Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0337181B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0337181B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0337181B2
JPH0337181B2 JP52057768A JP5776877A JPH0337181B2 JP H0337181 B2 JPH0337181 B2 JP H0337181B2 JP 52057768 A JP52057768 A JP 52057768A JP 5776877 A JP5776877 A JP 5776877A JP H0337181 B2 JPH0337181 B2 JP H0337181B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating
layer
substrate
cadmium sulfide
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP52057768A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS53143189A (en
Inventor
Aaru Kuunure Manfuretsudo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coulter Systems Corp
Original Assignee
Coulter Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coulter Systems Corp filed Critical Coulter Systems Corp
Priority to JP5776877A priority Critical patent/JPS53143189A/en
Publication of JPS53143189A publication Critical patent/JPS53143189A/en
Publication of JPH0337181B2 publication Critical patent/JPH0337181B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は電子写真記録材料およびその製造方法
に関するものである。 光導電性材料の一つの極めて重要な用途は静電
画像をつくり、現像する電子写真技術に用いられ
ることである。電子写真部材およびその製造並び
に用途もまた本発明に包含される。 本発明はコーテイングは広範囲の用途があり、
最もよく知られている用途は、静電技術における
もので、この場合電子写真部材を暗所で均一に帯
電させ、目的物から光を帯電した部材に照射する
ことにより露光して電荷を選択的に消散または放
電させ、帯電粒子を形成された目的物の静電潜像
にあてることにより現像し、更に他の処理をす
る。この他の処理は、目的物の現像した画像を担
体に転写するかまたは現像した画像を電子写真部
材上に定着させることにより現像した画像を保持
するためのものである。 上記両処理は夫々ゼロツクスおよびフアクシミ
リとしてよく知られている。基礎技術、即ち帯
電、露光、現像および他の処理は、本発明の光導
電性コーテイングを一部分として有する本発明の
電子写真部材を用いて行うことができる。本発明
の電子写真部材は既知の電子写真部材と、その組
成が異なりその性能が既知の電子写真部材の性能
より著しく優れている。 本発明の電子写真部材は、高速度、高電界強
度、高光電利得、無限のグレースケールを達成す
る性能、放電の際の残留電荷の不存在、疲労の不
存在、低価格、耐久性、高解像度および全色性の
点で従来のものたは異なる。ポリエステルまたは
他の安定なプラスチツクシート基板上に堆積する
場合、高度に可撓性で且つ形成される画像が投影
露光され得る程度に透明である。 写真フイルムと同様の方法で即ち光および露光
につき同じ条件を使用して処理すると、本発明の
電子写真フイルムは、写真フイルムより優れてい
る。この理由は自然に記憶され、高解像度を有
し、画像をこれに加えることができ、フイルムは
現像後処理をしない場合再使用することができる
ためである。上記フイルムは容易に得られる材料
から周囲の光線中でつくられ、ハロゲン化フイル
ムに対し必要とされる注意を払うことなしに取扱
われ、貯蔵される。該フイルムを製造するに当つ
ては稀少金属、銀を用いることなくつくられる。 本発明は光導電性材料を使用し得るほとんどあ
らゆる分野に有用であり、単一物より大なる高量
子利得、その異方性、可撓性(可撓性基板上に堆
積する場合)、透明性により有利である。 本発明の光導電性コーテイングをつくる主要材
料は硫化カドミウムで、無線周波エネルギーを用
いるスパツタリング法で堆積される。硫化カドミ
ウムは多年光導電性物質として知られており、こ
の硫化カドミウムおよび同様の材料につき行つた
仕事に関する膨大な文献がある。知り得る限り、
従来の技術は、本発明のコーテイングを達成し明
細書に詳述する如き利点および利益を得るのに成
功しなかつた。更に知り得る限り本発明の特性を
有するコーテイングは電子写真部材に用いられな
かつた。 特に電子写真に使用される従来の光導電性コー
テイングの若干のものは酸化亜鉛およびポリビニ
ルカルバゾールである。セレンは無定形の形態で
使用され、軟質で、容易に摩耗する。帯電させる
のに高電圧が必要であり、帯電されると600ボル
ト程度の表面電圧を有し、即ちこの電圧は本発明
の電子写真部材のコーテイングの表面に達成され
る電圧の約20倍である。これにも拘わらず厚さ当
りの電圧V/cmで表わされる電界強度は本発明に
おいて達成される電界強度より著しく小である。
セレンは本発明の帯電されたコーテイングの表面
電位より高い雑音電圧を有する。これは残留電荷
を有し、疲労し、その利得が極めて低いので感光
度が低い。酸化亜鉛を結合剤マトリツクス中に使
用する。これは導電性であり、また低速度の紙に
被着する。これは軟質で、解像度の高い画像が形
成されず、使用する場合実際に不透明である。ポ
リビニルカルバゾールはすべてのとつぴな有機化
合物に従属する有機材料で、不安定で、感光度が
低く、軟質で、透明でなく、制限されたスペクト
ル応答等を有する。 本発明のコーテイングは硫化カドミウムまたは
明細書に記載する他の物質を含むが硫化カドミウ
ムが好ましく、若干の種類の基板上に全体をスパ
ツタリングした無機堆積層として被着し、次の物
理、電気および化学特性を有する: 1 単結晶で、結晶は六方形態を有し単結晶堆積
と釣み合つた画一性を有し、直径が700〜800Å
程度、長さは最も良い結果を得るため約1000〜
10000Åの範囲とすることができ、基板に関し
てほぼ垂直に配合し、ほぼ完全な化学量論を有
する。 2 可視光線の70〜85%が好適な形で通過する程
度に透明である。 3 電気的構造は、帯電する際電子を捕かくする
深いトラツプ表面層(6参照のこと)と、コー
テイングの全残留容積に亘つて伸びる空乏層
と、電子の寿命より実質的に小でこのためのキ
ヤリアの移動中電界が維持される電子の運動に
対する走行時間と、放電中二次的衝撃および付
加的電子を促進する、深いトラツプに近い正の
エネルギー状態の領域とを備える。 4 帯電される場合硫化カドミウムが関係する限
り、内部微結晶構造におけるトラツプの発生に
より非増感写真フイルムまたはあらゆる既知の
電子写真材料より大なる程度まで可視範囲に亘
り全色性。他の材料は特定の化合物により強調
される若干の波長で優れたスペクトル応答を有
する。 5 ドーピングにより容易に増幅される可視スペ
クトルの大部分に対し単一であるよりも大なる
量子効率を有する。 6 酸素含有化合物を形成するためバツクグラウ
ンドガスとの結合に用いられる外部の硫黄原子
を用いて堆積中分子の配向により1020Ω/□程
度の側方表面固有抵抗を与えるバリア層を表面
に有する。このバリア層は、帯電させる場合強
く結合し容易に遊離しない負の表面状態がある
という意味で、深いトラツプを有する。従つて
バリア層は特性が負で、この下のコーテイング
層は負のキヤリアが欠乏しているため正で、欠
乏の程度はオーム抵抗層の真上で最小で、従つ
てここでは僅かに正になる。コーテイングが厚
いほどオーム抵抗層の真上の層の正は一層僅か
になる。 7 湿気、普通の温度変化および大部分の放射線
に不活性で、ほとんど完全に緻密で、高い耐摩
耗性とガラス状硬さおよび著しく平滑な表面を
有する。 8 N−型半導体材料であるがNPN構造になり
(前記3参照)、電気的異方性で高速電荷を階調
レベルで受納し、維持し、1000ライン対(サイ
クル)/mmの階調精細度を達成することができ
る。 9 帯電した場合1014Ωcm程度の暗固有抵抗およ
び少くとも106程度の暗対光固有抵抗の比を有
するが、帯電される場合も帯電されない場合も
また光中においても暗所中においても表面固有
抵抗にほとんど変化がなく、上記8に関する電
子異方精を与える。 10 放電が完全で、実際に残留電荷、永続する光
導電率、疲労、縁効果および相互作用の欠乏の
すべてがない。 本発明の電子写真部材は上述の如き好適な硫化
カドミウムのコーテイングを錫−インジウム酸化
物の如きオーム抵抗材料の約100〜500Å厚の層上
に備え、これ等は透明で、1mm厚程度のポリエス
テルまたは他の安定なプラスチツクシート基板上
に順次堆積され、好ましくはオーム抵抗層と30Å
またはこれより薄い基板との間にコーテイングと
同じ材料の介在結合層を有する。好ましい形態の
ものではこれは硫化カドミウムである。この電子
写真部材はコーテイングに対し上述した性質の他
に次に示す性質を有する: 1 亀裂が生じたり薄片になることなく12.7mm
(2/1″)以下の直径までロール巻きされるのに
十分な可撓性を有する。 2 前記コーテイングと同じ程度に透明である。 3 転写法に使用することができるかまたは表面
に定着され投影露光される階調面像を有するこ
とにより用いることができる。 4 幅はスパツタリング機械の大きさにより制限
されるが実際には無制限の長さで製造すること
ができる。代表的には約51〜76cm(20〜30イン
チ)のロールを連続法で被覆できる。 若干の利点を犠牲にして一定の目的を達成する
ため1000Å程度に薄いコーテイングを極めて輝度
の高い光を用い長いトーニング時間で複写するの
に用いることができる。 本発明における硫化カドミウムまたは他の材料
を堆積する方法は、記載する条件下で実施される
次の工程またはプロセスより成る。 1 低圧容器内に基板のロール供給機および巻取
装置を設けて基板を連続的に移動し、加熱し、
軟化させ、コーテイングと同時に但し破壊する
ことなく僅かに収縮させしわを防止して連続法
で堆積層をつくる。 2 真空室内におけるスパリツクリング中のガス
混合物は、衝撃イオンを供給するためアルゴン
と、正しい堆積の化学量論を維持するため硫化
水素と、堆積の表面上でバリア層の存在を制御
し促進するための少量の酸素である。 3 スパツタリングは無線周波(R.F.)エネルギ
ーを用いて実施し、陽極はシールドを備える絶
縁ドラムを有し、このドラムの上に基板を通
し、ターゲツトは純粋な硫化カドミウムまたは
例示する他の材料より成り陰極を有し、すべて
の場合シールドは大地位置で陰極は実質的に大
地以下の電圧に維持する。 4 陽極は大地より僅かに低い電圧に維持するの
で実際には陽極と大地の間に負電圧のバイアス
がある。このバイアスは負の約10ボルト以上で
正の約50ボルトより大とする必要はない。代表
的装置における大地に対する陰極の電圧は負の
直流1800〜2000ボルト程度で、この直流はダイ
オードの作用によりおこる。 5 上記条件において、スパツタしたプラズマと
陽極の間に第2暗部が存在し、陽極に掛合して
基板を通しこの間スパツタリングを行う。この
ことは陰極における第1暗部以外のもので、後
者はクルツクスの暗部として知られており、第
2暗部は交献でラングミユアー・プローブとし
て認められる。 電子写真部材の従来の技術は主としてエレクト
ロフアクスおよびゼログラフイの2つの主たる技
術をとりまくものである。両者の場合、品質、解
像および再現正確度がコーテイング、堆積する基
板および例えば画像を転写するためのキヤリアの
物理的性質がもとで或る程度悩みである。これ等
の欠陥はコーテイングの性質に固有のものである
欠陥以外のものである。 電気的観点から離れて品質と解像度の場合、既
知の光電導性コーテイングの表面は比較的粗雑
で、小粒から成るか、くぼみがある等である。こ
のことは本発明のコーテイングの表面を酸化亜鉛
とセレンの部材表面と例えば顕微鏡下で比較する
ことにより容易にわかる。本発明のコーテイング
は電子顕微鏡下でみる場合にはじめて微結晶より
成るものとして見られる表面を有する。従来のコ
ーテイングの不規則性は本発明のコーテイングの
最小の突起より数百倍、更に普通数千倍の顕微鏡
による突出部、凹み、粒状部等により示される。 トナー粒子は一般にほぼ完全な球体で、直径が
数ミクロン程度である。完全に平坦な表面上に融
着する場合には、トナー粒子は融解して完全な円
板となり、完全な点を形成する。このことが、本
発明のコーテイングの表面上でおこることであ
る。トナー粒子を従来の表面上で融解する場合、
即ちトナー粒子は粗面に移り融解する場合には、
トナー粒子は流れて融解して不整または無定形の
はん点になる。完全に形成された点は不定形点よ
り一層良好な像を与える。 プラスチツクシートの基板は緊張条件下または
その温度および湿度条件をかえる条件下では、た
わみ、伸び、変形するので、元来寸法的に安定で
はない。従つて正確に画像形成するか再現すべき
ものを正確に維持することは期待されない。電子
写真材料のベルトまたは緊張させる部材は変形す
ると考えられる。本発明の場合基板が収縮してい
る間にスパツタリングがおこつているので得られ
る微結晶の堆積は圧縮応力下にあり、大きい強度
を有し、もとのままの形状を有する。従つて湿
気、熱および歪を加える場合においても寸法的に
安定である。 次に本発明を図面につき説明する。 前述の如く、本発明はコーテイング、該コーテ
イングを用いてつくつた電子写真部材および該コ
ーテイングを被着する方法に関するものである。
コーテイングは光導電性であり、電子写真部材以
外に光導電性材料のあらゆる用途に有用である。 第1図は本発明のコーテイングを有する電子写
真部材を寸法を拡大して示したものである。電子
写真部材全体を10で示す。この部材10は3つ
の基礎的部分即ち基板12、オーム抵抗層14お
よび光導電性コーテイング16からなる。この基
板は透明で約0.13mm(0.005″)の厚さを有するポ
リエステルフイルムであるのが好ましい。この材
料は工業品位の品質良好で、均一厚さを有し、表
面平滑な材料の有機重合体である。一例はマイラ
ー(Mylar)(米国デユポン社製、商品名)であ
る。オーム抵抗層14は、導電性の堆積層で、コ
ーテイング16と同様のスパツタリング法により
形成するのが好ましく、同様の形の機械を用いて
形成することもできる。好適な層14は、純粋な
品位の半導体酸化インジウム単独でまたは酸化イ
ンジウムと純粋な酸化錫を少量混合して形成す
る。両者の比は一般に約9対1である。その厚さ
は約100〜300Åである。コーテイング16は純粋
なまなは不純物添加した硫化カドミウム(CdS)
で、この硫化カドミウムをオーム抵抗層14上に
一定の厚さにスパツタする。この厚さは約2000〜
6500Åであるのが好ましい。堆積層によつては
2000Å以下、また2μ程度に厚くすることができ
る。第7図のグラフからわかる如く、特性は厚さ
が異なると或る程度変わる。このことはまた後述
する。 2個の他の層を第1図に示す。これ等の層は結
合層18および表面バリア層20である。結合層
18はオーム抵抗層14の基板12の表面への被
着を確実にする目的のためで、これは基板上にス
パツタする極めて薄い硫化カドミウム層であるの
が好ましい。この層の厚さは干渉技術によつても
容易に測定されない。上記層は10〜50Åの範囲で
あると評価される。層18は光導電性コーテイン
グ16を堆積するのに使用すると同じ方法でスパ
ツタリング機械を操作することにより被着する
が、結合層18を被着する際には、スパツタリン
グ機械を高速で操作して堆積層の「プリース」が
存在するようにする。この堆積層は容易に見るこ
とができない程度に薄く且つ透明である。電子写
真部材10はこの層18なしにつくることができ
るが、スパツタリング処理中関連する多くのパラ
メータの変化によりしばしば若干の不釣等がおこ
り、これが領域においてオーム抵抗層14の基板
12への被着をあてにならなくする。結合層18
は工業的に製造するために信頼ある被着を提供す
る。 バリア層20もまたその厚さが容易に確かめ得
ないほど薄い。その組成もまた十分知られていな
いかまたは理解されないが、その存在はイオン衝
撃実験により除去することにより証明された。厚
さは20〜50Åと評価される。その組成は硫黄の酸
化物で、できうる限り硫化カドミウムの場合はカ
ドミウムと結合した形態であると考えられる。 コーテイング16の堆積において最上原子は、
酸素が堆積の完成に向つて少くとも役にたつ場合
には酸素と容易に結合する硫黄である。 第2図は二三の層およびコーテイング16の構
造を示すためコーテイング16とオーム抵抗層1
4に関する拡大部分断面図である。図示する構造
は電子写真部材10につき行つた直接および間接
の測定および試験に基づくものである。これは後
述する操作の論理に負う。 基板12、結合層18およびオーム抵抗層14
を線図的に示す。コーテイング16は微結晶また
は顕微鏡的結晶22から成る様に示してあり、結
晶の垂直の寸法T(縦)はコーテイングの厚さと
同じで、従つて代表的好ましいコーテイングでは
3500Å程度である。結晶は結晶学による研究から
確められた如く、六方晶系で、700〜800Å程度で
ある直径L(横)を有する。結晶は結晶学的表現
で緻密に充填され、X−線回折測定により確めら
れる如く、垂直に配向する。微結晶の露出した先
端は24で示す如く包囲され、これ等の先端は既
知の電子写真部材と比較して著しく耐摩耗性であ
る平滑な硬いガラス状表面を提供する。刃状器具
を使用し表面を研削せんとする試みは、表面がか
かる試みに耐えてガラスと同様に作用し、一方酸
化亜鉛とセレン部材は容易にかき傷をつけられ
る。先端は顕微鏡的のもので、トナー粒子の大き
さに関係し、表面は著しく平滑であると考えられ
る。結晶先端の面積は直径2ミクロンのトナー粒
子の1/30である。 各先端24は、コーテイグが帯電される場合他
のものとは関係なく電界を有し表面の先端間の電
荷の移動を防止する如く作用すると思われる。こ
のことは操作の論理に関して後述する。 微結晶は約65オングストロームの小板または極
く小さい断片26より成り各微結晶において約50
程度の小板の積重ねがあり、かかる積重ねには僅
かな不規則を伴う。このことは微結晶全体に全色
性を増す多くの空乏条件を確立すると考えられ
る。 バリア層20は電荷が移動しない様極端に高い
表面抵抗を提供し微結晶先端により独立した界と
しての作用と組合わさつて極めて大きい解像度を
与える。該層20はコーテイングが帯電する際、
高いエネルギー表面状態を有する。この効果は微
結晶間の境界または界面がフイルムの電気特性に
重要でないほど有力である。 第3図には画像形成用電子写真部材を使用する
際に行われる種々の工程を順次左から右に示す。
工程No.1と記載した左側の図において、コロナ給
源28をコロナ線30に接続し、コロナ線30か
ら負イオンを電子写真部材10の表面に供給して
これを帯電させ、その表面電位を約30〜40ボルト
に上昇させる。オーム抵抗層14とコロナ給源と
を導線32により直接またはある種類の接点によ
る任意の適当な方法で接続する。この工程は暗所
で行う。コロナ給源28はコロナ線30と電子写
真部材10との間に空気を横切つて5000〜7000ボ
ルトの直流電圧を印加する。 帯電工程の結果、電子写真部材10の表面20
には負電荷が均一に帯電し、この負電荷は約30〜
50ボルトの直流電圧に達する。かかる電荷はコー
テイング16のバリア層20の最外側平面上に存
在させるが最外側平面より下に存在させることが
できるが、とにかくかかる電荷はすべてバリア層
20内に存在させる。本体には電荷は全く存在し
ない。これらの電荷は容易には崩壊しないエネル
ギー状態と強固に結付いている。従つて、表面2
0に中性部材例えば紙または機械ローラを接触さ
せることができ、表面20はその電荷を失うこと
が分つた。 便宜上表面電荷を30ボルトとして厚さを3000Å
とすると、電荷により生ずる材料全体の電界強度
は約1000000ボルト/cm2になる。これを、例えば、
セレン上の電荷と比較することができ、厚さ60ミ
クロンの場合にはセレン上の電荷より表面電圧は
約600ボルトとなり、これは約10000ボルト/cm2
電界強度を表わす。 第3図において工程No.2と示した第2工程は
「露光」と称する。プロセスのこの部分では、暗
所で均一に帯電させた電子写真部材を、帯電後直
ちに光で投影される物体に曝す。第3図にこの物
体を34で示し、物体34を図示しない適当な光
源により照射する。物体34を適当な光学装置3
6により帯電表面に投影する。その付与された均
一な表面電荷は投影画像の照射程度に応じて選択
的に消失する。この結果、選択的放電が起り、電
子写真部材10上に二重潜像が生じ、この際投影
画像の最も暗い区域に存在するインクリメントが
最小放電を示し、投影画像の最も明るい区域に存
在するインクメントが最大放電を示す。 かくして帯電潜像が形成する。プロセスの次の
工程を「現像」と称し、この工程を第3図におい
て工程No.3として示す。現在既知であると静電装
置では、帯電粒子を潜像に被着させることにより
現像を行う。かかる粒子は摩擦電気作用または電
気泳動により帯電させる。例えば、電子写真部材
10上の潜像が、暗い区域を包含する場所では負
であり、比較的明るい区域のある場所では比較的
小さい負であるとすると、被着させる粒子が正で
ある場合には、かかる粒子は負に帯電したインク
リメントに被着しかつ帯電していないインクリメ
ントには被着しない傾向を示す。このようにして
可視像を得ることができる。 第3図に「トナー供給装置」と記載したブロツ
ク38を示す。トナー粒子は40で示すように電
子写真部材10の表面上に落下し、42で示すよ
うに選択的に蓄積する。トナーは微細な炭素、樹
脂等から作る。これを乾燥粉末として、あるいは
ある場合には絶縁性炭化水素溶媒中に入れて被着
させる。これを塗布する装置としては数多くの形
式の異なるものがあるが、ブロツク38は特殊構
造のものを示すものではない。 トナーを被着させ潜像を可視像にした後、すな
わち現像した後に、2種類の方法の内のいずれか
で更に処理する。第3図に工程No.4Aおよび工程
No.4Bを示す。これらの工程はいずれを使用して
もよい。工程No.4Aにおいて現像した画像は熱源
例えば加熱ランプ44の閃光の作用を受け、トナ
ー粒子は電子写真部材10に永久に融着する。工
程No.3の後に過剰のトナー粒子をブラシで除去す
るかまたは溶媒で流去する。トナーをその表面に
定着させることにより処理した電子写真部材にお
いて、この部材は再使用しないのが普通である。
本発明の場合には、帯電、露光および階調工程を
繰返すことにより付加的画像を階調画像上に重ね
ることができる。電子写真部材として樹脂マトリ
ツクス中に酸化亜鉛を混入したコーテイングを設
けた導電性紙のシートを使用するエレクトロフア
クス法の場合には、電子写真部材は完成物品とし
て画像形成機械から取出される。完成物品は紙お
よびコーテイングの不透明性によつて著しく不透
明である。本発明の電子写真部材の場合には、基
板12として好ましくは透明プラスチツク例えば
ポリエステルのシートを使用し、現像した画像を
定着すると、投影可能な透明画が生ずる。 第3図の定着工程4Aの前で、所要に応じて、
トナー蓄積区域42により示される可視像を本発
明の電子写真部材10の表面から機械的にふき取
ることができる。次いでこの部材10を再使用す
ることができる。工程4Aに示すように画像を定
着した場合でも、工程1,2および3を経て付加
的的画像を上述のように既に所定位置に定着させ
た画像に付加することができる。 第3図において工程4Bに上述の処理の別工程
を示す。工程4Bでは未定着可視像を、紙のシー
トに表面を押圧することによりキヤリア、例えば
紙のシートに転写するか、または中間媒体に転写
する。第3図には後者の配置を示す。ローラ48
としてはビツクアツプローラを使用することがで
き、これはオフセツト印刷のブランケツトローラ
の型式であることが多い。図示するように画像区
域42をローラ48上に担持させ、圧力ロール5
2により表面に保持されている一枚の紙50に転
写する。 露光および現像工程はトナーを使用することに
より電子装置により全く迅速に行うことができ
る。 第4図にはコーテイング16および好ましくは
オーム抵抗層14を被着させるのに使用する方法
を実施するための装置53を示す。上述のよう
に、結合層18も同一の装置および方法により設
ける。 装置53の箱54はスパツタリング等の処理に
使用する種類の適当な低圧容器を示す。機械的連
結および電気的接続は図示しないが、この性質は
以下の説明から明らかである。低圧容器54の内
部に次の物品:供給ロール56、案内ローラ5
8、絶縁ドラム60、案内ローラ62、巻取ロー
ル64、弓形ターゲツト66および68、および
シールド部材70,72および74を取付ける。
案内ローラの数は説明の都合上58および62の
2個のみを図示するが、実際の装置は所要のウエ
ブ移動を達成するために他のローラおよび案内を
具える。駆動モータ、クラツチ、速度制御装置等
はすべて所要のように種々のローラ、ドラム、ロ
ール等の軸に適当に連結させて設ける。これらの
部品は図示しないが、低圧容器54の外側、例え
ば低圧容器54の後壁76の後方に配置するのが
好都合である。 シールド部材はすべて図示するようにアースす
る。シールド部材70はドラム60を保護し、か
つドラム上の堆積を防止すると共にドラムと大地
との間の容量結合を制御するのに機械的に必要で
あるものとして示すより複雑である。シールド部
材72および74はターゲツト66および68の
側面および背面に戻るスパツタリングプラズマか
らターゲツトを保護する。 装置53には無線周波電源80から適当な周波
数において無線周波数エネルギーを供給する。適
当な周波数は米国では13.5メガヘルツである。電
源80は適当な伝送ラインおよび整合回路網82
によりターゲツト66および68に接続する。タ
ーゲツトへの給電ラインを84で示す。ドラム6
0をライン86により接続点88に接続し、接続
点88を高電圧点90と大地との間のキヤパシタ
ンスに対し分圧関係にある。コンデンサ92およ
び可変コンデンサ94を設ける。高電圧点90か
ら大地までの電圧はコンデンサ92および94の
容量性リアタンスによつて分圧されるので、接続
