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JP2010285649A - Coating method - Google Patents

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JP2010285649A
JP2010285649A JP2009139744A JP2009139744A JP2010285649A JP 2010285649 A JP2010285649 A JP 2010285649A JP 2009139744 A JP2009139744 A JP 2009139744A JP 2009139744 A JP2009139744 A JP 2009139744A JP 2010285649 A JP2010285649 A JP 2010285649A
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JP
Japan
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film
fracture toughness
toughness value
producing
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009139744A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Gyotoku
明 行徳
Takashi Hamano
敬史 濱野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2009139744A priority Critical patent/JP2010285649A/en
Publication of JP2010285649A publication Critical patent/JP2010285649A/en
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Abstract

【課題】組成変動が少なく、均一で緻密な表面の平滑性が優れたセラミックス被膜を得るための被膜の作製方法を提供することを目的としている。
【解決手段】微粒子材料をガスと混合化してエアロゾル化し、ノズルから基板に吹き付けて堆積膜を形成するエアロゾルデポジション法による被膜の作製方法であって、前記微粒子材料の破壊靱性値が6MPam1/2未満であることにより、組成変動が少なく、均一で緻密な表面の平滑性が優れたセラミック被膜を得ることが出来る被膜の作製方法である。
【選択図】図2
An object of the present invention is to provide a method for producing a coating film for obtaining a ceramic coating film having a small composition variation and excellent uniform and dense surface smoothness.
A method of producing a coating by an aerosol deposition method in which a particulate material is mixed with a gas to form an aerosol and sprayed from a nozzle onto a substrate to form a deposited film, the fracture toughness value of the particulate material being 6 MPam 1 / By being less than 2, it is a method for producing a coating film which can obtain a ceramic coating film with little composition fluctuation and excellent uniform and dense surface smoothness.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、微粒子化したセラミックス、金属、半金属等の材料を基板上に噴射して成膜するエアロゾルデポジション法を用いた被膜の作製方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a coating film using an aerosol deposition method in which a material such as finely divided ceramics, metal, or metalloid is sprayed onto a substrate to form a film.

近年、酸化物、窒化物材料等の電子セラミックス材料を形成する手法として、エアロゾルデポジション法(以降、AD法)と呼ばれる新たな薄膜形成方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。この方法は、常温衝撃固化現象を基礎とした膜形成方法であり、あらかじめ微粒子化した原料をヘリウム、窒素、酸素等のガスと混合してエアロゾル化し、減圧化の雰囲気でノズルを通して基板に噴射して被膜を形成させるというものである。形成された皮膜は直径が数十ナノメーターレベルの微細結晶塊から構成され、空孔が発生せず緻密な構造になる。このAD法は、従来の形成方法であるスパッタ法、イオンプレーティング法、CVD法等と比べて、桁違いに製膜速度が速く、しかも、高温での熱処理工程を伴う必要が無く室温にて緻密で高硬度な膜を得ることが出来るので、セラミックス膜の作製に非常に適した製法である。これらAD法の特徴を利用して、コンデンサー、抵抗、インダクター等の受動部品の集積化や3次元実装化に必要となる高誘電率誘電体膜の製造、インクジェットプリンタのプリンタヘッドに用いられる圧電素子の製造等への応用展開が図られている。   In recent years, a new thin film formation method called an aerosol deposition method (hereinafter referred to as AD method) has been proposed as a method for forming an electronic ceramic material such as an oxide or a nitride material (see, for example, Patent Document 1). This method is a film formation method based on the normal temperature impact solidification phenomenon. A raw material that has been finely divided in advance is mixed with a gas such as helium, nitrogen, and oxygen to form an aerosol, which is then sprayed onto a substrate through a nozzle in a reduced pressure atmosphere. To form a film. The formed film is composed of fine crystal lumps having a diameter of several tens of nanometers, and has a dense structure without generating voids. This AD method has an extremely high film forming speed compared with the conventional forming methods such as sputtering, ion plating, and CVD, and it is not necessary to carry out a heat treatment process at a high temperature at room temperature. Since a dense and high hardness film can be obtained, it is a production method very suitable for the production of a ceramic film. Utilizing the features of these AD methods, manufacturing of high dielectric constant dielectric films required for integration of passive components such as capacitors, resistors, inductors, etc., and three-dimensional mounting, and piezoelectric elements used in printer heads of ink jet printers Application development to manufacturing and the like is being attempted.

図6は従来の一般的なAD法の装置の基本構成図である。装置の主な構成部品は真空チャンバー102、エアロゾル発生器106及びそれらを接続する細い搬送管112、この搬送管の先には噴射ノズル101が取り付けられている。真空チャンバー102には、基板ホルダー113の他、ロータリーポンプ等の真空ポンプ109が設置されており、数Paから数kPaに減圧される。エアロゾル発生器106は、ガスを供給するためのガスボンベ111と導入管110を通じて接続されている。原料である微粒子105は、エアロゾル発生器内でガスと攪拌、混合してエアロゾル化され、導入管112を通して噴射ノズル101に供給されている。エアロゾル発生器と真空チャンバーの差圧により生じるガスの流れに伴ってエアロゾル発生器から真空チャンバーに搬送され、スリット状の噴射ノズルを通して加速されたエアロゾルが基板103に噴射されて被膜107が形成される。一般にスリットの開口幅は1mm程度から百mm程度までが可能である。噴射ノズルを基板に対して相対運動させることにより広い面積の製膜領域を得ることが出来るし、固定することで比較的微小領域の成膜も可能である。   FIG. 6 is a basic configuration diagram of a conventional general AD method apparatus. The main components of the apparatus are a vacuum chamber 102, an aerosol generator 106 and a thin carrier pipe 112 connecting them, and an injection nozzle 101 is attached to the tip of this carrier pipe. In addition to the substrate holder 113, a vacuum pump 109 such as a rotary pump is installed in the vacuum chamber 102, and the pressure is reduced from several Pa to several kPa. The aerosol generator 106 is connected through a gas cylinder 111 for supplying gas and an introduction pipe 110. Fine particles 105 as a raw material are agitated and mixed with gas in an aerosol generator to be aerosolized, and are supplied to the injection nozzle 101 through an introduction pipe 112. As the gas flows due to the pressure difference between the aerosol generator and the vacuum chamber, the aerosol is transported from the aerosol generator to the vacuum chamber and accelerated through the slit-like spray nozzles, and sprayed onto the substrate 103 to form the coating 107. . In general, the opening width of the slit can be about 1 mm to about 100 mm. A film-forming region having a large area can be obtained by moving the spray nozzle relative to the substrate, and a relatively small region can be formed by fixing.

上述したAD法の成膜メカニズムは常温衝撃固化現象を利用して以下のように考えられている。即ち、エアロゾル化された平均粒径が1000nm程度の原料微粒子が高速で基板と衝突することで10〜30nm程度の微粒子に粉砕されると共に、粉砕によって細かく割れた面が新生面として非常に活性な状態となり、新生面同士が強固な粒子間結合を引き起こす。そのため、従来の焼結法での形成とは異なり、低温にて緻密な組織を有したセラミックス膜を作製することが出来る。   The film formation mechanism of the above-described AD method is considered as follows using the normal temperature impact solidification phenomenon. That is, the aerosolized raw material fine particles having an average particle diameter of about 1000 nm collide with the substrate at a high speed to be crushed into fine particles of about 10 to 30 nm, and the surface finely broken by the pulverization is very active as a new surface Thus, the new surfaces cause strong interparticle bonding. Therefore, unlike the conventional sintering method, a ceramic film having a dense structure can be produced at a low temperature.

