JP2005000835A

JP2005000835A - 円筒状基材の洗浄方法

Info

Publication number: JP2005000835A
Application number: JP2003168038A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Seko; 真路瀬古; Wataru Nakabayashi; 渉中林; Hajime Tanaka; 一田中; Yasuo Furusawa; 靖夫古澤; Junjiro Mochiji; 潤二郎持地; Noritaka Horii; 紀孝堀井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】本発明は、例えば電子写真感光体等の基材として用いられる円筒状基材の洗浄方法に関し、洗浄効果をさらに向上させる。
【解決手段】洗浄槽２内に洗浄液供給口５から洗浄液を供給してオーバフローさせる工程と、円筒状基材４を、洗浄槽２内の、円筒状基材４の貫通孔が気泡供給口６の上部に配置される位置に浸漬しその気泡供給口６から円筒状基材４の実質的に貫通孔内側のみに気泡を供給させながら洗浄する工程と、洗浄槽２から洗浄後の円筒状基材４を引き上げる工程と、洗浄槽４から洗浄後の円筒状基材４を引き上げた後の洗浄槽２内に気泡を供給する工程とを有する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真感光体等の基材として用いられる円筒状基材の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒状基材には、切削加工時に付着した残渣及び塑性加工時に付着する高粘度系の潤滑剤が残物として基材表面に残留している。また、空気中の粉塵、輸送時のハンドリングにて指紋の付着がある。さらにはレーザプリンタ用の電子写真用感光体の基材を製造する場合、レーザ光が基材に反射して起こる干渉縞を防止するために行う球状アルミナ砥粒等を用いた液体ホーニング処理等により研磨剤が付着する時がある。
【０００３】
そのような基材の洗浄方法として、溶剤、アルカリ、酸、準水系洗浄剤、水系洗浄剤を用いて洗浄する方法が一般的に知られている。近年オゾン層の破壊や地球温暖化、水質汚染等の環境問題、人体への影響を考慮し、塩素系溶媒の全廃の方向に傾いており、水系洗浄剤等を用いて洗浄する方向に移行してきている。
【０００４】
上述の基材に付着した汚れを除去する方法として、超音波洗浄、高圧シャワーによる洗浄、ブラシ等の摺擦洗浄部材での洗浄、バブリングによる洗浄などが報告されており、採用されている。
【０００５】
円筒状基材を洗浄する方法の一つであるバブリングは円筒状基材の洗浄方法として多く採用されている。その一つとして、特許文献１には、エアーブローによりバブルを発生させて濯ぎ液で処理する洗浄方法が提案されている。また、特許文献２ではバブルを効率的に基材に接触させる方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２１６２５４号公報
【特許文献２】
特開２００２−３５１０９７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１、２の場合、エアーフローあるいはバブルにより洗浄効果を上げているものの円筒状基材の中空の貫通孔内壁については、洗浄効果に乏しいという問題がある。例えば電子写真感光体に用いられる円筒状基材の場合、洗浄後に、その円筒状基材の外表面に感光層等の層が積層されるが、円筒状基材の貫通孔内壁に異物等が付着したままになっていると、後工程でその異物が外表面に回わり込み、その異物の上に感光層等が積層されて欠陥品となるおそれがある。
【０００８】
