ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1995 года по МПК G03G5/06 

Изобретение относится к электрофотографии и может быть использовано в электрофотографической, копировальной и регистрирующей аппаратуре.

Известен электрофотографический материал, состоящий из подложки и фоточувствительного слоя, выполненного на основе аморфного гидрогенизированного кремния и состоящего из барьерного, транспортного, фотогенерационного и защитного слоев. В транспортный слой введены примеси галогенов, элементов III группы, кислорода и азота, концентрация этих примесей уменьшается от подложки в объем слоя. В защитный слой введены примеси галогенов, углерода и азота. Генерационный слой содержит примеси элементов III группы и галогенов.

Общая толщина фоточувствительного слоя находится в пределах 3-100 мкм.

Недостатком известного электрофотографического материала является относительно низкое электросопротивление, что снижает потенциал зарядки и соответственно фоточувствительность; кроме того, материал обладает фоточувствительностью только при отрицательном потенциале заряжения, что значительно ограничивает его использование в регистрационных аппаратах. Кроме того, для придания фоточувствительности аморфному гидрогенизированному кремнию необходимо значительное количество примесей, что усложняет технологию его изготовления.

Целью изобретения является улучшение качества материала за счет придания ему биполярности и увеличения фоточувствительности при положительной зарядке, а также упрощение технологии изготовления.

Для этого барьерный слой выполнен из полиимида толщиной 0,3-5,0 мкм, который обеспечивает повышение электросопротивления фоточувствительного слоя за счет предотвращения инжекции носителей тока из электропроводящего слоя. Это приводит к увеличению фоточувствительности материала, а также позволяет использовать аморфный гидрогенизированный кремний без введения примесей, что упрощает технологию изготовления материала. Адгезионный слой служит для согласования при токопереносе барьерного и транспортного слоев. Он выполнен из аморфного гидрогенизированного кремния толщиной 0,1-0,3 мкм, причем скорость его получения равна 0,2-0,4 мкм/ч.

П р и м е р 1. На обработанную органическим растворителем (смесью 1:1 этанола с хлороформом), промытую дистиллированной водой и высушенную алюминиевую пластинку размером 45 х 55 мм², помещенную на выведенную на горизонтальный уровень поверхность электропечи, наносят 0,35 мл раствора, полученного растворением 1,25 г полиимида в 50 мл симм-тетрахлорэтана. Затем подложку прогревают вначале при 80-100^оС в течение 2 д., а затем при 200-250^оС в течение 1,5 ч. Получают полиимидный слой толщиной d_ПИ = 2,4 мкм. Подложку с полиимидным слоем помещают в вакуумную камеру, в которой создается разрежение 10^-2-10^-4 Па и подложку одновременно нагревают до 250^оС; камеру от остатков воздуха промывают аргоном в течение 10-20 мин. По достижении вышеуказанной температуры подложки прекращают подачу аргона, при вакууме 10^-2-10^-4 Па камеру заполняют рабочим газом, состоящим из смеси моносилана (20% ) с аргоном, до давления 20 Па, включают тлеющий разряд и со скоростью наслоения 0,4 мкм/ч наносят в течение 45 мин адгезионный слой аморфного гидрогенизированного кремния толщиной 0,3 мкм. Затем при давлении 80 Па и скорости наслоения 5 мкм/ч в течение 4 ч наносят транспортный слой толщиной 20 мкм.

Далее наносят генерационный слой при тех же технических условиях, как и адгезионный слой. Верхний барьерный слой толщиной 0,2 мкм наносят из аргоно-силановой смеси с добавлением в качестве примеси кислорода с концентрацией последнего 70%. После завершения формирования верхнего барьерного слоя включают подогрев подложки, прекращают подачу рабочей газовой смеси и вакуумную камеру промывают аргоном в течение 20 мин. Полученный материал извлекают из вакуумной камеры и испытывают как электрофотографический материал. Методом динамического электрометра при положительной и отрицательной зарядке измеряют начальный (предельный) потенциал (U_о, В), время его полуспада в темноте (_t1/2, c) и остаточный потенциал (U_ост, В); интегральную фоточувствительность (S, (лк.с)^-1) рассчитывают по формуле:
S = t_T - t_c / t_T ˙ t_c ˙L где t_T и t_c - время полуспада потенциала в темноте и при освещении соответственно;
L - освещенность.