特開2001−3180号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-3180

しかしながら、我々はAD法に用いる材料物性と成膜性について様々検討した結果、成膜する材料の破壊靱性値が非常に重要であり、材料の破壊靱性値が大きくなると、AD法で成膜することは困難であり、基板上へはほとんど成膜されない。この成膜されない現象は、単に成膜速度が遅いだけでは説明出来ず、たとえ長時間成膜したとしてもある一定以上の厚い膜は形成出来ない。つまり、従来の方法では、特性を左右する組成を精度良く制御することは不可能であるし、主原料に対して副原料が比較的大きな割合で有率させることを必要とすることも困難となる。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、組成変動が少なく、均一で緻密な表面の平滑性が優れたセラミックス被膜を得るための被膜の作製方法を提供することを目的とする。
However, as a result of various investigations on material properties and film forming properties used in the AD method, the fracture toughness value of the material to be formed is very important. When the fracture toughness value of the material increases, the film is formed by the AD method. It is difficult to form a film on the substrate. This phenomenon of no film formation cannot be explained simply by a slow film formation speed, and even if the film is formed for a long time, a film having a certain thickness or more cannot be formed. In other words, with the conventional method, it is impossible to accurately control the composition that affects the characteristics, and it is difficult to require that the secondary raw material be included in a relatively large proportion of the main raw material. Become.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a coating film for obtaining a ceramic coating film having a small composition variation and excellent uniform and dense surface smoothness. To do.

上記課題を解決するために本発明は、微粒子材料をガスと混合化してエアロゾル化し、ノズルから基板に吹き付けて堆積膜を形成するエアロゾルデポジション法による被膜の作製方法であって、前記微粒子材料の破壊靱性値が6MPam1/2未満であることを特徴とする被膜の作製方法である。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a method for producing a coating film by an aerosol deposition method in which a particulate material is mixed with a gas to form an aerosol and sprayed from a nozzle onto a substrate to form a deposited film. A method for producing a coating film, wherein the fracture toughness value is less than 6 MPam 1/2 .

これにより、組成変動が少なく、均一で緻密な表面の平滑性が優れたセラミックス被膜を得ることが出来る。   Thereby, it is possible to obtain a ceramic coating with little composition variation and excellent uniform and dense surface smoothness.

本発明の実施例に係る1つのノズルを用いたAD法を示す模式図The schematic diagram which shows AD method using one nozzle which concerns on the Example of this invention 本発明の実施例に係る破壊靱性値と成膜速度との関係を示す特性図The characteristic view which shows the relationship between the fracture toughness value and film-forming speed | rate which concerns on the Example of this invention 本発明の実施例に係る2つのノズルを用いたAD法を示す模式図The schematic diagram which shows AD method using two nozzles concerning the Example of this invention 本発明の実施例に係る感光体の層構造を示す模式図Schematic diagram showing the layer structure of a photoreceptor according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る電子写真装置の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an electrophotographic apparatus according to an embodiment of the present invention. 従来のAD法を示す模式図Schematic diagram showing the conventional AD method

本発明の請求項1記載の発明によれば、脆性微粒子材料をガスと混合化してエアロゾル化し、ノズルから基板に吹き付けて堆積膜を形成するエアロゾルデポジション法による被膜の作製方法であって、微粒子材料の破壊靱性値が6MPam1/2未満であることにより、効率良く基板上に膜が形成出来るので、混合化や積層化の工程においても組成変動が少なく、任意に組成比を制御した安定な膜特性を有した被膜を得ることが出来る。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a method for producing a coating film by an aerosol deposition method in which a brittle particulate material is mixed with a gas to form an aerosol and sprayed from a nozzle onto a substrate to form a deposited film. Since the fracture toughness value of the material is less than 6 MPam 1/2 , a film can be efficiently formed on the substrate, so there is little composition fluctuation in the mixing and lamination processes, and the composition ratio is arbitrarily controlled and stable. A film having film characteristics can be obtained.

本発明の請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の被膜の作製方法であって、微粒子材料は、複数の材料からなることにより、基板上に同時に吹き付けた場合、複合膜を作製することが出来る。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a coating according to the first aspect, wherein the fine particle material is composed of a plurality of materials, so that a composite film is produced when sprayed onto the substrate at the same time. I can do it.

本発明の請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の被膜の作製方法であって、複数の材料を基板に交互に吹き付けることにより、容易に積層膜を作製することが出来る。   According to invention of Claim 3 of this invention, it is a manufacturing method of the film of Claim 2, Comprising: A laminated film can be easily produced by spraying a several material on a board | substrate alternately.

本発明の請求項4記載の発明によれば、請求項1記載の被膜の作製方法であって、破壊靱性値が6MPam1/2以上の微粒子材料を前記堆積膜に吹き付けることにより、上記粒子材料によって堆積膜を平坦化することが出来る。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a coating according to the first aspect, wherein the particulate material is sprayed onto the deposited film with a fine particle material having a fracture toughness value of 6 MPam 1/2 or more. Thus, the deposited film can be flattened.

また、平坦化の肯定に用いる微粒子材料の破壊靱性値が6MPam1/2以上であるため、平坦化する工程に用いる微粒子が堆積膜に不純物として含有することを防ぐと共に、堆積膜の表面平滑性を改善することが出来る。 Further, since the fracture toughness value of the fine particle material used for affirmation of flattening is 6 MPam 1/2 or more, the fine particles used in the flattening step are prevented from being contained as impurities in the deposited film, and the surface smoothness of the deposited film is also prevented. Can be improved.

