JP5800601B2 - 表面処理方法及び電子写真感光体の製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明で処理した基体ホルダーを用いた電子写真感光体の製造方法に関する。
この種の処理方法では、例えば研磨材として微細なガラス粒子を用い、これを水と一緒に圧縮空気により被処理材表面に吹き付けて被処理材表面を研磨する。研磨材として、用途に応じてセラミック系、ガラス系、金属系、樹脂系、氷やドライアイス等の微小粒子が用いられる。
即ち、本発明は、ホーニング処理による堆積膜等の付着物除去能力を高いレベルで維持しつつ微粉付着を抑制して、清浄な被処理材表面を得るための表面処理方法を提供する事を目的とする。
なお、ここでいう膜欠陥とは、基板上に付着したダストを基点として膜が異常成長したものである。
研磨材を用いたホーニング処理により、被処理材に対して表面剥離又は付着物除去を行う表面処理方法において、
1つの処理容器内で1つの被処理材に対して少なくとも2つのホーニング処理のための噴射ガンを同時に用い、
モース硬度が被処理材よりも大きい研磨材の少なくとも1種と、モース硬度が被処理材よりも小さい研磨材の少なくとも1種と、を個別の噴射ガンから噴射し、
モース硬度が大きい研磨材から順に被処理材の被処理部に吹き付ける
ことを特徴とする。
さらに、プラズマCVD法を用いたアモルファスシリコン電子写真感光体の製造方法において、本発明の表面処理方法により基体ホルダーの表面処理を行うことで画像欠陥の非常に少ない高画質対応の電子写真感光体を得ることができる。
本発明者らは更に、微粉付着が生じた被処理材を被処理材よりもモース硬度が小さい研磨材でホーニング処理を行ったところ、処理後の微粉付着が減少することを確認した。これは以下のような作用によるものと考えられる。まず、被処理材よりも研磨材のモース硬度が小さいため被処理材のバリや微紛の発生が非常に少なくなっていると考えられる。そして、被処理材の微紛やバリが、被処理材に埋め込まれたり摺り込まれた状態においては、モース硬度が小さい研磨材を吹き付けると、埋め込まれたり摺り込まれた微紛やバリをかきとるように除去できるようである。さらに、かきとる際に、被処理材の表面に損傷を与えにくいので、新たなバリや微紛を発生させることがほとんどないと考えられる。
その結果、少なくとも2つのホーニング処理のための噴射ガンを同時に用い、少なくとも2つの研磨材を個別の噴射ガンから噴射し、各々の研磨材のモース硬度および被処理材のモース硬度を所定の関係とすることで前述した課題に対して大きな効果が得られることを見出した。
1つの処理容器内で1つの被処理材の被処理部に研磨材を吹き付ける第1のホーニング処理を行い、続いて、第1のホーニング処理が行われた前記被処理部に研磨材を吹き付ける第2のホーニング処理を行って、前記被処理材の表面の付着膜除去及び前記被処理材の表面の微粉除去を行う表面処理方法であって、
前記第2のホーニング処理は、前記第1のホーニング処理後の前記被処理部をトレースして行うものであり、
前記第1のホーニング処理は、水と混合したモース硬度が前記被処理材よりも大きい第1の研磨材を第1の噴射ガンから前記被処理部に吹き付ける処理であり、
前記第2のホーニング処理は、モース硬度が前記被処理材よりも小さい第2の研磨材であるドライアイスを第2の噴射ガンから前記被処理部に吹き付ける処理である
ことを特徴とする表面処理方法である。
噴射ガンを3個以上使う場合も、モース硬度が大きい研磨材から順に被処理材の被処理部に吹き付けて表面処理施されていれば良い。
研磨材の粒径は100番〜1000番メッシュ相当、または10〜100μmの範囲にあるものが好ましい。また研磨材の比重が0.5〜10の範囲にある微粉末で、形状は球状のものが好ましく用いられる。好適に用いられる研磨材の材質としては、鉄、ステンレス、ガラス、アルミナ、フェライト、ジルコニア、酸化クロム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ホウ素、エポキシ樹脂、ナイロン、氷粒、ドライアイスペレットが挙げられる。
このような処理は研磨材ごとに別個の処理装置を用いて行うことも可能であるが、装置コストが高まり、装置設置面積が増大し、被処理材を移動する工程が必要なために処理時間が増加してしまう。このため同一容器内で、研磨材毎に個別の噴射ガンを同時に用いて表面処理する。
研磨材の選択以外にも、被処理部に吹き付ける研磨材の質量によっても、本発明の効果の程度が変化する。そこで、本発明者らは、被処理部に吹き付けられる単位時間における単位面積当たりの研磨材衝突エネルギー(以下、単に「研磨材衝突エネルギー」とも称する)と本発明の効果との関係を検討した。
研磨材の質量の測定には例えば図9に示すような研磨材回収容器901を用いることができる。図9において開口部902は直径1cmの円形となっている。そして研磨材回収容器901の開口部902の中心が点110と重なるように、かつ開口部902の円形状の縁が上記XY平面上となるように研磨材回収容器901を設置する。この状態で噴射ガンより所定時間の研磨材の吹き付けを行い、所定時間後に研磨材回収容器901内の研磨材を回収し、研磨材の質量を求める。
1秒あたりの回転数をBとしたときに、噴流速度は、下記式により算出した。
18×π×B [cm/sec]
(1秒当たりの研磨材衝突質量)×(噴流速度のZ軸成分)×(噴流速度のZ軸成分)/2[g/sec2]
