JP2005173558A - 円周面の加工方法、現像ローラ及び感光ドラムの製造方法並びに現像ローラ及び感光ドラム - Google Patents
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Abstract
【課題】高精度に安定して転写することを可能にした円周面の加工方法、現像ローラ及び感光ドラムの製造方法、並びにその製造方法によって得られる現像ローラ及び感光ドラムを提供する。
【解決手段】円柱状又は円筒状の芯材10の外周面に金属ガラス膜16が形成されたローラ18の金属ガラス膜16を加熱し、該金属ガラス膜16を粘性流動状態にして凹凸を有したダイスに押圧しながらローラ18を回転させ、金属ガラス膜16にダイスの凹凸を転写する。金属ガラス膜16は、例えば、液滴状態の金属ガラス14を芯材10の外周面に溶射して形成される。
【選択図】図3
【解決手段】円柱状又は円筒状の芯材10の外周面に金属ガラス膜16が形成されたローラ18の金属ガラス膜16を加熱し、該金属ガラス膜16を粘性流動状態にして凹凸を有したダイスに押圧しながらローラ18を回転させ、金属ガラス膜16にダイスの凹凸を転写する。金属ガラス膜16は、例えば、液滴状態の金属ガラス14を芯材10の外周面に溶射して形成される。
【選択図】図3
Description
本発明は、複写機、プリンタ等に使用される感光ドラム、現像ローラ等の各種ローラの円周面の加工方法、現像ローラ及び感光ドラムの製造方法並びに現像ローラ及び感光ドラムに関する。
複写機又はプリンタは、感光ドラムの表面に静電潜像を形成するため、書き込み光として、レーザ光が使われている。感光ドラムの基体上には、導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層等が積層されており、可干渉性の単色光であるレーザ光を、感光ドラム表面に照射すると、各層の、また、基体と導電層との界面より反射してくる反射光のそれぞれが干渉を起こす可能性がある。この干渉現象は、形成される可視画像において、所謂、干渉縞模様となって現れ、画像不良の要因となる。特に、階調性の高い中間調の画像を形成する場合には、その影響が大きい。特に、使用される半導体レーザ光の波長領域が、長波長になるに連れ、感光層における、前記レーザ光の吸収が減少してくるので、上述の干渉現象が発生し易い傾向にある。この不都合を解消する方法として、基体外周面を微細な粗面に加工する方法が採られており、その方法として、例えば「ロール表面に、サンドブラスト処理で微細凹凸パターンを形成し、焼き入れした鍛造ロールを用いて、そのロール表面を、被転写体である金属円筒体あるいは金属円柱体に押圧・転動し、金属円周面に前記微細凹凸パターンを転写するようにしたものがある(特許文献1)。
特開平10−104988号公報
上記の従来の加工方法によれば、鍛造により金属円周表面に数μmレベルの凹凸加工を施しているが、その鍛造にはかなりの圧力を必要とし、その設備は必然的に大型化するという問題点があった。また、数μmレベルの凹凸にもなると、鍛造ダイスと同形状に転写することは困難であり、所望の形状を精度良く転写するためには、ダイスの形状を工夫したり、加工条件を工夫する等の試行錯誤が必要であり、そのため、同じ形状を毎回安定して得るのが困難であった。更に、鍛造ダイスに焼き入れをしているが、被加工物も金属で硬いため、鍛造ダイスが摩耗し、寿命が短いという問題点があった。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、高精度に安定して転写することを可能にした円周面の加工方法、現像ローラ及び感光ドラムの製造方法、並びにその製造方法によって得られる現像ローラ及び感光ドラムを提供することを目的とする。
本発明に係る円周面の加工方法は、円柱状又は円筒状の芯材の外周面に金属ガラス膜が形成されたローラの前記金属ガラス膜を加熱し、前記金属ガラス膜を粘性流動状態にして凹凸を有したダイスに押圧しながら前記ローラを回転させ、前記金属ガラス膜に前記ダイスの凹凸を転写するものである。
このように、円柱状又は円筒状の芯材の外周面に形成された金属ガラス膜を、粘性流動状態にしてダイスに押圧しながらローラを回転させ、金属ガラス膜にダイスの凹凸を転写するようにしたので、高精度で安定した転写が可能となる。また、ダイスは或る程度の堅さがあれば十分であり、ダイスとして使用する金属の種類の選択範囲が広くなる。その結果、ダイスについても、その加工方法の種類が多くなり、ダイスの製作についての選択の幅が広がる。また、ローラとダイスの押圧力が通常の鍛造に比べて遙かに小さくなるので、ダイスの摩耗は軽減され、その分だけダイスの寿命が長くなり、省エネルギー化や製造装置の小型化も図られる。さらに、金属ガラスはアモルファス金属であるからナノレベルの転写も可能であり、ダイスの微細凹凸を正確に転写することが可能となる。
