JPH0373941A - 複写機の原稿載置板及び複写機 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、複写機の原稿載置板及び複写機に関するも
のである。

［従来の技術］ 複写機の原稿載置板にはガラスが用いられている。それ
は、原稿の読み取りが光学的に行なわれるため、読取部
は可視領域の波長の光に対する透過率が高くなければな
いこと、また、原稿に強く擦られたり押されたりするた
め、読取部は硬く疵つきに＜＜シなければならないこと
などの理由による。通常、フロートガラスが用いられる
が、耐擦傷性や割れ強度を改善する目的で、風冷または
化学強化されたガラスが用いられることもある。上記の
理由のうち、疵つきにくいことは、疵による透過光の散
乱から透過率が落ち、読み取りの不正や不能が誘起され
るという点から特に重要である。ガラスそのものの耐擦
傷性では疵つきにくさの点では不十分であるため、従来
より、ガラス表面にｄｉｐ又はｓ　ｐ　ｒａｙ法により
チタニア（Ｔｉｅｓ）、酸化スズ（Ｓｎｏｗ）などの被
膜のコーティングが施され、耐擦傷性の向上が図られて
いる。

［発明の解決しようとする課題］ しかしながら、先に述べたＴｉＯ２，Ｓｎｏｗなどの保
護膜の耐擦傷性はあまり十分ではなく、従来用いられて
いる上記保護膜を用いたものでは自動原稿送り装置のコ
ロ跡がガラスの原稿を載置する面に残ることがあった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、透明基体の少なくとも原稿を載置する面の空気側最外
層として、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｓｎ。

Ｔａ、Ｉｎのうち少なくとも１種と、Ｂ（ホウ素）とＳ
ｉ（ケイ素）のうち少なくとも１種とを含む酸化物を主
成分とする非晶質酸化物膜からなる耐擦傷性保護膜が形
成されてなることを特徴とする複写機の原稿載置板及び
透明基体の少なくとも原稿を載置する面の空気側最外層
として、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｉｎのうち少
なくとも１種と、Ｂ（ホウ素）とＳｉ（ケイ素）のうち
少なくとも１種とを含む酸化物を主成分とする非晶質酸
化物膜からなる耐擦傷性保護膜が形成されてなる原稿載
置板を有する複写機を提供するものである。

第１図に本発明の複写機の原稿載置板の一例の概略断面
図を示す。

本発明で用いる透明基体２はソーダ石灰ガラス、ホウケ
イ酸ガラス、鉛ケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、
アルミノホウ酸ガラス、石英ガラス、バリウムホウ酸ガ
ラスなどであるが、その他固体のガラスであればいかな
る成分を持つものでも良い、又、プラスチック基板やフ
ィルムを用いることもできる。基体の形状は平板ばかり
ではなく、曲げ形状、その他いかなる形状をもつもので
も良い。安全性の点から、ガラス基板の場合は風冷強化
、化学強化により強度アップしたもの、°また、合せに
より破壊時のガラス破片の飛散防止がなされたものが好
ましい。

本発明は、Ｚｒ、　Ｔｉ、　Ｈｆ、　Ｓｎ、　Ｔａ、　
Ｉｎのうち少なくとも１種と、Ｂ、Ｓｉのうち少なくと
も１種を含む酸化物を主成分とする非晶質酸化物膜が耐
擦傷性、耐摩耗性、化学的耐久性に優れた薄膜であるこ
とを見出して成されたものであり、かかる膜を耐擦傷性
保護膜１として用いることを特徴とするものである。

表１は、本発明における耐擦傷性保護膜１として好適な
各種非晶質酸化物膜の性質を示したものである。それぞ
れ表に挙げた組成のターゲットを用いて、反応性スパッ
タリングにより製膜したものである。同じターゲットを
用いても、膜組成や屈折率は成膜条件により若干変動す
ることがあるので、表１はあくまでも一例を示したもの
である。