以下、本発明の一実施例を示す詳細を図面にて説明する。   Details of an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明のAD法を用いた成膜装置の概略図である。本発明の成膜装置は組成の異なる材料粒子5−a、5−bをそれぞれキャリアガスに分散させてエアロゾル化するためのエアロゾル発生器6−a、6−bとこれらエアロゾル4−a、4−bを吹き付けるための噴射ノズル1で構成し、全体を真空チャンバー2で覆っている。真空チャンバー2には排気ポンプ9が接続され、成膜中は真空チャンバー2を排気し続けている。基板3は、基板ホルダー13に装着され、必要に応じて前後左右に移動することが出来る。エアロゾル発生器6−a、6−bには、キャリアガスを導入するためのガスボンベ11−a、11−bが導入管10−a、10−bを介して接続されている。導入管10−a、10−bの先端はエアロゾル発生器6−a、6−bの内部において底面付近に位置し、材料粒子5−a、5−b中に埋没するように配置されており、ガスボンベ11−a、11−bからキャリアガスを送ることで材料粒子5−a、5−bが吹き上げられてエアロゾル4−a、4−bを生成する。生成されたエアロゾル4−a、4−bは導入管12を通って噴出ノズル1に供給される。噴射ノズル1より噴射されるエアロゾルは基板に吹き付けられることで粉砕され、基板3上で堆積膜7となる。堆積膜7を混合被膜とするか積層被膜とするかは切り替えバルブ8−a、8−bの開閉にて行う。即ち、混合被膜を得るには、切り替えバルブ8−a、8−bを共に開けて混合化されたエアロゾルを噴射ノズル1より噴射させる。積層被膜を得るには、切り替えバルブ8−a、8−bのどちらか一方を開け、その開閉を交互に切り替えて行う。切り替えバルブ8−a、8−bの開閉数が積層被膜の層数をとなる。上記の工程に用いる材料粒子5−a、5−bは共に破壊靱性値6MPam1/2未満の材料を用いることで、基板上に形成される堆積膜は材料粒子5−a、5−bの組成を共に含んだ混合被膜または個々の組成を有した単層膜が積層化された積層被膜を得ることが可能となる。 FIG. 1 is a schematic view of a film forming apparatus using the AD method of the present invention. The film forming apparatus of the present invention includes aerosol generators 6-a and 6-b for dispersing material particles 5-a and 5-b having different compositions in a carrier gas to form aerosols, and these aerosols 4-a and 4 It is composed of an injection nozzle 1 for spraying -b, and the whole is covered with a vacuum chamber 2. An exhaust pump 9 is connected to the vacuum chamber 2, and the vacuum chamber 2 is continuously exhausted during film formation. The substrate 3 is mounted on the substrate holder 13 and can be moved back and forth and left and right as necessary. Gas cylinders 11-a and 11-b for introducing a carrier gas are connected to the aerosol generators 6-a and 6-b via introduction pipes 10-a and 10-b. The leading ends of the introduction pipes 10-a and 10-b are located in the vicinity of the bottom surface inside the aerosol generators 6-a and 6-b, and are disposed so as to be buried in the material particles 5-a and 5-b. The material particles 5-a and 5-b are blown up by sending carrier gas from the gas cylinders 11-a and 11-b to generate aerosols 4-a and 4-b. The generated aerosols 4-a and 4-b are supplied to the ejection nozzle 1 through the introduction pipe 12. The aerosol sprayed from the spray nozzle 1 is crushed by being sprayed onto the substrate, and becomes a deposited film 7 on the substrate 3. Whether the deposited film 7 is a mixed film or a laminated film is determined by opening and closing the switching valves 8-a and 8-b. That is, in order to obtain a mixed coating, both the switching valves 8-a and 8-b are opened and the mixed aerosol is ejected from the ejection nozzle 1. In order to obtain a laminated film, one of the switching valves 8-a and 8-b is opened, and the opening and closing thereof are alternately switched. The number of opening and closing of the switching valves 8-a and 8-b is the number of layers of the laminated coating. The material particles 5-a and 5-b used in the above steps are both made of a material having a fracture toughness value of less than 6 MPam 1/2, so that the deposited film formed on the substrate is made of the material particles 5-a and 5-b. It becomes possible to obtain a mixed film containing both compositions or a laminated film in which single layer films having individual compositions are laminated.

キャリアガスとしては、例えばヘリウム、アルゴン、クリプトン等の不活性ガスや窒素、空気、酸素等を使用することが出来、ガスボンベ11−a、11−bには同じガスであっても、異なるガスであっても構わない。用いる材料粒子の機械的特性、粉体特性等の特性に応じ、最適なキャリアガスの種類を選択することが重要である。   As the carrier gas, for example, an inert gas such as helium, argon, or krypton, nitrogen, air, oxygen, or the like can be used. The gas cylinders 11-a and 11-b may be the same gas or different gases. It does not matter. It is important to select the optimum carrier gas type according to the characteristics such as the mechanical characteristics and powder characteristics of the material particles used.

図2にAD法を用いて得られた膜の破壊靱性値と成膜速度との関係を示しており、成膜速度がゼロとは基板に膜が作製されないことを意味している。尚、図中の種々の異なる破壊靱性値は異なる原料粒子を成膜することで得られ、具体的な材料としては図中の破壊靱性値が低い方より順に、イットリア、窒化アルミニウム、炭化珪素、酸化アルミニウムである。図中に示した破壊靱性値の値はそれぞれ左から順に、1.0Pam1/2、3.0Pam1/2、4.0Pam1/2、5.6Pam1/2であり、これらの点から近似曲線を求め、成膜速度がゼロとなる破壊靱性値は6.0Pam1/2である。 FIG. 2 shows the relationship between the fracture toughness value of the film obtained by using the AD method and the film formation speed. A film formation speed of zero means that no film is formed on the substrate. Incidentally, various different fracture toughness values in the figure are obtained by depositing different raw material particles, and as specific materials, yttria, aluminum nitride, silicon carbide, in order from the lowest fracture toughness value in the figure, Aluminum oxide. From each value of the fracture toughness value left indicated sequentially in FIGS, 1.0Pam 1/2, 3.0Pam 1/2, 4.0Pam 1/2, a 5.6Pam 1/2, from these points An approximate curve is obtained, and the fracture toughness value at which the deposition rate becomes zero is 6.0 Pam 1/2 .

ガス流量、ガス種類等の成膜条件は全て同一条件下で行い、膜厚は全て一定の膜厚とし、ほぼ5ミクロンである。尚、本実施例で用いた個々の原料粒子はその大きさを均一にするため、ボールミルやジェットミル等によって処理を行い、平均粒径D50がほぼ1ミクロンの粒子とした。また、水分の影響を極力排除し、原料粉体の状態を均一にするため、前処理として真空中で200℃1時間の熱処理を施した。   The film formation conditions such as the gas flow rate and the gas type are all performed under the same conditions, and the film thicknesses are all constant and approximately 5 microns. The individual raw material particles used in this example were treated with a ball mill, a jet mill, or the like in order to make the size uniform, thereby obtaining particles having an average particle diameter D50 of approximately 1 micron. Further, in order to eliminate the influence of moisture as much as possible and make the state of the raw material powder uniform, heat treatment was performed at 200 ° C. for 1 hour in a vacuum as a pretreatment.

図2より、破壊靱性値とAD法での成膜速度とは密接に関係しており、破壊靱性値が高くなると成膜速度は低下し、成膜速度がゼロとなる破壊靱性値はおよそ6MPam1/2程度と予想出来る。つまりこれは、AD法では破壊靱性値が6MPm1/2以上の膜を成膜することは困難であることを示唆している。AD法にて成膜される膜の成膜速度は、当然、ガス流量、ガスの種類、粉の粒径等の成膜条件によって大きく影響される。一方、膜の破壊靱性値はそれら条件にて若干左右されるが大きな変化は無く、物質そのものの特性によって決定される。従って、図2の傾きは成膜条件によって変化するが、X軸との切片は変化せず、破壊靱性値6MPm1/2付近である。 As shown in FIG. 2, the fracture toughness value and the film formation rate by the AD method are closely related. As the fracture toughness value increases, the film formation rate decreases, and the fracture toughness value at which the film formation rate becomes zero is approximately 6 MPam. It can be expected to be about 1/2 . That is, this suggests that it is difficult to form a film having a fracture toughness value of 6 MPm 1/2 or more by the AD method. Naturally, the film formation rate of the film formed by the AD method is greatly influenced by the film formation conditions such as the gas flow rate, the type of gas, and the particle size of the powder. On the other hand, the fracture toughness value of the film is slightly affected by these conditions, but does not change greatly, and is determined by the characteristics of the substance itself. Therefore, the slope of FIG. 2 changes depending on the film forming conditions, but the intercept with the X axis does not change and is around the fracture toughness value of 6 MPm 1/2 .