XZ面に対してY軸(−)側に噴射ガンがあるときは、角度θを正の値で表記し、Y軸(+)側に噴射ガンがあるときは、角度θを負の値で表記するものとした。さらに、Z軸と第2の噴射ガンの中心軸とが成す噴射角107(θ2)は、θ1≦θ2<90°とすることが好ましい。噴射角θ1が45°を超える場合には、噴流速度の被処理材垂直方向成分が減少してくるので付着膜除去に要する、処理時間が長くなることがあった。また被処理材に垂直となる噴射角0°では被処理材に一度衝突した研磨材が処理領域内に留まりやすく、そこから排出されるまでに時間がかかる。そのために被処理材に一度衝突した研磨材が繰り返し被処理材表面に衝突する場合が生じ微粉付着が多くなる場合がある。また、噴射角θ1が0°未満になると第1の噴射ガンの中心軸方向と第2の噴射ガンの中心軸方向が逆となり、各々のガンから吹き付けられた研磨材が衝突領域外へ排出される方向が対面する。そのために研磨材がお互いに衝突することになり、研磨材の残留や、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが増加する傾向にある。なお、噴流の拡がりにより、噴射角θ1が0°未満でなくても噴流の方向が対面する箇所が存在することがある。しかし、噴流の拡がりの外側ほど研磨材の密度や噴流速度が小さくなるために、中心軸の方向が対面しないように設置すれば上記のような現象はほとんど問題にならなかった。
図3は、高周波電源を用いたRFプラズマCVD法による感光体の堆積装置の一例を模式的に示した図である。この装置は大別すると、反応容器3122を有する堆積装置3100、原料ガス供給装置3200、および、反応容器3122を減圧する為の排気装置(図示せず)から構成されている。反応容器3122内には、アースに接続された基体ホルダー3121に装着された導電性基体3112、導電性基体加熱用ヒーター3113、および、原料ガス導入管3114が設置されている。さらにカソード電極3111には高周波マッチングボックス3115を介して高周波電源(不図示)が接続されている。
何ら制限されるものではない。尚、実施例1−1、1−2、1−5〜1−9、2−1、3−1〜3−5、8−1〜8−16、9−1〜9−14、10−1〜10−18、11−1〜11−14、12−1〜12−16、13−1〜13−24、14−1〜14−23、15−1〜15−16、16−1〜16−19、18−1〜18−3は参考例である。
<実施例1>
被処理材としてアルミニウム合金板(5052)を8枚、ステンレス板(SUS304)を2枚、チタン合金板(SSAT−64)を2枚用意した。被処理材は長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmの平板である。用意した金属平板上に図3に示すRFプラズマCVD法による堆積装置を用いて、表1に示す条件で水素化アモルファスシリコン(以後、「a−Si:H」とも称する)膜を約5μm堆積させて付着膜付の被処理材を作成した。その際、円筒状基体に金属平板を取り付けられるように加工した基体を用いて金属平板を取り付け、その基体を図3中の導電性基体3112の代わりに設置した。なお、アルミニウム合金板(5052)1枚、ステンレス板(SUS304)1枚、チタン合金板(SSAT−64)1枚は、膜を堆積させずに保管した。
第1の噴射ガンに用いる研磨材の粒径は、120番メッシュ相当のものを用いた。また、その形状はいずれも略球形の形状のものを用いた。第2の噴射ガンに用いる研磨材の粒径は氷やドライアイスは略楕円球形で30番メッシュを通過したものを用いた。鉄は、150番メッシュ相当で略球形のものを用い、ナイロンは30番メッシュ相当で略円柱形状のものを用いた。アクリルは60番メッシュ相当の大きさで樹脂を粉砕した粒子を用いた。
実施例1−7では、被処理材の移動速度は、0.3mm/秒として、第1の噴射ガンの処理に続いて第2の噴射ガンでトレースするように処理するトレース処理を1回で、被処理材全面を処理した(1回処理)。つまり、トレース処理を1回行って、処理終了とした。
表面処理後の被処理材を(株)日立ハイテクノロジーズ社製の超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S4800に設置し、EDAX社製のGenesisを用いてEPMA(Electron Probe Micro Analyzer)により、Si元素の定性分析を行った。そして、GenesisソフトでSi元素のマッピング分析を行い、Si元素が検出された部分の面積を得た。
以下の測定条件で信号ピークを確認して評価した。
加速電圧:20kV
照射電流:20nA
A:1%以下、B:1%より大きく3%以下、C:3%より大きく8%以下、D:8%より大きく15%以下、E:15%より大きい。E評価では明らかな膜残りが認められ、プラズマCVD装置用の成膜炉内部品の洗浄としては不十分と判断した。
表面処理後の被処理材、及び膜堆積を行わず表面処理も施していない未処理の被処理材をともに純水のシャワー洗浄を行ったのち乾燥させた。シャワー洗浄は、純水を10L/分の流量で2分間おこなった。その後、表面処理後の被処理材、及び未処理の被処理材の表面全面に日新EM(株)のカーボン両面テープ(7314)を密着させて、カーボン両面テープに被処理材表面の付着物を転写させた。表面処理後の被処理材表面の付着物をカーボン両面テープに転写させた評価テープをT−1とした。また、表面処理を施していない被処理材表面の付着物をカーボン両面テープに転写させた評価テープをT−2とした。それぞれの評価テープを付着膜除去状態評価と同様に、超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S4800に設置し、EPMAで分析した。被処理材の母体元素(Al、Fe、Ni、Cr、Ti)のマッピング分析を行った。評価テープ各々、2mm×2mm視野を任意に5箇所選択して合計20mm2をマッピング分析し、母体元素が検出された部分の合計面積(以下、「検出合計面積」とも称する)を求めた。
