JPS62278567A - 機能の改善された電気乃至電子デバイスの構成部材用基体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、電気乃至電子デバイスの構成部材、特Ｋ［子
写真感光体等の光受容部材用の基体として好適に利用で
きる機能の改善された表面処理金属体に関する。

〔従来技術の説明〕

電子写真感光体等の光受容部材の基体として、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置形状を有している
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、その表面ば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８ｌ−ＡＩ−Ｆｅ系、Ｆｅ　−Ａｌ系、
Ｔ　１Ｂ、等の金属間化合物、Ａｌ　、　ＭｉＰ。

ＴＩ　、　８１　、　Ｆａの酸化物等が介在してしまっ
たり、Ｈｌによる空孔が存在してしまうことの他、結晶
方位の異る近隣人！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しばしばある。

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、１０１閤駅といった超高真空の下でも、そ
の表面は活性であるためＫ、〜３０Ｘ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
く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
ものくなってしまうことが往々にしである。加えて、現
像剤に含有されているサブミクロンサイズの添加剤、例
えばシリカ、チタン酸ストロンチウム等が不均一表面の
窪みに入り込むことがあり、その場合ブレードによるク
リーニングを不完全にし、その結果クリーニング不良、
帯電汚れ等画像欠陥に直につながる問題をもたらしてし
まう。

そしてこれらの点は、特に１そうした基体上に形成され
たシリコン又はシリコンを母体とする非単結晶材料で構
成される光受容部材の場合無視することのできない事項
である。

〔発明の目的〕

本発明の主たる目的は、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従来の光受容部材用基体に
ついての上述の各壇問題点を排除した、改善された機能
を奏する特定表面形状の電気乃至電子デバイスの構成部
材、特に高速の電子写真用光受容部材等に至適な基体を
提供することにある。

本発明の他の目的は、改善された機能を奏する特定表面
形状の基体上に光導電層を形成してなる、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、射光疲
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
れなく、且つ優れたクリーニング性を有する、光受容部
材を提供することＫ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、特に電子写真用
光受容部材等用の基体について、従来の基体にみられる
前述の問題を排除し、上記本発明の目的を達成すること
ができるよう（すべく鋭意研究を重ね、複数個の所定径
の剛体真球を使用し、それらを所定厚の金属体表面に落
下せしめてその表面に曲率半径（Ｒ）と幅（Ｄ）とを有
する球状痕跡窪みを形成せしめ、かくして表面加工され
た金属体について多角的に検討を行ったところ上述の知
見を得た。

即ち、先づこのようＫして表面加工された金属体は、加
工部分の金ＪｇＭｉ織には、それがアルミ合金であって
も、何らの金稿間化合物、金属酸化物等の介在、空孔の
介在等はなく、そしてまた粒界段差といった表面欠陥も
みられず好ましい表面形状を呈することがわかった。

そしてこの表面加工された金属体の加工表置上にグロー
放電法により主としてａ−１１１１１（Ｈ，Ｘ）で構成
される光受容層を形成し、それＫついて各種のテストを
行ったところ、以下のことか判明した。

（＋１　　形成される光受容層は一般Ｋ１−１：、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河、基体表
置で反射し、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。

（Ｉ）シかし、高速画像形成システムにあっては、表面
加工金属体の表面く形成された球状痕跡窪みがＸ≦０．
０３５の場合、球状痕跡窪みには、シェアリング干渉に
よるニュートンリングが平均値で０．５本以上存在しな
いため、該窪み中に膜厚く応じた干渉が生じ、木目状の
干渉縞を有する画像がしばしば形成される。

のエツジ部は鋭利になり、干渉防止効果は少く、新たな
画像欠陥をもたらすところＫもなり、更に１クリーニン
グ不良、ワイヤー汚れの問題を生起する。

（１１１１表面加工金属体の表面に形成された球状痕跡
窪みは、０．０３５　＜　ｉ　＜　０．５の範囲にあっ
ても、その深さ（Ｈ）が、平均でｎ≦２．０μｍであっ
たり或いは汀≧１０．０μｍであったりすると、高速画
像形成システムにあっては、干渉防止効果が十分でなく
なることの他、クリーニング不良、ワイヤー汚れの問題
が生起する。

（Ｉφ　表面加工金属体の表面に形成された球状痕跡窪
みが、その曲率半径（Ｒ）　、＠　（Ｄ）及び深さ（Ｈ
）について以下の（ａ）及び（ｂ）条件を満たすもので
ある場合、（１）に記載の効果が高速画像形成システム
にあっても定常的に奏される他、十分な干渉防止効果が
奏され、且つ優れたクリーニング性を有するところとな
りワイヤー汚れの問題はなく々る。

０．０３５＜丁〈０．５　　・・・・・・・・・・・・
（１）２．０　μｍ　＜　Ｈ＜　　１０　μｍ　　−＝
　（ｂｌそして前記Ｒ，Ｄ及びＨが以下の（ａつ及び（
ｂ′）を満たすものである場合、上述の効果は一層に助
長される。

０．０３５　＜　Ｔ　＜　０．１　　・・・・・・・・
・・・・（８′）２．０μｍ＜Ｈ＜６．０μｍ・・・・
・・・・・（ｂ′）然るに本発明は、本発明者らの得た
上記知見に基いて本発明者らの更なる研究の結果完成に
至ったものであり、曲率半径（Ｒ）、幅（Ｄ）及び深さ
（Ｈ）について、下記の（１）及び（２）条件を満たす
球状痕跡窪みを万遍をく表面に形成してなることを骨子
とする高速画像形成システム用の光受容部材用の基体に
至適な機能の改善された表面処理金属体に関するもので
ある。

くけ、０．０３５＜Ｔ＜　０．１・・・・・・・・・（
１）及び 好ましくは、２．０μｍ＜Ｈ＜１０μｍ１　　より好ま
しくは、２．０μｍ＜Ｈ＜６．０μｍ・・・・・・・噌
・（２）以下本発明の内容を必要により図面を用いて説
明する。

第１図に示した様に本発明の表面処理金属体ｌは、表面
２に複数の球状痕跡窪み４による凹凸を形成させている
ことを特徴とする。

即ち、例えば剛体真球３を表面２より所定高さの位置よ
り自然落下させて表面２Ｋ［ｒ突させるととくより、球
状痕跡窪み４を形成する。従って、はぼ同一径Ｒ′の複
数の剛体真球３をほぼ同一高さｈより落下させることに
より、表面２にほぼ同一曲率Ｒ１同一＠Ｄの複数の球状
痕跡窪み４を形成することができる。

８ｇ２図及び第３図は、この様な場合に形成される痕跡
窪みを例示したものである。

第２図の例では、金属体１′の表面２′の異なる部位に
１はぼ同一の径の複数の球体３’、　３’・・・をほぼ
同一の高さより落下させてほぼ−の曲率及び幅の複数の
窪み４／　、　、ｉ／・・・を互いに重複しない程度に
疏に生じせしめて凹凸を形成している。

第３図の例では、金属体１１の表面２′の異なる部位に
１はぼ同一の径の複数の球体３’、３１・・・をほぼ同
一の高さより落下させてほぼ同一の曲率及び幅の複数の
窪み４／／　、　４　／ｌ・・・を互いに重複し合うよ
うに密く形成して、第１図の例に比較して凹凸の高さく
表面粗さ）を小さくしている。なお、この場合、互いＫ
ｘ複する窪み４１゜４Ｉ・・・の形成時期、即ち球体３
１．３１の金属体１′の表面２＃への衝突時期が、轟然
のことながら互いくずれる様に球体を自然４Ｔ−させる
必要がある。この様にすれば、剛体真球と金属体表置と
の硬度、剛体真球の径、落下高さ、落下球量等の条件を
適宜調節することにより、金属体表面に前記（１）及び
（２）の条件を満足する所望の曲率、幅、深さの複数の
球状痕跡窪みを所定密度で形成することができる。

本発明の表面処理金属体の基材は、使用目的に応じたい
かなる種類の金属でもよいが、アルミニウム及びアルミ
ニウム合金、ステンレス、鋼鉄、銅及び銅合金、マグネ
シウム合金などが実用的である。オた、金属体の形状は
任意に選択することができるが、例えば電子写真感光体
の基体（支持体）としては、板状、円筒状、柱状、無端
ベルト状等の形状が実用的である。

