DE69830644T2

DE69830644T2 - Elektrophotographisches lichtempfindliches Element, elektrophotographischer Apparat und elektrophotographisches Verfahren

Info

Publication number: DE69830644T2
Application number: DE69830644T
Authority: DE
Inventors: Shigenori Ohta-ku Ueda; Junichiro Ohta-ku Hashizume; Makoto Ohta-ku Aoki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: JP3507322B2; EP0926559A1; US6183930B1; JPH11184341A; DE69830644D1; EP0926559B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, ein elektrophotographisches Gerät sowie ein elektrophotographisches Verfahren, und insbesondere ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, welches ein Lichtaufnahmeelement ist, ein elektrophotographisches Gerät sowie ein elektrophotographisches Verfahren, die hochqualitative Bilder stabil über eine lange Zeitdauer ohne jegliche Bildunschärfe und Bildverschmierung (Image smearing) ermöglichen.
Verwandter Stand der Technik
Bisher sind mehrere elektrophotographische Verfahren bekannt, wie sie z.B. in dem US Patent Nr. 2,297,692, in der japanischen Patentschrift Nr. 42-23910 und der japanischen Patentschrift Nr. 43-24748 beschrieben sind. Es ist herkömmliche Praxis, ein Lichtaufnahmeelement zu verwenden, um ein elektrisches latentes Bild auf dem Lichtaufnahmeelement durch verschiedene Einrichtungen zu erzeugen, dann das latente Bild mit einem Entwicklungsmittel (Entwickler) zu entwickeln, das Entwicklerbild bei Bedarf auf ein Transfermedium wie etwa Papier elektrisch zu übertragen und danach das Bild mittels Wärme, Druck, Wärme und Druck oder einem Lösungsmitteldampf oder dergleichen zu fixieren, um eine Kopie zu erhalten.
Da in den vorstehenden Schritten der restliche Entwickler auf der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements verbleibt, und zwar selbst nachdem das Entwicklerbild auf das Transfermedium übertragen worden ist, wird eine Reinigungsklinge, die als ein Mittel zur Entfernung des restlichen Entwicklers eingesetzt wird, mit der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements in Kontakt gebracht, um den restlichen Entwickler davon abzukratzen und den nicht übertragenen Entwickler aus dem System auszustoßen.
Als Materialien für das Lichtaufnahmeelement, das als elektrophotographisches lichtempfindliches Element eingesetzt wird, werden mehrere verschiedene Materialien vorgeschlagen, einschließlich anorganischen Materialien wie etwa Selen, Cadmiumsulfid, Zinkoxid und amorphe Silizium (hierin als a-Si bezeichnet), organische Materialien, usw. Von diesen Materialien werden nicht monokristalline abgeschiedene Filme mit Siliziumatomen als Hauptkomponente, klassifiziert als a-Si, z.B. amorphe abgeschiedene Filme aus a-Si oder dergleichen mit Wasserstoff und/oder Halogen (z.B. Fluor, Chlor, usw.) (z.B. zum Kompensieren von Wasserstoff oder freien Bindungen) als nicht verschmutzende lichtempfindliche Elemente mit einer hohen Leistung und einer hohen Beständigkeit vorgeschlagen und einige von ihnen werden praktisch angewendet. Das US Patent Nr. 4,265,991 offenbart die Technologie eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements, dessen lichtleitende Schicht hauptsächlich aus a-Si erzeugt worden ist. Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 60-12554 offenbart eine Oberflächenschicht mit Kohlenstoff- und Halogenatomen in der Oberfläche einer lichtleitenden Schicht, die aus amorphem Silizium mit Siliziumatomen aufgebaut ist, und die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2-111962 offenbart ein lichtempfindliches Element mit einer Oberflächenschutz- und -Schmierschicht, die auf einer lichtempfindlichen Schicht aus a-Si:H oder a-C:H vorgesehen ist. Dieses sind alles Techniken zur Erhöhung der Fähigkeit zur Wasserabweisung und der Strapazierfähigkeit und sie schließen keine Beschreibung der Beziehung zwischen dem elektrophotographischen Prozess und der Abkratzfähigkeit der Oberflächenschicht mit ein.
Da die lichtempfindlichen Elemente auf a-Si-Basis, klassifiziert als a-Si, ausgezeichnete Eigenschaften darin aufweisen, dass sie eine hohe Lichtempfindlichkeit gegenüber langen Wellenlängen wie etwa denen von Halbleiterlasern (770 nm bis 800 nm) zeigen und sie eine geringe Verschlechterung bei wiederholtem Einsatz besitzen, werden sie weit verbreitet als lichtempfindliche Elemente für die Elektrophotographie eingesetzt, z.B. in Hochgeschwindigkeitskopiergeräten, LBPs (Laserstrahldruckern), usw.
Als die Verfahren zur Erzeugung der nicht monokristallinen abgeschiedenen Filme auf Siliziumbasis gibt es viele bekannte Verfahren, einschließlich dem Sputterverfahren, dem Verfahren der Zersetzung eines Ausgangsgases mittels Wärme (thermisches CVD-Verfahren), dem Verfahren der Zersetzung eines Ausgangsgases mittels Licht (Photo-CVD-Verfahren), dem Verfahren der Zersetzung eines Ausgangsgases in einem Plasma (Plasma-CVD-Verfahren), usw. Von diesen Verfahren ist das Plasma-CVD-Verfahren, welches ein Verfahren zur Zersetzung eines Ausgangsgases mittels einer durch Gleichstrom, eine hohe Frequenz (RF oder VHF) oder einer Mikrowelle erzeugten Glühentladung oder derlgeichen ist, zur Erzeugung eines Abscheidungsfilm auf einem gewünschten Substrat wie etwa Glas, Quarz, einem wärmebeständigen synthetischen Harzfilm, Edelstahl oder Aluminium, momentan auf dem Weg für den praktischen Einsatz, einschließlich nicht nur dem Verfahren zur Erzeugung von amorphen Silizium-Abscheidungsfilmen für die Elektrophotographie, sondern ebenso Verfahren zur Erzeugung von Abscheidungsfilmen für andere Einsätze, und es werden auch verschiedene Geräte für solche Verfahren vorgeschlagen.
Ferner gibt es auf dem Gebiet der Anwendung von elektrophotographischen lichtempfindlichen Elementen in den letzten Jahren stärkere Forderungen nach einer Verbesserung der Filmqualität und der Verarbeitungsleistung und es werden auch mehrere verschiedene Ideen untersucht.
Insbesondere werden die Plasmaprozesse unter Verwendung einer Hochfrequenzenergie aufgrund ihrer verschiedenen Vorteile, einschließlich der hohen Stabilität der Entladung, des möglichen Einsatzes zur Erzeugung von Isoliermaterialien wie etwa Oxidfilmen oder Nitridfilmen usw. eingesetzt.
Für die Lichtaufnahmeelemente werden kürzlich Verbesserungen hinsichtlich der elektrophotographischen Eigenschaften in Bezug auf Hochgeschwindigkeitsoperationen und einer helleren Bildqualität gefordert. Deshalb werden zusätzlich zu der Verbesserung der Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements die Korndurchmesser des Entwicklers gesenkt und es werden häufig solche Entwickler eingesetzt, die einen gewichtsgemittelten Korndurchmesser von 5 bis 8 μm besitzen, gemessen mittels eines Coulter-Zählers oder dergleichen.
Da die Lichtaufnahmeelemente auf a-Si-Basis eine Oberflächenhärte aufweisen, die viel höher als die der anderen lichtempfindlichen Elemente ist, wird gewöhnlicherweise ein Reinigungsverfahren vom Klingentyp mit einer hohen Reinigungsfähigkeit als Reinigungsmittel eingesetzt.
Jedoch gibt es in einem solchen Reinigungsverfahren vom Klingentyp den Fall, das zwischen den Mengen an Entwickler, der auf der Klingenoberfläche aufgrund der Unterschiede in den Charakterenmustern in einem Originaldiagramm verbleibt, Unterschiede auftreten können und ein ungleichförmiges Abkratzen in der Oberflächenschicht des Lichtaufnahmeelements auftreten kann. Wenn ein solches ungleichmäßiges Abkratzen auftritt, treten Empfindlichkeitsunregelmäßigkeiten als elektrophotographische Eigenschaft auf und resultieren in einer Dichteunregelmäßigkeit in einem Bild. Dieses Phänomen wird insbesondere dann ausgeprägter, wenn die Korndurchmesser des Entwicklers sinken. In den letzen Jahren treten solche Dichteunregelmäßigkeiten leichter auf, weil die Absenkung der Korndurchmesser des Entwicklers vorangetrieben wurde, um die Forderungen nach einer höheren Qualität der Bildeigenschaft zu erfüllen.
Ferner verbessert das Absenken der Korndurchmesser des Entwicklers einerseits die Bildqualität, während andererseits die Scheuerkraft leicht ansteigt. Dieser Anstieg der Scheuerkraft verursacht, dass der Entwickler (Toner) durch die Reinigungsklinge hindurchschlüpft, und zwar aufgrund des Ratterns der Reinigungsklinge oder dergleichen, und dieses Durchschlüpfen des Entwicklers kann einen Reinigungsfehler von der Art einer schwarzen Linie verursachen. Falls der Kopierschritt in diesem Zustand wiederholt wird, können Feinteilchen des Entwicklers und der Additive (Strontiumtitanat, Siliziumoxid, usw.), die in dem Entwickler enthalten sind, in einer Corona-Ladevorrichtung derart gestreut werden, dass sie an einer Drahtelektrode der Corona-Ladevorrichtung (hierin nachstehend als Ladevorrichtungsdraht bezeichnet) anhaften, um dadurch Entladungsunregelmäßigkeiten zu verursachen. Falls die Entladungsunregelmäßigkeiten aufgrund der Kontamination des Ladevorrichtungsdrahtes verursacht werden, kann im Falle einer positiven Entwicklung (ein Verfahren der Entwicklung von unbelichteten Bereichen der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements) die Qualität des Ausgabebildes durch das Auftreten von linearen Leerflächenbereichen auf dem Bild, schuppenartigen schwarzen Nebeln, die über das gesamte Bild gestreut sind, lokalen schwarzen Punkten (0,1 bis 0,3 mm im Durchmesser) ohne Periodizität, usw. verringert sein.
Wenn ferner die Kontamination des Ladevorrichtungsdrahtes hervorgerufen wird, kann eine anormale Entladung zwischen dem kontaminierten Bereich und dem Lichtaufnahmeelement induziert werden, wobei somit die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements beschädigt wird, so dass Bilddefekte hervorgerufen werden.
Falls zusätzlich der Reibungswiderstand hoch ist, wird Reibungswärme zwischen dem Lichtaufnahmeelement und der Reinigungsklinge aufgebaut und diese Reibungswärme kann ein Schmelzphänomen verursachen, in welchem der für die Wärmefixierung eingesetzte Entwickler feste auf die Oberfläche des Lichtaufnahmeelements anhaftet.
Insbesondere wird dieses Schmelzphänomen in Proportion zu der Absenkung der Korndurchmesser des Entwicklers wichtiger; im ersten Schritt ist das Schmelzphänomen zu schwach, um das Bild zu beeinflussen; aber der wiederholte Einsatz erzeugt kleine Verschmelzungskeime, lässt diese graduell anwachsen und verursacht letztendlich Bilddefekte von der Art einer schwarzen Linie.
Als Verfahren zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme sind die folgenden mit eingeschlossen: ein Verfahren der Steigerung des Anpressdrucks der Reinigungsklinge, ein Verfahren der Steigerung der Härte der elastischen Kautschukklinge, usw. Jedoch steigern diese Verfahren die Reibungskraft zwischen der Klinge und der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements, was die ungleichförmige Abkratzung der Oberflächenschicht fördert. Ferner kann das Verfahren der Steigerung der Härte der Klinge zu dem Problem führen, dass das Material der Klinge zerbrechlich wird, wodurch die Lebensdauer der Klinge verkürzt wird.
Als Gegenmaßnahme gegen eine solche ungleichförmige Abkratzung wurde bisher manchmal ein Verfahren verwendet, in dem ein Mittel verwendet wurde, um eine Magnetwalze oder eine Reinigungswalze aus Urethankautschuk, Silikonkautschuk oder dergleichen mit der Eigenschaft zur gleichförmigen Verteilung des Entwicklers beim Erreichen der Reinigungsklinge zu versehen, um dadurch zu einer Reduzierung der Rückhalteunregelmäßigkeiten des Entwicklers auf der Klingenoberfläche zu führen.
Eine weitere wichtige Rolle der vorstehenden Magnetwalze oder der Reinigungswalze aus Urethankautschuk, Silikonkautschuk oder dergleichen ist die Entfernung der Corona-Entladungsprodukte auf der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements.
Die Corona-Entladungsprodukte schließen Stickstoffoxide (NO_x) mit ein, die durch Oxidation von Stickstoff an der Luft mit bei der Corona-Entladung erzeugtem Ozon erzeugt worden sind. Ferner reagieren diese Stickstoffoxide mit Wasser an der Luft unter Erzeugung von Stickstoffsäuren und anderen Produkten. Die Produkte aufgrund der Corona-Entladung wie etwa die Stickstoffoxide, Stickstoffsäuren, usw., haften an die Oberflächen des Lichtaufnahmeelements und den Periphergeräten an und lagern sich darauf ab, so dass ihre Oberflächen kontaminiert werden.
Die Corona-Entladungsprodukte haben eine stark hygroskope Eigenschaft und die Oberfläche des Lichtaufnahmeelements, welche diese adsorbiert, unterliegt einem wesentlichen Abfall seiner Ladungsaufrechterhaltungsfähigkeit in der gesamten Oberfläche oder in einem Teil der Oberfläche, und zwar aufgrund des Absinkens des Widerstands der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements, der durch Feuchtigkeitsabsorption der darauf abgeschiedenen Corona-Entladungsprodukte verursacht wird, was die Ursache des Bildverschmierung genannten Bilddefekts ist (die Ladung in der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements leckt in den ebenen Richtungen, so dass die Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bildmusters zerstört wird oder misslingt).
Ferner werden die Corona-Entladungsprodukte, die an die Innenfläche einer Abschirmplatte der Corona-Ladevorrichtung anhaften, nicht nur während des Betriebs des elektrophotographischen Geräts verdampft und freigesetzt, sondern ebenso während der Ruhephasen des Geräts, z.B. während der Nachtzeit, und sie haften dann an die Oberfläche des Lichtaufnahmeelements in einem Teil davon an, der der Entlade-Öffnungsregion der Ladevorrichtung entspricht. Da diese Corona-Entladungsprodukte derart Feuchtigkeit absorbieren, dass der Widerstand der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements sinkt, wird in der ersten oder den ersten Kopien, die nach einem Neustart des Betriebs nach einer langen Ruhephase des elektrophotographischen Geräts ausgegeben werden, an den Teil der Lichtaufnahmeelementoberfläche, die der Öffnungsregion der Ladevorrichtung während der vorhergehenden Ruhephase des Geräts entspricht, leichter eine Bildverschmierung, spurenhafte Ladungsvorrichtungsverschmierung genannt, verursacht.
