DE3418401A1 - Elektrophotographisch empfindliches bauelement - Google Patents
Elektrophotographisch empfindliches bauelementInfo
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Description
Patentanwälte
Dfpl.-Ing. E. Edei
Dlpl.-ing. K. Schics hkfe
β München 40. EIK',,^,str ·>3·ί
Kyocera Corporation, Kyoto/Japan Takao Kawamura, Osaka/Japan
Elektrophotographisch empfindliches Bauelement
Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf ein Substrat aus
amorphem Silicium für ein elektrophotographisch empfindliches Bauelement.
In den vergangenen Jahren sind verschiedene Untersuchungen . "bezüglich eines- elektrophotographischen Bauelements mit amorphem
Silicium (im Folgenden als a-Si bezeichnet) in Anbetracht dessen.angestellt worden, daß a-Si überlegene Eigenschaften
aufweist, was seine Wärmebeständigkeit, Abriebfestigkeit und Besistenz gegenüber Umweltverschmutzung sowie seine Lichtempfindlichkeit
anbetrifft.
Nach den·herkömmlichen Methoden werden großenteils'Stoffe
.wie Selen, Cadmiumsulfid und Zinkoxid sowie Aluminium als lichtempfindliche Materialien bei der Herstellung.eines elektrophotographisch
empfindlichen Bauteils verwendet. Die Erfinder haben nun festgestellt, daß ein aus Aluminium gebildetes
Substrat (im Folgenden als Al bezeichnet) folgende Nachteile aufweis:
Da die Dicke einer lichtempfindlichen Schicht aus einem aus Cadmiumsulfid bestehenden lichtempfindlichen Material und
einem aus Selen bestehenden lichtempfindlichen Material mit
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50 bis 100 μτη verhältnismäßig groß ist, läßt sich die Haftfähigkeit
der lichtempfindlichen Schicht an einem "Substrat dadurch verbessern, daß man die Oberfläche eines Al-Substrats
mit der erforderlichen Bauhigkeit versieht, ohne dabei die elektrophotographischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.
Als Substrat für das lichtempfindliche Material aus Cadmiumsulfid hat man ein Aluminiummaterial der Zusammensetzung
Al-Mg-Si (JIS 6063) verwendet, da es leichter in den gewünschten Querschnitt extrudierbar ist und die Oberfläche des
Substrats problemlos einer Alunitbehandlung unterworfen werden kann.
Als Substrat für das lichtempfindliche Seleniummaterial ist
im allgemeinen ein Al-Material der Zusammensetzung Al-Mn (JIS 3003) verwendet worden, da sich ein Al-Substrat in zufriedenstellender
Weise mit einer Selenschicht vereinen läßt, ohne daß dabei Veränderungen der elektrophotographischen Eigenschaften
auftreten.
Demgegenüber ist festgestellt worden, daß schon- geringe Störungen
der Oberfläche des Substrats auf die lichtempfindliche Schicht einen Einfluß haben und deren elektrophotographischen
Eigenschaften beeinträchtigen, wenn die Dicke der lichtempfindlichen Schicht aus einem aus a-Si bestehenden
lichtempfindlichen Material nur 20 bis 30'/im beträgt.
Obwohl Al-Materialien im allgemeinen Verunreinigungen aus
Eisen enthalten, wird ferner vorausgesetzt, daß das Substrat für ein aus a-Si bestehendes lichtempfindliches Material
überlegene Eigenschaften in bezug auf Formbarkeit, Korrosionsbeständigkeit,
Festigkeit, Bearbeitbarkeit und Härte aufweist.
Es ist jedoch festgestellt worden, daß, nachdem keine festen Lösungen zwischen Eisen und Mangan entstehen und diese vielmehr
in Form von Fällungen abgespalten werden, wodurch sich
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eine kompakte Verteilung der Fällungen in einer Größenordnunp
von mehreren μτα auf der Oberfläche eines Substrats ergibt,
welches aus Al-Stoffen hergestellt worden ist, und dies, obwohl eine spiegelglatte Oberfläche durch Schleifen mit Maschinen
wie einer Ultrapräzisionsdrehbank hergestellt worden ist, die Erhebungen, welcne mit den Fällungsprodukten als Kern zu
einer Größe von mehreren zehn um anwachsen, sich dann bilden, wenn auf das Al-Substrat eine a-Si-Schicht mit Hilfe des
Glimm/Entladungs/ZersetzungsVerfahrens. oder ähnlicher Verfahren
aufgebracht wird.
Es wurde datiei gefunden, daß sich die Fähigkeit, eine Ladung
zu halten, aufgrund dieser Erhebungen in der Mitte verringert, wodurch der Toner nicht haften kann und sich auf dem Abzug
weiße blanke Stellen bilden; diese Beeinträchtigung erstrecki
sich bei wiederholter langanhaltender Verwendung bis hin zum
Umfang der Erhebungen, wodurch sich die Zahl der weißen blanken Stellen allmählich erhöht.
