CN111752117A - 管状金属体和电子照相感光体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管状金属体和电子照相感光体。所述管状金属体包含:在轴方向上一端具有开口的管状部;和设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部。底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2以上且4000以下。底部的外周面的维氏硬度HV1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且27HV以下。
Description
技术领域
本发明涉及管状金属体和使用该管状金属体的电子照相感光体。
背景技术
目前已知的以低成本量产如薄壁金属容器等管状金属体的方法之一为冲压法,其中,通过使用阳模(冲头)对阴模(凹膜)上的金属块(坯料)施加冲击而形成管状金属体。
例如,日本特开2008-132503号公报公开了“一种制造有底容器的方法,其通过下述方式进行:将如坯料等塑性材料装入口模腔内并使用相对于该口模可自由位移的冲头压制该坯料,从而使塑性材料塑性变形为有底容器,该方法包括:使用口模和冲头使塑性材料塑性变形为具有特定深度的中间容器的第一步骤;加热在第一步骤中得到的中间容器的第二步骤;洗涤在第二步骤中加热的中间容器的第三步骤;将油涂布到在第三步骤中洗涤的中间容器的第四步骤;将在第四步骤中涂油的中间容器干燥的第五步骤;和使第五步骤中干燥的中间容器进一步塑性变形从而形成具有最终深度的容器的第六步骤”。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种冲压的管状金属体,其包含:在轴方向上一端具有开口的管状部;和设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,其中,与底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2小于2或超过4000时、底部的外周面的维氏硬度HV1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小不到5HV或超过27HV时,或底部的外周面的平均晶粒直径D1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大不到50μm或超过999.9μm时相比,冲压特有的管状部的沿圆周方向的外周面上的表面粗糙度大的区域(该区域称作模口挤痕)的产生得到了抑制,并且厚度偏差也得到了抑制。
上述目的通过以下方面实现。
根据本发明的第一方面,提供了一种管状金属体,其包含:在轴方向上的一端具有开口的管状部;和设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2以上且4000以下,并且所述底部的外周面的维氏硬度HV1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且27HV以下。
根据本发明的第二方面,提供了根据第一方面所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的维氏硬度HV1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且18HV以下。
根据本发明的第三方面,提供了根据第一方面所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的维氏硬度HV1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2之比HV1/HV2为18/45以上且25/30以下。
根据本发明的第四方面,提供了根据第一方面所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2.75以上且3800以下。
根据本发明的第五方面,提供了根据第一方面所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2大5μm以上且39.99μm以下。
根据本发明的第六方面,提供了一种管状金属体,其包含:在轴方向上的一端具有开口的管状部;和设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2以上且4000以下,并且所述底部的外周面的平均晶粒直径D1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大50μm以上且999.9μm以下。
根据本发明的第七方面,提供了根据第六方面所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的平均晶粒直径D1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2之比D1/D2为2以上且10000以下。
根据本发明的第八方面,提供了根据第六方面所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2.75以上且3800以下。
根据本发明的第九方面,提供了根据第六方面所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2大5μm以上且39.99μm以下。
根据本发明的第十方面,提供了一种电子照相感光体,其包含管状金属体和设置在所述管状金属体的管状部表面上的感光层,所述管状金属体包含:在轴方向上的一端具有开口的管状部,和设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2以上且4000以下,并且所述底部的外周面的维氏硬度HV1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且27HV以下,或所述底部的外周面的平均晶粒直径D1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大50μm以上且999.9μm以下。
根据本发明的第一方面,提供了一种管状金属体,其包含在轴方向上一端具有开口的管状部和设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,其中,与底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2小于2或大于4000时相比,或与底部的外周面的维氏硬度HV1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小不到5HV或超过27HV时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
根据本发明的第二方面,提供了一种管状金属体,其中,与底部的外周面的维氏硬度HV1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小不到5HV或超过18HV时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
根据本发明的第三方面,提供了一种管状金属体,其中,与底部的外周面的维氏硬度HV1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2之比HV1/HV2小于18/45或大于25/30时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
根据本发明的第四方面,提供了一种管状金属体,其中,与底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2小于2.75或大于3800时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
根据本发明的第五方面,提供了一种管状金属体,其中,与底部的外周面的表面粗糙度Rz1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2大不到5μm或超过39.99μm时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
根据本发明的第六方面,提供了一种管状金属体,其包含在轴方向上一端具有开口的管状部和设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,其中,与底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2小于2或大于4000时相比,或与底部的外周面的平均晶粒直径D1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大不到50μm或超过999.9μm时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
根据本发明的第七方面,提供了一种管状金属体,其中,与底部的外周面的平均晶粒直径D1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2之比D1/D2小于2或大于10000时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
根据本发明的第八方面,提供了一种管状金属体,其中,与底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2小于2.75或大于3800时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
根据本发明的第九方面,提供了一种管状金属体,其中,与底部的外周面的表面粗糙度Rz1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2大不到5μm或超过39.99μm时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
根据本发明的第十方面,提供了一种电子照相感光体,其中,通过使用下述管状金属体而抑制了白斑的发生,所述管状金属体包含在轴方向上一端具有开口的管状部和设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,其中,与底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2小于2或大于4000时相比,或与底部的外周面的维氏硬度HV1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小不到5HV或超过27HV时或底部的外周面的平均晶粒直径D1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大不到50μm或超过999.9μm时相比,厚度偏差和管状部的外周面中沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(该区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制。
