JP3034844B2 - 感光体ドラム基盤 - Google Patents

感光体ドラム基盤

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複写機及びプリンタ等に
使用される感光体ドラム基盤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の感光体ドラム基盤にはア
ルミニウム管が使用されており、高度な寸法精度が要求
されている。例えば、直径が30mmの感光体ドラム基盤
は、その真円度を30μm以下にすると共にその真直度を
30μm以下にする必要がある。このような寸法精度を得
ようとする場合、旋盤及びダイヤモンド工具等を使用し
て、アルミニウム管(押出抽伸管)の表面を高精度で切
削している。また、アルミニウム管の押出及び抽伸を高
精度で行うことにより、その真円度及び真直度を夫々30
μm以下にする方法も開発され、実施されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の感光体ドラム基盤の製造方法においては、以下
に示す問題点がある。
【0004】先ず、ダイヤモンド工具等を使用してアル
ミニウム管を切削する精密切削法では、感光体ドラム基
盤の製造コストが著しく増大すると共に、その生産性が
悪い。
【0005】一方、アルミニウム管の精密押出及び抽伸
を高精度で行う精密抽伸法では、切削等の後加工が不要
であるため製造コストが低いものの、アルミニウム管を
短尺に切断する必要があり、この切断時にアルミニウム
管の円筒度が悪化し、製品の歩留りが低下する。また、
抽伸時にアルミニウム管の表面に取り扱い傷が生じやす
い。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、寸法精度が高い感光体ドラム基盤を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る感光体ドラ
ム基盤は、全長に対する曲がりが0.1%以下である
か、肉厚t、外径φ及び耐力σ 0.2 がt 2 ×σ 0.2 /φ≧
0.2を満足するか、又は全長に対する曲がりが0.1
%以下であって肉厚t、外径φ及び耐力σ 0.2 がt 2 ×σ
0.2 /φ≧0.2を満足するアルミニウム又はアルミニ
ウム合金の管材の表面がセンタレス研磨加工により研
された管材で構成されていることを特徴とする。
【0008】
【作用】本願発明者等は真円度等の寸法精度が高い感光
体ドラム基盤を低コストで製造できる感光体ドラム基盤
の製造方法を開発すべく種々実験研究を行った結果、従
来からパイプ材又は棒材の表面の傷取り等に適用される
センタレス研摩(心無し研摩)加工により表面を研摩し
たアルミニウム又はアルミニウム合金の管材は、寸法精
度が高く、表面状態が良好であると共に、その製造コス
トが低いため、感光体ドラム基盤として好適であるとい
うことを知見した。また、このセンタレス研摩加工の場
合、アルミニウム又はアルミニウム合金の管材を短尺に
切断した後に、その表面を研摩することができるので、
感光体ドラム基盤の円筒度を従来の精密抽伸法に比して
高めることができる。例えば、直径が30mmであって真
円度及び円筒度が夫々50μmである通常精度の管材で
も、この真円度及び円筒度を夫々20μmにまで高めるこ
とができる。
【0009】しかしながら、アルミニウム又はアルミニ
ウム合金の管材の表面をセンタレス研摩加工すると、そ
の削り粉が付着した部分、センタレス研摩加工時に焼き
付いた部分又は受板(ブレード)により傷ついた部分等
に酸化皮膜の乱れが生じ、これにより感光体ドラム基盤
の表面に電荷のリークが生じる虞がある。そして、感光
体ドラム基盤に電荷のリークが生じると、感光体に画像
欠陥が生じてしまう。このため、前記管材の表面に陽極
酸化処理を施して陽極酸化皮膜を形成することが好まし
い。この場合に、陽極酸化皮膜の厚さが 8μmを超える
と、この陽極酸化皮膜にクラックが生じる。従って、前
記管材の表面に形成する陽極酸化皮膜の厚さは 8μm以
下にすることが好ましい。
【0010】次に、本発明に係る感光体ドラム基盤の製
造方法について説明する。先ず、アルミニウム又はアル
ミニウム合金からなる素材を押出加工し、次いで抽伸加
工することにより、アルミニウム又はアルミニウム合金
の管材を得る。その後、この管材にセンタレス研摩加工
を施すが、前記管材は全長に対する曲がりが 0.1%を超
えたものであると、センタレス研摩加工時にブレードと
の摩擦により前記管材の表面に螺旋模様が生じる。特
に、この螺旋模様は前記管材の表面に陽極酸化皮膜を設
