电子照相感光构件、其制造方法和电子照相设备技术

本发明专利技术涉及电子照相感光构件、其制造方法和电子照相设备。电子照相感光构件的表面层具有其中碳原子数相对于硅原子数与碳原子数之和的比例从光导电层侧朝向电子照相感光构件的表面侧逐渐增加的变化区域，其中变化区域具有包含第13族原子的上部电荷注入阻止部分，和与上部电荷注入阻止部分相比位于更靠近电子照相感光构件的表面侧的位置且不含第13族原子的表面侧部分，并且表面侧部分与上部电荷注入阻止部分之间的边界部分中第13族原子的分布是急剧的。

【技术实现步骤摘要】
电子照相感光构件、其制造方法和电子照相设备
本专利技术涉及一种电子照相感光构件及其制造方法，和具有所述电子照相感光构件的电子照相设备。
技术介绍
作为一种用于电子照相设备的电子照相感光构件(以下也简称作“感光构件”)，已知采用氢化非晶硅作为光导电性材料的感光构件(以下也称作“a-Si感光构件”)。所述a-Si感光构件通常通过采用成膜方法如等离子体CVD法在导电性基体(conductive substrate)(以下也简称作“基体”)上形成由氢化非晶娃形成的光导电层来制造。常规地，已经研究了改进a-Si感光构件的各种特性如电特性、光学特性、光导电特性、使用环境特性和经时稳定性。作为改进a-Si感光构件的特性的技术之一，已知在由氢化非晶硅(以下也称作“a-Si”)形成的光导电层上设置由氢化非晶碳化硅(以下也称作“a-SiC”)形成的表面层的技术。在日本专利申请特开2002-236379中，描述了在由a_SiC形成的表面层中，设置其中碳原子数(C)相对于硅原子数(Si)与碳原子数(C)之和的比例(C/(Si+C))由光导电层侧朝向感光构件的表面侧逐渐增加的区域(在本专利技术中，以下也称作“变化区域”)，并使该变化区域包含属于周期表中第13族的原子(以下也称作“第13族原子”)。近年来，电子照相设备的数字化和全色化日益获得进展，输出图像的图像质量变得更高。在数字化和全色化的电子照相设备中，为提高输出图像的图像质量，在很多情况下，采用负充电(negative electrification)用于使感光构件带电,采用图像区域曝光法(IAE)用于形成静电潜像，和选择负性调色剂作为彩色调色剂。因此，负带电用的感光构件需要具有尽可能阻止电荷(电子)由感光层的表面注入光导电层的功能，以具有使感光构件负带电时的带电能力(charging ability)。常规地，如在日本专利申请特开2002-236379中描述的，已经尝试在负带电用的a-Si感光构件中，通过在表面层中设置包含第13族原子的部分作为阻止电荷由感光构件的表面注入光导电层的部分，提高使感光构件负带电时显示的带电能力。然而，近年来，输出大量数字化信息的情况增多，因而对高速输出图像的要求增高。为高速输出图像，进一步提高感光构件的带电能力和感光度(luminous sensitivity)是必要的。本专利技术的一个目的在于提供使电子照相感光构件负带电时的带电能力和感光度优异的电子照相感光构件、其制造方法和具有所述电子照相感光构件的电子照相设备。
技术实现思路