Als eine Gegenmaßnahme zur Verhinderung dieses Bildverschmierungsphänomens wurde die Vorsehung einer Einrichtung zur Aufheizung der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements auf ungefähr 30 bis 50°C durch eine Heizvorrichtung zum Beheizen des Lichtaufnahmeelements, eine Einrichtung zur Belüftung des Lichtaufnahmeelements mittels einer Heißluftbelüftungsvorrichtung, oder dergleichen in Kombination mit der vorstehend beschriebenen Abkratzeinrichtung wie etwa der Reinigungswalze, usw. in der Praxis eingesetzt. Diese Heizeinrichtung wird manchmal zur Verringerung der relativen Feuchtigkeit eingesetzt, um die auf der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements anhaftenden Corona-Entladungsprodukte und das durch die Corona-Entladungsprodukte absorbierte Wasser zu verdampfen, und um dadurch das wesentliche Absenken des Widerstands der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements zu verhindern.
Jedoch kann diese Heizeinrichtung Bilddichteunregelmäßigkeiten von Dunkelbereichen und Lichtbereichen, die eine Teilbilddichte zum Zeitpunkt der Rotation eines rotierenden zylindrischen Entwicklerträgers aufweisen, bewirken, wenn die Größe des Lichtaufnahmeelements und die Dicke des leitfähigen Substrats des Lichtaufnahmeelements mit dem Sinken der Größe und der Kosten des elektrophotographischen Geräts sinken. Der Grund liegt darin, dass während der Ruhephase des Geräts die Hitze des Lichtaufnahmeelements den rotierenden zylindrischen Entwicklerträger aufweitet, so dass die Abstände zu dem gegenüberliegenden Bereich des Lichtaufnahmeelements nicht konstant sind und dass der Entwickler in den abstandsverkürzten Bereichen leichter als üblicherweise übertragen wird.
In den letzten Jahren erfordert die Tendenz zum persönlichen Einsatz von Kopiergeräten und Druckern die wichtigen Ziele der Größenreduzierung, der Kostenreduzierung und einer wartungsfreien Benutzung der elektrophotographischen Geräte. Jedoch ist die Vorsehung einer solchen Heizeinrichtung gegensätzlich zu dem Erfordernis der Größenreduzierung und der Kostenreduzierung, sowie der wartungsfreien Benutzung der elektrophotographischen Geräte. Ferner ist es hinsichtlich einer weiteren Energieeinsparung und aus ökologischen Gesichtspunkten erwünscht, dass das Gerät ohne Vorsehung der Einrichtung zur direkten Erwärmung des Lichtaufnahmeelements ausgestaltet ist.
Außerdem ist zusätzlich zu dem Problem der Bildverschmierung hinsichtlich des kürzlich steigenden Bedarfs für Kopiebilder eine Technologie zur stabilen Lieferung einer hohen Bildqualität ernsthaft erwünscht. Die Verwendung von Kopiergeräten wechselte von Kopieoriginalen, die hauptsächlich Charaktere bzw. Buchstaben umfassten, zu Bildern wie etwa Fotografien und der Bedarf am Markt steigt für Kopiebilder, in denen häufig Halbtöne eingesetzt werden. Deshalb werden ernstere Standards als zuvor hinsichtlich der Stabilität der Dichte gefordert.
Unter solchen Umständen gibt es Bedarf für das Lichtaufnahmeelement, dass keine Bildverschmierung ohne Vorsehung der Heizeinrichtung verursacht, und es gibt Bedarf für ein elektrophotographisches Gerät, das keine ungleichmäßige Abkratzung verursacht und das stabil eine hohe Bildqualität ohne Dichteunregelmäßigkeiten unter jeglichen elektrophotographischen Prozessbedingungen liefert.
Das US Patent Nr. 4,873,165 beschreibt elektrophotographische Fotorezeptoren, die einen Träger, eine lichtempfindliche Schicht und eine Oberflächenschicht umfassen, wobei die Oberflächenschicht hauptsächlich aus einem hydrierten amorphen Kohlenstoff mit einem Element, das tetrahedrische Bindungen ausbilden kann wie Si, aufgebaut ist.
Das US Patent Nr. 4,898,798 beschreibt ein lichtempfindliches Element für den Einsatz in der Elektrophotographie, das als Oberflächenschicht eine Trägertransportschicht umfasst, bestehend aus einem nicht-monokristallinen Kohlenstofffilm mit einer Menge von Wasserstoffatomen mit einem oberen Grenzwert von 40 Atom-%.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, ein elektrophotographisches Gerät sowie ein elektrophotographisches Verfahren frei von Kontaminationen des Ladungsvorrichtungsdrahtes, einer fehlerbehafteten Reinigung und dem Auftreten einer Verschmelzung unter Verwendung eines Lichtaufnahmeelements vorzusehen, während die Streuung des Entwicklers verhindert wird, wobei die Oberfläche des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements als dem Lichtaufnahmeelement ohne unebenem Abkratzen gleichförmig verschleißt, und zwar selbst in dem elektrophotographischen Verfahren zur Durchführung der Entwicklung mit einem Entwickler mit kleinen Korndurchmessern und der Reinigung mittels dem Reinigungsverfahren ohne die Scheuereinrichtung wie etwa die Reinigungswalze oder dergleichen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, ein elektrophotographisches Gerät und ein elektrophotographisches Verfahren vorzusehen, bei denen keine Bilddefekte wie etwa eine Bildverschmierung (image smearing) unter hohen Feuchtigkeitsbedingungen auftreten, selbst ohne Vorsehung der Heizeinrichtung für das Lichtaufnahmeelement und die Oberflächenscheuereinrichtung für das Lichtaufnahmeelement. Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, ein elektrophotographisches Gerät und ein elektrophotographisches Verfahren vorzusehen, welche die Designbreite des elektrophotographischen Geräts stark ausdehnt.
Erfindungsgemäß wird ein elektrophotographisches Gerät bereitgestellt, das ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element und eine Ladevorrichtung, einen Belichtungsmechanismus, eine Entwicklungsvorrichtung, einen Transfermechanismus und eine Reinigungseinrichtung, die rund um das elektrophotographische lichtempfindliche Element vorgesehen sind, umfasst, wobei die Reinigungseinrichtung eine Klinge mit einer Elastizität mit einer Härte von nicht weniger als 70 und von nicht mehr als 80 für die Abkratzreinigung einer Oberfläche des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements umfasst, wobei die Oberfläche des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements aus einem nicht monokristallinen Kohlenstoff mit Wasserstoffatomen wie in Anspruch 1 definiert ausgebildet ist, und wobei der Strapazierverlust der Oberfläche während der Passage eines Transferblattes von A4-Größe mit einem Entwicklungsmittel mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 5 bis 8 μm nicht geringer als 1 Å/10.000 Blättern und nicht mehr als 10 Å/10.000 Blättern ist.
Erfindungsgemäß wird ferner ein elektrophotographisches Verfahren vorgesehen, in dem aufeinanderfolgend die Schritte der Aufladung, der Belichtung, der Entwicklung, der Übertragung (des Transfers) und der Reinigung an einem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element durchgeführt werden, wobei die Entwicklung unter Verwendung eines Entwicklungsmittels mit einer durchschnittlichen Korngröße von 5 bis 8 μm durchgeführt wird und die Reinigung unter Verwendung einer elastischen Klinge mit einer Härte von nicht weniger als 70 und nicht mehr als 80 durchgeführt wird, wobei die Oberfläche des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements einen nicht monokristallinen Kohlenstoff mit Wasserstoffatomen wie in Anspruch 1 definiert umfasst, und wobei bei der aufeinanderfolgenden Durchführung der vorstehend erwähnten Schritte mit einem Übertragungsblatt der Größe A4 die vorstehend erwähnten Schritte derart durchgeführt werden, dass der Strapazierverlust der Oberfläche des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements bei nicht weniger als 1 Å/10.000 Blättern und nicht mehr als 10 Å/10.000 Blättern liegt.
Erfindungsgemäß wird ferner noch ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element mit einer Oberfläche vorgesehen, die nicht monokristallinen Kohlenstoff mit Wasserstoffatomen wie in Anspruch 1 definiert umfasst, wobei die Oberfläche einen Strapazierverlust von nicht weniger als 1 Å und nicht mehr als 10 Å/10.000 Übertragungsblättern der Größe A4 bei Durchführung eines Verfahrens zur Durchführung einer Aufladung, Belichtung, anschließender Entwicklung unter Vorsehung eines Entwicklungsmittels mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 5 bis 8 μm, anschließender Übertragung auf ein Transferblatt und nachfolgender Abkratzreinigung mit einer Klinge mit einer Elastizität mit einer Härte von nicht weniger als 70 und nicht mehr als 80 umfasst.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die 1A und 1B sind schematische Schnittansichten, die jeweils ein bevorzugtes Beispiel der Struktur des Lichtaufnahmeelements (elektrophotographisches lichtempfindliches Element) gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
2 ist eine schematische Ansicht der Struktur, die ein Beispiel eines für die Herstellung des Lichtaufnahmeelements der vorliegenden Erfindung eingesetzten Abscheidegeräts zeigt;
3 ist eine schematische Ansicht der Struktur, die ein weiteres Beispiel eines für die Herstellung des Lichtaufnahmeelements der vorliegenden Erfindung eingesetzten Abscheidegeräts zeigt; und
4 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel des elektrophotographischen Geräts erläutert.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Erfinder haben die Aufmerksamkeit auf die Beziehung zwischen dem elektrophotographischen Prozess und dem Strapazierverlust (Strapaziermenge) bzw. Verschleißverlust der Oberflächenschicht des Lichtaufnahmeelements (elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements) fokussiert und haben versucht die Strapaziereigenschaft der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements in einem gelösten elektrophotographischen Prozess bezüglich unebener Abkratzung zu verbessern. Als Konsequenz haben die Erfinder herausgefunden, dass eine unebene Abkratzung, ein Reinigungsfehler und ein Schmelzen nicht auftreten, selbst in einer getrennten Struktur des elektrophotographischen Geräts bezüglich der unebenen Abkratzung, und zwar durch Verwendung einer Kombination des nachstehend beschriebenen elektrophotographischen Prozesses mit dem Lichtaufnahmeelement, dessen Oberfläche einen wie nachstehend beschrieben kleinen a-C:H-Film umfasst, und dass Bildverschmierungen (image smearing) ohne Vorsehung der Heizeinrichtung für das Lichtaufnahmeelement in jeglichen Umgebungsbedingungen nicht auftreten.
Genauer gesagt haben die Erfinder herausgefunden, dass ausgezeichnete Ergebnisse durch das elektrophotographische Gerät für aufeinanderfolgendes Durchführen der Aufladung, der Belichtung, der Entwicklung, der Übertragung und der Reinigung während der Rotation des Lichtaufnahmeelements erzielt werden können, wobei bei einer Entwicklung eines Entwicklungsmittels mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 5 bis 8 μm auf dem Lichtaufnahmeelement und einer Übertragung auf ein Transfermedium und einer Abkratzreinigung der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements nach der Übertragung des Entwicklungsmittels mit einer elastischen Kautschukklinge mit einer Härte von nicht weniger als 70 und nicht mehr als 80, die Oberflächenschicht des Lichtaufnahmeelements aus einem nicht monokristallinen hydrierten Kohlenstofffilm umfasst ist und der Strapazierverlust der Oberflächenschicht nach den Kopierschritten von Übertragungsblättern der Größe A4 nicht geringer als 1 Å/10.000 Blätter und nicht mehr als 10 Å/10.000 Blättern ist.
In der vorliegenden Erfindung ist die Härte der Reinigungsklinge eine JIS-Härte (Japanischer Industriestandard) (Kautschukhärte, gemessen nach Typ A in dem Messverfahren der JIS K6301) von nicht weniger als 70 und nicht mehr als 80. Wenn die Härte der Klinge über 80 liegt, ändert sich die Natur der Klinge von einem kautschukartigen Zustand in einen Glaszustand, so dass das Material zerbrechlich wird und die Lebenszeit der Klinge leicht sinkt. Falls die Härte geringer als die JIS-Härte 70 ist, treten manchmal Probleme hinsichtlich der Verschlechterung der Reinigungsleistung, des Rollens der Klinge aufgrund einer Beschädigung der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements und so weiter auf. Als die Materialien für die in dem elektrophotographischen Gerät der vorliegenden Erfindung eingesetzten Reinigungsklinge werden bevorzugt Urethankautschuk, Silikonkautschuk, Butadienkautschuk, Isoprenkautschuk, Nitrilkautschuk, Naturkautschuk und so weiter eingesetzt und besonders bevorzugte Materialien sind Urethankautschuk und Silikonkautschuk, und zwar bezüglich der Härte und der leichten Verarbeitbarkeit.
Andererseits ist als Mittel zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit eine gefurchte Klinge bekannt, wie sie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 54-143149 beschrieben ist, eine mit Hervorhebungen versehene Klinge, wie sie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 57-124777 beschrieben ist, und so weiter bekannt, aber sie sagen nichts über die Beziehung zwischen dem elektrophotographischen Gerät unter Verwendung des Entwicklungsmittels mit kleinen Korndurchmessern, welches nicht mit der Scheuereinrichtung wie etwa der Reinigungswalze versehen ist und auch nicht mit der Heizeinrichtung für das Lichtaufnahmeelement versehen ist, und dem Strapazierverlust der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements mit der Oberflächenschicht aus amorphen hydrierten Kohlenstofffilmen aus.
In der vorliegenden Erfindung besteht die für das Lichtaufnahmeelement eingesetzt Oberflächenschicht aus a-C:H (Wasserstoffhaltiger amorpher Kohlenstoff) und der Wasserstoffgehalt des Films beträgt 41% bis 60%, basierend auf dem Verhältnis Menge der H-Atome/(Menge der C-Atome + Menge der H-Atome) und beträgt bevorzugt 45% bis 55%. Wenn der Wasserstoffgehalt nicht größer als 40% ist wird die Oberflächenschicht hinsichtlich der Empfindlichkeit für das elektrophotographische Gerät in bestimmten Fällen nicht zweckmäßig sein. Wenn der Wasserstoffgehalt über 60% liegt, wird die Dichte des Films verschlechtert sein, so dass die mechanische Festigkeit in bestimmten Fällen sinkt.
