Verfahren zur Behandlung eines Fotoleiters

Abstract

 Die Standzeit von insbesondere unter Verwendung organi­scher Verbindungen hergestellten Fotoleitern, die als Zwischenbildträger für Fotokopiergeräte und Laserdrucker dienen, läßt vielfach Wünsche offen. Um sie zu erhöhen, wird vorgeschlagen, den jeweiligen Fotoleiter einer Niedertemperatur-Plasmabehandlung zu unterwerfen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung ei­nes unter Verwendung organischer Verbindunggn hergestell­ten Fotoleiters, der als Zwischenbildträger für Foto­kopiergeräte oder Laserdrucker genutzt wird.

[0002] Fotoleiter für Geräte der vorgenannten Art werden unter Verwendung organischer Verbindungen, Seien, Silicium oder auch Zinkoxid hergestellt, wobei als organische Verbindungen vornehmlich Phthalocyanine und Azoverbin­dungen in Betracht kommen. Anders als Fotoleiter aus Silicium lassen Fotoleiter aus organischen Verbindungen, die jeweils auf einen im allgemeinen trommelförmigen Träger entweder aufgedampft oder in einer Dispersion mit einem Harz, wie Polycarbonat, aufgetragen sind, hinsicht­lich ihrer Kratz- und Reibfestigkeit zu wünschen übrig. Ähnliches gilt für aufgedampfte Selenschichten. Die Empfindlichkeit der Fotoleiter auf organischer oder Selen-Basis ist der Grund dafür, daß die sie tragenden Trommeln oder Bänder entsprechender Geräte verhältnis­mäßig häufig ausgewechselt werden müssen. Aus den kurzen Standzeiten resultieren Sondermüllprobleme, die vor allem dann störende Ausmaße erreichen, wenn der Fotoleiter und sein Träger integraler Bestandteil einer sogenannten Ent­wicklungseinheit mit einem Gehäuse sind, das zusätzlich u.a. einen Einmaltonerbehälter, Magnet- und Reinigungs­walzen sowie einen Coronadraht beherbergt. Derartige Entwicklungseinheiten sind bei sich auf dem Markt befind­lichen Kopiergeräten im allgemeinen so ausgelegt, daß sich mit ihnen ca. 3000 DIN A4-Kopien anfertigen lassen, d.h. sie werden nach verhältnismäßig kurzer Zeit Abfall.

[0003] Es hat nicht an Bemühungen gefehlt, als sogenannte Weg­werfkartuschen ausgebildete bekannte Entwicklungsein­heiten wiederverwendbar zu machen, indem man sie reinigt, erneut mit Toner befüllt und gegebenenfalls den Corona­draht austauscht. Diesen zur Entlastung der Umwelt bei­tragenden Bemühungen sind indes bei den bekannten Ent­wicklungseinheiten Grenzen gesetzt, die ihre Ursache im frühzeitigen Unbrauchbarwerden der Fotoleiter haben.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe die Widerstandsfähigkeit von unter Verwendung von organischen Verbindungen und polymeren Bindemitteln hergestellten Fotoleitern gegen mechanische Einflüsse und chemische Veränderungen er­höht werden kann.

[0005] Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fotoleiter zur Verlängerung seiner Halt­barkeit einer Niedertemperatur-Plasmabehandlung unter­worfen wird.

[0006] Entwicklungseinheiten mit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Fotoleitern lassen sich mehrfach warten und mit neuem Toner befüllen. Die plasmabehan­delten Fotoleiter verfügen über eine erhöhte Kratz­festigkeit und eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Angriffe des bei der Coronaentladung entstehen­den Ozons. Frühzeitige mechanische Beschädigungen der Fotoleiter insbesondere in Form von Aufrauhungen, die zu einem störenden Untergrund auf der Bild-Kopie und somit zur Abnahme der Bildqualität nach wenigen tausend Kopien führen, werden durch die Plasmabehandlung ver­hindert. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens läßt sich die Standzeit bekannter Fotoleitertrom­meln um das Sechs- bis Zehnfache steigern und auf diese Weise eine spürbare Senkung der Umweltbelastung durch Abfall erreichen.

