DE2733187C2

DE2733187C2 - Verfahren zur Herstellung eines Schichtträgers für ein elektrophotografisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2733187C2
Application number: DE2733187A
Authority: DE
Inventors: Katutoshi Tokio/Tokyo Endo; Itaru Fujimura
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1990-08-02
Anticipated expiration: 1997-07-23
Also published as: JPS5313424A; DE2733187A1; US4134763A; JPS5827496B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ScbJchiträgers für ein ele-ktrophotographisches Aufzeichnungsmaterial der Im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Ein solches Verfahren Ist aus der DE-AS 10 77 976 bekannt, wobei ein vorgefertigter, metallischer Schichtträger mittels eines Schleifwerkzeuges geschliffen wird. Durch dieses Abschleifen oder Polieren sollen grobe Oberflächenunregelmäßigkeiten, zum Beispiel an der Luft oxidierte Stellen, von dem rohen Schichtträger entfernt werden; es muß jedoch nicht bis zur Spiegelglätte poliert werden.

Die weitere Handhabung eines solchen metallischen Schichtträgers Ist jedoofs problematisch, da die anschließend aufgebrachte, photoleitfählge Schicht sich schon bei leichten Stößen oder Erschütterungen, wie sie sich In der Praxis nicht vermeiden lassen, lösen kann.

Der Erfindung Hegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtträgers für ein elektrophotogP'Osches Aufzeichnungsmaterial der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die gute Haftung zwischen der photoleitfählgen Schicht und dem Schichtträger gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird örflndutigsgemäß durch die Im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß sich durch das beanspruchte Pollerverfahren Oberflächen mit optimaler Rauhigkeit ergeben, die wiederum zu einer sehr guten Haftung zwischen metallischem Schichtträger und photoleitfähiger Schicht und damit zu sehr exakten, reproduzierbaren Eigenschaften des elektrophotograflschen Aufzeichnungsmaterials führen. So läßt sich beispielweise belegen, 40 daß trotz Verwendung eines schneldenförmlgen Reinigungselementes, das eine relativ starke Abschälwirkung ϊ auf die Oberfläche der photoleitfählgen Schicht des elektrophotograflschen Aufzeichnungsmaterials ausübt, nach

der Herstellung von mehr als 30 000 Kopien die pho'oleitfähige Schicht noch einwandfrei auf dem Schichtträger haftet.

Die Erfindung wird Im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematlsehen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Flg. 1 die Rauhigkeit eines durch Polieren behandelten, metallischen Schichtträgers auf der Basis von Al/Mn. Flg. 2 die Rauhigkeit eines durch Strahlhonen polierten metallischen Schichtträgers auf der Basis von Al/Mn nach Flg. 1,

Flg. 3 die Beziehung zwischen den elektrostatischen Kenndaten (dem Oberflächenpotential und dem Dunkelabfall) und der Oberflächenrauhigkeit des elektrophotograflschen Aufzeichnungsmaterials,

Fig. 4 die Änderung des Oberflächenpotentials des elektrophotograflschen Aufzeichnungsmaterials, aufgetragen über der Zelt, bei Verwendung eines metallischen Schichtträgers auf der Basis von Al/Mn oder Al/Mg, und Flg. 5 die Änderung des Dunkelabfalls Im Verlaufe der Zelt bei dem elektrophotograflschen Aufzeichnungsmaterial nach Flg. 4.

Das Schleifen des Schichtträgers erfolgt durch eine Bewegung des Schleifwerkezeuges mit leichtem Druck und kleinen periodischen Schwingungen, wobei die folgenden Bedingungen eingehalten werden sollen:

Schleifstein: FBB GC 600-GC 1200, das von Nlhon Tokushu Kento hergestellt wird (die besten Ergebnisse wurden mit dem Schleifstein GC 1000 6R - 4,5 erhalten)

(Ό Zahl der Schwingungen des Schleifwerkzeuges: 2000 bis 25'jO Schwingungen pro Min.

Schleifamplitude: 1,5 bis 2,5 mm

Schleifgeschwindigkeit: 250 bis 350 mm/Min.

