JP2810999B2 - 感光体ドラム用基体の製造方法 - Google Patents

感光体ドラム用基体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ
などの各種画像記録装置に適用される感光体ドラム用基
体の製造方法に関する。
（従来技術） 電子写真複写機、レーザプリンタ、デジタルコピーな
どの記録装置においては画像を記録するのに電子写真プ
ロセスが用いられる。電子写真プロセスにおいては、一
様に帯電した感光体を画像情報に応じた光で照射して露
光することにより静電荷の潜像を形成し、この潜像を現
像することにより可視化した後記録紙に転写し、その後
加熱して溶融定着させて画像を形成しているが、感光体
としては通常アルミニウムや銅などの非鉄金属材料また
はプラスチックなどの非金属材料などから成る円筒状ド
ラム基体の表面に下引き層、電荷発生層、電荷移送層な
どを塗布して感光体膜層を形成させた光導電性を有する
有機半導体やさらに絶縁層、保護層などを塗布したCd
S、ZnO、無機感光体あるいはセレン、アモルファスシリ
コンなどを蒸着させたものが種々用いられている。
ところでこの種の感光体ドラム上には静電荷潜像や可
視像が形成されるためドラム基体の表面は平滑でなけれ
ばならないが、近年、この平滑加工にダイヤモンドバイ
トを用いた鏡面切削加工が行われている。ダイヤモンド
切削バイトは硬くて高温に耐える性質があるため、摩耗
が少なくて耐久性があり、仕上げ寸法が正確で鏡面状態
を作り出すことが容易などの理由から感光体ドラム用基
体の鏡面仕上げには好適である。
ところが、新たに研磨されたダイヤモンド切削バイト
は、すくい面と逃げ面とがなす主切刃稜およびすくい面
と横逃げ面とがなす副切刃稜が極めて鋭利である上、そ
の研磨時に発生した欠陥や研磨痕のため不安定な状態に
なっているので、切削時に被削材がこの鋭利で欠陥等の
多い切刃稜に溶着したりその後切刃稜の脱落がおこりや
すく、これらが切削面を荒して良好な鏡面が得られない
ことが知られている。
そこで従来から、ダイヤモンド切削バイトを切削加工
に使用する前にダミー被削材を切削するいわゆる慣らし
切削を行なうことによって、研磨直後の鋭利な切刃稜を
適度に摩耗させてから鏡面切削を開始するのが普通であ
る。この慣らし切削により研磨時の欠陥等が除かれて高
品位の切刃稜が得られる結果、良好な切削およびバニシ
ングが行なわれて被削材に優れた鏡面が形成されること
になる。
ところがこの慣らし切削距離は数10Kmから100Km以上
にもおよび、また慣らし切削除時にバイトと被切削材と
に当り角度を種々変えて切削し、良好な刃先のバイトと
するため、それに要する時間や手間および段取り作業が
莫大で生産性低下の原因となっている。
そこで、この慣らし切削を無くして最初から高品位な
切削稜を得ることが考えられ、たとえば特開昭62−2716
05号では第８図に示すごとく、実際の慣らし切削により
摩耗させる部分を予め取り除くように、バイト11の刃先
先端のすくい面11aと前逃げ面11bとがなす主切刃稜に幅
0.2〜0.8μｍの面取り11dを設けることが提案されてい
る。しかしながら、このように面取りしたダイヤモンド
切削バイトでも、前記生産性低下の原因を取り除き従来
に比べ極度の慣らし切削を減少したのでは最初から良好
な鏡面切削を行なうことは難しく、被削材に優れた鏡面
を安定して形成することが困難であった。
慣らし切削が充分でなかったりバイトの初期表面状態
によりドラム基体の表面にわずかな引掻き痕などが残
り、その後洗浄しても切削油や切り粉がその部分に残っ
たり、空気中のごみがそこに付着したりする。このよう
な状態で前述のような感光層を表面に塗布等などで設け
て感光ドラムを製作し、この感光ドラムを装置に組み込