結晶性は、薄膜Ｘ線回折により観測した。

又、耐擦傷性は、砂消しゴムによる擦り試験の結果で、
○は傷が殆どつかなかったもの、×は容易に傷が生じた
ものである。

耐摩耗性は、テーパー試験（摩耗輪Ｃ５−１０Ｆ、加重
５００ｇ、１０００回転）の結果、ヘイズ４％以内のも
のを○、ヘイズ４％超のものを×とした。耐酸性は０．
１Ｎ　　Ｈ，ＳＯ４中に２４０時間浸漬した結果、ＴＶ
　（可視光透過率）、ＲＶ（可視光反射率）の浸漬前に
対する変化率が１％以内のものを○、１〜４％のものを
△、膜が溶解して消滅してしまったものを×とした。耐
アルカリ性は０．ＩＮ　ＮａＯＨ中に２４０時間浸漬し
た結果、Ｔｖ、Ｒｖの浸漬前に対する変化率が１％以内
のものを○、膜が溶解してしまったものを×とした。煮
沸テストは、１気圧下、１００℃の水に２時間浸漬した
後、Ｔｖ、Ｒｖの浸漬前に対する変化率が１％以内であ
るとき０１１℃超のとき×とした。

本発明の耐擦傷性保護膜１において、ホウ素やケイ素の
含有割合は特に限定されるものではないが、以下のよう
な範囲が好ましい。

ＺｒＢｘＯｙ膜に関しては、表１から明らかなように、
膜中のＢが少ないと結晶性の膜ができ、Ｂが多いと非晶
質の膜ができる傾向があることがわかる。そして、結晶
性の膜は耐擦傷性及び耐摩耗性が劣るのに対して非晶質
の膜は優れていることがわかる。これは非晶質の膜は、
表面が平滑である為であると考えられる。従って、Ｚｒ
ＢｘＯｙ膜（膜中のＺｒに対するＢの原子比Ｘが０、１
０＜　ｘ　）の膜は耐擦傷性、耐摩耗性に優れている。

Ｂ２Ｏ３は吸湿性で空気中の水分を吸収して溶けてしま
うので、ＺｒＢ、Ｏ，膜においてＸ≦３程度が好ましい
。

ＺｒＢｘＯｙ膜中のＺｒに対するＯ（酸素）の原子比は
特に限定されないが、多すぎると膜構造が粗になりボソ
ボソの膜になってしまうこと、又、あまり少ないと膜が
金属的になり透過率が低下したり膜の耐擦傷性が低下す
る傾向があることなどの理由によりＺｒＯ，とＢ２０．
の複合系となる量程度であることが好ましい。即ち、複
合酸化物をＺｒ０ｚ　＋　Ｘ　８０　＋　、　ｓと表す
と、ＢがＺｒに対して原子比でＸ含まれる時に、ｙ＝２
＋１．５Ｘ程度であることが好ましい。

又、表１より、ＺｒＢｘＯｙ膜中のＢの量が増えるにつ
れ、膜の屈折率が低下する傾向があることがわかる。膜
中のＢを増やすことにより、屈折率ｎは２８０ぐらいか
ら１．５程度まで低下する。

従って０．１０＜ｘ≦３．２＜ｙ≦６．５のＺｒＢ、Ｏ
。

膜は良好な耐擦傷性及び耐摩耗性を有し、かつ、Ｂの量
によって自由に屈折率を選択できる本発明の目的に好適
な耐擦傷性保護膜である。

さらに、表１に示したように、膜中のＢの含有量が増え
るにつれ、耐酸性、耐アルカリ性が劣化する傾向がある
。Ｘ≧２．３で耐酸性が悪くなり、ｘｋ４で耐アルカリ
性の低下及び煮沸テストで劣化を示すようになる。従っ
て、高化学的耐久性が要求される場合には、ｚｒＢｘｏ
、　（ｘ　＜２．３）の非晶質酸化物膜が好ましい。

