JP3583272B2

JP3583272B2 - 電子写真感光体用円筒状基体の製造方法

Info

Publication number: JP3583272B2
Application number: JP33662297A
Authority: JP
Inventors: 克二坂田; 慎一飯嶋
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: JPH11160901A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体用円筒状基体の製造方法に関するものである。特に、高い基体寸法精度が要求される、フルカラー印刷に適した電子写真感光体用円筒状基体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ、印刷機などの画像形成装置における電子写真感光体は、所定の表面粗さに仕上げられた円筒状基体の外表面に感光体層を形成することによって製造されているが、基体の寸法精度が低いと感光体層に凹凸が生じ、その結果画像形成装置で得られる画像に欠陥が生じる。従って、画像欠陥の生じない画像形成装置を得るためには、円筒状基体の寸法精度を高めることが必要とされた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような円筒状基体の製造方法として、押し出し、引き抜き加工し、所定の長さに切断された金属素管にインロー加工を施した後、外表面の切削加工を施し、所定の表面粗さに仕上げる方法（特開平２−１１０５７０号公報参照）が提案されている。たしかに、従来必要とされた１００〜１５０μｍ以下の全振れ精度を十分に達成することができた。
【０００４】
しかし、最近のフルカラー印刷などの用途においては、多色の画像のズレが問題とされ、このズレの極小化を追求するために、寸法精度の高い円筒状基体が要求され、全振れ精度で２０μｍ以下が要求されるようになった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、このような要求を満足することのできる円筒状基体の製造方法を提供すべく種々検討した結果、寸法精度は最終的には外表面の切削加工によって左右されるのだが、それ以前の工程によっても影響され、特に引き抜き加工時に素管内部に残存する残留応力があると、これがインロー加工時に解放されて、基体両端部の真円度を低下させることを知見し、インロー加工前の素管の外表面を粗切削するのが、残留応力の除去に極めて有効であることを見い出した。
【０００６】
すなわち、本発明の要旨とするところは、押し出し、引き抜き加工し、所定の長さに切断された金属素管にインロー加工を施した後、外表面の切削加工を施す電子写真感光体用円筒状基体の製造方法において、上記インロー加工前の素管の外表面に粗切削加工を施すことを特徴とする方法に存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。
図１は、電子写真感光体用円筒状基体の製造の、主要工程における素管の形状の変化を示す、概略工程図である。同図（ａ）は引き抜き切断後インロー加工前、同図（ｂ）はインロー加工終了時、また同図（ｃ）は表面切削加工終了時の形状を示す。
図中、１０は円筒状基体、１０ａ、１０ｂ、１０ｃは素管、１１はインロー部である。
【０００８】
本発明の電子写真感光体用円筒状基体（１０）の材料としては、通常、純度９９．５％以上のアルミニウム、０．０５〜０．２％のＣｕを含むＣｕ−Ａｌ合金、０．０５〜０．２％のＣｕと１．０〜１．５％のＭｎを含むＣｕ−Ｍｎ−Ａｌ合金、０．２〜０．６％のＳｉと０．４５〜０．９％のＭｇを含むＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金などが用いられる。
【０００９】
電子写真感光体用円筒状基体の製造は、押出加工、引き抜き加工、切断、インロー加工、外面切削加工の工程で行われる。これら各工程は、従来慣用の技術に従って行うことができ、各工程によって素管形状は図１に示すように変化する。押出加工だけでは、通常、薄肉で高精度の素管が得られないため、引き抜き加工を入れる。引き抜き加工は、常温で行われるので、押出より高精度に加工できる。引き抜き加工の加工率（加工前の長さに対する加工後の長さの比率）は、通常、１．１〜１．４である。引き抜き加工は、内径側にプラグ、外径側にダイと呼ばれる金型を設置し、内径、外径を同時に引き伸ばす形で行われるが、この内側と外側の加工率のバランスが悪いと、残留応力の原因となる。また、切断は、素管を所定の長さにそろえるために行われる。
【００１０】