附图说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细说明,其中:
图1是说明一个示例性实施方式的制造设备的冲压装置的结构的透视图;
图2是说明一个示例性实施方式的冲压装置的结构的截面侧视图;
图3是说明在图1所示的冲压装置中冲头插入口模腔中的状态的透视图;
图4是图2所示的冲压装置的截面侧视图;
图5是说明在图1所示的冲压装置中由冲头取出圆管状金属体的过程的透视图;
图6是说明示例性实施方式的冲压装置的冲头的一部分和口模的一部分的放大截面侧视图;
图7是说明示例性实施方式的制造设备的引缩装置的结构的透视图;
图8是说明一个示例性实施方式的引缩装置的结构的截面侧视图;
图9是说明示例性实施方式的制造设备的切割装置的结构的示意图;
图10是说明通过使用图9所示的切割装置切割圆管状金属体的状态的示意图;
图11是一个示例性实施方式的管状金属体的一个实例的示意性截面图;
图12是一个示例性实施方式的感光体的结构的一个实例的示意性部分截面图;
图13是示例性实施方式的感光体的结构的另一实例的示意性部分截面图;
图14是示例性实施方式的感光体的结构的另一实例的示意性部分截面图;
图15是说明一个示例性实施方式的图像形成设备的一个实例的示意图;
图16是说明示例性实施方式的图像形成设备的另一实例的示意图。
具体实施方式
现将对作为本发明的部分实例的示例性实施方式进行说明。
冲压管状金属体
一个示例性实施方式的冲压管状金属体具有:在轴方向上的一端具有开口的管状部;和设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,并且满足下述条件(1)和下述条件(2)和(3)中的至少一个。
条件(1):所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2以上且4000以下。
条件(2):所述底部的外周面的维氏硬度HV1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且27HV以下。
条件(3):所述底部的外周面的平均晶粒直径D1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大50μm以上且999.9μm以下。
此处,冲压指的是涉及用冲头(换言之,阳模)压制口模(换言之,阴模)上的坯料(换言之,金属块)从而使坯料在冲头外周面周围塑性变形并形成管状金属体的加工方法。
如上所述,在冲压中,用冲头压制坯料以使坯料在冲头外周面周围塑性变形并形成管状金属体。在此过程中,坯料的冲头接触面侧部分在接触冲头外周面的同时变得伸长并塑性变形。
不过,在冲压中,在管状部沿圆周方向的外周面上可能出现具有大表面粗糙度的区域,此区域称为模口挤痕,是冲压特有的。模口挤痕被认为由于冲压过程中剪切应力的不均一而出现的,其使得在管状部的外周面上出现晶粒并发生不规则。
而且,在冲压中,切割优先于控制壁厚均一性,且冲压难以用于涉及高形状精确度的用途。具体而言,例如,感光体的导电性基体的壁厚理想地是均匀的,不过在这种用途中可能发生厚度偏差。
据推测,厚度偏差的出现是因为冲压过程中材料流动的不均匀性引起材料之间的流动界面的破裂,并且材料流动在加工过程中波动,并在圆周方向上产生壁厚的不均一性。
为了解决此问题,在冲压管状金属体中,将底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2设置在2以上且4000以下。
此外,将底部的外周面的维氏硬度HV1设置为比管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且27HV以下,或将底部的外周面的平均晶粒直径D1设置为比管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大50μm以上且999.9μm以下。
于是,通过控制底部的外周面和管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz,以及维氏硬度HV1和平均晶粒直径中的至少一个,抑制了冲压加工过程中材料流动的不均一性,并且抑制了晶粒的出现。此外,抑制了材料间的流动界面的破裂以及加工过程中材料流动的波动。
于是,由于本示例性实施方式的冲压管状金属体的上述特征,底部侧的外周面的沿圆周方向的具有大表面粗糙度的区域(此区域称为模口挤痕,是冲压特有的)的发生得到抑制,并且厚度偏差也得到抑制。
在下文中,对本示例性实施方式的冲压管状金属体(在下文中也可以称为"管状金属体")进行详细说明。在下述说明中,对同时满足条件(2)和条件(3)的示例性实施方式进行了说明;不过,如果满足这些条件之一,也是足够的。
在本示例性实施方式的管状金属体中,底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2以上且4000以下,并且从抑制模口挤痕的发生和厚度偏差的观点出发,优选为2.75以上且3800以下,更优选为4以上且1200以下。
从抑制模口挤痕的发生和厚度偏差的观点出发,底部的外周面的表面粗糙度Rz1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2优选大5μm以上且39.99μm以下,更优选7μm以上且37.9μm以下,再更优选9μm以上且35.7μm以下。
管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2优选为0.01μm以上且5μm以下,更优选0.1μm以上且4μm以下。
在本示例性实施方式的管状金属体中,底部的外周面的维氏硬度HV1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且27HV以下,从抑制模口挤痕的发生和厚度偏差的观点出发,优选小5HV以上且18HV以下。
从抑制模口挤痕的发生和厚度偏差的观点出发,底部的外周面的维氏硬度HV1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2之比HV1/HV2优选为18/45以上且25/30以下(或0.4以上且0.83以下),更优选为0.45以上且0.75以下,再更优选为0.475以上且0.72以下。
管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2优选为30HV以上且45HV以下,并且更优选为32HV以上且40HV以下。
在本示例性实施方式的管状金属体中,底部的外周面的平均晶粒直径D1比管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大50μm以上且999.9μm以下,从抑制模口挤痕的发生和厚度偏差的观点出发,优选大90μm以上且960μm以下。
从抑制模口挤痕的发生和厚度偏差的观点出发,底部的外周面的平均晶粒直径D1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2之比D1/D2优选为2以上且10000以下,更优选为2.5以上且1600以下,再更优选为2.63以上且700以下。
管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2优选为0.1μm以上且50μm以下,并且更优选为1μm以上且38μm以下。
现将描述测量表面粗糙度Rz、维氏硬度HV和平均晶粒直径D的方法。
第一,对测量位置进行说明。
"底部的外周面"上的测量位置通过从底部的外底面中央部引出相对于管状部正交延伸的假想线来确定,从所述底部的外周面与假想线之间的交点处起朝向管状部的开口的2mm的位置用作测量位置(参见图11)。
"管状部的外周面"上的测量位置是管状部的外周面上在管状金属体的高度的1/2高度处的位置(参见图11)。
在图11中,MP1表示”底部的外周面”上的测量位置,MP2表示"管状部的外周面"上的测量位置。在图11中,410表示管状金属体,412表示底部,413表示管状部。
接下来,对测量表面粗糙度Rz的方法进行说明。
表面粗糙度Rz是根据JIS B 0601(2013)的最大高度粗糙度,并且通过在“底部的外周面”的测量位置和"管状部的外周面"的测量位置处在圆周方向上用探针扫描20mm来测量。此操作在3处进行,平均值用作各测量位置的表面粗糙度Rz。
测量条件是评价长度Ln=4.0mm,取样长度L=0.8mm,截留值=0.8mm。
接下来,对测量维氏硬度的方法进行说明。
通过使用维氏硬度测试仪(商品名:MVK-HVL,Akashi Corporation制造)并通过从外周面按压硬度计压头来以1kgf的印压负载持续20秒的印压时间测量硬度,从而在"底部的外周面"和"管状部的外周面"的测量位置处测量维氏硬度HV。测量的地方是在“底部的外周面”和"管状部的外周面"的各个测量位置处在圆周方向上彼此相等地隔开的4点。平均值用作各个测量位置处的维氏硬度HV。
接下来,对测量平均晶粒直径D的方法进行说明。
包括“底部的外周面”和"管状部的外周面"的测量位置的样品取自管状金属体。各样品中的测量位置(换言之,测量面)通过用抛光机(Beta&Vector GRINDER-POLISHERS ANDPOWERHEAD,BUEHLER LTD.制造)抛光进行镜面研磨。随后,通过使用扫描电子显微镜(JSM-7500F,JEOL Ltd.制造),观察测量位置处的晶粒,计算晶粒直径。
具体而言,晶粒直径通过下述方式计算:在观察图像中绘制假想线,对穿过该线的晶体的长度取个数平均(测量长度:1000μm)。
要测量之处为在“底部的外周面”和"管状部的外周面"的各个测量位置处在圆周方向上彼此相等地隔开的4点。平均值用作各个测量位置处的平均晶粒直径D。
在本示例性实施方式的管状金属体中,关于所述底部的外周面与管状部在轴方向上的中央部的外周面之间的表面粗糙度Rz、维氏硬度HV和平均晶粒直径D的上述关系也可以适用于底部的外周面和管状部的外周面中的区域(所述区域从开口延伸了等于管状部的轴向长度的70%以上且90%以下(优选80%以上且90%以下)的长度)的外周面之间的相同关系。
本示例性实施方式的管状金属体(特别是,其管状部)的厚度的偏差(换言之,厚度偏差)优选为40μm以下,更优选35μm以下,再更优选30μm以下。厚度偏差的下限可以为0,从生产率的观点出发,例如为5μm以上。
厚度偏差通过下述方法测量。通过使用超声波厚度计,在从管状金属体的管状部的开口侧朝向底部侧从特定点起在圆周方向上彼此相等地隔开的36个点处测量厚度(壁厚)。然后从最大厚度减去最小厚度。对管状金属体的管状部的轴方向上的18个点每10mm进行此操作。将最大值确定为厚度偏差。