破壊靱性値の測定方法はJIS R1607の圧子圧入法(IF法)を用いて測定しており、試料にくぼみを付けたときのくぼみの大きさと、亀裂の長さから破壊靱性値を求めるものである。本実施例では、測定装置として島津製作所社製の微小硬度計HMV−2Tを用い、荷重圧力0.05Nで試験を行った。尚、正確性を期すため、1つの試料に対して異なる箇所の5点を測定しその平均とした。   The fracture toughness value is measured using the indentation method (IF method) of JIS R1607, and the fracture toughness value is obtained from the size of the dent when the sample is dented and the length of the crack. is there. In this example, a test was performed at a load pressure of 0.05 N using a micro hardness tester HMV-2T manufactured by Shimadzu Corporation as a measuring device. In addition, for the sake of accuracy, five points at different locations were measured for one sample and averaged.

(表1)には様々な脆性材料の破壊靱性値とAD法における成膜性の成否との関係をまとめた。破壊靱性値は上述と同じ測定装置を用いて行い、荷重圧力は10Nとした。膜の成膜性の目視にて確認し、基板上に膜が成膜しない場合を×とした。尚、ここで示す破壊靱性値は図1で示した破壊靱性値とは異なり、膜の値ではなく焼結体の値である。この表が示す結果は図2で示す結果と同様の傾向を示している。つまり、破壊靱性値6MPam1/2以上の材料をAD法で成膜することは困難との結論になる。 Table 1 summarizes the relationship between the fracture toughness values of various brittle materials and the success or failure of film formation in the AD method. The fracture toughness value was measured using the same measuring apparatus as described above, and the load pressure was 10N. When the film formability was confirmed by visual observation, the case where the film was not formed on the substrate was marked as x. Note that the fracture toughness value shown here is different from the fracture toughness value shown in FIG. 1, not the film value but the sintered body value. The results shown in this table show the same tendency as the results shown in FIG. That is, it is concluded that it is difficult to form a film having a fracture toughness value of 6 MPam 1/2 or more by the AD method.

Figure 2010285649
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ところで、焼結体の破壊靱性値は各メーカが発行するカタログにも記載されているように例えば、旭硝子株式会社製の窒化珪素N800は5.5MPam1/2、京セラ株式会社製の窒化珪素SN−240は7.0MPam1/2と同じ材質であってもメーカによる焼結条件や測定条件の違いによって多少の差を生じてしまう。また、一般にAD法での成膜は、粉の状態(粒径、乾燥状態)、エアロゾルの入射角度、ガスの流量、ガスの種類等によって成膜の成否や成膜速度が大きく影響される。従って、材料の成膜可否を判断する場合、単に1つの材料を1つの条件にて成膜を試み、その結果から判断すると間違った結果を導き出してしまう。(表1)で示した成膜性の結果は、様々な原料粒子(メーカ、平均粒径、熱処理条件等)と様々な成膜条件(ガス種類、ガス流量、ノズル−基板間距離等)を総合的に検討した結果であるため、特定メーカの材料や特定の成膜条件に限定したものでなく、AD法にとっての普遍的な結果となっている。つまり、図2及び(表1)の結果から、破壊靱性値が高く、その値が6MPam1/2以上の脆性材料をAD法で成膜することは困難であるとの新たな知見が結論付けられたことになる。尚、破壊靱性値がAD法の成膜性に影響する理由は、以下のメカニズムであると考えられる。破壊靱性値とは表面や内部に亀裂を持つ材料の破壊に対する抵抗力を示す一種の尺度であるので、破壊靱性値の高い材料をAD法に用いた場合、基板に衝突することで仮に原料粒子にクラックが入ったとしても完全に破砕することが少なく、膜として成長するために必要不可欠な活性な新生面を得ることが出来ない。その結果、基板上に膜として成長することが出来なくなってしまう。また、これを改善すべく、成膜条件を工夫することで衝突エネルギーを大きくしたとしてもエッチング効果を増大させてしまい、エッチングの割合が成膜の割合を超えてしまうので基板上への膜の成長が出来なくなってしまう。従って、破壊靱性値の高い材料をAD法で成膜することは困難になってしまう。 By the way, as described in the catalog issued by each manufacturer, the fracture toughness value of the sintered body is, for example, 5.5 MPam 1/2 for silicon nitride N800 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., and silicon nitride SN manufactured by Kyocera Corporation. Even if -240 is the same material as 7.0 MPam 1/2 , a slight difference will occur due to differences in sintering conditions and measurement conditions by the manufacturer. In general, the film formation by the AD method has a great influence on the success or failure of the film formation and the film formation speed depending on the powder state (particle size, dry state), the incident angle of the aerosol, the gas flow rate, the gas type, and the like. Therefore, when determining whether or not a material can be formed, if an attempt is made to form a film of a single material under only one condition, and judging from the result, an incorrect result is derived. The film formation results shown in Table 1 show that various raw material particles (manufacturer, average particle diameter, heat treatment conditions, etc.) and various film formation conditions (gas type, gas flow rate, nozzle-substrate distance, etc.) Since the results are comprehensively studied, the results are not limited to materials of specific manufacturers or specific film forming conditions, but are universal results for the AD method. In other words, from the results shown in FIG. 2 and (Table 1), a new finding was concluded that it was difficult to form a brittle material having a high fracture toughness value and a value of 6 MPam 1/2 or more by the AD method. It will be. Note that the reason why the fracture toughness value affects the film formability of the AD method is considered to be the following mechanism. The fracture toughness value is a kind of measure showing the resistance to fracture of a material having a crack in the surface or inside. Therefore, when a material having a high fracture toughness value is used in the AD method, the raw material particles temporarily collide with the substrate. Even if there is a crack in the film, it is less likely to be completely crushed and an active new surface that is indispensable for growing as a film cannot be obtained. As a result, it becomes impossible to grow as a film on the substrate. In addition, in order to improve this, even if the collision energy is increased by devising the film formation conditions, the etching effect is increased, and the etching rate exceeds the film formation rate. You will not be able to grow. Therefore, it becomes difficult to form a film having a high fracture toughness value by the AD method.

