DE10327315B4 - Verfahren zur Aufbereitung eines Trägers für einen Fotoleiter zur Ausbildung eines elektrofotografischen Aufzeichnungselementes und demgemäß ausgebildetes Aufzeichungselement - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Aufbereitung eines Trägers
für einen
Fotoleiter zur Ausbildung eines elektrofotographischen Aufzeichnungselementes,
insbesondere einer Bebilderungstrommel für eine elektrofotographische
Druckmaschine,
wobei der Träger aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet wird,
die den Fotoleiter tragende Oberfläche des Trägers zur Ausbildung einer Sperrschicht oxidiert wird, und
wobei die oxidierte Oberfläche der Sperrschicht nach der Oxidation mit einem Melamin- und/oder Amino-Harz versiegelt wird.
wobei der Träger aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet wird,
die den Fotoleiter tragende Oberfläche des Trägers zur Ausbildung einer Sperrschicht oxidiert wird, und
wobei die oxidierte Oberfläche der Sperrschicht nach der Oxidation mit einem Melamin- und/oder Amino-Harz versiegelt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung eines Trägers für einen Fotoleiter zur Ausbildung eines elektrofotographischen Aufzeichnungselementes, insbesondere einer Bebilderungstrommel für eine elektrofotographische Druckmaschine, wobei der Träger aus einem Metall oder einer Metallegierung, vorzugsweise aus Aluminium, gebildet wird, und die den Fotoleiter tragende Oberfläche des Trägers zur Ausbildung einer Sperrschicht, vorzugsweise durch Ätzung und/oder Anodisierung, oxidiert wird.
- Des weiteren betrifft die Erfindung ein elektrofotographisches Aufzeichnungselement, insbesondere eine Bebilderungstrommel für eine elektrofotographische Druckmaschine, umfassend einen Träger aus einem Metall oder einer Metallegierung, vorzugsweise aus Aluminium, und einen von dem Träger getragenen Fotoleiter, wobei die den Fotoleiter tragende Oberfläche des Trägers zur Ausbildung einer Sperrschicht, vorzugsweise durch Ätzung und/oder Anodisierung, oxidiert ist, vorzugsweise zu einer Sperrschichtdicke von etwa 0,05 μm bis etwa 1,5 μm, und wobei die oxidierte Oberfläche der Sperrschicht nach der Oxidation mit einem Melamin- und/oder Amino-Harz versiegelt ist.
- Für den elektrofotographischen Prozeß ist die Ausbildung des fotoleitenden Aufzeichnungselementes, das auch als Bildträger oder als Bebilderungseinheit bezeichnet werden kann, von besonderer Bedeutung. Das Grundprinzip der Elektrofotographie kann dabei aus der
US 2,297,691 entnommen werden, wo bereits als Aufzeichnungselement eine Metallplatte verwendet wurde, auf der eine dünne Schicht aus einem fotoleitenden, isolierenden Material aufgebracht war. - Das Aufzeichnungselement kann heutigentags beispielsweise aus einer Trommel bestehen, die einen Grundkörper aus Aluminium aufweist, oder zum Beispiel ein flexibles Band sein, jeweils mit einer geeigneten fotoleitenden Ummantelung oder Beschichtung.
- Für die Ausbildung der fotoleitenden Schicht (Fotoleiter) kommen im wesentlichen drei Möglichkeiten in Betracht.
- Zum Ersten kann die Schicht Arsen-Triselenid (As2Se3) oder ähnliche, Selen enthaltende Materialien enthalten.
- Zum Zweiten kommt ein organischer Fotoleiter (organic photoconductor OPC) in Betracht.
- Zum Dritten kann für den Fotoleiter amorphes Silicium verwendet werden (a-Si oder auch α-Si bezeichnet).
- Eine Beschichtung mit einem organischen Mehrschichtsystem ist die verbreitetste Methode zur Herstellung eines Fotoleiters.
- Beispielsweise kann ein Bildträger mit einer OPC-Beschichtung verwendet werden, der homogen negativ aufladbar ist. Zur Bebilderung dieses homogen aufgeladenen Bildträgers wird dann der Bildträger in geeigneter Weise belichtet. Das Licht wird in einer ladungserzeugenden Grundschicht absorbiert. Dabei werden positive Ladungen erzeugt, die durch eine Ladungstransportschicht die negative Ladung an der Oberfläche in den jeweils belichteten Bildbereichen kompensieren. Standardmäßig werden die Oberflächen bei einer OPC-Beschichtung negativ aufgeladen. Bei Verwendung von a-Si oder Selenbeschichtung wird die Oberfläche positiv aufgeladen. Beschichtungen aus a-Si haben im Vergleich zu OPC-Schichten den Vorteil einer höheren Verschleißfestigkeit, allerdings sind sie mit höheren Herstellungskosten belastet. OPC-Beschichtungen lassen sich ebenfalls durch verschleißmindernde Beschichtungen verbessern.
- Ein-Schicht-Photorezeptoren erfordern die Photogenerierung und den Transport von Elektronen und Löchern in derselben Schicht.
