DE3518999C2 - Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents
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Abstract
Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitfähigen Substrat (1), einer auf dem Substrat aufgebrachten ersten Schicht (2), einer auf der ersten Schicht angeordneten zweiten Schicht (3) und einer die zweite Schicht bedeckenden dritten Schicht (4), wobei alle Schichten Selen enthalten. Bei diesem Aufzeichnungsmaterial läßt sich das Restpotential ohne Ermüdungserscheinungen dadurch verringern, daß die erste Schicht (1) aus einer amorphen Selen-Tellur-Legierung mit einem Tellurgehalt von 0,05 bis 15 Gew.-% Tellur, die zweite Schicht (3) aus einer amorphen Selen-Tellur-Legierung mit einem Tellurgehalt von 15 bis 60 Gew.-% Tellur und die dritte Schicht (4) aus einer amorphen Selen-Arsen-Legierung mit einem Arsenanteil von 0,05 bis 5 Gew.-% besteht.
Description
- Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer auf dem Schichtträger aufgebrachten ersten Schicht aus Selen-Tellur, einer auf der ersten Schicht angeordneten zweiten Schicht aus Selen-Tellur und einer die zweite Schicht bedeckenden dritten Schicht aus Selen-Arsen oder Selen-Tellur.
- Ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial wird für Kopierverfahren verwendet, die im wesentlichen darauf beruhen, daß die verwendeten fotoleitfähigen Materialien bei Belichtung mit einer aktivierenden Strahlung ihren elektrischen Widerstand ändern. In vielen Fällen besteht das elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial nur aus einer fotoleitfähigen Schicht auf einem elektrisch leitenden Schichtträger. Im unbelichteten Zustand weist der Fotoleiter einen relativ hohen Dunkelwiderstand auf und läßt sich daher elektrisch aufladen. Nach Belichtung mit einer aktivierenden Strahlung fließt an den belichteten Stellen die Ladung ab, und es bleibt ein latentes elektrisches Ladungsbild, das dem optischen Bild entspricht. Dieses latente Bild wird dann in bekannter Weise mittels eines sogenannten Toners entwickelt und auf ein Bildempfangsmaterial z. B. Papier übertragen.
- An ein elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial bzw. an den dabei verwendeten Fotoleiter sind somit die Forderungen zu stellen, daß der Dunkelwiderstand des Fotoleiters sehr hoch sein soll, während nach Belichtung ein möglichst geringes Restpotential angestrebt wird. Andererseits wird immer häufiger ein panchromatisches Verhalten des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials verlangt, d. h. die Empfindlichkeit des Aufzeichnungsmaterials bezüglich der aktivierenden Strahlung soll nicht nur den gesamten sichtbaren Spektralbereich, sondern auch den IR-Spektralbereich umfassen, wobei eine obere Grenze bis 900 nm angestrebt wird. Ein derartiges Aufzeichnungsmaterial läßt sich dann auch mit der Strahlung eines IR-Festkörperlasers aktivieren, wie sie z. B. in Datenausgabegeräten verwendet wird. Neben den vorgenannten Eigenschaften wird u. a. auch noch eine gute thermische Stabilität des Aufzeichnungsmaterials und geringe Ermüdungserscheinungen verlangt.
