DE69930817T2

DE69930817T2 - Elektrophotographisches lichtempfindliches Element und ein das lichtempfindliche Element umfassender elektrophotographischer Apparat

Info

Publication number: DE69930817T2
Application number: DE69930817T
Authority: DE
Inventors: c/o Canon Kabushiki Kaisha Ryuji Okamura; c/o Canon Kabushiki Kaisha Shigenori Ueda; c/o Canon Kabushiki Kaisha Junichiro Hashizume
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2019-11-27
Also published as: US6406824B1; DE69930817D1; EP1004938B1; EP1004938A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element mit einem abgeschiedenen Film eines nicht-einkristallinen Materials auf einem zylindrischen Substrat, und insbesondere auf ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, welches stabil ein Bild mit einer hohen Qualität über einen langen Zeitraum ohne die Erzeugung von düsteren Bildern und einem Schmieren des Bildes unter einer schwierigen Umgebung, wie etwa bei einer hohen Temperatur und einer hohen Luftfeuchtigkeit zur Verfügung zu stellen, selbst wenn die Erwärmungseinrichtung des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements nicht bei allen elektrophotographischen Vorgängen vorgesehen wird, und ohne die Erzeugung einer ungenügenden Reinigung oder Verschmelzung in jeder Umgebung.
Verwandter Stand der Technik
Ein abgeschiedener nicht-einkristalliner Film hergestellt aus nicht-einkristallinem Silicium (a-Si) oder ähnlichem, ausgeglichen mit Wasserstoff und/oder Halogen (zum Beispiel Fluor, Chlor usw.), wurde vorgeschlagen und praktisch als ein verschmutzungsfreies lichtempfindliches Element mit hoher Leistung und hoher Beständigkeit eingesetzt. Das a-Si-lichtempfindliche Element hat eine höhere Oberflächenhärte als andere lichtempfindliche Elemente, weist eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Licht einer Wellenlänge wie die eines Halbleiterlasers (600 nm bis 700 nm) auf, und die Verschlechterung seiner Potentialeigenschaften aufgrund der wiederholten Verwendung ist nur schwer zu erkennen, so dass das a-Si-lichtempfindliche Element weithin eingesetzt wurde, insbesondere für elektrophotographische lichtempfindliche Elemente einer Hochgeschwindigkeits-Kopiermaschine oder eines LBP (Laserdruckers).
Mit dem in der letzten Zeit auftretenden Anstieg des Informationsdurchsatzes stieg die Nachfrage nach den Hochgeschwindigkeits-Kopiermaschinen oder den LBP weiter an und die Kopiermenge für jede Kopiermaschine wurde stark erhöht.
Unter diesen Umständen wurde eine Beständigkeit des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements und die Verringerung der Verschlechterung seiner Potentialeigenschaft aufgrund der wiederholten Verwendung stärker nachgefragt als zuvor. Um diese Nachfrage zu befriedigen, wurden verschiedene Arten von Untersuchungen der Oberflächenschicht des a-Si-lichtempfindlichen Elements speziell durchgeführt. Insbesondere wurde in den vergangenen Jahren ein nicht-einkristalliner Kohlenstoff-(a-C)-Film als ein Material für die Oberflächenschicht des a-Si-lichtempfindlichen Elements vorgeschlagen.
Die japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 61-219961 offenbart eine Technik, in der ein Material bestehend aus einem hydrierten nicht-einkristallinen Kohlenstoff und 10 bis 40 Atom% Wasserstoffatomen als eine Oberflächenschicht eingesetzt wird. In Übereinstimmung mit diesen Techniken können elektrische, optische und lichtleitfähige Eigenschaften, eine Umwelteigenschaft für die Verwendung und eine Beständigkeit verbessert werden, und zusätzlich kann die Bildqualität verbessert werden.
Ferner offenbart die japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 6-317920 ein Verfahren für die Herstellung einer Oberflächenschicht hergestellt aus einem nicht-einkristallinen Kohlenstoffmaterial, die Kohlenstoffatome als eine Matrix enthält, durch Plasma-CVD für die Zersetzung eines zugeführten Gases durch Glimmentladung erzeugt durch eine elektromagnetische Welle mit einer Frequenz von 20 MHz bis 450 MHz.
Wenn das vorher beschriebene a-Si-lichtempfindliche Element in das elektrophotographische Gerät eingesetzt wird, wird ein elektrisches latentes Bild auf dem lichtempfindlichen Element durch Ladung, Entladung und Expositionseinrichtungen erzeugt. Dann wird das latente Bild durch Verwendung eines Entwicklers (Toner) entwickelt, und ein Tonerbild wird, wenn notwendig, auf ein Transfermaterial, wie etwa einem Blatt, übertragen. Danach wird das Tonerbild auf dem Transfermaterial durch Erwärmen, durch Pressen und durch Erwärmen und Pressen oder durch Lösungsmitteldampf oder ähnliches fixiert, um ein kopiertes Produkt zu erhalten. Ferner wird der Toner, welcher nicht übertragen wird, sondern auf dem lichtempfindlichen Element verbleibt, in einem Reinigungsvorgang gewonnen und als ein Abfalltoner nach außen abgegeben.
Als Ladungs- und Entladungseinrichtungen des lichtempfindlichen Elements wird in den meisten Fällen eine Korona-Entladungsvorrichtung (Corotron, Scotron) verwendet. Jedoch wird bei dieser Korona-Entladung Ozon (O₃) erzeugt, welches Stickstoff in der Luft oxidiert und Korona-Entladungsprodukte, wie etwa Stickoxide (NO_x) erzeugt. Ferner reagieren die erzeugten Stickstoffoxide mit dem in der Luft enthaltenen Wasser, um unerwünschter Weise Salpetersäure oder ähnliches zu erzeugen, wodurch die Widerstandsfähigkeit auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements abgesenkt wird.
Daher wird eine schräge Kapazität Ladung zu halten insgesamt oder teilweise herabgesetzt, so dass dort ein fehlerhaftes Bild erzeugt wird, ein sogenanntes düsteres Bild (image dimness) oder ein Schmieren des Bildes (eine elektrische Ladung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements leckt in die Richtung einer Ebene, so dass ein elektrostatisches latentes Bildmuster kollabiert oder nicht gebildet wird).
Zusätzlich, da Korona-Entladungsprodukte, die an der inneren Oberfläche der Schildplatte der Korona-Entladungsvorrichtung haften, die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements nicht nur während des Betriebs des elektrophotographischen Geräts, sondern ebenfalls während des Stillstandes des Geräts über Nacht färben, kann das düstere Bild und das Schmieren des Bildes in Bereichen auf einem ersten Blatt oder mehreren hundert Blättern gebildet werden, welche nach Neustart des Geräts nach dem Gerätestillstand ausgegeben werden, erzeugt werden, die der Apertur der Ladevorrichtung während des Stillstands des Geräts entsprechen. Das vorher beschriebene Schmieren des Bildes sieht aus wie der Rest der Ladevorrichtung, folglich wird es als ein Laderrestschmieren bezeichnet.
Ferner neigt in dem Fall des a-Si-lichtempfindlichen Elements, da die Oberflächenhärte davon höher als die anderer lichtempfindlichen Element ist, welche umgekehrt wirken, das Korona-Entladungsprodukt, das an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements anhaftet, unbegrenzt dazu, darauf zu verbleiben. Folglich wurden die zwei folgenden Verfahren zur Vermeidung des Phänomens des düsteren Bildes oder des Schmierens des Bildes vorgeschlagen.
Gemäß dem ersten Verfahren wird eine Heizvorrichtung für die Erwärmung des lichtempfindlichen Elements selbst eingehaust oder warme Luft wird zu dem lichtempfindlichen Element durch eine Warmluftblasvorrichtung zugeführt, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf 30 bis 50°C zu erwärmen, so dass die relative Luftfeuchtigkeit gesenkt wird. Dieses Verfahren ist eine Behandlung für die Verflüchtigung der Korona-Entladungsprodukte oder der Feuchtigkeit, die an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements anhaftet, um im Wesentlichen zu vermeiden, dass der Widerstand der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements sinkt, und es wurde praktisch umgesetzt.
Gemäß dem zweiten Verfahren wird die Wasserabstoßung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verbessert, so dass das Korona-Entladungsprodukt anfangs nur schwer an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements anhaftet und auf diese Weise wird das Schmieren des Bildes verhindert. Zum Beispiel offenbart die japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 61-289354 eine a-C-Oberflächenschicht erhalten durch Anwendung einer Plasmabehandlung an eine Oberfläche mit Gas einschließlich Fluor. Ferner offenbart die japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 61-278859 ein Verfahren für die Herstellung eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements mit einer Oberflächenschicht bestehend aus a-C:H auf einer a-Si-lichtempfindlichen Schicht und Spezifizierung des Self-Bias.
In der Zwischenzeit wird oftmals für die Entwicklung ein Toner mit gewöhnlicher Weise einer massegemittelten Teilchengröße von etwa 10 bis 12 μm verwendet. Heute ist jedoch eine feinere und zartere Bildqualität erforderlich, so dass ein Toner mit kleinerer Teilchengröße notwendig ist und die Entwicklung davon wird beschleunigt.
Die Fähigkeit für die Fixierung des Tonerbildes an das Übertragungsmaterial hängt davon ab, wie das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial in einer Fixiervorrichtung erwärmt wird. Für ein beschleunigtes Vorgehen ist eine Technik entwickelt worden, dass die Fixiereigenschaft durch einen Toner mit einem niedrigen Schmelzpunkt verbessert wird.
Wenn jedoch die Fixiereigenschaft verbessert wird, tritt die Befürchtung auf, dass der Toner dazu neigt an der Oberfläche der Trommel zu haften, und eine defekte Abbildung zu erzeugen. Folglich, um es dem Toner zu erschweren, an dem lichtempfindlichen Element zu haften, ist es notwendig die Gleiteigenschaft der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements als auch die Reinigungseigenschaft für das mechanische Abkratzen des an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements anhaftenden Toners zu erhöhen.
Als Reinigungseinrichtung wurde häufig ein Reinigungssystem vom Blatttyp mit einer hohen Reinigungsleistung und eine magnetische Walze (eine durch eine magnetische Bürste ausgebildet Reinigungswalze) oder ähnliche in Kombination verwendet.
Als Verfahren für die Anpassung an die Änderung hin zu einer kleinen Größe des Toners und einer hohen Fixierfähigkeit oder ähnlichem, sind Gegenmaßnahmen in Betracht gezogen worden, dass die Härte des Blatts erhöht wird, der Anpressdruck des Blatts erhöht wird, und die Rotationsgeschwindigkeit oder die Rotationsrichtung der magnetischen Rolle (eine Vorwärtsrichtung oder eine Rückwärtsrichtung relativ zu dem lichtempfindlichen Element) verändert wird. Das Verschmelzen und das Verrutschen oder Fallen des Toners werden auf der Grundlage dieser Gegenmaßnahmen verhindert.
Jedoch wird gemäß dem Verfahren der Erwärmung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf 30 bis 50°C durch eine Heizvorrichtung, um das Schmieren des Bildes wie vorher beschrieben zu verhindern, wird der durch eine Kopiermaschinenmatrix verbrauchte Strom unerwünschter Weise erhöht. Daher kann es möglicherweise schwierig sein, eine Hochgeschwindigkeitskopiermaschine mit einem Strom von 100 V/15 A zu betreiben, was der Zustand der Stromzufuhr ist, die in herkömmlichen Büros eingesetzt wird.
Ferner kann für den Zweck des Unterdrückens des Schmierens des Bildes auf dem ersten Blatt oder den ersten 100 Blättern nach Neustart, aufgrund der Ozonprodukte die von der Ladevorrichtung während der Nacht anfallen und akkumulieren die Heizvorrichtung für die Erwärmung des lichtempfindlichen Elements selbst über Nacht nicht abgeschaltet werden. Daher wurde eine Verbesserung aufgrund der jüngst aufkommenden Standpunkte des Energiesparens und der Ökologie erwünscht.
Ferner hat eines der vorher beschriebenen Verfahren zur Verhinderung des Schmierens des Bildes, durch welches die Koronaentladungsprodukte selten auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements von Beginn durch Verbesserung der Wasserabstoßung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes haften bleiben, nach wie vor ein zu lösendes Problem in Bezug auf die Beständigkeit. Daher muss die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes, welche ursprünglich eine gute Beständigkeit hat, wünschenswerter Weise einen höheren Grad an Beständigkeit haben. Demgemäß haben die herkömmlichen elektrophotographischen Geräte derartige zu lösende Probleme, um ein gutes Bild ohne Vorsehen einer Heizeinrichtung für das lichtempfindlichen Element zur Verfügung zu stellen, um ein Schwanken der Bildeigenschaften aufgrund der wiederholten Verwendung zu eliminieren.
Die Verbesserung der Oberflächenmerkmale des lichtempfindlichen Elements und der Reinigungseigenschaften des elektrophotographischen Geräts ermöglicht ein elektrophotographisches Bild zu erzeugen, das eine höhere Bildqualität als die bisher erhaltene hat. Jedoch kann die Verbesserung der Reinigungseigenschaften möglicherweise die Menge des Abschabens von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mehr als bisher erhöhen, was nachteilig ist.
Insbesondere wenn ein a-C:F-Film mit Fluor für die Oberflächenschicht verwendet wird, wird aufgrund des in dem Film enthaltenen Fluors die Gleiteigenschaft der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verbessert. Jedoch wird diese Oberfläche weicher als die unter Verwendung des a-C-Films und neigt stärker dazu, abgeschabt zu werden. Daher tritt manchmal ein Problem in Bezug auf die Stabilität aufgrund der wiederholten Verwendung des lichtempfindlichen Elements auf.
