电子照相感光构件和电子照相设备的制作方法

专利名称：电子照相感光构件和电子照相设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子照相感光构件和电子照相设备。
背景技术：
已知包括在基体上由非晶材料构成的光导电层(感光层)的电子照相感光构件， 特别地，已商购引入包括通过层形成技术如CVD或PVD在金属基体上形成的氢化非晶硅 (下文中也称作“a-Si:H”)的光导电层的电子照相感光构件。在下文中，电子照相感光构 件可简称作“感光构件”。此外，设置有由a-Si:H构成的光导电层的电子照相感光构件可称 作“a-Si:H感光构件”。此夕卜，由a_Si:H构成的光导电层可称作“a-Si:H光导电层”。如图 4中所示，此类a-Si :H感光构件4000的基本构造包括在导电性基体4001上形成的a_Si :H 光导电层4002以及在光导电层4002上形成的表面层4003。表面层4003包含氢化非晶碳 化硅(下文中也称作“a_SiC:H”)。在下文中，由a_SiC:H构成的表面层可称作“a-SiC:H 表面层”。表面层4003为关系到电子照相特性的重要层。表面层所需的特性包括耐磨耗性、 耐湿性、电荷保持性和透光性。由a_SiC:H构成的表面层特别在耐磨耗性上优异并提供良 好的上述特性之间的平衡，因此已主要用于具有高处理速度的电子照相设备。然而，当由 a-SiC:H构成的常规表面层用于高湿环境中时，可能引起图像缺失(下文中称作“高湿图像 缺失”)。高湿图像缺失为当在高湿环境下重复图像形成不久再次输出图像时在电子照相 法中发生的图像缺陷，在该图像缺陷中文字变得模糊或文字没有被打印。这种现象部分由 吸附于感光构件表面上的水分引起。为了防止发生高湿图像缺失，通常做法是，通过感光构 件加热器不断加热电子照相感光构件，由此减少或除去吸附于感光构件表面上的水分。另一方面，已提出不使用感光构件加热器来防止高湿图像缺失的常规技术。日本 专利3124841描述了在a-Si :H感光构件中形成a_SiC:H表面层的技术，该a_SiC:H感光构 件由在基体上依次形成的光导电层和a_SiC:H表面层组成，其中a_SiC:H表面层中的硅原 子、碳原子以及氢或氟原子的原子密度降低至预定值以下。在日本专利3124841中公开的 技术通过降低a_SiC:H表面层中各原子的原子密度至预定值以下赋予a-SiC:H表面层相对 粗糙的层结构，由此使得表面层在清洁过程中容易被刮擦。因此，记载了总是获得具有减少 水分吸附的新表面，由此使得防止高湿图像缺失。另一方面，从电荷保持性的观点，已提出试图改进a_SiC:H表面层。日本专利公 布H5-018471提出由在基体上依次形成的a-Si: H光导电层和两层a_SiC:H表面层组成的 a-Si:H感光构件。在日本专利公开H5-018471中公开的技术中，与光导电层侧的表面层相 比，该两层a-SiC:H表面层的最外表面具有较高的缺陷密度。日本专利公开H5-018471记 载了最表面层中增加的缺陷密度使得能够形成确保耐磨耗性同时改进电荷迁移性且防止 残余电势增加所需的层厚度。此外，日本专利公开H5-018471记载了在光导电层侧上表面 层中降低的缺陷密度使其能够确保电荷保持性。
近年来，已要求在电子照相法中满足高速化、高品质化和长寿命化的需要，同时从 环境友好的观点实现节电性。从这点来看，期望进一步改进感光构件。例如，关于耐湿性， 需要提高图像品质，这是因为高湿图像缺失可引起图像品质劣化。如果安装感光构件加热 器以防止高湿图像缺失，则即使当电子照相设备不运行时也需要相当量的待机电力。此外， 在日本专利3124841中公开的技术中，需要以一定水平的速度来磨耗电子照相感光构件表 面，由此特别在高速电子照相法中耐久性趋于损失。耐久性损失的可能原因包括压伤和膜 剥离以及表面磨耗。压伤是当机械应力施加至电子照相感光构件时在图像上出现图像缺陷如黑条纹 或白条纹的现象。