CN107179656A - 金属圆筒、基底及电子照相感光体的制造方法、金属块 - Google Patents

金属圆筒、基底及电子照相感光体的制造方法、金属块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属圆筒的制造方法、电子照相感光体用基底的制造方法、电子照相感光体的制造方法以及冲压用金属块。金属圆筒的制造方法包括：制备具有如下表面的金属块，该表面被调整为使得距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下；以及通过对以所述表面作为底面的所述金属块进行冲压加工来形成圆筒。

Description

金属圆筒、基底及电子照相感光体的制造方法、金属块
技术领域
本发明涉及一种金属圆筒的制造方法、电子照相感光体用基底的制造方法、电子照相感光体的制造方法、以及冲压用金属块。
背景技术
作为电子照相成像装置，众所周知的有使用电子照相感光体(以下，可称为“感光体”)依次进行充电、曝光、显影、转印、清洁等的装置。
已知的电子照相感光体包括在铝等的具有导电性的支撑体上层叠通过曝光产生电荷的电荷产生层和传输电荷的电荷传输层的功能分离型感光体,以及在同一个层完成产生电荷和传输电荷的两种功能的单层型感光体。
例如，作为制造用作电子照相感光体的导电性支撑体的圆筒状基底的方法，已知的有通过切削铝管坯的周面来调整厚度、表面粗糙度等的方法。
另一方面，作为以低成本量产薄金属容器等的方法，已知的有通过利用冲头对放置在模具(凹模)中的金属块施加冲击来形成圆筒的冲压加工的方法。
例如，在日本专利文献特开2008-132503号公报中公开了一种有底容器的制造方法，该制造方法通过将诸如金属块等塑性材料装入模具的空腔中然后针对金属块按压可相对移位地设置在模具上的冲头以将金属块属性变形为有底容器。所述方法包括通过使用模具和冲头将金属块塑性变形为一个具有预定深度的中间容器，加热所形成的中间容器，洗净已被加热的中间容器，对洗净的中间容器进行涂油，干燥该已涂油的中间容器，将干燥的中间容器进一步塑性变形以形成具有最终深度的容器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属圆筒的制造方法，该制造方法与通过对以如下表面作为底面的金属块进行冲压加工来形成圆筒时相比，可以抑制外周面中的凹部的发生，该表面距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于30μm或大于120μm。
为了实现上述目的，提供以下的发明。
根据本发明的第一方面，提供一种金属圆筒的制造方法，包括：制备具有如下表面的金属块，该表面被调整为使得距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下；以及通过对以所述表面作为底面的所述金属块进行冲压加工来形成圆筒。
根据本发明的第二方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为40μm以上且100μm以下。
根据本发明的第三方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为40μm以上且70μm以下。
根据本发明的第四方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，距所述金属块的所述表面深度为100μm处的晶粒直径为50μm以上且160μm以下。
根据本发明的第五方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，距所述金属块的所述表面深度为100μm处的晶粒直径为70μm以上且150μm以下。
根据本发明的第六方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，距所述金属块的所述表面深度为100μm处的晶粒直径为70μm以上且130μm以下。
根据本发明的第七方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，金属块含有铝。
根据本发明的第八方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，金属块中含有90.0重量％以上的铝。
根据本发明的第九方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，金属块中含有93.0重量％以上的铝。
根据本发明的第十方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，金属块中含有95.0重量％以上的铝。
根据本发明的第十一方面，在根据本发明的第一方面的金属圆筒的制造方法中，所述制备包括对金属块中的至少一个表面进行喷丸加工以形成具有如下表面的金属块，该表面被调整为使得距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下。
根据本发明的第十二方面，根据本发明的第一至第十一方面的任一项的金属圆筒的制造方法进一步包括在所述冲压加工之后对所述圆筒进行减薄加工。
