专利名称：电照相设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如复印机、打印机之类的一种电照相设备，在该设备中，通过把在一个感光构件上形成的一种调色剂图像转印到一种转印材料上而实现成像。
过去，已经公知许多电照相方法，如在美国专利NO.2，297，692，日本专利公告NO.42—23910(1967)和日本专利公告NO.43—24748(1968)中所公开的。一般来说，使用光电导材料用各种方法在一个感光元件上形成一个电潜像，然后，用调色剂把该潜像显影和显像成一个调色剂图像。在把该调色剂图像转印到一种诸如纸张之类的转印材料上之后，靠热、压力、热/压力、溶剂蒸发之类使该调色图像定影，借此得到一个复印件。在以上过程中，即使在该调色剂图像被转印在该转印材料上之后，由于在该感光构件上仍然残留着未转印的调色剂，该未转印的调色剂常规上借助于一个清洁过程加以收集并被作为废调色剂排出该设备。
然而，近来，随着信息处理量的巨大增加，强烈地需求有大复印量的诸如复印机、激光束打印机之类的电照相设备(即大型和高速机器)。在这种高速机器中，由于产生大量的废调色剂，近来曾研究该废调色剂的重复使用。如果该废调色剂能重复使用，则不仅能高效地使用调色剂，而且能简化该设备内的任何空间，从而使设备更紧凑。
另外，在此种类型的电照相设备中，强烈地需求功能上的改进，以便允许该设备用于环境条件变化很大场合中(更具体地说，功能上的改进，其中即使在高湿度条件下或由于温度骤变而结露，也很难引起所谓“高湿度图像流动”)。为了实现这一点，常规上，在电照相设备的感光构件之内设置一个除湿加热器，以便把该感光构件加热到40℃左右的温度。
然而，当由该清洁过程所收集的废调色剂被重复使用时，据估计会出现一个问题，即该墨调剂被熔化在该感光构件上。这是因为以下原因所致，即随着调色剂的收集和重复使用的反复进行，由于纸粉末渗透到调色剂和/或包含在所得到的调色剂中的添加剂里，抛光效应逐渐降低。
此外，如果在该收集和重复使用循环期间，该添加剂减少，则调色剂颗粒与添加剂的比例改变，结果出现一个问题，即不可能把调色剂本身的摩擦保持在预定范围之内。为了避免这个问题，据认为调色剂颗粒本身的成分宜选成不加添加剂以把调色剂本身的摩擦保持在预定范围之内。然而如果使用没有添加剂的调色剂，则该调色剂易于熔化在感光构件上。
因此，当调色剂被收集和重复使用时，必须尽可能降低感光构件的温度，借此减少使调色剂熔化的危险。
此外，在其中需要更精细的图像质量的最新技术中，调色剂颗粒的尺寸被做得更小。于是，虽然通常使用具有由Colter计数器所测得的0.004～0.011mm的重量平均颗粒直径的调色剂，这仍对调色剂的熔化有不良影响。
此外，从生态学的观点还需要降低功率消耗。更具体地说，需要去掉除湿加热器并降低功率消耗。虽然除湿加热器通常有大约15～80W的正常容量，且因此看来，它不是很大的电功率量，但由于除湿加热器通常连夜间在内整天通电，故该加热器的功率消耗量达到整个电照相设备一天的功率消耗量的5～15％。
此外，还有经济性要求，而且，要求一种电照相设备提供高质量、高可靠性、高生产率和高效率并且较便宜。更具体地说，要求用于维修的停工间隔(时间)应缩短而且该设备在电源开关接通之后能立即使用。
近来已经使用的电照相感光构件有硬表面以增加复印次数，结果由于受设备的反复使用所产生的电荷的电晕产物的影响，感光构件的表面变得对湿度更敏感(易于吸湿)，从而易于引起在感光构件表面上的电荷漂移，这造成称为“图像流动”的图像质量的降低。
为了防止图像流动，提出了如日本实用新型公报NO.1—34205(1 989)中所公开的用加热器加热感光构件的方法，如日本专利公告NO.2—38956(1990)中所公开的通过用一个由磁铁辊和磁性调色剂构成的刷子摩擦擦拭感光构件表面来清除电晕产物的方法，及如日本专利公开NO.61—100780(1986)中所公开的通过用一个弹性辊摩擦擦拭感光构件表面来清除电晕产物的方法。然而，除了非常硬的无定形硅感光构件之外，摩擦擦拭感光构件表面的诸方法减少可能复印的次数，而且如上所述，借助于加热器加热感光构件的方法增加了功率消耗。
另外，尚未公知类似本发明的借助于外部加热器来加热感光构件。例如，日本专利公开NO.59—111179(1984)和62—278577(1987)未公开对温度变化不稳定的感光构件的图像密度系数的改进。在这种情况下，需要一种作为用于电照相设备的环境稳定化系统的新型除湿装置和一种电照相成像方法。
图1示意地表示了一台复印机成像过程的一个例子。在图1中，在沿箭头X所示的方向旋转的感光构件101(其温度由内表面加热器123控制)的周围，布置了一个主充电器102、一个静电潜像成像部分103、一个显影装置104、一个转印纸供纸系统105、一个转印充电器106a、一个分离充电器106b、一个清洁器107、一个输纸系统108、一个除电光源109等。
对照说明例说明成像过程，感光构件101被主充电器102均匀地充电，对该主充电器施加+6～8KV的高电压。在成像部分103中，从灯110发出的光被放在原稿台玻璃111上的原稿112反射，而反射光经反射镜113、114、115入射到感光构件101，借此在感光构件101上形成一个静电潜像。从显影装置104向该潜像供应具有负极性的调色剂，借此把该潜像显像成一种调色剂图像。
另一方面，由转印纸供纸系统105供应的转印材料P的前端定时由一对定位辊122来调整。然后，该转印材料被引入感光构件101与转印电器106a之间，对该转印充电器施加+7～8KV的高电压，在那里对该转印材料的背面施加具有与调色剂的极性相反的极性的正电场，借此把在感光构件101的表面上所形成的负调色剂图像转印到转印材料P上。然后，借助于分离充电器106b，对该分离充电器供应具有12～14KVp—p和300～600Hz的高交流电压，把该转印材料从该感光构件分离，然后经输纸系统108把所分离的转印材料P送到一个定影装置(未画出)，在那里将该调色剂图像固定于转印材料P。此后，该转印材料被排出该复印机。残留在感光构件101上的调色剂被清洁器107的清洁刮板121从感光构件101上刮下来，而残留在感光构件101上的静电潜像被除电光源109所消除。作为用于电照相感光构件101的光电导材料，近来已开发了多种有机光导体，特别是，一种由一个电荷发生层和一个电荷转移层所构成的叠层感光构件已经投入实际使用并已装进复印机和激光束打印机中。
然而，据认为该感光构件一般有一个显著的缺点(即耐久性低)。该耐久性分成诸如感光性、残留电位、充电能力和图像模糊之类的电照相的物理耐久性和诸如感光构件的表面因擦拭作用而磨损和/或划伤之类的机械耐久性，此二者都是确定感光构件使用寿命的重要因素。它们当中，关于电照相的物理耐久性(尤其是图像模糊)，已知由于包括在感光构件的表面层中的电荷转移材料的劣化而出现图像模糊，该材料模糊是由电晕充电器所产生的，诸如臭氧、NOx之类的活性物质引起的。
此外，关于机械耐久性，已知由于感光层与纸张、清洁构件(刮板或辊子)或调色剂之间的物理滑动接触而出现磨损和/或划伤。
为了提高电照相物理耐久性，重要的是采用难于被诸如臭氧、NOx之类活性物质所劣化的电荷转移材料，并且已知选择具有高度酸性能力(acidic potential)的电荷转移材料。此外，为了提高机械耐久性，重要的是通过提高表面的光滑性而减少摩擦以便耐受擦拭作用，并改善表面的脱模能力以便防止调色剂的膜熔化，并且已知向表面层添加诸如氟树脂粉末、氟化石墨、聚烯烃树脂粉末之类的润滑剂。
然而，当磨损显著增加时，由诸如臭氧、NOx之类的活性物质产生的吸湿材料积聚在感光构件表面上，结果表面电阻降低而表面电荷横向漂移，借此引起所谓“图形流动”。在电照相中，要求用来形成感光构件的感光层的光电导材料在高灵敏度下具有高信噪比(光电流(Ip)/暗电流(Id))并具有与发光电磁波光谱性质匹配的吸收光谱，要求它具有快速响应和所希望的暗电阻值，并且要求它在使用时对人体无害。尤其是，当电照相感光构件包括在作为办公设备用于办公室中的电照相设备时，该感光构件无害是十分重要的。
优秀的光电导材料之一是无定形硅的氢化物(下文称为“a—SiH”)，而且，例如，日本专利公告NO.60—35059(1985)公开了以下事实，即a—SiH被应用于电照相感光构件。
这样一个电照相感光构件一般通过把导电底基加热到50～400℃的温度并通过借助于真空淀积法、溅射法、离子电镀法、热化学汽相淀积法、光化学汽相淀积法、等离子体化学汽相淀积法之类在该导电底基上形成一个由a—Si构成的光电导层而形成的。在这些方法中，等离子体化学汽相淀积法(其中用直流高频波或微波通过辉光放电分解原料气体，借此该底基上形成a—Si淀积层)最佳且已投入实际使用。
此外，在日本专利公开NO.54—83746(1979)中，提出一种带有导电底基和包括卤素原子作为一种成分的a—Si光电导层的电照相感光构件。此文件告知以下事实，即通过按1～40原子％的量向a—Si中添加卤素原子能得到具有高热阻的并适合于作为电照相感光构件的光电导层的电学和光学性质(特性)。
此外，日本专利公开NO.57—11556(1982)中公开了一种技术，该技术中为了改善诸如暗电阻值、感光性、光响应之类的电学、光学和光电导特性，诸如耐湿性之类的环境特性，及与时间历程无关的稳定性，在基于硅原子的无定形材料制成的光电导层上形成一个包含硅原子的非光电导无定形材料制成的表面防护层。
此外，日本专利公开NO.60—67951(1985)中公开了一种带有包括无定形硅、碳、氧和氟的不透光外覆盖层的感光构件，日本专利公开NO.62—168161(1987)中公开了一种技术，该技术中包括硅原子、碳原子和有41～70原子％的氢的非晶体材料被用作表面层。
另外，日本专利公开NO.57—158650(1982)中公开了一种技术，该技术中通过在光电导层上设置一个由包括10～40原子％的氢组成的并有0.2～1.7的吸收系数比(有2100cm-1和2000cm-1的远红外吸收光谱的吸收峰)的光电导层，能得到具有高灵敏度和高电阻的电照相感光构件。
另一方面，日本专利公开NO.60—95551(1985)中公开了一种技术，该技术中，为了改善由无定形硅感光构件所形成的图像的图像质量，通过在把感光构件附近的温度保持在30～40℃的同时进行诸如充电、曝光和显影之类的成像过程，可以防止由于吸湿而使感光构件表面的表面电阻减小和由该减小了的表面电阻引起的图像流动。用这种技术，改善了光学和光电导特性，因此也改善了图像质量。
如上所述，当希望通过使用任何光电导材料来提高感光构件的使用寿命时，必须在高湿度条件下加热感光构件。
另一方面，必须考虑到当前的技术趋势进行废调色剂的重复使用。然而，从调色剂重复使用系统中的调色剂熔化的观点，必须避免通过加热感光构件来提高感光构件的温度，从保护资源和节能的观点必须减少加热感光构件所需要的电功率，而从安全和可靠性的观点必须避免加热器整夜地连续通电。此外，需要进行高效快速地从感光构件中除湿的公众要求。
过去，当复印机未使用时感光构件的加热器整夜通电，以便防止由充电器的电晕充电产生的臭氧产物粘附于感光构件表面，借此防止图像流动。然而，当复印机整夜断电以便节省资源并降低功率消耗时，如果复印机在日间连续工作，则复印机中感光构件周围的温度逐渐升高，结果感光构件的充电能力(与温度有关)和表面势改变，借此改变复印操作期间的图像密度。因此，在设计带有调色剂重复使用系统的电照相设备和电照相成像方法时，需要改善电照相感光构件的电照相特性和机械耐久性，与此同时进一步改善除湿设备和方法，以便消除上述缺点。
本发明的一个目的是防止调色剂粘到感光元件上。
本发明的另一个目的在于，在一种电照相设备中防止调色剂粘附于感光构件，在该设备中收集残留在感光构件上的剩余调色剂并通过使用所收集的调色剂可以在该感光构件上形成一个调色剂图像。