このように、円柱状又は円筒状の芯材の外周面に形成された金属ガラス膜を、粘性流動状態にしてダイスに押圧しながらローラを回転させ、金属ガラス膜にダイスの凹凸を転写するようにしたので、高精度で安定した転写が可能となる。また、ダイスは或る程度の堅さがあれば十分であり、ダイスとして使用する金属の種類の選択範囲が広くなる。その結果、ダイスについても、その加工方法の種類が多くなり、ダイスの製作についての選択の幅が広がる。また、ローラとダイスの押圧力が通常の鍛造に比べて遙かに小さくなるので、ダイスの摩耗は軽減され、その分だけダイスの寿命が長くなり、省エネルギー化や製造装置の小型化も図られる。さらに、金属ガラスはアモルファス金属であるからナノレベルの転写も可能であり、ダイスの微細凹凸を正確に転写することが可能となる。
上記方法において、前記金属ガラス膜を前記芯材の外周面に形成する工程を備えてもよい。その場合、液滴状態の金属ガラスを前記芯材の外周面に溶射して前記金属ガラス膜を形成するのが好ましい。溶射によって金属ガラス膜を形成することで、その加工時間の短縮化が可能となる。
また、前記溶射を不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。溶射を不活性ガス雰囲気中で行うようにしたので、金属ガラスの酸化を防ぐことができる。
また、前記溶射を不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。溶射を不活性ガス雰囲気中で行うようにしたので、金属ガラスの酸化を防ぐことができる。
なお、前記金属ガラスは、Zr基、Ni基、Al基、Pd基、Mg基、Fe基、Co基又はTi基の少なくとも1つを含んでなるものである。したがって、前記金属ガラスとして利用する素材は多種に亘っており、選択の幅が広く、例えば芯材の素材に応じて選択することができる。
また、前記芯材は少なくともその外周面が金属、セラミックス又はプラスチックから構成されているのが好ましい。芯材の素材は金属だけでなく、セラミックス又はプラスチックを用いることができる。プラスチックを用いる場合には芯材の軽量化が可能になる。
また、前記芯材及び前記ダイスの何れか一方又はその両方を加熱して前記金属ガラス膜を加熱してよい。すなわち、金属ガラス膜を粘度流動状態にするのには、芯材又はダイスの少なくとも一方を加熱して行うことができる。
なお、前記加熱は、赤外線、ヒータ及び炉の何れかにより行ってよい。
なお、前記加熱は、赤外線、ヒータ及び炉の何れかにより行ってよい。
上記方法において、前記ローラをプレート状のダイスに押圧しながら回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写してもよい。
また、前記ローラを2つのプレート状のダイスで挟み込んで押圧しながら前記ローラを回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写してもよい。
また、前記ローラを円柱状又は円筒状のダイスに押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写してもよい。
また、前記ローラを2つの円柱状又は円筒状のダイスで挟み込んで押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写してもよい。
また、前記ローラを円盤状のダイスの側壁面に押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス側壁面の凹凸を転写してもよい。
さらに、前記ローラを2つの円盤状のダイスの側壁面で挟み込んで押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス側壁面の凹凸を転写してもよい。
また、前記ローラを2つのプレート状のダイスで挟み込んで押圧しながら前記ローラを回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写してもよい。
また、前記ローラを円柱状又は円筒状のダイスに押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写してもよい。
また、前記ローラを2つの円柱状又は円筒状のダイスで挟み込んで押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写してもよい。
