Электрофотографический элемент Советский патент 1975 года по МПК G03G5/06 G03G5/08 

(54) ЭЛЕКТРОФОТОГРЛФИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

В или

где R-алкнл, арил, аминогруппа, галоид или водород; X и Y - одинаковые или различные, NH, О, S, Se или Те, причем наиболее пригодны г/ анс-изомеры, замещенные в положениях 4-7 и 4-7, у которых X и Y - NH или S.

Указанные пигменты могут быть нолучены известными методами при окислении индоксиловой или тиоиндоксиловой кислоты, к индигоидным пигментам могут быть добавлены сепсибилизаторы, синергисты и другие модификаторы.

Индигоидные нигменты обеснечнвают эффективную иижекнию фотогенерированных зарядов из фоточувствительного материала и хороню совмещаются с большинством активных материалов, транснортирующих заряды, что позволяет обеснечить надлежащие инжекцию и коэффициент усиления даже в поле со сравнительно невысоким потенциалом.

Электрофотографический элемент может содержать нодложку, например, на электропроводящий слой носледовательно наносят слои фотонроводника и активного материала, транспортирующего заряды.

Кроме того, фотореценторный элемент может содержать индигоидный пигмент, диспергированный в активном материале, транспортирующем заряды, как в связующем.

Коицеитрация фотонроводника зависит от тина применяемого связующего и обычио составляет 5-99% от объема фотопроводящего слоя. При использовании инертиого связующего и сочетании с индигоидным пигментом для обеспечения максимального контакта между частицами, способствующего эффективной транспортировке зарядов, слой должен содержать но меньшей мере 25% фотонроводника по отношению к связующему.

Тиничнымн полимерными связующими материалами являются полистирол, силиконовые смолы (ДС-801, ДС-804, ДС-996), поликарбонат (Лексан и SK-82), полиакрилаты и иолиметакрилаты (акрилоид А10 и акрилоид В72), полиэфирные производные акриловой и а-акриловой кислот, нолибутилметакрнлаты (Люспт 44, Люсит 45 и Люсит 46), хлорированный каучук (перлон), виниловые иолил1еры и сополимеры, поливинилхлорид, НОЛивииилацетат, винилит (VyHH и VMCH), сложные и иростые эфиры целлюлозы (этилцеллюлоза, нитроцеллюлоза), алкидные смолы (глифтали 2469) и их смеси, к которым для улучшения адгезии, гибкости и формуемости нокрытий добавляют пластификаторы (фталаты, фосфаты, адинаты, например трикрезилфосфат и диоктилфталат).

Обычио фоторецепториый элемент имеет сложную структуру и содержит слой ипдигопд1;о о гп1гмента толщиной 0,05-20 мк и надслой активного материала, транснортирующего заряды, толщиной 5-100 мк.

На границе раздела между подложкой и фоторецепторным элементом может быть расположен блокирующий слой толщиной 0,1-

1,0 мк, при наличии которого уменьшается утечка потенциала в отсутствне активирующего излучения.

Для изготовления блокирующего слоя чаще всего используют найлон, эпоксндные смолы, окись алюминия, нолистирол, бутадиеиовые нолимеры и сополимеры, акриловые и метакриловые полимеры, виниловые и алкидные смолы, нроизводные целлюлозы.

В качестве активного материала, транспортирующего дырки, можно использовать карбазол, N-этил-, N-изопропил- и К-фенилкарбазол, тетрафенилпиреп, 1-метилпирен, перилен, хризен, антрацен, тетрацеи, тетрафен, 2-фенилнафталин, азапиреп, флуорен, флуореноп, пирен, 1-этилнирен, ацетилпирен, 2,3-бензохрнзен, 3,4-бепзонирен, 1,4-бромпирен, фенил индол, поливииилкар базол, ноливинилпирен, ноливинилтетрацен, поливинилперилен или поливипилтетрафеи.

В качестве активного материала, транснортирующего электроны, обычно применяют 2,4,7-тринитро-9-флуоренон, 2,4,5,7-тетранитрофлуоренон, динитроантрацен, динитроакриуТ,ен, тетрацианопиреп, дииитроантрахинон или полимерные материалы на нх основе.