本发明的另一个目的在于，提供一种电照相设备，该设备能高效地除湿而不用过份地提高感光构件温度，并能形成一个没有图像流动的高质量图像而没有调色剂粘附于感光构件表面。
本发明的又一个目的在于，提供一种电照相设备，该设备能通过严格地进行热量输入/输出控制来抑制向不应加热部分的热传递，并能消除由于显像套筒的热偏心所引起的字符间距不均匀性和由于清洁操作期间废调色剂的诸塞引起的清洁不良。
本发明的另一个目的在于，提供一种电照相设备，该设备能通过使用独特的来自加热器的热传递机构进行仅与所希望的部分有关的湿度提高/降低，以节能。
本发明的又一个目的在于，提供一种电照相设备，该设备能通过省掉一个诸如滑环之类的电功率供应机构而更便宜，该电功率供应机构常规上是在感光构件内部设置一个热量源所需要的。
从以下对照附图的详细说明将会明白本发明的其他目的和特征。
图1是示意图，用来说明一种电照相设备；图2是示意图，用来说明一种装置，该装置用来借助于一种使用具有射频带的高频波的辉光放电法来制造一个电照相感光构件；图3是示意图，用来说明一种装置，该装置用来借助于一种使用具有甚高频的高频波的辉光放电法来制造一个电照相感光构件；图4是根据本发明的电照相设备的示意剖视图；图5是曲线图，表示一种电照相感光构件的光电导层的谱尾带(arback tail)性质能(Eu)与温度特性之间的关系；图6是曲线图，表示根据本发明的电照相感光构件的光电导层的局部条件密度(DOS)与光存储之间的关系；图7是曲线图，表示根据本发明的电照相感光构件的光电导层的局部条件密度(DOS)与图像流动之间的关系；图8是曲线图，表示根据本发明的电照相感光构件的光电导层的Si—H2化学键的吸收尖峰强度比与中间色调浓度不均匀性(变动)之间的关系；图9A至9D是作为热量源的陶瓷加热器和镍铬合金加热器的示意图；图10是曲线图，表示该热量源的温升与输出特性之间的关系；图11A至11D是说明根据本发明的无定形硅感光构件的诸层的图；图12是说明根据本发明的一种机光电导体感光构件的诸层的图；图13是曲线图，表示在根据本发明的电照相设备中，处理速度与调色剂沉积之间的关系；图14是曲线图，表示根据本发明的电照相感光构件的光电导层的膜厚度与调色剂沉积之间的关系；图15是曲线图，表示根据本发明的电摄影感光构件的光电导层的突出高度与调色剂沉积之间的关系；图16是曲线图，表示在根据本发明的一利电照相设备中，速度比(辊子与感光构件的相对速度与感光构件的速度之间)与调色剂沉积之间的关系；图17是曲线图，表示在根据本发明的一种电照相设备中，速度比(辊子与感光构件的相对速度与感光构件的速度之间)与绝缘击穿之间的关系；以及图18是曲线图，表示根据本发明的电照相感光构件光电导层的绝缘击穿(充电极性和反向极性)与由该绝缘击穿所引起的图像缺陷之间的关系。用于本发明中的一种加热器需要以下五个特征。就是说，第一，它应有很高的温升速度，第二，它应有很大的输出，第三，它应有有关热传递和发热量的方向性，第四，它是紧凑的、薄型的并有很高的机械精度，以及第五，它很便宜。
更具体地说，通过一个由氧化铝陶瓷之类制成的加长的板形基片上设置由诸如镍铬合金丝之类的电阻加热体而形成这样一种加热器。更可取的是，通过在一个由氧化铝陶瓷制成的加长的板形基片的表面上设置一个由金属(例如银/钯合金)制成的并有一个加长的发热部和较宽的端子端部的电发热体，并通过用玻璃保护层覆盖该发热部的表面而形成这样一个加热器。下文把这样一个加热器称为“陶瓷加热器”。
现在将对照图9A至9D充分说明该发热体。图9A是该陶瓷发热体(下文称为“外表面加热器A”)的俯视图，而图9B是该外表面加热器A的立面剖视图。
该外表面加热器A包括一个基片901，一个设置在该基片901上的电发热体902，及一个保护层903。基片901包括一个由莫来石陶瓷制成的并有360mm的长度、8mm宽度和1～2mm的高度的加长平板。莫来石具有由Al2O3.2SiO2组成的化学成分和陶瓷/玻璃的中间特性，它有比陶瓷小一半的导热性和足够的机械强度，并且它易于加工。电发热体902由例如在基片901上印刷—烘干银/钯合金粉末而形成并有一个加长中心部906。端子部904在中心部906的两端上形成，导电膜片905(例如由银制成)在诸端子部上形成，而发热部906的表面被一个玻璃保护层所覆盖。
图9C是镍铬合金丝发热体(下文称为“外表面加热器B”)的俯视图，而图9D是该外表面加热器B的立面剖视图。
该外表面加热器B包括一个基片911和一个设置在该基片911上的镍铬合金电发热体912。基片911包括一个由陶瓷制成的并有360mm的长度、8mm的宽度和1～2mm的高度的加长平板。镍铬合金电发热体912部分嵌入基片911并有一个在其两端设有端子部914的中心发热部916。必要时，发热部916的表面可以被一个玻璃保护层所覆盖。
接下来，将对照图10说明于本发明而言很重要的热量源温升速度与输出特性。
在图10中，先有技术涉及通过用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂层夹着诸如镍铬合金丝之类的发热元件而形成的表面形发热体(下文称为“内表面加热器”)。在该先有技术例子中，单位时间的温升比很小或很慢。相反，在根据本发明的陶瓷加热器(外表面加热器A)中，温度在几秒之内升高到100℃(超过1度/秒而低于100度/秒)，而且温升比由可由输入电压来控制。
图4是表示一台包括调色剂重复使用系统的带有一个根据本发明的加热器的复印机的成像过程的一个例子的示意图，在图4中，在沿箭头X所示的方向旋转的感光构件401的周围，布置了一个具有本发明的特征的加热器423、一个主充电器402、一个静电潜像部403、一个显影装置404、一个转印纸供纸系统405、一个转印充电器406a、一个分离充电器406b、一个清洁器407、一个输纸系统408、一个除电光源409等。加热器403如上述构成，并以0.1～10mm(最好0.2～1mm)的距离连接成与感光构件401的表面有间距的关系。最可取的是，加热器423一部分而不是与感光构件401相对的表面部分用玻璃纤维、陶瓷之类热绝缘，以便只允许射向感光构件401的热辐射。
现在将具体说明成像过程。
感光构件401被主充电器402均匀地充电，对该主充电器施加+6～8KV的高电压。在成像部403中，从灯410发出的光被放在原稿如玻璃上的原稿412反射，而反射光经么射镜413、414、415、镜头417的聚焦透镜418和反射镜416入射于感光构件401，借此在感光构件401上形成一个静电潜像。从显影装置404向该潜像供应具有负极性的调色剂，借此把该潜像显像成一个调色剂图像。
另一方面，由转印纸供纸系统405供应的转印材料P的前端定时由一对定位辊422来调整。然后，该转印材料被引入感光构件401与施加了+7～8KV的高电压的转印充电器406a之间，在那里对该转印材料的背面施加具有与调色剂的极性相反极性的正电场，借次把在感光构件401的表面上形成的负调色剂图像转印到转印材料P上。然后，借助于对其供应具有12～14KVp—p和300～600Hz的高交流电压的分离充电器406b，把该转印材料朋该感光构件分离，并经输纸系统408把所分离的转印材料P送到一个定影装置(未画出)，在那里该调色剂图像被固定于转印材料P。此后，该转印材料P被排出该复印机。
残留在感光构件401上的一部分调色剂被清洁器407的一个磁性辊420所吸附，而其余调色剂被清洁器407的一个清洁刮板421从该感光构件刮下。所刮下的调色剂经一个输送螺旋431被收集进一个料斗中并被重复使用。另一方面，感光构件401被磁性辊420的一个磁刷抛光而残留在感光构件401上的静电潜像由除电光源409所清除。磁性420包括一个辊子和一个在该辊子上形成的并与感光构件401接触的磁刷。
在所介绍的实施例中，由于所收集的废调色剂返回到显影装置404并被重复使用，随着调色剂的重复再利用的多次反复，调色剂逐渐易于熔化并粘接于感光构件401。这是由于，随着调色剂的收集与重复使用的多次反复，纸粉末逐渐渗透到调色剂中以及包括在调色剂中的以得到抛光效应的添加剂逐渐减少。
添加剂起着把调色剂本身的摩擦保持在预定范围之内的作用，以便消除诸如耐久浓度改变、翳影之类的缺陷并具有抛光效应以适当地抛光感光构件表面。
然而，随着包含添加剂的调色剂反复地经历显影、转印和清洁过程，由于调色剂颗粒与添加剂之间的比率改变而丧失添加剂固有的效应，因此不能保持足够的显影特性。为了避免这种情况，可以适当地选择调色剂颗粒自身的成分，以便无须添加剂即消除上述缺陷并允许调色剂重复使用。在此场合，由于调色剂不包含添加剂，故不能指望添加剂的抛光效应，而且调色剂粘接在感光构件上的危险进一步增加。为了避免这种情况，在所介绍的实施例中，在清洁器407中这样设置磁性辊420，即在磁性辊与感光构件401相对的部位，令磁性轮420沿一个与感光构件401的表面移动方向相反的方向移动。图16和17表示通过改变磁性辊420的相对速度与感光构件401的表面的移动速度之比(下文称为“速度比”)而得到的结果；在此场合，当速度比为100％时，意味着磁性辊相对静止，而且当速度比小于100％时，意味着磁性辊所转动的方向与感光构件在磁性辊对置于感光构件处所移动的方向相同。
图16是曲线图，表示当速度比改变时沉积(熔化)发生的条件(曲线)。沉积等级的值越大，则沉积量越大。从图16中所示的结果可以看出，当速度比大于110％时，用来防止调色剂在感光构件上熔化的防沉积效应加大。
图17是曲线图，表示当速度比改变时图像缺陷(感光构件401的绝缘击穿)产生条件(曲线)。绝缘击穿等级的值越大，则绝缘击穿量越大。从图17中所示的结果可以看出，当速度比超过400％时，开始出现图像缺陷，而当感光构件的表面移动速度超过300mm/s时，则可以抑制图像缺陷的发生。
图13是曲线图，表示当感光构件表面移动速度改变时的沉积(熔化)发生条件(曲线)。沉积等级的值越大，则沉积量越大。从图13中所示的结果可以看出，当感光构件表面移动速度大于300mm/s时，防沉积效应变得更可取。
此外，从图13右以看出，当感光构件的膜厚度(由图11A至11D中的标号1102和图12中的标号1202表示)为d(mm)而感光构件401的表面移动速度为V(mm/s)时，为了防止调色剂的沉积，最好满足一个关系式d×V≥9。
图14是曲线图，表示当感光构件的膜厚度改变时的沉积(熔化)发生条件(曲线)。沉积等级的值越大，则沉积量越大。从图14中所示的结果可以看出，为了防止调色剂的沉积，最好膜厚度大于0.03mm。
图15是曲线图，表示当在感光构件表面上形成突起高度变化时的沉积(熔化)发生条件(曲线)。沉积等级的值越大，则沉积量越大。这里，突起高度是指突起到除了突起之外的感光构件表面的最大高度。从图15中所示的结果可以看出，为了防止调色剂的沉积，最好突起高度小于0.01mm。
图18是曲线图，表示当绝缘击穿电压到具有与感光构件的充电极性相反极性的电压改变时，图像缺陷(感光构件的绝缘击穿)发生条件(曲线)。绝缘击穿等级的值越大，则绝缘击穿量越大。从图18中所示的结果可以看出，当感光构件的绝缘击穿电压到具有相反极性的电压的绝对值小于500V时，开始出现图像缺陷，而且，当感光构件的表面移动速度超过300mm/s时，则可以抑制图像缺陷的发生。
此外，为了降低调色剂沉积的出现概率，必须尽可能降低感光构件的温度。
在所介绍的实施例中，通过借助于图4中所示的加热器423快速地加热感光构件401的表面，有可能(1)降低墨粉沉积发生的概率，因为感光构件本身的温度不升高，(2)高效地除湿，借此防止图形流动，因为在快速加热的感光构件表面与沿未加热的环境气氛之间相对温度的大的差异，(3)防止由于显影装置的热偏心引起的图像不均匀，因为在从感光构件除湿的同时，感光构件内部的温升小于感光构件表面的温升，(4)节能，因为仅感光构件表面被加热，以及(5)省掉诸如滑环之类的供电机构，借此使电照相设备更便宜，该供电机构常规上是在圆筒形感光构件内部设置热量源所需要的。
