DE2938944A1

DE2938944A1 - METHOD FOR SMOOTHING AN IMAGE AREA

Info

Publication number: DE2938944A1
Application number: DE19792938944
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. Eberhard Bayer; Ing.(grad.) Hauke Harms; Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. Karl 8000 München Kempter; Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Andreas 8011 Zorneding Meyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1981-04-09
Also published as: EP0026384A1; EP0026384B1; JPS5654441A; ATE4561T1

Abstract

1. A process for smoothing a photoconductive layer, consisting of arsenic triselenide and applied to a conducting carrier, for an electro-photographic copying process in which the developed toner image is transferred from the photoconductor surface onto a copying material, characterised in that by heating by means of electronic irradiation, the layer is temporarily softened, at least in the region of its surface, to an extent such that an automatic smoothing of the surface occurs.

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 ρ η \ 3 QSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our reference Berlin and Munich VPA 79 ρ η \ 3 Q

Method for smoothing an image surface.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glätten einer Abbildungsfläche, die eine auf einem leitfähigen Träger aufgebrachte fotoleitende Schicht beinhaltet, für den elektrofotografischen oder xeroradiografischen Umdruck.The invention relates to a method for smoothing an imaging surface, the one on a conductive Support applied photoconductive layer includes, for electrophotographic or xeroradiographic Transfer printing.

Abbildungsflächen der eingangs genannten Art sind als Platten, Bänder oder auch Trommeln bekannt (DE-OS 26 54 096). Um einen störungsfreien Umdruck zu erhalten, muß die Oberfläche der fotoleitenden Schicht möglichst glatt sein. Die Rauhtiefe soll kleiner als 0,5/um sein. Bei den üblicherweise angewandten Beschichtungsverfahren durch Vakuum-Aufdampfung entstehen an geometrischen und chemischen Inhomogenitäten auf dem Träger Fehler an der Oberfläche der fotoleitenden Schicht (z.B. Erhebungen oder Vertiefungen). Diese Fehler führen zu sichtbaren Druckfehlern. 20Imaging surfaces of the type mentioned are known as plates, belts or drums (DE-OS 26 54 096). To get a trouble-free transfer, the surface of the photoconductive layer must be as smooth as possible. The surface roughness should be less than 0.5 / µm. With the commonly used coating processes arise through vacuum evaporation due to geometric and chemical inhomogeneities on the carrier defects on the surface of the photoconductive Layer (e.g. elevations or depressions). These errors lead to visible printing errors. 20th

Zur Erzielung einer glatten Oberfläche der fotoleiten-To achieve a smooth surface of the photoconductive

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den Schicht sind aufwendige Glättungsverfahren für die Trägeroberfläche bekannt. So wird versucht, diese Fläche durch gründliche Reinigung und chemischen oder elektrochemischen Abtrag einer dünnen Oberflächenschicht zu einer idealen Unterlage für die Beschichtung zu machen. Weiterhin wird mit umfangreichen Reinigungsverfahren vor und auch während der Beschichtung versucht, daß der Träger möglichst frei von Kontaminationen bleibt, um so die Ausbildung einzelner Erhebungen oder Vertiefungen während der Beschichtung zu verhindern.The layer are complex smoothing processes for the Carrier surface known. So this area is tried by thorough cleaning and chemical or electrochemical removal of a thin surface layer into an ideal base for the coating close. Furthermore, extensive cleaning processes before and during the coating process are attempted to that the carrier remains as free of contamination as possible, so as to prevent the formation of individual elevations or Prevent indentations during coating.

Alle diese Verfahren erfordern einen erheblichen Aufwand und verursachen, beispielsweise auch durch die Entsorgung der Reinigungs- bzw. Ätzbäder, beträchtliche zusätzliche Kosten.All of these methods require considerable effort and cause, for example also through disposal the cleaning or etching baths, considerable additional Costs.

