisiert, um eine verbesserte Photoempfindlichkeit und eine verbesserte Entladungscharakteristik zu erhalten (vgl. US-PS 3 484 237). Es gibt auch weitere organische Harze, die zwar an sich als nicht-photoleitend angesehen werden, die jedoch mit Lewis-Säuren sensibilisiert werden können, um Ladungsübertragungskomplexe zu bilden, die am sichtbaren Ende des Spektrums photoansprechend sind. In dieser Hinsicht sind folgende US-Patentschriften einschlägig: 3 408 181, 3 408 182, 3 408 183, 3 408 184, 3 408 185, 3 408 186, 3 408 187, 3 408 188, 3 408 189 und 3 408 190.

Für alle praktischen Zwecke hängt das Ausmaß der Sensibilisierung sowohl von photoleitenden als auch von nicht-photoleltenden Harzen von der Konzentration des

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IMm...

Aktivators ab, wobei es so ist, daß innerhalb bestimmter Grenzen je höher die Beladung ist, desto größer die erhaltene Photoempfindlichkeit ist. Nachteiligerweise neigen jedoch Beladungen über etwa 10 Gew.-96 der photoleitenden Zusammensetzung gewöhnlich dazu, die mechanischen und/oder photoleitenden Eigenschaften der sensibilisierenden Zusammensetzung zu verschlechtern. Weiterhin neigen zu große Aktivatormengen entweder in einem photoleitenden oder einem nicht-photoleitenden Material des in den obigen Patentschriften beschriebenen Typs dazu, aus der photoleitenden Zusammensetzung auszukristallisieren.

Die obigen inhärenten Beschränkungen machen es sehr schwierig und oftmals unmöglich, die vielgewünschte Kombination aus einem Hochleistungsphotoleiter mit einem zähen, transparenten, aktiven Matrixmaterial mit niedriger Injektionsschwelle zu erhalten.

Es sind auch schon verschiedene Arten von polymeren Schutzüberzügen angewendet worden, die imstande sind, eine Ladung mit hoher Feldstärke auf einer äußeren Oberfläche zu halten und doch die selektive Übertragung von Löchern (d.h. den Ladungsübergang) von dem Photoleiter oder der Erzeugungsschicht zu gestatten, um ein elektrostatisches Bild zu erhalten.

Dieses System bringt zwar viele erhebliche Vorteile mit sich, doch besteht immer noch die Notwendigkeit für eine weitere Verbesserung, und zwar insbesondere hinsichtlich der Bildauflösung und der Geschwindigkeit, ohne daß eine entsprechende Zunahme der Rate des Dunkelabbaus bewirkt wird.

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Es wird angenommen, daß xerographische Platten mit verbesserter Geschwindigkeit und Auflösung erhalten werden können, wenn die Platten aus einer nebeneinander gestellten Schicht von zwei Materialien hergestellt werden, wobei das eine Material die Photoerzeugung erleichtert, während das andere Material den Ladungstransport erleichtert. Mit Ausnahme des Falles, bei dem die Photoerzeugung durch Verunreinigungszentren bewirkt wird, ist eine größere Empfindlichkeit (Geschwindigkeit) mit verengten Bandabständen in Beziehung. Nachteiligerweise führt aber eine Verminderung des Bandabstandes auch zu einer erheblich größeren Wärmeerzeugung und zu entsprechend größeren Dunkelabbauraten.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine neue Klasse von xerographischen Platten zur Verfügung zu stellen, die Elemente mit verbesserten physikalischen und elektrischen Eigenschaften verwenden, damit für Kopierzwecke eine breitere und flexiblere Anwendung der xerographischen Prinzipien gestattet wird. Weiterhin soll erfindungsgemäß eine verbesserte Geschwindigkeit, Empfindlichkeit und Bildauflösung erzielt werden, ohne daß ein entsprechender Verlust der Dunkelabbaucharakteristik bewirkt wird.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein xerographisches Element, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es

A) ein Substrat,

B) ein Zwischenelement mit mindestens einer Ladungserzeugungsschicht, einer Ladungstransportschicht und einer Zwischenprof Uschi cht, welche in abgestuften Konzentrationen Material von beiden an-

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grenzenden Schichten enthält, wobei das Zwischenelement in angegebener oder umgekehrter Reihenfolge so angeordnet ist, daß die Ladungserzeugungsschicht oder das Ladungstransportmaterial an das Substrat angrenzt, und

C) ein Außenelement mit einer Profilschicht und einer Einfangschicht, wobei das Außenelement fakultativ ist, wenn es angrenzend und außerhalb der Ladungserz eugungs schicht des Zwischenelements angeordnet ist, und wobei die Profilschicht des Außenelements, wenn sie vorhanden ist,

1. ein Einfangmaterial und

2. entweder (a) ein Ladungstransportmaterial oder (b) ein Ladungserzeugungsmaterial in abgestuften Konzentrationen übereinstimmend mit der angrenzenden Schicht des Zwischenelements

aufweist,
enthält.

