JP3281604B2 - 電子写真感光体用基板および電子写真感光体ならびに該電子写真感光体を用いた画像形成装置 - Google Patents
電子写真感光体用基板および電子写真感光体ならびに該電子写真感光体を用いた画像形成装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
からなりアモルファスシリコンを感光層とする電子写真
感光体用基板および電子写真感光体ならびに該電子写真
感光体を搭載した画像形成装置に関する。
からなりアモルファスシリコンを感光層とする電子写真
感光体用基板および電子写真感光体ならびに該電子写真
感光体を搭載した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を感
光層とする電子写真感光体用基板の素材としては、主と
してアルミニウム合金が使用されている。基板の形状は
円筒状、板状、ベルト状などであるが、主流は円筒形状
である。感光体の製造は、アルミニウム合金を押出、引
抜き加工することにより円筒形状に成形し、さらに切削
により所定の基板形状に加工し、脱脂、洗浄工程を経
て、基板表面にプラズマＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ感光
層を１０〜１００μｍの厚さで成膜形成することより行
われ、このａ−Ｓｉ感光体を搭載した画像形成装置の電
子写真プロセスは、一般にカールソン法が多く用いら
れ、複写機、プリンタなどとして商品化されている。
光層とする電子写真感光体用基板の素材としては、主と
してアルミニウム合金が使用されている。基板の形状は
円筒状、板状、ベルト状などであるが、主流は円筒形状
である。感光体の製造は、アルミニウム合金を押出、引
抜き加工することにより円筒形状に成形し、さらに切削
により所定の基板形状に加工し、脱脂、洗浄工程を経
て、基板表面にプラズマＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ感光
層を１０〜１００μｍの厚さで成膜形成することより行
われ、このａ−Ｓｉ感光体を搭載した画像形成装置の電
子写真プロセスは、一般にカールソン法が多く用いら
れ、複写機、プリンタなどとして商品化されている。
【０００３】近年、電子写真技術は飛躍的に進歩してお
り、画像形成装置の高速化、軽量化、高分解能化が進
み、これらの高性能を達成するためには、感光層の特性
向上のみでなく、感光体の精度や感光体を装置に組付け
る際の機械的寸法精度が要求されるようになっている。
り、画像形成装置の高速化、軽量化、高分解能化が進
み、これらの高性能を達成するためには、感光層の特性
向上のみでなく、感光体の精度や感光体を装置に組付け
る際の機械的寸法精度が要求されるようになっている。
【０００４】アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を感光
層とする電子写真感光体用アルミニウム合金基板の場合
には、前記のように、押出、引抜き加工により、図１に
示すような円筒形状の素管１に形成され、例えばＮＣ旋
盤などにより、図２に示すように、外周部４、内周部
５、端部６を粗切削し、インロー内径部３を切削加工し
て、円筒形状の中間基板２とする。さらに、アルミニウ
ム合金中間基板に所定の表面性状を与えるために、仕上
げ切削、各種のブラスト処理、化学処理などを行い、基
板に付着した油分や汚れなどを除去するために、有機溶
剤や水系洗浄剤を用いて洗浄を行う。
層とする電子写真感光体用アルミニウム合金基板の場合
には、前記のように、押出、引抜き加工により、図１に
示すような円筒形状の素管１に形成され、例えばＮＣ旋
盤などにより、図２に示すように、外周部４、内周部
５、端部６を粗切削し、インロー内径部３を切削加工し
て、円筒形状の中間基板２とする。さらに、アルミニウ
ム合金中間基板に所定の表面性状を与えるために、仕上
げ切削、各種のブラスト処理、化学処理などを行い、基
板に付着した油分や汚れなどを除去するために、有機溶
剤や水系洗浄剤を用いて洗浄を行う。
【０００５】感光体の寸法特性を向上させるためには、
まず、押出、引抜き工程での寸法精度、粗切削加工、仕
上げ切削加工における寸法精度を上げる必要があるが、
アルミニウム合金の押出、引抜き加工における寸法精度
は、押出、引抜き技術の進歩とともに十分に向上してお
り、アルミニウム合金基板の切削加工についても、これ
まで種々の加工方式が研究された結果として、最近では
基板の高精度加工が可能となっている。
まず、押出、引抜き工程での寸法精度、粗切削加工、仕
上げ切削加工における寸法精度を上げる必要があるが、
アルミニウム合金の押出、引抜き加工における寸法精度
は、押出、引抜き技術の進歩とともに十分に向上してお
り、アルミニウム合金基板の切削加工についても、これ
まで種々の加工方式が研究された結果として、最近では
基板の高精度加工が可能となっている。
【０００６】つぎに、作製されたアルミニウム合金中間
基板２に、図３に示すように、ａ−Ｓｉ感光層８を成膜
形成して感光体７とする。感光層は、例えば、基板側か
らキャリア注入阻止層、光導電層、表面保護層を順次積
層して感光層を形成する。成膜形成方法としては、主と
してプラズマＣＶＤ法が使用されるが、真空蒸着法、イ
オンプレーティイング法、スパッタ法なども用いられ
る。
基板２に、図３に示すように、ａ−Ｓｉ感光層８を成膜
形成して感光体７とする。感光層は、例えば、基板側か
らキャリア注入阻止層、光導電層、表面保護層を順次積
層して感光層を形成する。成膜形成方法としては、主と
してプラズマＣＶＤ法が使用されるが、真空蒸着法、イ
