專(zhuān)利名稱：電子照相感光構(gòu)件和電子照相設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子照相感光構(gòu)件和電子照相設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知包括在基體上由非晶材料構(gòu)成的光導(dǎo)電層(感光層)的電子照相感光構(gòu)件， 特別地，已商購(gòu)引入包括通過(guò)層形成技術(shù)如CVD或PVD在金屬基體上形成的氫化非晶硅 (下文中也稱作“a-Si:H”)的光導(dǎo)電層的電子照相感光構(gòu)件。在下文中，電子照相感光構(gòu) 件可簡(jiǎn)稱作“感光構(gòu)件”。此外，設(shè)置有由a-Si:H構(gòu)成的光導(dǎo)電層的電子照相感光構(gòu)件可稱 作“a-Si:H感光構(gòu)件”。此夕卜，由a_Si:H構(gòu)成的光導(dǎo)電層可稱作“a-Si:H光導(dǎo)電層”。如圖 4中所示，此類(lèi)a-Si :H感光構(gòu)件4000的基本構(gòu)造包括在導(dǎo)電性基體4001上形成的a_Si :H 光導(dǎo)電層4002以及在光導(dǎo)電層4002上形成的表面層4003。表面層4003包含氫化非晶碳 化硅(下文中也稱作“a_SiC:H”)。在下文中，由a_SiC:H構(gòu)成的表面層可稱作“a-SiC:H 表面層”。表面層4003為關(guān)系到電子照相特性的重要層。表面層所需的特性包括耐磨耗性、 耐濕性、電荷保持性和透光性。由a_SiC:H構(gòu)成的表面層特別在耐磨耗性上優(yōu)異并提供良 好的上述特性之間的平衡，因此已主要用于具有高處理速度的電子照相設(shè)備。然而，當(dāng)由 a-SiC:H構(gòu)成的常規(guī)表面層用于高濕環(huán)境中時(shí)，可能引起圖像缺失(下文中稱作“高濕圖像 缺失”)。高濕圖像缺失為當(dāng)在高濕環(huán)境下重復(fù)圖像形成不久再次輸出圖像時(shí)在電子照相 法中發(fā)生的圖像缺陷，在該圖像缺陷中文字變得模糊或文字沒(méi)有被打印。這種現(xiàn)象部分由 吸附于感光構(gòu)件表面上的水分引起。為了防止發(fā)生高濕圖像缺失，通常做法是，通過(guò)感光構(gòu) 件加熱器不斷加熱電子照相感光構(gòu)件，由此減少或除去吸附于感光構(gòu)件表面上的水分。另一方面，已提出不使用感光構(gòu)件加熱器來(lái)防止高濕圖像缺失的常規(guī)技術(shù)。日本 專(zhuān)利3124841描述了在a-Si :H感光構(gòu)件中形成a_SiC:H表面層的技術(shù)，該a_SiC:H感光構(gòu) 件由在基體上依次形成的光導(dǎo)電層和a_SiC:H表面層組成，其中a_SiC:H表面層中的硅原 子、碳原子以及氫或氟原子的原子密度降低至預(yù)定值以下。在日本專(zhuān)利3124841中公開(kāi)的 技術(shù)通過(guò)降低a_SiC:H表面層中各原子的原子密度至預(yù)定值以下賦予a-SiC:H表面層相對(duì) 粗糙的層結(jié)構(gòu)，由此使得表面層在清潔過(guò)程中容易被刮擦。因此，記載了總是獲得具有減少 水分吸附的新表面，由此使得防止高濕圖像缺失。另一方面，從電荷保持性的觀點(diǎn)，已提出試圖改進(jìn)a_SiC:H表面層。日本專(zhuān)利公 布H5-018471提出由在基體上依次形成的a-Si: H光導(dǎo)電層和兩層a_SiC:H表面層組成的 a-Si:H感光構(gòu)件。在日本專(zhuān)利公開(kāi)H5-018471中公開(kāi)的技術(shù)中，與光導(dǎo)電層側(cè)的表面層相 比，該兩層a-SiC:H表面層的最外表面具有較高的缺陷密度。日本專(zhuān)利公開(kāi)H5-018471記 載了最表面層中增加的缺陷密度使得能夠形成確保耐磨耗性同時(shí)改進(jìn)電荷遷移性且防止 殘余電勢(shì)增加所需的層厚度。此外，日本專(zhuān)利公開(kāi)H5-018471記載了在光導(dǎo)電層側(cè)上表面 層中降低的缺陷密度使其能夠確保電荷保持性。
近年來(lái)，已要求在電子照相法中滿足高速化、高品質(zhì)化和長(zhǎng)壽命化的需要，同時(shí)從 環(huán)境友好的觀點(diǎn)實(shí)現(xiàn)節(jié)電性。從這點(diǎn)來(lái)看，期望進(jìn)一步改進(jìn)感光構(gòu)件。例如，關(guān)于耐濕性， 需要提高圖像品質(zhì)，這是因?yàn)楦邼駡D像缺失可引起圖像品質(zhì)劣化。如果安裝感光構(gòu)件加熱 器以防止高濕圖像缺失，則即使當(dāng)電子照相設(shè)備不運(yùn)行時(shí)也需要相當(dāng)量的待機(jī)電力。此外， 在日本專(zhuān)利3124841中公開(kāi)的技術(shù)中，需要以一定水平的速度來(lái)磨耗電子照相感光構(gòu)件表 面，由此特別在高速電子照相法中耐久性趨于損失。耐久性損失的可能原因包括壓傷和膜 剝離以及表面磨耗。壓傷是當(dāng)機(jī)械應(yīng)力施加至電子照相感光構(gòu)件時(shí)在圖像上出現(xiàn)圖像缺陷如黑條紋 或白條紋的現(xiàn)象。