電子照相感光構件、其制造方法和電子照相設備技術

本發明專利技術涉及電子照相感光構件、其制造方法和電子照相設備。電子照相感光構件的表面層具有其中碳原子數相對于硅原子數與碳原子數之和的比例從光導電層側朝向電子照相感光構件的表面側逐漸增加的變化區域，其中變化區域具有包含第13族原子的上部電荷注入阻止部分，和與上部電荷注入阻止部分相比位于更靠近電子照相感光構件的表面側的位置且不含第13族原子的表面側部分，并且表面側部分與上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分中第13族原子的分布是急劇的。

【技術實現步驟摘要】
電子照相感光構件、其制造方法和電子照相設備
本專利技術涉及一種電子照相感光構件及其制造方法，和具有所述電子照相感光構件的電子照相設備。
技術介紹
作為一種用于電子照相設備的電子照相感光構件(以下也簡稱作“感光構件”)，已知采用氫化非晶硅作為光導電性材料的感光構件(以下也稱作“a-Si感光構件”)。所述a-Si感光構件通常通過采用成膜方法如等離子體CVD法在導電性基體(conductive substrate)(以下也簡稱作“基體”)上形成由氫化非晶娃形成的光導電層來制造。常規地，已經研究了改進a-Si感光構件的各種特性如電特性、光學特性、光導電特性、使用環境特性和經時穩定性。作為改進a-Si感光構件的特性的技術之一，已知在由氫化非晶硅(以下也稱作“a-Si”)形成的光導電層上設置由氫化非晶碳化硅(以下也稱作“a-SiC”)形成的表面層的技術。在日本專利申請特開2002-236379中，描述了在由a_SiC形成的表面層中，設置其中碳原子數(C)相對于硅原子數(Si)與碳原子數(C)之和的比例(C/(Si+C))由光導電層側朝向感光構件的表面側逐漸增加的區域(在本專利技術中，以下也稱作“變化區域”)，并使該變化區域包含屬于周期表中第13族的原子(以下也稱作“第13族原子”)。近年來，電子照相設備的數字化和全色化日益獲得進展，輸出圖像的圖像質量變得更高。在數字化和全色化的電子照相設備中，為提高輸出圖像的圖像質量，在很多情況下，采用負充電(negative electrification)用于使感光構件帶電,采用圖像區域曝光法(IAE)用于形成靜電潛像，和選擇負性調色劑作為彩色調色劑。因此，負帶電用的感光構件需要具有盡可能阻止電荷(電子)由感光層的表面注入光導電層的功能，以具有使感光構件負帶電時的帶電能力(charging ability)。常規地，如在日本專利申請特開2002-236379中描述的，已經嘗試在負帶電用的a-Si感光構件中，通過在表面層中設置包含第13族原子的部分作為阻止電荷由感光構件的表面注入光導電層的部分，提高使感光構件負帶電時顯示的帶電能力。然而，近年來，輸出大量數字化信息的情況增多，因而對高速輸出圖像的要求增高。為高速輸出圖像，進一步提高感光構件的帶電能力和感光度(luminous sensitivity)是必要的。本專利技術的一個目的在于提供使電子照相感光構件負帶電時的帶電能力和感光度優異的電子照相感光構件、其制造方法和具有所述電子照相感光構件的電子照相設備。
技術實現思路