在电子照相感光构件的正常使用中压伤几乎不发生，但是在打印纸中包 含异物时的罕见场合下可能发生。特别当输出半色调图像时，在高精细电子照相法中，压伤 趋于突出。因此，一旦它发生，压伤将降低图像品质，并可导致缩短电子照相感光构件的寿 命。膜剥离是部分表面层剥离的现象。一旦在电子照相感光构件的图像形成区域中发生膜 剥离，难以继续使用电子照相感光构件。假定其中不使用加热器的构造，存在如下需求以 更高水平满足耐久性和透光性以支持最新电子照相法同时确保这些性能。通过日本专利 31M841和日本专利公布H5-018471中描述的技术单独改进这些性质中的一些。然而，日本 专利31M841和日本专利公布H5-018471对如何以更高水平满足这些性能都没有给出任何 技术暗示。

发明内容
本发明的目的在于提供即使当应用于不使用感光构件加热器的电子照相设备时 也能够有效防止图像缺失的电子照相感光构件，从而提供配置有所述电子照相感光构件的 电子照相设备。本发明提供一种电子照相感光构件，其包含光导电层，在光导电层上由氢化非晶 碳化硅构成的中间层，和在中间层上由氢化非晶碳化硅构成的表面层，其中在表面层中，碳 原子数(C)与硅原子数(Si)和碳原子数(C)的和的比(C/(Si+C) ；C2)为0. 61以上至0. 75 以下，硅原子的原子密度与碳原子的原子密度的和(D2)为6.60X 原子/cm3以上，在中 间层中，碳原子数(C)与硅原子数(Si)和碳原子数(C)的和的比(C/(Si+C) ；Cl)以及硅原 子的原子密度与碳原子的原子密度的和(Dl)分别从光导电层侧向表面层侧连续增加而不 超过C2和D2，以及中间层具有其中Cl为0. 25以上至C2以下同时Dl为5. 50父1(^2原子/ cm3以上至6. 45X10”原子/cm3以下的区域，所述区域沿中间层的层厚度方向为150nm以 上。此外，本发明提供配置有上述电子照相感光构件的电子照相设备。通过形成特定的表面层和中间层，根据本发明的电子照相感光构件即使当应用于 不使用感光构件加热器的电子照相设备时也能够有效防止图像缺失。此外，本发明能够防 止缺陷如表面磨耗、压伤和膜剥离的发生。从示例性实施方案的以下描述中参照附图，本发明的进一步特征将变得显而易 见。


图1为示意性示出根据本发明的电子照相感光构件的示例性层结构的图。
图2为示意性示出根据本发明的电子照相感光构件的示例性层结构的图。图3为示出使用等离子体CVD法的沉积层形成设备的一个实例的图。图4为示意性示出电子照相感光构件的示例性层结构的图。图5为示出根据本发明的中间层中Si+C原子密度和C/(Si+C)的分布的图。图6为示出根据本发明的中间层中C/(Si+C)分布和A点(dotA)层厚度的图。图7为示出根据本发明的中间层中Si+C原子密度分布和B点(dot B)层厚度的 图。
具体实施例方式现将根据附图详细描述本发明的优选实施方案。下面将描述根据本发明的电子照相感光构件的结构和优点。图1为示意性示出根 据本发明的电子照相感光构件的示例性层结构的图。参照图1，电子照相感光构件10包括 由铝等制成并形成为圆筒状的导电性基体14，以及在基体14上依次形成的光导电层13、中 间层12和表面层11。各层和基体构建如下。(表面层)根据本发明的表面层由a-SiC:H(氢化非晶碳化硅)构成。碳原子数(C)与硅原 子数(Si)和碳原子数(C)的和的比(C/(Si+C))为0.61以上至0.75以下，硅原子的原子 密度与碳原子的原子密度的和为6. 60X1(^2原子/cm3以上。下文中，碳原子数(C)与硅原 子数(Si)和碳原子数(C)的和的比(C/(Si+C))可简称为“C/(Si+C)”。此外，硅原子的原 子密度与碳原子的原子密度的和可简称为“Si+C原子密度”。通过改进表面层的耐湿性同 时保持或改进表面层的耐磨耗性，本发明防止高湿图像缺失的发生。以下将更详细描述表面层的作用。