專利名稱：原稿臺(tái)玻璃的制作方法
專利說明原稿臺(tái)玻璃 本發(fā)明涉及原稿讀取機(jī)中使用的原稿臺(tái)玻璃，例如在復(fù)印機(jī)或圖像掃描儀中使用的具有抗靜電功能的原稿臺(tái)玻璃。過去，在具備自動(dòng)原稿供給裝置的復(fù)印機(jī)中，為了防止由于在原稿供給時(shí)產(chǎn)生的靜電導(dǎo)致的塞紙，為了不產(chǎn)生靜電，將原稿臺(tái)玻璃的表面用通過真空成膜法形成的ITO膜(摻雜了錫的氧化銦形成的膜)或通過熱分解成膜法形成的氧化錫膜等透明導(dǎo)電膜覆蓋。另外，原稿臺(tái)玻璃的表面電阻要求在1MΩ以下，期望更優(yōu)選在2kΩ以下。
另外，由于一旦原稿臺(tái)玻璃表面的摩擦系數(shù)大，就容易產(chǎn)生塞紙，一般進(jìn)行的是在原稿臺(tái)玻璃表面涂布潤(rùn)滑劑。因此，為了提高潤(rùn)滑劑的效果，特別是對(duì)于表面凹凸容易變大的氧化錫膜，將表面研磨平滑。
更進(jìn)一步地，為了使原稿臺(tái)玻璃的強(qiáng)度提高至所要求的水平，作為其強(qiáng)化的策略，一般進(jìn)行的是通過所謂風(fēng)冷強(qiáng)化法或化學(xué)強(qiáng)化法等在玻璃表面上形成壓縮應(yīng)力層。
另外，在具備自動(dòng)原稿供給裝置的復(fù)印機(jī)的場(chǎng)合，采用滾筒作為使原稿移動(dòng)的裝置，插入原稿后在原稿臺(tái)玻璃上通過滾筒施加局部荷重。因此，會(huì)發(fā)生透明導(dǎo)電膜的表面微觀地粗糙，透明導(dǎo)電膜變薄并最終剝離。其結(jié)果是，由于存在原稿臺(tái)玻璃表面中的散射或反射等光學(xué)特性發(fā)生局部的變化，在正確讀取原稿變得困難的情況，透明導(dǎo)電膜中要求具有規(guī)定的耐摩性。
如上所述，原稿臺(tái)玻璃要求具有抗靜電性能，小的摩擦系數(shù)，強(qiáng)度以及耐摩性。
但是，ITO膜，與氧化錫膜相比，雖然具有容易得到平滑的表面，摩擦系數(shù)小，且化學(xué)強(qiáng)化或風(fēng)冷強(qiáng)化對(duì)膜品質(zhì)的影響小這樣的優(yōu)點(diǎn)，但關(guān)于耐摩性，與實(shí)用上沒問題的氧化錫膜相比，具有不根據(jù)其形成方法或條件而耐摩性變差這樣的問題。
另一方面，氧化錫膜，雖然耐摩性優(yōu)異，但難以得到平滑的表面，摩擦系數(shù)變大，而且成膜后一旦實(shí)施風(fēng)冷強(qiáng)化處理，由于急劇的溫度變化，膜上會(huì)發(fā)生龜裂，成膜后一旦實(shí)施化學(xué)強(qiáng)化處理，就會(huì)發(fā)生膜的剝落等，另外，成膜前一旦實(shí)施化學(xué)強(qiáng)化或風(fēng)冷強(qiáng)化，存在作為強(qiáng)化處理效果的玻璃表面的壓縮應(yīng)力降低的問題。因此，本發(fā)明鑒于現(xiàn)有技術(shù)具有的這些問題，其目的是提供具有抗靜電性能和充分的耐摩性、表面的摩擦系數(shù)在實(shí)用時(shí)十分小、且保持了玻璃基板強(qiáng)度的原稿臺(tái)玻璃。
為了解決上述課題的權(quán)利要求1所涉及的發(fā)明，是在原稿讀取機(jī)用的原稿臺(tái)玻璃中，對(duì)玻璃基板預(yù)先實(shí)施化學(xué)強(qiáng)化或風(fēng)冷強(qiáng)化，然后在上述玻璃基板的至少一個(gè)表面上形成摻雜了錫的氧化銦形成的膜(ITO膜)，該氧化銦膜的膜厚為15nm～20nm。