當將感光構件設置在電子照相設備上并且電子照相設備中充電裝置(一次電裝置)的輸出增加時，響應該增加感光構件的表面上保持的電荷量增加，并且感光構件的表面電位變高。當如上所述高速輸出圖像時，導致感光構件的表面的移動速度(感光構件的旋轉速度)增加，結果，感光構件的表面通過面向充電裝置的位置的時間縮短，因此由充電裝置供給至感光構件的表面的電荷量趨于下降。由于此，感光構件變得難以獲得預定的表面電位。另外，當由充電裝置供給至感光構件的表面的電荷量相對小時，感光構件的表面電位與由充電裝置供給至感光構件的表面的電荷量形成線性關系。然而，當由充電裝置供給至感光構件的表面的電荷量增加時，該線性關系受損，感光構件變得難以獲得預定的表面電位。由于此，為使感光構件獲得預定表面電位，充電裝置需要進一步提高供給至感光構件的表面的電荷量。本專利技術人研究了上述線性關系受損的原因，結果，發現原因在于使表面層中的變化區域包含第13族原子的方式。表面層中的變化區域中包含第13族原子的部分(以下也稱作“上部電荷注入阻止部分”)是當已使感光構件的表面負帶電時，具有阻止負電荷由感光構件的表面注入光導電層的功能的部分。由于具有該功能，該上部電荷注入阻止部分采用構成變化區域的a-SiC作為基本材料，并包含第13族原子作為用于控制電傳導性的原子。由此，使得上部電荷注入阻止部分具有P型電傳導性，因此可阻止負電荷從感光構件的表面注入光導電層。另一方面，如果使得變化區域中的比上部電荷注入阻止部分更靠近感光構件的表面側的部分(以下也稱作“表面側部分”)不含用于控制電傳導性的原子如第13族原子，則導致表面側部分表現出I型電傳導性或弱N型電傳導性。變化區域中的表面側部分與上部電荷注入阻止部分接觸，因此在兩部分的費米能級彼此一致的狀態下形成平衡狀態。結果，在表面側部分與上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分中，上部電荷注入阻止部分中導帶的能級相對于表面側部分中導帶的能級急劇增力口。換言之，在表面側部分與上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分形成高能壘。當在此狀態下由感光構件的表面朝向光導電層注入負電荷時，通過在邊界部分中的上述能壘抑制負電荷由變化區域中的表面側部分向上部電荷注入阻止部分的注入。當通過等離子體CVD法形成表面層中的變化區域時，例如，變化區域中的上部電荷注入阻止部分通過將用于供給第13族原子的原料氣體與用于導入硅原子的原料氣體和用于導入碳原子的原料氣體一起導入至反應容器內形成。常規地，在形成表面層內的變化區域的工藝中，將用于導入硅原子的原料氣體和用于導入碳原子的原料氣體導入至反應容器中，在經過預定時間后，在將原料氣體的流量逐漸提升至預定流量的同時將用于供給第13族原子的原料氣體追加導入至反應容器內。然后，經過預定時間并形成包含第13族原子的部分(上部電荷注入阻止部分)后，逐漸減少導入至反應容器的用于供給第13族原子的原料氣體的量，最終完成用于供給第13族原子的原料氣體至反應容器的導入。以此方式形成的上部電荷注入阻止部分還具有P型電傳導性，從而具有阻止負電荷由感光構件的表面注入光導電層的功能。然而，在變化區域中的表面側部分與上部電荷注入阻止部分之間的常規邊界部分中，導入至反應容器的用于供給第13族原子的原料氣體的量逐漸降低，從而第13族原子的含量從上部電荷注入阻止部分側朝向表面側部分側逐漸減少。基于此原因，在變化區域中的表面側部分與上部電荷注入阻止部分之間的常規邊界部分中，電傳導性由P型電傳導性逐漸變為I型電傳導性或弱N型電傳導性。結果，在變化區域中的表面側部分與上部電荷注入阻止部分之間的常規邊界部分中，導致能級由表面側部分的導帶的能級逐漸變為上部電荷注入阻止部分的導帶的能級。換言之，認為在變化區域中的表面側部分與上部電荷注入阻止部分之間的常規邊界部分中，未形成足夠的能壘。