本示例性实施方式的管状金属体(具体而言,其管状部)的厚度(壁厚)没有特别限制,根据用途确定。例如,管状金属体(具体而言,其管状部)的厚度(壁厚)优选为0.3mm以上且0.7mm以下,并且更优选0.35mm以上且0.5mm以下。
管状金属体(具体而言,其管状部)的厚度(壁厚)是对于厚度偏差计算的厚度的平均值。
本示例性实施方式的管状金属体的材料没有特别限制,根据用途来选择。
例如,当管状金属体用作感光体的导电性基体时,管状金属体的材料可以为铝或铝合金。
铝合金的实例包括含有铝和例如Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn或Ti等的那些。铝合金可以是称为1000系合金的那些。
从加工性的观点出发,铝含量(铝纯度:质量比)优选为90.0%以上,更优选93.0%以上,再更优选95.0%以上。
本示例性实施方式的管状金属体的形状(具体而言,在管状金属体的轴方向上观察的管状金属体的形状)没有特别限制,根据用途来选择。管状金属体的形状可以为圆形、多边形(矩形等)或任何的各种其他形状。
此处,本示例性实施方式的管状金属体是通过冲压制备的冲压管状金属体。
冲压管状金属体由于加工硬化而通常显示高硬度(例如,45HV以上)。因此,与通过切割相同类型的铝管(原管)的表面制备的管状金属体相比,冲压管状金属体显示高硬度。而且,通过冲压可以制备更薄的管状金属体。
本示例性实施方式的管状金属体可以用作例如电子照相感光体用导电性基体。作为另选,管状金属体可以用作燃料电池壳体等。
本示例性实施方式的管状金属体的制造方法
一个示例性实施方式的管状金属体的制造方法采用冲压。一个具体实例如下。
首先,对用于本示例性实施方式的管状金属体的制造方法的制造设备(在下文中此设备可能称为"本示例性实施方式的制造设备")进行说明。
制造设备100
现将对本示例性实施方式的制造设备100的特征进行说明。
图1等中所示的制造设备100是用于制造管状金属体的制造设备的一个实例。具体而言,制造设备100具有制造圆管状金属体400(参见图10)的功能。换言之,制造设备100可以视作用于制造电子照相感光体的导电性基体的制造设备的一个实例。
制造设备100制造的产品不限于电子照相感光体用圆管状金属体400。例如,制造设备100可以是用于制造用作显影辊的圆管状金属体的设备。制造设备100可以是用于制造用作电池壳等的棱柱体的设备。
具体而言,制造设备100包括冲压装置10(参见图1和2)、引缩装置200(参见图7和8)和切割装置300(参见图9和10)。下面对冲压装置10、引缩装置200和切割装置300进行说明。
冲压装置10
图1和2说明了冲压装置10的结构。图1和2中示出的冲压装置10是用于冲压作为原料的金属块的设备的一个实例。具体而言,冲压装置10对作为金属块的一个实例的坯料30施加冲击,从而形成有底管状体(换言之,具有在轴方向上一端具有开口的管状部和设置在管状部在轴方向上的另一端的底部的管状金属体)。
作为一个实例,冲压装置10被布置为使图中的箭头+Y方向侧为竖直向上侧,箭头-Y方向侧位竖直向下侧。作为另选,冲压装置10可以被布置为使+Y方向侧为水平方向侧。冲压装置10布置的方向与重力方向之间的关系不相关。
具体而言,如图1所示,冲压装置10具有口模20、冲头40和剥离器60。下面对坯料30和冲压装置10的各部件(口模20、冲头40和剥离器60)进行说明。
坯料30
坯料30是金属块的一个实例。坯料30的材料、形状、尺寸等根据形成的产品的形状、尺寸、用途等来选择。当如本示例性实施方式制造电子照相感光体用支持体时,可以使用由铝或铝合金构成的圆盘状或柱状坯料30。取决于形成的产品的形状,可以使用例如椭圆柱状或棱柱状坯料30。
用作坯料30的铝合金的实例包括含有铝和例如Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn或Ti等的那些。用于制造电子照相感光体用支持体的坯料30含有的铝合金可以是称为1000系合金的那些。
坯料30的制备方法没有特别限制。例如,当使用柱状或圆盘状坯料30时,方法的实例包括:包括将具有垂直于长度方向的截面为圆形的棒状金属材料切割使得切割件具有与坯料30的高度(厚度)相当的长度的方法,以及包括由具有与坯料30的高度(厚度)相当的厚度的金属板冲出圆形件的方法。
口模20
图1和2中所示的口模20是具有在内部的空腔(其上放置金属块)和形成在空腔底面的外周的沟道的口模的一个实例。具体而言,如图2所示,口模20是具有在内部的空腔22(其上放置坯料30)和形成在空腔22底面23的外周的沟道24的阴模。更具体而言,口模20具有下述结构。
如图1所示,口模20具有例如圆盘状。空腔22形成在口模20的中央部从而在口模20的上表面(在图1中,+Y方向侧的表面)形成开口。空腔22具有柱状或圆盘状。换言之,空腔22在平面图中(在图1,沿-Y方向看)具有圆形。
如图2所示,空腔22的底面23为朝向上方(在图2中,+Y方向侧)的平坦面。换言之,底面23没有坡度(换言之,平坦面)。作为另选,底面23可以具有坡度,例如,可以为在径向上中央处向上(图2,朝向+Y方向侧)突出的面。
沟道24形成在空腔22的底面23的外周,从而在底面23处向上(在图2,+Y方向侧)开口。具体而言,沟道24在平面图中具有环状。也就是说,沟道24在底面23形成为沿空腔22的外周面22N在整个圆周中延伸。底面23的外周指的是从平面图中底面23的中央起在外周侧(在图2中,在空腔22的内周面22N侧)的部分。
沟道24在截面侧视图中具有基本上矩形的形状。-Y方向侧的角部是圆形的。沟道24的底面24D是朝向上方(在图2中,+Y方向侧)的平坦面。换言之,底面24D没有坡度(换言之,平坦面)。作为另选,底面24D可以具有坡度,例如,可以在空腔22(其底面23)的径向外侧向下(在图2中,朝向-Y方向侧)凹陷。
沟道24形成为包含底面23的外周,并且可以形成为还包含平面图中底面23的中央部。因此,沟道24的沟道宽度(换言之,底面23的沿径向的尺寸)可以大于空腔22的半径的一半。
作为另选,在沟道24的内周侧可以形成其他沟道。换言之,在底面23中可以形成包括沟道24在内的两条以上沟道。
沟道24是从底面23的最上部23A起向下凹陷的空间。最上部23A是最大+Y方向侧的部分,并且是空腔22中接近开口22A(在图2中,+Y方向侧的端部)的部分。
在本说明中,"底"指的是空腔22或沟道24的深度侧方向。如本示例性实施方式中这样,当冲压装置10被布置为使箭头+Y方向侧为竖直向上侧时,"底"是"竖直向下侧的部分";不过,当冲压装置10被布置为使箭头+Y方向侧为水平方向侧时,"底"并不是"竖直向下侧的部分"。在下面对沟道24的具体功能进行说明。
冲头40
图1和2所示的冲头40是相对于口模移动并且使尖端插入空腔中的冲头,其形状没有限制。具体而言,如图3和4所示,冲头40是朝向口模20下降从而使尖端43插入空腔22中的阳模。冲头40具有向坯料30施加冲击从而压制坯料30的功能。更具体而言,冲头40具有下述结构。
如图1所示,冲头40具有例如柱状。换言之,冲头40在平面图中(具体而言,在截面平面图中)具有圆形。冲头40的外径小于口模20的空腔22的内径。如图2和4所示,在冲头40的尖端侧(在图2中,-Y方向侧)形成外径大于后端侧(在图2中,+Y方向侧)的大直径部42(或撞击(land)部)。大直径部42具有界定要形成的圆管状金属体410(管状体的一个实例)的内径的功能。换言之,大直径部42的外周面充当界定要形成的圆管状金属体410的内径的加工面。注意,大直径部42是插入空腔22的部分中具有最大直径的部分。
冲头40的尖端43(在图2中,相对于大直径部42的-Y方向侧的部分)朝向尖端面45(在图2中,-Y方向侧的面)渐缩。尖端面45由面向-Y方向侧的平坦面构成。
冲头40被配置为当驱动力从图中未示出的驱动源传来时上下(在图2中,-Y方向和+Y方向)移动。
如图3和4所示,冲压装置10通过下述方式挤压放在空腔2中的坯料30并使其变形:通过将冲头40以使得冲头40和底面23之间存在间隙的方式插入含有坯料的空腔22中而向坯料30施加冲击。换言之,冲头40压制坯料30。结果,坯料30从空腔22变得伸长从而覆盖冲头40的周边(换言之,外周)并且形成圆管状。于是,形成了具有底部412的圆管状金属体410。
作为另选,口模20可以相对于冲头40移动使得冲头40插入空腔22中。换言之,结构可以为任何结构,只要冲头40相对于口模20移动即可。而且,冲头40在平面图中(具体而言,在截面平面图中)的形状和空腔22在平面图中的形状根据形成的产品的形状来选择。例如,当形成的产品为棱柱时,冲头40在平面图中(具体而言,在截面平面图中)的形状和空腔22在平面图中的形状为矩形。
剥离器60
图3和5所示的剥离器60具有从冲头40取出形成的圆管状金属体410的功能。剥离器60在平面图中具有贯穿中央部的圆形贯通孔62。于是,剥离器60形成为在平面图中具有环形。如图5所示,在冲压装置10中,通过使冲头40穿过剥离器60中的贯通孔62和通过使圆管状金属体410接触剥离器60,从冲头40取出圆管状金属体410。
冲压装置10的尺寸
当口模20的空腔22的半径为r时,沟道24的最大深度DA可设置为0.05r(0.05×半径r)以上(参见图6)。如图6所示,沟道24的最大深度DA是口模20的底面23的最上部23A到沟道24的最底部24B的尺寸,并且是沿冲头40插入方向(在图6中,-Y方向)取的尺寸。
从模口挤痕抑制效果的观点出发,沟道24的最大深度DA可以为0.08r以上。而且,从材料效率的观点出发,沟道24的最大深度DA可以为0.1r以下。
沟道24的截面的重心GA(参见图6)与空腔22的内周面22N之间的第一距离L1可设置为0.15r以下。"沟道24的截面"指的是通过在-Y方向上切割口模20得到的截面。具体而言,"沟道24的截面"指的是通过沿-Y方向切割口模20使得截面穿过圆形空腔22在平面图中的中心而得到的截面。"沟道24的截面的重心GA与空腔22的内周面22N之间的第一距离L1"指的是在上述截面中从重心GA到空腔22的内周面22N的最短距离。
在使冲头40接触空腔22的底面23时,将沟道24的最底部24B与冲头40之间的第二距离L2设置为等于或大于最大深度DA。此处,"在使冲头40接触空腔22的底面23时沟道24的最底部24B与冲头40之间的第二距离L2"指的是在上述截面中从最底部24B到冲头40的最短距离。
当冲压装置10进行冲压时,冲头40和空腔22的底面23并不相互接触。换言之,通过以冲头40和空腔22的底面23之间存在间隙的方式使用冲头40来进行冲压。此间隙构成形成的产品的底厚。由于间隙的距离根据希望的底厚而任意改变,因此在本示例性实施方式中,在使冲头40接触空腔22的底面23时将最底部24B与冲头40之间的最短距离现设置为第二距离L2。由于第二距离L2是最短距离,因此第二距离L2不限于沿-Y方向的距离。