Falls die Oberflächenschicht, die in den vorstehenden Bereich an Wasserstoffgehalt fällt, derart ausgebildet wird, dass der Strapazierverlust nach den Kopierschritten auf Übertragungsblättern der Größe A4 im Bereich von nicht weniger als 1 Å/10.000 Blättern und nicht mehr als 10 Å/10.000 Blättern liegt, fällt das Rattern der Klinge aufgrund der Reibung kaum auf und eine Teilspannung in der Klingenoberfläche wird unterdrückt, wobei dadurch eine lokale Retention des Entwicklungsmittels verringert wird. Die Erfinder haben herausgefunden, dass als Konsequenz die Oberflächenschicht gleichförmig strapaziert wird, ohne eine unebene Abkratzung, wodurch die Verschmelzung durch den Effekt der Abkratzung mit einer ausgezeichneten Reinigungsfähigkeit verhindert werden kann, und zwar ohne dass der Toner gestreut wird und ohne Kontamination des Drahtes. Ferner haben die Erfinder ebenso herausgefunden, dass die Bildverschmierung (image smearing) nicht auftritt, und zwar selbst unter jeglichen Umgebungsbedingungen, und zwar ohne Einrichtung zum Heizen des Lichtaufnahmeelements und auch ohne Einrichtung zum Scheuern der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements, weil die Corona-Entladungsprodukte, die an der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements anhaften, effizient und eben durch die gleichförmige Strapazierung der Oberflächenschicht abgekratzt werden.
Wenn der Strapazierverlust der Oberflächenschicht des erfindungsgemäß eingesetzten Lichtaufnahmeelements größer als 10 Å/10.000 Blätter ist, kann in bestimmten Fällen die mechanische Festigkeit verschlechtert sein. Wenn der Strapazierverlust kleiner als 1 Å/10.000 Blätter ist, kann die Oberflächenschicht strapazierfest werden, so dass der Effekt des Abkratzens der Corona-Entladungsprodukte reduziert ist, um dadurch in bestimmten Fällen Bildverschmierungen zu verursachen.
Ferner kann die optimale Dicke der in dem Lichtaufnahmeelement gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzten Oberflächenschicht aus der Beziehung zwischen dem Strapazierverlust der Oberflächenschicht und der Lebenszeit des elektrophotographischen Geräts bestimmt werden und sie liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,01 μm bis 10 μm und bevorzugt im Bereich von 0,1 μm bis 1 μm. Wenn die Dicke der Oberflächenschicht geringer als 0,01 μm ist kann die mechanische Festigkeit in bestimmten Fällen verschlechtert sein. Wenn die Dicke größer als 10 μm ist kann das Restpotential in bestimmten Fällen hoch werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die 1A und 1B zeigen Beispiele von schematischen Querschnitten von Lichtaufnahmeelementen gemäß der vorliegenden Erfindung. 1A zeigt ein Beispiel eines Lichtaufnahmeelements vom Einschichtentyp, in welchem die lichtleitfähige Schicht aus einer Einfachschicht aufgebaut ist, welche nicht funktionell getrennt ist. 1B zeigt ein Beispiel eines Lichtaufnahmeelements vom funktionsgetrennten Typ, in welchem die lichtleitende Schicht in eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht aufgetrennt ist.
Das in 1A veranschaulichte Lichtaufnahmeelement mit a-Si-Basis ist aus einem elektroleitfähigen Substrat 101 aus Aluminium oder dergleichen und aus einer Ladungsinjektionshemmschicht 102, einer lichtleitenden Schicht 103 und einer Oberflächenschicht 104, die in dieser Reihenfolge auf der Oberflächen des leitfähigen Substrats 101 aufgeschichtet sind, aufgebaut. Hier hemmt die Ladungsinjektionshemmschicht 102, dass die Ladung aus dem leitfähigen Substrat 101 in die lichtleitende Schicht 103 injiziert wird, und wird bei Bedarf vorgesehen. Die lichtleitende Schicht 103 umfasst ein amorphes Material mit wenigstens Siliziumatomen und zeigt lichtleitende Eigenschaft. Ferner ist die Oberflächenschicht 104 aus einem a-C:H-Film mit Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen aufgebaut und besitzt die Fähigkeit ein sichtbares Bild in dem elektrophotographischen Gerät beizubehalten.
In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass die Ladungsinjektionshemmschicht 102 vorhanden ist, außer wenn der Effekt in Abhängigkeit des Vorhandenseins oder der Abwesenheit der Ladungsinjektionshemmschicht 102 unterschiedlich ist.
Das in 1B veranschaulichte Lichtaufnahmeelement auf a-Si-Basis ist das Lichtaufnahmeelement vom funktionsgetrennten Typ, in welchem die lichtleitende Schicht 103 aus einer Ladungstransportschicht 106, die aus einem amorphen Material mit wenigstens Siliziumatomen und Kohlenstoffatomen hergestellt ist, und eine Ladungserzeugungsschicht 105, die aus einem amorphen Material mit wenigstens Siliziumatomen hergestellt ist, aufgebaut ist, wobei diese in Serie aufgeschichtet sind. Wenn dieses Lichtaufnahmeelement mit Licht bestrahlt wird, werden hauptsächlich in der Ladungserzeugungsschicht 105 erzeugte Träger durch die Ladungstransportschicht 105 transportiert, so dass sie das leitfähige Substrat 101 erreichen.
Übrigens werden als Filmerzeugungsgase für die Oberflächenschicht 104 die Gase, ausgewählt aus CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀ und so weiter, und vergasbare Kohlenwasserstoffe bevorzugt eingesetzt. Falls ferner diese Ausgangsgase als Kohlenstoffzufuhr eingesetzt werden, können sie bei Bedarf mit einem Gas wie etwa H₂, He, Ar oder Ne verdünnt werden.
2 ist eine Ansicht, die schematisch ein Beispiel eines gewöhnlichen Abscheidungsgeräts für das Lichtaufnahmeelement mittels Plasma-CVD-Verfahren zeigt.
Dieses Gerät ist im Allgemeinen aus einem Abscheidesystem 2100, einem Ausgangsgaszuführsystem 2200 und einem Abgassystem (nicht veranschaulicht) zur Reduzierung des Drucks innerhalb eines Reaktionskessels 2110 aufgebaut. Innerhalb des Reaktionskessels 2110 in dem Abscheidesystem 2100 sind ein zylindrisches aus einem Film ausgebildetes Substrat 2112, das geerdet ist, eine Heizvorrichtung 2113 zum Heizen des zylindrischen Filmerzeugungssubstrats und Ausgangsgaseinlassleitungen 2114 vorhanden, und eine Hochfrequenzenergiequelle 2120 ist an den Kessel über eine Hochfrequenz-Anpassungsbox 2115 angebunden.
Das Ausgangsgaszuführsystem 2200 ist aus Ausgangsgaszylindern 2221 bis 2226 für SiH₄, H₂, CH₄, NO, B₂H₆, CH₄, usw., Ventilen 2231 bis 2236, 2241 bis 2246, 2251 bis 2256 und Massenflusssteuervorrichtungen 2211 bis 2216 aufgebaut, und die Zylinder der entsprechenden Komponentengase sind über ein Ventil 2260 an die Gaseinlassleitungen 2114 in dem Reaktionskessel 2110 angebunden. Das Bezugszeichen 2121 steht für ein Isoliermaterial.
Das zylindrische Filmausbildungssubstrat 2112 ist auf einen elektrisch leitenden Aufnehmer 2123 angebracht, um dadurch geerdet zu sein.
Nachstehend beschrieben ist ein Beispiel der Verfahrensschritte in einem Erzeugungsverfahren des Lichtausbildungselements, und zwar unter Verwendung des Geräts der 2.
Das zylindrische Filmausbildungssubstrat 2112 wird in den Reaktionskessel 2110 eingebracht und das Innere des Reaktionskessels 2110 wird durch das nicht veranschaulichte Abgassystem (z.B. eine Vakuumpumpe) evakuiert. Dann wird die Temperatur des zylindrischen Filmausbildungssubstrats 2112 mittels der Heizvorrichtung 2113 zum Aufheizen des zylindrischen Filmausbildungssubstrats auf eine gewünschte Temperatur im Bereich von 20°C bis 50°C eingestellt. Um die Ausgangsgase zur Erzeugung des Lichtaufnahmeelements in den Reaktionskessel 2110 einzubringen, werden nach der Bestätigung, dass die Ventile 2231 bis 2236 der Gaszylinder und ein Leckageventil 2117 des Reaktionskessels geschlossen sind und dass die Einlassventile 2241 bis 2246, die Auslassventile 2251 bis 2256 und ein Hilfsventil 2260 geöffnet sind, als nächstes das Hauptventil 2118 geöffnet, um den Reaktionskessel 2110 und die Gaszuführleitung 2116 zu evakuieren.
Wenn eine Anzeige des Vakuummessgeräts 2119 0,66 × 10^–3 Pa (5 × 10^–6 Torr) erreicht, werden danach das Hilfsventil 2260 und die Auslassventile 2251 bis 2256 geschlossen. Danach wird jedes Gas aus den Gaszylindern 2221 bis 2226 über das Öffnen der entsprechenden Ventile 2231 bis 2236 eingeführt und der Druck eines jeden Gases wird auf zwei kg/cm² mittels Druckeinstellvorrichtungen 2261 bis 2266 eingestellt. Die Einlassventile 2241 bis 2246 werden dann graduell geöffnet, um jedes Gas in die Massendurchflusssteuervorrichtung 2211 bis 2216 einzuführen.
Die vorstehenden Verfahrensschritte schließen die Vorbereitungen für die Filmausbildung ab und danach wird erst die Erzeugung der lichtleitenden Schicht auf dem zylindrischen Filmausbildungssubstrat 2112 bewirkt.
Wenn das zylindrische Filmausbildungssubstrat 2112 die gewünschte Temperatur erreicht, werden die von den Auslassventilen 2251 bis 2256 und dem Hilfsventil 2260 notwendigen Ventile graduell geöffnet, um die gewünschten Ausgangsgase von den entsprechenden Gaszylindern 2221 bis 2226 über die Gaseinlassleitungen 2114 in den Reaktionskessel 2110 einzuführen. Als nächstes wird jedes Ausgangsgas auf eine gewünschte Durchflussrate mittels jeder Massenflusssteuerungsvorrichtung 2211 bis 2216 geregelt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Öffnung des Hauptventils 2118 unter Beobachtung des Vakuummessgeräts 2119 derart eingestellt, dass der Druck innerhalb des Reaktionskessels 2110 in den gewünschten Druckbereich von nicht mehr als 133 Pa (1 Torr) kommt. Wenn der Innendruck stabil wird, wird die Hochfrequenzenergiequelle 2120 auf eine gewünschte Energie eingestellt und die Hochfrequenzenergie wird z.B. mit einer Frequenz im Bereich von 1 MHz bis 450 MHz über die Hochfrequenzanpassungsbox 2115 zu der Kathodenelektrode 2111 zugeführt, um eine Hochfrequenzglühentladung zu induzieren. Diese Entladungsenergie zersetzt jedes Ausgangsgas, das in den Reaktionskessel 2110 eingeführt wurde, wodurch die gewünschte lichtleitende Schicht mit der Matrix aus Siliziumatomen auf dem zylindrischen Filmausbildungsubstrat 2112 abgeschieden wird. Nachdem der Film in der gewünschten Dicke erzeugt worden ist, wird die Zuführung der Hochfrequenzenergie gestoppt und jedes Auslassventil 2251 bis 2256 wird geschlossen, um den Einlass eines jeden Ausgangsgases in den Reaktionskessel 2110 zu stoppen und um dadurch die Erzeugung der lichtleitenden Schicht zu vervollständigen.
Die Zusammensetzung und die Dicke der lichtleitenden Schicht können als solche bekannt sein.
Die Oberflächenschicht kann ebenso auf der vorstehenden lichtleitenden Schicht im Grunde durch Wiederholung der vorstehenden Operation erzeugt werden.
3 ist eine Ansicht, die schematisch ein weiteres Beispiel des Abscheidungsgeräts für das Lichtaufnahmeelement mittels dem Plasma-CVD-Verfahren unter Verwendung der Hochfrequenzenergiequelle zeigt.
Dieses Gerät ist im Allgemeinen aus einem Abscheidungssystem 3100, einem Ausgangsgaszuführsystem 3200 und einem Abgassystem (nicht veranschaulicht) zur Reduzierung des Drucks innerhalb eines Reaktionskessels 3110 aufgebaut. Innerhalb des Reaktionskessels 3110 in dem Abscheidungssystem 3100 sind ein zylindrisches Filmausbildungssubstrat 3112, das geerdet ist, eine Heizvorrichtung 3113 zum Heizen des zylindrischen Filmausbildungssubstrats und eine Ausgangsgaseinlassleitung 3114 vorhanden, und eine Hochfrequenzenergiequelle 3120 ist an dem Kessel über eine Hochfrequenzanpassungsbox 3115 verbunden.
Das Ausgangsgaszuführsystem 3200 ist aus Ausgangsgaszylindern 3221 bis 3226 für SiH₄, H₂, CH₄, NO, B₂H₆, CH₄, usw., Ventilen 3231 bis 3236, 3241 bis 3246 und 3251 bis 3256 und Massenflusssteuervorrichtungen 3211 bis 3216 aufgebaut und die Zylinder der entsprechenden Komponentengase sind über ein Ventil 3260 mit den Gaseinlassleitungen 3114 in dem Reaktionskessel 3110 verbunden.
Das zylindrische Filmausbildungssubstrat 3112 ist auf einen elektroleitenden Receiver 3123 aufgebracht, um dadurch geerdet zu sein. Die Kathodenelektrode 3111 ist aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und ist durch das Isoliermaterial 3121 isoliert. Das Bezugszeichen 3122 steht für eine Isolierabschirmplatte.
Als das für den elektrisch leitenden Receiver 3123 eingesetzte elektrisch leitende Material können Kupfer, Aluminium, Gold, Platin, Blei, Nickel, Kobalt, Eisen, Chrom, Molybdän, Titan, Edelstahl, Kompositmaterialien aus zwei oder mehreren von diesen Materialien usw. verwendet werden.
Als das Isoliermaterial für die Isolierung der Kathodenelektrode 3111 können solche Isoliermaterialien wie Keramiken, Teflon, Glimmer, Glas, Quarz, Silikonkautschuk, Polyethylen, Polypropylen und so weiter verwendet werden.
Die hierin bevorzugt eingesetzte Anpassungsbox 3115 besitzt irgendeine Struktur, solange sie die Last mit der Hochfrequenzenergiequelle 3120 anpassen kann. Ein bevorzugtes Anpassungsverfahren ist eines, um automatisch die Anpassung bewirkt, aber ein manuelles Anpassungsverfahren kann ebenso angewendet werden, ohne dass der Effekt der vorliegenden Erfindung beeinflusst wird.
Als das Material für die Kathodenelektrode 3111, an die die Hochfrequenzenergie angelegt wird, kann Kupfer, Aluminium, Gold, Silber, Platin, Blei, Nickel, Kobalt, Eisen, Chrom, Molybdän, Titan, Edelstahl, Kompositmaterialien aus zweien oder mehreren von diesen Materialien usw. verwendet werden. Die Gestalt der Kathodenelektrode ist bevorzugt eine zylindrische Gestalt, aber bei Bedarf kann sie elliptisch oder polygonal sein.
Die Kathodenelektrode 3111 kann, wenn notwendig, mit einer Kühleinrichtung versehen sein. Als spezielle Kühleinrichtung wird das Kühlen durch Wasser, Luft, flüssigen Stickstoff, einem Peltier-Element oder dergleichen eingesetzt, falls erforderlich.
Das zylindrische Filmausbildungssubstrat 3112, das erfindungsgemäß eingesetzt wird, kann jedes Material sein und kann in einer dem Einsatzzweck gemäßen Gestalt sein. Zum Beispiel ist die Gestalt für das hergestellte lichtempfindliche Element für die Elektrophotographie wünschenswerter Weise zylindrisch, aber die Gestalt kann die Gestalt einer flachen Platte oder, falls erforderlich, jede andere Gestalt sein. Ferner kann als dessen Material Kupfer, Aluminium, Gold, Silber, Platin, Blei, Nickel, Kobalt, Eisen, Chrom, Molybdän, Titan, Edelstahl, Kompositmaterialien von zweien oder mehreren von diesen Materialien, Materialien von einer solchen Struktur, dass ein elektrisch leitendes Material ein isolierendes Material wie etwa Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Glas, Quarz, Keramiken oder Papier und so weiter ummantelt.
Nachstehend wird ein Beispiel der Verfahrensschritte in einem Erzeugungsverfahren des Lichtaufnahmeelements unter Verwendung des Geräts der 3 beschrieben.
Das zylindrische Filmausbildungssubstrat 3112 wird in den Reaktionskessel 3110 eingebracht und das Innere des Reaktionskessels 3110 wird durch das nicht veranschaulichte Abgassystem (z.B. eine Vakuumpumpe) evakuiert. Dann wird die Temperatur des zylindrischen Filmausbildungssubstrats 3112 auf eine gewünschte Temperatur im Bereich von 20°C bis 500°C mittels der Heizvorrichtung 3113 zum Heizen des zylindrischen Filmausbildungssubstrats eingestellt.
