CN102081313B - 电子照相感光构件和电子照相设备 - Google Patents

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Abstract

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和包括该电子照相感光构件的电子照相设备，所述电子照相感光构件包括：导电性基体；在所述导电性基体上的光导电层；和在所述光导电层上由氢化非晶碳化硅制成的表面层，其中在所述表面层中(C/(Si+C))为0.61以上至0.75以下，在所述表面层中Si+C原子密度为6.60×1022原子/cm3以上，和所述表面层的算术平均粗糙度Ra为0.029μm以上至0.500μm以下。

Description

电子照相感光构件和电子照相设备
技术领域
本发明涉及包括由氢化非晶碳化硅(下文中也称作“a-SiC”)制成的表面层的电子照相感光构件，和包括该电子照相感光构件的电子照相设备。由氢化非晶碳化硅制成的表面层在下文中也称作“a-SiC表面层”。
背景技术
电子照相设备中，将其上设置光导电层(感光层)的电子照相感光构件表面充电，然后施加图像曝光光从而在电子照相感光构件表面上形成静电潜像。此外，将调色剂施加至电子照相感光构件表面上的静电潜像从而形成调色剂图像，并且将调色剂图像转印至转印材料如纸从而形成图像。在电子照相设备由此形成图像之后，一部分调色剂残留于电子照相感光构件表面上。因而，需要除去残余调色剂。通常，在清洁工序中使用清洁刮板、皮毛刷或磁铁刷除去残余调色剂，典型地在清洁工序中使用清洁刮板除去。
然而，近年来，具有小于常规平均粒径的调色剂已经用于更高图像质量，并且变得在清洁工序中难以除去残余调色剂。具体地，为清洁具有小粒径的残余调色剂，例如，需要增加清洁刮板的加压压力。这会引起清洁刮板的毛刺或电子照相感光构件的旋转力矩(running torque)的增大。为解决上述问题，日本专利申请特开No.H9-297420提出在具有非晶硅感光层的电子照相感光构件中，通过切削或旋转球磨设备预先使形成感光层的导电性基体表面粗糙的方法。日本专利申请特开No.2001-330978提出将在电子照相感光构件的10μm×10μm范围内的显微表面粗糙度Ra控制为预定值从而有效地防止调色剂附着的方法。
如上所述，已按照惯例改善了残余调色剂的有效清洁。然而，对于图像质量的市场需求已进一步增加。特别地，在按需打印(下文中也称作“POD”)如轻打印的市场中或图象领域中存在对于图像质量的显著要求。例如，不能接受迄今为止不成为问题的由于电子照相感光构件的不规则旋转而引起的微小的浓度波动(条带现象)或微小的清洁不良。
为有效地清洁残余调色剂，调整项目如清洁刮板的材料、硬度或加压压力、电子照相感光构件表面的形状或材料、调色剂的材料或粒径、外部添加剂的材料或量需要适当地调整。然而，当使用具有小粒径的调色剂时，此类设定范围可能会减少，并且不能获得充分的设计宽容度(design latitude)，这可能妨碍设计。此外，重复图像形成会依赖于调节项目的设定值逐渐改变电子照相感光构件表面的活性度，这会增大电子照相感光构件的旋转力矩。如下所述预想该现象。在充电器中或附近形成的放电产物改变活性度如电子照相感光构件表面的表面自由能。因而，推测将在电子照相感光构件附近存在的物质如调色剂、调色剂外部添加剂、纸粉或在一些情况下中间转印体的粘结剂树脂容易附着至表面，然后电子照相感光构件表面和清洁刮板之间的摩擦力改变。旋转力矩的增大可能防碍电子照相感光构件的平稳旋转，并引起条带现象。特别地，当不进行如日本专利申请特开No.H9-297420中描述的基体加工时，条带现象趋于容易发生。
即使当进行基体加工时，基体加工在初始阶段中有效，但长期使用会增大电子照相感光构件的旋转力矩并引起条带现象或清洁不良。在日本专利申请特开No.2001-330978中，仅仅考虑基体的显微粗糙度，并且使用具有小粒径的调色剂或长期使用可能增加电子照相感光构件的旋转力矩或引起条带现象。
发明内容
本发明的目的是提供能够长期输出高质量图像的电子照相感光构件和包括该电子照相感光构件的电子照相设备。
本发明提供电子照相感光构件，该电子照相感光构件包括：导电性基体、在导电性基体上的光导电层和在光导电层上由氢化非晶碳化硅制成的表面层，其中在表面层中碳原子数(C)与硅原子数(Si)和碳原子数(C)的总和之比(C/(Si+C))为0.61以上至0.75以下，在表面层中硅原子的密度和碳原子的密度的总和为6.60×1022原子/cm3以上，和由JIS B0601：2001规定的表面层的算术平均粗糙度Ra为0.029μm以上至0.500μm以下。本发明还提供包括该电子照相感光构件的电子照相设备。
根据本发明，能够增加清洁的设计宽容度，并能够防止由电子照相感光构件旋转力矩的增大引起的条带现象，由此使高质量图像长期保持。
参照附图从以下示例性实施方案的描述中本发明的进一步特征变得显而易见。
附图说明
图1示出本发明的电子照相感光构件的层构造的实例。
图2示出等离子体CVD沉积设备的构造的实例。
图3A示出通过压印法形成的导电性基体表面的形状。
图3B示出通过压印法形成的导电性基体表面的形状。
图3C示出通过压印法形成的导电性基体表面的形状。
图4A示出通过工具切削(tool cutting)形成的导电性基体表面的形状。
图4B示出通过工具切削形成的导电性基体表面的形状。
图4C示出通过工具切削形成的导电性基体表面的形状。
图4D示出通过工具切削形成的导电性基体表面的形状。
图5示出电子照相设备的构造的实例。
具体实施方式
参照附图，现在将详细描述本发明的优选实施方案。
本发明的电子照相感光构件包括导电性基体、在导电性基体上的光导电层和在光导电层上由氢化非晶碳化硅制成的表面层(a-SiC表面层)。本发明人坚持不懈地研究并发现具有低的初始摩擦系数和由于使用摩擦系数少量增加的a-SiC表面层能够通过适当控制随a-SiC表面层的组成可变的物理性质而形成。期望发生摩擦系数的增加，因为电子照相感光构件在带电过程中暴露于放电产物中，电子照相感光构件的表面自由能改变，并且各种物质如调色剂的组分附着于表面。因而，推测即使将表面暴露于放电产物中，适当地控制随a-SiC表面层的组成可变的物理性质仍能够防止电子照相感光构件表面的活性度的改变。
另外，已经发现改善电子照相感光构件的表面(a-SiC表面层的表面)的形状以适当地控制清洁刮板和电子照相感光构件表面之间的邻接面积，因而从初始阶段经过长期使用连续地实现满意的清洁，并且能够防止电子照相感光构件的旋转力矩的增大。物理性质如表面层组成的控制也称作“物理性质控制”，电子照相感光构件表面形状的控制也称作“表面粗糙度控制”。进一步最优化物理性质控制和表面粗糙度控制的组合从而实现本发明。现在，将详细描述物理性质控制和表面粗糙度控制。
(物理性质控制)
通常，碳类材料具有高润滑性并经常用作电子照相感光构件的表面层的材料。然而，碳类材料显著地吸收经常用作图像曝光光的红光或红外光，这会降低电子照相感光构件的感光度。同时，当使用碳化硅时，比使用不含有硅原子的碳类材料时获得更高的透光性。然而，硅原子含量的增加可能降低对引起电子照相感光构件表面上电荷漂移的抵抗性。此类电荷的漂移会降低分辨率或浓淡度性质(gradation property)。同时，碳原子含量的增加增加了图像曝光光的吸收。已经发现如果碳原子数(C)与硅原子数(Si)和碳原子数(C)总和之比(C/(Si+C))(下文中简称作“C/(Si+C)”)为0.61以上至0.75以下，则提供碳类材料的高润滑性、图像曝光光的透过性和表面层的抵抗性之间良好平衡的范围。
然而，已经发现仅仅最优化碳原子和硅原子组成不能维持电子照相感光构件的初始润滑性，并且会引起清洁不良或条带现象。本发明人预想该原因如下所述。具体地，对于长期的图像形成，电子照相感光构件表面暴露于放电产物如臭氧、调色剂、调色剂外部添加剂或纸粉中。特别地，当使用利用电晕放电的一次充电器或转印充电器时，电子照相感光构件表面暴露于大量放电产物中，这可能会使电子照相感光构件表面变质。对于表面容易通过摩擦而磨损的电子照相感光构件，电子照相感光构件表面总是更新，变质部分(变质层)难以保留。然而，对于具有a-SiC表面层的电子照相感光构件，该表面具有非常高的硬度并且难以通过摩擦而磨损，因而变质层难以除去。推测变质层不具有如碳类材料的高润滑性，并且随着变质层的生长，电子照相感光构件的旋转力矩增大，接着容易引起清洁不良或条带现象。
然后，本发明人进一步研究并发现，将a-SiC表面层中硅原子的密度和碳原子的密度的总和(下文中也称作“Si+C原子密度”)设定为6.60×1022原子/cm3以上，更优选为6.81×1022原子/cm3以上，由此长期图像形成不容易使电子照相感光构件表面变质。高Si+C原子密度是指形成a-SiC表面层层结构骨架的硅原子和碳原子之间短的原子距离。因而，推测形成a-SiC表面层层结构的骨架的原子之间的键合力增大从而使电子照相感光构件表面难以变质。此外，推测高密度降低空间率从而使放电产物(离子物种)难以沿其深度方向进入a-SiC表面层并反应。不存在Si+C原子密度的具体上限，但推测a-SiC(氢化非晶碳化硅)为非晶物质因而没有高于晶体密度的密度。因而，由上述组成范围中的表面层获得的Si+C原子密度理论上为13.0×1022原子/cm3以下。
可以控制包含在a-SiC表面层中的氢原子的量从而提供对离子物种(ion species)攻击的抵抗性和其它性质如电子照相感光构件的感光度之间更好的平衡。具体地，氢原子数(H)与硅原子数(Si)、碳原子数(C)和氢原子数(H)的总和之比(H/(Si+C+H))(下文中也简称作“H/(Si+C+H)”)可以为0.30以上至0.45以下。在具有高Si+C原子密度的a-SiC表面层中，光学带隙容易减小并且光吸收增加，这会降低电子照相感光构件的感光度。然而，在H/(Si+C+H)为0.30以上的情况下，光学带隙增大，然后电子照相感光构件的感光度改善。
同时，在H/(Si+C+H)大于0.45的情况下，在a-SiC表面层中具有很多氢原子的端基如甲基趋于增加。端基可以在a-SiC结构中形成大的空间，引起在其周围存在的原子之间键的应变(strain)，或防止Si-C结构网络化。推测此类结构上的弱点形成对抗离子物种攻击的薄弱部分。从以上可知，H/(Si+C+H)可以为0.30以上至0.45以下。
(表面粗糙度控制)
如上所述，与常规表面层相比物理性质控制增加该表面的润滑性，并且能够长期维持该优点，但具有小粒径的调色剂的适当清洁需要进一步改善。例如，在使用清洁刮板的清洁(下文中也称作“刮板清洁”)中，清洁刮板的硬度和清洁刮板的加压压力(下文中也称作“刮板压力”)需要适当设定。特别地，对于使用小粒径调色剂的电子照相方法中满意的清洁，经常将刮板压力设定为高值，这会引起清洁刮板的震颤(微小振动)或清洁刮板的卷曲(翻折(turnover))。此外，清洁刮板施加对电子照相感光构件旋转的制动，因而随着高刮板压力，电子照相感光构件的旋转力矩容易增大。过度的电子照相感光构件的旋转力矩会引起不规则旋转，并在输出图像中引起条带现象。如果将刮板压力范围设定为不发生清洁刮板的震颤或卷曲、由于转矩变化产生的条带现象不会发生并且能够输出满意的图像，则设计宽容度(调节容许)会减少。因而，通过电子照相感光构件表面的摩擦系数的个体差异或刮板压力调节的振幅，刮板压力会超过适当的值。
然后，已经发现除了电子照相感光构件的表面层的物理性质控制之外还进行表面粗糙度控制从而增加清洁宽容度，并且在长期使用中总是能够从初始阶段就保持满意的清洁状态。同时，如果粗糙度增加太多，会发生波纹(moire)(当许多规则重复的图案叠加时由周期不重合产生的条纹图案)。波纹是表面形状的空间频率和图像形成的空间频率(space frequency)(激光扫描的周期)之间的波浪，并且过大的步幅增加了波浪从而引起会出现在图像中的浓度差。因而，表面粗糙度不应当增加太多。
从以上各点可知，具体地，在上述物理性质条件下，将由JIS B0601：2001规定的表面层的算术平均粗糙度Ra设定为0.029μm以上至0.500μm以下。已经发现在此时，清洁不良、清洁刮板的震颤或卷曲、电子照相感光构件的旋转力矩的增大难以发生，并且该性质从初始阶段长期维持。该范围中，图像缺陷如波纹难以发生。更优选地，算术平均粗糙度Ra可以为0.050μm以上至0.200μm以下。与清洁刮板的接触程度不是通过局部最大和最小高度而是由长间距的凹凸来决定。因而，可以控制表面的平均形状，即凹凸的平均距离和凹凸的平均深度。
作为对应于凹凸的平均距离的参数，可以使用由JISB0601：2001规定的粗糙度曲线要素的平均长度Rsm(基准长度中凹凸的平均长度)。Rsm的范围可以为1.0μm以上至150.0μm以下。作为对应于凹凸的平均深度的参数，可以根据JIS B0601：2001使用Rzjis(十点平均粗糙度)。Rzjis的范围可以为0.100μm以上至2.000μm以下。将描述Ra和Rzjis之间的差异。Ra是指在本发明中最重要的在表面内的平均粗糙度。Rzjis比Ra更容易受到相对大的凹凸的影响，但考虑到对清洁刮板的摩擦程度，相对大的凹凸也是重要的。特别地，对于不规则表面性质，即使具有相同的Ra也会存在Rzjis差异。在此情况下，能够将Rzjis用作更期望范围的指标。
比较如用车床加工的周期结构的情况与如用球磨机加工的没有周期结构的情况，在Ra、Rsm和Rzjis相同的观点下本发明的优点没有差异。然而，考虑到生产的容易性和质量的稳定性，更加期望具有周期结构的情况。作为导电性基体的加工方法，可以使用加压模具的称为压印的方法以形成10μm以下短周期的结构。对于形成10μm以上长周期的结构，可以使用用车床切削。通过这些方法，使周期凹凸形成于导电性基体表面中，然后在导电性基体上形成光导电层。在通过CVD法形成光导电层和表面层中，在基本上维持基底(base)的形状下发生生长。因而，电子照相感光构件表面中的凹凸能够通过加工作为基底的导电性基体表面来控制。
组合上述表面粗糙度控制和物理性质控制从而获得本发明的优点。当使用具有除了本发明组成以外的组成的表面层时，即使使用本发明的表面粗糙度控制也不能获得本发明的优点。当使用常规材料时，长期使用会引起电子照相感光构件表面总是受到活性分子如臭氧的攻击从而使表面层变质。与清洁刮板接触的部分逐渐磨损并更新，因而变质层在该部分难以生长。同时，在与清洁刮板不接触的部分或具有低接触压力的凹部中，变质层容易生长。当在该部分中相对于该物质的润湿性(表面自由能)变化时，调色剂组分如调色剂或外部添加剂、粘结剂组分如转印带或填料组分如纸粉容易附着，从而影响清洁性质或电子照相感光构件表面的摩擦系数。因而，为长期维持满意的清洁性质或电子照相感光构件的旋转力矩，需要本发明的物理性质控制，从而甚至难以与清洁刮板接触的凹部也不变质。
(本发明的电子照相感光构件)
图1示出本发明的电子照相感光构件的层构造的实例。图1示出导电性基体101、下部注入阻止层102、光导电层103和表面层104。光导电层103由氢化非晶硅(下文中也称作“a-Si”)制成。下文中，由a-Si制成的光导电层也称作“a-Si光导电层”，包括a-Si光导电层的电子照相感光构件也称作“a-Si感光构件”。图1中示出的层通过真空沉积层形成法例如射频CVD法通过设定层形成参数的数值条件以获得期望性质来形成。
(导电性基体)
导电性基体由例如铜、铝、镍、钴、铁、铬、钼、钛或其合金制成。这些材料中，考虑到加工性或生产成本，铝是优异的。铝中，可以使用Al-Mg合金或Al-Mn合金。
为在电子照相感光构件表面中形成适当的凹凸，凹凸加工能够在导电性基体表面中进行。一个实例为用车床切削。该车床包括能够安装切削刀具的刀具架(转塔(turret))，并能够在旋转导电性基体的同时切削。首先，将导电性基体设置在未示出的车床上。为加工导电性基体外表面，需要从内侧保持导电性基体。用于从内侧保持导电性基体的保持单元的实例为弹簧夹头。
在通过保持单元如弹簧夹头保持导电性基体的情况下，将导电性基体设置在车床上，并进行外表面切削加工。具体地，导电性基体以例如2000rpm旋转，将该工具以预定的工具切削量在预定的工具进给速度下沿导电性基体的母线方向移动以切削外表面。工具进给速度和导电性基体的旋转速度决定由切削产生的凹凸的间距(周期)。工具的形状和接触角决定凹凸的深度。将间距和深度适当地调节以确定导电性基体的表面形状。
图4A、4B、4C和4D示出通过工具切削形成的导电性基体表面的形状。如图4A、4B、4C和4D中所示，即使在相同工具施加方式的情况下，如图4A和4B所示改变进给速度能够改变间距和深度。如图4C和4D所示，改变角度能够以相同间距改变深度和形状。确定车床加工条件从而在光导电层和表面层形成于导电性基体上之后表面粗糙度Ra(JIS B0601：2001)为0.029μm以上至0.500μm。Ra可以设定为0.050μm以上至0.200μm以下。此外，在光导电层和表面层形成之后表面凹凸的深度可以为0.10μm以上至2.00μm以下，并且间距可以为1.0μm以上至150.0μm以下。更优选地，深度可以为0.50μm以上至1.50μm以下，并且间距可以为10.0μm以上至30.0μm以下。过小的深度防碍电子照相感光构件的旋转力矩有效减小，过大的深度容易在输出图像中引起波纹。依赖于凹凸的深度，过小的间距使清洁刮板难以追随凹部的深处。为适当地清洁微小的颗粒如调色剂外部添加剂，可以使用相对大的间距。同时，过大的间距引起清洁刮板的变形而不容易追随，从而增加摩擦力。
在用车床加工中，间距可以为10.0μm以上。对于10.0μm以下的间距，需要长的加工时间，工具的寿命减少，或在一些情况下精度降低。当需要10μm以下的间距时，可以使用加压称为接触辊或印模的模具的称为压印的方法以形成凹凸。铝或铝合金比其它金属相对更软，如果深度不是非常大可以容易地加工。用于压印的模具的截面形状可以为矩形结构、锯齿形状或波形。截面形状可以为沿周向连续的槽形，或具有规则配置的点的形状。在任一种情况下，当在通过圆筒中心轴的任何平面上取截面时，存在具有凹凸的部分。可以形成此类垂直于旋转方向的凹凸以减少与清洁刮板的摩擦力和减小电子照相感光构件的旋转力矩。
图3A、3B和3C为以上描述的示意图。如图3A中所示，将安装于台303的不锈钢模具302加压并按压，旋转圆筒形导电性基体301以在导电性基体301的整个表面上形成凹凸。凹凸的形状可以为如图3B中所示的槽形(沿轴向交替配置沿周向连续的凹部304和沿周向连续的凸部305的形状)。该形状可以为如图3C中所示的离散的形状(凸部305规则配置的形状)。
(下部注入阻止层)
在用于本发明的电子照相感光构件中，将用于防止电荷从导电性基体注入的下部注入阻止层有效地设置于导电性基体和光导电层之间。下部注入阻止层含有比光导电层相对较多的用于控制传导性的原子数。作为用于控制传导性的下部注入阻止层中含有的原子，可以依赖于电荷极性使用第13族原子或第15族原子。此外，下部注入阻止层含有碳原子、氮原子和氧原子中至少一种原子，从而改善下部注入阻止层和导电性基体之间的粘合性。
考虑到获得期望的电子照相特性和经济效果，下部注入阻止层的厚度可以为0.1μm以上至10.0μm以下，更优选为0.3μm以上至5.0μm以下，和进一步优选为0.5μm以上至3.0μm以下。0.1μm以上的厚度能够提供足够的防止电荷从导电性基体注入的能力，并能够获得优异的带电能力。同时，5.0μm以下的厚度能够防止由于延长生产时间引起的生产成本的增加。
(光导电层)
在用于本发明的电子照相感光构件中，光导电层可以由a-Si制成，并且可以添加第13族原子和第15族原子作为控制传导性的原子。为调节性质如电阻值，可以添加原子如氧原子、碳原子或氮原子。为补偿该层中的悬键，可以含有氢原子。光导电层中氢原子(H)含量的总和相对于硅原子数和氢原子数的总和可以为10原子％以上至30原子％以下，更优选为15原子％以上至25原子％以下。可以使用卤素原子如氟以获得与氢原子相同的优点。
本发明中，考虑到获得期望的电子照相特性和经济效果，光导电层的厚度可以为15μm以上至60μm以下，更优选为20μm以上至50μm以下，和进一步优选为20μm以上至40μm以下。
(表面层)
本发明中，a-SiC表面层中碳原子数(C)与硅原子数(Si)和碳原子数(C)的总和之比(C/(Si+C))为0.61以上至0.75以下，在a-SiC表面层中硅原子密度和碳原子密度的总和为6.60×1022原子/cm3以上，更优选为6.81×1022原子/cm3以上。同样地，能够获得长期维持满意的清洁性质和防止电子照相感光构件的旋转力矩的增大的显著优点。在晶体中获得a-SiC表面层中硅原子密度和碳原子密度的最大总和。因而，本发明中硅原子密度和碳原子密度总和的上限基于晶体。首先，将SiC晶体和金刚石的原子密度用作指标，然后推测在目标a-SiC组成中碳原子密度与硅原子密度和碳原子密度的总和之比，并依赖于该比例，计算晶体中的原子密度。该原子密度为在目标a-SiC组成中原子密度的上限。硅原子和碳原子的原子密度为1∶1的SiC晶体中的原子密度为9.64×1022原子/cm3，作为仅含有碳原子的晶体的金刚石中原子密度为17.65×1022原子/cm3。
本发明中，在a-SiC表面层的拉曼光谱中1390cm-1的峰强度(ID)与1480cm-1的峰强度(IG)之比(ID/IG)可以为0.20以上至0.70以下。在拉曼光谱中1390cm-1的峰强度(ID)与1480cm-1的峰强度(IG)之比下文中也称作“ID/IG”。首先，将描述与类金刚石碳比较的a-SiC表面层的拉曼光谱。类金刚石碳下文中也称作“DLC”。
对于由sp3结构和sp2结构形成的DLC的拉曼光谱，观察到具有在1540cm-1附近的主峰和在1390cm-1附近的肩带(shoulderband)的不对称拉曼光谱。在通过RF-CVD法形成的a-SiC表面层中，观察到类似于DLC拉曼光谱的具有在1480cm-1附近的主峰和在1390cm-1附近的肩带的拉曼光谱。因为a-SiC表面层含有硅原子，所以a-SiC表面层的主峰转移至比DLC低的波数侧。因而，发现通过RF-CVD法形成的a-SiC表面层为具有与DLC非常相似的结构的材料。
通常，在DLC的拉曼光谱中，已知对于在低波数带中峰强度与在高波数带中峰强度的比例越小DLC的sp3性质趋于越高。因而，a-SiC表面层具有与DLC非常相似的结构，结果对于在低波数带中峰强度与在高波数带中峰强度的比例越小，sp3性质趋于越高。在本发明中具有高原子密度的a-SiC表面层中，将a-SiC表面层中ID/IG设定为0.70以下，从而进一步增加键合力。
这可能是因为sp3性质的改善减少sp2的二维网络的数目并增加sp3的三维网络的数目，这增加了键合的骨架原子的数目并使得形成强固的结构。因而，期望a-SiC表面层中ID/IG较小，但在大量生产的a-SiC表面层中，不能完全除去sp2结构。因而，本发明中，a-SiC表面层中ID/IG的下限值为0.2，在该值下在此实施方案中确认优点。
(生产本发明的电子照相感光构件的设备和方法)
图2示出等离子体CVD沉积设备构造的实例，并具体示出使用射频电源采用RF等离子体CVD法的电子照相感光构件的生产设备(沉积设备)。该设备主要包括沉积设备2100、原料气体的供给设备2200和用于在沉积室2110中降低压力的排气设备(未示出)。在沉积室2110中，设置接地的导电性基体2112、用于加热导电性基体的加热器2113和气体导入管2114。此外，射频电源2120通过射频匹配箱2115连接。
气体供给设备2200包括原料气体罐2221、2222、2223、2224、2225和2226，阀2231、2232、2233、2234、2235和2236，阀2241、2242、2243、2244、2245和2246，阀2251、2252、2253、2254、2255和2256，和质量流量控制器2211、2212、2213、2214、2215和2216。各原料气体罐通过阀2260连接至沉积室2110中的气体导入管2114。将导电性基体2112设置在导电性支架2123上因而接地。
现在，将描述使用图2中的设备形成电子照相感光构件的方法的工序的实例。导电性基体2112设置在沉积室2110中，并且未示出的排气设备(例如，真空泵)从沉积室2110内部排出气体。然后，用于加热导电性基体的加热器2113将导电性基体2112的温度控制为50℃-350℃的期望温度。然后，为使形成电子照相感光构件各层的原料气体流入沉积室2110中，首先确认关闭气体罐的阀2231、2232、2233、2234、2235和2236以及沉积室的泄漏阀2117。还确认开启流入阀2241、2242、2243、2244、2245和2246，流出阀2251、2252、2253、2254、2255和2256以及辅助阀2260，并且开启主阀2118从而从沉积室2110和供气管2116排出气体。
然后，在当真空计2119读出1Pa以下的预定压力时，关闭辅助阀2260与流出阀2251、2252、2253、2254、2255和2256。然后，将气体通过开启阀2231、2232、2233、2234、2235和2236从气体罐2221、2222、2223、2224、2225和2226引入，压力调节器2261、2262、2263、2264、2265和2266调节各气体压力至0.2MPa。然后，逐渐开启流入阀2241、2242、2243、2244、2245和2246以引入各气体至质量流量控制器2211、2212、2213、2214、2215和2216。
在通过上述工序完成沉积制备之后，例如，在导电性基体2112上形成光导电层。具体地，当导电性基体2112达到期望的温度时，逐渐开启流出阀2251、2252、2253、2254、2255和2256中需要的一个以及辅助阀2260。通过该操作，将期望的原料气体通过气体导入管2114从气体罐2221、2222、2223、2224、2225和2226引入至沉积室2110。然后，质量流量控制器2211、2212、2213、2214、2215和2216调节各原料气体以具有期望的流速。此时，在检查真空计2119的同时调节主阀2118的开启从而使沉积室2110的内部具有期望压力。当内压稳定时，将射频电源2120设定为期望的电力。例如，将具有1MHz-50MHz例如13.56MHz频率的射频电源通过射频匹配箱2115供给至阴极电极2111从而引起射频辉光放电。放电能量使引入至沉积室2110的各原料气体分解，在导电性基体2112上沉积主要由期望的非晶硅制成的光导电层。
在形成具有期望厚度的层之后，停止供给射频电力，并关闭流出阀2251、2252、2253、2254、2255和2256以停止各原料气体流入至沉积室2110从而完成形成光导电层。可以使用已知的光导电层的组成或厚度。当连续沉积表面层时或当下部注入阻止层沉积于光导电层和导电性基体2112之间时，基本上可以进行如上所述的操作。在以该方式在导电性基体2112上形成层之后，重复排出沉积室2110中的气体、引入惰性气体如氩(Ar)气和排出气体的工序以净化用于层形成的气体。重复多次此类操作，冷却沉积室2110并且通过惰性气体如氮(N2)气使沉积室2110回复至大气压，然后从沉积室2110取出电子照相感光构件。
本发明的电子照相感光构件已增加形成a-SiC的硅原子和碳原子的密度，并且形成与常规已知的电子照相感光构件的表面层相比具有高原子密度的层结构的表面层。如上所述，当形成本发明的具有高原子密度的a-SiC表面层时，通常，尽管依赖于表面层的形成条件，但较少量的供给至反应容器的气体和较高的射频电力更好。此外，较高的反应容器中的压力和较高的导电性基体的温度更好。减少供给至反应容器的气体量和增加射频电力能够促进气体的分解。因而，能够有效地分解比硅原子供给源(例如，SiH4)更难分解的碳原子供给源(例如，CH4)。因而，生产具有少数氢原子的活性物种从而减少沉积在导电性基体上的层中的氢原子数，由此使得形成具有高原子密度的a-SiC表面层。
增加反应容器中的压力增加供给至反应容器的气体的滞留时间。推测通过分解原料气体产生的氢原子引起弱键合氢的夺取反应(abstraction reaction)，促进硅原子和碳原子的网络化。此外，升高导电性基体的温度增加已到达导电性基体的活性物种的表面迁移距离，由此使得键合更稳定。因而，作为a-SiC表面层，能够以结构上更稳定的配置键合原子。
(电子照相设备)
将参照图5中的示意性构造图描述适用于本发明的电子照相设备。该电子照相设备包括在表面上形成静电潜像、并将调色剂施加于静电潜像上从而形成调色剂图像的鼓形电子照相感光构件501。在电子照相感光构件501周围，配置使电子照相感光构件501的表面均匀充电至预定极性和电位的一次充电器(充电单元)502，和将图像曝光光(潜像形成光)503施加至电子照相感光构件501的带电表面以形成静电潜像的未示出的图像曝光设备(图像曝光单元)。作为在形成的静电潜像上施加调色剂并使图像显影的显影器(显影单元)，配置施加黑色调色剂B的第一显影器504a和施加彩色调色剂并使图像显影的第二显影器504b。第二显影器504b为包括施加黄色调色剂Y的显影器、施加品红色调色剂M的显影器和施加青色调色剂C的显影器的可旋转的显影器。
设置预转印充电器505用于使在电子照相感光构件501的表面上形成调色剂图像的调色剂均匀充电并进行稳定转印。此外，设置感光构件清洁器(用于电子照相感光构件的清洁单元)507用于在调色剂图像转印至中间转印带506之后在电子照相感光构件501上清洁。施加用于除电的除电光508至电子照相感光构件501。配置中间转印带506以通过邻接的辊隙部驱动电子照相感光构件501，并且在该带内，设置一次转印辊509，其用于将电子照相感光构件501上形成的调色剂图像转印至中间转印带506。
将施加一次转印偏压以将电子照相感光构件501上的调色剂图像转印至中间转印带506的偏压电源(未示出)连接至一次转印辊509。在中间转印带506周围，与中间转印带506下表面相接触设置二次转印辊510以进一步将已转印至中间转印带506的调色剂图像转印至转印材料512。将施加二次转印偏压以将中间转印带506上的调色剂图像转印至转印材料512的偏压电源连接至二次转印辊510。设置中间转印带清洁器(用于中间转印带的清洁单元)511以清洁在中间转印带506上的调色剂图像转印至转印材料512之后残留在中间转印带506表面上的转印残余调色剂。
电子照相设备包括保持其上形成图像的许多转印材料512的进纸盒513，和通过中间转印带506和二次转印辊510之间邻接的辊隙部从进纸盒513输送转印材料512的输送机构。在转印材料512的输送路径上，配置将转印至转印材料512上的调色剂图像定影至转印材料512上的定影设备514。作为图像曝光设备，使用彩色原稿图像的颜色分离/图像形成曝光光学系统或使用激光扫描仪的扫描曝光系统，该激光扫描仪输出相应地调制成图像信息的时间序列电数字像素信号的激光束。对于此类曝光系统，根据图像图案，来自作为光源的LED的激光或光束能够应用于多行多列的像素矩阵的各像素从而在电子照相感光构件501表面上形成静电潜像。
接下来，将描述电子照相设备的操作。首先，如图5中箭头所示，以预定的圆周速度(处理速度)逆时针旋转地驱动电子照相感光构件501，并且以与电子照相感光构件501相同的圆周速度顺时针旋转地驱动中间转印带506。在旋转过程中通过一次充电器502将电子照相感光构件501均匀充电至预定的极性和电位。然后，将图像曝光光503施加至电子照相感光构件501，因而在电子照相感光构件501的表面上形成对应于目标颜色图像的第一色成分图像(例如，品红色成分图像)的静电潜像。然后，旋转第二显影器504b，将施加品红色调色剂M的显影器设置在预定位置，其静电潜像通过作为第一色的品红色调色剂M显影。此时，第一显影器504a是关闭的，不对电子照相感光构件501起作用，并且不影响第一色的品红色调色剂图像。
然后，将电子照相感光构件501上形成的第一色的品红色调色剂图像中间转印至中间转印带506表面。此时，在品红色调色剂图像通过电子照相感光构件501和中间转印带506之间的辊隙部的过程中，将一次转印偏压从偏压电源(未示出)施加至一次转印辊509。通过由上述操作施加的电场进行转印。通过感光构件清洁器507清洁已将第一色的品红色调色剂图像转印至中间转印带506的电子照相感光构件501的表面。然后，在电子照相感光构件501的清洁表面上，类似于形成第一色的调色剂图像形成第二色的调色剂图像(例如，青色调色剂图像)，将第二色的调色剂图像叠加并转印至其上转印第一色调色剂图像的中间转印带506表面。下文中，类似地，将第三色的调色剂图像(例如，黄色调色剂图像)和第四色的调色剂图像(例如，黑色调色剂图像)顺次地叠加并转印至中间转印带506表面，形成对应于目标颜色图像的合成的彩色调色剂图像。
接下来，在预定时间将转印材料512从进纸盒513进给至中间转印带506和二次转印辊510之间邻接的辊隙部。二次转印辊510紧邻中间转印带506，将二次转印偏压从偏压电源施加至二次转印辊510。因而，将叠加并转印至中间转印带506表面的合成的彩色调色剂图像转印至作为第二图像支承构件的转印材料512。在将调色剂图像转印至转印材料512之后，通过中间转印带清洁器511清洁中间转印带506表面上的转印残余调色剂。将转印调色剂图像至其的转印材料512引导至定影装置514，在所述定影装置514中将调色剂图像加热并定影至转印材料512上。在电子照相设备操作中，当将第一至第四色的调色剂图像从电子照相感光构件501顺次地转印至中间转印带506时，二次转印辊510和中间转印带清洁器511可以与中间转印带506间隔开。
现在，将用实施例更加详细地描述本发明，但本发明不限于该实施例。
(实施例1)
将铝圆筒(导电性基体)设置在车床上并切削以具有84mm的外径。在0.01mm/转以上至0.15mm/转以下的范围内调节工具进给。切削量为0.4mm，调节工具施加角度和进给速度从而形成期望形状。对于具有小Ra的圆筒，使用平口刀具(flat tool)，而对于具有1μm以上Ra的圆筒，使用直锋刀具(straight tool)。如表2中所示，通过车床加工间距(Rsm)为8μm以上至155μm以下的圆筒。
间距(Rsm)为0.8μm以上至12μm以下的圆筒通过压印来加工。作为凹凸的形状，使用如图3B中所示的槽形(沿轴向交替地配置沿周向连续的凹部304和沿周向连续的凸部305的形状)。此时，将凸部305的面积设定为相对于凹部304的面积和凸部305的面积的总和的35％。凸部的周期为0.8μm、1.0μm、10.0μm和12.0μm，凸部的截面形状为方形，并且改变加压压力从而如表2中所示改变凹部的深度。将由此加工的导电性基体放置于图2中示出的等离子体CVD设备中，并在表1中示出的条件下，连续地形成包括下部注入阻止层、光导电层和表面层的沉积层。
由此获得的电子照相感光构件的表面粗糙度使用表面粗糙度测量设备(形状寻迹器(form tracer)SV-C4000S4，由MitutoyoCorporation生产)来测量。用0.75mN的测量力使用锥角为60度和前端为R＝2μm的触针来测量。截止值遵照JIS B 0651：2001。此时，不能精确测量通过压印形成的具有窄间距的槽，因而以辅助方式通过原子力显微镜(下文中称作“AFM”)(Q-Scope 250，由Quesant Instrument Corporation生产)来测量。对应于通过触针法获得的Ra、Rsm和Rzjis的形状通过AFM测量，评估粗糙度曲线。从获得的粗糙度曲线中，根据JIS B 0601：2001计算Ra、Rsm和Rzjis。Ra是指作为本发明中必需参数的算术平均粗糙度。Rsm是指对应于周期的横向规则性。Rzjis是指对应于深度的峰和谷的十点平均高度。然而，因为可能存在依赖于周期结构的变化，重复5次相同的测量以取得平均值，将该平均值定义为深度。
通过粗糙度曲线测量，将如上切削的导电性基体用于测量其上形成沉积层的电子照相感光构件的Ra，将Ra和形状分类，然后选择如表2中所示的电子照相感光构件。此时，对于加工条件1-1至1-6、1-8至1-13、1-15至1-17、1-19、1-21、1-23、1-25、1-26和1-29至1-31，导电性基体表面形状的Rzjis为0.100μm以上至2.000μm以下，Rsm为1.0μm以上至150.0μm以下。对于加工条件1-25、1-26和1-28至1-30，通过压印来形成表面形状，Rsm为1.0μm以上至10μm以下。对于加工条件1-1至1-6、1-9、1-10、1-15至1-18和1-23，通过车床来形成表面形状，Rsm为10.0μm以上至30.0μm以下。用这些电子照相感光构件进行如下描述的耐久试验。通过分析由相同形成方法预先形成的表面层来获得表面层的组成和密度从而确定形成条件。
(C/(Si+C)、Si+C原子密度和H/(Si+C+H)的测量)
首先，生产仅包括表1中下部注入阻止层和光导电层的参考电子照相感光构件，将沿任何周向的纵向的中间部切成15mm×15mm的正方形以生产参考样品。然后，类似地切削包括下部注入阻止层、光导电层和表面层的电子照相感光构件以生产测量样品。通过椭圆偏振光谱法(高速椭圆偏振光谱仪M-2000，由J.A.Woollam Co.，Inc.生产)测量参考样品和测量样品从而计算表面层厚度。
椭圆偏振光谱法的具体的测量条件为入射角60°、65°和70°，测量波长为195nm以上至700nm以下和光束直径为1mm×2mm。首先，对于参考样品，通过椭圆偏振光谱法计算在各入射角下波长与振幅比ψ之间的关系和波长与相位差Δ之间的关系。然后，使用参考样品的测量结果作为参考，对于测量样品，通过类似于参考样品的椭圆偏振光谱法计算在各入射角下波长与振幅比ψ之间的关系和波长与相位差Δ之间的关系。
接下来，生产依次包括下部注入阻止层、光导电层和表面层的电子照相感光构件。将包括其中表面层和空气层在上表面共存的粗糙层的层构造用作计算模型。通过分析软件改变在粗糙层中表面层和空气层之间的体积比，通过计算获得在各入射角下波长与振幅比ψ之间的关系和波长与相位差Δ之间的关系。然后，在通过上述计算获得的在各入射角下波长与振幅比ψ之间的关系和波长与相位差Δ之间的关系和通过测量样品计算的在各入射角下波长与振幅比ψ之间的关系和波长与相位差Δ之间的关系的最小均方误差时，选择计算模型。通过选择的计算模型计算表面层厚度，且将获得的值设定为表面层厚度。作为分析软件，使用由J.A.Woollam Co.，Inc.生产的WVASE 32。此外，对于粗糙层中表面层和空气层之间的体积比，其通过将粗糙层中空气层的比例以1为间隔将表面层∶空气层从10∶0改变至1∶9来计算。在实施例的沉积条件下生产的正带电性a-Si感光构件，当粗糙层中表面层和空气层之间的体积比为8∶2时获得计算和测量之间的最小误差。具体地，在上述条件下，获得通过计算获得的波长与振幅比ψ之间的关系和波长与相位差Δ之间的关系和通过测量计算的波长与振幅比ψ之间的关系和波长与相位差Δ之间的关系的最小均方误差。
在完成通过椭圆偏振光谱法的测量之后，对于测量样品，使用RBS(卢瑟福背散射光谱法(Rutherford BackscatteringSpectrometry))(背散射测量设备AN-2500，由NHV Corporation生产)测量在RBS的测量面积中表面层中的硅原子数和碳原子数。从测量的硅原子数和碳原子数计算C/(Si+C)。然后，对于由RBS的测量面积计算的硅原子和碳原子，使用通过椭圆偏振光谱法计算的表面层厚度来计算Si原子密度、C原子密度和Si+C原子密度。与RBS同时地，对于测量样品，使用HFS(氢前向散射法)(背散射测量设备AN-2500，由Nisshin High VoltageCo.Ltd.生产)测量在HFS的测量面积中表面层中的氢原子数。从由HFS的测量面积计算的氢原子数和由RBS的测量面积计算的硅原子数和碳原子数，计算H/(Si+C+H)。
然后，对于从HFS的测量面积计算的氢原子数，使用通过椭圆偏振光谱法计算的表面层厚度计算H原子密度。RBS和HFS的具体的测量条件为：入射离子4He+、入射能2.3MeV、入射角75°、样品电流35nA和入射光束直径1mm。RBS检测器用160°散射角和8mm光圈直径进行测量，HFS检测器用30°反冲角和8mm+狭缝的光圈直径进行测量。从上述条件下的分析中，在表1中条件下形成的表面层的C/(Si+C)为0.72、Si+C原子密度为6.9×1022原子/cm3。H/(Si+C+H)为0.41。
接下来，将各电子照相感光构件放置于电子照相设备(为试验而改造的由Canon Inc.生产的iRC 6800)中，并进行下述试验。该改造设备驱动具有通过扭矩计(变换器(transducer)STQ-2NM-11009，由TEAC Corporation生产)连接的外部发动机的电子照相感光构件。使用具有根据JIS K6253型A硬度为80度的清洁刮板，并施加40gf/cm的线压力。使用平均粒径为6.0μm的调色剂。具有此改造设备和在此条件下，首先输出半色调图像从而检测是否发生波纹(存在或不存在波纹)。通过下述等级评定评价波纹。
A…不发生波纹。
E…发生波纹。
在该等级评定中，确定获得本发明的优点为A。
接下来，测量电子照相感光构件的初始旋转力矩(初始转矩)。将通过镜面加工的导电性基体生产的电子照相感光构件(比较例1的电子照相感光构件1-32)用作参考，并以下述等级评定进行相对评价。
A…与电子照相感光构件1-32的转矩相比转矩降低50％以上。
B…与电子照相感光构件1-32的转矩相比转矩降低30％以上至小于50％。
C…与电子照相感光构件1-32的转矩相比转矩降低10％以上至小于30％。
D…与电子照相感光构件1-32的转矩相比转矩相等或降低小于10％。
E…与电子照相感光构件1-32的转矩相比转矩增加。
在该等级评定中，确定获得本发明的优点为C以上。
接下来，将上述电子照相设备用于进行50万张耐久试验。在耐久试验之后，再次评价电子照相感光构件的旋转力矩(耐久后转矩)，并且用相同的等级评定进行相对评价。此外，如下述进行清洁中漏出的评价。使用具有根据JIS K6253型A硬度为80度的清洁刮板。将含有比正常调色剂多2.5倍的外部添加剂的调色剂用于该试验中。外部添加剂如二氧化硅具有微细粒径并难以清洁。此外，大量外部添加剂增加调色剂的流动性，这会使清洁困难。在此类条件下，改变加压清洁刮板用线压力，当目视检测时不发生调色剂或外部添加剂如二氧化硅漏出在鼓上时计算最小线压力。
在比较例1的电子照相感光构件1-32中，在线压力小于50g/cm下存在痕量外部添加剂的漏出。将该值用作参考，用下述等级评定评价漏出(初始漏出)。
A…在线压力小于35g/cm下发生漏出。
B…在线压力35g/cm以上至小于40g/cm下发生漏出。
C…在线压力40g/cm以上至小于45g/cm下发生漏出。
D…在线压力45g/cm以上至小于50g/cm(等于电子照相感光构件1-32的线压力)下发生漏出。
E…在线压力50g/cm以上时也发生漏出。
在该等级评定中，确定获得本发明的优点为C以上。
如下所述评价清洁宽容度。准备具有不同弹簧常数的七个弹簧，改变加压清洁刮板的线压力从而检测是否发生清洁不良。通常，对于过低的线压力，具有小粒径的调色剂通过，而过高的线压力引起震颤并在很多情况下阻碍均匀清洁。在初始阶段和50万张耐久试验之后评价不发生泄漏和震颤的线压力的范围(宽容度)。较大的宽容度是指较高的清洁稳定性。将通过镜面加工的导电性基体生产的电子照相感光构件(比较例1的电子照相感光构件1-32)用作参考，并以下述等级评定进行宽容度(清洁宽容度)的相对评价。
A…与电子照相感光构件1-32相比宽容度在初始阶段和耐久试验之后均增加50％以上。
B…与电子照相感光构件1-32相比宽容度在初始阶段和耐久试验之后均增加小于50％。
C…与电子照相感光构件1-32相比宽容度在初始阶段等于电子照相感光构件1-32的宽容度，但在耐久试验之后增加。
D…宽容度等于电子照相感光构件1-32的宽容度。
E…宽容度小于电子照相感光构件1-32的宽容度。
在该等级评定中，确定获得本发明的优点为C以上。
在50万张耐久试验之后再次取出电子照相感光构件以进行表面的反射光谱测定。作为评价方法，在沿电子照相感光构件任何周向的纵向的9个点处(相对于电子照相感光构件纵向的中心为0mm、±50mm、±90mm、±130mm和±150mm)测量电子照相感光构件的反射光谱波形。在从任何周向旋转180度的位置测量沿纵向的9个点，并测量总计18个点。然后，比较在耐久试验之前预先测量的反射光谱结果和波形。对于该测量，将光以2mm光斑直径垂直地施加于电子照相感光构件表面，并将光谱仪(MCPD-2000，由OTSUKA ELECTRONICS CO.，LTD.生产)用于进行反射光的光谱测定。此时，将波长范围设定为400nm-750nm(二者均包括)，并在该范围内计算极大值和极小值。当波长范围中极大值和极小值数目的总和为奇数时，舍去最长波长侧的一个极大值或极小值以选择偶数个值。计算在极大值和极小值的反射率的平均值，并将其定义为反射率中心值。
在耐久试验之前(初始阶段)和耐久试验之后测量反射率中心值，比较在相同测量点处的值，并且计算出在耐久试验前后该值增大或减小的程度。考虑到测量的变化，将在18个点的差平均化从而评估相应感光构件的反射率中心值的变化量。当反射率中心值显著增大时，确定发生了由于表面的切削引起的平坦化。同时，当反射率中心值显著减小时，确定在电子照相感光构件表面上形成材料如反射防止层。获得的结果与比较例1的结果一起示于表2中。表2中的综合判定将重点放在上述评价中最低等级的点处。例如，即使有一个E等级，综合判定为E等级。还在综合判定的等级评定中，确定获得本发明的优点为C以上。
(比较例1)
将0.025μm和0.52μm的Ra通过与实施例1中相同的生产方法分类，并进行与实施例1中相同的评价。获得的结果与实施例1的结果一起示于表2中。在实施例1中，在整个Ra范围内从初始阶段就没有出现波纹，与作为参考的电子照相感光构件1-32相比初始阶段电子照相感光构件的旋转力矩减小10％以上，并获得良好的结果。此外，即使在50万张的耐久试验之后，电子照相感光构件的旋转力矩仍几乎不增加，与电子照相感光构件1-32的旋转力矩增大相比转矩相对减小。因而，推测长期使用产生由于电子照相感光构件的旋转力矩增大而引起的条带现象存在低的可能性。此外，由反射光谱波形获得的反射率中心值在初始阶段中为约12％，而在耐久试验之后，反射率中心值增加约1-4点或在所有电子照相感光构件中实质上相同。这可能是因为稍微切削电子照相感光构件表面的显微突起并将显微粗糙度转化为平坦，由此稍微增加反射率。
当注意电子照相感光构件1-1至1-6并以基本相同的间距比较时，由在Ra为0.050以上至0.200以下范围的加工条件下的感光构件获得最好的结果。通常，对于一定值以上的凹凸的深度，初始阶段电子照相感光构件的旋转力矩趋于更小。对于一定值以上的间距，外部添加剂的泄漏趋于更困难。当凹凸的深度和间距在适当范围内时，清洁宽容度趋于进一步增加。同时，对于比较例1中Ra为0.025μm的电子照相感光构件1-32，从初始阶段转矩相对高于实施例1中电子照相感光构件的转矩，在50万张耐久试验之后，电子照相感光构件的旋转力矩增大。如果旋转力矩连续增加，会发生清洁不良或条带现象。因而，考虑到POD市场中的需求，期望旋转力矩不增加。
此外，耐久试验之后清洁宽容度趋于减少。具体地，即使在耐久试验之前不出现清洁不良，耐久试验也改变电子照相感光构件表面的状态，这在一些情况下在耐久试验之后会引起清洁不良。因而，发现当要求极高图像质量时期望进一步增加的宽容度。对于比较例1中Ra为0.520μm的电子照相感光构件1-33，当输出半色调图像时观察到轻微的波纹，尽管该波纹在正常办公室使用中具有可接受的浓度差。对于此类波纹，POD市场或图象艺术市场需要非常严格的标准，因而发现电子照相感光构件难以满足该标准。
从以上结果中，发现当表面层的组成和密度设定在本发明中适当的范围内时，电子照相感光构件表面的Ra必须为0.029μm以上至0.500μm以下。此时，发现从初始阶段获得满意的清洁性，电子照相感光构件的旋转力矩不增加，并且波纹不出现。此外，发现特别期望的Ra为0.050μm以上至0.200μm以下。还发现表面能够具有深度为0.10μm以上至2.00μm以下、更优选为0.5μm以上至1.5μm以下和周期为1.0μm以上至150μm以下、更优选为10μm-30μm以下的形状。
(表1)
Figure BSA00000369562300281
Figure BSA00000369562300291
Figure BSA00000369562300301
(实施例2)
通过与实施例1中相同的方法切削铝圆筒(导电性基体)以具有84mm直径。使用平口刀具，将刀具进给设定为0.03mm/转，调节刀具施加角度从而在层沉积之后(在各层形成之后)Ra为0.120μm±0.010μm。将在上述条件下加工的圆筒放置在图2中示出的等离子体CVD设备中，并在表3中示出的通常条件下，连续形成下部注入阻止层、光导电层和表面层。此时，将表3中星号示出的条件如表4中设定从而产生具有不同组成、密度和氢含量的电子照相感光构件No.2-1至2-9。这些电子照相感光构件与实施例1同样来评价。此外，进行以下描述的浓淡度性质评价和感光度评价。
(浓淡度性质评价)
使用改造为1200dpi的具有光学系统和图像数据加工系统的由Canon Inc.生产的数字电子照相设备iRC-6800并使用青色调色剂来进行浓淡度性质评价。在45度170lpi(1英寸中170条线)的线密度下通过图像曝光光来使用面积浓淡度网点屏幕，并制作具有通过面积浓淡度(即，图像曝光用网点位置的面积浓淡度)平均分配在17个等级的整个浓淡度范围的浓淡度数据。此时，将各浓淡度用最暗的浓淡度为17和最亮的浓淡度为0来编号以设置浓淡度等级。
然后，将生产的电子照相感光构件放入改造的电子照相设备中，并将图像以文本方式用浓淡度数据输出在A3纸张上。由于高湿度导致的图像缺失的发生影响图像模糊的评价。因而，在22℃温度和50％相对湿度的环境下打开感光构件加热器，并将电子照相感光构件表面维持在40℃，然后输出图像。对于获得的图像，通过反射浓度计(504分光浓度计，由X-Rite，Inc.生产)测量图像浓度用于各浓淡度。在反射浓度测量中，输出三个图像用于各浓淡度，将其图像浓度的平均值用作评价值。
计算由此获得的评价值和浓淡度等级之间的相关系数，获得与在用完全线性改变的各浓淡度的反射浓度获得浓淡度表示的情况下相关系数为1.00的差。然后，将“由在各沉积条件下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的差”与“由在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的差”的比例用作浓淡度的指标，并进行评价。在该评价中，较小的值表示较高的浓淡度性质和更大的线性浓淡度表示。
A…由在各沉积条件下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差与由在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差的比例为1.60以下。
B…由在各沉积条件下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差与由在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差的比例为大于1.60至不大于1.70。
C…由在各沉积条件下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差与由在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差的比例为大于1.70至不大于1.80。
D…由在各沉积条件下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差与由在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差的比例为大于1.80至不大于1.90。
E…由在各沉积条件下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差与由在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的相关系数计算的与相关系数为1.00的差的比例为大于1.90。
在该等级评定中，确定获得本发明的优点为C以上。
(感光度评价)
使用改造的由Canon Inc.生产的数字电子照相设备iRC-6800。在切断图像曝光下，将高压电源连接至充电器的各电极线和栅网，将栅网电位设定为820V，并调整供给至充电器的电极线的电流以在彩色显影器的位置将电子照相感光构件的表面电位设定为450V。接下来，当在预先设定的充电条件下进行充电时，施加图像曝光，并调整施加能量以设定彩色显影器位置的电位为100V。将在此时的施加能量定义为感光度。用于感光度评价的电子照相设备的图像曝光光源为具有658nm振荡波长的半导体激光器。此时，相对于当安装实施例2中生产的在沉积条件2-4下的电子照相感光构件时感光度为1.00来表示相对比较。
A…施加能量与实施例2中生产的在沉积条件2-4下的电子照相感光构件的施加能量的比例小于1.05。
B…施加能量与实施例2中在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的施加能量的比例1.05以上至小于1.10。
C…施加能量与实施例2中在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的施加能量的比例1.10以上至小于1.15。
D…施加能量与实施例2中在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的施加能量的比例1.15以上至小于1.20。
E…施加能量与实施例2中在沉积条件2-4下生产的电子照相感光构件的施加能量的比例1.20以上。
在该等级评定中，确定获得本发明的优点为C以上。获得的结果示于表7中。
(比较例2)
与实施例2同样加工导电性基体，在表3中示出的生产条件下生产电子照相感光构件。此时，电子照相感光构件No.2-10至2-12在显示表3中星号部分的表5中示出的条件下生产。电子照相感光构件No.2-13在表6中示出的条件下生产。电子照相感光构件与实施例1中同样评价，并将获得的结果与实施例2的结果一起示于表7中。
如表7中所示，当使用具有本发明范围中的组成和密度的表面层时，获得满意的浓淡度性质和感光度，转矩通过耐久不增加，并且获得满意的结果。对于漏出试验也获得满意的结果。当比较电子照相感光构件2-4和2-8时，电子照相感光构件2-4具有更高的感光度，尽管电子照相感光构件2-4和2-8具有基本上相同的C/(Si+C)。因而，发现H/(Si+C+H)可以为0.30以上，尽管本发明中不限定。当比较电子照相感光构件2-4和2-9时，发现电子照相感光构件2-4在耐久试验之后增加清洁宽容度，尽管电子照相感光构件2-4和2-9具有基本上相同的C/(Si+C)。因而，发现H/(Si+C+H)可以为0.45以下，尽管本发明中不限定。
同时，对于比较例2中生产的电子照相感光构件2-10和2-13，改善的表面形状减少初始阶段中转矩并防止漏出，但在50万张耐久试验之后，与比较例1中电子照相感光构件1-32的转矩相比转矩显著增加。如果转矩连续地增加，清洁不良或条带现象会发生，并且考虑到POD市场中的需求，期望不增加转矩。反射光谱波形的反射率中心值减少8-9点，并且反射率中心值减少至一半以下。这意味着材料如反射防止层形成于表面上。尽管通过分析不确定，但存在以下可能性：表面层的上表面自身改变，或上表面改变从而改变粘附概率然后通过长期耐久试验施加某物质。期望如果具有表面层自身的折射率和空气的折射率之间的折射率，改变的表面层或施加的层具有防止反射的作用。这表明形成具有表面层自身的折射率和空气的折射率之间的折射率的某层从而增加转矩的可能性。
对于电子照相感光构件2-11，在初始阶段中获得相对低的浓淡度性质。发现从本发明中假定的POD市场和图象艺术市场的需求中要求更高的水平。电子照相感光构件2-12中，感光度降低。该感光度在标准使用中没有问题。然而，在上述POD市场的产品水平中，存在光学系统如激光器的寿命不能够满足需求或影响元件的稳定性的风险。因而，发现感光度需要进一步改善。
从以上结果中，发现控制表面形状，然后表面层的组成和原子密度满足本发明的值，因而获得能够满足POD市场和图画艺术市场的严格要求的高质量电子照相感光构件。
(表3)
(表4)
  2-1   2-2   2-3   2-4   2-5   2-6   2-7   2-8   2-9
  SiH4[ml/min(标准)]   26   26   26   26   35   26   26   26   26
  CH4[ml/min(标准)]   500   450   400   360   190   150   190   260   400
  RF电力[W]   800   750   750   700   750   700   700   850   650
(表5)
  2-10   2-11   2-12
  SiH4[ml/min(标准)]   26   35   26
  CH4[ml/min(标准)]   500   190   450
  RF电力[W]   750   700   950
(表6)
Figure BSA00000369562300361
Figure BSA00000369562300371
虽然已参照示例性实施方案描述本发明，但应理解本发明不限于公开的示例性实施方案。以下权利要求的范围与最宽泛的解释相一致，以致涵盖所有此类改造或等同结构和功能。

Claims (8)

1.一种电子照相感光构件，该电子照相感光构件包括：
导电性基体；
在所述导电性基体上的光导电层；和
在所述光导电层上由氢化非晶碳化硅制成的表面层，
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)的总和之比(C/(Si+C))为0.61以上至0.75以下，
在所述表面层中硅原子的密度和碳原子的密度的总和为6.60×1022原子/cm3以上，和
由JIS B0601:2001规定的所述表面层的算术平均粗糙度Ra为0.029μm以上至0.500μm以下；
由JIS B0601:2001规定的所述表面层的十点平均粗糙度Rzjis为0.10μm以上至2.00μm以下；
由JIS B0601:2001规定的所述表面层的粗糙度曲线要素的平均长度Rsm为1.0μm以上至150.0μm以下。
2.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中由JISB0601:2001规定的所述表面层的算术平均粗糙度Ra为0.050μm以上至0.200μm以下。
3.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中由JISB0601:2001规定的所述表面层的十点平均粗糙度Rzjis为0.500μm以上至1.500μm以下，和由JIS B0601:2001规定的所述表面层的粗糙度曲线要素的平均长度Rsm为10.0μm以上至30.0μm以下。
4.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中由JISB0601:2001规定的所述导电性基体的十点平均粗糙度Rzjis为0.100μm以上至2.000μm以下，和由JIS B0601:2001规定的所述导电性基体的粗糙度曲线要素的平均长度Rsm为1.0μm以上至150.0μm以下。
5.根据权利要求4所述的电子照相感光构件，其中由JISB0601:2001规定的所述导电性基体的粗糙度曲线要素的平均长度Rsm为1.0μm以上至10.0μm以下，和所述导电性基体的表面形状通过加压模具形成。
6.根据权利要求4所述的电子照相感光构件，其中由JISB0601:2001规定的所述导电性基体的粗糙度曲线要素的平均长度Rsm为10.0μm以上至30.0μm以下，和所述导电性基体的表面形状通过用车床来工具切削形成。
7.根据权利要求1所述的电子照相感光构件，其中在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)的总和之比(H/(Si+C+H))为0.30以上至0.45以下。
8.一种电子照相设备，该电子照相设备包括根据权利要求1所述的电子照相感光构件。
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