Weiterhin ist bereits ein Verfahren bekannt (DE-OS 26 54- CS6), um die fertige fotoleitende Schicht nachträglich durch mechanisches Abreiben glatt zu polieren. Bei diesem Verfahren besteht jedoch die Gefahr, daß vorhandene Erhebungen beim Polieren ausbrechen, wobei ein Loch in der Beschichtung entsteht.Furthermore, a method is already known (DE-OS 26 54-CS6) to subsequently apply the finished photoconductive layer polish smooth by mechanical rubbing. With this method, however, there is a risk that existing Break out bumps during polishing, creating a hole in the coating.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Oberfläche einer eingangs genannten Abbildungsfläche einfach und sicher erheblich geglättet werden kann.The present invention is based on the object of specifying a method with which the surface of a Imaging surface mentioned at the outset can be easily and reliably smoothed considerably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die fotoleitende Schicht zumindest in ihrem Oberflächenbereich kurzzeitig aufgeschmolzen wird. Die Oberflächenspannung dieses praktisch flüssigen Materials bewirkt die gewünschte Glättung. Dabei richtet sich die erforderliche Tiefe der Aufschmelzung nach der Tiefe der einzuebnenden Rauhigkeit.This object is achieved according to the invention in that the photoconductive layer at least in its surface area is briefly melted. The surface tension of this practically liquid material causes the desired smoothing. The required depth of melting depends on the Depth of the roughness to be leveled.

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Eine besonders -vorteilhafte Auf Schmelzung ergibt sich durch Elektronenbestrahlung. Durch die geringe Eindringtiefe der Elektronen werden bei diesem Verfahren nur oberflächennahe Schichtbereiche erwärmt und aufgeschmolzen. Dadurch kühlt die bestrahlte Beschichtungssteile nach Beendigung der Bestrahlung rasch wieder ab und es wird so verhindert, daß nennenswerte Anteile der Beschichtung abdampfen. Außerdem läßt sich durch die Änderung der Beschleunigungsspannung und des Strahlstromes die Aufecnmelztiefe leicht variieren.A particularly advantageous melting results by electron irradiation. Due to the low penetration depth of the electrons, this method only near-surface layer areas are heated and melted. This cools the irradiated coating parts after the end of the irradiation quickly decreases again and it is thus prevented that significant proportions evaporate from the coating. In addition, by changing the acceleration voltage and the beam current slightly vary the melting depth.

Ein weiterer Vorteil der Elektronenbestrahlung liegt darin, daß diese Bestrahlung in demselben Rezipienten vorgenommen werden kann, in dem - ebenfalls im Yakuum die Beschichtung des Trägers mit der fotoleitenden Schicht vorgenommen wird. Die Einebnung durch Elektronenbestrahlung kann sofort nach der Beschichtung in der gleichen Vakuum-Apparatur erfolgen. Wird beispielsweise die fotoleitende Schicht durch Elektronenstrahl-Verdampfung auf den Träger aufgebracht, so kann dieselbe Strahlquelle anschließend direkt zum Aufschmelzen benutzt werden.Another advantage of electron irradiation is that this irradiation takes place in the same recipient can be made in which - also in the Yakuum the coating of the carrier with the photoconductive Layer is made. Electron leveling can be carried out immediately after coating in the the same vacuum apparatus. For example the photoconductive layer is applied to the carrier by electron beam evaporation, so the same can The beam source can then be used directly for melting.