また、バブル等により円筒状基材から離れた異物等は、その比重にもよるが、洗浄液中に浮遊したままの状態となる異物もあり、円筒状基材を洗浄液から引き上げる際にその洗浄液中の異物が円筒状基材に再び付着してしまうことがある。しかしながら、上述の特許文献１、２では、この点についての十分な解決は提案されていない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、洗浄効果をさらに向上させた円筒状基材の洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の円筒状基材の洗浄方法のうちの第１の洗浄方法は、上面に開口を有するとともに下面に気泡を発生させる気泡供給口を有し、さらに槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給口を有する洗浄槽に、中央に貫通孔を有する円筒状基材を、その貫通孔を上下に向けた姿勢で浸漬させて洗浄する円筒状基材の洗浄方法において、
洗浄槽内に洗浄液を供給してオーバフローさせる工程と、
洗浄槽内に円筒状基材を浸漬して洗浄する工程と、
洗浄槽から洗浄後の円筒状基材を引き上げる工程と、
洗浄槽から洗浄後の円筒状基材を引き上げた後の洗浄槽内に気泡を供給する工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記第１の洗浄方法は、円筒状基材を引き上げ、円筒状基材が浸漬されていない状態の洗浄液中に気泡を供給する工程を有するものであり、こうすることにより洗浄液中に浮遊する異物等は気泡に押されて上昇し、洗浄液の水面に集まる。この水面に集まった異物等はオーバフロー、エアーブロー、シャワーリングなどにより除去することができる。したがって洗浄液を異物等の混入の少ない状態に保つことができ、円筒状基材の洗浄効果を一層高めることができる。
【００１２】
また、上記目的を達成する本発明の円筒状基材の洗浄方法のうちの第２の洗浄方法は、上面に開口を有するとともに下面に気泡を発生させる気泡供給口を有し、さらに槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給口を有する洗浄槽に、中央に貫通孔を有する円筒状基材を、その貫通孔を上下に向けた姿勢で浸漬させて洗浄する円筒状基材の洗浄方法において、
洗浄槽内に洗浄液を供給してオーバフローさせる工程と、
円筒状基材を、洗浄槽内の、その円筒状基材の貫通孔が気泡供給口上部に配置される位置に浸漬しその気泡供給口から円筒状基材の実質的に貫通孔内側のみに気泡を供給させながら洗浄する工程と、
洗浄槽から洗浄後の円筒状基材を引き上げる工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
上記第２の洗浄方法は、実質的に貫通孔内側のみに気泡を供給するものである。円筒状基材の外壁は洗浄液の流れ等により比較的容易に洗浄することができるのに対し貫通孔内壁は、例えばその円筒状基材を洗浄槽内に固定する固定具等により邪魔されて洗浄液の流れが不十分になりがちであることなどの理由で、洗浄効果が低下しがちである。そこで、円筒状基材外壁のみ、あるいは外壁と内壁との双方に気泡を供給するよりも、限られた資源（気泡）を内壁に集中させることにより、円筒状基材の洗浄効果を一層向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１および図２は、本発明の一実施形態としての洗浄方法に用いる洗浄装置の、円筒状基材浸漬前の状態を示す、それぞれ、正面からみた模式断面図および平面図、図３および図４は、図１、図２にも示す洗浄装置の、円筒状基材浸漬後の状態を示す、それぞれ、正面から見た模式断面図および平面図である。
【００１６】
さらに、図５は、本発明の円筒状基材の洗浄方法の一実施形態を示すフローチャートである。この図５に示すフローチャートには、本発明の第１の洗浄方法と第２の洗浄方法との双方を含む実施形態が示されている。
【００１７】
ここでは、円筒状基材４（図３参照）の洗浄方法の説明に先立ち、まず円筒状基材４自体について説明する。円筒状基材４の素材としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、鉄等の金属又はこれらの合金等が挙げられる。但し、円筒状基材４の素材はこれらの素材に限定されるものではない。
【００１８】
次に、円筒状基材４の洗浄方法について説明する。
【００１９】
まず円筒状基材４に対して、通常、エッチング、陽極酸化、粗切削、センタレス研削、鏡面切削等の前処理を行う。あるいは円筒状基材４に対しては、干渉縞防止等の目的で非鏡面としたり、或は所望形状の凹凸を付与する粗面化処理を行う。このとき、円筒状基材４の外面のみならず内面にも、油分や金属の切粉が付着する。
