JPH0378618B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は光導電部材用の支持体（以下、表面処
理金属体と称する。）及びこの表面処理金属体を
用いた光導電部材に関する。 〔従来の技術〕 金属体表面には、用途に応じた表面形状を付与
するため、各種切削乃至研摩加工が施される。 例えば電子写真感光体等の光導電部材の基体
（支持体）として、板状、円筒状、無端ベルト状
等の金属体が用いられ、支持体上に光導電層等の
層を形成するため、鏡面化切削加工等により表面
を仕上げられる。例えば、施盤、フライス盤等を
用いたダイヤモンドバイト切削により、所定範囲
内の平面度にされたり、場合によつては、干渉縞
防止のため所定形状乃至は任意形状の凹凸表面に
仕上げられる。 ところが、切削によりこの様な表面を形成する
と、金属体の表面近傍に存在する硬質の合金成
分、酸化物等の微細な介在物や空孔（Blister）
にバイトが当り、切削の加工性が低下すると共
に、切削により介在物等に起因する表面欠陥が顕
現し易いといつた不都合を生ずる。例えば支持体
に用いる金属体として、アルミニウム合金を用い
た場合、アルミニウム組織中にSi−Al−Fe系、
Fe−Al系、TiB₂等の金属間化合物、Al、Mg、
Ti、Si、Feの酸化物などの硬い介在物やH₂によ
る空孔（Blister）が存在すると共に、結晶方位
の違う近隣Al組織間で生起する粒界段差といつ
た表面欠陥が生起される。この様な表面欠陥のあ
る支持体により例えば電子写真感光体を構成する
と、成膜の均一性が悪くなり、延いては、電気
的、光学的、光導電的特性の均一性が損われ、美
麗な画像が提供できなくなり、実用に耐えないも
のとなる。 また、切削によれば、切粉や切削油の費消、切
粉処分の煩雑性、被切削面に残存する切削油の処
理といつた別の問題点も生ずる。 また、切削とは別に、サンドブラストやシヨツ
トブラスト等旧来の塑性変形を生起させる手段に
より金属体表面の平面度や表面粗さを調整するこ
とが行なわれているが、これらの手段によつては
金属体表面に付与される凹凸形状、精度等を正確
に制御することができない。 〔発明の目的及び概要〕 本発明の第１の目的は、新規な方法により表面
仕上げ乃至は表面凹凸付与がなされた表面処理金
属体を提供することにある。 本発明の第２の目的は、所望の使用特性を損な
う表面欠陥を生じ易い切削加工等を伴わずに、表
面処理がなされた表面処理金属体を提供すること
にある。 本発明の第３の目的は、表面欠陥等を顕現せず
に所望の表面仕上げや表面凹凸付与がなされた表
面処理金属体を支持体として用いることにより、
成膜の均一生、電気的、光学的、光導電的特性の
均一性に優れた光導電部材を提供することにあ
る。 本発明の第４の目的は、画像欠陥が少なく、高
品質な画像を得ることができる電子写真用の光導
電部材を提供することにある。 上記第１及び第２の目的は、表面に、窪みの幅
Ｄが500μｍ以下で窪みの曲率Ｒと幅Ｄとが0.035
≦Ｄ／Ｒとされた複数の球状痕跡窪みによる凹凸
を有する表面処理金属体（光導電部材用の支持
体）によつて達成される。 上記第３及び第４の目的は、表面に、窪みの幅
Ｄが500μｍ以下で窪みの曲率Ｒと幅Ｄとが0.035
≦Ｄ／Ｒとされた複数の球状痕跡窪みによる凹凸
を有する表面処理金属体（支持体）と、該表面処
理金属体（支持体）上に設けられた光導電層とを
有する光導電部材によつて達成される。 〔発明の具体的説明及び実施例〕 第１図に示した様に本発明の表面処理金属体１
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２に衝突させるこ
とにより、球状痕跡窪み４を形成する。従つて、
ほぼ同一径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Ｒ、同一幅Ｄの複数の球状痕跡窪み４を形
成することができる。 第２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、ほ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一の曲率及び
幅の複数の窪み４′，４′…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１″の表面２″の異なる
部位に、ほ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同一の曲率及
び幅の複数の窪み４″，４″…を互いに重複し合う
ように密に形成して、第１図の例に比較して凹凸
の高さ（表面粗さ）を小さくしている。なお、こ
の場合、互いに重複する窪み４″，４″…の形成時
期、即ち球体３″，３″の金属体１″の表面２″への
衝突時期が、当然のことながら互いにずれる様に
球体を自然下させる必要がある。 一方、第４図の例では、互いに異なる数種の径