Для изготовлення слоев, транспортирующих заряды, пригодны полимеры, содержащие ароматические или гетероциклические груниы, например полнэфнры, иолнсилоксаны, полиамиды, нолиуретаиы, эноксиды, блок-, графт- и неунорядоченные сополнмеры, содержаидне ароматические группы.

Чан1е всего отношение толщины слоя активного материала, транспортирующего заряды, к толщнне слоя фотонроводника составляет 2: 1.

На фиг. 1 и фиг. 2 изобрал-:еиы варианты предлагаемого электрофотографического элемента; на фнг. 3 - элемент, иоложительно заряженный коронным разрядом.

Предлагаемыйэлектрофотографический

элемент состоит из нодложки 1, слоя 2, содержащего индигоидные нигменты, и слоя 3, содержащего активный материал, транснортирующий заряды, и в основном прозрачный

для излучения с длиной волны 4800-6800 А.

Нндигоидный пигмент 4 (см. фиг. 2) может быть диспергировап в слое 3 активного материала, транснортируюигего заряды.

Подложку обычно выполняют из металла или сплава (нластииа, барабаи или лента из латуни, алюмииия, золота, нлатины, стали), бумаги с металлическим покрытием, пластика, нокрытого тонким слоем окиси меди или алюминия, нлн стекла, покрьггого тонким слоем xpJMa или окиси олова. В некоторых c.iyчаях нснользуют электронроводящую нодлож ку.

При диспергировании в активном материале, транспортирующем заряды, концентрацня фотоироводннка составляет 0,1-5 об. %.

Хорошие результаты получают при диснергироваиин фоточувствптельных частиц размером 0,01 -1,0 мк в связующем, толщина слоя которого составляет 2-100, лучще 0, мк.

Слой 3 (см. фиг. 1) может представлять собой надслой или служить связующим для фотопроводника. Удельное сопротивление активного материала, транспортирующего заряды, должно быть не меньше 10° ом-см. Для получения оптимальных результатов удельное сопротивление активного матричного материала должно быть таким, чтобы полное сопротивление фоторецеиторного элемента ирн отсутствии активирующего излучение или инжекции зарядов было равно 10 ом-см.

Под действием активирующего излучения 5 (см. фиг. 3) в слое 2 генерируется пара электрон--дырка. В электрическом поле электрон через границу раздела проходит в слой 3, под действием сил электростатического притяжения подходит к поверхности и нейтрализует положительный заряд, образовавшийся на поверхности под действием коронного разряда. Значительное изменение величины поверхностного нотенцнала будет наблюдаться в том случае, когда изображенный на фиг. 1 электрофотографический элемент слоистой структуры, фотореценторный элемент которого содержит материал, транспортирующий электроны, будет заряжен положительно.

Аналогичное явление будет наблюдаться и в том случае, когда электрофотографический элемент, фоторецепторный элемент которого содержит материал, транспортирующий дырки, будет заряжен отрицательно. Обратная картина наблюдается для элемента, изображенного на фиг. 2.

Пример 1. У люминиевую подложку покрывают слоем пейлона толщиной 0,2 мк, путем испарения в вакууме наносят на нее слой 6,6-дихлор-2,2 - бистионафтениндиго толщиной 0,8 мк из 17%-ного раствора ноли-Ы-винилкарбазола (ПВК) сорта «Дувикан МТ 170 в смеси 180 г толуола и 20 г циклогексанона, образуют слой ПВК толщиной 7 мк, ноливая раствор ПВК на слой пигмента, и сущат воздухом в течение 2-24 час при 110°С.

Пример 2. Проводят опыт, как в примере 1, но на алюминиевую подложку, покрытую слоем пигмента, наносят слой 2,4,7-тринитро-9-флуоренона (ТНФ) толщиной 8 мк.