Anzahl der Drehungen des Schleifwerkzeugs: 200 bis 250 Umdrehungen/Min.
Schleifdruck: 0,8 ± 0,2 kg/cm²
Schlelfflüsslgkelt: Unionbase (petroleumhaltlges Lösungsmittel) +Kerosin

( . Obwohl die Oberflächenrauhlgkelt des Schichtträgers nicht mehr als 2,0 [im beträgt, haftet auf dem so präpa-

| rlerten Schichtträger die Selenschicht sehr gut. Gute Ergebnisse wurden bei einer Oberflächenrauhlgkcli Im

Bereich von 0,3 bis 2,0 jtm erhalten.

Flg. 1 zeigt die Oberflächenrauhigkeit eines metallischen Schichtträgers auf der Basis von Al/Μη, der entsprechend dem noch 2U erläuternden Beispiel 1 poliert wurde. Für diese Messung wurde der Kosaka-Rauhigkeits-Messer mit einer Vergrößerung von 10 000 in vertikaler Richtung und einer Vergrößerung von 100 in horizontaler Richtung verwendet. Die Oberfläche des Schichtträgers hatte eine durchschnittliche Rauhigkeit von 1,3 bis 1,4 (im und keine Welligkeit.

Flg. 2 zeigt die Oberflächenrauhigkeit des feinpollerten Al/Mn-Schlchtträgers nach Flg. 1, der unter den folgenden Bedingungen anschließend durch Strahlhonen poliert wurde:

Schleifmittel:

Wabserdruck:

Schleifdauer:

Abstand zwischen dem Wasserauslaß und der Schichtträgeroberfläche:

Spritzwinkel der Schleifflüssigkeit:

Karborund

3 bis 3,5 kg/cm²

4MIn.

etwa 10 cm

90°

Wie man aus F1 g. 2 ablesen kann, hatte die Oberfläche eine gleichförmige Rauhigkeit, jedoch mit einer gewissen Welligkeit. Die entsprechende Welligkeit fand sich auch In der Selenschicht, die anschließend durch Aufdampfen Im Unterdruck auf diesen Schichtträger aufgebracht wurde.

Die Selenschicht kann von dem Schichtträger gelöst werden, indem das photoleitfähige Maierlal bei erhöhten Temperaturen von 70 bis 100° C 1 bis 5 Min. lang In flüssiges oder dampfförmiges Trichlorethylen oder Perchlorethylen gebracht wird.

Zur Herstellung des elektrophotographlschen Aufzeichnungsmaterials können neben Selen /:>ch andere Materialen verwendet werden, die im wesentlichen aus Seien bestehen, wie beispielsweise Legierungen aus Seien, Tellur und/oder Arsen sowie amorphes Seien.

Bei Bedarf kann die Schicht aus dem pfeotoleitfähigen Material noch mit einem Überzug aus einem organischen Polymer oder aus einem anorganischen Material versehen werden.

Besonders gute Ergebnisse werden mit einem Schichtträger auf der Basis von Aluminium, rostfreiem Stahl, Messing oder Al/Μη erreicht.

Im Hinblick auf die üblichen Aluminium- und Aluminiumlegierungen können die folgenden sieben Materialien angegeben werden:

(1) reines Aluminium; (2) Aluminium/Mangan; (3) Aluminium/Kupfer, (4) Alumlnium/Sllizlum(di)oxid; (5) Aluminium/Magnesium; (6) Alumlnrum/Magnes'um-Slllzlum(di)oxtd und (7) Aluminium/Zink.

Von diesen Materialien eignen sich reines Aluminium, Al-Mn und AI-Mg sehr gut, wenn die Korrosionsbeständigkeit In Betracht gezogen wird. Damit das Aufzeichnungsmaterial bei der Elektrophotographie verwendet werden kann, muß es eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit haben.

In Tabelle 1 sind als Beispiele reines Aluminium, Al/Μη und Al/Mg angegeben.

Tabelle 1

Art des JlS

Aluminiums Symbol

Komponenten (%) Cu Si

Fe

i.ln

Mg

Zn

Cr

AI

Ai-Mn 3003

Al-Mg 5052

reines Al 1080

0,2 0,6 0,7 1,0

oder oder oder

weniger weniger weniger 1,5

0,1 0,4 0,1

oder oder

weniger weniger 2,8

2,2

0,1

oder

weniger

0,1

oder

weniger

0,15

der Rest

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der folgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Eine Aluminiumtrommel (120 0) aus dem In Tabelle 1 dargestellten Al/Μη wurde als Schichtträger verwendet. Das Feinpolieren wurde unter den folgenden Bedingungen vorgenommen:

Art des Schleifsteins:

Anzahl der Schwingungen des Schleifwerkzeuges:

Schlelfgeschwlndlgkeltr

Anzahl der Durchläufe des Schleifsteins:

Anzahl der Trommelumdrehungen:

Schleliflüsslgkelt:

FBB-GC 1000

2000 bis 2500 Schwißgungt-n/Min.·

300 mm/Min.

zweimal

200 bis 220 Umdrehungen/Min.

