Электрофотографический материал

Электрофотографический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВСЕСОЮЗНАЯ

®АУЩ. „;0 у),.р y 1- ---- (: );

Саюз Севатс»мк

Се@»ан»ст»чеааа

Увсаубл»» (11}

E. ИЗОБРЕТЕНЦя

I4 ПАУЕКТУ (61} Дополнительный к патенту (22) Заявлено 2Ы71 (213 1625817/28-04 (2З} Приоритет - (g2}, Я (5!.) М, Кл.

Я 03 (5/06

Государственный копнтет

CCCP по дмаи нзобретеннй н открытнй (ЬЗ) УДК772.932. .424 (088. 8) Опубликовано 1505.79. Бюллетень № 18

Дата опубликовайия описания 150579

Иностранцы.

Митчел СМит, Ричард Уильям Рэдлер и ЧарлЬЗ Фредерик Хаккет (.CIOA) (72) Авторы изобретения

Иностранная. фирма Ксерокс Корпорейшн (США) (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

1 изобретение касается электрофотографического материала.

Известен электрофотографический,: материал, состоящий из подложки и фотопроводящего слоя, включающего частицы фотополупроводника и связующее полй-41-винилсодержащие x åòåðîöèêëèческие соединения или их смеси с дру-. гими полимерамй (11.

Цель изобретения -. получение мате- 10 риала с хорошиыа свойствами для неоднократного использования.

Эта цель достигается тем, что в качестве связующего в фотопроводящем 15 слое электрофотографического материа, ла применены йоли-1-винилпирен, N-замещенные долиамиды акриловой кислоты и пирена, полиметиленпирен, пирея," тетрафент 1-ацетилпирен, 2,3«бензо- 20 хризен, 6,7-бензопирен, 1-бромпирен, 1-этилпирен, 1-метилпирен, перилен, 2-фенилиндол, тетрацен, пйцей, 1,3,, 6,8-тетрафенилпирен, хризен, флуорен, флуоренон, фенайтрей, трифенилен, 25

1 r 2, 5,6-дибензатрацен, 1, 2, 3, 4-дибензР / антрацен, 2, З-бензопрен, антрахинон, 4ибензотиофен, нафталин, карбазол, N-этилкарбазол и- N-.ôåíèëêàðáàçîë, а частицы фотополупроводннка примейены ЗО

Э в количестве 0,1-5% от общего объема фотопроводящего .слоя.

Известные матерйалы имеют недостатки, заключающиеся в том, что фотопроводящая поверхность во время работы подвергается воздействию окружающей среды, а в случае циклической ксерографии воспринимает истиравие, химиМэское и,тепловое воздействие, а также многочисленных. экспонирований светом во время цикла. Эти воздействия приводят к -постепенному ухудшению электрических характеристик фотопроводящего слоя, что ведет к дефекту по верхности и царапин на ней, локализованных участков устойчивой проводимос» ти, которые ие в состоянии- удерживать электростатический заряд, и к высокому темновому спаду.

На чертеже изображен материал для получения изображения в виде пластины °

Материал состоит из подложки l, на которую последовательно нанесен слой

2 на основе связующего (слой содержит фотопроводящие частицы 3, диспергированные в матричном или связующем ве- ществе 4) .

Рекомендуется подложка из проводя- щего материала, например алюминия, 663 332 ф стали, латуни. Подложка может быть жесткой или гибкой и может иметь любую толщину. В качестве подложек могут применяться гибкие ленты, листы,, полосы, пластины, цилиндры и барабаны. Подложка может быть изготовлена из слоистого материала, например иэ. бумаги и тонкого проводящего слоя, иэ пластика, на который нанесен, тонкий проводящий слой, например, из алюминия или йодида меди, или из стекла с тонким проводящим слоем хрома или окиси слова.

В Качестве фотопроводящих частиц . могут быть применены неорганические или органические фотополупроводники или их смеси, Неорганические матерна- >5 лы включают неорганические кристаллические соединения и неорганические фо— " топроводящне стекловидные вещества.

Обйчными неорганическими кристаллическими соединениями являются сульфо- 20 селенид кадмия, селенид кадмия, суль.фид кадмия и их смеси, К фотопроводящим стекловидным веществам относятся аморфный селен и сплавы селена, такие как селен - теллур и селен - мьыьяк.

Селен может также использоваться и в кристаллйческой форме, известной как тригональный селен. К органическим фотополупроводникам относятся фталициа- нйновйе красители, например х-форма свободного от металла фталоцианина, фталоцианины металлов, например фталоцианин меди, хинакридоны, эамещен-, ные 2,4-диаминотриазины, трифенодиоксазины, многоядерные ароматические хнноны. Размер фотопроводящих частиц. может быть разным, но частицы размером 0,01-1,0 мкм дают особенно удов летворительные результаты.

