JPS63202757A - 積層構造を有する光導電部材用支持体 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、電気乃至電子ディバイス、特に電子写真感光
体等の光導電部材用支持体に関する。

〔従来技術の説明〕

従来、電気乃至電子ディバイス、特に電子写真感光体等
の、光導電層をその上に設けてなる光導電部材用支持体
としては、細部にわたって均一な光導電層の膜を形成す
るため、高純度（９９，９％以上）で、且つ、表面欠陥
の極少なアルミニウム又はアルミニウム合金からなる単
一層構成を有するものが用いられていた。

これに対し、近年、内側に芯部材を有し、該芯部材の外
周面に表面体を備えた二層構造であって、該表面体を純
度９９．９％以上のアルミニウム又は純度９９．９％以
上のアルミニウムに微量のマグネシウム又は微量のマグ
ネシウムとベリリウムとを加えたアルミニウム合金、も
しくは該アルミニウム合金に微量のマンガンを加えたア
ルミニウム合金で構成した光導電部材用支持体が提案さ
れ（実開昭５９−１２４５７８号、実開昭６１−３８６
５３号）、光導電部材用支持体は必ずしも単一層構成と
する必要のないことが判明している。

また一方、光導電部材用支持体の表面は、用途に応じた
表面形状を付与せしめるため、各種切削乃至研摩加工が
施されるのが通常である。

例えば、電子写真感光体用支持体としては、板状、円筒
状、無端ベルト状等の金属体が用いられ、該支持体上に
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たり、あるいは旋盤、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、干渉縞の発生を防止するため所定形状
乃至任意形状の凹凸表面に仕上げられたりする。

しかしながら、前述の二層構成の光導電部材用支持体は
、高純度アルミニウム又はアルミニウム合金の単一層構
成をとる必要性（例えば、（１）蒸着時、加熱時におけ
る強度、（２）ドラムとして使用する際の強度等）から
生ずるコストアンプ要因について、その必要性を二層構
成の表面体にのみ求めることによりコストダウンに成功
してはいるものの、前述のごとき表面加工を施すについ
ては問題があり、単に二層構成の表面体を切削すれば即
、電子写真用感光体シリンダーとして適用しうる支持体
が得られるというものではない。

即ち、切削によりこのよう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）にバイトが当たり、
切削の加工性が低下するとともに、切削により介在物等
に起因する表面欠陥が、顕現しやすいといった不都合が
あるからである。

例えば、支持体に用いる金属体として、アルミニウム合
金を用いる場合、その表面に鏡面仕上げ、エンボス加工
等、精密な各種切削乃至研摩加工を施すところ、それら
の加工過程において、アルミニウム組織中に５ｉ−Ａｊ
−Ｆｅ系、Ｆｅ−Ａｌ１系Ｔ　ｉ　Ｂ　を等の金属間化
合物、ｋｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｉ。

Ｆｅ等の酸化物などの各種介在物が存在するところとな
り、それにより、例えば、ハードスポットと呼ばれる固
い部分が存在したり、水素ガスによる空孔（Ｂｌｉｓｔ
ｅｒ）が存在したりすると、例えば、切削加工における
鏡面過程において、切削バイトに対する切削抵抗となり
、アルミニウムシリンダー表面に欠陥部分を生ずる原因
となり、アルミニウム支持体表面上に１〜１０μｍ程度
のひび割れ、エグレ状の傷、更には、微細な凹凸、ある
いは、空孔（Ｂｌｉｓｔｅｒ）より発生するスジ状キズ
を発生させるところとなる。そして、こうした傾向はア
ルミニウム純度が低くなるほど顕著になる。

このよう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、ひ
いては、電気的、光学的、光導電的特性の均一性が損な
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。

特にａ−３ｔ系の膜を形成する場合にあっては、膜の形
態が支持体の表面形状に大きく左右されることが知られ
ている。とりわけ、殆どの部分でほぼ均一の光導電特性
が必要となる、大面積の電子写真感光体ドラムにおいて
は、支持体の表面状態は極めて重要であり、支持体表面
に欠陥が存在すると膜の均一性が悪くなり、柱状構造や
球状突起が形成されるため、光導電的不均一さの生じる
原因となる。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の光導電部材用支持体における上述の諸
問題を排除し、光導電部材、とりわけ電子写真感光体用
支持体として要求される所望の表面形状を有してなる光
導電部材用支持体を提供することを目的とするものであ
る。

