Фоточувствительный материал Советский патент 1974 года по МПК G03G5/08 

1

Изобретение относится к фоточувствительному материалу, предназначенному для эл ектрофотографи и.

Известен фоточувствительный материал для электрсфотографии, содержащий высокоизоляционный прозрачный слой с постоянно внутренней поляризацией и электропроводящий слой, связанные как одно целое.

Для повышения эффективности образования скрытого изображения и обеспечения высокой разрешающей способности обычно увеличивают толшину фоточувстви- тельного слоя.

Однако при высокой скорости цикла имеет место усталость, или гистерезис, обусловленный появлением остаточного заряда, вызывающего понижение способности фоточувствительного материала к образованию скрытого изображения.

Цель изобретения, .- устранение эффекта остаточного заряда - достигается тем, что между фоточувствительным и электропроводящим слоями расположен слой с низким удельным сопротивлением, состав которого близок к составу фоточувстви- J

тельного слоя со стороны электропроводящего слоя.

Обычно между слоем с низким удельным сопротивлением и электропроводящим слоем вводят слой из чистого металла или располагают второй изоляционный слой.

Кроме того, слой из чистого металла и второй изоляционный слой можно поместить между фоточувствительным и электропроводящим слоями.

На фиг.1 а-в изображена схема распределения зарядов в фоточувствительпом материале, содержащем фоточувствительный слой с постоянной внутренней поляризацией; на фиг.2 - фоточувствительный и электропроводящий слои, находящиеся в омическом контакте; на фиг. 3 и фиг. 4 - предлагаемый фоточувствительный материал; на фиг. 5 - схема аппарата для вакуумного осаждения паров гфи из1ютовлении фоточувствительного материа.г|а.

Фоточувствительный содержит прозрачный высокоизоляционный слой 1, фоточувствительный слой 2 и электропрово- дящий слой 3, составляющие единое целое. ,

Фоточувствительный слой содержит фотопроводник ЗеТв , имеющий проводимость р - типа и множество уровней захвата зарядов. На фиг. l а показано распределение зарядов после равно|14ерной зарядки поверхности апоя 1 отрицательным

зарядом, который вызывает миграцию носи телей зарядов и создает тем самым внут«раннюю поляризацию. Поскольку фотопроводник имеет проводимость р - типа, носители положительных зарядов в свободном состоянии под действием отрицательного заряда, нанесенного на изоляционный слой, мигрируют сквозь фоточувствительный слой и улавливаются на границе раздела между фоточувствительным и изоляционным, слоями. Знак плюс обозначает задержанные заряды. На втором этапе наносят положительный заряд на поверхность изоляционного слоя 1 одновременно с экспонированием изображения на слой 2

через изоляционный слой. На левой и прав половине фиг.16 показаны участки, соотвествующие, светлым и темным участкам экспонированного изображения соответственно. На светлых участках под влиянием положительного заряда, вновь нанесенного на изоляционный слой, носители положительных зарядов мигрируют через фоточупС1-вптельнын слой и создают распре- деление зарядов, показанное на левой половине фиг. 16. Па темных участках заряд, задержа |)гый на границе раздела, ос1-ается неизменным, так как миграция зарядов в фоах) чувствительном слое отсутствует. На второй стадии процесса заряд нанося г таким образом, чтобы поверхностный потенциал изоляционного слоя CTiMi рав1гомерным. Нанесение поло- ЖIiтeJlы( заряда на изоляционный слой О1рй11ич11вается темными участками и тем самым создается распределение заря/1ов, показанное на правой половине

I

фи1 16, при котором плотность положительного заряда отличается от плотности заряда па светлых участках, показанных 1на левой половине фиг. 16. Задержанный заряд (плюс) вновь возбуждается, когда скрытое изображение равномерно облучают светом, например светом электролампы или лампы дневного света, для образования новых свободных носителей зарядов. Таким образом, изменяют распределение зарядов на участках, соответствующих темным участкам изображения, как показано на фигуре 1в.

По оквнчании распределения зарядов, показанного на 4)иг- 1в, скрытое изображение, образованное на второй стадии, имеет различные плотности положительного заряда на разных участках, собтветч. ствующих экспонированному изображению, и может быть проявлено любым пригодным способом. Проявленное порошковое изображение может быть перенесено на регистрируюший материал, например на бумагу. , фоточувствительный материал возврашают в исходное состояние для следуюшего цикла работы, стирая оставшееся скрытое изобраи ение и удаляя достаток проявителя.