の球体３，３′′′′をほぼ同一の高さ又は異なる
高さから落下させて金属体１の表面２にそれ
ぞれ異なる曲率及び幅の複数の窪み４，４
′′′′…を互いに重複し合うように密に生じせしめ
て、表面に高さの不規則な凹凸を形成している。 この様にすれば、剛体真球と金属体表面との硬
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、金属体表面に所望の
曲率、幅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。従つて、前記状件を選択する
ことにより、金属体表面を表面粗さ、即ち凹凸の
高さやピツチ等を自在に調節できるし、また、使
用目的に応じて所望される形状の凹凸を形成する
こともできる。 更には、ポートホール管、あるいはマンドレル
押出し引抜きAl管表面の表面状態の悪さを、本
発明の方法を用いる事によつて修正し、所望の表
面状態に仕上げることが出来る。これは、表面の
規則な凹凸が剛体真球の衝突により塑性変形され
ることによるものである。 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。また、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、ニツケル、真鍮等の金属、
セラミツク、プラスチツ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。 本発明の表面処理金属体は、アルミニウム合金
等を通常の押出加工により得られるポートホール
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
５図（正面図）及び第６図（縦断面図）に示した
構成の装置を用いて作製することができる。 第５図及び第６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、ほ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は剛体真球（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イーダー１６、フイー
ダー１６から剛体真球１５が落下し易い様に揺動
する振動機１７、シリンダーに衝突して下する剛
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をフイーダー１６
ま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
の洗浄装置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。 フイーダー１６から自然落下する剛体真球の量
は、落下口２３の開閉度、振動機１７による揺動
の程度により適宜調整される。 以下、本発明の光導電部材の構成例について説
明する。 この様な光導電部材は、支持体上に例えば有機
光導電物質や無機光導電物質を含む感光層を設け
て構成される。 支持体の形状は、所望によつて決定されるが、
例えば電子写真用として使用するのであれば、連
続高速複写にの場合には、無端ベルト状又は前述
した様に円筒状とするのが望ましい。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10μｍ以上とされる。 支持体表面は、本明により表面処理を施され、
鏡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、支持体表面の凹凸の
合せて感光層表面にも凹凸が生ずるが、露光の際
に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、シエアリング干渉による干渉縞を
生じ、あるい反転現像時に黒斑点あるいはスジを
生じて画像欠陥を生ずる。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つた場合に
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Ｄと
を調節することに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、Ｄ／Ｒを0.035以上とすると各々の痕跡窪み内 にシエアリング干渉によるヒユートンリングが
0.5本以上存在し、Ｄ／Ｒを0.055以上とすると、こ の様なニユートンリングが１本以上存在すること
になり、光導電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、痕跡窪みの幅Ｄは、500μｍ以下、更に
は200μｍ以下、より更には100μｍ以下とされる
のが望ましく、また光照射スポツト径以下が望ま
しく、特に、レーザビームを使用する場合には、
解像力以下とするのが望ましい。 例えば、支持体上に有機光導電体から成る感光