即ち、本発明の主たる目的は、内側に芯部材を有し、該
芯部材の外周面に高純度のアルミニウム合金からなる表
面体を備えた少なくとも二層以上の積層構造を有し、該
表面体の外表面が電子写真感光体用のものとして要求さ
れる所望形状の表面を有してなる光導電部材用支持体を
提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明者らは、上述のごとき従来の光導電部材用支持体
における諸問題を克服して、前述の目的を達成すべく鋭
意研究を重ねた結果、上述する知見を得た。

即ち、内側に芯部材を有し、該芯部材の外周面に高純度
のアルミニウム合金からなる表面体を備えた少なくとも
二層以上の積層構造を有する光導電部材用支持体におい
て、前記表面体の外表面に特定サイズの微小剛体球を衝
突させて複数の球状痕跡窪みによる凹凸を形成して表面
加工を施すことにより、電子写真感光体用のものとして
要求される所望形状の表面を有してなる光導電部°材用
支持体を得ることができるという知見を得た。

本発明は、該知見をもとに更なる研究を続けた結果完成
せしめたものであり、その特徴とするところは、内側に
芯部材を有し、該芯部材の外周面に高純度のアルミニウ
ム合金からなり肉厚が０．５乃至２．０ｍｍである表面
体を備えた少なくとも二層以上の積層構造を有する光導
電部材用支持体であって、前記芯部材の耐力が５−以下
であり、前記表面体の耐力が５ｋｇ以上であり、さらに
該表面体の外表面に球状痕跡窪みによる複数の凹凸を有
していることにある。

また、本発明の上記構成の光導電部材において、表面体
の外表面に形成される球状痕跡窪みによる複数の凹凸が
、ほぼ同一の曲率Ｒと幅りを有していて、該曲率Ｒと幅
りが次式： ％式％ を満足する関係にあるようにすることにより、特に優れ
た表面形状を有する電子写真感光体用支持体が得られる
ものである。

以下、図面を用いて本発明の光導電部材用支持体につい
て詳しく説明する。

第１図は、本発明の光導電部材用支持体の１例を模式的
に示す断面略図である。

第１図に図示する例は、円筒形電子写真感光体用の支持
体についてのものであり、図において、２は、その耐力
が５に＋ｒ以上であるものから構成された円筒状芯部材
であり、１は該芯部材２の外周面を覆って設けられ、そ
の耐力が５　ｋｇ以下であるものから構成された表面体
である。

表面体１は高純度のアルミニウム合金からなり、その肉
厚は０．５乃至２．０ｍｍであり、さらに該表面体の外
表面には球状痕跡窪みによる複数の凹凸が形成されてい
る。

ところで、汎用のアルミニウム合金には、一般に凌・要
に応じて積極的に添加される合金成分や、精練等の過程
で止むを得ず混入する不純物などに起因する析出物、介
在物が存在し、粒界等において、異常成長したり、合金
組織内にハードスポットと呼ばれる固い部分を生じ、精
密加工の際の加工性を損じたり、精密加工により得られ
る電子部品等の特性を劣化させる原因となる０例えば、
ケイ素はアルミニウムと固溶しにくく、Ｓ　ｉ＊　Ｓ　
ｉＯｔ＊ＡＡ−Ｓｔ化合物、　Ａｌ−Ｆｅ−３ｉ化合物
、Ａ１−３１−Ｍｇ化合物として、またＡＪはＡ　１　
ｔ　Ｏｓとしてアルミニウム組織中に例えば島状等の形
態で介在する。又、ｐｅ、Ｔｉ等も酸化物等として堅い
粒界析出物やハードスポットとして現れる。特にＳｔは
、仮に０．５重量％未満と低い濃度で含有されていても
、ＡＪと固溶しに＜＜、硬い（特にＳ　ｉ　Ｏｔ　＞た
め、Ａ１合金の物理的な特性向上には大きく寄与するが
、表面処理仕上時に加工工具によるひっかかりを生じ、
表面欠陥を生じる。

一方、本発明により提供される前述の支持体の表面体１
に使用されるアルミニウム合金については、微小剛体球
を当てて、球状痕跡窪みによる凹凸を形成して、表面加
工を施すので介在物の存在は、その大きさく介在物粒子
の最大長さで代表される粒径）で１０μｍ以上３０μｍ
以下であっても、許容される。