在電子照相感光構(gòu)件的正常使用中壓傷幾乎不發(fā)生，但是在打印紙中包 含異物時(shí)的罕見(jiàn)場(chǎng)合下可能發(fā)生。特別當(dāng)輸出半色調(diào)圖像時(shí)，在高精細(xì)電子照相法中，壓傷 趨于突出。因此，一旦它發(fā)生，壓傷將降低圖像品質(zhì)，并可導(dǎo)致縮短電子照相感光構(gòu)件的壽 命。膜剝離是部分表面層剝離的現(xiàn)象。一旦在電子照相感光構(gòu)件的圖像形成區(qū)域中發(fā)生膜 剝離，難以繼續(xù)使用電子照相感光構(gòu)件。假定其中不使用加熱器的構(gòu)造，存在如下需求以 更高水平滿足耐久性和透光性以支持最新電子照相法同時(shí)確保這些性能。通過(guò)日本專(zhuān)利 31M841和日本專(zhuān)利公布H5-018471中描述的技術(shù)單獨(dú)改進(jìn)這些性質(zhì)中的一些。然而，日本 專(zhuān)利31M841和日本專(zhuān)利公布H5-018471對(duì)如何以更高水平滿足這些性能都沒(méi)有給出任何 技術(shù)暗示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供即使當(dāng)應(yīng)用于不使用感光構(gòu)件加熱器的電子照相設(shè)備時(shí) 也能夠有效防止圖像缺失的電子照相感光構(gòu)件，從而提供配置有所述電子照相感光構(gòu)件的 電子照相設(shè)備。本發(fā)明提供一種電子照相感光構(gòu)件，其包含光導(dǎo)電層，在光導(dǎo)電層上由氫化非晶 碳化硅構(gòu)成的中間層，和在中間層上由氫化非晶碳化硅構(gòu)成的表面層，其中在表面層中，碳 原子數(shù)(C)與硅原子數(shù)(Si)和碳原子數(shù)(C)的和的比(C/(Si+C) ；C2)為0. 61以上至0. 75 以下，硅原子的原子密度與碳原子的原子密度的和(D2)為6.60X 原子/cm3以上，在中 間層中，碳原子數(shù)(C)與硅原子數(shù)(Si)和碳原子數(shù)(C)的和的比(C/(Si+C) ；Cl)以及硅原 子的原子密度與碳原子的原子密度的和(Dl)分別從光導(dǎo)電層側(cè)向表面層側(cè)連續(xù)增加而不 超過(guò)C2和D2，以及中間層具有其中Cl為0. 25以上至C2以下同時(shí)Dl為5. 50父1(^2原子/ cm3以上至6. 45X10”原子/cm3以下的區(qū)域，所述區(qū)域沿中間層的層厚度方向?yàn)?50nm以 上。此外，本發(fā)明提供配置有上述電子照相感光構(gòu)件的電子照相設(shè)備。通過(guò)形成特定的表面層和中間層，根據(jù)本發(fā)明的電子照相感光構(gòu)件即使當(dāng)應(yīng)用于 不使用感光構(gòu)件加熱器的電子照相設(shè)備時(shí)也能夠有效防止圖像缺失。此外，本發(fā)明能夠防 止缺陷如表面磨耗、壓傷和膜剝離的發(fā)生。從示例性實(shí)施方案的以下描述中參照附圖，本發(fā)明的進(jìn)一步特征將變得顯而易 見(jiàn)。


圖1為示意性示出根據(jù)本發(fā)明的電子照相感光構(gòu)件的示例性層結(jié)構(gòu)的圖。
圖2為示意性示出根據(jù)本發(fā)明的電子照相感光構(gòu)件的示例性層結(jié)構(gòu)的圖。圖3為示出使用等離子體CVD法的沉積層形成設(shè)備的一個(gè)實(shí)例的圖。圖4為示意性示出電子照相感光構(gòu)件的示例性層結(jié)構(gòu)的圖。圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的中間層中Si+C原子密度和C/(Si+C)的分布的圖。圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的中間層中C/(Si+C)分布和A點(diǎn)(dotA)層厚度的圖。圖7為示出根據(jù)本發(fā)明的中間層中Si+C原子密度分布和B點(diǎn)(dot B)層厚度的 圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。下面將描述根據(jù)本發(fā)明的電子照相感光構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)。圖1為示意性示出根 據(jù)本發(fā)明的電子照相感光構(gòu)件的示例性層結(jié)構(gòu)的圖。參照?qǐng)D1，電子照相感光構(gòu)件10包括 由鋁等制成并形成為圓筒狀的導(dǎo)電性基體14，以及在基體14上依次形成的光導(dǎo)電層13、中 間層12和表面層11。各層和基體構(gòu)建如下。(表面層)根據(jù)本發(fā)明的表面層由a-SiC:H(氫化非晶碳化硅)構(gòu)成。碳原子數(shù)(C)與硅原 子數(shù)(Si)和碳原子數(shù)(C)的和的比(C/(Si+C))為0.61以上至0.75以下，硅原子的原子 密度與碳原子的原子密度的和為6. 60X1(^2原子/cm3以上。下文中，碳原子數(shù)(C)與硅原 子數(shù)(Si)和碳原子數(shù)(C)的和的比(C/(Si+C))可簡(jiǎn)稱為“C/(Si+C)”。