Für den Einlass der Ausgangsgase zur Erzeugung des Lichtaufnahmeelements in den Reaktionskessel 3110 wird als nächstes nach der Bestätigung, dass die Ventile 3231 bis 3236 der Gaszylinder und ein Leckageventil 3117 des Reaktionskessels geschlossen sind und dass die Einlassventile 3241 bis 3246, die Auslassventile 3251 bis 3256 und das Hilfsventil 3260 geöffnet sind, ein Hauptventil 3118 zur Evakuierung des Reaktionskessels 3110 und einer Gaszuführleitung 3116 geöffnet.
Wenn die Anzeige eines Vakuummessgeräts 3119 667 × 10^–1 Pa (5 × 10^–6 Torr) erreicht, werden danach das Hilfsventil 3260 und die Auslassventile 3251 bis 3256 geschlossen. Danach wird jedes Gas aus den Gaszylindern 3221 bis 3226 durch Öffnen der entsprechenden Ventile 3231 bis 3236 eingeführt und der Druck eines jeden Gases wird auf 2 kg/cm² durch Druckeinstellvorrichtungen 3261 bis 3266 eingestellt. Die Einlassventile 3241 bis 3246 werden dann graduell zur Einführung eines jeden Gases in die Massenflusssteuervorrichtungen 3211 bis 3216 geöffnet.
Die vorstehenden Arbeitsschritte vervollständigen die Herstellung zur Filmausbildung und danach wird die Ausbildung der lichtempfindlichen Schicht auf dem zylindrischen Filmausbildungssubstrat 3112 bewirkt.
Falls das zylindrische Filmausbildungssubstrat 3112 die gewünschte Temperatur erreicht hat, werden die von den Auslassventilen 3251 bis 3256 und dem Hilfsventil 3260 notwendigen Ventile graduell geöffnet, um die gewünschten Ausgangsgase aus den entsprechenden Gaszylindern 3221 bis 3226 durch die Gaseinlassleitungen 3114 in den Reaktionskessel 3110 einzuführen. Als nächstes wird jedes Ausgangsgas mit einer gewünschten Durchflussrate mittels einer jeden Massenflusssteuervorrichtung 3211 bis 3216 reguliert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Öffnung des Hauptventils 3118 unter Beobachtung des Vakuummessgeräts 3119 derart eingestellt, dass der Druck innerhalb des Reaktionskessels 3110 den gewünschten Druck von nicht mehr als 133 Pa (1 Torr) erreicht. Falls der Innendruck stabil wird, wird die Hochfrequenzenergiequelle 3120 auf eine gewünschte Energie eingestellt und die Hochfrequenzenergie, z.B. aus einer Frequenz im Bereich von 1 MHz bis 450 MHz wird über die Hochfrequenzanpassungsbox 3115 zu der Kathodenelektrode 3111 zugeführt, um eine Hochfrequenzglühentladung zu induzieren. Diese Entladungsenergie zersetzt jedes Ausgangsgas, das in den Reaktionskessel 3110 eingeführt worden ist, wodurch der gewünschte Abscheidungsfilm mit der Matrix aus Siliziumatomen auf dem zylindrischen Filmausbildungssubstrat 3112 abgeschieden wird. Nachdem der Film in der gewünschten Dicke ausgebildet worden ist, wird die Zuführung der Hochfrequenzenergie gestoppt und jedes Auslassventil 3251 bis 3256 wird geschlossen, um den Einlass eines jeden Ausgangsgases in den Reaktionskessel 3110 zu stoppen und um dadurch die Ausbildung des Abscheidungsfilms zu vervollständigen. Die Oberflächenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung kann ebenso im Grunde durch Wiederholung der vorstehenden Operation erzeugt werden.
Im speziellen werden die notwendigen Ventile aus den Auslassventilen 3251 bis 3256 und das Hilfsventil 3260 graduell geöffnet, um die für die Oberflächenschicht notwendigen Ausgangsgase aus den entsprechenden Gaszylindern 3221 bis 3226 durch die Gaseinlassleitungen 3114 in den Reaktionskessel 3110 einzuführen. Dann wird jedes Ausgangsgas in eine vorbestimmte Durchflussrate mittels der entsprechenden Massenflusssteuervorrichtungen 3211 bis 3216 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Öffnung des Hauptventils 3118 unter Beobachtung des Vakuummessgeräts 3119 derart eingestellt, dass der Druck innerhalb des Reaktionskessels 3110 der vorbestimmte Druck von nicht mehr als 1 Torr wird. Wenn der Innendruck stabil wird, wird die Hochfrequenzenergiequelle 3120 auf eine gewünschte Energie eingestellt und die Hochfrequenzenergie der Frequenz im Bereich von 1 MHz bis 450 MHz wird über die Hochfrequenzanpassungsbox 3115 zu der Kathodenelektrode 3111 zugeführt, um eine Hochfrequenzglühentladung zu induzieren. Diese Entladungsenergie zersetzt jedes Ausgangsgas, das in den Reaktionskessel 3110 eingeführt worden ist, wodurch die Oberflächenschicht ausgebildet wird. Nach Beendigung der Ausbildung der Oberflächenschicht in der gewünschten Dicke, wird die Zuführung der Hochfrequenzenergie gestoppt und jedes Auslassventil 3251 bis 3256 wird geschlossen, um den Durchfluss eines jeden Ausgangsgases in den Reaktionskessel 3110 zu stoppen und um dadurch die Ausbildung der Oberflächenschichten zu vervollständigen.
Übrigens kann das zylindrische Filmausbildungssubstrat 3112 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit mittels einer Antriebsvorrichtung (nicht veranschaulicht) während der Zeitdauer der Filmausbildung rotiert werden.
4 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel des elektrophotographischen Geräts zur Erläuterung eines Beispiels eines Bilderzeugungsverfahrens des elektrophotographischen Geräts zeigt, in welchem das Lichtaufnahmeelement 401 derart angeordnet ist, dass es mittels einer Oberflächenheizvorrichtung 423, die in deren Innerem vorgesehen ist, temperaturgesteuert werden kann und bei Bedarf in Richtung des Pfeils × rotiert werden kann. Um das Lichtaufnahmeelement 401 herum sind bei Bedarf eine Primärladevorrichtung 402, ein Bereich zur Ausbildung eines elektrostatischen latenten Bildes 403, eine Entwicklungsvorrichtung 404, ein Zuführsystem 405 für das Transfermedium, eine Transferladevorrichtung 406(a), eine Trennladevorrichtung 406(b), eine Reinigungsvorrichtung 425, ein Beförderungssystem 408, eine Ladungseliminierungslichtquelle 409 usw. vorgesehen.
Nachstehend ist ein spezielles Beispiel des Bildausbildungsverfahrens beschrieben. Das Lichtaufnahmeelement 401 wird gleichförmig durch die Primärladevorrichtung 402 aufgeladen, an welche Hochspannung von +6 bis 8 kV angelegt ist. Ein aus einer Lampe 410 ausgestrahltes Licht wird auf ein auf einer Originalplatte 411 platziertem Original projiziert, das reflektierte Licht wird über Spiegel 413, 414, 415 geführt, um mittels Linsen 418 einer Linseneinheit 417 fokussiert zu werden, das Licht wird über einen Spiegel 416 geleitet, um als ein Informationsträgerlicht auf einem Bereich des elektrostatischen latenten Bildes zur Ausbildung eines latenten Bildes auf dem Lichtaufnahmeelement 401 projiziert zu werden. Ein Entwickler mit negativer Polarität wird aus der Entwicklungsvorrichtung 404 auf das latente Bild zur Erzeugung eines Entwicklerbildes zugeführt. Übrigens kann diese Belichtung ebenso durch eine Abtastbelichtung mit dem Informationsträgerlicht, unter Verwendung eines LED-Arrays, eines Laserstrahls, oder eines Flüssigkristallschalters oder dergleichen anstelle der Reflexion von dem Original 412 durchgeführt werden. Demgemäß schließt die vorliegende Erfindung ebenso Drucker, in denen die sogenannte Elektrophotographie verwendet wird, mit ein.
Andererseits wird ein Transfermedium P wie etwa Papier durch das Zuführsystem 405 für das Transfermedium zu dem lichtempfindlichen Element 401 zugeführt, während die Vorderendenzuführsynchronisation mittels einer Registrierwalze 422 durchgeführt wird. Das Bezugszeichen 419 steht für eine Zuführleitvorrichtung für das Transfermedium. Im Transfermedium P wird ein positives elektrisches Feld mit entgegengesetzter Polarität zu der des Entwicklers von der Rückseite in den Zwischenraum zwischen der Transferladevorrichtung 406(a), an welche die Hochspannung von +7 bis 8 kV angelegt ist, und dem Lichtaufnahmeelement 401 angelegt, wodurch das Entwicklerbild mit negativer Polarität auf der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements auf das Transfermedium P übertragen wird. Dann wird das Transfermedium P von dem Lichtaufnahmeelement 401 mittels der Trennladevorrichtung 406(b), an die eine hohe Wechselspannung von 12 bis 14 kVp-p und 300 bis 600 Hz angelegt ist, abgetrennt. Anschließend bewegt sich das Transfermedium P in das Transferbeförderungssystem 408 zu einer Fixiervorrichtung 424, um das Entwicklerbild zu fixieren, und dann wird das Transfermedium aus dem Gerät heraus befördert.
Der auf dem Lichtaufnahmeelement 401 verbleibende Entwickler wird mittels einer Reinigungswalze 407 und einer Reinigungsklinge 421, die aus einem elastischen Material wie Silikonkautschuk, Urethankautschuk, usw. hergestellt sind und in der Reinigungsvorrichtung 425 vorgesehen sind, gesammelt und das darauf verbleibende elektrostatische latente Bild wird durch die Ladungseliminierungslichtquelle 409 gelöscht.
Das Bezugszeichen 420 steht für eine Leeraufnahme-LED, welche, falls notwendig, zur Belichtung des Lichtaufnahmeelements 401 mit Licht vorgesehen ist, um so zu verhindern, dass unerwünschter Entwickler an Bereiche außerhalb der Breite des Transfermediums P und an Flächen ohne Bild wie etwa Randbereichen in dem Lichtaufnahmeelement 401 anhaftet.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird detaillierter unter Einsatz von Beispielen davon beschrieben, aber es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf diese Beispiele beschränkt sein soll.
Beispiel 1
Unter Verwendung des in 2 veranschaulichten Plasma-CVD-Geräts wurden die Lichtaufnahmeelemente A, B, C durch Aufeinanderschichten der Hemmschicht und der lichtleitenden Schicht auf dem zylindrischen leitfähigen Substrat unter den Bedingungen der Tabelle 1 und anschließendem Abscheiden der Oberflächenschicht in einer Dicke von 0,5 μm unter den Bedingungen der Tabelle 2 hergestellt. Ferner wurden als Proben zur Messung des Wasserstoffgehalts der Oberflächenschicht unter den Bedingungen der Tabelle 2 auf einem Siliziumwafer jeweils Proben der a-H:C-Oberflächenschicht von A bis C gemacht.
Mit diesen Proben der Oberflächenschicht von A bis C wurde der Wasserstoffgehalt H/(C + H) mittels IR gemessen.
Als Ergebnis hatten die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der Lichtaufnahmeelemente A bis C die in Tabelle 3 gezeigten Werte.
Dann wurde jedes der Lichtaufnahmeelemente A bis C in ein modifiziertes Gerät des Kopiergeräts NP-6060, hergestellt von Canon K. K., montiert und wurde hinsichtlich der Reinigungseigenschaft über einen Dauertest eines kontinuierlichen Durchlaufs von 100 000 Blättern der Größe A4 (mit einer Beförderung der gewöhnlichen Blätter der Größe A4 in paralleler Richtung zu deren kurzer Kante) ausgewertet. Die Reinigungsbedingungen waren derart eingestellt, dass eine Scheuerreinigung nur durch die elastische Kautschukklinge 421 und die Vorsehung der Reinigungswalze 407 bewirkt wurde. Die elastische Kautschukklinge 421 war eine Urethankautschukklinge mit einer JIS-Härte von 70 und das eingesetzte Entwicklungsmittel war ein Mittel mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 6,5 μm, weil die Verschmelzung mit kleineren Korndurchmessern des Entwicklers leichter auftritt. Ferner wurde die Temperatur der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements auf 60°C eingestellt, um die Bedingung zu erhalten, unter welcher die Verschmelzung leichter auftritt.
Die durch die vorstehende Auswertung erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt. Die Strapazierverluste der Oberflächenschichten nach dem Dauertest sind ebenso in Tabelle 3 gezeigt. Die Strapazierverluste der Oberflächenschichten wurden durch Messung der Dicken der Oberflächenschichten vor und nach dem Dauertest mittels eines reflektionsspektroskopischen Interferometers und durch Berechnen der Strapazierverluste pro 10.000 Blättern aus diesen Werten erhalten.
Ferner wurden die Lichtaufnahmeelemente A bis C hinsichtlich Bildverschmierungen ausgewertet, und zwar mittels Durchführung eines Dauertests von 100.000 Blättern unter der Bedingung von 35°C und einer relativen Feuchtigkeit von 90% ohne Vorsehung der Heizeinrichtung. Die Reinigungsbedingungen wurden hier derart eingestellt, dass eine Reinigung nur durch die elastische Kautschukklinge 421 ohne Vorsehung der Reinigungswalze 407 bewirkt wurde und dass eine Scheuerreinigung derart bewirkt wurde, dass der Anpressdruck der Klinge bei 80% des gewöhnlichen Drucks lag.
Die durch die vorstehende Auswertung erhaltenen Resultate sind in Tabelle 9 gezeigt. Die Lichtaufnahmeelemente A, B und C hatten weder den Bilddefekt des schwarzen Linienmusters, verursacht durch unebenes Abkratzen, und zwar selbst nach einem Dauertest von 100.000 Blättern, noch hatten sie Bilddefekte aufgrund einer fehlerhaften Reinigung, oder einer Verschmelzung und dergleichen. Ferner wurden auch gute Bildeigenschaften hinsichtlich der Bildverschmierung erzielt, und zwar ohne Vorsehung der Heizeinrichtung für das Lichtaufnahmeelement.
Auswertungsverfahren des unebenen Abkratzens
Das Auswerteverfahren des unebenen Abkratzens wird unter Verwendung von 4 beschrieben.
Der Ladestrom der Primärladevorrichtung 402 wird derart eingestellt, dass das Dunkelflächenpotential bei 400 V an der Position der Entwicklungsvorrichtung 404 liegt. Ein Original 412 mit vertikalen Linien aus vollem Schwarz wird auf der Originalplatte 412 platziert. Der Dauertest wird derart durchgeführt, dass einige Bereiche immer mit dem Entwickler gescheuert werden und die anderen Bereiche immer nicht damit gescheuert werden, und zwar in der Richtung der Erzeugungslinie der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements. Danach wird der Ladestrom der Primärladevorrichtung 402 derart eingestellt, dass das Dunkelflächenpotential bei 400 V an der Position der Entwicklungsvorrichtung 404 liegt. Dann wird ein volles weißes Original 412 auf der Originalplatte 411 platziert. Die Spannung im eingeschalteten Zustand der Halogenlampe 410 wird derart eingestellt, dass das Lichtflächenpotential bei 50 V liegt. Danach wird ein Original mit der Reflexionsdichte von 0,3 platziert und Potentialunregelmäßigkeiten werden zu diesem Zeitpunkt gemessen. Die Potentialunregelmäßigkeiten werden mittels eines Prozentsatzes der Änderung eines Potentials eines uneben abgekratzten Bereichs zu einem Potential eines normalen Bereichs ausgewertet.
Die Kriterien für die Auswertung sind folgendermaßen.