しかし、上記サイズの介在物による加工工具のひっかか
り傷は剛体球を衝突させることによって平滑化されると
は云え、介在物がより大きく、又、より多くなれば、光
導電層を設けた後の評価において、それらは欠陥として
発現する確率は高くなアルミニウム合金中の介在物の大
きさを一定サイズ以下に抑制する具体的な方法としては
、例えば、アルミニウム合金熔解時に使用するセラミッ
クフィルターの開孔径の小さいものを用いると共に、充
分な管理のもとにフィルターの効果を充分に活かす方法
をとり、具体的にはフィルターがある程度目詰まりを生
じた時点でのロフトを使用する。更には溶解炉材の混入
防止対策、スラグの面削厚みの増加などの方法が挙げら
れる。

このように本発明の表面体１においては、アルミニウム
合金中に含有される介在物の大きさを規定することが好
ましいが、基質アルミニウムをはじめとする、その他の
合金成分については、特に制限はなく、成分の種類、組
成等については任意に選択することができるが、特にＡ
１−Ｍｇ−３ｉ系アルミニウム合金が最適である。

したがって、本発明において支持体の表面体ｌに使用す
るアルミニウム合金については、日本工業規格（ＪＩＳ
）、ＡＡ規格、ＢＳ規格、ＤＩＮ規格、国際合金登録等
に屈伸材、鋳物用、ダイカスト等として規格化あるいは
登録されている。純アルミニウム系、Ａｊｌ−Ｃｕ系、
Ａ６−Ｍｎ系、Ａｌ−３ｉ系、Ａｊｌ−Ｍｇ系、Ａ１−
Ｍｇ−３ｉ系、Ａｊｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系等の組成の合金、
Ａｊｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系（ジュラルミン、超ジュラルミン
等）、Ａｌ−Ｃｕ−３ｉ系、（ラウタル等）　、Ａｌ−
ＣｕＮｉ−Ｍｇ系（Ｙ合金、ＲＲ金合金）、アルミニウ
ム粉末焼結体（ＳＡＰ）等が包含される。

また、こうしたアルミニウム合金についてその組成を選
択するには、使用目的に応じた特性として、例えば機械
的強度、耐食性、加工性、耐熱性、寸法精度等を考慮し
て適宜に選択すればよいが、例えば精密加工に際して、
鏡面化切削加工等を伴う場合には、アルミニウム合金中
にマグネシウム及び銅を共存させることによって、アル
ミニウム合金の快削性が向上する。マグネシウムあるい
は銅の含量は、それぞれ０．５〜１０重量％の範囲が好
ましく、特に１〜７重量％の範囲が望ましい。

マグネシウム含量が余りにも高過ぎると結晶粒界部分に
粒界腐食が生じ易（なるため、１０重量％を超えて添加
することは望ましくない。

更に、アルミニウム合金中に含有される鉄は、共存する
アルミニウムや一ケイ素とＦｅ−Ａｌ系やＦｅ−Ａｊｌ
−３ｉ系の金属間化合物を形成し、アルミニウムマトリ
ックス中にハードスポットとして現れる。特にこのハー
ドスポットは鉄含量２０００ｐｐｍを境にして鉄が増加
すると急激に増加し、例えば鏡面切削加工等の際に悪影
響を及ぼす、従って、本発明に係わるアルミニウム合金
における好ましい鉄含量は、２０００ｐｐｍ以下、更に
は１１０００ｐｐ以下である。

更にまた、アルミニウム合金中に含有される水素は、空
孔（Ｂｌｉｓｔｅｒ）等の組織異常を生起させ、精密加
工の際の加工性を損じたり、精密加工により得られる電
子部品等の特性を劣化させる原因となる。この様な不都
合は、特にアルミニウム合金中の水素量をアルミニウム
１００グラムに対して１、０　ｃｃ以下、より好ましく
は０．７　ｃｃ以下と抑制することにより解消すること
ができる。

アルミニウム合金中に含有される鉄の含量を２０００ｐ
ｐｍ以下に抑える具体的な方法としては、原料としての
Ａｌ地金の純度の高いもの、例えば、電解精錬を繰返し
行ったものを使用する。

また、溶解、鋳込の各工程で十分管理を行うなどの方法
が挙げられる。

アルミニウム合金中に含有される水素量を、アルミニウ
ム１００グラムに対して１．０　ｃｃ以下に抑える具体
的な方法としては、ＡＮ合金溶解時に脱ガス工程として
塩素ガスを溶湯中に吹き込み合金組織中の存在するＨ３
ガスをＭＣＩとして除去する方法、あるいは溶解したＡ
１合金を真空炉中に一定時間保持し、合金組織中に存在
するＨ２ガスを真空中へ拡散除去する方法などが挙げら
れる。