Es hat sich gezeigt, daß für die Zwecke der Erfindung die besten Ergebnisse erhalten werden, wenn im wesentlichen keine scharfe Grenzfläche zwischen den Komponenten der Profilschichten der Zwischen- oder Außenelemente, wie sie oben beschrieben wurden, und insbesondere zwischen dem Transportmaterial und dem Ladungserzeugungsmaterial vorliegt.

Es wurde weiterhin gefunden, daß für die Zwecke der Erfindung eine ausgezeichnete Geschwindigkeit, Sensibilität und Bildauflösung erhalten werden, wenn man eine

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Photoleitervorrichtung verwendet, die eine Trägereinfangschicht enthält, welche mit der Ladungstransportschicht verträglich ist. Insbesondere trifft dies für ein Ladungserzeugungsmaterial mit einem Bandabstand von etwa 0,3 bis 1,9 Elektronenvolt und ein entsprechendes Einfang- oder Transportschichtmaterial mit einem höheren •Bandabstand, in Jedem Falle von nicht weniger als etwa 1,6 Elektronenvolt, zu.

Von besondere Interesse als Photoerzeugungsmaterialien für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind diejenigen Materialien mit Bandabständen zwischen 1,3 und 1,8 EV, da diese dazu imstande sind, das volle sichtbare Spektrum für die Erzeugung der Ladung .zu verwerten. Als Regel kann gesagt werden, je enger der Bandabstand ist, desto dünner kann die Photoerzeugungsschicht sein, was auf die inhärente Schwierigkeit der Vermeidung von Zentren einer Wärmeentwicklung in Materialien in engerem Bandabstand zurückzuführen ist. Aus dem gleichen Grunde haben die am meisten versprechenden Materialien für die Einfangschicht Bandabstände von mehr als 1,7 EV. Geeignete Materialien für die Einfangschicht hängen davon ab, ob das Bild mit Minoritätsträgern oder mit Majoritätsträgern auf der der belichteten Oberfläche entgegengesetzten Seite gebildet wird. Wenn das Bild mit Minoritätsträgern gebildet wird, dann kann das Photoerzeugungsmaterial genügend Fallen enthalten (vgl. Diagramm B weniger das Außenelement). Wenn das Bild mit Majoritätsträgern auf der gegenüberliegenden Oberfläche gebildet wird, dann kann ein Material mit einem größeren Bandabstand erforderlich sein. Obgleich Materialien mit Bandabständen in einem Bereich von 1,5 EV nicht vollständig als Einfangmaterialien ausgeschlossen werden können, sind -

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doch die Chancen, daß die erforderliche Konzentration von tiefen Fallen eingearbeitet wird, am besten, wenn der Bandabstand über etwa 2,0 EV hinausgeht.

Im allgemeinen sind die Photoerzeugung und der Transport erstlinige Erwägungen, wenn man die "Geschwindigkeit" in Betracht zieht. Die wichtige Erwägung hinsichtlich der Bildauflösung umfaßt jedoch die permanente Einfangung der Träger in der Bildbildungsgegend (d.h. dort, wo sich der Ladungskontrast bildet). Wenn die Konzentration der tiefen Fallen in der Bildbildungsgegend zu niedrig ist, dann bewirkt eine Seitenleitung einen Verlust an Bildauflösung. Eine solche Beschränkung der Auflösung ist nicht problematisch. Entweder wird das Bild mit Minoritätsträgern (bei denen die tiefen Fallen normalerweise stärker vorherrschend sind) gebildet oder das Bild wird in der Oberflächengegend gebildet, wo natürlich mehr Fallen vorliegen. Eine wichtige Situation, bei der natürliche Oberflächenfallen nicht angemessen sind, tritt auf, wenn das Bild auf einer Oberfläche gebildet wird, die entgegengesetzt zu der belichteten Oberfläche ist, und wenn der Photoleiter vom Einträgertyp ist.

Wenn die Bildbildungsgegend zu wenige Fallen besitzt, als daß der erforderliche Oberflächenwiderstand aufrechterhalten werden kann, dann kann man dies möglicherweise dadurch beheben, daß man den Photoleiter mit einer Schicht mit hohem Widerstand beschichtet. Ein äquivalenter Weg zur Erzielung dieses Ziels besteht darin, die bildbildende Gegend mit weiteren tiefen Fallen zu dotieren. Dies erfordert jedoch eine exakte Kenntnis der Anwesenheit und der Menge von Verunreinigungen. Die Chancen für die Auffindung von geeigneten Verunreinigungen für empfind-

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liehe Photoleiter ist weiterhin nur gering (d.h. von solchen mit relativ engen Bandabständen). Es hat sich daher als am besten erwiesen, den Photoleiter mit einem Material mit einem breiteren Bandabstand zu beschichten.