点88はドラムに印加される全電圧の一部分を有
する。この電圧は適当な電圧計96により示すこ
とができ、電圧計96は高周波チヨーク98を介
してライン86に接続する。 上述の回路は基本的なもので、簡単化した。こ
の理由は使用周波数では複雑になるからである。
従つて、ターゲツトおよびドラムから大地に到る
多くの漏電通路により生ずる容量性リアクタンス
を、装置の組立ておよび装置の適正作動の調整の
際に考慮に入れる必要がある。 装置53の作動はダイオードの形態で、電極間
の間隙は陰極(ターゲツト66および68)と陽
極(ドラム60)との間の間隙である。電子の形
態の電流が陰極から陽極に流れるので陰極は陽極
に対し負になると考えられる。陰極の電圧は大地
に対し約1400〜2000ボルトの直流負電圧とする。
この電圧をプラズマ108により無線周波から整
流して形成する。陽極の電圧は大地より僅かに低
い、すなわち大地に対し負である。ドラム60の
かかる後者の直流電圧をバイアス電圧と称する。
バイアス電圧の概念は本発明方法において重要で
ある。この理由はコーテイグ16をスパツタリン
グする際にバイアスの存在が不可欠であるからで
ある。 コーテイング16をスパツタリングする際に
は、基板12を結合層18およびオーム抵抗層1
4と一緒に製造したとすると、数百メートルとい
う長さにすることができる製造した長さにするこ
とができる製造した長い基板Sをロールに巻取
り、低圧容器54を開ける。製造した基板Sのロ
ールを56の位置におき、ローラ58の周り、ド
ラム60の底部の周り、ローラ62の周りに通
し、巻取ロール64に連結する。低圧容器54を
閉じ、その内部を口100を経て適当なポンプ1
02により排気する。次いでバツクグラウンドガ
スを口104を経てガス給源106から導入し、
電力を供給する。 状態が安定した際に基板Sをターゲツト66お
よび68の周りを通つて移動させる。この位置に
スパツタリングプラズマが存在し、このプラズマ
によりターゲツトの材料が製造した基板Sの露出
面上に堆積する。第5図にこの配置を示す。図示
するように、スパツタリングプラズマが電極間の
間隙を占める。実際の間隙は比較的狭く、せいぜ
い数cm程度でる。よく知られているようにスパツ
タリングの際にターゲツトを取囲みある場合には
クルツクス暗部と呼ばれている通常の暗部を11
0で示す。上述のバイアスが存在するため、陽極
すなわちドラム60に第2暗部が形成し、基板S
は第2暗部をこれと直接に掛合して通過する。第
2暗部は文献においてラングミユア・プローグと
呼ばれていることが知られているが、本発明に披
瀝するように制御された方法で第2暗部を使用す
ることにより光導電性材料をスパツタリングして
上述の諸特性を達成することは従来全く知らない
なかつた。 上述のように本発明の好適なコーテイング材料
は硫化カドミウムである。バイアスおよび上述の
条件を使用して無線周波スパツタリングより上述
のように堆積させる場合には、この材料は後述の
諸特性を有する。 1 コーテイングはすべて無機物である。 コーテイング16は純化学的化合物として薄
層状に堆積させた硫化カドミウム(CdS)から
できている。結合するため、感度または全色性
に影響を与えるため、あるいは他の目的のため
に使用する有機物質は存在しない。従つて、劣
化する物質は存在せず、このためコーテイング
の貯蔵寿命は無限で、これを堆積させる基板の
弓形の性質によつて限定されるだけである。 堆積した形態の硫化カドミウムは水に全く可
溶性でなく、従つて水分を通さない。硫化カド
ミウムは温度変化に対し不活性で、冷凍温度以
下(sub−breezing temperature)から200℃
のような高い温度にわたつて影響を受けず、か
かる高温では硫化カドミウム堆積させるポリエ
ステル基板が先ず融解する。堆積した硫化カド
ミウムは菌類を通さない。 堆積物を得る際に特殊な方法を使用するた
め、堆積物はほぼ完全な化学量論で生成するの
で過剰量のカドミウムも硫黄も存在しない。こ
のため化学的および物理的に安定性が得られ
る。また電気的特性も改善される。 2 コーテイングは顕微鏡的微結晶からなる結晶
質である。 コーテイングの結晶性を第2図につき説明す
る。微結晶は硫化カドミウムコーテイングの厚
さと同様な長さで、代表的なコーテイングでは
2000〜約6000Åである。微結晶は形態学上六方
晶系で、幅は約700〜800Åで、厚さ約65Åの小
坂の積重ねから構成されている。微結晶は堆積
する基板に対して垂直に配向し、その大きさは
極めて均一である。結晶学の一般名ではかかる
微結晶を密に充填されたものとして分類する。
更に微結晶はコーテイングとして形成した際に
単結晶形態を示す。 3 コーテイングは緻密で耐摩耗性である。 硫化カドミウムコーテイングの密度を確かめ
るために行つた試験の結果、実際の密度は硫化
カドミウムにとつて可能な最大理論密度の計算
値に極めて近いことが分つた。この試験は、ス
パツタリングした試験からコーテイングを除去
し、その容積および重量を測定し、密度を算出
し、次いで原子量から算出した最大理論値と比
較することにより行う。代表的な試験から最大
理論値の94.8〜99%であることが分つた。 コーテイングについて行つた試験としては刃
状装置を使用する引掻硬度試験があり、この結
果をセレンおよび酸化亜鉛部材のような既知の
電子写真部材と比較する。硫化カドミウム堆積
物の引掻抵抗性は既知の電子写真部材より極め
て大きい。 4 コーテイングはほぼ透明である。 コーテイングの好ましい厚さは2000〜7000Å
である。第7図のグラフから分るように、コー
テイングを通る可視光線の透過率はかかる厚さ
のために85%と70%との間で変動する。考えら
れるのは、露光の間に光子が捕獲されること、
およびコーテイングを通して光を投射できる性
質で、これは透明画を作るのに使用しようとす
る場合または露光条件とは無関係を通過する必
要のある他の用途において同様である。ある用
途、主として複写作業では1000Å程度の薄いコ
ーテイングを使用することができる。コーテイ
ングは帯電せず、露光には明るい光が必要で、
好ましい厚さ2500〜6500Åのコーテイングより
長く階調する必要がある。透明度および速度が
重要でないある用途では、2ミクロンまでの厚
さを使用することができる。透明度喪失の理由
は明らかである。速度損失の理由は、約1.5ミ
クロンを越える厚さではバリア層20より下方
にありオーム抵抗層14に接近しているコーテ
イング16の本体では自由キヤリア(負電荷)
が完全に存在しない訳ではなく、このため暗所
における減衰に悪影響が生ずると共にコーテイ
ングの光により迅速かつ完全に放電する性質が
低下する。 5 コーテイグは高速光導電体である。 コーテイングは高い量子収率を有し、大部分
の可視光線において量子収率は1より大きい。
次表から、コーテイング速度が現在知られてい
る最良のものの1つであると考えられるセレン
コーテイングの速度に匹敵することが分る。基
準は1個の光子が吸収される結果コーテイング
から消失または放電させることができる電子数
に基く。
The present invention relates to an electrophotographic recording material and a method for producing the same. One very important use of photoconductive materials is in electrophotographic techniques to create and develop electrostatic images. Electrophotographic members and their manufacture and uses are also encompassed by this invention. The coating of the present invention has a wide range of applications.
The most well-known application is in electrostatic technology, where an electrophotographic member is uniformly charged in the dark and then exposed to light by directing light from an object onto the charged member to selectively remove the charge. The image is then dissipated or discharged, developed by applying charged particles to the formed electrostatic latent image of the object, and further processed. Other processes are for retaining the developed image of the object by transferring it to a carrier or by fixing the developed image on an electrophotographic member. Both processes are better known as xerox and facsimile, respectively. Basic techniques, ie, charging, exposure, development, and other processing, can be performed using the electrophotographic members of this invention having as part of the photoconductive coatings of this invention. The electrophotographic member of the present invention differs in composition from known electrophotographic members, and its performance is significantly superior to that of known electrophotographic members. The electrophotographic members of the present invention are characterized by high speed, high field strength, high photoelectric gain, ability to achieve infinite gray scale, absence of residual charge upon discharge, absence of fatigue, low cost, durability, high Conventional or different in resolution and panchromaticity. When deposited on a polyester or other stable plastic sheet substrate, it is highly flexible and transparent to the extent that the image formed can be projected exposed. When processed in the same manner as photographic film, ie using the same conditions of light and exposure, the electrophotographic film of this invention is superior to photographic film. The reason for this is that it has a natural memory, has high resolution, images can be added to it, and the film can be reused without post-development processing. The films are made in ambient light from readily available materials and handled and stored without the care required for halogenated films. The film is manufactured without using rare metals such as silver. The present invention is useful in almost any field where photoconductive materials can be used, including their high quantum gain, their anisotropy, their flexibility (when deposited on a flexible substrate), their transparency, etc. It is more advantageous depending on the gender. The primary material making up the photoconductive coating of the present invention is cadmium sulfide, which is deposited by a sputtering process using radio frequency energy. Cadmium sulfide has been known as a photoconductive material for many years, and there is an extensive literature on work done on this and similar materials. As far as I know,
Prior art techniques have not been successful in achieving the coatings of the present invention and obtaining the advantages and benefits detailed herein. Further, to the best of our knowledge, coatings having the characteristics of the present invention have not been used on electrophotographic members. Some of the conventional photoconductive coatings used specifically in electrophotography are zinc oxide and polyvinyl carbazole. Selenium is used in amorphous form, is soft and easily wears out. High voltages are required for charging, and once charged they have a surface voltage on the order of 600 volts, i.e., this voltage is about 20 times the voltage achieved on the surface of the coating of the electrophotographic members of the present invention. . Despite this, the electric field strength, expressed in voltage V/cm per thickness, is significantly lower than that achieved in the present invention.
Selenium has a higher noise voltage than the surface potential of the charged coating of the present invention. It has a residual charge, is fatigued, and its gain is very low, resulting in low photosensitivity. Zinc oxide is used in the binder matrix. It is conductive and also adheres to paper at low speeds. It is soft, does not form high resolution images, and is practically opaque when used. Polyvinylcarbazole is an organic material that is subordinate to all special organic compounds; it is unstable, has low photosensitivity, is soft, is not transparent, has limited spectral response, etc. The coatings of the present invention include cadmium sulfide or other materials as described herein, but cadmium sulfide is preferred, and are deposited as a generally sputtered inorganic deposited layer on several types of substrates to provide the following physical, electrical and chemical properties. Characteristics: 1 Single crystal, the crystal has a hexagonal morphology and uniformity commensurate with the single crystal deposit, with a diameter of 700-800 Å
The degree and length should be approximately 1000 ~ to get the best results.
It can be in the range of 10,000 Å, is formulated nearly perpendicular to the substrate, and has nearly perfect stoichiometry. 2. Transparent enough to allow 70-85% of visible light to pass through in a suitable manner. 3 The electrical structure consists of a deep trapping surface layer (see 6) that traps electrons when charged, a depletion layer that extends over the entire residual volume of the coating, and a depletion layer that is substantially smaller than the lifetime of the electron and thus The electric field maintains the transit time for the electron motion during the carrier's movement, and the region of positive energy states near the deep trap promotes secondary bombardment and additional electrons during the discharge. 4 Panchromatic over the visible range to a greater extent than unsensitized photographic film or any known electrophotographic material due to the occurrence of traps in the internal microcrystalline structure as far as cadmium sulphide is concerned when charged. Other materials have superior spectral responses at some wavelengths that are accentuated by specific compounds. 5 has a quantum efficiency greater than unity for most of the visible spectrum that is easily amplified by doping. 6 Having a barrier layer on the surface that gives a lateral surface resistivity of the order of 10 20 Ω/□ due to the orientation of the molecules during deposition using external sulfur atoms that are used to combine with the background gas to form an oxygen-containing compound. . This barrier layer has deep traps in the sense that there are negative surface states that bind strongly and are not easily released when charged. The barrier layer is therefore negative in character and the coating layer below it is positive because it is depleted of negative carriers, the degree of depletion being minimal just above the ohmic resistance layer and therefore slightly positive here. Become. The thicker the coating, the less positive the layer directly above the ohmic resistive layer. 7. Inert to moisture, normal temperature changes and most radiation, almost completely dense, with high abrasion resistance and glass-like hardness and an extremely smooth surface. 8 Although it is an N-type semiconductor material, it has an NPN structure (see 3 above), and has electrical anisotropy to accept and maintain high-speed charges at gradation levels, and has a gradation level of 1000 line pairs (cycles)/mm. High definition can be achieved. 9 When charged, it has a dark resistivity of the order of 10 14 Ωcm and a dark-to-light resistivity ratio of at least about 10 6 , but the surface resistance when charged or uncharged, both in light and in the dark. There is almost no change in resistivity, and the electron anisotropy related to 8 above is obtained. 10 The discharge is complete and practically free of all residual charge, persistent photoconductivity, fatigue, edge effects and lack of interaction. The electrophotographic members of the present invention include a coating of a suitable cadmium sulfide as described above on an approximately 100-500 Å thick layer of an ohmic resistive material such as tin-indium oxide, which is transparent and coated with a polyester resin on the order of 1 mm thick. or other stable plastic sheet substrate, preferably with an ohmic resistive layer and a 30 Å
or a thinner substrate with an intervening bonding layer of the same material as the coating. In the preferred form this is cadmium sulphide. In addition to the above-mentioned properties for coatings, this electrophotographic member has the following properties: 1. 12.7 mm without cracking or flaking.