Die' vorliegende Erfindung ist daher unter den obigen Gesichtspunkten
konzipiert worden. Ein wesentliches Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, ein ideales elektrophotographisch·
empfindliches Bauelement zu schaffen, bei welchem neben dem Eisengehalt auch der Mangangehalt reduziert wird, um auf diese
Weise weitgehendst den Anteil an aus diesen und aus Aluminium bestehenden Fällungsprodukten zu reduzieren, unter
wirksamer Beibehaltung der Eigenschaften des Mangans, wie einer größeren Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit, um
dadurch die Bildung blanker weißer Stellen zu vermeiden und das elektrische Ladepotential zu erhöhen.
Somit besteht eine wesentliche Aufgabe der Erfindung darin, . ein elektrophotographisch. empfindliches Bauteil zu schaffen,
welches zumindest eine dünne photoleitfähige ä-Si-Schicht
umfaßt, die auf ein im wesentlichen aus Aluminium bestehendes Substrat aufgebracht wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat mindestens eines der Elemente Eisen und Mangan.in einem Verhältnis von 0,30 Gewichtsprozent
enthält und daß die Oberflächenrauhtiefe des Substrats vorzugsweise
0,5 S oder darunter "beträgt, wobei Erhebungen kaum
gebildet werden, da zumindest eines der Elemente Eisen und Mangan in einer Menge (Verhältnis) von 0,30 Gewichtsprozent
enthalten ist, und daß das elektrische Ladepotential heraufgesetzt
wird, da die Oberflächenrauhtiefe des Al-Substrats
0,5 S oder darunter beträgt.
Es ist jedoch festgestellt worden, daß sich auf der Oberfläche des Substrats winzige konkave und konvexe Stellen bilden,
wenn das Substrat nach dem Glimm/Entladungs/Zersetzungsverfahren
auf Temperaturen von über 200° C erhitzt wird,- obwohl
das Substrat mit Maschinen wie der vorstehend genannten Ultrapräzisionsdrehbank geschliffen worden ist, um diesem
eine einheitliche und angemessene Schichtform zu verleihen; dabei entstehen sowohl auf dem lichtempfindlichen Material
aus a-Si Streifen als auch auf einer entsprechenden Bildkopie. - ' .
Infolgedessen sind die Erfinder zu einem zweiten Teil der
Erfindung gelangt in ihrem Bemühen, eine Losung zu den vorstehend beschriebenen Nachteilen zu finden.
Aufgabe^ dieses Teils der Erfindung ist es, ein elektrophotographisch
empfindliches Bauelement zu schaffen, das in seiner Reproduzierbarkeit und Viedergabegenauigkeit überlegene
Eigenschaften aufweist und bei dem sich der Anteil an aus Eisen und Mangan bestehenden Fällungsprodukten wirksam reduziert,
um /so die Bildung blanker weißer Stellen auf einer
Bildkopie zu vermeiden, unter Heraufsetzung des elektrischen
Ladepotentials und unter weitgehender Vermeidung'der Bildung winziger konkaver und konvexer Stellen an der Substratoberfläche
und damit weißer Streifen.
Der zweite Teil der Erfindung bezieht sich somit kurz gesagt auf die Schaffung eines elektrophotographisch-..empfindlichen
Bauelements mit mindestens einer dünnen photoleit-
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fähigen a-Si-Schicht, welche auf ein im wesentlichen aus
Aluminium bestehendes Substrat, aufgebracht wird. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Magnesium in
einem Verhältnis von 0,5 bis 10,0 Gew.-% enthält.
Die \Erf indung wird nunmehr anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben.
Wenngleich ein Al-Substrat aus verschiedenen Aluminium zu— '
s ammens et zungen gem. JIS hergestellt wird, so ist es doch,
hinsichtlich der Al-Materialien zur Herstellung eines
lichtempfindlichen Materials aus a-Si erstrebenswert, daß die Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften, wie
die Erhöhung der elektrischen -Restspannung und die Veränderung der Beschaffenheit der Substratoberfläche, die zu einer
Verminderten Adhäsion des a-Si-Films führt, nur sehr schwer erfolgt, während eine bessere Bearbeitbarkeit, eine größere
Korrosionsbeständigkeit und eine vereinfachte " 'Herstellbarkeit der spiegelglatten Oberfläche gegeben ist. Darüber
hinaus ist es erstrebenswert, daß das Substrat bis zu einem gewissen Grad seine Festigkeit beibehält, und daß eine Verformung
und Beschädigung seiner Oberfläche nur unter Schwierigkeiten möglich ist. Die vorstehenden Eigenschaften sind
von der Art und dem Gehalt der Verunreinigungen, beispiels-· weise Silicium, Eisen, Kupfer, Magnesium, Mangan, Zink,
Chrom, Titan und Nickel,abhängig, die in Aluminium enthalten sind. · .