当将感光构件设置在电子照相设备上并且电子照相设备中充电装置(一次电装置)的输出增加时，响应该增加感光构件的表面上保持的电荷量增加，并且感光构件的表面电位变高。当如上所述高速输出图像时，导致感光构件的表面的移动速度(感光构件的旋转速度)增加，结果，感光构件的表面通过面向充电装置的位置的时间缩短，因此由充电装置供给至感光构件的表面的电荷量趋于下降。由于此，感光构件变得难以获得预定的表面电位。另外，当由充电装置供给至感光构件的表面的电荷量相对小时，感光构件的表面电位与由充电装置供给至感光构件的表面的电荷量形成线性关系。然而，当由充电装置供给至感光构件的表面的电荷量增加时，该线性关系受损，感光构件变得难以获得预定的表面电位。由于此，为使感光构件获得预定表面电位，充电装置需要进一步提高供给至感光构件的表面的电荷量。本专利技术人研究了上述线性关系受损的原因，结果，发现原因在于使表面层中的变化区域包含第13族原子的方式。表面层中的变化区域中包含第13族原子的部分(以下也称作“上部电荷注入阻止部分”)是当已使感光构件的表面负带电时，具有阻止负电荷由感光构件的表面注入光导电层的功能的部分。由于具有该功能，该上部电荷注入阻止部分采用构成变化区域的a-SiC作为基本材料，并包含第13族原子作为用于控制电传导性的原子。由此，使得上部电荷注入阻止部分具有P型电传导性，因此可阻止负电荷从感光构件的表面注入光导电层。另一方面，如果使得变化区域中的比上部电荷注入阻止部分更靠近感光构件的表面侧的部分(以下也称作“表面侧部分”)不含用于控制电传导性的原子如第13族原子，则导致表面侧部分表现出I型电传导性或弱N型电传导性。变化区域中的表面侧部分与上部电荷注入阻止部分接触，因此在两部分的费米能级彼此一致的状态下形成平衡状态。结果，在表面侧部分与上部电荷注入阻止部分之间的边界部分中，上部电荷注入阻止部分中导带的能级相对于表面侧部分中导带的能级急剧增力口。换言之，在表面侧部分与上部电荷注入阻止部分之间的边界部分形成高能垒。当在此状态下由感光构件的表面朝向光导电层注入负电荷时，通过在边界部分中的上述能垒抑制负电荷由变化区域中的表面侧部分向上部电荷注入阻止部分的注入。当通过等离子体CVD法形成表面层中的变化区域时，例如，变化区域中的上部电荷注入阻止部分通过将用于供给第13族原子的原料气体与用于导入硅原子的原料气体和用于导入碳原子的原料气体一起导入至反应容器内形成。常规地，在形成表面层内的变化区域的工艺中，将用于导入硅原子的原料气体和用于导入碳原子的原料气体导入至反应容器中，在经过预定时间后，在将原料气体的流量逐渐提升至预定流量的同时将用于供给第13族原子的原料气体追加导入至反应容器内。然后，经过预定时间并形成包含第13族原子的部分(上部电荷注入阻止部分)后，逐渐减少导入至反应容器的用于供给第13族原子的原料气体的量，最终完成用于供给第13族原子的原料气体至反应容器的导入。以此方式形成的上部电荷注入阻止部分还具有P型电传导性，从而具有阻止负电荷由感光构件的表面注入光导电层的功能。然而，在变化区域中的表面侧部分与上部电荷注入阻止部分之间的常规边界部分中，导入至反应容器的用于供给第13族原子的原料气体的量逐渐降低，从而第13族原子的含量从上部电荷注入阻止部分侧朝向表面侧部分侧逐渐减少。基于此原因，在变化区域中的表面侧部分与上部电荷注入阻止部分之间的常规边界部分中，电传导性由P型电传导性逐渐变为I型电传导性或弱N型电传导性。结果，在变化区域中的表面侧部分与上部电荷注入阻止部分之间的常规边界部分中，导致能级由表面侧部分的导带的能级逐渐变为上部电荷注入阻止部分的导带的能级。换言之，认为在变化区域中的表面侧部分与上部电荷注入阻止部分之间的常规边界部分中，未形成足够的能垒。