Ansonsten können zur Erzeugung des Elektronenstrahls handelsübliche Quellen verwendet werden, wie sie beispielsweise zur Reinigung von Substraten zur Vakuum-Beschichtung angeboten werden. Auch Quellen, die zur Materialaufschmelzung üblich sind, lassen sich wegen der leichten Beeinflußbarkeit des Elektronenstrahls so umgestalten, daß eine zur Einebnung geeignete Strahldicht erhalten wird. Otherwise, commercially available sources, such as those for example, can be used to generate the electron beam for cleaning substrates for vacuum coating. Also sources related to Material melting are common, can be done because of the ease with which the electron beam can be influenced reshape so that a radiance suitable for leveling is obtained.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist insbesondere zur Einebnung größerer Flächen einer Beschichtung vorgesehen, den Elektronenstrahl mit einemIn an advantageous further development of the invention, a coating is used in particular to level larger areas provided the electron beam with a

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kleinen Querschnitt über die Fläche rastern zu lassen. Dabei kann allein der Elektronenstrahl abgelenkt werden, oder die Quelle mitsamt dem Strahl eine Relativbewegung gegenüber der Beschichtung ausführen. Eine Bewegung der Schicht bietet sich vorteilhafterweise bei zylinderfönnigen Trägern an.to rasterize a small cross-section over the area. The electron beam alone can be deflected, or the source together with the beam can move relative to one another run opposite the coating. A movement of the layer is advantageous with cylinder-shaped girders.

Um die Anforderungen an die Leistung der Elektronenquelle weiter herabsetzen zu können, ist vorgesehen, die fotoleitende Schicht als ganzes vorzuheizen. Die Vorheiztemperatur sollte etwas unterhalb der Temperatur eingestellt werden, bei der eine merkliche Abdampfung des Beschichtungsmaterials beginnt. Zur Einebnung mit dem Elektronenstrahl ist dann nur noch eine geringere Strahlintensität notwendig als ohne Vorheizen.In order to be able to further reduce the requirements for the performance of the electron source, it is provided that preheat the photoconductive layer as a whole. The preheating temperature should be slightly below the temperature at which a noticeable evaporation of the coating material begins. For leveling With the electron beam, only a lower beam intensity is then necessary than without preheating.

Eine besonders günstige Möglichkeit zum Vorheizen bietet sich an, wenn die Elektronenbestrahlung unmittelbar nach der eigentlichen Beschichtung vorgenommen wird. Während dieser Beschichtung muß der Träger auf einer erhöhten Temperatur gehalten werden, um eine gute Haftung der Aufdampfschicht auf der Trägeroberfläche sicherzustellen. Während des anschließenden Abkühlens wird die gewünschte Vorheiztemperatur für die Elektronenbestrahlung durchlaufen und kann ohne neuerliches Heizen ausgenutzt werden.A particularly favorable option for preheating is available when the electron irradiation is immediate after the actual coating is carried out. During this coating, the carrier must be on an elevated temperature to ensure good adhesion of the vapor deposition layer to the support surface to ensure. During the subsequent cooling down, the desired preheating temperature for go through the electron irradiation and can be used without renewed heating.

Eine weitere, besonders einfache Methode zum Glätten der fotoleitenden Schicht besteht darin, daß die Schicht in einer Inertgas-AtmoSphäre bei annähernd Normaldruck aufgeschmolzen wird. Im Vakuum würde eine derartige Erhitzung einen starken Materialverlust durch Verdampfen des fotoleitenden Materials verursachen. Wird dagegen bei Normaldruck in einem Inertgas, beispielsweise auch Luft, erwärmt, so ist die Verdampfungsrate stark reduziert. Die Wärmebehandlung kann in einem beliebi-Another particularly simple method for smoothing the photoconductive layer is that the layer in an inert gas atmosphere at almost normal pressure is melted. In a vacuum, such heating would result in a significant loss of material through evaporation of the photoconductive material. If, however, at normal pressure in an inert gas, for example even air, if heated, the rate of evaporation is greatly reduced. The heat treatment can be carried out in any

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gen, z.B. elektrisch beheizten Ofen oder im Rezipienten einer gefluteten Aufdampfanlage mit der Trägerheizung durchgeführt werden. Wichtig dabei ist, wie auch beim Aufschmelzen durch Elektronenbestrahlung, daß eine Erwärmung über die Glastransformationstemperatur (Erweichungstemperatur) erfolgt. Für ASpSe, beispielsweise liegt diese Temperatur bei ca. 180 C.genes, e.g. electrically heated oven or in the recipient a flooded vapor deposition system with the carrier heater be performed. As with melting by electron irradiation, it is important that heating is achieved takes place via the glass transformation temperature (softening temperature). For ASpSe, for example, lies this temperature at about 180 C.

An zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden weiter erläutert und beschrieben.The invention is described below using two exemplary embodiments further explained and described.

Als Abbildungsfläche ist eine Platte vorgesehen, die aus einem Aluminiumträger besteht, auf den eine Arsentriselenid-Schicht (ASpSe,) aufgedampft wurde. Die Dicke der Schicht beträgt 60/um. Diese Schicht wird im Vakuum mit einem Elektronenstrahl abgerastert. Die Beschleunigungsspannung des Elektronenstrahls beträgt 12 kV und der Strahlstrom ist auf 40/uA eingestellt. Der Strahldurchmesser auf der Oberfläche der Schicht beträgt 1 /um.A plate consisting of an aluminum carrier on which an arsenic triselenide layer is provided is provided as the imaging surface (ASpSe,) was evaporated. the The thickness of the layer is 60 µm. This layer is scanned in a vacuum with an electron beam. The accelerating voltage of the electron beam is 12 kV and the beam current is set to 40 / uA. The beam diameter on the surface of the layer is 1 / µm.

In einem Demonstrationsversuch wurden Rasterelektronen-Mikroskopaufnahmen der Oberfläche vor und nach der Elektronenbestrahlung gemacht. Die Rauhtiefe vor der Bestrahlung betrug 3/um. Bestrahlt wurde eine Fläche von 50/um χ 50/um. Dazu wurde der Strahl 1 min lang mit einer Periodendauer von 3 see über die Fläche gerastert. Die Rauhtiefe lag anschließend unter 0,05/um. Die entsprechende Rasterelektronen-Mikroskopaufnahme zeigt eine vollkommen glatte Oberfläche frei von sämtlichen sichtbaren Rauhigkeiten, Erhebungen oder Vertiefungen. In a demonstration experiment, scanning electron microscope images were taken made of the surface before and after electron irradiation. The surface roughness before the Irradiation was 3 µm. An area was irradiated from 50 / um χ 50 / um. For this purpose, the beam was 1 min long rasterized over the area with a period of 3 seconds. The surface roughness was then below 0.05 μm. The corresponding scanning electron microscope image shows a completely smooth surface free of any visible roughness, elevations or depressions.

Eine weitere identische Abbildungsfläche mit der gleichen sehr rauhen Schichtoberfläche konnte durch eine 15-minütige Wärmebehandlung bei 260⁰C auf eine Rauh-Another identical imaging surface with the same very rough surface layer was passed through a 15-minute heat treatment at 260 ⁰ C to a napping

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tiefe von 0,1 /um eingeebnet werden. Oberflächenfehler in Form von Pickeln wurden dabei durch die Oberflächen spannung deutlich abgerundet und verflacht.depth of 0.1 / µm can be leveled. Surface defects in the form of pimples were doing it through the surfaces tension clearly rounded and flattened.

5 Patentansprüche5 claims

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Claims

Patent claims:

1. A method for smoothing an imaging surface that has a photoconductive photoconductive layer applied to a conductive substrate Layer contains, for the electrophotographic or xeroradiographic transfer printing, thereby g e k e η η draws that the photoconductive layer melted briefly at least in its "surface area will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the surface of the layer through Electron irradiation is melted.

3. The method according to claim 2, characterized in that the layer with an electron beam small cross-section scanned wii * d.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the layer as a whole is preheated.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schicht in einer Inertgas-5. The method according to claim 1, characterized in that the layer in an inert gas Atmosphäre bei annähernd Normaldruck aufgeschmolzen wird.Atmosphere is melted at approximately normal pressure.

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