インロー加工は、素管内側を切削してフランジを装着すべき段部（インロー部）を作る加工である。従って、装着するフランジの外径及び高さに合わせて、削減すべき肉厚及び奥行きが定められ、インロー部（１１）が形成される。インロー加工は、同軸度、端面直角度等を高精度にするため、両端同時加工が望ましい。このための機械として、両端加工機が用いられ、素管の外側又は内側をコレットチャックで把持し、素管または刃物を回転して加工する方法が採られている。
【００１１】
素管の外面切削には、流体軸受けまたは固体軸受けを用い、振動を極力防止した精密旋盤が用いられる。これは切削によって形成される円筒状基体（１０）表面の状態が電子写真感光体の特性に直接影響するためである。外面切削は、通常、粗切削及び仕上げ切削の２段階で行われる。仕上げ切削により切削表面の状態が決定されるため、精密な切削が要求される。天然ダイヤモンドの単結晶または焼結体のバイトを用い、切り込み２０〜３０μｍで行われる。粗切削には、特に仕上げ切削ほどの制限はなく、上述の仕上げ切削が可能な状態を作り出せばよい。
【００１２】
しかして、本発明方法においては、上記の各工程に加えて、上記インロー加工前の素管の外表面に粗切削加工を施すことが必要である。引き抜き加工に供する押し出し素管の断面形状が不均一な場合、または、引き抜き加工における外面と内面の加工率バランスが悪い場合には、引き抜き加工に加えた力は、全部が変形に寄与するわけではなく、一部残留応力として、素管中に蓄積される。このような素管をインロー加工に供すると、インロー加工によって残留応力が解放され、インロー加工部の寸法精度が悪くなる。従って、インロー加工の前に予備加工を行い、残留応力を除去することが肝要である。
特に、引き抜き加工によって生じた残留応力は、基体の長手方向に均一に分布すると想定される。従って、このような残留応力を除去するには、素管の外表面を均一に切削するのが良策である。通常の加工では、インロー加工の後、粗切削及び仕上げ切削を実施するが、本発明では、予め引抜管に余分な余肉を付けておき（１０ａ）、インロー加工前に粗切削を１度行って残留応力を除去した後（１０ｂ）、インロー加工を行うことにより、寸法精度のよいインロー加工を行うことができる。ここで行う粗切削は、切り込み量が少なすぎると残留応力を十分に除去できない。通常、インロー加工後に行う外面切削と同程度またはそれ以上の切り込み量が必要である。
【００１３】
本発明においては、上記の予備粗切削加工では残留応力除去が不十分な場合は、引き抜き素管の焼鈍処理と組み合わせることにより、すなわち、上記粗切削加工前の素管（１０ａ）を、１５０〜２５０℃の温度で焼鈍したのちに上記の予備粗切削加工することにより、残留応力の除去を十分に行うこともできる。一般には、この種金属素材の焼鈍は、通常、１５０〜４００℃の温度で行われ、高温ほどその効果は高いとされている。しかし、本発明の電子写真感光体用円筒状基体の場合、高温で焼鈍すると、
（１）素管の硬度が低下し、切削性が悪くなる
（２）焼鈍時に変形を起こし、その後の加工が困難になる
等の悪影響がある。従って本発明においては、上記の悪影響を逃れるため、２５０℃以下で行うことが必要である。また、１５０℃以下では、効果がない。
【００１４】
感光層（３０）は、感光体材料を含む塗布液を用いて形成される。かかる塗布液としては、種々の感光体材料と１種以上の溶媒とからなる、従来公知の各種のものを使用することができる。
感光体材料のうち、電荷発生物質としては、例えば、スーダンレッド、ダイアンブルー、ジェナスグリーンＢ等のアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アルゴールイエロー、ピレンキノン等のキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、インドファーストオレンジトナー等のビスベンゾイミダゾール顔料、銅フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、ピリリウム塩、アズレニウム塩が挙げられる。
【００１５】
電荷輸送物質としては、主鎖または側鎖に、アントラセン、ピレン、フェナントレン、コロネン等の多環芳香族化合物の骨格またはインドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール、トリアゾール等の含窒素環式化合物の骨格を有する化合物が挙げられる。その他、ヒドラゾン化合物など正孔輸送物質が挙げられる。
【００１６】
結着剤樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリメタクリレート、スチレン−メタクリル酸メチルコポリマー、ポリエステル、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、ポリサルホン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、セルロースエステル等が挙げられる。