オンプレーティイング法、スパッタ法なども用いられ
る。
【０００７】感光層の成膜形成においては、アルミニウ
ム合金基板とａ−Ｓｉ感光層との密着性を向上させ、ま
た良好なａ−Ｓｉ感光層形成を目的として、基板温度を
高温にして感光層の成膜を行う。このために、基板が変
形する（以下、熱変形という）という問題が生じる。さ
らに、高温で感光層を成膜形成した基板を室温まで冷却
する際、ａ−Ｓｉ感光層とアルミニウム合金基板の線膨
張係数の違いにより感光体に変形が生じる（以下、成膜
変形という）という問題がある。
ム合金基板とａ−Ｓｉ感光層との密着性を向上させ、ま
た良好なａ−Ｓｉ感光層形成を目的として、基板温度を
高温にして感光層の成膜を行う。このために、基板が変
形する（以下、熱変形という）という問題が生じる。さ
らに、高温で感光層を成膜形成した基板を室温まで冷却
する際、ａ−Ｓｉ感光層とアルミニウム合金基板の線膨
張係数の違いにより感光体に変形が生じる（以下、成膜
変形という）という問題がある。
【０００８】上記基板の変形は、基板の肉厚が薄くなる
ほど顕著であり、基板形状が円筒形状のものでは、図４
に示すように、両端部および両端部に近い部分９、１０
の外径部４、内径部５およびインロー内径部３において
熱変形、成膜変形が大きい。とくに感光体の両端部に設
けられたインロー内径部３は、画像形成装置と感光体を
つなぎ合わせる重要な部分で高寸法精度が要求されるか
ら、変形を生じるのは好ましくない。変形を防ぐため
に、予めアルミニウム合金基板に軟化処理を行い、残留
応力を除去することも行われているが十分な対策とはな
っていない。
ほど顕著であり、基板形状が円筒形状のものでは、図４
に示すように、両端部および両端部に近い部分９、１０
の外径部４、内径部５およびインロー内径部３において
熱変形、成膜変形が大きい。とくに感光体の両端部に設
けられたインロー内径部３は、画像形成装置と感光体を
つなぎ合わせる重要な部分で高寸法精度が要求されるか
ら、変形を生じるのは好ましくない。変形を防ぐため
に、予めアルミニウム合金基板に軟化処理を行い、残留
応力を除去することも行われているが十分な対策とはな
っていない。
【０００９】従来、ａ−Ｓｉ感光層を成膜するアルミニ
ウム合金基板の材質として、Ｍｇの添加により強度向上
を図り、不純物元素の混入を少なくして晶出物を生成を
抑制したＡｌ−Ｍｇ合金が提案、使用されているが（特
公昭６２−３２２６１号公報など）、この合金からなる
基板は、感光層を成膜するための下地として、超精密仕
上げ面を得るには適しているものの、ａ−Ｓｉ感光層を
成膜形成した後の寸法精度については配慮されていない
ため、切削加工などで高寸法精度に加工されても、ａ−
Ｓｉ感光層を形成する際の熱変形、成膜変形により寸法
精度が低下していた。
ウム合金基板の材質として、Ｍｇの添加により強度向上
を図り、不純物元素の混入を少なくして晶出物を生成を
抑制したＡｌ−Ｍｇ合金が提案、使用されているが（特
公昭６２−３２２６１号公報など）、この合金からなる
基板は、感光層を成膜するための下地として、超精密仕
上げ面を得るには適しているものの、ａ−Ｓｉ感光層を
成膜形成した後の寸法精度については配慮されていない
ため、切削加工などで高寸法精度に加工されても、ａ−
Ｓｉ感光層を形成する際の熱変形、成膜変形により寸法
精度が低下していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ａ−Ｓｉを
感光層とする電子写真感光体用アルミニウム合金基板に
おける上記従来の問題点を解消するために、熱変形およ
び成膜変形のメカニズムを解析し、とくに変形とアルミ
ニウム合金の内部性状、成分組成などとの関連性につい
て、実験、検討を繰り返した結果としてなされたもので
あり、その目的は、切削加工により高寸法精度が得られ
るとともに、熱変形および成膜変形が顕著に軽減される
電子写真感光体用基板および電子写真感光体、ならびに
当該電子写真感光体を用い高速複写、高速印字を可能と
する軽量、高耐久の画像形成装置を提供することにあ
る。
感光層とする電子写真感光体用アルミニウム合金基板に
おける上記従来の問題点を解消するために、熱変形およ
び成膜変形のメカニズムを解析し、とくに変形とアルミ
ニウム合金の内部性状、成分組成などとの関連性につい
て、実験、検討を繰り返した結果としてなされたもので
あり、その目的は、切削加工により高寸法精度が得られ
るとともに、熱変形および成膜変形が顕著に軽減される
電子写真感光体用基板および電子写真感光体、ならびに
当該電子写真感光体を用い高速複写、高速印字を可能と
する軽量、高耐久の画像形成装置を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の請求項１に係る電子写真感光体用基板は、
アモルファスシリコンを感光層とするアルミニウム合金
からなる円筒形状の電子写真感光体用基板で、該基板の
両端部に薄肉のインロー内径部を形成したものにおい
て、前記アルミニウム合金からなる円筒形状の電子写真
感光体用基板の表面および円周方向断面における平均結
晶粒度を０．１ｍｍ以上２ｍｍ未満としたことを特徴と
し、請求項２に係る電子写真感光体用基板は、前記アル
ミニウム合金からなる円筒形状の電子写真感光体用基板
の表面および円周方向断面における平均結晶粒度を０．
２ｍｍ以上２ｍｍ未満としたことを特徴とする。
めの本発明の請求項１に係る電子写真感光体用基板は、
アモルファスシリコンを感光層とするアルミニウム合金
からなる円筒形状の電子写真感光体用基板で、該基板の
両端部に薄肉のインロー内径部を形成したものにおい
て、前記アルミニウム合金からなる円筒形状の電子写真