以上のように、ＺｒＯｓ膜にＢを加えたことにより、膜
が非晶質化し、表面が平滑化し、これが耐摩耗性及び耐
擦傷性の向上に寄与していると考えられる。又、Ｂの量
で屈折率の調節が可能となり、さらに、ＺｒＯ＊膜と比
べて０、内部応力が小さいため、基体（ガラス、プラス
チックｅｔｃ）や基体上の下地膜との密着性の点で有利
である。これは特に厚い膜を形成する場合に有利である
。

次に、ＺｒＳｉ、０．膜に関しては、やはりアモルファ
スであり、耐擦傷性、耐摩耗性の高い膜が得られる。

屈折率については、ＺｒＯ＊　（ｎ　＝　２．１５）と
５ｉｎ２（ｎ　＝　１．４６）の間でその組成割合じよ
って上下する。

Ｚｒ５ｉｓＯｙ膜において、０．０５≦２（膜中のＺｒ
に対するＳｉの原子比）Ｓ１９であることが好ましい。

ｚ＜０１０５だと、膜が非晶質化せず、十分な物理的耐
久性が得られない。又、ｚ　＞　１９だと、耐アルカリ
性が悪くなる。又、ｙ　（ＺｒＳｉｉＯｙ膜中のＺｒに
対するＯの原子比）は、ＺｒＢｘＯｙ膜について述べた
のと同様の理由により、５ｉ６５Ｚｒに対して原子比で
Ｚ含まれる時に、ｙ＝２＋２ｚ程度であることが好まし
い。

従って高耐久性が要求される場合には、０．０５≦ｚ≦
１９．２．１≦ｙ〈４０のＺｒ５ｉｘＯｙ膜が好ましい
。

又、ｚｒＢＪ１ｉ０ｙ膜も本発明の耐擦傷性保護膜とし
て好適な膜である。かかる膜中のＺｒに対するＢの原子
比ｘ、Ｓｉの原子比２．０の原子比ｙは、Ｘ＋Ｚ≧０．
０５であれば膜が非晶質化し、耐擦傷性及び耐摩耗性の
高い膜となるので好ましい。又、ｘ＋ｚ；Ｓ１９であれ
ば耐アルカリ性も良好であるので、ＺｒＢｘＳｉｘＯ，
膜においては、０．０５：ｉｉ；　ｘ　＋　ｚ≦１９で
あるのが好ましい。ただし、上述のように、Ｂ、０．は
吸湿性で空気中の水分を吸収して溶けてしまうため、Ｚ
ｒＢ、Ｓｉ＊Ｏ，膜中にあまり多く含有されない方がよ
い。具体的には、膜中において、ＺｒＯ□＜２５ｍｏ１
％、かつＳｉｎｇ＜２５　ｍｏ１％で残りが８２０．と
なる程Ｂ８０．が含まれていると化学的耐久性が不十分
となる。

即ち、ＺｒＢ＋ｔＳｉｉＯｙ膜中のＺｒ：Ｂ：Ｓｉ（原
子比）を１：ｘ：ｚとすると、１　／　（１＋　ｘ　＋
　ｚ　）　＜０．２５、かつｚ／　（１＋ｘ＋ｚ）　＜
０．２５、即ち、ｘ＋ｚ−３＞Ｏ，かツｘ　−３ｚ　＋
　１　＞　Ｏの組成は化学的耐久性が好ましくない。

ｙは、ＺｒＢ、０．の場合に述べたのと同様の理由によ
りこの膜をＺｒＯ□＋Ｂ、Ｏｓ＋ＳｉＯ□の複合系と考
えて、ｙは２＋１．５　ｘ＋　　２ｚ程度であることが
好ましい。よってほぼ２＜ｙ＜４０程度であることが好
ましい。ＢやＳｉの含有量が多い程ｚｒＢＪｌａＯｙ膜
の屈折率は低下する。