み使用した場合、帯電時のリーク（電荷抜け）や記録時
の画像にじみあるいは干渉縞の原因となって画質の低下
を招くという問題がある。感光層そのものは一般に薄け
れば薄いほどよいとされているが、前記のごとく基体表
面に異常があると、感光層を薄くすることが困難とな
り、厚くなければなったで性能の劣化を来たしてしま
う。
（発明の目的および構成） 本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、慣ら
し切削が不要かまたはわずかな慣らし切削でほぼ１回の
旋盤へのバイト取付けにより良質な画像を形成し得る鏡
面状態の感光体ドラム用基体を製造することを目的と
し、この目的を達成するために、すくい面と前逃げ面と
がなす主切刃稜を曲率半径が0.15〜3.5μｍの曲面で形
成し、すくい面と前逃げ面を主切刃稜と滑らかに連続さ
せたダイヤモンド切削バイトを用いて感光体ドラム用基
体を切削して鏡面状態の表面を形成するようにしたもの
である。
（実施例） 以下本発明による感光体ドラム用基体の製造方法につ
いて説明する。
感光体ドラム用基体の材質としてアルミニウムを用い
たものを例にとると、たとえば肉厚約1mmのアルミ管を
引抜き法または押出し法で形成し、これを所定寸法（た
とえば300mm）ごとに切断して感光体ドラム用基体の素
材とする。
第１図は本発明で用いて切削加工装置の全体を示す。
切削加工装置は、ベッド１の上面両端部に主軸台２と
心押し台３とが固定され、主軸台２から伸びる主軸４に
チャック治具５が固定されている。主軸４にはプーリー
を介してベルト６が巻きつけられ、図示しないモータに
より回転されるようになっている。
一方、心押し台３からは心押し軸７が伸びその先端に
チャック治具８が固定されている。
主軸台２と心押し台３との間でベッド１上にはサドル
９が矢印Ａ方向に往復運動可能に取り付けられていて、
このサドル９の上にサドル９の移動方向とは直角のＢ方
向に移動可能に刃物台10が取り付けられている。刃物台
10の前面に切削バイト11,14が着脱自在に取り付けら
れ、後面には切込み量調節用のつまみ12が設けられてい
る。
いま感光体ドラム用基体の表面を鏡面仕上げしようと
すると、心押し軸７を引込めた状態で被削物である感光
体ドラム用基体13の一端の開口部にチャック治具５を軽
く当て他端の開口部にもう一方のチャック治具８を当て
た後心押し軸７を軽く押し出すことにより両チャック治
具を基体13の両端から軽く押付けする。
こうして装置に固定した基体13をベルト６を介して回
転させ、一方サドル９を図において左端より刃物台10に
所望の高さで取り付けられた粗加工用のバイト14を基体
に一定量切り込ませ、一定の送り速度で右方向に移動さ
せる。基体の全長を越えたところでサドル９を停止さ
せ、粗加工用のバイト14をもどし、次に仕上げ用バイト
11を基体13の表面に当てながら一定の送り速度で右方向
にゆっくり移動させていき、当初の左位置へもどす。こ
の往復運動により基体13の表面が仕上げバイト11（以下
これを切削バイト、あるいはダイヤモンドバイトとい
う）により鏡面加工されてゆく。
第２図は上記切削加工装置に用いるダイヤモンド切削
バイトの一実施例の刃先要部を示し、第３図は同バイト
刃先要部を白矢印Ｄの方向から見た様子を示す。
刃先が第３図に示すように、すくい面11aと前逃げ面1
1bとのなす角βが85゜である切削バイトを準備し、すく
い面11aと前逃げ面11bとにより形成される主切刃稜ａを
全長にわたり曲面研磨して曲率半径R1が0.8μｍの曲面
を形成する。この主切刃稜ａは慣らし切削終了時の形状
に近似した曲面をなしており、その曲面はすくい面11a
および前逃げ面11bとそれぞれ滑らかな曲率で連続して
形成されている。主切刃稜ａがすくい面11aおよび前逃