Verschiedene Untersuchungen von Aluminiumzusammensetzungen
gemäß JIS ergaben, daß von diesen Zusammensetzungen die in
Tabelle 1 enthaltene, JIS 1070, in wirksamer Weise die vorstehenden
Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, Härte· und Oberflächenbeeinträchtigung trotz, eines
verhältnismäßig geringen Anteils an Eisen und Mangan gewährleisteten. Die Häufigkeit der Fällungen wurde dadurch gemessen,
daß man den Eisen- und Mangangehalt dieses Aluminium-
-a-
materials gemäß Tabelle 2 variierte,
Diese Häufigkeit der Fällungen wurde bestimmt durch die Durchschnittszahl der Erhebungen mit einer Größe von über
2
50 pn0/1OO cm , die bei Fällungen auf der Oberfläche eines ^Substrats im Anschluß an eine Oberflächenbehandlung mit Hilfe der Ultrapräzisionsdrehbank unter Verwendung eines Diamant-Schneidwerkzeugs zur Erzielung einer spiegelglatten Fläche sowie im Anschluß an die Glimm/Entladungs/Zersetzung unter einem Stereomikroskop bei 40-facher Vergrößerung ermittelt wurden.
50 pn0/1OO cm , die bei Fällungen auf der Oberfläche eines ^Substrats im Anschluß an eine Oberflächenbehandlung mit Hilfe der Ultrapräzisionsdrehbank unter Verwendung eines Diamant-Schneidwerkzeugs zur Erzielung einer spiegelglatten Fläche sowie im Anschluß an die Glimm/Entladungs/Zersetzung unter einem Stereomikroskop bei 40-facher Vergrößerung ermittelt wurden.
| JIS- Nr. 1070 |
Chemische Zusammensetzung (Gew.~%) | Si | Fe ' | Gu | Mn | Mg . | Zn | Ti ' |
| ^20 | ^0,04- | ^0,03 | ^0,03 | <0,04 | <.0,03 |
Wird der Gesamtgehalt an Eisen und Mangan auf 0,30 Gew.—%
oder darunter entsprechend der obigen chemischen Zusammensetzung verringert, so reduziert sich die Zahl, der Erhebungen
deutlich und die Fähigkeit zum Halten der Ladung er- . höht sich. Gleichzeitig ist festgestellt worden, daß die
Fähigkeit, die Ladung zu halten, dazu tendiert zuzunehmen, wenn die Rauhtiefe des Al-Substrats geringer wird. Die Erfinder
haben festgestellt, daß die Fähigkeit zum Haltern. der Ladung sogar noch weiter ansteigt, wenn die Rauhtiefe
auf 0,5 S oder darunter, vorzugsweise 0,1 S oder darunter, •verringert wird.
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Es wurden die vorstehend genannten verschiedenen Aluminiumsubstrate
einer Behandlung zur Erzeugung einer spiegelglatten Oberfläche unterworfen, und'auf das·erhaltene Aluminiumsubstrat
wurde zunächst eine aus a-Si bestehende Sperrschicht,
dann- eine aus a-Si "bestehende photoleitende Schicht und
schließlich eine aus a-Si bestehende Oberflächenschutzschich :
unter Verwendung einer Glimm/Entladungs/Zersetzungsvorrich—
tung vomjkapazitiven Kopplungstyp aufgebracht. Die erhaltenen
elektrophotographisch empfindlichen Bauelemente wurden auf
ihr elektrisches Ladepotential geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 enthalten. ...
Tabelle 2
| Probe tf-p |
/hem. Zusammensetzung (Gew.-%) |
Mn' | Eauh- tiefe |
Ihirchs chnitt s— zahl der Erhe |
Elektri sches La- |
| ■U · | Fe | 0,02 | (S) | bungen | depoten- tial (V) |
| 1 | 0,03 | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 820 |
| 2 | 0,05 | 0,03 | 0,1 | 0,4 | 780 |
| 3 | 0,02 | 0,20 | 0,4 | 0,8 | 700 |
| 0,00 | 0,00 | 0,1 | 0,8 | 750 | |
| ***5 | 0,25 | 0,00 , | 0,1 | 1,0 | 730 . |
| ***6 | Ό,οο . | 0,01 | 0,1 | 0,1 | 760 |
| **.7 | 0,03 | 0,01 | 1,0 | 1,0 | 530 |
| 8 | 0,25 | 0,23 | 0,05 | 0,4 | 750 |
| 9 | 0,02 | 0,02 | 0,05 | 0,6 | 780 |
| * 10 | 0,40 | 0,50 | 0,1 | 5,5 | 750 |
| ♦ 11 | 0,02 | 0,30 | 0,1 | 18,2 | 760 |
| * 12 | 0,25 | 0,15 | 0,3 | 23,0 | 730 |
| 13 | 0,10 | 0,09 | 0,1 | 1,2 | 760 |
| 14 | 0,20 | 0,70 | 0,2 | 1,5 | 740 |
| * 15 | 1,00 | 0,03 | 0,5 | 50,6 | 700 |
| **16 | 0,02 | 0,01 | 0,7 | . 0,8 | 550 |
| **17 | 0,25 | 0,23 | 2,0 | 1,5 \ | 500 |
| **18 . | 0,02 | 5,0 | 2,0 | 420 |
EPO COPY
-tu-
* Die mit * gekennzeichnete. Proben-Kummer bezieht sich auf
ein elektrophotographisch empfindliches Bauelement, dessen Gesamtgehalt an Eisen und Mangan außerhalb der vorliegenden
Erfindung liegt.