高湿图像缺失部分地通过如上所述在电子照相 感光构件表面上的水分吸附而引起，但是在电子照相感光构件的使用初期阶段中，水分吸 附量小，不发生图像缺失。在电子照相感光构件使用一段时间后，在主要由于电子照相设备 中的静电作用(process)在臭氧作用下，在最外表面上形成并积累氧化层。氧化层在最外 表面上产生极性基团，这被认为是水分吸附量增加的原因。当进一步继续使用电子照相感 光构件时，氧化层继续在最外表面上积累。这被认为是水分吸附量增加随后变大以致引起 高湿图像缺失的原因。因此，为了防止高湿图像缺失，必需除去氧化层或抑制氧化层本身的 形成。通过抑制氧化层的形成，本发明减少水分吸附量，由此防止高湿图像缺失。推测根据本发明的表面层结构可抑制氧化层形成的原因如下。推测当氧化物质 如臭氧作用于a_SiC:H表面导致硅原子(Si)和碳原子(C)之间的键断裂，结果游离的碳原 子(C)被氧原子(0)置换时，发生由a_SiC:H构成的表面层的氧化。认为本发明通过增加 Si原子密度和C原子密度来减小平均原子间距离，通过减少自由体积来抑制由碳原子(C) 的游离导致的氧化。此外，推测该层增大表面层构成原子之间的结合力，增加表面层硬度， 由此改进耐磨耗性。如上所述抑制表面氧化本身的本发明提供如下优点不需要为了除去 氧化层而增加磨耗量，能够防止高湿图像缺失，同时改进耐磨耗性。出于上述原因，表面层的Si+C原子密度越高越好。Si+C原子密度为6.60 X 原 子/cm3以上提供防止高湿图像缺失和改进耐磨耗性的效果。当表面层的Si+C原子密度为 6. 81 X 原子/cm3以上时，进一步提高防止高湿图像缺失和改进耐磨耗性的效果。另一C/(Si+C)小于0.61时，可降低a-SiC:H的抵抗性。在这种情况下，保持的电荷变 得易于横向迁移(lateral migration)。横向迁移与上述高湿图像缺失相比是不重要的，但 当通过图像曝光光在图像中形成孤立的点时，潜像中的点再现性降低。降低的点再现性使 点之间边界模糊，称作图像模糊。图像模糊将降低特别是低浓度侧上输出图像的图像密度， 这反过来能够降低色调。因此，在表面层中C/(Si+C)需要为0.61以上。此外，在其中Si+C密度高的表面层中，透光率将经常稍微降低。特别地，当C/ (Si+C)增加时，透光率将显著降低，导致降低的感光度(optical sensitivity)。因此，C/ (Si+C)需要为0.75以下。因此，在根据本发明的表面层11中，重要的是C/(Si+C)为0.61 以上至0. 75以下以及Si+C原子密度为6. 60X IO22原子/cm3以上。此外，推测当SiC处于 结晶状态时，a-SiC:H中的Si+C原子密度是最高的，因此表面层可具有的Si+C原子密度理 论上为13. 0Χ1(^2原子/cm3以下。此外，通过保持表面层中的氢原子数(H)与硅原子数(Si)、碳原子数(C)和氢原子 数(H)的和的比(H/(Si+C+H))(下文中也简称为“H/(Si+C+H)”)在0. 30以上至0. 45以 下，本发明能够进一步改进感光度同时防止高湿图像缺失和维持耐磨耗性。即，当表面层中 H/(Si+C+H)为0.30以上时，光学带隙加宽，改进感光度。另一方面，当a-SiC:H表面层中 的H/(Si+C+H)高于0.45时，含大量氢原子的末端基团如甲基趋于在a-SiC:H表面层中增 加。该层将在结构中形成许多空间，引起周围原子之间的键扭曲，从而改进耐氧化性和耐磨 耗性的效果可能受损。此外，根据本发明，如果将表面层的拉曼光谱中1390CHT1的峰强度Id与HSOcnT1的 峰强度Ie的比(下文中称作“ID/Ie比”)设定为0. 20以上至0. 70以下，能够进一步改进耐 磨耗性。与类金刚石碳(下文中称作“DLC”)比较来描述a_SiC:H表面层的拉曼光谱。由 Sp3结构和Sp2结构形成的DLC显示具有1540CHT1附近的主峰和1390CHT1附近的肩带的不对 称拉曼光谱。