Ｚｒ以外の金属、即ち、Ｔｉ、　Ｈｆ、　Ｓｎ、丁ａ、
　Ｉｎ　　と、ＢとＳｌのうち少なくとも１種とを含む
酸化物も同様に非晶質となり、十分な耐擦傷性、及び耐
摩耗性が得られる。Ｔｉ５ｉｉＯｙ膜を表１のサンプル
１５に一例として示しだ。

本発明の非晶質酸化物からなる耐擦傷性保護膜１は、Ｚ
ｒ、　Ｔｉ、　Ｈｆ、　Ｓｎ、　Ｔａ、　Ｉｎ、　Ｂ、
　Ｓｉ、　０以外の元素、例えばＢ、　Ｓｉと同様にガ
ラス構成元素であるＰ、　Ａｓ等を、耐久性向上、光学
定数調整、成膜時の安定性、あるいは成膜速度の向上等
のために、微量に含んでいてもよい。

本発明で用いる耐擦傷性保護膜１の膜厚は通常１００〜
５０００Åであることが好ましい。あまり薄すぎると十
分な耐擦傷性が得られず、又、あまり厚すぎると膜の剥
離が生じやすく、又、生産性も悪いからである。

本発明の耐擦傷性保護膜１の製法として、蒸着法、スパ
ッタ法、イオンブレーティング法などの成膜法を用いる
ことができ、特に製法を限るものではない。しかし、ス
パッタ法はこれらのうちでも原料を熔融させることがな
く、膜組成のコントロールや再現性が良好であり、基体
に到達する粒子のエネルギーが高く、密着性の良い膜が
得られるなど、容易に本発明の非晶質膜からなる耐擦傷
性保護膜１を得ることができる。また、膜の基体との密
着性を高める手段としてイオン注入法を併用してもよい
。即ち、ガラス基板上に形成された耐擦傷性保護膜１上
から数１０ｋｅＶ程度の高エネルギーのアルゴンイオン
、酸素イオン等を照射して、該耐擦傷性保護膜とガラス
基板との間に混合層を形成することによって、ガラス基
板への密着性を高めることもできる。さらに、耐擦傷性
保護膜１上に薄い有機系の潤滑膜を塗布して、より摩擦
係数を低減することも用途によって有効である。

本発明の原稿載置板において、第２図に示したように、
透明基体２と耐擦傷性保護膜１との間に透明導電性膜４
を形成して、帯電防止機能をもたせて複写後原稿が剥れ
にくくなるのを防止したり、逆に透明導電性膜をバター
ニングして一対の電極とし、電界を形成して薄い原稿を
原稿載置仮に静電吸着して、原稿の位置がずれないよう
にするなどの各種機能を持たせることも可能である。

かかる透明導電性膜４は、目的に応じて原稿載置板全面
に形成してもよいし、パターニングしたり、一部分に形
成してもよい。又、膜厚も目的によるが、帯電防止機能
をもたせたい場合は、シート抵抗で１００Ω／口程度以
下となるように調節すればよい。

透明導電性膜４の材料としては、特に限定されないが、
錫を含む酸化インジウム、フッ素又はアンチモンを含む
酸化錫、アルミニウム等を含む酸化亜鉛等の金属酸化物
を主成分とするものや、窒化チタン等の金属窒化物を主
成分とするもの等を用いることができる。

第３図に複写機の一例の概略図を示す。２０は原稿載置
板である。この上に複写したい原稿を置き、原稿の光学
的の読み取りが行なわれる。

［作　用］ 保護膜の耐擦傷性を左右する要因として膜の潤滑性、膜
の硬度、膜の基体との密着性が考えられる。本発明にお
いては上記の要因のうち、特に膜の潤滑性を従来の膜に
比べて向上せしめていると考えられる＊　ＴｉＯ□やＳ
ｎｕｇのような従来の膜においては、Ｘ線的には非晶質
であるとされている膜でも、電子顕微鏡によるミクロな
観察によると非常に細かな微結晶の集合であると考えら
れている。この様な報告は例えば、Ｊａｐａｎｅｓｅ　
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ　１９７９年１８巻１９３７ページに掲載されている
。本発明の特徴はジルコニウムの酸化膜にホウ素（Ｂ）
やケイ素（Ｓｉ）を添加することであるが、ホウ素の原
子半径は０．４１人、ケイ素の原子半径は０．５４人で
、ジルコニウム、酸素のそれぞれ０．９８人、１．２６
人に比べて小さく、ホウ素又はケイ素は酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯ＊）の格子の間隔に入りこむと考えられる。