また、前記ローラを円盤状のダイスの側壁面に押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス側壁面の凹凸を転写してもよい。
さらに、前記ローラを2つの円盤状のダイスの側壁面で挟み込んで押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス側壁面の凹凸を転写してもよい。
本発明に係る現像ローラの製造方法は、上記の円周面の加工方法を用いて現像ローラの外周面を加工する工程を有する。これにより、現像ローラの外周面が適切に加工され、画像不良の要因が除去される。
本発明に係る感光ドラムの製造方法は、上記の円周面の加工方法を用いて感光ドラムの外周面を加工する工程を有する。これにより、感光ドラムの外周面が適切に加工され、画像不良の要因が除去される。
本発明に係る感光ドラムの製造方法は、上記の円周面の加工方法を用いて感光ドラムの外周面を加工する工程を有する。これにより、感光ドラムの外周面が適切に加工され、画像不良の要因が除去される。
本発明に係る現像ローラは上記の現像ローラの製造方法により製造されたものである。 本発明に係る感光ドラムは上記の感光ドラムの製造方法により製造されたものである。 本発明に係る現像ローラは、円柱状又は円筒状の芯材と、該芯材の外周面に形成され、表面に凹凸形状が形成された金属ガラス膜とを有する。
本発明に係る感光ドラムは、円柱状又は円筒状の芯材と、該芯材の外周面に形成され、表面に凹凸形状が形成された金属ガラス膜とを有する。
本発明に係る感光ドラムは、円柱状又は円筒状の芯材と、該芯材の外周面に形成され、表面に凹凸形状が形成された金属ガラス膜とを有する。
以下に、本発明の実施形態に係るローラの表面(外周面あるいは円周面)の加工方法を説明する。
実施形態1
ここでは、プリンタに使用される現像ローラを製造する例について、(a)ローラとなる芯材の外周面に金属ガラス膜を生成する工程、(b)ダイスを製造する工程、(c)ダイスを加熱する工程、(d)転写工程の各工程に分けてそれぞれ説明する。
実施形態1
ここでは、プリンタに使用される現像ローラを製造する例について、(a)ローラとなる芯材の外周面に金属ガラス膜を生成する工程、(b)ダイスを製造する工程、(c)ダイスを加熱する工程、(d)転写工程の各工程に分けてそれぞれ説明する。
(a)ローラとなる芯材の外周面に金属ガラス膜を生成する工程
図1、図2及び図3はローラとなる芯材の外周面に金属ガラス膜を生成する工程の説明図であり、図1は円柱状又は円筒状の芯材10の斜視図、図2及び図3はノズル12から芯材10に液滴状態の金属ガラス14を溶射している状態及びその拡大図である。
図1、図2及び図3はローラとなる芯材の外周面に金属ガラス膜を生成する工程の説明図であり、図1は円柱状又は円筒状の芯材10の斜視図、図2及び図3はノズル12から芯材10に液滴状態の金属ガラス14を溶射している状態及びその拡大図である。
まず、現像ローラの基材となる円柱状又は円筒状の芯材10を用意する。この基材10は、例えばアルミニウムから構成されており、この場合その直径は18mm程度の大きさである。室温程度の芯材10を回転させつつ、ノズル12を芯材10の軸方向に移動させながら、ノズル12から液滴状態の金属ガラス14を芯材10の外周面に吹き付けて、芯材10の外周面に金属ガラス膜16を形成する。ここでは、この液滴状態の金属ガラス14の吹き付けを溶射と称する。この溶射により、吹き付けられた金属ガラス14は急冷されてアモルファス状態で芯材ローラ10の外周面に凝固付着することになる。このようにして、芯材10の外周面に金属ガラス膜16が形成されたローラ18を製作する。なお、溶射による方法は問わないが、金属ガラス14及び金属ガラス膜16が酸化しないように、不活性ガス(N2、Ar等)の雰囲気で行うのが好ましい。
金属ガラス膜16の厚さは、金属ガラス膜16に付与すべき凹凸の深さに応じて決定すればよいが、ここでは例えば50μm程度の厚さとする。なお、金属ガラス14が溶射されたローラ18の外周面は、凹凸や細かい穴が空いていることが多いため、一旦研削又は研磨をして、真円度を出すとともに表面を平滑にした金属ガラス膜16としておくのが好ましい。
なお、予め金属ガラス膜16が成膜されたローラを使用する場合には、この(a)の工程は不要となる。
金属ガラス膜16の厚さは、金属ガラス膜16に付与すべき凹凸の深さに応じて決定すればよいが、ここでは例えば50μm程度の厚さとする。なお、金属ガラス14が溶射されたローラ18の外周面は、凹凸や細かい穴が空いていることが多いため、一旦研削又は研磨をして、真円度を出すとともに表面を平滑にした金属ガラス膜16としておくのが好ましい。