通过RF-CVD法形成的a-SiC:H表面层显示与DLC的拉曼光谱类似的拉曼光 谱，具有HSOcnT1附近的主峰和1390CHT1附近的肩带。这是因为a_SiC:H表面层包含硅原 子，a_SiC:H表面层的主峰偏移至与DLC相比较低的波数侧。因此，可以理解，通过RF-CVD 法形成的a-SiC:H表面层具有与DLC结构非常接近的结构。通常，在DLC的拉曼光谱中，已知低波数带中的峰强度与高波数带中的峰强度的 比越小，DLC的SP3含量越高。由于a-SiC:H表面层具有与DLC结构非常接近的结构，认为 低波数段中的峰强度与高波数段中的峰强度的比越小，a_SiC:H表面层的SP3含量也趋于 越高。认为随着SP3含量的增加，二维SP2网络数目减少，三维SP3网络数目增加，增加骨架 原子之间键的数目并导致刚性结构。因此，表面层的拉曼光谱中1390cm—1处的峰强度Id与 1480cm-1的峰强度Ie的比越小，它是越期望的，该比为0. 70以下将进一步改进耐磨耗性。另一方面，通常不能从以大规模生产水平形成的a_SiC:H表面层完全除去SP2结 构。因此，根据本发明，将a_SiC:H表面层拉曼光谱的ID/Ie比的下限设定为0. 20以上，其 在本发明实施方案中确认为提供良好的耐高湿图像缺失性和耐磨耗性的范围。可通过任何 方法形成根据本发明的表面层，只要此方法能够形成满足上述规定值的沉积层(沉积膜) 即可。可用于此的方法包括等离子体CVD法、真空沉积法、溅射法和离子电镀法。然而，从 原料供给容易的观点，等离子体CVD法是最适合的。当等离子体CVD法用作形成方法时，可如下形成表面层。基本上，用于供给硅原子的原料气体和用于供给碳原子的原料气体以期望的气体状态引入至减压的反应室 (process chamber)中，接着在反应室中产生辉光放电。接着，引入的原料气体分解，并可在 以预定位置设置的导电性基体上形成a_SiC:H层。根据本发明，作为硅原子的原料气体，可 适合使用硅烷类如硅烷(SiH4)和二硅烷(Si2H6)15作为碳原子的原料气体，可适合使用气体 如甲烷(CH4)和乙炔(C2H2)。此外，主要为了调节H/(Si+C+H)，氢(H2)可与上述原料气体一 起使用。在形成根据本发明的表面层中，尽管Si+C原子密度取决于表面层形成期间使用 的条件和设备，但如果供给至反应室的气体流量减小，高频电力和基体温度增加，则Si+C 原子密度通常趋于变高。实际上，这些条件可以适合组合来设定。(中间层)根据本发明的中间层由a_SiC:H构成，并具有以下特征。中间层中的碳原子数(C) 与硅原子数(Si)和碳原子数(C)的和的比(C/(Si+C) ；Cl)从光导电层侧向表面层侧连 续增加而不超过表面层中的碳原子数(C)与硅原子数(Si)和碳原子数(C)的和的比(C/ (Si+C) ；C2)。中间层中的硅原子的原子密度与碳原子的原子密度的和(Dl)从光导电层 侧向表面层侧连续增加而不超过表面层中的硅原子的原子密度与碳原子的原子密度的和 (D2)。中间层具有其中Cl为0. 25以上至C2以下同时Dl为5. 50X IO22原子/cm3以上至 6. 45X IO22原子/cm3以下的区域，所述区域沿中间层的层厚度方向为150nm以上。以下将详细描述中间层的作用。当与表面层组合使用时，中间层具有提高表面层 粘合性和防止膜剥离以及保护光导电层免受机械应力和防止压伤的能力。认为膜剥离的主 要原因是，例如在电子照相感光构件的输送过程中发生过热或机械冲击或振动。认为在电 子照相感光构件的正常使用期间，很少发生膜剥离。然而，一旦电子照相感光构件经受如上 所述的冲击或振动的历程，应力主要累积在光导电层和表面层之间，长期使用时增加膜剥 离的风险。特别地，因为层应力趋于高，所以推测具有上述特性的表面层处于高风险下。通过从光导电层侧向表面层侧连续增加Cl和D1，根据本发明的中间层能够防止 应力累积和有效降低膜剥离的风险。