(2/1") or less in diameter. 2. Transparent to the same extent as the coating. 3. Can be used in transfer methods or fused to a surface. 4 The width is limited by the size of the sputtering machine, but can be manufactured in practically unlimited lengths. Typically about 51 mm. ~76 cm (20-30 inch) rolls can be coated in a continuous process. Coatings as thin as 1000 Å can be copied using extremely bright light and long toning times to achieve certain objectives at the expense of some advantages. The method of depositing cadmium sulfide or other materials in the present invention consists of the following steps or processes carried out under the conditions described: 1. Roll feeder and winding of the substrate in a low pressure vessel. A device is installed to continuously move and heat the substrate,
The layer is softened and deposited in a continuous manner simultaneously with the coating, but without destruction, by slightly shrinking and preventing wrinkles. 2 The gas mixture during sprinkling in the vacuum chamber is argon to supply bombarded ions, hydrogen sulfide to maintain the correct deposition stoichiometry, and to control and promote the presence of a barrier layer on the surface of the deposition. There is a small amount of oxygen for 3 Sputtering is carried out using radio frequency (RF) energy, the anode having an insulating drum with a shield, the substrate passed over this drum, the target consisting of pure cadmium sulfide or other materials as exemplified, and the cathode having an insulating drum with a shield. and in all cases the shield is at ground and the cathode is maintained at a voltage substantially below ground. 4 The anode is held at a slightly lower voltage than ground, so there is actually a negative voltage bias between the anode and ground. This bias need not be more than about 10 volts negative and no more than about 50 volts positive. The voltage at the cathode with respect to ground in a typical device is about 1800 to 2000 volts of negative DC, which is caused by the action of a diode. 5. Under the above conditions, a second dark region exists between the sputtered plasma and the anode, engages the anode, and performs sputtering during this period through the substrate. This is in addition to the first dark region at the cathode, the latter known as the Kurtchus' dark region, and the second dark region recognized as the Langmiur probe at the crosslink. The prior art of electrophotographic materials primarily surrounds two major technologies: electrofaxing and xerography. In both cases, quality, resolution and reproduction accuracy are compromised to some extent due to the physical properties of the coating, the substrate on which it is deposited, and the carrier for transferring the image, for example. These defects are other than those inherent in the nature of the coating. Apart from the electrical point of view, in terms of quality and resolution, the surfaces of known photoconductive coatings are relatively rough, consisting of grains, pits, etc. This can be easily seen by comparing the surface of the coating of the present invention with the surface of a zinc oxide and selenium member under a microscope, for example. The coating of the invention has a surface that only appears as consisting of microcrystals when viewed under an electron microscope. Irregularities in conventional coatings are manifested by microscopic protrusions, depressions, granules, etc. that are hundreds, and even typically thousands of times larger, than the smallest protrusions of the coating of the present invention. Toner particles are generally nearly perfect spheres, with diameters on the order of a few microns. When fused onto a perfectly flat surface, the toner particles melt into a perfect disk and form a perfect spot. This is what happens on the surface of the coating of the present invention. When toner particles are melted on a conventional surface,
That is, when toner particles move to a rough surface and melt,
The toner particles flow and melt into irregular or amorphous spots. A perfectly formed spot gives a better image than an irregularly shaped spot. Plastic sheet substrates are not inherently dimensionally stable as they sag, stretch, and deform under stress or changing temperature and humidity conditions. Therefore, it is not expected to image accurately or maintain exactly what is to be reproduced. It is believed that the belt or tensioning member of the electrophotographic material is deformed. Since in the present invention sputtering occurs while the substrate is shrinking, the resulting deposit of microcrystals is under compressive stress, has high strength and has an intact shape. It is therefore dimensionally stable even when exposed to moisture, heat and strain. The invention will now be explained with reference to the drawings. As previously mentioned, the present invention relates to coatings, electrophotographic members made using the coatings, and methods of applying the coatings.
The coating is photoconductive and is useful in all applications of photoconductive materials other than electrophotographic members. FIG. 1 shows an enlarged dimensional representation of an electrophotographic member having a coating of the present invention. The entire electrophotographic member is indicated at 10. The member 10 consists of three basic parts: a substrate 12, an ohmic resistive layer 14, and a photoconductive coating 16. The substrate is preferably a transparent polyester film having a thickness of approximately 0.13 mm (0.005"). The material is an organic polymer of good industrial grade quality, having a uniform thickness, and a smooth surface. An example is Mylar (manufactured by DuPont, USA, trade name).Ohmic resistance layer 14 is a conductive deposited layer, preferably formed by the same sputtering method as coating 16; The preferred layer 14 is formed of pure grade semiconducting indium oxide alone or a mixture of indium oxide and pure tin oxide in small amounts, the ratio of the two being generally about 9 Its thickness is approximately 100-300 Å. The coating 16 is made of pure or doped cadmium sulfide (CdS).
Then, this cadmium sulfide is sputtered onto the ohmic resistance layer 14 to a certain thickness. This thickness is about 2000 ~
Preferably it is 6500 Å. Depending on the sedimentary layer
It can be made as thick as 2000 Å or less, or about 2 μ. As can be seen from the graph in FIG. 7, the properties vary to some extent with different thicknesses. This will be discussed later. Two other layers are shown in FIG. These layers are a bonding layer 18 and a surface barrier layer 20. Bonding layer 18 is for the purpose of ensuring adhesion of ohmic resistive layer 14 to the surface of substrate 12, and is preferably a very thin layer of cadmium sulfide sputtered onto the substrate. The thickness of this layer is not easily measured even by interferometric techniques. The layer is estimated to be in the range of 10-50 Å. Layer 18 is deposited by operating the sputtering machine in the same manner as used to deposit photoconductive coating 16, except that the bonding layer 18 is deposited by operating the sputtering machine at high speed. Make sure that there is a "please" in the layer. This deposited layer is so thin and transparent that it cannot be easily seen. Although the electrophotographic member 10 can be made without this layer 18, variations in the many parameters involved during the sputtering process often result in slight imbalances, etc., which cause the deposition of the ohmic resistive layer 14 to the substrate 12 in areas. make it unreliable. Bonding layer 18
provides reliable adhesion for industrial manufacturing. Barrier layer 20 is also so thin that its thickness cannot be easily ascertained. Its composition is also not well known or understood, but its existence was demonstrated by removal by ion bombardment experiments. The thickness is estimated to be 20-50 Å. Its composition is an oxide of sulfur, and in the case of cadmium sulfide, it is thought to be in the form of a combination with cadmium. In the deposition of coating 16 the topmost atoms are
It is sulfur that readily combines with oxygen, at least when oxygen is helpful toward completion of the deposition. FIG. 2 shows the structure of the coating 16 and the coating 16 with a few layers and the ohmic resistance layer 1.
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of FIG. The illustrated structure is based on direct and indirect measurements and tests performed on the electrophotographic member 10. This depends on the logic of the operation described below. Substrate 12, bonding layer 18 and ohmic resistance layer 14
is shown diagrammatically. The coating 16 is shown to be comprised of microcrystalline or microscopic crystals 22, the vertical dimension T (longitudinal) of the crystals being the same as the thickness of the coating, and therefore a typical preferred coating.
It is about 3500Å. The crystals are hexagonal, as determined from crystallographic studies, and have a diameter L (lateral) of the order of 700-800 Å. The crystals are densely packed in crystallographic terms and vertically oriented as confirmed by X-ray diffraction measurements. The exposed tips of the crystallites are surrounded, as shown at 24, and these tips provide a smooth, hard, glass-like surface that is significantly more abrasion resistant compared to known electrophotographic members. Attempts to abrade the surface using bladed instruments will cause the surface to withstand such attempts and behave similarly to glass, while zinc oxide and selenium components are easily scratched. The tip is microscopic, related to the size of the toner particles, and the surface is considered to be extremely smooth. The area of the crystal tip is 1/30 of the toner particle with a diameter of 2 microns. It is believed that each tip 24 has an electric field independent of the others when the coating is charged and acts to prevent charge transfer between the tips of the surface. This will be discussed below regarding the logic of operation. The crystallites consist of platelets or tiny fragments 26 of approximately 65 angstroms, approximately 50 in each crystallite.
There is some degree of stacking of platelets, with slight irregularities in such stacking. This is believed to establish a number of depletion conditions throughout the microcrystal that increase the panchromaticity. Barrier layer 20 provides an extremely high surface resistance to prevent charge migration and, in combination with the action of the microcrystalline tips as a more independent field, provides extremely high resolution. When the coating is charged, the layer 20
It has high energy surface states. This effect is so strong that the boundaries or interfaces between crystallites are not important to the electrical properties of the film. FIG. 3 sequentially shows, from left to right, various steps performed when using the electrophotographic member for image formation.
In the diagram on the left labeled Step No. 1, the corona supply source 28 is connected to the corona wire 30, and negative ions are supplied from the corona wire 30 to the surface of the electrophotographic member 10 to charge it, and the surface potential is approximately Increase to 30-40 volts. The ohmic resistive layer 14 and the corona source are connected in any suitable manner, either directly by wire 32 or by some type of contact. This process is done in the dark. Corona source 28 applies a DC voltage of 5000 to 7000 volts across the air between corona wire 30 and xerographic member 10. As a result of the charging process, the surface 20 of the electrophotographic member 10
is uniformly charged with a negative charge, and this negative charge is about 30~
Reaches a DC voltage of 50 volts. Such charge may be present on the outermost plane of barrier layer 20 of coating 16, but may be below the outermost plane, but all such charge is present within barrier layer 20 anyway. There is no charge in the body. These charges are tightly bound to energy states that do not easily collapse. Therefore, surface 2
It has been found that a neutral material such as paper or a mechanical roller can be brought into contact with the surface 20 and the surface 20 will lose its charge. For convenience, the surface charge is 30 volts and the thickness is 3000 Å.
Then, the electric field strength across the material created by the charge is approximately 1,000,000 volts/cm 2 . For example,
This can be compared to the charge on selenium; for a thickness of 60 microns, the charge on selenium results in a surface voltage of about 600 volts, which represents an electric field strength of about 10,000 volts/cm 2 . The second step, indicated as step No. 2 in FIG. 3, is called "exposure." In this part of the process, the electrophotographic member, which has been uniformly charged in the dark, is exposed immediately after charging to an object to be projected with light. This object is indicated at 34 in FIG. 3 and is illuminated by a suitable light source, not shown. The object 34 is moved to a suitable optical device 3
6 onto the charged surface. The applied uniform surface charge disappears selectively depending on the degree of irradiation of the projected image. This results in selective discharge, creating a double latent image on the electrophotographic member 10, where the increments present in the darkest areas of the projected image have the smallest discharge and the increments present in the lightest areas of the projected image have a double latent image. ment shows maximum discharge. A charged latent image is thus formed. The next step in the process is called "development" and is shown as step number 3 in FIG. In currently known electrostatic devices, development is accomplished by depositing charged particles onto a latent image. Such particles are charged by triboelectric action or electrophoresis. For example, if the latent image on electrophotographic member 10 is negative where it contains dark areas and relatively less negative where there are relatively bright areas, then if the deposited particles are positive; shows that such particles tend to adhere to negatively charged increments and not to uncharged increments. In this way a visible image can be obtained. FIG. 3 shows a block 38 labeled "toner supply device." Toner particles fall onto the surface of electrophotographic member 10, as shown at 40, and selectively accumulate, as shown at 42. Toner is made from fine carbon, resin, etc. It is applied as a dry powder or in some cases in an insulating hydrocarbon solvent. Although there are many different types of applicators, block 38 does not represent any special construction. After the toner has been deposited and the latent image has become a visible image, ie, developed, it is further processed in one of two ways. Figure 3 shows process No. 4A and process.
Shows No.4B. Any of these steps may be used. The developed image in step No. 4A is subjected to a flash of light from a heat source, such as a heat lamp 44, to permanently fuse the toner particles to the electrophotographic member 10. After step No. 3, excess toner particles are removed with a brush or washed away with a solvent. In electrophotographic members that have been processed by fixing toner to the surface thereof, the member is typically not reused.
With the present invention, additional images can be superimposed on the toned image by repeating the charging, exposing and toning steps. In the case of electrofaxing, where the electrophotographic element is a sheet of conductive paper with a coating of zinc oxide in a resin matrix, the electrophotographic element is removed from the imaging machine as a finished article. The finished article is highly opaque due to the opacity of the paper and coating. In the case of the electrophotographic member of the present invention, the substrate 12 is preferably a sheet of transparent plastic, such as polyester, and the developed image is fused to produce a projectable transparency. Before the fixing step 4A in FIG. 3, if necessary,
The visible image represented by toner accumulation areas 42 can be mechanically wiped off the surface of the electrophotographic member 10 of the present invention. This member 10 can then be reused. Even if the image is fixed as shown in step 4A, additional images can be added via steps 1, 2 and 3 to the image already fixed in place as described above. In FIG. 3, step 4B shows another step of the above-mentioned process. In step 4B, the unfixed visible image is transferred to a carrier, such as a sheet of paper, by pressing the surface of the sheet of paper, or to an intermediate medium. FIG. 3 shows the latter arrangement. roller 48
A backup roller can be used, which is often a type of offset printing blanket roller. Image area 42 is carried on roller 48 as shown and pressure roll 5
2 onto a piece of paper 50 held on its surface. The exposure and development steps can be performed quite quickly by electronic devices using toner. FIG. 4 shows an apparatus 53 for carrying out the method used to apply the coating 16 and preferably the ohmic resistive layer 14. As described above, bonding layer 18 is also provided by the same apparatus and method. Box 54 of apparatus 53 represents a suitable low pressure vessel of the type used for processes such as sputtering. Mechanical and electrical connections are not shown, but this nature will be apparent from the description below. The following items are placed inside the low pressure container 54: a supply roll 56, a guide roller 5
8. Attach the insulating drum 60, guide roller 62, take-up roll 64, arcuate targets 66 and 68, and shield members 70, 72 and 74.
Although only two guide rollers are shown, 58 and 62, for purposes of illustration, the actual apparatus would include other rollers and guides to achieve the required web movement. Drive motors, clutches, speed controls, etc. are all suitably connected to the shafts of the various rollers, drums, rolls, etc., as required. Although these parts are not shown, they are conveniently located outside the low pressure vessel 54, for example behind the rear wall 76 of the low pressure vessel 54. All shield members are grounded as shown. Shield member 70 is more complex than shown as being mechanically necessary to protect drum 60 and prevent build-up on the drum and to control capacitive coupling between the drum and the ground. Shield members 72 and 74 protect targets 66 and 68 from sputtering plasma returning to their sides and back. Device 53 is supplied with radio frequency energy at a suitable frequency from radio frequency power source 80. A suitable frequency is 13.5 MHz in the United States. Power supply 80 is connected to suitable transmission line and matching network 82
connects to targets 66 and 68 by. The power supply line to the target is shown at 84. drum 6
0 is connected by line 86 to node 88, which is in a voltage-divider relationship to the capacitance between high voltage point 90 and ground. A capacitor 92 and a variable capacitor 94 are provided. Since the voltage from high voltage point 90 to ground is divided by the capacitive reactance of capacitors 92 and 94, node 88 has a portion of the total voltage applied to the drum. This voltage may be indicated by a suitable voltmeter 96, which is connected to line 86 via a high frequency choke 98. The circuit described above is basic and simplified. The reason for this is that it becomes complicated depending on the frequency used.
Therefore, the capacitive reactance caused by the many leakage paths from the target and drum to ground must be taken into account when assembling the device and adjusting for proper operation of the device. The operation of device 53 is in the form of a diode, the gap between the electrodes being that between the cathode (targets 66 and 68) and the anode (drum 60). The cathode is considered to be negative with respect to the anode because current in the form of electrons flows from the cathode to the anode. The voltage of the cathode is a negative DC voltage of approximately 1400 to 2000 volts with respect to earth.
This voltage is formed by rectifying the radio frequency using plasma 108. The voltage at the anode is slightly below ground, ie negative with respect to ground. This latter DC voltage applied to the drum 60 is referred to as a bias voltage.
The concept of bias voltage is important in the method of the invention. The reason for this is that the presence of a bias is essential when sputtering the coating 16. When sputtering coating 16, substrate 12 is bonded to bonding layer 18 and ohmic resistive layer 1.
4, the manufactured long substrate S, which can have a manufactured length of several hundred meters, is wound into a roll and the low pressure container 54 is opened. A roll of manufactured substrate S is placed at position 56 and passed around roller 58, around the bottom of drum 60, around roller 62, and connected to take-up roll 64. The low-pressure container 54 is closed, and the inside thereof is pumped with a suitable pump 1 through the port 100.
Exhaust by 02. Background gas is then introduced from gas source 106 via port 104;
Supply electricity. When conditions are stable, the substrate S is moved around targets 66 and 68. A sputtering plasma is present at this location, which causes target material to be deposited on the exposed surface of the manufactured substrate S. FIG. 5 shows this arrangement. As shown, a sputtering plasma occupies the gap between the electrodes. The actual gap is relatively narrow, only a few centimeters at most. As is well known, when there is a dark area surrounding the target during sputtering, there is a normal dark area called the Kurkus dark area.
Indicated by 0. Due to the presence of the bias described above, a second dark area is formed on the anode or drum 60 and the substrate S
passes through the second dark region in direct contact with this. The second dark region is known in the literature to be referred to as a Langmiur prog, and the second dark region is known to be used in sputtering photoconductive material in a controlled manner in accordance with the present invention. Achieving the above-mentioned properties has hitherto been completely unknown. As mentioned above, the preferred coating material of the present invention is cadmium sulfide. When deposited as described above by radio frequency sputtering using the bias and conditions described above, this material has the properties described below. 1 All coatings are inorganic. The coating 16 is made of cadmium sulfide (CdS) deposited in thin layers as a pure chemical compound. There are no organic substances used to bind, affect sensitivity or total color, or for any other purpose. Therefore, there are no substances to degrade, so the shelf life of the coating is unlimited, limited only by the arcuate nature of the substrate on which it is deposited. Cadmium sulfide in deposited form is not completely soluble in water and is therefore impermeable to water. Cadmium sulfide is inert to temperature changes, from sub-breezing temperature to 200°C.