本発明で使用する球体は、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、プ
ラスチック等の各種剛体球を使用することができ、とり
わけ耐久性及び低コスト化の理由により、ステンレス及
び鋼鉄の剛体球が好ましい。球体の硬度は、金属体の硬
度よりも高くても低くてもよいが、球体を繰返し使用す
る場合は、金属体の硬度よりも高くすることが好ましい
。

例えば、電子写真感光体ドラムの支持体として用いる場
合、アルミニウム合金等を通常の押出加工により得られ
るボートホール管あるいはマンドレル管を、更に引抜加
工して得られる引抜管に必要に応じて熱処理、調質等の
処理を加え、この円筒（シリンダー〕を、例えば第４図
（正面図）及び第５図（縦断面図）に示した構成の装置
を用いて本発明方法を実施し、支持体を作成する。

第４図及び奸５図において、１１は支持体作成用の例え
ばアルミニウムシリンダーである。

シリンダー１１は予め表面を適宜の平面度に仕上げられ
ていてもよい。シリンダー１１は、回転軸１２に軸支さ
れ、モータ等の適宜の駆動手段１３で駆動され、はぼ軸
芯のまわりで回転可能とされている。回転速度は、形成
する球状痕跡窪みの密度及び剛体真球の供給量等を考慮
して適宜に決定され、制御される。

１４け剛体真球（ボール）１５を自然落下させるための
落下装置であり、剛体真球１５を貯留し落下させるため
のボールフィーダー１６、フィーダー１６から剛体真球
１５が落下し易い様に揺動する振動［１７、シリンダー
に衛突して下する剛体真球１５を回収するための回収槽
１８、回収槽１８で回収される剛体真球１５をフィーダ
ー１６’ｔで管輸送するためのボール送り装置１９、送
り装置１９の途中で剛体真球１５を液洗浄するための洗
浄装ｆｆ　２０　、この洗浄装置２０にノズル等を介し
て洗浄液（溶剤等）を供給する液だめ２１、洗浄に使用
した液を回収する回収槽２２などで構成されている。

フィーダー１６から自然落下する剛体真球の１は、落下
口２３の開閉度、振動機１７による揺動の程度等により
適宜調整される。

支持体の厚みは所望通りの光導電部材が形成される様に
適宜決定されるが、光導電部材として可撓性が要求され
る場合には支持体としての機能が十分発揮される範囲内
であれば可能な限り薄くされる。しかしながらこの様な
場合にも支持体の製造上及び取扱い上更には機械的強度
等の点から、通常は２．５−以上が好適である。

支持体表面は、本２ａｌｌＫより表面処理を施され、Ｍ
、面とされ乃至は干渉縞防止等の目的で非鏡面とされ、
あるいは所望形状の凹凸が付与される。

例えば支持体表面を非鏡面化したり、表面に凹凸を付与
して粗面化すると、支持体表面の凹凸し二合せて感光層
表面にも凹凸が生ずるが、露光の際くこれら支持体表面
及び感光層表面での反射光に位相差が生じ、シェアリン
グ干渉による干渉縞を生じ、あるいは反転現像時に黒斑
点あるいはスジを生じて画偉欠陥を生ずる。この様な現
象は特に可干渉光であるレーザビーム露光を行なった場
合に顕著に現れる。

本発明においては、この様な干渉縞を、支持体表面に形
成される球状痕跡窪みの曲率Ｒと幅りとを調節すること
Ｋより防止することができる。

即ち、本発明の表面処理金属体を支持体とした場合、Ｔ
ｔ−０，３５以上とすると各々の痕跡窪み内にシェアリ
ング干渉によるニュートンリングが０．５本以上存在し
、■を０．０５５以上とすると、この様なニュートンリ
ングが１本以上存在すること罠なり、光導［部材全体の
干渉縞を各痕跡窪み内に分散して存在させることができ
、干渉防止が可能となる。

