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

(54) ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИЙ

12

света, а также узеличеине эффективной нпжекцгга фогогеиерироваипых зарядов из фоточувствительиого материала - достигается использованием в качестве фоточувствптелыюго материала, геиериру101це 0 заряды, иерилеиового пигмента, а в качестве активного материала, трапспортируюи;его заряды - материала, ие и о гл о дающего излучеиие с длиной волиы 4200-6500 А.

Желательно иримеиепие дисперсии перилеиового иигмеига в активиом связующем материа,, транспортирующем заряды, и фотореценторного элемента сложной структуры, содержащего слой периленового пнгме1гга толщиной 0,05-20 мк и расположенный выше слой активного материала, транспортирующего заряды, толщиной 5-100 мк.

Отнонгение толщины слоя активного материала, транспортирующего заряды, к толи1ине слоя нериленового ннгмента обычно составляет 2 : 1-200:1.

Из пери;1еновых нигментов можно ирименять продукт взаимодействия 3,4,9,10-иериJieнтeтpaкapбoнoвoй кислоты с амином, ампдом И.ЛИ гидразиновым соединением, например л-хлоранилииом, /г-метоксианилином.

iB качестве а:ктив1пого материала, транспортирующего заряды, чаще всего используют материал, транспортирующий дырки, например карбазо.п, N-этил-, К-изоиропн., NфенИьЧкарбазол, тетрафенилпиреи, 1-мети;1ПИ.рен, нерилеп, хризен, флуорен, флуоренон, антрацен, тетрафен, тетрацен, 2-фенплнафталнн, пзаиирен, 1-этилпирен, ацети.чпиреи, 2,3-беизохризен, 3,4-бензопирен, 1,4-бромннрен и фенили.идол, иоливииилкарбазол, ноливинилиирен, НОЛ иви НИЛ тетрацен, поливиии,тнерилен

л иоливинилтетрафен.

В качестве активного материала, транспортирующего заряды, предпогпггельно нрнменяют материал, способный транснортиронать электроны, например 2,4,7-трннитро-9флуорепон, 2,4,5,7-тетраиитрофлуоренон, дипитроантрацен, дпнитроакридон, тетрацианоиирен, динитроанпрахинон и полнмерпые продукты на их основе.

Пригодны та:кже полимеры, содержащие ароматические или гетероиикл1гческие группы, например полиэфиры, полнси.юксаны. }лола{амиды, полиуретаны и эпоксиды, а также 6;iOK-, графт- и неупорядоченные соиолимеры, содержащие ароматические группы.

Периленовые пигменты максимально фоточувствительны к излучению,которое активные материалы, транспортирующие заряды, не поглощают. Кроме того, они эффектшно ииж;-;тируют фотогеперпрованные электрон, н.чи дырки в подходяп1,ий активный материа.т.

заряды в раоэчих ус:;этранспортирующий

ВИЯХ.

Периленовые пигменты обн1ей формулы

H-N

N-R

О

где R-алкил, арил, алкарил или алкоксиj-pynna, галоид ил-и гетероциклический остаток,

могут быть получе11Ы при взаимодействии 3,4, 9,10-иерилентетракарбоновой кис.юты с аминами, амидами и гидразинами.

Взаимодействие 3,4,9,10-иери;1 ентетракарбоновой кислоты с первич1Из1МИ аминами проводят при мольном соотпощении между реагентами I : 2, иозышекной темиературе и и присутствии агентов конденсации.

НаибОо1ьщей чувствительиостью обладагот нсри.ченовые нигменты, в которых R - ари.ч, и.ти их смеси.

Оптимальные результаты по.тучают пфи

и пеоиленовых иигме ггов оощеи

иримененг формулы

где Z - х. И.ЛИ метоксигрунпа, которые образуются при обработке 3,4,9,10-перилеитетракарбоновой кислот) п-, м- или о-хлора п- лином, П-. м- о-метоксианилииом. Другие Периленовые нигментьг могут быть по-тучены при взаимодействии 3,4,9,1()-перилентетракарбоновой кнслоть с алкил-, арил- и алкарилами ами, алкил-, ар мл- и арил амида ми, алкил-, арн.т- и алкарилгидразинов з ми соединениями.