由于第二距离L2等于或大于最大深度DA,因此在使冲头40接触空腔22的底面23时冲头40的一部分并不进入空腔22。换言之,在本示例性实施方式中,在使冲头40接触空腔22的底面23时冲头40的一部分并不进入空腔22。换言之,在本示例性实施方式中,冲头40并不具有在使冲头40接触空腔22的底面23时进入空腔22的突出部。换言之,在本示例性实施方式中,在使冲头40接触空腔22的底面23时,与沟道24相对的冲头40的尖端面45的部分在沟道24的开口24A(在图6中,+Y方向侧的端部)之上。
沟道24的沟道宽度为例如0.1r以上且0.9r以下。沟道24的沟道宽度为上述"沟道24的截面"中沟道24的开口24A处沿空腔22的半径方向的尺寸。
沟道24的功能
如上所述,通过设置图6所示的沟道24的最大深度DA、第一距离L1和第二距离L2,沟道24滞留通过用冲头40按压而进入沟道24的坯料30。具体而言,沟道24滞留通过用冲头40压制而进入沟道24的坯料30的底面23侧外周部35。
此处,"滞留"指的是通过用冲头40压制而进入沟道24的坯料30的移动量小于不具有沟道24的结构中坯料30的移动量。因此,只要移动量减小,结构就可以布置为使通过用冲头40压制而进入沟道24的坯料30从沟道24排出。
"坯料30的底面23侧外周部35"具体指的是坯料30的底面39(在图2中,-Y方向侧的面)和侧面31(换言之,外周面)之间的角部(换言之,边界部分)。此角部是圆形的。
在本示例性实施方式中,具体而言,沟道24使坯料30的外周部35停留在构成要形成的圆管状金属体410的轴方向端部的部分。更具体而言,沟道24使坯料的外周部35停留在沟道24中。在本示例性实施方式中,"构成圆管状金属体410的轴方向端部的部分"具体为通过切割装置300切割的轴方向端部425(参见图9和10)。作为另选,"构成圆管状金属体410的轴方向端部的部分"可以被理解为比圆管状金属体410的轴方向中央接近轴方向端的部分。另外,"停留"指的是保持该位置。于是,短语"使坯料的外周部35停留在沟道24中"指的是外周部35位于沟道24内。
在本示例性实施方式中,坯料30的底面23侧中央部37通过用冲头40压制而穿过空腔22的内周面22N与冲头40的外周面之间。换言之,坯料30的中央部37移动至圆管状金属体410的管状部413的轴方向中央侧部分。"轴方向中央侧部分"指的是相对于轴方向端部425的中央侧的部分。具体而言,轴方向中央侧部分是用作产品的部分。
沟道24的最大深度DA、第一距离L1和第二距离L2不限于上述附图。只要沟道24显示滞留功能,沟道24的最大深度DA、第一距离L1和第二距离L2就可以设置在与上述不同的数值范围内。
当标记(着色)坯料30的一部分(例如,外周部35或中央部37)然后进行冲压时,该部分的移动量可以通过检查形成的产品的着色位置来确定。通过使用此方法,可以确定坯料30的一部分是否滞留和坯料30的那部分停留在哪个位置。
引缩装置200
图7和8所示的引缩装置200是用于对通过使用冲压装置冲压金属块形成的圆管状金属体进行引缩的设备的一个实例。具体而言,引缩装置200是对通过使用冲压装置10冲压坯料30形成的圆管状金属体410进行引缩的设备。
更具体而言,如图7和8所示,引缩装置200包括圆柱模具210和压制模具220。
圆柱模具210是具有插入通过冲压装置10进行冲压形成的圆管状金属体410中的尖端部的圆柱形模具。圆柱模具210的外径小于圆管状金属体410的内径。
于是,如图8所示,当尖端侧部分(图中的下部)插入圆管状金属体410时(当圆管状金属体410适应圆柱模具210时),在圆柱模具210的外周面与圆管状金属体410的内周面之间形成间隙。
圆柱模具210被配置为当驱动力从图中未示出的驱动源传来时上下(在图8中,-Y方向和+Y方向)移动。
压制模具220是相对于圆柱模具210的外周面压制圆管状金属体410的模具。如图7所示,压制模具220具有与圆柱模具210同轴的环形。压制模具220具有在压制模具220的径向上向内突出的环状突起部223。
突起部223的内径大于圆柱模具210的外径,小于引缩前的圆管状金属体410的外径。
如图8所示,在引缩装置200中,与圆管状金属体410适应的圆柱模具210向下移动,使圆管状金属体410穿过压制模具220的内部,并且使压制模具220相对于圆柱模具210的外周面压制圆管状金属体410。圆管状金属体410的形状通过此引缩加工修正。结果,圆管状金属体410的内径、外径、圆形度等得到调整。
切割装置300
图9和10所示的切割装置300是将轴方向端部425(其中形成使用引缩装置200进行引缩的圆管状金属体410的底部412)切割的装置。
如图9所示,切割装置300具有切割圆管状金属体410的轴方向端部425的刀具310(切割单元)。如图10所示,切割装置300的刀具310切割圆管状金属体410的轴方向端部425,于是,得到在轴方向上具有两个开口端的圆管状金属体400。
接下来,对使用一个示例性实施方式的制造设备制造圆管状金属体的方法的实例进行说明。
制造方法
对圆管状金属体400的制造方法进行说明。该制造方法包括准备步骤、冲压步骤、引缩步骤、切割步骤和洗涤步骤。
准备步骤
在准备步骤中,准备包括冲压装置10、引缩装置200和切割装置300的制造设备100。在准备步骤中,准备上述坯料30。
冲压步骤
在冲压步骤中,首先将润滑剂施加到坯料30的表面。将润滑剂施加到坯料30以抑制由于与冲头40和口模20的接触引起的坯料30上的刮擦。
润滑剂可以为任一种,不过从抑制厚度偏差的观点出发,可以为粉末状固体润滑剂。固体润滑剂可以为脂肪酸金属盐。脂肪酸金属盐的实例包括硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁和硬脂酸铝。
接下来,如图1和2所示,将表面施加有润滑剂的坯料30放入冲压装置10中口模20的空腔22内。坯料30放在空腔22的底面23上并且不进入沟道24。换言之,在沟道24内存在空间的情况下将坯料30放在空腔22的底面23上。
接下来,如图3和4所示,将口模20上方的冲头40下降并插入空腔22中。结果,冲头40挤压放在空腔22中的坯料30并使其变形。换言之,冲头40压制坯料30。结果,坯料30从空腔22变得伸长从而覆盖冲头40的周边并形成具有底部412的圆管状金属体410。
在此过程中,坯料30的一部分进入沟道24。具体而言,坯料30的底面23侧外周部35进入沟道24。进入沟道24的外周部35滞留。具体而言,进入沟道24的外周部35停留在构成形成的圆管状金属体410的轴方向端部的部分。更具体而言,进入沟道24的外周部35停留在沟道24中。坯料30的中央部37不进入沟道24,但通过用冲头40压制而穿过空腔22的内周面22N与冲头40的外周面之间。
接下来,冲头40向上移动而使冲头40穿过剥离器60中的贯通孔62并从冲头40取出圆管状金属体410。结果,形成了圆管状金属体410。
引缩步骤
在引缩步骤中,首先,如图8所示,将圆柱模具210的尖端侧部分插入圆管状金属体410。
接下来,圆柱模具210向下移动使圆管状金属体410穿过压制模具220的内部。结果,压制模具220相对于圆柱模具210的外周面压制圆管状金属体410。
因此,圆管状金属体410沿圆柱模具210的外周面塑性变形,圆管状金属体410的形状得到修正。接下来,具有修正的形状的圆管状金属体410从圆柱模具210释放。
切割步骤
如图10所示,在切割步骤中,切割装置300的刀具310切割圆管状金属体410的轴方向端部425(其中形成底部412)。结果,得到了在轴方向上具有两个开口端的圆管状金属体400。
洗涤步骤
在洗涤步骤中,洗涤圆管状金属体400的表面。结果,在冲压步骤中施加到坯料30的润滑剂被除去。用于洗涤步骤的洗涤方法没有特别限制,可以采用任何已知的方法。洗涤方法的具体实例包括浸入洗涤(包括浸入洗涤剂中)、流动洗涤(包括浸入流动的洗涤剂中)、超声波洗涤、擦洗和淋洗。结果,制得圆管状金属体400。作为另选,制造方法可以省略将润滑剂施加到坯料30。在此情况下,不进行洗涤步骤。
示例性实施方式的制造设备和制造方法的运作
根据示例性实施方式的制造设备和制造方法,沟道24具有滞留通过用冲头40压制而进入沟道24的坯料30的功能。此外,坯料30中通过用冲头40压制引起变形而增加表面粗糙度的部分滞留,于是,此部分向要形成的圆管状金属体410的管状部413的移动得到抑制。
因此,与通过用冲头40压制而进入沟道24的坯料30移动要形成的圆管状金属体410的管状部413中而不滞留的结构相比,圆管状金属体410的管状部413的轴方向中央侧部分中模口挤痕的发生得到抑制。如上所述,模口挤痕是比其他区域具有更大的表面粗糙度的区域。模口挤痕沿圆管状金属体410的圆周方向发生。
在本示例性实施方式中,具体而言,沟道24滞留通过用冲头40压制而进入沟道24的坯料30的底面23侧外周部35。
此处,坯料30的外周部35是由于通过用冲头40压制引起的自由变形(不受限变形)和由于所致的粗晶粒的出现而容易经历表面粗糙度增大的部分。于是,与通过用冲头40压制而进入沟道24的外周部35移动要形成的圆管状金属体410的管状部413中而不滞留的结构相比,圆管状金属体410的管状部413的轴方向中央侧部分中模口挤痕的发生得到抑制。
在本示例性实施方式中,更具体而言,沟道24使坯料30的外周部35停留在构成要形成的圆管状金属体410的轴方向端部的部分。
于是,与通过用冲头40压制而进入沟道24的外周部35移动超过要形成的圆管状金属体410的轴方向端部的结构相比,圆管状金属体410的管状部413的轴方向中央侧部分中模口挤痕的发生得到抑制。
另外,在本示例性实施方式中,沟道24使坯料30的外周部35停留在沟道24中。于是,与通过用冲头40压制而进入沟道24的外周部35移出沟道24的结构相比,要形成的圆管状金属体410的管状部413的轴方向中央侧部分中模口挤痕的发生得到抑制。
在本示例性实施方式中,坯料30的中央部37并不进入沟道24,而是通过用冲头40压制而穿过空腔22的内周面22N与冲头40的外周面之间。
此处,坯料30的中央部37是与外周部35相比不容易经历表面粗糙度增大的部分。于是,与使坯料30的中央部37停留在沟道24内的结构相比,坯料30的中央部37可有效用作要形成的圆管状金属体410的管状部413的材料,因此材料效率得到改善。
于是,在本实施方式中,由于要形成的圆管状金属体410的管状部413的轴方向中央侧部分中模口挤痕的发生得到抑制,因此得到管状部413中的模口挤痕的发生得到抑制的圆管状金属体410。
通过上述示例性实施方式的制造设备和制造方法,得到下述圆管状金属体410,其包含在轴方向上的一端具有开口的管状部413和位于管状部413在轴方向上的另一端的底部412,并且满足条件(1),以及条件(2)和(3)中的至少一个。
圆管状金属体410可以直接用作产品。作为另选,通过除去从圆管状金属体的底部412的边缘突出的突起部(由进入沟道24的坯料30形成的突起部)得到的圆管状金属体410可以用作产品。
作为另选,通过切割圆管状金属体410的轴方向端部425(其中形成底部412)得到的圆管状金属体400可以用作产品。
