DE2103322C3

DE2103322C3 - Galvanisches Verfahren zur Herstellung eines endlosen, metallischen Schichtträgers für elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien

Info

Publication number: DE2103322C3
Application number: DE19712103322
Authority: DE
Inventors: Donald G. Alta Loma Calif. Dupree
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1970-01-30
Filing date: 1971-01-25
Publication date: 1982-10-14
Also published as: DE2103322A1; GB1288717A; JPS528774B1; CH521612A; NL159202B; NL7100935A; DE2103322B2; HU169866B; JPS5236016B1; PL81712B1; SE360753B; ES387636A1; CS204967B2; BE762249A; FR2078220A5

Description

nommen werden kann, daß in diesem Beispiel die zylindrische Fläche mit der auf ihr abgeschiedenen Metallschicht abgekühlt wird, wodurch die zylindrische Fläche stärker schrumpft als die Metallschicht

Besonders bevorzugt wird die Herstellung einer Nickelschicht, da diese sich besonders ,gut für elektrophotographische Abbildungsverfahren eignet

Für die Herstellung einer Nickelschicht wird zweckmäßigerweise ein Nickelsulfamat enthaltendes galvanisches Bad verwandt, da festgestellt wurde, daß sich mit einem .solchen Bad eine besonders günstige Steuerung erreichen läßt

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines nach der Erfindung hergestellten Schichtträgers für elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien,

Fig.2 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Schichtträgers aus Nickel nach der Erfindung,

Fig.3 eine schematische Schnittdarstellung eines abgeänderten Teils der in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung und

In Fig. 1 ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsband 11 dargestellt, das nach der Erfindung hergestellt ist Es hat einen endlosen, flexiblen und nahtlosen Schichtträger 12 aus Nickel. Die Dicke des Schichtträgers aus Nickel beträgt gleichmäßig 0,08 bis 0,25 mm. Auf einer Fläche des Schichtträgers 12 ist eine Schicht 13 aus fotoleitfähigem Isolierstoff vorgesehen. Hierzu kann beispielsweise Selen oder mit geringin Anteilen von Arsen oder Tellur legiertes Selen oder ein Zinkoxid-Pigmentstoff vorgesehen sein, der in einem isolierenden und filmbildenden Bindemittel dispergiert ist Die Schicht 13 ist auf dem Schichtträger 12 in bekannter Weise gebildet Der Schichtträger 12 ist galvanisch gebildet Der Durchmesser und die Breite des Bandes U hängen von der jeweiligen elektrophotographischen Maschine ab, in der das Band 11 verwendet werden soll. Durchmesser und Breite können in der Größenordnung von 25 cm oder mehr liegen. Das Band U hat eine gleichmäßige Dicke, keine Unregelmäßigkeiten und nur sehr geringe oder keine Dehnungsspannungen.