The polyester substrate on which the cadmium sulfide is deposited first melts at such high temperatures. Cadmium sulfide deposits are impermeable to fungi. Due to the special method used to obtain the deposit, the deposit is produced in almost perfect stoichiometry, so that there is no excess of cadmium or sulfur. This provides chemical and physical stability. Electrical characteristics are also improved. 2 The coating is crystalline, consisting of microscopic crystallites. The crystallinity of the coating is explained with reference to FIG. The crystallites are similar in length to the thickness of the cadmium sulfide coating;
2000 to about 6000 Å. The microcrystals are hexagonal in morphology and consist of stacks of small slopes approximately 700–800 Å wide and 65 Å thick. The microcrystals are oriented perpendicular to the substrate on which they are deposited and are extremely uniform in size. The common nomenclature in crystallography classifies such microcrystals as closely packed.
Additionally, microcrystals exhibit a single crystalline morphology when formed as a coating. 3. The coating is dense and wear resistant. Tests conducted to determine the density of cadmium sulfide coatings have shown that the actual density is very close to the calculated maximum theoretical density possible for cadmium sulfide. This test is performed by removing the coating from the sputtered test, measuring its volume and weight, calculating the density, and then comparing it to the maximum theoretical value calculated from the atomic weight. Representative tests showed that it was 94.8-99% of the maximum theoretical value. Tests performed on the coating include a scratch hardness test using a blade device and the results are compared to known xerographic members such as selenium and zinc oxide members. The scratch resistance of cadmium sulfide deposits is much greater than known electrophotographic members. 4. The coating is almost transparent. The preferred thickness of the coating is 2000-7000Å
It is. As can be seen from the graph in Figure 7, the transmission of visible light through the coating varies between 85% and 70% due to such thickness. The idea is that photons are captured during the exposure,
and the ability to project light through the coating, as is the case when it is intended to be used in making transparencies or in other applications where light must pass through regardless of the exposure conditions. For some applications, primarily copying operations, coatings as thin as 1000 Å can be used. The coating is non-static and requires bright light for exposure.
Longer gradation is required than the preferred coating thickness of 2500-6500 Å. In some applications where clarity and speed are not important, thicknesses up to 2 microns can be used. The reason for the loss of transparency is obvious. The reason for the velocity loss is that, at thicknesses greater than about 1.5 microns, free carriers (negative charges) occur in the body of the coating 16 below the barrier layer 20 and close to the ohmic resistive layer 14.
is not completely absent, which adversely affects attenuation in the dark and reduces the ability of the coating to discharge rapidly and completely in the light. 5 The coating is a high-speed photoconductor. The coating has a high quantum yield, which is greater than 1 in most visible light.
It can be seen from the following table that the coating speed is comparable to that of selenium coating, which is considered to be one of the best currently known. The criterion is based on the number of electrons that can be lost or discharged from the coating as a result of one photon being absorbed.

【表】 SeTe+Asで示すコーテイングはヒ素を添加
した市販のテルル酸セレンのコーテイングであ
る。CdSコーテイングは本発明により堆積した
コーテイングである。上述の数値はドープ剤を
添加してない純粋は硫化カドミウムである。可
視スペクトルの赤色端を上方に移動するには、
少量のドープ剤を添加し、これによりコーテイ
ングが帯電した場合に付加的電子を提供するこ
とができる付加的トラツプを生成することがで
きる。例えば燐を提供する少量のホスフイン
(PH3)を添加した場合に本発明のコーテイン
グについて得た数値は青、黄緑および赤のそれ
ぞれに対し1.4、1.15および0.6まで増大した。 スベクトルの赤色端において利得を増大させ
た他のドープ剤は炭素、コバルト、沃素および
銅である。ドープ剤の使用は主材料の100ppm
程度の少量とする。 光導電性コーテイングの速度はその電荷受納
性並びに放電性に関係している。以下に帯電に
関する説明を行うが、この時点では迅速な帯電
および放電を10-9秒(ナノ秒)で達成すること
ができ、これは従来技術の電子写真コーテイン
グにおいては知られていないことを示すのが重
要である。コーテイングの有用性は再生、複写
および写真撮映における通常の画像形成以外の
多くの分野に拡大することができる。 上述の放電は導電性部材への放電ではなく、
電子と正のエネルギー状態(静止正孔)とが再
結合して当初の電荷を失うことである。かかる
現像はコーテイング中で、材料を堆積するスパ
ツタリング処理の間に本体に生ずる種々のレベ
ルにおいて、生起すると考えられる。コーテイ
ングの作用の説明は複雑で、そのバンド間隙、
フエルミ準位、電子寿命、遷移時間およびその
他の考慮すべき事項を包含する。 極めて簡単に説明すれば、放電により生成す
る電界はキヤリヤが移行する間持続する。 セレンドラムの場合におけるように、放電は
導電性部材への放電ではなく、例えば電子写真
部材10のオーム抵抗層14は帯電のためにの
み必要である。オーム層の存在しない部材を使
用し、板等を帯電させようとする際にコーチン
グに隣接させることができる。実際的な考察か
ら上述のような電子写真部材の構造が決まる。 6 コーテイングは全色性である。 コーテイングは広範囲の放射エネルギーにわ
たつて電荷喪失性を有する。第8図には本発明
によりスパツタリングした硫化カドミウムコー
テイングの1例の応答のグラフを示す。また特
定周波数に対する応答を示す上述の表を参照す
ることができる。周波数応答を白色光により放
電を起す帯電コーテイングに関して考察する。
実際にすべての電子写真部材がそうであるよう
に、応答は可視スベクトルの赤色端で低下す
る。赤の可視光線は極めて僅かしか吸収されな
いが、適当にドープ剤を添加することによりこ
の赤色端を全く劇的に上昇することができる。 また本発明のコーテイングは可視スペクトル
の外側の放射線に良好に応答し、X線、γ線等
に感光性である。 第8図のグラフは、本発明の特性を有してい
ない従来技術の硫化カドミウムコーテイングお
よび本発明のコーテイング16の、スペクトル
応答と透過率との関係を示す。このグラフの両
軸線は第8図に示すように波長(オングストロ
ーム)と透過率である。スペクトルの可視部分
を直線13および15で示す。曲線17は本発
明により堆積させた光導電性硫化カドミウムコ
ーテイングで干渉計法で測定した場合に厚さ
4120Åであるものの応答を示す。曲線19は従
来のスパツタリング法により堆積させた結果生
成し約5000Åの厚さを有する硫化カドミウムコ
ーテイングについての従来技術の曲線である。 本発明の硫化カドミウムコーテイングの透過
度は、可視範囲の外側で赤外領域にある8000Å
附近の小区域を除ければあらゆり領域において
従来技術のコーテイングより良好である。この
ためコーテイングは熱感性ではない。本発明の
コーテイングは可視範囲全体にわたつて比較的
平坦な応答を示すが、曲線19で示されると同
様な材料は歪んだ応答を示し赤外領域では高く
青緑領域では低い。このため従来技術のコーテ
イング19は熱感性である。コーテイング16
に少量の炭素、コバルト、沃素、銅またはフオ
スフインを添加することにより可視スペクトル
の赤色端を強めることができ、これはスペクト
ルの他の部分の利得を増大するのに役立つ。 7 コーテイングは電気的に異方性である。 ここで「異方性」と称するのは、コーテイン
グの固有抵抗が、方向が異なれば異なることを
意味するものとする。下表に種々の条件および
種々の方向におけるコーテイングの固有抵抗を
示す。この表から、コーテイングはその表面上
に1020Ω/□程度の高い固有抵抗を有すると決
論することができる。固有抵抗は垂直方向で
108Ωcm程度である。この表から分るように表
面固有抵抗の作用は他のすべての使用より優位
にある。 電子写真に使用する硫化カドミウムコーテイン
グの固有抵抗
[Table] The coating shown as SeTe+As is a commercially available coating of selenium tellurate doped with arsenic. CdS coatings are coatings deposited according to the present invention. The above values are pure cadmium sulfide without the addition of dopants. To move the red end of the visible spectrum upwards,
Small amounts of dopants can be added to create additional traps that can provide additional electrons when the coating is charged. For example, when adding a small amount of phosphine (PH 3 ), which provides phosphorus, the values obtained for the coating of the invention increased to 1.4, 1.15 and 0.6 for blue, yellow-green and red, respectively. Other dopants that have increased gain at the red end of the vector are carbon, cobalt, iodine and copper. The use of doping agent is 100ppm of the main material
A small amount of water should be used. The speed of a photoconductive coating is related to its charge acceptance and discharge properties. Charging is discussed below, and at this point rapid charging and discharging can be achieved in 10 -9 seconds (nanoseconds), which is unknown in prior art xerographic coatings. is important. The usefulness of the coating can be extended to many areas other than normal imaging in reproduction, copying and photography. The above-mentioned discharge is not a discharge to a conductive member,
Electrons and positive energy states (resting holes) recombine and lose their original charge. Such development is believed to occur in the coating at various levels that occur on the body during the sputtering process of depositing the material. The explanation of the action of the coating is complex; its band gap,
Including Fermi level, electron lifetime, transition time and other considerations. Very simply, the electric field produced by the discharge persists during the carrier transition. As in the case of a selenium drum, the discharge is not to a conductive member; for example, the ohmic resistive layer 14 of the electrophotographic member 10 is needed only for charging. A member without an ohmic layer can be used and placed adjacent to the coating when the plate or the like is to be charged. Practical considerations dictate the structure of the electrophotographic member as described above. 6 The coating is panchromatic. The coating has charge dissipation properties over a wide range of radiant energies. FIG. 8 shows a graph of the response of an example of a cadmium sulfide coating sputtered according to the present invention. Reference may also be made to the above table showing the response to specific frequencies. The frequency response is considered for a charged coating that is discharged by white light.
As with virtually all electrophotographic materials, the response decreases at the red end of the visible spectrum. Red visible light is only slightly absorbed, but by adding appropriate dopants this red end can be raised quite dramatically. The coatings of the present invention also respond well to radiation outside the visible spectrum and are sensitive to X-rays, gamma radiation, and the like. The graph of FIG. 8 shows the relationship between spectral response and transmittance for a prior art cadmium sulfide coating that does not have the properties of the present invention and for the coating 16 of the present invention. Both axes of this graph are wavelength (angstroms) and transmittance, as shown in FIG. The visible part of the spectrum is shown by lines 13 and 15. Curve 17 shows the thickness of a photoconductive cadmium sulfide coating deposited according to the present invention as measured by interferometric methods.
The response is shown at 4120 Å. Curve 19 is a prior art curve for a cadmium sulfide coating resulting from deposition by conventional sputtering methods and having a thickness of about 5000 Å. The transparency of the cadmium sulfide coating of the present invention is 8000 Å outside the visible range and in the infrared region.
It is better than prior art coatings in all areas except for small areas nearby. The coating is therefore not heat sensitive. The coating of the present invention exhibits a relatively flat response over the entire visible range, whereas a similar material, shown by curve 19, exhibits a distorted response that is high in the infrared and low in the blue-green region. For this reason, prior art coating 19 is heat sensitive. Coating 16
The red end of the visible spectrum can be enhanced by adding small amounts of carbon, cobalt, iodine, copper or phosphine, which helps to increase the gain in other parts of the spectrum. 7 The coating is electrically anisotropic. By "anisotropic" we mean that the specific resistance of the coating is different in different directions. The table below shows the resistivity of the coating under various conditions and in various directions. From this table it can be concluded that the coating has a high resistivity on its surface of the order of 10 20 Ω/□. The specific resistance is in the vertical direction.
It is about 10 8 Ωcm. As can be seen from this table, the effect of surface resistivity is superior to all other uses. Specific resistance of cadmium sulfide coating used in electrophotography

【表】 上述の測定は実行可能な場合にはいくつかの
方法で行う。第1の方法は、電極を横方向に置
き、材料に小電流を通し、横方向の本体の測定
を行う古典的方法である。第2の測定方法は、
コーテイングの放電がコンデンサのように作用
すると仮定し、このように放電を解析し、既知
の容量放電曲線を材料の放電曲線に合わせる方
法である。第3の方法は真空中でコーテイング
に低出力電子ビームを衝撃させ、コーチングを
通る電流を測定する方法である。 異方性のため電荷の移動が阻止されるので、
表面の個々のインクリメントはその相対的表面
電位を保持し、潜像の階調度を正確に限定す
る。縁効果および時間の経過に伴う未階調潜像
の明るい部分と暗い部分との漸進的混和は起ら
ない。現像した画像の解像度はトナー粒子の大
きさによつてのみ限定される。最小の理論的イ
ンクリメントは1個の微結晶の大きさ、すなわ
ち直径700〜800Åである。現在市販のトナーの
粒子はこのように小さくはない。 8 このコーテイングは有利な帯電及び放電特性
を有する。 前述したように、本発明のコーテイングは主
として電子写真部材により代表される環境で使
用することを意図する。本発明のコーテイング
の構造は第1図および2図に詳細に示す。コー
テイング16は均一に帯電されるべきである。
潜像を得ることを目的とする場合には、対象物
に対し露光されたとき、コーテイング16は選
択的に放電すべきである。ハロゲン化銀のフイ
ルムに期待される品質結果に匹敵する品質結果
を達成する為には、高度の可撓性が必要なこと
は心に留めておくべきである。本発明の電子写
真フイルムの性能は、種々広範な条件の光につ
いて、無限のグレースケールと、コントラスト
及び画像素質の自然な演出とを提供する。これ
等のすべては本発明のコーテイングの帯電及び