このことは酸化ジルコニウムの格子を破壊し、酸化ジル
コニウムの結晶粒の成長を妨げ、膜をより非晶質に近い
ものとすると考えられる。膜表面の凹凸は微結晶の集合
である膜よりも非晶質の膜の方が少ないと考えられ、そ
の結果、本発明の非晶質膜は摩擦係数を低減されている
ものと考えられる。このため、本発明の非晶質膜は非常
に潤滑性に優れ、引っかかりが少″ないため、摩擦によ
り疵つきに＜＜、高耐擦傷性能が得られるものと考えら
れる。

［実施例］ 本発明の複写機用原稿載置板を厚さ３ｍｍのソーダ石灰
ガラスを用い、以下の方法でＤＣスパッタ法により作成
した。ターゲットにはホウ素（Ｂ）の割合（原子％）が
６７％である、ジルコニウム（Ｚｒ）とホウ素（Ｂ）の
焼結体を用いた。導入ガスは酸素（０，）の流量比が３
０％である酸素（０□）とアルゴン（Ａｒ）の混合ガス
を用い、真空槽内の真空度が３．５ｍＴｏｒｒになるよ
うにした。ターゲットにＤＣ電源を接続し、−６００Ｖ
を印加し、グロー放電を生じさせた。このときの放電電
流密度は２０ｍＡ／ａｍ”であった。このような状態で
シャッターを３７．５秒間あけ、厚さ５ｍｍのソーダ石
灰ガラス板上にＺｒＢｘ（ｂ非晶質膜を成膜した（サン
プル１とする）。

基体に成膜された膜の厚さは５００人であり、膜は無色
透明で屈折率は１．８であった。膜におけるホウ素の含
有量をＥＳＣＡで調べたところ、ジルコニウムに対する
ホウ素の原子比Ｘは２．０であった。

別に、ターゲットにケイ素（Ｓｌ）の割合（原子％）が
６７％である、ジルコニウム（Ｚｒ）とケイ素（Ｓｉ）
の焼結体を用いて、上記と同様の条件でスパッタリング
を行い、厚さ３ｍｍのソーダ石灰ガラス板上にＺｒＳｘ
ｍ０ｙ非晶質膜を形成して原稿載置板を形成した（サン
プル２とす−６）。

膜厚は９００人であり、膜は無色透明で屈折率は１．７
であった。膜中のＺｒに対するＳｉの原子比Ｚは２．０
であった。

荷重５０ｇ、基体の移動速度１５０ｍｍ／分で直径６ｍ
■のステンレス球による動摩擦係数を、従来より使用さ
れている５ｐｒａｙによりコーティングされたＴｉｏｔ
および５ｎｏｌｌｓ　ソーダ石灰ガラス表面、本発明に
よるＺｒＢｘＯｙ　（サンプル１）。

Ｚｒ５ｉａＯｙ（サンプル２）非晶質膜からなる耐擦傷
性保護膜について表面をアセトンにひたした布で拭きと
ってから新京化学社製Ｈｅ１ｄｏｎ　１４型表面性測定
器を用いて測定したところ、上記５種類のサンプルにつ
いてそれぞれ０．２０４．０．２８２゜０．１４５．０
．１４２（サンプル１　）　、　０．１３８（サンプル
２）という値を得た。このように本発明の耐擦傷性保護
膜は非常に潤滑性に優れており、引っかかりが少ないた
め、摩擦により疵つきにくいと考えられる。実際、荷重
５００ｇをかけ、直径５ｎ＋ｍの砂消しゴムを３０ｍｍ
のストロークでｌＯ往復させる試験をしたところ、目視
によれば、上記５種類のサンプルのうち本発明によるＺ
ｒＢ、０□Ｚｒ５ｉｘＯｙからなる耐擦傷性保護膜は疵
の数が最も少なかった。

