JP5362433B2 - 感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子写真装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ等）のＯＰＣ感光ドラム基体などに用いられる感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法、及び、感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置に関する。

なお、この明細書及び特許請求の範囲において、「アルミニウム」の語は、特に示さない限り、純アルミニウムとアルミニウム合金との双方を含む意味で用いる。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置の感光ドラムの基体に用いられるアルミニウム管は、その表面（詳述するとその外周面）に厚さが均一なＯＰＣ（有機光導電体）塗膜を形成させる必要があるため、鏡面に近い表面状態であることが要求される。

従来は、アルミニウム管の表面を切削することによって表面について鏡面仕上げが行われていたが、切削用刃具の調整や管理が容易でない上に切削作業に熟練を要することから、大量生産には適さないという難点があった。

そこで、近年では、アルミニウム圧延板をしごき加工して得られたＤＩ管、アルミニウム押出素管をしごき加工して得られたＥＩ管、アルミニウム押出素管を引抜加工して得られたＥＤ管などの無切削管が、感光ドラム用基体として多く用いられるようになってきている。中でも、ＥＤ管は、他の無切削管とは異なり、１０本以上の管を１加工で生産できるので大量生産に適しており、市場拡大に伴う大量消費に対応し得るものとして注目されている。

このＥＤ管は、まずアルミニウム製のビレットを押出加工してアルミニウム押出素管を得た後、該押出素管を所定長さに切断し、これを引抜加工することによって外径、内径、肉厚が所定値に規定されたアルミニウム管を得、次いで切断、端部の面取り加工、洗浄を順次行い、さらに寸法及び外観の検査を経て製造されている。

而して、上記感光ドラム用基体は、高度の表面平滑性と寸法精度を有していることが求められる。しかしながら、ＥＤ管は、ビレットの成分、押出素管の外径、肉厚、硬度、表面粗さ、表面汚れ等の多くのバラツキ要素を含んでいる。そのため、感光ドラム用基体がＥＤ管からなる場合には、表面平滑性と寸法精度を高めることは容易ではない。しかも、ＥＤ管は無切削管であることから、ＥＤ管からなる基体の表面には、押出加工時に押出素管の表面に付着した微小なアルミニウム片が引抜加工で偏平化することで発生する鱗状欠陥、押出加工のダイスラインに起因したスジ状欠陥、引抜加工の潤滑油押込みに起因したオイルピット等の微細な表面欠陥が発生している。

とりわけ、鱗状欠陥においては、鱗状欠陥（詳述すると鱗状欠陥の鱗部）が超音波洗浄によって又はＯＰＣ塗工時の熱の影響等によって立ち上がり、ササクレ状凸欠陥に転化し易かった。このようなササクレ状凸欠陥が感光ドラム用基体の表面に存在すると、感光ドラムが一様帯電した際にササクレ状凸欠陥がリーク（漏電）の起点になって画像の劣化を生じ易いという問題があった。

このようなササクレ状凸欠陥の発生を防止する技術として、特開平８−２６７１２２号公報（特許文献１）は、押出ダイスのベアリング部の粗さを規定することにより、ササクレ状凸欠陥の原因となる微小なアルミニウム片の押出素管表面への付着を抑制する方法を開示している。

また、特開平６−３３０３９３号公報（特許文献２）は、鱗状欠陥が立ち上がらないようにするため、ＥＤ管の表面に陽極酸化被膜を形成する方法を開示している。

また、特開２００６−１５９２８８号公報（特許文献３）は、押出素管を引抜加工する前に、押出素管の表面に付着した微小なアルミニウム片をこすり落として除去する方法を開示している。

また、特開平８−８２９３９号公報（特許文献４）は、ＥＤ管からなる基体の表面に下引き層を塗布する前に、基体の表面を布、紙、スポンジ又は研磨テープで拭く方法を開示している。

また、特開平１０−１４２８２４号公報（特許文献５）は、ＥＤ管をアルカリ性溶解液中に浸漬した状態で、ＥＤ管に超音波を照射することにより、ＥＤ管の表面の鱗状欠陥を立ち上がらせて溶解除去する方法を開示している。

特開平８−２６７１２２号公報 特開平６−３３０３９３号公報 特開２００６−１５９２８８号公報 特開平８−８２９３９号公報 特開平１０−１４２８２４号公報

しかしながら、上記特許文献１の方法によれば、ＥＤ管の表面のササクレ状凸欠陥の発生をある程度は抑制できるが、ササクレ状凸欠陥の発生を確実に防止できるまでには至っていない。