層を設ける場合、この感光層を電荷発生層と電荷
輸送層とに機能分離させることができる。また、
これら感光層と支持体との間には、例えば感光層
から支持体へのキヤリヤ注入を阻止するためや感
光層と支持体との接着性を改良するために、例え
ば有機樹脂から成る中間層を設けることができ
る。電荷発生層は、例えば、従来公知のアゾ顔
料、キノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔
料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔
料、キナクドリン顔料、特開昭57−165263号に記
載されたアズレン化合物、無金属フタロシアニン
顔料（metal−free phthalocyanine）、金属イオ
ンを含むフタロシアニン顔料等の１種もしくは２
種以上を電荷発生物質とし、ポリエステル、ポリ
スチレン、ポリビニールブチラール、ポリビニー
ルピロリドン、メチルセルロース、ポリアクリル
酸エステル類、セルロースエステルなどの結着剤
樹脂中に有機溶剤を用いてに分散し、塗布して形
成される。組成は、例えば電荷発生物質100重量
部に対して、結着剤樹脂20〜300重量部とされる。
電荷発生層の層厚は、0.01〜1.0μｍの範囲が望ま
しい。 また、電荷輸送層は、例えば主鎖又は側鎖にア
ントラセン、ピレン、フエナントレン、コロネン
などの多環芳香族化合物、又はインドール、オキ
サゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミ
ダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラ
リゾン、チアジアゾール、トリアゾールなどの含
窒素環式化合物を有する化合物、ヒドラゾン化合
物等の正孔輸送物質をポリカーボネート、ポリメ
タクリル酸エステル類、ポリアリレート、ポリス
チレン、ポリエステル、ポリサルホン、スチレン
−アクリロニトリルコポリマー、スチレン−メタ
クリル酸メチルコポリマーなどの結着剤樹脂中に
有機溶剤を用いて分散し、塗布して形成される。
電荷輸送層の厚みは、５〜20μｍとされる。 又、前記電荷生層と電荷輸送層とを積層させる
場合、層順は任意であり、例えば支持体側から、
電荷発生層、電荷輸送層の順で積層させることが
できるし、あるいは、これとは逆の層順とするこ
ともできる。 又、前述の感光層としては、以上に限らず、例
えば、IBM Journal of the Research and
Development、1971年１月、pp75〜89に開示さ
れたポリビニールカルバゾールとトリニトロフル
オレノンからなる電荷移動錯体、米国特許第
4395183号、同第4327169号公報などに記載された
ピリリウム系化合物を用いた感光層、あるいはよ
く知られている酸化亜鉛、硫化カドミウムなどの
無機光導電物質を樹脂中に分散含有させた感光層
や、セレン、セレン−テルルなどの蒸着フイル
ム、あるいはケイ素原子を含む非晶質材料から成
る膜体等を使用することも可能である。 このうち、感光層としてケイ素原子を含む非晶
質材料から成る膜体を用いた光導電部材は、前述
した様な本発明に係る支持体上に、例えば電荷注
入阻止層、感光層（光導電層）、及び表面保護層
を順次積層した構成を有する。 電荷注入阻止層は、例えば水素原子及び／又は
ハロゲン原子を含有するアモルフアスシリコン
（ａ−Si）で構成されると共に、伝導性を支配す
る物質として、通常半導体の不純物として用いら
れる周期率表第族乃至は第族に属する元素の
原子が含有される。電荷注入阻止層の層厚は、好
ましくは0.01〜10μｍ、より好適には0.05〜8μｍ、
最適には0.07〜5μｍとされるのが望ましい。 電荷注入阻止層の代りに、例えばAl₂O₃、
SiO₂、Si₃N₄、ポリカーボネート等の電気絶縁材
料から成る障壁層を設けてもよいし、あるいは電
荷注入阻止層と障壁層とを併用することもでき
る。 感光層は、例えば水素原子とハロゲン原子を含
有するａ−Siで構成され、所望により電荷注入阻
止層に用いるのとは別種の伝導性を支配する物質
が含有される。感光層の層厚は、好ましくは１〜
100μｍ、より好適には１〜80μｍ、最適には２〜
50μｍとされるのが望ましい。 表面保護層は、例えばSiC_x、SiN_x等で構成さ
れ、層厚は、好ましくは0.01〜10μｍ、より好適
には0.02〜5μｍ、最適には0.04〜5μｍとされるの
が望ましい。 本発明において、ａ−Siで構成される光導電層
等を形成するには、例えばグロー放電法、スパツ
タリング法、あるいはイオンプレーテイング法等
の従来公知の種々の放電現象を用する真空堆積法
が適用される。 次に、グロー放電分解法による光導電部材の製
造法の１例について説明する。 第７図にグロー放電分解法による光導電部材の
製造装置を示す。堆積槽１は、ベースプレート２