因みに、本発明において使用できるアルミニウム合金の
具体的組成を以下に例示する。

［Ａｊｌ−Ｍｇ系〕 Ｍｇ　　０．５〜１．０重量％ Ｓｉ　　Ｏ，５重量％以下 Ｆｅ　　２０００ｐｐｍ以下 Ｃｕ　　０．０４〜０．２重量％ Ｍｎ　　０．０１〜１．０重量％ Ｃｒ　　０．０５〜０．５重量％ Ｚｎ　　０．０３〜０．２５重量％ Ｔｉ　　Ｔｒ又は０．０５〜０．２０重量％Ｈｔ　Ａｊ
！１００グラムに対して１．０　ｃｃ以下ＡＩ　実質的
に残部 （Ａｊ！−Ｍｎ系〕 Ｍｎ　　０．３〜１．５重量％ Ｓｉ　　Ｏ，５重量％以下 Ｆｅ　　２０００ｐｐｍ以下 Ｃｕ　　Ｏ，０５〜０．３重量％ Ｍｇ　　０．２〜１．３重量％ Ｃｒ　　Ｏ又は０．１〜０．２重量％ Ｚｎ　　Ｏ，Ｉ＝０．４重量％ Ｔｉ　　Ｔｒ又は０．１重量％程度 Ｈ！　　ＡＮ１００グラムに対して１．０　ｃｃ以下Ａ
Ｉ　実質的に残部 （Ａ　１−　Ｃｕ系〕 Ｃｕ　　１．５〜６．０重量％ Ｓｉ　　Ｏ，５重量％以下 Ｆｅ　　２０００ｐｐｍ以下 Ｍｎ　　Ｏ又は０．２〜１．２重量％ Ｍｇ　　Ｏ又は０．２〜１．８重置％ Ｃｒ　　Ｏ又は０．１重量％程度 Ｚ　ｎ　　０．２〜０．３重量％ Ｔｉ　　Ｔｒ又は０．１５〜０．２重量％Ｈ！　ＡＪ１
００ダラムに対して１．Ｑ　ｃｃ以下ＡＮ　　実質的に
残部 〔純アルミニウム系〕 Ｍｇ　　０．０２〜０．５重量％ Ｓｔ　　Ｏ，３重量％以下 Ｆｅ　　２０００ｐｐｍ以下 Ｃｕ　　０．０３〜０．１重量％ Ｍｎ　　０．０２〜０．０５重量％ Ｃｒ　　　Ｔｒ Ｚｎ　　Ｏ，０３〜０．１重量％ Ｔｉ　　Ｔｒ又は０．０３〜０．１重量％Ｈ，Ａｊｌｌ
ＯＯグラムに対して１．０　ｃｃ以下ＡＪＩ　　実質的
に残部 （但し、前記Ｔｒとは積極的に添加しない場合の痕跡量
を意味する。） 本発明の光導電部材用支持体の表面体１を構成する部材
に使用するアルミニウム合金は、高純度乃至超高純度ア
ルミニウムは勿論のこと純度が９９．８重量％以下のも
のであっても支障ないが、そうしたアルミニウム合金に
ついては混入成分について、ある種の調整がなされたも
のがより好ましい。例えば、ケイ素の含有量が０．５重
量％以下であって、マグネシウム含有量が０．５〜ｌＯ
重量％であるか、銅の含有量が０．５〜１０重量％であ
るか、或いは水素の含有量がアルミニウムの含有量を１
００としたとき、１．０程度であるものが好ましいもの
として挙げられる。

本発明の光導電部材用支持体において使用するアルミニ
ウム合金はまず、使用目的に応じて所定の肉厚を有する
所定形状のものに賦形される。即ち、圧延、押出等の塑
性加工を施した後、切削、研摩等の機械的方法、化学的
乃至物理的エツチング等を伴う精密加工方法等を介して
処理し、更に必要に応じて熱処理調質処理等を行うなど
して賦形される。

因みに、例えば支持体が円筒形電子写真感光体用のもの
である場合、厳密な寸法精度のものであることが要求さ
れる。

この場合、前記アルミニウム合金を通常の押出加工手段
を介してボートホール押出管或いはマンドレル押出管を
得、ついで熱間或いは冷間引抜加工して、引抜管に賦形
されるのが一般的である。

或いは、芯材、皮材となる材料を合わせ板とし、丸め、
高周波溶接機を用いて、その表皮効果、近接効果により
、材料のもつ電気抵抗との関係でエツジ部が溶融温度に
達した所で圧接ロールで溶融部を押し出し接合する工程
で製造するシーム溶接管も、その後の表面処理工程如何
においては、使用可能である。

表面処理方法の一つとして、切削加工を施されるが、こ
の時、バイト刃先が、一旦、切削された面を二度当たり
する場合には、粒界段差を大きく浮き出す結果となり、
その後の剛体球による表面処理によっても、その影響を
無に出来ず、画像上に段差のパターンとして現れる。

これは、バイト刃先の二度当たりが原因であるので、従
って刃の当たった部分が削られるような構造のバイト刃
先を使用すれば、前記の問題は生じない、刃の形状は様
々に考えられるが、切削表面の谷と山の差が表面粗さで
１．Ｏ８以下、好ましくは、０．５Ｓ以下で加工可能な
バイトであれば本件の表面加工に適する。

第１図に図示する例のように円筒状芯部材２の外側表面
に表面体１をつけて一体化するについては任意の手段を
介して行うことができるが、通常はつぎのようにして行
われる。

即ち、上述のようにして賦形した円筒形表面体またる円
筒形アルミニウム合金部材の円筒形空間に該空間と同じ
か又は酷似の曲率の円筒形芯部材２を挿入し、押出し又
は引抜き法等の手段を介して両者を密着させる。

このところの密着操作は熱間によっても、或いは冷間に
よっても良い、しかし冷間による場合、時として両者間
の密着に不安の生じる場合があるので、熱間による方が
より好ましい。

唯し、熱間による場合、密着操作中に円筒形芯部材２の
材料構成成分の一部が拡散することがあるので、冷間の
場合よりも前記表面体１の肉厚を幾分大きくすることが
望ましい。

また、上述のようにして、円筒形芯部材２の外側表面に
円筒形表面体１を密着して一体化したものについて熱処
理にかけて残留応力を除去するなどしてその一体化物を
安定化させるようにすることができるが、その場合にお
ける熱処理操作中にあっても、円筒形芯部材２の材料構
成成分の一部が、拡散することがあるので、上述の場合
と同様で円筒形表面体１の肉厚を幾分厚いものにするこ
とが望ましい。

このような複層構造の場合、表面体の材料と芯部材とな
る材料の関係は、電気化学的な関係で決められ、芯部材
としては表面体ｌに比較して卑なアルミニウム合金を用
いて、一体化するのが常識になっている。

例えば、Ａｊ！−Ｍｎ系合金の表面体材料に対して、Ａ
ｎ！−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の芯部材を用い、純アルミニウ
ム系の表面体に対して、Ａｌ−Ｃｕ系合金、ｆｉ、ｌｌ
−Ｍｎ系合金、Ａｌ１−Ｚｎ−Ｍｇ系合金の芯部材を用
いる。電気化学的な関係で上記材料の選択が為されるの
で、同一系統の合金系内での組み合わせもありうる０例
えば、Ａ１１７５合金を表面体材料とし、芯部材として
Ａｌ１００を用いることが知られている。

このような組み合わせはアルミニウム合金間のみならず
、表面体を前述のごとき必要条件を備えたアルミニウム
合金とし、芯部材として、他の金属、又は使用条件さえ
許せば、耐力のあるプラスチック、セラミックスを適用
することも可能である。

ところで、かくして作成される一体化されてなる構造部
材は上部に位置する表面体の表面が所定の凹凸を有する
ように表面加工して、支持体として成立するところとな
るわけであるが、該支持体の使用については所定の成膜
室に導入してその表面に所定の機能性堆積膜を堆積させ
て電子写真感光体といった光導電部材を作成して使用に
供されるところとなる。したがって、前記一体化されて
なる構造部材は支持体として機能する形状を表面加工の
工程、成膜工程、そして使用にあっても維持するもので
なければならなく、為に一定以上の耐力を有することが
必要である。

こうしたことから、第１図に示す例で説明するならば、
耐力について円筒状芯部材２が５ｋｇ以上であり、表面
体が５ｋｇ以下であり、肉厚について円筒形表面体が少
なくとも０．５　ｍ乃至２鰭程度であるようにして構成
されることが望ましい。

第１図に図示の、円筒形芯部材２の外周面を覆って該外
周面に円筒形表面体１を密着してなる一体化構造部材は
、該円筒形表面体１の表面が所定の曲率Ｒと幅りとを有
する球状痕跡窪みによる複数の凹凸形状を有するように
表面加工して光導電部材即ち電子写真感光体用のものと
して至適な支持体たり得るところとなる。