До тех нор дока фоточувствительный и электропроводящий слои находятся в двух, стороннем контакте, носители зарядов, мигрирующие в направлении электропроiводящего слоя в процессе второй и последующих стадий, задерживаются на участках фоточувствительного слоя рядом с электропроводящим слоем (фиг.2) и не могут освободиться вследствие С41льного поглощения света применяемым фоточувствительны материалом, создавая чем самым остаточный заряд, который Buabieae-j- rncTejieanc и не нозволяег полностью разделить заряды в последующих циклах работы. 3i|4)eKT гистерезиса аккумулируе-1ся в- соответстй 1И с числом циклов, ограничивая тем самым срок службы фоточувствительниго материала.

Там, где eждy фоточувствительным и эпектропроводяии1м слоями расположен второй изоляционный слой, эффект гистер&зиса особенно значителен вследствие блокировки зарядов вторым изоляционным слоем.

При использовании предлагаемого фоточувствительного материала (фиг.З) между слоем 4 с низким удельным сопротивление и слоем 3 не будет дискретной границы раздела. В модифицированном фоточувствительном материале (фиг.4) второй изоляционный слой 5 расположен между слоем 4 и слоем 3. В известном фоточувствительном материале, в котором слой 2 жестко связан со слоем 3, трудно с:оздать двухсторонний омический контакт между ними. Поэтому на- поверхности раздела имеет место явление блокировки зарядов, вызывающее нежела1ельный гистерезис.