Demgemäß, selbst in dem elektrophotographischen Verfahren, dessen Reinigungseigenschaft verbessert ist, ist die Erzielung einer verbesserten Stabilität bei der wiederholten Verwendung der Trommel erforderlich, ohne die Trommel abzuschaben.
Das US-Patent Nr. 4 770 966 offenbart ein lichtempfindliches Material mit einer lichtempfindlichen Schicht bestehend aus einem amorphen Material auf Siliciumbasis, welches auf einem elektrisch leitfähigen Träger ausgebildet ist, und eine Oberflächenschicht gebildet auf der lichtempfindlichen Schicht. Die Oberflächenschicht besteht aus amorphem Kohlenstoff, der Wasserstoff und Fluor enthält und hat eine verbesserte Druckbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Luftfeuchtigkeit.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorher erwähnten Probleme erzielt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, das hervorragend bei seiner wiederholten Verwendung in einem elektrophotographischen Gerät ist, und ein elektrophotographisches Gerät mit dem vorher erwähnten lichtempfindlichen Element zur Verfügung zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, das ein stabiles Bild vorsehen kann, in welchem ein düsteres Bild oder ein Schmieren des Bildes oder ähnliches unabhängig von einer Umgebung nicht erzeugt wird, selbst wenn keine Heizvorrichtung vorgesehen wird, und ein elektrophotographisches Gerät mit dem vorher beschriebenen elektrophotographischen lichtempfindlichen Element zur Verfügung zu stellen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element zur Verfügung zu stellen, das hervorragend in seinen Reinigungseigenschaften ist, selbst wenn ein Toner mit einer geringen Teilchengröße und einer hervorragenden Fixiereigenschaft verwendet wird, und in welchem ein Problem resultierend aus dem Verschmelzen des Toners nicht erzeugt wird oder vernachlässigenswert ist, und ein elektrophotographisches Gerät mit dem vorher beschriebenen lichtempfindlichen Element.
Folglich stellt die vorliegende Erfindung ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element zur Verfügung mit: einer lichtleitfähigen Schicht, die ein nicht-einkristallines Material, das als Matrix Siliciumatome enthält, auf einem zylindrischen Substrat umfasst; einer ersten Oberflächenschicht, die ein nicht-einkristallines Material umfasst; und einer zweiten Oberflächenschicht die nicht-einkristallinen Kohlenstoff umfasst, die wenigsten Fluor enthält, wobei diese Schichten nacheinander in dieser Reihenfolge ausgebildet sind, wobei die Härte der ersten Oberflächenschicht größer als die der zweiten Oberflächenschicht ist und die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) der ersten Oberflächenschicht 50 bis 5000 Å beträgt, wobei die dynamische Härte der ersten Oberflächenschicht 300 bis 1000 kgf/mm² und die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht 10 bis 500 kgf/mm² beträgt, und ein elektrophotografisches Gerät mit dem vorher beschriebenen lichtempfindlichen Element.
Die 1A, 1B, 1C, 2 bzw. 3 zeigen schematische Querschnittsansichten für die Erläuterung einer Ausführungsform eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements;
die 4 bzw. 5 zeigen schematische Schnittansichten zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Geräts zur Bildung eines abgeschiedenen Films; und
die 6 ist eine schematische Schnittansicht für die Erläuterung einer Ausführungsform eines elektrophotographischen Geräts.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben bestätigt, dass ein erfindungsgemäßes elektrophotographisches lichtempfindliches Element eine verbesserte Wasserabstoßungsfähigkeit seiner Oberfläche als ein herkömmliches elektrophotographisches lichtempfindliches Element unter Verwendung eines nicht-einkristallinem Siliciumcarbid-(a-SiC-)Films oder eines nicht-einkristallinem Kohlenstoffs-(a-C-)Films unter Verwendung eines nicht-Einkristallinem-Kohlenstoff-(a-C:F-)Films, der wenigstens Fluor enthält, ein düsteres Bild oder ein Schmieren des Bildes wurde in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit ohne Vorsehen von Heizeinrichtungen für das lichtempfindliche Element nicht erzeugt, die Gleiteigenschaften auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements waren stark verbessert und die Reinigungseigenschaften eines elektrophotographischen Geräts waren erhöht.
Jedoch war der a-C:F-Film relativ weicher als der a-SiC-Film und der a-C-Film, und wurde während eines elektrophotographischen Verfahrens leicht abgeschabt. Daher war es problematisch, den a-C:F-Film wie er ist zu verwenden.
Die Erfinder widmeten sich daher der Untersuchung wie die vorher beschriebenen Vorteile des a-C:F-Films der Oberflächenschicht des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements verliehen werden, und folglich fanden sie, dass die Wasserabstoßungsfähigkeit und die Gleiteigenschaften der Oberfläche erhalten werden könnten, selbst wenn der a-C:F-Film aufgrund einer wiederholten Verwendung abgeschabt wird, durch Bildung einer Oberflächenschicht mit einem zweischichtigen Aufbau aus einer ersten Oberflächenschicht und einer zweiten Oberflächenschicht, Einstellung der durchschnittlichen Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) der ersten Oberflächenschicht in einem Bereich von 50 Å bis 5000 Å auf Grundlage von JIS B0601, und Verwendung des a-C:F-Films für die zweite Oberflächenschicht.
Die erste Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung kann entweder einen a-C-Film mit Kohlenstoff oder einen a-C:H-Film mit Kohlenstoff und Wasserstoff umfassen. Um die Wirkungen der vorliegenden Erfindung zu verstärken, kann bevorzugt der a-C:H-Film eingesetzt werden.
Ferner kann die erste Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung einen a-SiN:H-Film mit Silicium, Wasserstoff und Stickstoff, einen a-SiO:H-Film mit Silicium, Wasserstoff und Sauerstoff und einen a-SiNO:H-Film mit Silicium, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff umfassen. In diesem Fall, um die Wirkungen der vorliegenden Erfindung hervorzuheben, kann der a-SiN:H-Film bevorzugt verwendet werden.
Insbesondere wird als ein Material der ersten Oberflächenschicht ein hydriertes nicht-einkristallines Siliciumnitrid (a-SiN:H) oder ein hydriertes nicht-einkristallines Siliciumoxid (a-SiO:H) für die erste Oberflächenschicht verwendet, so dass die Oberflächenrauheit einer als ein Substrat dienenden lichtleitfähigen Schicht einfach gesteuert werden kann oder nicht gesteuert werden muss. Ferner kann der Produktionsumfang erhöht werden und der Grad der Freiheit ein Material zu entwerfen kann erhöht werden.
Noch weiterhin ist die Affinität zwischen der ersten Oberflächenschicht, die a-SiN:H oder a-SiO:H umfasst, und dem a-C:F-Film sehr viel höher als die der ersten Oberflächenschicht, die a-C:H umfasst. In diesem Fall wird nicht nur der Film schwer von der Oberfläche abgezogen, sondern eine elektrische Übereinstimmung ist ebenfalls hoch. Daher wird das aus der Unebenheit bei der Herstellung resultierende Ablösen des Films nicht erzeugt noch kann ein unerwartetes Ablösen des Films über einen langen Zeitraum erzeugt werden. Nebenbei wird die Ladungsleistung wirkungsvoll verbessert, ein Restpotential wird reduziert und ein optischer Speicher wird vorteilhafter Weise reduziert. Demgemäß können die Möglichkeiten für die Gestaltung des Materials des a-C:F-Films vergrößert werden.
Nun wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen die vorliegende Erfindung ausführlicher beschrieben.
Die 1 zeigt schematisch einen Abschnitt eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung. In den 1A und 1B bezeichnet ein Bezugszeichen 101 ein zylindrisches Substrat, 102 bezeichnet eine lichtleitfähige Schicht, 104 bezeichnet eine erste Oberflächenschicht und 105 bezeichnet eine zweite Oberflächenschicht. In der 1C bezeichnet 101 ein zylindrisches Substrat, 102 bezeichnet eine lichtleitfähige Schicht, 103 bezeichnet eine Pufferschicht, 104 bezeichnet eine erste Oberflächenschicht und 105 bezeichnet eine zweite Oberflächenschicht.
Die Pufferschicht 103 kann vorgesehen werden, um die Eigenschaft in der Materialübereinstimmung zwischen der lichtleitfähigen Schicht 102 und der ersten Oberflächenschicht 104 zu gewinnen. Folglich ist es erwünscht, eine dazwischen liegende Materialzusammensetzung zwischen ihnen zu haben. Ferner kann die Zusammensetzung der lichtleitfähigen Schicht 102 zu der Zusammensetzung der ersten Oberflächenschicht 104 teilweise oder durchgängig durch die ganze Schicht der Pufferschicht 103 sich ändern.
Wenn in der vorliegenden Erfindung der a-C-Film der ersten Oberflächenschicht gebildet wird, kann zum Beispiel ein Gas aus CH₄, C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆, C₂H₈, C₄H₁₀ usw. mit diesen Gasen und Wasserstoffgas und einem Verdünnungsgas aus Helium oder ähnlichem gemischt werden und die Mischung kann zersetzt werden.
Ferner, wenn in der vorliegenden Erfindung der a-SiN:H-Film für die erste Oberflächenschicht eingesetzt wird und zum Beispiel ein Stickstoffzufuhrgas, wie etwa N₂, NH₃, NO, NO₂ usw. in einem Siliciumzufuhrgas oder gasförmigen oder in einem gasförmigen Zustand gebrachten Siliciumhydrid (Silan) gemischt und die Mischung wird zersetzt, um den a-SiN:H-Film zu erzeugen. Diese Gase können mit dem Verdünnungsgas aus Wasserstoff, Helium, Argon usw. gemischt werden und die Mischung kann zersetzt werden.
Wenn der a-SiO-Film für die erste Oberflächenschicht in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zum Beispiel Sauerstoffzufuhrgas wie etwa O₂, NO, NO₂, N₂O usw. mit einem Siliciumzufuhrgas oder einem gasförmigen oder in einem gasförmigen Zustand gebrachten Siliciumhydrid (Silan), wie etwa SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, Si₄H₁₀ usw. gemischt werden, und die Mischung wird zersetzt, um den a-SiO:H-Film zu bilden. Ferner können diese Gase mit dem Verdünnungsgas aus Wasserstoff, Helium, Argon oder ähnlichem gemischt werden und die Mischung kann zersetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Oberflächenrauheit der ersten Oberflächenschicht wichtig.
In der vorliegenden Erfindung wird die erste Oberflächenschicht in einer derartigen Art und Weise ausgebildet, dass die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) in einem Bereich von 50 Å bis 5000 Å liegt, bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 100 Å bis 1000 Å auf der Grundlage der JIS B0601.
Damit die Oberflächenrauheit innerhalb dieses Bereiches liegt, können verschiedene Verfahren, wie etwa Polieren, Ätzen oder eine Optimierung der Herstellungsbedingungen in Betracht gezogen werden. Wenn der a-SiN:H-Film oder a-SiO-H-Film als das Material der ersten Oberflächenschicht eingesetzt wird, kann bei ausgiebigen Herstellungsbedingungen die Oberflächenrauheit innerhalb des Bereiches von 50 Å bis 5000 Å eingestellt werden.
Daher ist es nicht notwendig speziell die Oberflächenrauheit der lichtleitfähigen Schicht 102 in einem spezifischen Bereich zu erstellen oder die Oberfläche durch ein Verfahren, wie etwa Polieren, Ätzen usw. aufzurauen, so dass die Investitionen für die Anlage und die Ausstattung zur Herstellung oder für die die Arbeit, die Kosten und die Taktzeit reduziert werden können.
Wenn ferner das a-SiN:H oder das a-SiO:H als das Material der ersten Oberfläche verwendet wird, hat es eine sehr gute Übereinstimmung in Bezug auf die zweite Oberflächenschicht verwendeten a-C:F. In Übereinstimmung mit diesem Merkmal kann die Ladungsleistung verbessert werden, ein Restpotential kann verringert und ein optischer Speicher kann wirkungsvoll reduziert werden. Folglich können die Möglichkeiten für die Gestaltung des Materials des a-C:F-Films verbessert werden.
Die 1B zeigt schematisch einen Abschnitt des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements nachdem es in das elektrophotographischen Gerät eingebaut und für eine lange Zeit eingesetzt wurde. Die zweite Oberflächenschicht enthält viel Fluor und hat eine hohe Wasserabstoßung, ist jedoch hinsichtlich ihrer Härte ziemlich weich, so dass sie möglicher Weise bei einer Langzeitverwendung verschlissen wird.
Die schematische Ansicht der 1B zeigt einen Zustand nachdem die zweite Oberflächenschicht verschlissen ist. Wie aus dieser schematischen Ansicht ersehen werden kann, wird die zweite Oberflächenschicht 105, die auf der ersten Oberflächenschicht 104 laminiert ist, geeigneter Weise auf die vertieften Teile der ersten Oberflächenschicht 104 gelegt, und die zweite Oberflächenschicht 105 bleibt in den vertieften Teilen der ersten Oberflächenschicht, selbst nachdem die zweite Oberflächenschicht 105 von der ersten Oberflächenschicht während des elektrophotographischen Verfahrens abgeschabt wird.
Als ein Ergebnis der Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass wenn die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) in einem Bereich von 50 Å bis 5000 Å, bevorzugt im Bereich von 100 Å bis 1000 Å auf Grundlage von JIS B0601 liegt, wird die Restmenge der zweiten Oberfläche ausreichend und ein Schmieren des Bildes kann vollständig vermieden werden.
Die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) der ersten Oberflächenschicht wird 50 Å oder mehr, bevorzugt 100 Å oder mehr, folglich wird, was verlangt wird, die Gefahr eliminiert, dass die zweite Oberflächenschicht kaum in den vertieften Teilen der ersten Oberflächenschicht aufgrund einer übermäßig weichen Oberfläche zurückbleibt, und die Wirkungen der vorliegenden Erfindung können mit Leichtigkeit erhalten werden.
