專利名稱：成像設備和成像方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種成像設備和一種成像方法，如使用電子照相技術的靜電復印機和激光打印機。更具體地說，本發(fā)明涉及一種使磁粉和被充電物體接觸采用對被充電物體(下文稱充電體)充電的充電裝置的成像設備和方法。
(1)成像設備成像設備不僅廣泛地用作復印原稿的復印機而且也越來越多地用作計算機上的打印機和文字處理機。由于這種打印機不僅面對辦公用途而且開始為個人使用，因此要求有低成本和不需維修等經濟性能。
而且從生態(tài)環(huán)境的角度來說，除經濟性能外，還希望節(jié)省復印紙消耗。例如雙面復印或用再生紙，節(jié)省能耗，防止臭氧發(fā)出以不產生有害的生態(tài)影響。
廣泛使用的常規(guī)的電暈充電裝置通過將大約5～10KV的高壓加在約50～100μm的金屬線上使環(huán)境空氣離子化而對相應的物體充電。在充電過程中，所述金屬線由于吸塵變臟而需定期清洗或更換，而電暈放電也產生大量臭氧。
為節(jié)能，感光元件的加熱器的結構是一個問題。傳統(tǒng)的為延長壽命而有高表面硬度的電子照相感光元件吸收充電器反復使用產生的臭氧生成的臭氧衍生物。在高溫度條件下臭氧衍生物變濕引起感光元件表面電荷的橫向遷移。這種表面電荷遷移造成圖像抹污而損壞圖象質量。
為防止圖象抹污，提出了各種辦法，包括加熱感光元件，用磁輥和磁性調色劑構成的刷擦感光元件表面以除去臭氧衍生物，用彈性輥擦感光元件以移去電暈衍生物等等。
對感光元件表面的摩擦用于硬度極高的無定型硅感光元件，但是這種摩擦裝置使得裝置難以小型化和降低成本。另外，持續(xù)加熱感光元件造成能耗增加。在通常設備24小時連續(xù)通電時，加熱器的輸出通常大約為15～80W，雖然看起來不那么大，但構成成像設備總能耗的5～15％。
由于前述造成圖象抹污的臭氧也會損害人類及其他生物的健康，設備中放出的氣體通常經一除臭氧過濾器使臭氧降解或失活。尤其是個人用成像設備應盡可能不放出臭氧。
因此，要求一種有效地抑制感光元件充電時生成臭氧的經濟的方法。(2)充電裝置為解決上述問題提出了各種充電裝置。
日本專利申請公開號63-208878公開的接觸式充電方法通過和加了電壓的充電元件接觸對充電體表面充以預定電壓，它和廣泛使用的電暈充電器相比具有下述優(yōu)點。首先，使充電體獲得預定電壓所需電壓較低。其次，充電過程中不生成或基本上不生成臭氧，不需要除臭氧過濾器，簡化了設備的真空系統(tǒng)，設備不需維修。第三，不再需要如傳統(tǒng)地為防止由于臭氧或臭氧衍生物引起的圖象搭載元件表面阻值降低造成圖象抹污而整天不斷通電加熱以除潮，因此，包括夜間加熱的能耗大大地減少了。所以，這種接觸充電方法吸引人們的注意，并能轉化為一種對圖象搭載元件如用于成像設備(復印機、激光打印機)，靜電記錄設備等的感光元件和介電元件充電的裝置以代替電暈充電器。
這種接觸式充電裝置常常通過將充電體和刮板或片狀的固定的充電元件接觸以加一偏電壓對其充電。
圖1為接觸式充電裝置的一個例子。在圖中，接觸式充電裝置包括一個按箭頭A所示順時針方向以預定的鼓面運動速度(后文稱為“處理速度”)旋轉的鼓型電子照相感光元件即感光鼓101，和有電極102-1及電極表面上的電阻層102-2的接觸式充電元件102。電極102-1通常是如鉛，鋁合金，黃銅，銅，鐵和不銹鋼等金屬，或者是一種絕緣材料如樹脂和陶瓷，為使之導電而經過如涂金屬涂層或導電涂料涂層處理的絕緣材料制成。電阻層102-2常常是由聚丙烯和聚乙烯等樹脂或硅橡膠，和含有氧化鈦，碳粉，金屬粉之類導電填料的尿烷橡膠等合成橡膠制成。電阻層102-2的電阻范圍用HIOKI公司生產的MΩ測試儀在加250V到1KV電壓時測得為1×103到1×1012Ωcm。電源103加給充電元件102一個由電壓全幅值(Vpp)大于充電初始電壓二倍的交流電壓(Vac)和直流電壓(Vdc)組成的疊加電壓(Vac+Vdc)由此使旋轉的感光鼓101的圓周表面均勻充電。
然后一按圖象信號作強度調節(jié)了的激光束之類的光束105掃描感光鼓而在其上形成潛像。用從顯影套筒106轉移到感光鼓101的顯影劑將潛像顯影。然后顯影了的圖象由一轉印輥108轉印到紙張之類的轉印接收介質107上。感光鼓上殘留的未轉印的顯影劑被清潔刮板109從感光鼓101上除去。轉印接收介質107上轉印的圖象由圖中未標出的定影裝置定影，然后從設備中排出。
但是，在此系統(tǒng)中，由于充電元件和感光鼓直接接觸，該接觸型充電元件必然會消耗，必須定期更換。由于廣泛用于成像設備的無定型硅感光元件具有半永久性壽命，更換接觸式充電元件和省去成像設備的維修是相低觸的。因此，非常需要改進這種接觸式充電元件。
為滿足這種需要，用各種方式改進了接觸式充電裝置。例如，在日本專利公開號59-133569中公開的采用由一磁體和磁粉(或粒)材料組成的磁刷和感光元件接觸對其充電的系統(tǒng)。
圖2A所示就是這樣的例子。在圖2A中，接觸式充電裝置包括感光鼓101，一種承載圖象的元件。它是一個按箭頭A所示以預定的速度順時針旋轉的鼓形電子照相感光元件，和有多極磁體202-2和由磁粉在其上形成的磁刷層202-1的充電元件202。圖2B是該磁刷的側面示意圖。所述多極磁體202-2具有常由磁鐵和橡膠磁體及磁性材料制成的磁輥樣的圓柱體。所述的磁刷層202-1常常由粉末狀磁性鐵氧化物，粉灰狀磁鐵石，或一種已知的磁性調色劑材料制成的。充電元件的電阻按照環(huán)境條件，充電效率和感光元件表面層的介電強度來適當?shù)剡x擇。感光元件101和接觸式充電元件202之間的間隙固定為一定的距離以穩(wěn)定磁刷層202-1的擠壓。該距離優(yōu)選的范圍從50到2000μm，更優(yōu)選地從100到1000μm。電源203將直流電Vdc加到多極磁體202-2和磁刷層202-1上以對旋轉的感光鼓101的圓周表面均勻充電。
然后將強度調制得與圖象信號一致的激光束之類的光束105掃描感光鼓在其上形成潛像。該潛像為顯影套筒106中的顯影劑顯影。顯影后的圖象由轉印輥108轉印到轉印接收介質107上。感光元件上殘存的未轉印掉的顯影劑由清潔刮板109從感光鼓101上除去。轉印到接收介質107上的轉印圖象被圖中未畫出的定影裝置定影，然后被排出設備。
該系統(tǒng)改善了感光元件和接觸式充電元件的接觸性能和摩擦性能，并顯著地降低了其機械損耗和其他損耗。(3)非單晶硅型感光元件在電子照相中，構成感光元件的光導材料要求具有高感光性，高SN比[光電流(Ip)/暗電流(Id)]，吸收光譜和幅射電磁波光譜特性相匹配，快速光響應性，合乎需要的暗電阻，同時對人體無害等等性能。尤其是作為辦公器械用的成像設備中的感光元件要求使用時不造成公害。
具有上述特性的優(yōu)秀的材料是氫化無定型硅(這里稱為“a-SiH)，一種非單晶硅型材料。例如，日本專利公開號60-35059所描述的用于成像設備的感光元件。
用a-SiH的成像設備用感光元件是通過將導電支持體加熱到50～400℃用真空氣相沉積，噴涂離子涂復，熱CVD，光助CVD，等離子CVD之類的成膜方法在其上形成的a-Si的光導層來制備。在這些方法中等離子CVD更為實用和合適，其中源氣體被DC，高頻或微波輝光放電而降解，而在支持體上形成了a-Si沉積膜。
作為另一種方法，在日本專利申請公開號54-83746公開一種成像設備用感光元件包括導電支持體和由含有鹵原子為結構元素的無定型硅(這里稱為“a-Si＂X)，即非單晶硅材料的一種，構成的光導層。日本專利申請公開號54-83746中的含有鹵原子的量為1到40原子％的a-Si使得光導層具有高抗熱性，以及使成像設備的感光元件的光導層具有出色的光電特性。
日本專利申請公開號57-11556公開了在由主要含硅原子的無定型材料構成的光導層上形成一由含硅原子和碳原子的非光導無定型材料構成的表面層，由此改進了電性能，光性能和暗電阻，感光性以及光響應性能等光導性能、抗溫性等環(huán)境特性和應用穩(wěn)定性。
日本專利申請公開號60-67951公開了含無定型硅，碳，氧，氟的感光元件的光透射隔絕覆蓋涂層的疊層。
日本專利申請公開號62-168161公開了用含有硅原子，碳原子和41-70原子％的氫原子為組成元素的無定型材料形成的表面層。
日本專利申請公開號57-158650公開了一種用含10～40原子％的氫原子的并且2100cm-1處的IR吸收系數(shù)與2100cm-1處的IR吸收系數(shù)的比值從0.2到1.7的a-SiH為光導層的高感光性和高電阻率的成像設備用感光元件。
日本專利申請公開號60-95551公開了一種用對無定型硅感光元件成像質量的改進，其中感光元件的表面溫度和粘度在充電，曝光顯影和轉印的整個成像過程中始終保持在30到40℃以避免由于感光元件表面吸水造成表面電阻率下降而引起圖象抹污。
上述技術改進了成像感光元件的電性能，光性能，光導特性以及環(huán)境特性，因此改善了圖象質量。(4)用于減少有害的環(huán)境效應的加熱器為避免前述的感光元件的濕度造成的圖象抹污，常在感光元件內安一加熱器。一般說來，圓筒形感光元件內常配有平面形或棒形電加熱器。
日本實用新型申請?zhí)?-34205公開了用加熱器加熱以避免圖象抹污。但是不斷地加熱如上所述增加了能耗。
另一方面，上述的無定型硅感光元件用于成像設備時遇到下述問題。(無定型硅感光元件的生產工藝將在后面詳細說明)為滿足商業(yè)機器小型化的要求，采用前述用磁顆柱為電刷的加電壓型充電裝置和傳統(tǒng)的電暈充電裝置相比可縮小成像設備的尺寸，但是即便這種用磁顆粒為電刷的充電裝置不產生或基本不產生臭氧，這種與其他感光元件相比有較長壽命的無定型硅感光元件必須要用磁刷之類的清潔器摩擦和/或用加熱器加熱。因此，在連續(xù)不用磁刷類的清潔器摩擦時不易在長期內避免圖象抹污。另一方面，為配有用于摩擦以清潔的磁刷而不能進一步小型化。