■*■*· Die mit ** gekennzeichnete. Pr ob en-Nummer bezieht sich
auf ein elektrophotographisch empfindliches Bauelement, dessen Oberflächenrauhigkeit außerhalb der vorliegenden
Erfindung liegt.
**♦ Obwohl in der mit ***.gekennzeichneten Probe der Gehalt
an Eisen und Mangan 0,00 ist, souenthält diese selbst bei
■ einer hochgradigen Reinigung Eisen und Mangan als unvermeidliche Verunreinigungen- in einer Menge (Verhältnis)
von mindestens 0,001 Gew.-%.
Das heißt, die Halbleiterschicht enthält Sauerstoff in fortschreitend
sich verringerndem Maße, indenrdiese gebildet wird, und zwar Sauerstoff in einem Anteil von etwa 5?0 Atom-%, Bor
zu etwa 200 Teilen/Million (ppm) und Wasserstoff zu etwa 10 Atom-% am Beginn der Schichtbildung und Sauerstoff zu etwa
0,02 % bei einer Schichtdicke von 2,0 um. Dann wurde eine
photoleitende Schicht aus a-Si mit einer Dicke von 21,8 um, ·
welche Sauerstoff in einem Anteil von etwa 0,02 Atom-%, Bor zu. etwa 200 Teilen/Million und Wasserstoff zu etwa 15 Atom-%
enthielt, auf die Halbleiterschicht aus a-Si aufgebracht. Anschließend wurde eine Oberflächenachutzschicht aus a-Si von
0,2 um Dicke, welche Sauerstoff in während ihrer Bildung fortschreitend zunehmendem Maße enthielt - der Sauerstoff anteil
betrug nach Fertigstellung der Schicht etwa 50 Atom-% und der
Was s er stoff anteil etwa 15 Atom-% (kein Bor) - auf die photoleitende
a-Si-Schicht aufgebracht..
Das auf diese Weise hergestellte elektrophotographisch empfindliche
Bauelement wurde mit einer Coronaladung von + 5»6
kV aufgeladen und das elektrische Ladepotential der Oberfläche gemessen. . ' £
BADOfUG(NAL
NACHGEREiCHT
3413401
Vie aus Tabelle 2 ersichtlich, nahm die Ihirchschnittszal 1
der Erhebungen in den Proben der Kummern 10, 11, 12 und '3
deutlich zu, da der Gesamtgehalt an Eisen und Mangan übei
0,30 Gew.-?« betrug, und ein elektrophotographiscli ern^ fincliches,
auc a-Si 1-estehendes Eauelement verursachte bei
Verwendung dieser Substrate auf der Bildkopie deutliche
weiße blanke StelJen. !Demgegenüber hat man festgestellt,
daß die .Zahl der Erhebungen in den Proben der Rummern 1
bis .9t, 13", 14,16 bis 18sich erheblich verringerte und ein
aus a-Si bestehendes elektrophotographisch empfindliches Bauelement, in dem diese Substrate verwendet "wurden, verur-
überhauDt
sachte auf einer Bildkopie'keine weißen blanken Stellen.
sachte auf einer Bildkopie'keine weißen blanken Stellen.