Применение слоя 4 с низки-м удельным сопротивлением, который не задерживает или почти не задерживает носителей заря дов, например слоя из сплава $еТб с болыиим содержанием Те, не нрепятствуеч миграции носителей зарядов в этом слое. Носители зарядов, мигрирующие в направлении электропроводящего слоя, легко достигают слоя с низким удельным сопротивлением и накапливаются в нем в виде свободных зарядов. Таким образом устраняется возможность создания гистерезиса что позволяет многократно использовать предлагаемый фоточувствительный материа при высокой скорости цикла. Электропроводящий слой изготовляют из металла или из любого материала, имеющего относительно низкое сопротивле ние, например из тонкой металлической фольги, электропроводящей бумаги и электропроводящего стекла. Для изготовления фоточувствительного слоя и слоя с низким удельным сопротивлением могут применяться различные материалы. Например, для изготовления фоточувствительного слоя из ЗвТв можно применять смеси с различным содержанием §6 и Те. Для этого пары чистого Те или смеси Те и §е, содержащей незначительное количество 3®, осажд ют на поверхность электропроводящего слоя, на слой Те наносят слой из сплавов Те и 5е с меньщим содержанием Те и на этот слой наносят слой, состоящий из одного Se или из Se с весьма малым содержанием Те. В этом случае между электропроводящим ,и фоточувствительным слоями образуется слой, в котором содержание фоточувствительного материала с постоянной внутренней поляризацией постепенно изменяется. Слой Те или слой обогащенный Те, смежный с электропрово дящим слоем, исключает неполный омический контакт с электропроводящим слоем, а следовательно, и задержк,у носи- телей зарядов. В слое из Se или SeTe могут быть диффузно распределены медь или алюминий. В модифицированном фоточувствитель ном материале (фиг.4), содержащем изоляционные слои или слои 1 и 5, блоки рующие токи расположенные по обеим сторонам слоя 2, слой 4 с низким удельным сопротивлением полностью исключает возникновение потока носителей зар$щов между слоем 2 и слоем 3. Фуикциго второго изоляционного слоя может также, выполнять металлический электрод с окисным покрытием. Слой с низким удельным сопротивлением может быть получен посредством вакуумного осаждения. Пример. В бункер 6 аппарата, изображенного на фиг.5, засьшают сплав SeTe, qoдepжaший 16 мол.% Те, в бункер 7 - сплав SeTe, содержащий 4О мол.% Те, и в лодочку 8 - чистый Те, используя все компоненты в виде порошка. В верхней части аппарата располагают тонкую алюминиевую подложку 9 толщиной 1 мм, покрытую пленкой из поликарбонатной смолы толщиной 2-4 мк, и под ней заслонку 1О. После вакуумирования аппарата лодочку 8 нагревают для нанесения Те, на подложку 9. После нанесения слоя Те толщиной Змк лодочку 11 нагревают до 4ОО-5ОООС и из бункера 6 заполняют сплавом SeTe, содержащим 16 мол.% Те, чтобы на слой Те нанести слой, содержащий сплав SeTe. Нанесение Те продолжают до получения слоя толщиной 5 мк, после чего - продолжают наносить только слой из сплава SeTe, пока толщина нанесенного слоя не достигнет 5О мк. После этого температуру лодочки ; 12 повьпиают до и в нее загружают из бункера 7 сплаа SeTe, содержащий 4О мол.% Те, чтобы наносить этот сплав вместе с сплавом SeTe, содержащим 16 мол.% Те. Когда толщина нанесенного слоя, содержащего оба сплава SeTe, достигнет 1 мк, процесс нанесения слоев прекращают и покрытую алюминиевую подложку 9 удаляют из аппарата. Затем сверху слоя из сплава SeTe образуют изоляционный слой из поликарбонатной смолы толщиной Ю мк и получают фоточувствительный материал, изображенный на фиг.4. Слой из поликарбонатной смолы на алюминиевой подложке можно не наносить. В этом случае получают фоточувств11телыи.1Й материал, изображенный на фнг.З. П р и м е р 2. Порошок CdS, содержащий 1О мол.% меди и хлор в качестве соактиватора, обжигают при вОО°С в течение/vl час, добавляют 10 моль меди и небольшое количество серы, снова обжигают при 6ОО°С: в течение 15 мин в атмосфере азота без добав.1ония сопктиватора и получают порошок CdS : С U , имеющий множество уровней захвата зарядов. Путем обжига CdS , содержащего 10 мол.% меди в качестве активатора и хлор в качестве соактиватора, при 6ОО°С в TOieHHO-vl час 11риг-о-(авляют тонко измельченный порошок CdS: Си с размером частиц 3 мк, который обладает низким удельным сопротивлением. Кажды сплав CdS -Си диспергируют в органи чёском растворителе, содержащем 7 вес. вИнилацетата. Раствор CdS: Сц ктиви - i рованного 10 мол.% меди, сначала наносят на алюминиевую подложку. Затем одновременно распыляют оба раствора. Через сопло, с помощью которого распыляли раствор CdS : Си , активированного 10 мол.% меди, после посте пенного дросселирования распыляют толь один раствор CdS : Си , активированно -5 10 мол.% меди. Общая толщина светопроводящего слоя 8О мк. Толщина верх- него слоя с постоянной внутренней поляризацией -и толщина нижнего слоя с низким удельным сопротивлением составляет 1О мк (для каждого). На светопроврдящий слой сверху нано сят изоляционный слой и получают фоточувствительный материал. Активировать Cd можно не только медью, но. и золотом, марганцовистым серебром и т.п. Температура и время обжига зависят от свойств светопрово- дящего материала и активатора. Изготовленные фоточувствительные материалы можно повторно применять в электрофотографии без эффекта гистерези Любые известные фоточувствительные материалы, обнаруживающие постоянную внутреннюю поляризацию, могут быть использованы для изготовления фоточу&ствительных материалов. Для этой цели пригодны CdS, CdSe, 8е, SeTe, ZnSe, ZnS, ZnCdlS,ZtiO, PbO и другие сульфиды металлов, окиси мета лов антрацен, антрахинон и другие ррганические соединения. Слой с низким удельным сопротивлением может быть образован из материалов с низким удель ным сопротивлением, полученных при модифицировании светопроводящих мат&риалов с постоянной внутренней поляризацией активаторами, или из материалов С низким удельным сопротивлени1ём, не проявляющих постоянства внутренней поляризации и не задерживающих роситёли зарядов. Лучще применять материал с низким удельным сопротивлением, который является полупроводником и в котором больщая часть носителей имеет ту же полярность, что и в материале с постоянной внутренней поляризацией. Кроме того, Могут быть использованы любые прозрачные высокоизоляционнБге материалы, такие, как полиэфиры, эпоксиды, полиэтилен, полиуретаны или поликарбонаты. Предмет изобретения 1.Фоточувствительный материл для электрофотографии, содержащий прозрачный : высокоизоляционный слой, фоточувствительный слой с постоянной внутренней поляризацией и электропроводящий слой, связанные как одно целое, отличающийся тем, что, с целью устранения эффекта оста точного заряда, между фоточувствитель- ным и электропроводящим слоями расположен слой с низким удельным сопротивлением, состав которого близок к составу фоточув- ствителыюго слоя со стороны электропроводящего слоя. 2.Материал по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что между слоем с низким удельным сопротивлением и электропроводящим слоем введен слой из чистого металла. 3.Материал по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что между слоем с низким удельным сопротивлением и электропроводящим слоем расположен второй изоляционный слой. 4. Материал поп.1, отличающийся тем, что между фото чувствительным и электропроводящим с/юями расположен слой из чистого металла и второй изоляционный слой.

W

I -H + ч- -I- -ь + 1 J L/г. la

ill

+ -b +.

-H- Ч- +1 -H-4-

1-2

+1

Фиг,. 16

Фиг. lS

-l - 2 U-4

V 777777/777 -J

иг д

-f + ч- ,

+ Q +

(fuz. 2

Н7

I-J

fPvz.