- Um möglichst viele der vorgenannten Eigenschaften zu erfüllen, ist es bekannt, um die sich teilweise gegenläufig verhaltenden Eigenschaften des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials, wie z. B. hoher Dunkelwiderstand und geringes Restpotential, gleichzeitig erfüllen zu können, die fotoleitfähige Schicht in mehrere übereinander liegende Teilschichten aufzuteilen. Aufzeichnungsmaterialien mit drei Fotoleiterschichten sind beispielsweise aus der DE-OS 26 15 624 und der DE-PS 15 97 882 bekannt. Die dem Schichtträger benachbarte erste Schicht wird auch als Ladungsträgertransportschicht bezeichnet, da durch sie im wesentlichen der Ladungsträgertransport bei Belichtung von der mittleren Schicht zum Schichtträger bewirkt wird. Die mittlere bzw. zweite Schicht stellt in der Regel die Ladungsträgererzeugerschicht dar, da in ihr bei Belichtung die Ladungsträger erzeugt werden, die für einen Abfluß der elektrostatischen Ladung an den belichteten Stellen zum Schichtträger her verantwortlich ist. Die dritte Schicht schließlich stellt eine Deckschicht dar, die u. a. die mechanischen Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials, wie z. B. geringer Abrieb, verbessern soll. Bei der DE-PS 15 97 882 besteht die erste Schicht aus einer amorphen Selen-Arsen-Legierung, die zweite Schicht aus einer amorphen Selen- Tellur-Legierung und die dritte Schicht aus einer amorphen Selen- Arsen-Legierung. Mit dieser Dreischichtanordnung soll ein panchromatisch empfindliches Aufzeichnungsmaterial verfügbar gemacht werden, das sowohl thermisch als auch gegen Feuchtigkeit stabil ist und nur geringe Ermüdungserscheinungen zeigt. Dieses bekannte Aufzeichnungsnungsmaterial weist jedoch ein relativ hohes Restpotential auf, wobei auch die Ermüdungserscheinungen nicht so gering sind, wie sie in vielen Fällen verlangt werden.
- Aus der DE-OS 27 23 925 ist ein aus vier Schichten bestehendes elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial bekannt. Bei diesem Aufzeichnungsmaterial werden die Ermüdungserscheinungen dadurch beseitigt bzw. gemindert, daß auf einen Schichtträger zunächst zwei Selen-Tellur-Schichten aufgebracht werden, gefolgt von einer Selen/Arsen- oder einer weiteren Selen/Tellur-Schicht, auf der schließlich eine Deckschicht angeordnet ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dreischichtiges panchromatisches elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial verfügbar zu machen, das nur noch ein sehr geringes Restpotential aufweist und praktisch auch keine Ermüdungserscheinungen mehr aufweist.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die erste Schicht aus einer amorphen Selen- Tellur-Legierung mit einem Tellurgehalt von 0,05 bis 15 Gew.-% Tellur, die zweite Schicht aus einer amorphen Selen-Tellur- Legierung mit einem Tellurgehalt von 15 bis 60 Gew.-% Tellur und die dritte Schicht aus einer amorphen Selen-Arsen- oder Selen-Tellur-Legierung mit einem Arsen- bzw. Telluranteil von 0,05 bis 5 Gew.-% besteht.
- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Das erfindungsgemäße elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial ist vollkommen restpotentialfrei und kann daher auch erfolgreich in elektrofotografischen Systemen mit Monokomponentenentwicklung eingesetzt werden, während die bekannten Aufzeichnungsmaterialien größtenteils in Geräten mit Monokomponentenentwicklung überhaupt nicht verwendbar sind. Auch die Ermüdungserscheinungen des Aufzeichnungsmaterials sind äußerst gering. So wurde nach mehrtägigem zyklischem Betrieb des Aufzeichnungsmaterials in einem Non- Impact-Drucker kein Anstieg des Restpotentials beobachtet, wodurch auch im Dauerbetrieb eine ausgezeichnete Druckqualität gewährleistet ist. Dies gilt auch dann, wenn als Löschsystem ein Wechselspannungskorotron eingesetzt wird. Schließlich stellt das Aufzeichnungsmaterial ein mechanisch hartes und thermisch stabiles System dar, das hohe Empfindlichkeit im infraroten Spektralbereich aufweist.
- Der Aufbau des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials ist schematisch in der Figur dargestellt. Auf dem Schichtträger 1 befindet sich die erste Schicht 2, die Ladungsträgertransportschicht, an die sich die zweite Schicht 3, die Ladungsträgererzeugerschicht, anschließt.