根据本发明的第十三方面，提供一种冲压加工用金属块，所述金属块具有如下表面，该表面被调整为使得距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下。
根据本发明的第十四方面，在根据本发明的第十三方面的冲压加工用金属块中，距所述表面深度为100μm处的晶粒直径为50μm以上且160μm以下。
根据本发明的第十五方面，提供一种电子照相感光体用基板的制造方法，包括：通过根据本发明的第五方面的金属圆筒的制造方法制造电子照相感光体用基底。
根据本发明的第十六方面，提供一种电子照相感光体的制造方法，包括：作为电子照相感光体用基底，制备通过根据本发明的第五方面的金属圆筒的制造方法制造的金属圆筒；以及在所述金属圆筒的外表面上形成感光层。
根据本发明的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一或第十二方面，提供了一种金属圆筒的制造方法，该制造方法与通过对以如下表面作为底面的金属块进行冲压加工来制造圆筒时相比，可以抑制外周面中的凹部的发生，该表面距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于30μm或大于120μm。
根据本发明的第十三或第十四方面，提供了一种冲压加工用金属块，该冲压加工用金属块与具有如下表面的冲压加工用金属块相比，能够通过冲压加工制造可以抑制外周面中的凹部的发生的金属圆筒，该表面在整个表面上，距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于30μm或大于120μm。
根据本发明的第十五方面，提供了一种电子照相感光体用基底的制造方法，该制造方法与通过对以如下表面作为底面的金属块进行冲压加工然后进行减薄加工来制造电子照相感光体用基底时相比，可以抑制外周面中的凹部的发生，该表面距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于30μm或大于120μm。
根据本发明的第十六方面，提供了一种电子照相感光体的制造方法，该制造方法与通过作为电子照相感光体用基底制造金属圆筒然后在金属圆筒的外周面上形成感光层制造电子照相感光体时相比，可以抑制由于存在于金属圆筒的外周面中的凹部而引起的调色剂图像的点缺陷的发生，所述金属圆筒通过对以如下表面作为底面的金属块进行冲压加工然后进行减薄加工来制造，该表面距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于30μm或大于120μm。
附图说明
将基于下列附图详细描述本发明的示例性实施例，其中：
图1A至1C是示出根据本发明的示例性实施例的金属圆筒的制造方法中的冲压加工的一个示例的示意图；
图2A和2B是示出根据本发明的示例性实施例的金属圆筒的制造方法中的拉深加工和减薄加工的一个示例的示意图；
图3是示出通过根据本发明的示例性实施例的电子照相感光体的制造方法制造的电子照相感光体的结构的一个示例的示意局部截面图；
图4是示出根据本发明的示例性实施例的图像形成装置的一个示例的示意结构图；
图5是示出根据本发明的示例性实施例的图像形成装置的另一个示例的示意结构图；以及
图6是示出晶粒直径的计算方法的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的示例性实施例进行说明。在附图中，具有相同功能的元件用相同的参考号表示，并且省略重复的描述。
[金属圆筒的制造方法]
根据本发明的示例性实施例的金属圆筒的制造方法，包括：制备具有如下表面的金属块，该表面被调整为使得距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下；以及通过将所述表面作为底面对所述金属块进行冲压加工来形成圆筒。
在一般的冲压加工中，例如，铝等的金属块(下文中可称为“块”)设置在圆形凹模中，并且利用圆柱状的凸模以高压进行撞击从而沿着模具形成圆筒。
例如，当通过冲压加工制造用于电子照相感光体的圆筒状基底时，通过冲压加工成型圆筒状的铝管，然后通过减薄加工调整内径和外径、圆筒度以及圆度，并进一步在圆筒的外周面上形成感光层等。
然而，当通过冲压加工成型圆筒时，在圆筒表面的特定位置上可能会产生许多微细的凹部，并且凹部数量有个体差异。当由设置有在具有许多这种凹部的圆筒外周面上形成感光层等而制造的电子照相感光体的图像形成装置形成调色剂图像时，根据存在于圆筒外周面的凹部的大小对输出图像产生影响，从而在图像中可能出现点缺陷。
虽然目前还不清楚当通过冲压加工制造圆筒时发生凹部的原因，但推测为如下。
由金属的塑性变形引起的所谓“表面粗糙”现象发生在金属的冲压加工过程中。该“表面粗糙”表示在金属表面上形成的凸部和凹部，并且认为表面的凸部和凹部中的凸部通过与凹模进行刮擦而变平，而凹部留在金属表面。
另一方面，根据本发明的示例性实施例的金属圆筒的制造方法，可制造抑制外周面产生凹部的金属圆筒。其原因认为如下。
在冲压加工中，进行冲压加工前的金属块的底面的一部分被延伸以形成圆筒的外周面。上述的“表面粗糙”被认为是在冲压加工过程中由于金属块底面上的晶粒隆起而发生的，晶粒越大表面粗糙度越高。
