JP4667270B2 - 円筒状電子写真感光体用支持体の切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、円筒状電子写真感光体用支持体の切削方法に関する。詳しくは、円筒体の外周面を切削する切削方法、外周面が切削された円筒体を支持体として有する電子写真感光体、電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置、所謂電子写真装置は、帯電手段及び露光手段により電子写真感光体の表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段により可視化するというプロセス（電子写真プロセス）を採用したものが一般的である。

上記電子写真プロセスにより高画質の画像を得るためには、電子写真感光体と現像部材（現像スリーブや現像ローラ）との距離が一定に保たれていることが必要であり、そのためには、電子写真感光体や現像部材が高精度でなければならない。

特に、カラー画像出力を行う電子写真装置では、各色の画像を重ね合わせる必要があり、色ズレ、色ムラ、モワレを防止するためには、より高精度な電子写真感光体や現像部材が求められる。更には、ハーフトーンの画像出力が多く、支持体上の欠陥に起因する画像不良に関しても厳しい。

電子写真感光体や現像部材は、一般的に、高精度の円筒状支持体の表面に、必要に応じて表面処理や塗膜形成を行って製造される。円筒状支持体には、一般的に、押出し加工や引抜き加工によって製造された管材を所定の長さに切断して得られる円筒体（素管）が用いられる。また、必要に応じて、円筒体（素管）端部を所定形状に処理する（端部加工）。その後、円筒体（被加工物：素管に端部加工を施したもの）を保持手段（チャック）により保持した状態で、円筒体（被加工物）外周面を所定精度・表面粗さに仕上げる（外周面加工）。

高精度円筒状支持体を得るための外周面加工としては、旋盤加工がよく用いられる。それは、端部加工後の円筒体（被加工物）を回転させながら、切削バイトを当接し、該円筒体（被加工物）の回転軸と平行に該切削バイトを移動させながら、該円筒体（被加工物）の外周面を切削加工する方式である。

図１を参照して、旋盤加工例を説明する。

押出し加工や引抜き加工などによって得られた円筒体（素管）両端面を所定の形状に整えた円筒体（被加工物）１０１を準備する。

円筒体１０１について、切削開始時に切削バイト１０９が当接する側１０２（以下、切削開始側）を保持手段１０３により、切削終了時に切削バイト１０９が当接する側１０４（以下、切削終了側）を保持手段１０５により保持する。

次に回転手段１０６により保持手段１０３を介して、円筒体１０１を回転させる。ガイドレール１０７上に設置された切削バイト固定台１０８上に切削バイト１０９を固定し、切削バイト１０９を円筒体１０１に当接させながら切削開始側１０２より切削終了側１０４に移動させ、円筒体１０１の外周面を切削加工する。保持手段１０３、１０５には、保持手段としてコレットチャック（開きヤトイ）を用いる方法（特許文献１、特許文献２を参照）が挙げられる。しかしながら、コレットチャックによる保持方法は、円筒体内側から爪を開いて円筒体１０１を保持するため、円筒体１０１の爪が当接している部分が局所的に外側に変形しやすい。この状態で外周面を真円に加工しても保持手段を外すと変形が戻り、保持された部分は真円状に加工されず、支持体の真円度が低下してしまい高精度の円筒状支持体を得ることが出来なかった。旋盤加工において高精度の円筒状支持体を得るためには円筒体（被加工物）を変形させない保持手段が必要である。変形の少ない保持手段の例として、円筒体（被加工物）両端内側の稜線を円錐状（テーパー状）保持手段で固定する方法（特許文献３参照）が知られている。円筒体（被加工物）両端内側の稜線を円錐状保持手段で固定する方法では、端部に面取りを施すだけで素管の真直度、偏肉に関わらず高精度なシリンダが得られるという利点がある。しかしながら、円筒体１０１切削終了側端部近傍１０４に段差キズ１１１が発生するという問題が生じていた。特に高画質カラー画像出力を行う電子写真装置では、この段差キズが原因となって画像上にスジ状のムラ等の画像欠陥が生じ、良好な画像が得られないという問題が起こる。

段差キズ１１１発生メカニズムを、図１、図２Ａ、図２Ｂを参照して説明する。図１において円筒体１０１は、切削開始側１０２を保持手段１０３により、切削終了側１０４を保持手段１０５により保持させる。そのとき、保持手段１０５は加圧手段１１２により母線方向に圧力を受け、それによる摩擦力で円筒体１０１を保持している。旋盤加工により特に高精度の円筒状支持体を得ようとした場合、円筒体１０１を強く保持すると、保持力により円筒体１０１に変形が生じ、加工精度が高くても、加工後に保持手段を外すと円筒体１０１の変形が戻り、円筒状支持体の精度が低下してしまう。そのため、円筒体（被加工物）１０１の変形を避けるため、適切な圧力で円筒体を保持する必要が生じる。つまり、切削中に変形が少なく、且つ円筒体１０１と保持手段１０３が滑らないという条件を満たさなければならない。

