DE2746967A1 - Drucktrommel fuer elektrostatisches kopierverfahren - Google Patents

Drucktrommel fuer elektrostatisches kopierverfahren

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Description

SIEI-IENS AKTIENGESELLSCHAFT % Unser Zeichen
Berlin und !Tünchen VFA 77 P 7 1 7 1 BRD
Drucktrommel für elektrostatisches Fotokopierverfahren.
Die Erfindung betrifft eine Drucktrommel, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, für elektrostatische Fotokopierverfahren DrucktrommeIn zu verwenden, die eine Oberflächenschicht aus lichtempfindlichen, aufladbarem Material wie Selen oder Chalkogenid-Gläsern (Arsen-Selen-Legierungen und -Verbindungen) haben. Auch ist es bekannt, hierfür organische Fotoleiter, z.B. PVK, zu verwenden.
Die erwähnten Drucktrommeln dienen dazu, nach erfolgter Aufladung in einer Corona-Entladung ein auf die Oberfläche der Trommel projiziertes Abbild der zu kopierenden Vorlage aufzunehmen. Dieses Abbild ist ein elektrostatisches Ladungsbild, das nachfolgend unter Verwendung eines Tonerpulvers zu einer mit Druckfarbe beschichteten Drucktrommel wird. Durch Aufeinanderlaufenlassen von Papier und Oberfläche der Drucktronmel wird der eigentliche Druckvorgang durchgeführt.
Für Vorrichtungen dieses bekannten Kopierverfahrens ergeben sich folgende Forderungen: Das Material der Oberflächenschicht der Drucktrommel muß eine hohe Lichtempfindlichkeit haben, und zwar im Spektralbereich technisch üblicher Lichtquellen; das Material muß einen spezifischen elektrischen
Bts 1 31a / 14.10.1977
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12 Widerstand in Dunkelheit in der Größe von ρ >10 Ohm·cm haben; das Material muß auch bei Dauerbelastung unveränderte Eigenschaften aufweisen, d.h. ermüdungsfrei arbeiten,und es nuß eine für das Kopieren ausreichende Abriebfestigkeit haben.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Material für die Oberflächenschicht einer wie angegebenen Drucktrommel zu finden, das die voranstehenden Forderungen zusammengenommen erfüllt.
Diese Aufgabe wird mit einer wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Drucktrommel erfindungsgemäß gelöst, wie dies im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben ist. Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren einer wie erfindungsgemäßen Drucktrommel ist in Unteransprüchen angegeben. Das Silizium kann insbesondere dotiert sein, womit in bekannter Weise das Leitfähigkeitsverhalten zu beeinflussen ist.
Schon vor längerer Zeit sind die Eigenschaften amorphen Siliziums in bezug auf Fotoleitung und Absorption untersucht worden. Auf diesen Erkenntnissen baut die Erfindung auf. Kit dem amorphen Silizium steht ein außerordentlich hochohmiges
14 Material mit spezifischem Widerstand bis zu 10 Ohm·cm zur Verfugung. Wenn bei der Herstellung einer Schicht aus amorphem Silizium durch Niederschlag auf einem Substratkörper die Oberflächentemperatur dieses Körpers auf ca. 27O0C gehalten wird, kann man eine amorphe Siliziumschicht erreichen, die — wie festgestellt — einen Wirkungsgrad des Fotostromes mit 50$ hat. Maximaler Wirkungsgrad liegt dabei im 5ereich einer Wellenlänge von ca. 600 nm. Für die erfindungsgemäße Lehre hat der Umstand eine große Bedeutung, daß im Silizium die Elektronen und Löcher eine etwa gleich große Beweglichkeit haben. Dieser Umstand wird bei der Erfindung dazu ausgenutzt, eine aufladbare Schicht zu erreichen, die praktisch keine elektrische Ermüdung aufweist, wie das bei seit Jahren bekannterweise verwen-
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deten Materialien der Fall ist.
Amorphe Schichten aus Silizium haben eine hohe Abriebfestigkeit, auf die es im Zusammenhang mit der Erfindung sehr wesentlich ankommt. Eine wie erfindungsgemäße Drucktrommel hat eine erhöhte Lebensdauer.
Für die Herstellung einer wie erfindungsgemäßen Drucktrommel eignet sich insbesondere das Verfahren, das im Zusammenhang mit der Figur nachfolgend als Ausführungsbeispiel beschrieben wird.