发明人发现，作为实现以上效果的另一个因素，通过使用具有很小的温度相关特性和良好的表面热阻的感光构件在有限条件下快速除温，能实现良好的图像稳定化。现在，在下文中将说明这一点。现在将说明一种OPC感光构件，该感光构件是用于本发明的优选感光构件的一个方面。
图12是示意图，用来表示根据本发明的一种电照相感光构件的诸层。图12中所示的电照相OPC感光构件包括一个设置在底基1203上的感光层1202。感光层1202包括一个电荷产生层1 205、一个电荷转移层1204、和一个表面形成和保护层1201。必要时，可以在底基1203与电荷产生层1205之间布置一个中间层。
OPC感光构件(即表面层、光电导层和可选的中间层)及特别是表面层必须能耐受来自加热器的高温辐射热并防止软化。发现固化树脂和具有很高熔点的聚酯树脂的混合物即提供了这两种树脂的固有效果而且满足诸要求。
现在将描述用来形成根据本发明的电照相感光构件的表面层、光电导层、电荷转移层和电荷产生层的树脂的组分。
聚酯是一种包含酸组分和醇组分的键聚合物，并且是通过在二羧酸与二元醇之间的缩合作用或包含羟基苯甲酸的羟基团和羧基团的化合物的缩合作用而得到的聚合物。该酸组分可以是诸如对苯二酸、间苯二酸、萘二甲酸之类的芳族二酸，或者诸如丁二酸、己二酸、癸二酸之类的脂族二羧酸，或者诸如六氢化对苯二甲酸之类的脂环二羧酸，或者诸如羟基乙氧基苯甲酸之类的氧基羧酸。
该二元醇组分可以是乙二醇、亚丙基二醇、丁二醇、己二醇、环己烷二甲醇、聚乙二醇或聚丙二醇。
顺便提一下，在其中聚酯树脂大体上表现出一种线性关系的范围之内，诸如季戊四醇、三羟甲基丙烷、均苯甲酸(pyromelit acid)及它们的成酯派生物的多官能化合物可以共聚。
在本发明中，用高熔点聚酯树脂作为聚酯树脂。高熔点聚酯树脂具有0.4dl/g或以上的特性粘度(在具有36℃温度的邻氯苯酚中测得)，而且0.5dl/g或以上是可取的，0.65dl/g以上更为可取。所选的高熔点聚酯树脂可以是聚对苯二甲酸亚烷基酯类的树脂。聚对苯二甲酸亚烷基酯类树脂主要包含对苯二酸作为酸组分和二元醇作为脂肪族组分的亚烷基二醇。
更具体地说，对苯二甲酸树脂可以是主要包含对苯二甲酸组分和乙二醇组分的聚对苯二酸乙酯(PET)，或者主要包含对苯二甲酸组分和1，4-丁二醇(1，4-丁隔二醇)组分的聚苯二甲酸丁二酯(PBT)，或者主要包含对苯二甲酸组分和环己烷-二甲醇组分的聚环己烷-对苯二甲酸二甲酯(PCT)。其他优选的高分子聚酯树脂可以是聚亚烷基萘二甲酯类树脂。聚亚烷基萘二甲酯类树脂主要包含作为酸组分的萘二甲酸和作为二元醇组分的亚烷基二醇，而且一般可以是主要包含萘二甲酸组分和乙二醇组分的聚萘二甲酸乙二酯[polyethylene naphthalate(PEN)]。
高熔点聚酯树脂宜有160℃或以上的熔点，并且更可取的是200℃以上的熔点。高熔点聚酯树脂因其高熔点而有高的结晶作用。其结果是，固化树脂聚合物链和高熔点聚合物链均匀而紧密地缠结以提供具有高耐久性的表面层。在低熔点聚酯树脂的场合，由于低结晶作用，低熔点聚合物链与固化树脂聚合物链之间的缠结变得不均匀或不规则，由此恶化耐久性。现在将说明一种无定型硅感光构件，该感光构件是用于本发明的优选感光构件的另一方面。
通过注意对载流子在无定形硅感光构件的光电导层中的运动，作为仔细研究了在一个带隙中的局部条件分布与充电能力的温度依存性和/或光学存储之间关系的一个结果，已经发现，至少在光所入射的光电导层的一部分，通过控制将要保持在一定范围之内的预定能量范围的局部条件密度，能实现以上目标。这就是说，在带有，由包含硅原子(作为主要组分)和氢原子和/或卤素原子的非单晶材料制成的，光电导层的感光构件当中，已经发现，一个设计并制造以具备其层状结构的感光构件，不仅提供优秀的实用特性，而且具有作为一个电照相感光构件的优秀特性。
根据本发明的电照相感光构件包括一个导电底基和一个带有，由包含硅原子(作为主要组分)的非单晶材料制成的，光电导层的感光层。该光导层包含10—30原子％的氢并且其特征在于，吸收光谱的指数函数谱带尾(arback tail)的特征能量为50—60meV，而局部条件密度(在低于转移带端0.45—0.95eV处)为1×1014—3×1015cm-3。
此外，根据本发明的电照相感光构件包括一个导电底基和一个带有，由包含硅原子(作为主要组分)的非单晶材料制成的，光电导层的光接收层。在此场合，该光导层包含10—30原子％的氢和/或卤素并且其特征在于，得自红外线光谱的Si—H2键与Si—H键之间的吸收尖峰强度比为0.1—0.5，支谱带隙(sub band gap)吸收光谱的指数函数谱带尾的特征能量为50—60meV而局部条件密度(在低于转移带端0.45—0.95eV处)为3×1014-5×1015cm-3。
具有上述结构的根据本发明的电照相感光构件能消除所有上述缺点并提供良好的电气、光学和光电特性，良好的图像质量，良好的耐久性和良好的环境特性。
一般来说，在a—SiH的带隙中，有一个由Si—Si键的结构扭曲引起的谱带尾能级和一个由于无键手(non—band hand)之类的结构缺陷引起的深能级。如所公知，这些能级俘获电子和正空穴并起到重新键合中心的作用，由此恶化元件的性质。
作为一种用来测量在带隙中该局部能级的条件的方法，一般来说，采用深能级谱分析、等温过容量谱分析、光热偏转谱分析、恒定光电流法之类。它们当中，恒定光电流法(下文称为“CPM”)作为一种用来根据a—SiH的局部能级方便地测量支谱隙吸收光谱的方法是有用的。
研究了在各种条件下局部条件密度(下文称为DOS)和/或从用CPM测得的吸光光谱中查出的指数函数谱带尾(arback tail)的特征能量(下称为Eu)与感光构件的特性之间的关系，作为该研究的一个结果，发明人发现，Eu和DOS与a—Si感光构件的温度特性和光学存储有密切的关系，并据此完成本发明。
当感光构件被鼓形加热器等加热时充电能力之所以降低的原因在于，在表面上进行充电期间，热激活载流子被电场吸引，同时相对于带尾的局部能级和/或带隙的局部深能级重复流入和流出，借此低销或补偿表面电荷。在此场合，虽然就在穿过充电器的同时到达表面的载流子而言充电能力几乎没有降低，但是在其穿过充电器之后到达表面时，由于被俘获到深能级中的载流子抵销表面电荷，该载流子作为一种温度特性被观察到。此外，热激活载流子在穿过充电器之后也抵销表面电荷，借此降低充电能力。因此，为了改善温度特性，必须在感光构件的使用温度范围内抑制热激活载流子的形成并改善载流子的运动。
此外，当由空白曝光和/或图像曝光所形成的光载流子被俘获到带隙中的局部能级里以便把载流子保持在光电导层中时，发生光存储。这就是说，残留在光导层中的剩余载流子(在某次复印过程中所生成的诸载流子当中)在下一次充电过程和其它过程期被表面电荷所产生的电场从该层中放出，致使光照部位的电位变得低于其他部位的电位，结果在图像上产生明暗部位。因此，必须改善载流子的运动，以便在每次复印循环期间光载流子都能穿过而不残留于光导层中。
因而，通过像在本发明中那样控制具有给定能量范围的Eu和DOS，由于可以抑制热激活载流子的形式并减少把热激活载流子和/或光载流子俘获到局部能级中的危险，载流子的运动被大大改善。结果，在感光构件的使用温度范围内的温度特性显著改善，与此同时，由于可以抑制光载流子的产生，在使用环境中感光构件的稳定性被改善以便使中间色调清晰，由此稳定地得到具有高分辨率和高质量的图像。
接下来将对照诸附图充分说明根据本发明的无定形硅光电导构件。
图11A至11D是示意图，用来说明根据本发明的电照相感光构件的诸层。
图11A中所示的电照相感光构件1100包括一个底基1101和一个在该底基上形成的感光层1102。该感光层1102由a—SiH，X构成，并带有一个具有光电导性的光电导层1103。
图11B是示意图，用来说明根据本发明的电照相感光构件的另一种层配置。在图11B中，电照相感光构件1100包括一个底基1101和一个在该底基上形成的感光层1102。该感光层1102由a—SiH，X构成，并带有一个具有光电导性的光电导层1103和一个无定形硅表面层1104。
图11C是示意图，用来说明根据本发明的电照相感光构件的又一种层配置。在图11C中，电照相感光构件1100包括一个底基1101和一个在底基上形成的感光层1102。该感光层1102由a—SiH，X构成，并带有一个具有光电导性的光电导层1103，一个无定形硅表面层1104和一个无定形硅电荷注入元素层1105。
图11D是示意图，用来说明根据本发明的电照相感光构件的又一种层配置。在图11D中，电照相感光构件1100包括一个底基1101和一个在底基上形成的感光层1102。该感光层1102有一个由a—SiH，X构成的电荷产生层1106并构成一个光电导性的光电导层1103，一个电荷转移层1107和一个无定形硅表面层1104。[底基]用于本发明的底基1101可以是导电的或电绝缘的。导电底基1101可以由诸如Al(铝)、Cr(铬)、Mo(钼)、Au(金)、In(铟)、Nb(铌)、Te(碲)、V(矾)、Ti(钛)、Pt(铂)、Pd(钯)、Fe(铁)之类的金属及它们的合金(例如不锈钢)来形成。要不然，底基可用由聚酯、聚乙烯、聚碳酸酯、纤维素醋酸酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺之类制成的合成树脂膜或片来形成，或者可以用由玻璃、陶瓷之类制成的绝缘板来形成。不过，在此场合，通过表面处理把其上形成光电导层1102的膜、片或绝缘板的一个表面制成导电的。
用于本发明的底基1101可以这样造型以形成一个带有光滑表面或不规则表面的圆筒带或板状无端带，而带的厚度可以适当选择以便得到所需的电照相感光构件1100。如果需要电照相感光构件的挠性，则尽可能减小带的厚度，只要保持底基1101的功能就行。不过，考虑到制造和搬运期间的机构强度，通常把底基1101的厚度选成大于10μm。
尤其是，当使用激光之类的相干光进行成像时，为了有效地避免在显影图像上产生的所谓干涉图形所引起的不良图像，底基1101的表面可以是不规则的。可以用在日本专利公开No.60—168156(1985)、No.60-178457(1985)和No.60-225854(1985)中所公开的任何常规方法来形成底基1101表面上的不规则。
当使用激光之类的相干光时，作为有效地避免产生干涉图形所引起的不良图像的另一种方法，可以用半球面凹坑来形成在底基1101表面上的不规则。这就是说，底基1101的表面带有小于光照相感光构件1101所需的分辨力的划痕，这些刻痕由一组半球面凹坑构成。用在日本专利公开No.61—231561(1986)中所公开的常规方法来形成由一组半球面凹坑所构成的底基表面上的不规则。[光电导层]在本发明中，构成感光层1102的一部分的并在底基1101上形成以便有效地实现本发明的诸目的的光电导层1103是靠真空淀积成膜法形成的，以便适当地设定成膜参数的值以提供想要的特性。更具体地说，该光电导层可以用诸如辉光放电法(例如，低频化学汽相淀积法、高频化学汽相淀积法或微波化学汽相淀积法之类的交流和直流放电化学汽相淀积法)，溅射法，真空淀积法，离子电镀法，光化学汽相淀积法，热化学汽相淀积法之类的各种薄膜淀积法来形成。虽然根据诸如制造条件、设备成本、制造规模、对将要制造的电照相感光构件所要求的特性之类的各种因素适当地选择这些薄膜淀积法之一，但是由于能比较容易地控制制造具有所需特性的电照相感光构件的条件，辉光放电法(特别是，使用具有射频或甚高频带的电源频率的高频辉光放电法)是可取的。
为了用辉光放电法来形成光导层1103，基本上，可以把能供应硅原子(Si)的Si(硅)供应原料气体和能供应氢原子(H)的H(氢)供应原料气体注入一个圆筒，和/或可以把Si供应原料气体和能供应.卤素原子(X)的X(卤素)供应原料气体引入一个有所需气体状态的反应器，致使在该圆筒和/或该反应器中引起辉光放电，借此在布置于预定位置的底基1101上形成一个由a—SiH，X构成的层。