此外，硅原子的原 子密度與碳原子的原子密度的和可簡(jiǎn)稱為“Si+C原子密度”。通過(guò)改進(jìn)表面層的耐濕性同 時(shí)保持或改進(jìn)表面層的耐磨耗性，本發(fā)明防止高濕圖像缺失的發(fā)生。以下將更詳細(xì)描述表面層的作用。高濕圖像缺失部分地通過(guò)如上所述在電子照相 感光構(gòu)件表面上的水分吸附而引起，但是在電子照相感光構(gòu)件的使用初期階段中，水分吸 附量小，不發(fā)生圖像缺失。在電子照相感光構(gòu)件使用一段時(shí)間后，在主要由于電子照相設(shè)備 中的靜電作用(process)在臭氧作用下，在最外表面上形成并積累氧化層。氧化層在最外 表面上產(chǎn)生極性基團(tuán)，這被認(rèn)為是水分吸附量增加的原因。當(dāng)進(jìn)一步繼續(xù)使用電子照相感 光構(gòu)件時(shí)，氧化層繼續(xù)在最外表面上積累。這被認(rèn)為是水分吸附量增加隨后變大以致引起 高濕圖像缺失的原因。因此，為了防止高濕圖像缺失，必需除去氧化層或抑制氧化層本身的 形成。通過(guò)抑制氧化層的形成，本發(fā)明減少水分吸附量，由此防止高濕圖像缺失。推測(cè)根據(jù)本發(fā)明的表面層結(jié)構(gòu)可抑制氧化層形成的原因如下。推測(cè)當(dāng)氧化物質(zhì) 如臭氧作用于a_SiC:H表面導(dǎo)致硅原子(Si)和碳原子(C)之間的鍵斷裂，結(jié)果游離的碳原 子(C)被氧原子(0)置換時(shí)，發(fā)生由a_SiC:H構(gòu)成的表面層的氧化。認(rèn)為本發(fā)明通過(guò)增加 Si原子密度和C原子密度來(lái)減小平均原子間距離，通過(guò)減少自由體積來(lái)抑制由碳原子(C) 的游離導(dǎo)致的氧化。此外，推測(cè)該層增大表面層構(gòu)成原子之間的結(jié)合力，增加表面層硬度， 由此改進(jìn)耐磨耗性。如上所述抑制表面氧化本身的本發(fā)明提供如下優(yōu)點(diǎn)不需要為了除去 氧化層而增加磨耗量，能夠防止高濕圖像缺失，同時(shí)改進(jìn)耐磨耗性。出于上述原因，表面層的Si+C原子密度越高越好。Si+C原子密度為6.60 X 原 子/cm3以上提供防止高濕圖像缺失和改進(jìn)耐磨耗性的效果。當(dāng)表面層的Si+C原子密度為 6. 81 X 原子/cm3以上時(shí)，進(jìn)一步提高防止高濕圖像缺失和改進(jìn)耐磨耗性的效果。另一C/(Si+C)小于0.61時(shí)，可降低a-SiC:H的抵抗性。在這種情況下，保持的電荷變 得易于橫向遷移(lateral migration)。橫向遷移與上述高濕圖像缺失相比是不重要的，但 當(dāng)通過(guò)圖像曝光光在圖像中形成孤立的點(diǎn)時(shí)，潛像中的點(diǎn)再現(xiàn)性降低。降低的點(diǎn)再現(xiàn)性使 點(diǎn)之間邊界模糊，稱作圖像模糊。圖像模糊將降低特別是低濃度側(cè)上輸出圖像的圖像密度， 這反過(guò)來(lái)能夠降低色調(diào)。因此，在表面層中C/(Si+C)需要為0.61以上。此外，在其中Si+C密度高的表面層中，透光率將經(jīng)常稍微降低。特別地，當(dāng)C/ (Si+C)增加時(shí)，透光率將顯著降低，導(dǎo)致降低的感光度(optical sensitivity)。因此，C/ (Si+C)需要為0.75以下。因此，在根據(jù)本發(fā)明的表面層11中，重要的是C/(Si+C)為0.61 以上至0. 75以下以及Si+C原子密度為6. 60X IO22原子/cm3以上。此外，推測(cè)當(dāng)SiC處于 結(jié)晶狀態(tài)時(shí)，a-SiC:H中的Si+C原子密度是最高的，因此表面層可具有的Si+C原子密度理 論上為13. 0Χ1(^2原子/cm3以下。此外，通過(guò)保持表面層中的氫原子數(shù)(H)與硅原子數(shù)(Si)、碳原子數(shù)(C)和氫原子 數(shù)(H)的和的比(H/(Si+C+H))(下文中也簡(jiǎn)稱為“H/(Si+C+H)”)在0. 30以上至0. 45以 下，本發(fā)明能夠進(jìn)一步改進(jìn)感光度同時(shí)防止高濕圖像缺失和維持耐磨耗性。即，當(dāng)表面層中 H/(Si+C+H)為0.30以上時(shí)，光學(xué)帶隙加寬，改進(jìn)感光度。另一方面，當(dāng)a-SiC:H表面層中 的H/(Si+C+H)高于0.45時(shí)，含大量氫原子的末端基團(tuán)如甲基趨于在a-SiC:H表面層中增 加。該層將在結(jié)構(gòu)中形成許多空間，引起周?chē)又g的鍵扭曲，從而改進(jìn)耐氧化性和耐磨 耗性的效果可能受損。此外，根據(jù)本發(fā)明，如果將表面層的拉曼光譜中1390CHT1的峰強(qiáng)度Id與HSOcnT1的 峰強(qiáng)度Ie的比(下文中稱作“ID/Ie比”)設(shè)定為0. 20以上至0. 70以下，能夠進(jìn)一步改進(jìn)耐 磨耗性。與類(lèi)金剛石碳(下文中稱作“DLC”)比較來(lái)描述a_SiC:H表面層的拉曼光譜。由 Sp3結(jié)構(gòu)和Sp2結(jié)構(gòu)形成的DLC顯示具有1540CHT1附近的主峰和1390CHT1附近的肩帶的不對(duì) 稱拉曼光譜。