当在此状态下由感光部件的表面朝向光导电层注入负电荷时，难以抑制负电荷由变化区域中的表面侧部分向上部电荷注入阻止部分的注入，因为上述边界部分的能垒不高。当由充电装置供给至感光构件表面的负电荷的量增加时，特别地，由于频带偏移，由变化区域中的表面侧部分注入上部电荷注入阻止部分的负电荷的量显著增加。由于此，认为当由充电装置供给至感光构件表面的电荷(负电荷)的量增加时，上述线性关系受损。从以上所述，认为，为获得使感光构件负带电时的带电能力优异的a-Si感光构件，控制a-Si感光构件表面层中的变化区域中的表面侧部分与上部电荷注入阻止部分之间的边界部分中第13族原子的分布是非常重要的。具体地，认为，为获得使感光构件负带电时的带电能力优异的a-Si感光构件，控制第13族原子的分布以使得第13族原子在边界部分中由表面侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负带电用的电子照相感光构件，其包括：导电性基体；在所述导电性基体上的由氢化非晶硅形成的光导电层；和在所述光导电层上的由氢化非晶碳化硅形成的表面层，其中所述表面层具有碳原子数(C)相对于硅原子数(Si)与碳原子数(C)之和的比例(C/(Si+C))由所述光导电层侧朝向所述电子照相感光构件的表面侧逐渐增加的变化区域，所述变化区域具有包含第13族原子的上部电荷注入阻止部分，和位于比所述上部电荷注入阻止部分更靠近所述电子照相感光构件的表面侧的位置且不含第13族原子的表面侧部分，和当用以下评价方法A评价所述表面侧部分与所述上部电荷注入阻止部分之间的边界部分中第13族原子的分布的急剧性时，所述急剧性满足以下表达式(A7)表示的关系，其中第13族原子的分布的急剧性的评价方法A包括以下步骤：(A1)通过SIMS分析得到所述电子照相感光构件的表面的深度轮廓；(A2)在所述深度轮廓中，使D表示距所述电子照相感光构件的表面的距离，使距离D的函数f(D)表示在距离D处第13族原子的离子强度，使f(DMAX)表示f(D)的最大值，使f″(D)表示f(D)的二阶微分，使DA表示当D朝向所述光导电层增加时f″(D)由f″(D)=0变为f″(D)<0的点距离所述电子照相感光构件的表面的距离，和使DB表示f″(D)随后由f″(D)<0变为f″(D)=0的点距离所述电子照相感光构件的表面的距离；(A3)使Ds表示：当从所述电子照相感光构件的表面观察所述上部电荷注入阻止部分时，在满足f((DA+DB)/2)≥f(DMAX)×0.5的距离D中的第一距离，和使基准离子强度f(Ds)表示在距离Ds处第13族原子的离子强度f(D)；(A4)使急剧性ΔZ表示沿所述边界部分的厚度方向的长度，其中当从所述电子照相感光构件的表面观察并将基准离子强度f(Ds)确定为100%时，所述表面侧部分与所述上部电荷注入阻止部分之间的边界部分中第13族原子的离子强度由16%增加至84%；(A5)制作基准层压膜A，其具有依次堆叠的具有对应于所述上部电荷注入阻止部分的组成的膜A1和具有对应于所述表面侧部分的组成的膜A2；(A6)相对于所述基准层压膜A，将膜A2的表面确定为所述基准层压膜A的表面，和采用与步骤(A1)‑(A4)类似的步骤确定在所述基准层压膜A的所述膜A2与所述膜A1之间的边界部分中的急剧性ΔZ0；和(A7)确定1.0≤ΔZ/ΔZ0≤3.0   (A7)。...