Theoretisch kann sich, wenn eine mit zwei Schichten überzogene Platte verwendet wird, an der Verbindung der zwei Überzüge eine erhebliche Grenzflächen-Energie-Schranke bilden. Eine solche Schranke verhindert wirksam eine Realisierung der gewünschten Vorteile, wenn das Bandabstanddifferential zu groß ist, da verhindert wird, daß Ladungsträger die Grenzfläche überqueren.

Es wurde nun gefunden, daß der Effekt einer solchen Schrankenschicht für xerographische Zwecke gemildert werden kann, wenn man die Ladungsveränderung, z.B. von der Photoerzeugungs- zu der Trägerschicht, allmählich ablaufen läßt. Dies ist z.B. dann möglich, wenn zwei Materialien genügend verträglich sind, daß ein Konzentrationsgradient oder ein Profil sowohl von dem Einfangmaterial als auch von dem Ladungstransportmaterial gebildet wird. Verbindungen, die Legierungen bilden, besitzen einen kontinuierlich variierenden Energieabstand als Funktion der Zusammensetzungen und es kann eine geeignet abgestufte Schranke gebildet werden, die gegenüber einer ausreichenden Trägerkonzentration durchlässig ist.

In jedem Fall ist ein wesentliches Erfordernis für eine Transportschicht für die Zwecke dieser Erfindung, daß ein Schubweg (tiTE) vorliegt, der größer ist als die Dicke der Schicht. Da eine Gesamtdicke von wenigen 1Ou typischerweise für die meisten Trockenentwicklungsprozesse erforderlich ist, ist ein u T -Wert von mehr als

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10 cm /V erforderlich. Ausgehend von der Formel T = (N^ö')" , worin N als die Dichte der Fallenzentren und 0" als Querschnitt definiert ist, und unter der Annahme,

daß für ein amorphes Material u ν 10 cm /V-see repräsentativ ist, wird gefunden, daß weniger als 10 ^ cm ^J "coulombsche" Einfangzentren mit einer Bindungsenergie von mehr als 0,8 EV und 10 cm"-⁵ "geometrische" Einfangzentren mit einer Bindungsenergie von 0,65 EV typisch sind. Die Materialauswahl wird daher hauptsächlich durch die Leichtigkeit bestimmt, mit der coulombsche Zentren im Bereich von 0,8 bis 1,1 EV vermieden werden können.

Aus den obigen Ausführungen folgt, daß die Chancen zum Erhalt einer guten homogenen Platte bei Einfangmaterialien, die in den Bereich von 1,6 bis 1,8 EV fallen, am besten sind. Um eine größere Vielzahl von Materialien für Platten oder Elemente mit verbesserten und variierten Charakteristiken verfügbar zu machen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, Vielschichten zu verwenden. Um Schrankenkomplikationen in vielschichtigen Platten zu vermeiden, ist es jedoch am besten, Materialien zu verwenden, die Legierungen einer kontinuierlich variierbaren Zusammensetzung bilden.

Die Erfindung wird anhand des folgenden Diagramms näher erläutert:

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Diagramm A

Schicht (1)

Schicht (2)

Schicht (3)

Schicht (4)

Schicht (5)

Schicht (6)

(Licht) Darin bedeuten:

Die Schicht (6) ein lichtdurchlässiges Substrat mit einer ladungsleitenden Oberfläche, z.B. ein NESA-Glas oder einen ultradünnen Metallfilm mit geeigneter Leitfähigkeit;

Schicht (5) mindestens eine aufgebrachte photoleitende Ladungserzeugungsschicht, die ein Material enthält, das dazu imstande ist, Ladungen zu photoerzeugen oder zu photoerzeugen und in angrenzende Schichten zu transportieren. Für diesen Zweck liegt die photoleitende Schicht vorzugsweise in Form eines homogenen amorphen selenbasierten Photoleiters, wie As₂Se*, oder eines anderen Materials, wie es in Spalte A der Tabelle I unten angegeben ist, oder als Material mit der allgemeinen Formel

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Se_xAs Te₂, oder Se_xAs Sb₂, worin χ 75 bis 90, y 1 bis 5 und ζ 10 bis 20 bedeuten, vor. Solche Materialien sind in Form einer homogenen Schicht mit genügender Dicke, daß das einfallende Licht absorbiert wird, geeignet. Allgemein gesprochen hat sich jedoch eine Dicke von etwa 0,1 bis 10 u als angemessen erwiesen, wobei für diesen Zweck eine Dicke von 0,1 bis 1 ii bevorzugt wird.