此外，在本发明中，在光电导层1103中包含氢原子和/或卤素原子。这保证了对硅原子的无键侧的补偿以及该层的质量(特别是该层的光导性和电荷保持能力)的改善。因此，希望氢原子或卤素原子的含量，或氢原子和卤素原子的总量为硅原子及氢原子和/卤素原子的总和的10—30原子％(最好15—25原子％)。
用来提供本发明所用的Si(硅)供应气体的材料可以是诸如SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10之类的保持于气态或可以气化的硅的氢化物(硅烷类)。其中，从在成层期间易于处置和具有良好的Si供应速度来说，SiH4、Si2H6最佳。
为了把氢原子引入将要形成的光电导层1103，为了促进氢原子引入速度的控制以及为了得到实现本发明目的的膜特性，必须通过按所需的数量向该气体添加含氢(H2)和/或氦(He)或卤素原子的硅化合物以形成该层。此外，每种气体可能由单个组分构成或按预定比例混合多种气体来构成。
用来提供本发明所用的卤素原子供应原料气体的材料可以是包含卤素气体、卤化物或卤素的卤素/卤素化合物，或者诸如卤代硅烷衍生物之类的保持于气态或可以气化的卤素化合物。或者，可以采用作为结构组分含有硅原子和卤素原子的保持于气态或能气化的硅的氢化物(含有卤素原子)。更具体地说，较好地用于本发明中的卤素化合物可以是诸如气态氟(F2)、BrF2、ClF、ClF3、BrF3、BeF5、IF3或IF7之类的卤素/卤素化合物。含卤素原子的硅化合物，即卤代硅烷衍生物可以是诸如SiF4、Si2F6之类的硅的氟化物。
为了控制包含在光电导层1103中的氢原子和/或卤素原子的数量，可以控制，例如底基1101的温度、用来提供引入到反应器中的氢原子和/或卤素原子的原料数量、以及放电的电功率。在本发明中，最好按需要在光导层1103中包含用来控制导电性的原子。用来控制导电性的原子可以均匀地包含在整个光电导层1103中或者或以沿厚度方向不均匀地分布。
用来控制导电性的原子可以是半导体领域中的所谓杂质。就是说，可以用属于周期表中IIIb组并提供P型导电特性的原子(下文称为“IIIb组原子”)或属于周期表中的Vb组并提供n型导电特性的原子(下文称为“Vb组原子”)。
IIIb组原子可以是硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)或铊(Tl)，尤其优选B、Al和Ga。Vb组原子可以是磷(P)、硼(As)、锑(Sb)或铋(Bi)，尤其优选P和As。
包含在光电导层1103中的原子含量(数量)宜为1×10-2—1×104原子ppm，更好为5×10-2—5×103原子ppm，最好为1×10-1—1×103原子ppm。
为了从结构上引入用来控制导电性的原子(例如IIIb组原子或Vb组原子)，当形成该层时，可以把用来引入IIIb组原子或Vb组原子的气态原料与用来形成光电导层1103的其他材料一起引入反应器。用来引入IIIb组原子或Vb组原子的原料可以在室温和室内压力下保持为气态或者至少在成层条件下很容易气化。
更具体地说，关于用来引入IIIb组原子的原料，硼原子引入材料可以是诸如B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B6H12、B6H14之类的硼的氢化物，或者诸如BF3、BCl3、BBr3之类的硼的卤化物。或者，可以使用AlCl3、GaCl3、Ga(CH3)3、InCl3或TlCl3。
关于用来引入Vb组原子的原料，磷原子引入材料可以是诸如PH3、P2H4之类的磷的氢化物，或者诸如PH4I、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3之类的磷的卤化物。或者，AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3或BiBr3可以有效地用作用来引入Vb组原子的原料。
此外，用来控制导电性的原子引入原料可以按需要用氢(H2)和/或氦(He)来稀释。
此外，在本发明中，在光电导层1103中引入碳原子和/或氧原子和/或氮气子是有效的。碳原子和/或氧原子和/或氮原子的含量宜为硅原子、碳原子、氧原子和氮原子的总和的1×10-5—10原子％，更好为1×10-4—8原子％，最好为1×10-3—5原子％。碳原子和/氧原子和/或氮原子可以均匀地包含在整个光电导层1103中或者可以沿厚度方向不均匀分布，致使含量沿厚度方向变化。
在本发明中，确定光电导层1103的厚度以便提供所需的电照相特性和所需的经济效益，并且宜有20—50μm的值，更好为23—45μm，最好为25—40μm。
为了形成实现本发明的诸目的并具有所需的膜特性的光电导层1103，必须适当地调整Si供应气体与稀释气体之间的混合比、反应器中的气体压力、放电的电功率及底基的温度。虽然根据该层设计适当选择用作稀释气体的氢(H2)和/或氦(He)的流量，但通常希望把氢(H2)和/或氦(He)的数量控制成大于Si供应气体的数量3—20倍，宜为4—15倍，更好为5—10倍。
虽然同样根据该层设计把反应器内的气体压力选择成处于最佳范围之内，但通常希望该气体压力有1×10-4—10毫米汞柱的值，宜为5×10-4—5毫米汞柱，更好为1×10-3—1毫米汞柱。
虽然同样根据该层设计把放电的电功率选择成处于最佳范围之内，但通常希望放电的电功率大于Si供应气体流量2—7倍，宜为2.5—6倍，更好为3—5倍。
此外，虽然同样根据该层设计把底基1101的温度选择成处于最佳范围之内，但通常希望该温度宜为200—350℃，更好为230—330℃，最好为250—350℃。
在本发明中，虽然用来形成光电导层1103的底基1101的温度和气体压力有上述希望值，但是希望这些值通常不是独立地确定，而是考虑到这些因素之间的关系来确定，以便得到具有所需特性的感光构件1100。在本发明中，最好无定形硅表面层1104在如上所述设置于底基1101上的光电导层1103之上形成。该表面层1104有一个自由表面1106并用来实现本发明的诸目的，主要涉及防湿性、连续重复使用性、防电压性、使用环境性和耐久性。
此外，在本发明中，由于用来形成光电导层1103和表面层1104(这些层构成感光层1102)的非晶体材料有共同的因素(硅原子)，故在层间界面处充分保证化学稳定性。
虽然表面层1104能由任何无定形硅材料制成，但最好该表面层由含有氢原子(H)和/或卤素原子(X)并且还含有碳原子(C)的无定形硅(下文称为“a—SiCH，X”)，或者含有氢原子(H)和/或卤素原子(X)并且还含有氧原子(O)的无定形硅(下文称为“a—SiOH，X”)，或者含有氢原子(H))和/或卤素原子(X)并且还含有氮原子(N)的无定形硅(下文称为“a—SiNH，X”)，或者含有氢原子(H)和/或卤素原子(X)并且还含有碳原子(C)、氧原子(O)和氮原子(N)至少之一种的无定形硅(下文称为“a—SiCONH，X”)制成。
根据本发明，为了有效地实现诸目的，用真空淀积成膜法这样形成表面层1104，即适当地设定成膜参数的值以得到所需特性。更具体地说，该表面层可以用诸如辉光放电法(例如，低频化学汽相淀积法、高频化学汽相淀积法或微波化学汽相淀积法之类的交流和直流放电化学汽相淀积法)，溅射法，真空淀积法，离子电镀法，光化学汽相淀积法，热化学汽相淀积法之类的各种薄膜淀积法来形成。虽然根据诸如制造条件、设备成本、制造规模、对将要制造的电照相感光构件所要求的特性之类的各种因素适当地选择这些薄膜淀积法之一，但是考虑到感光构件的生产率，最好采用与用来形成该光电导层相同的淀积方法。
例如，为了用辉光放电法形成由a—SiCH，X组成的表面层1104，基本上，可以把能供应硅原子(Si)的Si供应原料气体，能供应碳原子(C)的C供应原料气体和能供应氢原子(H)的H供应原料气体和/或能供应卤素原子(X)的X供应原料气体引入有所需气态条件的反应器(其内部压力可被降低)以便在该反应器内引起辉光放电，借此在布置于预定位置的底基1101(其上已形成光电导层1103)上形成一个由a—SiCH，X构成的层。
虽然用于本发明中的表面层1104可以由含硅的任何无定形硅材料制成，但该表面层宜由至少含有诸如碳、氮和氧之类元素之一的硅原子化合物制成，更好由作为主要组分含有a—SiC的材料制成。当该表面层1104由作为主要组分含有a—SiC的材料制成时，碳的数量宜为硅原子和碳原子的总和的30—90％。
此外，在本发明中，为了补偿硅原子的无键手和为了改善该层的质量(尤其是光电导性和电荷保持能力)，需在表面层1104中包含氢元子和/或卤素原子。氢原子的含量通常为所有原子总量的30—70原子％，宜为35—65原子％，更好为40—60原子％。此外，希望氟原子的含量通常为0.01—15原子％，宜为0.1—10原子％，更好为0.6—4原子％。
用有上述含量的氢元子和/或氟原子形成的感光构件在实际使用方面极佳地优于常规感光构件并能被充分利用。这就是说，已知诸缺陷(主要是，硅原子和/或碳原子的缠结键)对电照相感光构件的特性有不良影响。例如，该不良影响包括来自自由表面的电荷注入所引起的充电特性的劣化，由于诸层的结构在使用环境下(例如高湿度条件)变化所引起的充电特性波动，及由于重复使用而出现残像，在重复使用期间，电荷通过电晕充电和光照而从光导层注入表面层并陷入表面层的缺陷(破损部)。
然而，通过把氢的含量控制到30原子％以上，表面层的缺陷大大减小，结果与先有技术相比可以显著地改善电气特性并实现高速连续使用。
另一方面，如果表面层中氢的含量超过71原子％，则由于表面层的硬度提高，感光构件不能重复使用。因此，把表面层中氢的含量控制在上述范围之内这一事实，对于提供优秀的电照相特性来说是一项非常重要的因素。表面层中的氢的含量可用氢气(H2)的流量、底基的温度、放电功率、气体压力等来控制。
此外，通过把把表面层中的氟的含量控制到0.01原子％以上，可能有效地实现在表面层中在硅原子与碳原子之间出现键。此外，氟原子能有效地防止由于电晕造成的损坏所引起硅原子与碳原子之间键的破坏。
另一方面，如果表面层中氟的含量超过15原子％，则几乎不能实现在表面层中在硅原子与碳原子之间出现键，也不能防止由于电晕造成的损坏所引起硅原子与碳原子之间键的破坏。此外，由于过多的氟原子对载流子在表面层中的运动有不良影向，残余电位和图像存储明显地出现。因此，把表面层中氟的含量控制在上述范围之内这一事实，对于提供优秀的电照相特性来说是一个非常重要的因素。类似于氢的含量，表面层中氟的含量可用氢气(H2)的流量、底基的温度、放电功率、气体压力之类来控制。
用来提供用于形成本发明的表面层1104的硅(Si)供应气体的材料可以是诸如SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10之类的保持于气态或能气化的硅的氢化物(硅烷类)。其中，从在成层期间易于处置和具有良好的Si供应速度来说，SiH4和Si2H6最佳。此外，必要时Si供应原料气体可以用氢气(H2)、氦气(He)、氩气(Ar)或氖气(Ne)来稀释。
用来提供碳供应气体的材料可以是诸如CH4、C2H6、C3H8、C4H10之类的保持于气态或能气化的碳氢化合物。其中，从在成层期间易于处置和具有良好的C供应速度来说，CH4和C2H6最佳。此外，必要时碳供应原料气体可以用氢气(H2)、氦气(He)、氩气(Ar)或氖气(Ne)来稀释。
用来提供氮或氧供应气体的材料可以是诸如NH3、NO、N2O、NO2、H2O、O2、CO、CO2、N2之类的保持于气态或能气化的化合物。此外，必要时氮或氧供应原料气体可以用氢气(H2)、氦气(He)、氩气(Ar)或氖气(Ne)来稀释。