放電特性に関連がある。ガンマ曲線(濃度対露
光量)は電気的に調節することができる。 画像形成としてその用途以外に、コーテイン
グは10-2秒以内に帯電及び放電することがきる
為、種々異なる分野の情報蓄積及び検索用に用
いることができる。換言すると、他のコーテイ
ングでは知られていない放電の迅速な接続/遮
断能力がある。 画像形成して用いた場合の本発明の電子写真
フイルムの帯電及び放電特性を示す第6図に注
意すべきである。横軸には時間を、画像形成の
場合の実用上の配慮から、秒で目盛つてある。
このような考慮に含まれるものは、カメラ、複
写機および物理的に動くか若しくは動かされる
機構を有しかくて運動を達成し得る時間に対す
る制約を有する類似装置がある。第6図から判
るように、帯電及び放電に対する時間的制約
は、高速帯電及び放電が可能な本発明のコーテ
イングにはない。 本発明のコーテイングを有する或る電子写真
部材の帯電曲線110は、本発明のコーテイン
グが電荷を供給する同様に迅速に電荷を受納す
る為、実際上直線的であることを示す。達成さ
れる電荷は印加時間とコロナ電流の函数であ
り、即ちQ=TAまたは電荷は時間と電流の積
である。但しQは電荷(クローン)、Tは時間
(秒)、Aは電流(アンペア)である。この概念
は表面電位の制御を可能とする。 従来の静電技術の場合には、光導電体は普通
帯電し制御されていないコロナで飽和され(供
給されるだけの電荷は漏洩する)、次いで最大
量の光に露光されて残留電圧が確実に最小にな
るよう(最大放電)にされ、その結果複数度合
のグレースケールを獲得することを助ける中間
電圧は殆んどまたは全く存在しなくなる。第6
図から判るように、本発明のコーテイングは任
意所要の中間水準に帯電させることができる。
このことは帯電時間及びコロナ電流の何れか一
方又は双方の変更により達成することができ
る。 帯電曲線110の場合には、コーテイングは
最大電位に帯電されている。この最大電位は約
0.3秒で表面上で−50V(直流)であることが示
されている。この点を第6図では112で示
す。コーテイング16が厚さ約3500Åと仮定す
ると、この表面電位は1000Åあたり約14.3Vの
電荷受納を示す。良好なコントラストとグレー
スケールの画像形成および階調を可能とする為
には、コーテイングの電荷が1000Å当たり少く
とも数V以上でなければならないことを見出し
た。明らかに、1000Å当り14.3Vの受納は優秀
である。かゝる電子写真フイルムについては、
最大値より低い電圧で優秀な画像形成を与える
中間帯電電圧には多大の余裕がある。 本発明のコーテイングの電荷受納の度合は、
如何なる既知の市販の電子写真部材及び文献に
報告された殆んどのコーテイングよりも著しく
大きい。文献に報告さるた硫化カドミウムコー
テイング堆積は、実際の電荷を全く受納ること
ができないことが知られている。帯電可能なも
のは、本発明のコーテイングが受納し得る電荷
の数分の1の電荷を受納する。 コーテイングの電荷の受納は、コーテイング
の物理的構造と関連があると考えられる。バリ
ア層20内に深いトラツプまたは表面エネルギ
ー状態は、禁止帯の内側にあるエネルギーで電
子の捕獲を可能とする。電荷は、高度に規則的
な結晶構造と個々の微結晶の独立したドメイン
効果との為、強く引寄せられる。従つて荷電間
の相互ドメイン効果は小さく、電荷は近所に何
が起つても無関係にその場所にとヾまる。放電
が選択的に生ずる場合縁効果は存在しない。露
光前電荷は容易には移動しない。一方、本体7
は1μ以下又はおそらく1μより若干大きな厚さ
まで、自由なキヤリアが充分に減少させられて
いる。 第6図に示す曲線114は、最大電位点11
2まで帯電後の暗所に残存するコーテイングに
由来する表面電位である。この曲線114は暗
所減衰曲線であり、コンデンサー放電の特徴と
して比較的急峻な部分116から始まり、次い
で平坦になる。この曲線114から、長時間経
過後に多量の電荷が存在することを知ることが
できる。本発明のコーテイングは暗所で長時間
に亘つて多量の荷電を保持する。 一電子写真部材について暗所減衰試験の一例
を実施し、その放電を測定した。このフイルム
は第1図に示す構造のものであつた。基板14
は厚さが数分の1ミリのポリエステルフイルム
であり、オーム抵抗層14は主として厚さが
266Åの酸化インジウムであり、コーテイング
16は厚さ3687Åの純粋な硫化カドミウムであ
つた。このフイルムを暗所でコロナを用いて帯
電した。このコロナは0.9秒間−400μAの電流
を提供し、−33Vの表面電位に達した。暗所で
の減衰は対数関数的であり、約20秒以内に−
20Vに低下し、50秒以内に−16.4Vに低下し、
5分以内に−10Vに低下し、10分以内に−7.3V
に低下した。約12分でなおも−6.7Vがフイル
ム上に存在し、この電圧は必要ならば優秀なグ
レースケールの画像及び階調を与えるのに充分
であつた。この時点で252型ビビタール式フラ
ツシユユニツトを用いて、4.5中性濃度フイル
ターにより、フイルムを突然放電させた。表面
電圧は−2.5Vに低下し、この電圧はなおも画
像形成および階調を与えることができるもので
あつた。約20秒後にフイルターを取去り、フイ
ルムを閃光により再び放電させ表面電圧を零と
した。 曲線118は、フイルムが最大電荷を達成し
た時直ちに明るい光にフイルムを露光すると想
定して、コーテイングの最大電荷からの光減衰
曲線を示す。放電は直ちに生じ充分に進行して
ゼロとなり、点122で示すように残存電圧は残
存しない。放電の経過時間は約200ミリ秒とし
て示す。 露光によるコーテイングの放電は、光子がコ
ーテイング内に入り正孔と電子を再結合させた
時達成される。本発明のコーテイングは、2μ
以下程度の薄いフイルムの全本体に亘つて空乏
層が延在する為、完全に放電して表面電位零と
することができる。さらに、この放電は第7図
について説明するように10-9秒以内に達成する
ことができる。放電を含むサイクルの全時間に
対する唯一の制約は、帯電した表面を高速で露
光する実用上の問題である。或る画像形成装置
においては、この高速露光は零えばカメラのシ
ヤツターを開いた後閉じる場合における如く投
影露光により行なうことが必要である。 バリア層20の下のコーテイング16は、荷
電時に自由キヤリアが空乏していることが必要
である。セレンの如き他の物質の場合には、電
界は決してすべての自由キヤリアを駆逐するこ
とができない。本発明の場合には、自由キヤリ
アは電子であり、約2μまでの厚さの場合残ら
ず駆逐される。これ以上の厚さではオーム抵抗
層に近い所に若干のキヤリアが残存することに
なる。実際約2000〜約7000Åの好適な薄い層厚
さの場合には、全体的空乏が存在し、光に曝さ
れたときには放電がさまざまに起つて零となる
ことができる。 画像形成用に帯電したコーテイング上に物体
の投影を行なう場合、コーテイングのインクリ
メントの部分的放電によりコーテイング表面の
電圧が下がり、この点で移動した暗所減衰曲線
が始まり、極めて鋭い遮断点を有する。かくて
第6図にコーテイングの部分的放電を充分に放
電していない3例のインクリメントにより示
す。これ等のインクリメントとは一すは表面電
位水準が122になるものであり、一つは表面電
位水準が124になるものであり、残りの一つは
表面電位水準が126になるものである。これ等
の放電に続く暗所減衰曲線はそれぞれ128,
130及び132である。これ等の曲線から、
暗所減衰放電曲線が殆んど平行である為、コー
テイングが露光された場合に達成される潜像中
で殆んど無限のグレースケールを得ることがで
きることがわかる。また、コーテイングの全体
的放電は点120で充分に零となる。既知の如何
なる電子写真部材も、直ちに零まで放電し得る
能力を有するものはない。事実、今日用いられ
ているゼログラフイ装置の無定形セレンコーテ
イングは、充分に最大電位まで帯電された場合
本発明のコーテイングの全表面電圧の同程度の
ノイズ電圧を有する。 殆んど無限のグレースケールを達成する本発
明のコーテイングの性能を明瞭にする為、第3
図の工程No.1は第6図の「帯電」と記した時間
範囲で生じ、第3図の第2段階は第6図の「露
光」と記した時間範囲で生じ、第3図の第3段
階は第6図の「階調」と記した時間範囲で生ず
ると考える。トナーはそれぞれのインクリメン
トの表面電圧に比例して付着する為、その間に
インクリメント間の電荷の移動は無く(前記第
7項「このコーテイングは電気的に異方性であ
る」の項を参照)、各インクリメントは暗所減
衰曲線128,130及び132と同様の暗所
減衰曲線を辿つて相互間に常に或る勾配を維持
し、かくて通常のハロゲン化銀フイルムより解
像力が良好な写真的グレースケール品質を提供
する。 トナーが表面上に融着したときの平面の平滑
性と生成する完全な点(ドツト)とは、良好な
画像品質の他の要素である。 本発明のコーテイングのすべてのインクリメ
ントの暗所減衰曲線の勾配は、インクリメント
に帯電する電圧に応じて僅かに変化する。例え
ば第6図の暗所減衰曲線114は、暗所減衰曲
線132よりも急峻なことが容易にわかる。こ
のことはコンデンサーの放電特性の考察から論
理的に説明できることであろう。これ等の暗所
減衰曲線は時間の経過に伴ない勾配の差がます
ます小さくなる為、これ等の曲線は等勾配即ち
平行状態に近付く傾向がある。この特性は、
種々異なる目的の現像用に、コーテイングのガ
ンマ曲線を制御することを可能とする。電子写
真部材を高電圧に帯電しこれを迅速に露光する
ことは、電子写真部材を低電圧に帯電した場合
または暫く後に露光した場合または低電圧に帯
電して暫く後に露光した場合よりも、灰色階調
の一だんと暗い部分で一だんと多い変化度合を
得ることを可能とする。このことは広汎な融通
性を与える。 電荷が約10V以上の状態では、本発明の電子
写真フイルムの感度は、コーテイングに供給さ
れている電荷とは殆んど無関係であることを見
出した。インクリメントの放電電圧は露光量に
比例し、露光が終了すると直ちに特定の暗所減
衰曲線を確立する。放電の量は任意の所定強度
の光に対しては、全インクリメントについて等
しい。これ等の中間帯電水準は実に数分間もの
極めて長時間に亘つて相互の比例的関係を保持
し、かくてグレースケールの歪を生ずることな
く充分な忠実度で階調を有する画像の再現を機
能とする。帯電電圧、露光時間、トーニングの
長さの選択は変更することができ、画像形成用
に本発明を用いる場合多大の融通性を与える。 第6図において、必要ならば、使用者は低電
圧に例えば線に沿つて122の点までコーテイン
グを帯電することができ、この点122では画像
形成せんとする対象物中で利用し得る光は、点
112まで帯電する場合よりも大きい。 光の状態が弱く、高帯電状態の場合よりも急
峻でないガンマ曲線を有することが望ましい場
合であつてさえも、線134に沿つて帯電する
ことは、グレースケールの損失を常することと
はならないが、トーニング時間を幾分延長する
ことを必要とする。 一だんと低い最大値に対する他の帯電曲線は
136,138として図示してある。 必要ならば、帯電時間を増し、線140に沿
つて帯電し、これを142で中断することができ
る。この点142からの暗所減衰曲線144は、
点122と略々同電圧である為、曲線128と同
一であるがやがて曲線128とはずれる。露光
は実際に時間146の後直ちに行なわれ、線1
48に沿つて選択的に放電すると共に、数個の
インクリメントはそれぞれの露光量に応じて異
なる種々の暗所減衰曲線に急激に変化する。然
る後トーニングが始まり、所要画像の種類と露
光後に得た電圧とに応じて異なる時間継続す
る。点142に示される帯電状態に対する中間放
電曲線はグラフには示してない。 コーテイングの荷電及び放電の諸特性を示す
第6図において、コーテイングが点112の最大
値まで帯電されていて、所定時間露光されずに
暗所に保持されて5秒経過したことを想定す
る。この時点ではコーテイングの表面電荷は、
なおも約35Vの直流電圧を有する点152まで減
衰している。この時点で露光すると、最大光放
電が線150に沿つて生じて零になる。種々な
光の対象物に露光すると、中間度合の照明によ
つて達成し得る多大のグレースケールがなおも
存在し、このことはコーテイング上に殆んど無
限の数の種々な電圧を存在させ、これにより良
好なグレースケールをなおも与える。トーニン
グは露光を早期に行なつた場合よりも僅かに長
時間行なわれなくてはならないが、得られる現
像された画像の品質は良好である。 第7図においては、同一コーテイングの帯電
および放電を異なる時間目盛で示す。横軸の単
位はナノ秒である。本発明のコーテイングは線
154に沿つて迅速に電荷を受納して点156の
電圧となる。このことは約3×10-9秒で生ずる
ことが示されている。コーテイングの異方性に
より互いに独立した多数の蓄積インクリメント
または部材からコーテイングが成つていると考
えられる場合には、この電荷は一蓄積インクリ
メントの状態の変化を示すこたは明らかであ
る。さらに、電子ビームの強度は種々な状態の
帯電を確立することができ、電子写真フイルム
の一片上に完全に多彩な光景を読むことができ
る。この光景即ちそれぞれのインクリメントの
状態の変化は、帯電した電圧で部材の暗所減衰
曲線に応じて異なる時間蓄積され、インクリメ
ントは個々の微結晶の先端と同じ位小さくする
ことができる。 第7図においては、部材電荷の暗所減衰曲線
158を示し、この曲線は時間目盛の故に漸次
の減衰を示している。 帯電された単独インクリメントが直ちに放電
される場合、放電は線160に沿つて数ナノ秒
以内に、又は少し遅れて線162に沿つて生ず
る。コーテイングの高速で帯電及び放電される
性能および蓄積能力は、この電子写真部材を広
汎な種類の目的に使用することを可能とする。 9 このコーテイングはそれ自体可撓性である。 本発明の電子写真部材10の好適な形態は、
第1図および第2図に示す通りである。前述し
た如き厚さ、即ちコーテイング16は2μ以下
の厚さ、オーム抵抗層14は400Å程度の厚さ、
基板12は数分の1mmの厚さであるこの構造
で、全部材は高度に可撓性である。この部材は
直径6.35mm(1/4インチ)の心棒の周囲に、亀
裂又はひびを生ずることなく巻付けることがで
きる。この性質は、脆弱性が結晶の一つの性質
であると常に考えられている為、結晶であるコ
ーテイングを有する部材中に生ずることは容易
に思い付かなかつた性質である。結晶の密度お
よびその表面硬度もまた、可撓性とは調和しな
いと思われる。スパツタリング中加えられた圧
縮応力は、損傷を生じさせることなくコーテイ
ングを容易に曲げることを可能とするコーテイ
ングを容易に曲げることを可能とするコーテイ
ングの大きな強度、弾性及び一体性の為である
と考えられる。 可撓性はガラス又は金属の基板を基礎とする
部材の如何なる様式の結果としてでも必然的に
生ずるものではないが、そのような場合でもか
かる比較的剛性の基板に被着したコーテイング
の可撓性は、コーテイングに損傷を生ずること
なく、振動及び折曲げた部材が耐えることを可
能とする。 好適な電子写真部材10に対する可撓性の性
質は、この部材が処理機械のロール上および案
内部材周囲を損傷又は亀裂を蒙むる惧れなく通
過することを可能とする。 10 このコーテイングは無疲労または持続性を有
する。 ゼロゲラフイ用のセレンドラムは、光導電性
を失う為、長期感は使用することができない。
かくて時々交換しなければならない。本発明の
コーテイングの場合には疲労はそもそも存在し
ない。帯電および放電の数百万回のサイクルに
コーテイングを迅速に通して行なつた試験は、
コーテイングの利得及びその他の諸性質に何等
の影響も及ぼさない。 若干の電子写真部材において、部材の放電が
部材を露光する光の停止後でさえも続く。この
ことは現像されて得られた画像を乱しカブリを
生ずる。本発明のコーテイングの場合には、何
れかの部材に加えていた光を停止した瞬間に放
電が停止し、部材が直ちにその暗所放電曲線を
呈する。この急激な遮断については上述した。 前述の10項ほどの性質は限定的なものではない
が、主として第1図および第2図について詳述し
た如き電子写真部材の一部分としての使用する際
のコーテイングの主要性質を包含する。これ等の
性質から特記しなかつた多数の利益と利点が生ず
る。コーテイングの作動の理論は或る程度性質の
カタログに関連して記載したが、付加的に以下に
説明する。作動理論を検討する前に、性質が如何
に変化するかを説明する一方法として、コーテイ
ング厚さの変更の影響を記載することは有益であ
ると考えられる。 第9図はコーテイングの若干の性質がコーテイ
ング厚さによつて変化する状態を示すグラフであ
る。このグラフの研究は本発明を種々な種類の用
途に用いることを助ける。 第9図の横軸は、基板12およびオーム抵抗層
14の上に堆積したと考えたコーテイングの厚さ
Åである。縦軸には透過率T、受入電圧Vac、帯
電状態の本体の横方向固有抵抗logρ(単位はΩcm)
および表面固有抵抗logR/□(単位はΩ/□)
の4種の異なるパラメータを示す。 最初にコーテイングの厚さによる透過率の変化
を示す曲線180を考えると、コーテイングの厚
さが厚くなるほど透過する光は少くなるのが論理
的である。コーテイング厚さが薄くなつて零とな
れば透過率は100%になる。この曲線180から
厚さが1μ即ち10000Åを越えた後は、透過率は約
65%以下に低下し始めることを注意することがで
きる。露光即ち放電達成は光子の吸収を必要とす
る為、光がコーテイングの本体内に入つて貫通す
ることができない場合には電荷を充分に消散する
ことがでない。コーテイングの利得は、堆積する
物質の物理的補給により制御され、従つて厚さの
如何に拘らず一定であるが、光子が本体内に入つ
て正孔と電子の結合を生じさせることができなけ
れば役に立たない。最良の結果は透過率が約70〜
約85%の場合に得られ、このような透過率は厚さ
が約2000〜約6500Åの場合に生ずる。コーテイン
グの厚さがこれより薄いと、良好な画像形成の為
の電子と正孔の充分な結合を得るのに充分な光子
を吸収するのに適当でないが、露光時間を長くし
トーニングを長くすれば1000Å程度の薄いコーテ
イングを複写作業用に用いることができる。かゝ
るコーテイングは高速画像形成、高解像度、良好
なグレースケール等を達成するとができない。厚
いコーテイング、例えば2μまでまたは2μ程度の
厚いコーテイングは用途を有するが、その用途は
実際上透明なものの場合ほど多くはない。 コーテイングの受入電圧は、直線182に示さ
れるように、コーテイングの厚さに正比例する。
受入電圧直線の勾配は、使用物質の種類、使用物
質の帯電及び放電条件下の表面固有抵抗および本
体の側面(横)方向および横断的横方向固有抵抗
の函数である。図示する直線182は本発明によ
り堆積した硫化カドミウムの場合であるが、堆積
物が異なると僅かな差が生じ勾配が僅かに変わ
る。約2500Åの厚さで、最大値として理解さるべ
き全電圧受納値は約30Vである。1000V当りの受
納電圧は約12Vであり、これは良好な画像形成の
為に優れている。他の性質を除外すると任意の厚
さのコーテイングで良好な画像が形成される。然
し厚さの薄いコーテイングは、数Vでさえも電荷
により供給されることができるに足る絶対的受納
電圧値を有しない。 表面固有抵抗184は、コーテイング厚さとは
無関係に約1020Ω/□の値を有する直線として示
される。コーテイングの厚さが最も薄いときに
は、表面固有抵抗値は信頼性あるものとは考える
ことができない。この理由は固有抵抗の測定値
は、固有抵抗の測定ができたとしても、本体の測
定値から分け難い為である。分け難いことの原因
は、このように薄い寸法ではコーテイング16の
本体、オーム抵抗層14及びバリア層20を別々
に区別することが極めて困難である事実に依る。
すべての測定に対するこれ等の層のそれぞれの寄
与は、実際上確認できない。数百Å以上の厚さで
は、表面バリアが独立の要素として働き出す。 20Ω/□の値の固有抵抗の実際的効果は無限固
有抵抗のそれであることが評価さるべきである。
この値以下例えば1017Ω/□までの範囲での変化
は、表面バリア層が隣接インクリメントの領域の
電荷の独立性を維持する効果を大きく低下しな
い。換言すると、固有抵抗は約1017Ω/□から
1020Ω/□以上にも亘ると考えることができ、こ
れに伴なつて解像度が高くなり電荷移動が無くな
る。この要素はまた、隣接電荷間の電位差がトナ
ー粒子に対する不自然な選択を生ずることができ
ないように保障することにより、例えば無定形セ
レンの如き光導電体に固有な縁効果を防止する。
因みに、本発明のコーテイングの表面電圧の絶対
値が小さい事実も、セレンの縁効果を防止する効
果を有することは注意すべきである。 表面固有抵抗はコーテイング16が帯電してい
るか否かによつては変らず、また暗所にあるか光
中にあるかによつても変らない。かくて表面固有
抵抗の値は、約1000Åより厚いコーテイングの厚
さとは無関係に、同じ値にとヾまる。このことは
電気的異方性を確立し維持する。 横方向固有抵抗の性質は曲線186により示さ
れ、厚さの減少とともに増大する。この曲線18
6の横方向固有抵抗の値は、コーテイングが帯電
されたとき存在する値(単位はΩcm)である。
1014Ωcm程度の値は約2000Åの厚さで達成され
る。約10000Åの厚さでは値の減少はむしろ急峻
であるにも拘わず、この厚さのときでさえも固有
抵抗は遥かに1012Ωcmより大である。コーテイン
グの本体は、コーテイング厚さが10000Åより大
に増大した後、ほぼ最大値に達し、その後は一定
に留まる。 本体の側面方向の固有抵抗の値は、コーテイン
グの帯電されていれば本体の横方向固有抵抗の値
と同じであるが、コーテイングの高利得の為放電
したときには約108Ωcmに低下する。側面方向固
有抵抗のこの減少は、このコーテイングを用いる
電子写真フイルムの高速画像形成を可能とし、ま
たその他の用途に対し理想的な性質を提供する。 この検討中では「薄膜」について述べられてい
る。薄膜の一般的定義として、その範囲全体に亘
つて本体の性質を有しない層を示すものとの定義
があるが、薄膜を本明細書で意味した如く定義す
ることは適当であろう。本発明に係る薄膜は、層
厚さ全体に亘つて空乏層が延在するものである。
このことにより所望の性質が付与される。かく
て、16で示す様な硫化カドミウムのコーテイン
グについては、帯電した場合、空乏層はコーテイ
ング全体に亘り約1.5〜約2μまで、実際には約3μ
まで完全である。コーテイングが例えばセレンで
あつて厚さ25μである場合、空乏層は本体の極く
一部分である。コーテイングは決定的に薄膜では
ない。殆んどの用途に好適なコーテイング16の
厚さは約2000〜約7000Åであり、これは明らかに
先に規定した如き薄膜である。 再び可撓性ポリエステル部材等の基板12にコ
ーテイングを形成する方法について述べると、こ
の形成技術は無線周波スパツタリングとして記し
てきた。コーテイング工程を実施する様式を詳細
に説明する目的の為、予め堆積したインジウム/
錫酸化物の層上に硫化カドミウムを堆積すること
について記述する。 スパツタリング装置53を始動するときに、1
巻の大量の基板Sがロール56として据付けら
れ、種々のローラと係合し、ドラム60の周囲に
巻かれ、巻取ロール64上に巻取られると想定す
る。次いで真空ポンプ102を始動し、容器54
の全内部を排気して適当な真空とする。真空が形
成された後、電力を供給することができ、硫化カ
ドミウムターゲツト66及び68を冷却する冷却
剤の循環を開始し、熱交換液(高温の油を包含す
る)をドラム内にドラム表面近くに循環を開始す
る。バツクグラウンドガスを所定比率のアルゴ
ン、硫化水素及び酸素の混合物として1個以上の
給源106から導入し、すべて定常状態として調
節された諸パラメータに達する。一方、基板の運
動を制御するモーターは始動されている為、加熱
されたドラム表面は基板を融解しない。 定常状態に達した後、基本の全ロールが被覆さ
れるまで装置53を連続的に運転する。装置53
内の状態はできる限り全体に亘つて定常状態に維
持する。全ロールが被覆された後装置53を停止
し、電力を切り、ガスを止め、室を開く。次で充
分に巻かれたロール64を取り外し、新しい末被
覆のロールを56の場所に装置し、工程を繰返
す。 装置53において確立され、維持される代表的
繰作に対する種々の条件を示す: 1 ターゲツト−水冷したクテンレス鋼架装取付
部に固定する超純度硫化カドミウムの焼結部材
66および68を設ける。純度は99.9999998%
程度である。ドープする場合、ドープ剤はガス
により、少量の溶液を硫化カドミウムに塗布す
ることにより、または作る時に混合したドープ
剤を含有する他のターゲツトを用いることによ
り供給する。ドープ剤の使用量は100万分の数
100以下の程度のように極めて少量にする。 2 室における圧力等−先づ、室を機械式拡散お
よび/または寒剤真空ポンプにより比較的に良
好な真空に排気する。この排気はなによりも室
を脱ガスし湿気を十分に除去する。代表的な排
気圧は10-6〜10-7トル(mmHg)の範囲にする。
硫化水素と一緒に用いるアンゴンガスを導入し
て約6ミリトルの圧力を維持し、スパツタリン
グ中の変化は5〜9ミリトルである。ガスの割
合は93.3%、超純度アルゴンおよび6.1%超純
度硫化水素である。酸素を極めて少量100万分
の数100または数1000の割合で同時に導入する。
ドーピングするガスを100万分のように少量で
導入し、燐ドーピングに対してホスフインおよ
び炭素ドーピングに対してメタンを導入するこ
とができる。ターゲツトは混入した金属ドープ
剤を有することができる。 3 基板−上述するように基板12は1ミリメー
トル以下の厚さのポリエステルである。基板は
使用する前に約100℃に加熱する加熱装置を通
して脱ガスおよび脱湿するのが好ましい。他の
基板としては他の条件下でアルミニウム、ステ
ンレス鋼等を用いることができる。 4 エネルギー−代表的装置における無線周波
(R.F)発振器80にはスパツタリング操作中
約4KWのエネルギーを供給する。代表的な供
給に対してターゲツトに加えられるr.m.sボル
トはプラズマによつて自己整流してターゲツト
において約−1400ボルトの半波整流ピーク直流
(d.c.)電圧を達成する1000ボルトR.F.とし、
ターゲツト材料にある程度影響される。硫化カ
ドミウムに対するターゲツト温度はその電圧お
よび流れる電流により作用されること勿論であ
る。この事については後述するけれども、ター
ゲツト材料の性質に影響を受け、この温度は巨
視的な爆発ホツトスポツトを防止し、拡がりか
ら保持しない場合にはターゲツトのへこみやひ
び割れの生ずるのを制御する必要がある。ター
ゲツト上の電圧としては良好なスパツタリング
条件において約−1000〜−2000ボルトを流す。
陽極上のバイアス電圧は通常−20ボルトに維持
する。堆積物を過度に除去する前に約−150ボ
ルトまで高くすることができる。 5 機械的考察−室における輸送機構は張力を感
知しかつ張力を一定に維持するのに応答する構
造によつて十分に低い張力を維持するように配
置する。本来基板は軟化するためにのびると考
えられたが、幅および長さが実際に収縮するこ
とを確めた。このことは結晶上に圧縮応力を生
じ、強度および寸法安定性にする。実際の基板
張力は温度、基板の厚さおよび他のパラメータ
の僅かな変化によつてスパツタリング操作中変
化することができる。代表的な張力は約50ポン
ドまたはこれ以下にする。 6 堆積速度−後述する2個のターゲツトの配置
において、堆積速度は代表的に時間当り3ミク
ロンである。コーテイング16の全体の堆積は
基板をターゲツトとドラムの間に発生するプラ
ズマに1回通すことによつて達成する。このた
めに、堆積速度は、輸送機構の速度を変化する
ことにより制御する基板の移動速度によつて制
御するこができる。3ミクロン/時の上述する
速度において、約3000Åの代表的な厚さの堆積
層は基板を約14〜15ミリメートル/秒の速度で
ターゲツトを通過するように移動させることに
よつて堆積することができる。ターゲツトの大
きさおよびその数を多くする場合には、基板を
15ミリメートル/秒以上の速さで通過させるこ
とによつて同じ堆積層を堆積することができ
る。 薄いコーテイングは速度を高めることによつ
て1回の通過で堆積することができる。例え
ば、結合層18は普通の堆積より速い基板速度
でかつ低い動力で堆積する。 7 温度−ターゲツト温度は350℃程度に高くす
る。堆積中のポリエステルの温度は約165℃で
ある。ドラム60はドラム60内を循環する高
温の油で加熱し、この油は約150℃に維持する。
オーム抵抗層は装置におけるプラズマに存在す
るある無線周波発振器に基因するうず電流によ
り熱を発生する。この結果として、基板は相当
軟くなると共にスパツタリングが進行する。こ
の事はおこり得る収縮を除去する。高温度は衝
突分子が衝撃するところの表面にエネルギーを
生じ、安定で緻密な堆積を促進する。オーム抵
抗層は基本の温度を上げることによつてドラム
の温度より約15℃高くする。 8 幾何学−代表的な装置の幾何学は次に示す装
置53の性質およびスパツタリングの条件を理
解する助けになる: ドラム直径 −40cm(約18インチ) 基板の幅S −50.8cm(約20インチ) ターゲツトのおよその寸法
−56×25cm(22×10インチ) ターゲツトとドラムとの間の間隙 −50mm プラズマ108およそのラジアン −約π/2 ターゲツトにおける暗部
−約1.3mm(約1/2インチ) 陽極における暗部 −約6.4mm(約1/4インチ) 9 電界等−陰極と陽極との間の電界は負のバイ
アスで測定したところ陰極上における全電圧を
構成するか、かかる全電圧は陰極から大地電位
であるシールドまで存在する。間隙おけるプラ
ズマ108はR.F.電圧をD.C.電圧に整流する。
イオン化ガスからの衝撃エネルギーは基板に到
達する粒子に供給するエネルギーを生ずる。こ
の事は100電子ボルトとして評価する。蒸気技
術の使用により堆積する粒子のエネルギーと比
較して10倍以上大きい。 コーテーイング16の異常な特性を達成するた
めに、スパツタリング中に陽極に加えるバイアス
電圧をあげた、陽極は陰極の電圧の数分の一であ
る負電圧、負2000ボルトd.c.に維持する。ターゲ
ツトのまわりのシールドおよび陽極の非露出部分
を大地電位に維持する。この事は陰極における普
通の暗部以外に陽極に暗部を確立し、基板はその
外面が第2暗部と掛合する。この事はラングミユ
アー・プローブと称され、浄化するためにのみ用
いられる、いわゆるバツク−スパツタリングとし
て知られている。知られている限りにおいては、
本発明のコーテイング16について記載した望ま
しい特性を達成する目的のためには用いられてい
ない。電子写真部材を作るためには知られていな
い。 バイアスの量はこのバイアスによりスパツター
したコーテイングを有する生成電子写真フイルム
の電荷受容量をある範囲制御することが決定され
た。第10図はバイアスに対する硫化カドミウム
コーテイングの電荷受容量を測定する試験の結果
を示す曲線を示す。経験により、満足な画像形成
を行うために1000オングストローム当り約7ボル
トまたはこれより好ましい電荷受容量にする必要
があることを確めた。この事実から、曲線が200
のレベル部分を達するまで、結果は不十分であ
る。202における曲線の速やかに変化する部分
は、電荷受容がバイアスの低い値になると確信で
きないことを意味する。約−10ボルトで開始する
場合には、1000オングストローム当りの電荷受容
は約9ボルトに達成し、高い値までバイヤスに対
してほぼ一定である。 −150ボルト程度またはこれ以上のバイアスを
用いる場合には、基板から硫化カドミウムの逆ス
パツクリングがおこり、堆積速度を減少させる。
代表的バイアスとしては−20ボルトを用いる。こ
のバイアスは、双極子状CdS分子が基板に衝突し
てより反応性のS原子が外方に向うようにする際
上記分子を配向する傾向のある電界を提供する。 例えば電子写真部材にコーテイングを組込む際
の作動およびその作用の理論は、その結晶構造お
よびその電気的構造などについて考察している。 堆積は高い電気エネルギー密度の条件において
生じ、加えられるバイアス、超純度ターゲツトお
よび完全化学量論的量を確実にするバツクグラウ
ンドガスの適当な混合物、加えられるR.F.電力、
基板の加熱およびバイアスの電界効果の結果であ
ると考えられる。得られた結晶質堆積は、硫黄原
子が双極子のように堆積するから一番上は硫黄原
子になる。これは導入された酸素と結合して錯酸
化物のバリア層を形成する。 加熱基体はオーム抵抗層におけるうず電流の作
用により高められる温度を有し、このめに分子が
衝撃する場合にはかかる分子は必ずしも静的状態
にとどまらず、まだ幾分の可動性およびエネルギ
ーを有している。うず電流は第2暗部により生ず
る強烈な電界によつて生ずると考えられる。到達
する分子は結晶堆積を形成する最も完全でかつ安
定な結合を捜索し達成する。この事は高い規則状
態を達成し、小板を作る。微結晶の形態学はほと
んど完全で、垂直に配向し、表面層の効果、すな
わち異方性以外に高い解像度を与える個々のフイ
ルド領域を生ずる。堆積物が回折測定に応答して
単一結晶構造として作用するために、堆積結晶の
均一性は結晶の格子構造にわたるものと思われ
る。 帯電した場合、電荷が均一に供給され、それぞ
れの微結晶と共有される。禁示帯幅は2.4電子ボ
ルトである。表面の帯電は過度の負電荷を生ず
る。光の禁止帯幅エネルギー光子は禁止帯中に電
子および正孔を生じ、電界下におけるこれらのキ
ヤリヤのドリフトが初期表面電荷を減少させる。
表面状態の電子の直接励起は無視することができ
る。バリア層における電子トラツプは強く保持さ
れた電子を供給する。キヤリアの転移時間はライ
フタイムより短かく、このために露光中コーテイ
ングにおける電界はキヤリア進行中に維持され
る。 上述する説明および試験から、コーテイング1
6の性質および帯電しまた放電する場合のその作
動による画像が現われる。この画像は同様にスパ
ツターでき、同じでなくても同様の効果を達成し
得る他の化合物に道を指示する。 硫化カドミウム単独以外に試験され受入れられ
ることが見出された化合物としては硫化亜鉛、テ
ルル化亜鉛、および硫化亜鉛と硫化カドミウムと
の混合物である。コーテイングとして堆積した場
合には、これらの化合物は硫化カドミウム単独の
すべてはないが多くの優れた特性を具え、またこ
れらの化合物は誘電材料である。これらは硫化カ
ドミウムと同様に禁止帯幅、誘電率、フエルミ単
位および他の点が全く同様なN−型化合物であ
る。しかし主としてこれらの速度およびスペクト
ル応答においては硫化カドミウムから相違してい
る。 次の記載は本発明により堆積するような硫化カ
ドミウムにていての情報を提供し、これから使用
される化合物の性質が評価される。 硫化カドミウムコーテイングにより達成される
電荷受容および電界は酸化亜鉛およびセレンの如
き通常用いられている市販化合物を包含している
既知の光伝導性化合物より優れている。任意既知
の硫化カドミウム堆積より著しく良好である。コ
ーテイングは好適な構造で薄いフイルムとして被
着し、特殊な物理構造を有し、更にコーテイング
は均一な結晶質構造、すなわち、六方晶系を有
し、更にコーテイングの与えられた厚さにおいて
均一な結晶直径および長さを有し、更に堆積する
基板に対する垂直関係からなる特定な配向を有
し、その化学量論的量はほぼ完全で、上層は堆積
中の分子配向のために硫黄が一番上側に存在し、
これにより酸素を捕獲するため結合を提供しこの
結果特に無限固有抵抗の薄いバリア層が得られる
(テルル化亜鉛においては、テルル原子が一番上
側になる)、コーテイングは単結晶である如く回
折試験に応答するように均一である。 上述するように、硫化カドミウムの禁止帯幅は
2.41電子ボルトである。硫化カドミウムのフエル
ミ準位は、帯電した時は、伝導帯から0.35電子ボ
ルトであり、帯電しない時は伝導帯から0.7電子
ボルトである。硫化カドミウムの誘電率は約8.6
×10-14である。空乏層は作動時、こゝに規定し
た厚さまでコーテイングの全厚さを通して延在す
る。こゝにはコーテイングの本体中には陽電荷可
動性がない。電子のフライタイムは10-3秒であ
り、移転時間10-10秒であり、すなわち、移動時
間は電子のフライタイムより著しく短かい。この
ために、電界はキヤリアの運転中維持され、コー
テイングの利得が極めて高くなる。指摘するよう
に、一般に単光子は放電中1個以上の電子を生ず
る。 結晶堆積は小さい小板から成りこれ等の小板は
均一に積み重なるけれども完全に整列しない。こ
の事は、コーテイングを露光する場合に、光子に
対し著しい不規則性を生ずる。これはコーテイン
グの全整色性を助せる。 コーテイングには層構造が存在し、NPN半導
体装置に類似する、いわゆる、電界転化が存在す
ると考えられる。コーテイングは過剰の電子があ
り次いで本体中に電子が不存在の如く作用する。
空乏はオーム抵抗層に向つて減少する。深いトラ
ツプは帯電中バリア層に確立される。光の光子が
フイルムに向う時には増幅度を生ずる。 本発明のコーテイングの応答は、例えばハロゲ
ン化水銀エマルジヨンの如き他のコーテイングと
比較した場合に得られる。与えられた露光エネル
ギー、すなわち、本発明のコーテイングにおける
露光時間により増幅される光子エネルギーは一定
である。このために、時間を短かくする場合に
は、同じ応答をもたらすのに必要とされるエネル
ギーは減少し、また逆の場合も同様である。厚さ
が1ミクロン以下の水銀エマルジヨンにおいて
は、この法則はあてはまらない。エマルジヨンは
十分速やかに応答することができない。応答に対
する不活動の概念は相互性欠陥と称され、この事
は本発明のコーテイングには生じない。露光エネ
ルギーを高める場合には、与えられた応答に必要
とされる時間を短くして一定の関係を維持する。 硫化亜鉛および硫化カドミウムの混合物は7−
1/2%から100%の硫化亜鉛と硫化カドミウムが存
在する場合には残部の硫化カドミウムを有するタ
ーゲツトを用いて堆積する。硫化亜鉛は紫外線に
大きいエネルギー間隙を有し、このために酸化亜
鉛の含有量が多くなればなる程得られたコーテイ
ングより透明により、紫外線に対するその応答が
大きくなり、スペクトルの可視部に対するその応
答が小さくなる。小さい割合の硫化亜鉛コーテイ
ングは硫化カドミウムコーテイングのように作用
するが、しかし紫外線応答の改良が僅かである。 酸素は光導電性コーテイングの堆積中バリア層
の形成を助ける程度に少量混合する。この事は室
および基体のロールから酸素を除去する労力が存
在することが推定される。このための理由として
生成堆積に均一性を達成することである。通像、
被覆前に本質的に排気しても室内に装着した基板
をロール中に酸素が幾分吸蔵されることを確め
た。室に装着する前の非巻回ロールの予備加熱は
この酸素量を本質的に減少するために、添加酸素
は一層均一な容積になる。酸素の添加は制御を一
層良好になる。 本発明の操作理論については幾分詳細に説明し
をが、本発明のコーテイングは理論に関係なく説
明していることを指摘する。理論を述べる目的は
本発明の理解を助けるためであつて、制限するた
めではない。 当業技術者は上述する記載から本発明を実施す
ることができる。コーテイングおよびコーテイン
グを具えた電子写真部材はコーテイングを堆積す
る方法と共に本発明の主要構成部分である。本発
明の範囲は特許請求の範囲に包含される限りにお
いて他の用途におけるコーテイングの使用を制限
するものではない。
[Table] The measurements described above may be carried out in several ways, if practicable. The first method is the classical method, in which the electrode is placed laterally, a small current is passed through the material, and measurements are taken of the lateral body. The second measurement method is
The method assumes that the discharge of the coating acts like a capacitor, analyzes the discharge in this way, and fits the known capacitive discharge curve to the discharge curve of the material. A third method is to bombard the coating with a low power electron beam in a vacuum and measure the current through the coating. Because the anisotropy prevents the movement of charge,
Each increment of surface maintains its relative surface potential, precisely defining the gradient of the latent image. Edge effects and gradual blending of light and dark areas of the untoned latent image over time do not occur. The resolution of the developed image is limited only by the size of the toner particles. The smallest theoretical increment is the size of one crystallite, ie 700-800 Å in diameter. The particles of toners currently available on the market are not this small. 8 This coating has advantageous charging and discharging properties. As previously stated, the coating of the present invention is primarily intended for use in environments typified by electrophotographic members. The structure of the coating of the invention is shown in detail in FIGS. 1 and 2. Coating 16 should be uniformly charged.
If the purpose is to obtain a latent image, the coating 16 should selectively discharge when exposed to light on the object. It should be kept in mind that a high degree of flexibility is required to achieve quality results comparable to those expected for silver halide films. The electrophotographic film performance of the present invention provides infinite gray scale and natural rendering of contrast and image quality in a wide variety of lighting conditions. All of this is relevant to the charging and discharging properties of the coating of the present invention. The gamma curve (density vs. exposure) can be adjusted electrically. In addition to its use as an imaging agent, the coating can be charged and discharged within 10 −2 seconds and thus can be used for information storage and retrieval in a variety of different fields. In other words, it has the ability to quickly connect/break electrical discharges, which is not known in other coatings. Attention is drawn to FIG. 6, which shows the charging and discharging characteristics of the electrophotographic film of the present invention when used in imaging. On the horizontal axis, time is scaled in seconds for practical considerations in the case of image formation.
Included in such considerations are cameras, copiers, and similar devices that have mechanisms that physically move or are moved and thus have constraints on the time in which the movement can be accomplished. As can be seen from FIG. 6, time constraints on charging and discharging are not present with the coating of the present invention, which is capable of rapid charging and discharging. The charging curve 110 of certain electrophotographic members having the coating of the present invention is shown to be linear in nature because the coating of the present invention accepts charge as quickly as it supplies charge. The charge achieved is a function of the application time and the corona current, ie Q=TA or the charge is the product of time and current. However, Q is electric charge (clone), T is time (second), and A is current (ampere). This concept allows control of the surface potential. In the case of conventional electrostatic techniques, the photoconductor is normally charged and saturated with an uncontrolled corona (as much charge as is supplied leaks away), and then exposed to the maximum amount of light to ensure a residual voltage. (maximum discharge) so that there is little or no intermediate voltage to help obtain multiple degrees of gray scale. 6th
As can be seen, the coating of the present invention can be charged to any desired intermediate level.
This can be achieved by changing either or both the charging time and the corona current. For charging curve 110, the coating is charged to maximum potential. This maximum potential is approximately
It is shown that there is -50V (DC) on the surface in 0.3 seconds. This point is indicated by 112 in FIG. Assuming coating 16 is approximately 3500 Å thick, this surface potential exhibits a charge acceptance of approximately 14.3 V per 1000 Å. It has been found that to enable good contrast and gray scale imaging and gradation, the charge of the coating must be at least a few volts per 1000 Å or more. Obviously, acceptance of 14.3V per 1000Å is excellent. Regarding electronic photographic film,
There is a great deal of leeway in the intermediate charging voltage to provide excellent imaging at voltages below the maximum. The degree of charge acceptance of the coating of the present invention is
Significantly larger than any known commercially available electrophotographic member and most coatings reported in the literature. Cadmium sulfide coating deposits reported in the literature are known to be unable to accommodate any real charge. Those that are chargeable will accept a fraction of the charge that the coating of the present invention can accommodate. The charge acceptance of a coating is believed to be related to the physical structure of the coating. Deep traps or surface energy states within barrier layer 20 allow the capture of electrons at energies that are inside the forbidden band. Charges are strongly attracted due to the highly regular crystal structure and independent domain effects of individual crystallites. Therefore, the mutual domain effect between charges is small, and charges stay in place regardless of what happens nearby. There is no edge effect if the discharge occurs selectively. Pre-exposure charges do not move easily. On the other hand, main body 7
The free carriers are sufficiently reduced to a thickness of less than 1μ or perhaps slightly greater than 1μ. The curve 114 shown in FIG.
2 is the surface potential derived from the coating remaining in the dark after charging. This curve 114 is a dark decay curve that begins with a relatively steep portion 116 characteristic of a capacitor discharge and then flattens out. From this curve 114, it can be seen that a large amount of charge exists after a long period of time. The coating of the present invention retains a large amount of charge for long periods of time in the dark. An example of a dark place attenuation test was conducted on an electrophotographic member, and its discharge was measured. This film had the structure shown in FIG. Substrate 14
is a polyester film with a thickness of a fraction of a millimeter, and the ohmic resistance layer 14 is mainly a polyester film with a thickness of a fraction of a millimeter.
266 Å of indium oxide and coating 16 was 3687 Å of pure cadmium sulfide. This film was charged using a corona in the dark. This corona provided a current of −400 μA for 0.9 seconds and reached a surface potential of −33 V. The decay in the dark is logarithmic, with −
It drops to 20V, drops to −16.4V within 50 seconds,
Drops to -10V within 5 minutes, -7.3V within 10 minutes
It declined to . At about 12 minutes, -6.7V was still present on the film, and this voltage was sufficient to provide excellent grayscale images and gradations if necessary. At this point, the film was suddenly discharged through a 4.5 neutral density filter using a Model 252 Vivitar flash unit. The surface voltage was reduced to -2.5V, which was still capable of providing imaging and gradation. After about 20 seconds, the filter was removed and the film was discharged again with a flash of light to bring the surface voltage to zero. Curve 118 shows the light decay curve from the coating's maximum charge, assuming that the film is exposed to bright light as soon as it achieves maximum charge. The discharge occurs immediately and progresses sufficiently to reach zero, and no residual voltage remains as shown at point 122. The elapsed time of discharge is shown as approximately 200 milliseconds. Discharge of the coating upon exposure to light is achieved when photons enter the coating and recombine holes and electrons. The coating of the present invention is 2μ
Since the depletion layer extends over the entire body of the thin film, the surface potential can be completely discharged to zero. Furthermore, this discharge can be achieved within 10 -9 seconds as described with respect to FIG. The only constraint on the total cycle time, including discharge, is the practical problem of exposing charged surfaces to light at high speeds. In some image forming apparatuses, this high-speed exposure must be performed by projection exposure, such as when the shutter of a camera is opened and then closed. The coating 16 below the barrier layer 20 must be depleted of free carriers upon charging. In the case of other materials such as selenium, the electric field can never drive out all free carriers. In the case of the present invention, the free carriers are electrons, which are completely expelled for thicknesses up to about 2μ. If the thickness is greater than this, some carrier will remain near the ohmic resistance layer. In fact, in the case of preferred thin layer thicknesses of about 2000 to about 7000 Å, a global depletion exists and a discharge can variably rise to zero when exposed to light. When projecting an object onto a charged coating for imaging purposes, partial discharges of the coating increments reduce the voltage across the coating surface, and at this point a shifted dark decay curve begins, having a very sharp cutoff point. Thus, in FIG. 6 the partial discharge of the coating is illustrated by three increments that are not fully discharged. These increments include one that increases the surface potential level to 122, one that increases the surface potential level to 124, and one that increases the surface potential level to 126. The dark decay curves following these discharges are 128 and 128, respectively.
130 and 132. From these curves,
It can be seen that because the dark decay discharge curves are nearly parallel, an almost infinite gray scale can be obtained in the latent image achieved when the coating is exposed to light. Also, the overall discharge of the coating is well below zero at point 120. No known electrophotographic member has the ability to discharge to zero immediately. In fact, the amorphous selenium coatings of xerographic equipment used today have noise voltages comparable to the total surface voltage of the coating of the present invention when fully charged to maximum potential. To clarify the ability of the coating of the present invention to achieve almost infinite grayscale, the third
Process No. 1 in the figure occurs in the time range labeled "Charging" in Figure 6, the second stage in Figure 3 occurs in the time range labeled "Exposure" in Figure 6, and It is assumed that the three stages occur in the time range marked as "gradation" in FIG. Since the toner is deposited in proportion to the surface voltage of each increment, there is no charge transfer between increments (see section 7 above, ``This coating is electrically anisotropic''); Each increment follows a dark decay curve similar to dark decay curves 128, 130 and 132, always maintaining a certain slope between them, thus creating a photographic grayscale with better resolution than conventional silver halide film. Provide quality. The smoothness of the plane and the complete dots produced when the toner is fused onto the surface are other factors of good image quality. The slope of the dark decay curve for every increment of the coating of the present invention changes slightly depending on the voltage charged to the increment. For example, it can be easily seen that the dark attenuation curve 114 in FIG. 6 is steeper than the dark attenuation curve 132. This can be logically explained by considering the discharge characteristics of capacitors. Because the difference in slope of these dark decay curves becomes smaller and smaller over time, these curves tend to approach an iso-slope or parallel state. This characteristic is
It is possible to control the gamma curve of the coating for development for different purposes. Charging an electrophotographic member to a high voltage and exposing it quickly produces a grayer image than charging the electrophotographic member to a lower voltage or exposing it later, or charging it to a lower voltage and exposing it later. It is possible to obtain a greater degree of change in darker and darker parts of the gradation. This gives a wide range of flexibility. It has been found that at charges above about 10 volts, the sensitivity of the electrophotographic film of the present invention is largely independent of the charge being applied to the coating. The incremental discharge voltage is proportional to the exposure dose and establishes a specific dark decay curve as soon as the exposure ends. The amount of discharge is equal for all increments for any given intensity of light. These intermediate charge levels remain in a proportional relationship to each other for very long periods of time, even minutes, and thus function to reproduce tonal images with sufficient fidelity without gray scale distortion. shall be. The selection of charging voltage, exposure time, and toning length can be varied, providing great flexibility when using the invention for imaging. In FIG. 6, if desired, the user can charge the coating to a low voltage, e.g., to a point 122 along the line, at which point 122 the light available in the object to be imaged is ,point
It is larger than when charging up to 112. Charging along line 134 does not always result in a loss of gray scale, even when the light conditions are weak and it is desirable to have a less steep gamma curve than in the case of high charging conditions. However, it requires some extension of the toning time. Other charging curves for lower maximum values are shown as 136,138. If desired, the charging time can be increased, charging along line 140 and stopping at 142. The dark decay curve 144 from this point 142 is
Since it is at approximately the same voltage as point 122, it is the same as curve 128, but it soon deviates from curve 128. The exposure actually takes place immediately after time 146, and line 1
With selective discharge along 48, several increments abruptly change to different dark decay curves depending on the respective exposure. Toning then begins and lasts for different times depending on the type of image desired and the voltage obtained after exposure. The intermediate discharge curve for the charging state shown at point 142 is not shown in the graph. In FIG. 6, which shows the charging and discharging characteristics of a coating, it is assumed that the coating has been charged to the maximum value at point 112 and has been kept in the dark without exposure for a predetermined period of 5 seconds. At this point, the surface charge of the coating is
It has decayed to point 152, which still has a DC voltage of about 35V. If exposed at this point, a maximum photodischarge will occur along line 150 and go to zero. When exposing objects to different lights, there are still a large number of gray scales that can be achieved with intermediate degrees of illumination, which results in the existence of an almost infinite number of different voltages on the coating, This still gives a good gray scale. Although toning must be done for a slightly longer time than if exposure were done earlier, the quality of the resulting developed image is good. In FIG. 7, the charging and discharging of the same coating is shown on different time scales. The unit of the horizontal axis is nanoseconds. The coating of the present invention quickly accepts charge along line 154 to the voltage at point 156. This has been shown to occur in approximately 3×10 -9 seconds. If, due to the anisotropy of the coating, the coating is considered to consist of a number of mutually independent storage increments or parts, it is clear that this charge represents a change in state of one storage increment. Furthermore, the intensity of the electron beam can establish various states of charge, allowing a fully variegated view to be read on a piece of electrophotographic film. The change in state of this scene, or each increment, is accumulated at a charged voltage for a different time depending on the dark decay curve of the member, and the increments can be as small as the tips of individual crystallites. In FIG. 7, a dark decay curve 158 of member charge is shown, which curve shows a gradual decay due to the time scale. If a single charged increment is discharged immediately, the discharge will occur along line 160 within a few nanoseconds, or after a short delay along line 162. The coating's ability to be charged and discharged at high speed and its storage capacity allows this electrophotographic member to be used for a wide variety of purposes. 9 This coating is itself flexible. A preferred form of the electrophotographic member 10 of the present invention is as follows:
As shown in FIGS. 1 and 2. The thickness as described above, ie coating 16 is less than 2μ thick, ohmic resistance layer 14 is about 400 Å thick,
The substrate 12 is a fraction of a millimeter thick in this structure, and all components are highly flexible. This member can be wrapped around a 6.35 mm (1/4 inch) diameter mandrel without cracking or cracking. This property is one that would not easily occur in a component having a coating that is crystalline, since brittleness has always been considered to be a property of crystals. The density of the crystals and their surface hardness also appear to be inconsistent with flexibility. The compressive stress applied during sputtering is believed to be due to the greater strength, elasticity and integrity of the coating, which allows the coating to be easily bent without causing damage. It will be done. Flexibility is not necessarily a result of any type of component based on glass or metal substrates, but even in such cases the flexibility of the coating applied to such relatively rigid substrates is important. allows vibrations and folded parts to withstand without causing damage to the coating. The flexible nature of the preferred electrophotographic member 10 allows it to pass over the rolls and around the guide members of processing machinery without risk of damage or cracking. 10 This coating is non-fatiguing or long-lasting. Selenium drums for xerogelafies lose their photoconductivity, so they cannot be used for long periods of time.
Thus, they must be replaced from time to time. In the case of the coating according to the invention, fatigue is essentially absent. Testing quickly put the coating through millions of charging and discharging cycles.
The gain and other properties of the coating are not affected in any way. In some electrophotographic members, discharge of the member continues even after the light exposing the member has ceased. This disturbs the developed image and causes fog. With the coating of the present invention, the moment the light applied to any component is stopped, the discharge stops and the component immediately assumes its dark discharge curve. This sudden cut-off was discussed above. The foregoing ten properties are not intended to be limiting, but primarily encompass the principal properties of the coating when used as part of an electrophotographic member, such as those detailed with respect to FIGS. 1 and 2. These properties result in numerous benefits and advantages not specifically mentioned. The theory of operation of the coating has been described to some extent in connection with the catalog of properties, and is additionally explained below. Before considering the theory of operation, we believe it is useful to describe the effect of varying coating thickness as a way of explaining how properties change. FIG. 9 is a graph showing how some properties of the coating vary with coating thickness. A study of this graph will assist in using the present invention in various types of applications. The horizontal axis of FIG. 9 is the thickness of the coating considered to be deposited on the substrate 12 and ohmic resistive layer 14, in Å. The vertical axis shows the transmittance T, the acceptance voltage Vac, and the lateral specific resistance logρ of the charged body (unit: Ωcm).
and surface resistivity logR/□ (unit: Ω/□)
4 different parameters are shown. Considering first the curve 180 showing the change in transmittance with coating thickness, it is logical that the thicker the coating, the less light will be transmitted. When the coating thickness decreases to zero, the transmittance becomes 100%. From this curve 180, after the thickness exceeds 1 μ or 10000 Å, the transmittance is approximately
It can be noted that below 65% it starts to drop. Because the exposure or discharge requires the absorption of photons, if the light cannot penetrate into the body of the coating, it will not be able to dissipate the charge sufficiently. The gain of the coating is controlled by the physical replenishment of the deposited material and is therefore constant regardless of thickness, but photons must be able to enter the body and cause hole-electron combinations. It's useless. Best results are when the transmittance is around 70~
About 85% is obtained, and such transmission occurs for thicknesses of about 2000 to about 6500 Å. Thinner coating thicknesses are inadequate to absorb enough photons to obtain sufficient combination of electrons and holes for good imaging, but may require longer exposure times and longer toning. For example, coatings as thin as 1000 Å can be used for copying operations. Such coatings cannot achieve high speed imaging, high resolution, good grayscale, etc. Thick coatings, such as up to or as thick as 2μ, have applications, but their applications are not as numerous as those that are practically transparent. The acceptance voltage of the coating is directly proportional to the thickness of the coating, as shown by line 182.
The slope of the acceptance voltage line is a function of the type of material used, the surface resistivity of the material used under charging and discharging conditions, and the lateral and transverse resistivity of the body. The straight line 182 shown is for cadmium sulfide deposited according to the present invention, but different deposits will have slight differences and slightly altered slopes. At a thickness of approximately 2500 Å, the total voltage acceptance value, to be understood as a maximum value, is approximately 30V. The accepted voltage per 1000V is about 12V, which is excellent for good image formation. Barring other properties, a coating of any thickness will produce a good image. However, a thin coating does not have a sufficient absolute voltage tolerance to be able to be supplied with a charge of even a few volts. Surface resistivity 184 is shown as a straight line having a value of approximately 10 20 Ω/□, independent of coating thickness. When the coating thickness is at its thinnest, the surface resistivity value cannot be considered reliable. The reason for this is that the measured value of the resistivity is difficult to separate from the measured value of the main body even if the resistivity can be measured. The difficulty in separating is due to the fact that in such thin dimensions it is extremely difficult to distinguish the main body of the coating 16, the ohmic resistive layer 14 and the barrier layer 20 separately.
The contribution of each of these layers to all measurements cannot be ascertained in practice. At thicknesses greater than a few hundred Å, the surface barrier begins to act as an independent element. It should be appreciated that the practical effect of a resistivity value of 20Ω/□ is that of an infinite resistivity.
Variations in the range below this value, for example up to 10 17 Ω/□, do not significantly reduce the effectiveness of the surface barrier layer in maintaining the charge independence of regions of adjacent increments. In other words, the specific resistance is from about 10 17 Ω/□
It can be considered that it extends to 10 20 Ω/□ or more, and along with this, the resolution increases and charge movement disappears. This element also prevents edge effects inherent in photoconductors such as amorphous selenium by ensuring that potential differences between adjacent charges cannot create unnatural preferences for toner particles.
Incidentally, it should be noted that the fact that the absolute value of the surface voltage of the coating of the present invention is small also has the effect of preventing the edge effect of selenium. The surface resistivity does not change depending on whether the coating 16 is charged or not, nor does it change depending on whether it is in the dark or in the light. Thus, the value of the surface resistivity remains the same regardless of the thickness of the coating, which is greater than about 1000 Å. This establishes and maintains electrical anisotropy. The property of lateral resistivity is shown by curve 186 and increases with decreasing thickness. This curve 18
The value of the lateral resistivity of 6 is the value (in Ωcm) that exists when the coating is charged.
Values on the order of 10 14 Ωcm are achieved at thicknesses of about 2000 Å. Even at a thickness of about 10,000 Å, the specific resistance is still much greater than 10 12 Ωcm, although the decrease in value is rather steep. The body of the coating almost reaches its maximum value after the coating thickness increases to more than 10000 Å and remains constant thereafter. The value of the lateral resistivity of the body is the same as the lateral resistivity of the body if the coating is charged, but decreases to about 10 8 Ωcm when discharged due to the high gain of the coating. This reduction in lateral resistivity enables high speed imaging of electrophotographic film using this coating and also provides ideal properties for other applications. In this discussion, "thin films" are mentioned. Although the general definition of a thin film is that it refers to a layer that has no bulk properties throughout its scope, it may be appropriate to define a thin film as it is meant herein. In the thin film according to the present invention, the depletion layer extends throughout the layer thickness.
This imparts the desired properties. Thus, for a cadmium sulfide coating such as that shown at 16, when charged, the depletion layer extends from about 1.5 to about 2 microns across the coating, in practice about 3 microns.
It is complete. If the coating is for example selenium and 25μ thick, the depletion layer is only a small part of the body. The coating is definitely not a thin film. The preferred coating 16 thickness for most applications is from about 2000 to about 7000 Å, which is clearly a thin film as defined above. Referring again to the method of forming a coating on a substrate 12, such as a flexible polyester member, this formation technique has been described as radio frequency sputtering. For the purpose of illustrating the manner in which the coating process is carried out, the pre-deposited indium/
Deposition of cadmium sulfide on a layer of tin oxide is described. When starting the sputtering device 53, 1
Assume that a roll of bulk substrate S is installed as a roll 56, engaged by various rollers, wound around a drum 60, and wound onto a take-up roll 64. The vacuum pump 102 is then started and the container 54 is
Evacuate the entire interior to create a suitable vacuum. After the vacuum is created, power can be applied and the circulation of coolant begins to cool the cadmium sulfide targets 66 and 68, drawing the heat exchange fluid (including the hot oil) into the drum near the drum surface. cycle begins. Background gas is introduced from one or more sources 106 as a mixture of argon, hydrogen sulfide, and oxygen in predetermined ratios, all to reach steady state and regulated parameters. On the other hand, since the motor controlling the movement of the substrate is started, the heated drum surface does not melt the substrate. After reaching steady state, the apparatus 53 is operated continuously until all rolls of the base are coated. device 53
The internal conditions are kept as steady as possible throughout. After all rolls have been coated, the apparatus 53 is shut down, the power is turned off, the gas is turned off, and the chamber is opened. The fully wound roll 64 is then removed, a new coated roll is installed in place 56, and the process is repeated. Various conditions for a typical operation established and maintained in apparatus 53 are shown: 1. Provide sintered members 66 and 68 of ultra-purity cadmium sulfide that are secured to target-water cooled stainless steel bodywork fittings. Purity is 99.9999998%
That's about it. When doped, the dopant is supplied by gas, by applying a small amount of solution to the cadmium sulfide, or by using other targets containing the dopant mixed during preparation. The amount of doping agent used is in parts per million.
Make it a very small amount, such as less than 100. 2. Pressure etc. in the chamber - First, the chamber is evacuated to a relatively good vacuum by mechanical diffusion and/or cryogen vacuum pump. This exhaust air above all degasses the chamber and substantially removes moisture. Typical exhaust pressures should be in the range of 10 -6 to 10 -7 Torr (mmHg).
Angone gas with hydrogen sulfide is introduced to maintain a pressure of about 6 mTorr, with a change during sputtering of 5-9 mTorr. The proportion of gas is 93.3% ultra-pure argon and 6.1% ultra-pure hydrogen sulfide. Oxygen is simultaneously introduced in extremely small quantities at a rate of several hundred or several thousand parts.
The doping gas can be introduced in small amounts, such as 1 million minutes, and phosphine can be introduced for phosphorus doping and methane for carbon doping. The target can have a metal dopant incorporated therein. 3 Substrate - As mentioned above, the substrate 12 is polyester less than 1 millimeter thick. The substrate is preferably degassed and dehumidified before use through a heating device that heats it to about 100°C. Aluminum, stainless steel, etc. can be used as other substrates under other conditions. 4 Energy - A radio frequency (RF) oscillator 80 in a typical system provides approximately 4 KW of energy during sputtering operations. For a typical supply, the rms volts applied to the target is 1000 volts RF self-rectified by the plasma to achieve a half-wave rectified peak direct current (dc) voltage of approximately -1400 volts at the target;
It is influenced to some extent by the target material. Of course, the target temperature for cadmium sulfide is influenced by its voltage and current flow. As will be discussed below, this temperature is influenced by the properties of the target material and must be controlled to prevent macroscopic explosion hot spots and to prevent the formation of dents and cracks in the target if not kept from spreading. . The voltage on the target is about -1000 to -2000 volts under good sputtering conditions.
The bias voltage on the anode is typically maintained at -20 volts. It can be as high as about -150 volts before removing too much deposits. 5. Mechanical Considerations - The transport mechanism in the chamber is arranged to maintain a sufficiently low tension by means of a structure that senses the tension and is responsive to maintain the tension constant. It was originally thought that the substrate would expand as it softened, but it was confirmed that the width and length actually contracted. This creates compressive stress on the crystal, giving it strength and dimensional stability. The actual substrate tension can vary during the sputtering operation due to slight changes in temperature, substrate thickness, and other parameters. Typical tension should be about 50 pounds or less. 6 Deposition Rate - For the two target configuration described below, the deposition rate is typically 3 microns per hour. The entire deposition of coating 16 is accomplished by passing the substrate once through a plasma generated between the target and the drum. To this end, the deposition rate can be controlled by the speed of substrate movement, which is controlled by varying the speed of the transport mechanism. At the above-mentioned speed of 3 microns/hour, a typical deposited layer of about 3000 Å can be deposited by moving the substrate past the target at a speed of about 14-15 millimeters/second. can. When increasing the size and number of targets, change the substrate.
The same deposit layer can be deposited by passing at a speed of 15 mm/sec or higher. Thin coatings can be deposited in one pass by increasing the speed. For example, bonding layer 18 is deposited at faster substrate speeds and lower powers than conventional deposition. 7 Temperature - Increase the target temperature to around 350℃. The temperature of the polyester during deposition is approximately 165°C. The drum 60 is heated with hot oil circulating within the drum 60 and maintained at approximately 150°C.
The ohmic resistance layer generates heat due to eddy currents due to some radio frequency oscillators present in the plasma in the device. As a result, the substrate becomes considerably softer and sputtering progresses. This eliminates any shrinkage that may occur. High temperatures create energy at the surface where the colliding molecules impact, promoting stable, dense deposition. The ohmic resistance layer raises the base temperature by about 15 degrees Celsius above the drum temperature. 8. Geometry - Typical equipment geometry will assist in understanding the following properties of equipment 53 and sputtering conditions: Drum diameter - 40 cm (approx. 18 inches) Substrate width S - 50.8 cm (approx. 20 inches) ) Approximate dimensions of the target
-56 x 25 cm (22 x 10 inches) Gap between target and drum -50 mm Plasma 108 approx. radians - Approximately π/2 Dark area on target
- Approximately 1.3 mm (approximately 1/2 inch) Dark area at the anode - Approximately 6.4 mm (approximately 1/4 inch) 9 Electric field, etc. - The electric field between the cathode and anode is measured with a negative bias, and the total voltage on the cathode or such total voltage exists from the cathode to the shield, which is at ground potential. A plasma 108 in the gap rectifies the RF voltage to a DC voltage.
The impact energy from the ionized gas produces energy that is delivered to the particles reaching the substrate. This thing is evaluated as 100 electron volts. More than 10 times greater compared to the energy of particles deposited by the use of steam technology. To achieve the extraordinary properties of the coating 16, the bias voltage applied to the anode during sputtering was increased; the anode was maintained at a negative voltage, a fraction of the voltage of the cathode, negative 2000 volts dc. The shield around the target and the unexposed portion of the anode are maintained at ground potential. This establishes a dark area at the anode in addition to the normal dark area at the cathode, and the substrate engages the second dark area on its outer surface. This is called a Langmuir probe and is known as so-called back-sputtering, which is used only for cleaning purposes. As far as is known,
It is not used for the purpose of achieving the desired properties described for the coating 16 of the present invention. It is not known for making electrophotographic parts. It has been determined that the amount of bias controls over a range of charge acceptance of the resulting electrophotographic film with the sputtered coating. FIG. 10 shows a curve showing the results of a test measuring the charge acceptance of a cadmium sulfide coating versus bias. Experience has determined that a charge acceptance of about 7 volts per 1000 angstroms or more is required for satisfactory imaging. This fact tells us that the curve is 200
The results are unsatisfactory until reaching the level part of . The rapidly changing portion of the curve at 202 means that charge acceptance cannot be confident at lower values of bias. Starting at about -10 volts, charge acceptance per 1000 angstroms achieves about 9 volts and remains nearly constant with bias up to high values. When biases on the order of -150 volts or more are used, back sprinkling of cadmium sulfide from the substrate occurs, reducing the deposition rate.
A typical bias is -20 volts. This bias provides an electric field that tends to orient the dipole-like CdS molecules as they impact the substrate, directing the more reactive S atoms outward. For example, the theory of operation and operation of incorporating a coating into an electrophotographic member considers its crystal structure, its electrical structure, etc. Deposition occurs under conditions of high electrical energy density, bias applied, ultrapure target and a suitable mixture of background gases to ensure perfect stoichiometry, RF power applied,
This is believed to be the result of substrate heating and bias field effects. The resulting crystalline deposit has sulfur atoms at the top because they are deposited like dipoles. This combines with the introduced oxygen to form a complex oxide barrier layer. The heated substrate has a temperature that is increased by the action of eddy currents in the ohmic resistance layer, so that when molecules are bombarded, they do not necessarily remain in a static state, but still have some mobility and energy. are doing. It is believed that eddy currents are caused by the intense electric field generated by the second dark region. The arriving molecules seek and achieve the most perfect and stable bonds to form a crystalline deposit. This thing achieves high regularity and creates platelets. The morphology of the crystallites is almost perfect, vertically oriented, giving rise to surface layer effects, i.e. individual field regions which give high resolution in addition to anisotropy. Because the deposit behaves as a single crystal structure in response to diffraction measurements, the uniformity of the deposited crystals appears to span the crystal lattice structure. When charged, the charge is uniformly supplied and shared with each microcrystal. The forbidden band width is 2.4 electron volts. Surface charging creates excessive negative charges. Bandgap energy photons of light generate electrons and holes in the bandgap, and the drift of these carriers under an electric field reduces the initial surface charge.
Direct excitation of electrons in surface states can be ignored. Electron traps in the barrier layer provide strongly held electrons. The carrier transition time is shorter than the lifetime, so that the electric field in the coating during exposure is maintained during the carrier progression. From the above description and testing, coating 1
6 and its operation when charging and discharging appear. This image points the way to other compounds that can be sputtered as well and may achieve similar, if not identical, effects. Compounds other than cadmium sulfide alone that have been tested and found acceptable are zinc sulfide, zinc telluride, and mixtures of zinc sulfide and cadmium sulfide. When deposited as a coating, these compounds have many, but not all, of the superior properties of cadmium sulfide alone, and they are dielectric materials. These are N-type compounds having exactly the same bandgap width, dielectric constant, Fermi unit, and other points as cadmium sulfide. However, they differ from cadmium sulfide primarily in their kinetics and spectral response. The following description provides information on cadmium sulfide as deposited according to the invention, from which the properties of the compounds used may be evaluated. The charge acceptance and electric fields achieved with cadmium sulfide coatings are superior to known photoconductive compounds, including commonly used commercial compounds such as zinc oxide and selenium. Significantly better than any known cadmium sulfide deposits. The coating is deposited as a thin film with a suitable structure and has a special physical structure; furthermore, the coating has a uniform crystalline structure, i.e., hexagonal system, and furthermore the coating has a uniform It has a crystalline diameter and length, and also has a specific orientation consisting of a perpendicular relationship to the substrate on which it is deposited, its stoichiometry is almost perfect, and the upper layer is dominated by sulfur due to the molecular orientation during deposition. exists on the upper side,
This provides a bond to trap oxygen, resulting in a particularly thin barrier layer of infinite resistivity (in zinc telluride, the tellurium atoms are on top); the coating is diffraction tested as if it were a single crystal. Uniform to respond to. As mentioned above, the forbidden band width of cadmium sulfide is
It is 2.41 electron volts. The Fermi level of cadmium sulfide is 0.35 electron volts from the conduction band when charged, and 0.7 electron volts from the conduction band when uncharged. The dielectric constant of cadmium sulfide is approximately 8.6
×10 -14 . In operation, the depletion layer extends through the entire thickness of the coating up to the thickness defined here. There is no positive charge mobility within the body of the coating. The electron fly time is 10 -3 seconds and the transfer time is 10 -10 seconds, ie the transfer time is significantly shorter than the electron fly time. For this reason, the electric field is maintained during carrier operation and the gain of the coating is extremely high. As noted, a single photon generally produces more than one electron during a discharge. Crystal deposits consist of small platelets that are evenly stacked but not perfectly aligned. This creates significant irregularities in the photons when exposing the coating. This aids the total orthochromaticity of the coating. It is believed that there is a layered structure in the coating and that there is so-called electric field conversion similar to NPN semiconductor devices. The coating acts as if there were an excess of electrons and then no electrons in the body.
The depletion decreases towards the ohmic resistance layer. Deep traps are established in the barrier layer during charging. When photons of light are directed toward the film, they produce amplification. The response of the coating of the present invention is obtained when compared to other coatings such as mercury halide emulsions. The exposure energy applied, ie the photon energy amplified by the exposure time in the coating of the present invention, is constant. Therefore, if the time is shortened, less energy is required to produce the same response, and vice versa. For mercury emulsions less than 1 micron thick, this rule does not apply. Emulsions cannot respond quickly enough. The concept of inactivity to response is referred to as a reciprocity defect, and this does not occur in the coating of the present invention. When increasing the exposure energy, the time required for a given response is decreased to maintain a constant relationship. A mixture of zinc sulfide and cadmium sulfide is 7-
When 1/2% to 100% zinc sulfide and cadmium sulfide are present, a target with the balance cadmium sulfide is used for deposition. Zinc sulfide has a large energy gap in the ultraviolet light, and for this reason the higher the content of zinc oxide, the more transparent the coating obtained, the greater its response to ultraviolet light and the lower its response to the visible part of the spectrum. becomes smaller. Small proportions of zinc sulfide coatings behave like cadmium sulfide coatings, but with slightly improved UV response. Oxygen is mixed in in small amounts during the deposition of the photoconductive coating to aid in the formation of the barrier layer. This presumes that there is an effort to remove oxygen from the chamber and the roll of substrate. The reason for this is to achieve uniformity in the product deposition. Tongzo,
It has been determined that some oxygen is absorbed in the roll of substrates mounted in a chamber even though they are essentially evacuated prior to coating. Preheating the unwound roll before loading it into the chamber essentially reduces this amount of oxygen so that the added oxygen becomes more uniform in volume. Addition of oxygen provides better control. Although the theory of operation of the present invention will be described in some detail, it is noted that the coating of the present invention is described without regard to theory. The purpose of stating theory is to aid in understanding the invention, not to limit it. Those skilled in the art are able to practice the present invention from the above description. The coating and the electrophotographic member with the coating, along with the method of depositing the coating, are essential components of the invention. The scope of the invention is not intended to limit the use of the coating in other applications within the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のコーテイングを使用し、本発
明によりつくつた電子写真部材の部分断面図、第
2図は第1図の電子写真部材の理論的顕微鏡構造
を示す部分拡大図、第3図は第1図の電子写真部
材の使用例を示す説明図、第4図は本発明の方法
を実施するのに用いるスパツタリング装置の一部
断面で示す系統図、第5図は第4図のスパツタリ
ング装置の部分的拡大図、第6図は本発明のコー
テイングの電気特性図、第7図は第6図と同様の
電気特性図、第8図は本発明の好適コーテイング
のスペクトル応答を従来のものと比較して示す曲
線図、第9図は本発明のコーテイングの厚さに対
する特性の関係を示す曲線図、第10図は電荷受
容電圧の陽極のバイアス電圧の変化に対する関係
を示す曲線図である。 10……電子写真部材、12,S……基板、1
4……オーム抵抗層、16……光導電性コーテイ
ング、18……結合層、20……バリア層、22
……微結晶、28……コロナ給源、36……光学
装置、38……トナー供給装置、44……加熱ラ
ンプ、48……ローラ、52……圧力ロール、5
3……スパツタリング装置、54……室または箱
(低圧容器)、56……供給ロール、58……案内
ローラ、60……絶縁ドラム、62……案内ロー
ラ、64……巻取ロール、66,68……ターゲ
ツト、70,72,74……シールド部材、76
……低圧容器の後壁、80……無線周波電源、8
2……整合回路網、84……給電ライン、92,
94……コンデンサ、96……電圧計、98……
高周波チヨーク、108……プラズマ、110,
112……暗部。
FIG. 1 is a partial sectional view of an electrophotographic member made according to the present invention using the coating of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view showing the theoretical microscopic structure of the electrophotographic member of FIG. 1, and FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the use of the electrophotographic member shown in FIG. 1, FIG. 4 is a partial cross-sectional system diagram of a sputtering apparatus used to carry out the method of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing an example of the sputtering device shown in FIG. A partially enlarged view of the device; FIG. 6 is an electrical characteristic diagram of the coating of the present invention; FIG. 7 is an electrical characteristic diagram similar to FIG. 6; FIG. FIG. 9 is a curve diagram showing the relationship of characteristics to coating thickness of the present invention, and FIG. 10 is a curve diagram showing the relationship of charge acceptance voltage to changes in anode bias voltage. . 10... Electrophotographic member, 12, S... Substrate, 1
4... Ohmic resistance layer, 16... Photoconductive coating, 18... Bonding layer, 20... Barrier layer, 22
... Microcrystal, 28 ... Corona source, 36 ... Optical device, 38 ... Toner supply device, 44 ... Heat lamp, 48 ... Roller, 52 ... Pressure roll, 5
3... Sputtering device, 54... Chamber or box (low pressure container), 56... Supply roll, 58... Guide roller, 60... Insulated drum, 62... Guide roller, 64... Winding roll, 66, 68... Target, 70, 72, 74... Shield member, 76
... Rear wall of low pressure vessel, 80 ... Radio frequency power supply, 8
2... Matching network, 84... Power supply line, 92,
94...Capacitor, 96...Voltmeter, 98...
High frequency radio, 108...Plasma, 110,
112...Dark part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基板、若しくは基板と結合層および/または
導電性層と、スパツタした微結晶の全体的に無機
の光導電体層を有する電子写真記録材料におい
て、上記光導電体層が硫化カドミウムから成り、
硫化カドミウム層上に硫化カドミウム層の一部分
として、酸化された硫化カドミウムの拡散上層を
備えたことを特徴とする電子写真記録材料。 2 導電性層を備えた場合のある基板上に、光導
電体を高周波電界でバイアス電圧の同時作用下で
スパツタし、バツクグランドガスをスパツタリン
グ中導入してスパツタすべき光導電層に理論的役
割を維持することにより基板、若しくは基板と結
合層および/または導電層と、スパツタした微結
晶の全体的に無機の光導電体層を有する電子写真
記録材料を製造するに当り、導電性層を備える場
合のある基板上に、光導電体としての硫化カドミ
ウムを高周波電界でバイアス電圧の同時作用下で
スパツタし、バツクグランドガスをスパツタリン
グ中導入してスパツタすべき硫化カドミウム層に
おける理論的割合を維持し、また光受容体、CdS
のスパツタ中少量の酸素ガスを導入し、これによ
り形成された表面との反応を行なわせて最終光受
容体表面および表面の近くに部分的に酸化された
拡散上層を形成することを特徴とする電子写真記
録材料の製造方法。
[Scope of Claims] 1. An electrophotographic recording material having a substrate, or a substrate and a bonding layer and/or a conductive layer, and a generally inorganic photoconductor layer of sputtered microcrystals, wherein said photoconductor layer is Consisting of cadmium sulfide,
An electrophotographic recording material comprising an oxidized cadmium sulfide diffusion upper layer as part of the cadmium sulfide layer on the cadmium sulfide layer. 2 Sputtering the photoconductor in a high-frequency electric field under the simultaneous action of a bias voltage onto a substrate that may be provided with an electrically conductive layer, introducing a background gas during sputtering to determine the theoretical role of the photoconductive layer to be sputtered. in producing an electrophotographic recording material having a substrate, or a substrate and a bonding layer and/or a conductive layer, and a generally inorganic photoconductor layer of sputtered microcrystals, comprising a conductive layer. Cadmium sulfide as a photoconductor is sputtered on a substrate in some cases under the simultaneous action of a bias voltage in a high-frequency electric field, and a background gas is introduced during sputtering to maintain the theoretical proportion in the cadmium sulfide layer to be sputtered. , also photoreceptors, CdS
characterized in that a small amount of oxygen gas is introduced in the sputter, thereby causing a reaction with the formed surface to form a partially oxidized diffusion upper layer at and near the final photoreceptor surface. A method for producing an electrophotographic recording material.
JP5776877A 1977-05-20 1977-05-20 Photoconductive coating Granted JPS53143189A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5776877A JPS53143189A (en) 1977-05-20 1977-05-20 Photoconductive coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5776877A JPS53143189A (en) 1977-05-20 1977-05-20 Photoconductive coating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS53143189A JPS53143189A (en) 1978-12-13
JPH0337181B2 true JPH0337181B2 (en) 1991-06-04

Family

ID=13065047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5776877A Granted JPS53143189A (en) 1977-05-20 1977-05-20 Photoconductive coating

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS53143189A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS631150A (en) * 1986-06-19 1988-01-06 Canon Inc Image recording system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS53143189A (en) 1978-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4363711A (en) Method of making photoconductive coating
US4025339A (en) Electrophotographic film, method of making the same and photoconductive coating used therewith
US4737428A (en) Image forming process for electrophotography
JPH0769625B2 (en) Electrophotographic image forming member
US4609605A (en) Multi-layered imaging member comprising selenium and tellurium
JPS6248217B2 (en)
JP3530676B2 (en) Method for manufacturing light receiving member, light receiving member, electrophotographic apparatus having light receiving member, and electrophotographic process using light receiving member
JPS609261B2 (en) Electrophotographic film article and method for manufacturing the same
JPS614066A (en) Xerographic image conversion method and member using interface layer
JPS609260B2 (en) Electrophotographic film article and method for manufacturing the same
JPH0337181B2 (en)
JPH0310093B2 (en)
GB1604835A (en) Photoconductive coatings
JPH056179B2 (en)
JPS6130269B2 (en)
US4265989A (en) Photosensitive member for electrophotography
US4579798A (en) Amorphous silicon and germanium photoconductive member containing carbon
US4585721A (en) Photoconductive member comprising amorphous germanium, amorphous silicon and nitrogen
JPH0225175B2 (en)
JPH0683091A (en) Electrophotographic photoreceptor and manufacturing method thereof
JPS60208757A (en) Electrophotographic sensitive body
GB2069165A (en) Electrophotogaphic record carrier
JPS58187939A (en) Photoconductive member
JPH1069198A (en) Electrophotographic equipment
JPS60207151A (en) Electrophotographic method