Darüber hinaus -wurde aufgrund der Ergebnisse in Tabelle 2
festgestellt, daß, obwohl der Zusatz von Eisen und Mangan
auf die Oberflächenrauhtiefe einen großen Einfluß hat und letztere dazu neigt, mit Zunahme dieser Elemente ebenfalls j
zuzunehmen, das elektrische ladepotential sich in den Fälle;
jerheblich reduziert, in denen die Oberflächenrauhtiefe ütpr
0,5 S beträgt, wie bei den Proben der Kümmern 7,-16 bis 18 I
und die Durchschnittszahl der Erhebungen sich verringert,, ■wobei die vorstehend beschriebenen weißen blanken Steller,
nicht auftreten, und daß, wenn man das elektrische ladepc—
tential erhöht, ein ideales elektrophotographisch empfindliches
Bauelement in den Fällen erhält, in denen der Gesamt
gehalt εη Eisen und Mangan 0,30 Gew.-% oder darunter und
die Oberflächenrauhtiefe 0,5 S oder .darunter, vorzugsweise
0,1 S oder darunter, beträgt, vie bei den Proben der Timer er
1 bis S, 8, 9,
Ferner ergab'sich, daß eine Eeduzierung der zugesetzten Ken
ge an Eisen und Mangan kaum einen Einfluß auf Eigenschaften wie Formbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit
aufgrund des Einschlusses von Mangan bei der praktischen An wendung der Proben hatte (Proben Kr. 1 bis 9., 13, 14* 16 bi
18), in denen der Gesamtgehalt an Eisen und Mangan bei dieser bevorzugten Ausführungsform 0,30 Gewichtsprozent oder
darunter betrug.
-1(Z-
Vie aus der vorstehend beschriebenen "bevorzugten Ausführungsform
ersichtlich, hat man festgestellt, daß ein aus a-Si bestehendes
elektrophotographisch empfindliches Bauelement, in dem ein Substrat aus Aluminiummaterial verwendet wird, keine
Verschlechterung seiner Eigenschaften zeigt, wenn der Gesamtgehalt an Eisen und. Mangan 0,30 Gew.-% oder darunter beträgt,
obwohl Fällungsprodukte entstehen, und das elektrische Ladepotential
sich erheblich erhöht, vorausgesetzt, daß es so geschliffen wird, daß seine Oberflächenrauhigkeit 0,5 S oder
darunger betragt. Es entsteht hierdurch ein elektrophotographisch empfindliches Bauelement mit verbesserten Eigenschaften.
Ferner wurde aufgrund weiterer Untersuchungen seitens der Erfinder
gefunden, daß bei einem Al-Substrat, welches aus den vorstehend genannten Al-Stoffen gem. JTS IO7O hergestellt
wurde, überhaupt keine kleinen konkaven oder konvexen Stellen an der Oberfläche im Zusammenhang mit der Glimmentladung bei
Temperaturen von bis zu 200° C auftraten, daß jedoch diese kleinen konkaven und konvexen Stellen an der Oberfläche bei
Temperaturen von über 200° G auftraten, die angewandt wurden, um die Schichten besonders schnell zu bilden. Dadurch entstehen
bei der spanabhebenden Bearbeitung des Substrats sehr feine Verformungs schicht en. Das heißt, es wird eine spiegelglatte
Oberfläche gebildet mit einem Diamant-Schneidwerkzeug, das an dem Umfang einer umlaufenden Trommel angreift und in
Längsrichtung dieser Trommel geführt wird, und es werden "Verformungsschichten
an der Oberfläche gebildet, wenn weiche Materialien spanabhebend bearbeitet werden. Kurz gesagt^ die
Teile, die*periodisch zusammengepreßt und durch ein Diamant-Schneidwerkzeug
in Zustellrichtung zur Formgebung beansprucht werden, werden hergestellt und Schichten, die große Spannungen
aufweisen, werden in diesen Teilen erzeugt. Es wird eine innere Spannung in diesen Spannungsschichten gebildet. Während
noch keine Verformung bei Subatrattemperaturen von etwa 200° G erfolgtrr entstehen kleine konkave' und konvexe Verformungen
auf der Substratoberfläche bei Temperaturen von über 200° G, da die inneren Spannungen in Form von Wärme freigesetzt
werden.
EPO.COPY
Darüber Hinaus ist festgestellt worden, daß Al-Materialien
gemäß JIS 5000 in dieser Hinsicht weitaus überlegenere Eigenschaften
aufweisen. Solche Al-Materialien sind jene vom AIuminium-Magnesium-Typ,
wobei die Formbarkeit, Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit und dergleichen durch den Zusatz
von Magnesium erheblich verbessert werden. Darüber hinaus entstehen bei einem Substrat aus einem solchen Al-Material
bei der Glimmentladung keine winzigen konkaven und konvexen Stellen an der Oberfläche, obwohl die Substrattemperatur
über 200°:. C beträgt. Diese Al-Materialien zeigen keine verbesserte
Bearbeitbarkeit; ein el ektropho to graphisch empfindliches
Bauelement aus a-Si mit einem Substrat aus solchen Aluminiummaffceri alien weist weiße- Streifen auf; auch auf der
Bildkopie entstehen bei einem Magnesiumgehalt von unter 0,5 Gew.-% weiße Streifen. Ferner werden die Korrosionsbeständigkeit,
das elektrische Ladepotential und die Haftfähigkeit einer a-Si-Schicht bei einem Magnesiumgehalt von
über 10,0 Gew.-% beeinträchtigt. Daher beträgt der Magnesiumgehalt
solcher Aluminiummaterialien vorzugsweise 2,0
bis 5,0 Gew.-%. ■ .