Ferner ist die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) 5000 Å oder weniger, bevorzugt 1000 Å oder weniger, so dass die zweite Oberflächenschicht geeigneter Weise in den vertieften Teilen der ersten Oberflächenschicht zurückbleiben kann. Zusätzlich, nachdem die zweite Oberflächenschicht von der Oberfläche in dem elektrophotographischen Verfahren geschnitten oder abgeschabt wird, kann ein derartiges Phänomen, das die teilweise in den vertieften Teilen zurückbleibende zweite Oberflächenschicht weiter leicht von der Oberfläche abgeschabt oder abrasiert wird, vermieden werden. Nebenbei kann ein derartiger schlechter Einfluss wie der Einfluss von Unregelmäßigkeiten der ersten Oberflächenschicht ein in dem elektrophotographischen Verfahren eingesetzten Reinigungsverfahren verhindert werden.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Härte der ersten Oberflächenschicht wichtig um das Schaben oder Ablösen der Oberfläche zu unterdrücken, nachdem die zweite Oberflächenschicht in dem elektrophotographischen Verfahren abgeschabt oder abgeschnitten wird und ein Teil der ersten Oberflächenschicht freigelegt wird. Spezifischer ist die dynamische Härte der ersten Oberflächenschicht in einem Bereich von 300 bis 1000 kgf/mm², bevorzugt in einem Bereich von 500 bis 1000 kgf/mm² und bevorzugter in einem Bereich von 700 bis 1000 kgf/mm².
Die hier spezifizierte dynamische Härte in der vorliegenden Erfindung wird durch eine dynamische Härtetestvorrichtung (Model Nr. DUH-201), hergestellt durch die Shimadzu Corporation, gemessen. In diesem Zusammenhang, wenn eine Probe hergestellt wurde, wurde ein 7059 Glas (hergestellt durch die Corning Company) eingesetzt, das auf ein zylindrisches Aluminiumsubstrat gesetzt wurde.
Die dynamische Härte der ersten Oberflächenschicht wird auf 300 kgf/mm² oder höher, bevorzugt 500 kgf/mm² oder höher und bevorzugter auf 700 kgf/mm² oder höher eingestellt, so dass die Erzeugung von venenförmigen ungleichmäßigen Schnitten, die in dem Verlauf der Verwendung über eine lange Zeit gebildet werden, vermieden werden kann, und schlechte Effekte, wie etwa die Bildung eines teilweisen Schmierens des Bildes oder ähnlichem aufgrund der Verwendung über eine lange Zeit nach dem Verschwinden des teilweise restlichen Teils der zweiten Oberflächenschicht können vermieden werden. Zusätzlich wird die dynamische Härte der ersten Oberflächenschicht auf 1000 kgf/mm² oder niedriger eingestellt, so dass nicht nur die Erzeugung von ungleichmäßigen Schnitten eines Films vermieden werden kann, sondern ebenfalls die Verschmelzung des Toners, die in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen erzeugt wird, kann verhindert werden.
Daher sind die Werte der dynamischen Härte innerhalb des vorher beschriebenen Bereichs. In dem Fall, wo die dynamische Härte in diesem Bereich liegt, wird selbst wenn die zweite Oberflächenschicht abgelöst oder abgeschabt wird, so dass die Vorsprünge der ersten Oberflächenschicht freigelegt werden, die freigelegten Teile schwerlich aufgrund der elektrophotographischen Verfahren verschlissen werden und auf diese Weise wird die Leistung dadurch nicht verschlechtert.
Dass die exponierten Teile der ersten Oberflächenschicht selten verschlissen werden und eine dadurch verursachte Verschlechterung zu haben, bedeutet einen Abriebsverlust oder weniger, in welchem die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) der ersten Oberflächenschicht während des angenommenen Lebens des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements Werte im Bereich von 50 Å bis 5000 Å, bevorzugt im Bereich 100 Å bis 1000 Å annimmt. Die erste Oberflächenschicht, welche die vorher erwähnte Bedingung erfüllt, kann die Wirkungen der vorliegenden Erfindung befriedigend aufweisen.
In der vorliegenden Erfindung, wenn der a-C:H-Film für die erste Oberflächenschicht verwendet wird, ist der Gehalt an in dem Film enthaltenen Wasserstoffatomen bevorzugt 10 bis 60% von H/(C + H) (Atomverhältnis), bevorzugt 40 bis 55%.
Der Gehalt an Wasserstoffen ist auf 10 Atom% oder höher, bevorzugt 40% oder höher eingestellt, so dass die Gefahr vermieden werden kann, dass ein optischer Bandabstand verringert wird und der Film hinsichtlich seiner Empfindlichkeit nicht geeignet ist. Ferner wird der Gehalt an Wasserstoffatomen auf 60% oder weniger, bevorzugt 55% oder weniger eingestellt, so dass eine Befürchtung, dass die Härte verringert und dass eine Neigung des Ablösens des Films erzeugt wird, vermieden werden kann.
Im Allgemeinen kann ein optischer Bandabstand mit Werten von etwa 1,2 eV bis 2,8 eV bevorzugt eingesetzt werden und Werte von 1,6 eV oder höher sind hinsichtlich der Empfindlichkeit erwünschter. Ein Brechungsindex von etwa 1,5 bis 2,8 kann bevorzugt verwendet werden. Ein Brechungsindex von 1,6 bis 2,4 oder so kann bevorzugter sein.
Die Dicke eines Films reicht von 50 Å bis 10000 Å und bevorzugt von 100 Å bis 2000 Å. Eine Dicke des Films von 50 Å oder mehr kann eine ausreichende mechanische Festigkeit zur Verfügung zu stellen. Die Dicke des Films von 10000 Å oder weniger erzeugt kein Problem vom Standpunkt der Lichtempfindlichkeit.
Ferner ist in der vorliegenden Erfindung, wenn der a-SiN:H-Film für die erste Oberflächenschicht eingesetzt wird, der Gehalt der in dem Film enthaltenen Wasserstoffatome bevorzugt 10 bis 50% H/(Si + N + H) (Atomverhältnis), bevorzugt 20 bis 40%.
Der Gehalt an Wasserstoff ist auf 10 Atom% oder höher, bevorzugt 20% oder höher eingestellt, so dass die Gefahr vermieden werden kann, dass ein optischer Bandabstand verringert wird und der a-SiN:H-Film hinsichtlich seiner Lichtempfindlichkeit nicht geeignet ist. Ferner wird der Gehalt an Wasserstoff auf 50 Atom% oder weniger, bevorzugt 40% oder weniger eingestellt, so dass die Gefahr, dass die Härte verringert und der Film dazu neigt abgelöst oder abgeschabt zu werden, vermieden werden kann.
Im Allgemeinen kann ein optischer Bandabstand mit Werten von etwa 2,0 eV bis 2,8 eV bevorzugt eingesetzt werden und ein optischer Bandabstand von 2,4 eV oder höher ist erwünschter im Bezug auf die Empfindlichkeit. Ein Brechungsindex von etwa 1,8 bis 2,8 wird bevorzugt verwendet. Ein Brechungsindex von 2,0 bis 2,4 ist bevorzugter.
Die Dicke eines Films reicht von 50 Å bis 10000 Å, bevorzugt von 100 Å bis 5000 Å. Eine Dicke des Films von 50 Å oder mehr stellt eine ausreichende mechanische Festigkeit zur Verfügung. Die Dicke des Films von 10000 Å oder weniger erzeugt kein Problem hinsichtlich der Lichtempfindlichkeit.
Wenn ein a-SiO:H-Film für die erste Oberflächenschicht eingesetzt wird, kann die Dicke des Films oder ähnliches auf gleiche Weise wie in dem Film in Betracht gezogen werden, in welchem der a-SiN:H-Film für die erste Oberflächenschicht verwendet wird.
In jedem Fall sind die Werte in einem dynamischen Härtetest in einem Bereich von 300 bis 1000 kgf/mm², bevorzugt im Bereich von 500 bis 1000 kgf/mm² und bevorzugter im Bereich von 700 bis 1000 kgf/mm² von den Standpunkten der Härte und der Schmierfähigkeit.
In der vorliegenden Erfindung umfasst die zweite Oberflächenschicht einen a-C:F-Film gebildet durch die Zersetzung von Betriebsgas bzw. eingespeisten Gas, das Kohlenstoffatome und Fluoratome enthält. Als das Betriebsgas kann z.B. als Gas, das Kohlenstoffatome enthält CH₄, C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀, usw. aufgezählt werden.
Als das Fluoratome enthaltende Gas wird bevorzugt Gas verwendet, das Fluor enthält, wie etwa CF₄, C₂F₆, CH₃, ClF₃, CHClF₂, F₂, C₃F₈, C₄F₁₀, usw. Wenn ein a-C:F-Film gebildet wird, wird typischer Weise ein Plasma-CVD-Verfahren verwendet. Wenn ein fluorhaltiges Gas verwendet wird, welches Kohlenstoffatome enthält, wie etwa CF₄, C₂F₆ usw., kann der Film durch unabhängiges Verwenden dieser Gase ausgebildet werden. Jedoch kann das Wasserstoffgas oder das Verdünnungsgas aus Helium oder ähnlichem mit dem Gas einschließlich Kohlenstoffen, wie etwa CH₄, C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀, usw. gemischt werden, und die Mischung kann zersetzt werden.
In der vorliegenden Erfindung ist die Härte der zweiten Oberflächenschicht ebenfalls wichtig, weil die zweite Oberflächenschicht ein Verschmelzen in dem elektrophotographischen Verfahren vermeidet und geeigneter Weise in den vertieften Teilen der ersten Oberflächenschicht zurückgelassen wird, selbst nachdem die zweite Oberflächenschicht aufgrund ihrer Verwendung über eine lange Zeit abgeschabt ist. Spezifisch ist die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht im Bereich von 10 bis 500 kgf/mm², bevorzugt im Bereich von 50 bis 450 kgf/mm² und bevorzugter im Bereich von 100 bis 400 kgf/mm².
Die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht wird auf 10 kgf/mm² oder höher, bevorzugt 50 kgf/mm² oder höher und bevorzugter 100 kgf/mm² oder höher eingestellt, so dass der Nachteil vermieden werden kann, dass die zweite Oberflächenschicht während der Verwendung verschlissen wird und die in den Vorsprüngen und vertieften Teilen der ersten Oberflächenschicht verbleibende zweite Oberflächenschicht ebenfalls abgeschabt wird. Daher können die Wirkungen besser verwirklicht werden.
Ferner ist die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht 500 kgf/mm² oder weniger, bevorzugt 450 kgf/mm² oder weniger, und bevorzugter 400 kgf/mm² oder weniger, so dass nicht nur ein Nachteil, wie etwa das Ablösen oder Abschaben des Films, vermieden werden kann, sondern ebenfalls ein durch Umgebungseinflüsse erzeugtes Verschmelzen von Toner verhindert werden kann. Daher ist es erwünscht, die Werte der dynamischen Härte der zweiten Oberflächenschicht innerhalb der vorher beschriebenen Bereiche einzustellen.
Weiterhin ist die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht bevorzugt kleiner als die der ersten Oberflächenschicht. Ferner ist die dynamische Härte der ersten Oberflächenschicht bevorzugt um 50 kgf/mm² oder mehr höher als die der zweiten Oberflächenschicht oder ist bevorzugt 1,5fach so hoch wie die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht.
Folglich wird vermieden, dass die zweite Oberflächenschicht abgeschabt wird aufgrund des Zurückgehens der ersten Oberflächenschicht, die freigelegt wird nachdem die zweite Oberflächenschicht verschlissen ist, infolge ihres Abriebs in der Peripherie der noch verbleibenden zweiten Oberflächenschicht.
Die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht liegt in den vorher beschriebenen Bereichen, so dass die zweite Oberflächenschicht schrittweise während der elektrophotographischen Verfahren abgeschabt wird, jedoch verschwindet sie nicht vollständig, sondern ist kontinuierlich im Wesentlichen auf der äußersten Oberfläche vorhanden. Der Abriebverlust bedeutet die Menge des Ablösens oder Abschabens des Films die erhalten wird, wenn 1000 Blätter von A4-Größe bei einer querlaufenden Zufuhr kopiert werden. Die Menge des Abschabens der ersten Oberflächenschicht wird in einem Bereich von 0,1 Å bis 100 Å eingestellt, so dass die Wirkungen der vorliegenden Erfindung besser erhalten werden können.
In der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt an Fluoratomen, die in dem Film der zweiten Oberflächenschicht enthalten ist, erwünscht 6 bis 50% F/(C + F) (Atomverhältnis), bevorzugt 30 bis 50%.
Wenn der Gehalt an Fluor auf einen Wert von weniger als 6% eingestellt wird, kann die Wasserabstoßung der Oberfläche der zweiten Oberflächenschicht manchmal verringert sein. Ferner, wenn der Fluorgehalt 50% übersteigt, kann die Härte verringert sein und als ein Ergebnis kann die Erzeugung von venenförmigen Schnitten des Films der zweiten Oberflächenschicht auftreten. In anderen Worten wird der Gehalt an Fluor, der in dem Film der zweiten Oberflächenschicht enthalten ist, innerhalb der vorher beschriebenen Bereiche liegen, so dass die Verschlechterung der Wasserabstoßung der Oberfläche vermieden werden kann, und die Verringerung der Härte und die Erzeugung von venenförmigen Schnitten des Films kann vermieden werden.
Allgemein kann bevorzugt ein optischer Bandabstand mit Werten etwa 1,2 eV bis 2,8 eV eingesetzt werden und ein optischer Bandabstand von 1,6 eV oder höher ist hinsichtlich der Lichtempfindlichkeit erwünschter. Ein Brechungsindex von etwa 1,8 bis 2,8 wird bevorzugt verwendet.
Die Dicke des Films reicht von 50 Å bis 1000 Å, bevorzugt von 100 Å bis 2000 Å. Die Dicke des Films der zweiten Oberflächenschicht ist 50 Å oder größer, so dass der Film der zweiten Oberflächenschicht wie vorher beschrieben ausreichend in den vertieften Teilen der ersten Oberflächenschicht eindringen und verbleiben kann und die Wirkungen der vorliegenden Erfindung befriedigend erhalten werden können. Wenn die Dicke des Films 10000 Å oder geringer ist, wird kein Problem hinsichtlich der Lichtempfindlichkeit erzeugt werden.
Das erfindungsgemäße elektrophotographische lichtempfindliche Element kann durch ein herkömmliches Plasma-CVD-Verfahren gebildet werden. Im Allgemeinen, da das Plasma-CVD-Verfahren stark von einem Gerät abhängt, können keine gleichmäßig spezifizierten Bedingungen für die Ausbildung des a-C:H-Films, des a-SiN:H-Films und des a-SiO:H-Films der ersten Oberflächenschicht oder des a-C:F-Films der zweiten Oberflächenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben werden. Jedoch ändern sich die Merkmale eines ausgebildeten abgeschiedenen Films gewöhnlich stark durch die Einstellung der Arten des Betriebsgases, der Arten des Trägergases, eines Gasmischverfahrens, eines Gaseinführungsverfahrens und einer Ableitungskonfiguration, einer Druckeinstellung, einer Stromeinstellung, einer Frequenzeinstellung, der Einstellung einer Wellenform des Leistung der Energiequelle, der Einstellung eines Gleichstroms, der Einstellung der Substrattemperatur, der Einstellung der Filmbildungszeit oder ähnliches.