[0007] In der beigefügten Zeichnung ist eine Anlage zur Plasma­behandlung dargestellt, mittels deren sich Fotoleiter­trommeln 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behan­deln lassen. Zur Anlage gehört eine Reaktionskammer 2, in der auf einen Fotoleiter, der z.B. aus Diazopigmen­ten unter Verwendung von Phenazindiazoniumsalzen, aus Azulenazoverbindungen in einem polymeren Bindemittel wie Polycarbonat oder Polyvinylbutyral oder aus Pentakis-­Azopigmenten oder Trisazopigmenten in Polyesterharz her­gestellt ist, gleichzeitig Strahlung und aktive Teilchen wie N, N⁻, N⁺ usw. einwirken. Dabei kommt es zu Diffu­sions- und Vernetzungsvorgängen, die die polymere Bindemittel aufweisende Deckschicht mechanisch resisten­ter machen und darüber hinaus Fehlstellen und Kratzer durch Ausheilung beseitigen. Als Plasma eignet sich ins­besondere ein Nichtgleichgewichtsplasma. Zur Erzeugung des für die Durchführung des Verfahrens regelmäßig ver­wendeten hochfrequenten Wechselstroms dient ein Generator 3. 4 ist ein Motor zur Einleitung einer Drehbewegung in die Fotoleitertrommel 1, deren Temperatur durch ein Thermoelement 5 überwacht werden kann, dessen Meßwerte ebenso wie die Meßwerte eines Druckmessers 6 einem Prozeßregler 7 zugeleitet werden, der Plasmaintensität, Gaszusammensetzung, Gasmenge, Druck und Temperatur steuert. Die jeweiligen Gase, wie Argon, Helium, Stick­stoff und Sauerstoff, gelangen über Druckminderer 8,9, 10 in die Reaktionskammer 2, wobei sie einen oder meh­ rere Durchflußmesser 11 passieren. 12 ist ein einer Vakuumpumpe 13 vorgeschaltetes Druckregelventil. Der Aufbau von Anlagen der beschriebenen Art ist bekannt. Die Leistung des Generators 3 kann gering sein, da lediglich eine dünne Zone von einigen Nanometern des Fotoleiters behandelt zu werden braucht. Auch der Be­darf an Gasen bleibt - da in einer geschlossenen Reak­tionskammer gearbeitet wird - in engen Grenzen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Behandlung eines insbesondere unter Verwendung organischer Verbindungen hergestellten Fotoleiters, der als Zwischenbildträger für Foto­kopiergeräte oder Laserdrucker genutzt wird, da­durch gekennzeichnet, daß der Fotoleiter zur Ver­längerung seiner Haltbarkeit einer Niedertempera­tur-Plasmabehandlung unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung im Niedertemperaturplasma eines Gasgemisches bei einem Druck von 0,05 bis 10 mbar erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Behandlung im Hochfrequenz-­Niedertemperaturplasma bei einer Frequenz von etwa 10 bis 500 kHz erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Behandlung im Hochfrequenz-­Niedertemperaturplasma bei einer Frequenz im Megaherzbereich erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einer Frequenz von 13,56 MHz erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einer Frequenz von 27,12 MHz erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einer Frequenz von 40,68 MHz erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einer Frequenz von 81,36 MHz erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Behandlung im Hochfrequenz-­Niedertemperaturplasma unter Mikrowelleneinwirkung erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei einer Frequenz von 2,45 GHz erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung im Niedertempera­turplasma bei einer Leistung von 1 bis 20 Watt pro Liter Reaktionsvolumen erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung im Niedertemperaturplasma bei einer Leistung von 4 bis 10 Watt pro Liter Reak­tionsvolumen erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung im Niedertempera­turplasma sich über einen Zeitraum von 1 bis 45 Minuten erstreckt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotoleiter einem Nieder­temperaturplasma aus einem Gemisch aus Argon und Stickstoff ausgesetzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus gleichen Teilen Argon und Stick­stoff besteht.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Behandlung bei einem Druck von 0,1 bis 1 mbar 2 bis 5 Minuten dauert.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotoleiter einem Niedertem­peraturplasma aus einem Gemisch aus Schwefelhexa­fluorid und Sauerstoff ausgesetzt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus gleichen Teilen Schwefelhexa­fluorid und Sauerstoff besteht.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Behandlung bei einem Druck von 0,1 bis 1 mbar 3 bis 5 Minuten dauert.

Zeichnung