感光体用基板の表面および円周方向断面における平均結
晶粒度を０．１ｍｍ以上２ｍｍ未満としたことを特徴と
し、請求項２に係る電子写真感光体用基板は、前記アル
ミニウム合金からなる円筒形状の電子写真感光体用基板
の表面および円周方向断面における平均結晶粒度を０．
２ｍｍ以上２ｍｍ未満としたことを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項３に係る電子写真感光体用
基板は、上記のアルミニウム合金が、Ｍｎ：０．５〜
２．０％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金であることを特徴
とする。
基板は、上記のアルミニウム合金が、Ｍｎ：０．５〜
２．０％を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金であることを特徴
とする。
【００１３】本発明の請求項４に係る電子写真感光体用
基板は、上記のアルミニウム合金が、Ｍｇ：１．０〜
８．０％を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金であることを特徴
とする。
基板は、上記のアルミニウム合金が、Ｍｇ：１．０〜
８．０％を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金であることを特徴
とする。
【００１４】本発明の請求項５に係る電子写真感光体用
基板は、上記のアルミニウム合金が、Ｍｇ：０．３〜
１．５％、Ｓｉ：０．１５〜１．０％を含有するＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系合金であることを特徴とする。
基板は、上記のアルミニウム合金が、Ｍｇ：０．３〜
１．５％、Ｓｉ：０．１５〜１．０％を含有するＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系合金であることを特徴とする。
【００１５】本発明の請求項６に係る電子写真感光体
は、請求項１〜５のいずれかに記載の基板の表面にアモ
ルファスシリコンの感光層を形成してなることを特徴と
する。
は、請求項１〜５のいずれかに記載の基板の表面にアモ
ルファスシリコンの感光層を形成してなることを特徴と
する。
【００１６】本発明の請求項７に係る画像形成装置は、
請求項６に記載された電子写真感光体と、該感光体の表
面に電荷を付与する帯電手段と、感光体の帯電領域に対
して光照射する露光手段とからなり、これら帯電手段と
露光手段とにより感光体の表面に静電潜像を形成すると
ともに、該静電潜像に対応したトナー像を感光体の表面
に形成する現像手段と、該トナー像を被転写体に転写す
る転写手段と、該転写手段による転写後に感光体表面の
残留トナーを除去するクリーニング手段と、転写後に残
余静電潜像を除去する除電手段とを配設したことを特徴
とする。
請求項６に記載された電子写真感光体と、該感光体の表
面に電荷を付与する帯電手段と、感光体の帯電領域に対
して光照射する露光手段とからなり、これら帯電手段と
露光手段とにより感光体の表面に静電潜像を形成すると
ともに、該静電潜像に対応したトナー像を感光体の表面
に形成する現像手段と、該トナー像を被転写体に転写す
る転写手段と、該転写手段による転写後に感光体表面の
残留トナーを除去するクリーニング手段と、転写後に残
余静電潜像を除去する除電手段とを配設したことを特徴
とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の電子写真感光体用基板お
いては、基板を形成するアルミニウム合金の平均結晶粒
度を０．１ｍｍ以上２ｍｍ未満とすることが重要であ
る。平均結晶粒度が０．１ｍｍ未満では熱変形、成膜変
形が生じ易く、２ｍｍ以上になると、基板の製造が難し
くなり製造コストが上昇する。切削加工に供する基板素
材は、押出管でも抽伸管もよく、抽伸により所定の外径
および内径に加工した後、熱処理を行う。
いては、基板を形成するアルミニウム合金の平均結晶粒
度を０．１ｍｍ以上２ｍｍ未満とすることが重要であ
る。平均結晶粒度が０．１ｍｍ未満では熱変形、成膜変
形が生じ易く、２ｍｍ以上になると、基板の製造が難し
くなり製造コストが上昇する。切削加工に供する基板素
材は、押出管でも抽伸管もよく、抽伸により所定の外径
および内径に加工した後、熱処理を行う。
【００１８】結晶粒度は、抽伸加工率および熱処理条件
を調整することによって制御する。例えば、５〜２５％
の比較的低い加工率で抽伸加工を行い、３００℃以上の
温度で３０分以上の時間熱処理することにより再結晶さ
せることによって上記の平均結晶粒径が得られる。より
好ましい平均結晶粒度は０．２ｍｍ以上２ｍｍ未満、さ
らに好ましい平均結晶粒度は０．４ｍｍ以上２ｍｍ未満
である。
を調整することによって制御する。例えば、５〜２５％
の比較的低い加工率で抽伸加工を行い、３００℃以上の
温度で３０分以上の時間熱処理することにより再結晶さ
せることによって上記の平均結晶粒径が得られる。より
好ましい平均結晶粒度は０．２ｍｍ以上２ｍｍ未満、さ
らに好ましい平均結晶粒度は０．４ｍｍ以上２ｍｍ未満
である。
【００１９】基板表面の平滑性を得るために、アルミニ
ウム合金基板の表面の結晶粒径を１ｃｍ以下とするもの
（特公平５−１４９０３号公報）も提案されているが、
本発明の目的とする変形防止は、表面の結晶粒のみを制
御しても効果を達成することはできない。
ウム合金基板の表面の結晶粒径を１ｃｍ以下とするもの
（特公平５−１４９０３号公報）も提案されているが、
本発明の目的とする変形防止は、表面の結晶粒のみを制