一方、円筒体１０１が押出し加工や引抜き加工によって製造された円筒体であるときは、円筒体１０１の内径断面は完全な真円でなく、必ずゆがみが残留する。一方、円錐状保持手段１０３，１０５の断面は高精度の真円の連続で構成される。その場合、円筒体１０１を保持手段１０３，１０５によって保持したとき、図２Ａで示すように、円筒体１０１の内径と保持手段１０３、１０５の外周の間に隙間２０１が出来る。この時点では円錐状保持手段の中心２０３と円筒体１０１の内径中心２０２はずれたまま保持される。円筒体１０１の内径中心２０２は、ずれた保持状態で切削バイト１０９により、切削開始側１０２から矢印１１０の方向へ切削される。切削バイト１０９が切削終了側端部近傍１０４に近づくと、切削バイト１０９の切削抵抗により円筒体１０１の外側から中心に向け力が加わる。円筒体１０１の外側からの力と、保持手段１０５が加圧手段１１２によって母線方向に受ける力により、図２Ｂに示すように円筒体１０１が保持手段１０５に隙間無く嵌るようになる。そうなることで、ずれていた保持手段の中心２０３と円筒体１０１の中心２０２が一致する。しかしこのとき、切削終了側１０４の円筒体１０１の中心２０２が保持手段の中心の方向に移動するため、円筒体（被加工物）１０１の切削面がずれて、段差キズが発生する。段差キズは切削終了側１０４近傍に生じ、そのキズの段差は０．１〜２．０μｍ、幅は０．１〜１．５ｍｍ程度となる。その段差が０．２μｍより大きくなると画像欠陥が生じ、高画質電子写真感光体用支持体として適さなくなる。切削開始側１０２には、切削バイト１０９が接した直後に円筒体１０１が保持手段に隙間無く嵌るため、段差は生じない。保持手段１０３，１０５によって保持したときに、隙間が出来ないような強い力で円筒体１０１を母線方向に押さえて保持すると、円筒体１０１の端部に変形が発生し、良好な精度の電子写真感光体用支持体は得られない（特許文献３参照）。上記の問題を解決するための従来技術としては以下の例が挙げられる。

従来技術（１）として、円筒体１０１の端部の内径保持部を切削加工前に予め真円状に加工しておく方法（以下インロー加工）（特許文献４参照）が挙げられる。インロー加工を施した円筒体１０１においては、それが押出し加工や引抜き加工によって製造された円筒体（素管）であったとしても、その端部内径を真円に近づけることが可能である。よってインロー加工を行えば、保持するときに円筒体１０１と保持手段１０３、１０５の間の隙間２０１を小さくすることが可能であり、段差キズは発生しにくくなる。

また従来技術（２）として（特許文献５参照）、仕上げ切削を２回に分けて保持手段から外さずに粗切削、仕上げ切削とも円筒体全体を切削する方法も知られている。２回に分けて保持手段から外さずに粗切削、仕上げ切削をする目的は残留応力緩和、切削切粉巻き込みによるキズ低減、バイトの負荷低減である。
特開平２−１１０５７０号公報 特開２００１−１２１３２７号公報 特開平９−０６６４０１号公報 特開平１１−１６０９０１号公報 特開２００４−７０２４２号公報

しかしながら以下の理由により、従来技術（１）のインロー加工を行ったとしても完全に段差キズを無くすことは出来ない。

インロー加工を端部に施すためは、円筒体１０１を保持する必要が生じる。その際、円筒体１０１の端部を変形させないように弱い力、又は変形が及ばないように端部より離れた場所を保持する方法がある。しかし、弱い力によって、又は端部より離れた場所を保持すると、端部に十分な保持力が得られず、加工面にビビリが発生する等の問題が生じる。そのためインロー加工をする際に、円筒体１０１をある程度強く保持しなければならないが、強く保持すると円筒体１０１に変形が生じ、加工精度が高くても、保持手段を外すと変形が戻ってしまい、端部内径が真円状に加工されない。即ち現状では完全に変形無く円筒体１０１を保持してインロー加工を施す方法は無く、従って完全な真円状のインロー加工面を得ることが出来ない。よって、インロー加工面を保持しても完全に段差キズを無くすことは出来ない。またインロー加工を行うと、製造工程が増えコストアップにつながる。また浸漬塗布で感光層を形成する場合は、インロー加工面と非加工面の間の段差に塗料が入り込んで残留しやすく、フランジ接合時に障害となるという問題も生じる。

また従来技術（２）を用いても、円筒体全体を２回にわたり切削するため切削中の円筒体１０１温度変化が大きく外径が安定しない。更に切削タクトが長く生産性が低いという問題が発生する。また粗切削後円筒体を保持したまま蓄積した熱を放出させた後、仕上げ切削をおこなう方式もあるが、生産性が極端に低下するという問題が生じる。

本発明の目的は、切削バイトを有する旋盤を用いて円筒体の外周面を切削する切削方法において生じる上記課題を解決し、低コストで段差キズがなく、且つ外周面均一性の高い円筒体を提供することにある。

また、本発明の目的は、該低コストで段差キズがなく、且つ外周面均一性の高い円筒体を支持体として有し、スジ状の色ムラなどの発生が抑制された電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することにある。

円筒体（被加工物）に円錐状クランプ面を当接する保持手段を有する旋盤装置により前記円筒体外周面に切削加工を施す工程を有する円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法において、（１）長Ｌ_１ｍｍの前記円筒体を保持手段により旋盤装置に固定する工程、（２）記円筒体の一端より、下記式１を満たす長さＬ_２ｍｍに渡って外周面に切削加工を行う工程（Ｌ_１／４≧Ｌ_２≧１ｍｍ ・・・式１）、（３）（２）の工程の後、前記円筒体を保持手段より外すことなく他端部より切削加工を開始し、もう一方の端部に渡って前記円筒体外周全面に切削を施す工程、を含み、且つ前記の工程は１)、２）、３)の順で行なわれる方法により製造されることを特徴とする円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法を提供する。

本発明によれば、円錐状クランプ面を当接する保持手段を有する旋盤装置により、前記被切削物外周面に切削加工を施す工程を有する、円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法において生じる上記課題を解決する。そして低コストで段差キズがなく、且つ外周面均一性の高い円筒体を提供することが出来る。

また、本発明によれば、該段差キズがなく、且つ外周面均一性の高い円筒体を支持体として有し、スジ状の色ムラなどの発生が抑制された電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することが出来る。

更には本発明ではインロー加工を必要とせずに、コストが安く高精度の円筒状電子写真感光体用支持体が製造出来る。更にまた、円筒体（被加工物）外周全体を２回旋盤によって切削をする必要がないため、コストが安く、切削中の円筒体１０１の温度変化が小さく、外径が均一な電子写真感光体用支持体が得られる。更に本発明の電子写真感光体用支持体を用いた電子写真感光体は画像均一性が高く、段差キズによる画像欠陥がない。