第１図に図示の一体化構造部材の円筒形表面体１の表面
を上述のように複数の凹凸を有するように表面加工する
については適宜の方法を採用することができるが、好ま
しい方法の１つとして第２図に模式的に示す方法が挙げ
られる。

なお第２図において、２０１は第１図における円筒形表
面体１に該当するものであり、これを以下、表面処理金
属体と称することとする。

第２図に示す、前記金属体の表面加工方法は次のように
して行われる。

即ち、表面処理金属体２０１の表面２０２に複数の球状
痕跡窪み２０４による凹凸を設けるには、例えば剛体真
球２０３を表面２０２より所定高さの位置より自然落下
させて表面２０２に衝突させることにより、球状痕跡窪
み２０４を形成する。

従って、ほぼ同一径Ｒ°の複数の剛体真球２０３をほぼ
同一高さｈより落下させる′ことにより、表面２０２に
ほぼ同一曲率Ｒ１同一幅りの複数の球状痕跡窪み２０４
を形成することができる。

第３図及び第４図は、この様な場合に形成される痕跡富
みを例示したものである。

第３図の例では、金属体１０１′の表面２０２′の異な
る部位に、ほぼ同一の径の複数の球体２０３°。

２０３”・・・・−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２０４°、２０４゜・
・・・・を互いに重複しない程度に疏に生ぜしめて凹凸
を形成している。

第４図の例では、金属体２０１”の表面２０２”の異な
る部位に、ほぼ同一の径の複数の球体２０３”、２０３
”　・・−・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２０４”。

２０４″−・−・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く表面粗さ）を小
さくしている。なお、この場合、互いに重複する窪み２
０４″、２０４″　・・・・・・−・の形成時期、即ち
球体２０３″、２０３”の金属体２０１″の表面２０２
”への衝突時期が、当然のことながら互いにずれる様に
球体を自然落下させる必要がある。

一方、第５図の例では、互いに異なる数種の径の球体２
０３１″、２０３”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２０１″″の表面２０２”に夫々異
なる曲率及び幅の複数の窪み２０４″、２０４”″　・
−・・・・−・を互いに重複し合う様に密に生ぜしめて
、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。従って、
前記条件を選択することにより、金属体表面を鏡面に仕
上げたり、或いは非鏡面に仕上げるなど、表面粗さ、即
ち凹凸の高さやピッ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、ボートホール管、或いはマンドレル押出し引抜
きＡｊ管表面の表面状態の悪さを、本発明の方法を用い
る事によって修正し、所望の表面状態に仕上げることが
できる。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、セラミックス、
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。

本発明の表面処理金属体は、電子写真感光体等の光導電
部材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或いはマ
ンドレル管を、更に引抜加工して得られろ引抜管に必要
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６図（正面図）及び第７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６図及び第７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、モーター等の適
宜の駆動手段１３で駆動され、ほぼ軸芯のまわりで回転
筒能とされている０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機１７、シリンダ
ーに衝突して落下する剛体真球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まで管輸送するためのボール送り装２１９、
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。

フィーダー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による揺動の程度等により
適宜調整される。

以下、前述した表面性を有するアルミニウム合金を支持
体として用い、光導電物質としてａ−Ｓｉを用いた電子
写真用の光導電部材について、本発明の光導電部材の構
成例を説明する。

この様な光導電部材は、例えば支持体上に電荷注入阻止
層、光導電層（感光層）及び表面保護層を順次積層した
構成を存している。

支持体の形状は、所望によって決定されるが、例えば電
子写真用として使用するのであれば、連続高速複写の場
合には、無端ベルト状又は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、前述した様な表面性を有する様に表面処
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、或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、支持体表面の凹凸と合わせて感光層
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、シェアリン
グ干渉による干渉縞を生じ、或いは反転現像時に黒斑点
或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ービーム露光を行った場合に
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事に
より防止する事ができる。

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ェ
アリング干渉によるニュートリングが０．５本以上存在
し、Ｄ／Ｒを０．０５５以上とすると、この様な二ニー
ドリングが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。

又、痕跡窪みの幅りは、５００μｍ以下、更には２００
μｍ以下、より更には１００μｍ以下とされるのが望ま
しく、又光照射スポット径以下が望ましく、特に、レー
ザー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。

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ａ−３ｉ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
れる周期律表■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０．０
１〜１０μｍ１より好適には０．０５〜８μｍ１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わりに、例えばｆｉ＝１ｚＯｓ。