図3は本発明の一実施例に係わる複数の噴射ノズルを用いて混合被膜および積層被膜を作製するためのAD法成膜装置の概略図である。図1で示した成膜装置が、切り替えバルブ8−a、8−bの開閉にて1つの噴射ノズルで混合被膜および積層被膜を作製するのに対して、図3で示した成膜装置は2つの独立した噴射ノズルを用いて被膜を作製する方法である。図3で示した2つの噴射ノズルを用いて連続的に膜を形成する場合、個々の噴射ノズル1−a、1−bから噴射されるエアロゾルと基板と衝突する焦点位置を制御することで、混合被膜と積層被膜を任意に作製することが出来る。つまり、混合被膜を作製する場合は焦点Aと焦点B(図3中に示す)を略同一位置となすことで可能である。一方、積層被膜は焦点Aと焦点Bを離した位置とすることで作製可能となる。   FIG. 3 is a schematic view of an AD method film forming apparatus for producing a mixed film and a laminated film using a plurality of spray nozzles according to an embodiment of the present invention. The film forming apparatus shown in FIG. 1 produces a mixed film and a laminated film with one spray nozzle by opening and closing the switching valves 8-a and 8-b, whereas the film forming apparatus shown in FIG. This is a method for producing a film using two independent spray nozzles. When the film is continuously formed using the two injection nozzles shown in FIG. 3, by controlling the focal position where the aerosol and the substrate injected from the individual injection nozzles 1-a and 1-b collide, A mixed film and a laminated film can be arbitrarily produced. That is, when producing a mixed film, it is possible to set the focal point A and the focal point B (shown in FIG. 3) to substantially the same position. On the other hand, the laminated film can be produced by setting the focal point A and the focal point B apart.

様々な脆性材料を図3のAD法成膜装置を用いて作製した場合の混合被膜の特性を(表2)に示している。尚、本実施例との比較のための、比較例1および2にはAD法で作製した混合化させていない単一組成被膜の特性を示している。炭化珪素被膜は磨耗性が非常に優れており、切削工具やベアリング等に応用されているが、抵抗や透過率が低く、各種電子デバイスによっては改善すべき特性となっている。炭化珪素にアルミナやイットリアを添加することで抵抗値、透過率が改善していることが(表2)より明らかであり、酸化チタンも炭化珪素と同じくアルミナと混合化することで特性が改善されている。炭化珪素の混合化のメリットは電子ペーパやタッチパネル液晶のように、透明性を要求されつつ耐磨耗性を必要とするディスプレイ用の表面コーティング材として利用出来る。酸化チタンの場合のメリットは混合化させることで光の吸収特性が変化するので、感光体用の電荷発生層や電荷輸送層に利用出来る。混合被膜が出来ているかどうかの確認は(表2)に示す特性面だけでなく電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)による組成分析によっても確認している。尚、本実施例では混合被膜の組成比は粉体ミル条件や流量ガス等の成膜条件によって制御しており、今回得られた被膜の組成比はほぼ主原料0.8:副原料0.2であった。   Table 2 shows the characteristics of the mixed film when various brittle materials were produced using the AD method film forming apparatus of FIG. For comparison with the present example, Comparative Examples 1 and 2 show the characteristics of a single composition film made by the AD method and not mixed. Silicon carbide coatings have very good wear properties and are applied to cutting tools, bearings, and the like, but have low resistance and transmittance, and are characteristics that should be improved depending on various electronic devices. It is clear from Table 2 that the addition of alumina and yttria to silicon carbide improves the resistance and transmittance, and the characteristics of titanium oxide are improved by mixing with alumina as well as silicon carbide. ing. The merit of mixing silicon carbide can be used as a surface coating material for displays that require abrasion resistance while requiring transparency, such as electronic paper and touch panel liquid crystal. The merit in the case of titanium oxide is that it can be used for a charge generation layer or a charge transport layer for a photoreceptor because the light absorption characteristics change when mixed. Whether or not a mixed film is formed is confirmed not only by the characteristics shown in Table 2, but also by composition analysis using an electron probe microanalyzer (EPMA). In this embodiment, the composition ratio of the mixed film is controlled by the powder mill conditions and the film forming conditions such as flow rate gas, and the composition ratio of the film obtained this time is approximately 0.8 for the main material and 0.2 for the auxiliary material. 2.

Figure 2010285649
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図3にて説明したAD法の成膜装置では個々の噴射ノズルの位置関係は、角度的にも左右対称ではない位置に配置しているが特にこれに限定するわけではなく、材料固有の成膜速度、混合組成比に応じて可変可能である。一般的には、垂直入射で吹き付ける方が斜めから吹き付けるより同じ材質であっても成膜速度は速くなるので、これを加味した最適な成膜条件を選定すれば良い。また、噴射ノズルの本数も特に限定するものではなく、混合させる材料や積層させる材料の種類数に応じて2本以上の複数本のノズルを用いても構わない。   In the film deposition apparatus of the AD method described in FIG. 3, the positional relationship between the individual spray nozzles is arranged at a position that is not symmetrical in terms of angle, but is not particularly limited to this. It can be varied according to the film speed and the mixing composition ratio. In general, the film forming speed is higher when spraying at normal incidence than when spraying from an oblique direction, even if the same material is used. Therefore, it is only necessary to select optimum film forming conditions in consideration of this. Further, the number of injection nozzles is not particularly limited, and two or more nozzles may be used in accordance with the number of materials to be mixed and the number of materials to be laminated.

ノズルの噴射幅(図3は奥方向)は特に限定するものではなく、数mmから百mm程度の幅を持ったノズルであっても本発明の効果を問題なく発揮することが出来る。   The ejection width of the nozzle (FIG. 3 shows the depth direction) is not particularly limited, and the effect of the present invention can be exhibited without problems even with a nozzle having a width of several mm to a hundred mm.

本発明に用いることが出来る破壊靱性値6MPam1/2未満の材料粒子としては、酸化アルミニュウム、イットリア、酸化チタン、酸化珪素、フェライト等の酸化物、窒化アルミニュウム、窒化チタン等の窒化物、炭化珪素等の炭化物、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、フォルステライト等の化合物等が挙げられる。 Examples of material particles having a fracture toughness value of less than 6 MPam 1/2 that can be used in the present invention include oxides such as aluminum oxide, yttria, titanium oxide, silicon oxide, and ferrite, nitrides such as aluminum nitride and titanium nitride, and silicon carbide. And carbides such as barium titanate, lead zirconate titanate, and forsterite.

ところで、これまで、混合被膜や積層被膜を得るには破壊靱性値6MPam1/2未満の材料粒子を用いることが必要不可欠であると述べてきたが、一方の材料粒子に破壊靱性値6MPam1/2以上のものを用いることで形成される被膜の平坦化に非常に有効であることを見出した。従来は被膜の表面平滑性を向上させるため、微粒子材料をガスと混合化してエアロゾル化し、ノズルから基板に吹き付けて堆積膜を形成する工程と微粒子材料をガスと混合化してエアロゾル化し、ノズルから基板に吹き付けて前記堆積膜の表面を削ることにより平坦化する工程を併用した作製方法が提案されていた。しかしながら、平坦化工程で用いる材料を上手く選定しないと、その微粒子材料が膜に不純物として含まれてしまうとの課題を有していた。 By the way, it has been described so far that it is indispensable to use material particles having a fracture toughness value of less than 6 MPam 1/2 in order to obtain a mixed film or a laminated film. However, one material particle has a fracture toughness value of 6 MPam 1 / It has been found that using two or more materials is very effective for flattening the film formed. Conventionally, in order to improve the surface smoothness of the coating, the fine particle material is mixed with the gas to make an aerosol, and the deposition film is formed by spraying from the nozzle onto the substrate, and the fine particle material is mixed with the gas to make the aerosol. There has been proposed a production method in which a step of planarizing the surface of the deposited film by spraying on the surface is used in combination. However, if the material used in the planarization step is not properly selected, the fine particle material is included as an impurity in the film.

