JPH0656497B2

JPH0656497B2 - 光導電部材用基体の製造装置

Info

Publication number: JPH0656497B2
Application number: JP25166385A
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: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPS62111260A

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、電気乃至電子ディバイスの構成部
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
削加工乃至研摩加工が施される。

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っ
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った表面
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といっ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
なってしまったり、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ってしまったりして、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
ものになっ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ァス
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落下せしめる
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った表面欠陥
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、常圧条件下であっても酸化
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
にあってその光受容層を通過した光が層界面、基体表面
に反射し、それらが干渉するところとなって、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高さか
ら落下させ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、導電性のものであっても、或いは電気絶縁性のも
のであってもよい。

導電性基体としては、例えば、NiCr、ステンレス、Al、C
r、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、セラミック、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、ITO(In₂O₃＋SnO₂)
等から成る薄膜を設けることによって導電性を付与し、
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、NiCr、Al、Ag、Pb、Zn、Ni、Au、Cr、Mo、Ir、Nb、Ta、V、Tl、P
t等の金属の薄膜を真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッ
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、所望によって、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、１０
μ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
ち該表面に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、ニッケル、真鍮等の金属、セラミックまたは
プラスチッ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)コーティング作用を
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。

したがっ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まし
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、その場合にあって
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ってもよく、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っ
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、その薄膜は落下する剛
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(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、ほゞ同一の高さより
規則的に落下せしめて、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。なおこの場合にあっては、互に重複する窪み104，1
04…を形成せしめるについては、球体103，103…の基体
表面102への衝突時期が互にずれるようにそれらを落下
せしめる必要のあることはいうまでもない。

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′…をほゞ同一の高さか、又は異る高さから落
下せしめて、前記基体の表面に曲率と幅のそれぞれが異
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…をほゞ同一の高さより
不規則に落下せしめ、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、図示の実施例
により以下に説明するが、本発明の装置はこれにより限
定されるものではない。

第２図は、本発明の光導電部材用基体の製造装置全体の
断面略図であり、第３図は、第２図に図示の装置の剛体
球放出・落下手段の説明図である。

図において、１、１′は、それぞれ円筒形基体であっ
て、表面が弾性体で覆われた左右可動の回転軸２上に嵌
装して固定手段３、３、…により固定されている。回転
軸の両端は適宜の支持手段（図示せず）に回転可能に支
持固定されると共に、一端は駆動手段（図示せず）に連
結されている。４は、剛体球６、６、…の放出・落下手
段であり、駆動手段（図示せず）により回転する円盤４
１上に放射状に立設された羽根42、42…を有している。
５１′は、剛体球６、６、…を給送モーターにより強
制的に送る管体５１の円盤４１の中央開口部であり、管
体５１は該開口部５１′で円盤４１に摺嵌支持されてい
る。５４は摩耗乃至疲労剛体球の取出口であり、開閉自
在扉を有している。５は、内部にバゲットコンベア５２
を内設した剛体球移送塔である。剛体球移送塔５の底部
には、剛体球６、６、…の滞溜空間５５を有し、該空間
の上壁部には、剛体球供給源（図示せず）からの剛体球
供給管５３が連結していて、連結部は開閉自在扉５３′
により内部密封されている。５６は、剛体球受けバスケ
ット７からの剛体球６、６…の移送管である。剛体球受
けバスケット７は、多穿孔部材７１で形成されている。
８は、ホッパー状の表面被覆液受け容器であり底部中央
に多穿孔キャップ８１を有し、表面被覆液滞溜タンク９
に管連結８２している。滞溜タンク９の底側端部にはバ
ルブ１０′を備えた排出管１０が設けられている。ま
た、滞溜タンク９の上部には、表面被覆液供給源（図示
せず）からの表面被覆液供給管９１がバルブ９１′を備
えて開口している。滞溜タンク９中の表面被覆液Ａは、
ポンプ手段を備えた導管１１を介して噴出孔１２′、
１２′、…を備えた噴出管１２、１２に送られ、ポンプ
作用により表面被覆液Ａが付勢されて噴出孔１２′、
１２′、…から下方に噴射される。