Demgemäß kann die Oberflächenrauheit der ersten Oberflächenschicht und die aufgezwungene Härte im dynamischen Härtetest unter spezifischen Bedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung durch geeignete Einstellung dieser Parameter gesteuert werden.
Als ein Ergebnis der Untersuchung der Erfinder wurde gefunden, dass das Betriebsgas durch ein Plasma-CVD-Verfahren zersetzt wird, das insbesondere eine hohe Frequenz von 1 bis 450 MHZ verwendet, so dass die erste Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung leicht erzeugt werden könnte.
Insbesondere wurde aus einem Experiment erkannt, dass es möglicher Weise eine Korrelation zwischen der Frequenz und der Oberflächenrauheit der ersten Oberflächenschicht gibt. Wenn die Frequenz geringer als 1 MHZ ist, wird die Oberfläche der ersten Oberflächenschicht in Abhängigkeit von den Bedingungen zu weich, und die vorher beschriebenen Wirkungen können nicht erhalten werden. Ferner, wenn die Frequenz höher als 450 MHZ ist, steigt der Grad an Unregelmäßigkeit der Oberfläche in Abhängigkeit von den Bedingungen an, folglich kann die durchschnittliche Oberflächenrauheit der Mittellinie (Ra) möglicher Weise größer als 5000 Å sein.
Zurzeit ist nicht klar, welche Mechanismen an der Beziehung zwischen der Frequenz zum Zersetzen des Betriebsgases und der Oberflächenrauheit mitwirken und ob oder ob nicht die hohe Frequenz von 1 bis 450 MHZ für den Bereich der Oberflächenrauheit der vorliegenden Erfindung geeignet ist, jedoch kann angenommen werden, dass eine durch die hohe Frequenz erzeugte Energie und dem Unterschied in dem Wachstumsvorgang der abgeschiedenen Filme aufgrund des Unterschieds in der Oberflächenreaktion damit verbunden sind.
Wenn die Hochfrequenzleistung so hoch wie möglich gesteigert wird, kann die Zersetzung von Kohlenwasserstoff ausreichend gefördert werden. Daher ist eine Hochfrequenzleistung von 5 W/cc oder höher spezifisch für ein Betriebsgas aus Kohlenwasserstoff bevorzugt. Wenn jedoch die Hochfrequenzleistung zu hoch ist, kann eine unnormale Entladung erzeugt werden, so dass die Eigenschaft des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements möglicher Weise verschlechtert wird. Demgemäß ist es notwendig, die Leistung so zu unterdrücken, dass eine unnormale Entladung nicht erzeugt wird.
Bezüglich des Drucks eines Entladungsraums, wenn eine herkömmliche RF-Leistung (typischer Weise 13,56 MHZ) eingesetzt wird, wird der Druck von 10 Pa bis 1000 Pa gehalten. Wenn ein VHF-Band (typischer Weise 50 bis 450 MHZ) eingesetzt wird, wird der Druck etwa zwischen 0,01 Pa bis 10 Pa gehalten.
Ferner kann die Substrattemperatur von 350°C bis Raumtemperatur eingestellt werden. Wenn jedoch die Substrattemperatur zu hoch ist, wird ein Bandabstand gesenkt und die Transparenz verringert. Daher wird die Substrattemperatur erwünscht auf eine geringe Temperatur eingestellt, bevorzugt 100°C bis 300°C.
Gemäß einem Verfahren für die Herstellung der lichtleitfähigen Schicht 102 der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt ein nicht-einkristallinen Film bestehend aus Siliciumatomen als eine Matrix, z.B. ein amorpher Siliciumfilm, welcher ein optimales Material ist, ein lichtempfindliches organisches Element, ein lichtempfindliches Se-Element, ein lichtempfindliches CdS-Element oder ähnliches eingesetzt werden. Als Bedingungen für die Ausbildung der lichtleitfähigen Schicht bestehend aus einem nicht-einkristallines Material, das Siliciumatome als eine Matrix enthält, ist, wenn das Plasma-CVD-Verfahren verwendet wird, die Hochfrequenz nicht spezifisch begrenzt, oder ein Glimmentladungsplasma mit einer Mikrowelle kann bevorzugt verwendet werden. Auf diese Weise kann die lichtleitfähige Schicht 102 durch Zersetzen des Betriebsgases einschließlich der Siliciumatome in Übereinstimmung mit dem Glimmentladungsplasma hergestellt werden.
Jedoch ist es für die Bedingungen zur Ausbildung der lichtleitfähigen Schicht bestehend aus dem Nicht-Einkristallmaterial, das Siliciumatome als eine Matrix enthält, ist vom Gesichtspunkt der Einfachheit der Herstellungsverfahren ein Verfahren einzusetzen, welches ähnlich zu dem Verfahren zur Herstellung der ersten Oberflächenschicht und der zweiten Oberflächenschicht ist. Das Plasma-CVD-Verfahren ist insbesondere bevorzugt.
In der in der 1 gezeigten schematischen Ansicht besteht die lichtleitfähige Schicht aus einer einzelnen Schicht, in welcher die Funktionen nicht voneinander getrennt sind und die aus einem amorphen Material, das wenigstens Siliciumatome enthält, hergestellt wird und eine Lichtleitfähigkeit aufweist.
Ferner kann, wie in der 2 gezeigt, eine lichtleitfähige Schicht 202 in zwei Schichten aufgeteilt werden, die eine Schicht 206 bestehend aus einem amorphen Material, das wenigstens Siliciumatome enthält und eine Lichtleitfähigkeit zeigt, und einer unteren blockierenden Schicht 207 für das Blockieren der Injektion eines Trägers aus einem Substrat 201 umfassen.
Weiterhin, wie in der 3 gezeigt, kann eine lichtleitfähige Schicht 302 in einem funktionell getrennten Typ ausgebildet werden, die eine Ladungstransportschicht 306 bestehend aus einem amorphen Material, das wenigstens Siliciumatome und Kohlenstoffatome enthält, und einer ladungserzeugenden Schicht 307 bestehend aus einem amorphen Material, das wenigstens Siliciumatome enthält, ausgebildet werden, wobei diese Schichten nacheinander laminiert werden. Wenn das elektrophotographische lichtempfindliche Element mit Licht bestrahlt wird, wird der hauptsächlich in der ladungserzeugenden Schicht 307 erzeugte Träger einem leitfähigen Substrat 301 durch die Ladungstransportschicht 306 zugeführt.
Die Dicke des Films der lichtleitfähigen Schicht ist 1 μm bis 100 μm, bevorzugt 1 μm bis 50 μm. Jedoch kann die Dicke des Films auf der Grundlage einer Ladungskapazität und einer durch einen Kopiermaschinenkörper verlangten Empfindlichkeit angemessen eingestellt werden. Im Allgemeinen ist es erwünscht, dass die Dicke des Films hinsichtlich der Empfindlichkeit 10 μm oder höher und vom Gesichtspunkt der industriellen Produktivität 50 μm oder weniger ist.
Nun wird im Folgenden ein Beispiel eines Verfahrens für die Ausbildung des elektrofotographischen lichtempfindlichen Elements der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Die 4 ist eine Ansicht, die schematisch ein Beispiel eines Abscheidungssystems auf der Grundlage eines Plasma-CVD-Verfahrens unter Verwendung der Hochfrequenzstromzufuhr mit 13,56 MHz zeigt, welches für die Herstellung des erfindungsgemäßen elektrofotographischen lichtempfindlichen Elements eingesetzt wird.
Das System steht grob aus einer Abscheidungsvorrichtung und einer Auslassvorrichtung (nicht gezeigt) für die Vermindung des Drucks eines Reaktionsgefäßes. In dem Reaktionsgefäß 401 wird ein zylindrisches Substrat 402 auf einer leitfähigen Aufnahmebasis 407, die geerdet ist, und der Heizvorrichtung 403 des zylindrischen Substrats angeordnet und weiterhin wird eine das Betriebsgas einleitende Leitung 405 darin vorgesehen.
Eine Kathodenelektrode 406 besteht aus einem leitfähigen Material und wird durch ein isolierendes Material 413 isoliert. Die Kathodenelektrode ist mit der Hochfrequenzstromquelle 412 mit 13,56 MHz durch einen Hochfrequenzanpassungskasten 411 verbunden.
Ein Zylinder mit jedem Kompositgas einer Betriebsgaszufuhrvorrichtung (nicht gezeigt) wird mit der Gaseinführungsleitung 405 in dem Reaktionsgefäß 401 durch ein Ventil 409 verbunden.
Das Substrat 402, dessen Oberfläche einer verspiegelnden Bearbeitung unterzogen wurde, z.B. unter Verwendung einer Drehbank, wird auf ein Hilfssubstrat 404 angebracht, um die das Substrat erwärmende Heizvorrichtung 403 in dem Reaktionsgefäß 401 zu enthalten.
Dann wird das Betriebsgas einbringende Ventil 409 geschlossen um zeitweise Gas aus dem Reaktionsgefäß 401 durch die Auslassvorrichtung durch eine Auslassöffnung 416 auszulassen. Danach wird das Betriebsgas einbringende Ventil 409 geöffnet, um inaktives Gas zum Erwärmen, wie etwa Argongas, zu dem Reaktionsgefäß 401 aus der Gaszufuhrleitung 405 einzubringen. Auf diese Weise wird die Auslassgeschwindigkeit der Auslassvorrichtung und die Fließgeschwindigkeit des Heizgases so eingestellt, um einen erwünschten Druck in dem Reaktionsgefäß 401 zu haben.
Nachfolgend wird eine Temperatursteuerung (nicht gezeigt) betrieben, um das Substrat 402 durch die das Substrat erwärmende Heizvorrichtung 403 zu erwärmen. Auf diese Weise wird die Temperatur des zylindrischen Substrats 402 auf eine erwünschte Temperatur eingestellt, die in einem Bereich von 20°C bis 500°C liegt. Wenn das Substrat 402 auf die erwünschte Temperatur erwärmt ist, wird das das Betriebsgas einbringende Ventil 409 geschlossen, um den Eintritt des Gases in das Reaktionsgefäß 401 zu beenden.
Für die Ausbildung des abgeschiedenen Films wird das das Betriebsgas einbringende Ventil 409 geöffnet und das vorher beschriebene Betriebsgas, z.B. Materialgas wie etwa Silangas, Disilangas, Methangas, Ethangas usw. wird mit einem dotierenden Gas, wie etwa Diborangas, Phosphingas usw. durch ein Mischpaneel (nicht gezeigt) gemischt, und dann wird das Mischgas in das Reaktionsgefäß 401 eingebracht. Auf diese Weise wird jedes Betriebsgas durch eine Massenflusskontrollvorrichtung (nicht gezeigt) so eingestellt, dass es eine vorbeschriebene Fließgeschwindigkeit hat.
Nachdem die Vorbereitung für die Ausbildung des Films in Übereinstimmung mit dem vorher beschriebenen Vorgehen abgeschlossen ist, wird die lichtleitfähige Schicht auf dem zylindrischen Substrat 402 ausgebildet. Nachdem erkannt wurde, dass der innere Druck stabil ist, wird die Hochfrequenzstromquelle 402 auf einen erwünschten elektrischen Strom eingestellt, um einen Hochfrequenzstrom zu der Kathodenelektrode 406 durch den Anpassungskasten 411 zu leiten und eine Hochfrequenzglimmentladung zu induzieren.
Jedes in das Reaktionsgefäß 401 eingebrachte Betriebsgas wird durch diese Entladungsenergie zersetzt, so dass ein vorher beschriebener abgeschiedener Film auf dem zylindrischen Substrat 402 ausgebildet wird. Nachdem der Film mit einer erwünschten Dicke gebildet ist, wird die Zufuhr des Hochfrequenzstroms beendet und der Eintritt jedes Betriebsgases in das Reaktionsgefäß 401 wird beendet und der Vakuumzustand der Zersetzungskammer wird auf ein hohes Niveau erhöht, um die Schicht vollständig auszubilden. Die vorher erwähnten Vorgänge werden wiederholt, um zum Beispiel die untere blockierende Schicht und die lichtleitfähige Schicht auszubilden.
Dann wird die erste Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung ausgebildet. Nachdem die lichtleitfähige Schicht mit der erwünschten Filmdicke in Übereinstimmung mit dem vorher beschriebenen Vorgehen ausgebildet ist, wird die Entladung zeitweise beendet und das Gas des Reaktionsgefäßes 410 wird ausgelassen. Danach, wenn zum Beispiel der a-C:H-Film gebildet wird, wird Betriebsgas, wie etwa CH₄, C₂H₂, C₂H₄, C₂H₆, C₄H₁₀, usw. entsprechend mit Wasserstoffgas oder dem Verdünnungsgas aus Helium usw. gemischt und die vorher beschriebene Fließgeschwindigkeit der Mischung wird in das Reaktionsgefäß 401 aus der das Betriebsgas einbringenden Leitung 405 durch das Ventil 409 eingebracht.
Wenn ferner zum Beispiel der a-SiN:H-Film gebildet wird, wird das Betriebsgas, wie etwa Silangas einschließlich SiH₄, Si₂H₆, Si₃H₈, usw., Gas, das Stickstoff enthält, wie etwa N₂, NH₃, NO usw. und gelegentlich Wasserstoffgas oder das Verdünnungsgas aus Helium usw. miteinander gemischt und die vorher beschriebene Fließgeschwindigkeit des Mischgases wird in das Reaktionsgefäß 401 aus der das Betriebsgas einbringenden Leitung 405 durch das Ventil 409 eingebracht.
Nachfolgend wird der Film in Übereinstimmung mit einem Vorgehen ähnlich zu dem vorher beschriebenen Vorgehen zur Ausbildung der lichtleitfähigen Schicht ausgebildet. Ebenfalls wenn der a-C:F-Film der zweiten Oberflächenschicht ausgebildet wird, wird er in Übereinstimmung damit ausgebildet, außer der Verwendung des vorher beschriebenen Gases einschließlich Stickstoff.
Die 5 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Plasma-CVD-Systems als für die Ausführung der vorliegenden Erfindung. In dem in der 5 gezeigten System wird ein zylindrisches Substrat 502 konzentrisch in einem Reaktionsgefäß 501 mit einer an seiner Mitte vorgesehenen Kathodenelektrode 506 angeordnet, und ein Entladungsraum 519 wird durch einen dadurch umgebenen Raum gebildet. Das zylindrische Substrat 502 wird durch einen Rotationsmotor 517 angetrieben um sich zu drehen, so dass ein Film auf dem gesamten Umfang davon gebildet wird. Eine Hochfrequenzstromquelle 502 an dieser Vorrichtung ist so ausgelegt, dass sie die Frequenz auf beliebige Werte ändern kann.
Nachdem das zylindrische Substrat 502 vorher auf eine vorher festgelegte Temperatur durch eine Heizvorrichtung 503 in einer ähnlichen Art und Weise zu dem in der 4 gezeigten System erwärmt wurde, wird ein abgeschiedener Film bestehend aus den entsprechenden Schichten durch das gleiche Vorgehen gebildet, so dass das erwünschte elektrofotographische lichtempfindliche Element erhalten werden kann.