In F i g. 2 ist eine Vorrichtung zur galvanischen Bjldung des Schichtträgers aus Nickel 12 dargestellt. Ein Körper mit einer zylindrischen Fläche 21 ist in einem Behälter mit einem galvanischen Bad vertikal angeordnet Der Körper 21 besteht aus einem passiven, elektrisch leitfähigen Material, das mit einer galvanischen Nickellösung verträglich ist und einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als Nickel hat Der Körper 21 kann beispielsweise aus mit Chrom überzogenem Aluminium bestehen. Die Innenfläche und die Oberseite sowie die Unterseite des Körpers 21 sind mit einem nichtleitenden Material, beispielsweise mit Wachs (nicht dargestellt) abgedeckt Der Körper 21 hat einen kreisförmigen Querschnitt und kann hohl sein. Der Behälter 22 ist mit einer galvanischen Lösung 23 aus Nickelsulfamat gefüllt Die Temperatur der Lösung liegt zwischen ca. 38 und 65° C, vorzugsweise zwischen 57 und 63⁰C. In dem Behälter 22 ist den Körper 21 umgebend ein Anodenkorb 24 vorgesehen, der mit Nickelspänen 25 gefüllt ist Er ist so angeordnet, daß er in axialer Richtung auf den Körper 21 ausgerichtet ist. Die Nickelsulfamatlösung kann die folgenden Anteile pro Liter enthalten: ca. 031 1 Nickelsulfamat, ca. 0 bis 15,6 ml Nickelchlorid, ca. 43 bis 44 ml Borsäure, ca. 1,25 ml eines Benetzungsmittels wie z. B. Natriumlaurylsulfat, ca. 73 bis 88 ml Nickelmetall und ca. 0 bis 33 ml eines Spannungen reduzierenden Mittels wie z. B. Natriumsalz von Saccharin. Die Menge der Nickelspäne 25 re^;cht aus, um das aus der Nickelsulfamatlösung während der Galvanisierung herausgezogene Nickel zu ersetzen. Der Körper 21 ist über eine Drehachse 26 aus leitfähigem Material mit einer drehbaren Antriebsachse ίο TJ verbunden, die gleichfalls aus leitfähigem Material besteht Sie ist in einem Lager 28 an einem Rahmen 29 gelagert Das Lager 28 besteht entweder aus Isolierstoff oder ist gegenüber dem Rahmen 29 isoliert Der Rahmen 29 ist mit einer nicht dargestellten Vorrichtung horizontal und vertikal beweglich, so daß der Körper 21 in und aus dem Bereich des Behälters 22 bewegt bzw. eingesenkt und herausgehoben werden kann. Die Antriebsachse 27 ist mit einem Motor 31 gekoppelt, der gleichfalls am Rahmen 29 befestigt ist Die Antriebsachse 27 ist gegenüber dem Motor 31 elektrisch isoliert wozu eine isolierende Kupplung (nicht dargestellt) verwendet ist Eine Gleichspannungsquelle 32 liefert den galvanischen Strom für den Behälter 22. Die durch die Stromquelle 32 erzeugte Stromdichte beträgt ca.

0,02 bis 032 A/cm², vorzugsweise 0,16 A/cm². Der positive Pol der Stromquelle 32 liegt an dem Anodenkorb 24.

Der negative Pol ist mit einer Bürste 33 verbunden, die an einem Schleifring 34 der Antriebsachse 27 iiegt Der Galvanisierungsstrom fließt von der Stromquelle durch den Anodenkorb 24, durch die galvanische Lösung 23, durch den Körper 21 (der als Kathode wirkt), über die Antriebsachsen 26 und 27 sowie den Schleifring 34 und die Bürste 33 zurück zur Stromquelle 32. Der Körper 21 wird beim Betrieb der Vorrichtung in den Behälter 22 gesenkt und laufend um seine vertikale Achse gedreht 3ei dieser Drehung wird eine Nickelschicht 35 auf seiner Außenfläche abgelagert. Diese Nickelschicht hat eine gleichförmige Dicke, da der Abstand zwischen dem Körper 21 und dem Anodenkorb zu jedem Zeitpunkt derselbe ist Wenn die abgelagerte Nickelschicht 35 die gewünschte Stärke erreicht hat, wird der Körper 21 aus dem Behälter 22 herausgenommen und in ein kaltes Wasserbad (nicht dargestellt) eingetaucht Die Temperatur des Wassers kann bei 4 bis 5⁰C liegen. 1st der Körper 21 in das Wasserbad eingetaucht, so schrumpft er schneller als das abgelagerte Nickel 35, da er einen höheren Ausdehnungskoeffizienten hat Die abgelagerte Nickelschicht 35 haftet nicht an der zylindrischen Fläche des Körpers 21 an, da diese aus einem passiven Material besteht Beim Schrumpfen des Körpers wird also die Nickelschicht 35, die die Form eines endlosen, flexiblen und nahtlosen Bandes hat, von der zylindrischen Fläche des Körpers 21 abgelöst. Der Körper 21 kann dann durch Erzeugung eines weiteren Nickelbandes erneut verwendet werden.