【００２０】
図１，図２に示す洗浄装置１の供給ポンプ１２を作動させてリザーバタンク１０に貯留された洗浄液を送り出し、異物除去用のフィルタ８を経由し、洗浄液供給ライン３を経て洗浄液供給口５から洗浄槽２内に洗浄液を供給し、洗浄槽２の上方の開口から洗浄液をオーバーフローさせる（図５ステップａ）。
【００２１】
そして、洗浄槽２からオーバーフローした洗浄液をオーバーフローパン１４にて回収し、洗浄液回収配管１５を経て洗浄液をリザーバタンク１０へ戻す。こうして洗浄液を循環使用する。
【００２２】
次に、図３に示すように、円筒状基材４を昇降台９上に載せる。円筒状基材４を昇降台９に載せた後は、昇降台９を昇降機構（図示せず）により下降させて、円筒状基材４を洗浄槽２の洗浄液に浸漬する。このとき、円筒状基材４の配置は、昇降台９を下降させたときに円筒状基材４がエアー供給口６の真上に配置されるようにする。さらには、本実施形態では、エアー配管７を通り、エアー供給口６から洗浄液内に供給されたエアーが円筒状基材内面に入り易いようにガイド１１が設けられている。
【００２３】
このとき、円筒状基材４の表面に付着したダスト、研磨材等の異物は円筒状基材を洗浄槽中に浸漬する際に殆ど剥離され、洗浄液中に浮遊する。この浮遊したダストや研磨材等の異物はノズル５より供給される洗浄液によって洗浄槽２の液面部に上昇し、系外除去される。しかし、円筒状基材４及び円筒状基材昇降台９によって、円筒状基材内面の洗浄液の置換効率は低く、洗浄液の洗浄槽上面への平均流速も低いため、円筒状基材内に浮遊したダストや研磨材等の異物は系外除去され難い。そこで、ここでは、エア供給ノズル６からバブリングを行うことにより円筒状基材内面に浮遊しているダストや研磨材等の異物の系外除去能力を向上させている（図５ステップｂ）。
【００２４】
洗浄が終了すると円筒状基材４は洗浄槽２から引き上げられるが、基材を引き上げる際は、洗浄槽２液面での異物の円筒状基材４への再付着が促進されるため、エアーは用いない方が好ましい（図５ステップｃ）。
【００２５】
次に、円筒状基材４が引き上げられた後の洗浄槽内の洗浄液にエアー供給口６からエアーを供給することにより洗浄液中に気泡を発生させる。その気泡は洗浄液中を上昇する間にダストや研磨材等の異物を一緒に上昇させる。この上昇した異物はオーバーフロー工程（図５ステップａ）により洗浄槽外に排出される。このように、円筒状基材４が洗浄槽２中に無い時に、エアーをエアー配管７を通じてノズル６に供給すると、槽中のダスト、研磨材等の異物を効率よく系外除去し、リフレッシュした洗浄液で円筒状基材を洗浄できる。
【００２６】
以上を繰り返しながら多数の円筒状基材が一回に４本ずつ洗浄される。
【００２７】
ここで説明している実施形態は湿式ホーニング処理した円筒状基材４の洗浄に有効である。即ち湿式ホーニング処理した円筒状基材４には、湿式ホーニング処理時の円筒状基材４の把持方法にもよるが、通常、内面にも外面にも研磨材が付着している。このため、その円筒状基材４を洗浄液に浸漬して洗浄した場合に、内面に付着していた研磨材が基材外面に再付着するおそれがある。しかし、上記の実施形態に係る円筒状基材の洗浄方法によれば、内面に付着した異物が基材外面に再付着することを十分に防止することができるため、湿式ホーニング処理した円筒状基材の洗浄に有効である。
【００２８】
尚、図５に示すフローチャートでは、洗浄工程（ステップｂ）の前にオーバーフロー工程（ステップａ）が置かれているが、ステップｂ〜ｄにおいても洗浄液を常にオーバーフローさせながら循環させてもよい。
【００２９】
【実施例】
（実施例１）
アルミニウム素管（ＪＩＳＡ６０６３）からなる円筒状基材を、ダイヤモンドバイトを用いて鏡面切削加工することにより、厚さ０．７５ｍｍ×外径３０ｍｍ×長さ３４０ｍｍの形状にした。その後、その表面を粗面化処理し、Ｒａが０．０３〜０．０４μｍの平滑面に仕上げた。
【００３０】
次に、円筒状基材の脱脂洗浄を行った。脱脂洗浄は２つの洗浄槽で順次行った。各洗浄槽には、底部より、界面活性剤をイオン交換水に溶解させた洗浄液を洗浄液供給口から供給し、上部の開口からオーバーフローさせた。界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤（ライオン（株）製ＬＨ−６００Ｆ）を用い、洗浄液中の界面活性剤の濃度は、１つ目の洗浄槽では１０〜２０重量％とし、２つ目の洗浄槽では１〜２重量％とした。また、洗浄液のイオン交換水としては、電気伝導度が０．１μＳ／ｃｍ以下のものを使用した。更に円筒状基材には、超音波発振機により洗浄液を介して超音波を印加した。