Ferner ist der zweite Teil der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß nicht wärmebehandelte Al-Mg-Legierungen
durch Kalthärtung trommelartig verformt werden. Durch diese Kalthärtung' lassen sich die Härte und Festigkeitseigenschaften des Al-Substrats verbessern.
Versuche haben ergeben, daß eine Härte von 70 (Hg) und eine
Zugfestigkeit von über 25 kg/mm erreichbar sind, während
die fertiggestellte Oberfläche glatt und glänzend ist und sich für eine Bearbeitung extrem gut eignet.
Demgegenüber ist auch festgestellt worden, daß bei der Be-.arbeitung
eines Al-Substrats mit einem Schneidwerkzeug dendritische oder schuppige Stellen, Kratzer und ähnliches
auftreten, wodurch keine gleichmäßige Bearbeitung gewährleistet ist und sich die Ausbeute bei der Herstellung des
Al-Substrats erheblich verringert.
copy IpU
-Ί #i~
'■·■■■ -34184G1
Die bevorzugte Ausführungsform Nr. 2, bei welcher die Al-Materialien
gem. JIS 5086 die in Tabelle 3 gezeigte chemische Zusammensetzung aufweisen, ist nachstehend beschrieben.
.
| T | a b e 1 | 1 e | ^0,50 | Cu /0,10 |
Mn 0,2^ 0,7 |
3 | -% | Cr 0,05- 0,25 |
Ti 40.15 |
|
| JIS- Nr. |
Chemische Zusammensetzung | in Gew.- | Zn ^0,25 |
|||||||
| 5086 | Si <0,40 |
Mg 3,5- |
||||||||
Der Magnesiumgehalt der Al-Materialien gem, JIS 5086 wurde
mehrmals verändert, wobei die Eigenschaften der Al-Material
lien, wie Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit, Härte und Oberflächenbeständigkeit, in wirksamer Weise erhalten blieben,
obwohl der Anteil an Eisen und Mangan aufgrund dessen, daß in den Al-Materialien gem. JIS 5086 reichlich vorhanden
war, gemäß Tabelle 4 erheblich reduziert wurde. Es wurde
die Fällungshäufigkeit gemessen und die Veränderung der Substratoberfläche durch die Wärmebehandlung bei etwa 250° C
während 3 bis 10 Stunden mittels des Glimm/EntladungsVerfahrens
beobachtet· Die Ergebnisse wurden in drei Sparten unterteilt: Korrosionsbeständigkeit, elektrisches Ladepotential
und Haftfähigkeit der a-Si-Schicht als Norm für die Auswertung. O bedeutet ein hervorragendes elektrophotographisch
empfindliches Bauelement, bei dem überhaupt keine winzigen konkaven und konvexen Stellen an der Substratoberfläche entstehen,
die Streifen auf einem lichtempfindlichen Material aus a-Si hervorrufen, wodurch auch keine weißen Streifen auf
der Bildkopie entstehen; es zeigt sich auch keine Beeinträchtigung
der Korrosionsbeständigkeit, des elektrischen Ladepotentiala und der Haftfähigkeit der a-Si-Schicht. ^A
bedeutet ein elektrophotographisch empfindliches Bauelement
■ '■ ■'·■■ -; . ■ ■ 34 Ί 8401
"beil dem keine Beeinträchtigung der Korrosionsbeständigkeit,
des elektrischen Ladepotentials und der Haftfähigkeit der a-Si-Schicht auftritt, wo aber schwache Streifen auf dem lichtempfindlichen
Material aus a-Si auftreten, wodurch auch auf der Bildkopie schwache Streifen erscheinen. & "bedeutet ein
elektrophotographisch empfindliches Eaulement* bei dem keine
winzigen konkaven und konvexen Stellen auf der Oberfläche des Substrats und Streifen auf dem lichtempfindlichen Material
aus a-Si auftreten, so daß auch keine weißen Streifen auf der Bildkopie auftreten; es. zeigt sich jedoch eine leichte
Beeinträchtigung der Korrosionsbeständigkeit, des elektrischen Ladepotentials und der Haftfähigkeit der a-Si-Schicht.
.X bedeutet ein praktisch nicht verwendbares elektrophotographisch
empfindliches Bauelement, das winzige konkave und konvexe Stellen auf der Oberfläche des Substrats sowie Streifen auf einem lichtempfindlichen Material aus a-Si hervorruft,'
so daß auch Streifen auf einer Bildkopie erscheinen, "bzw. es zeigt sich hier eine erhebliche Beeinträchtigung der
Korrosionsbeständigkeit, des elektrischen Ladepotentials und der Haftfähigkeit der a-Si-Schicht.