除了上述圖象抹污的問題以外，若感光元件的性能極大地有賴于溫度，則感光元件的溫度需由加熱器來控制，這樣減少感光元件的直徑以縮小設備就非常困難。
因此，隨著成像設備以及電子照相圖象成像方法的發(fā)展，成像設備的感光元件的電子照相特性，充電裝置和成像設備應就上述問題進行改進。
本發(fā)明的目的之一是提供一種成像設備，它采用一種不放電的新型充電系統(tǒng)且符合生態(tài)要求，其中所用充電體具有較小的溫度依賴性能，磁粉和充電體接觸以充電，不需加熱源而節(jié)約了能量，并可長期提供高質量圖像。
本發(fā)明的另一目的是提供一種使用上述成像設備成像的方法。
本發(fā)明的成像設備通過將電壓加到由一圓筒形多極磁體及其表面層上由磁粉形成的刷層構成的充電元件，通過反向運動摩擦該刷層表面和充電對象表面而對充電體表面充電，在充電體表面形成靜電潛像，其中所述的充電體是帶有位于導電支持體上由含硅原子為模以及氫和/或鹵原子的非晶材料構成的光導層的感光元件，所述的光導層含氫10到30原子％Si-H2/Si-H的比值從0.2到0.5，態(tài)密度從1×1014cm-3到1×1016cm-3至少光傳導部分的次能帶光吸收譜的指數(shù)曲線拖尾的特征能是50到60meV，且表面電阻率從1×1010到5×1015Ωcm，所述的多極磁體的磁力不低于500G，所述的磁粉的電阻率從1×104到1×109Ωcm，顆粒直徑從10到50μm，充電體和刷層的點接觸時間不短于10msec，所述的充電元件和充電體相對移動的速度有(a-b)/a×100％不少于110％的關系，其中a為充電體的移動速度，b為充電元件的移動速度，充電體的旋轉方向定為正向。該設備還可選擇地有一用于從充電體上消除電荷的光電荷消除裝置。
本發(fā)明的成像方法是將電壓加在由圓筒形多極磁體及其圓周表面上由磁粉形成的刷層構成的充電元件上，通過反向運動用刷層表面摩擦充電體表面對其充電，以成像方式照射充電體表面在其上形成靜電潛像，其中所述的充電體是帶有位于導電支持體上的由含硅原子為模以及氫或/和鹵原子的非單晶材料構成的光導層的感光元件；所述的光導層含氫范圍從16到30原子％，Si-H2/Si-H的比值范圍0.2到0.5，態(tài)密度1×1014cm-3到1×1016cm-3和至少光傳導部分的次能帶光吸收譜的指數(shù)曲線拖尾的特征能從50到60mev，表面電阻率從1×1016到5×1015Ωcm；所述的多極磁體的磁力不低于500G；所述的磁粉的電阻率從1×104到1×109Ωcm；顆粒直徑10到50μm；充電體和刷層的點接觸時間不短于10msec；所述的充電元件和所述充電體相對運動的速度有(a-b)/a×100％不少于110％的關系，其中a是充電體的運動速度，b是充電元件的運動速度；充電體的旋轉方向定為正向。
本發(fā)明所用的充電體是一感光元件，該感光元件包括導電支持體和由含硅原子為模以及氫或/和鹵原子的具有光導性的非單晶材料構成的光導層和具有留住電荷功能的表面層構成的受光層，其中所述光導層含氫10到30原子％；態(tài)密度1×1014到1×1016cm-3，至少光導部分的次能帶光吸收譜的指數(shù)曲線拖尾特征能從50到60mev，因此無定型硅感光元件的固有光記憶降低了，溫度對電的依賴性降低而可以省去感光元件的溫度控制。而且，表面層電阻率為1×1010到1×1015Ωcm，多極磁體的磁力不低于500G；磁粉的電阻率為1×104到1×109Ωcm，顆粒直徑10到50μm；充電體和充電元件的點接觸時間不短于10msec；因此，可得高充電效率和足夠的均平效果，它可省去消除電荷曝光或使得即使同強消除電荷曝光對上述光導層曝光也可得到充分的充電均勻度，且所述的光記憶在不降低可充電性能的同時降低了。
上述的詞組“均平效果”是指在前面步驟中曝光和未曝光部分狀態(tài)的均化效果，更具體地說是通過充分充電以去掉曝光部分存留的光載流子使曝光部分的狀態(tài)接近未曝光部分的狀態(tài)的效應，或通過強的消除電荷光的輻射以生成足夠的光載流子來除去狀態(tài)之間的差異以使曝光部分和未曝光部分彼此接近的效應，然后充分充電除去所余的載流子。
進一步來說，本發(fā)明通過在和充電體對應表面旋轉運動相反的表面運動方向轉動所述的充電元件，控制充電元件和充電體的旋轉速度比不低于0.1，使用顆粒直徑從10到50μm范圍內的磁粉來省去為避免高溫度引起的圖像抹污的用磁刷之類的清潔器來摩擦的作用。


圖1是接觸充電的充電元件，充電裝置和成像裝置的裝配實例示意圖。
圖2A和2B是使用磁刷的充電元件，充電裝置和成像裝置的裝配實例示意圖。
圖3A是本發(fā)明的充電元件，充電裝置和成像裝置的優(yōu)選裝配實例的透視示意圖，圖3B為其橫向示意圖。
圖4A到4D是本發(fā)明的成像設備的感光元件層結構實例示意圖。
圖5說明了使用高頻RF帶輝光放電以形成本發(fā)明的成像設備的感光元件的受光層的設備的實例。
圖6說明了使用高頻VHF帶輝光放電以形成本發(fā)明的成像設備的感光元件的受光層的設備的實例。
圖7是充電體充電了的狀態(tài)對本發(fā)明充電元件的刷層的電阻率的依賴關系曲線圖。
圖8A和8B為本發(fā)明的載體泄露，刷摩擦不均勻性和圖象抹污對充電元件的磁粉顆粒直徑以及多極磁體的磁力的依賴關系圖。
圖9和圖10分別是本發(fā)明中感光元件的充電后狀態(tài)和光記憶對充電時間的依賴關系圖。
圖11是本發(fā)明中圖象抹污和熔化對充電元件相對感光元件的速度的依賴關系圖。
圖12是半色調密度不均勻性對本發(fā)明成象設備中感光元件的光導層固定的Si-H2鍵的吸收峰強度與Si-H鍵的吸收峰強度比值的依賴關系圖。
圖13是本發(fā)明成像設備的感光元件的光導層溫度特性對Urbuck拖尾特征能(Eu)的依賴關系圖。
圖14是本發(fā)明成像設備的光導層的光記憶及圖象抹污對其態(tài)密度(DOS)的依賴關系圖。
下面結合附圖對本發(fā)明作詳細說明。[充電元件]圖3A和3B所示為本發(fā)明的充電元件和充電體。在圖3A和3B中，接觸式充電元件300包括磁刷層301和多極磁體302。隔片303控制接觸式充電元件300和充電對象304之間的縫隙308。數(shù)字304表示圓柱形感光元件的充電體。一板形元件305控制磁刷層307的厚度，數(shù)字306指示了擠壓寬度。
所述的接觸式充電元件300的多極磁鐵是從能形成多極磁體的磁體形成的一圓柱形，其材料包括鐵之類的金屬，和塑料磁體。優(yōu)選地磁力線密度依賴于處理速度，所加電壓產生的電場，充電體的介電常數(shù)和表面性能及其他因素，優(yōu)選地不低于500高斯(G)，更優(yōu)選地距磁體302表面1mm遠的磁極處不低于1000G。
充電體上的磁刷層301變形形成的擠壓隙寬306影響充電效率。因此，充電體304的電壓可以由穩(wěn)定地控制該擠壓隙306來控制。該擠壓隙可用各種方式控制。例如，如圖3B所示用改變磁刷層的厚度307來控制，或改變充電元件300和充電體304間的縫隙308來控制。所述的縫隙308優(yōu)選地范圍從50到2000μm，更優(yōu)選地從100到1000μm。
在多極磁體302圓周面上，磁力吸引磁粉形成磁刷層301。所述磁粉包括常見的粉狀鐵氧體，磁鐵礦粉，和公知的磁性調色劑載體。磁粉顆粒直徑通常從1到100μm，最好不大于50μm。為改善其流動性，將在上述顆粒直徑范圍之內的顆粒直徑不同的充電載流子混合。
若在充電體的表面出現(xiàn)細小的缺陷或由于泄露使充電體的絕緣性部分破壞，電流在充電體的主軸方向局部集中地流動。此時，電阻率非常低的刷層301不能對充電體主軸方向全部區(qū)域充分充電，反之電阻率非常高的刷層301呈現(xiàn)出較低的充電效率，因此，圓周外側和圓周內側之間的刷層301的電阻率優(yōu)選地范圍從1×103到1×1012Ωcm，最好從1×104到1×109Ωcm。
感光元件之類的充電體304將在下面說明。
在本發(fā)明中，通過組合用前述的采用磁刷的接觸式充電元件和后面予以說明的感光元件并以圓周表面運動速度比不少于0.1在同一方向(即對應的表面在相反方向移動)旋轉所述的充電元件和充電體以代替為避免高濕度引起的圖象抹污用磁刷之類的清潔器的摩擦。另外，通過調節(jié)感光元件與充電元件的點接觸時間不少于10msec以得到高充電效率和充分的均平效果。這樣通過后文說明的光導層可以省去消除電荷光的曝光，或既使用強光曝光以除去電荷之后，也能得到足夠的電荷。因此，在不降低可充電性能的同時降低或消除了光的記憶，而能夠在不帶來生態(tài)問題并且圖象質量得以改善的同時使成像系統(tǒng)的結構和成像設備小型化。[感光元件]作為解決上述問題的裝置，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)將前述充電元件和有特定結構的感光元件組合可以降低光記憶，得到低溫度依賴性，出色的表面耐磨性并長期穩(wěn)定地形成出色的圖象。[無定型硅感光元件(a-Si)]下面將描述的無定型硅感光元件是本發(fā)明適用的感光元件的一種。
在廣泛地研究了考慮到無定型硅感光元件的光導層上的載流子的性能時可充電性能和光記憶對帶隙中的局部狀態(tài)分布的依賴關系后，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)可以通過控制使特定能量范圍的態(tài)密度處于一定限度內來實現(xiàn)上述目的。更具體地說，帶有由含硅原子為模和氫原子和/或鹵原子的非單晶材料構成的感光層的感光元件，且設計有特殊的層結構，尤其是作為成像設備的感光元件與常規(guī)的感光元件相比，在應用中各方面均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。
