JPH08323627A - ホーニングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の受光体基体を同時にホーニング処理す
るシステムを提供する。 【解決手段】 ホーニングシステムは、可動支持構造１
４と、複数の可動支持アーム１６から成るプラネタリア
レイとを有する、少なくともひとつの支持アセンブリを
含む。各支持アーム１６は少なくともひとつの基体１８
を保持することができる。ホーニング室は複数の支持基
面を取り囲んでホーニング処理を行なう。ホーニング室
は、複数の基体１８に均等にホーニング溶液を噴霧する
ノズルを含み、各基体１８になめらかな非反射表面を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基体の表面処理シ
ステムおよび方法に関し、特に、受光体基体の表面処理
装置及びプロセスに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】受光
体上に画像を形成する電子写真印刷の分野では、コヒー
レント光の使用が近年増えている。しかし、コヒーレン
ト光源を多層受光体と組み合わせて使用すると、「積層
材効果（ｐｌｙｗｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ）」あるいは
「干渉縞効果」と呼ばれる印刷画質上の欠陥が生じる。
干渉縞とは、コヒーレント光が多層受光体上に拡がるイ
ンターフェイスで反射したときに生じる一連の明暗の縞
である。有機物光導電体（ＯＰＣ）の受光体では、大気
と電荷移動層との境界面（最上面）での反射と、アンダ
ーコート層または電荷ブロック層と基体との境界面（基
体表面）での反射が、干渉縞を生じさせる主要な原因で
ある。このような干渉縞効果は、基体表面での強力な反
射と、それに重なる電荷移動層表面の強力な反射を消去
あるいは抑制することで、解消することができる。

【０００３】ハモンド（Hammond ）らの米国特許第 5,2
48,529号、特願平２−３２０５５９号、特願平２−４０
４５４１号、特願平２−４０４５４０号などは、プラネ
タリアレイに配置した受光体基体の洗浄、被膜、硬化処
理方法および装置を開示するが、これらのいずれも上述
した積層材効果の低減、解消には言及していない。

【０００４】一方、電荷移動層と大気とのインターフェ
イス面での反射を抑制する方法は、多数提案されてい
る。例えば、電荷移動層にＳｉＯ２あるいはその他の粒
子を混入することによって電荷移動層の表面を粗くす
る、反射防止膜や散乱物質膜などの適切な保護膜を塗布
する、陽極処理、乾式ブラスト、湿式ホーニングなどで
表面を粗くする、などの方法が知られている。

【０００５】一般的な干渉縞抑制方法、あるいは基体表
面の反射を抑さえることによる干渉縞の抑制方法に関す
る特許としては、接地板への不透明伝導層の形成を開示
するタナカ（Tanaka）らの米国特許第 4,741,918号、バ
フ車を使用した被膜処理プロセスを開示するナジ・ド・
ナジバクゾン（Nagy de Nagybaczon）らの米国特許第4,
741,918 号、滑らかな支持基面上への粗面感光層の形成
を開示するクボ（Kubo）らの米国特許第 4,904,557号、
基体表面を粗くする研削方法を開示するフジムラ（Fuji
mura）らの米国特許第 4,134,763号、基体表面上への反
射防止層の形成を開示するシンプソン（Simpson ）らの
米国特許第 5,096,792号、基体としての酸化すずインジ
ウムの透明接地板を開示するアンドリューズ（Andrewa
）らの米国特許第 5,051,328号の他、ジョドゥイン（J
odoin）らの米国特許第5,089,908号、ハーバート（Herb
ert ）らの米国特許第 5,069,758号、フィッシャー（Fi
sher）の米国特許第4,076,564 号がある。

【０００６】受光体基体の表面にセラミック粒子とガラ
ス粒子を吹き付けることによって表面を粗くする方法は
従来から知られている。例えば英国特許第2,224,224 号
は、電子写真印刷用基体をホーニングでしゅす仕上げす
ることによって干渉縞パターンや斑点などを解消する、
電子写真印刷用基体の研磨剤噴霧処理を開示している。
しかしこのような粒子のサイズ分布は一般にランダムで
あり、表面が不規則な形状となることも多かった。