a) Gutes Bild ohne Empfindlichkeitsunregelmäßigkeiten
b) Bild in einem im Wesentlichen akzeptablen Niveau, obwohl einige Potentialunregelmäßigkeiten von nicht mehr als 2,5% vorhanden sind
c) Bild mit linearen Dichteunregelmäßigkeiten, während Potentialunregelmäßigkeiten von über 2,5% vorhanden sind.

Verschmelzungsauswerteverfahren
Das Auswerteverfahren für die Verschmelzung wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Der Ladestrom der Primärladevorrichtung 402 wird derart eingestellt, dass das Dunkelflächenpotential bei 400 V an der Position der Entwicklungsvorrichtung 404 liegt. Dann wird das Original 412 aus vollflächigem Weiß auf der Originalplatte 411 platziert. Die Spannung im eingeschalteten Zustand der Halogenlampe 410 wird derart eingestellt, dass das Lichtflächenpotential bei 50 V liegt. Danach wird ein vollflächiges weißes Bild der Größe A3 hergestellt. Dieses Bild wird zur Beobachtung, ob schwarze Punkte aufgrund des Verschmelzens des Entwicklers erscheinen, eingesetzt und die Oberfläche des Lichtaufnahmeelements wird ebenso mit einem Mikroskop beobachtet.
Die Kriterien für die Auswertung sind folgendermaßen.