- Die dritte Schicht 4 bildet schließlich die Deckschicht. Gegebenenfalls kann zwischen dem Schichtträger 1 und der ersten Schicht 2 noch eine dünne Zwischenschicht 5 vorgesehen werden. Diese Zwischenschicht hat die Aufgabe, den im Strahlengang nicht absorbierten Anteil des eingestrahlten Lichtes, insbesondere im Wellenlängenbereich von 600 bis 900 nm, vor seinem Auftreffen auf den Schichtträger weitgehend zu absorbieren, wobei eine Absorption von mehr als 90% angestrebt wird. Als Zwischenschicht können z. B. eines oder mehrere der Metalle Cadmium, Gallium oder Indium verwendet werden. Die Wirkung der Zwischenschicht läßt sich auch dadurch erreichen, daß die Oberfläche des Schichtträgers aufgerauht wird, wobei eine Rauhtiefe von 0,1 bis 5 µm vorteilhaft ist. Die Aufrauhung bewirkt eine Streuung des im Strahlengang nicht absorbierten Anteils des eingestellten Lichtes. Durch die Zwischenschicht bzw. die Aufrauhung des Schichtträgers wird erreicht, daß die Reflexionen des eingestrahlten und im Fotoleiter nicht absobierten Lichtes an der Schichtträgeroberfläche verhindert werden. Damit können auch keine Interferenzen zwischen dem eingestrahlten und dem reflektierten Licht auftreten, wie dies bei Verwendung von Laserstrahlung mit sehr schmaler Bandbreite möglich ist, wodurch dann im Druckbild keine störenden Interferenzstrukturen erscheinen.
- Die Herstellung des elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials erfolgt nach bekannten und üblichen Verfahren. Es soll jedoch anhand der beiden nachfolgenden Beispiele erläutert werden.
- Die drei Selen enthaltenden Fotoleiterschichten werden nacheinander durch einen Aufdampfprozeß auf dem Schichtträger, für den vorzugsweise Aluminium verwendet wird, aufgebracht. Der Verdampfungsprozeß erfolgt bei einem Druck von 10-4 mbar bei einer Schichtträgertemperatur von etwa 70°C. Aus einem ersten Verdampfer wird zunächst die erste Schicht aufgedampft, wobei das Verdampfungsgut die gewünschten Anteile von Tellur und Chlor enthält und die Verdampfertemperatur bei 330°C bis 340°C liegt. Die Einwaage wird so bemessen, daß bei einer Vollverdampfung eine Schichtdicke von etwa 60 µm erreicht wird. Am Ende der Verdampfung auftretende Tellurgradienten können durch rechtzeitiges Schließen einer Blende vermieden werden. Anschließend wird beispielsweise aus einem zweiten Verdampfer bei einer Temperatur von 350°C bis 360°C eine Legierung aus Selen mit 50% Tellur in einer Schichtdicke von etwa 0,2 µm auf die erste Schicht aufgedampft. Anschließend wird aus einem dritten Verdampfer bei einer Temperatur zwischen 320°C und 330°C eine Legierung aus Selen mit 0,5 Gew.-% Arsen aufgedampt. Die Einwaage wird so bemessen, daß bei einer Vollverdampfung eine Deckschicht mit einer Dicke von 3 µm erreicht wird.
- Das so erhaltene elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial weist eine hohe Empfindlichkeit im roten Wellenlängenbereich auf. Bei einem Aufladepotential von +800 V wird bei einer Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von 800 nm und einer Beleuchtungsstärke von 1 µJ/cm2 ein Kontrastpotential von etwa 400 V erreicht. Das Restpotential während des ersten Meßzyklus beträgt 5 V. Auch nach mehrstündigem zyklischem Betrieb mit über 104 Zyklen wird kein Ansteigen des Restpotentials beobachtet.
- Entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1 werden eine erste und eine zweite Schicht nacheinander auf einen Al-Schichtträger thermisch aufgebracht.
- Die darüberliegende dritte Schicht aus Se mit 0,5 Gew.-% As wird aus einem Verdampfer bei einer Temperatur von ca. 280°C so aufgedampft, daß ein zur freien Oberfläche hin ansteigender As-Gradient entsteht. Der erhöhte As-Gehalt an der Oberfläche des Fotoleiters führt zu einer stärkeren Vernetzung des Selens und somit zu einer erhöhten mechanischen Stabilität des Fotoleiters.