Die Schicht (4) ein angrenzendes Profil oder eine Gradientenschicht, welche z.B. eine Konzentration von 100% bis 0% i 0% bis 100% von (a) einem Ladungserzeugungsmaterial (vgl. Spalte A, Tabelle I) und (b) einem Ladungstransportmaterial enthält. Diese Schicht hat geeigneterweise eine Dicke von etwa 0,5 bis 5 M oder mehr, vorzugsweise von etwa 0,5 bis 2 u .

Die Schicht (3) eine Langbereichs-Ladungstransportschicht des bekannten Typs, wie sie z.B. von Se, Se + S, CdS, CdSE, As₂Se, und AsS, + AsSe, demonstriert wird. Diese Schicht kann eine Dicke von etwa 10 bis 50 u, vorzugsweise etwa 10 bis 30 u, haben.

Die Schicht (2) eine zweite Profilschicht, die eine Konzentration von etwa 100% bis 0% : 0% bis 100% eines Ladungstransportmaterials von bekannten Typen (vgl. Schicht (3) und Tabelle I) und des Einfangmaterials (vgl. Spalte A, Tabelle I) enthält. Diese Schicht kann eine Dicke von etwa 0,5 bis 5 W oder mehr, vorzugsweise von etwa 0,5 bis 2 u, haben.

Die Schicht (1) stellt eine undifferenzierte Schicht mit einer Konzentration von etwa 100% des Einfangmaterials dar, wie es beispielhaft von einer oder mehreren Verbin-

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düngen in Spalte B der Tabelle I dargestellt wird. Ein solches Material hat konsistent einen höheren Bandabstand als das Ladungstransportmaterial der Schicht (3) und seine Dicke variiert geeigneterweise von etwa 0,05 bis 1 u.

Allgemein gesprochen besteht keine offensichtliche Grenzfläche zwischen den diagrammartig dargestellten Schichten (1) bis (2) oder (4) bis (5), wobei eine Gesamtüberzugsdicke von etwa 10 bis 60 u für xerographische Zwecke als zufriedenstellend aufgefunden worden ist, obgleich die Erfindung nicht auf diesen Bereich beschränkt ist.

In Tabelle I sind geeignete Kombinationen von Komponenten zur Bildung von Profilschichten gemäß der Erfindung zusammengestellt:

Tabelle I A « B

As₂Se₃ (1,7) φ As₂S₃ (2,5)

Sb₂S₃ (1,7) * As₂S₃ (2,5)

Sb₂S₃ (1,7) * Sb₂O₃ (4,2)

Bi₂S₃ (1,3) * Bl₂O₃ (3,2)

CdSe (1,7) * CdS (2,4)

CdSe (1,7) * ZnSe (2,6)

CdTe (1,5) * ZnTe (2,1)

HgSe (0,6) Φ HgS (2,0)

Ga₂Se₃ (1,9) # Al₃Se₃ (3,1)

Ga₂Se₃ (1,9) # Ga₃S₃ (2,5)

In₂Se₃ (1,2) έ In₃S₃ (2,0)

Ga₂Te₃ (1,2) * Al₂Te₃ (2,5)

In₂Se₃ (1,2) ^ Ga₃Se₃ (1,9)

Ga₂Te₃ (1,2) * Ga₃Se₃ (1,9)

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Fortsetzung Tabelle I

A B

InP (1,25) » GaP (2,24)

GaAs (1,4) » GaP (2,24)

GaAs (1,4) = GaAs (2,4)

AlSb (1,5) = AlSb (2,4)

Te (0,34) = Se (2,1)

* Die Bandabstände sind in Klammern angegeben.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird schematisch in dem untenstehenden Diagramm B dargestellt:

Diagramm B (Licht)

Schicht	(D
Schicht	(7)
Schicht	(5)
Schicht	(4)
Schicht	(3)
Schicht	(6)

Darin sind die Schichten (1) sowie (3) bis (6) im wesentlichen wie im Diagramm A definiert. Die Schicht (7) ist

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geeigneterweise eine Profilschicht, die ein Einfangmaterial und ein Ladungserzeugungsmaterial mit den oben angegebenen Bandabstandbeschränkimgen enthält. Die Schichten (1) und (7) sind jedoch fakultative Ausführungsformen des Diagramms B aufgrund der Tatsache, daß corotroninduzierte Ladungen in natürlichen Oberflächenfallen einen erheblichen Effekt auf die Seitenladungswanderung in der Oberfläche des Elements haben können.