Толщина фотопроводящего слоя может быть различной. Было найдено, что удовлетворительные результаты получе- ны йри толщине слоя около 0,05-20 мкм, предпочтительно при толщине около

0,2-5 мкм.

Слой является прозрачным или не поглощает некоторую значительную .часть спектра от 4000 до 8000 А, Областью прйменения, где не требуется . полной прозрачности активного слоя, является селективная запись узкого йзлучения, например, от лазера, рассматриванйе спектральных картин, дуб- . лирование, функциональная цветная ксерография., Для достижения наилучшей комбина- 55 цйи физических и электрических свойств верхний предел для фотопроводящего пигмента должен быть не васе, чем 5 об.Ъ от слоя на основе связующего, Нижний предел для фотопроводя- 60 щих"частиц величиной порядка 0,1 об.В от слоя на основе связующего требуется для обеспечения того, чтобы коэффициент поглощения света был достаточ:«ным для достижения заметной выработ1 ки носителя. Для того чтобы дости1нуть эквивалентной скорости разряда при обоих условиях зарядки, необходимо работать в области заполненности объема, в которой средняя глубина проникновения света близка к середине слоя. Таким образом, для слоев на основе связующего и х-формы свободного от металла фталоцианина и тригонаяьного селена, находящихся в поливиннлкарбаэоле, достаточный эквивалентный разряд получается в интервалах объема свыше 1 ч..в 84 ч. по объему для х-формы свободного от металла фталоцианина и свжпе 1 ч. в

190 ч. по объему для тригонального селена. Следует отметить, что эти интервалы объемов зависят от толщины слоя.

Наилучшие результаты получают при применении 0,1-1,0 об,Ъ, для фотопроводящего материала.

Толщина слоя на основе связующего может колебаться в,.широких пределах.

Найдено, что удовлетворительная толщина слоев составляет 2-100 мкм, рекомендуется толщина около 5-50 мкм.

Одним из вариантов может быть использование блокирующего слоя на гра-. нице подложка — связующее (см. чертеж) ° Блокирующий слой используют для предотвращения перехода носителей заряда из подложки в фотопроводящий слой, Могут быть использованы найлон, эпоксидная смола и окись алюминия, Пример 1, Фоточувствительную пластину на основе связующего, содержащего неориентированные фотопроводящие частицы х-формы свободного от метаила фталоцианина, диспергированные в поливинилкарбаэоле (ПВК) в отношении 48 к 1 по весу для ПВК (60:1 по объему) на фотопроводящие частицы пигмента, получают следующим образом.

31 г 16,7%-ного раствора ПВК полу чают при растворении его -в 180 r толуола и 20 r циклогексанона. Этот раствор добавляЮт к 0,25 г х-формы свободного от металла фталоцианина и

10 г толуола, Смесь раэмалывают со стальной дробью s. течение 15-60 мин до тех пор, пока не получится хорошо . диспергированная суспензия, Затем слой наносят на алюминиевую подложку.

Окончательная толщина после воздушной сушки при 110 С в течение 1-24 ч сос4 тавляет около 24 мкм.

Пример 2. По примеру 1 получают три пластины, ричем делают некоторые изменения,т.е.концентрацию фталоцианина изменяют следующим образом:

82/l по весу (90/1 по объему) ПВК к фталоцианину с толщиной слоя на основе связующего около 20 мкм;

24/1 по весу (30/1 по объему). ПВК к фталоцианину с толщиной слоя на основе связующего около 20 мкм;

663332

Пластина примера

Коэффициент усиления или максимальная эффективность (число носите« лей зарядов собранных на поглощенный

ФОТОН) Длина вол- Поток фоны экспо- тонов, фонирующего тон/см с света, Исполь з уемый для испытаний интервал полей, в/см 104

0,26

0,23

0,35

0,25

0,20

0,22

0,38

6,5 10

; 6 5 ° 10, 8,0 10

3,.8.10 2 6 10.

5 9 ° 10

5 9 10

1 6 200

2а 6200

2б 6200

4а 4000

4а . 4000

-4б 4000

8 4000

8 95

10-70

96/1 по весу (120/1 по объему) ПВК к фталоцианину с толщиной слоя íà основе связующего около 20 мкм.

Пример 3. По примеру 1 получают 3 пластины, причем вместо фталоцианина в качестве .фотопроводящего пигмента используют многоядерный ароматический хинон в отношении:

24/1 по весу (30/1 по.объему) ПВК к пигменту с толщиной слоя на основе связующего около 15 мкмжд

48/1 по весу (60/1 по объему) ПВК 10 к пигменту с толщиной слоя на основе связующего около 15 мкм;

72/3 по весу (90/1 по объему) ПВК к пигменту с толщиной слоя на основе связующего около 14 мкм. 15

Пример 4. По примеру 1 получают две пластины, причем в качестве пигмента используют тригональный селен в отношении:

24/1 по весу (96/1 по объему) ПВК к .тригональному селену с толщиной слоя на основе связующего около

30 мкмжд

48/1 по весу (192/1 по объему) ПВК к тригональному селену с толщиной слоя на основе связующего около

12 мкм.