根据本发明，从光导电层侧向表面层侧连续增加Cl和 Dl意指改变中间层中的Cl和Dl以使光导电层和表面层没有任何间隙地结合。因此，Cl和 Dl可从光导电层侧向表面层侧单调增加或者可在中间层中具有固定的区域。此外，Cl和Dl 可具有部分减小的区域。如果相对于层厚度的改变量过大，则与存在间隙的情况相比，该改变不具有显著 效果。因此，期望每IOnm层厚度的Cl改变量保持在光导电层中的C/(Si+C)与表面层中的 C/(Si+C)之间的差的20%以下。此外，期望每IOnm层厚度的Dl改变量保持在光导电层中 的Si+C原子密度与表面层中的Si+C原子密度之间的差的20%以下。即使中间层具有其 中Cl或Dl趋于部分减小的区域，如果Cl的最大值和最小值之间的差为Cl最大值的5%以 下，则也不存在问题，同样地，如果Dl的最大值和最小值之间的差为Dl最大值的5%以下， 则也不存在问题。认为当在使用期间出于某种原因由被捕获在电子照相设备中的一些硬的异物施 加机械应力至电子照相感光构件表面时，引起压伤。然而，这不必然地在电子照相感光构件 表面上留下缺陷。此外，存在以下情况例如在温度200°C下加热电子照相感光构件1小时 后，对电子照相感光构件造成的一次压伤消失。因此，认为当过度应力经由表面层施加至光导电层而不是直接施加至电子照相感光构件表面时，发生压伤。如果使得表面层非常硬，则 能够防止该压伤的发生，但通过使中间层的Si+C原子密度低于表面层的Si+C原子密度，根 据本发明的中间层能够有效缓和施加至表面层的机械应力。因此，本发明提供比不设置中 间层时更有效防止压伤的优点。为了获得上述作用，根据本发明的中间层需要具有低于表面层的Si+C原子密度， 但过低的Si+C原子密度损伤压伤抑制效果。推测这是因为，为了使中间层有效减轻应力， 存在中间层的Si+C原子密度和表面层的Si+C原子密度之间的平衡的最佳范围。因此，根 据本发明，将相对于表面层中D2的范围发现有效的中间层中Dl的范围规定为5. 50X IO22 原子/cm3以上至6. 45 X IO22原子/cm3以下。中间层中Cl的效果与表面层中C2的效果近似等同。即，随着Cl的减小，层抵抗性 变得易于降低。然而，在中间层中，由于在Si+C原子密度相对于表面层是低的区域中从光 导电层侧起Cl和Dl连续改变，减少电荷横向迁移(lateral charge migration)的发生， 使中间层与表面层相比更不易于图像模糊。因此，Cl范围的下限可小于表面层中C2的下 限，条件是Cl下限为0. 25以上。当Cl变得高于一定水平时，透光性趋于低。特别当Cl高于C2时，感光度显著降 低。推测这是由于如在电子照相感光构件表面和光导电层之间存在的光折射和反射等的情 况。因此，设定Cl为0.25以上至C2以下。下文中，满足Cl和Dl范围的中间层中的该范 围可称作“区域A”。为了防止中间层中的压伤，重要的是存在如上所述的区域A。因此，作为用于防止 压伤的层厚度，本发明规定区域A的厚度而不是中间层的厚度。当区域A为150nm以上厚 时，获得特定效果。区域A厚度的上限可基于生产电子照相感光构件需要的时间来确定，并 如本发明中所确认的将其设定为750nm以下。区域A可在Cl和Dl从光导电层侧向表面层 侧连续增加的区域中形成，其中Cl或Dl可单调增加或者可具有固定的区域或部分减小的 区域。只要区域A满足中间层中的Cl和Dl且沿中间层的层厚度方向具有总厚度为150nm 以上，区域A可以这些形式的任一种存在。期望地，区域A适于沿中间层的层厚度方向为 150nm以上的连续区域。下文中，在中间层中，将从光导电层侧延伸至区域A的区域称作区域B，将从区域A 延伸至表面层侧的区域称作区域C。区域A、B和C之间的关系示于图5中。在根据本发明 的中间层中，由于Cl和Dl从光导电层侧向表面层侧连续增加，因此部分Cl和Dl将在中间 层中区域A的范围之外。在区域B中，Cl变得比在区域A中小，但由于区域A中的Dl变得 比在表面层中小，抵抗性变化不具有显著影响。