【００１７】
溶媒としては、電子写真感光体の製造に通常使用される溶剤が使用される。かかる溶剤としては、例えば、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、４−メトキシ−４−メチルペンタノン−２、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、２，４−ペンタジオン、アニソール、３−オキソブタン酸メチル、モノクロルベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート等が挙げられる。
【００１８】
本発明において、感光層を形成するための塗布液は、例えば、次のようにして調製される。すなわち、単層型の場合は、前記の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着剤樹脂および溶媒を混合した、単一の塗布液として調製される。一方、積層型の場合は、前記の電荷発生物質、結着剤樹脂および溶媒を混合した、電荷発生層用の塗布液と、前記の電荷輸送物質、結着剤樹脂および溶媒を混合した、電荷輸送層用の塗布液とを、別々に調製する。
【００１９】
塗布液中の各成分の濃度は、公知の方法に従って適宜選択される。固形分の濃度は、主として、形成すべき層の膜厚に応じて決定されるが、単層型電子写真感光体を製造する際の塗布液の場合、および積層型電子写真感光体を製造する際の電荷輸送層用の塗布液の場合には、４０重量％以下、好ましくは１０〜３５重量％に調節される。また、これらの塗布液の場合、その粘度は、５０〜３００ｃｐ、乾燥膜厚は、１５〜４０μｍとするのがよい。
【００２０】
本発明において、前記の各層を形成するための塗布操作は、従来公知の塗布方法に従う。例えば、ディッピング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ブレードコーティング法等を採用して行うことができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例において、全振れ精度（本明細書においては、ＪＩＳハンドブックＢ００２１機械要素（１９８９）第１１９頁１４．１の「半径方向の全振れ公差」を、このように略称した。）の測定は、非接触寸法測定装置（株式会社ミツトヨ製、商品名レーザーマイク）を用いて行った。
【００２２】
（実施例１）
ＪＩＳ３００３合金からなる押出管に冷間引き抜き加工を施し、さらに切断して、外径１０１ｍｍφ、内径９４ｍｍφ、長さ３５２ｍｍの引抜管（１０ａ）を作製した。この引抜管を昌運工作所製ＳＰＡ５００にセットし、回転数２０００ｒｐｍ、送り０．４ｍｍ、切り込み０．２５ｍｍの条件で外面切削した。次に、この素管（１０ｂ）を昌運工作所製両端加工機にセットし、回転数１０００ｒｐｍ、送り０．２ｍｍの条件でインロー加工を施した。さらに、この素管（１０ｃ）を再度昌運工作所製ＳＰＡ５００にセットし、回転数２０００ｒｐｍ、送り０．２ｍｍの条件で、切り込み０．２３ｍｍの粗切削と切り込み０．０２ｍｍの仕上げ切削を実施した。
【００２３】
このようにして作製した基体（１０）の寸法精度を測定した結果、振れ７．８μｍであった。
また、該基体（１０）の外表面には、次のようにして感光層を設け、インロー部（１１）にフランジを装着して電子写真感光体を作製し、多重現像方式でフルカラー印刷を行った結果、各色の印字位置にズレが生じなかった。
【００２４】
すなわち、該基体（１０）の表面に、下記の電荷発生層用塗布液と電荷輸送層用塗布液とを、順次に塗布し、後記のように乾燥して、電子写真感光体を作製し、上記の電荷発生層の厚さは０．５μｍ、電荷輸送層の厚さは１８μｍとした。
【００２５】
＜電荷発生層用塗布液＞
粉末Ｘ線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角（２θ±０．２°）２７．３°に最大回折ピークを有するとともに、７．４°および２４．２°に回折ピークを示す結晶型のオキシチタニウムフタロシアニン１０重量部を、２００重量部の４−メトキシ−４−メチルペンタノン−２に加え、サンドグラインドミルにて粉砕・分散処理し、得られた分散液を、ポリビニルブチラール樹脂（デンカ（株）製商品「＃６０００Ｃ」）の５重量％ジメトキシエタン溶液１００重量部およびフェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド社製商品「ＰＨＫＫ」）の５重量％ジメトキシエタン溶液１００重量部の混合液に加え、最終的に固形分濃度４重量％の電荷発生層用塗布液を調製した。
【００２６】
＜電荷輸送層用塗布液＞
電荷輸送物質として、次ぎに示すヒドラゾン化合物５６重量部、
【００２７】
【化１】