Darüber hinaus wurde die Häufigkeit der Fällungen (Sedimente) anhand der Durchschnittszahl der Erhebungen gemessen, die
über 50 Um0/1QO cm betrug; diese Zahl wurde bei Fällungen
auf der Oberfläche eines.Substrats nach der Behandlung zur Erzeugung einer spiegelglatten Oberfläche mit Hilfe einer
■Ultrapräzisionsdrehbank unter Verwendung eines Diamantwerkzeugs sowie bei der Glimm/Entladungs/Zersetzung unter einem
Stereomikroskop bei 40-facher Vergrößerung beobachtet bzw. ermittelt.
T a b e.l 1 e
| Probe Nr. |
Ghera. 1 (Gew. |
Susaimnensetzg. | Mg | Dnrchschn.- zahl d. Er hebungen |
Bewertung ä. Substrat oberfläche |
| 1 | ! Fe | Mn | 0,50 | 0,2 |
ί
O |
| CNJ | o,O3 | 0,02 | 1,20 | 0,5 | O |
| 3 | 0,02 | 0,03 | 3,50 | .1,0 | O |
| *·4 | 0,05 | 0,01 | 6,00 | 23,0 | O |
| 5 *6 |
0,25 | 0,10 | 9,40 0,30 |
1,2 0,8 |
O
Δ |
| ♦7 | 0,07 0,02 |
0,05 0,03 |
0,05 | 0,6 | χ |
| *8 | 0,05 | 0,01 | 15,00 | 0,9 | A |
| 9 | 0,07 | 0,05 | 3,00 | . 1I2 | O |
| **10 | 0,10 | 0,15 | 4,20 | 25,0 | O |
| 11 | 0,25 | 0,30 | 3,00 | . 0,5 | O |
| 12 | 0,25 | 0,01 | 9,40 | 0,6 | O |
| *13 | 0,02 | 0,23 | 0,01 | 1,2 | χ |
| »14 | 0,10 | 0,15 | O7IO | 1,0 | Δ |
| *15 | 0,07 | 0,05 | 0,05 | 55,0 | χ |
| «16 | 1,00 | 0^70 | 0,30 | 0,1 | Δ |
| 17.' | 0,00 | 0f00 | 4,00 | 0,1 | O |
| • 18 | 0,00 | 0,00 | 7,00 | 0,1 | O |
| 19 ■ | 0,00 | 0,00 | 3,00 | 1,0 | O |
| *20 | 0,00 | 0,10' | 0,30 | 1,5 | •Δ. |
| 21 | 0,20 | 0,00 | 4,00 | 1,2 | ;■ ο ι |
| 22 | 0,20 | 0,00 | 7,00 | Ir5 | ο |
| 0,20 | 0,00 |
EPO COPY ffl
■ ■ .. -17-
.-?-■ Die mit * gekennzeichneten Proben-Nummern beziehen sich auf
ein elektrophotographis'ch empfindliches Bauelement mit Eisen-, Mangan- und Magnesitimgehalten, die außerhalb der Erfindung
liegen.
*-■*■ Die mit *♦ gekennzeichneten Proben-Hummern beziehen sich auf
ein elektrophotographisch empfindliches Bauelement, bei dem
die Bewertung der Substratoberfläche innerhalb des Eahmens der vorliegenden Erfindung liegt; jedoch ist hier die Durchschnittszahl
der Erhebungen beträchtlich, wodurch sich in der Praxis Probleme ergeben.
Darüber hinaus zeigt der Gehalt an Eisen Und Mangan von 0,00, aaS Eisen und Mangan, welche unvermeidliche Verunreinigungen
selbst bei gründlichster Eeinigung darstellen, jeweils in einem Verhältnis von mindestens 0,001 Gew.-% vorliegen.