Allgemein gesprochen haben die Schichten (3) bis (5) in dem Diagramm B keine klare Grenzfläche und sie können insgesamt eine Dicke von etwa 10 bis 60 ii haben, während die Schichten (1) und (7) insgesamt eine Dicke von etwa 0,5 bis 5 V. haben können.

Bei den oben beschriebenen Elementen wird die Ladung vorzugsweise an der Spitzenoberfläche durch eine Corotronbeladung mit nachfolgender Aussetzung an das Licht gebildet, so daß die Fallen dieses Muster über eine gewünschte Zeitspanne halten können.

Bei einer weiteren Modifikation der Erfindung wird ein Substrat und ein Transportmatrixmaterial für die angelegte Ladung verwendet, das darin dispergiert bis zu etwa 10 Gew.-% von speziell behandelten Feinstoffen von ladungserzeugenden Teilchen mit relativ niedrigen Bandabständen, wie sie in Spalte A der Tabelle I angegeben sind, enthält. Dieses geeignete Material hat ein äußeres kondensiertes Profil oder eine Gradientenhülle mit einer Dicke von etwa 0,2 bis 2 ti und dieses System entspricht den Schichten (3) bis (6) des obigen Diagramms A.

Profilschichten des durch die Schichten (4) und (2) des Diagramms A repräsentierten Typs und die Schichten (4)

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und (8) des Diagramms B werden geeigneterweise durch allgemeine Vakuumabscheidungstechniken, die denjenigen ähnlich sind, wie sie dazu verwendet werden, um Selenphotoleiterschichten auf Substrat aufzubringen, erhalten (vgl. folgende US-Patentschriften: 2 803 542, 2 901 348 und 2 753 278).

Für die Zwecke der Erfindung ist es nützlich, jedoch herkömmliche Photoleitervakuumaufdampftechniken bis zu einem Ausmaß zu modifizieren, daß eine Vielzahl von einzelerhitzten und verschlossenen Stahltiegeln vorgesehen werden, daß Verdampfungsraten aufrechterhalten werden, die ausreichend sind, um eine Kontrolle über die Menge des Ladungserzeugungsmaterials (z.B. ASgSe,), des Einfangmaterials (z.B. ASpS,) und der Transportmaterialien (z.B. Se, AsS, + AsSe*), die für die Verdampfung und Kondensation auf dem Substrat verfügbar sind, zu erhalten. Eine bevorzugte TecJanik zum Erhalt von solchen Schichten sieht das Erhitzen einer Vielzahl von bedeckten Tiegeln auf etwa 300 bis 420⁰C und sodann die selektive öffnung der Bedeckungen in einer Zeitsequenz vor, daß die Verknappung einer Komponente am Beginn und die Verknappung an der weiteren Komponente am Schluß des Beschichtungsprozesses gewährleistet wird. Wenn die Ladungserzeugung und das Einfangen in einer Vielzahl von Teilchen stattfindet, die später in ein geeignetes Ladungstransportmatrixmaterial eingearbeitet oder damit vermischt werden sollen, dann kann jedoch eine Profilschicht alternativ auf die Teilchen durch eine weiter modifizierte Verdampfungskondensationstechnik aufgebracht werden. So können z.B. relativ kühle anorganische photoleitende Feinstoffe in einem Teilvakuum in geeigneter Nähe zu erhitzten Stahltiegeln

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durchbewegt und/oder zirkuliert werden, welche in der oben angegebenen Weise geeignete Ladungserzeugungs- und/ oder Transporteinfangmaterialien enthalten. Für den letzteren Zweck ist eine Dicke von 0,1 bis 0,9 W der Profilschicht ausreichend.

Es ist nicht vorgesehen, die vorliegende Erfindung auf den Typ der organischen oder anorganischen Materialien zu beschränken, die als Ladungstransportschicht verwendet werden, vorausgesetzt, daß den obengenannten Kriterien Genüge getan wird.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Beispiel 1

Zwei NESA-Testplatten, die als T-1 und T-2 bezeichnet werden, werden in einen obigen Vakuumbeschichter in der Nähe von drei identischen verschlossenen Edelstahltiegeln (als A bis C bezeichnet) gebracht, die mit einzelnen Widerstandserhitzungseinrichtungen versehen sind und die folgendes enthalten: (a) 10 g ASpSe·*, (b) 5 g ASpSe, + 5 g As«S, und (c) 10 g ASpS,. Der Beschichter wird auf 5 x 10 Torr evakuiert und die drei Tiegel werden auf etwa 350⁰C erhitzt und in einer aufeinanderfolgenden überlappenden Reihenfolge über Zeiträume von 10, 30 bzw. 4 min freigelegt, wobei die überlappende Freilegung so ist, daß der Tiegel A zum Verdampfen 7 min vor dem Öffnen des Tiegels B frei ist und daß B 28 min offen ist, bevor C geöffnet wird. Die resultierenden beschichteten NESA-Testplatten enthalten einen oberen AspS^-Film mit einer Dicke von etwa 0,1 u und einen Gesamtsubstratüberzug von etwa 13 U . Beide Platten werden sodann herausge-