Пер1.ченоз з е пигме1 ты хорошо совмещаются с больп1инетзом активных материалов, тра гснорт ;рующ х дырки или электро Из1, что позво-ляет приложить относительна низкое поле в ксерографических фо 0ре1:епторных элементах для обеспече ия надлежащей и жекции и коэффициеита усиления.

11ер.ченовые пнгменты об.падают ог тимальной фоточувств ггельностью и максималь ым фо1оотк, ири излучення

с длиной волны 4200-6500 А, для которого актиБГ1 51Й материал, гра 1спортиру О И Й заряды, должен быть в значительиой степени прозрачен. Иззестн.ые фотопровод 1ики, чувствите,чь:1ые к такому излучению, плохо совмеп;аются с используемыми активными материалами, траиспорт 1рующими заряды, и поэтому неэффекчивны. При сг 0-льзовании известных ии ментов в еочета П и с активнь ми м а терна, г. ми, 1рансиортиру ои:им заря;1,ы.

требуется пр1 ложпть поле величиной больше 5- 105 в 1см.

Пргдлагаемые перпленозые пигл:енты могут быть использованы в сочетании с материа.чами, транспорт.ирующими заряды, в относительно небольших количествах в фоторецепторном элементе слоистой структуры или структуры на основе связующего.

На фиг. 1 н 2 изображены варианты вь полненил ксерографической иластины, на фиг. 3 - расиределе.ше зарядов на ноложительно заряженном фоторецепторном элементе слоиCTofi структуры.

Ксерографнческая пластина состоит из подложки /, слоя 2 фотопроводящего материала и слоя 3 активного материала, транспортирующего заряды. Подложку обычно вынолняют из латуни, алюминия, золота, платины, стали, бумаги, бумаги с .металл 1ческим покрытием н,:1астмассы, покрытой тонким слоем окиси меди или алюмииия, или стекла, покрытого тонким слоем хрома илн окиси о.юва любой толщины, в виде жесткого или гибкого листа, ленты или цилиндра различноГ толщины, которые могут быть покрыты тонким защитнь;м слоем.

Предпочтительны достаточно прочные электропроводящие иодложки. В некоторых случаях подложка не должна быть проводящей или 1может отсутствовать.

ФотонроводяЩ|ИЙ слой толщиной 0,05-20, предпочтительно 0,2-5,0 мк, может состоять из дисперсии перилеиового пигмента 4 в материале матрин..ы 5 на основе активного связующего материала, транспортирующего заряды, например известного органического вещества. Конн,е 1трация фотонрозодника зависит от свойств связующего и обычно составляет 5-99% от объема фотопроводящего слоя. При использовании связующего в сочетани 1 с фотоинжектирующим пигмеитом для обеспечения необходимого контакта между частицами концентрация фотопроводника составляет но меньшей мере 25% от объема с.вяЗ;:ощего.

В качестве полимерных связующих материалов применяют полистирол, силиконовые смолы (ДС-801, ДС-804, ДС-996), поликарбонат (лек:сан), нолиакрилаты и полиметакрилаты (акрилоид А10 и акрилоид Б72), полиэфнрг.кри.гаты н полиэфир-а-акрнлаты, полибутилметакрилаты, хлор ированный каучук, например нерлон, виниловые полимеры и сополимеры, такие, как поливинилхлорид, поливиН|Илацетат, сложные и простые эфиры целлюлозы, алкидные смолы или их смеси с пластификатором, таки.м как «Резил 869, фталаты, фосфаты, например трикрезилфосфат и диоктилфталат.

При использовании изображенной на фиг. 2 пластины концентрация пигмента соста,вляет 0,1-59% от объема связующего.

Хорощие результаты получают при толщине слоя на основе связующего 2-100 мк

(предпочтительно 5-50 мк и pa3N:ei)e ч;:стин, пигме;1та 0.01 -1,0 мк.

Вследствие близости частиц пигмента к поверхности фоторецептора п.астнну. изображенную на фиг. 2, предпочтиге.чьно заряжают той же полярностью, что н фотогенерируемые заряды, которые транспортируются активным материалом, транспорттр ющим заряды. Поэтому при использовании в качестве 10 связующего материала, транспортирующего электроны, пластину обычно заряжают отрицательно, и наоборот, при нснользо1за ;и : в качестве связующего материа.ча, транспортирующего дырки, ее заряжают положительно.

