DE69829450T2

DE69829450T2 - Elektrophotographisches lichtempfindliches Element

Info

Publication number: DE69829450T2
Application number: DE69829450T
Authority: DE
Inventors: Junichiro Ohta-ku Hashizume; Shigenori Ohta-ku Ueda; Makoto Ohta-ku Aoki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2018-10-29
Also published as: US6001521A; EP0913733B1; DE69829450D1; EP0913733A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element zur Verwendung in dem elektrofotografischen Verfahren, in welchem die äußerste Schicht ein nicht-monokristalliner Kohlenstofffilm ist, der Wasserstoff enthält (nachstehend als "a-C:H" bezeichnet).
In der Technologie von Vorrichtungselementen, die für das elektrofotografische lichtempfindliche Element verwendet werden, sind verschiedene Materialien vorgeschlagen worden, die Selen, Cadmiumsulfid, Zinkoxid, Phthalocyanin, amorphes Silicium (nachstehend als "a-Si" bezeichnet), usw. beinhalten. Unter anderem werden als Hochleistungs-, hoch haltbare und nicht die Umwelt verschmutzende lichtempfindliche Elemente nicht-monokristalline abgeschiedene Filme, die Siliciumatome als eine Hauptkomponente umfassen, typifiziert durch a-Si, z.B. amorphe abgeschiedene Filme, wie etwa a-Si, das mit Wasserstoff und/oder Halogen kompensiert wird (z.B. Fluor, Chlor, etc.) oder dergleichen vorgeschlagen, von denen einige in der Praxis verwendet werden. Als das Bildungsverfahren für derartige Abscheidungsfilme sind bisher eine Anzahl von Verfahren bekannt gewesen, wie etwa ein Sputter-Verfahren, ein Verfahren der Zersetzung eines Quellengases mit Hitze (thermisches CVD-Verfahren), ein Verfahren des Zersetzens eines Quellengases mit Licht (Licht-CVD-Verfahren), ein Verfahren des Zersetzens eines Quellengases mit Plasma (Plasma-CVD-Verfahren) usw. Unter diesen ist das Plasma-CVD-Verfahren ein Verfahren des Zersetzens eines Quellengases durch Glühentladung, die von Direktstrom, Direktstrom, Hochfrequenz (RF, VHF), Mikrowelle oder dergleichen induziert wurde und wodurch ein abgeschiedener Film auf einem Substrat aus einem derartigen Material wie Glas, Quarz, wärmebeständigem synthetischem Harzfilm, rostfreiem Stahl, Aluminium usw. ausgebildet wurde, und in der Praxis verwendet wurde, besonders in dem Verfahren des Ausbildens eines a-Si-abgeschiedenen Films zur Elektrofotografie oder dergleichen. Eine Reihe von Geräten zum Ausführen des Verfahrens sind auch vorgeschlagen worden.
Zum Beispiel offenbart die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 57-115551 ein Beispiel für ein Licht leitendes Element, in welchem eine Oberflächen-Barriereschicht, die aus einem nicht-lichtleitenden amorphen Material umfasst ist, das Silicium und Kohlenstoffatome als eine Matrix und Wasserstoffatome umfasst, auf einer Licht leitenden Schicht, die aus einem amorphen Material umfasst ist, das Siliciumatome als eine Matrix und wenigstens Wasserstoffatome und/oder Halogenatome umfasst, bereitgestellt ist.
Ferner offenbart die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 61-219961 ein Beispiel für ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element, in welchem eine Oberflächenschutzschicht, die auf einer a-Si-basierenden lichtempfindlichen Schicht gebildet ist, aus a-C:H umfasst ist, das 10 bis 40 Atom-% Wasserstoffatome enthält.
Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 6-317920 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes, das auf einer Licht leitenden Schicht gebildet ist, die aus einem nicht-monokristallinen Silicium basierenden Material umfasst ist, das Siliciumatome als eine Matrix, und eine a-C:H-Oberflächenschutzschicht, die 8 bis 45 Atom Wasserstoffatome enthält, umfasst, wobei eine Hochfrequenzwelle der Frequenz von nicht weniger als 20 MHz verwendet wird.
Ferner offenbart die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 60-186849 ein Verfahren und ein Gerät zum Ausbilden einer elektrofotografischen Vorrichtung mit einer inhibierenden Oberschicht, die durch das Mikrowellen-Plasma-CVD-Verfahren unter Verwendung der Mikrowelle (z.B. der Frequenz von 2,45 GHz) als eine Quellengas-Zersetzungseinrichtung gebildet wurde.
Diese Techniken verbesserten die elektrischen, optischen und Licht leitenden Eigenschaften, Betriebsumstandseigenschaften, und Haltbarkeit und führten ferner zu einer Verbesserung der Bildqualität.
Jedoch tendieren die elektrofotografischen Vorrichtungen dazu, die Verfahrensgeschwindigkeit und Lebensdauer in den letzten Jahren zu erhöhen. Unter derartigen Umständen könnten, sogar die elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente, welche bisher eine ausreichende Leistung gezeigt haben, an z.B. Schmelzen in einigen Fällen, abhängig von den Betriebsumständen oder dem Aufbau des Hauptkörpers des elektrofotografischen Geräts leiden. Das "Schmelzen" ist ein Phänomen, in welchem ein Toner schmilzt, um an einer Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes während der Langzeitverwendung anzuhaften. Die Adhäsion wird, abhängig von dem jeweiligen Grad, zu Schmelzmarkierungen in einem einfarbigen weißen Bild oder in einem Halbtonbild führen und ein Problem bei der praktischen Verwendung verursachen. Mit dem Auftreten von derartigem Schmelzen, das zu Schmelzmarkierungen auf dem Bild führt, muss ein Wartungsfachmann den Kunden besuchen, um eine Gerätewartung durchzuführen, was zu extra Wartungsgebühren führt. Da die Wartung ausgeführt wurde, nachdem das lichtempfindliche Element aus dem Hauptkörper des elektrofotografischen Geräts entnommen wurde, bestand die Gefahr, dass das lichtempfindliche Element während der Arbeit zerkratzt wurde, um dieses unbrauchbar zu machen.
In den letzten Jahren ist, während die Entwicklung von OA-Vorrichtungen, welche für die globale Umwelt unbedenklich sind, durch Nationen und Regierungen angetrieben wird, die Tendenz zur Energie- und Resourcenschonung stärker geworden und stärker als vorher auf dem Gebiet der elektrofotografischen Geräte. Anstrengungen sind von verschiedenen Richtungen in Bezug auf Sparen von Energie und Resourcen in den elektrofotografischen Geräten unternommen worden und ein Beispiel unter diesen ist ein Versuch des Energiesparens einer Fixiereinheit zum Fixieren eines Toners auf Papier. In herkömmlichen Geräten wird die Fixiereinheit intern mit einem Heizgerät bereitgestellt, um eine Fixierwalze bei 150°C bis 200°C beizubehalten und den Toner zu schmelzen, wodurch dieser auf Papier fixiert wird. Energieverbrauch der Fixiereinheit kann verringert werden, indem die beibehaltene Temperatur der Fixierwalze verringert wird. In diesem Fall wird, um ein Fixierversagen eines Toners zu vermeiden, der Toner durch einen Toner mit niedrigem Schmelzpunkt ausgetauscht, der bei einer geringeren Temperatur geschmolzen wird, um fixiert zu werden. In diesem Fall entstehen keine praktischen Probleme bezüglich der Bildqualität und der Fixiereigenschaft. Wenn jedoch ein derartiger Toner mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet wurde, ergaben sich einige Fälle, wo das vorstehend erwähnte Schmelzen leicht auftrat, abhängig von der Kombination der Betriebsumstände des elektrofotografischen Geräts, den Komponenten in dem Toner, der Oberflächeneigenschaft des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes, dem Pressdruck einer Reinigungsvorrichtung, Verfahrensgeschwindigkeit usw.
Da der Farbtoner, der in einem elektrofotografischen Vollfarbgerät verwendet wurde, ferner ursprünglich ein Toner mit niedrigem Schmelzpunkt war, waren die Umstände ursprünglich derart, dass das Schmelzen leicht auftrat.
Ein übliches Verfahren, um dieses Schmelzen zu verhindern, ist ein Verfahren, bei dem die Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes poliert wird, um die Schmelzquelle zusammen mit der Filmoberfläche abzuschaben. Jedoch wurde in dem Fall des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes mit einer hohen Härte des a-Si-Typs, die Oberfläche nicht zu einer glatten Oberfläche abgeschabt, sondern es trat ein ungleichförmiges Abschaben in einem Streifenmuster auf. Dieses ungleichförmige Abschaben des Streifenmusters erschien auf dem Bild und es war bisher übliche Praxis, das elektrofotografische lichtempfindliche Element vom a-Si-Typ unter derartigen Umständen zu verwenden, dass kein Abschaben der Oberfläche verursacht wurde.
Ein anderes Verfahren des Verhinderns des Schmelzens ist ein Verfahren des Zugebens von Siliciumdioxid oder dergleichen als ein Abrasionsmittel zu dem Toner selbst, wobei dessen Inhaltsstoff geändert wird, oder die Menge hiervon erhöht wird. Wenn der Toner selbst das Abrasiv enthält, wird die Fähigkeit des Abreibens der Trommeloberfläche hierdurch verstärkt, so dass der geschmolzene Toner weniger leicht an der Oberfläche anhaftet. Jedoch kann dies das Schmelzen einerseits verhindern, aber die Fähigkeit des Abreibens der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes wird auch als ein Nebeneffekt andererseits verstärkt. Daher ist es schwierig, eine Balance in dem Bereich zu finden, in welchem nur das Schmelzen verbessert wird, ohne die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes abzuschaben.