當在此狀態下由感光部件的表面朝向光導電層注入負電荷時，難以抑制負電荷由變化區域中的表面側部分向上部電荷注入阻止部分的注入，因為上述邊界部分的能壘不高。當由充電裝置供給至感光構件表面的負電荷的量增加時，特別地，由于頻帶偏移，由變化區域中的表面側部分注入上部電荷注入阻止部分的負電荷的量顯著增加。由于此，認為當由充電裝置供給至感光構件表面的電荷(負電荷)的量增加時，上述線性關系受損。從以上所述，認為，為獲得使感光構件負帶電時的帶電能力優異的a-Si感光構件，控制a-Si感光構件表面層中的變化區域中的表面側部分與上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分中第13族原子的分布是非常重要的。具體地，認為，為獲得使感光構件負帶電時的帶電能力優異的a-Si感光構件，控制第13族原子的分布以使得第13族原子在邊界部分中由表面側本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種負帶電用的電子照相感光構件，其包括：導電性基體；在所述導電性基體上的由氫化非晶硅形成的光導電層；和在所述光導電層上的由氫化非晶碳化硅形成的表面層，其中所述表面層具有碳原子數(C)相對于硅原子數(Si)與碳原子數(C)之和的比例(C/(Si+C))由所述光導電層側朝向所述電子照相感光構件的表面側逐漸增加的變化區域，所述變化區域具有包含第13族原子的上部電荷注入阻止部分，和位于比所述上部電荷注入阻止部分更靠近所述電子照相感光構件的表面側的位置且不含第13族原子的表面側部分，和當用以下評價方法A評價所述表面側部分與所述上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分中第13族原子的分布的急劇性時，所述急劇性滿足以下表達式(A7)表示的關系，其中第13族原子的分布的急劇性的評價方法A包括以下步驟：(A1)通過SIMS分析得到所述電子照相感光構件的表面的深度輪廓；(A2)在所述深度輪廓中，使D表示距所述電子照相感光構件的表面的距離，使距離D的函數f(D)表示在距離D處第13族原子的離子強度，使f(DMAX)表示f(D)的最大值，使f″(D)表示f(D)的二階微分，使DA表示當D朝向所述光導電層增加時f″(D)由f″(D)=0變為f″(D)<0的點距離所述電子照相感光構件的表面的距離，和使DB表示f″(D)隨后由f″(D)<0變為f″(D)=0的點距離所述電子照相感光構件的表面的距離；(A3)使Ds表示：當從所述電子照相感光構件的表面觀察所述上部電荷注入阻止部分時，在滿足f((DA+DB)/2)≥f(DMAX)×0.5的距離D中的第一距離，和使基準離子強度f(Ds)表示在距離Ds處第13族原子的離子強度f(D)；(A4)使急劇性ΔZ表示沿所述邊界部分的厚度方向的長度，其中當從所述電子照相感光構件的表面觀察并將基準離子強度f(Ds)確定為100%時，所述表面側部分與所述上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分中第13族原子的離子強度由16%增加至84%；(A5)制作基準層壓膜A，其具有依次堆疊的具有對應于所述上部電荷注入阻止部分的組成的膜A1和具有對應于所述表面側部分的組成的膜A2；(A6)相對于所述基準層壓膜A，將膜A2的表面確定為所述基準層壓膜A的表面，和采用與步驟(A1)?(A4)類似的步驟確定在所述基準層壓膜A的所述膜A2與所述膜A1之間的邊界部分中的急劇性ΔZ0；和(A7)確定1.0≤ΔZ/ΔZ0≤3.0???(A7)。...