けた場合に顕著に現われる。このように、前記管材の表
面に螺旋模様が生じると、この螺旋模様により感光体ド
ラム基盤の反射率が局所的に変化し、感光体に画像不良
が生じる。このため、センタレス研摩加工に供するアル
ミニウム又はアルミニウム合金の管材は、その全長に対
する曲がりが 0.1%以下になるように抽伸加工する。こ
れにより、感光体の画像を高品質にすることができる。
【0011】また、感光体ドラム基盤の寸法精度を高め
るには、センタレス研摩加工に供する前記管材の変形を
防止する必要がある。そこで、前記管材の肉厚t及び耐
力σ 0.2 を外径φに比例させて大きくする。実験研究の
結果、肉厚tと外径φと耐力σ0.2 との関係を以下に示
すものにすれば、前記管材の変形を防止できるというこ
とを見い出した。即ち、t2 ×σ0.2 /φの計算値が
0.2未満であると、前記管材がセンタレス研摩加工時に
変形するため、感光体ドラム基盤の寸法精度を高めるこ
とができない。従って、センタレス研摩加工に供する前
記管材はt2 ×σ 0.2 /φ≧ 0.2を満足するように抽伸
加工する。例えば、材料強度(耐力σ0.2)が 8kg/
mm2 であって、外径φが30mmであるアルミニウム又
はアルミニウム合金の管材の場合は、その肉厚tを0.86
mm以上にする。
【0012】なお、前記管材の耐力σ0.2 はアルミニウ
ム又はアルミニウム合金からなる素材にMg、Mn又は
Cu等を添加することにより高めることができる。ま
た、抽伸冷間加工工程を設けて前記管材を加工硬化させ
ることにより、センタレス研摩加工に供する前記管材の
耐力σ0.2 を調整することもできる。
【0013】更に、抽伸加工により得た前記管材の表面
には、深さが10μm以上の傷が形成される場合がある。
そこで、前記管材の表面に10μm以上の深さでセンタレ
ス研摩加工を施す必要があるが、この深さが 100μmを
超えて研摩すると砥石の負荷が大きくなるため、前記管
材に変形が生じる虞がある。また、センタレス研摩加工
には、管材の形状を矯正するという作用があるが、前記
深さが10μm未満であると形状の矯正作用を得ることが
できず、前記深さが 100μmを超えると砥石が目詰まり
する。このため、抽伸加工により得た前記管材の研摩代
は10乃至 100μmにすることが好ましい。
【0014】なお、本発明においては、前記管材を複数
のセンタレス研摩機に連続して通過させることが可能で
ある。このような場合には、研摩代の総量を10乃至 100
μmにすることが好ましい。
【0015】また、陽極酸化皮膜はセンタレス研摩加工
後の前記管材の表面に陽極酸化処理を施すことにより形
成することができる。
【0016】このように、本発明によれば、寸法精度が
高い感光体ドラム基盤を低コストで製造することができ
る。
【0017】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0018】図1はスルーフィールドのセンタレス研摩
機を示す斜視図である。ブレード1上にはアルミニウム
管4が配置される。送りロール2及び研摩ロール3はア
ルミニウム管4の長手方向に沿って配設されており、ア
ルミニウム管4を挟みつつ、その中心軸を回転軸として
相互に反対方向に回転するようになっている。アルミニ
ウム管4は高速回転の研摩ロール3と同じ回転速度で回
転しようとするが、低速回転の送りロール2及びブレー
ド1から受ける摩擦力により制動されるため、アルミニ
ウム管4は送りロール2と略同じ速度で回転する。これ
により、アルミニウム管4はその表面が研摩ロール3に
よって研摩される。また、送りロール2の中心軸が若干
傾斜しているため、アルミニウム管4はその長手方向に
搬送される。このようにして、アルミニウム管4は順次
研摩加工に供される。
【0019】図2はインフィールドのセンタレス研摩機
を示す側面図である。ブレード11上にはアルミニウム
管14が配置される。研摩ロール12,13はアルミニ
ウム管14の長手方向に沿って配設されており、アルミ
ニウム管14を挟みつつ、その中心軸を回転軸として相
互に反対方向に回転するようになっている。この場合、
アルミニウム管4はその表面が研摩ロール12,13に
よって研摩される。研摩ロール13はアルミニウム管1
4から離隔する方向に移動することができ、研摩後のア
ルミニウム管4はブレード11の上方に搬送される。
【0020】図3はスルーフィールドのセンタレス仕上
げ研摩機を示す斜視図である。送りロール22,23は
略平行に配設されており、その中心軸を回転軸として相
互に反対方向に回転するようになっている。アルミニウ
ム管4は送りロール22,23上に載置され、この送り
ロール22,23回転速度に応じて回転する。そして、
砥石21によりアルミニウム管4の表面が仕上げ研摩さ
れる。研摩後のアルミニウム管4はその長手方向に搬送
される。
【0021】図1乃至図3に示す研摩機を適宜組み合わ
せて使用することにより、アルミニウム管を所定の表面
粗度に研摩することができる。
【0022】次に、上述の研摩機を使用して、実際に本
発明の実施例に係る感光体ドラム基盤を製造した場合に
ついて、従来例又は比較例と比較して説明する。
【0023】先ず、通常の方法により外径が30.5mm、
内径が28mm、長さを 260mmのアルミニウム管(JIS
3003材)を得た。次に、このアルミニウム管の表面に20
μmの研摩代でセンタレス研摩加工を施した。このよう
にして、実施例1,2に係る感光体ドラム基盤を製造し
た。
【0024】一方、従来例1として、精密抽伸法により
外径が30.5mm、内径が28mm、長さを 260mmのアル
ミニウム管からなる感光体ドラム基盤を製造した。ま
た、従来例2として、外径が30.5mm、内径が28mm、
長さを 260mmのアルミニウム管をダイヤモンド工具で
精密切削することにより感光体ドラム基盤を製造した。
更に、従来例3として、外径が30.5mm、内径が28m
m、長さを 2mの長尺のアルミニウム管にセンタレス研
摩加工を施した後、このアルミニウム管を 260mmの短
尺に切断することにより感光体ドラム基盤を製造した。
【0025】このようにして得た実施例1,2及び従来
例1乃至3に係る感光体ドラム基盤について、研摩前後
の寸法精度を測定し、この寸法精度を評価した。また、
ダイヤモンド切削による表面加工時間に対する表面加工
時間の比を求め、その生産性を評価した。その結果を下
記表1及び表2に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】この表1及び表2から明らかなように、実
施例1,2に係る感光体ドラム基盤はいずれも寸法精度
が高く、生産性が高いものであり、複写機等に使用する
感光体ドラム基盤として好ましいものであった。
【0029】一方、精密抽伸法により得た従来例1に係
る感光体ドラム基盤は、表面加工が不要であるものの、
寸法精度が悪いものであった。また、アルミニウム管を
ダイヤモンド切削した従来例2に係る感光体ドラム基盤
は、表面加工時間が長く、生産性が悪いものであった。
更に、センタレス研摩加工後のアルミニウム管を短尺に
切断した従来例3に係る感光体ドラム基盤は、切断時に
円筒度が悪化し、寸法精度が悪いものであった。
【0030】次に、通常の方法により外径が30.5mm、
内径が28mm、長さを 260mmのアルミニウム管(JIS
3003材)を得た。
【0031】そして、実施例3においては、全長に対す
る曲がりが0.08%であるアルミニウム管にセンタレス研
摩加工を施してその表面粗度Rmax を 1μmとした後、
この表面に厚さが 4μmの陽極酸化皮膜を形成すること
により感光体ドラム基盤を製造した。また、実施例4に
おいては、全長に対する曲がりが0.05%であるアルミニ
ウム管にセンタレス研摩加工を施してその表面粗度R
max を 0.5μmとした後、この表面に厚さが 6μmの陽
極酸化皮膜を形成することにより感光体ドラム基盤を製
造した。
【0032】一方、比較例1においては、全長に対する
曲がりが0.08%であるアルミニウム管にセンタレス研摩
加工を施してその表面粗度Rmax を 1μmすることによ
り感光体ドラム基盤を製造した。また、比較例2におい
ては、全長に対する曲がりが0.15%であるアルミニウム
管にセンタレス研摩加工を施してその表面粗度Rmax
1μmとした後、この表面に厚さが 6μmの陽極酸化皮
膜を形成することにより感光体ドラム基盤を製造した。
更に、比較例3においては、全長に対する曲がりが0.15
%であるアルミニウム管にセンタレス研摩加工を施して
その表面粗度R max を 0.5μmとした後、この表面に厚
さが10μmの陽極酸化皮膜を形成することにより感光体
ドラム基盤を製造した。
【0033】このようにして得た実施例3,4及び比較
例1乃至3に係る感光体ドラム基盤について、表面の状
態を目視により評価した。その結果を表3に示す。
【0034】なお、表3において、陽極酸化処理後のア
ルミニウム管の表面が良好であるものを○で示し、表面
に削り粉が付着し、又はクラックが生じる等の欠陥があ
るものを×で示す。また、陽極酸化処理後に、感光体ド
ラム基盤の表面にブレード模様がないものを○で示し、
表面にブレード模様が生じたものを×で示す。
【0035】
【表3】
【0036】この表3から明らかなように、実施例3,
4に係る感光体ドラム基盤はいずれも表面欠陥及びブレ
ード模様は確認されず、複写機等に使用する感光体ドラ
ム基盤として優れた特性を有するものであった。
【0037】一方、陽極酸化皮膜を設けていない比較例
1に係る感光体ドラム基盤は、アルミニウム管の表面に
欠陥が生じていた。また、センタレス研摩加工に供する
アルミニウム管の曲がりが0.15%である比較例2に係る
感光体ドラム基盤は、陽極酸化処理後に感光体ドラム基
盤の表面にブレード模様が生じていた。更に、センタレ
ス研摩加工に供するアルミニウム管の曲がりが0.15%で
あると共に陽極酸化皮膜の厚さが10μmである比較例3
に係る感光体ドラム基盤は、陽極酸化処理後に感光体ド
ラム基盤の表面にブレード模様が生じ、この陽極酸化皮
膜にクラックが発生していた。
【0038】次に、通常の方法により、材種、肉厚t2
(mm2 )、外径φ(mm)及び耐力σ0.2 (kg/m
2 )を下記表3に示すアルミニウム管を得た。そし
て、このアルミニウム管の表面に30μmの深さでセンタ
レス研摩加工を施すことにより、実施例5乃至8及び比
較例4乃至7に係る感光体ドラム基盤を製造した。な
お、アルミニウム管の送り速度は 2m/分にした。
【0039】このようにして得た実施例5乃至8及び比
較例4乃至7に係る感光体ドラム基盤について、t2 ×
σ0.2 /φの計算値(kg/mm)を求め、その寸法精
度(真円度、振れ及び円筒度)を測定した。その結果を
下記表4に併せて示す。
【0040】なお、表4において、寸法精度は真円度、
振れ及び円筒度の全てが40μm以下であるものを○で示
し、真円度、振れ及び円筒度のいずれかが40μmを超え
るものを△で示し、真円度、振れ及び円筒度の全てが40
μmを超えるものを×で示した。
【0041】この表4から明らかなように、実施例5乃
至8に係る感光体ドラム基盤はいずれも寸法精度が高い
ものであった。
【0042】一方、t2 ×σ0.2 /φが 0.2未満である
比較例4乃至7はいずれも寸法精度が悪いものであっ
た。
【0043】
【表4】
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る感光
体ドラム基盤はアルミニウム又はアルミニウム合金の管
材の表面をセンタレス研摩加工により研摩したものであ
るから、寸法精度が高く、表面状態が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図1】スルーフィールドのセンタレス研摩機を示す斜
視図である。
【図2】インフィールドのセンタレス研摩機を示す側面
図である。
【図3】スルーフィールドのセンタレス仕上げ研摩機を
示す斜視図である。
【符号の説明】
1,11;ブレード 2,22,23;送りロール 3,12,13;研摩ロール 4,14,24;アルミニウム管 21;砥石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 憲二 山口県下関市長府港町14番1号 株式会 社神戸製鋼所長府製造所内 (56)参考文献 特開 昭59−128553(JP,A) 特開 平4−147266(JP,A) 特開 平2−37358(JP,A) 実開 平2−122768(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 5/10 B29B 5/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全長に対する曲がりが0.1%以下であ
    るアルミニウム又はアルミニウム合金の管材の表面が
    ンタレス研磨加工により研磨された管材で構成されてい
    ることを特徴とする感光体ドラム基盤。
  2. 【請求項2】 肉厚t、外径φ及び耐力σ 0.2 がt 2 ×σ
    0.2 /φ≧0.2を満足するアルミニウム又はアルミニ
    ウム合金の管材の表面がセンタレス研磨加工により研磨
    された管材で構成されていることを特徴とする感光体ド
    ラム基盤。
  3. 【請求項3】 全長に対する曲がりが0.1%以下であ
    って肉厚t、外径φ及び耐力σ 0.2 がt 2 ×σ 0.2 /φ≧
    0.2を満足するアルミニウム又はアルミニウム合金の
    管材の表面がセンタレス研磨加工により研磨された管材
    で構成されていることを特徴とする感光体ドラム基盤。
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