なお、予め金属ガラス膜16が成膜されたローラを使用する場合には、この(a)の工程は不要となる。
金属ガラスは既によく知られているように、Zr基、Ni基、Al基、Pd基、Mg基、Fe基、Co基、Ti基等からなるアモルファス金属であって、金属でありながら酸化物ガラスのようにガラス転移点以上の温度で粘性流動状態となる性質を有する。本発明はこの性質を利用したものである。金属ガラスの具体的なものとしては、Zr55Al10Cu30Ni5 やPd40Cu30Ni10P20 (数字は原子比)があり、その他にも、Pd−Ni−Fe−P、 Pd−Cu−B−Si、Al−Cs−Ni、Ni−Zr−Ti−Sn−Si等の合金がある。この例では、金属ガラス14として、Zr55Al10Cu30Ni5 を用いている。
(b)ダイスを製造する工程
図4、図5及び図6は転写に用いるダイスを製作する工程の説明図であり、図4はダイスを構成するための平板(例えばSUS316)の斜視図、図5及び図6は平板に加工を施している状態を示す説明図である。まず、ダイスの基材となる平板(プレート状基材)20を用意する。この平板20の表面全体に亘ってノズル22から砥粒24を噴射して平板20の表面をサンドブラスト処理し、その表面に複数の微細な凹凸26aを形成してプレート状のダイス26を製作する。図7はこのプレート状のダイス26の表面付近の拡大断面図であり、上記のサンドブラスト処理で、例えば、平均面粗さRz=6.0〜6.5μmの凹凸26aが付与されている。
なお、このような複数の微細凹凸を備えたダイスは予め製造しておくのが効率的である。従って、このダイスを製造する工程は、通常の場合、ローラ18の金属ガラス膜16に転写を行う工程中には含めない(これは他の実施形態の場合も同じである)。
図4、図5及び図6は転写に用いるダイスを製作する工程の説明図であり、図4はダイスを構成するための平板(例えばSUS316)の斜視図、図5及び図6は平板に加工を施している状態を示す説明図である。まず、ダイスの基材となる平板(プレート状基材)20を用意する。この平板20の表面全体に亘ってノズル22から砥粒24を噴射して平板20の表面をサンドブラスト処理し、その表面に複数の微細な凹凸26aを形成してプレート状のダイス26を製作する。図7はこのプレート状のダイス26の表面付近の拡大断面図であり、上記のサンドブラスト処理で、例えば、平均面粗さRz=6.0〜6.5μmの凹凸26aが付与されている。
なお、このような複数の微細凹凸を備えたダイスは予め製造しておくのが効率的である。従って、このダイスを製造する工程は、通常の場合、ローラ18の金属ガラス膜16に転写を行う工程中には含めない(これは他の実施形態の場合も同じである)。
(c)ダイスを加熱する工程
図8は上記のダイス26を加熱する工程の説明図であり、ダイス26をヒータ28に載置してダイス26を例えば460℃〜470℃に加熱する。このダイス26に対する加熱は、後述の図9における転写において、ダイス26を介してローラ18(特に金属ガラス膜16)をガラス遷移温度(Tg)以上に加熱して金属ガラス膜16を粘性流動体にするために行う。なお、ガラス遷移温度(Tg)は、金属ガラスの種類により相違するので、ダイス26の加熱温度は、使用する金属ガラスに応じて決定する。
図8は上記のダイス26を加熱する工程の説明図であり、ダイス26をヒータ28に載置してダイス26を例えば460℃〜470℃に加熱する。このダイス26に対する加熱は、後述の図9における転写において、ダイス26を介してローラ18(特に金属ガラス膜16)をガラス遷移温度(Tg)以上に加熱して金属ガラス膜16を粘性流動体にするために行う。なお、ガラス遷移温度(Tg)は、金属ガラスの種類により相違するので、ダイス26の加熱温度は、使用する金属ガラスに応じて決定する。
(d)転写工程
図9は上記のように製作されたローラ18にダイス26の凹凸26aを転写する工程の説明図である。ダイス26をヒータ28により上記の温度範囲で加熱した状態で、ローラ18を、図示のように、ダイス26側に降下させて押しつける。この押し付け圧力は例えば100MP程度である。このようにローラ18を押しつけながらダイス26上で回転させる。このときの回転させながら移動させるときの速度は例えば30mm/min程度である。そして、ローラ18が1周した段階で押し付け圧力を開放するとともにダイス26から離す。このようにして、ダイス26表面の凹凸26a(又は凹凸パターン)がローラ18の金属ガラス膜16に転写されて現像ローラ30が製造される。