そこで、本発明では破壊靱性値6MPam1/2以上の微粒子材料を平坦化工程に用いることで、破壊靱性値6MPam1/2以上の微粒子材料は、上述したように堆積膜として形成されないため、その微粒子自身が不純物として被膜へ含有することを防ぐことが可能となる。具体的な作製方法としては、図1および図3で示したAD法成膜装置において、被膜となる微粒子材料に葉破壊靱性値6MPam1/2未満を用い、一方の微粒子材料に破壊靱性値6MPam1/2以上のものを用いて平坦化を行う。図1においては、成膜工程と平坦化工程を交互に行うか、成膜工程を終了させた後に平坦化工程を行うかの2つの方法があり、切り替えバルブ8−a、8−bの開閉にて実施可能である。図3で示す2つの噴射ノズルを用いた実施例においては、膜が成長する過程で平坦化を行えるのでその平坦化効果も大きく、1つの噴射ノズルを用いて成膜工程と平坦化工程を行う場合と比べて、より平坦な表面を得ることが出来る。また、成膜工程と平坦化工程を同時に行えるようになるので、1つの噴射ノズルを切り替える場合と比べて生産性も高くなる。尚、この場合、焦点Aと焦点Bの位置関係は離した方が好ましい。 Therefore, in the present invention, by using a fine particle material having a fracture toughness value of 6 MPam 1/2 or more in the planarization step, the fine particle material having a fracture toughness value of 6 MPam 1/2 or more is not formed as a deposited film as described above. It becomes possible to prevent the fine particles themselves from being contained as impurities in the film. As a specific manufacturing method, in the AD method film forming apparatus shown in FIGS. 1 and 3, a leaf fracture toughness value of less than 6 MPam 1/2 is used for the fine particle material to be a film, and a fracture toughness value of 6 MPam is used for one fine particle material. Flatten using 1/2 or more. In FIG. 1, there are two methods of alternately performing the film forming process and the flattening process, or performing the flattening process after the film forming process is completed, and open and close the switching valves 8-a and 8-b. Can be implemented. In the embodiment using the two injection nozzles shown in FIG. 3, since the planarization can be performed in the process of growing the film, the flattening effect is great, and the film forming process and the flattening process are performed using one injection nozzle. Compared with the case, a flatter surface can be obtained. In addition, since the film forming process and the flattening process can be performed at the same time, the productivity is increased as compared with the case of switching one injection nozzle. In this case, the positional relationship between the focal point A and the focal point B is preferably separated.

また、本発明に係る平坦化工程に用いることが出来る破壊靱性値6MPam1/2以上の材料粒子としては、ジルコニア、窒化珪素、ダイヤモンド等が挙げられる。尚、本発明の効果は上記記載した材料粒子に限定したものではなく、それ以外の材料であっても良い。本発明において重要なことは、成膜工程に用いる材料の破壊靱性値が6MPam1/2未満であり、平坦化工程に用いる材料の破壊靱性値が6MPm1/2以上であるということである。 Examples of material particles having a fracture toughness value of 6 MPam 1/2 or more that can be used in the planarization step according to the present invention include zirconia, silicon nitride, and diamond. The effect of the present invention is not limited to the material particles described above, and other materials may be used. What is important in the present invention is that the fracture toughness value of the material used in the film-forming process is less than 6 MPam 1/2 , and the fracture toughness value of the material used in the planarization process is 6 MPm 1/2 or more.

図4は本発明のAD法を用いて作製した電子写真感光体20の層構造を示す模式図である。図4の中で、21は導電性の支持体、22は有機膜で構成した電荷発生層、23は光透過性を有する金属酸化膜で構成した電荷輸送層であり、支持体21の上に順に形成されている。この電荷輸送層23を図1または図3で示す本発明のAD法の製造方法にて形成する。   FIG. 4 is a schematic view showing the layer structure of the electrophotographic photosensitive member 20 produced by using the AD method of the present invention. In FIG. 4, 21 is a conductive support, 22 is a charge generation layer composed of an organic film, and 23 is a charge transport layer composed of a light-transmitting metal oxide film. It is formed in order. The charge transport layer 23 is formed by the AD method manufacturing method of the present invention shown in FIG. 1 or FIG.

電荷輸送層23として利用するためには、露光する光の波長帯域において吸収することなく電荷発生層22に達し、そこで発生した電荷を電子写真感光体の表面まで輸送する機能を有していなければならない。本実施例ではその特性を有する材料として、酸化チタンとアルミナの混合被膜を電荷輸送層として用いた。   In order to be used as the charge transport layer 23, it has to have a function of reaching the charge generation layer 22 without absorbing in the wavelength band of the light to be exposed and transporting the generated charges to the surface of the electrophotographic photosensitive member. Don't be. In this example, a mixed film of titanium oxide and alumina was used as a charge transport layer as a material having the characteristics.

本発明のAD法を用いて形成した酸化チタンとアルミナの複合被膜の代表的な膜特性としては、膜厚5μmにおいて、透過率80%(波長:800nm)、電気抵抗(シート抵抗)2×10-13Ω/□、表面粗さ40nmである。成膜条件として、粒度分布がD10=0.2μm、D50=0.3μm、D90=0.5μmの高純度酸化チタン粉末、粒度分布がD10=0.3μm、D50=0.5μm、D90=0.8μmのアルミナ粉末を用いた。キャリアガスは共に窒素ガスを用い、流量を可変することで個々の最適化を図った。尚、比較のため、上記と同じ材料粒子を用いて同じ成膜条件で単一組成の酸化チタンを形成した場合、膜の電気抵抗(シート抵抗)は7×10-8Ω/□、透過率は70%となり、電子写真感光体の電荷輸送層として用いるには本実施例の方が適していることが確認されている。 Typical film characteristics of the composite film of titanium oxide and alumina formed by using the AD method of the present invention include a transmittance of 80% (wavelength: 800 nm) and an electric resistance (sheet resistance) of 2 × 10 at a film thickness of 5 μm. -13 Ω / □, surface roughness 40 nm. As film forming conditions, high-purity titanium oxide powder having a particle size distribution of D 10 = 0.2 μm, D 50 = 0.3 μm, and D 90 = 0.5 μm, a particle size distribution of D 10 = 0.3 μm, D 50 = 0. An alumina powder of 5 μm and D 90 = 0.8 μm was used. Nitrogen gas was used as the carrier gas, and individual optimization was achieved by varying the flow rate. For comparison, when titanium oxide having a single composition is formed using the same material particles as described above under the same film formation conditions, the electrical resistance (sheet resistance) of the film is 7 × 10 −8 Ω / □, and the transmittance. It is confirmed that this example is more suitable for use as a charge transport layer of an electrophotographic photosensitive member.