【００２８】
次に示すヒドラゾン化合物１４重量部、
【００２９】
【化２】

【００３０】
およびポリカーボネート樹脂（三菱化学（株）製商品「ノバレックス７０３０Ａ」）１００重量部を、１，４−ジオキサン１０００重量部に溶解させて、電荷輸送層用塗布液を調製した。
【００３１】
（実施例２）
ＪＩＳ３００３合金からなる押出管に冷間引き抜き加工を施し、さらに切断して、外径１２１ｍｍφ、内径１１４ｍｍφ、長さ３５２ｍｍの引抜管を作製した。この引抜管（１０ａ）を電気炉中２００℃で２時間加熱し、その後空冷した。この引抜管を、昌運工作所製ＳＰＡ５００にセットし、回転数２０００ｒｐｍ、送り０．４ｍｍ、切り込み０．２５ｍｍの条件で外面切削した。次に、この素管（１０ｂ）を昌運工作所製両端加工機にセットし、回転数１０００ｒｐｍ、送り０．２ｍｍの条件でインロー加工を施した。さらに、この素管（１０ｃ）を再度昌運工作所製ＳＰＡ５００にセットし、回転数２０００ｒｐｍ、送り０．２ｍｍの条件で、切り込み０．２３ｍｍの粗切削と切り込み０．０２ｍｍの仕上げ切削を実施した。
【００３２】
このようにして作製した基体（１０）の寸法精度を測定した結果、振れ９．５μｍであった。
また、該基体（１０）から、実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、フルカラー印刷を行った結果、各色の印字位置にズレが生じなかった。
【００３３】
（比較例１）
ＪＩＳ３００３合金からなる押出管に冷間引き抜き加工を施し、さらに切断して、外径１００．５ｍｍφ、内径９４ｍｍφ、長さ３５２ｍｍの引抜管を作製した。この引抜管を昌運工作所製両端加工機にセットし、回転数１０００ｒｐｍ、送り０．２ｍｍの条件でインロー加工を施した。次に、この素管を昌運工作所製ＳＰＡ５００にセットし、回転数２０００ｒｐｍ、送り０．２ｍｍの条件で、切り込み０．２３ｍｍの粗切削と切り込み０．０２ｍｍの仕上げ切削を実施した。
【００３４】
このようにして作製した基体の寸法精度を測定した結果、振れ２８μｍであった。
また、該基体から、実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、フルカラー印刷を行った結果、各色の印字位置に僅かにズレが生じていた。
【００３５】
（比較例２）
ＪＩＳ３００３合金からなる押出管に冷間引き抜き加工を施し、さらに切断して、外径１２０．５ｍｍφ、内径１１４ｍｍφ、長さ３５２ｍｍの引抜管を作製した。この引抜管を昌運工作所製両端加工機にセットし、回転数１０００ｒｐｍ、送り０．２ｍｍの条件でインロー加工を施した。次に、この素管を昌運工作所製ＳＰＡ５００にセットし、回転数２０００ｒｐｍ、送り０．２ｍｍの条件で、切り込み０．２３ｍｍの粗切削と切り込み０．０２ｍｍの仕上げ切削を実施した。
【００３６】
このようにして作製した基体の寸法精度を測定した結果、振れ３５μｍであった。
また、該基体から、実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、フルカラー印刷を行った結果、各色の印字位置に僅かにズレが生じていた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に従い、インロー加工前の素管の外表面を粗切削することにより、寸法精度の高い、全振れ精度で２０μｍ以下の電子写真感光体用円筒状基体を提供することが可能となった。従って、またフルカラー印刷などの用途においては、多色の画像のズレの極小化を図ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真感光体用円筒状基体の製造の概略工程図。
【符号の説明】
１０円筒状基体
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ素管
１１インロー部

Claims

押し出し、引き抜き加工し、所定の長さに切断された金属素管にインロー加工を施した後、外表面の切削加工を施す電子写真感光体用円筒状基体の製造方法において、上記インロー加工前の素管の外表面に粗切削加工を施すことを特徴とする方法。
上記粗切削加工時の切り込み量が、インロー加工後に行う外面切削と同程度またはそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
上記粗切削加工前の素管を、１５０〜２５０℃の温度で焼鈍することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。