根据本发明的示例性实施例的金属圆筒的制造方法，该方法包括对以如下表面(含小晶粒表面)作为底面的金属块进行冲压加工，该表面被调整为使得距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下，从而抑制表面粗糙的发生。这被认为是由于通过喷丸加工提高金属块的表面硬度会使晶粒大小变小，并且相应地即使在进行冲压加工过程中表面粗糙也被抑制，从而抑制圆筒的外周面的凹部的发生。
此外，当通过喷丸加工金属块表面的晶粒大小变得过小时，硬度会过度增大，因而冲压变得困难。
作为根据本发明的示例性实施例的金属圆筒的制造方法的一个示例，具体描述制造用于电子照相感光体的圆筒状基底的情况。
例如，当通过根据本发明的示例性实施例的金属圆筒的制造方法制造用于电子照相感光体的圆筒状基底时，制备具有如下表面的金属块，该表面被调整为使得距表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下，通过对以所述表面作为底面的所述金属块进行冲压加工来形成圆筒，并且对所述圆筒的外周面进行减薄加工。下面将详细描述每个工序。
<制备工序>
在制备工序中，制备具有如下表面的金属块，该表面被调整为使得距表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下。
金属块的材料、形状、尺寸等可以根据所制造的金属圆筒的用途来选择。
当制造构成电子照相感光体的圆筒状基底时，使用铝或铝合金制成的圆盘状或圆柱状金属块。
另外，可以根据所制造的金属圆筒的用途可以使用椭圆柱状或棱柱状等的金属块。
包含在金属块的铝合金的示例包括铝以及含有，例如，硅、铁、铜、锰、镁、铬、锌、钛等的铝合金。
包含在用于制造电子照相感光体的圆筒状基底的金属块中的铝合金是所谓的1000系列合金。
从加工性的观点考虑，在金属块中的铝含量(铝纯度：重量比)，优选为90.0％以上，更优选为93.0％以上，进一步优选为95.0％以上。
形成金属块的方法不受限制，例如，当使用圆柱状或圆盘状的金属块时，该方法的示例包括将具有垂直于纵向的圆形截面的棒状金属材料切割成相当于金属块的高度(厚度)的长度的方法，以及将具有相当于金属块的高度(厚度)的厚度的金属板冲压成圆形的方法等。
所述金属块具有柱状或圆盘的形状，并具有1个表面(端面)在进行冲压加工过程中作为底面(与利用凸模击打的面相反的面，在下文中可称为“金属块底面”)。在示例性实施例中，所制备的金属块具有在进行冲压加工过程中作为底面的表面，该表面距表面深度为10μm处的晶粒直径小于距表面深度为30μm处的晶粒直径。
在进行冲压加工过程中作为底面的表面(金属块底面)距表面深度为10μm处的晶粒直径小于距表面深度为100μm处的晶粒直径，且距表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下。从抑制进行冲压加工后在外周面中发生凹部的观点考虑，距金属块底面的表面深度为10μm处的晶粒直径优选为40μm以上且100μm以下，更优选为40μm以上且70μm以下。
另外，在进行冲压加工过程中作为底面的表面(金属块底面)从抑制进行冲压加工后在外周面中发生凹部的观点考虑，距表面深度为100μm处的晶粒直径优选为50μm以上且160μm以下，更优选为70μm以上且150μm以下，进一步优选为70μm以上且130μm以下。
在示例性实施例中，距金属块的表面深度为10μm处以及表面深度为100μm处的晶粒直径是用扫描电子显微镜(SEM)观察和测量获得的值。具体地，晶粒直径如下进行测量。
首先，在冲压加工过程中在垂直于作为底面的表面的方向使用切割机(Secotom-10，司特尔公司(Struers Inc.)制造)切割金属块。接着，使用抛光机(Beta&VectorGRINDER-POPLISHERS AND POWERHEAD,布勒公司(Buhler Inc.)制造)对切割截面进行抛光加工成镜面以形成样品。然后，使用扫描电子显微镜(JSM-7500F，日本电子公司(JEOLLtd.)制造)观察所述截面的晶粒，并计算晶粒直径。
如图6所示，计算晶粒直径时，在所观察到的图像中拍摄所述截面，并且在距表面(界面)10μm处画出平行于界面的假定线。对跨越该线(测定长度：1000μm)的晶体的长度进行数量平均以确定晶粒直径。
调整金属块底面使得距表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下的方法没有特别限制。例如，晶粒范围可以通过以下方法实现，该方法包括在通过如上所述的金属板的冲压加工等而获得的金属块底面进行喷丸加工。喷丸加工是通过将钢铁或非铁金属的颗粒投射并冲撞到被处理面来赋予因塑性变形引起的加工硬化和压缩残余应力的加工方法。
在金属块底面进行喷丸加工中，可以根据金属块的材料等确定条件，使得距表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下，并且距表面深度为100μm处的晶粒直径优选为50μm以上且160μm以下。
在喷丸加工过程中金属块底面的晶粒直径可以由投射材料的材质和粒径以及形状、投射压力、投射时间、投射距离(从喷丸装置的投射口至金属块的平面(被处理面)的距离)等来控制。
在该示例性实施例中，用于喷丸加工的投射材料的示例包括锆石、玻璃、不锈钢等。