【技術特征摘要】
2013.02.22 JP 2013-0336481.一種負帶電用的電子照相感光構件，其包括:導電性基體；在所述導電性基體上的由氫化非晶娃形成的光導電層；和在所述光導電層上的由氫化非晶碳化娃形成的表面層，其中 所述表面層具有碳原子數(C)相對于硅原子數(Si)與碳原子數(C)之和的比例(c/(Si+C))由所述光導電層側朝向所述電子照相感光構件的表面側逐漸增加的變化區域，所述變化區域具有包含第13族原子的上部電荷注入阻止部分，和位于比所述上部電荷注入阻止部分更靠近所述電子照相感光構件的表面側的位置且不含第13族原子的表面側部分，和 當用以下評價方法A評價所述表面側部分與所述上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分中第13族原子的分布的急劇性時，所述急劇性滿足以下表達式(A7)表示的關系，其中第13族原子的分布的急劇性的評價方法A包括以下步驟: (Al)通過SIMS分析得到所述電子照相感光構件的表面的深度輪廓； (A2)在所述深度輪廓中，使D表示距所述電子照相感光構件的表面的距離，使距離D的函數f (D)表示在距離D處第13族原子的離子強度，使f (Dmax)表示f (D)的最大值，使f (D)表示f (D)的二階微分，使Da表示當D朝向所述光導電層增加時f (D)由f (D)=O變為f (D)〈O的點距離所述電子照相感光構件的表面的距離，和使Db表示f (D)隨后由f (D)〈O變為f (D)=O的點距離所述電子照相感光構件的表面的距離； (A3)使Ds表示:當從所述電子照相感光構件的表面觀察所述上部電荷注入阻止部分時，在滿足f ((Da+Db)/2)≥f (Dmax) X0.5的距離D中的第一距離，和 使基準離子強度f(Ds)表示在距離Ds處第13族原子的離子強度f (D)； (A4)使急劇性ΛΖ表示沿所述邊界部分的厚度方向的長度，其中當從所述電子照相感光構件的表面觀察并將基準離子強度f (Ds)確定為100%時，所述表面側部分與所述上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分中第13族原子的離子強度由16%增加至84% ； (A5)制作基準層壓膜A，其具有依次堆疊的具有對應于所述上部電荷注入阻止部分的組成的膜A1和具有對應于所述表面側部分的組成的膜A2 ； (A6)相對于所述基準層壓膜A，將膜A2的表面確定為所述基準層壓膜A的表面，和采用與步驟(A1)-(A4)類似的步驟確定在所述基準層壓膜A的所述膜A2與所述膜A1之間的邊界部分中的急劇性AZtl;和 (A7)確定 1.0 ≤ ΛΖ/ΛΖ。≤ 3.0 (A7)。2.根據權利要求1所述的電子照相感光構件，其中在所述變化區域中碳原子數(C)相對于硅原子數(Si)與碳原子數(C)之和的比例(C/(Si+C))為大于0.00且0.30以下的部分中設置所述上部電荷注入阻止部分。3.根據權利要求1所述的電子照相感光構件，其中當在所述上部電荷注入阻止部分是所述表面層中最靠近所述光導電層側的部分的情況下所述上部電荷注入阻止部分與所述光導電層之間的邊界部分中，或在所述變化區域具有位于比所述上部電荷注入阻止部分更靠近所述光導電層側的位置的光導電層側部分的情況下所述上部電荷注入阻止部分與所述光導電側部分之間的邊界部分中，第13族原子的分布的急劇性采用以下評價方法B評價時，所述急劇性滿足以下表達式(B7)表示的關系，其中 第13族原子的分布的急劇性的評價方法B包括以下步驟:(BI)通過SIMS分析得到所述電子照相感光構件的表面的深度輪廓； (B2)在所述深度輪廓中，使E表示距所述光導電層或所述光導電層側部分與所述上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分的距離，使距離E的函數g(E)表示在距離E處第13族原子的離子強度，使g (E)表示g(E)的二階微分，使g(EMX)表示g(E)的最大值，使EA表示當E朝向所述電子照相感光構件的表面增加時g (E)由g (E)=O變為g (E)〈0的點距離所述光導電層或所述光導電層側部分與所述上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分的距離，和使Eb表示g (E)由g (E)〈0變為g (E)=O的點距離所述光導電層或所述光導電層側部分與所述上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分的距離； (B3)使Es表示:當從所述光導電層或所述光導電層側部分與所述上部電荷注入阻止部分之間的邊界部分觀察所述上部電荷注入阻止部分時，在滿足g((EA+EB)/2)≥g (Em...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白砂壽康，西村悠，
申請(專利權)人：佳能株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP