JPH0639059B2

JPH0639059B2 - 光導電部材用基体の製造装置

Info

Publication number: JPH0639059B2
Application number: JP25166485A
Authority: JP
Inventors: 充本田; 淳小池; 恭介小川; 啓一村井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1985-11-08
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS62114878A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕本発明は、金属体を、電気乃至電子デバイスの構成部
材、特に電子写真感光体等の光導電部材の基体として好
適に利用できるようにする、該金属体の表面処理装置に
関する。

〔従来技術の説明〕

電子写真感光体等の光導電部材の基体として、板状、円
筒状、無端ベルト状等の形状の金属体が用いられるとこ
ろ、それら金属体は用途に適した表面形状を有している
ことが要求され、ためにそれら金属体の表面には各種切
削加工乃至研磨加工が施される。

そして前記金属体として、アルミ合金が至適なものとし
て一般に使用され、その表面に前述の加工を施して所望
表面のものにし、該表面上に用途に応じた光受容層が形
成される。

ところが従来の切削加工方式乃至研摩加工方式による
と、合金組織中にSi−Al−Fe系、Fe−Al系、TiB₂等の金
属間化合物、Al，Mg，Ti，Si，Feの酸化物等が介在して
しまつたり、H₂による空孔が存在してしまうことの他、
結晶方位の異る近隣Al組織間で生起する粒界段差といつ
た表面欠陥が生起することがある。

また、アルミ合金を基体に適用する場合極めて高清浄度
表面のものが使用されるところ、そうした表面状態のア
ルミ合金は、10^-9mmHgといつた超高真空の下でも、その
表面は活性であるために、〜30Å程度厚の酸化膜が形成
されてしまう。

こうした問題のあるところで従来の切削加工方式又は研
摩加工方式により表面加工して得られる基体は、結局は
それを使用して製造される光導電部材の機能に各種の問
題や欠陥を惹起するところとなる。

即ち、例えばそれが電子写真感光体である場合、基体上
に形成される光受容層が均一性、均質性に乏しいものに
なつてしまつたり、電気的、光学的、または／及び光導
電的特性が不均一なものになつてしまつたりして、画像
に欠陥をもたらすところとなり、結局は実用に価しない
ものになつてしまうことが往々にしてある。そしてこの
点は、シリコン又はシリコンを主体とする非単結晶材料
で光受容層を形成する場合には顕著である。

〔発明の目的〕

本発明の主たる目的は、上述の従来の加工方式に基因す
る各種の物理的問題点及び基体表面に酸化膜が形成され
てしまう問題点を排除して金属体を表面加工し、電気乃
至電子デバイスの構成部材、特に電子写真感光体等用に
至適な基体を製造する装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、前述の方法により得られた基体を
使用し、その加工表面に所望の光受容層を形成せしめ
て、電気的、光学的、光導電的特性が実質的に常時安定
しており、耐光疲労に優れ、繰返し使用に際しても劣化
現象を起こさず耐久性、耐湿性に優れ、残留電位が全く
又は殆んど観測されない、必要に応じて水素原子(Ｈ)又
は／及びハロゲン原子(Ｘ)を含有するアモルフアスシリ
コンａ−Si（Ｈ,Ｘ）で構成された光受容層を有する光
受容部材を製造するに適した基体の製造装置を提供する
ことにある。

〔発明の構成・効果〕

本発明者らは、電気乃至電子デバイス、特に電子写真感
光体等用の基体について至適な表面形状を有し、且つ上
述の従来の表面加工方式によりもたらされるような問題
のないものとすべく鋭意研究を重ねた結果、剛体真球を
使用してそれらを所定の金属体の表面に下方から打ちあ
てると、例えば金属体がアルミ合金である場合、該合金
組織中に何らの金属間化合物、金属酸化物等の介在、そ
して空孔の存在がなく、且つまた粒界段差といつた表面
欠陥の生起もなくして該金属体の表面を好ましい表面形
状にすることができ、その表面加工を長鎖状炭化水素を
含有する液体の存在下で行うと、常圧条件下であつても
酸化膜の生成は起らず、かくして得られる基体の加工表
面にグロー放電法により主としてａ−Si（Ｈ，Ｘ）で構
成される光受容層を形成せしめると、形成される光受容
層は均一にして均質なものとなり、そしてその光受容部
材は、使用にあつてその光受容層を通過した光が層界
面、基体表面で反射し、それらが干渉するところとなつ
て、形成される画像についてそれが縞模様になることを
効率的に防止し、出力される画像を極めて優れた質のも
のにするものである知見を得、該知見に基づいて本発明
を完成せしめた。

即ち、本発明は、基体表面を、ポリブテンを含有する液
体（以下、「表面被覆液」という。）で被覆した状態
で、剛体真球又は凹凸表面形状の剛体球を所定の下方距
離から打ちあてることにより処理することを骨子とする
電気乃至電子デバイス、特に電子写真感光体等用に至適
な基体を製造する装置に関するものである。

本発明の装置により表面処理するについて使用される基
体は、導電性のものであつても、或いは電気絶縁性のも
のであつてもよい。

導電性基体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al、
Cr、Mo、Au、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt、Pb等の金属又はこれ
等の合金が挙げられる。

電気絶縁性支持体としては、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロース、アセテート、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフイルム又はシ
ート、ガラス、セラミツク、紙等が挙げられる。これ等
の電気絶縁性基体は、好適には少なくともその一方の表
面を導電処理し、該導電処理された表面側に光受容層を
設けるのが望ましい。

例えば、ガラスであれば、その表面に、NiCr、Al、Cr、
Mo、Au、Ir、Nb、Ta、Ｖ、Ti、Pt、Pd、In₂O₃、SnO₂、I
TO（In₂O₃＋SnO₂）等から成る薄膜を設けることによつ
て導電性を付与し、或いはポリエステルフイルム等の合
成樹脂フイルムであれば、NiCl、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、
Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、Ｖ、Tl、Pt等の金属の薄膜を
真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパツタリング等でその表
面に設け、又は前記金属でその表面をラミネート処理し
て、その表面に導電性を付与する。基体の形状は、円筒
状、板状等任意の形状であることができるが、用途、所
望によつて、その形状は適宜に決めることのできるもの
である。例えば、光受容部材を電子写真用像形成部材と
して使用するのであれば、連続高速複写の場合には、円
筒状とするのが望ましい。基体の厚さは、所望通りの光
受容部材を形成しうる様に適宜決定するが、光受容部材
として可撓性が要求される場合には、基体としての機能
が充分発揮される範囲内で可能な限り薄くすることがで
きる。しかしながら、基体の製造上及び取扱い上、機械
的強度等の点から、通常は、10μ以上とされる。

また本発明の装置において、前述の基体表面を処理、即
ち該表面の所望の凹凸形状を形成せしめるについて用い
る剛体真球又は凹凸表面形状の剛体球（通常、φ＝0.4
〜2.0mm）としては、例えばステンレス、アルミニウ
ム、鋼鉄、ニツケル、真鍮等の金属、セラミツクまたは
プラスチツク製の各種剛体球を挙げることができる。こ
れらの中、ステンレス製及び鋼鉄製の剛体球が、耐久
性、コスト等を含めた綜合的見地からして好ましい。そ
してそうした球体の硬度は、基体の硬度より高くても、
或いは低くてもよいが、該球体を繰り返し使用する場合
には、基体の硬度よりも高いものであることが望まし
い。

また本発明の装置において、前述の基体表面に、前述の
剛体球を使用して所望の凹凸形状を形成せしめる際に使
用する、表面被覆液については、いずれにしても基体表
面を万遍なく一様にそして出来得る限り薄く被覆し、そ
こに形成される被覆膜は可及的速やかに固化し、固化膜
は洗浄操作によりムラを残さず洗去されると同時に基体
表面が何らの乾燥ムラ（ダレ）も残すことなく絶体クリ
ーンの状態に乾燥されることが要求される。こうしたこ
とから、前記表面被覆液は、(イ)低粘度液体であるこ
と、(ロ)除電作用を有すること、(ハ)コーテイング作用を
有すること、(ニ)形成される被覆膜（コート）が容易に
洗去され得るものであること、(ホ)被覆膜（コート）洗
去後加工表面がそこに何らの乾燥ムラも残さずして絶体
クリーンの状態に乾燥されること、の(イ)乃至(ホ)の条件
を満足するものであることが必要とされる。

したがつて表面被覆液としては、長鎖状炭化水素を適当
な有機溶媒に溶解して得たものが一般に使用される。

そして前記長鎖状炭化水素については、代表的なものと
してポリブテンが挙げられる。ポリブテンの中で好しい
ものは下記の一般式で表わされるものである。即ち、但し、式中のｎは、３乃至40の整数を表わす。前記一般
式で表わされるポリブテンの中、ｎが３乃至20であるも
のが特に好ましいものである。

なお、前記ポリブテンの中には、それ自身前記(イ)乃至
(ホ)の条件を満足するものがあり、その場合にあつて
は、表面被覆液は実質的に該ポリブテンからなるもので
あることができる。

前記有機溶媒は、前記長鎖状炭化水素（ポリブテン）を
溶解して、前記(イ)乃至(ホ)の条件を満たす表面被覆液を
与える類のものならば何れのものであつてもよく、それ
らの例として、エーテル、ヘプタン、トルエン、トリク
ロロエチレン、トリクロロエタン等を挙げることができ
る。しかしこれらの有機溶媒の中、トリクロロエタンは
以下の理由から最も好ましいものである。

即ち、トリクロロエタンは、前記ポリブテンを極めて効
率的に溶解し、得られる液体は程よい粘度のものであつ
て、極めて展性に富み、基体表面をムラなく一様にしか
も極めて薄い膜を形成して覆い、その薄膜は下方から打
ちあてられる剛体球による基体表面への球状痕跡窪み形
成に支障を与えず、そして前記球状痕跡窪み形成後に前
記薄膜の速やかな固化をもたらし、更にそれを固化膜の
洗浄操作に使用すると、該固化膜は速やかに基体の加工
表面から溶離して洗去され、露呈される基体の加工表面
は何らの洗浄ムラを残すことなく絶体クリーンの状態に
乾燥される。

そして、トリクロロエタンに前記ポリブテンを溶解して
なる表面被覆液は、両物質の液構成割合が重要であり、
トリクロロエタンに対し前記ポリブテンを１：４〜４：
１の範囲にするのが通常であるが、１：１であるのが最
も好ましい。

ところで本発明の装置により表面加工された基体は、剛
体真球を使用した場合について説明するに、第１図に示
すような表面形状のものである。即ち、第１図(A)図に
示す例は、基体101 の表面102 の異なる部位に向けて、
ほゞ同一径の複数の球体103 ，103 …を、ほゞ同一の下
方距離から規則的に打ちあてて、前記基体の表面にほゞ
同一の曲率（Ｒ）及びほゞ同一の幅の複数の球状痕跡窪
み104 ，104 …を互に重複し合うように万遍なく生ぜせ
しめて規則的に凹凸形状を形成せしめてなる支持体につ
いてのものである。

第１(B)図に示す例は、基体101 の表面102 に向けて異
なる径を有する二種類の複数の球体103 ，103 …及び10
3 ′，103 ′…をほゞ同一の下方距離から、又は異る下
方距離から打ちあてて、前記基体の表面に曲率と幅のそ
れぞれ異る二種類の球状痕跡窪み104 ，104 …及び104
′，104 ′…を互に重複し合うように万遍なく生ぜし
めて不規則に凹凸形状を形成せしめてなる基体について
のものである。

更に、第１(C)図〔基体表面の正面図（上）および断面
図（下）〕に示す例は、基体101 の表面102 に向けて、
ほゞ同一径の複数の球体 104，104 …をほゞ同一の下方
距離から不規則に打ちあてて、前記基体の表面にほゞ同
一径及びほゞ同一幅の複数の窪み104 ，104 …を互に重
複し合うように万遍なく生ぜしめて不規則に凹凸形状を
形成せしめてなる支持体についてのものである。

そして前記第１(A)乃至(C)図に図示の球状痕跡窪み形状
表面を有する基体は、本発明の装置により製造されるも
のであるが、第１(A)乃至(C)図においては簡略のため、
表面被覆液についての説明を省略した。

本発明の光導電部材用基体の製造装置を以下に、図面に
図示の実施例により説明する。

なお、本発明の装置は、該実施例により限定されるもの
ではないことはいうまでもない。

第２図は、本発明の装置全体の該断面図である。図にお
いて、１は円筒状基体を示す。円筒状基体１は、両端で
軸支されてその一端で駆動手段に連結されていて（図示
せず）回転する回転軸２に弾性部材21を介して嵌装固定
されている。３は、噴射孔31，31……を備えた噴出管で
あり、ポンプ手段を介して表面被覆液11の滞溜タンク
５に管連結４している。51は、図示しない表面被覆液供
給源から表面被覆液を滞溜タンク５に導入する供給管で
あり、バルブ51′を備えている。52は、滞溜タンク５中
で沈降する固形物を排出するための排出管であり、バル
ブ52′を備えている。６は、表面被覆液受け容器７中の
表面被覆液11を滞溜タンク５に供給する給送管である。
８は、多穿孔板で形成されている剛体球容器である。91
は、剛体球を上方に飛ばすブレード様羽根９，９，…を
有する羽根車であり、両端で軸支されてその一端で駆動
手段に連結されていて（図示せず）回転する回転軸92に
固定されている。羽根車91は、その剛体球飛ばし羽根９
の先端が、剛体球容器８の底部に存在する剛体球12，12
…を回転する羽根９がすくい挙げられる位置に設置され
ている。10は、回転する飛ばし羽根９，９，…の作用に
より飛ばされる剛体球12，12，…及び表面被覆液11の系
外への逸散を防止すると共に、それらを円筒形基体表面
方向に導くようにする案内板である。

なお、本発明の装置は、図示しない適宜のハウジングに
よりその内部に密封内蔵されているものであることはい
うまでもない。

以上説明の本発明の操作を以下に説明する。

先づ、基体１を回転軸２上に設置して系内の所定位置に
おき、回転せしめておく。一方、供給管51を介して表面
被覆液〔例えばポリブテンキトリクロロエタン（１：
１）液〕を滞溜タンク５に導入し、ポンプ手段を作動
させて該液を噴出管３，３に導き、噴射孔31，31，…を
介して前記基体表面に噴射せしめて、その表面全体をく
まなく覆って表面被覆液の液膜を形成せしめる。

そうしたところで羽根車91を回転せしめて、剛体球容器
８に収容されている剛体球12，12…を飛ばし羽根９，
９，…により上方に強制的に飛ばしてそれらを基体１の
表面に衝突せしめる。

衝突後の剛体球12，12，…は落下して容器８の底部に溜
り、それらが再び上述の様にして上方に飛ばされる。表
面被覆液は、落下し、剛体球容器８の壁孔を流下して表
面被覆液受け容器７に入り、ついで滞溜タンクに入り、
噴出管３，３に循環される。

上記操作中、滞溜タンク５中の表面被覆液の清澄度合を
チエツクし、前記タンクの底部に固形物が沈澱している
場合、それらを排出管52を介して取り除き、必要とあら
ば新たな表面被覆液を供給管51を介して補給するように
する。

以上のように操作することにより、円筒基体表面への痕
跡窪み形成は、円筒基体表面が表面被覆液の薄液膜で完
全に覆われた状態で行われる。

上述の操作は、常圧、常温の条件下で行うことができる
が、剛体球の円筒基体表面への衝突を強くすることを所
望する場合には真空条件下で行うのが好ましい。

所定時間経過後、操作を止めると、表面を万遍なく覆っ
て薄固化膜を有し、平面部分を残すことなく万遍なく球
状痕跡窪み形状の形成された表面の基体が得られる。こ
の基体は系外に搬出して使用に供する迄そのまゝ保存し
ても、その表面は固化膜により外気から完全に遮断され
ていることから、該基体がアルミ合金系の材質のもので
あってもその表面に酸化膜が形成される等の問題の生ず
る機会は全くない。

上述の本発明の装置によれば、処理済み基体を搬出後、
新たな基体を系内に搬入し、該基体について上述の操作
を引き続いて繰返し行えるので、所望の表面加工の施さ
れた基体を連続して製造することができる。

なお、上述の説明においては基体が単一である場合につ
いて説明したが、本発明の装置においては、複数個の基
体を一操作で表面加工できるような規模のものにするこ
とは勿論可能である。

また、上述の操作で表面加工して得られた基体は、その
使用に際してはいずれにしろ溶媒洗浄処理にかけて固化
膜を溶離し、表面を絶体クリーンの状態に乾燥した後、
成膜（光受容層形成）装置（図示せず）に搬入されると
ころ、本発明の装置によれば前記溶媒洗浄処理を行うこ
ともできる。

その場合、表面加工終了後、表面被覆液を系から除いて
系内をクリーニング状態にした後、図示しない洗浄液タ
ンクから洗浄液（例えば、トリクロロエタン）を管４を
介して噴出管３，３に送り、噴出孔31，31，…から下方
噴射する。その際、羽根車91は停止しておき、基体１を
回転させる。

以上説明の本発明の装置により表面加工して得られる基
体は、所望の球状痕跡窪みが表面に平面部を残すことな
く形成されていて、その表面全体が固化膜に覆われて外
気から遮断されて維持されており、洗液に例えばトリク
ロロエタン等の溶剤を使用して洗浄すると、固化膜の溶
離が極めて効率的に進行し、表面の乾燥が全く乾燥ムラ
を残すことなく極めて効率的に行え、絶体クリーンの表
面状態のものとなり、光導電部材用基体として至適なも
のとなる。

因みに上述のようにして得た、球状痕跡窪み形状表面の
支持体上に、グロー放電法によりａ−Si（Ｈ，Ｘ）〔但
し、Ｘはハロゲン原子を表わす。〕で構成される膜を形
成し、本発明の方法におけるような表面被覆液を使用し
ない方法により得た球状痕跡窪み形状表面の支持体上に
前記と同様にして同様の膜を形成して、両者を画像露光
装置を用い波長780nm、スポツト径80μｍのレーザーを
照射して画像露光を行い現像、転写を行つて画像を得、
得られた画像の干渉縞の発生状況を観察したところ、前
者のものが顕著に優れていることがわかつた。

【図面の簡単な説明】

第１(A)乃至１(C)図は、本発明の装置により形成され
る、基体表面の凹凸形状を説明するための模式図であ
る。第２図は、本発明の装置全体の略断面図である。第２図において１……円筒状基体、２……回転軸、３……噴出管、４…
…導管、５……滞溜タンク、６……給送管、７……表面
被覆液受け容器、８……剛体給容器、９……ブレード様
羽根、91……羽根車、10……案内板、11……表面被覆
液、12……剛体球、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村井啓一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特公昭63−20912（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体を保持する回転軸と、回転軸上の前記
基体の表面に液膜を形成せしめるための表面被覆液供給
手段と、液膜で覆われた基体表面に下方から剛体球を打
ちあてる剛体球上方飛ばし手段とを備えてなることを特
徴とする光導電部材用基体の製造装置。
【請求項２】剛体球上方飛ばし手段が羽根車である、特
許請求の範囲第(1)項に記載の装置。
【請求項３】剛体球の系外飛行を防止する板体を備えて
いる、特許請求の範囲(1)又は(2)項に記載の装置。
【請求項４】剛体球上方飛ばし手段が多穿孔部材で一体
形成されてなる剛体球容器系内に設けられている、特許
請求の範囲(1)乃至(3)項のいずれかに記載の装置。