((T−1の検出合計面積)-(T−2の検出合計面積))/(全評価面積(20mm2))
指標は小さいほど良好で、A:2%以下、B:2%より大きく4%以下、C:4%より大きく7%以下、D:7%より大きく10%以下、E:10%より大きい、とした。E評価では、洗浄部品のハンドリング時に、例えば手袋への付着が認められることがある。そのような状況のためと考えているが、E評価の部材を用いると膜欠陥の発生頻度が多くなる。真空装置内で付着物の飛散によるものと考えられるので、プラズマCVD装置用の成膜炉内部品の洗浄としては不十分と判断した。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)5枚を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を作成した。次に、表3に示す表面処理条件で、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面を表面処理した。研磨材の粒径および形状についても実施例1と同様とした。ただし、第1の噴射ガンの研磨材で、くるみは非球形である。
このように表面処理が成された被処理材を実施例1と同様の評価方法により評価した。評価結果を表4に示す。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)1枚を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を作成した。次に、表3に示す表面処理条件で、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面を表面処理した。ただし、本比較例では第1の噴射ガンの吹き付けのみで表面処理を行った。研磨材の粒径および形状についても実施例1と同様とした。
このように表面処理が成された被処理材を実施例1と同様の評価方法により評価した。評価結果を表4に示す。
実施例1−7では1回処理で表面処理するようにしたところ、第1の噴射ガンによる吹き付けに続いて第2の噴射ガンによる吹き付けを複数回に分けて行うトレース処理を施した実施例1−1よりも微粉付着が若干増加した。実施例1−8では、第1の研磨材であるアルミナが角のある形状のため微粉付着が若干増加するというという結果になった。
比較例2では、第1の噴射ガンの吹き付けのみで表面処理したため、付着膜除去能は良好であったが、微粉やバリの発生が多く、微粉付着が多かった。
1)1つの被処理材に対して少なくとも2つのホーニング処理のための噴射ガンを同時に用いる。
2)モース硬度が被処理材よりも大きい研磨材の少なくとも1種と、モース硬度が被処理材よりも小さい研磨材の少なくとも1種と、を個別の噴射ガンから噴射し、モース硬度が大きい研磨材から順に被処理材の被処理部に吹き付けて表面処理する。
さらに、以下のトレース処理のほうが、1回処理より、付着膜除去能と微粉付着抑制が両立して清浄な表面が得られることがわかった。
1)モース硬度が被処理材よりも大きい研磨材の吹き付けに続いて、モース硬度が大きい研磨材から順に被処理部に吹き付けるという連続した表面処理を複数回に分けて施す。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)2枚を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を2枚作成した。次に表5に示す表面処理条件で被処理材の付着膜表面を処理した。表5に示した以外の条件は実施例1と同様とした。
分離回収能力は表面処理終了直後に第1の噴射ガンから噴射された研磨材と水の混合液を採集し、第2の噴射ガンの研磨材である氷粒あるいはドライアイス粒が混合して浮遊しているかどうかを目視で確認した。その結果、氷粒、ドライアイス粒ともに確認できなかった。氷は回収タンク611で液体の水に、ドライアイスは気体になって、回収タンク611から第1の噴射ガン602に戻した研磨材はSUS430だけとなっており、分離回収能力は良好であることが確認された。
また、表6の結果から、再利用した研磨材を用いても実施例1−1および1−3と同様に良好な表面処理ができることが解る。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)2枚、ステンレス板(SUS304)2枚、及びチタン合金板(SSAT−64)1枚を用いた。そして、実施例1と同様に付着膜付被処理材を5枚作成した。
次に、表7に示す表面処理条件で被処理材の付着膜表面を処理した。実施例3では、略球形で磁性の研磨材である鉄、SUS430と、非球形で非磁性の研磨材であるくるみ、SiC、ナイロン、略球形で非磁性の研磨材であるガラス、ジルコンを用いた。SUS430は120番メッシュ相当の略球形状、ガラスは150番メッシュ相当の略球形状のものを用いた。他の研磨材の大きさ、形状は実施例1と同じとした。
表7に示した以外の条件は、実施例1と同様とした。