以上説明の本発明の装置は、適宜部材のハウジング（図
示せず）内に密封収容されている。図示の本発明の装置
の操作を説明するに、図示のように２本の円筒形基体
１、１′を回転軸２上に嵌装固定し、一方、表面被覆液
〔例えばポリブテン＋トリクロロエタン（１：１）液〕
を供給管９１を介して滞溜タンク９に導入し、ポンプ手
段を作動させて表面被覆液を噴出管１２、１２に送
り、噴出孔１２′、１２′、…から下方噴射せしめ、円
筒形基体１の表面に供給して表面被覆液の液膜が該表面
上に形成されるようにし、回転軸２上の円筒形基体１の
左端部が剛球体放出・落下手段４からの剛体球６、６、
…の落下位置に来るように位置調節したところで、回転
軸２の回転を開始する。そうしたところで、バケットコ
ンベアを作動させて剛体球滞溜空間５５中の剛体球６、
６、…を上方に移送し、管体５１に放出し、モーター
によりそれら剛体球を回転している剛体球放出・落下手
段４に送り、羽根４２、４２、…間から剛体球６、６、
…を放出・落下せしめて下方に位置する円筒形基体表面
に衝突せしめる。剛体球６、６、…は円筒形基体表面に
衝突した後剛体受けバスケット７中に落下し、移送管５
６を通って剛体球滞溜空間５５に入り、前述と同様にし
て剛体球放出・落下手段に送られる。表面被覆液は、円
筒形基体１の表面に当ってそこに液膜を形成し、その余
は落下して剛体球受けバスケット７に入り、その壁孔を
通って容器８に入り、多穿孔キャップ８１で固形物が分
離されて滞溜タンク９に入り、前述と同様にして噴出管
１２、１２に送られる。所定時間処理後、回転軸２を左
に移動させ、上述の操作を繰返して円筒形基体１の表面
加工を終え、剛体球６、６、…の供給を停止し、回転軸
２を左に移動させて、円筒形基体１′が上述と同様に所
定位置に来たところで剛体球６、６、…の放出・落下を
開始する。その後は上述の場合と同様に処理する。かく
して、二本の円筒形基体の表面加工が連続して行われ
る。

操作中、表面被覆液を清澄に維持するために、滞溜タン
ク９で該液をデカンテーションし、沈澱物をバルブ１
０′を開いて排出管１０から取り除く。表面被覆液を所
定濃度に保ち、且つその系中に存在する量を所定量にす
るについて、新たな表面被覆液が供給管９１を介して滞
溜タンク９に供給される。剛体球については、それらが
摩耗したり疲労したりした場合、取出口５４を介してそ
れらを取り除き、新たな剛体球を供給管５３から系内に
導入する。

以上のように操作することにより、円筒形基体表面への
痕跡窪みの形成は、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。

本発明の装置による上述の操作は、常温、常圧の条件下
で行うことができるが、剛体球の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。

本発明の装置を操作して得られる基体は、その表面にそ
れを万遍なく覆って形成される薄固化膜を有し、該表面
が、平面部分が残されることなく万遍なく球状痕跡窪み
が形成されてなるものである。

そしてこの基体は、系外に搬出して使用に供するまでそ
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、
新たな円筒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。

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、表面加工処理後、表面被覆液を除いて系内を
クリーン状態にした後、滞溜タンク９を、図示しない洗
浄液（例えばトリクロロエタン）タンクに切り換え、洗
浄液を噴出管１２、１２に送って噴射孔１２′、１
２′、…から下方噴射させ、同時に回転軸２を回転させ
て基体１、１′の表面の固化膜を溶離し、しかる後洗浄
を止めて基体表面を乾燥せしめる。

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、スポット径８０μｍのレーザーを照射
して画像露光を行い現像、転写を行って画像を得、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った。

【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断面略図であり、第
３図は、第２図に図示の装置の剛体球放出・落下手段の
説明図である。図において、１、１′……基体、２……回転軸、３……固定手段、４……剛体球放出・落下手段５……剛体球移送塔、６、６……剛体球、７……剛体球受け手段、８……表面被覆液受け手段、９
……滞溜タンク、１２……噴出管

───────────────────────────────────────────────────── 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)参考文献特開昭62−36676（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転円盤上に球体放出羽根を立設して有す
る剛体球放出・落下手段を上部に有し、その下部位置に
表面被覆液供給手段を有し、該供給手段の下部位置に左
右に可動な基体保持回転軸を有し、その下部位置に、多
穿孔部材で形成された剛球体受け手段と表面被覆液受け
手段とを有してなることを特徴とする光導電部材用基体
の製造装置。