Gemäß Tabelle 4- entstehen auf der Substratoberfläche keine
winzigen konkaven und konvexen Stellen; es entstehen auch keine Streifen auf einem lichtempfindlichen Material aus a-Si
in den Proben der Nummern 1 bis 5, 9 bis 12, 17 bis 19
. -und 21/22. Im "besonderen ist der Einfluß der durch das Eisen
und das Mangan gebildeten Fällungen gering, da die Durchschnittszahl der Erhebungen gering ist, so daß auf einer
Bildkopie keine weißen Streifen entstehen. Es. ..werden auch
keine weißen blanken Stellen bei den Proben der Nummern 1
Ms 3, 5, 9, 11, 12, 17 bis 19 und 21/22 beobachtet. Somit
wird ein ausgezeichnetes elektrophotographisch empfindliches Bauelement aus a-Si verfügbar gemacht. Dagegen entstanden
bei den Proben der Nummern 6, 14-, 16, 20 auf einem elektrophotographisch
empfindlichen Bauelement aus a-Si sowie auf der Bildkopie weiße Streifen. Darüber hinaus wurde bei
der Probe Nr. 3 eine leichte Beeinträchtigung der Korrosionsbeständigkeit,
des elektrischen Ladepotentials und der Haftfähigkeit der betreffenden a-Si-Schicht beobachtet, was in
der Praxis ungünstig ist, .da der Magnesiumgehalt hoch ist. Auf der Substratoberfläche bildeten sich winzige konkave und
konvexe Stellen, so daß auf dem elektrophotographisch em-
EPO COPY
pfindlichen Bauteil aus a-Si als aue-h auf der Bildkopie "bei
Verwendung dieses Substrats weiße Streifen entstanden, und "bei den Proben der Nummern 7? Ί3 und 15 wurde eine Beeinträchtigung
der Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit und Formbarkeit beobachtet, da der Magnesiumgehalt sehr gering
war. Das bedeutet, daß diese Proben für ein Substrat in einem elektrophotographiach empfindlichen a-Sl-Bauelement ungeeignet
3ind.
Wie aus der vorstehend genannten bevorzugten Ausführungsform
hervorgeht, führt der Magnesiuingehalt von 0,5 bis 10,0 Gew-.—
% in dem Fall, in dem ein Substrat aus Al-Material für die Herstellung eines elektrophotographisch empfindlichen Bauelements
aus a-Si verwendet wird, nicht nur zu einer Verbesserung der Bearbeitbarkeit sondern au<h zu einem Substrat
für ein elektrophotographisch empfindliches Bauelement aus ä-Si, das in bezug auf Formbarkeit, Korrosionsbeständigkeit
und dergleichen überlegene Eigenschaften- aufweist. Darüber hinaus führt ein Gesamtgehalt an Eisen und Mangan von 0,30
Gew.-% oder darunter zu einem Substrat mit einer geringen
Zahl von Erhebungen auf dessen Oberfläche, wodurch ein elektrophotographisch
empfindliches Bauelement mit. hervorragenden Eigenschaften erhältlich ist.
' Patentanwälte
DH-In8. E. Eder ·
D*P?.-.'ng. K. Schfeechk«
i! München 40. Elisabeibetraße 3·
Claims (8)
- Patentanwälte Dipl.-Jng. E. Eder < DIpl.-Ing. K. Sohjasr ike8 München 40, Elin iheNistr ιKyocera Corporation, Kyoto/Japan Takao Kawamura, Osaka/JapanElektrophotographisch empfindliches BauelementPatentansprücheA J Elektrophotographisch empfindliches Bauelement, bei dem wenigstens eine photoleitfähige amorphe Siliciumschicht auf ein im wesentlichen aus Aluminium bestehendes Substrat' laminiert ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat mindestens eines der Elemente Eisen und Mangan in einem Anteil von 0,30 Gew.-% oder darunter enthält.
- 2. Elektrophotographisch empfindliches Bauelement, bei dem wenigstens eine photoleitfähige amorphe Siliciumschicht auf ein im wesentlichen aus Aluminium bestehendes Substrat laminiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat mindestens eines der Elemente Eisen und Mangan in einem Anteil von 0,30 Gew.-% oder darunter enthält und daß die Oberflächenrauhtiefe des Substrats 0,5 S oder darunter beträgt.
- 3. Elektrophotographisch empfindliches Bauelement, bei dem wenigstens eine photoleitfähige amorphe Siliciumschicht auf ein im wesentlichen aus Aluminium bestehendes Substrat laminiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Magnesium in einem Anteil von 0,5 bis 10,0 Gew.-% enthält.
- 4·. Elektrophotographisch empfindliches Bauelement nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat minde-
- EPO COPY
- stens eines der Elemente Eisen und Mangan 'in einem Anteil
von 0,30 Gew.-% oder darunter enthält. - IQt)E. Eder
DIpI.-InV kJschieschke - 8 Münrhsn 40, tE!:sabe»lwtrE3e C-JEPO COPY
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8823983A JPS59212845A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 電子写真感光体 |
| JP8823883A JPS59212844A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 電子写真感光体 |
| DE3448369A DE3448369C2 (de) | 1983-05-18 | 1984-05-17 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3418401A1 true DE3418401A1 (de) | 1984-12-13 |
| DE3418401C3 DE3418401C3 (de) | 1994-10-20 |
| DE3418401C2 DE3418401C2 (de) | 1994-10-20 |
Family
ID=27192650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3418401A Expired - Fee Related DE3418401C3 (de) | 1983-05-18 | 1984-05-17 | Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial |
Country Status (1)
| Country | Link |
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|---|---|
| DE3418401C3 (de) | 1994-10-20 |
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