図6(b)は第1の噴射ガン602に磁性の研磨材を用いる場合の構成例である。処理容器610で使用した研磨材は回収タンク611に集められる。ここで磁性の研磨材は回収タンク611内に設置した分離回収装置612により分離される。分離された磁性の研磨材は沈殿タンク613に送られ、そして調整タンク608に送られ、そこで所定のE1となるように、水や新規研磨材の補充調整を行う。その後、第1の噴射ガン602の吹き付けポンプ604により第1の噴射ガン602に水と研磨材の混合液を送り、再利用するようになっている。また、非磁性の研磨材は、回収タンク611の底部から沈殿タンク614に送られる。そして調整タンク609に送られ、そこで所定のE2となるように水や新規研磨材の補充調整を行う。その後、第2の噴射ガン603の吹き付けポンプ605により第2の噴射ガン603に水と研磨材の混合液を送り、再利用するようになっている。
表面処理した被処理材は実施例1と同様の評価方法で評価した。評価結果を表8に示す。
また、非磁性の研磨材を噴射する第2の噴射ガンから採集した研磨材においては、磁石につかなかった非磁性の研磨材に対する磁石についた磁性の研磨材の比として質量比を求めた。評価結果を表8に示す。質量比が小さいほど分離回収能力が良好となっている。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)を用い、実施例1と同様に付着膜付被処理材を23枚作成した。
次に表9に示す表面処理条件とし、実施例1と同様にして付着膜付被処理材の付着膜表面の処理を行った。研磨材の粒径および形状についても実施例1と同様とした。
表面処理した被処理材を実施例1と同様にして評価した。評価結果を表10に示す。
実施例4−1から4−23は、第1の噴射ガンから噴射される研磨材の噴流速度V1を変えてE1を変えている。さらに、第2の噴射ガンから噴射される研磨材の噴流速度V2を変えることでE1とE2の大小関係を変えている。E1を小さくしていくと付着膜除去能が低下していくことがわかる。
また、E1が同じ条件での比較から、E2をE1>E2とすることにより微粉付着抑制の効果が向上していることがわかる。
実施例4−2、4−9、4−15、4−22のように、E1=E2では微粉付着抑制の効果がやや低下している。
以上より付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着の効果的な抑制が両立した清浄な表面を得るためには、E1>E2とすることが好ましいことがわかる。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)を用い、実施例1と同様に付着膜付被処理材を26枚作成した。
次に、表11に示す表面処理条件とする以外は実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。本実施例では噴射角が表面処理に及ぼす影響を確認している。第1の噴射ガンの噴射角(θ1)とは図1で示すZ軸と第1の噴射ガンの中心軸で成す角106をさす。第2の噴射ガンの噴射角(θ2)とは図1で示すZ軸と第2の噴射ガンの中心軸で成す角107をさす。
このように表面処理した被処理材を実施例1と同様に評価した。評価結果を表12に示す。
実施例5では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)及び第2の噴射ガンの噴射角(θ2)を変化させて比較した。E1、E2はそれぞれ一定になるように調整した。実施例5−11と5−19ではθ2を本装置構成上の上限83度にしたため噴流速度の被処理材垂直方向成分が小さくなり、研磨材衝突エネルギーが小さくなってしまったが、十分な付着膜除去能と微粉付着の効果的な抑制が両立できた。
実施例5−1、5−2、5−3は第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が0度のため、被処理材表面に研磨材が残留したり、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが多くなったりし、そのために、微粉付着抑制効果が小さくなっている。
以上より、E1>E2の条件において、0°<θ1≦45°かつθ1≦θ2<90°、とすることで、付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着のより効果的な抑制が両立した清浄な表面が得られることが分かる。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を23枚作成した。
次に、表13に示すようにE1とE2の関係をE1<E2とし、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)と第2の噴射ガンの噴射角(θ2)を変えた表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。
このように表面処理した被処理材を実施例1と同様に評価した。評価結果を表14に示す。
実施例6−1、6−2、6−3では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が0度のため、被処理材表面に研磨材が残留したり、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが多くなったりし、そのために、微粉付着抑制効果が小さくなっている。実施例6−5と6−13では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)よりも、第2の噴射ガンの噴射角(θ2)が小さいので微粉付着抑制効果が低下している。実施例6−22、6−23ではθ1が45°を超えているため、やや付着膜除去能が低下していることが分かる。