此外，为了更便于控制氢原子被引入将被形成的表面层的引入比，最好以所希望的速度向上述气体加入含有氢气或氢原子的硅化合物以形成该层。此外，每种气体可由单个组分构成或由按预定比例混合多种气体构成。
用来提供用于本发明中的卤素原子供应原料气体的材料可以是包含卤素气体、卤化物或卤素的卤素/卤素化合物，或者诸如卤代硅烷衍生物之类的保持于气态或可以气化的卤素化合物。或者，可以采用作为结构组分含有硅原子和卤素原子并保持于气态或能气化的硅的氢化物(含有卤素原子)。
更具体地说，用于本发明中的卤素化合物最好是诸如气态氟(F2)、BrF2、ClF、ClF3、BrF3、BeF5、IF3或IF7之类的卤素/卤素化合物。含卤素原于的硅化合物，即卤代硅烷衍生物可以是诸如SiF4、Si2F6之类的氟化硅。
为了控制包含在表面层1104中的氢原子和/或卤素原子的数量，可以控制例如底基1101的温度、用来提供被引入反应器的氢原子和/或卤素原子的原料的数量、以及放电功率。碳原子和/或氢原子和/或氮原子可以均匀地包含在整个表面层1104中或者可以沿厚度方向不均匀分布，致使含量沿厚度方向变化。
此外，在本发明中，最好按需要在表面层1104中包含用来控制导电性的原子。用来控制导电性的原子可以均匀地包含在整个表面层1104中或者可以沿厚度方向不均匀地分布。
用来控制导电性的原子可以是半导体领域中的所谓杂质。就是说，可以用属于周期表中IIIb组并提供P型导电特性的原子(下文称为“IIIb组原子”)或属于周期表中的Vb组并提供n型导电特性的原子(下文称为“Vb组原子”)。
IIIb组原子可以是硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)或铊(Tl)，尤其B、Al和Ga是优选的。Vb组原子可以是磷(P)、砷(As)、锑(Sb)或铋(Bi)，尤其P和As是优选的。
包含在表面层1104中的用来控制导电性的原子的含量(数量)宜为1×10-3—1×103原子ppm，更好为5×10-2—5×102原子ppm，最好为1×10-1—1×102原子ppm。
为了从结构上引入用来控制导电性的原子(例如IIIb组原子或Vb组原子)，当形成该层时，可以把用来引入IIIb组原子或Vb组原子的气态原料与用来形成表面层1104的其他材料一起引入反应器。用来引入IIIb组原子或Vb组原子的原料可以在室温和室内压力下保持为气态或者至少在成层条件下很容易气化。
更具体地说，对于用来引入IIIb组原子的原料，硼原子引入材料可以是诸如B2H6、B4H8、B5H9、B5H11、B6H10、B6H14之类的硼的氢化物，或者诸如BF3、BCl3、BBr3之类的硼的卤化物。或者，可以使用AlCl3、GaCl3、Ga(CH3)3、InCl3或TlCl3。
关于用来引入Vb组原子的原料，磷原子引入材料可以是诸如PH3、P2H4之类的磷的氢化物，或者诸如PH4I、PF4、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3之类的磷的卤化物。或者，AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3或BiBr3可以有效地用作用来引入Vb组原子的原料。
此外，必要时用来控制导电性的原子引入原料可以用氢气(H2)、氦气(He)、氩气(Ar)或氖气(Ne)来稀释。
希望根据本发明的表面层1104的厚度为0.01—3μm，宜为0.05—2μm，更好为0.1—1μm。如果该层厚度小于0.01μm，则表面层1104由于感光构件1100工作期间的磨损而损坏；而如果该层厚度大于3μm，则由于残余电位增加之类使电照相特性恶化。
根据本发明的表面层1104被仔细形成以提供所希望的特性。这就是说，作为结构组分包含硅(Si)、碳(C)和/或氧(O)、氢(H)和/或卤素(X)的材料在结构上视形成条件的不同从结晶状态变到无定形状态，电气上表现出从导体特性经半导体特性到绝缘体特性的任何特性，还表面出从光电导特性到非光电导特性的任何特性。于是，在本发明中，形成条件按需要严格选择，以得到具有实现诸目的的所需特性的化合物。例如，当表面层1104主要用来改善耐久性时，该表面层由在使用环境下具有电绝缘特性的非晶体材料形成。
此外，当表面层1104主要用来改善连续重复使用性和/或使用环境特性时，表面层由具有较小的电绝缘特性和多少有些对照射光敏感的灵敏性的非晶体材料形成。
为了形成具有能实现本发明的诸目的的特征的表面层1104，必须根据需要适当地设定底基1101的温度和反应器中的气体压力。
根据该层设计适当地选择底基1101的温度(Ts)，而且通常为200—350℃，宜为230—330℃，更好为200—350℃。同样地，反应器中的气体压力也应适当设定。
虽然同样根据该层设计把反应器内的气体压力选择成处于最佳范围之内，但通常希望该气体压力有1×10-4—10毫米汞柱的值，宜为5×10-4—5毫米汞柱，更好为1×10-3—1毫米汞柱。
在本发明中，虽然用来形成光电导层1104的底基1101的温度和气体压力有上述希望值，但是希望这些值通常不是独立地确定，而是考虑到这些因素之间的关系来确定，以便得到具有所需特性的感光构件1100。
此外，在本发明中，可以在光电导层1103与表面层1104之间形成一个阻挡层(下文称为“下表面层”)以便进一步改善充电能力，该阻挡层含有碳原子、氧原子和氮原子，这些原子的电含量比表面层1104中的含量低。此外，在表面层1104与光电导层1103之间可以设置一个区域，该区域中碳原子和/或氧原子和/或氮原子的含量向光电导层1103减少地变化。通过设置此区域，能改善表面层1104与光电导层1103之间的粘接并减少界面反射光的干涉的影响。
在根据本发明的电照相感光元件1100中，更有效的是，在导电底基1101与光电导层1103之间，提供一个能够防止电荷从导电底基1101注入的电荷注入防护层1105。这就是说，电荷注入防护层1105，在感光层1102的自由表面受到充电(已给出极性)处理时，具有一种防止电荷从导电底基1101注入到光电导层1103的功能。然而，当感光层1102的自由表面受到充电(有相反极性)处理时，上述功能无效。这就是说，电荷注入防护层具有与极性有关的特征，为了得到上述功能，用于控制导电性的在电荷注入防护层1105中的原子数量，相对来说，要作成大于光电导层1103中的原子数量。用于控制导电性的在光电导层1103中所含的原子，可以均匀地含于整个光电导层1103中，也可以不均匀地沿厚度方向分布。当分布密度不均匀时，希望在底基1101附近分布的原子，多于在光电导层附近分布的原子。
然而，在任何情况下都有必要，使原子在一个平行于底基1101表面的平面内是均匀分布的，以便该特征沿平面是均匀的。用于控制导电性的在电荷注入防护层1105中所含的原子，可能就是半导体领域中所谓的杂质。即，可以使用那些属于周期表中IIIb族和提供P型导电特征在原子(此后叫作“IIIb族原子”)，或属于周期表中Vb族和提供n型导电特征的原子(此后叫作“Vb族原子”)。
IIIb族原子可以是硼(B)，铝(Al)，镓(Ga)、铟(In)、或铊(Ti)，并且尤其是，B，Al、和Ga更可取。Vb族原子可以是磷(P)，砷(As)、锑(Sb)，或铋(Bi)，并且尤其是，P和As更可取。
在本发明中，电荷注入防护层1105中所含的原子数量，是根据有效地实现本发明的目的的要求来相应地确定的，并且其值为10—1×104原子ppm是可取的，50—5×103原子ppm更可取，和1×102—1×103原子ppm最可取。此外，通过把碳原子、氮原子和氧原子中至少一种加到电荷注入防护层1105中，就可能进一步改善在电荷注入防护层1105与直接接触电荷注入防护层的那一层之间的密切接触。
电荷注入防护层1105中所含的碳原子、氮原子或氧原子，可以均匀地含于整个电荷注入防护层1105中；也可以不均匀地沿整个厚度方向分布。然而，在任何情况下，必须使这些原子均匀地分布于一个平行于底基1101表面的平面中，以便该特征沿平面均匀分布。
根据本发明在电荷注入防护层1105的整个区域中所含的碳原子和/或氮原子和/或氧原子的数量，为了有效地实现本发明而相应地确定的，并且其值为1×10-3—50原子％是可取的，5×10-3—30原子％更可取，和1×10-2—10原子％最可取，(按一种原子的数量计，或按两种或三种原子的总量计)。
此外，根据本发明在电荷注入防护层1105中所含的氢原子和/或卤素原子，可以补偿该层中剩余的非键手，从而改进薄膜质量。希望在电荷注入防护层1105中所含的氢原子或卤素原子数量，或氢气子和卤素原子的总量是，1—50原子％为可取，5—40原子％更可取，和10—30原子％最可取。
在本发明中，电荷注入防护层1105的厚度是，0.1—5μm为可取，0.3—4μm更可取，0.5—3μm最可取。
在本发明中，利用与光电导层1103形成中所用的相同的真空淀积法，来形成电荷注入防护层1105。
为了形成一个有着实现本发明目的的特征的电荷注入防护层1105，象光电导层1103一样，必须相应地规定在Si供应气体与稀释气体之间的混合比率、反应器中的气体压力、放电的电功率和底基1101的温度。虽然按照该层的设计在最佳范围内相应地选择起稀释气体作用的氢气(H2)和/或氦(He)气的流量，但希望氢气(H2)和/或氦气(He)的数量比Si供应气体的数量大，其倍数一般为1—2倍，3—15倍是可取的，和5—10倍更可取。
同样，虽然反应器中气体的压力是按照该层的设计在最佳范围内选择的，但一般说来，希望气体压力值为1×10-4—10毫米汞柱，5×10-4—5毫米汞柱是可取的，和1×10-3—1毫米汞柱更可取。
虽然放电电功率是按照该层的设计在最佳范围内类似地选择的，但希望放电的电功率比Si供应气体的流量值大，其倍数一般为1—7倍，2—6倍是可取的，和3—5倍更可取。此外，虽然底基1101的温度是按照该层的设计在最佳范围内选择的，但一般说来，希望该温度一般为200—350℃，230—330℃是可取的，和250—300℃更可取。
在本发明中，虽然用于形成电荷注入防护层1105的供气与稀释气体之间的混合比率，反应器中的气体压力，放电的电功率和底基1101的温度，具有上述的希望值，但希望这些值一般不要独立无关地确定，而是要考虑到这些因素之间的关系来确定，以得到有着所希望特征的表面层1104。此外，在根据本发明的电照相感光元件1100中，在邻近底基1101的感光层1102，可提供一个层区，在该区中至少有铝原子、硅原子、氢原子和/或卤素原子沿其厚度方向非均匀地分布。
此外，在根据本发明的电照相感光元件1100中，为了进一步改善在底基1101与光电导层1103或电荷注入防护层1105之间的粘合性，可以提供一个非结晶材料制作的粘合层，这些材料包含例如，作基本成分的Si3O4、SiO2、SiO或Si原子，并且还包含氢原子和/或卤素原子，和碳原子和/或氧原子和/或氮原子。此外，可以提供一个光吸收层，以防止来自底基1101的反射光产生干涉条纹。
下面将解释用于制作感光层1102的设备和成膜方法。
图2示意地说明一个用于制作电照相感光元件的设备的实施例，它利用一种以射频带作电源频率的高频等离子化学汽相淀积法(此后叫“RF—PVCD方法”)。
这种制作设备一般包括一个沉积装置2100，一个原料气体供应装置2200，和一个排气装置(未画出)，用于减小反应装置2111中压力。在沉积装置2100的反应器2111内装有一个圆柱形底基2112，一个用于加热该底基的加热器2113，和一些原料气体引入管；有一个高频匹配箱连接于该反应器。原料气体供应装置2200包括用来盛装象SiH4、GeH4、H2、CH4、B2H6、和PH3之类原料气体的诸高压罐2221—2226；诸阀2231—2236，2241—2246，2251—2256；和质量流量控制器。原料气体高压罐2221—2226通过一个阀2260连接于反应器2111中气体引入管2114。