Ferner ist, um das Schmelzen zu verhindern, ein Verfahren des Erhöhens des Pressdruckes der Reinigungsvorrichtung und Abschabens des ganzen Toners verwendet worden, um zu verhindern, dass der Toner an der Oberfläche anhaftet. Um jedoch das Polieren der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes zu verhindern, während das Schmelzen verhindert wird, muss auch ein schwieriger Ausgleich gefunden werden. Daher bestand das Problem, dass es schwierig ist, das Schmelzen für alle elektrofotografischen Geräte bei der Massenherstellung zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung ist erreicht worden, um die Probleme der herkömmlichen Technologie, die vorstehend beschrieben wurde, zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein exzellentes elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, das nicht an dem Schmelzen leidet, sogar unter irgendwelchen Umständen oder in irgendeiner Gerätestruktur des elektrofotografischen Gerätekörpers, bei den in letzter Zeit entwickelten elektrofotografischen Geräten mit einer erhöhten Verfahrensgeschwindigkeit und verlängerten Lebensdauer.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, das am besten zum Energiesparen geeignet ist, für die globale Umwelt harmlos ist, und ein elektrofotografisches Gerät mit geringem Energieverbrauch bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, das immer gute Bilder beibehalten kann, ohne das Auftreten von Schmelzen eines Toners, sogar in dem elektrofotografischen Gerät, das irgendeinen Toner einschließlich des Toners mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, das auch in geeigneter Weise auf ein Vollfarb-elektrofotografisches Gerät anwendbar ist und nicht die Probleme des Schmelzens oder dergleichen verursacht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, das immer gute Bilder beibehalten kann, ohne das Auftreten des Schmelzens eines Toners, sogar bei irgendeiner Kombination der Betriebsumstände, der Oberflächeneigenschaft des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes, des Pressdruckes der Reinigungsvorrichtung, der Verfahrensgeschwindigkeit, der Komponenten, die in dem Toner enthalten sind, usw.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, das immer gute Bilder mit hoher Auflösung und gleichförmiger Dichte beibehalten kann, ohne das Auftreten des ungleichförmigen Abschabens für irgendein Reinigungssystem oder Toner.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einer äußersten Oberfläche bereitgestellt, die aus einem nicht-monokristallinen Kohlenstofffilm umfasst ist, der Wasserstoff umfasst, wobei der nicht-monokristalline Kohlenstofffilm eine dynamische Härte von nicht weniger als 30,6 MPa (300 kgf/mm²) und nicht mehr als 132,7 MPa (1300 kgf/mm²) besitzt, gemessen unter Verwendung eines Diamantstifts aus einer triangularen Pyramide mit einer Spitze von einem Radius von nicht mehr als 0,1 μm und einem Kanten-zu-Kanten-Winkel von 115°, und wobei die optische Bandlücke des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 1,3 bis 2,0 eV beträgt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einer äußersten Oberfläche bereitgestellt, die aus einem nicht-monokristallinen Kohlenstofffilm umfasst ist, der Wasserstoff umfast, wobei der nicht-monokristalline Kohlenstofffilm eine kritische Last beim Reißen des Films von nicht weniger als 50 mN und nicht mehr als 700 mN besitzt, gemessen, wenn eine Last auf einen Diamantstift mit einer Spitze von einem Radius von nicht mehr als 15 μm ausgeübt wird, während der Stift mit einer Amplitude von 20 bis 100 μm, einer Oszillationsfrequenz von 30 Hz und einer Zuführungsrate von 2 bis 20 μm/sek bewegt wird, und wobei die optische Bandlücke des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 1,2 bis 2,0 eV beträgt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1, 2, 3 und 4 sind jeweils schematische Schnittansichten zum Erläutern eines Beispiels für eine Schichtstruktur, die in geeigneter Weise auf ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element anwendbar ist; und
5 und 6 sind jeweils schematische, Schnittaufbaudiagramme, zum Erläutern eines Beispiels für ein Bildungsgerät für einen abgeschiedenen Film, welcher zum Herstellen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes verwendet werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung setzte die herausragenden elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente ohne Auftreten des Schmelzens durch die vorstehend aufgezeigten Strukturen ein, welche auf den folgenden Untersuchungsergebnissen durch die Erfinder basieren.
Die Erfinder haben bisher das Phänomen des sogenannten Schmelzens untersucht, in welchem ein Toner geschmolzen wird, um an eine Oberfläche eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes anzuhaften. Dieses Schmelzen eines Toners ist das Phänomen, das häufig beobachtet wird, insbesondere im Fall des Toners mit niedrigem Schmelzpunkt. Der Toner mit niedrigem Schmelzpunkt wird häufig verwendet, da ein Fixierversagen nicht auftreten wird, wenn die eingestellte Temperatur der Fixiereinheit herabgesetzt wird, um einen Energieverbrauch zur Erfüllung der letzten Normen des Energieverbrauchs zu verringern.
Durch die bisher durchgeführten Untersuchungen haben die Erfinder herausgefunden, dass die Verhinderung des Schmelzens effektiv erreicht wurde, indem die sogenannte Polierfähigkeit erhöht wurde, z.B. indem der Pressdruck der Reinigungsklinge erhöht wurde, die Menge an der Siliciumdioxid-Komponente erhöht wurde, welche als ein externer Zusatzstoff zu dem Toner oder dergleichen zugegeben wird. Jedoch führt diese Zunahme der Polierfähigkeit auch zum Polieren des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes selbst, wobei so ungleichförmiges Abschaben in dem Streifenmuster verursacht wurde, welches wiederum zu dem Einführen des negativen Effektes des Beschädigens des Halbtonbildes oder des einfarbigen schwarzen Bildes führt und so das Bild erheblich herabsetzt.
Daher bestand der Bedarf nach Entwicklung eines Materials mit Oberflächeneigenschaften, die gegenüber dem Schmelzen widerstandsfähig sind, oder nach Untersuchung eines Materials zum Ausbilden der äußersten Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes, das glatt abgerieben werden kann, ohne das Auftreten eines ungleichförmigen Abschabens in dem Streifenmuster, sogar wenn die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes als Folge der Zunahme des Klingendruckes oder der Zunahme der Polierfähigkeit durch Zugabe des externen Zusatzstoffes zu dem Toner abgeschabt wurde. Die bisher durchgeführten Untersuchungen haben keine derartigen Materialien aus amorphen Siliciumcarbidfilmen, amorphen Siliciumnitridfilmen, amorphen Siliciumoxidfilmen, etc., die herkömmlicherweise verwendet wurden, herausgefunden.
Als Folge von ausführlichen Untersuchungen haben die Erfinder herausgefunden, dass das Material von a-C:H eine hohe Härte besitzt und das Material selbst eine Schmierfähigkeit besitzt, und daher dieses relativ geeignet zum Überwinden dieser Probleme ist. Dann haben die Erfinder das Schmelzphänomen eines Toners unter verschiedenen Umständen untersucht und herausgefunden, dass sogar, wenn der gleiche a-C:H-Film verwendet wird, es einige Fälle gibt, wo das Schmelzen abhängig von den Herstellungsbedingungen auftritt, oder wo das ungleichförmige Abschaben des Streifenmusters abhängig von dem Druck der Reinigungsklinge oder dergleichen auftritt.
Als Folge der weiteren Untersuchung dieser Phänomene haben die Erfinder herausgefunden, dass der optimale abgeschiedene Film für die Aufgaben der vorliegenden Erfindung ohne Auftreten des Schmelzens des Toners und ohne Auftreten des ungleichförmigen Abschabens eines Streifenmusters auftritt, wenn der Film ein a-C:H-Film ist, der unter den eingestellten Bedingungen gebildet wurde, dass die dynamische Härte des Films nicht weniger als 300 kgf/mm² beträgt und nicht mehr als 132,7 MPa (1300 kgf/mm²), wenn unter Verwendung eines Diamantstiftes mit einer triangularen Pyramide mit einer Spitze eines Radius von nicht mehr als 0,1 μm und einem Kanten-zu-Kanten-Winkel von 115° gemessen.
Ferner haben die Erfinder auch herausgefunden, dass der optimale abgeschiedene Film für die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ohne Auftreten des Schmelzens des Toners und ohne Auftreten des ungleichförmigen Abschabens eines Streifenmusters erhalten wird, wenn der Film ein a-C:H-Film ist, der unter den Bedingungen gebildet wurde, die derart eingestellt sind, dass wenn eine Last auf einem Diamantstift mit einer Spitze eines Radius von nicht mehr als 15 μm ausgeübt wird, während der Stift über eine Amplitude von 20 bis 100 μm, einer Oszillationsfrequenz von 30 Hz, und einer Zuführungsrate von 2 bis 20 μm/sek bewegt wird, das Reißen des Films mit einer kritischen Last auftritt, die innerhalb eines Lastbereichs von nicht weniger als 50 mN und nicht mehr als 700 mN ist.