本發(fā)明的成像設備的感光元件包括導電支持體和包括由含硅層原子為模的非單晶材料構成的光導層的感光層。所述的光導層含氫的量10到30原子％，且至少在光透射部分態(tài)密度范圍從1×1014到1×1016cm-3，且光吸譜的指數(shù)曲線拖尾的特征能從50到60mev。
本發(fā)明的成像設備的能解決上述全部問題的具有前述結構的感光元件在電，光，光導性能，圖象質量，耐用性，抗環(huán)境條件影響上均表現(xiàn)優(yōu)異。
一般說來，在a-SiH的帶隙內，存在由于Si-Si鍵的結構不規(guī)則造成的尾能級和由于例如Si的空鍵等結構缺陷造成的深能級，這些能級用來作為捕獲電子和正性空穴以及重新鍵合的中心而破壞元素的性能。
上述帶隙內的定域能級的狀態(tài)常常用深能級光譜測定法，等溫體積瞬態(tài)光譜測定法，光-熱折射光譜測定法，恒定光電流法等方法來測量，在上述方法中恒定光電流方法(下文稱為“CPM”)作為簡化方法用于測量由a-SiH定域能級帶來的次能帶光吸收譜。
本發(fā)明的發(fā)明人研究了感光元件的性能和態(tài)密度(后文稱為“DOS”)以及由CPM在各種條下測得的光吸收譜的指數(shù)曲線拖尾(Urbuck拖尾)的特征能(下文稱為“Eu”)之間的相互關系。結果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)Eu和DOS對a-Si感光元件的溫度特性和光記憶來說是主要的因素。本發(fā)明正是基于這種認識而完成的。
當用鼓加熱器等加熱感光元件時，感光元件的可充電性降低。這是由于充電電場從能帶拖層的定域能級和帶隙的深定域能級捕獲和放出到表面的熱激發(fā)載流子消除了表面電荷造成的。當感光元件通過充電裝置時，該表面上的熱激發(fā)載流子不影響感光元件的可充電性。但是在感光元件通過充電裝置的位置之后，深能級捕獲的載流子到達表面而消除表面電荷，這作為感光元件的溫度特性被觀察到。而且穿過充電裝置后形成的熱激發(fā)載流子也將消除表面電荷而降低可充電性。因此，為改善感光元件的溫度特性，在感光元件使用的溫度范圍內應避免熱激發(fā)載流子的形成，并且應促進該熱激發(fā)載流子的流動性。
光記憶是由于空白曝光或圖象曝光產生的帶隙的定域能級捕獲的保留在光導層中的存留光載流子造成的。換句話說，一次復印循環(huán)后存留的光載流子由下一次對表面充電的電場或降低光輻射部分電勢的后充電步驟釋放出而造成了圖象密度的不均勻性。因此，應提高光載流子的流動性以使其在一個復印循環(huán)中到達表面。
按本發(fā)明，控制Eu和DOS在特定能級范圍以延遲熱激發(fā)載流子的形成，且使定域能級捕獲的熱激發(fā)載流子和光載流子的比例減少，由此上述載流子(后文稱為“電荷載流子”)的流動性顯著提高了，光記憶的出現(xiàn)被延遲了。結果，感光元件抗環(huán)境條件的變化而穩(wěn)定了，從而穩(wěn)定地產生具有足夠半色調和高分辨度的高質量的圖象。[充電體]本發(fā)明所述的充電體將結合附圖在下面詳細說明。
圖4A和4D是作為本發(fā)明的成像設備的充電體的感光元件實例的剖面示意圖。
圖4A中所示的成像設備的感光元件1100由一支持體1101和疊在支持體上的光導層1103構成。所述的光導層1103由氫化和/或鹵化的元定型硅[a-Si(H，X)]為非單晶硅型材料構成，具有光導性。
圖4B中所示的成像設備的感光元件1100由一支持體1101，光導層1103和連續(xù)疊在支持體上的表面層1104構成。所述光導層是a-Si(H，X)制成的具有光導性。表面層1104是無定型硅型的且在必要時還可含碳原子和/或其他原子。
圖4C中所示的成像設備的感光元件1100由支持體1101，a-Si(H，X)構成的有光導性的光導層1103，如無定型硅型表面層等表面層1104，如由含有周期表中13族(IIIb)和15族(Vb)的原子，必要時含氧，碳的非單晶型材料構成的無定型硅型電荷注入阻擋層的電荷注入阻擋層1105構成。
圖4D中所示的成像設備的感光元件由支持體1101，a-Si(H，X)的電荷生成層1107和電荷傳輸層1108構成的光導層1103；以及無定型硅型表面層等表面層1104組成。
在圖4A到4D中，數(shù)字1106為感光元件1100的表面。[支持體]本發(fā)明所用支持體可以是導電的或絕緣的。用于導電支持體的材料包括金屬如Al，Cr，Mo，Au，In，Nb，Te，V，Ti，Pt，Pd和Fe以及它們的合金如不銹鋼。該支持體也可以是至少在光導層形成的一面經導電處理過的絕緣支持體。絕緣支持體所用材料包括例如聚酯樹脂，聚乙烯樹脂，聚碳酸酯樹脂，醋酸纖維素樹脂，聚丙烯樹脂，聚氯乙烯樹脂，聚苯乙烯樹脂，和聚酰胺樹脂等合成樹脂的膜或片。
本發(fā)明所用支持體1101可以是圓柱形或有一光滑表面或一粗糙表面的平的循環(huán)帶。該支持體的厚度適于形成所需的成像設備的感光元件1100。當要求成像設備的感光元件可彎曲時，該支持體應在能起到支持作用的前提下盡可能地薄。但是，考慮到生產和加工的機械強度，該支持體通常厚度不少于10μm。
特別是，當激光等相干光用于圖象記錄時，支持體1101的表面應粗糙化以防止可見圖象中干涉條紋造成的圖象缺陷，而電荷載流子實際未減少。支持體1101的表面的粗糙化可由如日本專利申請公開號60-168156，60-178457和60-225854等公開的公知方法來進行。
激光束等相干光的干涉條紋造成的圖象缺陷只要電荷載流子基本上未減少，可以通過在支持體1101的表面形成球形凹面而有效地避免。更具體地說，支持體1101的表面通過比感光元件1100所要求的圖象分辨度的尺寸更小的球形凹面而粗糙化。這種支持體1101的表面的小球形凹面的粗糙化可以通過例如日本專利申請公開號61-231561所公開的一種公知的方法來實現(xiàn)。
在又一方法中，激光束等相干光的干涉條紋造成的圖象缺陷可以通過在光導層1103中或其下加一防干涉層或區(qū)域來避免。[光導層]通過在為獲得所需層性能而選擇的成膜參數(shù)條件下用真空沉積成膜方法在支持體1101上形成光導層1103，在必要時為有效地得到所需性能而插入一亞層(圖中未畫出)。薄膜形成方法包括輝光放電(交流放電CVD如低頻CVD，高頻CVD，微波CVD，和直流放電CVD)、噴涂、真空氣相沉積、離子涂復、光助CVD、熱CVD、和其他薄膜沉積方法?？紤]到生產條件，設備的投資，生產規(guī)模，和所要求的需生產的感光元件的性能來選擇薄膜形成方法。在上述方法中，考慮到為具有所需性能的成像感光元件的生產條件的控制的方法，輝光放電方法，尤其是使用RF譜帶或VHF譜帶的高頻輝光放電是合適的。
在形成感光層1103的輝光放電中，一般地，將提供硅原子(Si)的Si源氣，提供氫原子(H)的H源氣和/或提供鹵原子(X)的X源氣在合適的氣體狀態(tài)下被送入其空反應室，在該反應室內發(fā)生輝光放電以在固定于該反應室內預定位置上的支持體1101上形成a-Si(H，X)等非單晶硅層。
本發(fā)明中的光導層1103要求含氫原子和/或鹵原子。加進氫原子和/或鹵原子對補償硅原子的空鍵以改進層質量對提高光導性和電荷保持能力來說是必不可少的。氫原子或鹵原子的量或氫原子和鹵原子的總量優(yōu)選地范圍從10到30原子％，最好是15到25原子％，以硅原子和氫原子和/或鹵原子的總量計。
本發(fā)明所用Si源氣包括氣態(tài)的和氣化的氫化硅(硅烷)，如SiH4、Si2H6、Si3H8，和Si4H10。其中，考慮到成層操作的方便性和Si的供給效率SiH4和Si2H6為佳。
上述氣體最好是和H2和/或He或一種含氫的硅化合物的氣體按成層所需的比例混和以有利于控制導入膜結構中的氫原子的比例并得到能實現(xiàn)本發(fā)明的目的的膜性能。所用的氣體可以是一種，也可以是多種的混合氣。
本發(fā)明中供鹵原子的有效源氣體包括鹵素氣體氣態(tài)的或可氣化的鹵化合物如鹵化物，鹵素之間形成高化合物，和鹵素取代的硅烷衍生物。也可使用由硅和鹵素為組成元素的氣態(tài)或可氣化的含鹵氫化硅化合物。本發(fā)明中適用的鹵素化合物包括氟氣(F2)，BrF，ClF，ClF3，BrF3，BrF5，IF3和IF7等鹵元素之間形成的化合物。所述的含鹵素硅化合物或鹵素取代的硅烷衍生物包括SiF4和Si2F6等特定的氟化硅化合物。
光導層1103中的氫原子和/或鹵原子的量可以通過，例如，支持體1101的溫度，氫原子和/或鹵原子的源材料被送入反應室的量，放電功率等來控制。
光導層1103最好含能控制電導率的原子(電導率控制原子)作為本發(fā)明的必備物。該電導率控制原子可以在整個光導層1103中均勻分布，也可以在光導層1103的厚度方向不均勻分布。
所述的電導率控制原子包括半導體技術領域所謂的雜質如給出P型導電性的周期表13族(IIIb)中的原子(后文稱為“IIIb原子”)，和給出n-型導電性的周期表中的15族(Vb)的原子(后文稱為“Vb原子”)。
IIIb原子包括硼(B)，鉛(Al)，鎵(Ga)，銦(In)，鉈(Tl)。在這些IIIb原子中，B，Al和Ga更好。Vb原子包括磷(P)，砷(As)，銻(Sb)，鉍(Bi)。在這些Vb原子中，P和As更佳。
光導層中電導率控制原子的量優(yōu)選范圍從1×10-2到1×104原子ppm，更優(yōu)選地從5×10-2到5×103原子ppm。最好是從1×10-1到1×103原子ppm。
通過將氣態(tài)的IIIb原子或Vb原子源物質和光導層1103的源氣體一起送入反應室將包括IIIb原子或Vb原子的電導率控制原子送入層結構中。送入IIIb原子或Vb原子的源物質優(yōu)選地是在常溫常壓下為氣態(tài)或至少在形成層的條件下已經氣化了的。
送入IIIb原子的源物質包括為導入硼原子的氫化物如B2H6，B4H10，B5H9，B5H11，B6H10，B6H12，和B6H14和硼鹵化物如BF3，BCl3和BBr3；和AlCl3，GaCl3，Ga(CH3)3，InCl3，TlCl3。