Unionbase (petroleumhaltlges

Lösungsmittel) + Kerosin

(2 1/220 1)

IO

20

25

30

35

40

50

55

60

65

Unter den oben angefahrten Bedingungen wurden feingeschliffene Trommeln A bis F hergestellt, wobei der Druck des Schleifwerkzeuges als Parameter geändert wurde.

In Tabelle 2 Ist die durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit der entsprechenden felnpollerten Trommeln dargestellt.

Tabelle 2

Trommel

Oberflächenrauhigkeit (um)

A	0,1
B	0,3
C	1,1
D	1,9
E	2,5
F	14,2

Hierbei wurde die Oberflächenrauhlgkelt mit einem Kosaka-Rauhigkeltsmesser (einer mit einem gewissen Druck anliegenden Schrelbnadel) gemessen.

Tabelle 3 und FIg 3 gehen die Meßergehnisse für verschiedene Kenndaten der Aufzelchnungsmaterlallen aus den vorbeschriebenen, durch Feinpolieren behandelten Trommeln A und B wieder, auf die durch Aufdampfen Im Vakuum etwa 50 (im dickes 5N-Selen (Selen mit einer Reinheit von 0,99999) bei einer Unterlagentemperatur von etwa 75° C aufgebracht wurde.

Tabelle 3

Trommel

Oberflächenrauhigkeit

Elektrostatische Kenndaten (1) Oberflächen- Dunkelabfall potential

(V)

A B C D E F

0,1 0,3 1,1 1,9 2,5 14,4

1410 1400 1410 1380 1260 1080

0,91 0,90 0,90 0,88 0,85 0,79

negatives O^irflächen- potential (V)	Haftungs vermögen (2)	Abschalen (3)
-120	X	O
-120	O	O
-110	O	O
-110	O	O
-70	O	O
-80	O	X

Dabei wurden die folgende Begriffe verwendet:

(1) Oberflächenpotential ist das Potential des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials nach 20 sek, wenn es mit einer Koronaspannung von + 5,7 kV geladen wird.

Dunkelabfall 1st das Verhältnis des vorerwähnten Oberflächenpotentials Vs zu dem Potential Vo, das nach 20 sek Im Dunkeln erreicht wird, nämlich das Verhältnis Vo/Vs.

Negatives Oberflächenpotential ist das Oberflächenpotential nach 20 sek, wenn eine Koronaladung von -7.5 kV aufgebracht worden 1st.

(2) Mit 30 000 Kopien wurde ein fortlaufender Kopierversuch mit einem Kopiergerät mit schneldenförmlger Reinigungseinrichtung durchgeführt (O zeigt an, daß das Haftvermögen so gut war, daß kein Abschälen oder Löset der photoleltfählgen Schicht vorgekommen 1st, während der Buchstabe χ anzeigt, daß ω zu einem Abschälen bzw. Ablösen gekommen 1st.)

(3) Nachdem 30 000 Kopien nacheinander kopiert worden waren, hatte sich die Trommel auf etwa 120° C erwärmt; es wurde dann versucht, die photoleltfählge Schicht abzulösen. (Das Zeichen O zeigt an, daß das Abschälen bzw. Ablösen möglich war, während χ anzeigt, daß das Ablösen unmöglich war.)

Die vorstehend wiedergegebenen Ergebnisse und Fig. 3 zeigen, daß das Haftvermögen ausreicht, wenn die Rauhigkeit der feinpolierten Trommel 0,3 um oder mehr war.