- Das so erhaltene Aufzeichnungsmaterial weist ebenfalls eine hohe Rotempfindlichkeit auf. So wird bei einem Aufladepotential von +800 V und einer Beleuchtungsstärke von 1 µJ/cm2 bei einer Wellenlänge von 800 nm ein Kontrastpotential von 400 V erreicht. Das Restpotential liegt bei etwa 10 V und ändert sich auch nach mehrstündigem zyklischem Betrieb nicht.
Claims (15)
1. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer auf dem Schichtträger aufgebrachten ersten Schicht aus Selen- Tellur, einer auf der ersten Schicht angeordneten zweiten Schicht aus Selen-Tellur und einer die zweite Schicht bedeckenden dritten Schicht aus Selen-Arsen oder Selen- Tellur, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht aus einer amorphen Selen-Tellur-Legierung mit einem Tellurgehalt von 0,05 bis 15 Gew.-% Tellur, die zweite Schicht aus einer amorphen Selen-Tellur-Legierung mit einem Tellurgehalt von 15 bis 60 Gew.-% Tellur und die dritte Schicht aus einer amorphen Selen-Arsen- oder Selen-Tellur-Legierung mit einem Arsen- bzw. Telluranteil von 0,05 bis 5 Gew.-% besteht.
2. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Schichten einen Halogenanteil bis zu 200 ppm enthalten.
3. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht einen Telluranteil von 0,5 bis 3 Gew.-% enthält.
4. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht einen Telluranteil von 25 bis 50 Gew.-% enthält.
5. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bzw. zweite Schicht bis zu 20 ppm Halogen enthält.
6. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht einen Arsenanteil von 0,2 bis 1 Gew.-% enthält.
7. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht bis zu 90 ppm Halogen enthält.
8. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schicht einen Arsengradienten aufweist, der zur freien Oberfläche hin ansteigt und daß die Arsenkonzentration an der Oberfläche maximal 15 Gew.-% beträgt.
9. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Telluranteil 0,2 bis 5 Gew.-% Tellur beträgt und die Schicht ggf. bis zu 200 ppm Halogen enthält, vorzugsweise 0,2 bis 3% Tellur und 0 bis 20 ppm Halogen.
10. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ersten Schicht 10 bis 100 µm, vorzugsweise 40 bis 80 µm, beträgt.
11. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten Schicht 0,1 bis 1 µm, vorzugsweise 0,2 bis 0,4 µm, beträgt.
12. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dritten Schicht 0,5 bis 10 µm, vorzugsweise 1 bis 5 µm, beträgt.
13. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schichtträger und der ersten Schicht eine Zwischenschicht angeordnet ist, welche die durchgehende Strahlung im Wellenlängenbereich von 600 bis 900 nm zu mehr als 90% absorbiert.
14. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem oder mehreren der Metalle Cadmium, Gallium, Indium, Thallium, Antimon, Phosphor, Tellur oder Mangan besteht.
15. Elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger auf seiner der ersten Schicht zugewandten Seite mit einer Rauhtiefe zwischen 0,1 und 5 µm aufgerauht ist.
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- 1985-05-25 DE DE3518999A patent/DE3518999C2/de not_active Expired
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1986
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- 1986-05-22 JP JP61116313A patent/JPS61273550A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3925483A1 (de) * | 1988-08-05 | 1990-02-08 | Fuji Electric Co Ltd | Elektrofotografisches aufzeichnungsmaterial |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61273550A (ja) | 1986-12-03 |
| GB2176020B (en) | 1989-07-26 |
| DE3518999A1 (de) | 1986-11-27 |
| GB8611134D0 (en) | 1986-06-11 |
| GB2176020A (en) | 1986-12-10 |
| US4717635A (en) | 1988-01-05 |
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