為導入Vb原子的源物質包括磷氫化物如PH3和P2H4，和磷鹵化物如PH4I，PF3，PF5，PCl3，PCl5，PBr3，PBr5，和PI3，以送入磷原子，和AsH3，AsF3，AsCl3，AsBr3，AsF5，SbH3，SbF3，SbF5，SbCl3，SbCl5，BiH3，BiCl3和BiBr3。
送入電導率控制原子的源物質必要時可用H2和/或He稀釋。
本發(fā)明中光導層1103可含碳原子和/或氧原子和/或氮原子。碳原子和/或氧原子和/或氮原子的量按硅原子，碳原子，氧原子，和氮原子的總量計優(yōu)選地范圍從1×10-5到10原子％，更優(yōu)選地從1×10-4到8原子％，最好是1×10-3到5原子％。碳原子和/或氧原子和/或氮原子可以在整個光導層內均勻分布或在光導層厚度方向上含量變化而分布不均勻。
考慮到預期的電子照相性能和經濟效果來設計光導層1103的厚度，優(yōu)選地范圍從20到50μm，更優(yōu)選地23到45μm，最好是從25到40μm。
Si源氣和稀釋氣的混合比，反應室內的氣壓，放電能力，支持體溫度的合適選擇應使得能形成具有能實現(xiàn)本發(fā)明目的的層性能的光導層。
作為稀釋氣體的H2和/或He的流速的適宜范圍決定于層的結構。H2和/或He對Si源氣的體積比常常在3到20的范圍內，優(yōu)選地從4到15、最好是從5到10。
反應室內的氣壓的適宜選擇范圍也決定于層的結構。其壓力的通常范圍從1×10-4到10乇，優(yōu)選地從5×10-4到5乇，最好是從1×10-3到1乇。
放電能的適宜選擇范圍也決定于層結構。該放電能通常由一個相對于Si源氣流速為2到7的系數(shù)來設定，優(yōu)選地從2.5到6，最好從3到5。
支持體1101的溫度的適宜選擇范圍也決定于層結構。該溫度優(yōu)選地是200到350℃，更優(yōu)選地是230到330℃，最好是250到310℃。
上述支持體溫度，氣壓的優(yōu)選范圍用于形成光導層。但是，各條件不應彼此弧立，而應有機地確定以得到具有所需性能的光導元件。[表面層]非單晶硅型，如無定型硅型的表面層1104最好在本發(fā)明的支持體1101上的前述光導層1103上進一步形成。具有表面1106的表面層1104用于提高抗?jié)裥?，重復使用特性，抗絕緣性，抗環(huán)境性，和光導層耐用性以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
由于本發(fā)明中光導層1103和表面層1104均含硅原子為組成元素，層的交界面具有足夠的化學穩(wěn)定性。
所述的表面層可從任意的非單晶硅型材料制得。其優(yōu)選材料包括有氫原子(H)和/或鹵原子(X)和碳原子的無定型硅(后文稱為“a-SiC(H，X)”)，含有氫原子(H)和/或鹵原子(X)和氧原子的無定型硅(后文稱為“a-SiO(H，X)”)；含有氫原子(H)和/或鹵原子(X)和氮原子的無定型硅(后文稱為“a-SiN(H，X)”)；含有氫原子(H)和/或鹵原子(X)和碳原子，氧原子氮原子中至少一種的無定型硅(后文稱為“a-SiCON(H，X)”)；等等。
本發(fā)明中通過為有效地實現(xiàn)發(fā)明目的而選擇的成膜參數(shù)條件下的真空沉積成膜方法制成表面層1104。所述的薄膜形成方法包括輝光放電(AC放電如低頻CVD，高頻CVD，微波CVD，和直流放電CVD)，噴涂，真空氣相沉積，離子涂復，光助CVD，熱CVD，和其他薄膜沉積方法。選擇薄膜形成方法要考慮生產條件，所需投資，生產規(guī)模，所要求的生產的成像感光元件的性能?？紤]到生產率，優(yōu)選地采用與光導層同樣的成膜方法。
例如，在形成a-SiC(H，X)表面層1104的輝光放電中，首先，供硅原子(Si)的(Si)源氣，提供碳原子(c)的C源氣，提供氫原子(H)的H源氣和/或提供鹵原子(X)的X源氣以合適的氣態(tài)被送入真空反應室，在反應室內進行輝光放電以在固定于反應室內預定位置上的支持體1101上的光導層1103上形成一層a-SiC(H，X)。
本發(fā)明的表面層1104可以由任何含硅的非單晶材料制得。其優(yōu)選材料包括含有從碳，氮，氟之中選擇的至少一種元素的硅化合物，尤其是，主要含a-SiC的材料。所述的a-SiC，表面層的成分，含碳量以硅原子和碳原子的總量計從30到90原子％。
本發(fā)明中的表面層1104最好含有氫原子和/或鹵原子。在表面層中加入氫原子和/或鹵原子對補償硅原子的空鍵以提高層質量進而提高光導性能和電荷保持性能來說是必不可少的。氫原子的量通常范圍從30到70原子％。優(yōu)選地從35到65原子％，更佳是從40到60原子％，按全部組成原子計。氟原子的量通常范圍從0.01到15原子％，優(yōu)選地從0.1到10原子％，最好是從0.6到4原子％。
含上述范圍內的氫和/或氟的感光元件在實際使用中很出色。主要由于硅原子和碳原子的空鍵造成的表面層缺陷公知地給成像感光元件的性能常有不利的影響，例如，從空白表面到感光層的電子注入造成的充電性能的損壞；在高濕度等環(huán)境因素下表面結構變化帶來充電性能的變動；在電暈充電或光輻射中前述表面層缺陷捕獲從電導層注入到表面層的電荷造成重復使用中的殘余圖象現(xiàn)象。
而通過控制表面層的氫的含量不低于30原子％，表面層的缺陷可以明顯減少，由此電性能和高速連續(xù)成像性能得到充分地提高。
但是，表面層氫含量為71原子％或更高將降低表面層硬度，并使表面層長期重復使用的耐用性降低。因此，要得到所需的出色的電子照相特性控制氫含量處于上述范圍是一個重要因素?？梢杂蒆2氣流速，支持體溫度，放電功率，氣壓等來控制表面層的氫含量。
通過控制表面層的氟含量不低于0.01原子％，表面層能更有效地形成硅原子和碳原子的鍵合。氟原子也用于防止由于表面層電暈放電的破壞造成的硅原子和碳原子之間的鍵斷裂。
當氟的含量大于15原子％時，不能或基本不能形成硅原子和碳原子之間的鍵合和防止表面層鍵斷裂。而且，多余的氟原子防礙了表面層載流子的流動而造成顯著地殘留電勢和圖象記憶。因此，為得到所要求的出色的電照相性能，控制表面層中氟含量處于上述范圍是一個重要因素。和氫含量類似地氟含量的控制是通過F2氣流速，支持體溫度，放電功率，氣壓等等來實現(xiàn)的。
本發(fā)明中用于形成表面層的Si源氣包括氣態(tài)或可氣化的硅氫化合物(硅烷)如SiH4，Si2H6，Si3H8，和Si4H10。其中考慮到成層的操作方便，和供Si效率，以SiH4和Si2H6為佳。Si源氣可用另外的氣體如H2，He，Ar和Ne來稀釋。
提供碳的C源氣包括氣態(tài)和可氣化的碳氫化合物如CH4，C2H6，C3H8，和C4H10，其中從成層操作方便和供給Si效率出發(fā)，以CH4和C2H6為佳，C源氣可用另外的氣體如H2，He，Ar，和Ne來稀釋。
用于供氮成氧的原氣包括氣態(tài)或可氣化的化合物如NH3，NO，N2O，NO2，H2O，O2，CO，CO2，和N2。氮或氧源氣可用另外的氣體如H2，He，Ar，和Ne來稀釋。
為有利于進一步控制送入形成表面層1104的氫原子的比例，上述氣體優(yōu)選的用氫氣或一種含氫硅化合物稀釋到成層所需的比例。各氣體可以是一種氣體或多種氣體按合適的混合比的混合物。
提供鹵原子的有效源氣包括鹵素氣體，和氣態(tài)或可氣化的鹵素化合物如鹵化物，鹵間化合物，和鹵素取代的硅烷衍生物。含硅和鹵素為構成元素的氣態(tài)或可氣化的含鹵素硅氫化合物為最佳。尤其適用于本發(fā)明的鹵素化合物包括氟氣(F2)，鹵素間形成的化合物如BrF，ClF，ClF3，BrF3，BrF5，IF3，和IF7。含鹵硅氫化合物或鹵素取代的硅烷衍生物尤其包括硅氟化合物如SiF4和Si2F6。
表面層1104的氫原子和/或鹵原子的量可以通過例如支持體1101的溫度，氫原子和/或鹵原子的源材質送入量，放電功率等等來控制。
碳原子和/或氧原子和/或氮原子可在整個表面層內均勻分布，也可在表面層的厚度方向上不均勻分布。
本發(fā)明中表面層1104必須含有能控制電導率的原子(電導率控制原子)。電導率控制原子可在整個表面層1104內均勻分布，也可沿其厚度方向不均勻分布。
電導率控制原子包括在半導體技術領域中所謂的雜質，包括給出P型導電性的周期表中IIIb族原子和給出n型導電性的周期表中的Vb族原子。
表面層1104中電導率控制原子的量的優(yōu)選范圍從1×10-3到1×103原子ppm，更優(yōu)選地是從1×10-2到5×102原子ppm，最好是從1×10-1到1×102原子ppm。通過將IIIb原子或Vb原子的氣態(tài)源物質和形成表面層1104的源氣一起送入反應室將IIIb原子和Vb原子等電導率控制原子導入層結構中。用于送入IIIb原子或Vb原子的源物質最好在常溫常壓下為氣態(tài)或至少在成層條件下已經氣化。
送入IIIb原子的源物質特別是為送入硼原子的包括硼氫化物如B2H6，B4H10，B5H9，B5H11，B6H10，B6H12和B6H14和硼鹵化物如BF3，BCl3和BBr3以送入硼原子，和AlCl3，GaCl3，Ga(CH3)3，InCl3，TlCl3。
送入Vb原子的源物質特別是為送入磷原子的包括磷氫化物如PH3和P2H4，和磷鹵化物如PH4I，PF3，PF5，PCl3，PCl5，PBr3，PBr5，和PI3，AsH3，AsF3，AsCl3，AsBr3，AsF5，SbH3，SbF3，SbF5，SbCl3，SbCl5，BiH3，BiCl3和BiBr3。
送入電導率控制原子的源物質可以用另外的氣體如H2，He，Ar和Ne來稀釋。
本發(fā)明的表面層1104優(yōu)選地厚度范圍通常從0.01到3μm，更好地為從0.05到2μm，最好是從0.1到1μm。厚度少于0.01μm的表面層在感光元件的使用中由于摩損和其他原因將損耗，而表面層厚度大于3μm，將破壞電子照相性能如增加殘余電勢。