Bezüglich der elektrostatischen Kenndaten wurden einige Veränderungen festgestellt, wenn die Oberflächenrauhigkeit mehr als 2,0 μηι betrug. Die Oberflächenrauhigkeit des SchlchttrSgers sollte dementsprechend im Bereich von 0,3 bis 2,0 um liegen. Beim Abschälen der photoleltfählgen Schicht geht, wenn der Schichtträger wiederverwendet wird, die zulässige Oberflächenrauhlgkelt bis zu etwa 10 μπι. Die Rauhigkeit der Selenschicht entspricht nicht unmittelbar der des Schichtträgers bei der Temperatur des Schichtträgers in dem oben wiedergegebenen Beispiel. Es wurde herausgefunden, daß erstere kleiner war als letztere.

Beispiel 2

Es wurde ein Versuch unter senselben Bedingungen wie Im Beispiel 1 durchgeführt, mit dem Unterschied,

Il όό 187

daß als Schichtträger reines Aluminium gewühlt wurde. Die Ergebnisse waren In jeder Hinsicht zufriedenstellend, solange die Oberflächenrauhigkelt des Schichtträgers Im Bereich von 0,3 b|s 2,0 um lag.

Beispiel 3

Es wurde ein weiterer Versuch unter denselben Bedingungen wie |n den Beispielen 1 und 2 durchgeführt, mit dem Unterschied, daß als Schichtträger die Al/Mg-Leglerung gewählt wurde. Es wurden dieselben Ergebnisse wie Im Beispiel 1 erhalten.

Beispiel 4

Es wurde ein Versuch unter denselben Bedingungen wie in den Beispielen 1 bis 3 durchgeführt, mit dem Unterschied, daß als Schichtträger rostfreier Stahl gewählt wurde. Auch hler wurden dieselben Ergebnisse wie im Beispiel 1 erhalten.

Beispiel S

Statt der feinpolierten Trommel C (mit einem Al/Mn-Schlchtträger) wurde eine Selenschicht auf einer felnpo- |

llcrtcn Trommel mit einem Al/Mg-Schlchtträger unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 ausgebildet. Die bei diesem Versuch verwendete Trommel war, abgesehen von dem Schichtträger, dieselbe Trommel wie die Trommel C im Beispiel 1, d. h. der Schichtträger der Trommel C bestand bei diesem Versuch aus Al/Mn.

Die elektrostatischen Kenndaten des photoleltfählgen Materials, die bei einer Selenschicht unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 erhalten wurden, wurden untersucht.

Eine Probe des Aufzeichnungsmaterials wurde In eine Umgebung von 50° C gebracht, nach einer vorbestimmten Zeltdauer wurde die Verschlechterung der elektrischen Kenndaten der Probe untersucht.

In Fig. 4 Ist eine Kurve dargestellt, welche die Änderung des Oberflächenpotentials über der Zeit wiedergibt. Das Oberflächenpotentlal (V) gibt das Potential der geladenen Probe an, wenn eine elektrische Ladung von +5,7 kV 20 sek lang an die Probe angelegt worden Ist.

Flg. 5 zeigt die Änderung des Dunkelabfalls über der Zelt. Der DunkeUbfall wird durch das Verhältnis Vo/Vs dargestellt, wobei Vs das vorerwähnte Oberflächenpotentlal und Vo das Potential der geladenen Probe Ist nachdem sie 20 sek lang im Dunkeln gestanden hat.

Aus den Flg.4 und 5 Ist zu ersehen, daß das photoleltfählge Selenmaterial mit dem Al/Mn-Schlchtträger die anfänglichen elektrostatischen Kenndaten sogar noch nach etwa 50 h hält. Im Unterschied hierzu zeigte das photoleitfähige Selenmaleriai mit dem Al/Mg-Schichtträiger eine starke Verschlechterung der elektrostatischen Kenndaten Im Vergleich zu seinen Anfangskenndaten.

Hierzu 3 Siaii Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Schichtträgers für ein elektrophotographlsches Aufzeichnungsmaterial, bei dem ein vorgefertigter, metallischer Schichtträger mittels eines Schleifwerkzeuges geschliffen wird,

S dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug mit leichtem Druck und kleinen periodischen Schwingungen über eine der Oberflächen des metallischen Schichürägers bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Schichtträgers auf eine Rauhigkeit von 0,3 bis 2,0 μπι geschliffen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schichtträger aus ίο Aluminium, rostfreiem Stahl oder Messing verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schichtträger aus einer Aluminlum/Mangan-Leglerung verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Schwingungen 1,5 bis 2,5 mm beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß 2000 bis 2500 Schwingungen/Min, verwendet werden.