DE60218542T2

DE60218542T2 - Elektrophotographisches photoempfindliches Element, Herstellungsverfahren und elektrophotographisches Gerät

Info

Publication number: DE60218542T2
Application number: DE60218542T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Ohta-ku Ehara; Junichiro Ohta-ku Hashizume; Masaya Ohta-ku Kawada; Tetsuya Ohta-ku Karaki; Hironori Ohta-ku Ohwaki; Kunimasa Ohta-ku Kawamura; Ryuji Ohta-ku Okamura; Kazuto Ohta-ku Hosoi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: DE60210525D1; EP1505446B1; US6846600B2; DE60210525T2; DE60218542D1; EP1229394A3; JP3913067B2; EP1229394A2; EP1505446A1; EP1229394B1; JP2003149841A; US20020168859A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein photoempfindliches Element, das in einem elektrophotographischen Gerät verwendet wird, ein Verfahren für dessen Herstellung, und auf ein elektrophotographisches Gerät mit diesem photoempfindlichen Element als ein Licht empfangendes Element. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein photoempfindliches Element aus amorphem Silicium (a-Si) mit einer Oberflächenschutzschicht aus amorphem Kohlenstoff (a-C), wobei das photoempfindliche Element so verbessert worden ist, dass es das Auftreten von fehlerhaften Bildern, das durch die Anwesenheit von Vorsprüngen hervorgerufen wird, die unbedeckt auf dessen Oberfläche stehen, sowie das Auftreten von irgendwelchen Schwierigkeiten oder Probleme beim Schritt des Reinigens der Oberfläche des Licht empfangenden Elements im Verlauf des Erzeugens von elektrophotographischen Bildern verhindert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich zudem auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen photoempfindlichen Elements, und auf ein elektrophotographisches Gerät mit einem derartigen photoempfindlichen Element als ein Licht empfangendes Element, das keine fehlerhaften Bilder und irgendwelche Schwierigkeiten oder Probleme in dem Reinigungsschritt verursacht.
Verwandter Stand der Technik
In einem elektrophotographischen Gerät wie etwa Kopiermaschinen, Faxmaschinen und Druckern, wird zunächst der Umfang eines photoempfindlichen Elements, das ein leitfähiges zylindrisches Trägermaterial umfasst, das auf dessen Oberfläche mit einer photoleitfähigen Schicht ausgestattet ist, gleichförmig elektrostatisch durch Verwendung einer Aufladeeinrichtung, wie etwa Koronaaufladung, Walzenaufladung, Filzbürstenaufladung oder magnetische Bürstenaufladung, elektrostatisch aufgeladen. Als nächstes wird Licht, das von einem zu kopierenden Bild eines Originaldokumentes reflektiert wird, Laserlicht oder LED-Licht, das modulierten Signalen des Bildes entspricht, verwendet, um die Oberfläche des photoempfindlichen Elements zu belichten, so dass ein elektrostatisches latentes Bild auf der Peripherie des photoempfindlichen Elements erzeugt wird. Dann wird ein Toner auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements aufgebracht, um ein Tonerbild aus dem elektrostatischen latenten Bild auszubilden, und das Tonerbild auf ein Kopierpapier oder dergleichen übertragen, wobei so eine Kopie aufgenommen wird (Bilderzeugung).
Nachdem die Kopie auf diese Weise aufgenommen worden ist, verbleibt der Toner teilweise auf dem Umfang des photoempfindlichen Elements, und somit muss ein derartiger Resttoner entfernt werden, bevor der nächste Kopierschritt ausgeführt wird. Ein derartiger Resttoner wird gewöhnlich mittels einer Reinigungseinheit entfernt, die Verwendung von einer Reinigungsklinge, einer Filzbürste oder einer Magnetbürste macht.
In den letzten Jahren wurden angesichts der Umwelt auch elektrophotographische Geräte vorgeschlagen, in welchen die vorstehende Reinigungseinheit Verwendung von einem mechanischen Entfernungsverfahren gemacht, zum Zweck des Verringerns von Abfalltoner oder Eliminierens von Abfalltoner weggelassen wird, und einige sind bereits auf dem Markt gewesen. Das Resttoner-Entfernungsverfahren, das in diesem elektrophotographischen Gerät verwendet wird, beinhaltet zum Beispiel ein Verfahren, in welchem eine DirektAufladeeinheit, wie etwa eine BürstenAufladeeinheit, wie in der japanischen veröffentlichen Patentanmeldung Nr. 6-188741 offenbart wird, verwendet wird, um sowohl einen Reinigungsschritt als auch einen Aufladeschritt auszuführen, und ein Verfahren, in welchem eine Entwicklungseinheit wie in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 10-307455 (die dem US-Patent Nr. 6,128,456 entspricht) verwendet wird, um sowohl einen Reinigungsschritt zum Sammeln des Resttoners als auch einen Entwicklungsschritt zum Herstellen der Toneranhaftung auszuführen. Jedes der vorstehenden Reinigungsverfahren besitzt einen Schritt, in welchem der Toner und die Oberfläche des photoempfindlichen Elements in Reibungn gebracht werden, um den Toner zu entfernen.
Währenddessen wird in den letzten Jahren, um eine höhere Bildqualität von gedruckten Bildern zu erreichen, angestrebt, Toner mit einem kleineren durchschnittlichen Teilchendurchmesser als bislang oder Toner mit einem niedrigen Schmelzpunkt, um Energiesparen zu ermöglichen, zu verwenden. Gleichzeitig wird mit dem Voranschreiten von umgebenden elektrischen Schaltungsvorrichtungen die Kopiergeschwindigkeit von elektrophotographischen Geräten, das heißt, die Anzahl von Umdrehungen der photoempfindlichen Elemente, immer mehr erhöht. Unter derartigen Umständen ist mit einer Zunahme der Kopiergeschwindigkeit und Frequenz von elektrophotographischen Geräten ein Phänomen aufgetreten, in welchem der Resttoner dessen Schmelzadhäsion auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements verursacht. Insbesondere hat sich in den letzten Jahren mit dem Voranschreiten der Digitalisierung von elektrophotographischen Geräten der Bedarf nach Bildqualität mehr und mehr bis zu einem Niveau erhöht, bei dem eine Situation erreicht wird, dass sogar Bildfehler auf einem Niveau, das in herkömmlichen Geräten vom Analogtyp als tolerierbar angesehen wurde, als fraglich angesehen werden muss. Demgemäß ist gefordert worden, Faktoren zu entfernen, die derartige Bildfehler verursachen können und hinsichtlich des Auftretens von Schmelzadhäsion, die durch den Resttoner verursacht wird, genauso effektive Gegenmaßnahmen zu unternehmen, um dies zu eliminieren oder zu verhindern.
Die Ursache für das Auftreten von Schmelzadhäsion oder Filmbildung ist nicht im Detail aufgeklärt worden, aber dessen Auftreten wird grob mit den folgenden Faktoren in Zusammenhang gebracht. Zum Beispiel kann in dem Reinigungsschritt, der Verwendung von einer Reinigungsklinge oder dergleichen macht, die Reibungskraft, die zwischen dem photoempfindlichen Element und dem Teil, das gegen dieses reibt (Reibungsteil), ein Phänomen des Prellens im Kontaktzustand verursachen. Mit diesem Phänomen kann der Effekt der Kompression gegen die Oberfläche des photoempfindlichen Elements höher werden, so dass der Resttoner stark gegen das photoempfindliche Element gepresst wird, so dass die Schmelzadhäsion oder Filmbildung zu verursacht wird. Zudem nimmt mit einer Zunahme der Verfahrensgeschwindigkeit für die Bildbildung des elektrophotographischen Geräts, die relative Geschwindigkeit zwischen dem Reibungsteil und dem photoempfindlichen Element mehr und mehr zu, und somit besteht die Tendenz, dass dieses die Situation zur Verursachung des Auftretens bewirkt.
Als Gegenmaßnahmen zum Abhalten des Auftretens der Schmelzadhäsion oder Filmbildung, welche durch die Reibungskraft verursacht wird, die zwischen dem photoempfindlichen Element und dem Reibungsteil wirkt, wird vorgeschlagen, wie in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 11-133640 (die dem US-Patent Nr. 6,01,521 entspricht) und der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 11 133641 (die dem US-Patent Nr. 6,001,521 entspricht) offenbart ist, dass eine amorphe Kohlenstoffschicht, die Wasserstoff enthält (nachstehend „a-C:H Film") als eine Oberflächenschutzschicht eines photoempfindlichen Elements verwendet wird, und eine derartige Schicht wird als effektiv gezeigt. Dieser a-C:H Film wird auch diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC) genannt und besitzt eine sehr hohe Härte. Somit kann dieser Kratzer und Verschleiß verhindern und besitzt zudem eine besondere Feststoffschmierfähigkeit. Ausgehend von diesen zwei Eigenschaften wird dieses als ein optimales Material zum Verhindern der Schmelzadhäsion oder Filmbildung angesehen.
Jedoch können dieser a-C:H Film und ein amorpher Silicium-Film (nachstehend „a-Si"), der in einer photoleitfähigen Schicht verwendet wird, sich unter optimalen Herstellungsbedingungen unterscheiden. Im einzelnen ist es im Fall von photoempfindlichen a-Si Elementen üblich, eine Trägermaterialtemperatur auf 200 °C bis 450 °C einzustellen, um praktische Eigenschaften zu erreichen. Andererseits ist es im Fall des a-C:H Films für die Trägermaterialtemperatur besser, niedrig eingestellt zu werden, um einen guten Film zu erhalten, und somit wird der Film häufig ausgebildet, wobei die Trägermaterialtemperatur bei Raumtemperatur bis ungefähr 150 °C eingestellt wird. Demgemäß ist es, wenn eine Oberflächenschicht, die a-C:H umfasst, auf einem photoempfindlichen Element mit einer photoleitfähigen Schicht abgeschieden wird, die hauptsächlich aus a-Si gebildet ist, notwendig, die Trägermaterialtemperatur, die auf 200 °C bis 450 °C eingestellt ist, auf Raumtemperatur bis ungefähr 150 °C herabzusenken, und danach die a-C:H Oberflächenschicht auszubilden. In vielen Abscheidungskammern wird eine Heizvorrichtung zum Erhitzen von Trägermaterialen eingebaut, um die Temperatur von Trägermaterialen zu steuern. Aber in vielen Fällen wird irgendein Element zum Abkühlen nicht bereitgestellt. Demgemäß ist es unvermeidlich gewesen, auf eine natürliche Wärmeausbreitung zu vertrauen, um die Trägermaterialtemperatur, die bei 200 °C bis 450 °C gehalten worden ist, auf Raumtemperatur bis ungefähr 150 °C herabzusenken, so dass dies eine sehr lange Zeit insbesondere in einer Vakuumumgebung benötigt hat. Somit ist ein Problem aufgetreten, dass photoempfindliche Elemente nur in einer kleinen Anzahl pro Tag pro Abscheidungskammer herstellbar sind, was zu einer Zunahme der Herstellungskosten von photoempfindlichen Elementen führt.
Als ein anderes Problem können, wenn die photoempfindlichen Elemente, die so mit großem Zeitbedarf hergestellt wurden, zur Versendung nach ihrer Fertigstellung untersucht werden, Defekte auftreten, welche die Produkte wegen einer unerwartet schlechten Bilderzeugung oder schlechtem Potential inakzeptabel machen. Ein derartiges Auftreten von Fehlern ist auch ein Faktor gewesen, der die Kosten erhöht hat.
Außer dem Vorangegangenen ist es in dem Fall von photoempfindlichen a-Si Elementen als Problem ihres Herstellungsverfahrens ebenso bekannt, wie in der japanischen offen gelegten Patentanmeldung Nr. 62-189477 offenbart ist, dass Vorsprünge häufig an den Oberflächen der abgeschiedenen Filme auftreten. Viele Vorschläge wurden dazu gemacht, wie solche Vorsprünge am Auftreten gehindert werden können, aber es wird als sehr schwierig in Bezug auf die Techniken und ebenso in Bezug auf die Kosten angesehen, die Vorsprünge am Auftreten zu hindern, was von den kleinen fremden Materien herrührt, die unglücklicher Weise an der Oberfläche anhaften.
In den Anteilen mit solchen Vorsprüngen neigt die Schmelzadhäsion eines Entwicklers (Tonerteilchen) dazu, aufzutreten. Selbst in einem Anlauf, den a-C:H Film in der Oberflächenschutzschicht zu verwenden, um die Schmelzadhäsion am Auftreten in normalen Bereichen mit Ausnahme der Vorsprünge zu hindern, wurde es nicht möglich, diese perfekt zu verhindern, solange die Schmelzadhäsion in den Anteilen der Vorsprünge auftritt.
Zusätzlich reibt das photoempfindliche Element, wenn es im Inneren eines elektrophotographischen Geräts verwendet wird, an anderen Elementen, die in Kontakt mit diesem kommen, und wird beim Vorgang des Aufladens, der Entwicklung, der Übertragung und des Reinigens verschlissen. In diesem Vorgang kann, verglichen mit dem Anteil der normalen Bereiche, der Anteil der Vorsprünge selektiv in großem Maße aufgrund seiner Besonderheit der Form verschleißen. Darüber hinaus kann das, was im Anfangsstadium kein Bildfehler ist, aufgrund einer Erniedrigung der Ladungsrückhaltung als Ergebnis des Verschleißes an den Anteilen der Spitzen der Vorsprünge zu Bildfehlern werden. Ebenso wird der Anteil, der an den Spitzen der Vorsprünge verschlissen wurde, keine Oberflächenschutzschicht aufweist, die aus einem a-C:H Film (hiernach häufig einfach „a-C Oberflächenschicht") gebildet wurde, so dass dieserer Schmelzadhäsion an einem Anteil als Anfangspunkt hervorruft. Daher weist ein solcher Verschleiß die Möglichkeit auf, dass er ein Faktor wird, welcher die Bildeigenschaften verschlechtert.
In diesem Zusammenhang ist in einem System, in welchem der Hauptgrund des Verschleißes die Reibung ist, die in dem Reinigungsschritt wirkt, der Verschleiß an dem Anteil, der normalen Bereiche bei einem Niveau von etwa 1 nm pro 1.000 Blatt, wenn eine amorpher Siliciumcarbid Oberflächenschicht (a-SiC) verwendet wird. Ebenso ist in einem System, in dem der Hauptgrund des Verschleißes ein Kontaktaufladeschritt ist, der eine hohe Reibungskraft einbezieht, der Verschleiß an dem Anteil der normalen Bereiche bei einem Niveau von etwa 10 nm pro 1000 Blättern in dem Fall der a-SiC Oberflächenschicht, wohingegen dieser etwa bei einem Niveau von 1 nm pro 1000 Blatt in dem Fall der a-C Oberflächenschicht ist.
Zusätzlich kann in einem System, in dem herkömmlicher Weise eine Reinigungsklinge verwendet wird, die Klinge aufgrund der Vorsprünge beschädigt oder abgebrochen werden, so dass etwas hervorgerufen wird, das Entwickler- (Toner-) Auslaufen genannt wird, so dass es ebenso eine Möglichkeit des Hervorrufens von fehlerhaftem Reinigen gibt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist entwickelt worden, um die vorstehend diskutierten Probleme zu lösen. Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches photoempfindliches Element bereitzustellen, welches in dem System, das hauptsächlich von der a-C Oberflächenschicht Verwendung macht, die vorstehenden Schwierigkeiten nicht verursacht, welche von den Vorsprüngen herrühren, die auftreten, wenn ein a-Si Film der photoleitfähigen Schicht gebildet wird, um so eine höhere Zuverlässigkeit zu besitzen, und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen photoempfindlichen Elements bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrophotographisches Gerät bereitzustellen, das ein derartiges elektrophotographisches photoempfindliches Element mit einer höheren Zuverlässigkeit aufweist.
Im einzelnen angegeben ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches photoempfindliches Element bereitzustellen, welches sogar, dort, wo die Vorsprünge aufgetreten sind, wenn der a-Si Film der photoleitfähigen Schicht gebildet wird, ein Auftreten von jeglicher Schmelzadhäsion oder Filmbildung, die von den Vorsprüngen herrührt, zu verhindern, welcher auch das Auftreten von jeglichen Bildfehlern verhindern kann, die von dem selektiven Verschleiß an den Vorsprüngen herrühren, und gleichzeitig Vorteile zeigen, die der Verwendung der a-C Oberflächenschicht zuzurechnen sind. Zudem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen photoempfindlichen Elements bereitzustellen.
Spezieller stellt zum Erreichen der vorliegenden Ziele die vorliegende Erfindung ein elektrophotographisches photoempfindliches Element zur Verfügung, welches umfasst
ein zylindrisches Trägermaterial, das aus einem leitfähigen Material gebildet wird;
eine photoleitfähige Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, das im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, und das auf dem zylindrischen Trägermaterial abgeschieden wird;
eine Zwischenschicht, die im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist und mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht, und die auf der photoleitfähigen Schicht abgeschieden wird; und
eine Oberflächenschutzschicht, die aus einem nicht einkristallinem Material gebildet wird, und die auf der Zwischenschicht abgeschieden wird,
wobei die photoleitfähige Schicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welches auf dem zylindrischen Trägermaterial durch Zersetzen eines Materialgases, das mindestens Siliciumatome enthält, mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig ist, vakuumdicht gemacht zu werden;
wobei die Zwischenschicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welches auf der photoleitfähigen Schicht durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig ist, vakuumdicht gemacht zu werden, wobei die Zwischenschicht danach einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, so dass er eine behandelte Oberfläche aufweist, und
wobei die Oberflächenschutzschicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welche auf der Zwischenschicht mit der bearbeiteten Oberfläche durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig ist, vakuumdicht gemacht zu werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements, welches umfasst:
ein zylindrisches Trägermaterial, das aus einem leitfähigen Material gebildet wird;
eine photoleitfähige Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, das im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, und das auf dem zylindrischen Trägermaterial abgeschieden wird;
eine Zwischenschicht, die im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist und mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht, und die auf der photoleitfähigen Schicht abgeschieden wird; und
eine Oberflächenschutzschicht, die aus einem nicht einkristallinem Material gebildet wird, und die auf der Zwischenschicht abgeschieden ist;
wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
einen ersten Schritt des Abscheidens der photoleitfähigen Schicht und der Zwischenschicht auf dem zylindrischen Trägermaterial in einer angegebenen Schichtdicke durch Zersetzen eines Materialgases, welches zumindest Siliciumatome enthält, mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden;
einen zweiten Schritt des Unterziehens der Zwischenschicht, die in dem ersten Schritt gebildet wird, unter einer Oberflächenbehandlung; und
einen dritten Schritt des Abscheidens der Oberflächenschutzschicht in einer angegebenen Schichtdicke auf der Oberfläche der Zwischenschicht, welche der Oberflächenbehandlung in dem zweiten Schritt unterzogen wird, durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung an einer Materialgas-Zufuhreinrichtung, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein elektrophotographisches Gerät zur Verfügung welches ein photoempfindliches Element umfasst, das aufweist:
ein zylindrisches Trägermaterial;
eine photoleitfähige Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, das im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, und das auf dem zylindrischen Trägermaterial abgeschieden wird;
eine Zwischenschicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird und mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht, und die auf der photoleitfähigen Schicht abgeschieden wird; und
eine Oberflächenschutzschicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, und die auf der Zwischenschicht abgeschieden wird;
wobei in dem photoempfindlichen Element das zylindrische Trägermaterial ein zylindrisches Trägermaterial ist, welches aus einem leitfähigen Material gebildet wird,
wobei die photoleitfähige Schicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welche auf dem zylindrischen Trägermaterial durch Zersetzen eines Materialgases, das mindestens Siliciumatome enthält, mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden,
wobei die Zwischenschicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welches auf der photoleitfähigen Schicht abgeschieden durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden, wobei die Zwischenschicht danach einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, um eine Oberfläche aufzuweisen, von welcher die Spitzen von Vorsprüngen, welche auf der Oberfläche vorhanden sind, entfernt werden, und
wobei die Oberflächenschutzschicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welches auf der Zwischenschicht mit der behandelten Oberfläche durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden.
Folglich werden die vorstehenden Ziele durch die Merkmale erreicht, die in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen der vorliegenden Erfindung dargelegt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine diagrammartige Querschnittsansicht eines Beispiels für einen Schichtaufbau des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Filmbildungssystems für das photoempfindliche a-Si Element, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines anderen Filmbildungssystems für das photoempfindliche a-Si Element, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Wasserwaschsystems, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
5 ist eine diagrammartige Querschnittsansicht eines Beispiels für das elektrophotographische Gerät der vorliegenden Erfindung.
6A, 6B und 6C sind Querschnittsansichten, welche diagrammartig ein Beispiel der Konstruktion des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, insbesondere seine Struktur der Vorsprünge, die zum Zeitpunkt der Abscheidung auftreten.
7 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Beispiel eines Oberflächenpoliergeräts zeigt, das in dem Oberflächenbearbeitungsschritt verwendet wird, das heißt, in den Schritten der Herstellung des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Beispiel eines Vakuumoberflächenpoliergeräts zeigt, das in der Oberflächenbearbeitung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, das heißt, in den Schritten der Herstellung des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Ansicht, welche ein Beispiel von Aufnahmen zeigt, die durch eine Rasterkraftmikroskop-Betrachtung einer photoleitfähigen a-Si Oberflächenschicht nach ihrem Polieren erhalten wurde, und diagrammartig ihr Oberflächenprofil darstellt, wobei die Aufnahmen einen optimalen Zustand der Oberflächenbearbeitung mit einem Zustand der übermäßigen Oberflächenbearbeitung in den Schritten der Herstellung des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements der vorliegenden Erfindung vergleichen.
10A, 10B und 10C sind diagrammartige Querschnittsansichten eines Beispiels der Konstruktion eines herkömmlichen elektrophotographischen photoempfindlichen Elements.