本發(fā)明的表面層1104仔細地形成以按需要得到所要求的特性。按形成條件不同，由Si，C和/或N和/或O，和H和/或X構成的物質結構從晶體狀態(tài)到無定型狀態(tài)改變；電性能從導電到半導體狀態(tài)到絕緣狀態(tài)變化；而光導性能從光導狀態(tài)向非光導狀態(tài)變化。因此，成層要在嚴格挑選的成層條件下進行以得到具有予期性能的化合物。
當所述表面層1104主要用于提高介電強度時，例如，該層要在設備操作條件下表現(xiàn)在明顯絕緣性能的非單晶材料的情況下形成。
當表面層1104主要是用于提高連續(xù)重復操作特性和對環(huán)境條件的不依賴性時，該層要在處于絕緣性大大減少且對導入的光的敏感性大大增加的非單晶材料的情況下形成。
表面層的電阻率最好控制在一個合適的水平上以避免由于其電阻率較低造成的圖象抹污，防止殘余電勢的不利影響，以得到本發(fā)明的充電裝置的高充電效率。
為得到具有能實現(xiàn)本發(fā)明目的性能的表面層1104，支持體1101的溫度，反應室內的氣壓應適當?shù)乜刂啤?br> 支持體的溫度(Ts)應在層結構決定的一合適的范圍內選擇。該溫度范圍優(yōu)選地是從200到350℃，更佳的是從230到330℃，最好是從250到300℃。
反應室內氣壓也應在層結構決定的一合適的范圍內選擇，該壓力通常的范圍為1×10-4到10乇，優(yōu)選地是從5×10-4到5乇，最好是從1×10-3到1乇。
支持體的溫度和氣壓的優(yōu)選范圍是用于形成上述表面層的范圍。但是，各條件不應彼此弧立地確定，而應有機地確定以得到具有所需性能的感光元件。
在表面層和光導層之間可再加一個碳原子氧原子，或氮原子的含量比表面層少的間歇層較(低表面層)以進一步提高可充電性等性能。
在表面層1104和光導層1103之間，有一區(qū)域其中碳原子和/或氧原子和/或氮原子的含量朝光導層1103減少。這樣的區(qū)域提高了表面層和光導層之間的粘固性，減少了交界面光導反射造成的干涉的影響。[電荷注入阻擋層]在本發(fā)明中在導電支持體和光導層之間的電荷注入阻擋層有效地抑制了從導電支持體一邊的電荷注入。該電荷注入阻擋層具有極性依賴性，在感光層表面用確定的極性充電時起禁止電荷從支持體一邊注入光導層一側的功能，而在它被相反極性充電時不起上述功能。為實現(xiàn)這種功能，該電荷注入阻擋層和光導層相比含更大量的電導率控制原子。
電荷注入阻擋層中的電導率控制原子可在整個層內均勻分布，或沿層厚度方向連續(xù)而不均勻地分布。在不均勻分布時，電導率控制原子以高濃度分布到支持體一邊。但是，在任何的分布中在平行于支持體表面的平面方向分布應是均勻的以沿平面方面得到一致的性能。
電荷注入阻擋層中的電導率控制原子包括半導體技術領域所謂雜質，包括如前述給出p型導電性的周期表中IIIb族原子和給出n型導電性的周期表中Vb族原子。
電荷注入阻擋層的電導率控制原子的量優(yōu)選的范圍從10到1×104原子ppm，更優(yōu)選地從50到5×103ppm，最好是從1×102到1×103原子ppm，以有效地實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
該電荷注入阻擋層含有碳原子，氮原子和氧原子的任一種以進一步提高與直接和其接觸的鄰層間的粘固性。
電荷注入阻擋層中的碳，氫，或氧原子可在整個層內均勻分布，或沿層的厚度方向連續(xù)但不均勻分布。但是在所有的分布中與支持體表面平行的各平面方向上的分布應均勻以在平面方向得到一致的性能。
本發(fā)明中電荷注入阻擋層中碳，和/或氮，和/或氧原子的總量的選擇范圍優(yōu)選地從1×10-3到50原子％，更優(yōu)選地從5×10-3原子％，最好是從1×10-2到10原子％，以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
本發(fā)明電荷注入阻擋層中所含的氫原子和/或鹵原子補償了層內的空鍵而提高了層的性能。電荷注入阻擋層中的氫原子或鹵原子的量，或氫原子和鹵原子的總量優(yōu)選的范圍從1到50原子％，更優(yōu)選地從5到40原子％，最好是從10到30原子％。
本發(fā)明的電荷注入阻擋層的厚度的設計考慮到預期的電子照相性能和經濟效果，優(yōu)選的范圍從0.1到5μm，更優(yōu)選地從0.3到4μm，最好是從0.5到3μm。
該電荷注入阻擋層按和本發(fā)明前述光導層相同的真空沉積方法形成。
在電荷注入阻擋層1105形成中，Si源氣和稀釋氣的混合比例，反應室內氣壓，放電功率，和支持體1101的溫度與光導層的情形類似地適當?shù)剡x擇。
作為稀釋氣的H2和/或He的流速在層結構所決定的合適范圍內選擇。H2和/或He對Si源氣的比的通常范圍從1到20，優(yōu)選地從3到15，最好是5到10，以體積計。
反應室內的氣壓也在層結構所決定的合適范圍內選擇。該壓力通常的范圍從1×10-4到10乇，優(yōu)選地是從5×10-4到5乇，最好是從1×10-3到1乇。
放電功率也在層結構所決定的合適范圍內選擇。該放電功率通常由相對于Si源氣流速為1到7的系數(shù)來設定，優(yōu)選地是從2到6，最好是從3到5。
支持體1101的溫度在由層結構所決定的合適范圍內選擇。該溫度優(yōu)選地從200到350℃，更優(yōu)選地從230到330℃，最好是250到300℃。
上述稀釋氣的混合比例，氣壓，放電功率，和支持體溫度的優(yōu)選范圍用以形成電荷注入阻擋層。但是，各條件不能弧立地確定，而需有機地確定以形成具有所需性能的電荷注入阻擋層。
本發(fā)明的成像設備的感光元件的感光層1102在支持體1101-邊最好有一層區(qū)域，其中沿層厚度方向至少鋁，硅，氫，和/或鹵原子分布是不均勻的。
本發(fā)明的成像設備的感光元件最好有一位于支持體1101和光導層1103或電荷注入阻擋層1105之間的粘接層以進一步提高層間的粘固性。該粘固層包括，例如，含Si3N4，SiO2，SiO或硅原子為模和含有氫原子和/或鹵原子，和碳原子和/或氧原子和/或氮原子的無定型材料。另外，還可有光吸收層以防止由支持體反射的光造成的干涉條紋的出現(xiàn)。[表面]感光元件的表面1106優(yōu)選地電阻率范圍從1×1010到1×1015Ωcm。
形成感光元件的設備，和成膜方法將在下面詳細說明。
圖5為通過采用RF帶為能源頻率的高頻等離子CVD(后文稱為“RF-PCVD”)生產成像設備的感光元件的設備的結構示意圖。
該設備主要包括一沉積系統(tǒng)2100，送入源氣體的供氣系統(tǒng)2200，和反應室2111內空間抽空的真空系統(tǒng)(圖中未畫出)在沉積系統(tǒng)2100中的反應室2111中有圓柱形支持體2112，加熱該支持體的加熱器2113，和源氣體通入管2114。高頻調整箱2115和反應室2111相連。
源氣體送入系統(tǒng)2200包括SiH4，GeH4，H2，CH4，B2H6，PH3等等源氣體的高壓氣筒2221-2226，閥2231-2236，2241-2246，和2251-2256，質量流控制器2211-2216。源氣體高壓氣筒通過閥2260與反應室2111內的氣體通入管2114相連。
用該設備，形成沉積膜，例如，按下述方式。
圓柱形支持體2112置于反應室2111中，圖中未畫出的真空系統(tǒng)(如，真空泵)將反應室2111內部空間抽空。然后圓柱形支持體加熱器2113加熱圓柱形支持體2112，并維持在預定的從200到350℃的溫度范圍內。
沉積成膜用源氣體通過下述步驟被送入反應室2111。確認高壓氣筒的閥2231-2236和反應室的泄漏閥2217關閉；入口閥2241-2246，出口閥2251-2256和輔助閥2260確認為打開的，然后打開主閥2118將反應室2111內部空間和氣管2116抽空。當壓力計2119的讀數(shù)達約5×10-6乇時，關閉輔助閥2260和出口閥2251-2256。
然后，打開高壓氣筒閥門2231-2236從高壓氣筒2221-2226中分別送入各種源氣體。各源氣體的壓力控制為，例如，由壓力控制器2261-2266控制為2kg/cm2。逐漸打開入口閥2241-2246以將各種氣體送入質量控制器2211-2216。
在設備按上文所述做好成膜準備后，按下述成膜。當圓柱形支持體2112達到預定的溫度時，出口閥2251-2256中需要的部分和輔助閥2260逐漸開啟使所需的氣體從高壓氣筒2221-2226通過氣體通入管2214送入反應室2111。質量控制器2211-2216將各種氣體的流速分別控制在其各自預定的水平上。同時，通過監(jiān)視氣壓計2119將打開的主閥2118調整到使反應室2111內部的壓力不高于1乇的預定壓力。當內部壓力穩(wěn)定時，將頻率13.56MHz的RF能源(圖中未畫出)設定到預定的能級，該RF能經高頻調整箱2115進入反應室產生輝光放電。進入反應室的源氣體在放電能作用下降解，在圓柱形支持體2112上形成主要含硅的沉積膜。當成膜達到所需厚度時，停止RF能供應，關閉出口閥以停止將氣體送入反應室而完成了光導層的形成。
重復上述操作形成所需的多層結構的感光層。
當然，在各層的形成中，只有必需的源氣體的開口閥是打開的。各層形成后，出口閥2251-2256關閉，輔助閥2260打開，主閥2118完全打開，將系統(tǒng)抽到高真空以必不可少地從反應室2111和出口閥2251-2256到反應室2111的管中除去存留氣體。
為使成層均勻，在成層時由一驅動裝置(圖中未畫出)以預定速度有效地旋轉支持體2112。
當然，所采用氣的種類和閥操作根據(jù)各層形成條件而改變。
下面說明另一種采用VHF譜帶頻率為能源的高頻等離子CVD(后文稱為“VHF-PCVD”)來生產成像設備感光元件的方法。