図9は上記のように製作されたローラ18にダイス26の凹凸26aを転写する工程の説明図である。ダイス26をヒータ28により上記の温度範囲で加熱した状態で、ローラ18を、図示のように、ダイス26側に降下させて押しつける。この押し付け圧力は例えば100MP程度である。このようにローラ18を押しつけながらダイス26上で回転させる。このときの回転させながら移動させるときの速度は例えば30mm/min程度である。そして、ローラ18が1周した段階で押し付け圧力を開放するとともにダイス26から離す。このようにして、ダイス26表面の凹凸26a(又は凹凸パターン)がローラ18の金属ガラス膜16に転写されて現像ローラ30が製造される。
図10は上記のようにして製造された現像ローラ30の表面付近の拡大断面図である。現像ローラ30の金属ガラス膜16にはダイス26の凹凸26aが転写されて凹凸30a(又は凹凸パターン)が生成されている。この凹凸30aはRzが例えば6.0〜6.5μmであり、ダイス26の凹凸20aが精度良く転写される。なお、この転写の精度については後述の実施例において詳細に説明する。
以上のように実施形態1においては、金属ガラス膜16が外周面に形成されたローラ18を加熱されたプレート状のダイス26に押圧し、ダイス26を介して加熱されて粘性流動状態になっている金属ガラス膜16にダイス26の凹凸26aを転写するようにしているので、高精度で安定した転写が可能となる。また、ダイスは或る程度の堅さがあれば十分であり、ダイスとして使用する金属の種類の選択範囲が広くなる。その結果、ダイスについても、その加工方法の種類が多くなり、ダイスの製作についての選択の幅が広がる。また、ローラ18とダイス26との押圧力が通常の鍛造に比べて遙かに小さくなるので、ダイス26の摩耗は軽減され、その分だけダイスの寿命が長くなる。また、押圧力が小さくて済むので、省エネルギー化や製造装置の小型化が図られる。さらに、金属ガラスはアモルファス金属であるからナノレベルの転写も可能であり、ダイス26の微細凹凸を正確に転写することが可能である。
なお、図9では1つのプレート状のダイス26を用いる例を示したが、2つのプレート状のダイス26を用いて転写を行うこともできる。例えば図11に示すように、ローラ18を2つのプレート状のダイス26で挟み込んで押圧しながら、ダイス26を動かしてローラ18を回転させ、ローラ18表面の金属ガラス膜16にダイス26表面の凹凸を転写することができる。この場合は、ローラ18を半回転させるだけで、ローラ18の全周にダイスの凹凸の転写ができる。なお、ダイス26は一方のダイスのみを動かしてもよく、また両方のダイスを動かしてもよい。
実施形態2
実施形態1では、プレート状のダイス26を利用して、ローラ18の金属ガラス膜16に対する凹凸の転写を行ったが、円柱状又は円筒状のダイス26Aを利用しても、微細凹凸の転写は可能である。この円柱状又は円筒状のダイス26Aは図6の方法を利用して製作できる。すなわち、図16に示すように、SUS316等からなる円柱状又は円筒状の基材20Aの表面に、ノズル22から砥粒24を噴射して基材20Aの表面をサンドブラスト処理し、その表面に微細な凹凸を複数形成して、転写に用いる円柱状又は円筒状のダイス26Aが製作できる。なお、図16(a)は正面図を、図16(b)は側面図をそれぞれ示している。
図12は、円柱状のダイス26Aを1つ利用してローラ18の表面に形成された金属ガラス膜16に凹凸の転写を行う場合の説明図であり、図12(a)が正面図、図12(b)が側面図である。ここでは、ローラ18を例えば100MP程度の圧力で加熱状態のダイス26Aに押圧しながらローラ18とダイス26Aの双方を回転させ、流動状態となったローラ18表面の金属ガラス膜16にダイス26A表面の凹凸を転写している。
図13は、円柱状のダイス26Aを2つ利用してローラ18の表面に形成された金属ガラス膜16に凹凸の転写を行う場合の説明図であり、図13(a)が正面図、図13(b)が側面図である。ここでは、ローラ18を2つのダイス26Aで挟み込んで、例えば100MP程度の圧力で押圧しながら、ローラ18とダイス26Aの双方を回転させ、流動状態となったローラ18表面の金属ガラス膜16にダイス26A表面の凹凸を転写している。
このように、円柱状又は円筒状のダイス26Aを1つ又は2つ利用しても、ローラ18表面の金属ガラス膜16に微細な凹凸を複数転写することができ、実施形態1とほぼ同様の効果が得られる。