11 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Filmbildungssystems für ein photoempfindliches a-Si Element, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die gegenwärtigen Erfinder haben Untersuchungen von photoempfindlichen a-Si Elementen, die Verwendung von einer a-C Schicht als Oberflächenschicht machen, welche einen hohen Schmelzadhäsionsverhinderungseffekt aufweist, wobei, wie vorstehend angegeben, sie sich der Tatsache bewusst wurden, dass sich die optimale Trägermaterialtemperatur zwischen der photoleitfähigen a-Si Schicht und der a-C Oberflächen Schicht unterscheiden. Dann haben sie bemerkt, dass, wenn Filme kontinuierlich durch ein integriertes Herstellungsverfahren aus der photoleitfähigen Schicht zu der Oberflächenschicht gebildet werden, die Trägermaterialtemperatur in der Mitte der Filmbildung geändert werden muss, um die jeweiligen Schichten bei optimalen Trägermaterialtemperaturen auszubilden, und es eine ziemlich lange Zeit für eine derartige Filmbildung benötigt, was zu einer Abnahme der Produktionseffizienz der Abscheidungskammer führt. Was besonders in Frage gestellt wird, ist, dass es notwendig ist, das Trägermaterial in der Mitte der Filmbildung zu kühlen, da die Trägermaterialtemperatur, die für die Bildung der photoleitfähigen a-Si Schicht am besten geeignet ist, 200 °C bis 450 °C ist, und die Trägermaterialtemperatur, die am besten zur Bildung der a-C Oberflächenschicht geeignet ist, von Raumtemperatur bis ungefähr 150 °C ist. In herkömmlichen Abscheidungskammern wird eine Heizvorrichtung zum Erhitzen der Trägermaterialien, aber keine Kühleinrichtung bereitgestellt, und somit ist die Kühlrate unvermeidlicher Weise gering. Da zudem das Innere der Abscheidungskammer auf ein Vakuum eingestellt wird und in einer Art von wärmeisolierendem Zustand ist, ist eine sehr lange Zeit benötigt worden, um Trägermaterialien zu kühlen.
Um dieses Problem zu lösen, haben die gegenwärtigen Erfinder ausführliche Untersuchungen angestellt. Sie hatten einmal eine Idee eines Verfahrens, in welchem, um die Trägermaterialtemperatur zweckmäßig zu ändern, eine Trägermaterialhalterung intern mit einer Kühleinrichtung, beispielsweise einem Wasserkühlrohr bereitgestellt wird, um das Trägermaterial gezwungen zu kühlen. Jedoch ist es schwierig, die Heizvorrichtung und das Kühlrohr gleichzeitig bereitzustellen. Zudem wird ein Problem verursacht, dass ein derartiges Verfahren zu einer Kostenzunahme des Herstellungssystems führt. Zudem kann, obwohl das Erhitzen durch Abstrahlungswärme mit einer guten Effizienz sogar im Vakuum bewirkt werden kann, eine derartige Technik nicht für das Kühlen verwendet werden. Somit ist es, sogar wenn die Kühleinrichtung, wie etwa ein Kühlrohr bereitgestellt wird, unmöglich, die Kühlzeit in einem ausreichenden Ausmaß zu verkürzen.
Demgemäß haben die gegenwärtigenErfinder das Konzept geändert, dass Filme kontinuierlich aus der photoleitfähigen a-Si Schicht zu der a-C Oberflächenschicht gebildet werden, und hatten stattdessen die Idee eines Verfahrens, in welchem Filme zunächst bis zu der a-Si photoleitfähigen Schicht gebildet werden, danach das photoempfindliche Element, welches hergestellt wird, ein Mal der Atmosphäre ausgesetzt wird, und dann die a-C Oberflächenschicht gebildet wird. Als ein Verfahren zum Aussetzen von diesem gegenüber der Atmosphäre ist es bevorzugt, dieses ein Mal aus der Abscheidungskammer herauszunehmen. Nachdem das photoempfindliche Element, auf welchem Filme bis zu der photoempfindlichen a-Si Schicht ausgebildet worden sind, herausgenommen worden ist, kann die Abscheidungskammer sofort dem nachfolgenden Filmbildungsverfahren übergeben werden, zum Beispiel zum Reinigen, das durch Trockenätzen in der Abscheidungskammer ausgeführt wird. So kann die Kammer für die Herstellung ohne Verlust verwendet werden. Währenddessen wird das nicht fertig gestellte photoempfindliche a-Si Element, das herausgenommen wurde, spontan gekühlt und danach wieder zu der Abscheidungskammer zurückgeführt (wieder eingesetzt), und dann dort die a-C Schicht ausgebildet. So kann der Film bei der optimalen, niedrigen Trägermaterialtemperatur von Raumtemperatur bis 150 °C ausgebildet werden.
In dem Fall, wenn ein derartiger Zyklus durchgeführt wird, folgt daraus, dass, wenn der nächste Film ausgebildet wird, dies in dem Zustand ausgeführt wird, dass die a-C Schicht auch auf den hinteren Wänden der Abscheidungskammer abgeschieden worden ist. Es ist sichergestellt worden, dass, da die a-C Schicht ursprünglich auch als eine anhaftende Schicht wirkt, die Anhaftung der Filme an den Innenwände der Abscheidungskammer weiter verbessert wird, und der Effekt, dass verhindert wird, dass Filme von den Innenwänden abgehen, auch erhalten werden kann, wobei es folglich möglich wird, die Produktionseffizienz zu verbessern.
Es ist auch sichergestellt worden, dass, als Folge des Reinigens, das durch Trockenätzen in dem Zustand ausgeführt wird, in dem die a-C Schicht und die photoleitfähige a-Si Schicht in der Abscheidungskammer abgeschieden worden sind, nicht nur die photoleitfähige a-Si Schicht, sondern auch die a-C Schicht sauber geätzt werden können. Gewöhnlich kann die a-C Schicht mit einer niedrigen Rate geätzt werden, wobei sie Eigenschaften aufweist, wonach sie mit Schwierigkeit geätzt wird. Jedoch wird angenommen, dass das Trockenätzen, das in Gegenwart des a-Si Film ausgeführt wird, irgendeine chemische Beschleunigungsreaktion verursacht, die stattfindet, so dass eine Zunahme der Ätzrate bewirkt wird.
Der vorstehende Zyklus kann ausreichend effektiv sein, auch, wenn er für jedes photoempfindliche Element durchgeführt wird. Natürlich kann dieser in Bezug auf eine Mehrheit von Elementen zusammen durchgeführt werden. Zum Beispiel können Filme bis zu der photoleitfähigen a-Si Schicht zuvor auf einer bestimmten Anzahl von Trägermaterialen gebildet gehalten und danach die a-C Schicht als die Oberflächenschicht kontinuierlich darauf gebildet werden.
Ein Sekundärvorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass das photoempfindliche Element, auf welchem Filme bis zu der a-Si Schicht gebildet worden sind, untersucht werden kann, wenn dieses aus der Abscheidungskammer herausgenommen wird. Zur Untersuchung kann zum Beispiel das äußere Erscheinungsbild untersucht werden, um Fehler aufgrund von Ablösen oder sphärischen Vorsprüngen zu überprüfen. Zudem können im Fall eines photoempfindlichen Elements, das mit einer Zwischenschicht ausgestattet ist, die zwischen der photoleitfähigen Schicht und der Oberflächenschicht als ein Aufbau des photoempfindlichen Elements ausgebildet wird, Bilduntersuchung und Potentialeigenschaftsuntersuchung als Untersuchungen durchgeführt werden. Wenn irgendwelche Fehler bei einer derartigen Untersuchung gefunden werden, kann die nachfolgende Filmbildung zu diesem Zeitpunkt gestoppt werden. Somit kann jegliche Herabsetzung der Betriebseffizienz oder jeglicher Abfall von Materialgasen verhindert werden, wobei ein Vorteil bewirkt wird, dass die Kosten ferner als eine Produktionslinie reduziert werden können.
Im übrigen wurde im Hinblick auf irgendwelchen Einfluss, wenn das photoempfindliche Element, auf welchem Filme bis zu der a-Si Schicht gebildet worden sind, aus der Abscheidungskammer herausgenommen wird, kein besonderer Unterschied in den elektrischen Eigenschaften und Bildeigenschaften im Vergleich zum Fall der kontinuierlichen Filmbildung festgestellt. Zudem wurde kein praktisch problematischer Nachteil im Hinblick auf die Oberflächenschichtanhaftung festgestellt. Jedoch ist es, insbesondere wo die photoleitfähige Schicht in Kontakt mit Ozon gekommen ist, wenn zum Beispiel die vorstehende Untersuchung der Bild- und Potentialeigenschaften durchgeführt werden, im Hinblick einer Verbesserung der Anhaftung bevorzugt, die Oberfläche des photoempfindlichen Elements mit Wasser zu waschen, bevor die Oberflächenschicht ausgebildet wird. Zudem ist es als ein anderes Verfahren bevorzugt, die Oberfläche des photoempfindlichen Elements vorsichtig mit einem Gas, wie etwa Fluor, zu ätzen, bevor die Oberflächenschicht ausgebildet wird. Im Hinblick auf eine Verbesserung der Anhaftung ist es auch bevorzugt, beides in Kombination anzuwenden.
Die gegenwärtigen Erfinder trieben ihre Studien weiter vorwärts, um die Probleme der Vorsprünge zu lösen, die vorstehend bereits diskutiert wurden. Als ein Verfahren des Verringerns der Vorsprünge, welches herkömmlicher Weise vorgeschlagen wurde, ist zum Beispiel in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 11-2996 eine Technik offenbart, in welcher, nachdem ein photoempfindliches Element hergestellt wurde, seine Oberfläche poliert wird, um die Höhe der Vorsprünge zu verringern. In diesem Verfahren werden, nachdem die a-C Oberflächenschicht gebildet wurde, die Spitzen der Vorsprünge wegpoliert, um die Form (Oberflächenprofil) bereitzustellen, wie sie in 10C gezeigt wird. Das abschließende Oberflächenprofil, das in 10C gezeigt wird, wurde es als nicht notwendiger Weise bevorzugt herausgefunden, weil es eine Möglichkeit des Hervorrufens von fehlerhaften Bildern im anfänglichen Zustand gibt, wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, oder diese als Anfangspunkt zum Hervorrufen von Schmelzadhäsion sein können.
Die 10A bis 10C zeigen in größerem Detail ein Beispiel eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements in welchem, nachdem die a-C Oberflächenschicht gebildet wurde, die Spitzen der Vorsprünge durch Polieren geglättet wurden. Zum Beispiel wurden auf einem zylindrischen Trägermaterial 1501, das aus einem leitfähigen Material wie Aluminium oder rostfreiem Stahl gebildet wurde, eine photoleitfähige Schicht 1502, eine Zwischenschicht 1505 und eine Oberflächenschutzschicht 1503 in dieser Anordnung abgeschieden, wobei ein Vorsprung 1504 während der Bildung der photoleitfähigen Schicht 1502 auftrat. In den 10A bis 10C ist 10A eine diagrammartige Querschnittsansicht des Vorsprungs in einem Zustand, bei dem Filme bis hinauf zur Zwischenschicht 1505 gebildet wurden; 10B ist eine diagrammartige Querschnittsansicht des Vorsprungs in einem Zustand, bei dem Filme bis hinauf zur Oberflächenschutzschicht 1503 gebildet wurden; und 10C ist eine diagrammartige Querschnittsansicht eines Zustands, bei dem die Spitzen der Vorsprünge durch Polieren geglättet wurden, nachdem die Oberflächenschutzschicht 1503 gebildet wurde.
Das Material des Vorsprungs 1504 ist im Wesentlichen das gleiche wie das der umgebenden photoleitfähigen Schicht 1502. Die Zwischenschicht 1505 und die Oberflächenschutzschicht 1503, die danach abgeschieden werden, sind so gebildet, dass sie sich in der Form der Vorsprünge erstrecken. 10C zeigt einen Zustand, in dem die Spitze mit Hilfe eines Poliergeräts wegpoliert wurde, wie später beschrieben wird.
Die gegenwärtigen Erfinder führten weiterhin ausführliche Studien zu jeglichen Hilfsmitteln anstatt des herkömmlichen Verfahrens durch, durch welche die Schwierigkeiten und Probleme gelöst werden können, welche für die Vorsprünge verantwortlich sind. Als Ergebnis haben sie entdeckt, dass, bevor die Oberflächenschutzschicht gebildet wird, der abgeschiedene Film einer Oberflächenglättungsbearbeitung unterzogen, zum Beispiel einem Polieren zum Entfernen der Spitzen der Vorsprünge, die unbedeckt auf ihrer Oberfläche stehen, und dann die Oberflächenschutzschicht, die als a-C Oberflächenschicht auf der äußeren Oberfläche gebildet wird, abgeschieden und auf der abgeschiedenen Filmoberfläche, welche geglättet wurde, aufgebracht werden kann, wodurch das sich ergebende elektrophotographische photoempfindliche Element eine elektrophotographisches Leistungsverhalten aufweisen kann, welches sich nahezu nicht zwischen dem Anteil, bei dem die Vorsprünge ursprünglich vorhanden waren, und dem Anteil der normalen Bereiche unterscheidet. Im Besonderen kann ein elektrophotographisches photoempfindliches Element mit gleichmäßigen und überlegenen Bildeigenschaften, welches das Auftreten von jeglicher Schmelzadhäsion oder Filmbildung, die von Vorsprüngen herrührt, verhindern kann, ebenso das Auftreten jeglicher Bildfehler verhindern, die dem selektiven Verschleiß an den Vorsprüngen zuzuschreiben sind, und kann ferner Vorteile zeigen, die der Verwendung der a-C Oberflächenschicht zuzuschreiben sind. Zudem ist es in einer hohen Reproduzierbarkeit erhältlich. Daher haben sie mit einer solchen Entdeckung die vorliegende Erfindung abgeschlossen.
In Bezug auf die Verhinderung des Auftretens von jeglicher Schmelzadhäsion oder Filmbildung, die von den Vorsprüngen herrührt, und der Verhinderung des Auftretens jeglicher Bildfehler, welche dem selektiven Verschleiß an den Vorsprüngen zuzuschreiben sind, kann das photoempfindliche Element Vorteile haben, wie sie später ausgeführt werden, und den höchsten Effekt zeigen, wenn seine äußere Oberfläche die a-C Oberflächenschicht ist.
Jedoch ist der Bereich, in welchem dessen Effekt sich zeigt, in keiner Weise auf den Fall begrenzt, wenn die äußerste Oberfläche die a-C Oberflächenschicht ist, und ist allgemein anwendbar. Es ist entdeckt worden, dass eine weiter bevorzugte Ausführungsform insbesondere bereitgestellt werden kann, wenn die a-C Oberflächenschicht verwendet wird. So ist die vorliegende Erfindung erreicht worden, welche auf einem breiteren Bereich anwendbar ist.
In dem elektrophotographischen photoempfindlichen Element gemäß der vorliegenden Erfindung kann das nicht Einkristallinen Material, das in der photoleitfähigen Schicht und der Oberflächenschutzschicht verwendet wird, nicht nur amorphe Materialien sondern auch mikrokristalline Materialien und polykristalline Materialien einschließen. Im Allgemeinen können amorphe Materialien weiter bevorzugt verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im größeren Detail anhand begleitender Zeichnungen, sofern benötigt, beschrieben.
Photoempfindliches a-Si Element gemäß der vorliegenden Erfindung
1 zeigt ein Beispiel für einen Schichtaufbau des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das elektrophotographische photoempfindliche Element dieses Beispiels umfasst ein Trägermaterial 101, das aus einem leitfähigen Material besteht wie beispielsweise Aluminium oder rostfreier Stahl, und darauf abgeschieden eine erste Schicht 102 und eine zweite Schicht 103 in dieser Reihenfolge. In der vorliegenden Erfindung kann a-Si vorzugsweise als Material für eine photoleitfähige Schicht 106 verwendet werden, die in der ersten Schicht eingeschlossen ist, und a-C als ein Material für die zweite Schicht, die Oberflächenschicht 103.
Die photoleitfähige Schicht 106 kann ggf. auf deren Trägermaterialseite mit einer unteren Sperrschicht 104 bereitgestellt werden. Die untere Sperrschicht 104 kann mit einem Dotiermittel, wie etwa einem Element der Gruppe 13 oder einem Element der Gruppe 15 des Periodensystems unter zweckmäßiger Auswahl eingebaut werden, um eine Steuerung der Ladungspolarität zu ermöglichen, das heißt, positive Aufladung oder negative Aufladung.
Eine Zwischenschicht 105 kann ferner ggf. zwischen der photoleitfähigen Schicht 106 und der Oberflächenschicht 103 bereitgestellt werden. Um die Zwischenschicht 105 bereit zu stellen, werden drei Muster als verwendbar betrachtet, das heißt ein Verfahren, in welchem diese in einem ersten Schritt ausgebildet wird und danach das nicht fertig gestellte Element ein Mal herausgenommen und wieder in die Abscheidungskammer zurückgeführt wird, um die Oberflächenschicht anschließend auszubilden, ein Verfahren, in welchem Filme bis zu der photoleitfähigen Schicht in einem ersten Schritt ausgebildet und danach das nicht fertig gestellte Element einmal herausgenommen und wieder in die Abscheidungskammer zurückgeführt werden, um die Zwischenschicht und die Oberflächenschicht auszubilden, und ein Verfahren, in welchem die Zwischenschicht sowohl in dem ersten Schritt als auch in dem zweiten Schritt ausgebildet wird. Zudem kann die Zwischenschicht aus einem nicht einkristallinen Material ausgebildet werden, das hauptsächlich aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist und mindestens ein Element enthält das aus Kohlenstoffatomen, Stickstoffatomen und Sauerstoffatomen ausgewählt wurde.
(Gestalt und Material des Trägermaterials)
Das Trägermaterial kann irgendeine gewünschte Gestalt besitzen, je nachdem wie das elektrophotographische photoempfindliche Element angetrieben wird. Zum Beispiel kann dieses in der Gestalt eines Zylinders oder eines folienähnlichen endlosen Bandes sein, das eine glatte Oberfläche oder ungleichförmige Oberfläche besitzt. Dessen Dicke kann zweckmäßig bestimmt werden, so dass das elektrophotographische photoempfindliche Element wie gewünscht ausgebildet werden kann. Wo eine Flexibilität als elektrophotographische photoempfindliche Elemente benötigt wird, kann das Trägermaterial so dünn wie möglich sein, so lange dieses ausreichend als ein Zylinder wirken kann. Hinsichtlich der Herstellung und Handhabung und vom Standpunkt der mechanischen Festigkeit sollte jedoch der Zylinder eine Wanddicke von 1 mm oder mehr in üblichen Fällen besitzen. Wenn das folienähnliche endlose Band verwendet wird, sollte das Band eine Dicke von 10 μm oder mehr in gewöhnlichen Fällen besitzen.
Als Materialien für das Trägermaterial werden leitfähige Materialien wie etwa Aluminium oder rostfreier Stahl, wie vorstehend erwähnt, gewöhnlich verwendet. Zudem sind zum Beispiel Materialien ohne besondere Leitfähigkeit, wie etwa Kunststoff, Glas und Keramik verschiedener Art, die aber mit Leitfähigkeit durch Vakuumabscheidung oder dergleichen eines leitfähigen Materials auf wenigstens der Seite ihrer Oberflächen, wo die photoleitfähige Schicht gebildet wird, bereitgestellt sind, verwendbar.
Das leitfähige Material kann neben den Vorstehenden Metalle wie Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, Pd und Fe und Legierungen von beliebigen von diesen einschließen.
Der Kunststoff kann Filme oder Folien aus Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol oder Polyamid einschließen.
Photoleitfähige a-Si Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung
Die photoleitfähige Schicht 106 in der vorliegenden Erfindung ist aus einem nicht einkristallines Material zusammengesetzt, das hauptsächlich aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist und ferner Wasserstoffatome und/oder Halogenatome enthält (nachstehend als „a-Si(H,X)" abgekürzt).
Der a-Si (H, X) Film kann durch Plasma unterstützte CVD (chemische Gasphasenabscheidung), Sputtern oder Ionenplattieren ausgebildet werden. Filme, die durch Plasma unterstütztes CVD hergestellt werden, sind bevorzugt, da Filme mit besonders hoher Qualität erhalten werden können. Als Materialien hierfür können gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane), wie etwa SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀ als Materialgase verwendet werden, von welchen beliebige mittels einer elektrischen Hochfrequenzspannung zersetzt werden können, um den Film auszubilden. Angesichts der Leichtigkeit der Handhabung zur Schichtbildung und Si-Zuführungseffizienz sind SiH₄ und Si₂H₆ bevorzugt.
Hierbei kann die Trägermaterialtemperatur vorzugsweise bei einer Temperatur von 200 °C bis 450 °C, und weiter bevorzugt 250 °C bis 350 °C angesichts der Eigenschaften gehalten werden. Dies geschieht, um die Oberflächenreaktion an der Trägermaterialoberfläche zu beschleunigen, so dass eine Strukturentspannung ausreichend bewirkt wird. In jedem von diesen Gasen kann ein Gas, das H₂ oder Halogenatome enthält, ferner in einer gewünschten Menge zugemischt werden. Dies ist bevorzugt, um die Eigenschaften zu verbessern. Was als Materialgas zum Zuführen von Halogenatomen effektiv ist, kann Fluorgas (F₂) und Interhalogenverbindungen wie etwa BrF, ClF, ClF₃, BrF₃, BrF₅, IF₃ und IF₇, einschließen. Dies kann auch Siliciumverbindungen einschließen, die Halogenatome enthalten, die mit Halogenatomen substituierte Silanderivate genannt werden, die bevorzugt Siliciumfluoride einschließen wie etwa SiF₄ und Si₂F₆. Beliebige von diesen Gasen können optional mit H₂, He, Ar oder Ne verdünnt werden, wenn verwendet.