投射材料优选具有球形或接近球形的形状，并且距表面深度为10μm处的晶粒直径调整为30μm以上且120μm以下，优选距表面深度为100μm处的晶粒直径调整为50μm以上且160μm以下，从这个观点考虑，投射材料的晶粒直径优选为10μm以上且100μm以下，更优选为10μm以上且50μm以下。
另外，随着投射压力变大、投射时间变长以及投射距离变近，晶粒直径趋于变小，并且每个条件可以根据金属块的材质、预期的晶粒直径等进行选择。
用于喷丸加工的装置没有特别的限制，例如，通过使用具备使待进行喷丸加工的被处理体旋转的机构的装置，在旋转金属块的同时在金属块的底面投射投射材料，可提高表面的晶粒直径的均匀性。
调整金属块底面使得距表面深度为10μm处的晶粒直径小于距表面深度为100μm处的晶粒直径，且距表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下的方法可以不是喷丸加工的方法。例如，可使用的方法包括通过在构成金属块的材料添加杂质来增加硬度并且调整距表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下。
<冲压加工>
在进行冲压加工中，通过对以所述表面为底面的金属块进行冲压加工来形成圆筒。
图1A至1C示出通过对金属块进行冲压加工成型圆筒的一个示例。
如图1A所示，将润滑剂涂敷到圆柱状的金属块30的端面(金属块底面)，并将金属块30放置在设于模具(凹模)20的圆形孔24中。在这种情况下，金属块30放置在模具20中使得在距表面深度为10μm处具有30μm以上且120μm以下的晶粒直径的端面位于底面。
接着，如图1B所示，使用冲头(凸模)21按压放置在模具20中的金属块30。由此，金属块30从模具20的圆形孔被延伸成圆筒状以覆盖冲头21的外周。在这种情况下，进行冲压加工前的金属块30的底面的一部分被延伸以形成圆筒4A的外周面，因此，金属块30的底面的晶粒直径被反映在圆筒4A的外周面的表面粗糙度中。
如图1C所示，成型后向上拉起冲头21并通过剥除器(stripper)22的中心孔23，由此制造圆筒状成型体(圆筒)4A。
该冲压加工抑制在外周面中的凹部的发生。此外，通过加工硬化硬度增加，因此可以制造厚度薄，硬度高的圆筒状成型体(圆筒)4A。
圆筒4A的厚度没有特别的限制，但是，例如，当作为用于电子照相感光体的圆筒状基底制造圆筒4A时，例如，从保持硬度的同时后续的减薄加工加工成0.2mm以上且0.9mm以下的厚度的观点考虑，通过冲压加工成型的圆筒4A的厚度优选为0.4mm以上且0.8mm以下，更优选为0.4mm以上且0.6mm以下。
<减薄加工>
在进行减薄加工中，通过对冲压加工成型的圆筒进行减薄加工调整内径和外径、圆柱度、圆形度等。
当利用根据示例性实施例的金属圆筒的制造方法制造用于电子照相感光体的圆筒状基底时，进行减薄加工。然而，考虑所制造的金属圆筒的用途可以根据需求进行减薄加工。
具体地说，如图2A所示，如果需要，通过进行拉深加工用圆柱状冲头31将通过冲压加工成型的圆筒4A从内侧推入模具32中以缩小直径。然后，如图2B所示，将圆筒4A推入具有较小直径的模具33中以进行减薄加工。可以不经过拉深加工进行减薄加工，或减薄加工可以分为多个步骤。圆筒4B的厚度根据减薄加工的次数进行调整。
此外，可在进行减薄加工之前，通过进行退火加工释放应力。
从维持作为电子照相感光体用基底的硬度的观点考虑，进行减薄加工后的圆筒4B的厚度优选为0.2mm以上且0.9mm以下，更优选为0.4mm以上且0.6mm以下。
因此，当通过根据本示例性实施例的冲压加工成型圆筒4A之后进行减薄加工时，可以制造在外周面具有较少的凹部、厚度薄、重量轻、且硬度高的圆筒状基底。
根据本示例性实施例的金属圆筒的制造方法抑制了在外周面中发生凹部，因此可以制造与用切削方法制造的基底的质量相同或更高的圆筒状基底。另外，在金属圆筒的量产中，可以省略自动表面测试。
当感光体用于激光打印机时，激光的振动波长优选为350nm以上且850nm以下，波长越短分辨率越高。为了防止在激光束照射过程中干涉条纹的发生，圆筒状基底粗糙化至表面粗糙度Ra为0.04μm以上且0.5μm以下。Ra为0.04μm以上可得到防止干涉的效果，另外Ra为0.5μm以下可有效地抑制图像质量趋向粗糙。
另外，当非相干光用作光源时，不特别需要用于防止干涉条纹的粗糙化，并且可以防止在圆筒状基底的表面由于凹凸引起的缺陷的发生，从而适合于更长的使用寿命。
粗糙化方法的示例包括将研磨料悬浮在水中并喷到圆筒状基底的湿式珩磨处理、在压接旋转磨石的状态下对圆筒状基底进行连续研磨加工的无心研磨处理、阳极氧化处理、形成含有机或无机的半导体颗粒的层等的方法等。
阳极氧化处理包括通过将铝作为阳极在电解质溶液中进行阳极氧化，在铝表面上形成氧化膜。电解质溶液的示例包括硫酸溶液、草酸溶液等。然而，处理后的多孔阳极氧化膜最初具有化学活性，并且容易受到污染，并根据环境电阻的变化较大。因此，通过利用加压蒸汽或沸水(可加入镍等的金属盐)处理阳极氧化膜来进行密封处理，以便通过水合反应体积膨胀密封微孔并且将氧化物转换为更加稳定的水合氧化物。
阳极氧化膜的厚度优选为0.3μm以上且15μm以下。厚度在该范围内，具有针对注入呈现阻隔性的倾向，并且还具有抑制由重复使用引起的剩余电位增加的倾向。
圆筒状基底的外周面可以用酸处理溶液或勃姆石处理进行处理。