在示例性实施方式的制造设备和制造方法中,引缩装置200(参见图7和8)和引缩步骤和切割装置300(参见图9和10)以及切割步骤是可选的,可以在需要时使用。
本发明不限于上述示例性实施方式,在不脱离本发明实质的情况下可以有各种变更、修改和改进。例如,任何上述修改实例可以适当地组合。
电子照相感光体用导电性基体
一个示例性实施方式的电子照相感光体用导电性基体(在下文中也可能称为"导电性基体")由上述示例性实施方式的管状金属体形成。本示例性实施方式的导电性基体可以通过上述示例性实施方式的管状金属体的上述制造方法得到。
导电性基体的表面可以粗糙化至中心线平均粗糙度Ra为0.04μm以上且0.5μm以下,以便抑制当用于激光打印机的电子照相感光体用激光束照射时出现的干涉条纹。当非相干光用作光源时,不需要将表面粗糙化以防止干涉条纹,但将表面粗糙化抑制了由于导电性基体表面上的凹凸引起的缺陷的发生,于是对于延长寿命是理想的。
表面粗糙化方法的实例包括湿式珩磨法(将悬浮在水中的研磨剂喷雾到导电性支持体上)、无心研磨(将导电性基体压在旋转磨石上进行连续研磨)和阳极氧化处理。
表面粗糙化方法的另一实例不涉及将导电性基体表面粗糙化,但涉及将导电性或半导电性粉末分散在树脂中并在导电性基体表面上形成树脂层,从而通过层中分散的颗粒产生粗糙表面。
通过阳极氧化进行的表面粗糙化处理涉及通过在电解液中使用金属(例如,铝)导电性基体作为阳极进行阳极氧化而在导电性基体的表面上形成氧化膜。电解液的实例包括硫酸溶液和草酸溶液。不过,通过阳极氧化形成的多孔阳极氧化膜在原样时是化学活泼的,容易被污染,并且具有随环境显著变化的电阻率。因此,在多孔阳极氧化膜上可以进行封孔处理从而通过加压蒸汽或沸水(可以添加金属盐,如镍盐)中的水合反应使氧化物转化为更稳定的水合氧化物引起的体积膨胀而将氧化膜中的细孔密封。
阳极氧化膜的厚度可以为例如0.3μm以上且15μm以下。当厚度在此范围内时,倾向于显示出对于注入的阻隔性,并且倾向于抑制由于重复使用引起的残留电位的增大。
导电性基体可以进行使用酸性处理液的处理或软水铝石处理。
使用酸性处理液的处理例如如下进行。首先,制备含有磷酸、铬酸和氢氟酸的酸性处理液。酸性处理液中磷酸、铬酸和氢氟酸的混合比可以为例如10质量%以上且11质量%以下的磷酸,3质量%以上且5质量%以下的铬酸,以及0.5质量%以上且2质量%以下的氢氟酸;这些酸的总浓度可以为13.5质量%以上且18质量%以下。处理温度可以为例如42℃以上且48℃以下。膜的厚度可以为0.3μm以上且15μm以下。
软水铝石处理通过将导电性基体浸入90℃以上且100℃以下的纯水中5~60分钟或使导电性基体与90℃以上且120℃以下的加压蒸汽接触5~60分钟来进行。膜的厚度可以为0.1μm以上且5μm以下。软水铝石处理体可以进一步使用具有低膜溶解能力的电解液(如己二酸、硼酸、硼酸盐、磷酸盐、苯二甲酸盐、马来酸盐、苯甲酸盐、酒石酸盐或柠檬酸盐)阳极氧化。
电子照相感光体
示例性实施方式的电子照相感光体包含上述示例性实施方式的导电性基体和在导电性基体上的感光层。
图12是电子照相感光体7A的层结构的一个实例的示意性截面图。图12所示的电子照相感光体7A具有底涂层1、电荷产生层2和电荷输送层3依次层积在导电性基体4上并且电荷产生层2和电荷输送层3构成感光层5的结构。
图13和14各自是示例性实施方式的电子照相感光体的层结构的其他实例的示意性截面图。
图13和14所示的电子照相感光体7B和7C各自配备有感光层5(如图12所示的电子照相感光体7A,功能分离在电荷输送层2和电荷输送层3之间),和形成为最外层的保护层6。图13所示的电子照相感光体7B具有底涂层1、电荷产生层2、电荷输送层3和保护层6依次层积在导电性基体4上的结构。图14所示的电子照相感光体7C具有底涂层1、电荷输送层3、电荷产生层2和保护层6依次层积在导电性基体4上的结构。
在电子照相感光体7A~7C中,底涂层1是可选的。作为另选,电子照相感光体7A~7C可以各自包含单层型感光层,其中电荷产生层2和电荷输送层3的功能一体化。
在下述说明中,对电子照相感光体的各层进行详细说明。在下述说明中,省略附图标记。
底涂层
底涂层是例如含有无机颗粒和粘合剂树脂的层。
无机颗粒的实例包括粉末电阻率(体积电阻率)为102Ωcm以上且1011Ωcm以下的无机颗粒。
作为具有这种电阻值的无机颗粒,例如,优选金属氧化物颗粒,如氧化锡颗粒、二氧化钛颗粒、氧化锌颗粒或氧化锆颗粒,特别是,优选氧化锌颗粒。
通过BET法测量的无机颗粒的比表面积可以为例如10m2/g以上。
无机颗粒的体积平均粒径可以为例如50nm以上且2000nm以下(或者可以为60nm以上且1000nm以下)。
无机颗粒相对于粘合剂树脂含有量例如优选为10质量%以上且80质量%以下,更优选40质量%以上且80质量%以下。
无机颗粒可以进行表面处理。可以使用进行不同表面处理或具有不同粒径的两种以上无机颗粒的混合物。
表面处理剂的实例包括硅烷偶联剂、碳酸酯类偶联剂、铝类偶联剂和表面活性剂。特别是,优选硅烷偶联剂,更优选含有氨基的硅烷偶联剂。
含有氨基的硅烷偶联剂的实例包括但不限于3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷和N,N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
可以混合使用两种以上硅烷偶联剂。例如,可以将含有氨基的硅烷偶联剂与其他硅烷偶联剂组合使用。其他硅烷偶联剂的实例包括但不限于乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。
使用表面处理剂的表面处理方法可以为任何已知方法,例如,可以为干法或湿法。
相对于无机颗粒,表面处理剂的处理量可以为例如0.5质量%以上且10质量%以下。
此处,从电气性质和载流子阻挡性的长期稳定性的观点出发,底涂层可以含有无机颗粒和电子接受化合物(受体化合物)。
电子接受化合物的实例包括:电子输送物质,如醌化合物,如氯醌和溴醌;四氰基醌二甲烷化合物;芴酮化合物,如2,4,7-三硝基芴酮和2,4,5,7-四硝基-9-芴酮;噁二唑化合物,如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、2,5-二(4-萘基)-1,3,4-噁二唑和2,5-二(4-二乙基氨基苯基)-1,3,4-噁二唑;呫吨酮化合物;噻吩化合物;和联苯醌化合物,如3,3',5,5'-四叔丁基联苯醌。
特别是,具有蒽醌结构的化合物可以用作电子接受化合物。具有蒽醌结构的化合物的实例包括羟基蒽醌化合物、氨基蒽醌化合物和氨基羟基蒽醌化合物,其更具体实例包括蒽醌、茜素、醌茜、蒽绛酚和红紫素。
电子接受化合物可以与无机颗粒一起分散在底涂层中,也可以附着于无机颗粒表面。
将电子接受化合物附着于无机颗粒表面的方法的实例包括干法或湿法。
干法是例如下述方法,其中,在使用具有大剪切力的混合器等搅拌无机颗粒的同时,滴加原样的或溶于有机溶剂的电子接受化合物,或将其与干燥空气或氮气一起喷雾,从而使电子接受化合物附着于无机颗粒表面。当滴加或喷雾电子接受化合物时,温度可以等于或低于溶剂沸点。在滴加或喷雾电子接受化合物之后,可以进一步在100℃以上进行烘烤。烘烤的温度和时间没有具体限制,只要得到电子照相特性即可。
湿法是例如下述方法,其中,通过超声波或使用砂磨机、磨碎机或球磨机搅拌将无机颗粒分散于溶剂中,添加电子接受化合物,然后搅拌或分散,再除去溶剂,从而使电子接受化合物附着于无机颗粒表面。通过例如过滤或蒸馏除去溶剂。在除去溶剂后,进一步在100℃以上进行烘烤。烘烤的温度和时间没有具体限制,只要在获得电子照相特性即可。在湿法中,可以在添加电子接受化合物之前除去无机颗粒中含有的水分。例如,可以通过在溶剂中搅拌和加热无机颗粒或通过与溶剂共沸来除去水分。
电子接受化合物的附着可以在无机颗粒进行使用表面处理剂的表面处理之前、之后或同时进行。
相对于无机颗粒,电子接受化合物的含有量可以为例如0.01质量%以上且20质量%以下,优选0.01质量%以上且10质量%以下。
用于底涂层的粘合剂树脂的实例包括已知材料,如已知聚合物化合物,如缩醛树脂(如聚乙烯醇缩丁醛)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、酪蛋白树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂、硅酮树脂、硅酮-醇酸树脂、脲树脂、酚树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、醇酸树脂和环氧树脂;锆螯合物化合物;钛螯合物化合物;铝螯合物化合物;烷氧基钛化合物;有机钛化合物;和硅烷偶联剂。
用于底涂层的粘合剂树脂的其他实例包括具有电荷输送基团的电荷输送树脂和导电性树脂(例如,聚苯胺)。
其中,不溶于覆盖层中的涂布溶剂的树脂适合作为用于底涂层的粘合剂树脂。特别适合的树脂的实例包括:热固性树脂,如脲树脂、酚树脂、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂和环氧树脂;以及通过固化剂与选自由下述树脂组成的组中的至少一种树脂的反应得到的树脂:聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇树脂和聚乙烯醇缩醛树脂。
当两种以上的这些粘合剂树脂组合使用时,必要时设置混合比。
底涂层可以含有各种添加剂以改善电气性质、环境稳定性和图像品质。
添加剂的实例包括已知材料,如基于多环稠合材料和偶氮材料的电子输送颜料、锆螯合物化合物、钛螯合物化合物、铝螯合物化合物、烷氧基钛化合物、有机钛化合物和硅烷偶联剂。硅烷偶联剂如上所述用于表面处理金属氧化物颗粒,不过可以进一步作为添加剂而添加在底涂层中。
用作添加剂的硅烷偶联剂的实例包括乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N,N-二(2-羟基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。
锆螯合物化合物的实例包括丁氧基锆、乙酰乙酸乙酯锆、三乙醇胺锆、乙酰丙酮合丁氧基锆、乙酰乙酸乙酯合丁氧基锆、乙酸锆、草酸锆、乳酸锆、膦酸锆、辛酸锆、环烷酸锆、月桂酸锆、硬脂酸锆、异硬脂酸锆、甲基丙烯酸丁氧基锆、硬脂酸丁氧基锆和异硬脂酸丁氧基锆。
钛螯合物化合物的实例包括钛酸四异丙基酯、钛酸四正丁基酯、钛酸丁基酯二聚物、钛酸四(2-乙基己基)酯、乙酰丙酮合钛、聚乙酰丙酮合钛、辛二醇钛、乳酸钛铵盐、乳酸钛、乳酸钛乙基酯、三乙醇氨化钛和聚硬脂酸羟基钛。
铝螯合物化合物的实例包括异丙基铝、二异丙基单丁氧基铝、丁酸铝、二乙酰乙酸乙酯合二异丙基铝和三(乙酰乙酸乙酯)铝。
这些添加剂可以单独使用,或可以作为混合物或缩聚产物使用两种以上化合物。
底涂层的维氏硬度可以为35以上。
为了抑制莫尔条纹图像,底涂层的表面粗糙度(十点平均粗糙度)可以调节为1/(4n)(n表示覆盖层的折射率)~λ的1/2,λ表示用于曝光的激光波长。