通過(guò)RF-CVD法形成的a-SiC:H表面層顯示與DLC的拉曼光譜類(lèi)似的拉曼光 譜，具有HSOcnT1附近的主峰和1390CHT1附近的肩帶。這是因?yàn)閍_SiC:H表面層包含硅原 子，a_SiC:H表面層的主峰偏移至與DLC相比較低的波數(shù)側(cè)。因此，可以理解，通過(guò)RF-CVD 法形成的a-SiC:H表面層具有與DLC結(jié)構(gòu)非常接近的結(jié)構(gòu)。通常，在DLC的拉曼光譜中，已知低波數(shù)帶中的峰強(qiáng)度與高波數(shù)帶中的峰強(qiáng)度的 比越小，DLC的SP3含量越高。由于a-SiC:H表面層具有與DLC結(jié)構(gòu)非常接近的結(jié)構(gòu)，認(rèn)為 低波數(shù)段中的峰強(qiáng)度與高波數(shù)段中的峰強(qiáng)度的比越小，a_SiC:H表面層的SP3含量也趨于 越高。認(rèn)為隨著SP3含量的增加，二維SP2網(wǎng)絡(luò)數(shù)目減少，三維SP3網(wǎng)絡(luò)數(shù)目增加，增加骨架 原子之間鍵的數(shù)目并導(dǎo)致剛性結(jié)構(gòu)。因此，表面層的拉曼光譜中1390cm—1處的峰強(qiáng)度Id與 1480cm-1的峰強(qiáng)度Ie的比越小，它是越期望的，該比為0. 70以下將進(jìn)一步改進(jìn)耐磨耗性。另一方面，通常不能從以大規(guī)模生產(chǎn)水平形成的a_SiC:H表面層完全除去SP2結(jié) 構(gòu)。因此，根據(jù)本發(fā)明，將a_SiC:H表面層拉曼光譜的ID/Ie比的下限設(shè)定為0. 20以上，其 在本發(fā)明實(shí)施方案中確認(rèn)為提供良好的耐高濕圖像缺失性和耐磨耗性的范圍?？赏ㄟ^(guò)任何 方法形成根據(jù)本發(fā)明的表面層，只要此方法能夠形成滿足上述規(guī)定值的沉積層(沉積膜) 即可。可用于此的方法包括等離子體CVD法、真空沉積法、濺射法和離子電鍍法。然而，從 原料供給容易的觀點(diǎn)，等離子體CVD法是最適合的。當(dāng)?shù)入x子體CVD法用作形成方法時(shí)，可如下形成表面層?；旧?，用于供給硅原子的原料氣體和用于供給碳原子的原料氣體以期望的氣體狀態(tài)引入至減壓的反應(yīng)室 (process chamber)中，接著在反應(yīng)室中產(chǎn)生輝光放電。接著，引入的原料氣體分解，并可在 以預(yù)定位置設(shè)置的導(dǎo)電性基體上形成a_SiC:H層。根據(jù)本發(fā)明，作為硅原子的原料氣體，可 適合使用硅烷類(lèi)如硅烷(SiH4)和二硅烷(Si2H6)15作為碳原子的原料氣體，可適合使用氣體 如甲烷(CH4)和乙炔(C2H2)。此外，主要為了調(diào)節(jié)H/(Si+C+H)，氫(H2)可與上述原料氣體一 起使用。在形成根據(jù)本發(fā)明的表面層中，盡管Si+C原子密度取決于表面層形成期間使用 的條件和設(shè)備，但如果供給至反應(yīng)室的氣體流量減小，高頻電力和基體溫度增加，則Si+C 原子密度通常趨于變高。實(shí)際上，這些條件可以適合組合來(lái)設(shè)定。(中間層)根據(jù)本發(fā)明的中間層由a_SiC:H構(gòu)成，并具有以下特征。中間層中的碳原子數(shù)(C) 與硅原子數(shù)(Si)和碳原子數(shù)(C)的和的比(C/(Si+C) ；Cl)從光導(dǎo)電層側(cè)向表面層側(cè)連 續(xù)增加而不超過(guò)表面層中的碳原子數(shù)(C)與硅原子數(shù)(Si)和碳原子數(shù)(C)的和的比(C/ (Si+C) ；C2)。中間層中的硅原子的原子密度與碳原子的原子密度的和(Dl)從光導(dǎo)電層 側(cè)向表面層側(cè)連續(xù)增加而不超過(guò)表面層中的硅原子的原子密度與碳原子的原子密度的和 (D2)。中間層具有其中Cl為0. 25以上至C2以下同時(shí)Dl為5. 50X IO22原子/cm3以上至 6. 45X IO22原子/cm3以下的區(qū)域，所述區(qū)域沿中間層的層厚度方向?yàn)?50nm以上。以下將詳細(xì)描述中間層的作用。當(dāng)與表面層組合使用時(shí)，中間層具有提高表面層 粘合性和防止膜剝離以及保護(hù)光導(dǎo)電層免受機(jī)械應(yīng)力和防止壓傷的能力。認(rèn)為膜剝離的主 要原因是，例如在電子照相感光構(gòu)件的輸送過(guò)程中發(fā)生過(guò)熱或機(jī)械沖擊或振動(dòng)。認(rèn)為在電 子照相感光構(gòu)件的正常使用期間，很少發(fā)生膜剝離。然而，一旦電子照相感光構(gòu)件經(jīng)受如上 所述的沖擊或振動(dòng)的歷程，應(yīng)力主要累積在光導(dǎo)電層和表面層之間，長(zhǎng)期使用時(shí)增加膜剝 離的風(fēng)險(xiǎn)。特別地，因?yàn)閷討?yīng)力趨于高，所以推測(cè)具有上述特性的表面層處于高風(fēng)險(xiǎn)下。