Пример 5. По примеру 1 получают пластину, причем в качестве нигмента используют сульфоселенид кадмия в отношении ПВК к сульфоселениду кад- Э0 мия 24/1 по весу (105/1 rio объему).

Слой на основе связующего имеет толщину около i0 мкм.

Пример 6. По примеру l получают пластину, причем в качестве пиг- 35 мента используют тригональный селен с отношением пВк к тригональному селену 24/1 по весу (96/1 по объему).

Слой на основе связующего имеет толщину около 10 мкм.В дополнение к этому "40 на этот слой наносят найлоновый блокирующий слой толщиной 0,2 мкм и на границе раздела подложка - слой на основе связующего. Найлоновый блокирую6 щий слой получают погружением пластины в раствор найлона в метиловом спирте.

Пример 7. По примеру 1 получают пластину, причем в качестве пигмента используют тригональный селен с отношением ПВК / тригональный селеи, равным 24/1 по весу (96/1 по объему) °

Слой имеет толщину около 9 мкм.

° Пример 8, Получают пластину по примеру 1 за исключением того, что. в качестве пигмента используют тригональный селен с отношеннем ПВК / три- . гональный селен, равным б/1 по весу (24/1 по объему). Слой имеет толщину около 10 мкм.

Каждая из пластин примеров 1-8 обнаруживает хорошие электрические свойства, которые характеризуются хорошим восприятием заряда и фоточувствительностью при экспонировании светом. Усиление или максимальная эффективйость для семи пластин иэ примеров 1-8 приведена в.таблице.

Пластины электростатически заряжают до положительного потенциала со значением поля, указанныа B таблйце. (поле в 50 ° 104 В/см представляет напряжение в: 50 10 В на каждый см толщины слоя), с использованием коронного разряда. Каждый образец:Затем экспонируют монохроматическим светом с длиной волны, близкой к максимальному значению йоглощения исспользуемого фотопроводникового пигмента. Регистрируют раэряжение (напряжение в зависимости от времени). Из этих данных рассчитывают ксерографическое усиление с использованием формулы (сИ/Ю t =o

geld(E ). где 1 — падающий поток Фотонов, и - тозпцина слоя, 8 - диэлек.трическая проницаемость; д.- заряд электрона;

Я - функция приложенного поля.

663332

Формула изобретения

В дополнение к испытаниям, описанным в таблице, три из пластин исполь зуют для воспроизведения изображения оригинала. Пластину примера 4а электростатически заряжают до 800 В поло жительного -потенцйала "с "исполь зовани-" ем коронного разряда. Пластину затем эксйонируют белым светом от кварцевого йодного источника через, фильтр длв устранения всех излучений ниже 4000 А что приводит к селективному рассеянию заряда s освещенных участках.

Скрытое электростатическое изображение йроявляют жидким проявителем, в котором "частицй проявляющего порош-. ка, заряженные отрицательно, диспер гируют в керосине. Образуется видимое иэображение, Изображение затей переносят йа лист .бумаги и фиксируЮт с образованием постоянной копии..-------.

На пластину примера 6 формируют йзображение описанйым выше методом "для пластины примера 4а за исключением того, что пластину заряжают до rio; тенциала о<оло 500 Й.

На пластине примера 5 формйруют изображейие с помощью описанного для пластины примера 4а метода эа исключением того, что пластину заряжают" до потенциала 500 В, а скрытое электр &

":-Статическое изображение проявляют с использованием каскадного проявления частицами проявляющего порошка ксе-рокс 914. Каждая из указанных выше трех пластин дает хорошие репродукции изображения орйгинала.

Для того, чтобы продемонстрировать способность к циклической работе ма- териала в соответствии"с изобре айием пластины примеров 1, За и 4а:подвер гают циклическому воздействию при электростатической зарядке пластин вначале в темноте.до 30 В/мкм"толщины слоя на основе связующего. Пластины ,1, Ba и 4а затем экспонируют" светом длиной волны 6200, 4000 и 4000 А собтветстъейно с потоком фотонов окрыло 2.10 фотон/см /с для разряжения пластины. В соответствии с этим пластины каждый раз подвергают эасвечива- нию бельм светом для удаления какого-либо"остатбчного заряда на поверхности пластины. Этот полный цикл повторяют 200 раз для пластины 1 и 4а и

250 раз для пластины За. Каждая из

"ЙКЙСтйй xopaiio воспрйнимйй г" зйряд и

Ьоторазряжение к -концу циклического испытания. Начальный потенциал, потенциал контраста и остаточный потенциал к концу циклической работы не