実施形態1では、プレート状のダイス26を利用して、ローラ18の金属ガラス膜16に対する凹凸の転写を行ったが、円柱状又は円筒状のダイス26Aを利用しても、微細凹凸の転写は可能である。この円柱状又は円筒状のダイス26Aは図6の方法を利用して製作できる。すなわち、図16に示すように、SUS316等からなる円柱状又は円筒状の基材20Aの表面に、ノズル22から砥粒24を噴射して基材20Aの表面をサンドブラスト処理し、その表面に微細な凹凸を複数形成して、転写に用いる円柱状又は円筒状のダイス26Aが製作できる。なお、図16(a)は正面図を、図16(b)は側面図をそれぞれ示している。
図12は、円柱状のダイス26Aを1つ利用してローラ18の表面に形成された金属ガラス膜16に凹凸の転写を行う場合の説明図であり、図12(a)が正面図、図12(b)が側面図である。ここでは、ローラ18を例えば100MP程度の圧力で加熱状態のダイス26Aに押圧しながらローラ18とダイス26Aの双方を回転させ、流動状態となったローラ18表面の金属ガラス膜16にダイス26A表面の凹凸を転写している。
図13は、円柱状のダイス26Aを2つ利用してローラ18の表面に形成された金属ガラス膜16に凹凸の転写を行う場合の説明図であり、図13(a)が正面図、図13(b)が側面図である。ここでは、ローラ18を2つのダイス26Aで挟み込んで、例えば100MP程度の圧力で押圧しながら、ローラ18とダイス26Aの双方を回転させ、流動状態となったローラ18表面の金属ガラス膜16にダイス26A表面の凹凸を転写している。
このように、円柱状又は円筒状のダイス26Aを1つ又は2つ利用しても、ローラ18表面の金属ガラス膜16に微細な凹凸を複数転写することができ、実施形態1とほぼ同様の効果が得られる。
実施形態3
ここでは、プレート状のダイス26、あるいは円柱状又は円筒状のダイス26Aに変えて、円盤状のダイス26Bを利用して、ローラ18表面の金属ガラス膜16に転写を行う方法を説明する。この円盤状のダイス26Bも図6の方法を利用して製作できる。すなわち、図17に示すように、SUS316等からなる円盤状の基材20Bの側壁面に、ノズル22から砥粒24を噴射して基材20Bの側壁面をサンドブラスト処理し、その面に微細な凹凸を複数形成することで、転写に用いる円盤状のダイス26Bが製作できる。なお、図17(a)は正面図を、図17(b)は側面図をそれぞれ示している。
図14は、円盤状のダイス26Bを1つ利用してローラ18の表面に形成された金属ガラス膜16に凹凸の転写を行う場合の説明図であり、図14(a)が正面図、図14(b)が側面図である。ここでは、例えば100MP程度の圧力でローラ18と加熱状態のダイス26Bの側壁面とを押圧しながらローラ18とダイス26Bの双方を回転させ、流動状態となったローラ18表面の金属ガラス膜16にダイス26Bの側壁面の凹凸を転写している。
図15は、円盤状のダイス26Bを2つ利用してローラ18の表面に形成された金属ガラス膜16に凹凸の転写を行う場合の説明図であり、図15(a)が正面図、図15(b)が側面図である。ここでは、ローラ18を2つのダイス26Aで挟み込んで、例えば100MP程度の圧力で押圧しながら、ローラ18とダイス26Aの双方を回転させ、流動状態となったローラ18表面の金属ガラス膜16にダイス26Bの側壁面の凹凸を転写している。
なお、図14,15において、ローラ18の外周全面に転写を行う場合には、ローラ18又は円盤状のダイス26Bの何れか一方を、あるいはそれらの双方を矢印で示す方向に移動させる。
このように、円盤状のダイス26Bを1つ又は2つ利用しても、ローラ18表面の金属ガラス膜16に微細な凹凸を複数転写することができ、実施形態1とほぼ同様の効果が得られる。
ここでは、プレート状のダイス26、あるいは円柱状又は円筒状のダイス26Aに変えて、円盤状のダイス26Bを利用して、ローラ18表面の金属ガラス膜16に転写を行う方法を説明する。この円盤状のダイス26Bも図6の方法を利用して製作できる。すなわち、図17に示すように、SUS316等からなる円盤状の基材20Bの側壁面に、ノズル22から砥粒24を噴射して基材20Bの側壁面をサンドブラスト処理し、その面に微細な凹凸を複数形成することで、転写に用いる円盤状のダイス26Bが製作できる。なお、図17(a)は正面図を、図17(b)は側面図をそれぞれ示している。
図14は、円盤状のダイス26Bを1つ利用してローラ18の表面に形成された金属ガラス膜16に凹凸の転写を行う場合の説明図であり、図14(a)が正面図、図14(b)が側面図である。ここでは、例えば100MP程度の圧力でローラ18と加熱状態のダイス26Bの側壁面とを押圧しながらローラ18とダイス26Bの双方を回転させ、流動状態となったローラ18表面の金属ガラス膜16にダイス26Bの側壁面の凹凸を転写している。