５ｉＯｚ　、５ｔｓＮａ　＋ポリカーボネート等の電気
絶縁材料から成る障害層を設けてもよいし、或いは電荷
注入阻止層と障害層とを併用することもできる。

光導電層は、例えば、水素原子とハロゲン原子を含有す
るａ−３ｉ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質が含有される。光
導電層の層厚は、好ましくは１〜１００μｍ１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５ｉＣｘ　＋　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０．０４〜５
μｍとされるのが望ましい。

本発明において、ａ−３ｉ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、スパッタリング法、
或いはイオンブレーティング法等の従来公知の種々の放
電現象を利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８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３１は、ベースプレート３２と槽壁３３
とトッププレート３４とから構成され、この堆積槽３１
内には、カソード電極３５が設けられており、ａ−３ｉ
！＠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３６はカソード電極３５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−３！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３７及びリー
クバルブ３８を閉じ、排気バルブ３９を開け、堆積槽３
１内を排気する。真空計４０の読みが５　Ｘ　１　Ｇ−
”ｔｏｒｒになった時点で原料ガス流入バルブ３７を開
いて、マスフローコントローラー４１内で所定の混合比
に調整された、例えばＳｉＨ４ガス、５ｉｔＨｉガス、
ＳｉＦ、ガス等を用いた原料混合ガスを堆積槽３１内の
圧力が所望の値になる様に真空計４０の読みを見ながら
排気バルブ３９の開口度を調整する。そしてドラム状支
持体３６の表面温度が加熱ヒーター４２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４３
を所望の電力に設定して堆積槽３１内にグロー放電を生
起させる。

又、層形成を行っている間は、層形成の均一化を図るた
めにドラム状支持体３６をモーター４４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３６上に
ａ−３ｉ堆積膜を形成することができる。

以下、本発明を試験例、実施例に基づき、より詳細に説
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。

跋膿班上 径２論のＳＵＳステンレス製剛体真球を用い、第６図及
び第７図に示した装置を用い、３３含量３重量％、ビッ
カース硬度７０Ｈｖ、介在物の最大大きさ２μｍのＡｌ
１−Ｍｇ−３ｉ系アルミニウム合金製シリンダー（径６
０論、長さ２９８ｍ：Ｍｇ含量４重量％、Ｆｅ含量１１
０００ｐｐ以下、水素含量アルミニウム１００グラムに
して１．０　ｃｃ以下）の表面を処理し、凹凸を形成さ
せた。

真珠の径Ｒｌ、落下高さｈと痕跡富みの曲率Ｒ１暢りと
の関係を調べたところ、痕跡窪みの曲率Ｒと幅りとは、
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。又、痕跡富みのピッチ（痕跡窪みの密
度、又凹凸のピッチ）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ッチに
調整することができることが確認された。

１〜６、　　　１ 第１表に示したＤ／Ｈに制御した以外は、試験例１と同
様に同質の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８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。

里■星立盪１皿慶　狭里凰且丸五　股！」Ｌ工）■電荷
注入阻止層　５ＩＨ４／Ｂ茸Ｈｈ　　　０．６■光導電
層　　　　Ｓ直Ｈａ　　　　　　　２００表面保護層　
　　Ｓ直Ｈ＃　／ＣＣｎＨ２０，１こうして得られた各
光導電部材を、キャノン■製レーザービームプリンター
ＬＢＰ−Ｘに設置して両出しを行い、干渉縞、黒ポチ、
画像欠陥等の総合評価を行った。結果を第１表に示した
。

なお、比較として、従来法によってダイヤモンドバイト
により表面処理された従来の材質の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。

第　　１　　表 （＊）：Ｘ　　実用不能 Δ実用に向かない ○実用性良好 ◎　実用性特に良好 なお、実施例１〜６の光導電部材の支持体におけるＤは
、何れも５００．ｃｒｍとした。

７〜１０、　　　２ 第２表に示したｓｉ含量、ビッカース硬度及び介在物の
大きさの異なる５種のＡＮ−Ｍｇ−３ｉ系アルミニウム
合金製シリンダー（Ｍｇ　、含量は何れも４重量％、Ｆ
ｅ含量は何れも１１０００ｐｐ以下）に、夫々実施例１
〜６と同様に表面処理加工を行った。