Усредненные по крайней мере по измерениям трех образцов электрофотографические характеристики материала приведены в таблице.

П р и м е р 2. Электрофотографический материал изготавливают и испытывают, как в примере 1, но на подложку наносят 0,75 мл раствора полиимида, а адгезионный слой наносят со скоростью наслоения 0,3 мкм/ч в течение 40 мин; d_ПИ = 5,0 мкм, толщина адгезионного слоя - 0,2 мкм. Характеристики материала приведены в таблице.

П р и м е р 3. Электрофотографический материал изготавливают и испытывают, как в примере 1, но на подложку наносят 0,20 мл раствора полиимида, полученного растворением 0,03 г полиимида в 50 мл симм-тетрахлорэтана, а адгезионный слой наносят со скоростью наслоения 0,2 мкм/ч в течение 30 мин; d_ПИ = 0,3 мкм; толщина адгезионного слоя - 0,1 мкм. Характеристики материала приведены в таблице.

П р и м е р 4 (контрольный материал по изобретению). Электрофотографический материал изготавливают и испытывают, как в примере 1, но на подложку не наносят полиимидный слой. Характеристики материала приведены в таблице.

П р и м е р 5 (контрольный материал по прототипу). Алюминиевую подложку размером 45 х 55 мм², обработанную, как в примере 1, помещают в реактор вакуумной камеры, в которой создается вакуум 10^-2-10^-4 Па, и подогревают до температуры 250^оС. Камеру промывают аргоном, заполняют рабочим газом моносилана с примесью углерода до давления 20 Па, включают тлеющий разряд и наносят барьерный слой а - Si: H толщиной 2 мкм с постепенным уменьшением концентрации углерода от 30 (у подложки) до 1 ат.% (на поверхности слоя). Затем наносят транспортный слой толщиной 5 мкм. В качестве рабочего слоя используют моносилан с примесью бора 10^-2 ат.%. После формирования транспортного слоя наносят защитный слой толщиной 1 мкм из чистого аморфного кремния. Электрофотографический материал испытывают, как в примере 1. Характеристики материала приведены в таблице.

Из анализа данных, приведенных в таблице, следует, что предложенный материал обладает фоточувствительностью как при отрицательной, так и при положительной полярности зарядки.

Сущность изобретения: электрофотографический материал выполнен из электропроводящей подложки и фоточувствительного слоя. фоточувствительный слой состоит из барьерного, адгезионного, транспортного, фотогенерационного и защитного слоев. Барьерный слой выполнен из органического проводника на основе полиамида толщиной 0,3 - 5,0 мкм. Адгезионный слой выполнен толщиной 0,1 - 0,3 мкм на основе гидрогенизированного кремния. Скорость наслоения его на барьерный слой равна 0,2 - 0,4 мкм/ч.

ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий электропроводящую подложку и фоточувствительный слой, выполненный на основе гидрогенизированного кремния и состоящий из барьерного, транспортного, фотогенерационного и защитного слоев, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества материала за счет придания ему биполярности и увеличения фоточувствительности при положительной зарядке, а также упрощения технологии изготовления, барьерный слой выполнен из органического полупроводника на основе полиимида толщиной 0,3 - 5,0 мкм, а между барьерным и транспортным слоями нанесен адгезионный слой толщиной 0,1 - 0,3 мкм на основе аморфного гидрогенизированного кремния при скорости наслоения 0,2 - 0,4 мкм/ч.