權(quán)利要求2所涉及的發(fā)明，是在原稿讀取機(jī)用的原稿臺(tái)玻璃中，在玻璃基板的至少一個(gè)表面上形成摻雜了錫的氧化銦形成的膜(ITO膜)，該氧化銦膜的膜厚為15nm～20nm。
如果根據(jù)如上說明的權(quán)利要求1涉及的發(fā)明，由于ITO膜的膜厚為15nm～20nm，ITO的結(jié)晶可以充分地成長(zhǎng)，形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)致密的薄膜，因此具有優(yōu)異的耐摩性。
另外，由于預(yù)先在玻璃基板上實(shí)施化學(xué)強(qiáng)化和風(fēng)冷強(qiáng)化，其后在玻璃基板的至少一個(gè)表面上形成ITO膜，能夠使表面的摩擦系數(shù)在實(shí)用上十分小，并且玻璃基板的強(qiáng)度可以比不經(jīng)過強(qiáng)化處理的基板更高。
如果根據(jù)權(quán)利要求2涉及的發(fā)明，由于使ITO膜的膜厚為15nm～20nm，ITO膜的結(jié)晶可以充分成長(zhǎng)，形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)致密的薄膜，因此具有優(yōu)異的耐磨損性。
另外，由于未進(jìn)行玻璃基板的強(qiáng)化處理，在不必要求比常用的玻璃基板更高強(qiáng)度的情況下，可以謀求低成本，而且由于玻璃基板的至少一個(gè)表面上形成ITO膜，可以使表面的摩擦系數(shù)在實(shí)用上十分小。下面基于


本發(fā)明的實(shí)施方式，其中圖1是表示在玻璃基板上通過真空成膜法形成的ITO膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的截面模式圖，(a)是膜厚7nm以下(t≤7nm)，(b)是膜厚在7nm～15nm(7nm≤t≤15nm)，(c)是膜厚在15nm以上(t≥15nm)；圖2是耐摩試驗(yàn)裝置的說明圖圖3是表示ITO膜的膜厚與電阻值的關(guān)系的圖；以及圖4是表示滑動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果(滑動(dòng)次數(shù)與電阻變化率的關(guān)系)的圖。下面基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。此處，圖1是表示在玻璃基板上通過真空成膜法形成的ITO膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的截面模式圖，圖2是耐摩試驗(yàn)裝置的說明圖，圖3是表示ITO膜的膜厚與電阻值的關(guān)系的圖，圖4是表示滑動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果(滑動(dòng)次數(shù)與電阻變化率的關(guān)系)的圖。
作為在玻璃基板表面形成ITO膜的方法，優(yōu)選為真空蒸鍍法或?yàn)R射法等真空成膜法。真空成膜法，雖然有使用為了實(shí)現(xiàn)被控制的減壓氛圍氣的真空裝置這樣的限制，但是通過適當(dāng)?shù)剡x擇工藝氣，真空度，基板溫度，具有容易得到通過其他方法所不能實(shí)現(xiàn)的薄膜特性這樣的優(yōu)點(diǎn)。
而且，在本發(fā)明涉及的原稿臺(tái)玻璃中，在玻璃基板的表面上形成的ITO膜的膜厚為15nm～20nm。
如圖1(a)所示，在ITO膜1的膜厚t為約7nm以下(t≤7nm)的場(chǎng)合中，一般地在島狀中ITO附著的部分和玻璃基板2的表面2a露出的部分混雜在一起，不能形成均勻的膜。另外，由于玻璃基板2的表面2a的分子或污物等雜質(zhì)的影響，膜的導(dǎo)電性、與玻璃基板2的粘著性、耐摩性等作為透明導(dǎo)電膜的特性不能充分顯示。