15 Нужно также заметить, что связующее должно быть прозрачно д.чя излучення с рабочей длиной . Кроме того, возможно исиользоваи1 е блокирующего слоя толщиной 0,1 - 1,0 мк на границе подложка - фоторецелтор.

0 Блокирующий слой позволяет уменьщнть утечку потенднала при отсутствии акт вирующего излучения.

Для образовання этого слоя пр1 меняют найлон, эпоксндную смолу, окись алюминия

5 и различные изолирующие смолы, включая полистирол, полимеры и сополимеры бутадиеиа, нолиакрилаты и полиметакрилаты, виниловые алкидные смолы и смолы на основе целлюлозы.

0 Активный материал, транспортирующий заряды, обычно работает в виде надслоя илн связующего для пигмсита.

дельное сопротивленне активного материала, транспортирующего заряды, должно

5 быть по меньнлей мере равно 10 о.г см, предчочтнтельно на несколько порядков бо.чьще. Для получения оптимальных результатов удельное сопротнвление активного матричного материала быть такигл, чтобы иол0 нее сонротиБленне фоторецептора при отсутствии активирующего излучения или инже:-;Ш1Н зарядов из пигмента было 10- ом c.i.

Активиру1ош,ее излучение 6 проникает -cрез прозрачный активный материал, транс5 портирующнй заряды, в слой пигмента, создавая пару электрон - дырка, которые разделя;()Т под действием прнложенного поля, и инжектнруют электрон через границу раздела в активный материа,, транспортирующ1 Й

0 заряды. Электро1 под действием сил электростатического пр тяжения подходит к поверхности н нейтра,тизует предварительно нанесенный ири коронном разряде положительный заряд,

Поско, только фотогенерированные электроны .могут перемещаться в активном материале, транспортирующем заряды, то большие изменения величины поверхностного потенц 1а,та могут и.меть место только тогда,

0 когда электрнческое поле в слоистой структуре снособ; 0 перемещать фотогенерированные электроны из фотоправодящего слоя к заряженной поверхности. Поэтому для слоистой структуры (см. фиг. 1) фоторецептор из матернала, транспортнрующего электроны, должен быть заряжен нолсжптмьно, а фоторецептор из матгрпала, транспортирующего дыркп. - от;м1цатсль Ю. Г1рот зопо.тожная картина паб.тюдаетея для структуры па основе связующего (. фиг. 2).

Пример 1. Для изготозлепия ксерографнческой нластилы на алюминпеиую подложку н;н комнатиси температуре путем испарения в вакууме наносят слой паплона толптнной 0,2 мк, затем слой периленоного пигме ;та («Эндофаст Бриллиантовый Скарлет - продукт взаимодейетвия 3,4,9,10-нерилептетракарбоновой киелоты с ;г хлоранили ом) толщиной 0,8 мк и слой нол -Х-зииилкарбазола (ПВК) толпипюй 10 мк нутем полива 20%-пого раствора ПВК сорта «Лувекан М70 в смееи 2GO г толуола п 20 г цпклогексанопа. Пластину высушивают воздухом в течение час при 100 С.

Пинмер 2. Аналогично пр 1меру 1 изготов.тяют ксерографическую иластииу, в которой в качестве ннглкмгта применен «Эпдофаст Бриллиа1 товый Скарлет R 6500 - нродукт взаимодействии 3,4,9,10-иернлентетракарбоиовой кислоты с ,г-метоксианилииом. Пластины заря/кают от ;ниательнв1м коронным зарядом до потенциала 600 в и Э:Кспопируют монохроматнческим светом с такой длиной зо.тны

(4200-6500 Л), к которой чувствителеи пе)иленовв1Й пигмент, с использованием лампы с вольфрамовой питью и иитерференииоииого

фильтра е полосой поглощения ш/пэнной 100 Л

и максимальным пронуска:1нем при 4500 А.

Пачальное напряжение и результирующую разрядку, измеряемую как (dV:d1) г- О, регистрируют с помоп1,ью зонда постояппого тока, соедипепиого с электрометром для измерения напряжения как фуикпии времени и получают максимальиый коэффицпепт усплепия (G) н пороговое поле Е/ (поле, дающее наименьшую регистрируемую разрядку). Кроме тото, по величине пачальной скорости разрядки вычисляют значение ксерографического лоэффицпента усиления G но формуле

Q (dV.(еЫ)г

где I - падающий поток фото:1ов; d - толщина слоя; е - Д1 электрическа5 проницаемость; ( - заряд электрона..