Es gibt keine besonderen Beschränkungen in Bezug auf die Schichtdicke der photoleitfähigen Schicht 106. Diese kann in geeigneter Weise von 15 μm bis 50 μm sein, wobei Produktionskosten usw. in Betracht gezogen werden.
Die photoleitfähige Schicht 106 kann zudem in einem Vielschichtaufbau ausgebildet werden, um die Eigenschaften zu verbessern. Zum Beispiel können die Photoempfindlichkeit und die Aufladeleistung gleichzeitig verbessert werden, indem auf der Oberflächenseite einer Schicht mit einer schmaleren Bandlücke und auf der Trägermaterialseite einer Schicht mit einer breiteren Bandlücke angeordnet wird. Ein derartiger Schichtaufbau bewirkt einen dramatischen Defekt insbesondere hinsichtlich von Lichtquellen mit einer relativ langen Wellenlänge und zudem mit geringer Streuung in der Wellenlänge wie im Fall von Halbleiterlasern.
Zum Zweck der Verbesserung der Mobilität von Ladungen und zur Verbesserung der Aufladeleistung kann die photoleitfähige Schicht ggf. mit einem Dotierungsmittel versehen werden. Ein Element der Gruppe 13 des Periodensystems kann als Dotiermittel verwendet werden, welches im einzelnen beinhalten kann: Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In) und Thallium (Tl). Insbesondere B und Al sind bevorzugt. Ein Element der Gruppe 15 kann zudem verwendet werden, welches im einzelnen Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb) und Wismut (Bi) beinhalten kann. Insbesondere P ist bevorzugt.
Die Dotieratome können in einem Gehalt von 1 × 10^–2 bis 1 × 10⁴ Atom ppm, weiter bevorzugt von 5 × 10^–2 bis 5 × 10³ Atom ppm, und am meisten bevorzugt von 1 × 10^–1 bis 1 × 10³ Atom ppm enthalten sein.
Materialien zum Einbauen eines derartigen Elements der Gruppe 13 können im einzelnen als ein Material zum Einbauen von Boratomen beinhalten: Borhydride, wie etwa B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, B₆H₁₀, B₆H₁₂ und B₆H₁₄ und Borhalide, wie etwa BF₃, BCl₃ und BBr₃. Daneben kann das Material auch beinhalten: AlCl₃, GaCl₃, Ga (CH₃)₃, InCl₃ und TlCl₃. Insbesondere B₂H₆ ist eines der bevorzugten Materialien auch vom Standpunkt der Handhabung.
Was effektiv als Materialien zum Einbauen des Elements der Gruppe 15 verwendet werden kann, kann als ein Material zum Einbauen von Phosphoratomen beinhalten: Phosphorhydride wie etwa PH₃ und P₂H₄ und Phosphorhalide wie etwa PF₃, PF₅, PCl₃, PCl₅, PBr₃ und PI₃. Dies kann ferner beinhalten: PH₄I. Daneben kann das Ausgangsmaterial zum Einbauen des Elements der Gruppe 15 auch als diejenigen, welche effektiv sind, beinhalten: AsH₃, AsF₃, AsCl₃, AsBr₃, AsF₅, SbH₃, SbF₃, SbF₅, SbCl₃, SbCl₅, BiH₃, BiCl₃ und BiBr₃.
Die Zwischenschicht 105, welche ggf. bereitgestellt werden kann, kann vorzugsweise aus a-Si (H, X) als Grundlage und einem Material, das wenigstens ein Element enthält, das aus C, N und O ausgewählt wurde, zusammengesetzt sein, welches eine Zusammensetzung zwischen der a-Si photoleitfähigen Schicht und der a-C Oberflächenschicht ist. In diesem Fall kann das Zusammensetzungsverhältnis der Elemente, die die Zwischenschicht 105 aufbauen, kontinuierlich von der photoleitfähigen Schicht 106 zu der Oberflächenschicht 103 geändert werden, was zur Verhinderung der Interferenz usw. effektiv ist.
In der vorliegenden Erfindung muss die Zwischenschicht 105 mit Wasserstoffatomen und/oder Halogenatomen versehen werden. Dies ist wesentlich und unerlässlich, um freistehende Bindung von Siliciumatomen zu kompensieren, und um die Schichtqualität zu verbessern, insbesondere um die photoleitfähige Leistung und die Ladungszurückhaltungsleistung zu verbessern. Die Wasserstoffatome können vorzugsweise in einem Gehalt von 30 bis 70 Atom-% in gewöhnlichen Fällen, und vorzugsweise von 35 bis 65 Atom-%, und insbesondere bevorzugt von 40 bis 60 Atom-%, beruhend auf dem Gesamtgehalt der Zusammensetzungsatome sein. Zudem können die Halogenatome vorzugsweise in einem Gehalt von 0,01 bis 15 Atom-% in gewöhnlichen Fällen, und vorzugsweise von 0,1 bis 10 Atom%, und am meisten bevorzugt von 0,5 bis 5 Atom-%, beruhend auf dem Gesamtgehalt der Zusammensetzungsatome sein.
Materialgase, die verwendet werden, um die Zwischenschicht 105 in der vorliegenden Erfindung auszubilden, können vorzugsweise die Folgenden beinhalten.
Materialien, die als Gase für Zuführungskohlenstoff dienen, können als diejenige, die effektiv verwendbar sind, beinhalten: gasförmige oder vergasbare Kohlenwasserstoffe wie etwa CH₄, C₂H₆, C₃H₈ und C₄H₁₀.
Materialien, die als Gase zum Zuführen von Stickstoff oder Sauerstoff dienen können, können als diejenigen, die effektiv verwendbar sind, beinhalten: gasförmige oder vergasbare Verbindungen, wie etwa NH₃, NO, N₂O, NO₂, O₂, CO, CO₂ und N₂.
Als Materialien, die als Gase zum Zuführen von Silicium dienen können, können diejenigen, die zum Ausbilden der photoleitfähigen Schicht verwendet werden, verwendet werden.
Die Zwischenschicht 105 kann durch Plasma unterstützte CVD, Sputtern oder Ionenplattieren ausgebildet werden. Zudem kann als Entladungsfrequenz der Spannung, die in der Plasma unterstützten CVD verwendet werden, wenn die Zwischenschicht 105 in der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, eine beliebige Frequenz verwendet werden. In einem industriellen Maßstab ist vorzugsweise eine Hochfrequenzspannung von 1 MHz bis 50 MHz verwendbar, welche RF-Frequenzband genannt wird, oder Hochfrequenzspannung von 50 MHz bis 450 MHz, welche VHF-Band genannt wird.
Wenn die Zwischenschicht abgeschieden wird, kann die Temperatur des leitfähigen Trägermaterials vorzugsweise von 50 °C bis 450 °C, und weiter bevorzugt von 100 °C bis 300 °C reguliert werden.
Wenn die unteren Sperrschicht 104 bereitgestellt wird, kann das a-Si(H,X) gewöhnlich als eine Grundlage und das Dotiermittel, wie etwa ein Element der Gruppe 13 oder ein Element der Gruppe 13 des Periodensystems, eingebaut werden, um dessen Art der Leitfähigkeit zu steuern, so dass sie die Fähigkeit besitzen zu können, das Einspritzen von Trägern aus dem Trägermaterial zu blockieren. In diesem Fall kann wenigstens ein Element, das aus C, N und O ausgewählt wurde, ggf. eingebaut werden, um die Spannung zu regulieren, so dass diese Schicht die Funktion besitzt, die Anhaftung der photoleitfähigen Schicht 106 zu verbessern.
Als das Element der Gruppe 13 oder als Element der Gruppe 15, das als das Dotiermittel der unteren Sperrschicht 104 verwendet wird, können diejenigen, die vorstehend beschrieben wurden, verwendet werden. Die Dotieratome können vorzugsweise in einem Gehalt von 1 × 10^–2 bis 1 × 10⁴ Atom ppm, weiter bevorzugt von 5 × 10^–2 bis 5 × 10³ Atom ppm, und am meisten bevorzugt von 1 × 10^–1 bis 1 × 10³ Atom ppm enthalten sein.
a-C Oberflächenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung
Die Oberflächenschicht von 103, die als die zweite Schicht ausgebildet wird, umfasst nicht einkristallinen Kohlenstoff. Was hierbei durch „nicht einkristallinen Kohlenstoff" gemeint wird, gibt hauptsächlich amorphen Kohlenstoff mit einer Natur in der Mitte zwischen Graphit und Diamant an und kann zudem teilweise eine mikrokristalline oder polykristalline Komponente enthalten. Diese Oberflächenschicht von 103 besitzt eine freie Oberfläche, und wird hauptsächlich bereitgestellt, um zu erreichen, was in der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist, das heißt, die Verhinderung von Schmelzadhäsion, Kratzern und Verschleiß bei Langzeitverwendung.
Die Oberflächenschicht 103 der vorliegenden Erfindung kann durch Plasma unterstützte CVD, Sputtern, Ionenplattieren oder dergleichen unter Verwendung eines Materialgases, eines Kohlenwasserstoffes, welcher bei Normaltemperatur und Normaldruck gasförmig ist, ausgebildet werden. Filme, die durch Plasma unterstützte CVD ausgebildet wurden, besitzen sowohl eine hohe Transparenz als auch eine hohe Härte und sind für deren Verwendung als Oberflächenschichten der photoempfindlichen Elemente bevorzugt. Zudem kann als Entladungsfrequenz der Spannung, die in der Plasma unterstützten CVD verwendet wird, wenn die Oberflächenschicht 103 der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, eine beliebige Frequenz verwendet werden. In einem industriellen Maßstab ist vorzugsweise eine Hochfrequenzspannung von 1 MHz bis 50 MHz verwendbar, welches RF-Frequenzband genannt wird, insbesondere 13,56 MHz. Zudem kann, insbesondere wenn die Hochfrequenzspannung eines Frequenzbandes 50 MHz bis 450 MHz verwendet wird, welches VHF genannt wird, der Film, der gebildet wurde, sowohl eine höhere Transparenz als auch eine höhere Härte besitzen und ist für dessen Verwendung als die Oberflächenschicht weiter bevorzugt.
Materialien, die als Gase zum Zuführen von Kohlenstoff dienen können, können als diejenigen, die effektiv verwendbar sind, beinhalten: gasförmige oder vergasbare Kohlenwasserstoffe wie etwa CH₄, C₂H₂, C₂H₆, C₃H₈ und C₄H₁₀-Angesichts der Leichtigkeit der Handhabung und der Kohlenstoffzuführungseffizienz zur Zeit der Schichtbildung, sind CH₄, C₂H₂ und C₂H₆ bevorzugt. Zudem können beliebige von diesen Kohlenstoffzuführungsmaterialgasen ferner ggf. mit einem Gas, wie etwa H₂, He, Ar oder Ne verdünnt werden, wenn verwendet.
In dem Fall der a-C Oberflächenschicht kann die Trägermaterialtemperatur vorzugsweise eine niedrige Temperatur sein. Dies ist der Fall, da Graphitkomponenten mit einer Zunahme der Trägermaterialtemperatur zunehmen können, so dass unerwünschte Einflüsse bewirkt werden, wie etwa Herabsetzung der Härte, Herabsetzung der Transparenz und Herabsetzung des Oberflächenwiderstands. Demgemäß kann die Trägermaterialtemperatur von 20 °C bis 150 °C eingestellt werden und liegt vorzugsweise bei ungefähr Raumtemperatur.
Um den Effekt der vorliegenden Erfindung zu erreichen, kann die Oberflächenschicht 103 ferner Wasserstoffatome enthalten. Der Einbau von Wasserstoffatomen kompensiert effektiv beliebige Strukturdefekte in dem Film, so dass die Dichte von lokalisierten Niveaus reduziert wird. Folglich wird die Transparenz des Films verbessert, und in der Oberflächenschicht wird verhindert, dass irgendeine unerwünschte Absorption von Licht stattfindet, wobei eine Verbesserung der Photoempfindlichkeit bewirkt wird. Zudem soll das Vorhandensein von Wasserstoffatomen in dem Film eine wichtige Rolle für die Feststoffschmierfähigkeit spielen.
Die Wasserstoffatome können in einem Gehalt mit einem Wert in dem Bereich von 10 Atom-% bis 60 Atom-% und vorzugsweise von 35 Atom-% bis 55 Atom-% vorhanden sein. Wenn sie in einem Gehalt von weniger als 35 Atom-% vorhanden sind, ist der vorstehende Effekt in einigen Fällen nicht erhältlich. Wenn andererseits diese in einem Gehalt von mehr als 55 Atom-% vorhanden sind, kann der a-C Film eine so niedrige Härte besitzen, dass er als die Oberflächenschicht des photoempfindlichen Elements ungeeignet ist.
Die a-C Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung kann ferner ggf. mit Halogenatomen versehen werden.
Die Oberflächenschicht 103 kann zudem in zwei Schichten, auf der Seite nahe zu der photoempfindlichen Schicht und auf der anderen gegenüberliegenden Seite davon, eingeteilt werden und derart aufgebaut sein, dass Wasserstoffatome zu der ersteren (ersten Oberflächenschicht) und Halogenatome, insbesondere Fluoratome, zu der letzteren (zweiten Oberflächenschicht) zugegeben werden. In einem solchen Aufbau werden Bedingungen derart eingestellt, dass die erste Oberflächenschicht eine Härte (dynamische Härte) besitzt, die höher als diejenige der zweiten Oberflächenschicht ist. Zum Beispiel kann, wenn Fluor zugegeben wird, dieses in einer Menge von 6 Atom-% bis 50 Atom-%, und vorzugsweise von 30 Atom-% bis 50 Atom-% zugegeben werden.
Die Oberflächenschicht ist vorzugsweise verwendbar, so lange diese eine optische Bandlücke mit einem Wert von ungefähr 1,2 eV bis 2,2 eV, und vorzugsweise 1,6 eV oder mehr angesichts der Empfindlichkeit besitzt. Die Oberflächenschicht ist vorzugsweise so lange verwendbar, wie diese einen Brechungsindex von ungefähr 1,8 bis 2,8 besitzt.
In der vorliegenden Erfindung ist die Oberflächenschicht 103 vorzugsweise auch verwendbar, wenn diese ferner Siliciumatome enthält. Der Einbau von Siliciumatomen kann die optische Bandlücke breiter machen und ist angesichts der Empfindlichkeit bevorzugt. Zu viele Siliciumatome verschlechtern jedoch den Widerstand gegenüber Schmelzadhäsion oder Filmbildung, und somit muss deren Gehalt festgelegt werden, wobei die Bandlücke ausbalanciert wird. Der Zusammenhang zwischen diesem Siliciumatomgehalt und der Schmelzadhäsion oder Filmbildung wird bekanntermaßen auch durch die Trägermaterialtemperatur zur Zeit der Filmbildung beeinflusst. Im einzelnen kann im Fall der a-C Oberflächenschicht, die mit Siliciumatomen versehen ist, der Widerstand gegenüber Schmelzadhäsion oder Filmbildung verbessert werden, wenn die Trägermaterialtemperatur ein wenig niedriger ist. Demgemäß kann im Fall, wenn die a-C Oberflächenschicht, die mit Siliciumatomen versehen ist, als Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die Trägermaterialtemperatur vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 20 °C bis 150 °C, und vorzugsweise bei ungefähr Raumtemperatur festgelegt werden.
Der Gehalt der Siliciumatome, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zweckmäßiger Weise abhängig von verschiedenen Herstellungsbedingungen, Trägermaterialtemperatur, Materialgasspezies usw. geändert werden. Typischer Weise kann diese vorzugsweise in dem Bereich von 0,2 Atom-% bis 10 Atom-% als das Verhältnis der Siliciumatome zu der Summe von Siliciumatomen und Kohlenstoffatomen sein.
Materialien, die als Gase zum Zuführen von Siliciumatomen dienen können, können als diejenigen, die effektiv verwendbar sind, beinhalten: gasförmige oder vergasbare Siliciumhydride (Silane) wie etwa SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈ und Si₄H₁₀. Angesichts der Leichtigkeit der Handhabung zur Zeit der Filmbildung und Si-Zuführungseffizienz sind SiH₄ und Si₂H₆ bevorzugt.
Hinsichtlich des Entladungsraumdrucks kann dieser vorzugsweise ein relativ hohes Vakuum sein, da, wenn Filme unter Verwendung von nicht leicht zersetzbaren Materialgasen, wie etwa Kohlenwasserstoffen, gebildet werden, die Tendenz besteht, dass Polymere hergestellt werden, wenn irgendwelche Spezies, die zersetzt werden, gegeneinander in der Gasphase kollidieren. Dieser kann vorzugsweise bei 13,3 Pa bis 1.330 Pa, und vorzugsweise von 26,6 Pa bis 133 Pa gehalten werden, wenn eine gewöhnliche RF-Spannung (typischer Weise 13,56 MHz) verwendet wird; und von 13,3 mPa bis 1.330 Pa, und vorzugsweise von 66,7 mPa bis 66,7 Pa, wenn eine VHF-Band-Spannung (typischer Weise 50 MHz bis 450 MHz) verwendet wird.
Hinsichtlich der elektrischen Entladungsenergie kann dessen Optimalbereich auf ähnliche Weise und zweckmäßiger Weise gemäß dem beabsichtigten Schichtaufbau ausgewählt werden. In gewöhnlichen Fällen kann dieser vorzugsweise in dem Bereich von 0,5 bis 30, weiter bevorzugt von 0,8 bis 20, und am meisten bevorzugt von 1 bis 15 als Verhältnis (W/min/mL (normal)) von elektrischer Entladungsenergie zur Flussrate des Gases zur Zuführung von Kohlenstoff eingestellt werden. Zudem kann diese kontinuierlich oder stufenweise innerhalb des vorstehenden Bereichs, sofern erforderlich, geändert werden. Die elektrische Entladungsspannung kann vorzugsweise so hoch wie möglich sein, da die Zersetzung von Kohlenwasserstoffen ausreichend voranschreitet, aber kann vorzugsweise bei einem Niveau sein, das keine abnormale Entladung verursacht.
Die Oberflächenschicht kann eine Schichtdicke von 5 nm bis 1000 nm, und vorzugsweise von 10 nm bis 200 nm besitzen. So lange diese 5 nm oder mehr dick ist, kann diese eine ausreichende mechanische Festigkeit besitzen. So lange diese nicht dicker als 1000 nm ist, kann überhaupt kein Problem auch hinsichtlich der Photoempfindlichkeit auftreten.
In der vorliegenden Erfindung wird das nicht fertig gestellte photoempfindliche Element, das ein Mal aus der Abscheidungskammer entnommen wurde, nachdem Filme bis zu der photoempfindlichen Schicht 106 oder Zwischenschicht 105 gebildet worden sind, wiederum in die Abscheidungskammer eingesetzt, wo eine Plasmaentladung unter Verwendung eines fluorhaltigen Gases oder Wasserstoffgases erhöht werden kann, um Ätzen auszuführen, so dass die Oberfläche dünn entfernt wird, und danach kann die a-C Oberflächenschicht abgeschieden werden. In diesem Fall wurden jegliche Oxidschicht an der Oberfläche und jegliche nicht notwendige Grenzfläche entfernt. Somit kann der Effekt des Verbesserns der Anhaftung der a-C Oberflächenschicht erhalten werden.
Filmbildungsgerät für das photoempfindliches a-Si Element gemäß der vorliegenden Erfindung
2 veranschaulicht diagrammartig ein Beispiel für ein Abscheidungsgerät zur Herstellung des photoempfindlichen Elements durch RF-Plasma unterstützte CVD, wobei Verwendung von einer Hochfrequenz-Spannungsquelle gemacht wird.
Dieses Gerät ist hauptsächlich aus einem Abscheidungssystem 2100, einem Materialgaszuführungssystem 2200 und einem Absaugsystem (nicht gezeigt) zum Evakuieren des Inneren der Abscheidungskammer 2110 zusammengesetzt. In der Abscheidungskammer 2110 in dem Abscheidungssystem 2100 werden ein zylindrisches Trägermaterial 2112, eine Heizvorrichtung 2113 zum Erhitzen des Trägermaterials, und ein Materialgaszuführungsrohr 2114 bereitgestellt. Eine Hochfrequenz-Spannungsquelle 2120 wird ferner mit der Abscheidungskammer über eine Hochfrequenzanpassungsbox 2115 verbunden.
Das Materialgaszuführungssystem 2200 ist aus Gaszylindern 2221 bis 2226 für Materialgase wie etwa SiH₄, H₂, CH₄, NO, B₂H₆ und CF₄, Ventilen 2231 bis 2236, 2241 bis 2246 und 2251 bis 2256, und Durchflussregler 2211 bis 2216 zusammengesetzt. Die Gaszylinder für die jeweiligen Zusammensetzungsgase werden mit dem Gaszuführungsrohr 2114 in der Abscheidungskammer 2110 über ein Ventil 2260 verbunden.
Das zylindrische Trägermaterial 2112 wird auf ein leitfähiges Trägergestell 2123 gestellt und wird hierdurch geerdet.
Ein Beispiel für das Verfahren zum Ausbilden eines photoempfindlichen Elements mittels des Geräts, das in 2 gezeigt wird, wird nachstehend beschrieben.
Das zylindrische Trägermaterial 2112 wird in die Abscheidungskammer 2110 eingesetzt und das Innere der Abscheidungskammer mittels einer Entlüftungsvorrichtung (zum Beispiel einer Vakuumpumpe; nicht gezeigt) evakuiert. Anschließend wird die Temperatur des zylindrischen Trägermaterials 2112 bei einer gewünschten Temperatur von zum Beispiel 200 °C bis 450 °C, vorzugsweise von 250 °C bis 350 °C mittels der Heizvorrichtung 2113 zum Erhitzen des Trägermaterials gesteuert. Als nächstes werden, bevor Materialgase zum Ausbilden des photoempfindlichen Elements in die Abscheidungskammer 2110 geleitet werden, Gaszylinderventile 2231 bis 2236 und ein Leckventil 2117 der Abscheidungskammer überprüft, um sicherzustellen, dass diese geschlossen sind, und zudem Einflussventile 2241 bis 2246, Ausflussventile 2251 bis 2256 und ein Hilfsventil 2260 geprüft, um sicherzustellen, dass diese geöffnet sind. Dann wird ein Hauptventil 2118 geöffnet, um das Innere der Abscheidungskammer 2110 und ein Gaszuführungsrohr 2116 zu evakuieren.