如圖1(b)所示，在ITO膜1的膜厚t超過7nm不足15nm(7nm＜t＜15nm)的場(chǎng)合中，ITO以具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的膜狀形成，雖然顯示了導(dǎo)電性或透明性等特性，但對(duì)于施加了過度外力的原稿臺(tái)玻璃來說，與玻璃基板2的粘著性、耐摩性等作為透明導(dǎo)電膜實(shí)用的特性是不充分的。
ITO通過盡量掩蓋玻璃基板2表面2a的分子或污物等雜質(zhì)的影響，并成長(zhǎng)為原來的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，不足15nm的膜厚被認(rèn)為是不充分的。
如圖1(c)所示，ITO膜1的膜厚t在15nm以上(t≥15nm)的場(chǎng)合中，ITO通過盡量掩蓋玻璃基板2的表面2a的分子或污物等雜質(zhì)的影響并成長(zhǎng)為原來的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，形成穩(wěn)定的致密膜，其結(jié)果具有優(yōu)異的耐摩性。
因此，為了ITO結(jié)晶充分成長(zhǎng)，形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的致密的膜，優(yōu)選使ITO膜1的膜厚t在15nm以上。
另一方面，ITO膜1的膜厚t的上限，優(yōu)選在20nm以下(t≤20nm)。一般地，附著透明導(dǎo)電膜的玻璃，由于光的干涉，其透過率依賴于導(dǎo)電膜的膜厚，膜厚達(dá)到約60nm時(shí)，伴隨膜厚的增加，可見光的透過率減少。在原稿臺(tái)玻璃中，由于期望透過3mm～5mm堿石灰硅酸鹽玻璃和在其上形成的ITO膜的可見光透過率在約86％以上，ITO膜的膜厚優(yōu)選不超過20nm。
對(duì)于膜厚15nm～20nm的ITO膜的表面電阻值，例如通過標(biāo)準(zhǔn)的電子束加熱真空蒸鍍法，可得到0.1kΩ～1.0kΩ。因此，作為抗靜電目的，對(duì)于導(dǎo)電膜所要求的表面電阻值(1MΩ以下，優(yōu)選2kΩ以下)，不必特別考慮。
另外，ITO膜的表面，由于與氧化錫膜的表面相比，容易得到平滑的表面，其結(jié)果，摩擦系數(shù)變小。例如，通過CVD(化學(xué)氣相成膜法)形成的氧化錫膜的表面凹凸的大小，也依賴于原料物質(zhì)或反應(yīng)溫度等，如果用Ra表示，為4nm＜Ra＜10nm左右。
與此相對(duì)，用真空成膜法形成的ITO膜表面凹凸的大小，在標(biāo)準(zhǔn)的形成條件下，為Ra≤1nm。
其結(jié)果，通過真空成膜法的標(biāo)準(zhǔn)成形條件形成的ITO膜的摩擦系數(shù)，可以得到0.1左右，能夠容易地實(shí)現(xiàn)作為原稿臺(tái)玻璃的摩擦系數(shù)所期望的值0.65以下。進(jìn)一步地，如果結(jié)合使用潤(rùn)滑劑，該方法是為了降低摩擦系數(shù)的通用方法，可以容易地使摩擦系數(shù)在0.1以下。
另外，形成ITO膜時(shí)玻璃基板的溫度，優(yōu)選在250℃～350℃，更優(yōu)選300℃～350℃。玻璃基板的溫度如果在150℃以上，ITO膜雖然可形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，但為了適合膜表面受到物理外力的原稿臺(tái)玻璃，在250℃以上形成是必要的，以保證玻璃基板與ITO膜的粘著性。