E1>E2である実施例5と比較すると微粉付着抑制効果は小さいものの、いずれの条件においても付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着の効果的な抑制が両立した清浄な表面が得られることが分かる。そして、E1<E2の条件においても、0°<θ1≦45°、かつ、θ1≦θ2<90°とすることがより好ましいことが分かる。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を16枚作成した。
次に、表15に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。本実施例ではE1=E2となる条件として被処理材の付着膜表面の処理を行った。研磨材の粒径および形状についても実施例1と同様とした。
このように表面処理した被処理材を実施例1と同様に評価した。評価結果を表16に示す。
実施例7−1、7−2では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が0度のため、被処理材表面に研磨材が残留したり、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが多くなったりし、そのために、微粉付着抑制効果が小さくなっている。実施例7−3と7−8では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)よりも、第2の噴射ガンの噴射角(θ2)が小さいので、微粉付着抑制効果が低下している。実施例7−15、7−16ではθ1が45°を超えているため、やや付着膜除去能が低下していることが分かる。
E1>E2である実施例5と比較すると微粉付着抑制効果は小さいものの、いずれの条件においても付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着の効果的な抑制が両立した清浄な表面が得られることが解る。そして、E1=E2の条件においても、0°<θ1≦45°、かつ、θ1≦θ2<90°とすることがより好ましいことが解る。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を16枚作成した。
次に、表17に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。本実施例では研磨材−1を鉄球に、研磨材−2を氷粒に変更して、かつE1に対してE2を変化させて、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。このように表面処理した被処理材を実施例1と同様に評価した。評価結果を表18に示す。
実施例8−1から8−6では噴射ガン1の全条件を一定としてE2を変化させた。E1>E2の条件の実施例8−1、8−2、8−3と比べ、E1=E2の条件である実施例8−4では微粉付着抑制効果がやや低下している。E1<E2の条件である実施例8−5、8−6では、さらに微粉付着抑制効果が低下していることが分かる。
また実施例8−12から8−16は噴射ガン1の全条件を一定としてE2を変化させた。E1=E2の条件の実施例8−16では微粉付着抑制効果がやや低下していることが解る。
以上より、研磨材−1を鉄球に、研磨材−2を氷粒にした場合も、E1>E2とすることが付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着抑制効果の両立に関してより効果的であることがわかった。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を14枚作成した。
次に、表19に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。本実施例では研磨材−1を鉄球に、研磨材−2を氷粒として、θ1に対してθ2を変化させて、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。評価結果を表20に示す。
実施例9−1では第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が0°のため、被処理材表面に研磨材が残留したり、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが多くなったりし、そのために、微粉付着抑制効果が小さくなっている。実施例9−5では第1の噴射ガンの噴射角(θ1)よりも第2の噴射ガンの噴射角(θ2)が小さいので、微粉付着抑制効果が低下している。実施例9−14では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が45°を超えているため、噴流速度の被処理材垂直方向成分が小さくなり、付着膜除去能がやや低下している。
以上より、研磨材−1を鉄球に研磨材−2を氷粒にした場合も、0°<θ1≦45°、かつ、θ1≦θ2<90°、とすることで、付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着のより効果的な抑制が両立した清浄な表面が得られることが解る。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を18枚作成した。
次に、表21に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。本実施例では研磨材−1を鉄球に、研磨材−2を氷粒とし、E1<E2の条件で、θ1に対してθ2を変化させて、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。評価結果を表22に示す。
実施例10−1では第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が0°のために、被処理材表面に研磨材が残留したり、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが多くなったりし、そのために、微粉付着抑制効果が小さくなっている。実施例10−3、10−10では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)よりも、第2の噴射ガンの噴射角(θ2)が小さいので、微粉付着抑制効果が低下している。実施例10−18ではθ1が45°を超えているため、やや付着膜除去能が低下していることが分かる。
以上より、研磨材−1を鉄球に研磨材−2を氷粒とし、E1<E2の条件においても、0°<θ1≦45°、かつ、θ1≦θ2<90°、とすることで、付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着のより効果的な抑制が両立した清浄な表面が得られることが分かる。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を14枚作成した。
次に、表23に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。本実施例では研磨材−1を鉄球に、研磨材−2を氷粒とし、E1=E2の条件でθ1に対してθ2を変化させて、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。評価結果を表24に示す。
実施例11−1では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が0°のために、被処理材表面に研磨材が残留したり、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが多くなったりし、そのために、微粉付着抑制効果が小さくなっている。実施例11−2と11−8では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)よりも、第2の噴射ガンの噴射角(θ2)が小さいので、微粉付着抑制効果が低下している。実施例11−14ではθ1が45°を超えているため、やや付着膜除去能が低下していることが分かる。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのチタン合金板(SSAT−64)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を16枚作成した。
次に、表25に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。このように表面処理が成された被処理材を実施例1と同様の評価方法により評価した。評価結果を表26に示す。
実施例12−1から12−5では、噴射ガン1の全条件を一定としてE2を変化させた。E1>E2の条件の実施例12−1、12−2と比べ、E1=E2の条件の実施例12−3では微粉付着抑制効果がやや低下し、さらにE1<E2の条件である実施例12−4、12−5では、さらに微粉付着抑制効果が低下していることが解る。
また実施例12−11から12−16は、噴射ガン1の全条件を一定としてE2を変化させた。E1=E2の条件の実施例8−15では微粉付着抑制効果がやや低下していることが分かる。さらにE1<E2となる実施例12−16では、さらに微粉付着抑制効果が低下していることが解る。
以上より、研磨材−1を鉄球に、研磨材−2を氷粒にした場合も、E1>E2とすることが付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着抑制効果の両立に関してより効果的であることがわかった。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのチタン合金板(SSAT−64)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を24枚作成した。
次に、表27に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。このように表面処理が成された被処理材を実施例1と同様の評価方法により評価した。評価結果を表28に示す。
実施例13−1、13−2では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が0°のために、被処理材表面に研磨材が残留したり、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが多くなったりし、そのために、微粉付着抑制効果が小さくなっている。実施例13−14,13−15,13−16、13−23では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)よりも、第2の噴射ガンの噴射角(θ2)が小さいので、微粉付着抑制効果が低下している。また、実施例13−23と13−24では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が45度超となり、噴流速度の被処理材垂直方向成分が小さくなり、僅かに研磨材が表面を滑る傾向になる。そのために付着膜除去能がやや低下した。
以上より、被処理材にチタン合金板(SSAT−64)を用いた場合も、0°<θ1≦45°、かつ、θ1≦θ2<90°、とすることで、付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着のより効果的な抑制が両立した清浄な表面が得られることが解る。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのチタン合金板(SSAT−64)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を23枚作成した。
次に、表29に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。このように表面処理が成された被処理材を実施例1と同様の評価方法により評価した。評価結果を表30に示す。
実施例14−1、14−2、14−3では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が0度のために、被処理材表面に研磨材が残留したり、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが多くなったりし、そのために、微粉付着抑制効果が小さくなっている。実施例14−5、14−13では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)よりも、第2の噴射ガンの噴射角(θ2)が小さいので、微粉付着抑制効果が低下している。また実施例14−22、14−23でθ1が50°では、やや付着膜除去能が低下していることが解る。
以上より、被処理材にチタン合金板(SSAT−64)を用い、E1<E2の条件としても、0°<θ1≦45°かつθ1≦θ2<90°、とすることで、付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着のより効果的な抑制が両立した清浄な表面が得られることが解る。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのチタン合金板(SSAT−64)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を16枚作成した。
次に、表31に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。このように表面処理が成された被処理材を実施例1と同様の評価方法により評価した。評価結果を表32に示す。
実施例15−1、15−2では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)が0°のために、被処理材表面に研磨材が残留したり、微紛、バリの埋め込み、摺り込みが多くなったりし、そのために、微粉付着抑制効果が小さくなっている。実施例15−3、15−4、15−8では、第1の噴射ガンの噴射角(θ1)よりも、第2の噴射ガンの噴射角(θ2)が小さいので、微粉付着抑制効果が低下している。実施例15−15、15−16ではθ1が45°を超えているため、やや付着膜除去能が低下していることが解る。
以上より、被処理材にチタン合金板(SSAT−64)を用い、E1=E2の条件においても、0°<θ1≦45°、かつ、θ1≦θ2<90°とすることがより好ましいことが解る。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのステンレス板(SUS304)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を19枚作成した。
次に、表33に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。このように表面処理が成された被処理材を実施例1と同様の評価方法により評価した。評価結果を表34に示す。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmのアルミニウム合金板(5052)を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を3枚作成した。
次に、表35に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。本実施例では3つ以上のガンを配置して表面処理を行った。第1の噴射ガンの研磨材のモース硬度をM1とし、第2の噴射ガンの研磨材のモース硬度をM2とし、同様に、噴射する順に、研磨材のモース硬度をM1、M2、M3、M4とした。被処理材のモース硬度をMmとした。
また、いずれもモース硬度が小さい研磨材を吹き付ける噴射ガンほど、噴射角が大きくなるように配置した。
このように表面処理した被処理材を実施例1と同様に評価した。評価結果を表36に示す。