用酸处理溶液进行的处理通过使用含有磷酸、铬酸以及氢氟酸的酸处理溶液进行如下的处理。关于酸处理溶液中的磷酸、铬酸和氢氟酸的混合比例为：磷酸的比例在10重量％以上且11重量％以下的范围之内，铬酸的比例在3重量％以上且5重量％以下的范围之内，氢氟酸的比例在0.5重量％以上且2重量％以下的范围之内，且酸的总浓度优选为13.5重量％以上且18重量％以下。处理温度为42℃以上且48℃以下，但是通过保持较高的处理温度，可以更迅速地形成较厚的膜。膜的厚度优选为0.3μm以上且15μm以下。
勃姆石处理通过使圆筒状基底在90℃以上且100℃以下的纯水中浸渍5分钟以上且60分钟以下，或者通过使圆筒状基底与90℃以上且120℃以下的加热蒸汽接触5分钟以上且60分钟以下进行处理。膜的厚度优选为0.1μm以上且5μm以下。该膜可以通过使用具有膜溶解度低的电解质溶液，如己二酸、硼酸、硼酸盐、磷酸盐、邻苯二甲酸盐、马来酸盐、苯甲酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐等进一步进行阳极氧化处理。
[电子照相感光体的制造方法]
根据示例性实施例的电子照相感光体的制造方法包括：作为电子照相感光体用基板，制备通过根据示例性实施例的金属圆筒的制造方法制造的金属圆筒；以及在金属圆筒的外周面上形成感光层。
图3是示出通过根据示例性实施例的电子照相感光体的制造方法制造的电子照相感光体的层结构的一个示例的示意局部截面图。图3所示的电子照相感光体7A具有按底涂层1、电荷产生层2以及电荷传输层3的顺序层叠在圆筒状基底4上的结构，并且电荷产生层2和电荷传输层3构成感光层5。
电子照相感光体并不限于图3所示的层结构。例如，在感光层上可以进一步形成保护层作为最外层。此外，底涂层1并不需要一定设置，也可以设置电荷产生层2和电荷传输层3的功能为一体的单层型感光层。
[图像形成装置(及处理盒)]
根据示例性实施例的图像形成装置包括：电子照相感光体、对电子照相感光体的表面进行充电的充电单元、在已充电的电子照相感光体的表面上形成静电潜像的静电潜像形成单元、利用包含调色剂的显影剂对形成在电子照相感光体的表面上的静电潜像进行显影以形成调色剂图像的显影单元；以及将调色剂图像转印到记录介质的表面上的转印单元。通过根据示例性实施例的电子照相感光体的制造方法制造的电子照相感光体用作电子照相感光体。
适用于根据示例性实施例的图像形成装置的图像形成装置的示例包括公知的图像形成装置，例如：具备对转印到记录介质的表面上的调色剂图像进行定影的定影单元的装置；将形成在电子照相感光体的表面上的调色剂图像直接转印到记录介质上的直接转印型装置；将形成在电子照相感光体的表面上的调色剂图像一次转印到中间转印体的表面上，然后将转印到中间转印体的表面上的调色剂图像二次转印到记录介质的表面上的中间转印型装置；具备对调色剂图像转印之后充电之前的电子照相感光体的表面进行清洁的清洁单元的装置；具备通过调色剂图像转印之后在充电之前将静电消除光照射到电子照相感光体的表面上消除静电的静电消除单元的装置；以及具备用于提高电子照相感光体的温度以降低相对温度的电子照相感光体加热元件的装置等。
在中间转印型装置的情况下，适用于转印单元的结构的示例包括调色剂图像转印到其表面上的中间转印体、形成在电子照相感光体的表面上的调色剂图像一次转印到中间转印体的表面上的一次转印单元、以及转印到中间转印体的表面上的调色剂图像二次转印到记录介质的表面上的二次转印单元。
在根据示例性实施例的图像形成装置中，例如，具有电子照相感光体的部分可具有可从图像形成装置拆卸的墨盒结构(处理盒)。例如，用作所述处理和的处理盒为具有根据示例性实施例的电子照相感光体的处理盒。除了电子照相感光体，处理盒可具有选自由充电单元、静电潜像形成单元、显影单元、和转印单元组成的组中的至少一个。
下面将描述根据示例性实施例的图像形成装置的一例，但装置并不限于此示例。此外，描述附图中所示的部分，而省略了其它部分的描述。
图4是示出根据示例性实施例的图像形成装置的一个示例的概略结构图。
如图4所示，根据示例性实施例的图像形成装置100包括具有电子照相感光体7的处理盒300、曝光装置9(静电潜像形成单元的一个示例)、转印装置40(一次转印装置)、以及中间转印体50。在图像形成装置100中，曝光装置9配置在电子照相感光体7可以从处理盒300的开口被曝光的位置，转印装置40通过中间转印体50配置在面对电子照相感光体7的位置，中间转印体50配置成其一部分与电子照相感光体7相接触。虽然没有在图中示出，图像形成装置100还包括将转印到中间转印体50的调色剂图像转印到记录介质(例如，纸)的第二转印装置。中间转印体50、转印装置40(一次转印装置)、以及二次转印装置(未示出)相当于转印单元的一个示例。
图4所示的处理盒300包括外壳，在其内一体支撑电子照相感光体7、充电装置8(充电单元的一个示例)、显影装置11(显影单元的一个示例)、以及清洁装置13(清洁单元的一个示例)。清洁装置13具有清洁刮板(清洁部件的一个示例)131，清洁刮板131配置为与电子照相感光体7的表面相接触。清洁部件可以是导电性或绝缘性的纤维元件，而不是清洁刮板131的形态，并且清洁部件可以单独使用或与清洁刮板131组合使用。
图4示出图像形成装置的一个示例，其具有将润滑剂14供给至电子照相感光体7的表面的纤维状部件132(辊状)、以及辅助清洁的纤维状部件133(平刷状)。然而，这些部件可根据需要设置。