御しても効果を達成することはできない。
【００２０】本発明においては、平均結晶粒度は所定の
範囲にあれば、とくにアルミニウム合金の組成は問わ
ず、すべてのアルミニウム合金の使用が可能であるが、
とくに本発明では、アルミニウム合金のうち以下に示す
組成を有するアルミニウム合金を使用するのが好まし
い。
範囲にあれば、とくにアルミニウム合金の組成は問わ
ず、すべてのアルミニウム合金の使用が可能であるが、
とくに本発明では、アルミニウム合金のうち以下に示す
組成を有するアルミニウム合金を使用するのが好まし
い。
【００２１】Ｍｎ０．５〜２．０％を含有するＡｌ−Ｍ
ｎ系合金：Ｍｎは強度向上のために機能する。０．５％
未満では強度向上の効果が小さく変形が生じ易くなり、
２．０％を越えると、鋳造時に粗大な晶出物が生成し、
基板表面の切削時に良好な切削面が得難くなる。さらに
好ましいＭｎの含有範囲は０．６〜１．５％である。Ａ
ｌ−Ｍｎ系合金には、Ｍｎの他、０．２〜１．５％のＭ
ｇ、０．０５〜１．５％のＣｕ、０．５％以下のＣｒ、
１％以下のＺｎ、０．２％以下のＴｉ、０．５％以下の
Ｖ、０．５％のＺｒ、０．０５％以下のＢ、不純物とし
てのＳｉおよびＦｅが含まれていてもよい。
ｎ系合金：Ｍｎは強度向上のために機能する。０．５％
未満では強度向上の効果が小さく変形が生じ易くなり、
２．０％を越えると、鋳造時に粗大な晶出物が生成し、
基板表面の切削時に良好な切削面が得難くなる。さらに
好ましいＭｎの含有範囲は０．６〜１．５％である。Ａ
ｌ−Ｍｎ系合金には、Ｍｎの他、０．２〜１．５％のＭ
ｇ、０．０５〜１．５％のＣｕ、０．５％以下のＣｒ、
１％以下のＺｎ、０．２％以下のＴｉ、０．５％以下の
Ｖ、０．５％のＺｒ、０．０５％以下のＢ、不純物とし
てのＳｉおよびＦｅが含まれていてもよい。
【００２２】Ｍｇ１．０〜８．０％を含有するＡｌ−Ｍ
ｇ系合金：Ｍｇは切削性および強度向上に寄与する。
１．０％未満では強度向上の効果が小さく変形が生じ易
くなり、８．０％を越えて含有されると、基板となる管
製造における熱間加工において割れが生じ易くなる。さ
らに好ましいＭｇの含有量は１．５〜５．０％の範囲で
ある。Ａｌ−Ｍｇ系合金には、Ｍｇの他、０．１〜１．
０％のＣｕ、０．０５〜０．５％Ｍｎ、０．５％以下の
Ｃｒ、１％以下のＺｎ、０．２％以下のＴｉ、０．５％
以下のＶ、０．５％のＺｒ、０．０５％以下のＢ、不純
物としてのＳｉおよびＦｅが含まれていてもよい。
ｇ系合金：Ｍｇは切削性および強度向上に寄与する。
１．０％未満では強度向上の効果が小さく変形が生じ易
くなり、８．０％を越えて含有されると、基板となる管
製造における熱間加工において割れが生じ易くなる。さ
らに好ましいＭｇの含有量は１．５〜５．０％の範囲で
ある。Ａｌ−Ｍｇ系合金には、Ｍｇの他、０．１〜１．
０％のＣｕ、０．０５〜０．５％Ｍｎ、０．５％以下の
Ｃｒ、１％以下のＺｎ、０．２％以下のＴｉ、０．５％
以下のＶ、０．５％のＺｒ、０．０５％以下のＢ、不純
物としてのＳｉおよびＦｅが含まれていてもよい。
【００２３】Ｍｇ０．３〜１．５％、Ｓｉ：０．１５〜
１．０％を含有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金：ＭｇとＳ
ｉは共存して強度を向上させる。ＭｇおよびＳｉの含有
量がそれぞれ０．３％未満および０．１５％未満では、
強度向上の効果が小さく変形が生じ易くなり、Ｍｇおよ
びＳｉの含有量がそれぞれ１．５％および１．０％を越
えると、鋳造時に粗大な晶出物が生成し、基板表面の切
削時に良好な切削面が得難くなる。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金には、Ｍｇ、Ｓｉの他、０．１〜１．０％のＣｕ、
０．０５〜０．５％のＭｎ、０．５％以下のＣｒ、１％
以下のＺｎ、０．２％以下のＴｉ、０．５％以下のＶ、
０．５％のＺｒ、０．０５％以下のＢ、不純物としての
ＳｉおよびＦｅが含まれていてもよい。
１．０％を含有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金：ＭｇとＳ
ｉは共存して強度を向上させる。ＭｇおよびＳｉの含有
量がそれぞれ０．３％未満および０．１５％未満では、
強度向上の効果が小さく変形が生じ易くなり、Ｍｇおよ
びＳｉの含有量がそれぞれ１．５％および１．０％を越
えると、鋳造時に粗大な晶出物が生成し、基板表面の切
削時に良好な切削面が得難くなる。Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金には、Ｍｇ、Ｓｉの他、０．１〜１．０％のＣｕ、
０．０５〜０．５％のＭｎ、０．５％以下のＣｒ、１％
以下のＺｎ、０．２％以下のＴｉ、０．５％以下のＶ、
０．５％のＺｒ、０．０５％以下のＢ、不純物としての
ＳｉおよびＦｅが含まれていてもよい。
【００２４】図５は、上記の基板にａ−Ｓｉ感光層を成
膜形成した本発明の電子写真加工体を搭載した複写機構
成の画像形成装置１１を示すものである。感光体１２の
周面に帯電手段であるコロナ帯電器１３と、帯電後に原
稿から反射光を通すレンズやミラーを配設した露光手段
である露光器１４と、トナー像を感光体１２の表面に形
成するためのトナー１５を備えた現像手段である現像器
１６と、トナー像を被転写材１７に転写する転写手段で
ある転写器１８と、転写後に感光体表面の残留トナーを
除去するクリーニング手段１９と、転写後に残余静電潜
像を除去する除電手段２０を配設することにより構成さ
れる。２１は、被転写材１７に転写されたトナー像を熱
もしくは圧力により固着するための定着器である。
膜形成した本発明の電子写真加工体を搭載した複写機構
成の画像形成装置１１を示すものである。感光体１２の
周面に帯電手段であるコロナ帯電器１３と、帯電後に原
稿から反射光を通すレンズやミラーを配設した露光手段
である露光器１４と、トナー像を感光体１２の表面に形
成するためのトナー１５を備えた現像手段である現像器
１６と、トナー像を被転写材１７に転写する転写手段で
ある転写器１８と、転写後に感光体表面の残留トナーを
除去するクリーニング手段１９と、転写後に残余静電潜
像を除去する除電手段２０を配設することにより構成さ
れる。２１は、被転写材１７に転写されたトナー像を熱
もしくは圧力により固着するための定着器である。
【００２５】上記の装置構成になる画像形成装置の電子
写真プロセス（カールソン法）は、以下の工程を繰り返
す。 感光体１２の周面をコロナ帯電器１３により帯電する
工程。 露光器１４により画像を露光することにより感光体１
２の表面上に電位コントラストとして静電潜像を形成す
る工程。 静電潜像を現像器１６により現像し、現像により黒色
のトナーが静電潜像として静電引力により感光体表面に
付着し、可視化する工程。
写真プロセス（カールソン法）は、以下の工程を繰り返
す。 感光体１２の周面をコロナ帯電器１３により帯電する
工程。 露光器１４により画像を露光することにより感光体１
２の表面上に電位コントラストとして静電潜像を形成す
る工程。 静電潜像を現像器１６により現像し、現像により黒色
のトナーが静電潜像として静電引力により感光体表面に
付着し、可視化する工程。
【００２６】感光体表面のトナー像を紙などの被転写
材１７の裏面よりトナーと逆極性の電界を加えて静電転
写し、これにより画像を被転写材１７の上に得る工程。 感光体表面の残留トナーを、クリーニング手段によっ
て機械的に除去する工程。 感光体表面を強い光で全面露光し、除電手段２０によ
り残余の静電潜像を除去する工程。
材１７の裏面よりトナーと逆極性の電界を加えて静電転
写し、これにより画像を被転写材１７の上に得る工程。 感光体表面の残留トナーを、クリーニング手段によっ
て機械的に除去する工程。 感光体表面を強い光で全面露光し、除電手段２０によ
り残余の静電潜像を除去する工程。
【００２７】なお、画像形成装置１１は、複写機構成で
あるが、露光手段１４に代えてＬＥＤヘッドなどを用い
て光照射を行えば、プリンタ構成の画像形成装置とな
る。この画像形成装置１１では、通常の乾式現像を用い
ているが、湿式現像に使用される液体現像剤も適用でき
る。
あるが、露光手段１４に代えてＬＥＤヘッドなどを用い
て光照射を行えば、プリンタ構成の画像形成装置とな
る。この画像形成装置１１では、通常の乾式現像を用い
ているが、湿式現像に使用される液体現像剤も適用でき
る。
【００２８】本発明による画像形成装置の大きな特徴と
しては、搭載する感光体の寸法精度向上により、感光体
の振れを抑えるためのコロなどの部品が不要となり、画
像形成装置の軽量化が実現できる。他の特徴としては、
搭載する感光体の寸法精度向上によって、画像形成装置
の構成部品の配置精度が向上し、均一な画像出力が実現
できることである。
しては、搭載する感光体の寸法精度向上により、感光体
の振れを抑えるためのコロなどの部品が不要となり、画
像形成装置の軽量化が実現できる。他の特徴としては、
搭載する感光体の寸法精度向上によって、画像形成装置
の構成部品の配置精度が向上し、均一な画像出力が実現
できることである。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ 表１に示す組成のアルミニウム合金をＤＣ鋳造で造塊
し、得られた鋳塊を常法に従ってソーキング処理後、管
形状に熱間押出加工を行い、抽伸加工を行って、切削加
工に供する素管寸法（外径８０．５ｍｍ、内径７４ｍ
ｍ）とした。この際、結晶粒度を変えるために抽伸加工
度を変化させた。
明する。 実施例１ 表１に示す組成のアルミニウム合金をＤＣ鋳造で造塊
し、得られた鋳塊を常法に従ってソーキング処理後、管
形状に熱間押出加工を行い、抽伸加工を行って、切削加
工に供する素管寸法（外径８０．５ｍｍ、内径７４ｍ
ｍ）とした。この際、結晶粒度を変えるために抽伸加工
度を変化させた。
【００３０】ついで、４００℃で１時間の熱処理を施し
切削加工に供した。切削加工としては、まずＮＣ旋盤
で、外径（Ｄ１）８０ｍｍ、内径（Ｄ２）７４ｍｍ、全
長（Ｌ１）３５０ｍｍ、インロー内径（Ｄ３）７６ｍ
ｍ、インロー内径深さ（Ｌ２）１０ｍｍ（図２参照）
に、高寸法精度の粗切削加工を行い、さらに、外径仕上
げ切削用精密旋盤で、天然ダイヤモンド切削バイトを用
いて、管の外周面を０．０５ｍｍ程度切り込む鏡面切削
仕上げを行った。
切削加工に供した。切削加工としては、まずＮＣ旋盤
で、外径（Ｄ１）８０ｍｍ、内径（Ｄ２）７４ｍｍ、全
長（Ｌ１）３５０ｍｍ、インロー内径（Ｄ３）７６ｍ
ｍ、インロー内径深さ（Ｌ２）１０ｍｍ（図２参照）
に、高寸法精度の粗切削加工を行い、さらに、外径仕上
げ切削用精密旋盤で、天然ダイヤモンド切削バイトを用
いて、管の外周面を０．０５ｍｍ程度切り込む鏡面切削
仕上げを行った。
【００３１】その後、油分や切削屑などを除去するため
に、水系洗浄剤で基板を洗浄し、この段階で、各基板の
諸寸法、とくにインロー内径（Ｄ３）を内径測定用高精
度プラグゲージで０．００１ｍｍ単位まで正確に測定す
る。また、基板の表面近傍および円周方向に切断してみ
られる断面を顕微鏡で観察して、ＪＩＳ Ｈ０５０１
（比較法）に従い平均結晶粒度を測定した。
に、水系洗浄剤で基板を洗浄し、この段階で、各基板の
諸寸法、とくにインロー内径（Ｄ３）を内径測定用高精
度プラグゲージで０．００１ｍｍ単位まで正確に測定す
る。また、基板の表面近傍および円周方向に切断してみ
られる断面を顕微鏡で観察して、ＪＩＳ Ｈ０５０１
（比較法）に従い平均結晶粒度を測定した。
【００３２】寸法測定後、アルミニウム合金基板を反応
炉内に装入して、プラズマＣＶＤ法によりａ−Ｓｉ感光
層を成膜形成する。ａ−Ｓｉ感光層の形成は、ホウ素１
５００ｐｐｍ、酸素１．０％、窒素０．７％を含むａ−
Ｓｉのキャリア注入阻止層、ホウ素０．５ｐｐを含むａ
−Ｓｉの光導電層、ａ−ＳｉＣ（アモルファスシリコン
カーバイド）の表面保護層を順次積層することにより行
われる。感光層形成時の基板温度は３００℃、ａ−Ｓｉ
感光層の厚さは４０μｍとした。
炉内に装入して、プラズマＣＶＤ法によりａ−Ｓｉ感光
層を成膜形成する。ａ−Ｓｉ感光層の形成は、ホウ素１
５００ｐｐｍ、酸素１．０％、窒素０．７％を含むａ−
Ｓｉのキャリア注入阻止層、ホウ素０．５ｐｐを含むａ
−Ｓｉの光導電層、ａ−ＳｉＣ（アモルファスシリコン
カーバイド）の表面保護層を順次積層することにより行
われる。感光層形成時の基板温度は３００℃、ａ−Ｓｉ
感光層の厚さは４０μｍとした。
【００３３】プラズマＣＶＤ法によれば、出発原料ガス
としてシランガス、メタンガス、水素ガス、ジボランガ
ス、酸化窒素ガスを用い、各層の成膜形成に応じて上記
各種ガスを適宜反応炉内に導入て、高電圧でプラズマを
発生させることにより、順次各層が形成される。
としてシランガス、メタンガス、水素ガス、ジボランガ
ス、酸化窒素ガスを用い、各層の成膜形成に応じて上記
各種ガスを適宜反応炉内に導入て、高電圧でプラズマを
発生させることにより、順次各層が形成される。
【００３４】得られたａ−Ｓｉ感光層を形成したアルミ
ニウム合金感光体基板を、図５に示す画像形成装置に搭
載して画像出力を行い、出力画像特性を評価した。な
お、この画像形成装置では、高画質画像を得るために各
部品は高精度寸法となっており、さらに画像形成装置の
軽量化を図るために搭載する感光体の振れを抑えるため
の部品や制御系は削除あるいは簡略化されている。
ニウム合金感光体基板を、図５に示す画像形成装置に搭
載して画像出力を行い、出力画像特性を評価した。な
お、この画像形成装置では、高画質画像を得るために各
部品は高精度寸法となっており、さらに画像形成装置の
軽量化を図るために搭載する感光体の振れを抑えるため
の部品や制御系は削除あるいは簡略化されている。
【００３５】基板の抽伸加工度、平均結晶粒度を表２に
示す。また、切削性、寸法変化量、および画像特性を表
３に示す。切削性は、基板の表面仕上げ切削で得られる
切削面状態を平滑性と外観から総合判断した。寸法変化
量は、ａ−Ｓｉ感光層形成の前後のインロー内径（Ｄ
３）の寸法値の変化量であり、インロー内径深さ方向２
個所（Ａ：端部から３ｍｍの個所、Ｂ：端部から５ｍｍ
に個所）における測定値の変化量を示す。正の値は拡大
変形、負の値は収縮変形である。熱変形および成膜変形
は顕著に確認できる部分はインロー内径部であり、イン
ロー内径部の変形が大きくなると、画像形成装置への搭
載時に感光体の振れが大きくなって、出力画像に濃度ム
ラが発生する。画像特性は、出力画像の濃度ムラの有無
から評価する。
示す。また、切削性、寸法変化量、および画像特性を表
３に示す。切削性は、基板の表面仕上げ切削で得られる
切削面状態を平滑性と外観から総合判断した。寸法変化
量は、ａ−Ｓｉ感光層形成の前後のインロー内径（Ｄ
３）の寸法値の変化量であり、インロー内径深さ方向２
個所（Ａ：端部から３ｍｍの個所、Ｂ：端部から５ｍｍ
に個所）における測定値の変化量を示す。正の値は拡大
変形、負の値は収縮変形である。熱変形および成膜変形
は顕著に確認できる部分はインロー内径部であり、イン
ロー内径部の変形が大きくなると、画像形成装置への搭
載時に感光体の振れが大きくなって、出力画像に濃度ム
ラが発生する。画像特性は、出力画像の濃度ムラの有無
から評価する。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】 《表注》切削性 ○：良好 △：若干の不良部有り ×：不良 画像特性 ○：濃度ムラ無し △：若干の濃
度ムラ有り ×：濃度ムラ有り
度ムラ有り ×：濃度ムラ有り
【００３９】表３にみられるように、本発明に従う試験
材はいずれも、加熱変形および成膜変形が軽減されて寸
法変化量が少なく、感光体の寸法特性が向上し、画像形
成装置搭載時の振れが小さくなる結果、濃度ムラの無い
高画質画像が得られた。
材はいずれも、加熱変形および成膜変形が軽減されて寸
法変化量が少なく、感光体の寸法特性が向上し、画像形
成装置搭載時の振れが小さくなる結果、濃度ムラの無い
高画質画像が得られた。
【００４０】比較例１ 表４に示す組成のアルミニウム合金をＤＣ鋳造で造塊
し、得られた鋳塊を常法に従ってソーキング処理後、管
形状に熱間押出加工を行い、抽伸加工を行って、切削加
工に供する素管寸法（外径８０．５ｍｍ、内径７４ｍ
ｍ）とした。この際、結晶粒度を変えるために抽伸加工
度を変化させた。
し、得られた鋳塊を常法に従ってソーキング処理後、管
形状に熱間押出加工を行い、抽伸加工を行って、切削加
工に供する素管寸法（外径８０．５ｍｍ、内径７４ｍ
ｍ）とした。この際、結晶粒度を変えるために抽伸加工
度を変化させた。
【００４１】ついで、４００℃で１時間の熱処理を施
し、実施例１と同様の切削加工を行って、実施例１と同
じ寸法に仕上げ、水系洗浄剤で洗浄した後、実施例１と
同じ方法でａ−Ｓｉ感光層を成膜形成した。洗浄後、実
施例１と同様に、基板の諸寸法、とくにインロー内径
（Ｄ３）を内径測定用高精度プラグゲージで０．００１
ｍｍ単位まで正確に測定した。また、基板の表面近傍お