【０００７】一方、特開平２−８７１５４号は、研磨剤
の懸濁液を用いた湿式ホーニングによって電子写真受光
体基体表面を粗くする技術を開示する。この方法だと、
上述の問題点を克服することができる。湿式ホーニング
を用いると、基体の粗面処理を短時間のうちに安定して
行なえるうえに、表面を正確に所望の粗さに処理するこ
とができる。さらに、コーティング不良の原因となる不
規則な凸凹をほとんど生じずに、均一な粗面が得られる
という利点を有する。このような利点から、湿式ホーニ
ングは、生産性の面でも画質の安定性（斑点や干渉縞が
ない）の面でも、陽極処理やバフみがきなどの表面処理
方法と比較して、優れているといえる。

【０００８】このようなホーニングシステムは、通常は
２本のスピンドルを使用して、水と懸濁させた液体ホー
ニング媒体を回転する基体上に噴霧するものであるが、
より高い生産性と製造コストの低減が望まれる。それゆ
え、本発明の目的は、複数の受光体基体を同時にホーニ
ング処理するシステムと方法の提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は特に、複数の受光体基体に対して同時にホ
ーニング処理を行なうプラネタリホーニングアセンブリ
に関する。

【００１０】本発明のホーニングアセンブリは、中心軸
を有する可動支持体を含む少なくともひとつの基体支持
アセンブリを含む。複数の可動支持アームが前記可動支
持体上に前記中心軸のまわりにプラネタリアレイ形態に
配置される。各支持アームは、中心軸にほぼ平行な支持
アーム軸を有し、各々が少なくともひとつの受光体基体
を保持可能である。各支持アームはその軸について回転
可能である。

【００１１】本発明のホーニングアセンブリはさらに、
複数の基体を取り囲むホーニング室を含む。ホーニング
室は、基体にホーニング溶液を噴霧するための少なくと
もひとつのマルチオリフィスホーニングノズルを有す
る。前記少なくともひとつのマルチオリフィスホーニン
グノズルは支持体の中心軸に沿って位置する。懸濁粒子
の混合物を含むホーニング溶液を噴霧することによっ
て、各受光体基体上に非反射面が形成される。

【００１２】ホーニングアセンブリは、複数の基体を同
時にホーニングするマルチステーションプラネタリホー
ニングシステムの一部として設けてもよい。その場合ホ
ーニングアセンブリは、一連の処理ステーションの中の
ひとつの処理ステーションとして機能する。ホーニング
システムは、ホーニング終了後に各受光体基体から過剰
のホーニング溶液を除去するための洗浄ステーションを
含む。ホーニングシステムはまた、複数の基体を複数の
支持アーム上に登載し、ここから取り外すための少なく
ともひとつの追加ステーションを含む。ホーニングシス
テムはまた、基体支持アセンブリを各ステーション間で
移動させるアセンブリを含む。

【００１３】本発明はまた、上述したホーニングシステ
ムを使用して複数の基体を同時にホーニングする方法に
も関する。この方法は、複数の支持アームのそれぞれに
複数の基体の内の少なくともひとつを配置するステップ
を含む。基体は次にホーニング室内に位置される。ホー
ニング溶液を基体に噴霧する間、支持アームは回転す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明を、図面を参照して実施形
態に基づいて述べてゆく。同様の要素には同様の符号が
与えられる。本発明は、円筒形または帯状の受光体基体
の製造に関し、特にフォトコピー用の堅い円筒形の、ま
たは柔軟な帯状の受光体に関連する。本発明で用いる基
体は、円筒形あるいは帯状の構造であり、その表面を光
導電性物質でコーティングすることによって受光体とな
る。しかしもちろん、その他のコーティングされた基体
や記録方法にも本発明は適用可能である。 （第１実施形態）図１および２に、本発明の第１実施形
態による支持構造を示す。支持構造１４は、支持アーム
１６のプラネタリアレイを含み、各支持アーム１６は、
支持構造１４の中心水平軸Ｈから放射方向に離間されて
配置されるオフセット水平軸ｈを有する。支持アーム１
６は、少なくともひとつの基体１８を（好ましくは２つ
以上の基体）を支持することができ、支持構造１４は、
基体１８のプラネタリ配列を実現する。各基体１８は、
中心水平軸Ｈに対して平行であり、この軸から放射方向
に離間される。好ましくは、支持アーム１６は、基体が
中心水平軸Ｈに対して対称に配置されるよう、中心水平
軸Ｈを中心とする環状アレイに構成される。支持アーム
１６は、中心水平軸Ｈのまわりに回転する必要はない
が、適用形態によっては、中心軸Ｈまわりに回転させて
もよい。本明細書において、用語「プラネタリ」は、支
持アーム１６が中心水平軸Ｈを囲むことを意味する。