と槽壁３とトツププレート４とから構成され、こ
の堆積槽１内には、カソード電極５が設けられて
おり、ａ−Si堆積膜が形成される例えばアルミニ
ウム合金製の本発明に係る支持体６はカソード電
極５の中央部に設置され、アノード電極としての
役割も兼ねている。 この製造装置を使用してａ−Si堆積膜を支持体
上に形成するには、まず、原料ガス流入バルブ７
及びリークバルブ８を閉じ、排気バルブ９を開
け、堆積槽１内を排気する。真空計１０の読みが
５×10^-6torrになつた時点で原料ガス流入バルブ
７を開いて、マスフローコントロラー１１内で所
定の混合比に調整された、例えばSiH₄ガス、
Si₂H₆ガス、SiF₄ガス等を用いた原料混合ガスを
堆積槽１内の圧力が所望の値になる様に真空計１
０の読みを見ながら排気バルブ９の開口度を調整
する。そしてドラム状支持体６の表面温度が加熱
ヒータ１２により所定の温度に設定されているこ
とを確認した後、高周波電源１３を所望の電力に
設定して堆積槽１内にグロー放電を生起させる。 また、層形成を行なつている間は、層形成の均
一化を図るためにドラム状支持体６をモータ１４
により一定速度で回転させる。このようにしてド
ラム状支持体６上にａ−Si堆積膜を形成すること
ができる。 以下、本発明を試験例、実施例に基きより詳細
に説明する。 試験例 １ 径２mmのSUSステンレス製剛体真球を用い、
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（径60mm、長さ298mm）の
表面を処理し、凹凸を形成させた。 真球の径R′、落下高さｈと痕跡窪みの曲率Ｒ、
幅Ｄとの関係を調べたところ、痕跡窪みの曲率Ｒ
と幅Ｄとは、真球の径R′と落下高さｈ等の条件
により決められることが確認された。また、痕跡
窪みのピツチ（痕跡窪みの密度、また凹凸のピツ
チ）は、シリンダーの回転速度、回転数乃至は剛
体真球の落下量等を制御して所望のピツチに調整
することができることが確認された。 実施例１〜６、比較例１ 第１表に示したＤ／Ｒに制御した以外は、試験例 １と同様にアルミニウム合金製シリンダーの表面
を処理し、これを電子写真用光導電部材の支持体
として利用した。 その際、各表面処理シリンダーについて、表面
処理後に生じている表面欠陥（エグレ状の傷、ひ
び割れ、スジ状キズ等）を目視及び金属顕微鏡に
より検査した。結果を表に示した。 次に、これらの表面処理を施したアルミニウム
合金製シリンダーのそれぞれの上に、第７図に示
した光導電部材の製造装置を用い、先に詳述した
グロー放電分解法に従い、下記の条件により光導
電部材を作製した。

【表】 こうして得られた各光導電部材を、キヤノン(株)
製レーザービームプリンターLBP−Ｘに設置し
て画出しを行ない、干渉縞、黒ポチ、画像欠陥等
の総合評価を行なつた。結果を第１表に示した。 なお、比較として、従来のダイヤモンドバイト
により表面処理されたアルミニウム合金製シリン
ダーを用いて光導電部材を作製し、同様に総合評
価した。

〔発明の効果〕

本明の表面処理金属体によれば、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ず
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、電子写真感光用
として用いた場合、画像欠陥が少なく、高品質の
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至は第４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、第５図及び第６図は、それぞれ本発明
の表面処理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、第７図は
グロー放電分解法による光導電部材の製造装置を
示した模式図である。 １，１′，１″，１……表面処理金属体、２，
２′，２″，２……表面、３，３′，３″，３…
…剛体真球、４，４′，４″，４……球状痕跡窪
み。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に、窪みの幅Ｄが500μｍ以下で窪みの
   極率Ｒと幅Ｄとが0.035≦Ｄ／Ｒとされた複数の
   球状痕跡窪みによる凹凸を有することを特徴とす
   る光導電部材用の支持体。 ２ 前記球状痕跡窪みの凹凸がほぼ同一の曲率及
   び幅の窪みにより形成されている特許請求の範囲
   第１項に記載の光導電部材用の支持体。 ３ 表面に、窪みの幅Ｄが500μｍ以下で窪みの
   曲率Ｒと幅Ｄとが0.035≦Ｄ／Ｒとされた複数の
   球状痕跡窪みによる凹凸を有する支持体と、該支
   持体上に設けられた光導電層とを有することを特
   徴とする光導電部材。 ４ 前記球状痕跡窪みの凹凸がほぼ同一の曲率及
   び幅の窪みにより形成されている特許請求の範囲
   第３項に記載の光導電部材。