用圖6中沉積系統(tǒng)3100代替生產設備中的RF-PCVD系統(tǒng)2100并將其和源氣供應系統(tǒng)2200相連得到了感光元件生產用VHF-PCVD設備。
這種VHF-PCVD設備主要包括真空密封反應室3111的沉積系統(tǒng)3100，送入源氣體的氣體送入系統(tǒng)2200，將反應室2111內部抽空的真空系統(tǒng)(圖中未畫出)。反應室3111內有圓柱形支持體3112，加熱該支持體的加熱器3113，源氣體通過管3114，和電極。高頻調整箱和所述電極相連。反應室3111的內部通過抽空孔和圖中未畫出的擴散泵相連。
所述的氣體送入系統(tǒng)2200包括源氣體SiH4，GeH4，H2，CH4，B2H6，PH3等的高壓氣筒2221-2226，閥2231-2236，2241-2246，和2251-2256，質量流控制器2211-2216。源氣體高壓氣筒通過閥2260和反應室3111內的氣體通入管3114相連。圓柱形支持體3115的周圍空間3130構成充電空間。
用這種VHF-PCVD設備，例如，如下述形成一沉積模。
所述的圓柱形支持體3115被置于反應室3111內，驅動機構3120旋轉該支持體3115，反應室3111的內部空間經抽空孔為圖中未畫出的真空系統(tǒng)(如一真空泵)抽真空到1×10-7乇或更低。支持體加熱器3116加熱該圓柱形支持體，并維持在200到350℃的預定溫度范圍內。
形成沉積膜的源氣體通過下述步驟被送入反應室3111。確認高壓氣筒的閥2231-2236和反應室的泄漏閥2117關閉，確認入口閥2241-2246，出口閥2251-2256，輔助閥2260打開，然后打開主閥(圖中未畫出)將反應室3111內部空間和氣管3122抽真空。當壓力計(圖中未畫出)的讀數(shù)達約5×10-6乇時，關閉輔助閥2260和出口閥2251-2256。
然后，打開高壓氣筒閥2231-2236從高壓氣筒2221-2226送入有關的源氣體.有關源氣體的壓力例如由電壓力控制器2261-2266控制為2kg/cm2。逐漸打開入口閥2241-2246將有關源氣送入質量流控制器2211-2216。
在按上述將設備作好成膜準備后，按下面說明在圓柱形支持體3115上形成層。
當圓柱形支持體3115達到預期溫度時，出口閥2251-2256中必需的部分和輔助閥2260逐漸打開，將所需氣體從高壓氣筒2221-2226經氣體導入管3117送入反應室3111內的放電空間3130。質量流控制器2211-2216將各氣體流速控制在預定水平上。同時，打開的主閥通過監(jiān)視壓力計(圖中未畫出)來調整以使放電空間3130壓力保持在不高于1乇的預定壓力上。
當內部壓力穩(wěn)定時，頻率為500MHz的VHF能源(圖中未畫出)設定在一個預定的能級上，該VHF能經調整箱3120送入放電空間3130以產生輝光放電。被送入支持體3115周圍放電空間3130的源氣體在放電能作用下被激活并降解在圓柱形支持3115上形成預期的沉積膜。為成層均勻，支持體旋轉馬達3120在成層時以一預定速度旋轉支持體。
當層形成達預定厚度時，停止供應VHF能，關閉出口閥以停止將氣體送入反應室而完成了光導層的形成。
重復上述操作形成了所需的具有多層結構的感光層。
在各層的形成中，自然，只打開所需源氣體的出口閥。各層形成后，必須通過關閉出口閥2251-2256，打開輔助閥2260，全部打開主閥(圖中未畫出)將系統(tǒng)抽到高真空而使剩余氣體從反應室3111和出口閥2251-2256到反應室3111之間的管中除去。
當然，所用氣體的種類和閥操作要按各自成層條件來變化。
在上述的任何成層方法中，支持體溫度保持范圍優(yōu)選地從200到350℃，更優(yōu)選地從230到330℃，最好是250℃到300℃。
對支持體的加熱可由任何真空用加熱器來進行，所述加熱器尤其包括電阻加熱器如線圈夾套加熱器，板型加熱器，陶瓷加熱器，熱輻射燈如鹵素燈，紅外燈，利用液態(tài)加熱介質氣化的熱交換加熱器，加熱裝置表面材料包括金屬如不銹鋼，鎳，鋁，銅，以及陶瓷，和耐熱聚合樹脂。
在另一種加熱方法中，支持體在一個獨立的加熱容器中被加熱，然后加熱了的支持體在真空狀態(tài)下送入反應室。
尤其在VHF-PCVD方法中，放電空間的壓力維持在從1到500m乇的優(yōu)選范圍內，更優(yōu)選地從3到300m乇，最好為5到100m乇。
在VHF-PCVD方法中，放電空間內的電極只要不干擾放電可以是任何尺寸和形狀。實際電極最好是直徑從1mm到10cm的圓柱體，只要加給支持體的電場是均勻的，電極的長度不限制。
電極的材料可以是有導電表面的任何材料，包括金屬如不銹鋼，Al，Cr，Mo，Au，In，Nb，Te，V，Ti，Pt，Pb和Fe，及其合金，表面導電處理過的玻璃，陶瓷，和塑料。
通過獨立地或組合使用上述裝置和解決所述問題的功能能實現(xiàn)所要求的效果。
本發(fā)明的效果將參考不對本發(fā)明進行限定的實驗例更具體地說明。實施例1本實驗用圖3A和3B中所示的充電元件和充電體進行。磁刷層301包括顆粒直徑從10到50μm的磁粉。多極磁體302(磁鐵)給出距磁體302表面1mm遠的磁極位置的磁力線強度為1000G。所述磁刷層301和多極磁體302構成接觸式充電元件隔離片303限定了接觸式充電元件300和充電對象304的間距308。板形元件305限定了磁刷層的厚度307。數(shù)字306所示為擠壓隙寬度。
所述的多極磁體是直徑為18mm的輥形塑料磁體，優(yōu)選地在擠壓隙寬度306內有多個磁極。在本實驗例中，該磁體有6到18個磁極。
刷層301由直徑10-50μm磁性鐵氧化物和磁鐵粉在預定混合比混合的混合物構成的充電載流子形成。
板形元件305的兩端可分別移位以限定與多極磁體302的距離以控制磁刷層的厚度307。由此接觸式充電元件和感光元件的間距308處的擠壓隙寬度在長度方向上可以被限定。在本實施例中，擠壓隙寬度被調整到6-7mm。
由于充電效率取決于磁刷層的電阻率，要準備個具有不同電阻率的磁刷。圖7表示上述充電裝置的可充電性。磁刷層的電阻率是由HIOKI公司的MΩ測試儀在施加500V電壓下測得的。
如圖7所示，磁刷電阻率的優(yōu)選范圍從1×103到1×1012Ωcm，更好為1×104到1×109Ωcm。以得到滿意的充電效率同時避免針孔形成。實驗例2采用和實驗例1中同樣的設備，磁刷的電阻率調整到1×107Ωcm。磁刷層的電阻率調整到1×107Ωcm，配有幾種充電載流子直徑不同的磁粉，和幾種磁力不同的多極磁體。圖8A和8B所示為可充電性。
如圖8A和8B所示，為防止載流子泄露，圖象抹污和刷不均勻，充電載流子優(yōu)選地直徑范圍從5到80μm，最好為10到50μm，而多極磁體優(yōu)選地具有不低于500G的磁力，最好不低于1000G。實驗例3采用和實驗例1中同樣的設備。磁刷層的電阻率調整到1×107Ωcm。改變充電體的旋轉速度以改變接觸式充電元件和磁刷的接觸時間(后面稱該時間為“充電時間”)，研究在隨后的充電前有或沒有除電荷曝光(后文稱為“預曝光”)情況下的可充電性。圖9所示為結果。
如圖9所示，充電時間最好不低于10ms(0.01s)。實驗例4本實驗采用如圖3A和3B所示的接觸式充電系統(tǒng)用圖2A和2B所示的成像設備來進行。所述設備的組成和前文所述相同。
在本實施例中，改變充電體的旋轉速度以改變接觸時間。在有或沒有預曝光時研究光記憶。結果見圖10。
如圖10所示，充電時間最好不低于10ms。實驗例5采用和實驗例4中同樣的設備。改變接觸式充電元件相對于充電體的旋轉速度以改變對應位置上的速度比(后文稱為“相對速度”)。由此研究圖象抹污，和熔融的出現(xiàn)情況。結果見圖11。
如圖11所示，最好是使充電元件和充電體的旋轉使得其相對表面在反方向運動。[(a-b)/a]×100％的比值最好不低于110％，其中充電體表面的運動方向為正，而a是充電體表面運動速度，b是充電元件表面運動速度。實驗例6實驗中除用不同的感光元件外使用與實施例4中相同的設備。評價感光元件的溫度特性，光記憶，圖象抹污，和半色調圖象的密度不均勻性(后面稱為圖象粗糙度)。
感光元件包括電荷注入阻擋層，光層導，和在表1所示條件下用圖5所示生產成像設備感光元件的RF-PCVD設備在108mm直徑的鏡面拋光鋁圓柱上制的表面層。通過改變SiH4-H2的混合比以及放電功率而形成的感光層來制備各種感光元件。
通過在從室溫到45℃的溫度范圍內感光元件的可充電性的變化來評價溫度特性?？沙潆娦缘淖兓什桓哂?V/℃的感光元件認為是可接受的。
光記憶，圖象抹污，和圖象粗糙度通過對所成圖像的視覺檢測來評價，并分為五個等級即5(優(yōu)異)，4(良好)，3(無問題)，2(實用中有輕度缺陷)，1(不能用)。
分別地，在和感光層同樣條件下在玻璃襯底(Corning公司7059)上和固定于圓柱形樣品罐中的硅片上沉積厚約1μm的a-Si膜。在玻璃襯底的沉積膜上，氣相沉積一梳型鋁電極，用CPM測定指數(shù)曲線拖尾的特征能(Fu)，和沉積膜的態(tài)密度(DOS)。用FTIR測定硅片上的沉積膜的氫含量，Si-H2鍵和Si-H鍵的吸收峰強度比。
圖12所示為粗糙度對Si-H2/Si-H比值的依賴關系。圖13是溫度特性對Eu的依賴關系。圖14為光記憶和圖象抹污對DOS的依賴關系。各樣品的氫含量均在10到30原子％的范圍之內。
如圖12，13和14所示在Si-H2/Si-H的比值范圍從0.2到0.5的范圍內圖像粗糙度得到改進，在態(tài)密度為1×1014到1×1016cm-3和至少在光導入部分的次能帶光吸收譜測得的指數(shù)曲線拖尾特征能為50到60mev處改進了溫度特性，光記憶，和圖象抹污。