支持体21としては支持体21自体が導電性を有するもの、例えば、アルミニウムが代表的ではあるが、それ以外にも、アルミニウム合金、銅、ステンレス、クロム、チタン、ニッケル、マグネシウム、インジウム、金、白金、銀、鉄等を用いることが出来る。その他に、プラスチック等の誘電体基材に、アルミニウム、酸化インジウム、酸化スズ、金、等を蒸着等により被膜形成して導電性を持たせたものや、プラスチックや紙に導電性微粒子を混合したもの等を用いることが出来る。これらの導電性の支持体21は均一な導電性が求められると共に、平滑な表面性も重要となる。支持体21表面の平滑性は、その上層に形成する電荷発生層22、電荷輸送層23の均一性に大きな影響を与えることから、その表面荒さは0.5μm以下で用いられることが好ましい。   As the support 21, the support 21 itself has conductivity, for example, aluminum is representative, but other than that, aluminum alloy, copper, stainless steel, chromium, titanium, nickel, magnesium, indium, gold, Platinum, silver, iron, etc. can be used. In addition, aluminum, indium oxide, tin oxide, gold, etc. are formed into a film by vapor deposition etc. on a dielectric substrate such as plastic, and conductive fine particles are mixed into plastic or paper. A thing etc. can be used. These conductive supports 21 are required to have uniform conductivity, and smooth surface properties are also important. Since the smoothness of the surface of the support 21 greatly affects the uniformity of the charge generation layer 22 and the charge transport layer 23 formed thereon, the surface roughness is preferably 0.5 μm or less.

図4においては、支持体21の上に直接電荷発生層22を形成した構成について示したが、支持体21と電荷発生層22の中間に、注入阻止機能と接着機能を持つ下引層を設けることも出来る(図示せず)。下引層の材料としては絶縁性能を示す、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレンーアクリル酸コポリマー、ポリビニルブチラール、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ゼラチン等が一般的な材料として挙げられる。また、支持体がアルミニュウムの場合、アルマイト処理を施して数十μmのアルミナを形成して下引層としても良い。   Although FIG. 4 shows a configuration in which the charge generation layer 22 is formed directly on the support 21, an undercoat layer having an injection blocking function and an adhesion function is provided between the support 21 and the charge generation layer 22. You can also (not shown). Examples of the material for the undercoat layer include casein, polyvinyl alcohol, nitrocellulose, ethylene-acrylic acid copolymer, polyvinyl butyral, phenolic resin, polyamide, polyurethane, gelatin and the like, which exhibit insulating performance. Further, when the support is aluminum, an alumite treatment may be performed to form alumina having a thickness of several tens of μm as an undercoat layer.

電荷発生層22としては、特に指定する物ではない。例えば、チタニルフタロシアニン、無金属フタロシアニン、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類、ナフタロシアニン類、またこれら2種のフタロシアニンの混晶、アゾ化合物、セレン−テルル、ピリリウム化合物、ペリレン系化合物、シアニン系化合物、スクアリウム化合物、多環キノン化合物等の有機物のほか、アモルファスシリコン、酸化亜鉛等が挙げられる。   The charge generation layer 22 is not particularly specified. For example, metal phthalocyanines such as titanyl phthalocyanine, metal-free phthalocyanine, copper phthalocyanine, naphthalocyanines, and mixed crystals of these two phthalocyanines, azo compounds, selenium-tellurium, pyrylium compounds, perylene compounds, cyanine compounds, squalane compounds In addition to organic substances such as compounds and polycyclic quinone compounds, amorphous silicon, zinc oxide and the like can be mentioned.

耐刷性を向上させるために電荷輸送層23の上に種々の保護膜をコーティングしても構わず、材質としてはカーボン、アルミナ、炭化珪素等が挙げられる。また、それら保護膜を形成する方法としては、スパッタリングやCVD等の他、本実施例のAD法によって形成しても良い。   In order to improve printing durability, various protective films may be coated on the charge transport layer 23, and examples of the material include carbon, alumina, and silicon carbide. Further, as a method of forming these protective films, in addition to sputtering, CVD, etc., they may be formed by the AD method of this embodiment.

図5は本発明の係る電子写真感光体を用いて構成した電子写真装置30の概略構成図である。図5に示す電子写真装置30は、4つの円筒状または円柱状の像形成体として、感光体31、32、33、34と、これらに跨って延在しているベルト状転写体35を有する中間転写ユニット36等から構成されている。それぞれの感光体31、32、33、34の周辺には、帯電装置(ここでは帯電ローラ)37、38、39、40、露光装置41、上部にそれぞれ現像剤格納部を有する現像器42、43、44、45、感光体クリーナ46、47、48、49が配置されている。尚、中間転写ユニット36には、記録紙50に転写されずにベルト状転写体35の表面に残ったいわゆる残トナーをクリーニングするためのベルトクリーナ51が設けられている。さらに、中間転写ユニット36のベルト状転写体35には、各感光体31、32、33、34で形成された後、転写され重畳されたトナー像を記録紙50に転写するのに必要な最終転写ローラ52が当接または対向している。定着器53は記録紙50に転写されたトナー像を定着させるための手段である。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an electrophotographic apparatus 30 configured using the electrophotographic photosensitive member according to the present invention. The electrophotographic apparatus 30 shown in FIG. 5 has photoconductors 31, 32, 33, and 34 as four cylindrical or columnar image forming bodies, and a belt-like transfer body 35 extending over these. The intermediate transfer unit 36 and the like are included. Around the photosensitive members 31, 32, 33, and 34, there are charging devices (here, charging rollers) 37, 38, 39, and 40, an exposure device 41, and developing units 42 and 43 each having a developer storage portion above. 44, 45, and photoconductor cleaners 46, 47, 48, 49 are arranged. The intermediate transfer unit 36 is provided with a belt cleaner 51 for cleaning so-called residual toner that is not transferred onto the recording paper 50 but remains on the surface of the belt-shaped transfer body 35. Further, the belt-like transfer body 35 of the intermediate transfer unit 36 is the final one required to transfer the toner image formed and transferred by the photoreceptors 31, 32, 33, and 34 onto the recording paper 50. The transfer roller 52 abuts or faces the transfer roller 52. The fixing device 53 is means for fixing the toner image transferred to the recording paper 50.

次に画像形成の詳細について説明する。まず、本発明に係る電子写真感光体31が帯電装置37により一様に帯電された後、露光装置41により露光され、これにより形成された静電潜像を現像器42により現像する。静電潜像が可視化されたトナー画像は、中間転写ユニット36のベルト状転写体35と対向または接する位置でベルト状転写体35に転写される。この第1のトナー画像が電子写真感光体32と接触する位置に進むタイミングに合わせて、電子写真感光体32の表面に形成された他の色のトナー画像が、第2のトナー画像として第1のトナー画像の上に重ねて転写される。以下同様に、第3、第4のトナー画像が重ねて転写され、4色の重ね画像が完成する。この中間転写ユニット36のベルト状転写体35の上に形成された重ね画像は、その後最終転写ローラ52と接する部分において記録紙50に一括転写され、定着器53により記録紙50に定着されて、記録紙50にカラー画像が形成される。   Next, details of image formation will be described. First, the electrophotographic photosensitive member 31 according to the present invention is uniformly charged by the charging device 37 and then exposed by the exposure device 41, and the electrostatic latent image formed thereby is developed by the developing device 42. The toner image in which the electrostatic latent image is visualized is transferred to the belt-shaped transfer body 35 at a position facing or in contact with the belt-shaped transfer body 35 of the intermediate transfer unit 36. The toner images of other colors formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member 32 are used as the first toner image as the second toner image in accordance with the timing at which the first toner image advances to a position where the first toner image contacts the electrophotographic photosensitive member 32. The toner image is transferred onto the toner image. Similarly, the third and fourth toner images are transferred in a superimposed manner to complete a four-color superimposed image. The superimposed image formed on the belt-like transfer member 35 of the intermediate transfer unit 36 is then collectively transferred to the recording paper 50 at a portion in contact with the final transfer roller 52, and is fixed to the recording paper 50 by the fixing device 53. A color image is formed on the recording paper 50.