Die Erfinder haben die a-C:H-Filme, die diese spezifischen Bedingungen erfüllen, im größeren Detail untersucht und herausgefunden, dass bei denjenigen abgeschiedenen Filmen, die eine moderate Härte besitzen, deren Oberfläche poliert werden, obwohl mit geringer Menge, wenn in dem elektrofotografischen Gerät verwendet. Es wurde postuliert, dass diese geringe Polierwirkung die Adhäsion des Toners verhindert und wiederum das Auftreten von Schmelzen. Ferner ist das bedeutsame Merkmal von a-C:H, das die vorstehenden Bedingungen erfüllt, dass das Streifen Abschaben oder ungleichförmige Abschaben überhaupt nicht auftritt, trotz einer derartigen Abrasion des Films, die vorstehend beschrieben wurde, und, dass die Oberfläche bei Langzeitverwendung immer glatt ist, wobei so keine Bildungleichförmigkeit etc. verursacht wird. Es wird angenommen, dass dies mit der besonderen Schmierwirkung zusammenhängt, die nur unter den spezifischen Bedingungen erreicht wird.
Die Erfinder haben bisher nicht klar den Grund verstanden, warum die Eigenschaften für elektrofotografische lichtempfindliche Elemente gut durch einen derartigen Kratztest oder dynamischen Härtetest unter den angegebenen spezifischen Bedingungen wiedergegeben werden, aber ein derartiger Kratztest oder dynamischer Kratztest (Einkerbungstest) misst nicht einfach die Adhäsion zwischen dem abgeschiedenen Film und dem Substrat oder nur die Härte des abgeschiedenen Films, sondern misst auch einen Reibungskoeffizienten mit dem abgeschiedenen Film, welcher durch das Material des Stiftes, winziges Splittern des Stiftes, Oberflächenaufbau des abgeschiedenen Films, Härte des abgeschiedenen Films, usw. bestimmt wird, und zudem einen Reibungskoeffizienten mit dem abgeschiedenen Film, welcher durch das Material des Stiftes, Elastizität des abgeschiedenen Films, mikroskopischer Oberflächenaufbau des abgeschiedenen Films usw. bestimmt wird.
Daher wird angenommen, dass wenn das Material und die Krümmung des Stiftes definiert sind und die Bedingungen des Kratztestes präzise definiert sind, die Wechselwirkung eines Kontaktteils mit dem a-C:H-Film und dem Mechanismus der Reibung und die Abrasion gut dem Mechanismus der Reibung mit der Reinigungsklinge und dem Toner, der in dem elektrofotografischen Gerät auftritt, wiedergeben oder die Wechselwirkung des Kontaktteils mit dem a-C:H-Film und dem Mechanismus der Reibung und Elastizität gut den Mechanismus der Reibung mit der Reinigungsklinge und den Toner, der in dem elektrofotografischen Gerät auftritt, wiedergeben, und, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung erreicht werden, indem die Filmbildungsbedingungen derart gesteuert werden, dass sie innerhalb eines bestimmten Bereichs unter den vorstehend definierten Bedingungen sind.
Das elektrofotografische lichtempfindliche Element, das die äußerste Oberfläche aus dem a-C:H-Film gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt, kann z.B. durch ein gewöhnliches Plasma-CVD-Verfahren hergestellt werden. Im Allgemeinen besitzt das Plasma-CVD-Verfahren eine erhebliche Geräteabhängigkeit, und daher können die Abscheidungsbedingungen, um den a-C:H-Film gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten, nicht allgemein gültig spezifiziert werden. Im Allgemeinen variieren die Eigenschaften der gebildeten Filme erheblich, abhängig von den Quellengasspezies, Trägergasspezies, Gasmischverfahren, Gaseinführverfahren, Einstellung der Abgaskonfiguration, Einstellung des Drucks, Einstellung der Leistung, Einstellung der Frequenz, Einstellung der Spannungswellenform, Einstellung des DC-Bias, Einstellung der Substrattemperatur, Einstellung der Filmbildungszeit usw. Demgemäß kann die Steuerung der kritischen Last in dem Kratztest unter den spezifischen Bedingungen der Steuerung der Einkerbungshärte in dem dynamischen Härtetest unter den spezifischen Bedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung leicht erreicht werden, sogar in jedem Filmbildungsgerät, in dem diese Parameter genau eingestellt werden, um die Bedingungen einzustellen.
In dem dynamischen Härtetest trat, wo der Wert der dynamischen Härte nicht mehr als 300 kgf/mm² betrug, das ungleichförmige Abschaben eines Streifenmusters manchmal mit dem Voranschreiten eines Haltbarkeitstestes auf, um manchmal das Problem einer geringen Haltbarkeit bei der praktischen Verwendung zu ergeben. Wenn die dynamische Härte nicht weniger als 132,7 MPa (1300 kgf/mm²) betrug, trat der negative Effekt oder das ungleichförmige Abschaben oder dergleichen nicht auf, sondern das Schmelzen des Toners trat manchmal auf, abhängig von den Umgebungsbedingungen. Es ist daher notwendig, dass der Wert der dynamischen Härte innerhalb des Bereichs von 30,6 MPa (300 kgf/mm²) bis 132, 7 MPa (1300 kgf/mm²) und weiter bevorzugt innerhalb des Bereichs von 40,8 MPa (400 kgf/mm²) bis 102,0 MPa (1000 kgf/mm²) fällt.
In dem Kratztest trat, wo die Last des Reißens des äußersten Films nicht mehr als 50 mN betrug. Das ungleichförmige Abschaben eines Streifenmusters manchmal mit dem Voranschreiten des Haltbarkeitstestes auf, um manchmal das Problem einer niedrigen Haltbarkeit bei der praktischen Verwendung zu ergeben. Wenn die Last nicht weniger als 700 mN betrug, trat der negative Effekt des ungleichförmigen Abschabens oder dergleichen nicht auf, aber das Schmelzen des Toners trat manchmal auf, abhängig von den Umgebungsbedingungen. Es ist daher bevorzugt, dass die kritische Last innerhalb des Bereichs von 50 mN bis 700 mN fällt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der Zeichnungen nachstehend beschrieben.
1 ist eine schematische Schnittansicht eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung. In der Figur bezeichnet Bezugszeichen 101 eine äußerste Schicht des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes und der a-C:H-Film gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht diesem Teil. Bezugszeichen 102 bezeichnet eine Licht leitende Schicht, die Siliciumatome als eine Matrix enthält, und Bezugszeichen 103 ein Substrat.
Die Oberflächenschicht 101 gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus a-C:H umfasst und wird typischerweise durch das Plasma-CVD-Verfahren hergestellt, wobei Kohlenwasserstoff als ein Quellengas verwendet wird.
Der Gehalt an Wasserstoffatomen in dem a-C:H-Film beträgt vorzugsweise 10% bis 60%, basierend auf H/(C + H), und weiter bevorzugt 20% bis 40%. Wenn der Wasserstoffgehalt kleiner als 10% ist, wird die optische Bandlücke schmaler und einige Filme können nicht geeignet in Bezug auf die Empfindlichkeit sein. Wenn der Wasserstoffgehalt über 60% beträgt, wird die Härte herabgesetzt und Abschaben wird leichter, um aufzutreten. Der Bereich der optischen Bandlücke beträgt von 1,3 eV bis 2,0 eV und die optische Bandlücke beträgt weiter bevorzugt nicht weniger als 1,6 eV in Bezug auf die Empfindlichkeit. Der Brechungsindex beträgt vorzugsweise ungefähr 1,8 bis 2,8. Die Dicke des Films beträgt 5 nm (50 Å) bis 1000 nm (10000 Å) und vorzugsweise 10 nm (100 Å) bis 200 nm (2000 Å). Dicken unterhalb 5 nm (50 Å) werden häufig ein Problem bezüglich der mechanischen Festigkeit ergeben. Dicken über 1000 nm (10000 Å) werden häufig ein Problem der Lichtempfindlichkeit ergeben. In jedem Fall ist es notwendig, in Bezug auf die Härte und das Schmiervermögen, dass die dynamische Härte in dem dynamischen Härtetest in dem Bereich von 30,6 MPa (300 kgf/mm²) bis 132,7 MPa (1300 kgf/mm²) ist oder, dass die kritische Last in dem Kratztest in dem Bereich von 50 mN bis 700 mN ist.
Beispiele für Substanzen, die als ein Kohlenstoff zuführendes Gas verwendet werden können, sind gasförmige oder vergasbare Kohlenwasserstoffe, wie etwa CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀ oder dergleichen, welche effektiv verwendet werden, und unter diesen können CH₄ und C₂H₆ vorzugsweise vom Aspekt der Leichtigkeit verwendet werden, um während der Schichtbildung gehandhabt zu werden, hohen Kohlenstoff-Zuführungseffizient usw. Diese Kohlenstoff-Zuführungs-Quellengase können verdünnt mit Gas verwendet werden, wie etwa H₂, He, Ar, Ne, etc., je nach Bedarf.
Die Oberflächenschicht eines a-C:H gemäß der vorliegenden Erfindung kann Halogenatome enthalten, je nach Bedarf. Beispiele für Substanzen, die als ein Gas für die Zuführung von Halogenatomen verwendet werden können, sind Interhalogenverbindungen, wie etwa F₂, BrF, ClF, ClF₃, BrF₃, BrF₅, IF₃, IF₇ usw. Weitere Beispiele, die vorzugsweise anwendbar sind, sind fluorhaltige Gase, wie etwa CF₄, CHF₃, C₂F₆, ClF₃, CHClF₂, F₂, C₃F₈, C₄F₁₀ und dergleichen. Bevorzugte Halogenatome, die in der Oberflächenschicht enthalten sind, sind Fluoratome.