此外，由于Cl和Dl的连续变化使电荷横向 迁移本身更不易于发生，因此区域B不引起任何显而易见的图像模糊。S卩，根据本发明，如果在Dl落入上述范围内的全部区域内Cl为0. 25以上，则能够 防止图像模糊。参照图5，如果Cl为0. 25以上的部分(A点(dot A))的层厚度小于Dl为 5. 50X 10”原子/cm3以上的部分(B点(dot B))的层厚度，则满足该条件。此外，本文中使 用的术语“层厚度”意指如从光导电层侧观察的中间层中总的层厚度。如上所述，无论区域 B和C，均获得根据本发明的中间层的效果。考虑到全部中间层的层厚度，可设定区域B和 C的厚度为Cl或Dl的变化率以下。具体可基于用于制造电子照相感光构件的设备特性来 确定。然而，过大的厚度是不现实的，期望区域B和C的层厚度为小于区域A层厚度的约4倍。此外，根据通过本发明人进行的研究，中间层的透光性主要地受Cl和Dl的影响， 存在对H/(Si+C+H)较小的依赖性。认为这是因为中间层中的原子密度比表面层中低，降低 透光率对氢原子原子密度的依赖性。如上所述，使用表面层和中间层的组合，本发明有效防 止高湿图像缺失同时提高耐磨耗性，防止膜剥离和压伤，并改进感光度。可使用与用于形成 表面层的方法类似的方法，并根据需要通过调节和改变条件如供给至反应室的气体量、高 频电力、反应室中的压力和导电性基体温度来形成中间层。(光导电层)根据本发明的电子照相感光构件的光导电层可以是任意种类，从电子照相特性的 观点，只要光导电层具有光导电特性以致提供令人满意的性能即可。然而，从耐久性和稳定 性的观点，对于根据本发明的中间层和表面层，由a_Si:H构成的光导电层是最适合的。当 a_Si:H用于根据本发明的光导电层时，可包括除了氢原子之外的卤素原子，以终止a-Si:H 中的悬键。期望氢原子(H)和卤素原子的总含量为硅原子、氢原子和卤素原子的和的10原 子％以上至40原子％以下，更期望为15原子％以上至35原子％以下。根据本发明，如果需要，在光导电层中可包括用于控制传导性(conductivity)的 原子。可包括在全部光导电层中均勻分布或在沿层厚度方向的某部分中不均勻分布的用于 控制传导性的原子。用于控制传导性的原子的实例包括已知为半导体领域中的杂质的原 子。具体地，可使用的原子为属于周期表第13族并显示ρ型传导性的原子(下文中称作“第 13族原子”)，或者属于周期表第15族并显示η型传导性的原子(下文中称作“第15族原 子”)。具体地，第13族原子包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)，其中可适合 使用硼、铝或镓。第15族原子包括磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)，其中可适合使用磷 或砷。期望包括在光导电层中用于控制传导性的原子含量基于S i为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。根据本发明，根据需要确定光导电层的层厚度，以获得期望的光导电特性同时实 现经济效率。期望层厚度为15 μ m以上，更期望20 μ m以上。此外，期望层厚度为60 μ m以 下，更期望50 μ m以下，最期望40 μ m以下。此外，光导电层可具有如上所述的单层结构或 者分别由电荷产生层和电荷输送层构成的多层结构。a-Si H光导电层可通过等离子体CVD 法、真空沉积法、溅射法或离子电镀法等来形成。然而，从原料供给容易等的观点，等离子体 CVD法是最适合的。(基体)对基体不特别限制，可以是任意种类，只要基体具有导电性(electrical conductivity)并能够保持其上形成的光导电层和表面层即可。可用的材料包括金属如 Al、Cr、Mo、Au、In、Nb、Te、V、Ti、Pt、Pd和Fe，及其合金如Al合金和不锈钢。