図15は、円盤状のダイス26Bを2つ利用してローラ18の表面に形成された金属ガラス膜16に凹凸の転写を行う場合の説明図であり、図15(a)が正面図、図15(b)が側面図である。ここでは、ローラ18を2つのダイス26Aで挟み込んで、例えば100MP程度の圧力で押圧しながら、ローラ18とダイス26Aの双方を回転させ、流動状態となったローラ18表面の金属ガラス膜16にダイス26Bの側壁面の凹凸を転写している。
なお、図14,15において、ローラ18の外周全面に転写を行う場合には、ローラ18又は円盤状のダイス26Bの何れか一方を、あるいはそれらの双方を矢印で示す方向に移動させる。
このように、円盤状のダイス26Bを1つ又は2つ利用しても、ローラ18表面の金属ガラス膜16に微細な凹凸を複数転写することができ、実施形態1とほぼ同様の効果が得られる。
なお、上述の各実施形態においては、ローラ18の芯材10にアルミニウムを用いた例について説明したが、他の金属であってもよく、また、セラミックスやプラスチックを用いてもよい。プラスチックを用いた場合には軽量化が図られ、作動電力が削減できる。なお、プラスチックの場合には、金属ガラス膜16との密着性を高めるために、その外周面にメッキ処理を施すようにしてもよい。
また、金属ガラス膜16を粘性流動状態にするために、ヒータ28によって加熱されたダイス26,26A,26Bにより金属ガラス膜16を加熱する例を説明したが、この金属ガラス膜16への加熱は、例えば赤外線や炉を利用してローラ18及びダイス26,26A,26Bの両方を加熱して行ってもよい。さらに、ローラ18だけをヒータ等により加熱して金属ガラス膜16を粘性流動状態にしてもよい。
また、各ダイスの材料としては、スチールの他、例えばSKD、SKH、超硬材、石英硝子、非晶質カーボン、フォトセラム、水晶等を用いることができる。さらに、ダイスにはあまり強度が必要がないので、例えば単結晶シリコンを使用することもできる。単結晶シリコンでダイスを作成した場合には、エッチングできれいなパターンを作ることができる。例えば、等間隔で大きさの揃ったV溝や、ピラミッド等の各種のパターンを作ることができる。それらのパターンを備えたダイスによって、金属ガラス膜16にはきれいな等間隔の大きさが揃ったパターンを精度良く転写することができる。
また、金属ガラス膜16を形成するための金属ガラスには、上記のZr55Al10Cu30Ni5 だけでなく、他のZr基、あるいはNi基、Al基、Pd基、Mg基、Fe基、Co基、Ti基等を少なくとも1つ含んでなるアモルファス金属を用いることができる。
また、上述の各実施形態においては、金属ガラス膜16を形成するために金属ガラス14を溶射する例について説明したが、蒸着やスパッタを用いて金属ガラス膜16を生成するようにしてもよい。
また、上述の各実施形態においては、現像ローラを製造する例について説明したが、感光ドラムも現像ローラと同様な構成からなるので、現像ローラと同様にして製造できる。 さらに、上記製造方法はレーザプリンタのアニロックスローラの製造にも応用できる。
また、上述の各実施形態においては、現像ローラを製造する例について説明したが、感光ドラムも現像ローラと同様な構成からなるので、現像ローラと同様にして製造できる。 さらに、上記製造方法はレーザプリンタのアニロックスローラの製造にも応用できる。
図18(a)(b)は本発明の実施形態1による実施例の説明図である。図18(a)に示されるように、プレート状のダイス26の材料としてシリコンを使用し、V溝の幅=8.18μm、P(ピッチ)=10μmの型(凹凸)を形成したものを用意する。そして、図18(b)に示されるように、ローラ18をダイス26に押し付ける。この例では、ローラ18の金属ガラス膜16として金属ガラスZr55Al10Cu30Ni5 を用い、加熱温度=450℃、圧力=60MPaとした。ここで、ダイス26の溝の深さをh1とし、ローラ18の金属ガラス膜16に転写された凸部の高さをh2とし、高さ比=h2/h1とするものとする。この高さ比(h2/h1)が高いことは転写率が高いことを意味する。
図19は加工時間と上記の高さ比(h2/h1)との関係を示した特性図であり、この図から、加工時間が5分程度で100%に近い転写率となっていることが分かる。
図19は加工時間と上記の高さ比(h2/h1)との関係を示した特性図であり、この図から、加工時間が5分程度で100%に近い転写率となっていることが分かる。
10 芯材、12 ノズル、14 金属ガラス、16 金属ガラス膜、18 ローラ、20 平板、20A 円柱状又は円筒状の基材、20B 円盤状の基材、22 ノズル、24 砥粒、26 プレート状のダイス、26a 凹凸、26A 円柱状又は円筒状のダイス、26B 円盤状のダイス、28 ヒータ、30 現像ローラ。
Claims (20)