よび円周方向に切断してみられる断面を顕微鏡で観察し
て、ＪＩＳ Ｈ０５０１（比較法）に従い平均結晶粒度
を測定した。さらに、実施例１と同じ方法で、基板の切
削性を評価し、作製された感光体について、寸法変化
量、画像特性の評価を行った。結果を表５、表６に示
す。
し、実施例１と同様の切削加工を行って、実施例１と同
じ寸法に仕上げ、水系洗浄剤で洗浄した後、実施例１と
同じ方法でａ−Ｓｉ感光層を成膜形成した。洗浄後、実
施例１と同様に、基板の諸寸法、とくにインロー内径
（Ｄ３）を内径測定用高精度プラグゲージで０．００１
ｍｍ単位まで正確に測定した。また、基板の表面近傍お
よび円周方向に切断してみられる断面を顕微鏡で観察し
て、ＪＩＳ Ｈ０５０１（比較法）に従い平均結晶粒度
を測定した。さらに、実施例１と同じ方法で、基板の切
削性を評価し、作製された感光体について、寸法変化
量、画像特性の評価を行った。結果を表５、表６に示
す。
【００４２】
【表４】
【００４３】
【表５】
【００４４】
【表６】
【００４５】表６に示すように、試験材Ｎｏ．７〜９
は、平均結晶粒度が小さいため、寸法変化量が大きく、
従って、感光体の振れに起因して画像に濃度ムラが生
じ、高画質画像が得られない。試験材Ｎｏ．１０はＭｎ
の含有量が多いため、鋳造時に生成するＭｎ系晶出物に
より鏡面切削仕上げが阻害され、画像に黒点状の欠陥が
生じた。
は、平均結晶粒度が小さいため、寸法変化量が大きく、
従って、感光体の振れに起因して画像に濃度ムラが生
じ、高画質画像が得られない。試験材Ｎｏ．１０はＭｎ
の含有量が多いため、鋳造時に生成するＭｎ系晶出物に
より鏡面切削仕上げが阻害され、画像に黒点状の欠陥が
生じた。
【００４６】試験材Ｎｏ．１１は、Ｍｇの含有量が少な
いため、基板の強度が十分でなく、寸法変化量が大きく
なって、感光体の振れの影響により画像に濃度ムラが生
じ、高画質画像が得られなかった。試験材Ｎｏ．１２
は、Ｓｉの含有量は多いため、鋳造時に生成するＳｉ系
晶出物により鏡面切削仕上げが阻害され、画像に黒点状
の欠陥が生じた。
いため、基板の強度が十分でなく、寸法変化量が大きく
なって、感光体の振れの影響により画像に濃度ムラが生
じ、高画質画像が得られなかった。試験材Ｎｏ．１２
は、Ｓｉの含有量は多いため、鋳造時に生成するＳｉ系
晶出物により鏡面切削仕上げが阻害され、画像に黒点状
の欠陥が生じた。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、切削特性に優れること
で高寸法精度が得られ且つ熱変形および成膜変形が顕著
に軽減される電子写真感光体用基板および電子写真感光
体、ならびに当該電子写真感光体を用いる画像形成装置
が提供される。この画像形成装置は軽量、高耐久性をそ
なえ高速複写、高速印字を可能とする。
で高寸法精度が得られ且つ熱変形および成膜変形が顕著
に軽減される電子写真感光体用基板および電子写真感光
体、ならびに当該電子写真感光体を用いる画像形成装置
が提供される。この画像形成装置は軽量、高耐久性をそ
なえ高速複写、高速印字を可能とする。
【図１】押出、引抜き加工により成形された基板材の縦
断面図である。
断面図である。
【図２】図１の基板材を切削加工したものの縦断面図で
ある。
ある。
【図３】ａ−Ｓｉ感光層を成膜形成した感光体の縦断面
図である。
図である。
【図４】ａ−Ｓｉ感光層を成膜形成した感光体の変形状
態を示す縦断面図である。
態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の画像形成装置の構成図である。
１ 素管 ２ 中間基板 ３ インロー内径部 ４ 外周部 ５ 内周部 ６ 端部 ７ 感光体 ８ 感光層 ９ 変形部 10 変形部 11 画像形成装置 12 感光体 13 コロナ帯電器 14 露光器 15 トナー 16 現像器 17 被転写材 18 転写器 19 クリーニング手段 20 除電手段 21 定着器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 眞一 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽 金属工業株式会社内 (72)発明者 駒澤 真一 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽 金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−248635（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−159544（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−14903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−28662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−193463（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−310369（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−262936（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−306251（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−15554（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−346677（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 5/00