本発明の切削方法を図３で説明する。図１と同様に円筒体（被加工物）１０１について、切削開始側１０２を保持手段１０３により、切削終了側１０４を保持手段１０５により保持する。保持手段１０５は加圧手段１１２により、母線方向に圧力を受けて、円筒体１０１を保持している。従来技術で説明した内容と同様に、押出し引抜き工程により製造された円筒体１０１と円錐状保持手段１０３、１０５の間に隙間２０１が出来ている。このときは、円錐状保持手段の中心２０３と円筒体１０１の内径の中心２０２は、ずれたまま保持されている。回転手段１０６により、保持手段１０３を介して円筒体１０１を回転させ、切削バイト１０９を円筒体１０１の切削終了側１０４に移動させ、円筒体１０１の外周面を切削終了側１０４端部からＬ_２ｍｍの範囲に切削加工（以下予備切削という）を行う。円筒体１０１は切削抵抗による力を、外周側から中心方向へと受ける。更に保持手段１０５が加圧手段１１２から受ける力によって図２Ｂに示すように、円筒体１０１が保持手段１０５に隙間無く嵌る。よって、ずれていた保持手段の中心２０３と円筒体１０１の中心２０２が一致するようになる。このような保持状態を維持したままで、図４に示すように、バイト固定台１０８を切削開始側に移動させる。切削開始側１０２から切削終了側１０４へ向かって円筒体外周全面の切削（以下本切削という）を行うと、円筒体１０１の中心２０２は既に保持手段の中心２０１と一致しているために段差キズが発生しない。

本発明において、予備切削加工を行う長さＬ_２ｍｍは、円筒体（被加工物）の全長Ｌ_１ｍｍに対して、下記式１を満たす長さである。そしてＬ_２ｍｍに渡って外周面に切削加工が行われる。

Ｌ_１／４≧Ｌ_２≧１ｍｍ・・・式１

即ち、予備切削は端部よりＬ_２ｍｍの位置から、端部まで行われることが好ましい。それは、円筒体（被加工物）の保持部材で保持されている部分の外周面を含むことで、効果が高まる。図５に示すように、予備切削加工を行う長さは1ｍｍ以上で円筒体１０１全長の１／４以下が好ましい。特に好ましくは端部より１０〜３０ｍｍであり、その範囲は効果的であり予備切削距離が短く発熱が少ない。予備切削加工を行う長さＬ_２ｍｍが長いと予備切削加工による発熱が大きく、円筒体（被加工物）に熱が蓄積したまま本切削を行うことになる。よって、本切削中の円筒体１０１の切削開始側１０２と切削終了側１０４の温度差が大きくなる。すると円筒体の回転軸と完全に平行にバイト先端を移動させて切削を行ったとしても、円筒体が冷却して室温に戻ると高温部（切削終了側）の収縮が大きくなり、切削開始側の外径と切削終了側の外径の差も大きくなる。また、予備切削長Ｌ_２は１ｍｍ以上で効果がある。というのも、長さＬ_２ｍｍが１ｍｍ以下では予備切削加工のときに、円筒体１０１の外側からの切削による力が小さく、円筒体１０１が保持手段１０５に隙間無く嵌るのに十分ではなく、段差キズを無くす効果が弱いからである。

本発明において加工前の前記円筒体（被加工物）の外径がＤ_１ｍｍ、予備切削加工部の予備切削後の外径がＤ_２ｍｍ、本切削後の中心部の外径がＤ_３ｍｍとなるとき、下記の式２を満たすことが好ましい（図５参照）。

Ｄ_１−０．０３≧Ｄ_２＞Ｄ_３・・・式２

即ち予備切削の取代が小さいと予備切削の効果が十分ではなく、０．０３ｍｍ以上であることが好ましい。０．０３ｍｍ未満では予備切削加工のときに、円筒体１０１の外周から中心方向へ向けた切削抵抗による力が小さく、円筒体１０１が保持手段１０５に隙間無く嵌るのに十分ではない。従って、段差キズを無くす効果が弱く、キズが残る可能性がある。

また、予備切削加工後の外径Ｄ_２は外周全面切削後の外径Ｄ_３ｍｍより大きい必要がある。というのも、予備切削加工後の外径Ｄ_２が外周全面切削後の外径Ｄ_３ｍｍより小さいと、予備切削の切削部分が本切削で取りきれずに、切削終了側端部近傍に予備切削部が残留するからである。

本発明の切削方法に用いる円筒体（被加工物）１０１は、図７に示すように予め円筒体（素管）の外周部の外径を削り、外径Ｄ_４の粗切削加工部分７０１が設けられる。粗切削加工部分７０１を設ける目的を説明する。旋盤加工においては切削加工において円筒体から切削された部材（切粉）を排出するために、切粉排出手段を必要とする。切粉排出手段としては切削バイト近傍に排出管（エアダクト）を設置し、吸引装置に接続して、切削中に切粉を連続して吸引排出する方法が用いられる。この方法によって、切削時の切粉の巻き込みが少なく良好な外周面の支持体が得られる。しかしながらそれは、厚い切粉が排出されると排出管内に詰まりが生じ、不良の原因となるという欠点を有する。切削前及び切削後の外径差（切削代）が大きいと厚い切粉が排出される。また厚い切粉が排出されると、切粉が切削された面に接触したり、切削部に巻き込まれ、キズが発生する。上記のような厚い切粉により発生する問題を防止するために、切削代を小さくして薄い切粉が排出されるようにすることを目的としている。
上記の粗切削は、本発明の予備切削では、粗切削加工後に円筒体をいったん保持手段より外すので、従来技術（２）（特許文献５参照）とは区別される。粗切削加工後、予備切削加工まで時間を十分とり、円筒体に蓄積した熱を放出して円筒体温度を室温になじませてから予備切削及び本切削を行う。粗切削加工は両端加工の工程と一連で行うことが好ましい。即ち、粗切削は本切削より精度を必要としないため、両端加工機で充分加工可能である。更に旋盤で２回外周全面に加工を行うと加工時間が２倍となるが、両端加工は所要時間が短い。また、両端加工機により粗切削加工を行えば、旋盤で２回外周全面をするよりも生産性を落さずに粗切削加工が可能である。