【００１５】支持構造１４は、各支持アーム１６をその
オフセット水平軸ｈのまわりに回転させるためのメカニ
ズムを有し、これによってプラネタリ配列された各基体
１８は、中心水平軸Ｈに対して平行でこの軸から離間さ
れた位置に固定され、それぞれオフセット水平軸ｈのま
わりに回転する。支持構造１４は、支持アーム１６を回
転し基体を水平軸ｈに沿って固定する任意のメカニズム
を含むことが可能である。例えば、内部ロッド状の構
造、基体の端部外表面と嵌合する回転可能なキャップま
たはコレット構造、あるいは、基体に挿入して基体の内
部表面と嵌合する回転可能な内部伸長構造など。また、
図１に示す基体１８はすべて同一の直径（例えば８４ｍ
ｍ）のものであるが、支持アーム１６は、異なる直径の
基体を支持可能である（例えば１５〜３００ｍｍ）。

【００１６】支持構造１４上の基体１８のプラネタリ配
列によって、多数の基体を同時に処理することが可能に
なり、スループットを増大させ、製造コストを低減でき
る。このように、支持アーム１６は、それぞれ複数の基
体を搭載することができ、簡単な調整、及び又は変更に
よって異なる直径の基体の処理を行なうこともできる。
さらに、以下で詳述するコーティング／硬化ステーショ
ンでは、各基体がそのオフセット軸ｈまわりに回転する
間、その処理を中心軸Ｈから放射方向に外側に向かって
行なう。放射方向の対称性により各基体は均等に処理さ
れ、処理の均一性と自由度が確保される。

【００１７】図３〜６を参照して、本実施形態に基づく
ホーニングシステムの全体的な処理作用について述べ
る。回転コンベヤ１０は垂直軸のまわりに回転し、基体
のプラネタリアレイをホーニングステーション２００の
前面に位置させる。定位置に達すると、支持構造は所望
のステーションに対して水平方向に往復運動し、基体１
８のプラネタリアレイをステーション内に挿入する。ス
テーションが処理チャンバーを含む場合、支持構造１４
はその周縁に沿ったシーリングメカニズム２０を含み、
支持構造は、基体がチャンバー内に配置されるときにチ
ャンバーをシーリングするシール部材として機能する。
その後、シーリングされたチャンバー内で各基体をその
オフセット水平軸ｈまわりに回転させて処理を施す。処
理の終了後、支持構造１４はステーションから後退し、
回転コンベヤ１０が回転してプラネタリ基体アレイを次
の処理ステーションに移動、挿入する。

【００１８】複数の基体１８は、ホーニング溶液を噴霧
することによってホーニング処理される。ホーニング液
の噴射は、ホーニングチャンバー２１０の中心水平軸Ｈ
に沿って位置する中央導管２４０から噴射するのが好ま
しいが、ノズルアレイの各ノズルが特定の基体に向けら
れる構造の専用ノズルによる他の噴霧手段を用いてもよ
い。中央導管２４０はその内部に複数のノズル２５０を
有することが可能であり、ホーニング溶液をすべてのノ
ズルから同時に外側へ向けて噴射する。あるいはまた、
図５に示すように、中央導管２４０は内部に往復運動す
る流出管２６０を有することが可能であり、各ノズル２
５０と往復流出管とが順次連通して各基体の軸に沿って
ホーニング溶液を順次噴霧する。往復流出管の駆動はプ
ログラム制御された任意の周知のメカニズムで行なうこ
とが可能であり、基体１８がそのオフセット水平軸ｈま
わりに回転する間、中央導管２４０から外側に向けた放
射状の噴射が十分に行なわれるように、衝突角、噴射
圧、スプレイノズルからの距離に関して、すべての基体
のカバレッジを最適とするようなプログラム制御を適用
する。さらにまた、複数のノズルを備えた中央導管２４
０の代わりに、図６に示すように単一の往復ノズル２６
１を使用してもよい。往復ノズル２６１を用いる場合
は、流出管２６０と同様の制御と動作を行なう。ホーニ
ングステーション２００内でのホーニング溶液のフロー
レートと噴霧時間は、使用するホーニング溶液、および
ホーニングを施す基体に依存して変化する。

【００１９】ホーニングステーション２００は、ホーニ
ングチャンバー２１０を含む。ホーニングチャンバー２
１０は、図３に示すように、ホーニングチャンバーから
ホーニング溶液を排出するための排出アセンブリ２７０
を有する。排出されたホーニング溶液は、周知のポンプ
アセンブリ（図示せず）によって、ノズル２４０および
ホーニング溶液供給源（図示せず）に再循環される。ポ
ンプアセンブリは、ホーニング溶液から大きすぎる粒子
を分離する粗大粒子フィルタを含むことが可能であり、
基体に対する均一のホーニングを確保する。ホーニング
チャンバー２１０はまた、その底部にキャッチトレイ２
８０を有し、使用済みのホーニング溶液を排出アセンブ
リ２７０へと導く。

【００２０】図７は、本発明の実施形態によるホーニン
グシステムの全体図である。ホーニングシステムは、搭
載ステーション１００、ホーニングステーション２０
０、洗浄ステーション３００、取り外しステーション４
００を含む。基体１８は、搭載ステーション１００で支
持構造の支持アーム１６に搭載される。次に、支持構造
は、回転コンベヤ１０によって軸Ａまわりに回転され、
ホーニングステーション２００へと移動する。支持構造
１４のシール２０は、図３に示すようにホーニングチャ
ンバー２１０の端部と係合するよう配置される。次に、
上述のホーニング処理が行なわれる。次に、支持構造１
４は洗浄ステーション３００に回転移動され、基体１８
の洗浄処理を行なって過剰のホーニング溶液を除去す
る。

【００２１】代替的に、ホーニングチャンバー２１０内
で洗浄処理を行なってもよい。その場合、ホーニングチ
ャンバーの排出アセンブリ２７０かららホーニング溶液
を完全に排出した後、水などの洗浄液をノズル２４０に
導入する。洗浄液をホーニングチャンバーから排出した
後、ホーニングチャンバーは次の支持構造１４をホーニ
ング処理する態勢にはいる。このような装置構成におい
て、バルブアセンブリ（図示せず）を排出アセンブリに
設けて、洗浄液の流路をホーニング溶液供給源から遠ざ
け、洗浄液とホーニング溶液の混合を防止する。

【００２２】洗浄処理の終了後、支持構造１４を取り外
しステーション４００へと回転移動し、ホーニング処理
済みの基体１８を支持アーム１６から取り外す。支持構
造１４はさらに搭載ステーション１００へと回転移動
し、前述の工程を繰り返す。搭載ステーションと取り外
しステーションを組み合わせて、ひとつの搭載／取り外
しステーションとして構成してもよい。

【００２３】洗浄ステーション３００と取り外しステー
ション４００の間に、中間乾燥ステーション（図示せ
ず）を設けて、支持構造１４を取り外しステーション４
００に送る前に、基体１８の乾燥処理を行なうこともで
きる。基体１８の乾燥手段としては強制空気乾燥などが
あり、洗浄後の基体１８に空気を吹き付けて乾燥する。
この乾燥処理は、洗浄ステーション３００で行なうこと
も可能である。この場合、先に洗浄液の噴射に使用した
ノズルから強制空気を吐出させる。基体の乾燥に放射エ
ネルギーを用いることもできる。 （第２実施形態）図８は、本発明の第２の実施形態に基
づくホーニングシステムである。この構成では、基体１
８を保持する支持構造１４０は、複数の支持要素１４０
ａ〜１４０ｄを有し、その各々を第１実施形態で説明し
た支持構造１４と同様の構成とする。第２実施形態のホ
ーニングシステムの処理動作は、図７を参照して述べた
第１実施形態のシステムの処理動作と基本的に同じであ
るが、第２実施形態のシステムでは、異なる処理を同時
に行なうことができる。例えば、搭載ステーション１０
０で支持要素１４０ａの支持アーム１６０ａに複数の基
体１８を搭載すると同時に、ホーニングステーション２
００で、先のステーションで支持要素１４０ｂの支持ア
ーム１６０ｂに搭載した複数の基体１８にホーニング処
理を施すことができる。さらに、洗浄ステーション３０
０で、支持要素１４０ｃの支持アーム１６０ｃに保持し
たホーニング処理済みの複数の基体１８を洗浄し、か
つ、すべての処理が終了した基体１８を、取り外しステ
ーション４００で支持要素１４０ｄの支持アーム１６０
ｄから取り外す。これら各ステーションでの処理は、ホ
ーニングシステム内での支持要素１４０ａ〜１４０ｄの
回転移動にともなって同時に行う。 （第３実施形態）図９は、本発明の第３実施形態に基づ
くホーニングシステムの図である。ホーニングチャンバ
ー２１０’は、支持アーム１６’を垂直に配列した支持
構造１４’を受け入れる構成となっている。各支持アー
ム１６’は、支持構造１４’の中央垂直軸Ｖから放射方
向にオフセットしたオフセット垂直軸ｖを有する。各支
持アーム１６’は、少なくともひとつの基体１８を保持
し、そのオフセット垂直軸ｖのまわりに回転可能であ
る。ホーニングチャンバー２１０’は支持構造１４’と
共にシールを形成する。ノズル２４０は、ホーニングチ
ャンバー２１０’の底壁２１５を貫通して垂直方向に延
びる。底壁２１５はホーニングチャンバー２１０’の排
出アセンブリ２７１に向かって傾斜し、ホーニングチャ
ンバー２１０’からのホーニング溶液の排出を容易にす
る。ホーニング処理自体については、上述の実施形態と
同様の方法で行う。 （第４実施形態）図１０および１１に、本発明の第４実
施形態に基づく構成を示す。この構成では、設備コスト
と空間要件を最小限に押さえる一方で、バッチあたりに
処理する基体の数を最大にし、単位製造コストを低減す
る。支持構造１４''は、図１の支持構造１４を変形し
て、デュアルプラネタリアレイ支持構造としたものであ
る。図から明らかなように、互いに反対方向に延びる複
数の支持アーム１６''のプラネタリアレイを２つ組み合
わせている。支持構造１４''は、片持ちリング７１０を
支持する搬送シール面７００を含む。片持ちリング７１
０の中心を通って、リングの両面で反対方向に中央水平
軸Ｈが延びる。複数の支持アーム１６' を環状に配列し
たプラネタリアレイがリングの両面に形成される。双方
のアレイにおける各支持アーム１６''は、中央水平軸Ｈ
にほぼ平行で中央水平軸から放射方向にオフセットした
オフセット水平軸ｈを有する。片持ちリング７１０は、
各支持アーム１６''をそのオフセット水平軸ｈのまわり
に回転させるメカニズム（図示せず）を含む。