通過(guò)從光導(dǎo)電層側(cè)向表面層側(cè)連續(xù)增加Cl和D1，根據(jù)本發(fā)明的中間層能夠防止 應(yīng)力累積和有效降低膜剝離的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本發(fā)明，從光導(dǎo)電層側(cè)向表面層側(cè)連續(xù)增加Cl和 Dl意指改變中間層中的Cl和Dl以使光導(dǎo)電層和表面層沒(méi)有任何間隙地結(jié)合。因此，Cl和 Dl可從光導(dǎo)電層側(cè)向表面層側(cè)單調(diào)增加或者可在中間層中具有固定的區(qū)域。此外，Cl和Dl 可具有部分減小的區(qū)域。如果相對(duì)于層厚度的改變量過(guò)大，則與存在間隙的情況相比，該改變不具有顯著 效果。因此，期望每IOnm層厚度的Cl改變量保持在光導(dǎo)電層中的C/(Si+C)與表面層中的 C/(Si+C)之間的差的20%以下。此外，期望每IOnm層厚度的Dl改變量保持在光導(dǎo)電層中 的Si+C原子密度與表面層中的Si+C原子密度之間的差的20%以下。即使中間層具有其 中Cl或Dl趨于部分減小的區(qū)域，如果Cl的最大值和最小值之間的差為Cl最大值的5%以 下，則也不存在問(wèn)題，同樣地，如果Dl的最大值和最小值之間的差為Dl最大值的5%以下， 則也不存在問(wèn)題。認(rèn)為當(dāng)在使用期間出于某種原因由被捕獲在電子照相設(shè)備中的一些硬的異物施 加機(jī)械應(yīng)力至電子照相感光構(gòu)件表面時(shí)，引起壓傷。然而，這不必然地在電子照相感光構(gòu)件 表面上留下缺陷。此外，存在以下情況例如在溫度200°C下加熱電子照相感光構(gòu)件1小時(shí) 后，對(duì)電子照相感光構(gòu)件造成的一次壓傷消失。因此，認(rèn)為當(dāng)過(guò)度應(yīng)力經(jīng)由表面層施加至光導(dǎo)電層而不是直接施加至電子照相感光構(gòu)件表面時(shí)，發(fā)生壓傷。如果使得表面層非常硬，則 能夠防止該壓傷的發(fā)生，但通過(guò)使中間層的Si+C原子密度低于表面層的Si+C原子密度，根 據(jù)本發(fā)明的中間層能夠有效緩和施加至表面層的機(jī)械應(yīng)力。因此，本發(fā)明提供比不設(shè)置中 間層時(shí)更有效防止壓傷的優(yōu)點(diǎn)。為了獲得上述作用，根據(jù)本發(fā)明的中間層需要具有低于表面層的Si+C原子密度， 但過(guò)低的Si+C原子密度損傷壓傷抑制效果。推測(cè)這是因?yàn)椋瑸榱耸怪虚g層有效減輕應(yīng)力， 存在中間層的Si+C原子密度和表面層的Si+C原子密度之間的平衡的最佳范圍。因此，根 據(jù)本發(fā)明，將相對(duì)于表面層中D2的范圍發(fā)現(xiàn)有效的中間層中Dl的范圍規(guī)定為5. 50X IO22 原子/cm3以上至6. 45 X IO22原子/cm3以下。中間層中Cl的效果與表面層中C2的效果近似等同。即，隨著Cl的減小，層抵抗性 變得易于降低。然而，在中間層中，由于在Si+C原子密度相對(duì)于表面層是低的區(qū)域中從光 導(dǎo)電層側(cè)起Cl和Dl連續(xù)改變，減少電荷橫向遷移(lateral charge migration)的發(fā)生， 使中間層與表面層相比更不易于圖像模糊。因此，Cl范圍的下限可小于表面層中C2的下 限，條件是Cl下限為0. 25以上。當(dāng)Cl變得高于一定水平時(shí)，透光性趨于低。特別當(dāng)Cl高于C2時(shí)，感光度顯著降 低。推測(cè)這是由于如在電子照相感光構(gòu)件表面和光導(dǎo)電層之間存在的光折射和反射等的情 況。因此，設(shè)定Cl為0.25以上至C2以下。下文中，滿足Cl和Dl范圍的中間層中的該范 圍可稱作“區(qū)域A”。為了防止中間層中的壓傷，重要的是存在如上所述的區(qū)域A。因此，作為用于防止 壓傷的層厚度，本發(fā)明規(guī)定區(qū)域A的厚度而不是中間層的厚度。當(dāng)區(qū)域A為150nm以上厚 時(shí)，獲得特定效果。區(qū)域A厚度的上限可基于生產(chǎn)電子照相感光構(gòu)件需要的時(shí)間來(lái)確定，并 如本發(fā)明中所確認(rèn)的將其設(shè)定為750nm以下。區(qū)域A可在Cl和Dl從光導(dǎo)電層側(cè)向表面層 側(cè)連續(xù)增加的區(qū)域中形成，其中Cl或Dl可單調(diào)增加或者可具有固定的區(qū)域或部分減小的 區(qū)域。只要區(qū)域A滿足中間層中的Cl和Dl且沿中間層的層厚度方向具有總厚度為150nm 以上，區(qū)域A可以這些形式的任一種存在。期望地，區(qū)域A適于沿中間層的層厚度方向?yàn)?150nm以上的連續(xù)區(qū)域。下文中，在中間層中，將從光導(dǎo)電層側(cè)延伸至區(qū)域A的區(qū)域稱作區(qū)域B，將從區(qū)域A 延伸至表面層側(cè)的區(qū)域稱作區(qū)域C。區(qū)域A、B和C之間的關(guān)系示于圖5中。在根據(jù)本發(fā)明 的中間層中，由于Cl和Dl從光導(dǎo)電層側(cè)向表面層側(cè)連續(xù)增加，因此部分Cl和Dl將在中間 層中區(qū)域A的范圍之外。在區(qū)域B中，Cl變得比在區(qū)域A中小，但由于區(qū)域A中的Dl變得 比在表面層中小，抵抗性變化不具有顯著影響。