DE3818724A1

DE3818724A1 - Lichtempfindliches material fuer elektrofotografie

Info

Publication number: DE3818724A1
Application number: DE3818724A
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Narita
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1987-06-10
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1988-12-22
Also published as: JPS63307462A; US4891290A; JPH0792610B2

Description

Die Erfindung betrifft ein eine Oberflächenschutzschicht auf einer lichtempfindlichen Schicht aufweisendes lichtemp findliches Material für Elektrofotografie zum Gebrauch in elektrofotografischen Geräten wie etwa Digitalkopierern oder Druckern.

Da die für solche Geräte benutzte Lichtquelle entweder eine als lichtemittierendes Element (LED) ausgebildete Halblei terschicht (LD) oder die Kombination einer gewöhnlichen Lichtquelle, wie etwa einer Halogenlampe, mit einem Flüs sigkristallverschluß (LCS) ist und die Wellenlänge zwischen 660 und 800 nm liegt, ist das entsprechende lichtempfindli che Material allgemein gebildet worden mit einer ladungs trägererzeugenden Schicht, die eine Empfindlichkeit für eine solche Lichtquelle aufweist, einer Ladungsträgertrans portschicht zum Transport der erzeugten Ladungen und einer Oberflächenschutzschicht zum Schutz gegen äußere Gegenstän de wie etwa Papier oder Toner. Die Druckbeständigkeit des lichtempfindlichen Materials wird hierbei bestimmt durch die Qualität der Oberflächenschutzschicht.

Bei den herkömmlichen lichtempfindlichen Materialien blät tert jedoch nach ungefähr 80 000 bis 100 000 Blättern nicht nur die Oberflächenschutzschicht, sondern ebenfalls die la dungsträgererzeugende Schicht ab, wodurch die Funktionsfä higkeit des lichtempfindlichen Materials irreversibel ent fallen ist. Darauf hat man die Dicke der Oberflächenschutz schicht erhöht oder statt reinem Se eine 5 bis 8 Gewichts-% Te enthaltende Se-Legierung oder eine weniger als 5 Gewichts-% As enthaltende Se-Legierung verwendet. Dennoch hat die Lebensdauer nur ungefähr 100 000 bis 200 000 Blät ter betragen. Daher sind solche lichtempfindlichen Materia lien, obwohl sie für Drucker oder Digitalkopierer mittlerer bis langsamer Geschwindigkeit verwendet werden können, nicht geeignet für Hochgeschwindigkeits-Digitalkopierer oder -Drucker. Wegen dem oben genannten wurde für den Hoch geschwindigkeitstyp des lichtempfindlichen Materials in der Absicht, die Druckbeständigkeit zu erhöhen, ein lichtemp findliches Material benutzt, bei dem amorphes Silizium (a-Si) anstatt des Se-Materials in der lichtempfindlichen Schicht Verwendung gefunden hat. Da jedoch das a-Si-licht empfindliche Material nicht benutzt werden kann, ohne daß ein Heizgerät an der Innenseite angebracht wird, ist es ex trem schwierig anzuwenden und hat relativ hohe Kosten pro Gerät zur Folge.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein lichtempfindliches Material für Elektrofotografie zu schaf fen, bei welchem die erwähnten Nachteile nicht auftreten und das für Hochgeschwindigkeits-Drucker oder -Digitalko pierer verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein lichtempfindliches Ma terial für Elektrofotografie, das auf einer lichtempfindli chen Schicht eine Oberflächenschutzschicht aufweist, die gebildet ist aus einer As-Se-Legierung, die zwischen 35 Atom-% und 45 Atom-% As enthält. Weiterhin ist es sehr wirksam, zwischen der Oberflächenschutzschicht und der lichtempfindlichen Schicht eine aus einer As-Se-Legierung gebildete Zwischenschicht anzuordnen, wobei die As-Konzen tration zur lichtempfindlichen Schicht hin abfällt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren nä her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine die Schichtenstruktur in einer Ausführungsform der Erfindung erläuternde Schnittzeichnung;

Fig. 2 ein die Beziehung zwischen der Oberflächen härte der Oberflächenschutzschicht und der Anzahl der bedruckten Blätter darstellendes Diagramm, aus dem eine befriedigende Druck beständigkeit hervorgeht; und

Fig. 3 ein die Beziehung zwischen der Härte und der Zusammensetzung der As-Se-Legierung darstel lendes Diagramm.

In Fig. 3 ist gezeigt, daß eine eine 40 Atom-%-ige As-Kon zentration aufweisende Zusammensetzung, das heißt As₂Se₃, die höchste Härte unter den As-Se-Legierungsmaterialien hat die Einlagerung von As mit einer Konzentration, welche an genähert dieser entspricht. Weiterhin wird durch den Ein bau einer Zwischenschicht, die aus einer As-Se-Legierung gebildet wird und die einen As-Dichteabfall zwischen der Oberflächenschutzschicht und der lichtempfindlichen Schicht aufweist, der Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Se-Legierung mit hoher As-Konzentration und niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und der Se-Legie rung der lichtempfindlichen Schicht aufgefangen, wodurch das Brechen in der As₂Se₃-Schicht verhindert wird.