為了得到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的ITO膜，玻璃基板的溫度越高越好，更優(yōu)選300℃以上。但是，為了不損壞預(yù)先對(duì)玻璃基板實(shí)施強(qiáng)化處理的效果(在玻璃表面形成的壓縮應(yīng)力層)，玻璃基板的溫度優(yōu)選在350℃以下。
這樣在玻璃基板表面形成的ITO膜，通過在其表面放上紙并施加9.8N/cm2的加重，進(jìn)行20萬(wàn)次滑動(dòng)試驗(yàn)(滑動(dòng)一個(gè)來回為2次)時(shí)表面電阻值的變化可以在滑動(dòng)試驗(yàn)前表面電阻值的5倍以下。
此處，所謂滑動(dòng)試驗(yàn)是，在具備自動(dòng)原稿供給裝置的復(fù)印機(jī)的場(chǎng)合，模擬再現(xiàn)原稿臺(tái)玻璃在從原稿傳送滾筒到插入原稿紙并受到局部加重的同時(shí)，原稿紙導(dǎo)致的強(qiáng)烈摩擦的狀況。另外，代替原稿紙的紙是以在光學(xué)透鏡的擦拭等中使用的細(xì)長(zhǎng)纖維為原料的無塵紙的一種，被稱為シルボン紙。
滑動(dòng)試驗(yàn)，如圖2所示，通過耐摩性試驗(yàn)裝置進(jìn)行。耐摩性試驗(yàn)裝置，是由相當(dāng)于原稿傳送滾筒的滑動(dòng)部件5，和使滑動(dòng)部件5在原稿臺(tái)玻璃6表面上形成的ITO膜7上以規(guī)定的加重(9.8N/cm2)加壓同時(shí)往返運(yùn)動(dòng)的曲軸裝置8等形成。在滑動(dòng)部件5的上端部裝載為了給ITO膜7施予規(guī)定加重(9.8N/cm2)的錘9，在滑動(dòng)部件5的滑動(dòng)部分裝載著シルボン紙10。
表面電阻值的變化，作為代替導(dǎo)電薄膜表面微觀地粗糙，慢慢變薄并最終至膜剝離過程的特性，是本發(fā)明中采用的評(píng)價(jià)方法。
進(jìn)行20萬(wàn)次以上的滑動(dòng)試驗(yàn)，其前后的表面電阻值的變化在5倍以下，就意味著在原稿臺(tái)玻璃表面形成的透明導(dǎo)電薄膜即使在實(shí)際使用中也不會(huì)受到由于原稿紙的實(shí)質(zhì)摩損的影響。即，形成本發(fā)明的抗靜電用的透明導(dǎo)電薄膜的原稿臺(tái)玻璃在實(shí)際使用中，能夠具有充分的耐摩性。
下面對(duì)在本發(fā)明中，成為ITO膜的膜厚為15nm～20nm依據(jù)的評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法以及對(duì)其評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明。
首先，作為(評(píng)價(jià)試驗(yàn)1)，在縱、橫、厚度為345mm×380mm×3mm的鈉鈣玻璃基板的表面上，制造ITO膜的膜厚在3nm至20nm范圍內(nèi)并且每個(gè)厚度變化為約1nm的原稿臺(tái)玻璃，測(cè)定各原稿臺(tái)玻璃的表面電阻值。
ITO膜，是通過電子束加熱真空蒸鍍法，在下列條件在鈉鈣玻璃基板表面上形成的。在將玻璃基板的溫度加熱至350℃的同時(shí)，使蒸鍍裝置內(nèi)的反壓力至4.0×10-3Pa排氣，然后導(dǎo)入氧氣，調(diào)節(jié)壓力至5.3×10-2Pa進(jìn)行蒸鍍。成膜速度為0.01nm/秒。
下面，將按上述次序得到的原稿臺(tái)玻璃切成100mm×100mm的試樣，通過耐酸膠帶對(duì)一部分ITO膜的表面掩膜，在鹽酸和水的體積比為1∶1的腐蝕液(エッチセント)中浸漬并除去未掩膜部分的ITO膜。其后，拆卸下掩膜并設(shè)置相當(dāng)于ITO膜膜厚的高度差。用高度差測(cè)定器(Sloan社制的[DEKTAK 2D])測(cè)定高度差，表面電阻用4探針型表面電阻測(cè)定器(三菱油化株式會(huì)社[ロレスタIP])測(cè)定。