Der Körper 21, der Anodenkorb 24 und die Antriebsachse 26 können durch einen Körper 21', einen Anodenkorb 24' und eine Antriebsachse 26' ersetzt sein,

wie es in Fig.3 dargestellt ist. Der Körper 21' ist ein hohler, kreisförmiger Zylinder aus elektrisch leitfähigem, passiven Material, beispielsweise aus Edelstahl oder mit Chrom beschichtetem Aluminium. Die Außenfläche, sowie die Ober- und die Unterseite des Körpers 21' sind mit einem geeigneten nichtleitfähigen Material (nicht dargestellt) abgedeckt Die Drehachse 26' besteht aus einem leitfähigen Material und ist mit der zylindrischen Außenfläche des Körpers 21' verbunden.

Der Anodenkorb 24' ist röhrenförmig und im Behälter 22 so angeordnet, daß er in dem Körper 2Γ mit dessen Längsachse ausgerichtet ist Wie zu erkennen ist, wird die Nickelschicht 35' auf der zylindrischen Innenfläche des Körpers 21' (und nicht auf der Außenfläche des Körpers 21 wie in Fig.2) abgelagert, wenn die zylindrische Fläche des Körpers 21' um den Anodenkorb 24' herumgedreht wird.

Es sei bemerkt, daß das nach der Erfindung hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsband auch als eine Hülse verwendet werden kann, die auf eine elektrophotographische Aufzeichnungstrommel aufgezogen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Galvanisches Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen, endlosen, flexiblen metallischen Schichtträgers, bei dem in einem galvanischen Bad auf einer um ihre senkrechte Längsachse drehbaren zylindrischen Fläche eines aus einem passiven elektrisch leitenden Material bestehenden

Kanal gebildet wird. Auf den Kanal aufliegend wird eine leitfähige Anode angeordnet Eine Elektrolytlösung wird durch den Kanal in Verbindung mit der Anode hindurchgeführt, bis eine glatte, die Enden des Bandes verbindende Naht gebildet ist

Nachteilig bei diesen vorgeschlagenen Verfahren ist, daß die Enden des Metallbandes, bevor sie euf die Kathode aufgelegt werden, äußerst gut gereinigt und mechanisch bearbeitet werden müssen, damit eine

Körpers galvanisch eine Metallschicht abgeschie- io zufriedenstellende Naht erzielt wird.

den und diese Metallschicht sodann von der zylindrischen Fläche entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Fläche durch die Außen- oder Innenfläche eines

Durch die US-PS 22 87 122 ist ein Verfahren zur galvanischen Herstellung eines endlosen, nahtlosen, jedoch durchlöcherten Nickelbandes bekannt Dieses Verfahren ist zur Herstellung von Schichtträgern für

Hohlzylinderkörpers gebildet wird, daß die zylin- 15 elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien un-

drische Fläche in oder um einen, das galvanisch abzuscheidende Metall enthaltenden Anodenkorb rotieren gelassen wird, und daß die auf der zylindrischen Fläche abgeschiedene Metallschicht durch einen Schrumpfvorgang entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nickelschicht galvanisch abgeschieden wird und daß der Anodenkorb Nickel enthält

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelschicht mit Hilfe eines Nickelsulfamat enthaltenden galvanischen Bades abgeschieden wird.

geeignet

Aus der britischen Patentschrift 8 47 614 war auch bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein auf seiner Oberfläche eine Chromschicht aufweisender Metallzylinder um seine senkrechte Längsachse drehbar in ein galvanisches Bad eingetaucht wird und auf seiner Oberfläche durch Erzeugen eines elektrischen Feldes zwischen der zylindrischen Fläche und einer Anode eine Nickelschicht abgeschieden wird. Die Nickelschicht wird anschließend von der zylindrischen Fläche dadurch entfernt, daß die Oberfläche der Nickelschicht mit einer Rolle bearbeitet wird, so daß sich eine Vergrößerung der Umfangslänge der Nickelschicht ergibt bis diese schließlich von der zylin-

30 drischen Ausgangsfläche abfällt.