また、痕跡窪みの深さく）ｆ）を１０μ以下にすること
により第６図の様なブレードクリーニング方式を用いた
場合シリカやチタン酸ストロンチューム等の添加剤を含
有する現像材を、クリーニング不良や添加剤等のブレー
ド廻り込みＫよる帯電線汚れ等を生ずることなく良好に
クリーニングすることが可能である。また、この時のク
リーニングブレードの好適なゴム硬度は、６０°〜８０
’　（ＪＩＳ　Ａ規格）であり材質はウレタンゴム、天
然コム、シリコンゴム等架橋性部材であり、ブレード圧
は６〜６０Ｖ′ｎでクリーニングを行なうとよい。

実施例 径１■のＳＵＳステンレスＨ剛体真球を用い第５図及び
第６図に示した装置を用いアルミニウム合金製シリンダ
ーの表面の凹凸深さを５μｍ以下３μｍ中心の条件で処
理し、これを電子写真用光導電部材の支持体として利用
し１０〜４０原子量％の水素を含むアモルファスシリコ
ンから成る光導電層を形成しブレードクリーニング方式
の中ヤノン製ＮＰ　−９０３０により耐久実験を行なっ
た。その結果Ａ４サイズ１２万枚耐久後でも高品質な画
像が得られた。

比較例 支持体の凹凸深さをｌＯμ〜１２μで処理して以下実施
例と同様に光導電層を形成し耐久実験を行なった結果Ａ
４サイズ１万枚で帯電線汚れが生じ高品質画像が得られ
なくなった。これはクリーニングブレードの凹凸に対し
ブレードエツジが追従できなくなった為、トナー粒子（
約１０μ）はスクレープクリーニングできるが、サブミ
クロン粒子〈ついてはブレードドラム間をナリぬけてし
まうと考えられる。トナー中のサブミクロン粒子にはマ
イナス帯電を帯びたもの、例えばシリカ、等が多くの帯
電である８−８１感光体の一次帯電器に付着し、画像濃
度ムラを生じていると考えられる。他の帯電器にも付着
するが支配的なのは一次帯電器であった。

この時の前記感光体表面の凹凸の度合を第７図、第８図
の電子顕微鏡写真による拡大に示した。第７図はＨが４
μｍ中心のものであり、第８図はＨが１２μｍ中心のも
ので、第７図の様に５μｍ以下にした場合、シリカやチ
タン酸ストロンチウム等のすり抜けによるワイヤー汚れ
から生ずる画像濃度ムラは発生しなかった。

〔発明の効果〕

本発明の表面処理金属体くよれば、所望の使用特性を損
う表面欠陥を生じやすい切削加工を伴わすに表面処理が
なされ、例えば、この金属体を光導電部材の支持体とし
て用いると、成膜の均一性、電気的、光学的乃至は光導
電的特性の均一性に優れた光導電部材が得られ、特に１
電子写真感光用として用いた場合、画像欠陥が少なく、
クリーニング性に優れ、長期間の耐久にも画質は、損な
われることなく高品質な画像を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至グ第３図は、本発明により形成される金属体
表面の凹凸の形状を説明するための模式図である、ｇｇ
４図及び第５図は、それぞれ本発明の表面加工金属体を
製造するための装置の一構成例を説明するための正面図
及び縦断図である。８６図は、ブレード式クリーニング
装置の略断面図である。第７図及び第８図は、実施例及
び比較例において基体表面上に形成した光導′這層表面
の表面形状を説明するための図である。 第１ｒ！ＡＫついて、 ｌ・・・表面処理金属体、２・・・表面、３・・・剛体
真球、４・・・球状痕跡窪み 第２図及び第３図について、 １′・・・金属体、２′・・・表面、３′・・・球体、
４′・・・球状痕跡窪み 特許量［キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）曲率半径（Ｒ）、幅（Ｄ）及び深さ（Ｈ）を有し
   、Ｒ、Ｄ及びＨが下記の（１）及び（２）の条件を満足
   する関係にある球状痕跡窪みを表面に有することを特徴
   とする電気乃至電子デバイスの構成部材用基体。 ０．０３５＜＠Ｄ＠／Ｒ＜０．５…………（１）２．０
   μｍ＜Ｈ＜１０μｍ………（２）
2. （２）高速画像形成用の光受容部材用のものである特許
   請求の範囲第（１）項に記載の基体。