Die 6 ist eine schematische Schnittansicht für die Erläuterung einer Ausführungsform eines elektrofotographisches Aperrats. Ein lichtempfangendes Element 601 dreht sich wie erwünscht in der Richtung gezeigt durch eine Pfeilmarkierung X. In der Peripherie des lichtempfangenden Elements 601 sind wie erforderlich ein Hauptentlader 602, ein ein elektrostatisches latentes Bild bildendes Teil 603, eine Entwicklungsvorrichtung 604, ein Transfermaterialzufuhrsystem 605, ein Transferlader 606, ein getrennter Lader 607, eine Reinigungsvorrichtung 625, ein Zufuhrsystem 608, eine Entladungslichtquelle 609 usw. angeordnet.
Nun wird im Folgenden spezifisch ein Beispiel eines Bilderzeugungsverfahrens beschrieben. Das lichtempfangende Element 601 wird gleichmäßig durch den Hauptlader 602, an welchem eine Hochspannung von +6 bis 8 kV angelegt ist, geladen oder elektrifiziert. Auf diese Weise wird ein von einer Lampe 610 emittiertes Licht von einem zu kopierenden Original 612, das auf einem Grundglas 611 für ein zu kapierendes Original angeordnet ist, reflektiert, und das reflektierte Licht tritt durch Spiegel 613, 614 und 615, so dass ein Bild durch die Linse 618 einer Linseneinheit 617 erzeugt wird. Dann wird das Bild über einen Spiel 616 geführt und auf den Teil für eine elektrostatisches, latentes Bild als die lichttragende Information projiziert, so dass ein elektrostatisches latentes Bild auf dem lichtempfangenden Element 601 gebildet wird. Ein Entwickler mit einer negativen Polarität wird zu dem latenten Bild aus der Entwicklervorrichtung 604 zugeführt, um ein Entwicklerbild zu erzeugen. Die Exposition kann nicht von der Reflektion des Originals 612 abhängen, sondern kann durch Anwendung von Abtast- und Expositionsverfahren mit dem Licht, das die Information trägt, durch die Verwendung einer LED oder eines Laserstrahls oder einer Flüssigkristall-Verschlussblende durchgeführt werden.
Auf der anderen Seite tritt ein Transfermaterial P, wie etwa ein Papierblatt, durch das Transferzufuhrsystem 605 und eine Zufuhrzeit des führenden Endes wird durch eine Widerstandsrolle 622 eingestellt. Dann wird das Transfermaterial P in Richtung des lichtempfangenden Elements 601 zugeführt. An das Transfermaterial P wird das positive elektrische Feld mit einer Polarität entgegengesetzt zu der des Entwicklers von einer Rückseite in der Lücke zwischen dem Transferlader 606, an welchen einer Hochspannung von +7 bis 8 kV angelegt ist, und den lichtempfangenden Element 601 angelegt, so dass das Entwicklerbild mit der negativen Polarität auf der Oberfläche des lichtempfangenden Elements auf das Transfermaterial P übertragen wird. Dann wird das Transfermaterial P von dem lichtempfangenden Element 601 durch den Trennungslader 607 abgetrennt, an welchen eine hohe Wechselstrom-Spannung von 12 bis 14 kVp-p, 300 bis 600 Hz angelegt ist. Danach tritt das Transfermaterial P durch das Transferzufuhrsystem 608 und erreicht die Fixiervorrichtung 624, um darauf das Entwicklerbild zu fixieren und wird aus der Vorrichtung ausgegeben.
Der auf dem lichtempfangenen Element 610 verbleibende Entwickler wird durch ein Reinigungsblatt 621 hergestellt aus einem elastischen Material wie etwa Siliconkautschuk oder Urethankautschuk, des Reinigers 625 gewonnen. Das verbleibende elektrostatische latente Bild wird durch die Entladungslichtquelle 609 gelöscht.
Eine Leerexpositions-LED 602 wird vorgesehen, um das lichtempfangene Element 601 wie erforderlich zu exponieren, so dass ein nicht notwendiger Entwickler an einem Teil des lichtempfangenden Elements 601, der die Breite des Transfermaterials P überschreitet an eine Fläche, wie etwa ein blankes Teil anhaftet, das kein Bild erzeugt.
Nun wird die vorliegende Erfindung ausführlicher durch Ausführungsbeispiele beschrieben, jedoch sollte bemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
(Beispiel 1)
Eine die Ladungsinjektion blockierende Schicht und eine lichtleitfähige Schicht wurden nacheinander auf ein zylindrisches Al-Substrat unter den in der Tabelle 1 gezeigten Bedingungen unter Verwendung des in der 4 gezeigten Plasma-CVD-Systems laminiert. Das Vorgehen für die Ausbildung eines Films basierte auf den vorher beschriebenen Vorgehen. Anschließend wurden die ersten Oberflächenschichten 1A bis 1E bestehend aus dem a-C:H-Film unter den in der Tabelle 2 gezeigten Bedingungen laminiert, und weiterhin wurde eine zweite Oberflächenschicht auf die entsprechende ersten Oberflächenschichten unter den in der Tabelle 3 gezeigten Bedingungen laminiert, um insgesamt fünf elektrofotographische lichtempfindliche Element zu erhalten.
Ferner wurden gleichzeitig fünf elektrofotographische lichtempfindliche Elemente für die Messung der Oberflächenrauheit, welche aus Substraten bis zu den ersten Oberflächenschichten gebildet wurden, in Übereinstimmung mit dem gleichen Vorgehen gebildet. Die in Übereinstimmung mit einem im Folgenden beschriebenen Verfahren gemessene dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht war 125 kgf/mm².
(Vergleichsbeispiel 1)
Unter Verwendung des in der 4 gezeigten Plasma-CVD-Systems wurde eine die Ladungsinjektion blockierende Schicht und eine lichtleitfähige Schicht nacheinander auf ein zylindrisches Al-Substrat unter den gleichen Bedingungen wie die des Beispiels 1 laminiert. Nachfolgend wurde eine aus dem a-SiC:H-Film gebildete Oberflächenschicht darauf unter den in der Tabelle 4 gezeigten Bedingungen laminiert, um ein elektrofotographisches lichtempfindliches Element zu bilden.
Das derartig hergestellte elektrofotographische lichtempfindliche Element wurde wie folgt bewertet.
Schmieren des Bildes:
Das elektrofotographische lichtempfindliche Element wurde auf einem Beschleunigungstester installiert, in welchem die Qualität eines Materials und der Anpressdruck des Reinigungsblattes des elektrofotographischen Geräts (NP 6060 hergestellt von Canon Inc.) modifiziert wurden und 20000 Blätter von Testprotokollen (Teile Nr. FY 919058) hergestellt von Canon Inc., wurden in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur von 32°C/hoher Luftfeuchtigkeit von 80% ohne Heizen einer Trommel kopiert. Dann wurde die Kopiermaschine zeitweilig angehalten. Unter diesem Zustand wurde die Temperatur auf 35°C und die Feuchtigkeit auf 90% geändert und die Kopiermaschine wurde wie sie war für 5 Std. stehen gelassen.
Danach wurde der Kopiervorgang der vorher beschriebenen 20000 Blätter des Messprotokolls und der Anhaltevorgang der Kopiermaschine für 5 Std. wiederholt um insgesamt 100000 Blätter mit Beständigkeit zu erhalten.
Ein Schmieren des Bildes wurde durch Unterscheidung der Außenlinie der zu erhaltenden Bildzeichen entschieden, und es wurde entschieden, auf welchem Blatt aller Blätter das Schmieren des Bildes der kopierten Bilder nach Anhalten für fünf Stunden gefunden wurde.
Messung der Filmdicke der Oberflächenschicht nach dem Beständigkeitstest.
Das elektrofotographische lichtempfindliche Element, das die vorher beschriebene Beständigkeit durchführte, wurde aus der Kopiermaschine genommen und die Filmdicke der zweiten Oberflächenschicht wurde unter Verwendung einer Spektralreflektions-Messvorrichtung (CL-3000R, hergestellt durch Otsuka Electronics Co., Ltd.) berechnet.
Messung des Kontaktwinkels der Oberfläche nach Beständigkeitstest:
Wassertropfen wurden auf der Oberfläche des elektrofotographischen lichtempfindlichen Elements angeordnet, dass den vorher beschriebenen Beständigkeitstest durchführte, um den Kontaktwinkel zwischen der Trommel und dem Wassertropfen zu messen und ihm mit dem Wert vor dem Beständigkeitstest zu vergleichen.
Beertung der Tonerverschmelzung:
Der Anpressdruck des Reinigungsblattes des elektrofotographisches Geräts (NP 6060, hergestellt von Canon Inc.) wurde auf 1/3 des Wertes des vorhergehenden Drucks eingestellt und die Oberflächentemperatur wurde auf 60°C festgesetzt, so dass eine Umgebung geschaffen wurde, in welchem die Verschmelzung erzeugt werden kann. Die einem Beständigkeitstest von 100000 Blättern unterzogene Trommel wurde auf einem wie vorher beschriebenen modifizierten Beschleunigungstester installiert und der Beständigkeitstest von 100000 wurde durch Einsatz eines Originals mit 1% durchgeführt (ein Originalblatt für das Kopieren, auf welchen nur eine gerade Linie in der diagonalen Richtung eines Blattes von A4-Größe gemalt ist). Nach dem Beständigkeitstest wurde ein Rasterbild kopiert, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Verschmelzung zu untersuchen. Spezifisch wurde bei dem Rasterbild auf dem Blatt von A4-Größe eine Fläche parallel zu der Richtung der Busleitung der Trommel hergestellt, die Anzahl der schwarzen Punkte aufgrund der Verschmelzung des in der Fläche vorhandenen Toners wurde berechnet und die Ergebnisse von fünf kopierten Proben wurden erhalten. Die erhaltenen Ergebnisse wurden auf der Grundlage der Werte relativ zu den Werten erhalten aus ähnlichen Untersuchungen für die Oberflächenschicht (der Trommel gebildeten Vergleichsbeispiel 1) in dem Vergleichsbeispiel bewertet. Unter der Annahme, dass der Wert der im Vergleichsbeispiel 1 gebildeten Trommel 50 ist, wurden die erhaltenen Ergebnisse auf der Grundlage der Anzahl der Punkte im Bereich von 1 bis 100 bewertet. Wenn die Anzahl der Punkte geringer als 50 ist, bedeutet dies, dass die Verschmelzung weniger als die der Oberflächenschicht des Vergleichsbeispiels ist. Wenn die Anzahl der Punkte größer als 50 ist, bedeutet dies, dass die erhaltene Oberflächenschicht schlechter in ihrer Qualität als die Oberflächenschicht des Vergleichsbeispiels ist.
Messung der Oberflächenrauheit:
Das elektrofotographische lichtempfindliche Element zur Messung der Oberflächenrauheit, welches mit Schichten einschließlich von dem Substrat zu der ersten Oberflächenschicht gebildet wurde, wurde in 2 cm Quadrate geschnitten und die Oberfläche davon wurde durch ein atmosphärisches Sondenmikroskop (Qscope Model 250, hergestellt durch Quesant Co., Ltd) beobachtet. Die derartig erhaltenen Daten wurden analysiert, um eine durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) auf der Grundlage von JIS B0601 zu erhalten.
Kurz gefasst ist die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) eine Rauheit erhalten durch einen Amplitudendurchschnitt in einem vorher beschriebenen Bereich (Fläche).
Dynamische Härte:
Eine auf einem 7059-Glas gebildete Probe wurde verwendet, so dass die dynamische Härte nach Belastung mit 0,1 gf durch einen dynamischen Härtetester (DUH-201, hergestellt durch Schimadzu Corporation) gemessen wurde. Es wurde ein dreieckiger pyramidenförmiger Presser (Kantenwinkel von 115°), hergestellt aus Diamant eingesetzt.
Die in den vorhergehenden Experimenten erhaltenen Ergebnisse sind im Folgenden gezeigt.
Schmieren des Bildes:
Die Anzahl der Blätter erforderlich für das Auffinden des Schmieren des Bildes nach dem Anhalten für 5 Std. wurde für jedes Stadium auf der Grundlage von A bis D bewertet. Die Ergebnisse der fünf in Beispiel 1 hergestellten Trommeln und einer unter den entsprechenden Bedingungen des Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Trommel, als auch die gemessenen Ergebnisse der dynamischen Härte der ersten Oberflächenschicht werden in der Tabelle 5 gezeigt. Wie in der Tabelle 5 gezeigt wurden gute Ergebnisse für alle im Beispiel 1 hergestellten Trommeln erhalten. Es wurde erkannt, dass die Härte der ersten Oberflächenschicht jeder Trommel härter als die der zweiten Oberflächenschicht war.
Messung der Filmdicke der Oberflächenschicht nach Beständigkeitstest:
Die Filmdicke der zweiten Oberflächenschicht wurde vor dem Beständigkeitstest und nach dem Beständigkeitstest von 100000 Blättern gemessen und die Ergebnisse werden in der Tabelle 6 gezeigt.
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 6 offensichtlich wurde die zweite Oberflächenschicht durch die elektrofotographischen Verfahren während eines Beständigkeitstests abgeschabt.
Messung des Kontaktwinkels der Oberfläche nach Beständigkeitstest:
Unter der Annahme, dass ein Kontaktwinkel vor dem Beständigkeitstest 1 ist, wurde der Kontaktwinkel nach dem Beständigkeitstest relativ damit verglichen.
Wie in der Tabelle 7 gezeigt, ist ersichtlich, dass der Kontaktwinkel der in Beispiel 1 hergestellten Trommeln nicht abgesenkt wird, selbst wenn sie dem Beständigkeitstest unterzogen wurden.
Bewertung der Tonerverschmelzung:
Die Ergebnissen der entsprechenden Trommeln werden in der Tabelle 8 gezeigt. Die Bewertung der Verschmelzung wurde auf der Grundlage des relativen Vergleichs zwischen den Oberflächenschichten der Trommeln in Beispiel 1 und der Oberflächenschicht der Trommel im Vergleichsbeispiel in Übereinstimmung mit dem vorher beschriebenen Verfahren durchgeführt. Der Verschmelzungsgrad wurde in die Ränge A bis D unterteilt und die Ergebnisse dafür werden in der Tabelle gezeigt. Wie in der Tabelle 8 gezeigt, wurden gute Ergebnisse in den entsprechenden Trommeln erhalten.
Messung der Oberflächenrauheit:
Die gemessenen Ergebnisse von fünf Arten der Oberflächenrauheit der ersten Oberflächenschichten werden in der Tabelle 9 gezeigt. Wie in der Tabelle 9 gezeigt, kann erkannt werden, dass die vorher beschriebene Oberflächenrauheit innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung liegt.
Wie in den vorhergehenden Tabellen gezeigt, wiesen die erfindungsgemäßen Trommeln gute Ergebnisse bei den entsprechenden Punkten auf. Dies ist stark mit einer Tatsache verknüpft, dass die zweite Oberflächenschicht, die in den vertieften Teilen der ersten Oberflächenschicht nach dem Beständigkeitstest (nachdem die zweite Oberflächenschicht abgeschabt ist), ermöglicht die guten Ergebnisse des Kontaktwinkels nach dem Beständigkeitstest und des Tonerverschmelzungstests nach der Lebensdauer zu erzielen. Tatsächlich wurde als ein Ergebnis der ESCA-Analyse der Oberfläche nach dem Beständigkeitstest erkannt, dass F-Atome verblieben. Weiterhin wurde gleichzeitig erkannt, dass ein Teil des Films der ersten Oberflächenschicht auf der Oberfläche freigelegt wurde.