图5是示出根据示例性实施例的图像形成装置的另一个示例的示意结构图。
图5所示的图像形成装置120是具有4个处理盒300的串联系统多色图像形成装置。图像形成装置120构成为使得4个处理盒300并列设置在中间转印体50上，并且一个电子照相感光体用于一个颜色。图像形成装置120除了串联系统之外，具有与图像形成装置100相同的结构。
在实施例的描述中，主要描述了通过根据示例性实施例的金属圆筒的制造方法制造用于电子照相感光体的圆筒状基底的的情况，但是根据示例性实施例的金属圆筒的制造方法并不限于制造用于电子照相感光体的圆筒状基底。根据示例性实施例的金属圆筒的制造方法可应用于，例如，图像形成装置中的充电辊、转印辊等的圆筒状基底的制造，并且可应用于诸如电容器盒、电池盒、标记笔等图像形成装置以外的装置的圆筒的制造。
实施例
下面描述本发明的实施例，但本发明并不限定于以下这些实施例。
[圆筒管的形成]
<比较例1>
通过对厚度为15mm的铝板(A1070)进行冲压加工，制备直径为34mm、厚度为15mm的铝合金圆柱块。通过已知的方法测量距金属块表面深度为10μm处以及深度为100μm处的晶粒直径的结果，距表面深度为10μm处的晶粒直径为134.2μm，距表面深度为100μm处的晶粒直径为148.3μm。
然后，在金属块表面涂敷润滑剂，并且通过进行冲压加工将该金属块成型为直径为34mm的圆筒状。
接着，通过一次减薄加工形成了直径为30mm、长度为251mm、以及壁厚为0.5mm的铝圆筒管。
然后，使用自动表面测试仪对所得到的圆筒管的外周面制作凹部的分布，并测量凹部的数量(直径为30μm以上)。
另外，基于凹部的分布指定凹部在圆筒管的外周面中的位置，并用激光显微镜测量凹部的尺寸(直径)。其结果，凹部的最大尺寸为约300μm。
<实施例1>
通过对厚度为15mm的铝板(A1070)进行冲压加工，制备直径为34mm、厚度为15mm的铝合金圆筒块。
通过使用喷丸装置(由不二制作所(Fuji Manufacturing Co.,Ltd.)制造)在下面的条件下对金属块进行喷丸加工。
投射材料：由不二制作所制造的锆石#400(中心粒径45μm)
投射压力：0.25MPa
投射时间：10秒
喷射距离：150mm
金属块转速：40rpm
用已知的方法测量距在冲压加工中作为底面的金属块表面深度为10μm处和深度为100μm处的晶粒直径的结果，距表面深度为10μm处的晶粒直径为44.7μm，且距表面深度为100μm处的晶粒直径为74.2μm。
然后，在进行了喷丸加工的金属块上涂敷润滑剂，并且通过进行冲压加工将该金属块成型为直径为34mm的圆筒状。
接着，通过一次减薄加工形成直径为30mm、长度为251mm、以及壁厚为0.5mm的铝圆筒管。
然后，在所得到的圆筒管的外周面上用与比较例1相同的方法测量凹部(直径为30μm以上)的数量和尺寸。其结果，与在比较例1制造的圆筒状管相比凹部的数量减少了大约80％，凹部的最大尺寸为大约140μm。
<实施列2>
通过与实施例1相同的方法制备金属块，然后除了进行喷丸加工的投射压更改为0.15MPa之外，其他的用与实施例1相同的方法进行表面处理。用已知的方法测量距在冲压加工中作为底面的金属块表面深度为10μm处和深度为100μm处的晶粒直径的结果，获得如下表1所示的值。
然后，在进行了喷丸加工的金属块上涂敷润滑剂，并且通过进行冲压加工将该金属块成型为直径为34mm的圆筒状。
接着，通过一次减薄加工形成直径为30mm、长度为251mm、以及壁厚为0.5mm的铝圆筒管。
然后，在所得到的圆筒管的外周面上用与比较例1相同的方法测量凹部(直径为30μm以上)的数量和尺寸。其结果，与在比较例1制造的圆筒状管相比凹部的数量减少了大约70％，凹部的最大尺寸为大约150μm。
<实施列3>
通过与实施例1相同的方法制备金属块，然后除了进行喷丸加工的投射压更改为0.08MPa之外，其他的用与实施例1相同的方法进行表面处理。用已知的方法测量距在冲压加工中作为底面的金属块表面深度为10μm处和深度为100μm处的晶粒直径的结果，获得如下表1所示的值。
然后，在进行了喷丸加工的金属块上涂敷润滑剂，并且通过进行冲压加工将该金属块成型为直径为34mm的圆筒状。
接着，通过一次减薄加工形成直径为30mm、长度为251mm、以及壁厚为0.5mm的铝圆筒管。
然后，在所得到的圆筒管的外周面上用与比较例1相同的方法测量凹部(直径为30μm以上)的数量和尺寸。其结果，与在比较例1制造的圆筒状管相比凹部的数量减少了大约60％，凹部的最大尺寸为大约180μm。
<实施例4>
通过对厚度为15mm的铝板(A3003)进行冲压加工，制备直径为34mm、厚度为15mm的铝合金圆筒块。用已知的方法测量距在冲压加工中作为底面的金属块表面深度为10μm处和深度为100μm处的晶粒直径的结果，获得如下表1所示的值。
然后，在金属块上涂敷润滑剂，并且通过进行冲压加工将该金属块成型为直径为34mm的圆筒状。
接着，通过一次减薄加工形成直径为30mm、长度为251mm、以及壁厚为0.5mm的铝圆筒管。
然后，在所得到的圆筒管的外周面上用与比较例1相同的方法测量凹部(直径为30μm以上)的数量和尺寸。其结果，与在比较例1制造的圆筒状管相比凹部的数量减少了大约40％，凹部的最大尺寸为大约180μm。
<比较例2>