次に、これらの表面処理加工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。

里■鳳立徂１里慶　狭貝皿料立Δ　ｌエユＬ工）■電荷
注入阻止層　Ｓ！ＩＩ＃　／Ｂ雪ｎｈＯ，６■光導電層
　　　　５ＩＨ４２０ ■表面保護層　　　Ｓｉ＋１＃／ら１１４　　０．１ア
ルミニウムシリンダ一温度；２５０℃堆積膜形成時の堆
積室内内圧：　Ｑ、３Ｔｏｒｒ放電周波数　　　＋　　
１３．５６　ＭＨｚ放電膜形成速度　：２０人／　ｓ　
ｅ　ｃ放電電力　　　　：　０．１８Ｗ／ａｉこうして
得られた各電子写真感光体ドラムを、キャノン■製４０
０ＲＥ複写装置に設置して画出しを行い、白点状の画像
欠陥（０，３０Φ以上）の評価を実施した。この評価結
果を第２表に示した。

なお、実施例７〜ｌＯの各電子写真感光体ドラムについ
ては、更に１００万枚の耐久試験を、２３℃／相対湿度
５０％、３０℃／相対湿度９０％、５℃／相対湿度２０
％の各環境下で実施したが、画像欠陥、特に白抜は等の
欠陥の増加もなく、良好な耐久性を有していることが確
認された。

第　　　２　　　表 （＄１）：顕微鏡観察による （＊２）　　：目視検査による■−鯖観察では５μｍで
あるものがスジ状となって目視できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光導電部材用支持体の典型例を示す
断面略図である。第２乃至５図は前記支持体の表面体（
金属体）の表面が球状痕跡窪みによる複数の凹凸を有す
るように表面加工する方法、該方法により表面加工され
た表面形状を説明するための模式図である。第６乃至７
図は前記方法を実施して表面体（金属体）の表面を加工
するに当たって使用する装置例の模式的正面図及び縦断
面図である。第８図は、本発明の光導電部材用支持体の
表面にり１０−放電法により堆積膜を形成して光導電部
材を作成するについて使用する装置例の模式図である。 第１乃至５図において、１・・・表面体（金属体）、２
・・・芯部材、２０１．２０１°、２０１’、２０１″
″・・・表面体（表面処理金属体）　、２０２．２０２
°。 ２０２”、２０２″ｊ　１４・表面、２０３．２０３°
。 ２０３″、２０３”・・・剛体真球、２０４．２０４’
。 ２０４″、２０４”・・・球状痕跡窪み。 第６．７図において、１１・・・アルミニウムシリンダ
ー、１２・・・回転軸、１３・・・駆動手段、１４・・
・落下装置、１５・・・剛体真球、１６・・・ボールフ
ィーダー、１７・・・振動機、１８・・・回収槽、１９
・・・ボール送り装置、２０・・・洗浄装置、２１・・
・液だめ、２２・・・回収槽、２３・・・落下口。 第８図において、３１・・・堆積槽、３２・・・ベース
プレート、３３・・・槽壁、３４・・・トッププレート
、３５・・・カソード電極、３６・・・支持体（アノー
ド電極）、３７・・・原料ガス流入バルブ、３８・・・
リークバルブ、３９・・・排気バルブ、４０・・・真空
計、４１・・・マスフローコントローラー、４２・・・
加熱ヒーター、４３・・・高周波電源、４４・・・モー
ター。 第１図 第２図 第　３　図 第４図 第５ｒＩＸＪ 第６図 第８図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内側に芯部材を有し、該芯部材の外周面に高純度
   のアルミニウム合金からなり肉厚が０．５乃至２．０ｍ
   ｍである表面体を備えた少なくとも二層以上の積層構造
   を有する光導電部材用支持体であって、前記芯部材の耐
   力が５ｋｇ以下であり、前記表面体の耐力が５ｋｇ以上
   であり、さらに該表面体の外表面に球状痕跡窪みによる
   複数の凹凸を有していることを特徴とする光導電部材用
   支持体。
2. （２）前記球状痕跡窪みによる複数の凹凸が、特定サイ
   ズの剛体球を自然落下させて表面体の外表面に衝突させ
   ることにより形成したものである特許請求の範囲第（１
   ）項に記載された光導電部材用支持体。
3. （３）前記球状痕跡窪みによる複数の凹凸が、ほぼ同一
   の曲率Ｒと幅Ｄを有し、該曲率Ｒと幅Ｄが次式： Ｄ／Ｒ≧０．０３５ を満足する関係にある特許請求の範囲第（１）項および
   第（２）項に記載された光導電部材用支持体。
4. （４）前記球状痕跡窪みによる複数の凹凸の幅Ｄが５０
   ０μｍ以下である特許請求の範囲第（３）項に記載され
   た光導電部材用支持体。