例如以下述方式，用上述制作设备制成淀积膜。
首先，把底基2112装于反应器2111内，并且通过一个排气装置(例如真空泵)(未画出)排出容器2111中空气。然后，通过底基加热器2113控制底基2112的温度，其控制方式是把温度保持在200—350℃的预定温度。
为了把用于形成淀积膜的原料气体流入反应器，在查明高压气罐2221—2226的阀2231—2236和反应器2111的漏阀2117是关闭的，和流入阀2241—2246，流出阀2251—2256，和辅助阀2260，是打开的以后，首先打开主阀2118，以排出反应器2111和气体管道2116中的空气。
然后，当真空计2119显示约5×10-6毫米汞柱时，关闭辅助阀2260和流出阀2251—2256。此后，通过打开阀2231—2236，气体就自高压气体罐2221—2226进入。在这种情况下，通过压力调节器2261—2266把每种气体的压力调节到2Kg/cm2。其后，通过逐渐打开流入阀2241—2246，把气体引入质流量控制器2211—2216。
在按这种方式完成制膜准备以后，按下述程序形成诸层。
当底基温度达到预定值时，逐渐打开所需的流出阀2251—2256和辅助阀2260，以使所需的气体从相应的高压气体罐2221—2226通过气体管2114引入反应器2111。
其后，调节质量流量控制器2211—2216，以达到预定的原料气体流量。在这种情况下，调节主阀2118的打开程度，以便在监测真空计2119显示的同时，使反应器2111中压力变成小于1毫米汞柱的预定值。当容器中压力稳定时，调整有着13.56MHz频率的射频电源(未画出)，以提供所要求的电源，并且通过高频匹配箱2115把射频电源引入反应器2111，从而产生辉光放电。由于放电能量，引入反应器2111的原料气体就被分解，使底基2111上形成一个包含主要成分硅的所要求的淀积膜。当膜厚度达到某一预定值时，停止供应射频电源，且关闭流出阀2251—2256，以停止气体流入反应器2111，从而完成淀积膜制作。
通过重复类似操作若干次，就形成一个想要的多层的感光层1102。应当指出，在形成每一层时，除所需阀外流入阀是关闭的。此外，为了防止气体残留于反应器2111中和/或在反应器2111与流出阀2251—2256之间的管道中，流出阀2251—2256是关闭的，辅助阀2260是打开的，且主阀也完全打开，从而用高真空从该设备暂时排尽流体。
为了使薄膜厚度均匀，在进行该层制作的同时，希望用一个适当的传动机构(未画出)以某一预定速度转动底基2112。此外，应当指出，可以按照各层的形成条件变更要使用的气体种类与阀门。
下面说明一种制作电照相感光元件的方法，该元件利用以VHF频带作电源频率的高频等离子体化学汽相沉积法制成(此后叫作“VHF—PCVD方法”)。
通过用图3所示的淀积装置3100，取代图2所示制作设备的(用于进行RF—PVCD方法)淀积装置2100，和通过把这一淀积装置3100连接于原料气体供应装置2200，就能得到图3所示的用于VHF—PCVD方法的电照相感光元件制作设备。
这种制作设备一般包括一个真空液体密封式的反应器3111，其中减小了容器内的压力；一个原料气体供应装置2200；和一个排气装置(未画出)，用于减小反应器3111内的压力。在反应器3111内装有一些圆柱状底基3112，一些用于加热底基的加热器3113，一个原料气体引入管3114，和一个电极3115。有一个高频匹配箱3116连接于电极3115。此外，反应器3111的内壁通过一个排气管3121连接于一个扩散泵(未画出)。
原料气体供应装置2200包括用于盛装象SiH4、GeH4、H2、CH4、B2H6、和PH3之类的原料气体的高压罐2221—2226；阀2231—2236，2241—2246，2251—2256；和质量流量控制器2211—2216。原料气体高压罐2221—2226，通过一个阀2260连接于反应器3111内的气体引入管3114。此外，由圆柱状底基围绕的空间3130确定一个放电区。
例如以下述方式，通过采用使VHF—PCVD方法生效的上述制作设备，可制成淀积膜。
首先，在反应器3111内安装圆柱状底基3112，用传动机构3120转动底基3112，且通过一个排气装置(例如，真空泵)(未画出)排出容器2111中空气，以便把反应器3111内的压力调节剂1×10-7毫米汞柱或该值以下。然后，用底基加热器3113控制圆柱状底基3112的温度，使其温度维持在200—350℃的预定温度。
为了使用于形成淀积膜的原料气体流入反应器3111，在查明气体高压罐2221—2226的阀2231—2236和反应器2111的漏阀(未画出)被关闭，和流入阀2241—2246、流出阀2251—2256和辅助阀2260被打开以后，首先打开主阀(未画出)，以便从反应器3111和气体管道3122排出空气。
然后，当真空计(未画出)显示约5×10-6毫米汞柱时，关闭辅助阀2260和流出阀2251—2256。其后，通过打开阀2231—2236，气体就从高压气体罐2221—2226流入。在这种情况下，用压力调节器2261—2266把每种气体的压力调节到2Kg/cm2。然后通过逐渐打开流入阀2241—2246，气体就引入质量流量控制器2211—2216中。
在这种方式完成制膜的准备以后，就按下述程序在圆柱状底基3112上形成各层。
当圆柱状底基3112温度达到预定值时，逐渐打开所需的流出阀2251—2256和辅助阀2260，使所需的气体从相应的高压气体罐2221—2226，通过气体引入管3114引入反应器3111内的放电区3130。
然后，调节质量流量控制器2211—2216，以达到原料气体的预定流量。在这种情况下，调节主阀(未画出)的打开程度，以便在监测真空计(未画出)显示的同时，使反应器3111内的压力变成小于1毫米汞柱的预定值。当容器内压力稳定时，调整一个有着500MHz频率的VHF的电源(未画出)，以提供所希望的电源，并且把该VHF电源通过匹配箱3116引入放电区3130，从而产生辉光放电。
在由底基3112围绕的放电区3130中，引入的原料气体由于放电能量而分解，因此在圆柱状底基3112上形成希望的淀积膜。在这种情况下，为了使薄膜厚度均匀，要用相应的传动机构3120以预定速度转动圆柱状底基。当膜厚达到某一预定值时，停止供应VHF电源，并关闭流出阀2251—2256，以停止气体流入反应器3111，从而完成淀积膜制作。
通过重复类拟操作若干次，就制成一种希望的多层的感光层。应当指出，在形成每一层时，除了所需阀以外的流入阀都是关闭的。此外，为了防止气体残留于反应器3111中，和/或在反应器3111与流出阀2251—2256之间的管道，关闭流出阀2251—2256，打开辅助阀，还要完全打开主阀(未画出)，从而用高真空暂时排尽设备中流体。附带说一下，应当指出，可以按照各层的形成条件改变要使用的气体种类与阀门。
无论用哪一种方法，在淀积膜形成过程中，底基3112的温度都要调整到200—330℃，并且250—300℃更可取。
底基3112可以是由在真空条件下操作的任何产热体(加热体)作成的加热器。更具体地说，可以使用一种电阻产热体，例如鞘形绕线加热器，平板加热器、陶瓷加热器和类似加热器，或一种热幅射灯产热体，例如卤素灯、红外线灯和类似灯，或一种利用液体或气体的热交换产热体。可以从金属，例如不锈钢、镍、铝、铜、和类似金属，或从陶瓷，或从热敏高分子树脂，制成产热体的表面。
另一方面，可以安装一个用于加热底基的附加容器，以便在加热以后，在真空条件下在反应器内移动底基。此外，尤其是，在VHF—PCVD方法中，希望放电区中压力被调整到1—500m毫米汞柱，3—300m毫米汞柱是可取的，和5—100m毫米汞柱更可取。
在VHF—PCVD方法中，只要放电不被扰乱或畸变，就能适当地选择在放电区内安装的电极尺寸与外形，但实际上，圆柱形具有1mm—10cm直径的电极是可取的。在这种情况下，只要电场均匀地作用在底基上，也能够适当地选择电极的长度。电极可以有一个导电的表面，且可以由金属制成，例如由不锈钢、铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)、金(Au)、铟(In)、铌(Nb)、碲(Te)、钒(V)、钛(Ti)、铂(Pt)、铁(Fe)和类似金属或它们的合金制成；或可以由玻璃、陶瓷、或塑料制成，其中每种材料都有一个经导电处理的表面。
如上所述，根据本发明，与常规系统不同，在常规系统中，为避免感光元件衰退，用相对低的电功率在相对低的温度下去除水份一段长时间；而在本系统中，是利用一个把可重新使用的调色剂，改进的加热器和改进的感光元件结合起来而得到的系统，即一个电照相设备的水分去除系统，其中用很高的温度短时间地作用于调色剂重新使用系统中的感光元件，这样能够得到优良的图象稳定性。
通过如上所述按照本发明制作电照相感光元件，就可能消除由按OPC和a—Si组成的常规电照相感光元件引起的缺点；并且在调色剂重新使用系统中，能够得到优良的电学特征、光学特征、光电导特征、图象特征、耐久性和使用环境特征。
下面参照本发明的实施例具体说明本发明的优点。
(实施例1)用一个80mm外径和358mm长的铝圆柱体作基底，在该基底上用浸渍法涂施5％的烷氧基—甲基化尼龙的甲醇溶液，以形成一个膜厚为1μm或小于1μm的底涂层(中间层)。然后，把按重计的10份钛一酞菁颜料、8份聚乙烯—缩丁醛、和50份环己酮加以混合，并且通过一个砂磨装置用100份玻璃珠(每个珠直径为1mm)加以弥散化20小时。把按重计约70-120份丁酮加到弥散溶液中，且把该弥散溶液涂在底涂层上，然把它用100℃的温度干燥5分钟，从而形成其厚度为0.2μm的生电层。
然后，把按重量计的10份苯基(Styril)化合物(具有下述结构式)和10份双酚-Z-聚碳酸酯溶解于65份单氯苯中。 把该溶液用浸渍法涂在生电层上，然后将它用热吹风法以120℃的温度干燥60℃分钟，从而形成其厚度为20μm的电荷转移层。
其后，按下述方式在电荷转移层上形成一个厚度为10μm的保护层。即(A)按重量计100份高熔点的聚对苯二甲酸乙酯[具有0.70di/g的特征粘度，258℃熔点(以10℃/分的升温速度和微分量热装置测量。顺便说一下，要测量的5mg样品是在280℃的温度下通过熔化(要被测量的)聚酯树脂而得到的，然后用冰水迅速冷却该熔化的树脂。在以后描述的下面的诸实施例中也是相同的情况，70℃的玻璃化温度]，和(B)按重量计30份环氧树脂[160的环氧当量；芳族酯类型；商业名称EPLCOAT 190P(由Yuka Shell Epoxy公司制造)]被溶入苯酚与四氯乙烷的混合溶液(1∶1)中。然后，(C)把按重量计3份的三苯基-锍-六氟基-锑酸酯作为光聚合作用起动剂而添加，从而制成树脂合成溶液。
从以20cm距离与制备液间隔开的一个2KW高压汞灯(30W/cm)发射的光，照射在130℃温度下的溶液8秒钟，以硬化该溶液。把用这种方式制作的感光元件装入一个复印机[商业名称NP—4050(由Canon公司制造)]中，改装该复印机，以容许添加用于感光元件的外部加热器和内部加热器，且容许收集和重新使用调色剂。然后，通过使用这种复印机，按照下面表1至3中所示的加热器设定条件，在24C的湿度和55％的湿度下进行用来得到200000个复制品的耐久性试验。此外，在耐久性试验以后，把复印机按照原样置于高温与高湿条件(32℃的温度和80％的湿度)下，历时一整夜。然后进行图象评价。试验结果示于表1至3中。
表1
表2
表3
在表1至3中，关于温度依赖性，当给定某一接收量时，即当把给定电压施加于主充电器102、402(图1和4)时，感光元件上的电位，随着感光元件的温度在25℃(室温)与45℃之间变化，而被连续地测量，并且计算其电位每1℃的变化。在这种情况下，用所计算的电位性。更准确地说，0.5％/℃意味着，当暗接收电位是600V时，得到3V/℃。