为了调节表面粗糙度,可以将树脂颗粒等添加到底涂层。树脂颗粒的实例包括硅酮树脂颗粒和交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂颗粒。底涂层的表面可以抛光以调节表面粗糙度。抛光方法的实例包括软轮抛光、喷砂、湿式珩磨和研磨。
底涂层可以通过任何已知方法形成。例如,通过使用将上述成分添加到溶剂制得的底涂层形成溶液来形成涂膜,干燥,必要时加热。
用于制备底涂层形成溶液的溶剂的实例包括已知的有机溶剂,如醇溶剂、芳香烃溶剂、卤代烃溶剂、酮溶剂、酮醇溶剂、醚溶剂和酯溶剂。
溶剂的具体实例包括普通有机溶剂,如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、苯甲醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、二氧己环、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯。
在制备底涂层形成溶液过程中分散无机颗粒的方法的实例包括使用辊磨机、球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机、胶体磨和涂料振荡器的已知方法。
将底涂层形成溶液涂覆到导电性基体的方法的实例包括通常的方法,如刮刀涂布法、线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、涂边法、气刀涂布法和幕涂法。
底涂层的厚度优选设定在15μm以上,更优选20μm以上且50μm以下。
中间层
虽然图中未示出,但是在底涂层和感光层之间可以还设置中间层。
中间层为例如含有树脂的层。用于中间层的树脂的实例包括聚合物化合物,如缩醛树脂(如聚乙烯醇缩丁醛)、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、酪蛋白树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂、硅酮树脂、硅酮-醇酸树脂、苯酚-甲醛树脂和三聚氰胺树脂。
中间层可以含有有机金属化合物。用于中间层的有机金属化合物的实例包括含有如锆、钛、铝、锰和硅等金属原子的有机金属化合物。
用于中间层的这些化合物可以单独使用,也可以作为混合物或缩聚物使用两种以上化合物。
特别是,中间层可以为含有具有锆原子或硅原子的有机金属化合物的层。
中间层可以通过任何已知方法形成。例如,通过使用将上述成分添加到溶剂制得的中间层形成溶液形成涂膜,干燥,必要时加热。
形成中间层的涂布法的实例包括常见涂布法,如浸涂法、提拉涂布法、绕线棒涂布法、喷涂法、刮刀涂布法、刮板涂布法和幕涂法。
中间层的厚度可以设置为例如0.1μm以上且3μm以下。中间层可以用作底涂层。
电荷产生层
电荷产生层为例如含有电荷产生材料和粘合剂树脂的层。电荷产生层可以为电荷产生材料的气相沉积层。当使用如发光二极管(LED)或有机电致发光(EL)图像阵列等非相干光时,可以使用电荷产生材料的气相沉积层。
电荷产生材料的实例包括:偶氮颜料,如双偶氮和三偶氮颜料;稠环芳香族颜料,如二溴蒽嵌蒽醌;苝颜料;吡咯并吡咯颜料;酞菁颜料;氧化锌;和三方硒。
其中,为了与近红外激光曝光兼容,可以使用金属酞菁颜料或无金属酞菁颜料作为电荷产生材料。其具体实例包括羟基镓酞菁、氯镓酞菁、二氯锡酞菁和钛氧基酞菁。
为了与近紫外激光曝光兼容,电荷产生材料可以为稠合芳香族颜料,如二溴蒽嵌蒽醌、硫靛颜料、四氮杂卟啉化合物、氧化锌、三方硒、双偶氮颜料。
在使用如LED或有机EL图像阵列等发射中心波长为450nm~780nm的非相干光源时,可以使用上述电荷产生材料;不过,从分辨率的观点出发,当感光层薄至20μm以下时,感光层中的电场强度增加,从基体注入的电荷减少,倾向于发生称为黑斑的图像缺陷。在使用如三方硒或酞菁颜料等为p导电型并且容易产生暗电流的电荷产生材料时,这特别明显。
相反,当使用n型半导体(如稠环芳香族颜料、苝颜料或偶氮颜料)作为电荷产生材料时,很少产生暗电流,即使厚度较小时,也可防止称为黑斑的图像缺陷。
是否为n型通过常用的飞行时间法基于其中流动的光电流的极性确定。将电子比空穴更平滑地作为载流子流动的材料被确定为n型。
用于电荷产生层的粘合剂树脂选自大范围的绝缘树脂。作为另选,粘合剂树脂可以选自有机光导电性聚合物,如聚-N-乙烯基咔唑、聚乙烯基蒽、聚乙烯基芘和聚硅烷。
粘合剂树脂的实例包括聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚芳酯树脂(双酚和芳香族二羧酸等的缩聚物)、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂、聚丙烯酰胺树脂、聚乙烯基吡啶树脂、纤维素树脂、氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、酪蛋白、聚乙烯醇树脂和聚乙烯基吡咯烷酮树脂。此处,"导电性"指的是体积电阻率为1013Ωcm以上。
这些粘合剂树脂单独使用或作为混合物组合使用。
电荷产生材料与粘合剂树脂的混合比以质量比计可以为10:1~1:10。
电荷产生层可以含有其他已知的添加剂。
电荷产生层可以通过任何已知方法形成。例如,通过使用将上述成分添加到溶剂制得的电荷产生层形成溶液形成涂膜,干燥,必要时加热。电荷产生层可以通过气相沉积电荷产生材料形成。特别是稠环芳香族颜料或苝颜料用作电荷产生材料时,可以通过气相沉积形成电荷产生层。
用于制备电荷产生层形成溶液的溶剂的具体实例包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、苯甲醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸正丁基酯、二氧己环、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯。这些溶剂可以单独使用,或作为混合物组合使用。
为了将颗粒(例如,电荷产生材料)分散在电荷产生层形成溶液中,可以使用如球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机和卧式砂磨机等介质分散机,或如搅拌机、超声分散机、辊磨机和高压均化器等无介质分散机。高压均化器的实例包括通过液-液碰撞或液-壁碰撞将高压状态下的分散液分散的碰撞型均化器,或使高压状态下的流体贯通微细流路的贯通型均化器。
在分散中,有效的是将电荷产生层形成溶液中的电荷产生材料的平均粒径设定为0.5μm以下,优选0.3μm以下,更优选0.15μm以下。
将电荷产生层形成溶液涂布到底涂层(或中间层)的方法的实例包括常用方法,如刮刀涂布法、绕线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、涂边法、气刀涂布法和幕涂法。
电荷产生层的厚度优选设定为例如0.1μm以上且5.0μm以下,更优选0.2μm以上且2.0μm以下。
电荷输送层
电荷输送层为例如含有电荷输送材料和粘合剂树脂的层。电荷输送层可以为含有聚合物电荷输送材料的层。
电荷输送材料的实例包括电子输送化合物,如:醌化合物,如对苯醌、氯醌、溴醌和蒽醌;四氰基醌二甲烷化合物;芴酮化合物,如2,4,7-三硝基芴酮;呫吨酮化合物;二苯甲酮化合物;氰基乙烯基化合物;和乙烯化合物。电荷输送材料的实例还包括空穴输送化合物,如三芳基胺化合物、联苯胺化合物、芳基烷烃化合物、芳基取代的乙烯化合物、芪化合物、蒽化合物和腙化合物。这些电荷输送材料可以单独使用,也可以组合使用,但不限于此。
从电荷迁移率的观点出发,电荷输送材料可以为以下结构式(a-1)表示的三芳基胺衍生物和以下结构式(a-2)表示的联苯胺衍生物。
在结构式(a-1)中,ArT1、ArT2和ArT3各自独立地表示具有取代基或不具有取代基的芳基、-C6H4-C(RT4)=C(RT5)(RT6)或-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)。RT4、RT5、RT6、RT7和RT8各自独立地表示氢原子、具有取代基或不具有取代基的烷基或具有取代基或不具有取代基的芳基。
上述基团各自的取代基的实例包括卤原子、具有1~5个碳原子的烷基和具有1~5个碳原子的烷氧基。上述基团各自的取代基的实例包括取代有具有1~3个碳原子的烷基的经取代氨基。
在结构式(a-2)中,RT91和RT92各自独立地表示氢原子、卤原子、具有1~5个碳原子的烷基或具有1~5个碳原子的烷氧基。RT101、RT102、RT111和RT112各自独立地表示卤原子、具有1~5个碳原子的烷基、具有1~5个碳原子的烷氧基、取代有具有1或2个碳原子的烷基的氨基、具有取代基或不具有取代基的芳基、-C(RT12)=C(RT13)(RT14)或-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16);RT12、RT13、RT14、RT15和RT16各自独立地表示氢原子、具有取代基或不具有取代基的烷基或具有取代基或不具有取代基的芳基。Tm1、Tm2、Tn1和Tn2各自独立地表示0以上且2以下的整数。
上述基团各自的取代基的实例包括卤原子、具有1~5个碳原子的烷基和具有1~5个碳原子的烷氧基。上述基团各自的取代基的实例包括取代有具有1~3个碳原子的烷基的经取代氨基。
此处,在结构式(a-1)表示的三芳基胺衍生物和结构式(a-2)表示的联苯胺衍生物中,从电荷迁移率的观点出发,可以使用具有-C6H4-CH=CH-CH=C(RT7)(RT8)的三芳基胺衍生物或具有-CH=CH-CH=C(RT15)(RT16)的联苯胺衍生物。
可以使用的聚合物电荷输送材料的实例包括已知的电荷输送材料,如聚-N-乙烯基咔唑和聚硅烷。特别是,可以使用聚酯聚合物电荷输送材料。聚合物电荷输送材料可以单独使用,也可以与粘合剂树脂组合使用。
用于电荷输送层的粘合剂树脂的实例包括聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚芳酯树脂、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、硅酮树脂、硅酮醇酸树脂、苯酚-甲醛树脂、苯乙烯-醇酸树脂、聚-N-乙烯基咔唑和聚硅烷。在这些树脂中,可以使用聚碳酸酯树脂或聚芳酯树脂作为粘合剂树脂。这些树脂单独使用或组合使用。
电荷输送材料与粘合剂树脂的混合比以质量比计可以为10:1~1:5。
电荷输送层可以含有其他已知添加剂。
电荷输送层可以通过任何已知方法形成。例如,通过使用将上述成分添加到溶剂制得的电荷输送层形成溶液形成涂膜,干燥,必要时加热。
用于制备电荷输送层形成溶液的溶剂的实例包括常见有机溶剂,如芳香烃,如苯、甲苯、二甲苯和氯苯;酮,如丙酮和2-丁酮;卤代脂肪烃,如二氯甲烷、氯仿和二氯乙烷;和环状或直链醚,如四氢呋喃和乙醚。这些溶剂单独使用,或作为混合物组合使用。
将电荷输送层形成溶液涂覆到电荷产生层的方法的实例包括常用方法,如刮刀涂布法、绕线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、涂边法、气刀涂布法和幕涂法。