以上から、モース硬度がMmより小さい研磨材を噴射する噴射ガンの数を、モース硬度がMmより大きい研磨材を噴射する噴射ガンの数と同じか多くすることが付着膜除去能の高レベルでの維持と微粉付着抑制の両立に関して特に効果的であることが確認された。
被処理材として長さ127mm、幅50mm、厚さ3mmの表37に示す3種類のアルミニウム合金板を用い、実施例1と同様に付着膜付の被処理材を3枚作成した。
次に、表37に示す表面処理条件とする以外は、実施例1と同様にして被処理材の付着膜表面の処理を行った。このように表面処理が成された被処理材を実施例1と同様の評価方法により評価した。評価結果を表38に示す。
本実施例では、被処理材として図8で示すアルミニウム合金板(5052)で作成されたアモルファスシリコン電子写真感光体製造用の基体ホルダー801を2本用い、本発明の表面処理を行った。具体的にはプラズマCVD法により表39に示す条件で外径84mm、長さ381mmの電子写真感光体を2回作成し、作成に使用した2本の基体ホルダー801を実施例1-1と同様にして表面処理を行った。
以上より、本発明の表面処理を行った清浄な基体ホルダーを用いることで、画像欠陥が抑制された良好な画像が得られるアモルファスシリコン電子写真感光体が得られた。
102 第1の噴射ガン
103 第2の噴射ガン
104 付着膜
105 間隔
106 第1の噴射ガンの噴射角(θ1)
107 第2の噴射ガンの噴射角(θ2)
108 第1の噴射ガンによる衝突領域
109 第2の噴射ガンによる衝突領域
201 被処理材
202 第1の噴射ガン
203 第2の噴射ガン
401 基体ホルダー
402 第1の噴射ガン
403 第2の噴射ガン
601 被処理材
602 第1の噴射ガン
603 第2の噴射ガン
604、605 噴射ガンの吹き付けポンプ
606、607 研磨材補給管
608、609 調整タンク
610 処理容器
611 回収タンク
701 回収タンク
702 磁力ローラー
703 剥ぎ取りブレード
704 搬送ローラー
705 攪拌羽根
706 処理後の混合液導入管
707 排出管
708 タンク
709 排出管調整タンク
801 基体ホルダー
802 スカート部
803 胴体
804 キャップ部
805 導電性基体
806 ホルダー本体
901 回収容器
902 開口
1001 噴射ガン
1002 中心軸
1003 羽根車
1004 噴射ガンから被処理材までの中心軸の長さ
1005 噴きつけ点
1006,1009 歯車
1007 磁電式回転検出器
Claims (10)
- 1つの処理容器内で1つの被処理材の被処理部に研磨材を吹き付ける第1のホーニング処理を行い、続いて、第1のホーニング処理が行われた前記被処理部に研磨材を吹き付ける第2のホーニング処理を行って、前記被処理材の表面の付着膜除去及び前記被処理材の表面の微粉除去を行う表面処理方法であって、
前記第2のホーニング処理は、前記第1のホーニング処理後の前記被処理部をトレースして行うものであり、
前記第1のホーニング処理は、水と混合したモース硬度が前記被処理材よりも大きい第1の研磨材を第1の噴射ガンから前記被処理部に吹き付ける処理であり、
前記第2のホーニング処理は、モース硬度が前記被処理材よりも小さい第2の研磨材であるドライアイスを第2の噴射ガンから前記被処理部に吹き付ける処理である
ことを特徴とする表面処理方法。 - 前記第1の研磨材が、鉄、ステンレス、ガラス、アルミナ、及びジルコニアからなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項1に記載の表面処理方法。
- 前記第1の研磨材が、鉄の略球形の研磨材およびステンレスの略球形の研磨材からなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項2に記載の表面処理方法。
- 前記第1の研磨材の前記被処理部への単位時間及び単位面積当たりの衝突エネルギーが、前記第2の研磨材の前記被処理部への単位時間及び単位面積当たりの衝突エネルギーよりも大きい請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面処理方法。
- 前記被処理部の法線と前記第1の噴射ガンの中心軸とが成す噴射角をθ1とし、前記被処理部の法線と前記第2の噴射ガンの中心軸とが成す噴射角をθ2としたとき、
0°<θ1≦45°、及び、
θ1≦θ2<90°
を満たす請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面処理方法。 - 前記θ1及び前記θ2が、θ1<θ2を満たす請求項5に記載の表面処理方法。
- 前記被処理材が、アルミニウム及び又はアルミニウム合金で形成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の表面処理方法。
- 前記被処理材が、プラズマCVD装置用の成膜炉内部品である請求項1〜7のいずれ
か1項に記載の表面処理方法。 - 前記プラズマCVD装置用の成膜炉内部品である基体ホルダーを請求項8の表面処理方法で表面処理する工程と、
表面処理された基体ホルダーに導電性基体を装着し、プラズマCVD装置で前記導電性
基体上に光受容層を堆積する工程と、
を有することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。 - 前記光受容層が、アモルファスシリコン系光受容層である請求項9に記載の電子写真感光体の製造方法。
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