げ面11bとそれぞれ接続する変曲点間の距離ｄ（第３図
参照）は2.2μｍである。
一方、すくい面11aと横逃げ面11cとが交わって形成さ
れる副切刃稜ｃは鋭利となっている。
主切刃稜ａを構成する曲面の曲率半径R1は0.15〜3.5
μｍの間で選ぶのが良好であり、特に0.5〜3.0μｍが加
工上特に好ましい。それは、この曲率半径R1が0.15μｍ
未満ではまだ切刃稜が鋭利で欠陥などの不安定要素が多
く、良好な鏡面切削ができないからであり、逆に3.0μ
ｍ特に3.5μｍをこえると切刃稜の摩耗が多すぎて切削
寿命が少なくなるからである。曲率半径R1を0.70〜0.80
μｍの間に選ぶと特にすぐれた鏡面が得られることが実
験的に確認された。
第４図は本発明で用いる切削バイトの他の実施例の刃
先要部を示す斜視図であり、第２図と同じ参照数字は同
じ部分を示す。
この実施例では、すくい面11aと前逃げ面11bとのなす
主切刃稜ａを曲率半径R1＝0.8μｍの曲面に形成するほ
かに、さらに前逃げ面11bと横逃げ面11cとの交わる稜を
曲率半径R2＝0.09mmの曲面としたものである。この面の
曲率半径R2は0.02〜0.2mmの範囲で選択するのが好まし
い。なお、すくい面11aと横逃げ面11cとが交わって形成
される副切刃稜ｃは鋭利となっている。
稜ｂの曲面はすくい面から逃げ面方向に10〜40μｍに
わたって形成されている。
第５図は本発明で用いる切削バイトのさらに他の実施
例の刃先要部を示す斜視図であり、第４図と同じ参照数
字は同じ部分を示す。
この実施例は第２図の実施例において、すくい面11a
と横逃げ面11cとがなす副切刃稜ｃに長さ0.2mmにわたり
曲率半径R3＝0.3μｍの曲面を形成したものであり、主
切刃稜ａの曲面の曲率半径R1は第２図の実施例と同じで
ある。主切刃稜ａと副切刃稜ｂまたはｃの各切刃稜はそ
れぞれ滑らかな曲率の連続で形成されていることは前述
の通りであるが、主切刃稜ａと副切刃稜ｂまたはｃある
いはa,b,cの曲面の交差部も滑らかな自由曲面にて構成
されることが好ましい。この曲面の曲率半径R3は0.1〜
0.3μｍの範囲で選択するのが好ましい。
いずれの実施例においても、曲面をなす主切刃稜ａと
前逃げ面11bとが滑らかに連続しているので良好なバニ
シングが行なわれ、被削材の切削面に筋目等の傷を生じ
ることがない。さらに、切削開始時から良好な鏡面を得
るためには、主切刃稜ａと前逃げ面11bとを屈折点なく
稜線のない滑らかな曲面で連続して構成されることが最
適である。また前逃げ面11bと横逃げ面11cとの交わる稜
ｂは被削材をこするので、切刃稜ａに設けた曲面より多
きな曲率の丸味を、またすくい面11aと横逃げ面11cとの
交わる副切刃稜ｃは、主切刃稜ａの曲面より小さな曲率
の丸味を持たせることが好ましい。
さらに、第２図に示した実施例の稜ｂとｃにそれぞれ
第４図および第５図に示した実施例のような曲率半径R2
およびR3のような曲面を形成することにより各実施例の
すぐれた効果が相乗された切削バイトが得られる。
本発明による上記の切削バイトをシャンクに取り付け
て第１図に示す切削加工装置にセットし、下記条件で切
削テストを行なった。
被削材：感光体ドラム要基体素材アルミニウム合金
（A1070,A3003） φ60 φ80 厚1mm円筒 回転数:3000rpm 送 り:0.2mm/1回転 切込み:20μｍ 比較のために、主切刃稜ａと副切刃稜ｃが曲面ではな
く、通常の研磨直後の鋭利なままである切削バイト（従
来例１）および第８図のように鋭利な主切刃稜ａの全長
に幅2.2μｍの面取り11dを設けた切削バイト（従来例
２）を準備し、上記と同様の条件で切削テストを行なっ
た。
この切削テストにおいて、各テストバイトごとに良好
な鏡面が得られるまでの切削距離を求めた結果を下表に