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nommen und in einem Bad tauchbeschichtet, das aus einer 2O?6igen Isooctanlösung von Piccoplae H-2 und einem gleichen Volumen von Dow 276 V-2 (Warenzeichen für Produkte der Firmen Penna. Industrial Chemical Corp. (1973) und Dow Chemical Corp. (1973)) besteht. Es wird an der Luft getrocknet, wodurch eine dünne deformierbare thermoplastische Überzugs schicht mit etwa 1 η erhalten wird, die gegenüber einem Ladungsmuster ansprechend ist, wenn sie erweicht ist oder einem Lösungsmittel ausgesetzt wird. Die Platte wird auf der entgegengesetzten Seite des Substrats auf 800 V durch das Substrat bildweise belichtet, auf etwa 80⁰C 5 min lang erhitzt und die Bildauflösung der Einfangschichtseite wird beobachtet, indem die Unterschiede der Beugungsmusterverwerfung beobachtet werden, die durch die latente Bildladung auf die Einfangschichtseite bewirkt werden. Diese Methode entspricht im allgemeinen der US-PS 3 542 545 sowie dem Artikel von Gundlach und Claus in "Photographic Science and Engineering", Band 7» Nr. 1, Seiten 14 bis 19 (Januar bis März 1963). Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.

Beispiel 2 (Kontrollversuch)

Eine NESA-Kontrolltestplatte, die als C-1 bezeichnet wird, wird in einen Vakuumbeschichter wie im Beispiel 1 in der Nähe von drei verschlossenen Edelstahltiegeln (nämlich D, E und F) gebracht, welche mit den Tiegeln des Beispiels 1 identisch sind und die 10 g ASpSe,, 10 g ASpS, + As₀Se-X und 10 g As₀S* enthalten. Der Beschichter wird auf 5 x 10 Torr evakuiert und der Tiegel D wird auf 35O⁰C erhitzt, 10 min lang geöffnet und sodann abgedeckt. Diese Methode wird sodann 30 min mit dem Tiegel E wiederholt und sodann 4 min mit dem Tiegel F, wobei

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keine Überlappung gestattet wird. Sodann läßt man den Beschichter und die Tiegel in Umgebungsbedingungen zurückkehren. Die resultierende Platte enthält eine As₀Sf₂-Schicht mit 0,1 u und einen GesamtSubstratüberzug von etwa 13 Ji, der getrennte Ladungstransport- und Einfangschichten enthält. Die Platte wird sodann wie im Beispiel 1 mit einem 0,3 Ji dicken thermoplastischen Film beschichtet und wie im Beispiel 1 auf die Bildauflösung untersucht (vgl. Tabelle II).

	Tabelle II	.= ausgezeichnet
Probe	Bildauflösung	= sehr gut
T-1	aus.	» gut
T-2	s.g.	= ansehnlich
C-1	s.	a schlecht
* aus.
s.g.
g.
f.
S.
Beispiel 3

Zwei Teststreifen, die als T-3 und T-4 bezeichnet werden, werden hergestellt, indem eine Aluminiumfolie in einen Vakuumbeschichter oberhalb und in der Nähe von zwei identischen verschlossenen Edelstahltiegeln gebracht wird. Die Tiegel werden als G und H bezeichnet und sie enthalten (a) 7,5 g AsSe^ und (b) 9 g As₂Se, +3g As^S,. Die Verdampf ungskondensationsstufe wird sodann bewirkt, indem die geschlossenen Tiegel auf 35O⁰C erhitzt werden,

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der Tiegel H 40 min geöffnet wird, der Tiegel G nach dem Verstreichen von 30 min geöffnet wird und sodann die Temperatur langsam 10 weitere min auf 400°C erhöht wird, nachdem der Verschluß auf dem Tiegel H geschlossen worden ist. Die resultierenden Teststreifen haben einen mittleren Gesamtüberzug von etwa 14 u , mit Einschluß einer oberen ASgSe^-Photoleitungs-Ladungserzeugungsschicht mit einer Dicke von etwa 1 u. Der Streifen wird getestet** und die Testergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt .

Beispiel 4 (Kontrollversuch)

Ein Testkontrollstreifen, der als C-2 bezeichnet wird, wird hergestellt, indem ein Aluminiumfolienstreifen in einen Vakuumbeschlchter gegeben wird, der drei identische verschlossene Edelstahltiegel enthält, von denen jeder 9 g ASgSe, und 3 g As₂S, enthält. Die Tiegel werden sodann auf 35O⁰C erhitzt und 15 min geöffnet. Die Temperatur wird weitere 15 min auf 400⁰C erhöht und der Beschichter wird auf Umgebungstemperatur und -druck zurückkehren gelassen. Der resultierende beschichtete Teststreifen enthält einen 14 p. dicken Film von As₂Se, + As₂S, über dem Aluminiumsubstrat. Dieser Kontrollstreifen wird sodann getestet** und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.

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	Tabelle III	2452934
	Feld (V/η) (Mittelwert)	•
Testprobe	6,8	Photoentladungsrate
	10	(Mittelwert - V/sec)
T 3-4 (Av)	15	47,0
(Beispiel 3)	20	64,0
	6,8	78,0
	10	90,0
C-2	15	13,0
(Beispiel 4)	20	19,0
	36,0
	54,0

1 *1 P

** Die Bewertungstests werden bei F = 5 χ 10 cm" /see + Laufladung durchgeführt. 5000 Ä*

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Claims

Patentansprüche *\y Xerographisches Element, dadurch gekennzeichnet, daß es A) ein Substrat, B) ein Zwischenelement mit einer Ladungserzeugungsschicht, einer Ladungstransportschicht und einer ZwischenprofUschicht, welche in abgestuften Konzentrationen Material von beiden angrenzenden Schichten enthält, wobei das Zwischenelement in angegebener oder umgekehrter Reihenfolge so angeordnet ist, daß die Ladungserzeugungsschicht oder das Ladungstransportmaterial an das Substrat angrenzt, und C) ein Außenelement mit einer Profilschicht und einer Einfangschicht, wobei das Außenelement fakultativ ist, wenn es angrenzend und außerhalb der Ladungserzeugungsschicht des Zwischenelements angeordnet ist, und wobei die Profilschicht des Außenelements, wenn sie vorhanden ist,

1. ein Einfangmaterial und

aufweist,
enthält.

2. Xerographisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Ein-

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fangmaterial und dem Ladungserzeugungsmaterial im wesentlichen keine scharfe Grenzfläche vorhanden ist.

3.' Xerographisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Ladungserzeugungsmaterial einen Bandabstand von etwa 0,3 "bis 1,9 Elektronenvolt und daß das Eingangmaterial in jedem Fall einen höheren Bandabstand von nicht weniger als etwa 1,6 Elektronenvolt aufweist.

4. Xerographisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilschicht des Zwischenelements einzeln oder zusammen auf eine Schicht aufgebracht ist, die eine Vielzahl von ladungserzeugenden Teilchen mit relativ niedrigem Bandabstand, dispergiert in einem Ladungstransportmatrixmaterial, enthält.

5. Xerographisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat lichtdurchlässig ist, daß die photoleitende Ladungserzeugungsschicht des Zwischenelements ein Material aus der Gruppe AsSe,, SbS,, Bi₂S,, CdSe, CdTe, HgSe, Ga₂Se,, In₂Se,, Ga₂Te,, InP, GaAs, AlSb, ein Material der Formel Se_xAs Te₂ und der Formel Se_xAs Sb₂, worin χ 75 bis 90, y 1 bis 5 und ζ 10 bis 20 sind, enthält und daß die Einfangschicht des Außenelements ein Material aus der Gruppe As₂S,, Sb₂O₃, Bi₂O,, CdS, AnSe, AnTe, HgS, Al₂Se,, Ga₂S,, In₃S,, Al₂Te,, Ga₂Se,, GaP, GaAs, AlSb und Se enthält.

6. Xerographisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ladungserzeugungsschicht des Zwischenelements eine außen angeordnete Schicht ist, die mindestens ein photoleitendes Ladungs-

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erzeugungsmaterial aus der Gruppe AsSe-*, SbS,, Bi₂S,, CdSe, CdTe, HgSe, Ga₂Se,, In₂Se,, Ga₂Te,, InP, GaAs, AlSb, ein Material der Formel Se As Te und ein Material der For-

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mel Se_xAs Sb₂, worin χ 75 bis 90, y 1 bis 5 und ζ 10 bis 20 sind, enthält und eine an das Substrat angrenzende
Ladungstransportschicht.

7. Xerographisches Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Außenelement eine Schicht des Einfangmaterials mit 0,05 bis 1 u einschließt.

8. Xerographisches Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilschicht des Außenelementes eine Dicke von 0,5 bis 5 η oder mehr aufweist.