在表1中，关于温差A，用热电偶测量感光元件表面的温度和基底背面的温度。在这种情况下，当开始加热以后达到基底背面温度(室温+10℃)时，这些表面在温度上的差别代表该温差[(感光元件表面温度℃)-(基底背面温度℃)]，基底背面温度被调节到40℃，并且在下述条件下输出图象给加热器通电，使感光元件表面的温度上升变成大于基底的背面温度上升。在图象诊断情况下，评价了高湿图象流动，由于感光元件表面上损坏(来自加热器的热量造成的)而引起的图象伤损或图象缺陷，和由于显影套筒热偏心而引起的图象密度不均匀性。并于电力消耗，评价了加热器消耗的电力。关于综合判断，判断根据上面的结果是否能够达到本发明的目标。在表1中，符号○表示“优秀”，符号△表示“在实用中没问题”，和符号×表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制在感光元件表面附近安置的热源，即感光元件表面的温度上升变成大于基底背面的温度上升，并且在感光元件表面(其温度高于基底背面的温度)与基底背面之间的温差具有1—100(℃/秒)的温度梯度，就能够得到良好的图象，而没有高湿图象流动，和由于显影套筒热偏心而引起的图象密度不均匀。当一个有产热绕结体装在加长陶瓷基底上的外加热器A动被用作热源时，这种效应是特别显著的。
在表2中，感光元件表面的温度被调节到40℃，在改装复印机[商业名称NP—4050(由Canon公司制造)]的清洁器附近的温度被测量，并且在下述条件下输出图像以这样一种方式给加热器通电，使其表面温度上升变成大于清洁器附近的温度上升。关于温差B，用热电偶测量感光元件表面温度和清洁器附近温度。在这种情况下，通过在开始加热后达到感光元件表面温度(室温+10℃)时的温差[(感光元件表面温度上升℃)—(在感光元件附近的温度上升℃)]表示该温度。在图像诊断中，评价了高湿图像流动，由于感光元件表面上损坏而引起的图像损伤，和由于调色剂熔化引起的图像缺陷。关于电力消耗，评价了加热器消耗的电力。关于综合判断，判断是否能够根据上述结果达到本发明的目标。符号○表示“优秀”，符号△表示“在实际使用中没问题”，和符号×表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制在感光元件表面附近安置的一个热源感光元件表面的温度上升变成大于感光元件附近的温度上升，就能够得到良好的图象，而没有高湿图象流动和调色剂淀积。尤其是，当一个具有装于加长陶瓷基底上的产热烧结体的外部加热器A被用作热源时，就能够有效地抑制清洁器的温度上升而收到显著的效果。
在表3中，感光元件的温度是不调节的，并且关于用改装复印机[商业名称NP—4050(由Canon公司制造)]处理的单个复制品(一个复制品)，把预转动周期调整成10秒，和把从开始到放电的时间周期调整成15秒，并且在一种只在上述周期期间给加热器通电的条件下输出图象。在图象诊断中，评价了高湿图象流动，由于感光元件表面被加热器的热量所损坏而造成的图象损伤或图象缺陷，由于调色剂淀积而造成的图象缺陷。关于电力消耗，评价了加热器消耗的电力。关于综合判断，判断是否能够根据上述结果达到本发明的目标。符号○表示“优秀”，符号△表示“在实际使用中没问题”，符号×表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制置于感光元件表面附近的热源在感光元件表面(其温度高于基底背面的温度)与基底背面之间的温差具有1—100(℃/秒)的温度梯度；就能够与很短加热时间无关地得到良好的图象，而没有高湿图象流动，并且由于短的加热时间而不产生调色剂淀积。当一个有产热烧结体置于加长陶瓷基底上的外部加热器A被用作热源时，这种效果特别显著。
(比较例1)一个除了删除保护层以外都类似于实施例1的感光元件被制作，并且进行类似于实施例1的耐久性试验。试验结果示于表1至4中。表4
(比较例2)为了取代实施例1的保护层，按照与电荷转移层制作中所用相同的粘合剂，把按重量计的4份双酚-乙-聚碳酸酯、70份单氯苯、和1份PTFE细粉加以混合，并用一个砂磨装置弥散10小时，以制得涂层液。然后，用喷雾方法把该涂层液涂在电荷转移层上，使其厚度为1.0μm，从而形成一个保护层。进行类似于实施例1的耐久性试验。试验结果示于表1至3中。
<实施例2>
通过使用依靠图2所示射频-PCVD方法制作电照相感光元件的制作设备，按照表4所示的条件，在一个直径为108mm的铝圆柱体上，制成一个具有电荷注入防护层、光电导层和表面层的感光元件，并使它经受镜面处理。此外，通过改变在光电导层中SiH4与H2之间的比率和放电的电功率，制作多个上述感光元件。把制成的感光元件装入一个电照相设备中，该设备经改装，以允许添加用于感光元件的一个外部加热器和一个内部加热器，并允许许收集和重新使用调色剂(一台由Canon公司制造的NP—6060型号的复印机，被改装供本文之用)。然后，通过使用这一设备，评价了充电能力的温度依赖性(温度特性)、存储和图象缺陷。
关于温度特性，充电能力是随着感光元件温度在25℃(室温)与约45℃之间变化，而连续地测量的，并且计算在充电能力每1℃温度上的变化。在这种情况下，当接收电位等于或小于|0.5％/℃|时，就判定温度特性是可以允许的。更明确地说，在400V的喑接收电位情况下，当达到等于或小于|2V/℃|时，就判定温度特性是可以容许的。此外，关于存储和图象流动，凭视觉判定图象，以得到下列4个等级(1)很好，(2)好，(3)在实际使用中没问题，和(4)难以投入实用。
另一方面，按照光电导层形成条件，在一个玻璃基板(商业号7059；由Corning公司制造)上形成的1μm厚的α—Si淀积膜，并且在一个园形样品架上安置一个硅片。用蒸气淀积处理方法把一个A□分裂式电极连接于下玻璃基板上的淀积膜。指数函数谱尾的特征能量(Eu)和局部电平密度(D.O.S)是用CPM测量的，而用FTIP测量硅片上淀积膜的氢含量。在这方面，Eu与温度特性之间的关系示于图5，D.O.S与存储之间的关系示于图6，D.O.S与图象流动之间的关系示于图7。关于全部样品，氢含量是10—30原子％。如图5至8所示，据发现，为了得到良好的电照相特征，必须满足Eu＝50—60meV和D.O.S＝1×1014－5×1015cm-3。
关于有着各种电照相特征与不同温度特性的感光元件，通过使用在其中装了内表面加热器、外部加热器A和外部加热器B的上述电照相设备(为本应用而改装了一台由Canon公司制造的NP—6060型号的复印机)，根据各个加热器设定条件在有着24℃的温度和55％的相对湿度的试验环境中，进行了制成200000件复印品的耐久性试验。此外，在持久性试验以后，把这些复印品照原样置于高温/高湿条件(32℃的温度和80％的湿度)下，历时整夜。关于图象流动与类似性能的改进效果的试验结果示于表5至12中。
表5A<
表5B
<p>表5C
>在表5A至5C中，感光元件的温度被调节到40℃，并且，关于温度差A，用一热电偶测量感光元件表面的温度与基底背面的温度。在这种情况下，通过当开始加热以后达到基底背面的温度(室温+10℃)时的这些表面的温差[(感光元件表面温度℃)—(基底背表面温度℃)]，来表示该温差。基底背表面温度被调节到40℃，并且按下述条件输出图象以这样一种方式给加热器通电，以致于感光元件表面的温度上升变成超过基底背表面的温度上升。在图象诊断中，评价了高湿图象流动，由于感光元件表面被加热器的热量造成温度变化而引起的电位变化，即，由于温度特性而引起的图象密度变化，和由于显影套筒热偏心而引起的图象密度不均匀。关于电力消耗，评价了加热器消耗的电功率。符号○表示“优秀”，符号△表示“在实用中没问题”，和符号×表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制在感光元件表面附近安置的一个热源在(感光元件表面的)25—45℃温度下的温度依赖性变成接收电位的|0.5％/℃|，感光元件表面的温度上升变成大于基底背表面的温度上升，和在感光元件表面(其温度高于基底背表面的温度)与基底背表面之间的温差具有1—100(℃/秒)的温度梯度，就能够在高湿图象流动、温度变化、和由于显影套筒热偏心而引起的密度不均匀性方面，得到良好的结果。这一效果，当一个有产热烧结体装于加长陶瓷基底上的外加热器A被用作热源时，是特别显著的。
同样地，通过差分感光元件表面的温度上升与清洁器附近的温度上升，在表6A与6B中示出关于图象流动的改进与调色剂淀积的试验结果。
表6A
表6B
<p>在表6A和6B中，关于温差B，用热电偶测量感光元件表面的温度和在清洁器附近的温度。在这种情况下，通过在开始加热以后达到感光元件表面温度(室温+10℃)时的温差〔(感光元件表面温度上升℃)—(感光元件附近的温度上升℃)]，表示该温差。在图象诊断中，评价了高湿图象流动和由于调色剂熔化引起的图象缺陷。关于电力消耗，评价了加热器消耗的电功率。符号○表示“优秀”，符号△表示“在实用中没问题”，和符号×表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制装于感光元件表面附近的热源在(感光元件表面的)25—45℃温度下的温度依赖性变成接收电位的|0.5％/℃|，和感光元件表面的温度上升变成大于感光元件附近的温度上升；就能够得到关于高湿图象流动和调色剂淀积的良好结果。尤其是，当一个有产热烧结体装于加长陶瓷基底的外部加热器A被用作热源时，就能够有效地抑制清洁器的温度上升，且效果显著。
同样，关于用改装复印机[商业名称NP—6060(由Ganon公司制造)]处理一个单独复制品(一个复制品)，按照实施例2的条件，把预转动周期调整到10秒钟，把从开始到放电的时间周期调整到15秒钟，并且根据实施例2只在上述周期期间给加热器通电的条件输出该图象。
表7A<<
>表7B<
<p>在表7A和7B中，在图象诊断中，评价了高湿图象流动和由于感光元件的热量造成调色剂淀积而引起的图象缺陷。关于电力消耗，评价了加热器消耗的电功率。符号○表示“优秀”，符号△表示“在实用中没问题”，和符号×表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制置于感光元件表面附近的一个热源在(感光元件表面的)25—45℃温度下的温度依赖性变成接收电位的|0.5％/℃|，在感光元件表面(其温度高于基底背表面的温度)与基底背表面之间的温差具有1—100(℃/秒)的温度梯度，和尽管加热时间很短，也只在图象形成期间给加热器通电；就能够得到良好的图象，而没有高湿图象流动，并且因为加热时间短不产生调色剂淀积。这种效果，当一个有产热烧结体装于加长陶瓷基底上的外部加热器A被用作热源时，是特别显著的。
同样，制作了各种感光元件，其中光电导层的厚度是按实施例2中所示条件互相改变的；并且通过使用改装复印机(商业名称NP—6060(Canon公司制造)]，在改变感光元件表面的移动速度(处理速度)的同时，输出诸图象，以评价各种感光元件的电特征。
表8A
表8B
<p>表9A
表9B
p><p>在表8A和8B中，在图象诊断中，评价了高湿图象流动和由于调色剂淀积引起的图象缺陷；并且在表9A和9B中，在电特征诊断中，评价了充电能力(容易被充电)和感光性(容易由于照射而降低电位)。符号○表示“优秀”，符号△表示“在实用中没问题”，和符号×表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制置于感光元件表面附近的热源在(感光元件表面的)25—45℃温度下的温度依赖性变成接收电位的|0.5％/℃|，在感光元件表面(具温度高于基底背表面的温度)与基底背表面之间的温差具有1—100(℃/秒)的温度梯度，且尽管加热时间很短，也只在图象形成期间给加热通电；就能够得到良好的图象，而没有高湿图象流动，并且因为加热时间短不产生调色剂淀积。这种效果，当一个有产热烧结体置于加长陶瓷基底上的外部加热器A被用作热源射，是特别显著的。