Claims (7)
- 【請求項１】 アモルファスシリコンを感光層とするア
ルミニウム合金からなる円筒形状の電子写真感光体用基
板で、該基板の両端部に薄肉のインロー内径部を形成し
たものにおいて、前記アルミニウム合金からなる円筒形
状の電子写真感光体用基板の表面および円周方向断面に
おける平均結晶粒度を０．１ｍｍ以上２ｍｍ未満とした
ことを特徴とする電子写真感光体用基板。 - 【請求項２】 アモルファスシリコンを感光層とするア
ルミニウム合金からなる円筒形状の電子写真感光体用基
板で、該基板の両端部に薄肉のインロー内径部を形成し
たものにおいて、前記アルミニウム合金からなる円筒形
状の電子写真感光体用基板の表面および円周方向断面に
おける平均結晶粒度を０．２ｍｍ以上２ｍｍ未満とした
ことを特徴とする電子写真感光体用基板。 - 【請求項３】 アルミニウム合金がＭｎ：０．５〜２．
０％（重量％、以下同じ）を含有するＡｌ−Ｍｎ系合金
であることを特徴とする請求項１または２記載の電子写
真感光体用基板。 - 【請求項４】 アルミニウム合金がＭｇ：１．０〜８．
０％を含有するＡｌ−Ｍｇ系合金であることを特徴とす
る請求項１または２記載の電子写真感光体用基板。 - 【請求項５】 アルミニウム合金がＭｇ：０．３〜１．
５％、Ｓｉ：０．１５〜１．０％を含有するＡｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金であることを特徴とする請求項１または２
記載の電子写真感光体用基板。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の基板の
表面にアモルファスシリコンの感光層を形成してなるこ
とを特徴とする電子写真感光体。 - 【請求項７】 請求項６に記載された電子写真感光体
と、該感光体の表面に電荷を付与する帯電手段と、感光
体の帯電領域に対して光照射する露光手段とからなり、
これら帯電手段と露光手段とにより感光体の表面に静電
潜像を形成するとともに、該静電潜像に対応したトナー
像を感光体の表面に形成する現像手段と、該トナー像を
被転写体に転写する転写手段と、該転写手段による転写
後に感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手
段と、転写後に残余静電潜像を除去する除電手段とを配
設したことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21690098A JP3281604B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 電子写真感光体用基板および電子写真感光体ならびに該電子写真感光体を用いた画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21690098A JP3281604B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 電子写真感光体用基板および電子写真感光体ならびに該電子写真感光体を用いた画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000047413A JP2000047413A (ja) | 2000-02-18 |
| JP3281604B2 true JP3281604B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=16695678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21690098A Expired - Fee Related JP3281604B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 電子写真感光体用基板および電子写真感光体ならびに該電子写真感光体を用いた画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3281604B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| KR200481209Y1 (ko) * | 2014-09-29 | 2016-08-30 | 삼성중공업 주식회사 | 도료 흐름성 측정장치 |
| JP6115668B2 (ja) * | 2016-03-17 | 2017-04-19 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置用筒状部材、電子写真感光体、画像形成装置およびプロセスカートリッジ |
| JP7404314B2 (ja) * | 2021-07-16 | 2023-12-25 | Ｍａアルミニウム株式会社 | 内面直線溝付押出素管及び内面螺旋溝付管と熱交換器の製造方法 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP21690098A patent/JP3281604B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000047413A (ja) | 2000-02-18 |
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