9. Xerographische Platte nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet , daß das Einfangmaterial des Außenelements im wesentlichen aus ASgS, und daß das Ladungserzeugungsmaterial des Zwischenelements im wesentlichen aus As₂Se, besteht.

10. Xerographieehe Platte nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet , daß das Einfangmaterial des Außenelements im wesentlichen aus As₂S, und das Ladungserzeugungsmaterial des Zwischenelements im wesentlichen aus Sb₂S, besteht.

11. Xerographische Platte nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einfangmaterial des Außenelements im wesentlichen aus Sb₂O, und das Ladungserzeugungsmaterial des Zwischenelements im wesentlichen aus Sb₂S, besteht.

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12. Xerographische Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Einfangmaterial des Außenelements im wesentlichen aus CdS und das Ladungserzeugungsmaterial des Zwischenelements im wesentlichen aus CdSe besteht.

13. Xerographische Platte nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Einfangmaterial des Außenelements im wesentlichen aus Se und das Ladungserzeugungsmaterial des Zwischenelements im wesentlichen aus Te besteht.

14. Xerographisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es ein Außenelement aufweist, welches eine Einfangschicht und eine Profilschicht enthält.

15. Xerographisches Element nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß die Einfangschicht im wesentlichen aus As₂S, und das Ladungserzeugungsmaterial des Zwischenelements im wesentlichen aus As₀Se-, besteht.

16. Xerographisches Element nach Anspruch 14_? dadurch gekennzeichnet, daß die Einfangschicht im wesentlichen aus As₂S, und die Ladungserzeugungsschicht des Zwischenelements im wesentlichen aus Sb₂S, besteht.

17. Xerographisches Element nach Anspruch 14, dadurch gekennz eichnet , daß die Einfangschicht im wesentlichen aus Sb₂O, und die Ladungserzeugungsschicht des Zwischenelements im wesentlichen aus Sb₂S, besteht.

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18. Xerographieehes Element nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Einfangschicht im wesentlichen aus CdS und die Ladungserzeugungsschicht des Zwischenelements im wesentlichen aus CdSe besteht.

19. Xerographisches Element nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfangschicht im wesentlichen aus Se und die Ladungserzeugungsschicht des Zwischenelements im wesentlichen aus Te besteht.

20. Xerographisches Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladungserzeugungsmaterial des Zwischenelements im wesentlichen aus ASpSe, besteht.

21. Xerographisches Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Ladungserzeugungsmaterial des Zwischenelements im wesentlichen aus

Sb₀Sr₁ besteht.
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22. Xerographisches Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Ladungserzeugungsmaterial. des Zwischenelements im wesentlichen aus CdSe besteht.

23. Xerographisches Element nach Anspruch 6, dadurch geken nzeichnet, daß das Ladungserzeugungsmaterial des Zwischenelements im wesentlichen aus Te besteht.

24. Verfahren zur Verbesserung der Geschwindigkeit und der Bildauflösung ohne wesentliche Erhöhung der Dunkelabbaurate eines Photorezeptors, welcher ein Ladungser-

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zeugungs- und ein Ladungstransportinateri al mit im wesentlichen unterschiedlichen Bandabständen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Transportmaterial verwendet, welches einen erheblich höheren Bandabstand als das Ladungserzeugungsmaterial aufweist, und daß man dieses Transportmaterial im wesentlichen in Form einer Profil- oder Gradientenschicht anordnet, welche etwa 100% bis 0% : 0% bis 100% (Gewicht) von (a) einem Ladungserzeugungsmaterial und (b) einem Ladungstransportmaterial enthält.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch g e k e η η « ζ ei chn e t , daß das Ladungserzeugungsmaterial der Profil- oder Gradientenschicht einen Bandabstand von etwa 0,3 bis 1,9 Elektronenvolt und das Transportmaterial der Profil- oder Gradientenschicht einen breiteren Bandabstand in jedem Fall, von nicht weniger als etwa 1,6 Elektronenvolt aufweist.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß man die Profil- oder Gradientenschicht einzeln oder zusammen auf eine Vielzahl von Ladungserzeugungsteilchen aufbringt, die in einem ladungstransportierenden Matrixmaterial dispergiert sind.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportmaterial im wesentlichen aus Gemischen aus As«S, und ASpSe, und das Ladungserzeugungsmaterial im wesentlichen aus ASpSe·» besteht.

28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportmaterial im wesent-

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lichen aus As₂S, und das Ladungserzeugungsmaterial im
sentlichen aus Sb^S, besteht.

29. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß das Transportmaterial im wesentlichen aus Se und Ladungserzeugungsmaterial im wesentlichen aus Se_xAs Te₂ und Se_xAs Sb₂, worin χ 75 bis 90, y 1 bis 5 und ζ 10 bis 20 sind, besteht.

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