Aus der Zeitschrift »Metalloberfläche, 23. Jahrgang, Februar 1969, Heft 2, Seite 33« war es auch bereits

Die Erfindung betrifft ein galvanisches Verfahren ganz allgemein bekannt, galvanisch Nickelüberzüge zur Herstellung eines bandförmigen, endlosen, flexi- auf Gegenstände in einem galvanischen Bad aufzublen metallischen Schichtträgers, bei dem in einem 35 bringen, das Nickelsulfamat enthält,
galvanischen Bad auf einer um ihre senkrechte Längs- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ver-

achse drehbaren zylindrischen Fläche eines aus einem fahren zur galvanischen Herstellung eines bandpassiven elektrisch leitenden Material bestehenden förmigen, endlosen flexiblen und nahtlosen metalli-Körpers galvanisch eine Metallschicht abgeschieden sehen Schichtträgers für elektrophotographische Auf- und diese Metallschicht sodann von der zylindrischen 40 Zeichnungsmaterialien anzugeben.
Fläche entfernt wird. Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Ver-

Bei elektrophotographischen Abbildungsverfahren fahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, werden heutzutage häufig bandförmige, endlose, flexi- daß die zylindrische Fläche durch die Außen- oder ble metallische Schichtträger verwendet auf denen Innenfläche eines Hohlzylinderkörpers gebildet wird, elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien auf- ₄₅ daß die zylindrische Fläche in oder um einen, das gebracht werden. Gegenüber plattenförmig ausgebilde- galvanisch abzuscheidende Metall enthaltenden

ten Aufzeichnungsmaterialien besteht bei den bandförmig ausgebildeten ein Vorteil darin, daß eine vergrößerte Reproduktionsfläche zur Verfügung steht wodurch die Herstellung von Kopien mit einer höheren Reproduktionsgeschwindigkeit möglich ist

Normalerweise wird das endlose flexible Band durch Verbindung der Enden eines dünnen Messingstreifens beispielsweise durch Schweißen gebildet. Es hat sich

Anodenkorb rotieren gelassen wird, und daß die auf der zylindrischen Fläche abgeschiedene Metallschicht durch einen Schrumpfvorgang entfernt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ein endloser und nahtloser Schichtträger für elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien herstellen, der besonders gleichmäßig ausgebildet ist und insbesondere eine gleichmäßige Dicke aufweist. Diese

gezeigt daß die bei der Verbindung der beiden Enden 55 Gleichmäßigkeit wird insbesondere auch dadurch gedes Streifens gebildete Naht Nachteile aufweist da sie wahrt daß der Schichtträger derart von der zylindie Gesamtfestigkeit und die Lebensdauer des Bandes drischen Fläche abgehoben wird, daß sich keine Ververringert Ferner ist eine schrittweise Steuerung des änderungen des Schichtträgers insbesondere keine Bilderzeugungszyklus in der Reproduktionsmaschine Beschädigungen oder eine Dehnung des Schichterforderlich, damit das Bild nicht in einem Bereich 60 trägers an bestimmten Stellen durch das Abnahmeerzeugt wird, in dem die Naht des Bandes liegt verfahren ergeben. Wird die Metallschicht auf der Nach einem in der DE-OS 17 72 657 vorgeschlage- Außenfläche eines Hohlzylinderkörpers gebildet, so nen Verfahren werden die Enden eines Metallstreifens wird der Ausdehnungskoeffizient des Materials der zueinander ausgerichtet und mit einem vorgegebenen zylindrischen Fläche, auf der die Metallschicht abge-Abstand voneinander auf eine Auflagekathode aufge- 65 schieden werden soll, größer als derjenige Ausdehlegt Eine elektrisch isolierende Maske wird so nungskoeffizient des abzuscheidenden Metalls der angeordnet, daß sie über jedes Ende des Metallstreifens Metallschicht gewählt, so daß die Metallschicht von um einen vorbestimmten Betrag hinausragt, so daß ein der zylindrischen Fläche ohne weiteres dadurch abge-