［発明の効果］ 本発明の原稿載置板におけるの耐擦傷性保護膜１は従来
用いられていたＴｉＯｘ、　ＳｎＯ□などの保護膜に比
べて潤滑性が向上している。従って、本発明における耐
擦傷性保護膜は十分な耐擦傷性を有しているので、優れ
た原稿載置板を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複写機の原稿載置板の一例の断面図で
ある。１は耐擦傷性保護膜、２は透明基体、３は原稿載
置板である。第２図は本発明の原稿載置板の他の一例の
断面図である。 第３図は本発明の原稿載置板を有する複写機の一例の概
略斜視図である。 ４：透明導電性膜、　ｌＯ：複写機本体、１２．１４　
　：給紙カセット、１６：コピートレイ、１８：スイッ
チボタンボード

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明基体の少なくとも原稿を載置する面の空気側
   最外層として、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｉｎの
   うち少なくとも１種と、Ｂ（ホウ素）とＳｉ（ケイ素）
   のうち少なくとも１種とを含む酸化物を主成分とする非
   晶質酸化物膜からなる耐擦傷性保護膜が形成されてなる
   ことを特徴とする複写機の原稿載置板。
2. （２）透明基体の少なくとも原稿を載置する面の空気側
   最外層として、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｉｎの
   うち少なくとも１種と、Ｂ（ホウ素）とＳｉ（ケイ素）
   のうち少なくとも１種とを含む酸化物を主成分とする非
   晶質酸化物膜からなる耐擦傷性保護膜が形成されてなる
   原稿載置板を有する複写機。
3. （３）耐擦傷性保護膜が、Ｚｒ（ジルコニウム）とＢ（
   ホウ素）を含む酸化物（ＺｒＢ＿ｘＯ＿ｙ）を主成分と
   し、膜中のホウ素のジルコニウムに対する原子比ｘが、
   ０．１０＜ｘ≦３であり、酸素のジルコニウムに対する
   原子比ｙが２＜ｙ≦６．５である非晶質酸化物膜である
   ことを特徴とする請求項１記載の複写機の原稿載置板又
   は 請求項２記載の複写機。
4. （４）耐擦傷性保護膜が、Ｚｒ（ジルコニウム）とＳｉ
   （ケイ素）とを含む酸化物（ＺｒＳｉ＿ｚＯ＿ｙ）を主
   成分とし、ＳｉのＺｒに対する原子比ｚが０．０５≦ｚ
   ≦１９であり、ＯのＺｒに対する原子比ｙが２．１≦ｙ
   ＜４０である非晶質酸化物膜であることを特徴とする請
   求項１記載の複写機の原稿載置板又は請求項２記載の複
   写機。
5. （５）耐擦傷性保護膜が、Ｚｒ（ジルコニウム）とＢ（
   ホウ素）とＳｉ（ケイ素）とを含む酸化物（ＺｒＢ＿ｘ
   Ｓｉ＿ｚＯ＿ｙ）を主成分とし、膜中のホウ素のジルコ
   ニウムに対する原子比をｘ、Ｓｉのジルコニウムに対す
   る原子比をｚ、酸素のＺｒに対する原子比をｙとすると
   、０．０５≦ｘ＋ｚ≦１９（ただしｘ＋ｚ−３＞０かつ
   ｘ−３ｚ＋１＞０の組成は除く）であり、２＜ｙ＜４０
   である非晶質酸化物膜であることを特徴とする請求項１
   記載の複写機の原稿載置板又は請求項２記載の複写機。
6. （６）透明基体と耐擦傷性保護膜との間に透明導電性膜
   が形成されてなることを特徴とする 請求項１〜５いずれか１項記載の複写機の原稿載置板又
   は複写機。