(Beispiel 2)
Das in der 4 gezeigte System wurde eingesetzt und ein 7059-Glas (hergestellt durch Corning Inc.) wurde auf ein zylindrisches Aluminiumsubstrat gesetzt, so dass eine Probe unter den in Tabelle 10 gezeigten Bedingungen gebildet wurde. Die Härte der hergestellten Probe wurde durch den dynamischen Härtetester (DUH-201 hergestellt von Shimadzu Corporation) gemessen.
Die Bedingungen wurden auf der Grundlage des Wertes der derartig erhaltenen dynamischen Härte ausgewählt und die elektrophotographischen lichtempfindlichen Elemente wurden unter den gleichen Bedingungen hergestellt und die gleiche Bewertung wie die des Beispiels 1 wurden durchgeführt, außer dass die ersten Oberflächenschichten unterschiedlich in der Härte ausgebildet wurden. Gleichzeitig bildeten wir die elektrophotographischen lichtempfindlichen Elemente zur Messung der Oberflächenrauheit, welche mit Schichten von den Substraten zu den ersten Oberflächenschichten durch das gleiche Vorgehen gebildet wurden. Es wurde erkannt, dass die Oberflächenrauheit jeder der ersten Oberflächenschichten innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegt.
Die auf diese Weise hergestellten Trommeln als auch die Werte für die Härte der 7095-Proben werden in der Tabelle 11 gezeigt.
Wie in der Tabelle 11 gezeigt, zeigten die Trommeln, die unter eine Bedingung fallen, dass die dynamische Härte der ersten Oberflächenschicht in einem Bereich von 300 bis 1000 kgf/mm² liegt, hervorragende Ergebnisse bei allen Punkten auf.
(Beispiel 3)
Das in der 4 gezeigte System wurde wie in Beispiel 2 eingesetzt und ein 7059-Glas (hergestellt von Corning Inc.) wurde auf ein zylindrisches Aluminiumsubstrat gesetzt, um eine Probe unter den in Tabelle 12 gezeigten Bedingungen zu bilden. Die Härte der hergestellten Probe wurde durch den dynamischen Härtetester (DUH-201 hergestellt von Shimadzu Corporation) gemessen.
Die Bedingungen wurden auf der Grundlage der so erhaltenen Werte für die dynamische Härte ausgewählt und die elektrophotographischen lichtempfindlichen Elemente wurden gebildet und die gleichen Bewertungen wurden unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die zweiten Oberflächenschichten mit unterschiedlichen Härten unter den auf diese Weise ausgewählten Bedingungen ausgebildet wurden. Die Bedingungen der ersten Oberflächenschichten ist 1B.
Die auf diese Art und Weise gebildeten Trommeln als auch die Werte der 7095-Probe werden in der Tabelle 13 gezeigt.
Wie aus der Tabelle 13 ersichtlich, ließen die Trommeln, die unter eine Bedingung fallen, dass die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht in einem Bereich von 10 bis 500 kgf/mm² liegt, gute Ergebnisse für die entsprechenden Punkte auf.
(Beispiel 4)
Ein weiteres Plasma-CVD-System veranschaulicht in der 5 wurde eingesetzt und eine die Ladungsinjektion blockierende Schicht und eine lichtleitende Schicht wurden nacheinander auf ein zylindrisches Al-Substrat unter den gleichen Bedingungen wie die des Beispiels 1 laminiert. Dann wurden die Herstellungsbedingungen einer ersten Oberflächenschicht zu den in der Tabelle 14 gezeigten Bedingungen geändert, und die Oberflächenrauheit der gebildeten Trommeln wurde gemessen.
Die Trommeln wurden auf der Grundlage der auf diese Weise erhaltenen Werte für die Oberflächenrauheit ausgewählt, die zweite Oberflächenschicht gleich zu der des Beispiels 1 wurde wieder auf diesen Trommeln gebildet, die gleiche Bewertung wurde durchgeführt und sowohl die Ergebnisse davon als auch die Werte der Oberflächenrauheit werden in der Tabelle 15 gezeigt.
Gleichzeitig wurde ein 7095-Glas (hergestellt von Corning Inc.) auf ein zylindrisches Aluminiumsubstrat gesetzt, um die dynamische Härte zu messen, und die Proben wurden unter den Bedingungen der Tabelle 14 gebildet. Es wurde erkannt, dass die an den Proben gemessene dynamische Härte entsprechend härter als die der zweiten Oberflächenschicht war.
Wie in der Tabelle 15 gezeigt, zeigten die Trommeln, die unter eine Bedingung fallen, dass die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) der ersten Oberflächenschichten in einem Bereich von 50 bis 5000 Å liegt, gute Ergebnisse in all den Punkten.
(Beispiel 5)
Das in der 4 gezeigte System wurde eingesetzt und ein kristalliner Siliciumwafer wurde auf ein zylindrisches Aluminiumsubstrat gesetzt, so dass eine Probe unter den in der Tabelle 16 gezeigten Bedingungen gebildet wurde. Die Menge des in dem Film enthaltenen Wasserstoffs der derartig gebildeten Probe wurde durch eine HFS (Vorwärtsstreuungsanalyse von Wasserstoff) bestimmt.
Die Bedingungen wurden auf der Grundlage der auf diese Weise erhaltenen Analyseergebnisse ausgewählt und die elektrophotographischen lichtempfindlichen Elemente wurden unter den gleichen Bedingungen wie die des Beispiels 1 gebildet und die gleiche Bewertung wurde ausgeführt, außer dass die erste Oberflächenschicht unter diesen ausgewählten Bedingungen gebildet wurde. Es wurde erkannt, dass die Oberflächenrauheit der ersten Oberflächenschichten und die Härte der ersten und zweiten Oberflächenschichten in den Bereichen der vorliegenden Erfindung lagen.
Wie in der Tabelle 17 gezeigt, wenn der Gehalt an Wasserstoff, H/(C + H) (Atomverhältnis) der ersten Oberflächenschicht in einem Bereich von 10 bis 60% liegt, konnten gute Ergebnisse erzielt werden.
(Beispiel 6)
Das in der 4 gezeigte System wurde eingesetzt und ein kristalliner Siliciumwafer wurde auf ein zylindrisches Al-Substrat ähnlich zu dem Beispiel 5 gesetzt, so dass eine Probe unter den Bedingungen gezeigt in der Tabelle 18 gebildet wurde. Der Gehalt an Fluor im Film der derartig gebildeten Probe wurde durch eine ESCA-Analyse bestimmt.
Die Bedingungen wurden auf der Grundlage der derartig erhaltenen analysierten Ergebnisse ausgewählt, die elektrophotographischen lichtempfindlichen Elemente wurden unter den gleichen Bedingungen wie die des Beispiels 1 gebildet, und die gleiche Bewertung wurde durchgeführt, außer dass die zweite Oberflächenschicht unter diesen ausgewählten Bedingungen gebildet wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurden die ersten Oberflächenschichten unter den Bedingungen von 1C des Beispiels 1 gebildet. Es wurde erkannt, dass die Härte der zweiten Oberflächenschicht geringer als die der ersten Oberflächenschicht war.
Wie in der Tabelle 19 gezeigt, wenn der Gehalt an Fluor, F/(C + F) (Atomverhältnis) der zweiten Oberflächenschicht in einem Bereich von 6 bis 50% liegt, konnten hervorragende Ergebnisse erzielt werden.
(Beispiel 7)
Die Trommeln wurden unter den gleichen Bedingungen wie die des Beispiels 1 gebildet und die gleiche Bewertung wie die des Beispiels 1 wurde durchgeführt, außer dass eine lichtleitende Schicht in Abhängigkeit von der Funktion in eine Ladungstransportschicht und eine ladungserzeugende Schicht unterteilt wurde. Als ein Ergebnis wurde erkannt, dass selbst wenn der Aufbau der Schicht mit einem funktionell getrennten Typ gebildet wurde, der die Ladungstransportschicht und die ladungserzeugende Schicht umfasst, gute Ergebnisse in Bezug auf alle Punkte erzielt werden konnten.
(Beispiel 8)
Eine die Ladungsinjektion blockierende Schicht und eine lichtleitende Schicht wurden nacheinander auf ein zylindrisches Al-Substrat unter den in der Tabelle 20 gezeigt Bedingungen durch Einsatz des in der 4 gezeigten Plasma-CVD-Systems laminiert. Das Vorgehen für die Bildung eines Films basierte auf dem vorher beschriebenen Vorgehen. Anschließend wurden erste Schichten bestehend aus dem a-SiN:H-Film darauf unter den in der Tabelle 21 gezeigten Bedingungen laminiert, und weiterhin wurde eine zweite Oberflächenschicht auf die entsprechenden ersten Oberflächenschichten unter den in der Tabelle 22 gezeigten Bedingungen laminiert, um insgesamt fünf elektrophotographische lichtempfindliche Elemente 2A bis 2E zu erhalten.
Ferner wurden fünf elektrophotographische lichtempfindliche Elemente zur Messung der Oberflächenrauheit zur gleichen Zeit in Übereinstimmung mit dem gleichen Vorgehen gebildet, welche von den Substraten bis zu den ersten Oberflächenschichten gebildet wurden.
Die in Übereinstimmung mit einem im Folgenden beschriebenen Verfahren gemessene dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht war 125 kgf/mm².
(Beispiel 9)
Ähnlich wie in Beispiel 8 wurde das in der 4 veranschaulichte Plasma-CVD-System eingesetzt und eine die Ladungsinjektion blockierende Schicht und eine lichtleitende Schicht wurden nacheinander auf ein zylindrisches Al-Substrat unter den in der Tabelle 20 gezeigten Bedingungen laminiert. Anschließend wurden erste Oberflächenschichten bestehend aus dem a-SiO:H-Film darauf unter den in der Tabelle 23 gezeigten Bedingungen laminiert, und weiterhin wurde die zweite Oberflächenschicht entsprechend auf die erste Oberflächenschicht unter den in der Tabelle 22 gezeigten Bedingungen laminiert, um elektrophotographische lichtempfindliche Elemente 2F bis 2J zu erzeugen.
Ferner wurden zur gleichen Zeit in Übereinstimmung mit dem gleichen Vorgehen elektrophotographische lichtempfindliche Elemente einschließlich der Substrate bis zu den ersten Oberflächenschichten zur Messung der Oberflächenrauheit gebildet.
(Vergleichsbeispiel 2)
Unter Verwendung des in der 4 gezeigten Plasma-CVD-Systems wurde eine die Ladungsinjektion blockierende Schicht und eine lichtleitende Schicht nacheinander auf ein zylindrisches Al-Substrat unter den in der Tabelle 20 gezeigten gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet. Anschließend wurde eine Oberflächenschicht einer Einzelschicht hergestellt aus dem a-SiC:H-Film unter den in der Tabelle 24 gezeigten Bedingungen darauf laminiert, um ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element zu erzeugen.
Die auf diese Weise hergestellten elektrophotographischen lichtempfindlichen Elemente der Beispiele 8 und 9 und des Vergleichsbeispiels 2 wurden wie im Folgenden erwähnt bewertet.
Schmieren des Bildes:
Das elektrophotographische lichtempfindliche Element wurde auf einen Beschleunigungstester installiert, in welchen das elektrophotographische Gerät (NP 6060, hergestellt von Canon Inc.) für ein Experiment modifiziert war und 20000 Blätter eines Messprotokolls (Teile Nr.: FY 919058), hergestellt von Canon Inc., wurden in einer Umgebung mit hoher Temperatur von 32°C/hoher Feuchtigkeit von 80% ohne Heizen einer Trommel kopiert. Dann wurde eine Kopiermaschine zeitweise angehalten. In diesem Zustand wurde die Temperatur auf 35°C geändert und die Feuchtigkeit wurde auf 90% geändert, und die Kopiermaschine wurde wie sie war für fünf Stunden belassen.
Danach wurden der vorher erwähnte Kopiervorgang der vorher beschriebenen 20000 Blätter des Messprotokolls und der Anhaltevorgang der Kopiermaschine für fünf Stunden wiederholt, um insgesamt 100000 kopierte Blätter in dem Beständigkeitstest zu erhalten.
Ein Schmieren des Bildes wurde durch Unterscheidung der Außenlinien der auf diese Weise erhaltenen Bildzeichen bewertet, und es wurde entschieden, auf welchem Blatt aller Blätter das Schmieren des Bildes der kopierten Bilder nach dem Anhalten der Kopiermaschine für fünf Stunden gefunden wurde.
Messung des Kontaktwinkels der Oberfläche nach Beständigkeitstest:
Wassertropfen wurden auf der Oberfläche des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements angeordnet, mit dem der vorher beschriebene Beständigkeitstest durchgeführt wurde, um den Kontaktwinkel zwischen der Trommel und den Wassertropfen zu messen und ihn mit einem Wert vor dem Beständigkeitstest zu vergleichen.
Bewertung der Tonerverschmelzung:
Der Anpressdruck des Reinigungsblattes des elektrophotographischen Geräts (NP 6060, hergestellt durch Canon Inc.) wurde auf 1/3 des vorhergehenden Drucks eingestellt, und die Oberflächentemperatur der Trommel wurde auf 60°C gesetzt, so dass eine Umgebung, in welcher ein Verschmelzen auftreten kann, erzeugt wurde. Die dem Beständigkeitstest von 100000 kopierten Blättern unterzogene Trommel wurde auf dem wie vorher beschrieben modifizierten Beschleunigungstester installiert und die Beständigkeitstest von 100000 Blättern wurde durch Verwendung eines Originals von 1% durchgeführt (ein Original für das Kopieren, von welchem nur eine gerade Linie in der diagonalen Richtung eines Blatts von A4-Größe gemalt ist).
Nach dem Beständigkeitstest wurde ein Rasterbild kopiert, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Verschmelzen zu untersuchen. Spezifisch wurde bei dem Rasterbild auf dem Blatt von A4-Größe eine Fläche parallel zu der Richtung der Busleitung der Trommel erzeugt, wobei die Anzahl der schwarzen Punkte aufgrund der Verschmelzung des Toners, die in der Fläche vorhanden sind, bestimmt wurde, und die Ergebnisse von sechs kopierten Proben wurden erhalten.
Die erhaltenen Ergebnisse wurden auf der Grundlage der Werte relativ zu den Werten erzielt von einem ähnlichen Test für die Oberflächenschicht des Vergleichsbeispiels 2 (der Trommel gebildet in Vergleichsbeispiel 2) bewertet. Unter der Annahme, dass der Wert der in Vergleichsbeispiel 2 gebildeten Trommel 50 ist, wurden die erhaltenen Ergebnisse auf der Grundlage der Anzahl der Punkte im Bereich von 1 bis 100 bewertet. Wenn die Anzahl der Punkte geringer als 50 ist, zeigt dies an, dass das Verschmelzen weniger als das der Oberflächenschicht des Vergleichsbeispiels 2 ist. Wenn die Anzahl der Punkte größer als 50 ist, zeigt dies an, dass die erhaltene Oberflächenschicht in ihrer Qualität schlechter als die Oberflächenschicht des Vergleichsbeispiels 2 ist.