慣らし切削距離として列挙する。
なお、上記の実験では、感光体ドラム用基体材料アル
ミニウム合金を用いたが、純アルミニウム系材料でも同
様な傾向が認められた。
この実験結果からわかるように、本発明による製造方
法により高品位の鏡面を得るのに必要な慣らし切削時間
を大幅に短縮できる。
またこの基体の上に光導電性の有機半導体またはセレ
ンなどの感光層（下引き層:0.1〜１μｍ、電荷発生層:
0.1〜２μｍ、電荷移送層:10〜30μｍ）を設けて製作し
た感光ドラムを使用し、転写画像を評価したが、一般的
な帯電電圧下における帯電リークもなく、にじみなどの
ない良質の画像が得られている。
第６図および第７図はそれぞれ本発明による製造方法
と従来の製造方法とにより製造した感光体ドラム用基体
の最初の１〜２本についてその表面粗さを測定した結果
を示すもので、表面粗さは触針式の表面粗さ試験機を用
いて測定した。本発明に係る第６図からわかるように、
基体表面にはほとんど引掻き痕は認められないが、従来
法に係る第７図からは破線丸で囲んで示すように基体表
面に単位長さ当り多数の引掻き痕が認められる。
このことからわかるように、本発明により製造された
感光体ドラム用基体は少ない慣らし切削で引掻き痕の少
ない良質の鏡面が得られ、すなわち従来の慣らし切削に
より形成された前記切刃稜の曲率の一様でないバイトに
よる加工法に比し、良好なる鏡面加工に用いられるバイ
トの利用時間（寿命）が長くなり且つバイト曲率の均一
さによる加工面の痕、ピッチムラなどの少ない感光体基
体がより多くバラツキなく得られ、その後塗布工程にお
いても量産性に富み薄く均一な膜厚の感光体層が安定し
て形成出来る。
本発明はアルミニウムやアルミニウム合金だけでな
く、銅、ベリリウム、ニッケル、金などの非鉄金属素材
はもちろんのこと合成樹脂などの非金属材料で作られた
基体の製造にも適用することができる。
また、本発明で切削する基体は実施例で示したよう
に、引抜き法または押出し法で製造したパイプ状素材を
切断したものでなく、絞り込み加工により一端が閉じた
形状に製造された素材でもよいことはもちろんである。
さらに、切削バイトの主切刃稜ａまたは副切刃稜b,c
に形成される曲面の曲率半径R1,R2,R3は稜の長手方向に
変えてもよいし、稜の全長にわたることなく一部に形成
してもよい。
また、切削バイトは周知のように被削物に対する切削
方向を予め定めて使用するようになっており、第４図お
よび第５図に示した実施例は切削バイトが左方向に移動
する際被削物を切削する例であるが、本発明は切削バイ
トが右方向に移動する際被削物を切削する場合でも曲面
の位置を反対側の稜に変えるだけで適用することができ
ることは言うまでもない。また感光体ドラム基体加工用
の切削装置として一般的な旋盤を例としたがこれに限る
ものではなく、NC旋盤、マシニングセンターなど種々の
切削装置による加工も当然含まれるものである。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、すくい面と
前逃げ面とがなす主切刃稜を曲率半径が0.15〜3.5μｍ
の曲面で形成し、すくい面と前逃げ面を主切刃稜と滑ら
かに連続させたダイヤモンド切削バイトを用いて感光体
ドラム用基体を切削して鏡面状態の表面を形成するよう
にしたので、慣らし切削をせずにまたは極めてわずかな
慣らし切削で高品位な鏡面状態が得られ、通常１回の切
削装置へのバイトの取付作業にてすみ、段取り工数の低
減はもちろん慣らし切削不要による不良損失材料のロス
の向上により非鉄金属または非金属材料の感光体ドラム
用基体の鏡面切削加工の生産性コストの低減を飛躍的に
向上させることができる。
また、本発明によれば、従来に比し少ない慣らし切削
で高品質な鏡面状態が得られるため、基体表面の引掻き