Ксерографическнй коэффипиеит уенлеттня, равный единице, будет наблюдаться при возбуждении одного носителя заряда на один падающий фотон излучения.

Пз результатов, приведенных в таб.тйце, видно, что обе нласт1П ы имеют хоропиий ксерографт-1ческий максимум усиления (свыше 25%) используе лые пигменты характеризуются относительно низким пороговым полем (менее 10 в/мк), что позволяет TLX иснользовать для работы на ксерографическнх v.auiiiнах.

Пигменты. ; л1ериру1ощ,ие заряд:, мо;ут быть 1снол1 зонаны с актнв;1ыми матерна., транснортирующимн электрО;П)1. поскольку онн об.тал.ают нрнемломым кс |эогра(Ьнческ1)ми коэффиннеитами ус;;ления и характеризуются от юснтельно низким пороговым нолем.

П1сд: агаемый э.тектрофот01лтяфпческ П1 элемент помнмо ксерографии нспо;1ьзо:;ан для се,1ект; в1ой записи узкополосного излучения, например излучаемого лазерами, д.тк паснознавання спектральных картин, П:5сто:;о1о {одово 0 дуб.шрованип и днстиой ксерографии.

Предмет изобретения

1.)лектрофотографнческий элеменг с фоTOpeueHTOOHbiM у: емснтом, содержащим фоточу стзиГ1 Ы1ы:1 материа;, генерирлчощий зарядь. и .iii материал, транснорт рующий заряды и поддерживающий П1- жекцню (pOTOienepiipOBa-HLix зарядов из фоточувствите;1;л 0го магерна.та, отличатцийся тем, что, с пелыо гкгплннния стойкости к износу, хн iнчec: oмy н световол у воздейств но, а также увеличения эффективной ннжеки.ни фотогенер ;роБанных зарядов из сЬоточувствительното материала, в качестве фоточувствительного материала, геиерирующего заряды, применен нернленовый нигме1т, а в качестве активного материала, транспорт1фуюн1его заряды.- материал, не ноглощаюгций ;злучеиие с

длиной вол1нл 4200-(5500 А.

2.Элемент но н. 1, отлича1оп(ийся тем, что п нем ; рнменена дпсперспя пернлеиовото ннгме;гга в активном связующем матерна.те, траненортнруюнгем заряды.

3.Э.те,ент го п. 1, отличающийся тем, что.

еложнон структуры, содержан1,ии слон nepiiле1 ового пигмента толщипой 0,05-20 мк п расно.тожеппый выше; акт):впого латерна.та, Т;)а11снорт1 рующего заряды, толщиной 5- 100 мк.

4.Э.темент но н. 3, отличаюищйся тем, что отноше1 ие толщины слоя активного материала, транспортирующего заряды, к толпи не елоя нерилеиового пигмента составляет 2; 1 - 200; 1.

5.Элемент по пп. 1-4, от.тчающийся тем, что в качестве пернлепового пигмента примеиен продукт взаимодействия 3,4.9,10-перилентетракарбоповой кислоты с а.мином, амидом или г; дразииовым соединением, например гахлор а ни л ином, п-метокснанидином.

6. Элемент по пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве активного материала, транспортирующего заряды, применен материал, транспортирующий дырки, например карбазол, N-этил-, lSi-изопропил-, N-фенилкарбазол, тетрафенилпирен, 1-метилпирен, перилен, хризен, флуорен, флуоренон, антрацен, тетрафен, тетрацен, 2-фенилнафталин, азапирен, 1-этилпирен, ацетилпирен, 2,3-бензохризен, 3,4-бензопирен, 1,4-бромпирен и фенилпндол, поливинилкарбазол, поливинилпирен, поливинилтетрацен, полцвнннлперилен и поливиннлтетрафен.

7. Элемент по пп. 1-5, отличающийся тем, что в качестве активного материала, транспортирующего заряды, применен материал, способный транспортировать электроны, например 2,4,7-тринитро-9-флуоренон, 2,4,5,7тетранитрофлуоренон, дпнитроантрацен, дипитроакридон, тетрацианопирен, динитроантрахинон и полимерные продукты на их основе.

1- -(