Mit 1 ist ein Gefäß bezeichnet, das sich mit Hilfe einer Fumpe evakuieren läßt, d.h. aus der darin enthaltene Luftatmosphäre entfernt werden kann. Das Gefäß 1 kann mit einem Deckel 3 verschlossen werden. Durch die mit dem Deckel 3 verschlossene Öffnung läßt sich eine mit einer wie erfindungsgemäßen Schicht zu versehende Drucktrommel in das Gefäß 1 einbringen. Mit 5 ist ein System aus Zuführungsleitungen bezeichnet, durch die hindurch ein das Element Silizium enthaltender gasförmiger Stoff, wie s.3. Silan SiH^ in das Innere des Gefäßes 1 eingebracht werden kann. Mit Hilfe einer mit 7 bezeichneten, schematisch angedeuteten Heizung läßt sich die Oberfläche der Drucktrommel 2 auf eine Temperatur von insbesondere ca. 27O0C bringen. Auf der als Substrat dienenden Manteloberfläche 4 der Trommel 2 erfolgt die thermische Zersetzung des zugeführten Silans und die amorphe Abscheidung des Siliziums der Schicht 21.
Zur Unterstützung der Abscheidung empfiehlt es sich, im Raum um die Oberfläche 4 der Trommel 2 herum in Innern des Gefäßes 1 eine Niederdruck-Glimmentladung aufrechtzuerhalten. Die Drucktrommel 2 dient dabei mit ihrer Oberfläche 4 als die eine Elektrode, die über eine Hochfrequenz-Zuleitung 6 mit einem Hochfrequenzgenerator 60 verbunden ist. Als dazugehörige Gegenelektrode dient die Elektrode 8, die z.B. ein außerhalb um das
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Gefäß 1 herumgelegter Hantel aus elektrisch leitfähigem Material ist. Die Glimmentladung brennt dann im Innern des Gefäßes 1 zwischen der erwähnten Oberfläche 4 und der mantelförmigen Innenwand 11 des Gefäßes.
Einzelheiten einer Abscheidung amorphem Siliziums in einer Niederdruck-Glimmentladung lassen sich aus "J. Non-Cryst. Sol.", Bd.3 (1970), Seite 255 entnehmen. Bevorzugt ist ein Gasdruck von 0,05 bis 5 mbar im Innern des Gefäßes 1. Für die Abscheidung einer ausreichend dicken Schicht des erfindungsgemäß vorgesehenen Siliziums auf der Oberfläche 4 ist eine Zeitdauer von etwa 1 bis 5 Stunden anzusetzen. Bevorzugt ist eine Schichtdicke im Bereich von 10/um bis 100 Aim für das erfindungsgemäß vorgesehene amorphe Silizium.
Eine wie erfindungsgemäß vorgesehene Schicht auf der Drucktrommel hat den Vorteil, daß sie — vergleichsweise zum Stand der Technik — relativ hohen Temperaturen ausgesetzt werden kann, ohne strukturelle Änderungen zu erleiden. Eine gewisse obers Grenze für Temperaturbelastbarkeit ist der Wert der Temperatur, bei der der Niederschlag des Siliziums auf der Oberfläche 4 erfolgt ist. Vorteilhafterweise liegt die Kristallisationstemperatur des Siliziums erst bei Temperaturen um 10000C.
5 Patentansprüche
1 Figur
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Leerseite

Claims (5)

77P 7 171 BRD Patentansprüche 27A6967
1. Drucktromnel für elektrostatisches Fotokopierverfahren (Xerox), die eine Oberflächenschicht aus lichtempfindlichen, elektrisch aufladbarem Material hat, gekennzeichnet dadurch, daß das Material amorphes Silizium ist.
2. Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenschicht aus lichtempfindlichem, aufladbarem Material auf einer Drucktrommel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in einem evakuierbaren Gefäß eine Niederdruck-Glimmentladung zwischen der im Innern des Gefäßes befindlichen Drucktrommel und einer dazu konzentrisch angeordneten Gegenelektrode aufrechterhalten wird, daß in das Gefäß ein das Element Silizium enthaltender Stoff, der sich bei erhöhter Temperatur unter Abscheidung von Silizium zersetzt, eingeleitet wird, und daß die Oberfläche der im Gefäß befindlichen Drucktrommel auf einer Temperatur von 200C bis 35O0C gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Stoff Silan (SiH^) verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur der Oberfläche der Trommel während der Abscheidung auf 2000C bis 3000C gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur der Oberfläche der Trommel während der Abscheidung auf 2500C bis 3000C gehalten wird.
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