【００２４】このようなデュアルプラネタリアレイ構造
によって、一度のバッチで２倍の数の基体を処理するこ
とができる。例えば、直径４０ｍｍの基体を処理するケ
ースでは、ひとつの支持アーム１６''に２つの基体を保
持させて、一度のバッチで１４４〜１６０個の基体を処
理することができる。このアレイ構成はあらゆるタイプ
の基体に対して適用可能であり、特に直径の小さな基体
の処理に好適である。

【００２５】デュアルプラネタリアレイ支持構造を有す
る支持構造１４''を収容するために、ホーニングステー
ションを含む処理ステーションは、中央水平軸Ｈに添っ
て対向する２つのホーニングチャンバーを有する構成と
する。好ましくは、各処理チャンバーはそれぞれ中央水
平軸Ｈに位置合わせされた専用の処理装置を有する。デ
ュアルプラネタリアレイ支持構造１４''を受け入れるセ
クション間のチャンバーの１側面上に、中央水平軸に平
行な平面上に位置する開口部を設ける。開口部のサイズ
と形状は、搬送シール面７００に対応するのが望まし
く、これによって、支持構造１４''をチャンバー内に挿
入したときに搬送シール面７００がチャンバーの開口部
を閉じる。好ましくは、搬送シール面は、チャンバーを
シーリングするためのシーリングメカニズム２０を含
む。チャンバーの各々は、プラネタリアレイの中央で往
復運動するノズルを有する。処理が終了するとノズルは
引っ込み、支持構造１４''は次の処理ステーションへと
移動する。

【００２６】以上、本発明を特定の実施形態と関連して
述べてきたが、当業者にとって多種の変形が明白である
ことはいうまでもない。上記実施形態は例示にすぎず、
本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で多様
な変更が可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、電子写真印刷用の複数
の基体を同時にホーニング処理することができ、バッチ
あたりの処理量を著しく増大させて生産効率を高め、単
位製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による支持構造の概略正
面図である。

【図２】図１の支持構造の斜視図である。

【図３】図１の支持構造をホーニングチャンバーに位置
させた状態を示す上面図である。

【図４】図３の４−４ラインに添った断面図である。

【図５】図３および４に示すホーニングステーションで
用いる別のノズル構成例を示す概略断面図である。

【図６】図１の支持構造をホーニングチャンバーに位置
させた状態の上面図であり、さらに別のノズル構成を含
む図である。

【図７】図１の支持構造を用いたホーニングシステム全
体の概略図である。

【図８】本発明の第２実施形態に基づくホーニングシス
テムの概略図であり、複数の支持要素を有する支持構造
を示す図である。

【図９】本発明の第３実施形態によるホーニングシステ
ムで用いる垂直支持構造の概略断面図である。

【図１０】本発明の第４実施形態によるホーニングシス
テムで用いる支持構造の斜視図であり、互いに反対方向
に延びる２つの環状アレイを示す図である。

【図１１】図１０に示した支持構造の断面図である。

【符号の説明】

１４、１４’、１４''、１４０ 支持構造、 １６、１６’、１６''、１６０ 支持アーム １８ 基体 ２０ シーリングメカニズム ２１０ ホーニングチャンバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の基体を同時にホーニング処理する
   ホーニングシステムであって、 中心軸を有する可動支持体と、前記中心軸のまわりにプ
   ラネタリアレイ形態に配置された可動支持アームとを含
   む少なくともひとつの基体支持アセンブリを備え、前記
   複数の支持アームの各々は、前記中心軸にほぼ平行な支
   持アーム軸を有して少なくともひとつの基体を支持し、 複数の基体を取り囲むホーニング室を備え、前記ホーニ
   ング室は少なくともひとつのホーニングノズルを有し、
   前記ホーニングノズルは、複数の基体の各々からほぼ等
   しく離間されて前記中心軸に沿って配置され、懸濁粒子
   の混合物を含むホーニング溶液を複数の基体に噴霧して
   複数の基体の各々に非反射表面を形成する、ホーニング
   システム。