【００３１】
こうして円筒状基材の脱脂洗浄を行った後、円筒状基材の濯ぎ洗浄を行った。濯ぎ洗浄は、洗浄液としてイオン交換水のみを用いた以外は脱脂洗浄と同様にして行った。
【００３２】
濯ぎ洗浄を行った後は、円筒状基材を、３５℃に保持した温純水中に５０秒間浸漬した後、３００ｍｍ／ｍｉｎの速さで引き上げた。このときも、円筒状基材には、超音波発振機により洗浄液を介して超音波を印加した。
【００３３】
こうして得られた円筒状基材に対し湿式ホーニング装置によってその表面の粗面化処理を行った。粗面化処理においては、研磨材５．７ｋｇを水５１Ｌに懸濁させた懸濁液を、１０Ｌ／ｍｉｎ（１０×１０^−３ｍ^３／ｍｉｎ）の流量でガンに送り込み、０．１〜０．２ＭＰａの空気圧で円筒状基材に吹き付け、表面粗さＲａが０．１〜０．３μｍになるようにした。研磨材としては、粒径３０μｍの酸化アルミニウム（昭和タイタニウム社製アルナビーズ（ＣＢ−Ａ３０Ｓ））を用いた。
【００３４】
こうして粗面化処理した円筒状基材に対して以下のようにして洗浄処理を行った。即ち先ず粗面化処理した円筒状基材に対し、粗面化直後に２５Ｌ／ｍｉｎで６０秒間井戸水を吹きかけた後、０．２％界面活性剤を２Ｌ／ｍｉｎ（２×１０^−３ｍ^３／ｍｉｎ）で吹きかけながら、ブラシでスクラブ処理を行った。ブラシとしては、棒状の軸部材と、軸部材に放射状に取り付けられる多数のナイロン製ブラシとから構成されるものを用いた。ブラシの線径は６５μｍ、ブラシ部分の外径は１３０ｍｍ、ブラシの長さは３０ｍｍとし、軸部材が円筒状基材の回転軸と平行になるように且つブラシの先端が円筒状基材の表面に接触するように配置した。スクラブ処理は、円筒状基材及びブラシの回転方向を同じ方向とし、回転速度を１００ｒｐｍにして６０秒間行った。
【００３５】
次に、図１〜図４に示す洗浄槽を４槽用いて順次精密洗浄を行った。洗浄槽としては、図１〜図４に示すように、底部に洗浄液供給口を１個、エアー供給口を４個有するものを用いた。４個のエアー供給口を、洗浄槽底部に形成し、その直ぐ上方には、円筒状のガイド部材を設けた。
【００３６】
そして、上記のようにして洗浄処理した円筒状基材を４本用意し、これら円筒状基材を格子網からなる昇降台にセットした。そして、昇降台を下降させ、洗浄液をオーバーフローさせている洗浄槽に４本の円筒状基材を浸漬した。そして、４本の円筒状基材のそれぞれを、４個のエアー供給口のそれぞれの真上にガイド部材１１を介して配置した。この状態で気泡を吐出圧力０．１ＭＰａ、流量４５ＮＬ／ｍｉｎ（常温常圧で４５×１０^−３ｍ^３／ｍｉｎ）としバブリングさせ発生した気泡をガイド部材１１で円筒状基材４の貫通孔内部に導いた。バブリングは円筒状基材が槽中に無い時も行った。
【００３７】
その後、乾燥室で１３５度の熱風乾燥（風速０．５ｍ／ｓ）を１．５分行った。その後、調温室に円筒状基材を搬送し、２３度にて風冷却（風速０．５ｍ／ｓ）を３００秒行った。
【００３８】
次に、有機ジルコニウム化合物（商品名：オルガチックスＺＣ５４０、松本製薬（株）製）１００部、シランカップリング剤（商品名：Ａ１１００、日本ユニカー（株）製）１０部、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：ＢＭ−Ｓ、積水化学（株）製）１０部及びｎ−ブチルアルコール１３０部を混合して得られた塗布液で円筒状基材を浸漬塗布し、１４０℃で１５分間加熱して、厚さ１．０μｍの下引き層を形成した。
【００３９】
次に、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：ＢＭ−１、積水化学（株）製）の２％シクロヘキサノン溶液に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料を、顔料と樹脂との比が２：１となるように混合し、次いでサンドミルにより３時間分散処理を行った。得られた分散液をさらに酢酸ｎ−ブチルで希釈して下引き層上に浸漬塗布し、厚さ０．１５μｍの電荷発生層を形成した。