円筒体全面に均一に粗切削加工を行った後、本発明の予備切削及び本切削を行ってもよい。更に、粗切削加工において、本発明の予備切削の効果を高めるために、予備切削部分３０１に図７のように粗切削加工をせず、残す部分７０２を設けることが好ましい。粗切削加工をせず残す部分７０２を設ける粗切削方法は、予備切削における切削代を大きくすることが出来、円筒体１０１が予備切削のとき外周より中心に向けて受ける切削抵抗を大きくして予備切削の効果を高める効果がある。また、粗切削加工をせず残す部分７０２を設けることにより、本切削後の外径Ｄ_３ｍｍと粗切削加工部分７０１の外径Ｄ_４が小さい場合でも予備切削の効果を高めることが出来る。

このとき、Ｄ_１、Ｄ_３、Ｄ_４は下記の式４を満たす必要がある（図７参照）。

Ｄ_１＞Ｄ_４＞Ｄ_３・・・式４

粗切削加工後の外径Ｄ₄は本切削後の外径Ｄ_３ｍｍより大きい必要がある。粗切削加工後の外径Ｄ₄は、本切削後の外径Ｄ_３ｍｍとの差が小さいと本切削後に粗切削加工部が残り、円筒状支持体外周面に欠陥が発生する可能性がある。粗切削加工後の外径Ｄ_４と予備切削部切削後の外径Ｄ_２はどちらが大きくてもかまわないが、同一外径にすると本切削のときに、切削抵抗が一定になり切削面の均一性が高まるので好ましい。

又は粗切削のときに予備切削部分を、粗切削加工をせずに残すのではなく、予備切削部分にも粗切削は行うけれども、粗切削後の外径を太くする例も挙げられる。粗切削のときに予備切削部分として残す部分の外径をＤ_５としたとき、Ｄ_３、Ｄ_４、Ｄ_５は下記の式５を満たすことが好ましい（図７参照）。

Ｄ_５−０．０３≧Ｄ_４＞Ｄ_３・・・式５

粗切削のときに予備切削部分として残す部分の外径Ｄ_５は、通常の粗切削加工部分の粗切削加工後の外径Ｄ₄より０．０３ｍｍ以上大きいことが好ましい。

本発明の予備切削の効果を高めるために、粗切削加工をせず残す部分７０２の長さ、又は外径を通常の粗切削加工部分の外径より大きくする長さＬ_３は、下記条件の式を満たすことが好ましい。
Ｌ_２≧Ｌ_３≧１ｍｍ・・・式３

予備切削後に粗切削されていない部分が残留するとその部分は粗切削の効果が作用しないので切粉詰まりや、切粉による切削キズが入りやすくなる。更にＬ_２とＬ_３は、同一又は１０ｍｍ以内の差にすることが好ましい。

粗切削加工後に予備切削及び本切削を行う切削方法は、切粉排出手段であるエアダクトの詰りを防止する。従って安定生産が可能であり、また切粉によるキズを防止することが出来ると同時に、本発明の予備切削の効果を高めて段差キズがなく高精度で欠陥のない電子写真感光体用支持体を得ることが出来る。更に粗切削加工を両端加工の工程と一連で行うことで、生産性の低下が少なくなる。

本発明に用いる切削バイトは超鋼等の金属、セラミック、ダイヤモンド（焼結ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンド）等の材料で構成される。切削バイト先端形状は角（剣バイト）円弧状（Ｒバイト）、直線状（平バイト）、平と角の組み合わせ（ミラクルバイト）が使用可能である。更に切削切粉巻き込みによるキズの低減、及びバイトによる負荷の低減を目的として、粗バイト、仕上げバイトの２本を所定の間隔でバイト台に固定し、粗バイトが先行し、その後に粗バイトを仕上げバイトが追うという１走査、２バイトで切削を行う方法もある。

本発明の旋盤装置においては、両側の保持手段に回転手段を有する、所謂両軸駆動の旋盤を用いることで、円筒体（被加工物）を変形させること無く低い圧力で保持し、且つ充分に回転力を伝達して円筒体（被加工物）を回転及び切削することが可能である。それはより高精度円筒体を得るのに適している。

本発明の円筒体の材料には、電子写真用部材の支持体として用いる場合、導電性を有するものであればよい。例えば、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、チタンなどの金属及びこれらの合金、また、プラスチック、セラミック、ガラスなどに導電性処理をしたものが挙げられる。これらの中でも、アルミニウム又は３０００（Ａｌ−Ｍｎ）系、５０００（Ａｌ−Ｍｇ）系あるいは６０００（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ）系のアルミニウム合金が特に好ましい。

円筒体の元になる管材の製造方法としては、例えば、深絞り加工によってカップ状に加工し、次にそのカップの壁をしごき加工によって伸ばし、底付きの管材を製造する方法（ＤＩ法）がある。また、衝撃押し出し加工によってカップ状に加工し、次にそのカップの壁をしごき加工によって伸ばし、底付きの管材を製造する方法（ＩＩ法）もある。更には、押出し加工によって得られた管材をしごき加工によって伸ばし、薄肉の管材を製造する方法（ＥＩ法）もある。また更には、マンドレル方式又はポートホール方式等の押出し加工された中空パイプを、更に１段又は１段以上の引抜き加工により、薄肉の管材を製造する方法（ＥＤ法）なども挙げられる。このようにして製造した管材を所定の長さに切断して円筒体（素管）とする。

円筒体（素管）には旋盤加工を行う際に保持手段で保持するため、また端部にフランジを接合するため、また全長を整えるために、円筒体両端部に所定の精度（直角度、平行度）の端面加工がなされる。

本発明の切削方法により、外周面が切削された円筒体を電子写真感光体の支持体として用いる場合、支持体上に設ける感光層は、無機光導電性物質を用いた無機感光層であっても、有機光導電性物質を用いた有機感光層であってもよい。また、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とに分離した積層型感光層であってもよい。また、支持体と感光層との間には、レーザー光などの散乱による干渉縞の防止、支持体の傷の被覆を目的とした導電層や、バリア機能や接着機能を有する中間層を設けてもよい。また、感光層上には、該感光層を保護することを目的とした保護層を設けてもよい。
保護層としては電子線、紫外線、熱で硬化する樹脂、更には樹脂中に潤滑材を分散したものが挙げられる
以上説明したように、本発明の切削方法によれば、電子写真部材用の支持体として好適に用いられる円筒体を得ることが出来る。本発明の切削方法によって外周面が切削された円筒体は、段差キズが無く、外周面の均一性が良好である。本発明の切削方法によって外周面が切削された円筒体を、電子写真感光体や現像部材（現像スリーブや現像ローラ）の支持体として用いることが出来る。それらを電子写真装置に装着した場合には、画像欠陥がない、高画質な画像を出力することが出来る。特に、カラー画像出力用の電子写真装置に、本発明の切削方法によって外周面が切削された円筒体を支持体として用いた電子写真感光体や現像部材を装着すれば、高品質の画像を得ることが出来る。

なお、本発明の切削方法によって外周面が切削された円筒体は、電子写真感光体や現像部材の支持体としてだけでなく、その他の電子写真用部材、例えば帯電ローラ、送りローラ、定着ローラなどにも好適に用いることが出来る。

図９に、本発明の電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の概略構成の一例を示す。

図９において、１は円筒状の電子写真感光体であり、軸２を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。

回転駆動される電子写真感光体１の表面は、帯電手段３（一次帯電手段：帯電ローラなど）により、正又は負の所定電位に均一に帯電される。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段（不図示）から出力される露光光４（画像露光光）を受ける。こうして電子写真感光体１の表面に、目的の画像に対応した静電潜像が順次形成されていく。

電子写真感光体１の表面に形成された静電潜像は、現像部材（現像スリーブや現像ローラなど）を有する現像手段５の現像剤に含まれるトナーにより現像されてトナー像となる。次いで、電子写真感光体１の表面に形成担持されているトナー像が、転写手段６（転写ローラなど）からの転写バイアスによって形成される。そして、転写材供給手段（不図示）から電子写真感光体１と転写手段６との間（当接部）に電子写真感光体１の回転と同期して取り出されて給送された転写材Ｐ（紙など）に、順次転写されていく。

トナー像の転写を受けた転写材Ｐは、電子写真感光体１の表面から分離されて定着手段８へ導入されて、像定着を受けることにより画像形成物（プリント、コピー）として装置外へプリントアウトされる。

トナー像転写後の電子写真感光体１の表面は、クリーニング手段７（クリーニングブレードなど）によって転写残りの現像剤（トナー）の除去を受けて清浄面化される。更に前露光手段（不図示）からの前露光光（不図示）により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、図９に示すように、帯電手段３が帯電ローラなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではない。

上述の電子写真感光体１、帯電手段３、現像手段５、転写手段６及びクリーニング手段７などの構成要素のうち、複数のものを容器に納めてプロセスカートリッジとして一体に結合して構成することが出来る。このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。図９では、電子写真感光体１と、帯電手段３、現像手段５及びクリーニング手段７とを一体に支持してカートリッジ化している。そして、電子写真装置本体のレールなどの案内手段１０を用いて電子写真装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ９としている。

以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。また、実施例中の幾何偏差の定義はＪＩＳ−Ｂ００２１、ＪＩＳ−Ｂ０６２１による。

（実施例１）
押出し加工、引抜き加工により製造された中空パイプ（アルミニウム合金ＪＩＳ−Ａ３００３）を切断して、外径Ｄ_１＝６０．３ｍｍ、内径５６．６ｍｍ、長さ３６４ｍｍの円筒体（素管）を得た。

次に両端加工機（エグロ（株）製 ＳＤ―５００）により円筒体（素管）の内径部（端部より３０ｍｍ位置）をコレットチャックにより保持した。次に両端部に切削加工を施して、全長Ｌ_１＝３６０ｍｍ、端面直角度１０μｍ以下に仕上げ、更に円筒体（素管）端部外側、内側とも全周に０．４Ｃの面取りを行った。

次に、両軸駆動の旋盤加工用の装置（商品名：ＲＬ−７００、エグロ（株）製、図３に示されるような構成）によって上記円筒体（被加工物）１０１の外周面を切削加工した。室温は２３℃で切削前の円筒体（被加工物）の温度も同じく２３℃であった。なお、旋盤装置の装置構成は図３中、円筒体１０１、円筒体切削開始側１０２、保持手段１０３及び１０５、円筒体切削終了側１０４、回転手段１０６、ガイドレール１０７、切削バイト固定台１０８、切削バイト１０９、加圧手段１１２である。保持手段としては図３に示すような円錐形状（円錐の角度は保持手段の中心線に対して３°で円錐の中心と保持手段の回転中心は一致している）の保持手段を用いた。

予備切削工程としてまず始めに、円筒体（被加工物）１０１の切削開始側１０２を保持手段１０３で、切削終了側１０４を保持手段１０５で円筒体（被加工物）１０１の内径面取部に当接した。更に加圧手段１１２であるエアシリンダを用い８ｋｇｆの圧力をかけ保持手段１０５を介して円筒体（被加工物）１０１を母線方向に押して保持した。

回転手段１０６により保持手段１０３を介して円筒体１０１を４０００ｒｐｍで回転させた。更にガイドレール１０７上のバイト固定台１０８に固定された切削バイト１０９を円筒体１０１の切削終了側１０４に移動させた。次に、円筒体１０１の外周面、予備切削部分３０１を端部よりＬ_２＝１５ｍｍ部分を切削バイト１０９により矢印３０２の方向に向かって端部まで切削した。予備切削後の外径 Ｄ_２＝６０．１４（半径での切削取代０．０８ｍｍ）となった。切削条件は円筒体（被加工物）１回転あたりの送りピッチは０．１２ｍｍ／ｒｅｖとし、天然ダイヤモンド製ミラクルバイト（東京ダイヤモンド工具製作所製）を用いた（予備切削中の被加工物寸法は図５参照）。

次に本切削工程として、円筒体（被加工物）１０１を脱着せず保持したまま図４のように、切削開始側１０２から矢印４０１の方向に切削終了側１０４端部まで円筒体全体の本切削４０２を行った。切削条件は主軸回転速度４０００ｒｐｍ、円筒体（被加工物）１回転あたりの切削バイトの送りピッチは０．１２ｍｍ／ｒｅｖとした。切削バイトは一つの切削バイト固定台１０８にＲ０．２の焼結ダイヤモンド製Ｒバイト（東京ダイヤモンド工具製作所製）と天然ダイヤモンド製ミラクルバイト（東京ダイヤモンド工具製作所製）を用いた。それらを１０ｍｍの間隔で固定し、Ｒバイトが先行しその後をミラクルバイトが追うような方法で切削した。切削深さは（半径での切削取代はＲバイト０．０５ｍｍ、ミラクルバイト０．０５ｍｍ、合計０．１０ｍｍ）とした（本切削中の被加工物寸法は図５参照）。

円筒体１０１の外周面６０１の外観を目視検査した結果、段差キズが見られなかった（切削終了の円筒体の寸法、形状は図６参照）。

更に連続で実施例１と同様の方法で１００００本の切削を行ったが切粉詰まりで０．３％の円筒体（支持体）が不良となった。

このようにして外周面の切削を行った円筒体（支持体）は、中央部分での外径Ｄ₃＝５９．９４０ｍｍ（レーザー測長機（（株）シンコウ製）で４５度回転させて４点測定した平均値）、長さ３６０．０ｍｍであった。同様の方法で切削開始側端部から２０ｍｍ部分と切削終了側端部から２０ｍｍ部分の外径を測定した。更に切削開始側端部から２０ｍｍ部分と切削終了側端部から２０ｍｍ部分の外径の差を求め、結果を後述の表１に示した。

次に、旋盤加工を施した円筒体を界面活性剤（商品名：バンライズ２０Ｓ、常盤化学（株）製）の１０％水溶液に浸漬し、超音波をかけながら２分間脱脂洗浄した。更に、脱イオン水のシャワーによるリンス後、８０℃の脱イオン水中に浸漬加温した後、３０ｍｍ／ｓで引き上げて乾燥した（温水引き上げ法）。

乾燥後の円筒体を支持体とした。

次に、ＳｎＯ_２コート処理硫酸バリウム（導電性粒子）９部、酸化チタン（抵抗調整用）５部、フェノール樹脂６部、及び、メタノール３部／メトキシプロパノール２３部の混合溶剤を分散して、導電層用塗布液を調製した。

この導電層用塗布液を、支持体上に浸漬塗布し、１５０℃で２０分間熱硬化して、膜厚が１１μｍの導電層を形成した。

次に、ポリアミド樹脂（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ（株）製）８部、及び、メトキシメチル化６ナイロン樹脂（商品名：トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国化学（株）製）１２部を用意した。それらをメタノール３００部／ｎ−ブタノール２００部の混合溶剤に溶解して、中間層用塗布液を調製した。

この中間層用塗布液を、導電層上に浸漬塗布し、１００℃で１０分間熱風乾燥して、膜厚が０．８μｍの中間層を形成した。

次に、下記式で示される構造を有するアゾ顔料（電荷発生物質）６部、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：ＢＸ−１、積水化学工業（株）製）５部、及び、シクロヘキサノン７０部を用意した。それらを、ガラスビーズを用いたサンドミル装置で８時間分散し、エチルアセテート１００部を加えて電荷発生層用塗布液を調製した。

この電荷発生層用塗布液を、中間層上に浸漬塗布し、９０℃で１０分間加熱乾燥して、膜厚が０．２３μｍの電荷発生層を形成した。

次に、下記式で示される構造を有するアミン化合物８部、

下記式で示される構造を有するアミン化合物４部、

及び、ビスフェノールＺ型のポリカーボネート樹脂（商品名：ユーピロンＺ−２００、三菱ガス化学（株）製）１０部を用意した。それらをモノクロロベンゼン８０部／ジメトキシメタン２０部の混合溶剤に溶解して、電荷輸送層用塗布液を調製した。

この電荷輸送層用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、１３０℃で４０分間乾燥して、膜厚が１８μｍの電荷輸送層を形成した。

このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。得られた電子写真感光体は外径６０．０ｍｍ、長さ３６０．０ｍｍとなった。

次に、ポリカーボネート製の端部係合部材（商品名：ユーピロン、三菱ガス化学（株）製）を、作製した電子写真感光体の端部に装着した。これをシアノアクリレート系接着剤（商品名：アロンアルファ：東亞合成（株）製）で固定し、電子写真感光体ユニットとした。

このようにして作製した電子写真感光体ユニットを、４色タンデム式カラー複写機（製品名：カラーレーザーコピア５０００、キヤノン（株）製改造機）に装着して、ハーフトーン画像を出力して評価を行った。結果を表１に示す。なお、ハーフトーン画像の評価方法は、有効線１本と白線２本分が交互に縦方向、横方向に連続走査した画像を出力し、画像ムラとしては画像濃度差ΔＥ≦２を基準とした。

（実施例２〜７）
実施例１において、円筒体（被加工物）１０１の予備切削後の外径Ｄ_２、予備切削の長さＬ_２、本切削後の外径Ｄ_３を表１に示すようにした以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表１に示す。

実施例６では予備切削の切削代が少なく０．２μｍ以下の段差の段差キズが１０％程度発生したが電子写真装置の出力画像で全て良品レベルであることが確認された。

（実施例８）
ポ−トホ−ル方式による押出し加工、引抜き加工により製造された中空パイプ（アルミニウム合金ＪＩＳ−Ａ５００５）を切断して、外径Ｄ_１＝８４.３ｍｍ、内径７８．０ｍｍ、長さ４０２ｍｍの円筒体（素管）を得た。

次に、両端加工機（エグロ（株）製 ＳＤ−５００）により円筒体１０１（素管）の内径部（端部より４１ｍｍ位置）をコレットチャックにて保持し、両端部に切削加工を施して、全長Ｌ_１＝４００ｍｍ、端面直角度１５μｍ以下に仕上げた。更に端部外側、内側とも０．４Ｃの面取りを行った。更に円筒体１０１（素管）外周部を一端部より長さＬ_１−Ｌ_３＝３８０ｍｍに渡って粗切削加工７０１（切削前に予め外周部を削っておく加工）を行い粗切削加工後の外径を８４．１５ｍｍ（半径での切削取代０．０７５ｍｍ）とした。円筒体（被加工物）は図７のように粗切削加工部分７０１が３８０ｍｍまた粗切削加工をせず残す部分７０２をＬ_３＝２０ｍｍ設けた。

円筒体１０１（被加工物）を実施例１と同様の旋盤に粗切削加工をせず残した部分７０２ある方を切削終了端部側にして円筒体１０１（被加工物）を保持した。予備切削工程としてまず始めに切削終了側の粗切削加工をせず残した部分７０２、Ｌ_２＝２０ｍｍを外径Ｄ_２＝８４．１５になるように予備切削を行った。更に本切削工程としてより円筒体（被加工物）１０１を脱着せず保持したまま図８のように切削開始側１０２より切削終了側１０４端部まで円筒体全体の本切削４０２を行った。切削条件は主軸回転速度３０００ｒｐｍ、円筒体（被加工物）１回転あたりの切削バイトの送りピッチは０．１０ｍｍ／ｒｅｖとした。切削バイトは実施例１同様とした。切削深さは、半径での切削取代はＲバイト０．０５ｍｍ、ミラクルバイト０．０２５ｍｍ、合計０．０７５ｍｍとして（本切削中の被加工物寸法は図５参照）円筒体１０１の外観を目視検査した結果、段差キズが見られなかった。

円筒体１０１の外周面６０１の外観を目視検査した結果、段差キズが見られなかった（切削終了の円筒体の寸法、形状は図６参照）。

更に連続で実施例８と同様の方法で１００００本切削をおこなったが切粉詰まりは１本も発生しなかった。

このようにして外周面の切削を行った円筒体（支持体）は、中央部分での外径Ｄ_３＝８４．０００ｍｍ（レーザー測長機（（株）シンコウ製）で４５度づつ回転させて４点測定した平均値）であった。同様の方法で切削開始側端部から２０ｍｍ部分と切削終了側端部から２０ｍｍ部分の外径を測定し、更に切削開始側端部から２０ｍｍ部分と切削終了側端部から２０ｍｍ部分の外径の差を求め、結果を表１に示した。

更に実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、電子写真感装置（図９の構成の試作機）にて評価した結果を表１に示す。

実施例１３では０．２μｍ以下の段差の段差キズが５％程度発生したが電子写真装置の出力画像で良品レベルであることが確認された。

（実施例９〜１４）
実施例８において、粗切削加工をせず残す部分７０２の長さＬ_３＝Ｌ_２とした、予備切削後の外径Ｄ_２、予備切削の長さＬ_２、本切削後の外径Ｄ_３を表１に示すようにした以外は、実施例８と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表１に示す。

実施例１３では０．２μｍ以下の段差の段差キズが５％程度発生したが電子写真装置の出力画像で良品レベルであることが確認された。

（実施例１５）
実施例８において両端加工機による粗切削加工工程において実施例８では粗切削加工をせず残した部分７０２を更に外径Ｄ_２＝８４．２０になるように粗切削を行った。更に実施例８同様に粗切削加工で外径の太い部分７０２を切削終了端部側にして円筒体１０１（被加工物）を旋盤に保持した。以下実施例８同様にして予備切削後、本切削をおこなった後、電子写真感光体を作製し、電子写真感装置（図９の構成の試作機）にて評価した結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１において、予備切削を行わずに外周面全体を１回の切削で仕上げた以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表１に示す。

（比較例２）
実施例１において、円筒体（被加工物）の予備切削の長さＬ_２を表１に示すように円筒体（被加工物）の１／２に渡ってした以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。結果を表１に示す。

（比較例３）
実施例１において、円筒体（被加工物）の全域を予備切削した後、切削後の外径Ｄ_３になるように仕上げ切削を行った以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を作製した。電子写真感装置にて評価した結果を表１に示す。

（比較例４）
実施例８において、予備切削を行わずに外周面全体を１回の切削で仕上げた以外は実施例８と同様にして電子写真感光体用支持体を作製した。更に実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、実施例８と同様に電子写真感装置にて評価した結果を表１に示す。

（比較例５）
実施例８において、円筒体（被加工物）の予備切削の長さＬ_２＝Ｌ_３を表１に示すように円筒体（被加工物）の１／２に渡ってした以外は、実施８と同様にして電子写真感光体支持体を作製した。更に実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、実施例８と同様に電子写真感装置にて評価した結果を表１に示す。

（比較例６）
実施例８において、円筒体（素管）の全域を予備切削した後、切削後の外径Ｄ_３になるように仕上げ切削を行った以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を作製した。電子写真感装置にて評価した結果を表１に示す。

（比較例７）
実施例１において、両端加工と一連で円筒体（素管）内面に切削代０．１ｍｍ 長さ２０ｍｍのインロー加工を行った円筒体（被加工物）を用い予備切削を行わずに比較例１と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した結果を表１に示す。

（比較例８）
実施例８において、両端加工と一連で円筒体（素管）内面に切削代０．１ｍｍ 長さ２０ｍｍのインロー加工を行った円筒体（被加工物）を用い予備切削を行わずに実施例８と同様にして電子写真感光体用支持体を作製した。更に実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、実施例８と同様に電子写真感装置にて評価した結果を表１に示す。

段差キズ ◎：特に良好まったく発生しない。

○：段差キズはあるが０．１μｍ以下で出力画像で確認の結果良品レベル
△：段差キズはあるが０．２μｍ以下で出力画像で確認の結果良品レベル
×：ほとんど不良

比較例１、４では、切削中に段差キズが発生し、電子写真装置の出力画像には段差に相当する部分にスジ状の濃度ムラがあった。

比較例２，５円筒体の外径均一性が実施例より劣っていたため、それを支持体として用いた電子写真感光体の外径均一性も実施例より劣っており、電子写真装置の出力画像には濃度ムラがあった。出力画像には濃度ムラを基準内（画像濃度差ΔＥ≦２）にするためには円筒状支持体内での外径の最大と最小の差を０．０２０ｍｍ以内に押さえる必要がある。
比較例７，８では、比較例１、６より小さいが切削中に段差キズが発生し、電子写真装置の出力画像には段差に相当する部分にスジ状の濃度ムラがあった。

従来の旋盤加工、段差キズの例を説明する図である。 保持手段と円筒体１０１内周の嵌りの状態を説明する図である。Ａは初期状態、Ｂは完全に嵌った状態である。 本発明の円筒体の切削方法（予備切削工程）を説明する図である。 本発明の円筒体の切削方法（本切削工程）を説明する図である。 本発明の実施例１〜７の円筒体（本切削途中）の寸法を説明する図である。 本発明円筒体切削完了後（電子写真感光体用支持体）の寸法を説明する図である。 本発明実施例８〜１５円筒体（切削前被加工物）の寸法を説明する図である。 本発明実施例８〜１５円筒体（本切削中被加工物）の寸法を説明する図である。 電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の概略構成の一例を示す図である。

符号の説明

１０１ 円筒体
１０２ 切削開始時に切削バイト１０９が当接する側
１０３ 保持手段（切削開始側）
１０４ 切削終了時に切削バイト１０９が当接する側
１０５ 保持手段（切削終了側）
１０６ 回転手段
１０７ ガイドレール
１０８ 切削バイト固定台
１０９ 切削バイト
１１０ 切削バイト１０９の移動方向
１１１ 段差キズ
１１２ 加圧手段
２０１ 隙間
２０２ 円筒体１０１の中心
２０３ 保持手段の中心
３０１ 予備切削部分
３０２ 予備切削における切削バイト１０９の移動方向
４０１ 本切削における切削バイト１０９の移動方向
４０２ 本切削における切削部分
６０１ 切削後の外周面
７０１ 粗切り部分
７０２ 粗切り残し部分
Ｌ_１ 円筒体（被加工物）全長
Ｌ_２ 予備切削の長さ
Ｌ_３ 粗切削で予備切削のために径を太くした部分又は粗切削せず残した部分の長さ
Ｄ_１ 加工前の前記円筒体（素管）外径
Ｄ_２ 予備切削部の予備切削後の外径
Ｄ_３ 外周全面切削（本切削）後の外径（支持体の外径）
Ｄ_４ 粗切削後の外径
Ｄ_５ 粗切削で予備切削のために径を太くした部分の外径
１ 電子写真感光体
２ 軸
３ 帯電手段
４ 露光光
５ 現像手段
６ 転写手段
７ クリーニング手段
８ 定着手段
９ プロセスカートリッジ
１０ 案内手段
Ｐ 転写材

Claims (4)

1. 円筒体（被加工物）に円錐状クランプ面を当接する保持手段を有する旋盤装置により前記円筒体外周面に切削加工を施す工程を有する円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法において、
   １）全長Ｌ_１ｍｍの前記円筒体を保持手段により旋盤装置に固定する工程と、
   ２）前記円筒体の一端から、下記式１を満たす長さＬ_２ｍｍに渡って外周面に切削加工を行う工程と、
   Ｌ_１／４≧Ｌ_２≧１ｍｍ・・・式１
   ３）２）の工程の後、前記円筒体を保持手段より外すことなく他端部より切削加工を開始し、もう一方の端部に渡って前記円筒体外周全面に切削を施す工程と、
   を含み、且つ前記の工程は１)、２）、３)の順で行なわれる方法により製造されることを特徴とする円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法。
2. 請求項１に記載の円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法において、加工前の前記円筒体の外径がＤ_１ｍｍ、前記円筒体の請求項１に記載の工程２）における一端部からの長さＬ_２ｍｍ部分の切削後の外径がＤ_２ｍｍ、３）の工程の外周全面切削後の外径がＤ_３ｍｍとなるとき、下記式２を満たすことを特徴とする円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法。
   Ｄ_１−０．０３≧Ｄ₂＞Ｄ_３・・・式２
3. 請求項１に記載の円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法において、請求項１に記載の工程１)、２）、３)の工程を行う前に、前記円筒体外周部に前記円筒体の一端からの長さが下記式３を満たす長さＬ_３ｍｍを残して、下記式４を満たす外径Ｄ_４になるように粗切削を行う工程を有し、前記粗切削を行う工程後に円筒体を一旦保持手段より外した後、請求項１に記載の工程１)、２）、３)の切削を行うことを特徴とする円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法。
   Ｌ_２≧Ｌ_３≧１ｍｍ・・・式３
   Ｄ_１＞Ｄ_４＞Ｄ_３・・・式４
4. 請求項１に記載の円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法において、請求項１に記載の工程１)、２）、３)の工程を行う前に、円筒体外周部に前記円筒体の一端からの長さが前記式３を満たす長さＬ_３ｍｍの部分を外径Ｄ_５に、その他の部分は外径Ｄ_４になるように粗切削を行う工程を有し、前記粗切削工程後に円筒体を一旦保持手段より外した後、請求項１に記載の工程１)、２）、３)の外周全面切削後の外径がＤ_３ｍｍとなる切削を行い、Ｄ_３、Ｄ_４、Ｄ_５の関係が下記式５を満たすことを特徴とする円筒状電子写真感光体用支持体の製造方法。
   Ｄ_５−０．０３≧Ｄ_４＞Ｄ_３・・・式５