Die Substrattemperatur wird in dem Bereich von Raumtemperatur bis 350°C eingestellt, aber das Einstellen einer ein wenig niedrigeren Temperatur ist weiter bevorzugt, da zu hohe Substrattemperaturen den Bandspalt verringern, um die Transparenz herabzusetzen.
Die Hochfrequenzspannung wird vorzugsweise so hoch wie möglich eingestellt, da die Zersetzung von Kohlenwasserstoff gut voranschreitet. Im Einzelnen beträgt eine bevorzugte Spannung nicht weniger als 5 W/cc gegen das Quellengas aus Kohlenwasserstoff. Wenn die Spannung zu hoch ist, wird eine abnormale Entladung auftreten, um die Eigenschaften des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes zu verschlechtern. Daher muss die Spannung auf ein derartiges Niveau gesteuert werden, dass eine abnormale Entladung nicht auftritt.
Der Druck in dem Entladungsraum wird bei ungefähr 0,1 Torr bis 10 Torr im Fall der Verwendung des gewöhnlichen RF (typischerweise 13,56 MHz) Leistung beibehalten, oder bei ungefähr 0,1 mTorr bis 100 mTorr im Fall der Verwendung des VHF-Bandes (typischerweise 50 bis 450 MHz).
Als das Verfahren zum Herstellen der Licht leitenden Schicht 102 in der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise nicht nur das Verfahren für einen nicht-monokristallinen Film, der Siliciumatome als Matrix umfasst, sondern auch Verfahren für eine beliebige andere Art von lichtempfindlichen Elementen verwendet werden, einschließlich des organischen lichtempfindlichen Elementes, Se-lichtempfindlichen Elementes, CdS-lichtempfindlichen Elementes usw. Als die Bildungsbedingungen für eine Licht leitende Schicht eines nicht-monokristallinen Materials, das Siliciumatome als eine Matrix umfasst, kann ein Glühentladungsplasma durch die Hochfrequenzspannung einer beliebigen Frequenz oder durch Mikrowelle in geeigneter Weise verwendet werden, und ein Quellengas, das Siliciumatome enthält, wird durch dieses Glühentladungsplasma zersetzt, um die Schicht auszubilden.
In dieser schematischen Ansicht wird die Licht leitende Schicht gezeigt, um aus einer einzelnen Schicht zusammengesetzt zu sein, welche funktional nicht separiert ist und welche aus einem amorphen Material umfasst ist, das wenigstens Siliciumatome enthält, um die Licht leitende Eigenschaft zu zeigen.
Ferner muss, wie 2 gezeigt, die Oberflächenschicht nicht immer aus einer einzelnen Schicht des a-C:H-Films gemäß der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt sein, sondern die Oberflächenschicht kann zusammengesetzt sein, indem eine erste Oberflächenschicht 204 aus amorphem Siliciumcarbid, amorphem Siliciumnitrid, amorphem Siliciumoxid oder dergleichen bereitgestellt wird, und der a-C:H-Film 201 gemäß der vorliegenden Erfindung darauf aufeinandergestapelt wird, je nach Bedarf. Der Effekt der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden, wenn die äußerste Schicht aus einem a-C:H-Film mit einer dynamischen Härte in dem Bereich von 300 kgf/mm² bis 1300 kgf/mm² umfasst ist, wobei es weiter bevorzugt ist, dass der Wert der kritischen Last in dem Kratztest 50 mN bis 700 mN beträgt.
Zudem kann, wie in 3 veranschaulicht, die Licht leitende Schicht 302 aus zwei Schichten zusammengesetzt sein, einer Schicht 304 mit der Licht leitenden Eigenschaft, die aus einem amorphen Material umfasst ist, das wenigstens Siliciumatome enthält, und einer unteren inhibierenden Schicht 305 zum Inhibieren von Einspritzung von Trägern aus dem Substrat 303.
Ferner, wie in 4 veranschaulicht, kann die Licht leitende Schicht 402 aus einem funktional separierten Typ in einer aufeinanderfolgend gestapelten Struktur aus einer Ladung transportierenden Schicht 405 sein, die aus einem amorphen Material umfasst ist, das wenigstens Siliciumatome und Kohlenstoffatome enthält, und einer Ladung erzeugenden Schicht 404, die aus einem amorphen Material umfasst ist, das wenigstens Siliciumatome enthält. Wenn dieses elektrofotografische lichtempfindliche Element belichtet wird, bewegen sich Träger, die hauptsächlich in der Ladung erzeugenden Schicht 404 erzeugt werden, durch die Ladung transportierende Schicht 405, um das leitende Substrat 403 zu erreichen.
Es muss nicht besonders betont werden, dass der Effekt der vorliegenden Erfindung auch erreicht werden kann, wenn die Oberflächenschicht in den in 3 veranschaulichten Schichtstrukturen und 4 aus der doppelschichtigen Struktur ist, wie in 2 veranschaulicht.
Die Dicke der Licht leitenden Schicht wird in geeigneter Weise in dem Bereich von 1 μm bis 50 μm bestimmt, abhängig von der Aufladbarkeit und Empfindlichkeit, die durch den Kopiermaschinenkörper benötigt wird, aber diese beträgt normalerweise vorzugsweise nicht weniger als 10 μm in Bezug auf die Aufladbarkeit und Empfindlichkeit und nicht mehr als 50 μm in Bezug auf die industrielle Produktivität.
5 ist eine Ansicht, welche schematisch ein Beispiel für ein Abscheidungsgerät durch das Plasma-CVD-Verfahren zeigt, das die Hochfrequenz-Spannungsquelle von 13,56 MHz verwendet, welche zur Herstellung des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Dieses Gerät ist im Allgemeinen aus einer Abscheidungseinheit und einer Abgaseinheit (nicht gezeigt) zum Entlüften der Innenseite eines Reaktionsbehälters zusammengesetzt. In dem Reaktionsbehälter 501 wird ein zylindrisches Substrat 502, auf welchem ein Film ausgebildet wird, auf eine elektrisch leitende Empfangsvorrichtung 507 gestellt, die mit dem Boden verbunden ist und es gibt eine Heizvorrichtung 503 zum Erhitzen des zylindrischen Substrats und Quellengas-Einlassrohr 505 sind ferner bereitgestellt. Eine Kathodenelektrode 506 ist aus einem elektrisch leitenden Material umfasst und ist durch isolierendes Material 513 isoliert. Die Kathodenelektrode ist durch eine Hochfrequenz-Anpassungsbox 511 mit einer Hochfrequenz-Spannungsquelle 512 von 13,56 MHz verbunden.
Zylinder von jeweiligen Komponentengasen in einer Quellengas-Zuführungseinheit, die nicht gezeigt wird, sind durch ein Ventil 509 zu den Gaseinlassrohren 505 innerhalb des Reaktionsbehälters 501 verbunden.
Nachstehend wird ein Beispiel für ein Verfahren zum Ausbilden eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes beschrieben, das das Gerät von 5 verwendet.
Zum Beispiel wird das Substrat 502, dessen Oberfläche durch eine Drehbank spiegelverarbeitet wurde, auf die Hilfsbase 507 montiert, so dass diese die Heizvorrichtung 503 zum Aufheizen des Substrats in dem Reaktionsbehälter 501 umschließt.
Dann wird das Quellengas-Einführungsventil 509 verschlossen und der Reaktionsbehälter 501 wird einmal durch Abgasöffnungen 515 durch die Abgaseinheit 508 evakuiert. Danach wird das Quellengas-Einführungsventil 509 geöffnet, um ein inertes Gas zum Erhitzen einzuführen, z.B. Argon, durch die Gaszuführungsröhren 505 in den Reaktionsbehälter 501, und die Abgasrate der Abgaseinheit 508 und die Stromrate des Erhitzungsgases werden derart eingestellt, dass der Druck innerhalb des Reaktionsbehälters 501 einen gewünschten Druck erhalten kann. Danach wird eine Temperatur-Steuerungsvorrichtung, die nicht gezeigt wird, betätigt, um das Substrat 502 durch die Heizvorrichtung 503 zum Erhitzen des Substrats zu erhitzen, wodurch die Temperatur des zylindrischen Substrats 502 auf die vorbestimmte Temperatur von 20°C bis 100°C gesteuert wird. Wenn das Substrat 502 auf die gewünschte Temperatur erhitzt wird, wird das Quellengas-Einführungsventil 509 verschlossen, um den Strom des Gases in den Reaktionsbehälter 501 zu stoppen.
Dann wird das Einströmventil 509 geöffnet und das Hauptventil 504 wird geöffnet, um den Reaktionsbehälter 501 zu evakuieren und Gaszuführungsröhren 505, genauso wie die Innenseite der Gaszuführungseinheit evakuiert wird. Dann wird das Einströmventil 509 geschlossen, wenn ein Vakuum-Messgerät 510 5 × 10^–6 Torr erreicht. Bezugszeichen 516 bezeichnet ein Leckstromventil.