【００４０】
次に、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（ｍ−トリル）ベンジジン４部及びポリカーボネートＺ樹脂６部をモノクロロベンゼン３６部に溶解させた溶液を電荷発生層上に浸漬塗布し、１１５℃で４０分間乾燥して、厚さ２４μｍの電荷輸送層を形成した。こうして電子写真感光体を得た。
（実施例２）
基材が洗浄槽中に無い時にバブリングを行なわない以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
（実施例３）
基材が洗浄槽中に浸漬している時にその基材の内壁面に向けてバブリングを行なわない以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
（比較例）
洗浄液供給口を底部に１個有し、エアー供給口のない、従来技術からなる洗浄槽を４つ用意し、これらの洗浄槽で順次精密洗浄をった以外は実施例と同様にして電子写真感光体を得た。
（欠陥発生率の評価）
実施例、比較例により得られた電子写真感光体各々１０００本について、ＣＣＤカメラと顕微鏡とからなる表面欠陥評価装置を用いて感光体表面の欠陥数を測定し、欠陥発生率を算出した。その結果、欠陥発生率は、実施例の場合は５％以下となり、比較例の場合は５％以上となった。さらに電子写真感光体用の円筒状基材を比較例において長期間洗浄を続けた時、比較例の槽の底部の端部に研磨剤が確認された。一方、実施例においては同数の円筒状基材の洗浄を行なっても槽の底部に研磨剤は確認されなかった。これより、実施例の方が、欠陥発生率が十分に低減されることが分かった。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の円筒状基材の洗浄方法によれば、従来よりも一層効果の高い洗浄を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての洗浄方法に用いる洗浄装置の、円筒状基材浸漬前の状態を示す、正面からみた模式断面図である。
【図２】本発明の一実施形態としての洗浄方法に用いる洗浄装置の、円筒状基材浸漬前の状態を示す、平面図である。
【図３】図１、図２にも示す洗浄装置の、円筒状基材浸漬後の状態を示す、正面から見た模式断面図である。
【図４】図１、図２にも示す洗浄装置の、円筒状基材浸漬後の状態を示す、平面図である。
【図５】本発明の円筒状基材の洗浄方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１洗浄装置
２洗浄槽
３洗浄液供給ライン
４円筒状基材
５洗浄液供給口
６エアー供給口
７エアー配管
８フィルタ
９昇降台
１０リザーバタンク
１１ガイド
１２供給ポンプ
１４オーバーフローパン
１５洗浄液回収配管

Claims

上面に開口を有するとともに下面に気泡を発生させる気泡供給口を有し、さらに槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給口を有する洗浄槽に、中央に貫通孔を有する円筒状基材を、該貫通孔を上下に向けた姿勢で浸漬させて洗浄する円筒状基材の洗浄方法において、
前記洗浄槽内に洗浄液を供給してオーバフローさせる工程と、
前記洗浄槽内に前記円筒状基材を浸漬して洗浄する工程と、
前記洗浄槽から洗浄後の前記円筒状基材を引き上げる工程と、
前記洗浄槽から洗浄後の前記円筒状基材を引き上げた後の該洗浄槽内に気泡を供給する工程とを有することを特徴とする円筒状基材の洗浄方法。
上面に開口を有するとともに下面に気泡を発生させる気泡供給口を有し、さらに槽内に洗浄液を供給する洗浄液供給口を有する洗浄槽に、中央に貫通孔を有する円筒状基材を、該貫通孔を上下に向けた姿勢で浸漬させて洗浄する円筒状基材の洗浄方法において、
前記洗浄槽内に洗浄液を供給してオーバフローさせる工程と、
前記円筒状基材を、前記洗浄槽内の、該円筒状基材の貫通孔が前記気泡供給口上部に配置される位置に浸漬し、該気泡供給口から該円筒状基材の実質的に該貫通孔内側のみに気泡を供給させながら洗浄する工程と、
前記洗浄槽から洗浄後の前記円筒状基材を引き上げる工程とを有することを特徴とする円筒状基材の洗浄方法。