さて、一連の画像形成プロセスにおいて、電子写真感光体31、32、33、34からベルト状転写体35に転写されなかったトナーは、感光体クリーナ46、47、48、49によって掻き落とされるが、一般に感光体クリーナ46、47、48、49はブレード等によって構成されており、感光体クリーナ46、47、48、49は、それぞれ感光体31、32、33、34と接触(摺動)することで転写されなかったトナーを除去する。   In the series of image forming processes, the toner that has not been transferred from the electrophotographic photosensitive member 31, 32, 33, 34 to the belt-like transfer member 35 is scraped off by the photosensitive member cleaners 46, 47, 48, 49. Generally, the photoreceptor cleaners 46, 47, 48, and 49 are configured by blades or the like, and the photoreceptor cleaners 46, 47, 48, and 49 are in contact (sliding) with the photoreceptors 31, 32, 33, and 34, respectively. The toner that was not transferred in step 1 is removed.

本発明に係る電子写真感光体31、32、33、34は高い耐摩耗性(耐久性)を有することから、例えば電子写真装置30のプロセス速度をより高速に設定した場合や、いわゆるヘビーデューティ機といわれるような高いスループットが要求される分野の機器においても好適に用いることが出来る。   Since the electrophotographic photoreceptors 31, 32, 33, and 34 according to the present invention have high wear resistance (durability), for example, when the process speed of the electrophotographic apparatus 30 is set to a higher speed, or a so-called heavy duty machine. It can also be suitably used in devices in fields where high throughput is required.

以上のように構成された電子写真装置30に、本発明に係る電子写真感光体を搭載して動作させた結果、得られた画像の画質は従来の有機感光体やアモルファスシリコン感光体を用いて作製したものと比べても遜色が無いことを確認した。   As a result of operating the electrophotographic photosensitive member according to the present invention mounted on the electrophotographic apparatus 30 configured as described above, the image quality of the obtained image is the same as that of a conventional organic photosensitive member or amorphous silicon photosensitive member. It was confirmed that there was no inferiority compared to the fabricated one.

尚、本発明の上記実施例では、電子写真感光体に適用した場合について記載したが、その他のデバイス、例えば、インクジェットヘッド用の圧電素子、セラミックスコンデンサ、半導体等の各種デバイス用の絶縁膜、コーティング膜へ適用した場合も同様の好ましい結果が得られることを確認している。   In the above-described embodiments of the present invention, the case where the present invention is applied to an electrophotographic photosensitive member has been described. However, other devices such as piezoelectric films for inkjet heads, ceramic capacitors, insulating films for various devices such as semiconductors, coatings, etc. It has been confirmed that similar preferable results can be obtained when applied to a membrane.

本発明の被膜の作製方法によれば、精密に組成が制御され、しかも、組成比の割合が制限することが無い混合被膜、積層被膜を形成出来るので、各種の産業機器部品における被膜形成に好適に利用出来る。   According to the method for producing a film of the present invention, the composition can be precisely controlled, and a mixed film and a laminated film can be formed without limiting the ratio of the composition ratio. Therefore, it is suitable for forming a film in various industrial equipment parts. Can be used for

1、1−a、1−b 噴射ノズル
2 真空チャンバー
3 基板
4 エアロゾル
5−a、5−b 材料粒子
6−a、6−b エアロゾル発生器
7 堆積膜
8−a、8−b 切り替えバルブ
9 排気ポンプ
10−a、10−b 導入管
11−a、11−b ガスボンベ
12 導入管
13 基板ホルダー
20 電子写真感光体
21 支持体
22 電荷発生層
23 電荷輸送層
30 電子写真装置
31、32、33、34 感光体
35 ベルト状転写体
36 中間転写ユニット
37、38、39、40 帯電装置(帯電ローラ)
41 露光装置
42、43、44、45 現像器
46、47、48、49 感光体クリーナ
50 記録紙
51 ベルトクリーナ
52 最終転写ローラ
53 定着器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1-a, 1-b Injection nozzle 2 Vacuum chamber 3 Substrate 4 Aerosol 5-a, 5-b Material particle 6-a, 6-b Aerosol generator 7 Deposition film 8-a, 8-b Switching valve 9 Exhaust pump 10-a, 10-b Introducing pipe 11-a, 11-b Gas cylinder 12 Introducing pipe 13 Substrate holder 20 Electrophotographic photosensitive member 21 Support 22 Charge generating layer 23 Charge transporting layer 30 Electrophotographic apparatus 31, 32, 33 34 Photosensitive member 35 Belt-shaped transfer member 36 Intermediate transfer unit 37, 38, 39, 40 Charging device (charging roller)
41 Exposure Device 42, 43, 44, 45 Developer 46, 47, 48, 49 Photoconductor Cleaner 50 Recording Paper 51 Belt Cleaner 52 Final Transfer Roller 53 Fixing Device

Claims (4)

脆性微粒子材料をガスと混合化してエアロゾル化し、ノズルから基板に吹き付けて堆積膜を形成するエアロゾルデポジション法による被膜の作製方法であって、前記微粒子材料の破壊靱性値が6MPam1/2未満であることを特徴とする被膜の作製方法。 A method for producing a coating by an aerosol deposition method in which a brittle particulate material is mixed with a gas to form an aerosol and sprayed from a nozzle onto a substrate to form a deposited film, wherein the fracture toughness value of the particulate material is less than 6 MPam 1/2 A method for producing a coating film, characterized by comprising: 前記微粒子材料は、複数の材料からなることを特徴とする請求項1記載の被膜の作製方法。 The method for producing a coating film according to claim 1, wherein the fine particle material comprises a plurality of materials. 前記複数の材料を基板に交互に吹き付けることを特徴とする請求項2記載の被膜の作製方法。 The method for producing a coating film according to claim 2, wherein the plurality of materials are alternately sprayed on the substrate. 破壊靱性値が6MPam1/2以上の微粒子材料を前記堆積膜に吹き付けることを特徴とする請求項1記載の被膜の作製方法。 The method for producing a coating film according to claim 1, wherein a fine particle material having a fracture toughness value of 6 MPam 1/2 or more is sprayed on the deposited film.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017080277A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 株式会社アトリエミラネーゼ Noble metal ornament and processing method thereof
JPWO2022211114A1 (en) * 2021-04-02 2022-10-06

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017080277A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 株式会社アトリエミラネーゼ Noble metal ornament and processing method thereof
JPWO2022211114A1 (en) * 2021-04-02 2022-10-06
WO2022211114A1 (en) * 2021-04-02 2022-10-06 豊実精工株式会社 Ceramic coating member
JP7464936B2 (en) 2021-04-02 2024-04-10 豊実精工株式会社 Ceramic coating member and method for producing same

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