电荷输送层的厚度优选设定为例如5μm以上且50μm以下,更优选10μm以上且30μm以下。
保护层
必要时在感光层上设置保护层。例如,形成保护层以避免感光层在充电过程中的化学变化,以及进一步改善感光层的机械强度。
因此,保护层可以为由固化膜(交联膜)形成的层。这种层的实例包括以下1)或2)中示出的层。
1)由含有在同一分子中具有反应基和电荷输送骨架的含有反应基的电荷输送材料的组合物的固化膜形成的层(换言之,包含含有反应基的电荷输送材料的聚合物或交联体的层)。
2)由含有非反应性电荷输送材料和不具有电荷输送骨架但具有反应基的含有反应基的非电荷输送材料的组合物的固化膜形成的层(换言之,包含非反应性电荷输送材料和含有反应基的非电荷输送材料的聚合物或交联体的层)。
含有反应基的电荷输送材料中含有的反应基的实例包括链聚合性基团、环氧基、-OH、-OR(其中R表示烷基)、-NH2、-SH、-COOH和-SiRQ1 3-Qn(ORQ2)Qn(其中RQ1表示氢原子、烷基或具有取代基或不具有取代基的芳基,RQ2表示氢原子、烷基或三烷基甲硅烷基,Qn表示1~3的整数)。
链聚合性基团可以为任何自由基聚合性官能团,其实例为具有至少含有碳碳双键的基团的官能团。其具体实例为含有选自乙烯基、乙烯基醚基、乙烯基硫醚基、苯乙烯基(乙烯基苯基)、丙烯酰基、甲基丙烯酰基及其衍生物中的至少一种的基团。在这些中,由于其优异反应性,链聚合性基团可以为含有选自乙烯基、乙烯基苯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基及其衍生物中的至少一种的基团。
含有反应基的电荷输送材料的电荷输送骨架可以为电子照相感光体中使用的任何已知结构,其实例包括源自含氮空穴输送化合物(如三芳基胺化合物、联苯胺化合物和腙化合物)并且与氮原子共轭的骨架。在这些中,优选三芳基胺骨架。
具有这样的反应基和电荷输送骨架的含有反应基的电荷输送材料、非反应性电荷输送材料和含有反应基的非电荷输送材料可以选自已知材料。
保护层可以含有其他已知添加剂。
保护层可以通过任何已知方法形成。例如,通过使用将上述成分添加到溶剂制得的保护层形成溶液形成涂膜,干燥,必要时通过加热进行固化。
用于制备保护层形成溶液的溶剂的实例包括:芳香族溶剂,如甲苯和二甲苯;酮溶剂,如甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮;酯溶剂,如乙酸乙酯和乙酸丁酯;醚溶剂,如四氢呋喃和二氧己环;溶纤剂溶剂,如乙二醇单甲基醚;和醇溶剂,如异丙醇和丁醇。这些溶剂单独使用,或作为混合物组合使用。
保护层形成溶液可以为无溶剂溶液。
用于将保护层形成溶液涂覆到感光层(例如,电荷输送层)上的涂覆方法的实例包括常用方法,如浸涂法、提拉涂布法、绕线棒涂布法、喷涂法、刮刀涂布法、刮板涂布法和幕涂法。
保护层的厚度优选设定为例如1μm以上且20μm以下,更优选2μm以上且10μm以下。
单层型感光层
单层型感光层(电荷产生/电荷输送层)为例如含有电荷产生材料、电荷输送材料和可选的粘合剂树脂和其他已知添加剂的层。这些材料与对于电荷产生层和电荷输送层所述的那些相同。
相对于总固形物,单层型感光层中含有的电荷产生材料的量可以为0.1质量%以上且10质量%以下,优选0.8质量%以上且5质量%以下。相对于总固形物,单层型感光层中含有的电荷输送材料的量可以为5质量%以上且50质量%以下。
形成单层型感光层的方法与形成电荷产生层和电荷输送层的方法相同。
单层型感光层的厚度可以为例如5μm以上且50μm以下,优选10μm以上且40μm以下。
图像形成设备(和处理盒)
示例性实施方式的图像形成设备包含:上述示例性实施方式的电子照相感光体;充电单元,该单元将所述电子照相感光体的表面充电;静电潜像形成单元,该单元在电子照相感光体的充电表面上形成静电潜像;显影单元,该单元使用包含色调剂的显影剂将所述电子照相感光体的表面上的静电潜像显影形成色调剂图像;和转印单元,该单元将所述色调剂图像转印到记录介质表面上。使用上述示例性实施方式的电子照相感光体作为所述电子照相感光体。
本示例性实施方式的图像形成设备适用于已知图像形成设备,其实例包括:配备有将转印到记录介质表面上的色调剂图像定影的定影单元的设备;将电子照相感光体表面上形成的色调剂图像直接转印到记录介质的直接转印型设备;将电子照相感光体表面上形成的色调剂图像一次转印到中间转印体表面然后将中间转印体表面上的色调剂图像转印到记录介质表面的中间转印型设备;配备有在转印色调剂图像之后和充电之前清洁电子照相感光体表面的清洁单元的设备;配备有除电单元(在转印色调剂图像之后和充电之前通过施加除电光而除去电子照相感光体表面上的电荷)的设备;和配备有电子照相感光体加热部件(提高电子照相感光体的温度以降低相对温度)的设备。
在中间转印型设备中,转印单元包括:例如,具有转印色调剂图像的表面的中间转印体,将电子照相感光体表面上的色调剂图像一次转印到中间转印体表面上的一次转印单元,以及将中间转印体表面上的色调剂图像二次转印到记录介质表面上的二次转印单元。
本示例性实施方式的图像形成设备可以为干式显影型或湿式显影型(使用液体显影剂的显影型)。
在本示例性实施方式的图像形成设备中,例如,包含电子照相感光体的部分可以被配置为能够以可拆卸的方式连接到图像形成设备的盒结构(处理盒)。配备有本示例性实施方式的电子照相感光体的处理盒可以用作此种处理盒。除了电子照相感光体以外,处理盒可以还包含例如选自由充电单元、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种。
在下文中虽然记载了示例性实施方式的图像形成设备的一些实例,但这些实例并非限制性的。仅对图中示出的相关部分进行说明,省略其他部分的说明。
图15是说明一个示例性实施方式的图像形成设备的一个实例的示意图;
如图15所示,本示例性实施方式的图像形成设备110包括配备有电子照相感光体7的处理盒130、曝光装置9(静电潜像形成单元的一个实例)、转印装置140(一次转印装置)和中间转印体50。在此图像形成设备110中,曝光装置9的位置使得光可以由处理盒130的开口施加到电子照相感光体7,转印装置140的位置隔着中间转印体50与电子照相感光体7相对,中间转印体50具有与电子照相感光体7接触的部分。虽然图中未示出,但还提供了将中间转印体50上的色调剂图像转印到记录介质(例如,纸张)上的二次转印装置。中间转印体50、转印装置140(一次转印装置)和二次转印装置(未示出)相当于转印单元的实例。
图15所示的处理盒130将电子照相感光体7、充电装置8(充电单元的一个实例)、显影装置11(显影单元的一个实例)和清洁装置13(清洁单元的一个实例)一体化并承载在壳体中。清洁装置13具有清洁刮板(清洁部件的一个实例)131,清洁刮板131与电子照相感光体7的表面接触。清洁部件可以采取清洁刮板131以外的形式,可以为导电性或绝缘纤维状部件,其可以单独使用,或与清洁刮板131组合使用。
虽然在图15中示出了配备有将润滑剂14供应到电子照相感光体7的表面的纤维状部件132(辊)和辅助清洁的纤维状部件133(平刷)的图像形成设备的实例,但这些部件是可选的。
现将对本示例性实施方式的图像形成设备的特征进行说明。
充电装置
充电装置8的实例包括使用导电性或半导电性充电辊、充电刷、充电膜、充电橡胶刮刀和充电管的接触型充电器。也使用如非接触型辊充电器等已知的充电器,以及使用电晕放电的格栅电晕管充电器或电晕管充电器。
曝光装置
曝光装置9的实例包括可以将光(如半导体激光、LED光或液晶光闸光)施加到电子照相感光体7的表面上的具体图像形状的光学装置。光源的波长在电子照相感光体的光谱灵敏度范围内。半导体激光的主波长为共振波长在约780nm的近红外光。不过,波长不限于此,可以使用共振波长在600nm左右的激光或共振波长为400nm以上且450nm以下的蓝色激光。为了形成彩色图像,能够输出多光束的面发射型激光光源也是有效的。
显影装置
显影装置11的实例包括以接触或不接触方式使用显影剂进行显影的常见显影装置。显影装置11没有具体限制,只要显示上述功能即可,并且可以根据目的来选择。其实例为具有使用刷或辊等将单成分显影剂或双成分显影剂附着于电子照相感光体7的功能的已知显影装置。特别是,可以使用在其表面上保持显影剂的显影辊。
用于显影装置11的显影剂可以为仅含有色调剂的单成分显影剂或包含色调剂和载体的双成分显影剂。显影剂可以为磁性或非磁性。任何已知显影剂都可以用作这些显影剂。
清洁装置
使用配备有清洁刮刀131的清洁刮刀型装置作为清洁装置13。
可以采用毛刷清洁型装置或显影清洁同时型装置代替清洁刮刀型。
转印装置
转印装置140的实例包括使用带、辊、膜、橡胶刮板等的接触型转印充电器和如利用电晕放电的格栅电晕管转印充电器或电晕管转印充电器等已知的转印充电器。
中间转印体
使用含有半导电性的聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚芳脂、聚酯或橡胶等的带状部件(中间转印带)作为中间转印体50。除了带以外的中间转印体的形式可以为鼓。
图16是说明本示例性实施方式的图像形成设备的另一实例的示意图。
图16所示的图像形成设备120为配备有4个处理盒130的串联型多色图像形成设备。在图像形成设备120中,4个处理盒130平行排列在中间转印体50上,一种颜色使用一个电子照相感光体。除了串联型以外,图像形成设备120等同于图像形成设备100。
实施例
现将对本发明的实施例进行更详细说明,不过本发明不受这些实施例的限制。除非另有说明,否则"份"指"质量份"。
实施例1~6和比较例1~4
通过从厚度为15mm并且由铝纯度为99.5%以上的1050合金(JIS规定)构成的铝板冲出而制得直径为34mm且厚度为15mm的圆柱状铝坯料。直径为34mm的圆管状金属体通过冲压形成。
具体而言,通过使用具有与上述冲压装置10相同的结构的冲压装置并将口模20的空腔22的半径r(在表格中,这标记为口模半径)和沟道的最大深度DA、第一距离L1和第二距离L2设定为表1和2所示的值进行冲压,从而形成圆管状金属体。
在实施例4~6和比较例3和4中,在冲压后进行引缩。
评价
各种性质
根据上述方法测量各实施例的圆管状金属体的下述性质。
表面粗糙度Rz
·管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2
·底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2
·底部的外周面的表面粗糙度Rz1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之差(Rz1-Rz2)
维氏硬度HV
·管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2
·底部的外周面的维氏硬度HV1和管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2之差(HV2-HV1)