Messung der Oberflächenrauheit:
Das elektrophotographische lichtempfindliche Element für die Messung der Oberflächenrauheit, welches mit Schichten einschließlich dem Substrat bis zu der ersten Oberflächenschicht gebildet wurde, wurde in 2 cm Quadrate geschnitten und die Oberfläche davon wurde durch ein atmosphärisches Sondenmikroskop (Qscope Model 250, hergestellt von Quesant Co., Ltd.) beobachtet. Die derartig erhaltenen Daten wurden analysiert, um eine durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) auf der Grundlage von JIS B0601 zu erhalten.
Dynamische Härte:
Eine auf einem 7059-Glas gebildete Probe wurde verwendet, so dass die dynamische Härte nach einer Last von 0,1 gf durch einen dynamischen Härtetester (DUH-201, hergestellt durch Shimadzu Corporation) gemessen wurde. Ein dreieckiger, pyramidenförmiger Presser (Kantenwinkel 115°) hergestellt aus Diamanten wurde eingesetzt.
Die aus den vorher beschriebenen Experimenten erhaltenen Ergebnisse werden hiernach beschrieben.
Schmieren des Bildes:
Die Anzahl der Blätter erforderlich für die Erzeugung des Schmieren des Bildes nach dem Anhalten der Kopiermaschine für fünf Stunden wurde zu jedem Stadium auf der Basis von A bis D bewertet. Die Ergebnisse der fünf in Beispiel 8 hergestellten Trommeln und der unter den entsprechenden Bedingungen des Vergleichsbeispiels 2 hergestellten Trommel als auch die gemessenen Ergebnisse der dynamischen Härte der ersten Oberflächenschichten werden in der Tabelle 25 gezeigt.
Wie in der Tabelle 25 gezeigt, wurden gute Ergebnisse für alle in diesem Beispiel hergestellten Trommeln erhalten. Ferner wurde erkannt, dass die Härte der ersten Oberflächenschicht jeder Trommel größer als die der zweiten Oberflächenschicht war.
Messung des Kontaktwinkels der Oberfläche nach Beständigkeitstest:
Unter der Annahme, dass der Kontaktwinkel vor dem Beständigkeitstest 1 ist, wurde der Kontaktwinkel nach dem Beständigkeitstest relativ damit verglichen.
Wie in der Tabelle 26 gezeigt, kann ersehen werden, dass der Kontaktwinkel der in den Beispielen 8 und 9 hergestellten Trommeln selbst nachdem sie dem Beständigkeitstest unterzogen wurden, nicht verringert ist.
Bewertung der Tonerverschmelzung:
Die Ergebnisse der entsprechenden Trommeln werden in der Tabelle 27 gezeigt. Die Bewertung des Verschmelzens wurde auf der Grundlage des vorher beschriebenen relativen Vergleichs durchgeführt. Der Grad des Verschmelzens wurde in die Grade A bis D eingeteilt und die Ergebnisse davon werden in der Tabelle gezeigt. Wie in der Tabelle 27 gezeigt, wurden bei den entsprechenden Trommeln gute Ergebnisse erhalten.
Messung der Oberflächenrauheit:
Die Messung der Ergebnisse von fünf Sorten von Oberflächenrauheit der ersten Oberflächenschicht werden in der Tabelle 28 gezeigt. Wie in der Tabelle 28 gezeigt, kann erkannt werden, dass die vorher beschriebene Oberflächenrauheit innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung liegt.
Wie in der vorher erwähnten Tabelle gezeigt, liefern die Trommeln, die in eine Bedingung fallen, in welcher die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) der ersten Oberflächenschichten in einem Bereich von 50 bis 5000 Å liegt, gute Ergebnisse in den entsprechenden Punkten.
Dies ist stark mit einer Tatsache verknüpft, dass die zweite Oberflächenschicht nach dem Beständigkeitstest in den vertieften Teilen der ersten Oberflächenschicht verblieb. Tatsächlich wurde als ein Ergebnis der auf der Oberfläche der Trommel nach dem Belastungstest durchgeführten ESCA-Analyse aus den analysierten Ergebnissen der Zusammensetzung davon erkannt, dass die zweite Oberflächenschicht verblieb und F-Atome verblieben. Ferner wurde gleichzeitig erkannt, dass ein Teil des Films der ersten Oberflächenschicht auf der Oberfläche in Übereinstimmung mit einer zweidimensionalen Kartieren freigelegt war.
(Beispiel 10)
Das in der 4 gezeigte System wurde eingesetzt, elektrophotographische lichtempfindliche Element 2K bis 2Q wurden auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den gleichen Bedingungen wie die des Beispiels 8 gebildet und weiterhin wurde eine zweite Oberflächenschicht unter den gleichen, in der Tabelle 22 gezeigten Bedingungen gebildet, außer dass die ersten Oberflächenschichten unter den in der Tabelle 29 gezeigten Bedingungen gebildet wurden. Gleichzeitig wurden elektrophotographische lichtempfindliche Elemente zur Messung der Oberflächenrauheit einschließlich dem ersten Substrat bis zu den ersten Oberflächenschichten durch das gleiche Vorgehen gebildet, und es wurde erkannt, dass die Oberflächenrauheit jeder der ersten Oberflächenschichten innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung lagen. Ferner wurde zur Messung der dynamischen Härte ein 7059-Glas (hergestellt durch Corning Inc.) auf ein zylindrisches Aluminiumsubstrat gesetzt, um eine Probe hergestellt aus dem a-SiN:H-Film unter den in der Tabelle 29 gezeigten Bedingungen zu bilden.
Die derartig erhaltenen elektrophotographischen lichtempfindlichen Elemente und die Proben wurden wie im Folgenden beschrieben bewertet.
Schmieren des Bildes:
Eine Bewertung wurde in einer ähnlichen Art und Weise zu der des Beispiels 8 durchgeführt.
Bewertung des Tonerverschmelzens:
Eine Bewertung wurde ähnlich zu Beispiel 8 durchgeführt.
Dynamische Härte:
Eine Bewertung wurde in der gleichen Art und Weise wie die des Beispiels 8 durchgeführt.
Messung des Reibungsverlustes auf der Oberflächenschicht während des Belastungstests:
Während der Bewertung eines Schmieren des Bildes bei dem durchgeführten Belastungstest wurde das elektrophotographische lichtempfindliche Element in regelmäßigen Intervallen von 20000 Blättern aus der Maschine genommen, und die Filmdicke der Oberflächenschicht wurde durch Einsatz einer Spektralreflektions-Messvorrichtung (CL-3000R, hergestellt durch Otsuka Electronics Co., Ltd.) gemessen. Dann wurde jeder Reibungsverlust berechnet und als der Reibungsverlust des lichtempfindlichen Elements pro 1000 Blätter von A4-Größe für eine querlaufende Zufuhr auf der Grundlage der vorher bekannten Filmdicke der zweiten Oberflächenschicht und der ersten Oberflächenschicht angegeben.
Die vorher erwähnten Bewertungsergebnisse werden zusammen in der Tabelle 30 gezeigt.
Wie in der Tabelle 30 gezeigt, wiesen die Trommeln, die unter eine Bedingung fallen, dass die dynamische Härte der ersten Oberflächenschicht in einem Bereich von 300 bis 1000 kgf/mm² liegt, gute Ergebnisse für alle Punkte auf. Ferner war ersichtlich, dass der Reibungsverlust der zweiten Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung 0,1 Å bis 100 Å war und die erste Oberflächenschicht war kaum abgetragen, so dass folglich eine Leistung nicht dadurch verschlechtert wurde.
(Beispiel 11)
Das in der 4 veranschaulichte System wurde verwendet und elektrophotographische lichtempfindliche Elemente 2R bis 2Y wurden auf einem zylindrischen Aluminiumsubstrat unter den gleichen Bedingungen wie die des Beispiels 8 gebildet, außer dass eine zweite Oberflächenschicht unter den in der Tabelle 31 gezeigten Bedingungen gebildet wurde. In diesem Fall basierten die Bedingungen der ersten Oberflächenschichten auf denen der Trommel 2A.
Die Oberflächenrauheit (Ra) der ersten Oberflächenschicht war etwa 60 Å auf der Grundlage der Ergebnisse des Beispiels 8. Ferner war die dynamische Härte davon 700 kgf/mm². Ferner wurde ein 7059-Glas (hergestellt durch Corning Inc.) auf ein zylindrisches Aluminiumsubstrat für die Messung der dynamischen Härte gesetzt, um eine Probe einer zweiten Oberflächenschicht unter den in der Tabelle 31 gezeigten Bedingungen zu bilden.
Die auf diese Weise erhaltenen elektrophotographischen lichtempfindlichen Elemente und die Probe wurden in der gleichen Art und Weise wie im Beispiel 10 bewertet. Die Bewertungsergebnisse werden in der Tabelle 32 gezeigt.
Wie in der Tabelle 32 gezeigt, zeigten die Trommeln, die unter eine Bedingung fallen, dass die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht in einem Bereich von 10 bis 500 kgf/mm² liegt, befriedigende Ergebnisse bei den entsprechenden Punkte. Ferner konnte erkannt werden, dass der Reibungsverlust der zweiten Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung 0,1 Å bis 100 Å war und die erste Oberflächenschichten im Wesentlichen nicht verschlissen wurden.
(Beispiel 12)
Ein weiteres, in der 5 veranschaulichtes, Plasma-CVD-System wurde verwendet, und eine die Ladungsinjektion blockierende Schicht, eine lichtleitende Schicht, eine erste Oberflächenschicht und eine zweite Oberflächenschicht wurden nacheinander auf ein zylindrisches Al-Substrat unter den in der Tabelle 33 gezeigten Bedingungen laminiert. Ferner wurde ein lichtempfindliches Element gebildet mit einem Substrat bis zur ersten Oberflächenschicht, gebildet in Übereinstimmung mit den gleichen Einstellungsbedingungen, um die Oberflächenrauheit zu messen. Ferner wurden die Proben der ersten Oberflächenschicht und der zweiten Oberflächenschicht unter den in der Tabelle 33 durch Setzen eines 7059-Glases (hergestellt durch Corning Inc.) auf das zylindrische Aluminiumsubstrat gebildet. Die dynamische Härte der gebildeten Proben wurden durch den dynamischen Härtetester (DUH-201, hergestellt durch Shimadzu Corporation) gemessen.
Das derartig erhaltene lichtempfindliche Element wurde in der gleichen Art und Weise wie die des Beispiels 8 bewertet. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 34 zusammen mit der Oberflächenrauheit der ersten Oberflächenschicht und der dynamischen Härte der ersten Oberflächenschicht und der zweiten Oberflächenschicht gezeigt.
Wie in der Tabelle 34 gezeigt, war ersichtlich, dass das Vorsehen der Konfiguration der Schichten und der Oberflächenrauheit gemäß der vorliegenden Erfindung das Aufweisen hervorragender Ergebnisse erlaubte, selbst wenn ein anderes System eingesetzt wurde.
(Beispiel 13)
Das in der 4 veranschaulichte System wurde eingesetzt und ein kristalliner Siliciumwafer wurde auf ein zylindrisches Al-Substrat gesetzt, um die Proben 2A bis 2E der ersten Oberflächenschichten, aufgebaut aus dem a-SiN:H-Film unter den in der Tabelle 21 gezeigten Bedingungen, in Übereinstimmung mit dem gleichen Vorgehen wie dem des Beispiels 1 zu bilden. Ferner wurden die Proben 2F bis 2I der ersten Oberflächenschichten aufgebaut aus dem a-SiO:H-Film unter den in der Tabelle 23 gezeigten Bedingungen in Übereinstimmung mit dem gleichen Vorgehen wie dem Beispiels 9 gebildet.
Der in den Filmen der erzeugten Proben enthaltene Gehalt an Wasserstoff wurde durch HFS (Wasserstoffvorwärtsstreuungsanalyse) bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse werden in der Tabelle 35 gezeigt.
Wie in der Tabelle 35 gezeigt, konnten verbesserte Ergebnisse erhalten werden, wenn der Gehalt an Wasserstoff, H/(C + H) (Atomverhältnis) in der ersten Oberflächenschicht 10 bis 50% war.
(Beispiel 14)
Das in der 4 gezeigte System wurde verwendet und ein kristalliner Siliciumwafer wurde auf ein zylindrisches Al-Substrat gesetzt, um die Proben 2R bis 2Y der zweiten Oberflächenschichten, aufgebaut aus dem a-C:F-Film unter den in der Tabelle 31 gezeigten Bedingungen, in Übereinstimmung mit dem gleichen Vorgehen wie in Beispiel 11 zu bilden.
Der Fluorgehalt in den Filmen der erzeugten Proben wurde in Übereinstimmung mit der ESCA-Analyse bestimmt. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 36 gezeigt.
Wie in der Tabelle 36 gezeigt, konnten gute Ergebnisse erzielt werden, wenn der Gehalt an Fluor, F/(C + F) (Atomverhältnis) in der zweiten Oberflächenschicht 6 bis 50% war.
Wie vorher erwähnt, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, das hervorragend bei seiner wiederholten Verwendung in einem elektrophotographischen Gerät ist und ein elektrophotographisches Gerät mit dem obigen lichtempfindlichen Element zur Verfügung zu stellen.
Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element zur Verfügung zu stellen, das ein stabiles Bild vorsehen kann, in welchem ein düsteres Bild oder ein Schmieren des Bildes oder ähnliches unabhängig von einer Umgebung nicht erzeugt wird, selbst wenn keine Heizeinrichtung vorgesehen werden, und ein elektrophotographisches Gerät unter Verwendung des vorher beschriebenen elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements zur Verfügung zu stellen.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element zur Verfügung zu stellen, welches hervorragend in kleinen Reinigungseigenschaften ist, selbst wenn ein Toner mit einer geringen Teilchengröße und einer hervorragenden Fixiereigenschaft verwendet wird, und in welchem ein Problem resultierend aus der Verschmelzung des Toners nicht erzeugt wird oder vernachlässigenswert ist, und ein elektrophotographisches Gerät unter Verwendung des vorher beschriebenen lichtempfindlichen Elements zur Verfügung zu stellen.
Zusätzlich können die vorher beschriebenen Wirkungen stabil durch Vorsehen der zweiten Oberflächenschicht bestehend aus einem Nicht-Einkristallkohlenstoff, der Fluor enthält, auf einer ersten Oberflächenschicht mit einer durchschnittlichen Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) von 50 Å bis 5000 Å erhalten werden. Tabelle 1: Herstellungsbedingungen des lichtempfindlichen Elements (Ladungsinjektion blockierende Schicht bis lichtleitende Schicht)