此外，由于Cl和Dl的連續(xù)變化使電荷橫向 遷移本身更不易于發(fā)生，因此區(qū)域B不引起任何顯而易見(jiàn)的圖像模糊。S卩，根據(jù)本發(fā)明，如果在Dl落入上述范圍內(nèi)的全部區(qū)域內(nèi)Cl為0. 25以上，則能夠 防止圖像模糊。參照?qǐng)D5，如果Cl為0. 25以上的部分(A點(diǎn)(dot A))的層厚度小于Dl為 5. 50X 10”原子/cm3以上的部分(B點(diǎn)(dot B))的層厚度，則滿足該條件。此外，本文中使 用的術(shù)語(yǔ)“層厚度”意指如從光導(dǎo)電層側(cè)觀察的中間層中總的層厚度。如上所述，無(wú)論區(qū)域 B和C，均獲得根據(jù)本發(fā)明的中間層的效果?？紤]到全部中間層的層厚度，可設(shè)定區(qū)域B和 C的厚度為Cl或Dl的變化率以下。具體可基于用于制造電子照相感光構(gòu)件的設(shè)備特性來(lái) 確定。然而，過(guò)大的厚度是不現(xiàn)實(shí)的，期望區(qū)域B和C的層厚度為小于區(qū)域A層厚度的約4倍。此外，根據(jù)通過(guò)本發(fā)明人進(jìn)行的研究，中間層的透光性主要地受Cl和Dl的影響， 存在對(duì)H/(Si+C+H)較小的依賴性。認(rèn)為這是因?yàn)橹虚g層中的原子密度比表面層中低，降低 透光率對(duì)氫原子原子密度的依賴性。如上所述，使用表面層和中間層的組合，本發(fā)明有效防 止高濕圖像缺失同時(shí)提高耐磨耗性，防止膜剝離和壓傷，并改進(jìn)感光度?？墒褂门c用于形成 表面層的方法類(lèi)似的方法，并根據(jù)需要通過(guò)調(diào)節(jié)和改變條件如供給至反應(yīng)室的氣體量、高 頻電力、反應(yīng)室中的壓力和導(dǎo)電性基體溫度來(lái)形成中間層。(光導(dǎo)電層)根據(jù)本發(fā)明的電子照相感光構(gòu)件的光導(dǎo)電層可以是任意種類(lèi)，從電子照相特性的 觀點(diǎn)，只要光導(dǎo)電層具有光導(dǎo)電特性以致提供令人滿意的性能即可。然而，從耐久性和穩(wěn)定 性的觀點(diǎn)，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的中間層和表面層，由a_Si:H構(gòu)成的光導(dǎo)電層是最適合的。當(dāng) a_Si:H用于根據(jù)本發(fā)明的光導(dǎo)電層時(shí)，可包括除了氫原子之外的鹵素原子，以終止a-Si:H 中的懸鍵。期望氫原子(H)和鹵素原子的總含量為硅原子、氫原子和鹵素原子的和的10原 子％以上至40原子％以下，更期望為15原子％以上至35原子％以下。根據(jù)本發(fā)明，如果需要，在光導(dǎo)電層中可包括用于控制傳導(dǎo)性(conductivity)的 原子。可包括在全部光導(dǎo)電層中均勻分布或在沿層厚度方向的某部分中不均勻分布的用于 控制傳導(dǎo)性的原子。用于控制傳導(dǎo)性的原子的實(shí)例包括已知為半導(dǎo)體領(lǐng)域中的雜質(zhì)的原 子。具體地，可使用的原子為屬于周期表第13族并顯示ρ型傳導(dǎo)性的原子(下文中稱作“第 13族原子”)，或者屬于周期表第15族并顯示η型傳導(dǎo)性的原子(下文中稱作“第15族原 子”)。具體地，第13族原子包括硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)和鉈(Tl)，其中可適合 使用硼、鋁或鎵。第15族原子包括磷(P)、砷(As)、銻(Sb)和鉍(Bi)，其中可適合使用磷 或砷。期望包括在光導(dǎo)電層中用于控制傳導(dǎo)性的原子含量基于S i為1Χ10_2原子ppm以 上至1 X IO4原子ppm以下，更期望5X 10_2原子ppm以上至5 X IO3原子ppm以下，最期望 1 X 10—1原子ppm以上至1 X IO3原子ppm以下。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)需要確定光導(dǎo)電層的層厚度，以獲得期望的光導(dǎo)電特性同時(shí)實(shí) 現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效率。期望層厚度為15 μ m以上，更期望20 μ m以上。此外，期望層厚度為60 μ m以 下，更期望50 μ m以下，最期望40 μ m以下。此外，光導(dǎo)電層可具有如上所述的單層結(jié)構(gòu)或 者分別由電荷產(chǎn)生層和電荷輸送層構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。a-Si H光導(dǎo)電層可通過(guò)等離子體CVD 法、真空沉積法、濺射法或離子電鍍法等來(lái)形成。然而，從原料供給容易等的觀點(diǎn)，等離子體 CVD法是最適合的。(基體)對(duì)基體不特別限制，可以是任意種類(lèi)，只要基體具有導(dǎo)電性(electrical conductivity)并能夠保持其上形成的光導(dǎo)電層和表面層即可。可用的材料包括金屬如 Al、Cr、Mo、Au、In、Nb、Te、V、Ti、Pt、Pd和Fe，及其合金如Al合金和不銹鋼。