a: gutes Bild ohne Verschmelzungen
b: Bild mit keinen schwarzen Punkten, während kleine Verschmelzungen von nicht mehr als 10 μm bei der Beobachtung mit dem Mikroskop beobachtet wurden (obwohl es zu keinem praktischen Problem führt)
c: Bild mit schwarzen Punkten

Auswerteverfahren für eine fehlerhafte Reinigung
Das Auswerteverfahren der fehlerhaften Reinigung wird unter Verwendung von 4 beschrieben.
Der Ladestrom der Primärladevorrichtung 402 wird derart eingestellt, dass das Dunkelflächenpotential bei 400 Volt an der Position der Entwicklungsvorrichtung 404 liegt. Das Original 412 mit der Reflexionsdichte von 0,3 wird auf dem Originaltisch 411 platziert. Die Spannung im eingeschalteten Zustand der Halogenlampe 410 wird derart eingestellt, dass das Lichtflächenpotential bei 200 Volt liegt und ein Halbtonbild der Größe A3 wird hergestellt. Dieses Bild wird zur Beobachtung, ob eine fehlerhafte Reinigung in einem linearen Muster auftritt, eingesetzt.
Die Kriterien für die Auswertung sind folgendermaßen.

a:: gutes Bild ohne einen Reinigungsfehler
b:: Bild in einem praktisch akzeptablen Niveau, obwohl es zwei oder weniger Reinigungsfehler von nicht größer als der Breite von 1 mm und der Menge von 1 cm gibt
c:: Bild mit möglicherweise drei oder mehr Reinigungsfehlern von nicht größer als der Breite von 1 mm und der Länge von 1 cm oder Bild mit möglicherweise einem Reinigungsfehler von größer als der Breite von 1 mm und der Länge von 1 cm.