通过与实施例1相同的方法制备金属块，然后除了进行喷丸加工的投射压更改为0.05MPa之外，其他的用与实施例1相同的方法进行表面处理。用已知的方法测量距在冲压加工中作为底面的金属块表面深度为10μm处和深度为100μm处的晶粒直径的结果，获得如下表1所示的值。
然后，在进行了喷丸加工的金属块上涂敷润滑剂，并且通过进行冲压加工将该金属块成型为直径为34mm的圆筒状。
接着，通过一次减薄加工形成直径为30mm、长度为251mm、以及壁厚为0.5mm的铝圆筒管。
然后，在所得到的圆筒管的外周面上用与比较例1相同的方法测量凹部(直径为30μm以上)的数量和尺寸。其结果，与在比较例1制造的圆筒状管相比凹部的数量减少了大约50％，凹部的最大尺寸为大约250μm。
<比较例3>
通过与实施例1相同的方法制备金属块，然后除了进行喷丸加工的投射压更改为0.5MPa之外，其他的用与实施例1相同的方法进行表面处理。用已知的方法测量距在冲压加工中作为底面的金属块表面深度为10μm处和深度为100μm处的晶粒直径的结果，获得如下表1所示的值。
然后，在进行了喷丸加工的金属块上涂敷润滑剂，但是通过进行冲压加工未能将该金属块成型为圆筒状。可想到的原因是，通过喷丸加工金属块硬度变得过大了。
[圆筒管的评价]
使用自动表面测试仪对每个所得到的圆筒管的外周面制作凹部的分布，并测量凹部的数量(直径为30μm以上)。另外，基于凹部的分布指定凹部在圆筒管的外周面中的位置，并用激光显微镜测量凹部的尺寸(直径)，并基于下面的标准进行评估。
比较例3的金属块未能成型为圆筒状，因此无法对圆筒状管进行评估。所以，与下面的标准无关，综合评价为“D”。
评价结果显示在表1中。
(凹部减少率)
A：与比较例1相比50％以上的减少率
B：与比较例1相比25％以上且50％以下的减少率
C：与比较例1相比小于25％的减少率
(凹部的最大尺寸)
A：150μm以下
B：大于150μm且200μm以下
C：大于200μm
(综合判定)
A:在凹部减少率和凹部的最大尺寸的两个评价中，均判定为“A”
B：在凹部减少率和凹部的最大尺寸的两个评价中，一个判定为“A”而另一个判定为“B”
C：在凹部减少率和凹部的最大尺寸的两个评价中，均判定为“B”
D：在凹部减少率和凹部的最大尺寸的两个评价中，至少一个判定为“C”
[电子照相感光体的制造]
(电子照相感光体用基底的形成)
将实施例1、2、3、4以及比较例1、2中制造的铝圆筒状管分别用作导电支撑体(电子照相感光体用基底)的E1、E2、E3、E4、C1、以及C2。
(底涂层的形成)
首先，将100重量份的氧化锌(平均粒径为70nm，由帝国化工公司(TaycaCorporation)制造，比表面积值为15m2/g)和四氢呋喃500重量份进行混合搅拌，并将硅烷偶联剂(KBM503，由信越化学工业公司(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)制造)1.3重量份加入到所得到的混合物中并搅拌2小时。然后，通过减压蒸馏蒸馏掉四氢呋喃，并将残余物在120℃烘烤3小时，以制备用硅烷偶联剂进行表面处理的氧化锌。
然后，将进行表面处理的氧化锌110重量份和500重量份的四氢呋喃进行搅拌混合，并将通过在50重量份的四氢呋喃中溶解0.6重量份的茜素而制备的溶液加入到所得到的混合物中，在50℃下搅拌5小时。然后，通过减压过滤滤出添加有茜素的氧化锌，然后在60℃减压干燥以制备添加有茜素的氧化锌。
然后，将添加有茜素的氧化锌60重量份、固化剂(封端异氰酸酯Sumidur3175，由住友拜耳聚氨酯公司(Sumitomo Bayer Urethane Co.,Ltd.)制造)13.5重量份、丁醛树脂(S-LEC BM-1，由积水化学工业公司(Sekisui Chemical Co.，Ltd.)制造)15重量份、以及甲基乙基酮85重量份进行混合以制备混合液。然后，将该混合液38重量份和甲基乙基酮25重量份进行混合，并使用1mmφ玻璃珠用砂磨机分散2小时以制备分散液。
在所得到的分散液中添加0.005重量份的二月桂酸二辛基锡和45重量份的硅酮树脂颗粒(Tospearl145，由迈图高新材料公司(Momentive Performance Materials Inc.)制造)，以制备用于形成底涂层的涂布溶液。
通过浸涂法，将用于形成底涂层的涂布液涂布到在实施例以及比较例中作为导电支撑体制造的每个圆筒管E1、E2、E3、E4、C1以及C2的外周面上，并在170℃下干燥固化30分钟，以形成厚度约23μm的底涂层。
(电荷产生层的形成)
接着，将X射线衍射光谱中的布拉格角(2θ±0.2°)在7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°以及28.3°具有较强的衍射峰的羟基镓酞菁1重量份与聚乙烯醇缩丁醛(S-LECBM-S，由积水化学工业公司制造)1重量份和乙酸正丁酯80重量份进行混合，并且将所得到的混合物与玻璃珠一起在油漆搅拌器中分散1小时以制备用于形成电荷产生层的涂布液。通过浸涂法将所得到的涂布液涂布到形成了底涂层的导电性支撑体上，并在100℃下加热干燥10分钟，以形成厚度为约0.15μm的电荷产生层。
(电荷传输层的形成)