·底部的外周面的维氏硬度HV1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2之比HV1/HV2
平均晶粒直径D
·管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2
·底部的外周面的平均晶粒直径D1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2之差(D1-D2)
·底部的外周面的平均晶粒直径D1与管状部在轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2之比D1/D2
其他性质
·壁厚
·厚度偏差
·圆管状金属体的底部的壁厚差异(换言之,底部的中央部与底部的边缘(即,具有由于坯料进入口模沟道而形成的突起部的边缘)之间的壁厚差异)
·面内均一性
为了测定面内均一性,在总计8个点处(即,在圆管状金属体在轴方向上的长度的1/4位置处的圆周上相等地隔开的4点和在圆管状金属体在轴方向上的长度的3/4位置处的圆周上相等地隔开的4点)的外周面上测量表面粗糙度Rz,并将表面粗糙度Rz的观察值的标准偏差σ(在表格中,示为σRz)用作面内均一性的性质值。
模口挤痕发生的评价
观察各个实施例的圆管状金属体的管状部的外周面,通过下述标准评价模口挤痕发生的程度。
A:表面没有云纹并且具有金属光泽。
B:表面有轻微云纹但具有金属光泽。
C:约一半的区域有云纹,金属光泽是无挤痕线区域的一半。
D:约75%以上的区域有云纹,几乎没有金属光泽。
E:区域都有云纹,没有金属光泽。
感光体的制备
使用各实施例中得到的圆管状金属体作为导电性基体如下制备感光体。
不过,使用除去具有底部的端部的圆管状金属体作为导电性基体。
感光体的制备
将100质量份的氧化锌(商品名:MZ300,Tayca Corporation制造)、10质量份的作为硅烷偶联剂的N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷的10质量%甲苯溶液和200质量份的甲苯混合,将所得混合物搅拌回流2小时。然后,在10mmHg减压下将甲苯蒸馏掉,并在135℃进行烘烤2小时,从而用硅烷偶联剂表面处理氧化锌。
将经表面处理的氧化锌:33质量份、封端异氰酸酯(商品名:Sumidur 3175,Sumitomo Bayer Urethane Co.,Ltd.制造):6质量份、下述结构式(AK-1)表示的化合物:1质量份和甲基乙基酮:25质量份混合30分钟。然后向其中添加丁醛树脂(S-LEC BM-1,Sekisui Chemical Co.,Ltd.制造):5质量份、硅酮球(商品名:Tospearl 120,MomentivePerformance Materials Japan LLC制造):3质量份和作为流平剂的硅油(商品名:SH29PA,Dow Corning Corp.制造):0.01质量份,将所得混合物在砂磨机中分散3小时,从而得到底涂层形成溶液。
通过浸涂法将底涂层形成溶液涂布到导电性基体,在180℃干燥和固化30分钟,从而得到厚度为30μm的底涂层。
接下来,将含有作为电荷产生材料的羟基镓酞菁颜料(在使用CuKαX射线获得的X射线衍射图中至少在Bragg角(2θ±0.2°)为7.3°、16.0°、24.9°和28.0°处具有衍射峰的V型羟基镓酞菁颜料(吸收谱中波长范围为600nm以上且900nm以下的最大峰波长=820nm,平均粒径=0.12μm,最大粒径=0.2μm,比表面积=60m2/g))、作为粘合剂树脂的氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂(商品名:VMCH,Nippon Unicar Company Limited制造)和乙酸正丁酯的混合物以及装料率为50%的直径为1.0mmφ的玻璃珠放入100mL玻璃瓶。使用涂料振荡器将所得混合物分散2.5小时,结果得到电荷产生层形成溶液。相对于羟基镓酞菁颜料和氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂的混合物,羟基镓酞菁颜料的含量为55.0体积%,分散液的固体含量为6.0质量%。通过假定羟基镓酞菁颜料的比重为1.606g/cm3且氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂的比重为1.35g/cm3计算该含量。
通过浸涂将所得电荷产生层形成溶液涂布到底涂层,并在130℃干燥5分钟,从而形成厚度为0.20μm的电荷产生层。
接下来,将作为电荷输送材料的8质量份的丁二烯类电荷输送材料(CT1A)和32质量份的联苯胺类电荷输送材料(CT2A)、作为粘合剂树脂的58质量份的双酚Z聚碳酸酯树脂(双酚Z的均聚物型聚碳酸酯树脂,粘度平均分子量:40,000)和作为抗氧化剂的2质量份(相对于总计100质量%的电荷输送材料为5质量%)受阻酚类抗氧化剂(HP-1,分子量:775)添加并分散在340质量份四氢呋喃中,从而得到电荷输送层形成溶液。
通过浸涂将得到的电荷输送层形成溶液涂布到电荷产生层,在145℃干燥30分钟,形成厚度为30μm的电荷输送层。
通过上述步骤得到感光体。使用得到的感光体进行以下评价。
形成电荷输送层时使用的电荷输送材料和抗氧化剂的具体细节如下。
·丁二烯类电荷输送材料:下述结构式表示的化合物(CT1A)。
·联苯胺类电荷输送材料:下述结构式表示的化合物(CT2A)。
·受阻酚类抗氧化剂:下述结构式表示的化合物(HP-1)。
图像品质评价
将感光体连接到图像形成设备(富士施乐株式会社制造的DocuPrint C1100)。使用此图像形成设备通过包括在温度为20℃且湿度为40%RH的环境中使感光体表面带负电和使用780nm的单色光形成图像的图像形成方法输出50%半色调图像。由所得图像评价白斑的发生。所得结果示于表1和2。
评价标准如表3所示。对于评价方法的细节,将所得图像中的斑点缺陷(白斑)分为三种尺寸(面积),将对应于各尺寸的斑点缺陷的数量的评级中的最差评级(最大数量所示的评级)用作评价结果。具体而言,例如,当存在11个尺寸小于0.05mm2的白斑、2个尺寸为0.05mm2以上但小于0.1mm2的白斑和0个尺寸为0.1mm2以上的白斑时,评价结果为"8"。4以下的评级是实用可接受的。
表3
结果表明,与比较例的圆管状金属体相比,在实施例的圆管状金属体中,模口挤痕和厚度偏差的发生得到抑制。
结果还表明,当实施例的圆管状金属体用作感光体时,模口挤痕引起的白斑的发生得到抑制。
提供对本发明的示例性实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽或将本公开限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了最好地解释本公开的原理及其实际用途,由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于设想的特定用途的本公开的各种实施方式和各种改进。本公开的范围应由所附权利要求及其等同物所限定。
Claims (10)
1.一种管状金属体,其包含:
在轴方向上的一端具有开口的管状部;和
设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,
其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2以上且4000以下,并且
所述底部的外周面的维氏硬度HV1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且27HV以下。
2.如权利要求1所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的维氏硬度HV1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且18HV以下。
3.如权利要求1所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的维氏硬度HV1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2之比HV1/HV2为18/45以上且25/30以下。
4.如权利要求1所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2.75以上且3800以下。
5.如权利要求1所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2大5μm以上且39.99μm以下。
6.一种管状金属体,其包含:
在轴方向上的一端具有开口的管状部;和
设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部,
其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2以上且4000以下,并且
所述底部的外周面的平均晶粒直径D1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大50μm以上且999.9μm以下。
7.如权利要求6所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的平均晶粒直径D1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2之比D1/D2为2以上且10000以下。
8.如权利要求6所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2.75以上且3800以下。
9.如权利要求6所述的管状金属体,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2大5μm以上且39.99μm以下。
10.一种电子照相感光体,其包含:
管状金属体,所述管状金属体包含:
在轴方向上的一端具有开口的管状部,和
设置在所述管状部在所述轴方向上的另一端的底部;和
设置在所述管状金属体的管状部的表面上的感光层,其中,所述底部的外周面的表面粗糙度Rz1与所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的表面粗糙度Rz2之比Rz1/Rz2为2以上且4000以下,并且
所述底部的外周面的维氏硬度HV1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的维氏硬度HV2小5HV以上且27HV以下,或者,所述底部的外周面的平均晶粒直径D1比所述管状部在所述轴方向上的中央部的外周面的平均晶粒直径D2大50μm以上且999.9μm以下。
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