此外，基体可 以是由合成树脂如聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、乙酸纤维素、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电绝缘性基体。在这种情况下，可将至少在 其上形成光导电层的电绝缘性基体的表面处理为导电性的。关于根据本发明的电子照相感 光构件的层结构，除了上述层结构，该层结构可包括例如在光导电层之上或之下形成的上部电荷注入阻止层或下部电荷注入阻止层。下部电荷注入阻止层或上部电荷注入阻止层可基于用于光导电层的材料来形成。 根据本发明，当上部电荷注入阻止层在光导电层上形成时，在上部电荷注入阻止层和表面 层之间可设置中间层。作为实例，图2示意性示出包括下部电荷注入阻止层的电子照相感 光构件的层结构。在图2的实例中，电子照相感光构件10的结构包括在基体14上依次形 成的下部电荷注入阻止层15、光导电层13、中间层12和表面层11。根据需要，在下部电荷 注入阻止层15和光导电层13之间可设置所谓的过渡层，使得这两层之间的组成逐渐过渡。接下来，将通过使用等离子体CVD法作为实例并通过参照附图详细描述根据本发 明的电子照相感光构件的生产过程。图3为示意性示出基于使用RF带作为电源频率的等 离子体CVD法的感光构件生产设备的实例的结构图。该设备主要包括沉积设备3100、原料 气体供给设备3200和用于降低反应室3110中压力的排气设备(未示出)。沉积设备3100 包括绝缘体3121和经由高频匹配箱3115连接至高频电源3120的阴极电极3111。此外， 在反应室3110中安装载置台(stand) 3123、基体加热器3113和原料气体导入管3114，其中 载置台3123用于安装圆筒状基体3112。反应室3110经由排气阀3118与排气设备(未示 出)连接并设计为能够抽真空。原料气体供给设备3200包括原料气体罐3221、3222、3223、 3224 和 3225 ；阀 3231、3232、3233、3234 和 3235 ；阀 3241、3242、3243、3244 和 3245 ；阀 3251、 3252、3253、3254和3255 ；压力调节器3261,3262,3263,3264和3洸5，以及质量流量控制器 3211、3212、3213、3214和3215。原料气体罐经由阀3260和气体管道3116连接至反应室 3110中的原料气体导入管3114。使用该设备例如如下形成沉积层。首先，基体3112设置在反应室3110中，使用排气设备(未示出)如真空泵将反应 室3110排气。接着，使用基体加热器3113控制基体3112的温度在200°C以上至350°C以 下的预定温度下。接着，使用原料气体供给设备3200通过控制它们的流量，将用于形成沉 积层的原料气体引入至反应室3110中。然后在检查真空计3119的读数的同时，操作员通 过运行排气阀3118来设定预定压力。当以上述方式完成用于沉积的准备时，使用以下步骤 来形成所述层。当压力稳定时，设置高频电源3120至预定电力，并使电力经由高频匹配箱3115供 给至阴极电极，以产生高频辉光放电。关于用于放电的频率，适合使用在IMHz以上至30MHz 以下范围内的RF带。通过放电的能量来分解导入至反应室3110中的原料气体，接着在基 体3112上形成主要由预定硅原子组成的沉积层。当获得期望的沉积层厚度时，操作员停止 高频电力供给，关闭气体供给设备的阀以停止原料气体流入反应室3110中，由此完成沉积 层的形成。通过改变原料气体流量、压力和高频电力的条件来多次重复同样操作，直至生产 期望的多层结构的电子照相感光构件。此外，为了获得均勻的层形成，层形成期间通过驱动设备(未示出)以预定速度转 动基体3112是有用的。当完成全部沉积层的形成时，操作员打开泄漏阀3117，由此使反应 室3110恢复至大气压，取出基体3112。