痕が激減し、記録装置の感光体ドラムとして用いたとき
多数の微少な引掻き痕部によって生じる帯電電荷の極部
による電荷のリークや画像記録時の露光の際基体表面で
のこまかい凹凸部での光散乱によって生ずる画像のにじ
みの問題などがなくなり、画質の高い記録画像が得られ
る。さらに切削時の洗浄済（たとえばトリプレン）の目
詰まりや痕部に入り込む微粉塵などのわずかな残余物に
より、従来感光体下引き層を厚くし、基体と感光層との
密着力の強化を必要としたが、本発明による加工法で基
体を用いることでの下引き層、ひいては感光体層膜厚を
薄くした感光体ドラムの製造が可能となり、感光体の残
留電位特性の改善や感度の向上はもちろんのこと特に、
レーザー、LEDなどのドット露光による画像記録に際し
ての干渉縞の問題も減少し、レーザプリンタやデジタル
コピーの画像向上への貢献が大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による感光体ドラム用基体の製造方法で
用いる切削加工装置の概略線図、第２図は本発明による
製造方法で用いる切削バイトの一実施例の刃先要部の斜
視図、第３図は第２図に示した刃先要部を白矢印方向か
ら見た外形図、第４図および第５図は本発明による製造
方法で用いる切削バイトの他の実施例の刃先要部の斜視
図、第６図および第７図はそれぞれ本発明による製造方
法および従来の製造方法で製造した基体の表面粗さを測
定して示すチャート、第８図は従来用いられている切削
バイトの刃先要部の斜視図である。 １……ベッド、11……切削バイト、13……感光体ドラム
用基体、11a……すくい面、11b……前逃げ面、11c……
横逃げ面
フロントページの続き (72)発明者 小柳 誠 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−144903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−139634（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03G 5/00 - 5/16 B23B 27/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】すくい面と前逃げ面とがなす主切刃稜を曲
    率半径が0.15〜3.5μｍの曲面で形成し且つ前記すくい
    面および前逃げ面を前記主切刃稜曲面となめらかに連続
    させ、前記前逃げ面と少なくとも一方の横逃げ面とが交
    わって形成される第１副切刃稜を曲率半径が0.02〜0.2m
    mの曲面で形成し且つ前記前逃げ面および横逃げ面を前
    記第１副切刃稜曲面と滑らかに連続させたダイヤモンド
    切削用バイトを感光体ドラム用基体表面に当てながら移
    動させて該基体表面を鏡面仕上げすることを特徴とする
    感光体ドラム用基体の製造方法。
  2. 【請求項２】すくい面と前逃げ面とがなす主切刃稜を曲
    率半径が0.15〜3.5μｍの曲面で形成し且つ前記すくい
    面および前逃げ面を前記主切刃稜曲面となめらかに連続
    させ、前記すくい面と少なくとも一方の横逃げ面とが交
    わって形成される第２副切刃稜を曲率半径が0.1〜0.3μ
    ｍの曲面で形成し且つ前記すくい面および横逃げ面を前
    記第２副切刃稜曲面と滑らかに連続させたダイヤモンド
    切削用バイトを感光体ドラム用基体表面に当てながら移
    動させて該基体表面を鏡面仕上げすることを特徴とする
    感光体ドラム用基体の製造方法。
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