Tabelle 2: Bildungsbedingungen für die erste Oberflächenschicht
Tabelle 3: Bildungsbedingungen für die zweite Oberflächenschicht
Tabelle 4: Bildungsbedingungen der a-SiC-Oberflächenschicht
Tabelle 5: Beurteilung der Blätter mit Besserung des Schmieren des Bildes

* In Vergleichsbeispiel 1 wird ein Schmieren des Bildes während des Beständigkeitstests erzeugt.

Entscheidungshinweis

Besserung mit 50 Blättern ... A
Besserung in einem Bereich von 50 bis 100 Blättern ... B
Besserung in einem Bereich von 100 bis 300 Blättern ... C
Kann möglicherweise selbst bei 300 Blättern nicht gebessert werden ... D

Tabelle 6: Messung der Filmdicke der zweiten Oberflächenschicht
Tabelle 7: Kontaktwinkel der Oberfläche nach Beständigkeitstest

* Kontaktwinkel nach Beständigkeitstest (°)/Kontaktwinkel vor Beständigkeitstest (°)

Tabelle 8: Bewertung der Tonerverschmelzung

* Unter der Annahme, dass das Ergebnis des Vergleichsbeispiels 1 50 ist, wird ein relativer Vergleich durchgeführt.

Entscheidungshinweis

10 oder kleiner ... A
10 bis 30 ... B
30 bis 50 ... C
50 oder mehr ... D

Tabelle 9: Messung der Oberflächenrauheit

* durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) auf der Grundlage von JIS B0601

Tabelle 10: Herstellungsbedingungen für die erste Oberflächenschicht
Tabelle 11: Bewertung der Ergebnisse des Beispiels 2

* Kontaktwinkel nach Beständigkeitstest (°)/Kontaktwinkel vor Beständigkeitstest (°)
¹⁾ Referenzprobe

Tabelle 12: Herstellungsbedingungen der zweiten Oberflächenschicht
Tabelle 13: Bewertung der Ergebnisse des Beispiels 3

* Kontaktwinkel nach Beständigkeitstest (°)/Kontaktwinkel vor Beständigkeitstest (°)
** Erkennung von veneförmigen Schnitten
¹⁾ Referenzprobe

Tabelle 14: Herstellungsbedingungen der ersten Oberflächenschicht
Tabelle 15: Bewertung der Ergebnisse des Beispiels 4

* durchschnittliche Mittellinienrauheit (Ra) auf der Grundlage von JIS B0601

Tabelle 16: Herstellungsbedingungen der ersten Oberflächenschicht
Tabelle 17: Bewertung der Ergebnisse des Beispiels 5

Tabelle 18: Herstellungsbedingungen der zweiten Oberflächenschicht
Tabelle 19: Bewertung der Ergebnisse des Beispiels 6

Tabelle 20: Herstellungsbedingungen des lichtempfindlichen Elements (Ladungsinjektion blockierende Schicht bis lichtleitfähige Schicht)
Tabelle 21: Bildungsbedingungen der ersten Oberflächenschicht
Tabelle 22: Bildungsbedingungen der zweiten Oberflächenschicht
Tabelle 23: Herstellungsbedingungen der a-SiO:H-Oberflächenschicht
Tabelle 24: Bildungsbedingungen der a-SiC:H-Oberflächenschicht
Tabelle 29: Herstellungsbedingungen der ersten Oberflächenschicht
Tabelle 30: Bewertung der Ergebnisse des Beispiels 10
Tabelle 31: Herstellungsbedingungen der zweiten Oberflächenschicht
Tabelle 32: Bewertung der Ergebnisse des Beispiels 11
Tabelle 33: Herstellungsbedingungen des lichtempfindlichen Elements (Ladungsinjektion blockierende Schicht bis zweite Oberflächenschicht)
Tabelle 34: Bewertung der Ergebnisse des Beispiels 12

Tabelle 35: Wasserstoffgehalt im Film der ersten Oberflächenschicht

¹⁾ Referenzprobe

Tabelle 36: Fluorgehalt im Film der zweiten Oberflächenschicht

Claims

Elektrofotografisches lichtempfindliches Element mit: einer lichtleitfähigen Schicht (102, 202, 302), die ein nicht-einkristallines Material, das als Matrix Siliciumatome enthält, auf einem zylindrischen Substrat umfasst, einer ersten Oberflächenschicht (104, 204, 304), die ein nicht-einkristallines Material umfasst, und einer zweiten Oberflächenschicht (105, 205, 305) die nicht-einkristallinen Kohlenstoff umfasst, der wenigsten Fluor enthält, wobei diese Schichten nacheinander in dieser Reihenfolge ausgebildet sind, wobei die Härte der ersten Oberflächenschicht größer als die der zweiten Oberflächenschicht ist und die durchschnittliche Mittellinienrauheit der Oberfläche (Ra) der ersten Oberflächenschicht auf Grundlage von JIS B0601 50 bis 5000 Å beträgt, wobei die dynamische Härte der ersten Oberflächenschicht 300 bis 1000 kgf/mm² und die dynamische Härte der zweiten Oberflächenschicht 10 bis 500 kgf/mm² beträgt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, wobei die erste Oberflächenschicht Kohlenstoff und Wasserstoff enthält.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Oberflächenschicht amorphen Kohlenstoff einschließt.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, wobei die erste Oberflächenschicht ein nicht-einkristallines Material umfasst, das Siliciumatome, Wasserstoffatome und Stickstoffatome oder Sauerstoffatome enthält.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach Anspruch 1 oder 4, wobei die erste Oberflächenschicht 10 bis 50 Atom% Wasserstoff/alle Elemente enthält.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Oberflächenschicht 6 bis 50 Atom% Fluor/alle Elemente enthält.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Oberflächenschicht nicht-einkristallinen Kohlenstoff umfasst, der im Atomverhältnis 10 bis 60% H/(C + H) enthält, und die zweite Oberflächenschicht nicht-einkristallinen Kohlenstoff umfasst, der im Atomverhältnis 6 bis 50% F/(C + F) enthält.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Oberflächenschicht abgetragen wird, indem das elektrofotografische lichtempfindliche Element gedreht und aufeinanderfolgend die elektrofotografischen Vorgänge des Aufladens, der Belichtung, der Entwicklung, der Übertragung und der Reinigung wiederholt werden.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zweite Oberflächenschicht bei einer querlaufenden Zufuhr pro 10.000 Blätter mit einer Größe von A4 durch Drehen des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements und aufeinanderfolgendes Wiederholen der elektrofotografischen Vorgänge des Aufladens, der Belichtung, der Entwicklung, der Übertragung und der Reinigung um 0,1 Å bis 100 Å abgetragen wird.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Teil der ersten Oberflächenschicht auf der Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements freigelegt wird, indem das elektrofotografische lichtempfindliche Element gedreht und aufeinanderfolgend die elektrofotografischen Vorgänge des Aufladens, der Belichtung, der Entwicklung, der Übertragung und der Reinigung wiederholt werden.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach Anspruch 10, wobei die auf der Oberfläche des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements freigelegte erst Oberflächenschicht durch Drehen des elektrofotografischen lichtempfindlichen Elements und aufeinanderfolgendes Wiederholen der elektrofotografischen Vorgänge des Aufladens, der Belichtung, der Entwicklung, der Übertragung und der Reinigung weniger abgetragen wird als die zweite Oberflächenschicht.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei wenigstens die erste Oberflächenschicht erzeugt ist, indem ein eingespeistes Gas durch Plasma-CVD unter Einsatz einer hohen Frequenz von 1 bis 450 MHz zersetzt wird.
Elektrofotografische lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei wenigstens die erste Oberflächenschicht erzeugt ist, indem ein eingespeistes Gas durch Plasma-CVD unter Einsatz einer hohen Frequenz von 50 bis 450 MHz zersetzt wird.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei wenigstens die zweite Oberflächenschicht erzeugt ist, indem ein eingespeistes Gas durch Plasma-CVD unter Einsatz einer hohen Frequenz von 1 bis 450 MHz zersetzt wird.
Elektrofotografisches lichtempfindliches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei wenigstens die zweite Oberflächenschicht erzeugt ist, indem ein eingespeistes Gas durch Plasma-CVD unter Einsatz einer hohen Frequenz von 50 bis 450 MHz zersetzt wird.
Elektrofotografisches Gerät, welches das elektrofotografische lichtempfindliche Element nach einem der Ansprüche 1 bis 15, eine Aufladungseinrichtung, eine Belichtungseinrichtung, eine Entwicklungseinrichtung, eine Übertragungseinrichtung und eine Reinigungseinrichtung umfasst.