Tabelle 1 Herstellungsbedingungen für das Lichtaufnahmeelement
Tabelle 2 Herstellungsbedingungen für die Oberflächenschicht in Beispiel 1 (Oberflächenschicht)
Tabelle 3
Vergleichsbeispiel 1
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurden unter Verwendung des in 2 veranschaulichten Plasma-CVD-Gerätes die Lichtaufnahmeelemente A', B', C' durch Aufschichten der Hemmschicht und der lichtleitenden Schicht auf dem zylindrischen leitfähigen Substrat unter den Bedingungen der Tabelle 1 erzeugt und danach wurde die Oberflächenschicht in einer Dicke von 0,5 μm unter den Bedingungen der Tabelle 4 abgeschieden. Ferner wurden jeweils Proben der a-SiC-Oberflächenschicht A' bis C' auf dem Siliziumwafer unter den Bedingungen der Tabelle 4 hergestellt und die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten A' bis C' wurden durch ein ähnliches Verfahren wie das in Beispiel 1 gemessen.
Als Ergebnis lagen die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der Lichtaufnahmeelemente A' bis C' bei den in Tabelle 5 gezeigten Werten.
Als nächstes wurde jedes dieser Lichtaufnahmeelemente A' bis C' in dem modifizierten Gerät des Kopiergeräts NP-6060, hergestellt von Canon K. K., montiert und der Dauertest wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Klinge war jedoch eine Urethankautschukklinge mit einer JIS-Härte von 73. Die Strapazierverluste der Oberflächenschichten nach diesem Dauertest sind in Tabelle 5 gezeigt.
Als Ergebnis trat ein Bilddefekt des linearen Musters aufgrund des unebenen Abkratzens in den Dauertest von 100.000 Blättern auf. Ferner wurde die Bildverschmierung durch den Dauertest unter den Bedingungen ohne der Heizeinrichtung für das Lichtaufnahmeelement und ohne der Reinigungswalze ausgewertet und es trat eine Bildverschmierung auf, so dass kein gutes Bild erhalten wurde.
Tabelle 4 Herstellungsbedingungen für die Oberflächenschicht in Vergleichsbeispiel 1 (Oberflächenschicht)
Tabelle 5
Beispiel 2
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurde unter Verwendung des in 2 veranschaulichten Plasma-CVD-Geräts die Lichtaufnahmeelemente D, E, F durch Aufschichten der Hemmschicht und der leitfähigen Schicht auf das zylindrische leitfähige Substrat unter den Bedingungen der Tabelle 1 und danach durch Abscheiden der Oberflächenschicht in einer Dicke von 0,5 μm unter den Bedingungen der Tabelle 6 hergestellt. Ferner wurden jeweils Proben der a-C:H-Oberflächenschicht D bis F auf dem Siliziumwafer unter den Bedingungen der Tabelle 6 hergestellt und die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten D bis F wurden durch ein ähnliches Verfahren wie das in Beispiel 1 gemessen.
Als Erfindung lagen die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der Lichtaufnahmeelemente D bis F bei den in Tabelle 7 gezeigten Werten. Als nächstes wurde jedes dieser Lichtaufnahmeelemente D bis F in das modifizierte Gerät des Kopiergeräts NP-6060, hergestellt von Canon K. K., montiert und der Dauertest wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Klinge jedoch war eine Urethankautschukklinge mit einer JIS-Härte von 73. Die Strapazierverluste der Oberflächenschichten nach diesem Dauertest sind in Tabelle 7 gezeigt.
Die durch die vorstehenden Auswertungen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 8 und in Tabelle 9 gezeigt. Als Ergebnis hatten die Lichtaufnahmeelemente D bis F weder den Bildeffekt des linearen Musters, der durch unebenes Abkratzen verursacht wird, und zwar selbst nach einem Dauertest von 100.000 Blättern, noch hatten sie Bilddefekte aufgrund eines Reinigungsfehlers, einer Verschmelzung und dergleichen. Ferner wurden bezüglich der Bildverschmierung gute Bildeigenschaften ohne Vorsehung der Heizeinrichtung für das Lichtaufnahmeelement erhalten. Tabelle 6 Herstellungsbedingungen für die Oberflächenschicht im Beispiel 2 (Oberflächenschicht)
Tabelle 7
Tabelle 8
Tabelle 9

a:: gutes Bild ohne Bildverschmierung
b:: Bild in solch einem praktisch akzeptablen Niveau, dass Linien in der Dichte von 7 Linen/mm nicht zu sehen sind aber Linien in einer Dichte von 6 Linien/mm zu sehen sind
c:: Bild, das möglicherweise eine Bildverschmierung in solch einem Niveau aufweist, dass Linien in der Dichte von 5 Linien/mm nicht zu sehen sind

Vergleichsbeispiel 2
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurden unter Verwendung des in 2 veranschaulichten Plasma-CVD-Geräts die Lichtaufnahmeelemente D', E', F' durch Aufschichten der Hemmschicht und der lichtleitenden Schicht auf dem zylindrischen leitfähigen Substrat unter den Bedingungen der Tabelle 1 und anschließendem Abscheiden der Oberflächenschicht in einer Dicke von 0,5 μm unter den Bedingungen der Tabelle 10 erzeugt. Ferner wurden Proben der a-SiC-Oberflächenschicht jeweils auf einem Siliziumwafer unter den Bedingungen der Tabelle 10 hergestellt und die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten D' bis F' wurden durch ein ähnliches Verfahren zu dem in Beispiel 1 gemessen. Als Ergebnis lagen die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der Lichtaufnahmeelemente D' bis F' in den in Tabelle 11 gezeigten Werten.
Als nächstes wurde jedes dieser Lichtaufnahmeelemente D' bis F' in das modifizierte Gerät des Kopierers NP-6060, hergestellt von Canon K. K., montiert und der Dauertest wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Klinge jedoch war eine Uretankautschukklinge mit einer JIS-Härte von 73. Die Strapazierverluste der Oberflächenschichten nach diesen Dauertests sind in Tabelle 11 gezeigt.
Die durch die vorstehenden Auswertungen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 12 und Tabelle 13 gezeigt. Als Ergebnis trat der Bilddefekt des linearen Musters aufgrund eines unebenen Abkratzens im Dauertest von 100.000 Blättern auf. Ferner wurde die Bildverschmierung mittels des Dauertests unter den Bedingungen ohne die Heizeinrichtung für das Lichtaufnahmeelement und ohne die Reinigungswalze ausgewertet, wobei eine Bildverschmierung auftrat, so dass kein gutes Bild erhalten wurde. Tabelle 10 Herstellungsbedingungen für die Oberflächenschicht in Vergleichsbeispiel 2 (Oberflächenschicht)
Tabelle 11
Tabelle 12
Tabelle 13

Beispiel 3
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurden unter Verwendung des in 3 veranschaulichten Plasma-CVD-Geräts die Lichtaufnahmeelemente G, H, I durch Aufschichten der Hemmschicht und der lichtleitenden Schicht auf dem zylindrischen leitfähigen Substrat unter den Bedingungen der Tabelle 14 und anschließendem Abscheiden der Oberflächenschicht in einer Dicke von 0,5 μm unter den Bedingungen der Tabelle 15 hergestellt. Ferner wurden jeweils Proben G bis I mit einer a-C:H-Oberflächenschicht auf einem Siliziumwafer unter den Bedingungen der Tabelle 15 hergestellt und die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten G bis I wurden durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen. Als Ergebnis lagen die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der Lichtaufnahmeelemente G bis I bei den in Tabelle 16 gezeigten Werten.
Als nächstes wurde jedes dieser Lichtaufnahmeelemente G bis I in das modifizierte Gerät des Kopiergeräts NP-6060, hergestellt von Canon K. K., montiert und der Dauertest wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Klinge war jedoch eine Silikonkautschukklinge mit einer JIS-Härte von 76. Die Strapazierverluste der Oberflächenschichten nach diesen Dauertests sind in Tabelle 16 gezeigt.
Die durch die vorstehende Auswertung erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 21 und Tabelle 22 gezeigt.
Als Ergebnis zeigte keines der Lichtaufnahmeelemente G bis I weder den Bilddefekt des linearen Musters, verursacht durch unebenes Abkratzen, und zwar selbst nach einem Dauertest von 100.000 Blättern, noch den Bilddefekt aufgrund eines Reinigungsfehlers, einer Verschmelzung oder dergleichen. Ferner wurden bezüglich der Bildverschmierung eine gute Bildeigenschaft ohne Vorsehung der Heizeinrichtung des Lichtaufnahmeelements erhalten.
Tabelle 14 Herstellungsbedingungen für das Lichtaufnahmeelement
Tabelle 15 Herstellungsbedingungen für die Oberflächenschicht in Beispiel 3 (Oberflächenschicht)
Tabelle 16
Vergleichsbeispiel 3
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurden unter Verwendung des in 3 veranschaulichten Plasma-CVD-Geräts die Lichtaufnahmeelemente G', H', I' durch Aufschichten der Hemmschicht und der lichtleitenden Schicht auf dem zylindrischen leitfähigen Substrat unter den Bedingungen der Tabelle 14 und anschließendem Abscheiden der Oberflächenschicht in einer Dicke von 0,5 μm unter den Bedingungen der Tabelle 17 hergestellt. Ferner wurden jeweils Proben G' bis I' der a-C:H-Oberflächenschicht auf einem Siliziumwafer unter den Bedingungen der Tabelle 17 hergestellt und die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der G' bis I' wurden durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen.
Als Ergebnis lagen die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der Lichtaufnahmeelemente G' bis I' in den in Tabelle 18 gezeigten Werten.
Als nächstes wurde jedes dieser Lichtaufnahmeelemente G' bis I' in das modifizierte Gerät des Kopiergeräts NP-6060, hergestellt von Canon K. K., montiert und der Dauertest wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Klinge war jedoch eine Silikonkautschukklinge mit einer JIS-Härte von 73. Die Strapazierverluste der Oberflächenschichten nach diesem Dauertest sind in Tabelle 18 gezeigt.
Die durch die vorstehenden Auswertungen erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 25 und der Tabelle 26 gezeigt.
Als Ergebnis wurde herausgefunden, dass der Dauertest von 100.000 Blättern manchmal zu einem unebenen Abkratzen, einer Verschmelzung und Bildverschmierung im Falle der a-C:H-Filme führte, wenn der Strapazierverlust kleiner als 1 Å/10.000 Blättern war und der Wasserstoffgehalt geringer als 41% war.
Tabelle 17 Herstellungsbedingungen für die Oberflächenschicht in Vergleichsbeispiel 3 (Oberflächenschicht
Tabelle 18
Beispiel 4
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurde unter Verwendung des in 3 veranschaulichten Plasma-CVD-Geräts die Lichtaufnahmeelemente J, K, L durch Aufschichten der Hemmschicht und der lichtleitenden Schicht auf dem zylindrischen leitfähigen Substrat unter den Bedingungen der Tabelle 14 und anschließender Abscheidung der Oberflächenschichten einer Dicke von 0,5 μm unter den Bedingungen der Tabelle 19 hergestellt. Ferner wurden jeweils Proben J bis L der a-C:H-Oberflächenschicht auf einem Siliziumwafer unter den Bedingungen der Tabelle 19 hergestellt und die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der J bis L wurden durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen.
Als Ergebnis lagen die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der Lichtaufnahmeelemente J bis L bei den in Tabelle 20 gezeigten Werten.
Als nächstes wurde jedes dieser Lichtaufnahmeelemente J bis L in dem modifizierten Gerät des Kopiergeräts NP-6060, hergestellt von Canon K. K., montiert und der Dauertest wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Klinge jedoch war eine Silikonkautschukklinge mit einer JIS-Härte von 80. Die Strapazierverluste der Oberflächenschichten nach diesem Dauertest sind in Tabelle 20 gezeigt.
Die durch die vorstehenden Auswertungen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 21 und Tabelle 22 gezeigt.
Als Ergebnis hatten die Lichtaufnahmeelemente J bis L weder einen Bilddefekt des linearen Musters, verursacht durch unebenes Abkratzen, und zwar selbst nach einem Dauertest von 100.000 Blättern, noch Bilddefekte aufgrund eines Reinigungsfehlers einer Verschmelzung und dergleichen. Ferner wurden bezüglich der Bildverschmierung, gute Bildeigenschaften ohne Vorsehung der Heizeinrichtung für Lichtaufnahmeelement erhalten. Tabelle 19 Herstellungsbedingungen für die Oberflächenschicht in Beispiel 4 (Oberflächenschicht)
Tabelle 20
Tabelle 21
Tabelle 22