Полученные в примерах I и 2 пластины заряжают отрицательпо (ПВК) или положительно (ТНФ) с помощью коронного разряда до потенциала 500 в, экспонируют монохроматическим светом с длиной волны 4800-

о

6800 А, используя лампу с вольфрамовой нитью и интерференционный фильтр с полосой

щириной 100 А и максимумом пропускания при 5500 А.

Начальное напряжение и результирующую разрядку, измеренную как dV/dT T o, регистрируют с помощью петлевого зонда постоянного тока, который присоединен к электрометру для измерения напряжений в виде функции времени. Из полученных даппых определяют максимальный коэфф щнент усиления G и максимальное пороговое поле / (поле, которое дает нанменьщую регпстрнруемую разрядку). По начальной скорости разрядки можно вычнслить значенпе коэффициента усплення, рассматрнваемого как функция начального ксерографнческого усиления от величины потенциала приложенного поля.

Ксерографический коэффициент усилення вычнсляют но формуле:

(rfl//rf7) - (e/a/s)

где dV/dT - скорость разрядки; / - падающий ноток фотонов; d - толщина слоя, н - диэлектрическая проницаемость; с - заряд электропа. Ксерографический коэффициент усиления, равный единице, будет наблюдаться при возбуждении одного носнтеля заряда на один падающнй фотон.

Результаты, приведенные в таблице, показывают, что полученные элементы имеют высокий ксерографнческий коэффициент уснлення н требуют примененпя относительно ппзкого порогового ноля, что позволяет нх использовать в ксерографических машинах.

Предмет изобретения

1.Электрофотографический элемеит, имеющий фоторецепторный элемент, содерлсащнй фоточувствительиый материал, генерирующий заряды, и активный материал, транспортирующий заряды поддерживающий инжекцию фотогенерированных зарядов из фоточувствительного материала, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью новыщеиия износоустойчивости, химической стойкости и световой усталостной прочности, а также обеспечения эффективной инжекции фотогенерированных зарядов из фоточувствительного материала, в качестве фоточувствительного материала, генерирующего заряды, применен индигоидный пигмент, а в качестве активного материала, транспортирующего заряды, - материал в основном прозрачный для излучения с длиной волны

4800-6800 А.

2.Элемент по п. 1, отлпчающийся тем, что фоторецепторный элемент содержит индигондный пигмент, диснергированный в активном материале, транспортирующем заряды, как в cвяз ющeм.

/

3.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что фоторецепторный элемент имеет сложиую структуру и содержит слой иидигоидного пигмента толпдииой 0,05-20,0 мк и иадслой активного материала, трансиортируюгцего заряды, толщиной 5-100 мк.

4.Элемент по н. 3, о т л и ч а ю щ. п и с я тем, что отпощение тоотщины слоя активного материала, траиспортирую1дего заряды, к толщине слоя фотопроводника составляет 2:1 - 200: 1,

5.Элемент по пп. I-4, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве пигмента, генерируюидего заряды, нспользован г/ а«с-индигоид, замещенный в иоложениях 4-7 и 4-7, транстиоинднгоид или их смесь, нанрнмер 2,2-бистиоиафтеииндиго.

6.Элемеит по ни. 1-5, отличающийся тем, что в качестве активиого материала.

8

транспортирующего заряды, применен материал, транспортирующий дырки, иапример карбазол, N-этил-, N-изопропил- и N-фенилкарбазол, тетрафеиилнирен, 1-метилиирен, пернлеи, хризеи, флуорен, флуоренон, антрацен, тетрацен, тетрафен, 2-фенилнафталин, азапирен, 1-этилпирен, ацетилпиреп, 2.3-бе11зохризеп, 3,4-беизопирен, 1,4-бромпирен, фенилиндол, ноливинилкарбазол, поливинилпирен, поливинилтетрацеи, нолнвинилиерилен или полнвинилтетрафен.

7. Элемеит по пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве активного материала, транспортирующего заряды, применен материал, транспортирующий электроны, например 2,4,7-тринитро-9-флуоренон, 2,4,5,7-тетраиитрофлуореиоЕ, диннтроантраиеи, динитроакридеи, тетрацианоиирен, динитроантрахинон или полимерпые материалы на их основе.

СГ

Г