Danach werden zu der Zeit, zu der ein Vakuummessgerät 2119 abgelesen worden war, um einen Druck von ungefähr 0,67 mPa anzuzeigen, das Hilfsventil 2216 und die Ausflussventile 2251 bis 2256 geschlossen. Danach werden Ventile 2231 bis 2236 geöffnet, so dass Gase jeweils von Gaszylindern 2221 bis 2226 eingeführt werden, und jedes Gas wird so gesteuert, dass es einen Druck von 0,2 MPa besitzt, in dem Drucksteuerungsvorrichtungen 2261 bis 2266 betrieben werden. Als nächstes werden die Einflussventile 2241 bis 2246 langsam geöffnet, so dass Gase jeweils in Durchflussregler 2211 bis 2216 eingeführt werden.
Nachdem die Filmbildung vorbereitet wurde, um als Folge des vorstehenden Verfahrens zu beginnen, wird die photoleitfähige Schicht zunächst auf dem zylindrischen Trägermaterial 2112 ausgebildet.
Das heißt, zur Zeit, zu der das zylindrische Trägermaterial 2112 die gewünschte Temperatur besaß, wurden einige notwendige Ausflussventile 2251 bis 2256 und das Hilfsventil 2260 langsam geöffnet, so dass gewünschte Gase in die Abscheidungskammer 2110 aus dem Gaszylinder 2221 bis 2226 durch ein Gaszuführungsrohr 2114 eingeführt wurden. Als nächstes wurden die Durchflussregler 2211 bis 2216 betrieben, so dass jedes Materialgas eingestellt wurde, um bei einer gewünschten Rate einzuströmen. In diesem Verlauf wird die Öffnung des Hauptventils 2118 eingestellt, während die Vakuummessvorrichtung 2119 beobachtet wird, so dass der Druck innerhalb der Abscheidungskammer 2110 einen gewünschten Druck von 13,3 Pa bis 1.330 Pa erreicht. Zu der Zeit, zu welcher der Innendruck stabil geworden war, wurde eine Hochfrequenz-Spannungsquelle 2120 bei einer gewünschten elektrischen Spannung und einer Hochfrequenzenergie mit einer Frequenz von 1 MHz bis 50 MHz, insbesondere 13,56 MHz, zu einer Kathodenelektrode 2111 durch die Hochfrequenzanpassungsbox 2115 zugeführt, um eine Hochfrequenz-Glimmentladung zu verursachen. Die Materialgase, die in die Abscheidungskammer 2110 eingeführt wurden, wurden durch die so erzeugte Entladungsenergie zersetzt, so dass die gewünschte photoleitfähige Schicht, die hauptsächlich aus Siliciumatomen zusammengesetzt war, auf dem zylindrischen Träger 2112 ausgebildet wurde. Nachdem ein Film mit einer gewünschten Dicke gebildet worden war, wurden die Zuführung der RF-Energie angehalten und die Ausstromventile 2251 bis 2256 geschlossen, um das Einströmen von Gasen in die Abscheidungskammer 2110 zu beenden. Die Bildung der photoleitfähigen Schicht wurde so abgeschlossen.
Wenn die beabsichtigte photoleitfähige Schicht 106 einen vielschichtigen Aufbau besitzt, kann der ähnliche Betrieb mehrere Male wiederholt werden, wodurch die gewünschte vielschichtige Struktur ausgebildet werden kann. Das heißt, es kann zum Beispiel eine photoleitfähige a-Si Schicht, welche einen vielschichtigen Aufbau mit den gewünschten Eigenschaften und einer Schichtdicke für jede Schicht, die aufeinander folgend auf der Oberfläche des zylindrischen Trägermaterialfilms abgeschieden wurden, ausgebildet werden.
In dem Fall, in dem die Zwischenschicht 105 auf der photoleitfähigen Schicht 106 wie in dem Aufbau, der in 1 gezeigt wird, bereitgestellt wird, kann diese auf die folgende Weise ausgebildet werden: wenn zum Beispiel eine Reihe von abgeschiedenen a-Si Filmen gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren ausgebildet und die Bildung mindestens einer Schicht des abgeschiedenen a-Si Film abgeschlossen wurde, i) werden, ohne die Zuführung von Hochfrequenzleistung anzuhalten und auch ohne die Zuführung von Materialgasen zu beenden, die Abscheidungsbedingungen kontinuierlich auf die Bedingungen zum Zuführen der Hochfrequenzenergie, Gaszusammensetzung und Bedingungen von Gaszuführungsstromraten für die Zwischenschicht 105 geändert, oder ii) wird die Zuführung der Hochfrequenzenergie wird ein Mal angehalten, aber unter Bedingungen einer Hochfrequenz-Spannungszuführung, welche neu eingestellt werden, wird die Zuführung von Materialgasen von Zuführungsbedingungen geändert, die bei der vorherigen Schichtabscheidung verwendet wurden, und die Gaszusammensetzung und Zuführungsraten werden kontinuierlich hiervon zu Zuführungsbedingungen geändert, welche den gewünschten Aufbau der Zwischenschicht 105 bereitstellen. So kann ein Bereich mit einer Zusammensetzungsänderung an der Grenzfläche zwischen der Zwischenschicht 105 und der photoleitfähigen Schicht 106 ausgebildet werden. Dies ermöglicht, dass das Licht davon abgehalten wird, bei dieser Grenzfläche zu reflektieren.
Die Filmbildung der Oberflächenschicht kann grundsätzlich gemäß der Filmbildung der photoempfindlichen Schicht durchgeführt werden, bis darauf, dass ein Kohlenwasserstoffgas wie etwa CH₄ oder C₂H₆ oder ggf. ein Verdünnungsgas wie H₂ verwendet werden. Im Fall der a-C Oberflächenschicht wird die Trägermaterialtemperatur bei ungefähr Raumtemperatur eingestellt und somit das Trägermaterial nicht erhitzt. In dem Fall, in dem die Zwischenschicht unterhalb der Oberflächenschicht ausgebildet wird, können die gewünschten Gase zugeführt werden, bevor die Oberflächenschicht ausgebildet wird, und grundsätzlich kann das vorstehende Verfahren wiederholt werden.
So wird das photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung hergestellt.
3 veranschaulicht diagrammartig ein Beispiel für ein Abscheidungsgerät zur Herstellung des photoempfindlichen Elements durch VHF Plasma unterstützte CVD, die Verwendung von einer VHF-Spannungsquelle macht.
Dieses Gerät ist aufgebaut, indem das Abscheidungssystem 2100, das in 2 gezeigt wird, durch ein Abscheidungssystem 3100, das in 3 gezeigt wird, ersetzt wurde.
Die Bildung der abgeschiedenen Filme in diesem Gerät durch die VHF Plasma unterstützte CVD kann grundsätzlich auf die gleiche Weise wie in dem Fall der RF Plasma unterstützten CVD ausgeführt werden. Hierbei wird die Hochfrequenzspannung, die angelegt wird, aus einer VHF Spannungsquelle mit einer Frequenz von 50 MHz bis 450 MHz, zum Beispiel einer Frequenz von 105 MHz, zugeführt. Der Druck wird bei ungefähr 13,3 mPa bis 1.330 Pa, das heißt, einem Druck, der eine wenig niedriger als derjenige in der RF Plasma unterstützten CVD ist, gehalten. In diesem Gerät wird in einem Entladungsraum 3130, der von zylindrischen Trägermaterialen 3112 umgeben ist, das hierin zugeführte Materialgas durch Entladungsenergie angeregt, um sich einer Dissoziation zu unterziehen und ein gegebener abgeschiedener Film auf jedem zylindrischen Trägermaterial 3112 ausgebildet. Hierbei wird das zylindrische Trägermaterial bei einer gewünschten Drehgeschwindigkeit mittels einer Trägermaterial-Antriebseinheit 3120 gedreht, so dass die Schicht gleichförmig ausgebildet werden kann.
11 zeigt ein Beispiel einer PCVD (Plasma unterstützte CVD), die bei der Herstellung des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Das in 11 gezeigte Gerät ist ein PCVD-Gerät mit einem gewöhnlichem Aufbau, der bei der Herstellung von elektrophotographischen photoempfindlichen Elementen verwendet wird. Dieses PCVD-Gerät ist aus einem Absetzungssystem 1300, das in 11 gezeigt wird, und einem Materialgaszuführungssystem und einem Absaugsystem (beide nicht gezeigt) zusammengesetzt.
Das Bildungssystem 1300 für den abgeschiedenen Film besitzt eine Abscheidungskammer 1301, welche ein vertikales Vakuumrohr ist. In dieser Abscheidungskammer 1301 werden eine Mehrzahl von Gaseinführungsrohren 1303, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, um ein zylindrisches Trägermaterial 1312 herum bereitgestellt und eine große Anzahl von winzigen Löchern in den Seitenwänden der Gaseinführungsrohre 1303 entlang deren Längsrichtung hergestellt. In der Mitte der Abscheidungskammer 1301 ist eine spiralartig gewundene Heizvorrichtung 1302, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, bereitgestellt. Das zylindrische Trägermaterial 1312, das als Trägermaterial für das photoempfindliche Element dient, wird in die Abscheidungskammer 1301 eingeschoben, nachdem dessen Abdeckung 1301a geöffnet wurde, und wird in die Abscheidungskammer 1301 mit der Heizvorrichtung 1302 darin eingesetzt. Zudem wird eine Hochfrequenzspannung durch einen Zuführungsanschluss 1304, der auf einer Seite der Abscheidungskammer 1301 bereitgestellt ist, angelegt.
An dem Boden der Abscheidungskammer 1301 wird eine Materialgaszuführungslinie 1305, die mit den Gaseinführungsrohren 1303 verbunden ist, angebracht, und diese Zuführungslinie 1305 mit dem Materialgaszuführungssystem (nicht gezeigt) über ein Zuführungsventil 1306 verbunden. Ein Absaugrohr 1307 ist auch an dem Boden der Abscheidungskammer 1301 angebracht. Dieses Absaugrohr 1307 ist mit einer Absaugeinheit (zum Beispiel Vakuumpumpe; nicht gezeigt) über ein Hauptabsaugventil 1308 verbunden. An das Absaugventil 1307 werden ferner ein Vakuummessgerät 1309 und ein Absaugunterventil 1310 angebracht.
Um die photoempfindliche a-Si Schicht durch PCVD unter Verwendung des vorstehenden PCVD-Systems zu bilden, kann dieses zum Beispiel auf die folgende Weise aufgebaut werden. Zunächst wird das zylindrische Trägermaterial 1312, das als das Trägermaterial des photoempfindlichen Elements dient in die Abscheidungskammer 1301 eingesetzt und die Oberbedeckung 1301a geschlossen. Danach wird das Innere der Abscheidungskammer 1301 auf einen Druck eines gegebenen Drucks oder unterhalb mittels der Absaugeinheit (nicht gezeigt) evakuiert. Als nächstes wird unter Fortsetzung der Evakuierung das zylindrische Trägermaterial 1312 von dem Inneren mittels der Heizvorrichtung 1302 aufgeheizt, um die Oberflächentemperatur des zylindrischen Trägermaterials 1312 auf eine gegebene Temperatur zu steuern, die innerhalb des Bereichs von 20 °C bis 450 °C ausgewählt ist. Zur der Zeit, zu der die Oberflächentemperatur des zylindrischen Trägermaterials 1312 die gegebene Temperatur erreicht hat und stabil geworden ist, werden die gewünschten Materialgase in die Abscheidungskammer 1301 durch die Gaseinführungsrohre 1303 eingeführt, während die Gase auf gegebene Stromraten mittels deren entsprechenden Stromratensteuerungseinheiten (nicht gezeigt) gesteuert werden. Die Materialgase, die so zugeführt wurden, werden, nachdem das Innere der Abscheidungskammer 1301 mit diesen gefüllt worden ist, durch das Absaugrohr 1307 nach außerhalb der Abscheidungskammer 1301 geführt.
Die Absaugrate wird reguliert und das Vakuummessgerät 1309 überprüft, um sicherzustellen, dass das Innere der Abscheidungskammer 1301, die so mit den zugeführten Materialgasen versorgt wurde, einen gegebenen Druck erreicht hat und stabil geworden ist. Bei dieser Stufe wird eine Hochfrequenzspannung in die Abscheidungskammer 1301 bei einem gewünschten Einlassleistungsniveau aus einer Hochfrequenz-Spannungsquelle (nicht gezeigt; RF-Band von 13,56 MHz oder VHF-Band von 50 MHz bis 150 MHz) zugeführt, um eine Glimmentladung in der Abscheidungskammer 1301 hervorzurufen. Komponenten der Materialgase werden durch die Energie dieser Glimmhentladung zersetzt, so dass der abgeschiedene a-Si Film, der hauptsächlich aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, auf der Oberfläche des zylindrischen Trägermaterials 1312 ausgebildet wird. Hierbei können die Parameter Gasspezies, Gaszuführungsmenge, Gaszuführungsverhältnis, Innendruck der Abscheidungskammer, Oberflächentemperatur des Trägermaterials, Einlassleistungsniveau usw. reguliert werden, um abgeschiedene a-Si Filme mit verschiedenen Eigenschaften auszubilden. Derartige Abscheidungsbedingungen und Schichtdicken von abgeschiedenen Filmen können in zweckmäßiger Weise ausgewählt werden, wodurch das elektrophotographische Leistungsverhalten des photoempfindlichen Elements mit dem sich ergebenden abgeschiedenen a-Si Film als photoleitfähige Schicht gesteuert werden kann.
Zu der Zeit, zu welcher der abgeschiedene a-Si Film auf der Oberfläche des zylindrischen Trägermaterials 1312 in der gewünschten Schichtdicke gebildet worden ist, werden die Zuführung der Hochfrequenzspannung angehalten und das Zuführungsventil 1306 usw. geschlossen, um eine Zuführung von Materialgasen in die Abscheidungskammer 1301 zu beenden, so dass die Bildung des a-Si abgeschiedenen Films für eine Schicht abgeschlossen wird. Wo der beabsichtigte abgeschiedene a-Si Film einen vielschichtigen Aufbau besitzt, kann das gleiche Verfahren viele Male wiederholt werden, wodurch der gewünschte vielschichtige Aufbau ausgebildet werden kann. Das heißt, zum Beispiel kann eine photoleitfähige a-Si Schicht ausgebildet werden, welche ein vielschichtiger Aufbau mit den gewünschten Eigenschaften und Schichtdicken für jede Schicht, die aufeinander folgend auf der Oberfläche des zylindrischen Trägermaterialfilms abgeschieden wurde, ist.
In dem Fall, in dem die Zwischenschicht 605 auf der photoleitfähigen Schicht 602 bereitgestellt wird, wie in dem Aufbau, der in 6A bis 6C gezeigt wird, kann dieser auf die folgende Weise gezeigt werden: wenn zum Beispiel eine Reihe von abgeschiedenen a-Si Filmen gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren ausgebildet und die Bildung mindestens einer Schicht des abgeschiedenen a-Si Filmes abgeschlossen wurde, i) werden, ohne die Zuführung der Hochfrequenzleistung anzuhalten und auch ohne die Zuführung von Materialgasen zu beenden, die Abscheidungsbedingungen kontinuierlich zu Bedingungen zum Zuführen der Hochfrequenzleistung, Gaszusammensetzung und Bedingungen der Gaszuführungsstromraten für die Zwischenschicht 605 geändert, oder ii) wird die Zuführung der Hochfrequenzspannung ein Mal angehalten, aber unter Bedingungen der Hochfrequenz-Spannungszuführung, welche neu eingestellt wurden, werden die Zuführung von Materialgasen mit Zuführungsbedingungen, die bei der vorhergehenden Schichtabscheidung verwendet wurden, begonnen und die Gaszusammensetzung und Flussraten kontinuierlich ausgehend hiervon zu den Zuführungsbedingungen geändert, welche den gewünschten Aufbau der Zwischenschicht 605 bereitstellen. So kann ein Bereich mit einer Zusammensetzungsänderung an der Grenzfläche zwischen der Zwischenschicht 605 und der photoleitfähigen Schicht 602 bereitgestellt werden. Dies ermöglicht, dass das Licht davon abgehalten wird, von dieser Grenzfläche zu reflektieren.
Zudem wird, wenn die a-C:H Oberflächenschutzschicht in dem elektrophotographischen photoempfindlichen Element der vorliegenden Erfindung nach der Oberflächenbearbeitung ausgebildet wird, das PCVD-Gerät mit dem in 11 gezeigten Aufbau verwendet. Das Innere der Abscheidungskammer 1301 wird einmal auf ein hohes Vakuum evakuiert und danach das gegebene Materialgas, zum Beispiel das Kohlenwasserstoffgas wie etwa CH₄, C₂H₆, C₃H₈ oder C₄H₁₀, und gegebenenfalls das Materialgas, wie etwa Wasserstoffgas, Heliumgas oder Argongas, die durch eine Mischkonsole (nicht gezeigt) gemischt worden sind, in die Abscheidungskammer 1301 durch das Materialgaszuführungsrohr 1305 zugeführt. Zudem werden die Flussraten der jeweiligen Materialgase mittels der Durchflussregler (nicht gezeigt) eingestellt, um so zu den gewünschten Flussraten zu kommen. Währenddessen wird die Absaugrate derart reguliert, das der Innendruck der Abscheidungskammer 1301 auf einen gegebenen Druck kommt, der bei 133,3 Pa oder darunter ausgelegt ist, wobei der Innendruck mit der Vakuummessvorrichtung 1309 überwacht wird. Nachdem sichergestellt wurde, dass der Innendruck der Abscheidungskammer 1301 stabil geworden ist, wird eine Hochfrequenzspannung, die auf ein gewünschtes Zuführungsleistungsniveau eingestellt wurde, mit einer Hochfrequenzspannungsenergie (nicht gezeigt) zu dem Inneren der Abscheidungskammer 1301 durch den Zuführungsanschluss 1304 versorgt, um eine Hochfrequenz-Glimmentladung zu verursachen. Hierbei wird eine Hochfrequenzanpassungsbox (nicht gezeigt) derart eingestellt, dass jegliche Reflexionswelle minimal wird, so dass der Wert, der durch Subtrahieren der reflektierten Energie von der eingegebenen Energie bzw. Einlassleistung der Hochfrequenzspannung gefunden wurde (das heißt, das effektive Zuführungsleistungsniveau), auf den gewünschten Wert eingestellt wird. Die Materialgase wie etwa Kohlenwasserstoffgas, das in die Abscheidungskammer 1301 eingeführt wurde, werden durch die Entladungsenergie der Hochfrequenzenergie zersetzt, so dass der angegebene abgeschiedene a-C:H Film auf der photoleitfähigen Schicht 102 oder der Zwischenschicht 105 ausgebildet wird. Nachdem der Film mit der gewünschten Dicke gebildet worden ist, wird die Zuführung der Hochfrequenzenergie angehalten und die Materialgase davon abgehalten, in die Abscheidungskammer 1301 eingeführt zu werden, wo das Innere der Abscheidungskammer 1301 auf ein hohes Vakuum evakuiert wird, wobei so die Bildung der Oberflächenschutzschicht abgeschlossen wird.
In dem Bildungsschritt für den abgeschiedenen Film, der vorstehend beschrieben wurde, können:

i) die Flussratenverteilung in der Längsrichtung der Gaseinführungsrohre 1303 im Hinblick auf die Materialgase, die in die Abscheidungskammer 1301 durch die winzigen Löcher, die in der Längsrichtung der Gaseinführungsrohre 1303 verteilt sind, eingeführt werden,
ii) die Rate des Ausflusses (Absaugrate) von Abgas aus dem Absaugrohr,
iii) die Entladungsenergie usw. so gesteuert werden, dass die Verteilung der Zusammensetzung usw. des abgeschiedenen a-Si Films in dessen Längsrichtung des zylindrischen Trägermaterials 1312 gleichförmig gesteuert werden können. So kann die Gleichförmigkeit des elektrophotographischen Leistungsverhaltens des erhaltenen photoempfindlichen Elements gesteuert werden.

Wasserwaschsystem gemäß der vorliegenden Erfindung
Hinsichtlich des Waschens mit Wasser ist dieses in dem japanischen Patent Nr. 2786756 (das dem US-Patent Nr. 5,314,780 entspricht) offenbart. Ein Beispiel für das Wasserwaschsystem (Waschvorrichtung) gemäß der vorliegenden Erfindung wird in 4 gezeigt.
Das Waschsystem, das in 4 gezeigt wird, besteht aus einem Behandlungsabschnitt 402 und einem Transportmechanismus 403 für das Behandlungszielelement (Element, das behandelt wird). Der Behandlungsabschnitt 402 besteht aus einem Zuführungsgestell 411 für das Behandlungszielelement, einer Waschkammer 441 für das Behandlungszielelement, einer Reinwasserkontaktkammer 431, einer Trocknungskammer 441 und einer Beförderungshalterung 451 für das Behandlungszielelement. Die Waschkammer 421 und die Reinwasserkontaktkammer 431 sind beide mit Temperatursteuerungseinheiten (nicht gezeigt) zum Konstanthalten der Flüssigkeitstemperatur ausgestattet. Der Transportmechanismus 403 besteht aus einer Transportschiene 465 und einem Transportarm 461, und der Transportarm 461 besteht aus einem Bewegungsmechanismus 462, welcher sich auf der Schiene 465 bewegt, einem Ansaugmechanismus 463, welcher ein Trägermaterial 401 mit einer leitfähigen Oberfläche hält, und einem Luftzylinder 464 zum Auf- und Abbewegen des Ansaugmechanismus 463. Das Behandlungszielelement 401, das auf dem Zuführungsgestell 411 platziert ist, wird zu der Waschkammer 421 mittels des Transportmechanismus 403 transportiert. Jegliches Öl und Pulver, das an der Oberfläche anhaftet, werden in der Waschkammer 421 durch eine Ultraschallbehandlung, die in einer Waschflüssigkeit 422 durchgeführt wird, welche eine wässrige Lösung eines oberflächenaktiven Mittels umfasst, weggewaschen. Als nächstes wird das Behandlungszielelement 401 zu der Reinwasserkontaktkammer 431 mittels des Transportmechanismus 403 getragen, wo reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 175 kΩ·m (17,5 MΩ·cm), das bei einer Temperatur von 25 °C gehalten wird, gegen dieses aus einer Düse 432 bei einem Druck von 4,9 MPa (50 kgf/cm²) gesprüht wird. Das Behandlungszielelement 401, für welches der Schritt des Reinwasserkontaktes beendet worden ist, wird zu der Trocknungskammer 441 mittels des Transportmechanismus 403 bewegt, wo Hochtemperatur-Hochdruckluft gegen dieses aus einer Düse 442 geblasen wird, so dass das Behandlungszielelement getrocknet wird. Das Behandlungszielelement 401, für welches der Schritt des Trocknens beendet worden ist, wird zu der Beförderungshalterung 451 mittels des Transportmechanismus 403 getragen.
Elektrophotographisches Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung
Ein Beispiel für ein elektrophotographisches Gerät, das Verwendung von dem elektrophotographischen photoempfindlichen Element der vorliegenden Erfindung macht, wird in 5 gezeigt. Das Gerät dieses Beispiels ist geeignet, wenn ein zylindrisches elektrophotographisches photoempfindliches Element verwendet wird. Das elektrophotographische photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung ist in keiner Weise auf dieses Beispiel begrenzt, und das photoempfindliche Element kann jegliche gewünschte Gestalt, wie etwa die Gestalt eines endlosen Bandes, besitzen.
In 5 bezeichnet Bezugszeichen 504 das elektrophotographische photoempfindliche Element, auf welches in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird. Bezugszeichen 505 bezeichnet eine primäre Aufladeeinheit, welche Aufladen durchführt, um ein elektrostatisches latentes Bild auf dem photoempfindlichen Element 504 zu erzeugen. In 5 wird eine Korona-Aufladeeinheit veranschaulicht. Die Aufladeeinheit kann jedoch eine Kontakt-Aufladeeinheit sein, wie in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 63-210864 offenbart wird. Bezugszeichen 506 bezeichnet eine Entwicklungseinheit zum Zuführen eines Entwicklungsmittels (Toners) 506a auf das photoempfindliche Element 504, auf welchem das elektrostatische latente Bild erzeugt worden ist. Bezugszeichen 507 bezeichnet eine Übertragungs-Aufladeeinheit zum Übertragen des Toners auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements auf ein Übertragungsmedium. In 5 wird eine Korona-Aufladeeinheit veranschaulicht. Die Übertragungs-Aufladeeinheit kann jedoch eine Walzenelektrode sein, wie in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 62-175781 offenbart wird. Bezugszeichen 508 bezeichnet eine Reinigungsvorrichtung, mit welcher die Oberfläche des photoempfindlichen Elements gereinigt wird. In diesem Beispiel wird, um gleichförmiges Reinigen der Oberfläche des photoempfindlichen Elements effektiv durchzuführen, das photoempfindliche Element mittels einer elastischen Walze 508-1 und einer Reinigungsklinge 508-2 gereinigt. Jedoch kann auch ein anderer Aufbau entworfen werden, in welchen nur eines von diesen oder die Reinigungsvorrichtung 508 selbst nicht bereitgestellt wird. Bezugszeichen 509 und 510 bezeichnen jeweils einen AC-Ladungseliminator und eine Ladungseliminierungslampe zum Eliminieren von elektrischen Ladungen von der Oberfläche des photoempfindlichen Elements, um so für den nächsten Kopiervorgang vorbereitet zu sein. Natürlich kann auch ein anderer Aufbau entworfen werden, in welchen eines von diesen nicht oder beide bereitgestellt werden. Bezugszeichen 513 bezeichnet ein Transfermedium, wie etwa Papier. Bezugszeichen 514 bezeichnet eine Zuführungswalze für das Übertragungsmedium. Als eine Lichtquelle A zur Belichtung wird eine Halogenlichtquelle oder eine Lichtquelle, wie etwa Laser oder LED mit hauptsächlich einer einzelnen Wellenlänge verwendet.
Unter Verwendung eines derartigen Geräts werden kopierte Bilder zum Beispiel auf die folgende Weise erzeugt.
Zunächst wird das elektrophotographische photoempfindliche Element 504 in der Richtung eines Pfeils bei einer gegebenen Geschwindigkeit gedreht und die Oberfläche des photoempfindlichen Elements 504 gleichförmig mittels der primären Aufladeeinheit 505 aufgeladen. Als nächstes wird die so aufgeladene Oberfläche des photoempfindlichen Elements 504 einer Belichtung A für ein Bild unterzogen, um ein elektrostatisches latentes Bild des Bildes auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 504 zu erzeugen. Dann wird, wenn die Oberfläche des photoempfindlichen Elements 504 an dessen Teil, an dem das elektrostatische latente Bild erzeugt wurde, den Teil durchläuft, der mit der Entwicklungseinheit 506 ausgestattet ist, der Toner zur Oberfläche des photoempfindlichen Elements 504 mittels der Entwicklungseinheit 506 zugeführt und das elektrostatische latente Bild als Bild, das aus dem Toner 506a gebildet wurde (Tonerbild), sichtbar gemacht (entwickelt). Wenn das photoempfindliche Element 504 weiter gedreht wird, erreicht dieses Tonerbild den Teil, der mit der Übertragungs-Aufladeeinheit 507 ausgestattet ist, wo dieses auf das Übertragungsmedium 513 übertragen wird, das mittels der Zuführungswalze 514 weiterbefördert wird.
Nachdem die Übertragung abgeschlossen worden ist, wird zur Vorbereitung für den nächsten Kopierschritt die Oberfläche des photoempfindlichen Elements 504 gereinigt, um Resttoner hiervon mittels der Reinigungsvorrichtung 508 zu entfernen, und ferner einer Ladungseliminierung mittels des Ladungseliminators 509 und der Ladungseliminierungslampe 510 unterzogen, um so das Potential der Oberfläche Null oder fast Null zu machen. So wird der erstmalige Kopierschritt abgeschlossen.
Die 6A bis 6C zeigen diagrammartig ein Beispiel der Konstruktion des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere seine Struktur der Vorsprünge, welche zum Zeitpunkt der Abscheidung auftreten.
In dem Beispiel der Konstruktion, die in den 6A bis 6C gezeigt wird, weist das elektrophotographische photoempfindliche Element eine Vielschichtstruktur auf, in welcher auf einem zylindrischen Trägermaterial 601, das zum Beispiel aus einem leitfähigen Material wie Aluminium oder rostfreiem Stahl gebildet wurde, eine photoleitfähige Schicht 602, die in dem ersten Schritt gebildet wurde, und eine Oberflächenschutzschicht 603, die in dem dritten Schritt gebildet wird, auf die in dieser Abfolge abgeschieden werden. Zusätzlich zu diesen zwei wesentlichen konstituierenden Schichten, das heißt, der photoleitfähigen Schicht 602 und der Oberflächenschutzschicht 603, kann das elektrophotographische photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung optional mit verschiedenen funktionellen Schichten wie einer Zwischenschicht 605, welche zwischen der photoleitfähigen Schicht 602 und der Oberflächenschutzschicht 603 bereitgestellt ist, und einer Ladungseinspritzungs-Sperrschicht (nicht gezeigt), welche zwischen dem Trägermaterial 601 und der photoleitfähigen Schicht 602 bereitgestellt ist, versehen sein. In dem Beispiel der Konstruktion, die in den 6A bis 6C gezeigt wird, wird die Zwischenschicht 605 bereitgestellt und die Zwischenschicht 605 zum Beispiel in dem ersten Schritt nachfolgend zu der Bildung der photoleitfähigen Schicht 602 abgeschieden. Ebenso ist ein Vorsprung 604 der Vorsprung, welcher für photoempfindliche a-Si Elemente spezifisch ist, der von Kernen herrührend auftritt, die extrinsisch in dem Schritt des Bildens der photoleitfähigen Schicht 602 aufgewachsen wurden.
6A ist eine diagrammartige Querschnittsansicht des Vorsprungs in einem Zustand, in dem die Zwischenschicht 605 nachfolgend zu der photoleitfähigen Schicht 602 gebildet wurde. Das Material des Vorsprungs 604 ist im Wesentlichen das gleiche wie das der umgebenden photoleitfähigen Schicht 602. Die Zwischenschicht 605 steht so gebildet, dass sie sich in der Form des Vorsprungs auf den Oberflächen der photoleitfähigen Schicht 602 und des Vorsprungs 604 erstreckt. 6B zeigt diagrammartig einen Zustand, in dem der abgeschiedene Film, welcher als Zwischenschicht 605 gebildet wurde, einer Oberflächenbearbeitung, das heißt in diesem Beispiel Polieren, um die Spitze des Vorsprungs 604 zu entfernen, die aus der Oberfläche herausragt, unterzogen wurde, so dass die Oberfläche geglättet wird.
6C zeigt einen Zustand, in dem die Oberflächenschutzschicht 603 auf der Oberfläche gebildet wurde, und, wie in 6B gezeigt wird, so steht, wobei diese der Oberflächenbearbeitung unterzogen wurde. Wie in diesem Beispiel gezeigt wird, befindet sich die Oberflächenschutzschicht, die auf der Oberfläche abgeschieden wurde, die der Oberflächenbearbeitung zum Glätten der Oberfläche unterzogen wurde, in einem Zustand, in dem sie die gesamte Oberfläche gleichmäßig bedeckt, und an der äußeren Oberfläche wird der a-C:H Film in im Wesentlichen der gleichen Dicke in jedem Anteil gebildet.
In dem zweiten Schritt, wenn der Film der Oberflächenbearbeitung, zum Beispiel dem Polieren, unterzogen wird, ist es ebenso bevorzugt, die Oberflächenbearbeitung in einer Umgebung, wie in einem Vakuum, auszuführen, welche keinerlei Oxidation hervorruft, um jegliche Oberflächenoxidation am Auftreten nach der Bearbeitung zu hindern. Gewöhnlicher Weise weist jedoch die Oxidation, welche die Oberflächenbearbeitung begleiten kann, nur einen geringen Einfluss auf. Vorausgesetzt, dass eine Oberflächenbearbeitungs-Einrichtung verwendet wird, welche vor jeglichem Einfluss der Oxidation gehütet werden muss, kann die bearbeitete Oberfläche danach gewaschen werden, bevor die Oberflächenschicht 603 gebildet wird. Alternativ kann direkt vor ihrer Bildung die Oberfläche einem Ätzen unterzogen werden. Auf diese Weise kann jeglicher Einfluss von Oxidation in großem Maße verringert werden. Demzufolge ist es für die Oberflächenbearbeitung weniger notwendig, in Vakuum ausgeführt zu werden, und es ist möglich, diese in der Atmosphäre auszuführen. Ebenso ist es vom Standpunkt eines Vorteils, dass verschiedene Oberflächenbearbeitungs-Einrichtungen verwendet werden können, für diese eher bevorzugt, in der Atmosphäre ausgeführt werden zu können.
Die Oberflächenbearbeitung wird ausgeführt, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, die aus der Oberfläche herausragen, so dass die Oberfläche geglättet wird. Eine Poliereinrichtung ist eine bevorzugte Einrichtung. Eine Ätzeinrichtung jedoch kann ebenso verwendet werden, welche selektiv die Vorsprünge entfernen kann. Verglichen mit normalen Bereichen sind solche Vorsprünge jene, welche als Ergebnis jeglicher lokaler Unterschiede in der Abscheidungsrate gebildet wurden, und daher sind sie in einem Sinn strukturell unterschiedlich in ihrer Natur. Unter Ausnutzung eines solchen Unterschiedes können die Ätzbedingungen so ausgewählt werden, dass die Bedingungen festgesetzt werden können, unter welchen die Ätzrate selektiv an dem Anteil der Vorsprünge hoch sein kann. Gemäß solcher struktureller selektiver Ätzbedingungen können die Spitzen der Vorsprünge 604, welche aus der Oberfläche herausragen, entfernt werden, so dass die Oberfläche durch Festsetzen der Bedingungen, unter welchen nur der Anteil der Vorsprünge schnell weggeätzt wird, geglättet werden. Andererseits kann das Ätzen nur leicht an dem Anteil der normalen Bereiche fortschreiten.
Oberflächenpoliergerät, das in dem Herstellungsverfahren für das elektrophotographische photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
7 zeigt ein Oberflächenpoliergerät, das in dem Herstellungsverfahren für das elektrophotographische photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wenn die Oberflächenbearbeitung ausgeführt wird, genauer angegeben ein Beispiel eines Oberflächenpoliergeräts, das verwendet wird, wenn das Polieren als Oberflächenbearbeitung ausgeführt wird. In dem Beispiel der Konstruktion des Oberflächenpoliergeräts, das in 7 gezeigt wird, ist ein zu bearbeitendes Zielelement oder ein Bearbeitungs-Zielelement 700 (die Oberfläche des abgeschiedenen Films auf dem zylindrischen Trägermaterial) das zylindrische Trägermaterial auf der Oberfläche, auf welcher die photoleitfähige a-Si Schicht und optional die Zwischenschicht abgeschieden wurde/wurden. Dies wird an einem elastischen Trägermechanismus 720 befestigt. In dem in 7 gezeigten Gerät wird zum Beispiel ein Luftdruckhalter als elastischer Trägermechanismus 720 verwendet. Spezieller ausgedrückt wird ein Luftdruckhalter verwendet, der von Bridgestone Corporation hergestellt wurde (Handelsname: AIR PICK: Modell: PO45TCA*820). Eine elastische Druckwalze 730 wird gegen die Oberfläche der photoleitfähigen a-Si Schicht oder der Zwischenschicht des Bearbeitungs-Zielelements 700 über ein Polierband 731 gepresst, das um die Walze gelegt ist. Das Polierband 731 wird von einer Abwickelwalze 732 zugeliefert und auf eine Aufwickelwalze 733 aufgewickelt. Dessen Zuliefergeschwindigkeit und ebenso dessen Spannung werden durch eine Zulieferwalze 734 mit konstanter Rate und eine Andruckwalze 735 (capstan roller) reguliert. Als Polierband 731 kann gewöhnlicher Weise ein Band verwendet werden, das Läppband genannt wird. Wenn die photoleitfähige a-Si Schicht oder die Zwischenschicht der Oberflächenbearbeitung unterzogen wird, kann ein Läppband verwendet werden, in welchem SiC, Al₂O₃, Fe₂O₃ oder dergleichen als abrasive Körner verwendet werden. Spezieller ausgedrückt wird ein Läppband LT-C2000, erhältlich von Fuji Photo Film Co., Ltd., verwendet.
Die elastische Druckwalze 730 weist ihren Walzenteil aus einem Material wie Neoprenkautschuk oder Siliconkautschuk auf mit einer JIS Kautschukhärte in dem Bereich von 20 bis 80 und bevorzugt einer JIS Kautschukhärte in dem Bereich von 30 bis 40. Das Walzenteil kann ebenso bevorzugt eine solche Form haben, dass es einen Durchmesser aufweist, welcher im mittleren Abschnitt größer ist als an den beiden Enden, bevorzugt mit zum Beispiel einem Durchmesserunterschied zwischen diesen in dem Bereich von 0,0 mm bis 0,6 mm und insbesondere in dem Bereich von 0,2 mm bis 0,4 mm. Die elastische Druckwalze 730 wird gegen das Bearbeitungs-Zielelement 700 (die Oberfläche des abgeschiedenen Films auf dem zylindrischen Trägermaterial), welches gedreht wird, mit einem Druck in dem Bereich von 0,5 kg Last pro cm² bis 2,0 kg Last pro cm² gepresst, währenddessen das Läppband 731, zum Beispiel das vorstehende Läppband, zwischen diesen zum Polieren der Oberfläche des abgeschiedenen Films zugeführt wird.
Wo das Oberflächenpolieren in Atmosphäre ausgeführt wird, kann ebenso eine Einrichtung zum Nasspolieren wie Schwabbeln (buffing) neben den vorstehenden Einrichtungen verwendet werden, welche Verwendung von dem Polierband machen. Ebenso kann, wenn diese Einrichtung des Nasspolierens verwendet wird, der Schritt des Entfernens einer Flüssigkeit, welche zum Polieren verwendet wird, durch Waschen nach dem Polierschritt bereitgestellt werden. In einem solchen Fall kann eine Behandlung, in welcher die Oberfläche in Kontakt mit Wasser zum Waschen der Oberfläche gebracht wird, ebenso in Kombination ausgeführt werden. Vakuumoberflächenpoliergerät, das in dem Herstellungsverfahren für das elektrophotographische photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
8 zeigt ein Beispiel eines Oberflächenpoliergeräts, das in dem Herstellungsverfahren für das elektrophotographische photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wenn die Oberflächenbearbeitung ausgeführt wird, spezieller ausgedrückt ein Beispiel eines Vakuumoberflächenpoliergeräts, das verwendet wird, wenn das Polieren als Oberflächenbearbeitung ausgeführt wird.
Das Vakuumoberflächenpoliergerät, das in 8 gezeigt wird, weist im Wesentlichen die gleiche Konstruktion wie das in 7 gezeigte Oberflächenpoliergerät in Bezug auf seine Poliersektion selbst mit der Ausnahme auf, dass, um das Polieren in Vakuum auszuführen, die Poliersektion in einem Vakuumbehälter 800 gehalten und ein Transportmechanismus zugeführt wird, mit welchem ein Bearbeitungs-Zielelement 801 in Vakuum transportiert werden kann.
In 8 kann der Vakuumbehälter 800 mit Hilfe eines Evakuiersystems (nicht gezeigt) evakuiert werden, welches mit einem Absaugrohr 850 verbunden ist, das mit einem Absaugventil 851 versehen ist. Der Vakuumbehälter 800 ist ebenso mit einem Absperrhahn 810 an einer Öffnung versehen, durch welche das Bearbeitungs-Zielelement 801 hinein und hinaus gebracht wird. Es ist ferner mit einer Verbindung 811 für den Transportmechanismus versehen, die ein Absaugrohr 812 aufweist, das mit einem Absaugventil 813 versehen ist, wobei die Verbindung mit dem Absperrventil 810 verbunden ist.
Das Bearbeitungs-Zielelement 801 (die Oberfläche des abgeschiedenen Films auf dem zylindrischen Trägermaterial), auf welchem in dem Bildungsgerät für den abgeschiedenen Film die photoleitfähige a-Si Schicht und optional die Zwischenschicht gebildet wurde/wurden, wird in dem Zustand unter Vakuum ein Mal von dem Bildungsgerät für den abgeschiedenen Film in einem Transportbehälter 860 mit einem Absperrventil 861 eingeführt. Der gesamte Transportbehälter 860, der unter Vakuum gehalten wird, wird bewegt und von dem Bildungsgerät für den abgeschiedenen Film zu dem Abshcnitt des Vakuumpoliergeräts transportiert. Das Absperrventil 861 ist mit der Verbindung 811 für den Transportmechanismus verbunden, und dann wird das Innere der Verbindung 811 für den Transportmechanismus auf einen festgesetzten Grad des Vakuums (Druck) mit Hilfe eines Evakuierungssystems (nicht gezeigt) evakuiert, das mit dem Absaugrohr 812 verbunden ist. Danach werden die Absperrventile 810 und 861 geöffnet, um das Bearbeitungs-Zielelement 801 (die Oberfläche des abgeschiedenen Films auf dem zylindrischen Trägermaterial) von dem Transportbehälter 860 zu der Poliersektion im Inneren des Vakuumbehälters 800 zu bewegen und darin einzusetzen. Spezieller ausgedrückt wird das Bearbeitungs-Zielelement 801 in die Nähe der Festsetzungsposition bewegt, die in 8 gezeigt wird, und dann mit einem Luftdruckhalter 820 gehalten.
Das Bearbeitungs-Zielelement 801 wird mit einem elastischen Trägermechanismus 820 gehalten, wie durch den Luftdruckhalter 820 exemplarisch dargestellt wird, spezieller ausgedrückt wird ein Luftdruckhalter, der von Bridgestone Corporation hergestellt wurde (Handelsname: AIR PICK; Modell: PO45TCA*820) verwendet. Eine elastische Druckwalze 830 wird gegen die Oberfläche der photoleitfähigen a-Si Schicht oder der Zwischenschicht des Bearbeitungs-Zielelements 800 über ein Polierband 831 gepresst, welches um die Walze gelegt ist. Das Polierband 831 wird von einer Abwickelwalze 832 zugeliefert und auf eine Aufwickelwalze 833 aufgewickelt. Dessen Zuliefergeschwindigkeit und ebenso dessen Spannung werden durch eine Zulieferwalze 834 mit konstanter Rate und eine Andruckwalze 835 (capstan roller) reguliert. Als Polierband 831 wird ein Band bevorzugt verwendet, welches gewöhnlicher Weise Läppband genannt wird. Wenn die photoleitfähige a-Si Schicht oder die Zwischenschicht der Oberflächenbearbeitung unterzogen wird, kann ein Läppband verwendet werden, in welchem SiC, Al₂O₃, Fe₂O₃ oder dergleichen als abrasive Körner verwendet werden. Spezieller ausgedrückt wird ein Läppband LT-C2000, erhältlich von Fuji Photo Film Co., Ltd. verwendet.