按上述方式制備一表面層樣品，用梳狀電極測其電阻率。表面層電阻率的優(yōu)選范圍從1×1010到5×1015Ωcm，更優(yōu)選地從1×1010到1×1015Ωcm，最好是1×1012到1×1014Ωcm以維持如電荷滯留能力和充電效率等電性能從而防止電壓或針孔泄露而毀壞表面。用HIOKI公司的MΩ測量儀在所加電壓從250V到1KV下測得所述電阻率。
本發(fā)明的效果可參照不限定本發(fā)明的例子更詳細地說明。例1采用使用如圖2A和2B所示的接觸式充電系統(tǒng)的成象設備。承載圖象的感光鼓101按箭頭所示順時針方向以預定圓周速度(處理速度)旋轉。鼓內配有加熱器對感光元件加熱。感光元件維持在45℃。
接觸式充電元件202包括多極磁體202-2和其上由前述充電載流子形成的刷層202-1。多極磁體202-2表面覆蓋一導磁導電的鋁帶(3M公司，電子帶1181(Electrical Tape 1181))以使施加電壓能充分地加到刷層所有部分上。
刷層202-1由前述磁性鐵氧體構成。制備幾個具有不同電阻率的刷層。電阻率由MΩ檢測儀(HIOKI公司)在500V到1KV電壓下測得的在1×103到1×1012Ωcm范圍內。
感光鼓101到接觸式充電元件202間的最小間距由間隙墊片(圖中未畫出)穩(wěn)定地維持在100到1000μm的范圍內以控制其擠壓隙。
電源203將直流電壓Vac加到由充電元件的充電載流子構成的刷層202-1上以對旋轉的感光鼓101的圓周表面均勻充電。在本例子中，Vdc調到800V。
通過成像光105的輻射在感光鼓上形成靜電潛像。涂有顯影劑的顯影套筒106使?jié)撓耧@影，然后被轉印輥108轉印到圖象接受介質107上，圖象轉印后殘存的調色劑為使用磁刷的清潔磁鐵輥(圖中未畫出)擦去，然后還存留在感光鼓表面的調色劑由清潔刮板109從感光鼓上除去。已轉印的圖象被圖中未畫出的定影系統(tǒng)定影，并被送出設備。
另一方面，感光元件包括電荷注入阻擋層，一光導層，和在表1所示條件下由圖5所示用于生產成像設備的感光元件的RF-PCVD設備在鏡面拋光的直徑為108mm的鋁圓柱上制得的表面層。用改變SiH4-H2的混合比和放電功率而形成的感光層制備各種感光元件，而且，也通過改變表面層電阻率制備各種感光元件。
在和形成感光層同樣條件下分別在玻璃襯底(Corning公司7059)和固定于圓柱形樣品罐中的硅片上沉積約1μm厚的a-Si膜。在沉積在玻璃襯底的沉積膜上。氣相沉積梳型鋁電極，用CPM測得指數(shù)曲線拖尾的特征能(Eu)和沉積膜態(tài)密度(DOS)。硅片上的沉積膜用FTIR測量氫含量。
然后，制備表面層樣品，并用一梳型電極測其電阻率。
制得的感光元件和充電元件如圖2A和2B所示置于前述成像設備中。充電元件以和感光元件的表面運動速度比為0.1，和感光元件相對的表面的旋轉相反的表面運動方向上旋轉。對感光元件持續(xù)加熱改變處理速度，由此改變充電時間，評價可充電性，溫度特性和感光元件的光記憶和圖象抹污，圖象粗糙度和其他圖象質量問題。結果見表2。
充電后立刻測量電勢，并算出施加電壓充電后立刻得到的電勢與電壓的比值(充電效果)來評價可充電性?？沙潆娦詾?0％時認為是可接受的。
通過從室溫到45℃的溫度范圍內感光元件可充電性的變化來評價溫度特性。感光元件可充電性的變化率不高于2V/℃時認為是可接受的。
通過成像的視覺檢驗來評價光記憶，圖象抹污和圖象粗糙度，并分為五個等級即5(優(yōu)異)，4(良好)，3(使用無問題)，2(使用中有輕度缺陷)，1(不能用)。
如表2所示，當充電元件的電阻率為1×104到1×109Ωcm的范圍，磁粉顆粒直徑為10到50μm，充電時間不少于10msec；光導層的Eu從50到60mev，DOS從1×1014到1×1016cm-3，SiH2/SiH的比值從0.2到0.5，表面層電阻率為1×1010到1×1015Ωcm時，可得到足夠的可充電性，滿意的溫度特性，所需求的光記憶，沒有圖像抹污或粗糙化的出色圖象質量。這樣可以得到作為整體的能形成高質量圖象的成像設備。例2使用和例1中所用的相同的接觸式充電系統(tǒng)的成像設備，和例1中所用的一樣。成像是用例1中的幾種感光元件，使用具有例1中的幾種顆粒直徑的充電載流子。相對于感光元件的充電元件速度(相對速度)變化。
磁刷的電阻率為1×106Ωcm。多極磁體的磁力為1000G。充電時間50msec。不進行預曝光。除去帶有使用磁刷的清潔磁鐵輥的摩擦裝置。感光元件不加熱。評價圖像抹污，熔融，和圖象穩(wěn)定性。結果見圖3A和3B。
圖象抹污，熔融，和圖象穩(wěn)定性由成像的視覺檢查進行評價，分成五等；5(優(yōu)異)，4(良好)，3(使用無問題)，2(使用中有輕微缺陷)和1(不能用)。
如表3所示，既使在無預曝光，無清潔磁鐵輥等摩擦步驟，感光元件不加熱的條件下，也能得到無圖象抹污或粗糙化的高圖象穩(wěn)定性的出色的圖象質量。實現(xiàn)這一點需磁粉的顆粒直徑從10到50μm，充電元件以表面運動速度不少于0.1在和感光元件對應表面相反的表面運動方向上旋轉，光導層的Fu從50到50mev，DOS從1×1014到1×1016cm-3，Si-H2/Si-H的比從0.2到0.6，表面層電阻率從1×1010到1×1015Ωcm。這樣，作為一整體能形成高質量圖象的成象設備就得到了。例3感光元件包括電荷注入阻擋層，光導層，和在如表4所示條件下用如圖6所示的生產成像設備的感光元件的VHF-PCVD設備在和例1中所用的相同鏡面拋光鋁圓柱(支持體)上制備表面層。
然后，通過改變SiH4/H2的混合比，放電能，支持體溫度，和內部壓力形成的感光層制備各種感光元件。然后，改變其表面電阻率來制備各種感光元件。
在和感光層同樣的條件下分別在玻璃襯底(Corning公司7059)和固定于圓柱形樣品罐中的硅片上沉積厚約1μm的a-Si膜。在玻璃襯底的沉積膜上、氣相沉積梳型鋁電極，并用CPM測得指數(shù)函數(shù)曲線拖尾的特性能(Eu)，沉積膜的態(tài)密度(DOS)，硅片上的沉積膜進行FTIR氫含量的測量。
然后，以同樣方式制備表面層樣品，用梳型電極測其電阻率。
將制得的感光元件和充電元件置于和例1中所用相同的成象設備中。充電元件在相對于感光元件的表面運動速度比為0.1和感光元件對應表面的旋轉運動相反的表面運動方向上旋轉。對感光元件持續(xù)加熱改變處理速度，由此改變充電時間。評價可充電性，溫度特性和感光元件的光記憶和包括圖象抹污和圖像粗糙度的圖象質量。結果見表5。
用和例1同樣的方法評價可充電性，溫度特性和感光元件的光記憶，和圖象質量。
如表5所示，當充電元件的電阻率為1×104到1×109Ωcm；磁粉顆粒直徑為10到50μm；充電時間不低于10msec；感光層的Eu為50到60mev，DOS是1×1014到1×1016cm-3，Si-H2/Si-H的比是0.2到0.5；表面層電阻率為1×1010到1×1015Ωcm時可得到足夠的可充電性，滿意的溫度特性，所需的光記憶，沒有圖象抹污或圖象粗糙化的優(yōu)異圖象質量。因此，作為整體可得到能形成高質量圖象的成像設備。比較例1除充電元件的電阻率不在1×104到1×109Ωcm的范圍內，磁粉顆粒直徑不在10到50μm范圍內；充電時間不低于10msec；光導層的Eu不在50到60mev的范圍之內，DOS不在1×1014到1×1016cm-3的范圍內，Si-H2/Si-H的比不在0.2到0.5的范圍之內；表面層電阻率不在1×1010到1×1015Ωcm之內，作和例1與例3中同樣的實驗。
結果示于表2和表5，滿意的性能不能完全部得到。比較例2除磁粉顆粒直徑不在10到50μm的范圍之內，充電元件以相對感光元件的表面運動速度比低于0.1和感光元件對應表面的旋轉運動相反的表面運動方向上旋轉；光導層的Eu不在50到60mev的范圍之內，DOS不在1×1014到1×1016cm-3的范圍之內；Si-H2/Si-H的比不在0.2到0.5的范圍之內，表面層電阻率不在1×1010到1×1015Ωcm的范圍之內，作和例2同樣的實驗。
結果見表3。在無預曝光，不用清潔磁鐵輥或類似物摩擦，不加熱感光元件的條件下高的圖象質量作為一整體不能得到。
如前述，本發(fā)明提供的成像設備使用具有最合適的磁刷電阻，載流子最佳直徑，多極磁體的最佳磁力，在感光元件的接觸部分的最佳充電時間，最佳的充電元件和感光元件的相對表面速度，由此，成像設備通過使用一種無臭氧充電裝置得到無溫度引起的圖象抹污的出色圖象。
更具體的說，首先，本發(fā)明所用的充電對象是一包括導電支持體和包括由含硅原子模和氫和/或鹵原子的非單晶材料構成的有光導性的光導層的光接收層，和具有保留電荷功能的表面層的感光元件，其中光導層含氫的量從10到30原子％，態(tài)密度從1×1014到1×1016cm-3和至少光導入部分的次能帶光吸收譜的指數(shù)曲線拖尾的特征能從50到60mev，由此保留在無定型硅感光元件的光記憶減少了，電性能對溫度的依賴減少使得可以省去感光元件的溫度控制。而且，表面層電阻率為1×1010到1×1015Ωcm，多極磁體的磁力不低于500G，磁粉的電阻率從1×104到1×109Ωcm，顆粒直徑從10到50μm；充電元件和充電體點接觸時間不短于10msec，由此得到了高充電效率和足夠的均平效果，從而使得可省去消除電荷曝光或使得既使用強消除電荷光對上述光導層曝光也能得到足夠的充電，在不降低可充電性的同時光記憶減少了。
其次充電元件以相對于充電對象的表面運動速度比不低于0.1在和充電對象的對應表面的旋轉運動相反的表面運動方向上移動，磁粉顆粒直徑為10到50μm，由此可省去用磁刷之類清潔器摩擦以避免高溫度圖象抹污的操作。
因此，溫度特性提高了和電性能提高了的新的感光元件和無臭氧充電器的組合，減少或消除了光記憶而不損害可充電性，而且能節(jié)能和實現(xiàn)保持提高圖象的質量而無高濕度圖象抹污的設備的小型化。