- Für elektrophotografische Bänder wird als Substrat normalerweise ein aufgedampfter, halbdurchlässiger Metallträger, zum Beispiel aus Al, Ni oder Cr auf einem Polymer-Träger, wie zum Beispiel Polyethylen-Terephthalat, verwendet. Für Bebilderungstrommeln oder -zylinder dienen Metallzylinder als Elektrode. Darauf werden zumeist geeignete Manschetten gezogen oder gespannt.
- Normalerweise wird eine dünne Blockadeschicht zwischen der Elektrode und dem Photorezeptor eingefügt, um eine Ladungsinjektion zu verhindern. Diese Blockadeschicht darf nicht so dick sein, daß sich während der Auflade-/Entladezyklen ein Restpotential aufbaut. Um Hysterese-Effekte zu vermeiden, sind Blockadeschichten normalerweise weniger als 1 μm dick. Der Zweck der Blockadeschicht ist es, die Rate der Dunkelentladung zu reduzieren, die Ladungsakzeptanz zu erhöhen und Punktinjektionen zu vermeiden, die zu lokalen Defekten in dem endgültigen Bild führen können. Viele isolierende Polymere wurden für eine Blockadeschicht bereits verwendet: Acrylpolymere, Epoxidharze, Polyamide, Polyester, Polyphosphazene, Polysiloxane, Polyurethane, Polyvinyle und so weiter. Verbindungsagenten, nämlich solche mit ungesättigter Bindung, zur Verbindung von Metall und Harz, können ebenfalls verwendet werden.
- Ein elektrophotographisches Aufzeichnungselement, das wie oben erwähnt eine Blockadeschicht umfaßt, die ein Harzmaterial beinhaltet, leidet unter einem relativ hohen Restpotential und daher unter einer relativ niedrigen Photoempfindlichkeit. Daher neigen Tonerpartikel dazu, in nicht bebilderten Bereichen zu haften, die kein elektrostatisches, latentes Bild aufweisen, so daß fehlerhafte Bilder erzeugt werden, sogenannte "benebelte Bilder". Ein solches Phänomen wird insbesondere bei relativ niedrigen Temperaturen und relativ niedriger Luftfeuchtigkeit beobachtet. Für die Eliminierung eines solchen Phänomens wurde eine Zwischen- oder Unterschicht vorgeschlagen, die Harzmaterial enthält und leitende Partikel oder Metalloxide aufweist. Alternativ kann eine Unterschicht dadurch ausgebildet werden, daß ein Oxidfilm durch Anodisierung auf das leitende Substrat aufgebracht wird. Dies wird häufig bei Aufzeichnungselementen hoher Verläßlichkeit verwendet, da Oxidfilme vorteilhaft bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit sind. Es kann dazu eine leitende Basis, getränkt in einer elektro lytischen Lösung, oxidiert werden. Ein Oxidfilm kann dann auf der leitenden Basis, zum Beispiel durch Ätzen, ausgeformt werden.
- Andererseits sind oxidierte Aluminiumoberflächen nicht homogen. Sie zeigen eine typische, schwammartige oder kraterhafte Mikrostruktur. Diese Oberflächenstruktur führt wiederum zu Ladungsinjektion und Ladungszusammenbruch, die zu Bilddefekten führen, insbesondere wenn die Dicke der Blockadeschicht (auch als Sperrschicht zu bezeichnen) signifikant kleiner als 1 μm ist.
- Ein Teil eines zur Bebilderung verwendeten Laserlichts, das auf ein elektrophotographisches Aufzeichnungselement fällt, erreicht den Aluminiumoxidfilm, ohne daß er von einer ladungserzeugenden Schicht absorbiert wird. Das Licht durchdringt zum Teil die Oxidschicht. Das durchgedrungene Licht wird an der Grenze zwischen der Aluminiumbasis und der Aluminiumoxidschicht reflektiert. Ein Anteil des Lichtes durchdringt nicht den Aluminiumoxidfilm. Dieser Anteil wird an der Grenze zwischen der ladungserzeugenden Schicht und dem Aluminiumoxidfilm reflektiert. Beide reflektierten Lichtanteile haben dieselbe Wellenlänge und sind kohärent. Daher interferieren diese Lichtanteile miteinander, was zu Interferenzringen führen kann, und zwar abhängig von Schichtdickenvariationen. Derartige Interferenzringe führen zu einer unregelmäßigen Druckdichte.
- Aspekte des Standes der Technik sind zum Beispiel in der
US 6,051,148 A offenbart. - In der DE-19832082-A1 wird eine Zwei-Stufen-Versiegelungsbehandlung eines Substrats für einen elektrofotografischen Fotoleiter mit einem anodischen Oxidationsfilm auf der Oberfläche offenbart. Zuerst wird das Substrat mit Nickelfluorid und danach mit Nickelacetat versiegelt.
- In der DE-4116586-A1 wird die Beschichtung der End- oder Seitenflächen eines elektrofotografischen Druckplattenvorläufers offenbart, wobei die Schicht ein Polymer mit wenigstens einer Polysiloxanstruktur enthält. Alternativ kann zunächst eine wäßrige Lösung aus einem Silikat und einem hydrophilen Harz aufgebracht werden und weiterhin darauf eine Schicht, die eine Polysiloxanstrucktur enthält. Durch die Beschichtung wird verhindert, daß die Druckplatte dort von der Druckfarbe benetzt wird.
- In der US-6,410,197-B1 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Poren einer anodisierten Oberfläche eines Aluminiumsubstrats mit einer flüssigen Dispersion oder einer Lösung eines Polymers oder wenigstens einer ein Polymer bildenden Komponente versiegelt werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Probleme zu vermeiden, insbesondere Punktinjektionen, Hystereseffekte, Abhängigkeit von Umweltbedingungen, insbesondere von Feuchtigkeit, und/oder Interferenzmuster zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.
- Diese Aufgabe wird, im wesentlichen unabhängig voneinander und daher jeweils selbständigen Schutz beanspruchend, durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den übrigen Ansprüchen.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich auch weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf das die Erfindung in ihrem Umfange aber nicht beschränkt sein soll, ergibt sich aus der Zeichnung mit ihrer einzigen Figur, die einen Schichtaufbau nach der Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
- In der Figur ist ein Träger
1 , zum Beispiel aus Aluminium, eines elektrophotographischen Aufzeichnungselements, zum Beispiel eines Bandes, eines Zylinders oder einer Manschette, angedeutet. Dieser Träger1 wird zunächst, zum Beispiel durch Ätzen oder Anodisierung, oxidiert und somit mit einer Oxidschicht2 , zum Beispiel aus Al2O3, versehen. Diese anorganische Blockade- oder Sperrschicht2 ist, wie dargestellt und weiter oben beschrieben, inhomogen, kraterhaft bzw. kavernös. - Zur Einebnung der Krater in der Oxidschicht
2 werden diese Krater mit einem, Melamin- und/oder Amino-Harz als Imprägnierungsmittel3 gefüllt. - Danach wird zu einer weiteren Oxidation die mit Melamin- und/oder Amino-Harz als Imprägnierungsmittel
3 gefüllte Oberfläche mit vorzugsweise warmem und vorzugsweise mit Ozon (O2 und/oder O3) angereichertem Wasser gespült, so daß sich weitere Oxidationsbereiche4 an der Oberfläche ergeben, die insbesondere die Ränder der gefüllten Krater verfestigen bzw. weiter schließen. - Vor der Spülung der Oberfläche zur Ausbildung der zusätzlichen Oxidationen
4 und nach der Durchführung der Verfüllung der Krater sollte die Oberfläche sorgfältig gereinigt, zum Beispiel abgewischt, werden, um Anhaftungen von Imprägnierungsmittel auf den weiter zu oxidierenden Flächen in den Bereichen4 zu vermeiden.
Claims (11)
- Verfahren zur Aufbereitung eines Trägers für einen Fotoleiter zur Ausbildung eines elektrofotographischen Aufzeichnungselementes, insbesondere einer Bebilderungstrommel für eine elektrofotographische Druckmaschine, wobei der Träger aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet wird, die den Fotoleiter tragende Oberfläche des Trägers zur Ausbildung einer Sperrschicht oxidiert wird, und wobei die oxidierte Oberfläche der Sperrschicht nach der Oxidation mit einem Melamin- und/oder Amino-Harz versiegelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fotoleiter tragende Oberfläche des Trägers zur Ausbildung der Sperrschicht durch Ätzung und/oder Anodisierung oxidiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fotoleiter tragende Oberfläche des Trägers bis zu einer Sperrschichtdicke von 0,05 μm bis 1,5 μm oxidiert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß zur Oxidation der Trägeroberfläche wenigstens eine Methode aus den folgenden Methoden ausgewählt wird: Polyethylen-Glycol-Methode, Saccharose-Methode, Aceton-Kolophonium-Methode, Alkohol-Ether-Methode, Campher-Alkohol-Methode, Silikonöl-Behandlung.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidierte Oberfläche nach ihrer Versiegelung gereinigt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidierte Oberfläche nach ihrer Versiegelung und gegebenenfalls nach einer Reinigung erneut einer Oxidation unterzogen wird.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur erneuten Oxidation warmes Wasser verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das warme Wasser mit O2 und/oder O3 angereichert wird.
- Elektrofotographisches Aufzeichnungselement, insbesondere eine Bebilderungstrommel für eine elektrofotographische Druckmaschine, umfassend einen Träger (
1 ) aus einem Metall oder einer Metallegierung und einen von dem Träger (1 ) getragenen Fotoleiter, wobei die den Fotoleiter tragende Oberfläche des Trägers (1 ) zur Ausbildung einer Sperrschicht (2 ) oxidiert ist, und wobei die oxidierte Oberfläche der Sperrschicht (2 ) nach der Oxidation mit einem Melamin- und/oder Amino-Harz versiegelt ist. - Elektrofotographisches Aufzeichnungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (
2 ) durch Ätzung und/oder Anodisierung gebildet ist. - Elektrofotographisches Aufzeichnungselement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (
2 ) eine Dicke von 0,05 μm bis 1,5 μm besitzt.
Priority Applications (2)
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