同样，在实施例2所示条件下，通过使用改装的复印机[商业名称NP—6060(由Canon公司制造)]，在改变感光元件表面移动速度(处理速度)与滚筒速度之间的比例(速度比例)的同时，输出诸图象。
表10A
表10B
p><p>表10C
在表10A—10C中，在图象诊断中，评价了高湿图像流动，由于调色剂淀积引起的图象缺陷，和由于感光元件被带电调色剂造成绝缘破坏而引起的图象缺陷。符号○表示“优秀”，符号△表示“在实用中没问题”，和符号X表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制置于感光元件表面附近的一个热源在(感光元件表面的)25—45C温度下的温度依赖性变成接收电位的|0.5％/℃|，在感光元件表面(其温度高于基底背表面的温度)与基底表面之间的温差具有1—100(℃/秒)的温度梯度，和只在图象形成期间给加热器通电；就能得到良好的结果，而没有高湿图象流动，没有调色剂淀积，和没有绝缘破损。这些效果，当一个有产热烧结体置于加长陶瓷基底上的外部加热器A被用作热源时，是特别显著的。
同样，制作了各种感光元件，其中突出部分相对于感光元件平均表面的高度是按照实施例2中所示条件互相改变的；并且通过使用改装的复印机[商业名称NP—6060(由Canon公司制造)]，输出关于上述各种感光元件的图象。
表11A
在表11A和11B中，在图象诊断中，评价了高湿图象流动，和由于调色剂淀积引起的图象缺陷。符号○表示“优秀”，符号△表示“在实用中的没问题”，和符号×表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制置于感光元件表面附近的一个热源在(感光元件表面的)25—45℃温度下的温度依赖性变成接收电位的|0.5％/℃|，在感光元件表面(其温度高于基底背表面的温度)与基底背表面之间的温差具有1—100(℃/秒)的温度梯度，和只在图象形成期间给加热器通电；就能够得到良好的结果，而没有高湿图象流动，和没有调色剂淀积。这些效果，当一个有产热烧结体装于加长陶瓷基底上的外部加热器A被用作热源时，是特别显著的。
同样，按照实施例2中所示的条件，制作了各种感光元件，其中绝缘破坏电压就极性而论同感光元件的充电极性相反，并且通过使用改装的复印机[商业名称NP-6060(由Canon公司制造)]，输出关于上述各种感光元件的图象。
表12A
在表12A和12B中，在图象诊断中，评价了高湿图象流动和由于感光元件被带电调色剂造成绝缘破坏而引起的图象缺陷。符号○表示“优秀”，符号△表示“在实用中没问题”，和符号×表示“不好”。
结果，通过以下述方式控制置于感光元件表面附近的一个热源在(感光元件表面的)25—45℃温度下的温度依赖性变成接收电位的|0.5％/℃|，在感光元件表面(其温度高于基底背表面的温度)与基底背表面之间的温差具有1—100(℃/秒)的温度梯度，和只在图象形成期间给加热器通电；就能够得到良好的结果，而没有高湿图象流动，和没有调色剂淀积。这些效果，当一个有产热烧结体置于延伸陶瓷基底上的外部加热器A被用作热源时，是特别显著的。
<实施例3>
按照表13所示的形成条件，使用制作图2所示电照相感光元件的制作设备，形成感光元件。
表13
在这种情况下，光电导层的Eu和D.O.S分别为55meV和2×1015cm-3，温度特性是1.1V/℃。用外部加热器A以这样的方式加热感光元件，以致于在感光元件表面(其温度高于基底背表面的温度)与基底背表面之间的温差具有1.5(℃/秒)的温度梯度；并且进行类似于实施例2的评价。结果，和实施例2中情况一样，能够得到良好的电照相特征。
<实施例4>
按照表14所示的形成条件，使用制作图2所示电照相感光元件的制作设备，形成感光元件。在这种情况下，光电导层的Eu和D.O.S分别为50meV和8×1014cm-3，温度特性是-0.5V/℃。用外部加热器A以这样的方式加热感光元件，以致于感光元件表面的温度比基底背表面的温度高2℃；并且进行了类似于实施例2的评价。结果，同实施例2的情况一样，能够得到良好的电照相特征。
表14
<实施例5>按照表15中所示的形成条件，使用制作图2所示电照相感光元件的制造设备，形成感光元件。在这种情况下，光电导层的Eu和D.O.S分别为60meV和5×1015cm-3，温度特性是O.8V/℃。用外部加热器A以这样的方式加热感光元件，以致于在感光元件表面(其温度高于感光元件附近的温度)与感光元件附近处之间的温度上升差是3℃；并进行类似于实施例2的评价。结果，象实施例2中情况一样，废调色剂阻碍效应被消除，且能够得到良好的电照相特征。
表15
如上所述，根据本发明，与常规系统不同，在常规系统中，为避免感光元件退化，在相对低的电功率下以相对低的温度长时期地去水份；而在本发明中，通过使用一个依靠把重新使用的调色剂，改进的加热器和改进的感光元件结合起来而得出的系统，即，一个其中把很高的温度短时间地施于感光元件的电照相设备的除湿系统，能够在调色剂重新使用系统中实现优秀的图象稳定化。
此外，根据本发明，可能消除各种由OPC与a—Si组成的常规电照相感光元件造成的缺点，并且能够得到优秀的电学特征、光学特征、光电导特征、图象特征、耐久性和使用环境特征。
尤其是，在本发明中，通过在充分减小间隙度情况下由a—Si组成光电导层，因为能够抑制表面电位相对于周围环境条件变化的变化，并且能够把光学疲劳(fatigue)与光存储减小到可以忽略的程度，故能够得到优秀的电位特征与图象特征。
此外，根据本发明，通过用a—Si以增加厚度的方式组成电照相感光元件。并且通过增加感光元件表面移动的速度，就能够抑制感光元件的温度上升，并且能够得到有着优秀充电能力与光敏性的电位特征。
权利要求
1.一种电照相设备包括一个能够在其上承载调色剂的感光元件；一个潜影形成装置，用于在所述的感光元件上形成潜影；一个显影装置，用于采用调色剂把潜影显影成调色剂象；一个转印装置，用于把在所述感光元件上形成的调色剂象在某一转印位置转印到转印材料中。一个收集装置，用于在所述感光元件的一个表面通过所述转印位置以后从所述表面收集调色剂，所述收集装置包括一个旋转部件，该部件在某一接触位置与所述感光元件表面接触时旋转，并且所述旋转部件在所述接触位置在同所述感光元件移动方向相反的方向，以这样的方式旋转，即所述旋转部件在所述接触位置相对于所述感光元件表面的相对速度，变成所述感光元件表面移动速度的110％或更大；和一个调色剂输送装置，用于把由所述收集装置收集的调色剂输送到所述显影装置，以便在所述感光元件上形成的潜影能够由所述收集装置收集的调色剂来显影；
2.根据权利要求1所述的电照相设备，其中所述旋转部件包含一个与所述感光元件接触的磁刷。
3.根据权利要求1所述的电照相设备，其中，当所述感光元件的厚度为d(mm)，和所述感光元件表面的移动速度为V(mm/Sec)时，满足关系式d×V≥9。
4.根据权利要求3所述的电照相设备，其中所述感光元件表面的移动速度(V)是300(mm/sec)或更大。
5.根据权利要求4所述的电照相设备，其中在所述感光元件表面上至少形成一个突出物，并且所述突出物相对于除了所述伸出物的所述感光元件的表面水平的最大高度是0.01(mm)或更小。
6.根据权利要求5所述的电照相设备，其中调色剂的平均颗粒直径为0.004—0.011(mm)。
7.根据权利要求1所述的电照相设备，其中，当一个其极性与所述感光元件充电极性相反的电压施加到所述感光元件的表面时，引起所述感光元件绝缘破坏的所述电压的绝对值是500(V)或更高。
8.根据权利要求1所述的电照相设备，其中所述旋转部件，在所述接触位置在与所述感光元件表面移动方向相反的方向，以这样的方式旋转，即在所述旋转部件与所述感光元件表面之间的相对速度变成所述感光元件表面移动速度的400％或更大。
9.根据权利要求1所述的电照相设备，其中在25—45℃温度下的所述感光元件接收电位的温度依赖性的绝对值是0.5(％/℃)或更小。
10.根据权利要求9所述的电照相设备，还包括一个用于支持所述感光元件的导电底基，和一个置于所述感光元件表面附近的热源；并且其中所述热源用1—100(℃/Sec)的温度梯度来加热所述感光元件，使所述感光元件表面的温度变成高于所述导电底基背表面的温度。
11.根据权利要求10所述的电照相设备，其中所述热源包含一个陶瓷基底，和一个置于所述陶瓷基底上的产热烧结体。
12.根据权利要求10所述的电照相设备，其中所述感光元件表面的温度上升高于所述导电底基背表面的温度上升。
13.根据权利要求10所述的电照相设备，其中所述感光元件表面的温度上升高于所述感光元件表面附近的空气的温度上升。
14.根据权利要求6所述的电照相设备，其中在25-45℃温度下的所述感光元件的接收电位的温度依赖性的绝对值是0.5(％/℃)或更小。
15.根据权利要求14所述的电照相设备，还包含一个用于支持所述感光元件的导电底基，和一个置于所述感光元件表面附近的热源；并且其中所述热源用1—100(℃/sec)的温度梯度来加热所述感光元件，使所述感光元件表面的温度变成高于所述导电底基背表面的温度。
16.根据权利要求1至15中任何一项所述的电照相设备，其中所述感光元件有一个光电导层，它提供光电导性，并由包含作基本成分的硅原子和包含氢原子和/或卤素原子的非晶材料制成；并且所述光电导层包含10—30原子％的氢原子和/或卤素原子，和，在所述光电导层中，在入射光的至少一个部位从次带隙光吸收谱得到的指数函数谱尾的特征能量是50—60(meV)，和在0.45—0.95(eV)的导带下端的局部电平密度是1×1014—5×1015(cm-3)。
17.一种电照相设备包括一个能够在其上承载调色剂的感光元件，其中在25—45℃温度下的所述感光元件的接收电位的温度依赖性的绝对值是0.5(％/℃)或更小；一个潜影形成装置，用于在所述感光元件上形成潜影；一个显影装置，用于以调色剂把潜影显影成调色剂象；一个转印装置，用于把在所述感光元件上形成的调色剂象在某一转印位置转印到转印材料中；一个收集装置，用于在所述感光元件的一个表面通过所述转印位置以后从所述表面收集调色剂，一个调色剂输送装置，用于把由所述收集装置收集的调色剂输送到所述显影装置；和一个热源，它置于所述感光元件表面附近，且适合于用1—100(℃/sec)的温度梯度来加热所述感光元件。
18.根据权利要求17所述的电照相设备，其中所述热源包含一个陶瓷基底，和一个置于所述陶瓷基底上的产热烧结体。
19.根据权利要求18所述的电照相设备，其中所述感光元件表面的温度上升大于所述导电底基背表面的温度上升。
20.根据权利要求18所述的电照相设备，其中所述感光元件表面的温度上升大于所述感光元件表面附近的空气的温度上升。
21.根据权利要求17至20中任何一项所述的电照相设备，其中所述感光元件具有一个光电导层，它提供光电导性，和由包含作基本成分的硅原子和包含氢原子和/或卤素原子的非晶材料制成；并且所述光电导层包含10—30原子％的氢原子和或卤素原子，和，在所述光电导层中，在入射光的至少一个部位从次带隙光吸收谱得到的指数函数谱尾的特征能量是50—60(meV)，和在0.45—0.95(eV)的导带下端的局部电平密度是1×1014—5×1015(cm-3)。
全文摘要
本发明提供一种电照相设备，它包括一个能够在其上承载调色剂的感光元件，一个用于在感光元件上形成潜影的潜影形成装置，一个用于把潜影用调色剂显影成调色剂影象的显影装置；一个用于把在感光元件上形成的调色剂影象在某一转印位置转移到转印材料上的转印装置，一个用于在感光元件的一个表面通过转印位置以后从该表面收集调色剂的收集装置，和一个调色剂输送装置。
文档编号G03G9/08GK1132864SQ9512023
公开日1996年10月9日 申请日期1995年12月7日 优先权日1994年12月7日
发明者江原俊幸, 山崎晃司, 唐木哲也 申请人:佳能株式会社