此外，基體可 以是由合成樹(shù)脂如聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、乙酸纖維素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚 酰胺制成的膜或片材，或者由玻璃或陶瓷制成的電絕緣性基體。在這種情況下，可將至少在 其上形成光導(dǎo)電層的電絕緣性基體的表面處理為導(dǎo)電性的。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的電子照相感 光構(gòu)件的層結(jié)構(gòu)，除了上述層結(jié)構(gòu)，該層結(jié)構(gòu)可包括例如在光導(dǎo)電層之上或之下形成的上部電荷注入阻止層或下部電荷注入阻止層。下部電荷注入阻止層或上部電荷注入阻止層可基于用于光導(dǎo)電層的材料來(lái)形成。 根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)上部電荷注入阻止層在光導(dǎo)電層上形成時(shí)，在上部電荷注入阻止層和表面 層之間可設(shè)置中間層。作為實(shí)例，圖2示意性示出包括下部電荷注入阻止層的電子照相感 光構(gòu)件的層結(jié)構(gòu)。在圖2的實(shí)例中，電子照相感光構(gòu)件10的結(jié)構(gòu)包括在基體14上依次形 成的下部電荷注入阻止層15、光導(dǎo)電層13、中間層12和表面層11。根據(jù)需要，在下部電荷 注入阻止層15和光導(dǎo)電層13之間可設(shè)置所謂的過(guò)渡層，使得這兩層之間的組成逐漸過(guò)渡。接下來(lái)，將通過(guò)使用等離子體CVD法作為實(shí)例并通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā) 明的電子照相感光構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程。圖3為示意性示出基于使用RF帶作為電源頻率的等 離子體CVD法的感光構(gòu)件生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖。該設(shè)備主要包括沉積設(shè)備3100、原料 氣體供給設(shè)備3200和用于降低反應(yīng)室3110中壓力的排氣設(shè)備(未示出)。沉積設(shè)備3100 包括絕緣體3121和經(jīng)由高頻匹配箱3115連接至高頻電源3120的陰極電極3111。此外， 在反應(yīng)室3110中安裝載置臺(tái)(stand) 3123、基體加熱器3113和原料氣體導(dǎo)入管3114，其中 載置臺(tái)3123用于安裝圓筒狀基體3112。反應(yīng)室3110經(jīng)由排氣閥3118與排氣設(shè)備(未示 出)連接并設(shè)計(jì)為能夠抽真空。原料氣體供給設(shè)備3200包括原料氣體罐3221、3222、3223、 3224 和 3225 ；閥 3231、3232、3233、3234 和 3235 ；閥 3241、3242、3243、3244 和 3245 ；閥 3251、 3252、3253、3254和3255 ；壓力調(diào)節(jié)器3261,3262,3263,3264和3洸5，以及質(zhì)量流量控制器 3211、3212、3213、3214和3215。原料氣體罐經(jīng)由閥3260和氣體管道3116連接至反應(yīng)室 3110中的原料氣體導(dǎo)入管3114。使用該設(shè)備例如如下形成沉積層。首先，基體3112設(shè)置在反應(yīng)室3110中，使用排氣設(shè)備(未示出)如真空泵將反應(yīng) 室3110排氣。接著，使用基體加熱器3113控制基體3112的溫度在200°C以上至350°C以 下的預(yù)定溫度下。接著，使用原料氣體供給設(shè)備3200通過(guò)控制它們的流量，將用于形成沉 積層的原料氣體引入至反應(yīng)室3110中。然后在檢查真空計(jì)3119的讀數(shù)的同時(shí)，操作員通 過(guò)運(yùn)行排氣閥3118來(lái)設(shè)定預(yù)定壓力。當(dāng)以上述方式完成用于沉積的準(zhǔn)備時(shí)，使用以下步驟 來(lái)形成所述層。當(dāng)壓力穩(wěn)定時(shí)，設(shè)置高頻電源3120至預(yù)定電力，并使電力經(jīng)由高頻匹配箱3115供 給至陰極電極，以產(chǎn)生高頻輝光放電。關(guān)于用于放電的頻率，適合使用在IMHz以上至30MHz 以下范圍內(nèi)的RF帶。通過(guò)放電的能量來(lái)分解導(dǎo)入至反應(yīng)室3110中的原料氣體，接著在基 體3112上形成主要由預(yù)定硅原子組成的沉積層。當(dāng)獲得期望的沉積層厚度時(shí)，操作員停止 高頻電力供給，關(guān)閉氣體供給設(shè)備的閥以停止原料氣體流入反應(yīng)室3110中，由此完成沉積 層的形成。通過(guò)改變?cè)蠚怏w流量、壓力和高頻電力的條件來(lái)多次重復(fù)同樣操作，直至生產(chǎn) 期望的多層結(jié)構(gòu)的電子照相感光構(gòu)件。