ITO膜的膜厚與表面電阻值的關(guān)系，如圖4所示，膜厚在10nm以下，特別是在7nm以下，表面電阻值急劇升高。膜厚在很薄的范圍內(nèi)，表面電阻值與膜厚不成反比例關(guān)系，意味著ITO膜沒有形成均勻的厚度。
即，如圖4所示的ITO膜的膜厚與表面電阻值的關(guān)系，與圖1所示的膜厚和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的關(guān)系相對(duì)應(yīng)，特別是膜厚在7nm以下，在島狀中附著了ITO的部分與露出了玻璃基板2之表面2a的部分混合在一起，與不能形成均勻膜的狀態(tài)(圖1(a))相對(duì)應(yīng)。
其次，作為(評(píng)價(jià)試驗(yàn)2)，從通過試驗(yàn)1制造的原稿臺(tái)玻璃的殘余部分選擇膜厚為7nm、12nm、15nm、20nm的試樣，對(duì)各試樣進(jìn)行相應(yīng)的滑動(dòng)試驗(yàn)?；瑒?dòng)試驗(yàn)條件是，加重9.8N/cm-2，滑動(dòng)速度1來回/秒，滑動(dòng)距離3cm，摩擦試驗(yàn)紙シルボン紙。
圖4表示與滑動(dòng)次數(shù)對(duì)應(yīng)的電阻變化率(滑動(dòng)試驗(yàn)后的電阻值/初期電阻值)的關(guān)系。膜厚為7nm的試樣，初期電阻值為10kΩ，滑動(dòng)次數(shù)為0.5萬(wàn)次時(shí)的電阻變化率達(dá)到約40倍。膜厚為12nm的試樣，初期電阻值為1kΩ，滑動(dòng)次數(shù)為20萬(wàn)次時(shí)電阻變化率達(dá)到約20倍。膜厚為15nm和20nm的試樣，在總共0.5kΩ的初期電阻值，滑動(dòng)次數(shù)為20萬(wàn)次時(shí)電阻變化率總共為約2倍。
根據(jù)圖4所示的測(cè)定結(jié)果，ITO膜的膜厚在15nm以上，由于與滑動(dòng)次數(shù)對(duì)應(yīng)的電阻變化率幾乎沒有上升，即使試驗(yàn)紙多次摩擦后，ITO膜的膜厚也沒有減少或發(fā)生膜剝離等，可知耐摩性是優(yōu)異的。這樣，可認(rèn)為在膜厚15nm以上的場(chǎng)合中，ITO膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)是致密的。
另外，如果在該滑動(dòng)試驗(yàn)前后中表面電阻值的變化率在5倍以下，可知ITO膜的表面沒有發(fā)生微觀的粗糙，慢慢變薄，膜剝離。
因此，通過9.8N/cm2的加重進(jìn)行20萬(wàn)次滑動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的表面電阻值的變化率，如果在滑動(dòng)試驗(yàn)前表面電阻值的5倍以下，在原稿臺(tái)玻璃表面上形成的ITO膜即使在實(shí)際使用中，也不受由于原稿紙實(shí)質(zhì)磨損的影響。
進(jìn)一步地，作為(評(píng)價(jià)試驗(yàn)3)，使用與評(píng)價(jià)試驗(yàn)1同樣的玻璃基板，通過同樣的順序，制造ITO膜的膜厚為7nm和15nm的2種原稿臺(tái)玻璃，并將其裝載在市售的復(fù)印機(jī)上，進(jìn)行通紙?jiān)囼?yàn)。