【技术特征摘要】
2013.02.22 JP 2013-0336481.一种负带电用的电子照相感光构件，其包括:导电性基体；在所述导电性基体上的由氢化非晶娃形成的光导电层；和在所述光导电层上的由氢化非晶碳化娃形成的表面层，其中 所述表面层具有碳原子数(C)相对于硅原子数(Si)与碳原子数(C)之和的比例(c/(Si+C))由所述光导电层侧朝向所述电子照相感光构件的表面侧逐渐增加的变化区域，所述变化区域具有包含第13族原子的上部电荷注入阻止部分，和位于比所述上部电荷注入阻止部分更靠近所述电子照相感光构件的表面侧的位置且不含第13族原子的表面侧部分，和 当用以下评价方法A评价所述表面侧部分与所述上部电荷注入阻止部分之间的边界部分中第13族原子的分布的急剧性时，所述急剧性满足以下表达式(A7)表示的关系，其中第13族原子的分布的急剧性的评价方法A包括以下步骤: (Al)通过SIMS分析得到所述电子照相感光构件的表面的深度轮廓； (A2)在所述深度轮廓中，使D表示距所述电子照相感光构件的表面的距离，使距离D的函数f (D)表示在距离D处第13族原子的离子强度，使f (Dmax)表示f (D)的最大值，使f (D)表示f (D)的二阶微分，使Da表示当D朝向所述光导电层增加时f (D)由f (D)=O变为f (D)〈O的点距离所述电子照相感光构件的表面的距离，和使Db表示f (D)随后由f (D)〈O变为f (D)=O的点距离所述电子照相感光构件的表面的距离； (A3)使Ds表示:当从所述电子照相感光构件的表面观察所述上部电荷注入阻止部分时，在满足f ((Da+Db)/2)≥f (Dmax) X0.5的距离D中的第一距离，和 使基准离子强度f(Ds)表示在距离Ds处第13族原子的离子强度f (D)； (A4)使急剧性ΛΖ表示沿所述边界部分的厚度方向的长度，其中当从所述电子照相感光构件的表面观察并将基准离子强度f (Ds)确定为100%时，所述表面侧部分与所述上部电荷注入阻止部分之间的边界部分中第13族原子的离子强度由16%增加至84% ； (A5)制作基准层压膜A，其具有依次堆叠的具有对应于所述上部电荷注入阻止部分的组成的膜A1和具有对应于所述表面侧部分的组成的膜A2 ； (A6)相对于所述基准层压膜A，将膜A2的表面确定为所述基准层压膜A的表面，和采用与步骤(A1)-(A4)类似的步骤确定在所述基准层压膜A的所述膜A2与所述膜A1之间的边界部分中的急剧性AZtl;和 (A7)确定 1.0 ≤ ΛΖ/ΛΖ。≤ 3.0 (A7)。2.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中在所述变化区域中碳原子数(C)相对于硅原子数(Si)与碳原子数(C)之和的比例(C/(Si+C))为大于0.00且0.30以下的部分中设置所述上部电荷注入阻止部分。3.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中当在所述上部电荷注入阻止部分是所述表面层中最靠近所述光导电层侧的部分的情况下所述上部电荷注入阻止部分与所述光导电层之间的边界部分中，或在所述变化区域具有位于比所述上部电荷注入阻止部分更靠近所述光导电层侧的位置的光导电层侧部分的情况下所述上部电荷注入阻止部分与所述光导电侧部分之间的边界部分中，第13族原子的分布的急剧性采用以下评价方法B评价时，所述急剧性满足以下表达式(B7)表示的关系，其中 第13族原子的分布的急剧性的评价方法B包括以下步骤:(BI)通过SIMS分析得到所述电子照相感光构件的表面的深度轮廓； (B2)在所述深度轮廓中，使E表示距所述光导电层或所述光导电层侧部分与所述上部电荷注入阻止部分之间的边界部分的距离，使距离E的函数g(E)表示在距离E处第13族原子的离子强度，使g (E)表示g(E)的二阶微分，使g(EMX)表示g(E)的最大值，使EA表示当E朝向所述电子照相感光构件的表面增加时g (E)由g (E)=O变为g (E)〈0的点距离所述光导电层或所述光导电层侧部分与所述上部电荷注入阻止部分之间的边界部分的距离，和使Eb表示g (E)由g (E)〈0变为g (E)=O的点距离所述光导电层或所述光导电层侧部分与所述上部电荷注入阻止部分之间的边界部分的距离； (B3)使Es表示:当从所述光导电层或所述光导电层侧部分与所述上部电荷注入阻止部分之间的边界部分观察所述上部电荷注入阻止部分时，在满足g((EA+EB)/2)≥g (Em...

【专利技术属性】
技术研发人员：白砂寿康，西村悠，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP