JP3969507B2 - 電子写真感光体用円筒状基体及びその加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体に関するものである。特に、円筒体寸法精度の向上した、フルカラー印刷に適した電子写真感光体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、所定の寸法精度に仕上げられたアルミニウム中空円筒体を基体とし、そ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、基体とする円筒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、円筒体寸法精度を高めることが必要とされた。
【０００３】
従来、このような要求に応えるアルミニウム中空円筒体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素管にインロー加工を施した後、外表面を切削加工し、所定の寸法精度に仕上げる方法が行われてきた。また、電子写真感光体として使用する際には、中空円筒体の端部にフランジを装着して、このフランジの中心軸を支持して回転する方式が一般的である。
【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、円筒体寸法精度の高い切削素管が要求されるようになった。特に、上記フランジ方式の場合、軸中心の回転振れ精度が重要視される。また、軸中心の回転振れ精度向上のためには、素管の振れ精度、フランジの振れ及び軸精度が良好なことに加え、フランジ装着時の精度の向上が要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、このような要求を満足することのできる感光体、特に、フランジ装着時の精度の向上された感光体を提供すべく種々検討した結果、フランジを装着する際に、フランジの端部が、素管端部に不均一な接触をすることによって、フランジのスムースな装着が妨げられ、その結果、軸中心の回転振れ精度が悪化することを知見し、これまで素管切断時に生じるバリ除去のために行われていた、端面の０．２ｍｍ程度の面取りでは不十分であり、さらに大きな面取りとすることが、軸中心の回転振れ精度の向上に極めて有効であることを見い出した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨とするところは、アルミニウム中空円筒体の端面の内側に、該端面から所定の奥行きにわたって肉厚を削減したインロー部が設けられ、該インロー部の端面において、下記式で定められた面取りが施された後に、該円筒体の外面切削が為されることを特徴とする電子写真感光体用円筒基体に存する。
０．４≦Ｘ≦Ａ−０．６
（式中、Ｘは、上記面取りが施された端面内側の肉厚（単位ｍｍ）であり、Ａは、面取りを一切施さなかった場合の端面の肉厚（単位ｍｍ）である。ただし、Ａは１〜３ｍｍの範囲の値を表す。）
【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、電子写真感光体の概念的断面図であり、図２は、外面切削時の素管と精密旋盤の支持具との接触状態を示す概念的断面図である。
図中、１は、電子写真感光体を、１０は、中空円筒体を、１０’は、素管を、１１は、端面を、１５は、内面を、１９は、インロー部を、２０は、フランジを、２１は、嵌挿部を、３０は感光層を、４０は支持具を、また４１は錐頭部を、それぞれ示す。
【０００８】
本発明において、アルミニウム中空円筒体（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】
基体とすべき中空円筒体（１０）の製造は、押出加工、引き抜き加工、切断、インロー加工、外面加工の工程で行われる。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。切断は、素管を所定の長さにそろえるために行われるが、切断によって生ずる端面は、その外側端縁または内側端縁に切断時に発生したバリを残すことがあり、これが以後の加工に障害となる恐れがある。従って、切断後に、素管の端面（１１）の外側および内側に、０．２ｍｍ程度の面取りを行うのが通常である。
【００１０】
インロー加工は、素管内側を切削してフランジ（２０）を装着すべき段部（インロー部）を作る加工である。従って、装着するフランジ嵌挿部（２１）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（１９）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】
本発明の電子写真感光体（１）用基体を構成する中空円筒体（１０）は、端面（１１）の内側に下記式で定められた面取りが施され、
０．４≦Ｘ≦Ａ−０．６
（式中、Ｘは、上記面取りが施された端面内側の肉厚（単位ｍｍ）であり、Ａは、面取りを一切施さなかった場合の端面の肉厚（単位ｍｍ）である。）
所定の内面（１５）を形成していることが必要である。すなわち、面取りの大きさを示すＸの値が、０．４ｍｍより小さければ、偏肉が大きくなり、多色の画像のズレが大きくなるので、好ましくない。また、Ｘの値が、（Ａ−０．６）ｍｍより大きければ、端面（１１）によるフランジの振れや軸精度が低下し、画像のズレの原因となるので好ましくない。好ましいＸの値は、製品の寸法を示すＡの値との兼ね合いで、経験的に定めることができる。Ａの値は、通常、１〜３ｍｍ程度であるが、一般的には、Ａの値が大きくなると、素管重量も大きくなるので、偏肉減少のためには、Ｘの値も大きくすることが好ましい。しかし、フランジ装着を確実にするためには、端面の平行部の大きさと関連するＡ−Ｘを、Ａの値との釣合で０．６ｍｍより大きく確保することも好ましい。
【００１２】
しかして、この内面（１５）の形成は、少なくとも素管の外面切削以前に行われていなければならない。具体的には、前記インロー加工を行う場合には、インロー加工後に、またこれを行わない場合には、前記素管の切断後に行うのが通常である。また、形成すべき内面（１５）は、後記するように、外面切削に使用する精密旋盤の支持具（４０）の表面と密着するように、該支持具の表面形状に基づいて選定される。すなわち、該支持具（４０）の表面円錐の頂角は、通常３０〜１５０°であり、内面（１５）の傾斜角は、この頂角に合わせて選定される。例えば、表面円錐の頂角、錐頭部（４１）の垂直断面における開き角度（２θ）が９０°であれば、内面の傾斜角、内面と中空円筒体の内側表面とのなす角度（θ）は、その半分の４５°に選定される。しかして、この内面（１５）を形成するための面取りは、上記の両端加工機を使用し、所定の角度に切削することによって行われる。インロー加工を行う場合には、同加工の１工程として、切削刃の相対的な運動を変えることによって、行うこともできる。
【００１３】
素管（１０’）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中空円筒体の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。
【００１４】
しかして、外面切削に際しては、精密旋盤の一対のセンター軸（図示せず）の先端に円錐形表面を有する支持具（４０）を取り付け、この一対の支持具の錐頭部（４１）を素管（１０’）の両端から内側に挿入して素管（１０’）を把持し、素管または刃物を回転して加工する方法が採られる。この把持は、支持具（４０）の円錐面と素管（１０’）の端面の内側を接触させることによって行うが、本発明においては、素管端面（１１）の内側に面取りを施して形成した所定の内面（１５）が接触面となるので、確実な把持が行われ、偏肉が起こりにくい。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
【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、接触式全振れ測定機（株式会社ミツトヨ製、商品名ミリトロン）を用いて行った。
【００２３】
（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、加工後のインロー内径を９６ｍｍφとした。次いで、同加工機を用いて、図示の如く、素管（１０’）内側のインロー部（１９）端面に４５°の面取りを施し、肉厚０．８ｍｍ相当の内面（１５）を、外側端面に４５°で肉厚０．４５ｍｍ相当の面取り外面を形成した。さらに、この素管（１０’）を昌運工作所製外面切削用旋盤ＳＰＡ５００にセットし、上記の内面で旋盤の支持具（４０）の錐頭部（４１）と接触させて、回転数２０００ｒｐｍ、送り０．２ｍｍの条件で、切り込み０．２３ｍｍの粗切削および切り込み０．０２ｍｍの仕上げ切削を実施した。
このようにして作製したアルミニウム中空円筒体基体（Ｘ＝０．８ｍｍ、Ａ＝２ｍｍ）１０本について、フランジを装着した後、接触式全振れ測定機（株式会社ミツトヨ製、商品名ミリトロン）を用いて、全振れを測定した結果は、表１に示すとおりであった。
【００２４】
【表１】

【００２５】
また、基体とするアルミニウム中空円筒体（１０）の外表面には、次のようにして感光層（３０）を設け、フランジ（２０）を装着して電子写真感光体（１）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。
【００２６】
すなわち、中空円筒体（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（１）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。
【００２７】
＜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。
【００２８】
＜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、
【００２９】
【化１】

【００３０】
次に示すヒドラゾン化合物１４重量部、
【００３１】
【化２】

【００３２】
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。
【００３３】
（実施例２）
実施例１において、インロー部端面に肉厚０．５ｍｍ相当の内面（１５）を形成した以外は、実施例１と同様にして、基体とする中空円筒体（１０）を得、全振れを測定した結果は、表１に示すとおりであった。
【００３４】
また、このようにして得られたアルミニウム中空円筒体（１０）から、実施例１と同様にして電子写真感光体（１）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。
【００３５】
（比較例１）
実施例１において、インロー部端面に肉厚０．２ｍｍ相当の内面を形成した以外は、実施例１と同様にして中空円筒体を得、全振れを測定した結果は、表１に示すとおりであった。
【００３６】
また、このようにして得られた中空円筒体から、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、アルミニウム中空円筒体端面の内側に所定の面取りを施すことによって、フランジ装着後の全振れを減少させることができ、またフルカラー印刷に際し、画像のズレを解消することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真感光体の概念的断面図
【図２】外面切削時の素管と精密旋盤の支持具との接触状態を示す概念的断面図
【符号の説明】
１ 電子写真感光体
１０ 中空円筒体
１０’素管
１１ 端面
１５ 内面
１９ インロー部
２０ フランジ
２１ 嵌挿部
３０ 感光層
４０ 支持具
４１ 錐頭部

Claims (3)

1. アルミニウム中空円筒体の端面の内側に、該端面から所定の奥行きにわたって肉厚を削減したインロー部が設けられ、該インロー部の端面において、下記式で定められた面取りが施された後に、該円筒体の外面切削が為されることを特徴とする電子写真感光体用円筒基体。
   ０．４≦Ｘ≦Ａ−０．６
   （式中、Ｘは、上記面取りが施された端面内側の肉厚（単位ｍｍ）であり、Ａは、面取りを一切施さなかった場合の端面の肉厚（単位ｍｍ）である。ただし、Ａは１〜３ｍｍの範囲の値を表す。）
2. アルミニウム中空円筒体の端面の内側に、該端面から所定の奥行きにわたって肉厚を削減したインロー部が設けられ、該インロー部の端面において、下記式で定められた面取りが施された該円筒体の両端を、一対の円錐形表面を有する支持具で、該面取りの面が接触面となるよう把持し、該円筒体の外面切削を行うことを特徴とする電子写真感光体用円筒基体の加工方法。
   ０．４≦Ｘ≦Ａ−０．６
   （式中、Ｘは、上記面取りが施された端面内側の肉厚（単位ｍｍ）であり、Ａは、面取りを一切施さなかった場合の端面の肉厚（単位ｍｍ）である。ただし、Ａは１〜３ｍｍの範囲の値を表す。）
3. 該支持具の円錐の頂角が３０〜１５０°であることを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体用円筒基体の加工方法。

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