ЙЭменялись по Сравйению с этими же свойствами после первого цикла. ,Пример 9. Стеклообразный се лен в виде дроби, имеющий чистоту

99,9993, эапаивают в кварцевую ампулу и помещают в вакуумную камеру при давлении около 10 мм рт, ст. Селен подвергают термической обработке при

100 С в течение 16 ч для превращения

s стеклообразного селена в кристаллическую тригональную форму, Смесь 1 об,ч. тригонального селена с 1 об,ч. поли.-1-винилпирена (ПВП) диспергируют в 100 ч. химически чистого хлороформа. Смесь размалывают при встряхивании s течение 1 ч с применением стальных шариков диаметром

3 iw до тех пор, пока частицы селена не -измельчатся до максимального размера-не выше 1 мкм. Затеи добавляют ПВП ф""в""количестве, достаточном для достижения отношения ПВП / селен, равного

24/1. Эту смесь. размалывают в течение около 30 мин и наносят на три подложки иэ алюминиевого сплава для образованйя высушенного слоя толщйной

25 мкм на каждой пластине. Каждая подложка имеет блокирующий слой (0,2 мкм) из эпоксидной смолы, образованнйй поверх подложки до нанесения смеси на основе св яз ующего.

Каждую иэ пластин иопытывают электрически . Все три пластины обнаруживают хорошую способйость к электрической зарядке.

Несмотря на то, что В.приведенном

25 ""опйсании"в" кахестве рекомендуемых ва- Жантов йсполиения изобретения укаэывались конкретные "вещества и пропорции, могут быть использованы с получением йодобных же результатов и дру30 гие подходяшие материалы и процедуры.

Кроме- того, могут быть использованы ; и другие вешества в модификации, которые обеспечива1от Синергизм, усиление или йную модификацию фоточувстви35 тельйого материала и способа его использования.: Например, когда исполь- . зуют прозрачную подложку, например . пластину,"на которую нанесен"прозрачный тонкий проводящий слой иэ окиси

40 алюминия или олова, изображение может бйть образовано прй экспонировании через подложку. Если необходимо, также могут быть использованы электрические изолирующие подложки. В этом случае

45. заряд может быть нанесен на фоточувствитальйый материал при одновременном двойном заряжении коронньм разрядом поверхности и изолирующей подложки зарядами противоположной полярности. другие модификации, использующие иэо лируюйую подложку йли вообще без подложки, заключаются s помещении фоточувствительного материала или пластины на проводящий материал и эаряжение поверхности фоточувствительного

55 материала во время контактирования с указанным материалом. После формирования иэображения фоторецепторный материал может быть отслоен от проводящегб материала.

1. Электрофотографический матери ал, содержащий фотопроводящий слой,.

Составитель М. Золотарева

Ре акто T. Девятко Тех е М.Петко Корректор С.Шекмар

Заказ 2735/бб Тираж 547.ПНИИПИ Государственного комитета СССР .. по делам изобретений и открытий, 1 3035 Москва Ж-35 Ра ская наб

Подписное

Филиал ППП ".Патент, r. Ужгород, Ул. Проектная, 4

66333 включающий частицы фотополупроводник а и связующее, отличающийся тем, что, с целью получейия материала с хорошими свойствами и для неод« нократного использования, в качестве связующего прйменены полй-1-винилпи- . рен, полиметиленпирен, к-замещенные 5 полиамидй акриловой кислоты и пирена, пирен, тетрафФй, 1-ацетилпирен, 2,3-бензохрйзЕИ,6,7-бензопирен,l-броМпнрен,1-зтилййрей,l-метилпирен,перилен, 2-фенилиндол,тетрацен,пицен,1,3,6,8 - I0

- тетрафенилпирен,хриэен,флуорен,флуо:ренон,фенантрен,трифенил,1,2,5,6 -дибензантрацен, 1,2,3,4-дибензантрацен, 2,3-бензопирен,антрахинон,дибензотйо:фен,нафталин,карбаэол,N-этилкарбаэол и Я-фенилкарбаэол,а частицы фотополу.провьдника применены в количестве 0,15% от общего объема фотопроводящего слоя .

2 ° Материал по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что частицы фотополупроводника применены в количестве

0,1-1% от общего объема фотопроводящего слоя.

3. Ма терйал йо п п.l и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве частйц фотополупроводника применены частицы стеклообразного селена, сплава селена, тригонального аелена, сульфоселенида кадмия и х-форма свободного от металла фталоцианина.

4. Материал по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что фотопроводящий слой нанесен на электропроводную подложку.

5. Материал по п. 4, о т л. и ч а юшийся тем, что применена прозрачная подложка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 366775, кл. Cj 03 g 5/06, 1971.