表2感光鼓刷電阻率顆粒直徑磁力 充電時間予曝光 *評價Eu DOS SiH2表面層 (μ) (G) (msec) 可充 溫度 記憶 圖象 圖象 總計(meV) (cm-3) /SiH電阻率 電性 特性 抹污 質量(Ωcm)401×10150.41×10141×10630 1000 50 無 (4)(2)(4) (4)(4) (3)551×10150.41×10141×10630 1000 50 無 (5)(4)(4) (4)(4) (5)701×10150.41×10141×10630 1000 50 無 (4)(2)(3) (4)(4) (3)551×10130.41×10141×10630 1000 50 無 (4)(4)(4) (2)(3) (3)551×10170.41×10141×10630 1000 50 無 (4)(3)(2) (2)(3) (2)551×10150.41×10141×10630 1000 50 無 (4)(3)(3) (4)(2) (3)551×10150.41×1081×10630 1000 50 無 (3)(4)(4) (2)(3) (3)551×10150.41×10171×10630 1000 50 無 (3)(4)(4) (3)(4) (4)551×10150.41×10141×10330 1000 50 無 (2)(4)(4) (4)(4) (3)551×10150.41×10141×101230 1000 50 無 (2)(4)(4) (4)(4) (3)551×10150.41×10141×1065 1000 50 無 (4)(4)(4) (4)(2) (3)551×10150.41×10141×10680 1000 50 無 (4)(4)(4) (4)(2) (3)551×10150.41×10141×10630 50050 無 (4)(4)(4) (4)(2) (3)551×10150.41×10141×10630 1000 1無 (2)(4)(2) (4)(4) (2)551×10150.41×10141×10630 1000 50 實施例 (2)(4)(4) (4)(4) (3)551×10150.41×10141×10630 1000 100 實施例 (3)(4)(5) (4)(4) (5)*評價級別(5)優(yōu)秀，(4)好，(3)無使用問題，(4)輕微實用缺陷，(5)不能用表3感光鼓 顆粒直徑相對速度 *評價Eu DOS SiH2表面層 (μ)圖象抹污 熔融 圖象 總計(meV) (cm-3) /SiH 電阻率 穩(wěn)定性(Ωcm)401×10150.41×101430 110(3) (3) (2)(2)551×10150.41×101430 110(3) (3) (4)(4)701×10150.41×101430 110(3) (3) (2)(2)551×10130.41×101430 110(1) (3) (4)(2)551×10170.41×101430 110(1) (3) (3)(1)551×10150.41×101430 110(3) (3) (3)(3)551×10150.41×10830 110(1) (3) (4)(2)551×10150.41×101730 110(2) (3) (4)(2)551×10150.41×10145 110(1) (3) (4)(2)551×10150.41×10145 110(3) (3) (4)(4)551×10150.41×1014200110(1) (3) (4)(2)551×10150.41×101430 150(5) (4) (4)(5)551×10150.41×101430 50 (4) (2) (4)(3)*評價級別(5)優(yōu)秀，(4)好，(3)無使用問題，(4)輕微實用缺陷，(5)不能用表4電荷注入 光導層 表面層阻擋層氣體和流速SiH4(SCCM) 150 200200-10SiF4(SCCM) 5 3 10H2(SCCM)500 800B2H6(ppm，以SiH4計) 15003NO(SCCM) 10CH4(SCCM) 5 0-500支持體溫度(℃) 300 300300內壓(Torr) 30 10 20功率(W) 200 600100層厚(μm)2 30 0.5
表5感光鼓 刷電阻率顆粒直徑磁力充電時間 予曝光 *評價Eu DOS SiH2表面層(μ) (G) (msec) 可充 溫度 記憶 圖象 圖象 總計(meV) (cm-3)/SiH電阻率 電性 特性 抹污 質量(Ωcm)401×10150.31×10141×10630 100050 無 (4)(2)(4)(4)(4)(3)551×10150.31×10141×10630 100050 無 (5)(4)(4)(4)(4)(5)701×10150.31×10141×10630 100050 無 (4)(2)(3)(4)(4)(3)551×10130.31×10141×10630 100050 無 (4)(4)(4)(2)(3)(3)551×10170.31×10141×10630 100050 無 (4)(3)(2)(2)(3)(2)551×10150.31×10141×10630 100050 無 (4)(3)(3)(4)(2)(3)551×10150.31×1081×10630 100050 無 (3)(4)(4)(2)(3)(3)551×10150.31×10171×10630 100050 無 (3)(4)(4)(3)(4)(4)551×10150.31×10141×10330 100050 無 (2)(4)(4)(4)(4)(3)551×10150.31×10141×101130 100050 無 (2)(4)(4)(4)(4)(3)551×10150.31×10141×1065 100050 無 (4)(4)(4)(4)(2)(3)551×10150.31×10141×10680 100050 無 (4)(4)(4)(4)(2)(3)551×10150.31×10141×10630 500 50 無 (4)(4)(4)(4)(2)(3)551×10150.31×10141×10630 10001 無 (2)(4)(2)(4)(4)(2)551×10150.31×10141×10630 100050 實施例 (2)(4)(4)(4)(4)(3)551×10150.31×10141×10630 1000100 實施例 (3)(4)(5)(4)(4)(5)*評價級別(5)優(yōu)秀，(4)好，(3)無使用問題，(4)輕微實用缺陷，(5)不能用
權利要求
1.一種由對包括一圓柱形多極磁體和由磁粉在該圓柱形多極磁體圓周表面形成的刷層的充電元件加電壓，通過反向運動用該刷層表面和充電體表面摩擦對其充電，在充電體表面形成靜電潛像的成像設備，其中所述的充電體是一個帶有包括含硅原子為模和氫和/或鹵原子的非單晶材料的位于導電支持體上的光導層的感光元件，所述的光導層含氫的量為10到30原子％，Si-H2/Si-H的比為0.2到0.5，態(tài)密度為1×1014cm-3到1×1016cm-3和至少光導入部分的次能帶光吸收譜的指數(shù)曲線拖尾的特征能為50到60mev，表面電阻率是1×1010到5×1015Ωcm；多極磁體的磁力不低于500G；磁粉的電阻率為1×104到1×109Ωcm和顆粒直徑是10到50μm；刷層和充電體的點接觸時間不短于10msec；充電元件和充電體的相對運動速度的關系為(a-b)/a×100％不少于110％其中a是充電體的運動速度，b是充電元件的運動速度，充電體的旋轉方向定為正向。
2.權利要求1所述的成像設備，其中該設備有一光學消除電荷裝置以從充電體上除去電荷。
3.一種權利要求1所述的成像設備，其中所述的感光元件有一表面層。
4.一種權利要求1所述的成像設備，其中所述的感光元件有一電荷注入阻擋層。
5.權利要求1所述的成像設備，其中在光導層的支持體一邊感光元件有一電荷注入阻擋層而和支持體相對的一邊有一表面層。
6.一種權利要求1所述的成像設備。其中充電元件有一控制磁刷厚度的元件。
7.一種權利要求1所述的成像設備，其中配有一間隔墊片來控制充電元件和充電體之間的間隙。
8.一種權利要求1所述的成像設備，其中磁力不小于1000G。
9.一種權利要求1所述的成像設備，其中表面電阻率的范圍從1×1010到1×1015Ωcm。
10.一種通過對包括一圓柱形多極磁體和由磁粉在多極磁體圓周表面上形成刷層的充電元件施加電壓，通過反向運動摩擦充電體表面和刷層表面對充電體表面充電，成像輻照充電體表面以在其上形成一靜電潛像的靜電潛像的成像方法，其中充電體是帶有包括位于導電支持體上含硅原子為模和氫和/或鹵原子的非單晶材料的光導層的感光元件；所述光導層含氫的量為10到30原子％，Si-H2/Si-H的比值范圍為0.2到0.5，態(tài)密度是1×1014cm-3到1×1016cm-3和至少光導入區(qū)的次能帶光吸收譜的指數(shù)曲線拖尾特征能的范圍為50到60mev；表面電阻率為1×1010到5×1015Ωcm；多極磁體的磁力不低于500G；磁粉電阻率為1×104到1×109Ωcm而顆粒直徑是10到50μm；刷層在充電體上的點接觸時間不短于10msec；充電元件和充電體的相對運動速度有(a-b)/a×100％不少于110％的關系，其中a是充電體的運動速度，b是充電元件的運動速度，充電體的旋轉方向定為正向。
全文摘要
提供一種成像設備，它有具有改善了的溫度特性和改善了的電性能的感光元件和無臭氧充電系統(tǒng)組合，而且既不用加熱器也不用清潔輥，在該設備中，帶有500G或更強的圓柱形多極磁體和由磁粉在磁體的圓周表面上形成的磁刷層的充電元件以運動速度比不少于110％在反向摩擦充電體的表面對充電體充電。該充電體是帶有由非單晶構成的光導層的感光元件。
文檔編號G03G5/082GK1165984SQ9611328
公開日1997年11月26日 申請日期1996年8月21日 優(yōu)先權日1995年8月21日
發(fā)明者江原俊幸, 河田將也 申請人:佳能株式會社