Zur Ausbildung eines abgeschiedenen Films wird das Quellengas-Einführungsventil 509 geöffnet, um das vorbestimmte Quellengas einzuführen, z.B. ein Materialgas, wie etwa Silangas, Disilangas, Methangas, Ethangas oder dergleichen, optional mit einem dotierenden Gas vermischt, wie etwa Diborangas, Phosphingas oder dergleichen durch eine Mischtafel (nicht gezeigt), durch die Quellengas-Einlassöffnungen 505 in den Reaktionsbehälter 501. Dann wird eine Stromrate von jedem Quellengas auf einen vorbestimmten Wert durch eine Massenstrom-Steuerungsvorrichtung (nicht gezeigt) eingestellt. Bei der Gelegenheit wird die Öffnung des Hauptventils 504 eingestellt, während die Vakuum-Messvorrichtung 510 beobachtet wird, so dass der Druck innerhalb des Reaktionsbehälters 501 den vorbestimmten Druck von nicht mehr als 1 Torr erhält. Dann wird die Öffnung des Hauptventils 504 eingestellt, während das Vakuum-Messgerät 510 beobachtet wird, um so den Druck von einigen mTorr bis einigen Torr beizubehalten.
Nach Vervollständigung der Herstellung zur Abscheidung gemäß den vorstehenden Verfahren wird die Licht leitende Schicht auf dem zylindrischen Substrat 502 ausgebildet. Nachdem es bestätigt ist, dass der interne Druck stabil wird, wird die Hochfrequenz-Spannungsquelle 512 auf eine gewünschte Leistung eingestellt und die Hochfrequenzleistung wird durch die Anpassungsbox 511 auf die Kathodenelektrode 506 zugeführt, um eine Hochfrequenz-Glühentladung einzuführen. Zu dieser Zeit wird eine Anpassungsschaltung der Anpassungsbox 511 eingestellt, um reflektierte Wellen zu minimieren. Die Spannung, die erhalten wurde, indem die reflektierte Spannung von der einfallenden Spannung der Hochfrequenzwelle abgezogen wird, wird auf einen gewünschten Wert eingestellt. Diese Entladungsenergie zersetzt jedes Quellengas, das in den Reaktionsbehälter 501 eingeführt wurde, um den vorbestimmten abgeschiedenen Film auf dem zylindrischen Substrat 502 auszubilden. Nachdem der Film in einer gewünschten Dicke gebildet ist, wird die Zuführung von Hochfrequenzspannung gestoppt, der Strom von jedem Quellengas in den Reaktionsbehälter 501 wird auch gestoppt, die Innenseite der Abscheidungskammer wird einmal auf ein hohes Vakuum evakuiert, und danach wird die Bildung der Schicht abgeschlossen. Die untere inhibierende Schicht und die Licht leitende Schicht werden durch wiederholtes Ausführen des vorstehenden Verfahrens ausgebildet.
Als Nächstes wird die Oberflächenschicht aus a-C:H gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet. Nachdem das Innere des Reaktionsbehälters 501 einmal auf ein hohes Vakuum evakuiert wird, wird z.B. ein vorbestimmtes Quellengas, z.B. ein Gas aus Kohlenwasserstoff, wie etwa CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀ oder dergleichen, optional vermischt mit einem Materialgas, wie etwa Wasserstoffgas, Heliumgas, Argongas oder dergleichen durch eine Mischtafel (nicht gezeigt) durch die Quellengas-Einführungsöffnungen 505 in den Reaktionsbehälter 501 eingeführt. Dann wird eine Stromrate von jedem Quellengas auf einen vorbestimmten Wert mittels eines Massenstrom-Steuerungsgerätes (nicht gezeigt) eingestellt. Bei der Gelegenheit wird die Öffnung des Hauptventils 504 eingestellt, während die Vakuum-Messvorrichtung 510 beobachtet wird, so dass der Druck innerhalb des Reaktionsbehälters 501 den vorbestimmten Druck von nicht mehr als 1 Torr erhalten kann. Nachdem bestätigt ist, dass der interne Druck stabil wird, wird die Hochfrequenz-Spannungsquelle 512 auf eine gewünschte Spannung eingestellt und die Spannung wird der Kathodenelektrode 506 zugeführt, um die Hochfrequenz-Glühentladung zu induzieren. Zu der Zeit wird die Anpassungsschaltung (nicht gezeigt) der Anpassungsbox 511 so eingestellt, dass die reflektierten Quellen minimiert werden. Die Spannung, die erhalten wurde, indem die reflektierte Spannung aus der einfallenden Spannung der Hochfrequenzwelle abgezogen wird, wird auf einen gewünschten Wert eingestellt. Diese Entladungsenergie zersetzt jedes Quellengas, das in den Reaktionsbehälter 501 eingeführt wurde, um einen vorbestimmten a-C:H abgeschiedenen Film auszubilden, der auf der Licht leitenden Schicht ausgebildet wird. Nachdem der Film in einer gewünschten Dicke ausgebildet wird, wird die Zuführung der Hochfrequenzspannung gestoppt, der Strom von jeder Quelle in den Reaktionsbehälter 501 wird auch gestoppt, die Innenseite der Abscheidungskammer wird einmal auf ein hohes Vakuum evakuiert, und danach wird die Bildung der Schicht abgeschlossen. Zu dieser Zeit ist es notwendig, dass der a-C:H-Film derart gebildet werden kann, dass ein a-C:H-Film die Bedingungen erfüllt, dass der Wert der dynamischen Härte, der unter Verwendung des Diamantstiftes mit der triangularen Pyramide mit der Spitze des Radius von nicht mehr als 0,1 μm und dem Kanten-zu-Kanten-Winkel von 115° gemessen wurde, nicht weniger als 30,6 MPa (300 kgf/mm²) und nicht mehr als 132,7 MPa (1300 kgf/mm²) beträgt oder derart, dass der a-C:H-Film die Bedingungen erfüllt, dass, wenn die Last auf den Diamantstift mit der Spitze mit dem Radius von nicht mehr als 15 μm ausgeübt wird, während der Diamantstift bei der Amplitude von 20 bis 100 μm, der Oszillationsfrequenz von 30 Hz und der Zuführungsrate von 2 bis 20 μm/sek bewegt wird, die kritische Last beim Reißen des Films nicht weniger als 50 mN und nicht mehr als 700 mN beträgt.
Während der Bildung des Films kann das zylindrische Substrat 502 bei einer vorbestimmten Rate durch eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) rotiert werden.
6 ist eine schematische Ansicht, welche ein Beispiel für ein Gerät (geeignet zur Massenherstellung) zum Ausbilden des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes durch das Plasma-CVD-Verfahren zeigt, welches eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die sich von der vorstehend angegebenen Ausführungsform von 5 unterscheidet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Hochfrequenz-Spannungsquelle, die hierin verwendet wird, eine Spannungsquelle des VHF-Bandes, die von 50 bis 450 MHz reicht.
In 6 bezeichnet Bezugszeichen 601 einen Reaktionsbehälter, welcher in einer Vakuum-hermetischen Struktur konstruiert ist. Bezugszeichen 615 stellt ein Abgasrohr dar, welches in dem Reaktionsbehälter 601 an einem Ende offen ist und welches in Verbindung mit einer Abgaseinheit (nicht gezeigt) an dem anderen Ende steht. Bezugszeichen 616 bezeichnet einen Entladungsraum, der von zylindrischen Substraten 602 umgeben ist, auf welchen ein Film gebildet wird. Eine Hochfrequenz-Spannungsquelle 612 ist elektrisch durch eine Hochfrequenz-Anpassungsbox 611 mit einer Kathodenelektrode 606 verbunden. Jedes zylindrische Substrat 602 wird in eine Halterung 607 gestellt und dann in dem Zustand auf einen Rotationsschaft 603 montiert. In der Figur bezeichnet Bezugszeichen 609 ein Quellengas-Einführungsventil und 610 ein Vakuummessgerät.
Die Verfahren in dem Verfahren zum Herstellen des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes, das das Gerät von 6 verwendet, sind im Wesentlichen die gleichen wie diejenigen in dem Verfahren, das das Gerät von 5 verwendet, bis darauf, dass der Aufbau der Kathode und Substrate sich unterscheidet und die Substrate immer durch jeweilige Rotationsmotoren 614 angetrieben werden.
[Beispiele]
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen beschrieben werden, aber es sollte erwähnt werden, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf diese Beispiele begrenzt ist.
[Beispiel 1]
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 5 veranschaulicht wird, wurden eine untere inhibierende Schicht und eine Licht leitende Schicht aufeinanderfolgend auf zylindrischen Al-Substraten unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen jeweils aufeinandergestapelt. Die Verfahren zur Filmbildung wurden gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren ausgeführt. Anschließend wurden Oberflächenschichten aus a-C:H, Probennamen 1A bis 1E, jeweils auf einem Substrat unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen aufeinandergestapelt, wodurch insgesamt fünf elektrofotografische lichtempfindliche Elemente hergestellt wurden. Gleichzeitig wurden Oberflächenschichten 1A bis 1E auch auf 7059-Glas (hergestellt von Corning Glassworks), das spiegelpoliert war und einen Si-Wafer abgeschieden, unter den gleichen Herstellungsbedingungen, wodurch Proben für den Einkerbungstest und die Infrarot-Absorptionsspektrum-Messung hergestellt wurden.
Tabelle 1 Herstellungsbedingungen für das elektrofotografische lichtempfindliche Element
Tabelle 2 Herstellungsbedingungen für die a-C:H-Oberflächenschicht
Die Bewertung wurde für die elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente und die Oberflächenschichtproben, die wie vorstehend beschrieben hergestellt wurden, ausgeführt.
(1) Bandlücke und Brechungsindex
Die Bandlücke und der Brechungsindex wurden unter Verwendung eines ultraviolett-nahen Infrarotspektrometer erhalten.
(2) Gehalt an Wasserstoff
Der Gehalt an Wasserstoff in dem Film wurde aus einem Infrarot-Absorptionsspektrum und der Dicke des Films erhalten.
(3) Dynamischer Härtetest
Ein Diamantstift mit einer triangularen Pyramide mit einer Spitze eines Radius von nicht mehr als 0,1 μm und einem Kanten-zu-Kanten-Winkel von 115° wurde auf der Oberfläche von jeder Oberflächenschichtprobe platziert, die auf 7059 Glas abgeschieden war, eine Last wurde auf dem Diamantstift in der vertikalen Richtung ausgeführt, und die dynamische Härte DH wurde aus der Gleichung von DH = α × p/d² berechnet, die die Relation zwischen der Last und der Einkerbungstiefe definiert. In dieser Gleichung ist α: 37,8, p: Last (gf), und d: Einkerbungstiefe (μm). Die Einkerbungstiefe sollte ungefähr ein Fünftel der Dicke des äußersten a-C:H-Films sein, um den Einfluss der darunterliegenden Basis zu verhindern.
(4) Bewertung des Schmelzens
In einem Haltbarkeitstest unter Verwendung eines elektrofotografischen Geräts (NP6060, hergestellt von CANON Inc.) wurde der Pressdruck der Reinigungsklinge auf die Hälfte herabgesetzt und die Oberflächentemperatur der Trommel wurde auf 60°C eingestellt, wodurch eine Umgebung geschaffen wurde, in welcher Schmelzen leicht auftrat. Jedes der elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente wurde in der beschleunigten Testmaschine, die so modifiziert war, montiert und einem Haltbarkeitstest für 100000 Plätze unterzogen. Nach dem Haltbarkeitstest wurden Halbtonbilder und die Oberflächen der elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente mit einem Mikroskop beobachtet, um das Vorhandensein oder Abhandensein von Schmelzen zu prüfen.
Die Kriterien der Bewertung des Schmelzens waren wie folgt.

o:: sehr gut, wobei kein Schmelzen für die gesamte Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes beobachtet wurde
Δ:: kein Problem mit geringfügigem Schmelzen wurde beobachtet, aber ohne Einfluss auf das Bild;
X:: Schmelzen trat auf, um auf dem Bild zu erscheinen, welches ein Problem bei der praktischen Verwendung ergeben konnte.

(5) Bewertung des ungleichförmigen Abriebs
Die Dicken der Oberflächenschicht der elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente für die Elektrofotografie, die dem Haltbarkeitstest in (4) unterzogen wurden, wurden vor und nach dem Haltbarkeitstest durch ein Interferometer vom Reflexionstyp gemessen. Die Halbtonbilder und die Oberflächen der elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente wurden visuell beobachtet, um das Vorhandensein oder Abhandensein von Streifenabschaben und Abrasion der Oberflächenschicht zu prüfen.
Kriterien für die Bewertung von ungleichförmigem Abschaben waren wie folgt.

o:: sehr gut, wobei weder ungleichförmiges Abschaben noch Streifenabschaben auf sowohl der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes als auch dem Bild beobachtet wurde;
Δ:: geringfügig ungleichförmiges Abschaben wurde auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes beobachtet, aber es zeigte sich kein Effekt auf dem Bild;
X:: Fehler bildeten sich, um auf dem Bild zu erscheinen, welches ein Problem bei der praktischen Verwendung verursachen konnte.

(6) Aufladbarkeit
Jedes elektrofotografische lichtempfindliche Element wurde auf einem elektrofotografischen Gerät (NP-6060, hergestellt von CANON Inc.) montiert, das für Experimente modifiziert wurde und die Hochspannung von +6 kV wurde auf die Aufladungsvorrichtung in einem Dunkelzustand angeregt, um Coronaentladen zu indizieren. Das Oberflächenpotenzial zu dieser Zeit wurde durch ein Oberflächen-Elektrometer gemessen, um die Bewertung durchzuführen.
(7) Empfindlichkeit
Jedes elektrofotografische lichtempfindliche Element wurde auf ein fixiertes Dunkel-Oberflächenpotenzial aufgeladen. Sofort danach wurde das elektrofotografische lichtempfindliche Element mit einem Halogenlampenlicht bestrahlt, von welchem Licht des Wellenlängenbereichs von nicht weniger als 600 nm durch die Verwendung eines Filters entfernt wurde, und die Menge an Licht wurde derart eingestellt, dass das helle Oberflächenpotenzial (d.h. das Oberflächenpotenzial unter Bestrahlung mit Licht) des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes ein vorbestimmter Wert (z.B. 50 V) wurde. Die Menge an Licht, die zu diesem Zeitpunkt notwendig ist, wurde aus der eingeschalteten Spannung der Halogenlampenquelle berechnet. Die Empfindlichkeit von jedem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element wurde gemessen, um die Bewertung gemäß den vorstehenden Verfahren durchzuführen.
(8) Restpotenzial
Jedes elektrofotografische lichtempfindliche Element wurde auf ein fixiertes Dunkel-Oberflächenpotenzial aufgeladen. Sofort danach wurde das lichtempfindliche Element mit einem relativ starken Licht mit einer fixierten Lichtmenge (z.B. 2 Lux·sek) bestrahlt. Eine Xenonlampe wurde als eine Lichtquelle verwendet, und das Licht der Lampe, von welcher Licht des Wellenlängenbereichs von nicht weniger als 600 nm durch die Verwendung eines Filters entfernt wurde, wurde verwendet. Das helle Oberflächenpotenzial von jedem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element zu dieser Zeit wurde durch ein Oberflächen-Elektrometer gemessen und das Restpotenzial davon wurde bewertet.
Kriterien für jede Bewertung der Aufladbarkeit, Empfindlichkeit und des Restpotenzials waren wie folgt.
o: gut
Δ: praktisch akzeptables Niveau,
X: möglicherweise ein Problem bei der praktischen Verwendung.
(Vergleichsbeispiel 1)
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 5 veranschaulicht wird, wurden eine untere inhibierende Schicht und eine Licht leitende Schicht aufeinanderfolgend auf einem Al-Substrat unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen jeweils aufeinanderfolgend gestapelt. Die Verfahren zur Filmbildung waren gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren. Anschließend wurden Oberflächenschichten aus a-C:H, Probennamen 1F bis 1H, jeweils auf einem Substrat unter den in Tabelle 3 gezeigten Bedingungen gestapelt, wodurch insgesamt drei elektrofotografische lichtempfindliche Elemente hergestellt wurden. Gleichzeitig wurden auch Oberflächenschichten 1F bis 1H jeweils auf 7059 Glas (hergestellt von Corning Glassworks), die spiegelpoliert waren, und einen Si-Wafer abgeschieden, wodurch Proben für den Einkerbungstest und die Infrarot-Absorptionsspektrum-Messung hergestellt wurden.
Tabelle 3 Herstellungsbedingungen für eine a-C:H-Oberflächenschicht
Die elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente und die Oberflächenschichtproben, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet.
Die Ergebnisse von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 werden zusammen in Tabelle 4 gezeigt. In dem Bereich der Einkerbungshärte von 300 kgf/mm² bis 1300 kgf/mm² unter den exakt definierten Bedingungen des Einkerbungstestes, wurde weder Schmelzen noch ungleichförmiges Abschaben beobachtet, wobei so die sehr guten Ergebnisse erhalten wurden. Alle lichtempfindlichen Elemente zeigten gute elektrische Eigenschaften, die zur Elektrofotografie notwendig waren, und es wurde verifiziert, dass keine Störung mit dem a-C:H-Film der vorliegenden Erfindung auftrat, der auf der Oberfläche bereitgestellt war. Insbesondere in dem Bereich der Einkerbungshärte von 400 kgf/mm² bis 1000 kgf/mm² war die Aufladbarkeit herausragend.
[Beispiel 2]
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 6 veranschaulicht wird, wurden eine Ladungstransportschicht und eine Ladungserzeugungsschicht aufeinanderfolgend auf dem Al-Substrat unter den in Tabelle 5 gezeigten Bedingungen jeweils aufeinandergestapelt. Die Verfahren zur Filmbildung waren gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren. Anschließend wurden Oberflächenschichten aus a-C:H, 2A bis 2E jeweils auf einem Substrat unter den in Tabelle 6 gezeigten Bedingungen aufeinandergestapelt, wodurch insgesamt fünf elektrofotografische lichtempfindliche Elemente hergestellt wurden. Gleichzeitig wurden Oberflächenschichten 2A bis 2E auch jeweils auf 7059 Glas (hergestellt von Corning Glassworks), das spiegelpoliert war, und einen Si-Wafer abgeschieden, wodurch Proben für den Einkerbungstest und die Infrarot-Absorptionsspektrum-Messung hergestellt wurden.
Die elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente und die Oberflächenschichtproben, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet.
Tabelle 5 Herstellungsbedingungen für das elektrofotografische lichtempfindliche Element
Tabelle 6 Herstellungsbedingungen für eine a-C:H-Oberflächenschicht
(Vergleichsbeispiel 2)
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 6 veranschaulicht wird, wurden eine Ladungstransportschicht und eine Ladungserzeugungsschicht aufeinanderfolgend auf Al-Substraten unter den in Tabelle 5 gezeigten Bedingungen jeweils aufeinandergestapelt. Die Verfahren zur Filmbildung waren gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren. Anschließend wurden Oberflächenschichten aus a-C:H, 2F bis 2H, jeweils auf einem Substrat unter den in Tabelle 7 gezeigten Bedingungen aufeinandergestapelt, wodurch insgesamt drei elektrofotografische lichtempfindliche Elemente erhalten wurden. Gleichzeitig wurden zudem Oberflächenschichten 2F bis 2H jeweils auf 7059 Glas (hergestellt von Corning Glassworks), das spiegelpoliert war, und einen Si-Wafer abgeschieden, wodurch Proben für den Einkerbungstest und die Infrarot-Absorptionsspektrum-Messung hergestellt wurden.
Die elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente und die Oberflächenschichtproben, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet.
Tabelle 7 Herstellungsbedingungen einer a-C:H-Oberflächenschicht
Die Ergebnisse von Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 werden zusammen in Tabelle 8 dargestellt. Es wurde verifiziert, dass der Effekt der vorliegenden Erfindung auch ohne irgendein Problem erreicht wurde, wo die Schichtstruktur der lichtempfindlichen Schicht vom funktional separierten Typ der Ladung transportierenden Schicht und der Ladung erzeugenden Schicht war. Es wurde auch verifiziert, dass der Effekt der vorliegenden Erfindung nicht negativ durch die Verwendung von H₂, He, Ar, etc. als ein Verdünnungsgas bei der Filmbildung des a-C:H-Films der vorliegenden Erfindung beeinträchtigt wurde.
[Beispiel 3]
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 5 veranschaulicht wurde, wurde das elektrofotografische lichtempfindliche Element der vorliegenden Erfindung auf dem Al-Substrat unter den in Tabelle 9 gezeigten Bedingungen hergestellt. Die Verfahren der Filmbildung waren gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren. In dem vorliegenden Beispiel enthielt die äußerste Oberflächenschicht Fluor aus CF₄-Gas. Gleichzeitig wurde zudem eine zweite Oberflächenschicht auf 7059 Glas (hergestellt von Corning Glassworks), das spiegelpoliert war, abgeschieden, unter den gleichen Herstellungsbedingungen, wodurch eine Probe für den dynamischen Härtetest hergestellt wurde.
Tabelle 9 Herstellungsbedingungen für ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element
Die Härte der Probe für den dynamischen Härtetest, die auf diese Weise hergestellt wurde, betrug 43,9 MPa (430 kgf/mm²). Ferner wurde das elektrofotografische lichtempfindliche Element auf die gleiche Kopiermaschine wie in Beispiel 1 montiert und wurde dem Haltbarkeitstest von 100000 Blättern unterzogen. Weder Schmelzen noch Streifenabschaben trat auf und sehr gute Bilder wurden stabil über die Langzeitdauer erhalten.
[Beispiel 4]
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 5 veranschaulicht wurde, wurden eine untere inhibierende Schicht und eine Licht leitende Schicht aufeinanderfolgend auf zylindrischen Al-Substraten unter den in Tabelle 10 gezeigten Bedingungen jeweils aufeinandergestapelt. Die Verfahren zur Filmbildung waren gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren. Schließlich wurden Oberflächenschichten aus a-C:H, Probennamen 4A bis 4E auf ein Substrat unter den in Tabelle 11 gezeigten Bedingungen aufeinandergestapelt, wodurch insgesamt fünf elektrofotografische lichtempfindliche Elemente hergestellt wurden. Gleichzeitig wurden zudem Oberflächenschichten 4A bis 4E jeweils auf 7059 Glas (hergestellt von Corning Glassworks), das spiegelpoliert war, und einen Si-Wafer unter den gleichen Herstellungsbedingungen abgeschieden, wodurch Proben für den Kratztest und die Infrarot-Absorptionsspektrum-Messung hergestellt wurden.
Tabelle 10 Herstellungsbedingungen für ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element
Tabelle 11 Herstellungsbedingungen für eine a-C:H-Oberflächenschicht
Die elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente und die Oberflächenschichtproben, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurden bewertet und der Kratztest davon wurde wie folgt ausgeführt.
(9) Kratztest
Ein Diamantstift mit einer Spitze mit einem Radius von 5 μm wurde auf der Oberfläche von jeder Oberflächenschichtprobe platziert, die auf 7059 Glas abgeschieden wurde, eine Last wurde auf den Stift ausgeübt, während dieser mit einer Amplitude von 50 μm, einer Oszillationsfrequenz von 30 Hz, und einer Zuführungsrate von 10 μm/sek bewegt wurde, und eine Beobachtung wurde ausgeführt, um ein Reißen der Filmoberfläche zu prüfen, das mit dem Auftreten eines Kratzgeräuschs verbunden war. Die kritische Last wurde gemessen, wenn zuerst ein Reißen des Films auftrat.
(Vergleichsbeispiel 3)
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 5 veranschaulicht wird, wurden eine untere inhibierende Schicht und eine Licht leitende Schicht aufeinanderfolgend auf Al-Substraten unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen jeweils aufeinandergestapelt. Die Verfahren zur Filmbildung waren entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren. Anschließend wurden Oberflächenschichten von a-C:H, Probennamen 4F bis 4H jeweils auf einem Substrat unter den in Tabelle 12 gezeigten Bedingungen gestapelt, wodurch insgesamt drei elektrofotografische lichtempfindliche Elemente hergestellt wurden. Gleichzeitig wurden Oberflächenschichten 4F bis 4H auch jeweils auf 7059 Glas (hergestellt von Corning Glassworks), das spiegelpoliert war, und einen Si-Wafer abgeschieden, wodurch Proben für den Kratztest und die Infrarot-Absorptionsspektrum-Messung hergestellt wurden.
Tabelle 12 Herstellungsbedingungen einer a-C:H-Oberflächenschicht
Die elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente und die Oberflächenschichtproben, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 4 bewertet.
Die Ergebnisse von Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 3 werden zusammen in Tabelle 13 gezeigt. In dem Fall der kritischen Last von 50 mN bis 700 mN unter den exakt definierten Bedingungen des Kratztestes, trat weder Schmelzen noch ungleichförmiges Abschaben auf und es wurden sehr gute Ergebnisse erhalten. Alle lichtempfindlichen Elemente zeigten gute elektrische Eigenschaften für die Elektrofotografie und es wurde verifiziert, dass kein Fehler mit dem a-C:H-Film der vorliegenden Erfindung, der in der Oberfläche bereitgestellt wurde, zu vermerken war.
[Beispiel 5]
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 6 veranschaulicht wird, wurden eine Ladung transportierende Schicht und eine Ladung erzeugende Schicht aufeinanderfolgend jeweils auf Al-Substrate unter den in Tabelle 14 gezeigten Bedingungen gestapelt. Die Verfahren zur Filmbildung waren entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren. Anschließend wurden Oberflächenschichten aus a-C:H, Probennamen 5A bis 5E jeweils auf einem Substrat unter den in Tabelle 15 gezeigten Bedingungen aufeinandergestapelt, wodurch insgesamt fünf elektrofotografische lichtempfindliche Elemente hergestellt wurden. Gleichzeitig wurden Oberflächenschichten 5A bis 5E jeweils auf 7059 Glas (hergestellt von Corning Glassworks), das spiegelpoliert war, und einen Si-Wafer abgeschieden, wodurch Proben für den Kratztest und die Infrarot-Absorptionsspektrum-Messung hergestellt wurden.
Die elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente und die Oberflächenschichtproben, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet.
Tabelle 14 Herstellungsbedingungen eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes
Tabelle 15 Herstellungsbedingungen für eine a-C:H-Oberflächenschicht
(Vergleichsbeispiel 4)
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 6 veranschaulicht wird, wurden eine Ladung transportierende Schicht und eine Ladung erzeugende Schicht aufeinanderfolgend auf Al-Substraten unter den in Tabelle 14 gezeigten Bedingungen aufeinandergestapelt. Die Verfahren zur Filmbildung waren entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren. Anschließend wurden Oberflächenschichten aus a-C:H, Probennamen 5F bis 5H jeweils auf einem Substrat unter den in Tabelle 16 gezeigten Bedingungen aufeinandergestapelt, wodurch insgesamt drei elektrofotografische lichtempfindliche Elemente hergestellt wurden. Gleichzeitig wurden Oberflächenschichten 5F bis 5H auch jeweils auf 7059 Glas (hergestellt von Corning Glassworks), das spiegelpoliert war, und einen Si-Wafer, abgeschieden, wodurch Proben für den Kratztest und die Infrarot-Absorptionsspektrum-Messung hergestellt wurden.
Die elektrofotografischen lichtempfindlichen Elemente und die Oberflächenschichtproben, die auf diese Weise hergestellt wurden, wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet.
Die Ergebnisse von Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 4 werden zusammen in Tabelle 17 gezeigt. Es wurde verifiziert, dass der Effekt der vorliegenden Erfindung auch ohne irgendein Problem erreicht wurde, wo die Schichtstruktur der lichtempfindlichen Schicht vom funktional separierten Typ der Ladung transportierenden Schicht und der Ladung erzeugenden Schicht war. Es wurde auch verifiziert, dass der Effekt der vorliegenden Erfindung nicht negativ durch die Verwendung von H₂, He, Ar, etc. als ein Verdünnungsgas bei der Gelegenheit der Filmbildung des a-C:H-Film der vorliegenden Erfindung beeinträchtigt wurde.
Tabelle 16 Herstellungsbedingungen einer a-C:H-Oberflächenschicht
[Beispiel 6]
Unter Verwendung des Plasma-CVD-Geräts, das in 5 veranschaulicht wird, wurde das elektrofotografische lichtempfindliche Element der vorliegenden Erfindung auf einem Al-Substrat unter den in Tabelle 18 gezeigten Bedingungen hergestellt. Die Verfahren der Filmbildung waren gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren. In dem vorliegenden Beispiel enthielt die äußerste Oberflächenschicht Fluor aus CF₄-Gas. Gleichzeitig wurde eine zweite Oberflächenschicht auf 7059 Glas (hergestellt von Corning Glassworks), das spiegelpoliert war, unter den gleichen Herstellungsbedingungen abgeschieden, wodurch eine Probe für den Kratztest hergestellt wurde.
Tabelle 18 Herstellungsbedingungen für ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element
Die kritische Last der Probe für den Kratztest, die auf diese Weise hergestellt wurde, betrug 100 mN. Ferner wurde das elektrofotografische lichtempfindliche Element auf der gleichen Kopiermaschine wie im Beispiel 4 montiert und wurde dem Haltbarkeitstest von 100000 Blättern unterzogen. Weder Schmelzen noch Streifenabschaben trat auf und sehr gute Bilder wurden stabil über die lange Zeit erhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, indem die äußerste Oberfläche eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes aus einem nicht-monokristallinen Kohlenstofffilm, der Wasserstoff umfasst, wobei die dynamische Härte davon, gemessen unter Verwendung eines Diamantstiftes einer triangularen Pyramide mit einer Spitze mit einem Radius von nicht mehr als 0,1 μm und einem Kanten-zu-Kanten-Winkel von 115° nicht weniger als 30,6 MPa (300 kgf/mm₂) und nicht mehr als 132,7 MPa (1300 kgf/mm²) beträgt und der optische Bandspalt des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 1,3 bis 2,0 eV beträgt, möglich, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element zu implementieren, das nicht an dem Schmelzen des Toners oder dem ungleichförmigen Abschaben unter irgendwelchen Bedingungen von Umständen, elektrofotografisches Gerät, der Art des Toners, einschließlich des Toners mit niedrigem Schmelzpunkt, der Oberflächeneigenschaft des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes, dem Pressdruck der Reinigungsvorrichtung, der Verfahrensgeschwindigkeit, der Komponenten des Toners, usw. und, dass herausragende Bilder mit hoher Auflösung und gleichförmiger Dichte immer beibehalten werden können.
Zudem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, indem die äußerste Oberfläche eines elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes eines nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms, der Wasserstoff umfasst, wobei bei der Gelegenheit der Anlegung einer Last auf einem Diamantstift mit einer Spitze mit einem Radius von nicht mehr als 15 μm, während der Stift mit einer Amplitude von 20 bis 100 μm, einer Oszillationsfrequenz von 30 Hz und einer Zuführungsrate von 2 bis 20 μm/sek bewegt wird, die kritische Last des Reißens des abgeschiedenen Films nicht weniger als 50 mN und nicht mehr als 700 mN beträgt und der optische Bandspalt des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 1,2 bis 2,0 eV beträgt, ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element zu implementieren, das nicht an dem Schmelzen des Toners oder dem ungleichförmigen Abschaben unter irgendwelchen Bedingungen von Umständen, elektrofotografisches Gerät, der Art des Toners einschließlich des Toners mit niedrigem Schmelzpunkt, der Oberflächeneigenschaft des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elementes, des Pressdruckes des Toners, der Verfahrensgeschwindigkeit, Komponenten des Toners usw. leidet und das herausragende Bilder mit hoher Auflösung und gleichförmiger Dichte immer beibehalten kann.
Wie vorstehend im Detail angegeben, kann die vorliegende Erfindung elektrofotografische lichtempfindliche Elemente bereitstellen, die im Vergleich zu den herkömmlichen Elementen überlegene Eigenschaften besitzen.
Um ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element bereitzustellen, das immer gute Bilder ohne Auftreten von Schmelzen des Toners beibehalten kann, unabhängig von den Umständen und der Kombination von Pressdruck einer Reinigungsvorrichtung, Verfahrensgeschwindigkeit, Komponenten, die im Toner enthalten sind, etc. und, das immer gute Bilder mit hoher Auflösung und gleichförmiger Dichte ohne das Auftreten von ungleichförmigem Abschaben gegen ein Reinigungssystem oder Toner beibehalten kann, ist dessen äußerste Oberfläche aus einem nicht-monokristallinen Kohlenstofffilm umfasst, der Wasserstoff umfasst, und eine dynamische Härte von nicht weniger als 30,6 MPa (300 kgf/mm²) und nicht mehr als 132,7 MPa (1300 kgf/mm²) aufweist, gemessen unter Verwendung eines Diamantstiftes aus einer triangularen Pyramide mit einer Spitze mit einem Radius von nicht mehr als 0,1 μm und einem Kanten-zu-Kanten-Winkel von 115° und der optische Bandspalt des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms beträgt 1,3 bis 2,0 eV, oder dessen äußerste Oberfläche ist aus einem nicht-monokristallinen Kohlenstofffilm umfasst, der Wasserstoff umfasst, und eine kritische Last des Reißens des Films von nicht weniger als 50 mN und nicht mehr als 700 mN aufweist, gemessen, wenn eine Last auf einem Diamantstift mit einer Spitze eines Radius von nicht mehr als 15 μm ausgeübt wird, während der Stift bei einer Amplitude von 20 bis 100 μm, einer Oszillationsfrequenz von 30 Hz und einer Zuführungsrate von 2 bis 20 μm/sek bewegt wird und der optische Bandspalt des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 1,2 bis 2,0 eV beträgt.

Claims

Elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einer äußersten Oberfläche, die aus einem nicht-monokristallinen Kohlenstofffilm umfasst ist, der Wasserstoff umfasst, wobei der nicht-monokristalline Kohlenstofffilm eine dynamische Härte von nicht weniger als 30,6 MPa (300 kgf/mm²) und nicht mehr als 132,7 MPa (1300 kgf/mm²) aufweist, gemessen mit einem Diamantstift aus einer triangularen Pyramide mit einer Spitze eines Radius von nicht mehr als 0,1 μm und eines Kanten-zu-Kanten-Winkels von 115°, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Bandspalt des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 1,3 bis 2,0 eV beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 1, wobei der Wasserstoffgehalt des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 10 bis 60% beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Brechungsindex des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 1,8 bis 2,8 beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dicke des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 5 bis 1000 nm (50 bis 10000 Å) beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dicke des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 10 bis 200 nm (100 bis 2000 Å) beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das eine lichtempfindliche Schicht umfasst, die aus nicht-monokristallinem Material umfasst ist, das Silicium als eine Matrix umfasst.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das eine untere inhibierende Schicht, eine lichtempfindliche Schicht, und eine obere inhibierende Schicht umfasst.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, das eine Ladung transportierende Schicht, eine Ladung erzeugende Schicht, und eine Oberflächenschutzschicht umfasst.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die dynamische Härte des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms nicht weniger als 40,8 MPa (400 kgf/mm²) und nicht mehr als 102,0 MPa (1000 kgf/mm²) beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit einer äußersten Oberfläche, die aus einem nicht-monokristallinen Kohlenstofffilm umfasst ist, der Wasserstoff umfasst, wobei der nicht-monokristalline Kohlenstofffilm eine kritische Last beim Reißen des Films von nicht weniger als 50 mN und nicht mehr als 700 mN aufweist, gemessen, wenn eine Last auf einen Diamantstift mit einer Spitze eines Radius von nicht mehr als 15 μm ausgeübt wird, während der Stift bei einer Amplitude von 20 bis 100 μm, einer Oszillationsfrequenz von 30 Hz, und einer Zuführungsrate von 2 bis 20 μm/sek bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Bandspalt des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 1,2 bis 2,0 eV beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 10, wobei die kritische Last beim Reißen des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms nicht weniger als 100 mN und nicht mehr als 500 mN beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei der Wasserstoffgehalt des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 10 bis 60% beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Brechungsindex des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms 1,8 bis 2,8 beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Dicke des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms nicht weniger als 5 nm (50 Å) und nicht mehr als 1000 nm (10000 Å) beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Dicke des nicht-monokristallinen Kohlenstofffilms nicht weniger als 10 nm (100 Å) und nicht mehr als 200 nm (2000 Å) beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, das eine lichtempfindliche Schicht umfasst, die aus einem nicht-monokristallinen Material umfasst ist, das Silicium als eine Matrix umfasst.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, das eine untere inhibierende Schicht, eine lichtempfindliche Schicht, und eine obere inhibierende Schicht umfasst.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, das eine Ladung transportierende Schicht, eine Ladung erzeugende Schicht, und eine Oberflächenschutzschicht umfasst.