通紙?jiān)囼?yàn)，是將印刷了模型圖案的原稿通過自動(dòng)原稿供給裝置實(shí)際進(jìn)行多次復(fù)印，通過目視評(píng)價(jià)在規(guī)定的復(fù)印次數(shù)內(nèi)每次復(fù)印的圖像的品質(zhì)。通紙?jiān)囼?yàn)，在空調(diào)室內(nèi)的氣氛(溫度15℃～25℃，濕度40％RH～60％RH)下進(jìn)行。
在本評(píng)價(jià)試驗(yàn)中，觀察與自動(dòng)原稿供給裝置的滾筒位置相對(duì)應(yīng)的部分產(chǎn)生的復(fù)印圖像中的[滾痕]的有無及程度。
ITO膜的膜厚為15nm的原稿臺(tái)玻璃，即使在20萬(wàn)次復(fù)印后，復(fù)印圖像上可以認(rèn)為完全沒有滾痕，作為原稿臺(tái)玻璃，可認(rèn)為具有充分的耐摩損性。
與滾筒位置對(duì)應(yīng)的部分的ITO膜的表面中，雖然觀察到被原稿紙摩擦的一點(diǎn)點(diǎn)痕跡，但完全沒有膜剝離那樣的征兆。這一點(diǎn)點(diǎn)的痕跡并沒有達(dá)到使復(fù)印的圖像品質(zhì)下降的程度。
另外，ITO膜的膜厚為7nm的原稿臺(tái)玻璃，在0.3萬(wàn)次復(fù)印后，復(fù)印的圖像中開始確認(rèn)有滾痕，在0.5萬(wàn)次復(fù)印后滾痕已經(jīng)可以明確地確認(rèn)，到了不能作為原稿臺(tái)玻璃使用的程度。
與滾筒位置對(duì)應(yīng)的部分的ITO膜，在復(fù)印0.5萬(wàn)次后幾乎要?jiǎng)冸x。
本發(fā)明中，由于用ITO膜作為透明導(dǎo)電膜，由于其表面容易得到平滑的表面，因此容易成為摩擦系數(shù)小的原稿臺(tái)玻璃。因此，如果結(jié)合使用潤(rùn)滑劑，該方法是為了降低摩擦系數(shù)的常用方法，可確實(shí)維持更小的摩擦系數(shù)。
權(quán)利要求
1.原稿臺(tái)玻璃，其特征在于，在用于原稿讀取機(jī)的原稿臺(tái)玻璃中，預(yù)先在玻璃基板上實(shí)施化學(xué)強(qiáng)化或風(fēng)冷強(qiáng)化，然后在上述玻璃基板的至少一個(gè)表面上形成摻雜了錫的氧化銦形成的膜(ITO膜)，使該ITO膜的膜厚為15nm～20nm。
2.原稿臺(tái)玻璃，其特征在于，在用于原稿讀取機(jī)的原稿臺(tái)玻璃中，在玻璃基板的至少一個(gè)表面上形成摻雜了錫的氧化銦形成的膜(ITO膜)，使該ITO膜的膜厚為15nm～20nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種原稿臺(tái)玻璃,在該用于原稿讀取機(jī)的原稿臺(tái)玻璃中,預(yù)先在玻璃基板上實(shí)施化學(xué)強(qiáng)化或風(fēng)冷強(qiáng)化,然后在上述玻璃基板的至少一個(gè)表面上形成摻雜了錫的氧化銦形成的膜(ITO膜),使該ITO膜的膜厚為15nm～20nm。目的是提供具有抗靜電性能和充分的耐摩性、表面的摩擦系數(shù)在實(shí)用時(shí)十分小、且保持了玻璃基板強(qiáng)度的原稿臺(tái)玻璃。由于ITO膜的膜厚為15nm～20nm,ITO的結(jié)晶可以充分地成長(zhǎng),形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)致密的薄膜,因此具有優(yōu)異的耐摩性。
文檔編號(hào)C03C17/245GK1384402SQ0212187
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月27日
發(fā)明者中西功次 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社