Vergleichsbeispiel 4
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 wurden unter Verwendung des in 3 veranschaulichten Plasma-CVD-Geräts die Lichtaufnahmeelemente J', K', L' durch Aufschichten der Hemmschicht und der lichtleitenden Schicht auf dem zylindrischen leitfähigen Substrat unter den Bedingungen der Tabelle 14 und anschließender Abscheidung der Oberflächenschicht in einer Dicke von 0,5 μm unter den Bedingungen der Tabelle 23 hergestellt. Ferner wurden jeweils Proben J' bis L' der a-C:H-Oberflächenschicht der auf einem Siliziumwafer unter den Bedingungen der Tabelle 23 hergestellt und die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der J' bis L' wurden durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 1 gemessen.
Als Ergebnis lagen die Wasserstoffgehalte der Oberflächenschichten der Lichtaufnahmeelemente J' bis L' bei den in Tabelle 24 gezeigten Werten.
Als nächstes wurde jedes dieser Lichtaufnahmeelemente J' bis L' in das modifizierte Gerät des Kopiergeräts NP-6060, hergestellt von Canon K. K., montiert und der Dauertest wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Klinge jedoch war eine Silikonkautschukklinge mit einer JIS-Härte von 73. Die Strapazierverluste der Oberflächenschichten nach diesem Dauertest sind in Tabelle 24 gezeigt.
Die durch die vorstehenden Auswertungen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 25 und Tabelle 26 gezeigt.
Als ein Ergebnis war im Falle der a-C:H-Filme, in denen der Strapazierverlust größer als 10 Å/10.000 Blätter war und der Wasserstoffgehalt größer als 60% war, die unebene Abkratzung, die Verschmelzung und die Bildverschmierung in einem praktisch akzeptablen Niveau nach dem Dauertest von 100.000 Blättern, aber sie hatten eine geringe mechanische Festigkeit und zeigten somit das Auftreten von Bilddefekten, nämlich Kratzern, in einem weißen Linienmuster. Tabelle 23 Herstellungsbedingungen für die Oberflächenschichten in Vergleichsbeispiel 4 (Oberflächenschicht)
Tabelle 24
Tabelle 25
Tabelle 26

Wie vorstehend erläutert wurde, wurde es in dem elektrophotographischen Gerät mit Struktur für ein Abkratzreinigen des Entwicklers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 bis 8 μm mit der elastischen Kautschukklinge mit einer JIS-Härte von nicht weniger als 70 und nicht mehr als 80, und unter Verwendung des Lichtaufnahmeelements mit einer Oberflächenschicht, die aus nicht-monokristallinem hydrierten Kohlenstofffilm aufgebaut ist, in welchem der Strapazierverlust nach Kopierschritten von Transferblättern der Größe A4 nicht geringer als 1 Å/10.000 Blätter und nicht größer als 10 Å/10.000 Blätter war und in welchem der Wasserstoffgehalt nicht geringer als 41% und nicht höher als 60% war, möglich, eine gleichmäßige Strapazierung der Oberflächenschicht ohne Vorsehung der Scheuereinrichtung wie etwa der Reinigungswalze für die Oberflächenschicht zu ermöglichen und ebenso merklich die Bilddichteunregelmäßigkeiten, verursacht durch unebene Abkratzung und der Verschmelzung des Entwicklers, zu verhindern.
Zusätzlich konnte durch gleichförmige Strapazierung der Oberflächenschicht im Bereich von nicht weniger als 1 Å/10.000 Blättern und nicht mehr als 10 Å/10.000 Blättern die Bilddefekte wie etwa die Bildverschmierung und die Bildunschärfe effektiv verhindert werden, selbst unter jeden Bedingungen, und zwar ohne Vorsehung der Einrichtung zur direkten Aufheizung der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements.
Ferner erweiterte die vorliegende Erfindung merklich die Breite des Designs des elektrophotographischen Geräts, einschließlich der Entwicklertypen, die eingesetzt werden können, eine Verkleinerung des elektrophotographischen Geräts sowie eine Reduzierung der Kosten und so weiter.
Die vorliegende Erfindung schließt alle unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallenden Modifikationen und Kombinationen mit ein und es ist nicht notwendig zu erwähnen, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt ist.
Um hochqualitative Bilder mit guten Reinigungseigenschaften, und zwar ohne Auftreten von unebenen Abkratzungen einer Oberflächenschicht eines Lichtaufnahmeelements und ohne Verschmelzung des Toners sowie ohne Auftreten eines Bilddefekts, selbst ohne Vorsehung einer Heizvorrichtung, zu erhalten, wurde der Strapazierverlust der Oberflächenschicht eines amorphen hydrierten Kohlenstofffilms auf nicht weniger als 1 Å/10.000 Blätter und nicht mehr als 10 Å/10.000 Blätter nach Abschluss des Kopierprozesses von Übertragungsblättern der Größe A4 hergestellt, wobei jeder Kopierprozess das Entwickeln eines Bildes auf einem Lichtaufnahmeelement 401 mit einem Entwickler mit einer durchschnittlichen Korngröße von 5 bis 8 μm, anschließender Übertragung des Entwicklerbildes auf ein Transfermedium 406(a) und anschließender Abkratzreinigung der Oberfläche des Lichtaufnahmeelements mit einer elastischen Kautschukklinge 421 mit der Härte von nicht weniger als 70 und nicht mehr als 80 mit einschließt.

Claims

Elektrophotographisches lichtempfindliches Element mit einer Oberfläche, die aus amorphem Kohlenstoff mit Wasserstoffatomen besteht, wobei der Wasserstoffgehalt bei 41 bis 60 Atom-% liegt, und wobei die Oberfläche einen Verschleißverlust von nicht weniger als 1 Å und nicht mehr als 10 Å pro 10.000 Übertragungsblättern der Größe A4 hat, falls ein Prozess der Aufladung, Belichtung, anschließender Entwicklung unter der Vorsehung eines Entwicklungsmittels mit einem mittleren Korndurchmesser von 5 bis 8 μm, und anschließender Abkratzreinigung mit einer Klinge mit Elastizität mit einer JIS-Härte von nicht weniger als 70 und nicht mehr als 80, gemessen analog Typ A des Messverfahrens der JIS K6301, ausgeführt wird.
Das elektrophotographisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 1, wobei das elektrophotographische lichtempfindliche Element auf einem Substrat eine lichtleitende Schicht und eine Oberflächenschicht in dieser Reihenfolge umfasst, wobei die Oberflächenschicht den nichtkristallinen Kohlenstoff in der äußersten Oberfläche umfasst.
Das elektrophotographisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 2, wobei das elektrophotographische lichtempfindliche Element ferner eine Ladungsinjektions- Hemmschicht zwischen dem Substrat und der lichtleitenden Schicht umfasst.
Das elektrophotographisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 2, wobei die lichtleitende Schicht eine Ladungstransportschicht und eine Ladungserzeugungsschicht umfasst.
Das elektrophotographisches lichtempfindliches Element gemäß Anspruch 2, wobei die lichtleitende Schicht ein Siliziumatome als eine Matrix umfassendes nichtkristallines Material umfasst.
Elektrophotographisches Gerät, umfassend ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Aufladungselement, ein Belichtungsmechanismus, eine Entwicklungsvorrichtung, ein Übertragungsmechanismus und eine Reinigungseinrichtung rund um das elektrophotographische lichtempfindliche Element vorgesehen sind, wobei die Reinigungseinrichtung eine Klinge mit Elastizität mit einer JIS-Härte von nicht weniger als 70 und nicht mehr als 80, gemessen analog Typ A des Messverfahrens der JIS K6301, zur Abkratzreinigung einer Oberfläche des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements umfasst.
Elektrophotographisches Verfahren zur aufeinanderfolgenden Durchführung der Schritte Aufladen, Belichten, Entwickeln, Übertragen und Reinigen auf einem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Entwickeln unter Verwendung eines Entwicklungsmittels mit einem mittleren Korndurchmesser von 5 bis 8 μm durchgeführt wird und das Reinigen unter Verwendung einer elastischen Klinge mit einer Härte von nicht weniger als 70 und nicht mehr als 80, gemessen analog Typ A des Messverfahrens der JIS K6301, durchgeführt wird.