接下来，将详细描述本发明的实施例。<实施例1至4以及比较例1和2>将直径84mm、长度38Imm和壁厚3mm的圆筒用作导电性基体。圆筒由其表面已抛 光以进行镜面加工的铝材料制成。使用上述过程生产电子照相感光构件。在本实施例和本比较例中，如图2所示，电子照相感光构件具有由下部电荷注入阻止层、光导电层、中间层 和表面层构成的层结构。下部电荷注入阻止层和光导电层的形成条件(层形成条件)示于 表1中。在随后的全部实施例和比较例中，对于下部电荷注入阻止层和光导电层，使用示于 表1中的条件。此外，中间层和表面层的形成条件(层形成条件)示于表2至7中。
[表 1]
权利要求
1.一种电子照相感光构件，其包含光导电层，在所述光导电层上由氢化非晶碳化硅 构成的中间层，和在所述中间层上由氢化非晶碳化硅构成的表面层，其中在所述表面层中，碳原子数(C)与硅原子数(Si)和碳原子数(C)的和的比(C/(Si+C)； C2)为0.61以上至0.75以下，硅原子的原子密度与碳原子的原子密度的和(D2)为 6. 60 X IO22 原子 /cm3 以上；在所述中间层中，碳原子数(C)与硅原子数(Si)和碳原子数(C)的和的比(C/(Si+C)； Cl)以及硅原子的原子密度与碳原子的原子密度的和(Dl)分别从所述光导电层侧向所述 表面层侧连续增加而不超过C2和D2 ；和所述中间层具有其中Cl为0. 25以上至C2以下同时Dl为5. 50X IO22原子/cm3以上 至6. 45X IO22原子/cm3以下的区域，所述区域沿所述中间层的层厚度方向为150nm以上。
2.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中所述中间层具有其中Cl为0.25以 上至C2以下同时Dl为5. 50X IO22原子/cm3以上至6. 45X IO22原子/cm3以下的连续区域， 所述连续区域沿所述中间层的层厚度方向为150nm以上。
3.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中所述表面层中氢原子数(H)与硅原 子数(Si)、碳原子数(C)和氢原子数(H)的和的比(H/(Si+C+H))为0. 30以上至0. 45以 下。
4.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中所述表面层中硅原子的原子密度与 碳原子的原子密度的和(D2)为6.81 X 原子/cm3以上。
5.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中所述表面层的拉曼光谱中1390cm—1 的峰强度Id与HSOcnT1的峰强度Ie的比为0. 20以上至0. 70以下。
6. 一种电子照相设备，其包含根据权利要求1所述的电子照相感光构件。
全文摘要
本发明涉及电子照相感光构件和电子照相设备。本发明提供电子照相感光构件及配置其的电子照相设备，该电子照相感光构件包括光导电层，在所述光导电层上由氢化非晶碳化硅构成的中间层，以及在所述中间层上由氢化非晶碳化硅构成的表面层，其中表面层中的比(C/(Si+C)；C2)为0.61至0.75，硅与碳的原子密度的和为6.60×1022原子/cm3以上，中间层中的比(C/(Si+C)；C1)以及硅与碳的原子密度的和(D1)分别从光导电层向表面层连续增加而不超过C2和D2，中间层具有其中C1为0.25至C2同时D1为5.50×1022原子/cm3至6.45×1022原子/cm3的连续区域，所述区域沿层厚度方向为150nm以上。
文档编号G03G15/00GK102081314SQ20101056849
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者小泽智仁, 田泽大介, 秋山和敬, 西村悠 申请人:佳能株式会社