- 円柱状又は円筒状の芯材の外周面に金属ガラス膜が形成されたローラの前記金属ガラス膜を加熱し、前記金属ガラス膜を粘性流動状態にして凹凸を有したダイスに押圧しながら前記ローラを回転させ、前記金属ガラス膜に前記ダイスの凹凸を転写することを特徴とする円周面の加工方法。
- 前記金属ガラス膜を前記芯材の外周面に形成する工程を備えたことを特徴とする請求項1記載の円周面の加工方法。
- 液滴状態の金属ガラスを前記芯材の外周面に溶射して前記金属ガラス膜を形成することを特徴とする請求項2記載の円周面の加工方法。
- 前記溶射を不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項3記載の円周面の加工方法。
- 前記金属ガラスは、Zr基、Ni基、Al基、Pd基、Mg基、Fe基、Co基又はTi基の少なくとも1つを含んでなることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の円周面の加工方法。
- 前記芯材は少なくともその外周面が金属又はプラスチックから構成されていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の円周面の加工方法。
- 前記芯材及び前記ダイスの何れか一方又はその両方を加熱して前記金属ガラス膜を加熱することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の円周面の加工方法。
- 前記加熱は、赤外線、ヒータ及び炉の何れかによって行うことを特徴とする請求項7に記載の円周面の加工方法。
- 前記ローラをプレート状の前記ダイスに押圧しながら回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写することを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の円周面の加工方法。
- 前記ローラを2つのプレート状の前記ダイスで挟み込んで押圧しながら前記ローラを回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写することを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の円周面の加工方法。
- 前記ローラを円柱状又は円筒状の前記ダイスに押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写することを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の円周面の加工方法。
- 前記ローラを2つの円柱状又は円筒状の前記ダイスで挟み込んで押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス表面の凹凸を転写することを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の円周面の加工方法。
- 前記ローラを円盤状の前記ダイスの側壁面に押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス側壁面の凹凸を転写することを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の円周面の加工方法。
- 前記ローラを2つの円盤状の前記ダイスの側壁面で挟み込んで押圧しながら前記ローラと前記ダイスの双方を回転させ、前記ローラの表面に前記ダイス側壁面の凹凸を転写することを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の円周面の加工方法。
- 請求項1〜14の何れかに記載の円周面の加工方法を用いて現像ローラの外周面を加工する工程を有することを特徴とする現像ローラの製造方法。
- 請求項1〜14の何れかに記載の円周面の加工方法を用いて感光ドラムの外周面を加工する工程を有することを特徴とする感光ドラムの製造方法。
- 請求項15記載の現像ローラの製造方法によって製造されたことを特徴とする現像ローラ。
- 請求項16記載の感光ドラムの製造方法によって製造されたことを特徴とする感光ドラム。
- 円柱状又は円筒状の芯材と、
該芯材の外周面に形成され、表面に凹凸形状が形成された金属ガラス膜と、
を有することを特徴とする現像ローラ。 - 円柱状又は円筒状の芯材と、
該芯材の外周面に形成され、表面に凹凸形状が形成された金属ガラス膜と、
を有することを特徴とする感光ドラム。
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