此外，為了獲得均勻的層形成，層形成期間通過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)備(未示出)以預(yù)定速度轉(zhuǎn) 動(dòng)基體3112是有用的。當(dāng)完成全部沉積層的形成時(shí)，操作員打開(kāi)泄漏閥3117，由此使反應(yīng) 室3110恢復(fù)至大氣壓，取出基體3112。接下來(lái)，將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。<實(shí)施例1至4以及比較例1和2>將直徑84mm、長(zhǎng)度38Imm和壁厚3mm的圓筒用作導(dǎo)電性基體。圓筒由其表面已拋 光以進(jìn)行鏡面加工的鋁材料制成。使用上述過(guò)程生產(chǎn)電子照相感光構(gòu)件。在本實(shí)施例和本比較例中，如圖2所示，電子照相感光構(gòu)件具有由下部電荷注入阻止層、光導(dǎo)電層、中間層 和表面層構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)。下部電荷注入阻止層和光導(dǎo)電層的形成條件(層形成條件)示于 表1中。在隨后的全部實(shí)施例和比較例中，對(duì)于下部電荷注入阻止層和光導(dǎo)電層，使用示于 表1中的條件。此外，中間層和表面層的形成條件(層形成條件)示于表2至7中。
[表 1]
權(quán)利要求
1.一種電子照相感光構(gòu)件，其包含光導(dǎo)電層，在所述光導(dǎo)電層上由氫化非晶碳化硅 構(gòu)成的中間層，和在所述中間層上由氫化非晶碳化硅構(gòu)成的表面層，其中在所述表面層中，碳原子數(shù)(C)與硅原子數(shù)(Si)和碳原子數(shù)(C)的和的比(C/(Si+C)； C2)為0.61以上至0.75以下，硅原子的原子密度與碳原子的原子密度的和(D2)為 6. 60 X IO22 原子 /cm3 以上；在所述中間層中，碳原子數(shù)(C)與硅原子數(shù)(Si)和碳原子數(shù)(C)的和的比(C/(Si+C)； Cl)以及硅原子的原子密度與碳原子的原子密度的和(Dl)分別從所述光導(dǎo)電層側(cè)向所述 表面層側(cè)連續(xù)增加而不超過(guò)C2和D2 ；和所述中間層具有其中Cl為0. 25以上至C2以下同時(shí)Dl為5. 50X IO22原子/cm3以上 至6. 45X IO22原子/cm3以下的區(qū)域，所述區(qū)域沿所述中間層的層厚度方向?yàn)?50nm以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光構(gòu)件，其中所述中間層具有其中Cl為0.25以 上至C2以下同時(shí)Dl為5. 50X IO22原子/cm3以上至6. 45X IO22原子/cm3以下的連續(xù)區(qū)域， 所述連續(xù)區(qū)域沿所述中間層的層厚度方向?yàn)?50nm以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光構(gòu)件，其中所述表面層中氫原子數(shù)(H)與硅原 子數(shù)(Si)、碳原子數(shù)(C)和氫原子數(shù)(H)的和的比(H/(Si+C+H))為0. 30以上至0. 45以 下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光構(gòu)件，其中所述表面層中硅原子的原子密度與 碳原子的原子密度的和(D2)為6.81 X 原子/cm3以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光構(gòu)件，其中所述表面層的拉曼光譜中1390cm—1 的峰強(qiáng)度Id與HSOcnT1的峰強(qiáng)度Ie的比為0. 20以上至0. 70以下。
6. 一種電子照相設(shè)備，其包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子照相感光構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子照相感光構(gòu)件和電子照相設(shè)備。本發(fā)明提供電子照相感光構(gòu)件及配置其的電子照相設(shè)備，該電子照相感光構(gòu)件包括光導(dǎo)電層，在所述光導(dǎo)電層上由氫化非晶碳化硅構(gòu)成的中間層，以及在所述中間層上由氫化非晶碳化硅構(gòu)成的表面層，其中表面層中的比(C/(Si+C)；C2)為0.61至0.75，硅與碳的原子密度的和為6.60×1022原子/cm3以上，中間層中的比(C/(Si+C)；C1)以及硅與碳的原子密度的和(D1)分別從光導(dǎo)電層向表面層連續(xù)增加而不超過(guò)C2和D2，中間層具有其中C1為0.25至C2同時(shí)D1為5.50×1022原子/cm3至6.45×1022原子/cm3的連續(xù)區(qū)域，所述區(qū)域沿層厚度方向?yàn)?50nm以上。
文檔編號(hào)G03G15/00GK102081314SQ20101056849
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者小澤智仁, 田澤大介, 秋山和敬, 西村悠 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社