Fig. 1 zeigt die Querschnittsstruktur einer Ausführungsform der Erfindung, in welcher auf einem Aluminiumsubstrat 1 eine aus reinem Se gebildete Ladungstransportschicht 2, eine aus Se gebildete Löcherinjektionsschicht 3, die einen Konzentrationsanstieg von 0 bis 46 Gewichts-% Te, ausgehend von der Ladungstransportschicht 2, aufweist, eine ladungs erzeugende Schicht 4, die aus 46 Gewichts-% Te enthaltendem Se gebildet ist, um eine spektrale Empfindlichkeit bei lan gen Wellenlängen zu erreichen, eine aus Se gebildete Puf ferschicht 5, die einen Konzentrationsanstieg von 0 bis 40 Atom-% As, ausgehend von der ladungserzeugenden Schicht, aufweist, und eine Oberflächenschutzschicht 6, die gebildet ist aus einer 40 Atom-% As enthaltenden Se-Legierung, das heißt As₂Se₃, aufgeschichtet sind. Die Löcherinjektions schicht 3 dient zum gleichmäßigen Transport der in der la dungserzeugenden Schicht 4 erzeugten Ladungsträger in die Ladungstransportschicht 2.

Zur Herstellung eines solchen lichtempfindlichen Materials wird zunächst ein vorgefertigtes und gereinigtes zylindri sches Aluminiumsubstrat 1 in einem Vakuumaufdampfgefäß be festigt und, nachdem die Substrattemperatur bei ungefähr 60°C konstant gehalten werden kann, das Innere des Gefäßes bis 1×10^-5 Torr evakuiert. Dann wird eine Ladungstrans portschicht 2 mit einer Dicke von ungefähr 50 µm aufge dampft, indem eine reines Se enthaltende Verdampferquelle auf 320°C erhitzt wird. Nachdem dann in dem Gefäß wieder Atmosphärendruck eingestellt worden ist, wird das Substrat herausgenommen und an der Trägerwelle eines Strömungsauf dampfofens befestigt. Dann wird in der Strömung eine Lö cherinjektionsschicht 3 aufgedampft bis zu einer Dicke von ungefähr 0,4 µm, indem unter der Bedingung einer Temperatur der Trägerwelle von 55°C, einem Druck von 1×10^-5 Torr und einer Temperatur der Verdampfungsquelle von 350°C auf die Verdampfungsquelle nacheinander eine Se Legierung getropft wird, in der die Te-Konzentration allmählich gesteigert wird. Dann werden mittels der Strömungsaufdampfung in gleicher Weise wie für die Löcherinjektionsschicht 3 über dieser weiterhin eine 46 Gewichts-% Te enthaltende Se- Legierung einer Dicke von 0,1 µm als ladungserzeugende Schicht 4, eine As-Se-Legierung der Dicke 0,1 bis 0,2 µm als Pufferschicht 5 und eine Oberflächenschutzschicht 6 einer Dicke von ungefähr 2 µm gebildet.

Die Messung der Vickershärte der Oberfläche, ein Hochtempe raturtest bei 40°C und ein anfänglicher Drucktest, wurden an einem lichtempfindlichen Material (1) mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau und an einem lichtempfindlichen Material (2) ausgeführt, das unter gleichen Aufdampfbedingungen her gestellt wurde, aber keine Pufferschicht in der Schicht struktur enthielt. Die gleichen Tests wurden außerdem an einem lichtempfindlichen Material (3) als Beispiel des Standes der Technik durchgeführt, das keine Pufferschicht besaß und eine Se-Legierung mit 4 Atom-% As als Material für die Oberflächenschutzschicht 6 verwendete. Das Ergebnis der Tests ist in Tabelle 1 gezeigt. Die Anzahl der bedruck ten Blätter mit befriedigender Druckbeständigkeit kann aus gedrückt werden durch die Oberflächenhärte wie in Fig. 2 gezeigt.

Tabelle 1

Die lichtempfindlichen Materialien (1) und (2) als Bei spiele der vorliegenden Erfindung weisen eine Oberflächen härte auf, die etwas mehr als 2,5 mal größer ist als dieje nige des lichtempfindlichen Materials (3) des Vergleichs beispiels. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 bedeutet dies, daß ungefähr zwischen 800 000 und 1 200 000 druckbeständige Blätter erhalten worden sind, und daß diese Materialien für Hochgeschwindigkeits-Drucker oder -Digitalkopierer verwen det werden können. Obwohl in dem lichtempfindlichen Mate rial (2) ohne Pufferschicht im Hochtemperaturtest bei 35°C kein Bruch der Oberfläche stattgefunden hat, wurde im Hoch temperaturtest bei 40°C ein Brechen festgestellt, woraus sich eine Beschränkung im Hinblick auf die Verwendung er gibt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine hohe Oberflä chenhärte erhalten werden durch die Bildung einer Oberflä chenschutzschicht mit einer As-Se-Legierung, die eine Zu sammensetzung angenähert wie diejenige von As₂Se₃ aufweist. Damit kann ein lichtempfindliches Material für die Verwen dung in der Elektrofotografie mit einer hohen Druckbestän digkeit erhalten werden. Weiterhin kann durch die Anordung einer Zwischenschicht zwischen der Oberflächenschutzschicht 6 und der lichtempfindlichen Schicht 4 die Entstehung von Brüchen in der Oberflächenschicht aufgrund des Unterschie des der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Oberflä chenschutzschicht und der darunterliegenden lichtempfindli chen Schicht 4 verhindert werden.

Claims

1. Lichtempfindliches Material für die Elektrofoto grafie mit einer Oberflächenschutzschicht (6) auf einer lichtempfindlichen Schicht (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflä chenschutzschicht (6) aus einer zwischen 35 Atom-% und 45 Atom-% Arsen enthaltenden Arsen-Selen-Legierung gebildet ist.

2. Lichtempfindliches Material für die Elektrofoto grafie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Oberflächenschutzschicht (6) und der lichtempfindlichen Schicht (4) eine aus einer Arsen-Selen-Legierung mit einer zur lichtempfindlichen Schicht (4) abfallenden Arsen- Konzentration gebildeten Zwischenschicht (5) angeordnet ist.