接着，将由下式(CT-1)表示的联苯胺2.6重量份和由下式(B-1)表示的具有重复单元的高分子化合物(粘均分子量：40000)3重量份溶解于四氢呋喃25重量份中，以制备用于形成电荷传输层的涂布液。通过浸涂法将所得到的涂布液涂布在电荷产生层上，并在130℃下加热45分钟以形成厚度为20μm的电荷传输层。由此，制造每个电子照相光感光体E1、E2、E3、E4、C1以及C2。
[评价和结果]
所制造的电子照相感光体E1、E2、E3、E4、C1以及C2分别安装在由富士施乐株式会社(Fuji Xerox Co.,Ltd.)制造的DocuPrint P450的处理盒中，并在22℃、50％RH的环境下在A4纸(由富士施乐株式会社制造的C2纸)上输出实心图像(100％浓度)。根据下面的标准，对第5张纸的图像中的白点的发生进行评价。
评价结果显示在表2中。
(白点的评价)
i)关于0.7mm以上的白点
A：未发生
C：发生1个以上
ii)关于0.5mm以上且0.7mm以下的白点
A：未发生
B：发生1个
C：发生两个以上
iii)关于0.3mm以上且小于0.5mm的白点
A：未发生
B：发生1个以上且5个以下
C：发生6个以上
(综合判定)
A：在白点的评价中，判定3个项目为“A”
B：在白点的评价中，判定两个项目为“A”且1个项目为“B”
C：在白点的评价中，判定1个项目为“A”且两个项目为“B”
D：在白点的评价中，判定项目中至少一个为“C”
[表2]
为了进行图示和说明，以上对本发明的示例性实施例进行了描述。其目的并不在于全面详尽地描述本发明或将本发明限定于所公开的具体形式。很显然，对本技术领域的技术人员而言，可以做出许多修改以及变形。本实施例的选择和描述，其目的在于以最佳方式解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本技术领域的其他熟练技术人员能够理解本发明的各种实施例，并做出适合特定用途的各种变形。本发明的范围由与本说明书一起提交的权利要求书及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种金属圆筒的制造方法，其特征在于，包括：
制备具有如下表面的金属块，该表面被调整为使得距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下；以及
通过对以所述表面作为底面的所述金属块进行冲压加工来形成圆筒。
2.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为40μm以上且100μm以下。
3.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为40μm以上且70μm以下。
4.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
距所述金属块的所述表面深度为100μm处的晶粒直径为50μm以上且160μm以下。
5.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
距所述金属块的所述表面深度为100μm处的晶粒直径为70μm以上且150μm以下。
6.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
距所述金属块的所述表面深度为100μm处的晶粒直径为70μm以上且130μm以下。
7.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
所述金属块含有铝。
8.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
所述金属块含有90.0重量％以上的铝。
9.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
所述金属块含有93.0重量％以上的铝。
10.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
所述金属块含有95.0重量％以上的铝。
11.根据权利要求1所述的金属圆筒的制造方法，其中
所述制备包括对金属块中的至少一个表面进行喷丸加工以形成具有如下表面的金属块，该表面被调整为使得距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下。
12.根据权利要求1至11的任一项所述的金属圆筒的制造方法，还包括：
在进行所述冲压加工后对所述圆筒进行减薄加工。
13.一种冲压加工用金属块，其特征在于：
所述金属块具有如下表面，该表面被调整为使得距所述表面深度为10μm处的晶粒直径小于距所述表面深度为100μm处的晶粒直径，且距所述表面深度为10μm处的晶粒直径为30μm以上且120μm以下。
14.根据权利要求13所述的用于冲压的金属块，其中
距所述表面深度为100μm处的晶粒直径为50μm以上且160μm以下。
15.一种电子照相感光体用基底的制造方法，其特征在于，包括：
通过权利要求5所述的金属圆筒的制造方法制造电子照相感光体用基底。
16.一种电子照相感光体的制造方法，其特征在于，包括：
作为电子照相感光体用基底，制备通过权利要求5所述的金属圆筒的制造方法制造的金属圆筒；以及
在所述金属圆筒的外周面上形成感光层。
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