Die elastische Druckwalze 830 weist ihren Walzenteil aus einem Material wie Neoprenkautschuk oder Siliconkautschuk auf mit einer JIS-Kautschukhärte in dem Bereich von 20 bis 80 und bevorzugt einer JIS-Kautschukhärte in dem Bereich von 30 bis 40. Das Walzenteil kann ebenso bevorzugt eine solche Form haben, dass es einen Durchmesser aufweist, welcher im mittleren Abschnitt größer ist als an beiden Enden, bevorzugt mit zum Beispiel einem Durchmesserunterschied zwischen diesen in dem Bereich von 0,0 mm bis 0,6 mm und insbesondere bevorzugt in dem Bereich von 0,2 mm bis 0,4 mm. Die elastische Druckwalze 830 wird gegen das Bearbeitungs-Zielelement 800 (die Oberfläche des abgeschiedenen Films auf dem zylindrischen Trägermaterial), welches gedreht wird, mit einem Druck in dem Bereich von 0,5 kg Last pro cm² bis 2,0 kg Last pro cm² gepresst, währenddessen das Läppband 831, zum Beispiel das vorstehende Läppband, zwischen diesen zum Polieren der Oberfläche des abgeschiedenen Films zugeführt wird.
Nach dem Polieren wird das Bearbeitungs-Zielelement abgenommen und zur Außenseite des Vakuumbehälters 800 über den Transportbehälter 860 durch die genau entgegen gesetzte Operation des Einbringens und Festsetzens des Bearbeitungs-Zielelements geliefert. Danach wird ein Nachschritt, zum Beispiel das vorstehende Waschen mit Wasser, ausgeführt, welcher nachfolgend zu diesem Schritt der Oberflächenbearbeitung ausgeführt wird.
Einrichtung durch welche das Oberflächenprofil vor und nach der Oberflächenbearbeitung in dem Herstellungsverfahren für das elektrophotographische photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung sichergestellt wird.
In dem elektrophotographischen photoempfindlichen Element der vorliegenden Erfindung wird die Oberflächenschutzschicht auf der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht oder der Zwischenschicht abgeschieden, welche der Oberflächenbearbeitung unterzogen wurden. Hier ist ein Zustand bevorzugt, in welchem als Ergebnis der Oberflächenbearbeitung, zum Beispiel des Polierens, die Oberfläche nur an den Anteilen der Vorsprünge selektiv bearbeitet (poliert) und im Wesentlichen an dem Anteil der normalen Bereiche mit Ausnahme der vorherigen nicht bearbeitet (poliert) wurde. Spezieller ist es bevorzugt, dass die Spitzen der ungewünschten Vorsprünge durch selektives Bearbeiten (Polieren) entfernt werden, so dass die Oberfläche geglättet wird, aber an dem Anteil der normalen Bereiche mit Ausnahme dieser gibt es keinen Bearbeitungsschaden auf einem atomaren Niveau, welcher durch das Bearbeiten (Polieren) hervorgerufen werden und ein Faktor von lokalisierten Dehnungs- oder Oberflächen- (Grenzflächen-) Niveaus sein kann.
Mikroskopische Änderungen im Oberflächenzustand vor und nach dieser Oberflächenbearbeitung unterscheiden sich von jeglicher makroskopischer OberflächenRauhigkeit, und Änderungen des mikroskopischen Oberflächenprofils müssen beobachtet werden. Die Auswertungen solcher Änderungen des mikroskopischen Oberflächenprofils können geeignete Bedingungen in Bezug auf die Oberflächenbearbeitungs-Bedingungen in dem Herstellungsverfahren für das elektrophotographische photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung bereitstellen.
Spezieller ausgedrückt ist es als Einrichtung zum Sicherstellen der Tatsache bevorzugt, dass es keine wesentliche Änderungen im Oberflächenzustand an dem Anteil der normalen Bereiche vor und nach der Oberflächenbearbeitung gibt, die Änderungen der Oberfläche auf einem atomaren Niveau mit Hilfe von zum Beispiel einem Rasterkraftmikroskop (AFM) zu untersuchen, spezieller mit einem kommerziell erhältlichen Rasterkraftmikroskop (AFM) Q-Scope 250, hergestellt von Qesant Co. Der Grund, warum eine Beobachtungseinrichtung verwendet wird, welche eine so hohe Auflösung aufweist, wie sie das Rasterkraftmikroskop (AFM) benötigt, ist, dass zum Sicherstellen der Anwesenheit von jeglicher Änderung an dem Anteil der normalen Bereiche, wie sie von der Oberflächenbearbeitung, zum Beispiel dem Polieren, herrühren, was wichtiger ist, keinerlei Rauhigkeit in der Größenordnung von hunderten von Nanometer (nm) zu beobachten, welches durch die Oberfläche des verwendeten zylindrischen Trägermaterials selbst beeinflusst wird, aber feinere Rauhigkeit zu beachten, welche vom Charakter des abgeschiedenen Films selbst wie der photoleitfähigen Schicht oder der Zwischenschicht, herrührt und seine Änderungen exakt zu beobachten.
Eine solche feine Rauhigkeit kann mit einer Präzision und guten Reproduzierbarkeit zum Beispiel mit dem RFM durch Verengen des Bereiches der Messung auf 10 μm × 10 μm und ebenso Vermeiden jeglichen systematischen Fehlers gemessen werden, welcher eine Krümmungsneigung der Probenoberfläche selbst zuzuschreiben ist. Spezieller ausgedrückt kann als Messmodus des vorstehenden Q-Scope 250, hergestellt von Quesant Co., der Neigungsentfernungsmodus ausgewählt werden, und, nachdem die Krümmung einer AFM-Aufnahme der Probe an eine Parabel angeglichen wurde, es geglättet wird, um eine Korrektur auszuführen (parabolische Korrektur). Die Oberflächenform des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements nimmt als Ganzes eine zylindrische Form an, und daher ist das vorstehende Verfahren zur Betrachtung, welches Verwendung der vorstehenden Glättungskorrektur macht, ein bevorzugtes Verfahren. Wenn jegliche Neigung in dem gesamten Bild verbleibt, kann die Korrektur zum Entfernen der Neigung weiter ausgeführt werden (Linie pro Linie Korrektur). Auf diese Weise kann die Neigung der Probenoberfläche geeignet in dem Bereich korrigiert werden, der keinerlei Verzerrung in den Daten hervorruft. Dies ermöglicht den Auszug nur der gewünschten Information über die feinere Rauhigkeit, welche vom Charakter des abgeschiedenen Films selbst herrührt.
9 zeigt ein Beispiel von Bildern, welche durch AFM-Betrachtung einer Oberfläche eines abgeschiedenen Films erhalten wurden, die durch Ausführen der wie vorstehend beschriebenen Korrektur erhalten wurden. In dem elektrophotographischen photoempfindlichen Element der vorliegenden Erfindung ist eine photoleitfähige a-Si-Schicht oder eine Zwischenschicht selbst ein amorpher abgeschiedener Film, und dessen Anteil des normalen Bereiches zeigt ursprünglich eine natürliche und leichte Unebenheit, wie durch den Buchstabe A in 9 gezeigt wird. Daher ist es bevorzugt, dass die Oberfläche der photoleitfähigen Schicht oder der Zwischenschicht, welche der vorstehenden Oberflächenbearbeitung unterzogen wurde, ebenso diesen Zustand erhalten, das heißt, die Oberfläche wird mit einem Profil gehalten, das ebenso durch den Buchstabe A in 9 exemplarisch dargestellt wird. Es gibt kein spezielles Problem, selbst wenn die Oberflächenbearbeitung auf einem höheren Niveau ausgeführt wird, zum Beispiel, selbst wenn die Oberflächenbearbeitung wie Polieren in einem Zustand ausgeführt wird, welcher durch den Buchstabe B oder C in 9 gezeigt wird. Zum Erreichen dessen jedoch, was in der vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist, ist es nicht notwendig, die Oberfläche selbst auf ein solches Niveau zu glätten, welches als übermäßig bezeichnet werden kann. In einigen Fällen kann der gebildete Film abgezogen werden, um eine Bearbeitungsdehnung einzuführen. Die auf diese Weise eingeführte Bearbeitungsdehnung wird eliminiert, nachdem das Ätzen wie vorstehend beschrieben ausgeführt wurde, und kann daher kein Hindernis in der praktischen Verwendung sein. Es ist jedoch nicht notwendig, ein übermäßiges Polieren zu sehr auszuführen.
Spezieller ausgedrückt wird als Ergebnis der Entfernung der Spitzen der Vorsprünge durch Polieren oder dergleichen die Objektoberfläche hauptsächlich durch Bereiche von mehr als etwa 5 μm Unterschied in der Höhe (Niveauunterschied) gehalten als Höhe an dem Anteil der Spitzen verglichen mit dem umgebenden Anteil der normalen Bereiche. Spezieller kann die Oberflächenbearbeitung bevorzugt auf einem Niveau ausgeführt werden, dass, nach der Bearbeitung des Glättens der Oberfläche durch das Polieren oder dergleichen, die Höhe an Abschnitten, welche anfänglich die Spitzen der Vorsprünge waren, sich nicht über 5 μm hinaus ausdehnen, verglichen mit dem umgebenden Anteil der normalen Bereiche. Es ist bevorzugt, die Höhe der Vorsprünge auf 10% oder weniger in Bezug auf die gesamte Schichtdicke des gewünschten abgeschiedenen Films hinunter zu bringen. Hier ist es bevorzugt, dass einige Unebenheit ebenso an der Oberfläche des Teils der normalen Bereiche vor der Oberflächenbearbeitung vorhanden ist, wobei die Unebenheit an einem Niveau von etwa 0,1% der gewünschten gesamten Schichtdicke des abgeschiedenen Films liegt, und dass das Polieren nicht in so unnötiger Weise im Übermaß ausgeführt wird, dass selbst solche gewisse Unebenheit, die an der Oberfläche des Teils an normalen Abschnitten vorhanden ist, als Ergebnis des Polierens verschwinden kann.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch Geben von Beispielen beschrieben, welche mit Vergleichsbeispielen verglichen werden.
Beispiel 1
In diesem Beispiel wurde ein photoempfindliches Element mit der in 6C gezeigten Grundkonstruktion hergestellt, das heißt, jener, in welcher die photoleitfähige a-Si:H Schicht 602 und die a-SiC:H Zwischenschicht 605 auf dem leitfähigen zylindrischen Trägermaterial 601 durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden, und, nachdem die Oberfläche des abgeschiedenen Films dem Polieren in der Atmosphäre unterzogen worden war, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, so dass die Oberfläche geglättet wurde, die a-C:H Oberflächenschutzschicht 603 darauf gebildet wurden.
Zunächst wurden unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützten CVD-Film, das wie in 11 gezeigt wird konstruiert war, abgeschiedene Filme durch Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht kontinuierlich auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 108 mm Außendurchmesser hergestellt.
Als nächstes wurde dieses zylindrische Trägermaterial mit abgeschiedenen Filmen aus dem Filmbildungsgerät herausgenommen. In Bezug auf die auf diese Weise gebildeten abgeschiedenen Filme mit den Vorsprüngen, wie sie in 6A gezeigt werden, wurde nur der Anteil der Vorsprünge selektiv durch Oberflächenpolieren in der Atmosphäre mit Hilfe des Poliergeräts mit der Konstruktion wegpoliert, die diagrammartig in 7 gezeigt wird, so dass die Oberfläche geglättet wurde, wie in 6B gezeigt wird. Hier wurden die Polierbedingungen vorher experimentell so bestimmt, dass der Anteil mit Ausnahme der Vorsprünge sich nur wenig im Oberflächenzustand von dem vor dem Polieren unterschied, wie durch den Buchstaben A in 9 gezeigt wird. Die Oberflächenbearbeitung wurde unter solchen Polierbedingungen ausgeführt.
Als nächstes wurde das zylindrische Trägermaterial mit der photoleitfähigen a-Si:H Schicht und der a-SiC:H Zwischenschicht, welche oberflächenpoliert worden waren, erneut in das vorstehende Bildungsgerät für den Plasma unterstützten CVD-Film eingesetzt, das wie in 11 gezeigt konstruiert war, und die a-C:H Oberflächenschutzschicht gebildet.
Die in diesem Beispiel verwendeten Bedingungen, wenn die photoleitfähige a-Si:H Schicht, die a-SiC:H Zwischenschicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und die Dicken der abgeschiedenen Filme werden in Tabelle 1 gezeigt.
In diesem Beispiel war das verwendete zylindrische Trägermaterial ein zylindrisches leitfähiges Trägermaterial aus Aluminium mit einem Außendurchmesser von 108 mm und einer Wandstärke von 5 mm, dessen Oberfläche spiegelpoliert wurde, und auf dessen Oberfläche eine untere Sperrschicht, die photoleitfähige Schicht und die Zwischenschicht in dieser Abfolge abgeschieden wurden. Nach dem Polieren wurde die Oberflächenschutzschicht (Oberflächenschicht) auf der Oberfläche abgeschieden, um ein photoempfindliches a-Si Element für die negative Aufladung herzustellen. Ebenso wurde als Hochfrequenzenergie für das Bildungsgerät für den Plasma unterstützten CVD-Film Energie mit einer Frequenz von 13,56 MHz (RF) verwendet. Tabelle 1
Für das elektrophotographische photoempfindliche Element, das gemäß des vorstehenden Vorgehens hergestellt wurde, wurde das äußere Erscheinungsbild der Oberfläche seiner abgeschiedenen Filmschicht betrachtet, um die Anhaftung des Films auszuwerten. Um als nächstes sein elektrophotographisches Leistungsverhalten auszuwerten, wurden Bilder unter Verwendung des in diesem Beispiel hergestellten elektrophotographischen photoempfindlichen Elements erzeugt, welches als Licht empfangendes Element in ein elektrophotographisches Gerät eingesetzt wurde, das mit einer primären Aufladeanordnung, die Korona-Entladung anwendet, und ebenso einem Reiniger mit einer Reinigungsklinge versehen war. Spezieller ausgedrückt wurde unter Verwendung eines GP605 (Verfahrensgeschwindigkeit: 300 mm/s), hergestellt von CANON INC., als elektrophotographisches Prüfgerät, ein Papierzufuhrversuch mit 5.000.000 Blatt unter Verwendung eines Prüfmusters mit einem Druckflächenprozentsatz von 1% geprüft, welches ein niedrigerer Druckflächenprozentsatz als gewöhnlich ist. Während der Prüfung wurden vollflächige Halbtonbilder und vollflächige weiße Bilder periodisch reproduziert, um eine Auswertung jeglicher Schmelzadhäsion des Toners an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements und jegliches Auftreten von Flecken auszuwerten. Ebenso wurde, nachdem der Papierzufuhrversuch mit 5.000.000 Blatt beendet worden war, untersucht, ob die stehende Klingenkante beschädigt wurde oder nicht, um eine Auswertung vorzunehmen. Auf der Grundlage der Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, wurde eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 2
In diesem Beispiel wurde ein photoempfindliches Element mit der in 6C gezeigten Grundkonstruktion hergestellt, das heißt, jener, in welcher die photoleitfähige a-Si:H Schicht 602 und die a-SiC:H Zwischenschicht 605 auf dem leitfähigen zylindrischen Trägermaterial 601 durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden, und, nachdem die Oberfläche des abgeschiedenen Films dem Polieren in der Atmosphäre unterzogen worden war, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, so dass die Oberfläche geglättet wurde, die a-C:H Oberflächenschutzschicht 603 darauf gebildet wurden.
Zunächst wurden unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützten CVD-Film, das wie in 11 gezeigt wird konstruiert war, abgeschiedene Filme durch Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht kontinuierlich auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 108 mm Außendurchmesser hergestellt.
Als nächstes wurde dieses zylindrische Trägermaterial mit auf diese Weise gebildeten abgeschiedenen Filmen mit den Vorsprüngen, wie sie in 6A gezeigt werden, im Vakuum gehalten und von dem Filmbildungsgerät für den abgeschiedenen Film zu dem Vakuumpoliergerät mit der Konstruktion, die in 8 diagrammartig gezeigt wird, bewegt. Dann wurde unter Verwendung dieses Poliergeräts nur der Anteil der Vorsprünge selektiv durch Oberflächenpolieren im Vakuum wegpoliert, so dass die Oberfläche geglättet wurde, wie in 6B gezeigt wird. Hier wurden die Polierbedingungen vorher experimentell so bestimmt, dass der Anteil mit Ausnahme der Vorsprünge sich nur wenig im Oberflächenzustand von dem vor dem Polieren unterschied, wie durch den Buchstaben A in 9 gezeigt wird. Die Oberflächenbearbeitung wurde unter solchen Polierbedingungen ausgeführt.
Als nächstes wurde das zylindrische Trägermaterial mit der photoleitfähigen a-Si:H Schicht und der a-SiC:H Zwischenschicht, welche oberflächenpoliert worden waren, unter Vakuum von dem Vakuumpoliergerät zu dem vorstehenden Bildungsgerät für den abgeschiedenen Film, das wie in 11 gezeigt konstruiert war, bewegt und erneut darin eingesetzt, und die a-C:H Oberflächenschutzschicht gebildet.
Die in diesem Beispiel verwendeten Bedingungen, wenn die photoleitfähige a-Si:H Schicht, die a-SiC:H Zwischenschicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und die Dicken der abgeschiedenen Filme wie jene in Beispiel 1.
Für das auf diese Weise erhaltene elektrophotographische photoempfindliche Element wurde ebenso eine Auswertung für die gleichen Auswertungsgegenstände (das heißt, Anhaftung des Films, Schmelzadhäsion des Toners, Auftreten von Flecken, Beschädigung der Klingenkante) gemäß des gleichen Vorgehens und unter den gleichen Auswertungsbedingungen wie jene in Beispiel 1 vorgenommen. Ebenso wurde auf der Grundlage dieser Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 3
In diesem Beispiel wurde ein photoempfindliches Element mit der in 6C gezeigten Grundkonstruktion hergestellt, das heißt, jener, in welcher die photoleitfähige a-Si:H Schicht 602 und die a-SiC:H Zwischenschicht 605 auf dem leitfähigen zylindrischen Trägermaterial 601 durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden, und, nachdem die Oberfläche des abgeschiedenen Films dem Polieren in der Atmosphäre unterzogen worden war, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, so dass die Oberfläche geglättet wurde, und ferner die polierte Oberfläche durch Waschen mit Wasser behandelt worden war, die a-C:H Oberflächenschutzschicht 603 darauf gebildet wurden.
Zunächst wurden unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützten CVD-Film, das wie in 11 gezeigt wird konstruiert war, abgeschiedene Filme durch Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht kontinuierlich auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 108 mm Außendurchmesser hergestellt.
Als nächstes wurde dieses zylindrische Trägermaterial mit abgeschiedenen Filmen aus dem Filmbildungsgerät herausgenommen. In Bezug auf die auf diese Weise gebildeten abgeschiedenen Filme mit den Vorsprüngen, wie sie in 6A gezeigt werden, wurde nur der Anteil der Vorsprünge selektiv durch Oberflächenpolieren in der Atmosphäre mit Hilfe des Poliergeräts mit der Konstruktion wegpoliert, die diagrammartig in 7 gezeigt wird, so dass die Oberfläche geglättet wurde, wie in 6B gezeigt wird. Hier wurden die Polierbedingungen vorher experimentell so bestimmt, dass der Anteil mit Ausnahme der Vorsprünge sich nur wenig im Oberflächenzustand von dem vor dem Polieren unterschied, wie durch den Buchstaben A in 9 gezeigt wird. Die Oberflächenbearbeitung wurde unter solchen Polierbedingungen ausgeführt.
Der an der Oberfläche des zylindrischen Trägermaterials abgeschiedene Film, welcher der Oberflächenbearbeitung unterzogen worden war, wurde ferner einem Waschen mit Wasser unterzogen und danach erneut in das vorstehende Bildungsgerät für den Plasma unterstützten CVD-Film gesetzt, das wie in 11 gezeigt konstruiert war, und die a-C:H Oberflächenschutzschicht gebildet. In diesem Beispiel wurde das Waschen mit Wasser unter Bedingungen, die in Tabelle 2 gezeigt werden, mit Hilfe eines Wasserwaschsystems ausgeführt, das in 4 gezeigt wird, und das hauptsächlich aus der Waschkammer, Reinwasserkontaktkammer und der Trockenkammer besteht. Tabelle 2
Die in diesem Beispiel verwendeten Bedingungen, wenn die photoleitfähige a-Si:H Schicht, die a-SiC:H Zwischenschicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und die Dicken der abgeschiedenen Filme wie jene in Beispiel 1.
Für das auf diese Weise erhaltene elektrophotographische photoempfindliche Element wurde ebenso eine Auswertung für die gleichen Auswertungsgegenstände (das heißt, Anhaftung des Films, Schmelzadhäsion des Toners, Auftreten von Flecken, Beschädigung der Klingenkante) gemäß des gleichen Vorgehens und unter den gleichen Auswertungsbedingungen wie jene in Beispiel 1 vorgenommen. Ebenso wurde auf der Grundlage dieser Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 4
In diesem Beispiel wurde ein photoempfindliches Element hergestellt, in welchem die photoleitfähige a-Si:H Schicht 602 auf dem leitfähigen zylindrischen Trägermaterial 601 durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden, und; nachdem diese Oberfläche des abgeschiedenen Films dem Polieren in der Atmosphäre unterzogen worden war, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, so dass die Oberfläche geglättet wurde, die a-C:H Oberflächenschutzschicht 603 weiterhin darauf gebildet.
Zunächst wurde unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützten CVD-Film, das wie in 11 gezeigt wird konstruiert war, ein abgeschiedener Filme durch alleiniges Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 108 mm Außendurchmesser hergestellt. Auf diesem abgeschiedenen Film wurden, obwohl keinerlei a-SiC:H-Zwischenschicht gebildet wurde, Vorsprünge, welche während der Abscheidung des photoleitfähigen a-Si:H Films aufgetreten waren, beobachtet, wie in 6A gezeigt wird.
Als nächstes wurde dieses zylindrische Trägermaterial mit abgeschiedenen Filmen aus dem Filmbildungsgerät herausgenommen. In Bezug auf die auf diese Weise gebildeten abgeschiedenen Filme mit den Vorsprüngen, welche in der leitfähigen a-Si:H Schicht auftraten, wurde nur der Anteil der Vorsprünge selektiv durch Oberflächenpolieren in der Atmosphäre mit Hilfe des Poliergeräts mit der Konstruktion wegpoliert, die diagrammartig in 7 gezeigt wird, so dass die Oberfläche in einer solchen geglättet wurde, dass der Unterschied der Höhen, welche von den Vorsprüngen herrühren, auf ein Niveau herunter gebracht wurde, wie esin 6B gezeigt wird. Hier wurden die Polierbedingungen vorher experimentell so bestimmt, dass der Anteil mit Ausnahme der Vorsprünge sich nur wenig im Oberflächenzustand von dem vor dem Polieren unterschied, wie durch den Buchstaben A in 9 gezeigt wird. Die Oberflächenbearbeitung wurde unter solchen Polierbedingungen ausgeführt.
Nachfolgend wurde das zylindrische Trägermaterial (mit Film), welches der Oberflächenbearbeitung unterzogen worden war, erneut in das vorstehende Bildungsgerät für den Plasma unterstützten CVD-Film eingesetzt, das wie in 11 gezeigt konstruiert war, und die a-C:H Oberflächenschutzschicht gebildet.
Die in diesem Beispiel verwendeten Bedingungen, wenn die photoleitfähige a-Si:H Schicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und und die Dicken der abgeschiedenen Filme sind die gleichen wie jene in Beispiel 1.
Für das auf diese Weise erhaltene elektrophotographische photoempfindliche Element wurde ebenso eine Auswertung für die gleichen Auswertungsgegenstände (das heißt, Anhaftung des Films, Schmelzadhäsion des Toners, Auftreten von Flecken, Beschädigung der Klingenkante) gemäß des gleichen Vorgehens und unter den gleichen Auswertungsbedingungen wie jene in Beispiel 1 vorgenommen. Ebenso wurde auf der Grundlage dieser Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 5
In diesem Beispiel wurde ein photoempfindliches Element hergestellt, in welchem die photoleitfähige a-Si:H Schicht 602 auf dem leitfähigen zylindrischen Trägermaterial 601 durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden, und, nachdem diese Oberfläche des abgeschiedenen Films dem Polieren in der Atmosphäre unterzogen worden war, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, so dass die Oberfläche geglättet wurde, und ferner die polierte Oberfläche dem Ätzen mit einem Ätzgas unter der Entladung von Plasma direkt vor der Abscheidung des nächsten Films unterzogen worden war, die a-C:H Oberflächenschutzschicht 603 auf der Oberfläche gebildet, welche dem Ätzen unterzogen worden war.
Als erstes wurde unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützten CVD-Film, das wie in 11 gezeigt konstruiert war, ein abgeschiedener Film durch alleiniges Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 108 mm Außendurchmesser hergestellt. In diesem abgeschiedenen Film traten ebenfalls, obwohl keinerlei a-SiC:H Zwischenschicht gebildet wurde, Vorsprünge während der Abscheidung der photoleitfähigen a-Si:H Schicht auf, welche in 6A gezeigt werden.
Als nächstes wurde dieses zylindrische Trägermaterial mit abgeschiedenem Film aus dem Filmbildungsgerät herausgenommen. In Bezug auf den auf diese Weise gebildeten abgeschiedenen Film mit den Vorsprüngen, welche in der photoleitfähigen a-Si:H Schicht auftraten, wurde nur der Anteil der Vorsprünge selektiv durch Oberflächenpolieren in der Atmosphäre mit Hilfe des Oberflächenpoliergeräts mit der Konstruktion wegpoliert, die in 7 diagrammartig gezeigt wird, so dass die Oberfläche in einer solchen Art und Weise geglättet wurde, dass der Unterschied in der Höhe, welcher von den Vorsprüngen herrührt, auf ein Niveau herunter gebracht wurde, wie es in 6B gezeigt wird. Hier wurden die Polierbedingungen vorher experimentell so bestimmt, dass der Anteil mit Ausnahme der Vorsprünge sich nur wenig im Oberflächenzustand von dem vor dem Polieren unterschied, wie durch den Buchstaben A in 9 gezeigt wird. Die Oberflächenbearbeitung wurde unter solchen Polierbedingungen ausgeführt.
Nachfolgend wurde das zylindrische Trägermaterial (mit Film), welches der Oberflächenbearbeitung unterzogen worden war, erneut in das vorstehende Bildungsgerät für den Plasma unterstützten CVD-Film eingesetzt, das wie in 11 gezeigt konstruiert war. Die Oberfläche der photoleitfähigen a-Si:H Schicht, welche der Oberflächenbearbeitung unterzogen worden war, wurde einem Gasphasenätzen unterzogen und nachfolgend die a-C:H Oberflächenschutzschicht gebildet. In diesem Beispiel wurde das Gasphasenätzen unter Verwendung von CF₄-Gas unter den Bedingungen ausgeführt, die in Tabelle 3 gezeigt werden. Tabelle 3
Die in diesem Beispiel verwendeten Bedingungen, wenn die photoleitfähige a-Si:H Schicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und die Dicke der abgeschiedenen Filme sind die gleichen wie jene in Beispiel 1.
Für das auf diese Weise erhaltene elektrophotographische photoempfindliche Element wurde ebenso eine Auswertung für die gleichen Auswertungsgegenstände (das heißt, Anhaftung des Films, Schmelzadhäsion des Toners, Auftreten von Flecken, Beschädigung der Klingenkante) gemäß des gleichen Vorgehens und unter den gleichen Auswertungsbedingungen wie jene in Beispiel 1 vorgenommen. Ebenso wurde auf der Grundlage dieser Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
In diesem Vergleichsbeispiel wurden die leitfähige a-Si:H Schicht 602, die a-SiC:H Zwischenschicht 605 und die a-C:H Oberflächenschutzschicht 603 kontinuierlich auf dem leitfähigen zylindrischen Trägermaterial 601 durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden. Diese Oberfläche des in dreifacher Struktur abgeschiedenen Films wurde dem Polieren in Atmosphäre unterzogen, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, um die Oberfläche zu glätten, so dass ein photoempfindliches Element hergestellt wurde. Auf diese Weise gingen hier als Ergebnis des Entfernens der Spitzen der Vorsprünge 604 durch das vorstehenden Polieren die a-C:H Oberflächenschutzschicht und die a-SiC:H Zwischenschicht 605, welche die Spitzen bedeckten, verloren.
Als erstes wurde unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützen CVD-Film, dass wie in 11 gezeigt konstruiert war, ein abgeschiedener Film in dreifacher Struktur durch kontinuierliches Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht, einer a-SiC:H Zwischenschicht und einer a-C:H Oberflächenschutzschicht auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 108 mm im Außendurchmesser hergestellt. Auf diesem abgeschiedenen Film, obwohl als obere Schicht eine a-C:H Oberflächenschutzschicht ebenso mitwirkte, wurden Vorsprünge, welche während der Abscheidung der photoleitfähigen a-Si:H Schicht auftraten, beobachtet, wie in 6A gezeigt wird. An den Spitzen solcher Vorsprünge stand die a-C:H Oberflächenschutzschicht, wie die a-SiC:H Zwischenschicht, ebenso in einer solchen Form abgeschieden, dass sie die Oberflächen der Vorsprünge bedeckte.
Die in diesem Vergleichsbeispiel verwendeten Bedingungen, wenn die photoleitfähige a-Si:H Schicht, die a-SiC:H Zwischenschicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und die Dicken des abgeschiedenen Films sind die gleichen wie jene in Beispiel 1.
Als nächstes wurde in Bezug auf den auf diese Weise gebildeten in dreifacher Struktur abgeschiedenen Film mit den Vorsprüngen, welche in der photoleitfähigen a-Si:H Schicht aufgetreten waren, nur der Anteil der Vorsprünge selektiv durch Oberflächenpolieren in der Atmosphäre mit Hilfe des Poliergeräts mit der Konstruktion wegpoliert, die in 7 diagrammartig gezeigt wird, um die Oberfläche in einer solchen Art und Weise zu glätten, dass der Unterschied in der Höhe, welcher von den Vorsprüngen herrührt, auf ein Niveau herunter gebracht wurde, wie es in 6B gezeigt wird. Hier wurden die Polierbedingungen vorher experimentell so bestimmt, dass der Anteil mit Ausnahme der Vorsprünge sich nur wenig im Oberflächenzustand von dem vor dem Polieren unterschied, wie durch den Buchstaben A in 9 gezeigt wird. Die Oberflächenbearbeitung wurde unter solchen Polierbedingungen ausgeführt.
Als Ergebnis verbleiben so wohl die a-SiC:H Zwischenschicht als auch die a-C:H Oberflächenschutzschicht an den Anteilen mit Ausnahme der Vorsprünge, aber die a-SiC:H Zwischenschicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht, welche die Spitzen der Vorsprünge bedeckt hatten, welche durch das Oberflächenpolieren entfernt wurden, wurden wegpoliert und entfernt wie in dem Zustand, der in 6B gezeigt wird, und der Rest der Vorsprünge, welche aus a-Si:H zusammengesetzt waren, kam unbedeckt an die Oberfläche.
Für das auf diese Weise erhaltene elektrophotographische photoempfindliche Element wurde ebenso eine Auswertung für die gleichen Auswertungsgegenstände (das heißt, Anhaftung des Films, Schmelzadhäsion des Toners, Auftreten von Flecken, Beschädigung der Klingenkante) gemäß des gleichen Vorgehens und unter den gleichen Auswertungsbedingungen wie jene in Beispiel 1 vorgenommen. Ebenso wurde auf der Grundlage dieser Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
In diesem Vergleichsbeispiel wurden die photoleitfähige a-Si:H Schicht 602, die a-SiC:H Zwischenschicht 605 und die a-C:H Oberflächenschutzschicht kontinuierlich auf den leitfähigem zylindrischen Trägermaterials 601 durch Plasma unterstütze CVD abgeschieden, um ein photoempfindliches Element wie es war zu erhalten.
Spezieller ausgedrückt wurde unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützen CVD Film, das wie in 11 gezeigt konstruiert war, ein dreifach strukturierter abgeschiedene Film durch kontinuierliches Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht, einer a-SiC:H Zwischenschicht und einer a-C:H Oberflächeschutzschicht auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 108 mm Außendurchmesser hergestellt. In diesem abgeschiedenem Film, obwohl als obere Schicht eine a-C:H Oberflächenschutzschicht ebenso mitwirkte, wurden Vorsprünge, welche während der Abscheidung der photoleitfähigen a-Si:H Schicht aufgetreten waren, beobachtet, wie in 6A gezeigt wird. An den Spitzen von solchen Vorsprüngen wurde die a-C:H Oberflächenschutzschicht, wie die a-SiC:H Zwischenschicht, ebenso stark in einer solchen Form abgeschieden, dass sie die Oberflächen der Vorsprünge bedeckte. Daher verblieb der Unterschied in der Höhe zwischen dem Anteil von solchen Vorsprüngen und dem umgebenden Anteil der flachen Bereiche so, als ob er nicht behandelt worden wäre.
Die in diesem Vergleichsbeispiel verwendeten Bedingungen, die photoleitfähige a-Si:H Schicht, die a-SiC:H Zwischenschicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und die Dicken des abgeschiedenen Films sind die gleichen wie jene in Beispiel 1.
Für das auf diese Weise erhaltene elektrophotographische photoempfindliche Element wurde ebenso eine Auswertung für die gleichen Auswertungsgegenstände (das heißt, Anhaftung des Films, Schmelzadhäsion des Toners, Auftreten von Flecken, Beschädigung der Klingenkante) gemäß des gleichen Vorgehens und unter den gleichen Auswertungsbedingungen wie jene in Beispiel 1 vorgenommen. Ebenso wurde auf der Grundlage dieser Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 6
In diesem Beispiel wurde ein photoempfindliches Element mit der in 6C gezeigten Grundkonstruktion hergestellt, das heißt, jener, in welcher die photoleitfähige a-Si:H Schicht 602 und die a-SiC:H Zwischenschicht 605 auf dem leitfähigen zylindrischen Trägermaterial 601 durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden, und, nachdem die Oberfläche des abgeschiedenen Films dem Polieren in der Atmosphäre unterzogen worden war, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, so dass die Oberfläche geglättet wurde, die a-C:H Oberflächenschutzschicht 603 darauf gebildet wurden.
Als erstes wurden unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützten CVD-Film, das wie in 11 gezeigt wird konstruiert war, abgeschiedene Filme durch Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht kontinuierlich auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 108 mm Außendurchmesser hergestellt.
Als nächstes wurde dieses zylindrische Trägermaterial mit abgeschiedenen Filmen aus dem Filmbildungsgerät herausgenommen. In Bezug auf die auf diese Weise gebildeten abgeschiedenen Filme mit den Vorsprüngen, wie sie in 6A gezeigt werden, wurde nur der Anteil der Vorsprünge selektiv durch Oberflächenpolieren in der Atmosphäre mit Hilfe des Poliergeräts mit der Konstruktion wegpoliert, die diagrammartig in 7 gezeigt wird, so dass die Oberfläche geglättet wurde, wie in 6B gezeigt wird. Hier wurden die Polierbedingungen vorher experimentell so bestimmt, dass der Anteil mit Ausnahme der Vorsprünge sich nur wenig im Oberflächenzustand von dem vor dem Polieren unterschied, wie durch den Buchstaben A in 9 gezeigt wird. Die Oberflächenbearbeitung wurde unter solchen Polierbedingungen ausgeführt.
Als nächstes wurde das zylindrische Trägermaterial mit der photoleitfähigen a-Si:H Schicht und der a-SiC:H Zwischenschicht, welche oberflächenpoliert worden waren, erneut in das vorstehende Bildungsgerät für den Plasma unterstützten CVD-Film eingesetzt, das wie in 11 gezeigt konstruiert war, und die a-C:H Oberflächenschutzschicht gebildet.
Die in diesem Beispiel verwendeten Bedingungen, wenn die photoleitfähige a-Si:H Schicht, die a-SiC:H Zwischenschicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und die Dicken der abgeschiedenen Filme werden in Tabelle 4 gezeigt.
In diesem Beispiel war das verwendete zylindrische Trägermaterial ein zylindrisches leitfähiges Trägermaterial aus Aluminium mit einem Außendurchmesser von 108 mm und einer Wandstärke von 2,5 mm, dessen Oberfläche spiegelpoliert wurde, und auf dessen Oberfläche eine untere Sperrschicht, die photoleitfähige Schicht und die Zwischenschicht in dieser Abfolge abgeschieden wurden. Nach dem Polieren wurde die Oberflächenschutzschicht (Oberflächenschicht) auf der Oberfläche abgeschieden, um ein photoempfindliches a-Si Element für die negative Aufladung herzustellen. Ebenso wurde als Hochfrequenzenergie für das Bildungsgerät für den Plasma unterstützten CVD-Film Energie mit einer Frequenz von 1056 MHz (RF) verwendet. Tabelle 4
Für das elektrophotographische photoempfindliche Element, das gemäß des vorstehenden Vorgehens hergestellt wurde, wurde das äußere Erscheinungsbild der Oberfläche seiner abgeschiedenen Filmschicht betrachtet, um die Anhaftung des Films auszuwerten. Um als nächstes sein elektrophotographisches Leistungsverhalten auszuwerten, wurden Bilder unter Verwendung des in diesem Beispiel hergestellten elektrophotographischen photoempfindlichen Elements erzeugt, welches als Licht empfangendes Element in ein elektrophotographisches Gerät eingesetzt wurde, das mit einer primären Aufladeanordnung, welche Einspritzentladung anwendet, und ebenso einer Walze für die Einspritzentladung versehen war. Dies war und so hergestellt, dass eine Reinigungsfunktion aufgewiesen wurde, um die Reinigungsklinge weglassen zu können. Speziell ausgedrückt wurde das GP405 (Verfahrensgeschwindigkeit: 210 mm/s), hergestellt von Canon INC., in ein elektrophotographisches Prüfgerät umgebaut, um ein reinigerloses System gemäß des Verfahrens aufzustellen, das in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 11-190927 offenbart ist, das heißt, durch Ändern seines Aufladeelements in eine elastische Walze, die aus einer Schicht mit mittlerem Widerstand gebildet wird, welche ein Verfahren anwendet, in dem eine Spannung an diese elastische Walze in dem Zustand angelegt wird, in dem die Walze mit leitfähigen Teilchen beschichtet gehalten wird, und eine Form bereitgestellt, in welcher diese Walze in Kontakt mit dem photoempfindlichen Element in den Zustand gebracht wird, in dem die Walze mit den leitfähigen Teilchen beschichtet gehalten wird, um verbleibenden Toner usw. zu entfernen. Unter Verwendung dieses Prüfgeräts wurde ein Papierzufuhrversuch mit 1.000.000 Blatt unter Verwendung eines Prüfmusters mit einem Druckflächenprozentsatz von 1% geprüft, welches ein niedrigerer Druckflächenprozentsatz als gewöhnlich ist. Während der Prüfung wurden vollflächige Halbtonbilder und vollflächige weiße Bilder periodisch reproduziert, um eine Auswertung jeglicher Schmelzadhäsion des Toners an der photoempfindlichen Elementoberfläche und jegliches Auftreten von Flecken auszuwerten. Auf der Grundlage der Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, wurde eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 3
In diesem Vergleichsbeispiel wurden die photoleitfähige a-Si:H Schicht 602, die a-SiC:H Zwischenschicht 605 und die a-C:H Oberflächenschutzschicht 603 kontinuierlich auf dem leitfähigen zylindrischen Trägermaterial 601 durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden. Diese Oberfläche des in dreifacher Struktur abgeschiedenen Films wurde dem Polieren in der Atmosphäre unterzogen, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, um die Oberfläche zu glätten, so dass ein photoempfindliches Element hergestellt wurde. Daher gingen hier als Ergebnis des Entfernens der Spitzen der Vorsprünge 604 durch das vorstehende Polieren die a-C:H Oberflächenschutzschicht 603 und die a-SiC:H Zwischenschicht 604, welche die Spitzen bedeckt hatten, verloren.
Als erstes wurde unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützenden CVD Film, der wie in 11 gezeigt konstruiert war, ein in dreifacher Struktur abgeschiedener Film durch kontinuierliches Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht, einer a-SiC:H Zwischenschicht und einer a-C:H Oberflächenschutzschicht auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 30 mm Außendurchmesser hergestellt. In diesem abgeschiedenen Film, obwohl als obere Schicht eine a-C:H Oberflächenschutzschicht ebenso mitwirkte, wurden Vorsprünge, welche während der Abscheidung der photoleitfähigen a-Si:H Schicht aufgetreten waren, beobachtet, wie in 6A gezeigt wird. An den Spitzen von solchen Vorsprüngen wurde die a-C:H Oberflächenschutzschicht, wie die a-SiC:H Zwischenschicht, ebenso in einer solchen Form abgeschieden, dass sie die Oberflächen der Vorsprünge bedeckte.
Die in diesem Vergleichsbeispiel verwendeten Bedingungen, wenn die photoleitfähige a-Si:H Schicht, die a-SiC:H Zwischenschicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und die Dicken der abgeschiedenen Filme sind die gleichen wie in Beispiel 6.
Als nächstes wurde in Bezug auf diesen auf diese Weise gebildeten in dreifacher Struktur abgeschiedenen Film mit den Vorsprüngen, welche in der photoleitfähigen a-Si:H Schicht auftraten, nur der Anteil der Vorsprünge selektiv durch Oberflächenpolieren in der Atmosphäre mit Hilfe des Poliergeräts mit der Konstruktion wegpoliert, welche in 7 diagrammartig gezeigt wird, um die Oberfläche in einer solchen Art und Weise zu glätten, dass der Unterschied in der Höhe, welcher von den Vorsprüngen herrührt, auf ein Niveau herunter gebracht wurde, wie es in 6B gezeigt wird Hier wurden die Polierbedingungen vorher experimentell so bestimmt, dass der Anteil mit Ausnahme der Vorsprünge sich nur wenig im Oberflächenzustand von dem vor dem Polieren unterschied, wie durch den Buchstaben A in 9 gezeigt wird. Die Oberflächenbearbeitung wurde unter solchen Polierbedingungen ausgeführt.
Als Ergebnis verblieben sowohl die a-Si:H Zwischenschicht als auch die a-C:H Oberflächenschutzschicht an den Anteilen mit Ausnahme der Vorsprünge, aber die a-Sic:H Zwischenschicht und die a-C:H Oberflächenschutzschicht, welche die Spitzen der Vorsprünge bedeckten, die durch das Oberflächenpolieren entfernt wurden, wurden wegpoliert und entfernt wie in dem Zustand, der in 6B gezeigt wird, und der Rest der Vorsprünge, die aus a-SI:H zusammengesetzt waren, kam unbedeckt an die Oberfläche.
Für das auf diese Weise erhaltene elektrophotographische photoempfindliche Element wurde ebenso eine Auswertung für die gleichen Auswertungsgegenstände (das heißt, Anhaftung des Films, Schmelzadhäsion des Toners, Auftreten von Flecken, Beschädigung der Klingenkante) gemäß des gleichen Vorgehens und unter den gleichen Auswertungsbedingungen wie jene in Beispiel 6 vorgenommen. Ebenso wurde auf der Grundlage dieser Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 7
In diesem Beispiel wurde ein photoempfindliches Element mit der in 6C gezeigten Grundkonstruktion hergestellt, das heißt, jener, in welcher die photoleitfähige a-Si:H Schicht 602 und die a-SiC:H Zwischenschicht 605 auf dem leitfähigen zylindrischen Trägermaterial 601 durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden, und, nachdem die Oberfläche des abgeschiedenen Films dem Polieren in der Atmosphäre unterzogen worden war, um die Spitzen der Vorsprünge 604 zu entfernen, so dass die Oberfläche geglättet wurde, die a-SiC:H Oberflächenschutzschicht 603 darauf gebildet wurden.
Als erstes wurden unter Verwendung des Bildungsgeräts für den Plasma unterstützten CVD-Film, das wie in 11 gezeigt wird konstruiert war, abgeschiedene Filme durch Bilden einer photoleitfähigen a-Si:H Schicht und einer a-SiC:H Zwischenschicht kontinuierlich auf einem zylindrischen Aluminiumträgermaterial mit 108 mm Außendurchmesser hergestellt.
Als nächstes wurde dieses zylindrische Trägermaterial mit abgeschiedenen Filmen aus dem Filmbildungsgerät herausgenommen. In Bezug auf die auf diese Weise gebildeten abgeschiedenen Filme mit den Vorsprüngen, wie sie in 6A gezeigt werden, wurde nur der Anteil der Vorsprünge selektiv durch Oberflächenpolieren in der Atmosphäre mit Hilfe des Poliergeräts mit der Konstruktion wegpoliert, die diagrammartig in 7 gezeigt wird, so dass die Oberfläche geglättet wurde, wie in 6B gezeigt wird. Hier wurden die Polierbedingungen vorher experimentell so bestimmt, dass der Anteil mit Ausnahme der Vorsprünge sich nur wenig im Oberflächenzustand von dem vor dem Polieren unterschied, wie durch den Buchstaben A in 9 gezeigt wird. Die Oberflächenbearbeitung wurde unter solchen Polierbedingungen ausgeführt.
Als nächstes wurde das zylindrische Trägermaterial mit der photoleitfähigen a-Si:H Schicht und der a-SiC:H Zwischenschicht, welche oberflächenpoliert worden waren, erneut in das vorstehende Bildungsgerät für den Plasma unterstützten CVD-Film eingesetzt, das wie in 11 gezeigt konstruiert war, und die a-SiC:H Oberflächenschutzschicht gebildet.
Die in diesem Beispiel verwendeten Bedingungen, wenn die photoleitfähige a-Si:H Schicht, die a-SiC:H Zwischenschicht und die a-SiC:H Oberflächenschutzschicht durch Plasma unterstützte CVD abgeschieden wurden, und die Dicken der abgeschiedenen Filme werden in Tabelle 5 gezeigt.
Das in diesem Beispiel verwendete zylindrische Trägermaterial war ein zylindrisches leitfähiges Trägermaterial aus Aluminium mit einem Außendurchmesser von 108 mm und einer Wandstärke von 5 mm, dessen Oberfläche spiegelpoliert wurde, und auf dessen Oberfläche eine untere Sperrschicht, die photoleitfähige Schicht und die Zwischenschicht in dieser Abfolge abgeschieden wurden. Nach dem Polieren wurde die Oberflächenschutzschicht (Oberflächenschicht) auf der Oberfläche abgeschieden, um ein photoempfindliches a-Si Element für die negative Aufladung herzustellen. Ebenso wurde als Hochfrequenzenergie für das Bildungsgerät für den Plasma unterstützten CVD-Film Energie mit einer Frequenz von 13, 56 MHz (RF) verwendet. Tabelle 5
Für das elektrophotographische photoempfindliche Element, das gemäß des vorstehenden Vorgehens hergestellt wurde, wurde das äußere Erscheinungsbild der Oberfläche seiner abgeschiedenen Filmschicht betrachtet, um die Anhaftung des Films auszuwerten. Um als nächstes sein elektrophotographisches Leistungsverhalten auszuwerten, wurden Bilder unter Verwendung des in diesem Beispiel hergestellten elektrophotographischen photoempfindlichen Elements erzeugt, welches als Licht empfangendes Element in ein elektrophotographisches Gerät eingesetzt wurde, das mit einer primären Aufladeanordnung, die Korona-Entladung anwendet, und ebenso einem Reiniger mit einer Reinigungsklinge versehen war. Spezieller ausgedrückt wurde unter Verwendung eines GP605 (Verfahrensgeschwindigkeit: 300 mm/s), hergestellt von CANON INC., als elektrophotographisches Prüfgerät, ein Papierzufuhrversuch mit 5.000.000 Blatt unter Verwendung eines Prüfmusters mit einem Druckflächenprozentsatz von 1% geprüft, welches ein niedrigerer Druckflächenprozentsatz als gewöhnlich ist. Während der Prüfung wurden vollflächige Halbtonbilder und vollflächige weiße Bilder periodisch reproduziert, um eine Auswertung jeglicher Schmelzadhäsion des Toners an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements und jegliches Auftreten von Flecken auszuwerten. Ebenso wurde, nachdem der Papierzufuhrversuch mit 5.000.000 Blatt beendet worden war, untersucht, ob die stehende Klingenkante beschädigt wurde oder nicht, um eine Auswertung vorzunehmen. Auf der Grundlage der Ergebnisse, welche diese Auswertungsgegenstände betreffen, wurde eine Gesamtauswertung vorgenommen. Die Ergebnisse der Auswertung werden in Tabelle 6 gezeigt.
In Tabelle 6 wird durch die Buchstaben angezeigt:

AA:: sehr gut
A:: gut
B:: kein Problem bei der praktischen Verwendung
C:: Problem bei der praktischen Verwendung
-:: nicht ausgewertet.

Vergleich der Auswertungsergebnisse, welche zusammen in Tabelle 6 gezeigt werden.
Gemäß der Konstruktion des photoempfindlichen Elements der vorliegenden Erfindung, genauer gesagt in den photoempfindlichen Elementen der Beispiele 1 bis 6, in welchen in Bezug auf die Vorsprünge, die in der photoempfindlichen a-Si:H-Schicht auftraten, wurde die Oberfläche ein Mal dem Polieren unterzogen. Bei diesem Polieren wurden nur die Spitzen der Vorsprünge entfernt, so dass die Oberfläche in einer solchen Art und Weise geglättet wurde, dass die umgebende abgeschiedene Filmschicht mit Ausnahme der Vorsprünge im Wesentlichen unpoliert verblieb. Danach wurde eine a-C:H Oberflächenschutzschicht an der äußeren Oberfläche gebildet. Auf diese Weise wurde der abgeschiedene Film, insbesondere die Oberflächenschutzschicht an der äußeren Oberfläche, mit einer guten Haftung aufrecht erhalten. Ebenso wurden nur die Spitzen der Vorsprünge entfernt und jeder mechanische Schaden, welcher durch das Polieren hervorgerufen wurde, trat um diese herum nicht auf. Daher kann das photoempfindliche Element ein überlegenes Leistungsverhalten als Licht empfangendes Element aufweisen. Speziell ausgedrückt, da es keine Erhebungen gibt, die von den Vorsprüngen herrühren, können die Schmelzadhäsion am Auftreten gehindert und ebenso jegliche Schäden an der Klinge, die beim Reinigen verwendet wird, ebenso verhindert werden. Da zusätzlich das photoempfindliche Element eine Form aufweist, in welcher die a-C:H Oberflächenschutzschicht dessen äußere Oberfläche gleichmäßig bedeckt, können jegliche Bildfehler, wie sie durch anfängliche Flecken (Flecken, welche im anfänglichen Zustand auftreten) typischer Weise dargestellt werden, weniger auftreten, und die Bildfehler wie laufende Flecken (Flecken, welche mit dem Laufen auftreten), die von einem Anstieg jeglicher Fehler der a-C:H Oberflächenschutzschicht während der wiederholten Benutzung auftreten, können ebenso gut am Vermehren gehindert werden.
Wenn das Polieren ausgeführt wird, um nur die Vorsprünge zu entfernen, die in der photoempfindlichen a-Si:H Schicht auftraten, kann das Polieren in der Atmosphäre ausgeführt werden. Danach kann, bevor die Abscheidung erneut ausgeführt wird, um die a-C:H Oberflächenschutzschicht an der äußeren Oberfläche zu bilden, die Oberfläche einem Waschen mit Wasser oder Gasphasenätzen unmittelbar vor der Abscheidung unterzogen werden. Dies kann jeglichen Einfluss eliminieren, der durch das Freisetzen der Oberfläche gegenüber der Atmosphäre begleitet wird, und eine noch überlegenere Anhaftung erreichen. Indessen kann das Polieren ebenso im Vakuum ausgeführt werden, wobei die Abscheidung erneut ausgeführt wird, um die a-C:H Oberflächenschutzschicht ohne Aussetzen der Oberfläche gegenüber der Atmosphäre ausgeführt wird. Dies kann eine noch überlegenere Anhaftung erreichen.
In dem photoempfindlichen Element des Beispiels 7, in welchem die a-SiC:H Oberflächenschutzschicht an der äußeren Oberfläche gebildet wurde, ist diese ein wenig in Bezug auf die Schmelzadhäsion unterlegen, verglichen zu dem photoempfindlichen Element von Beispiel 1, in welchem die a-C:H Oberflächenschutzschicht gebildet wurde. Für das andere Leistungsverhalten jedoch können zufrieden stellende Ergebnisse erhalten werden, wie vorstehend erwähnt wurde.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird das Herstellungsverfahren für das elektrophotographische photoempfindliche Element der vorliegenden Erfindung durch die Schritte ausgeführt, die in Patentanspruch 1 definiert sind. Dies hat es möglich gemacht, mit niedrigen Kosten das elektrophotographischen photoempfindliche Element herzustellen, welches die Bildung von guten Bildern über einen langen Zeitraum aufrecht erhalten sowie fehlerhafte Bilder und Schmelzadhäsion des Toners verhindern kann.
Es ist noch vorteilhafter, dass das Trägermaterial, auf welchem die Abscheidung oder das Polieren abgeschlossen wurden, ferner in Kontakt mit Wasser gebracht wird. Spezieller ausgedrückt bringt das Waschen mit Wasser eine Verbesserung der Anhaftung hervor, wenn die Oberflächenschicht danach gebildet wird, und bietet eine sehr breite Abgrenzung für jegliche Filmablösung. In dem elektrophotographischen photoempfindlichen Element, das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, werden, wenn zum Beispiel Filme in einer dreilagigen Struktur abgeschieden werden, die aus der photoleitfähigen Schicht a-Si:H, der Zwischenschicht a-SiC:H und der Oberflächenschutzschicht a-C:H bestehen, die vorspingenden Abschnitte mit deren Anfangspunkten in der photoleitfähigen Schicht a-Si:H einer Oberflächenbearbeitung unterzogen, um sie ein Mal nur in dem Anteil der Vorsprünge zu entfernen, bevor die Oberflächenschutzschicht a-C:H gebildet wird. Die Oberflächenbearbeitung wird unter Bearbeitungsbedingungen ausgeführt, die keinen Schaden in den umgebenden normalen Wachstumsbereichen verursachen, der der Bearbeitung zuzuschreiben ist. Daher kann die Oberfläche des erhaltenen elektrophotographischen photoempfindlichen Elements glatt sein und ruft keine Schmelzadhäsion oder jeglichen Schaden an der Reinigungsklinge hervor.
Zusätzlich weist das elektrophotographische Gerät, welches ein solches photoempfindliches Element verwendet, einen Vorteil auf, das die Bildfehler, wie sie durch anfängliche Flecken typischer Weise dargestellt werden, am Auftreten gehindert werden, und ebenso selbst nach Langzeiteinsatz die Bildfehler, wie sie durch Flecken typischer Weise dargestellt werden, die durch den Betrieb hervorgerufen werden, in großem Umfang am Auftreten gehindert werden können. Ebenso kann die. Oberflächenbearbeitung, die ausgeführt wird, bevor die Oberflächenschutzschicht a-C:H abgeschieden wird, eine schlechtere Anhaftung verhindern, so dass zum Beispiel das Ablösen der äußeren Oberflächenschutzschicht a-C:H nicht hervorgerufen wird. Auf diese Weise kann ein elektrophotographisches photoempfindliches Element mit guter Qualität hergestellt werden.

Claims

Elektrophotographisches photoempfindliches Element, welches umfasst: ein zylindrisches Trägermaterial, das aus einem leitfähigen Material gebildet wird; eine photoleitfähige Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, das im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, und das auf dem zylindrischen Trägermaterial abgeschieden wird; eine Zwischenschicht, die im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist und mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht, und die auf der photoleitfähigen Schicht abgeschieden wird; und eine Oberflächenschutzschicht, die aus einem nicht einkristallinem Material gebildet wird, und die auf der Zwischenschicht abgeschieden wird, wobei die photoleitfähige Schicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welches auf dem zylindrischen Trägermaterial durch Zersetzen eines Materialgases, das mindestens Siliciumatome enthält, mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig ist, vakuumdicht gemacht zu werden; wobei die Zwischenschicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welches auf der photoleitfähigen Schicht durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig ist, vakuumdicht gemacht zu werden, wobei die Zwischenschicht danach einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, so dass er eine behandelte Oberfläche aufweist, und wobei die Oberflächenschutzschicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welche auf der Zwischenschicht mit der bearbeiteten Oberfläche durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig ist, vakuumdicht gemacht zu werden.
Das elektrophotographische photoempfindliche Element nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenbearbeitung, die an der Zwischenschicht ausgeführt wird, eine Bearbeitung ist, welche ausgeführt wird, nachdem die Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wurde, abgeschieden wurde, um die Spitzen von Vorsprüngen zu entfernen, welche auf seiner Oberfläche vorhanden sind.
Das elektrophotographische photoempfindliche Element nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenbehandlung, die an der Zwischenschicht ausgeführt wird, Polieren ist.
Das elektrophotographische photoempfindliche Element nach Anspruch 1, wobei die Zwischenschicht eine Oberfläche aufweist, auf welcher, nachdem die Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, abgeschieden wurde, die Vorsprünge, welche auf seiner Oberfläche vorhanden sind, durch Polieren entfernt werden, um die Oberfläche zu glätten.
Das elektrophotographische photoempfindliche Element nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Polieren ausgeführt wird, nachdem die Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wurde, abgeschieden wurde, durch Inkontaktbringen eines Polierbandes mit der Oberfläche der Schicht mit Hilfe einer elastischen Walze, wobei ein relativer Unterschied in der Geschwindigkeit zwischen der Drehbewegungsgeschwindigkeit der mit dem abgeschiedenen Film versehenen Oberfläche, welche zusammen mit dem zylindrischen Trägermaterial bewegt wird, und der Drehbewegungsgeschwindigkeit der elastischen Walze, welche das Polierband in Kontakt mit der Oberfläche bringt, bereitgestellt wird.
Das elektrophotographische photoempfindliche Element nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenbehandlung in der Atmosphäre ausgeführt wird.
Das elektrophotographische photoempfindliche Element nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche der Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet ist, und die in zumindest der Zwischenschicht verwendet wird, einem Waschen durch Inkontaktbringen der Oberfläche mit Wasser in dem Ablauf der Oberflächenbehandlung oder nach der Oberflächenbehandlung unterzogen wird.
Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements, welches umfasst: ein zylindrisches Trägermaterial, das aus einem leitfähigen Material gebildet wird; eine photoleitfähige Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, das im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, und das auf dem zylindrischen Trägermaterial abgeschieden wird; eine Zwischenschicht, die im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist und mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht, und die auf der photoleitfähigen Schicht abgeschieden wird; und eine Oberflächenschutzschicht, die aus einem nicht einkristallinem Material gebildet wird, und die auf der Zwischenschicht abgeschieden ist; wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) einen ersten Schritt des Abscheidens der photoleitfähigen Schicht und der Zwischenschicht auf dem zylindrischen Trägermaterial in einer angegebenen Schichtdicke durch Zersetzen eines Materialgases, welches zumindest Siliciumatome enthält, mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden; (b) einen zweiten Schritt des Unterziehens der Zwischenschicht, die in dem ersten Schritt gebildet wird, unter einer Oberflächenbehandlung; und (c) einen dritten Schritt des Abscheidens der Oberflächenschutzschicht in einer angegebenen Schichtdicke auf der Oberfläche der Zwischenschicht, welche der Oberflächenbehandlung in dem zweiten Schritt unterzogen wird, durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung an einer Materialgas-Zufuhreinrichtung, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements nach Anspruch 8, wobei in dem zweiten Schritt die Oberflächenbehandlung, die an dem abgeschiedenen Film ausgeführt wird, der in dem ersten Schritt gebildet wurde, eine Bearbeitung ist, welche ausgeführt wird, um zumindest die Spitzen von Vorsprüngen zu entfernen, die an der Oberfläche des abgeschiedenen Films vorhanden sind, der in dem ersten Schritt gebildet wurde.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements nach Anspruch 9, wobei in dem zweiten Schritt die Oberflächenbehandlung, die an dem abgeschiedenen Film ausgeführt wird, der in dem ersten Schritt gebildet wurde, Polieren ist.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements nach Anspruch 10, wobei das Polieren dazu dient, die Vorsprünge wegzupolieren, die auf der Oberfläche des abgeschiedenen Films vorhanden sind, der in dem ersten Schritt gebildet wurde, um die Oberfläche zu glätten.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Polieren durch Inkontaktbringen eines Polierbandes mit der Oberfläche des abgeschiedenen Films, der in dem ersten Schritt gebildet wird, mit Hilfe einer elastischen Walze ausgeführt wird, wobei ein relativer Unterschied in der Geschwindigkeit zwischen der Drehbewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des abgeschiedenen Films, welche zusammen mit dem zylindrischen Trägermaterial bewegt wird, und der Drehbewegungsgeschwindigkeit der elastischen Walze, welche das Polierband in Kontakt mit der Oberfläche bringt, bereitgestellt wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements nach Anspruch 8, wobei in dem zweiten Schritt die Oberflächenbehandlung in der Atmosphäre ausgeführt wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements nach Anspruch 8, wobei in dem zweiten Schritt die bearbeitete Oberfläche simultan mit der Oberflächenbehandlung in Kontakt mit Wasser gebracht wird, oder wobei die bearbeitete Oberfläche in Kontakt mit Wasser gebracht wird, um eine Waschbehandlung auszuführen, nachdem der zweite Schritt aufgeführt wurde und bevor der dritte Schritt ausgeführt wird.
Elektrophotographisches Gerät, welches ein photoempfindliches Element umfasst, das aufweist: ein zylindrisches Trägermaterial; eine photoleitfähige Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, das im Wesentlichen aus Siliciumatomen zusammengesetzt ist, und das auf dem zylindrischen Trägermaterial abgeschieden wird; eine Zwischenschicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird und mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus Kohlenstoffatomen, Sauerstoffatomen und Stickstoffatomen besteht, und die auf der photoleitfähigen Schicht abgeschieden wird; und eine Oberflächenschutzschicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, und die auf der Zwischenschicht abgeschieden wird; wobei in dem photoempfindlichen Element das zylindrische Trägermaterial ein zylindrisches Trägermaterial ist, welches aus einem leitfähigen Material gebildet wird, wobei die photoleitfähige Schicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welche auf dem zylindrischen Trägermaterial durch Zersetzen eines Materialgases, das mindestens Siliciumatome enthält, mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden, wobei die Zwischenschicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welches auf der photoleitfähigen Schicht abgeschieden durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden, wobei die Zwischenschicht danach einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, um eine Oberfläche aufzuweisen, von welcher die Spitzen von Vorsprüngen, welche auf der Oberfläche vorhanden sind, entfernt werden, und wobei die Oberflächenschutzschicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, welches auf der Zwischenschicht mit der behandelten Oberfläche durch Zersetzen eines Materialgases mit Hilfe von hochfrequenter elektrischer Energie in einer Abscheidungskammer mit mindestens einer Evakuierungs-Einrichtung und einer Materialgas-Zufuhreinrichtung abgeschieden wird, wobei die Abscheidungskammer dazu fähig, vakuumdicht gemacht zu werden.
Das elektrophotographische Gerät nach Anspruch 15, wobei die Oberflächenbearbeitung, die an der Zwischenschicht ausgeführt wird, welche das photoempfindliche Element aufbaut, Polieren ist.
Das elektrophotographische photoempfindliche Gerät nach Anspruch 16, wobei die Oberflächenbearbeitung, die auf die Zwischenschicht ausgeführt wird, welche das photoempfindliche Element aufbaut, ausgeführt wird, nachdem die Schicht, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, abgeschieden wurde, durch Inkontaktbringen eines Polierbandes mit der Oberfläche der Schicht mit Hilfe einer elastischen Walze, wobei ein relativer Unterschied in der Geschwindigkeit zwischen einer Drehbewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche mit abgeschiedenem Film, welche zusammen mit dem zylindrischen Trägermaterial bewegt wird, und der Drehbewegungsgeschwindigkeit der elastischen Walze, welche das Polierband in Kontakt mit der Oberfläche bringt, bereitgestellt wird.
Das elektrophotographische Gerät nach Anspruch 16, wobei das Polieren, das auf der Oberfläche der Zwischenschicht ausgeführt wird, welche das photoempfindliche Element aufbaut, in der Atmosphäre ausgeführt wird.
Das elektrophotographische Gerät nach Anspruch 16, wobei die Oberfläche der Zwischenschicht einem Waschen durch Inkontaktbringen der Oberfläche mit Wasser in dem Ablauf des Polierens der Oberfläche oder nach dem Polieren unterzogen wird.
Das elektrophotographische photoempfindliche Element nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenschutzschicht eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, das im Wesentlichen aus mindestens Kohlenstoffatomen zusammengesetzt ist, und wobei die Oberflächenschutzschicht unter Verwendung eines Materialgases abgeschieden wird, das mindestens Kohlenstoffatome enthält.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements nach Anspruch 8, wobei der dritte Schritt der Schritt des Abscheidens einer Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, das im Wesentlichen aus mindestens Kohlenstoffatomen zusammengesetzt ist, unter Verwendung eines Materialgases, das mindestens Kohlenstoffatome enthält.
Das elektrophotographische Gerät nach Anspruch 15, wobei die Oberflächenschutzschicht des photoempfindlichen Elements eine Schicht ist, die aus einem nicht einkristallinen Material gebildet wird, das im Wesentlichen aus mindestens Kohlenstoffatomen zusammengesetzt ist, und wobei die Oberflächenschutzschicht unter Verwendung eines Materialgases abgeschieden wird, das zumindest Kohlenstoffatome enthält.