上記特許文献２の方法によれば、陽極酸化被膜によってＯＰＣ塗膜の塗工条件を従前の塗工条件から変更しなければならないことがあるという難点があった。

上記特許文献３と４の方法によれば、微小なアルミニウム片がＥＤ管の表面に一体化している場合にはアルミニウム片を除去するのが困難であった。

上記特許文献５の方法によれば、鱗状欠陥が立ち上がげられて形成されたササクレ状凸欠陥の発生をある程度は抑制できるが、ササクレ状凸欠陥の発生を確実に防止できるまでには至っていない。その原因について、本発明者が研究調査したところ、次のような知見を得た。すなわち、アルカリ性溶解液中にアルミニウムＥＤ管を浸漬すると、アルミニウムＥＤ管の表面が溶解して反応ガスが溶解液中に拡散するとともに、反応生成物であるゲル状の水酸化アルミニウムが溶解液中に浮遊分散する。これらの影響によって超音波の伝播が阻害されて、鱗状欠陥が十分に立ち上がらず、ササクレ状凸欠陥が溶解除去され難かったものとの知見を得た。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、無切削アルミニウム管から形成された感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法であって、ササクレ状等の凸欠陥が少ない感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法、及び、該方法に用いられる感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ 無切削アルミニウム管から形成された感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法であって、
無切削アルミニウム管を浸漬液中に浸漬した状態で前記管に超音波を照射することにより、前記管の表面の鱗状欠陥を立ち上げる超音波照射工程と、
前記超音波照射工程の後で、前記管の表面の凸欠陥を酸性又はアルカリ性の溶解液で溶解除去する溶解除去工程と、
前記溶解除去工程の後で、前記管を超音波洗浄する超音波洗浄工程と、
を含むことを特徴とする感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。

［２］ 前記超音波照射工程で用いる超音波の周波数が、前記超音波洗浄工程で用いる超音波の周波数よりも小さく設定されている前項１記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。

［３］ 前記超音波照射工程で用いる超音波は、前記超音波洗浄工程で用いる超音波よりも前記鱗状欠陥の立上げ力が強く設定されている前項１又は２記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。

［４］ 前記超音波照射工程で用いる超音波の周波数が１５ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ未満に設定されており、
前記超音波洗浄工程で用いる超音波の周波数が５０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ未満に設定されている前項２又は３記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。

［５］ 前記超音波照射工程では、超音波の照射により前記浸漬液中に生じた超音波の定在波における音圧の腹を、前記管に対して相対的に前記管の長さ方向に連続的に移動させながら、前記管に超音波を照射する前項１〜４のいずれかに記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。

［６］ 前記超音波照射工程では、超音波を放射する超音波振動子と前記管との相対位置を連続的に変化させながら、前記管に超音波を照射する前項１〜５のいずれかに記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。

［７］ 前記超音波照射工程では、超音波の周波数を連続的に変化させながら、前記管に超音波を照射する前項１〜６のいずれかに記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。

［８］ 前記超音波照射工程では、前記浸漬液は、ｐＨが４．５以上８．０未満の水である前項１〜７のいずれかに記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。

［９］ 無切削アルミニウム管から形成された感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置であって、
浸漬液中に浸漬された無切削アルミニウム管に超音波を照射することにより、前記管の表面の鱗状欠陥を立ち上げる超音波照射手段と、
前記超音波照射手段により鱗状欠陥が立ち上げられた前記管の表面の凸欠陥を酸性又はアルカリ性の溶解液で溶解除去する溶解除去手段と、
前記溶解除去手段により凸欠陥が溶解除去された前記管を超音波洗浄する超音波洗浄手段と、
を含むことを特徴とする感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置。

［１０］ 前記超音波照射手段により照射される超音波の周波数は、前記超音波洗浄手段の超音波の周波数よりも小さく設定されている前項９記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置。

本発明は以下の効果を奏する。

［１］の発明によれば、超音波照射工程を行うことにより、無切削アルミニウム管の表面の鱗状欠陥を立ち上げることができる。このように鱗状欠陥が立ち上げられることにより、管の表面には鱗状欠陥が転化されてなるササクレ状凸欠陥が発生する。その後、溶解除去工程を行うことにより、凸欠陥を酸性又はアルカリ性の溶解液で溶解除去することができる。その後、超音波洗浄工程を行うことにより、管の表面に付着した付着物（残渣や溶解液等）を洗浄除去することができる。これにより、凸欠陥が少ない感光ドラム基体用アルミニウム管を製造することができる。

［２］の発明によれば、超音波照射工程で用いる超音波の周波数が、超音波洗浄工程で用いる超音波の周波数よりも小さく設定されているので、超音波照射工程時に立ち上がらなかった鱗状欠陥が超音波洗浄工程時に立ち上げられるという問題は発生せず、つまり超音波洗浄工程時に凸欠陥が新たに発生しない。したがって、凸欠陥が非常に少ない感光ドラム基体用アルミニウム管を製造することができる。

［３］の発明によれば、超音波照射工程で用いる超音波は、その鱗状欠陥の立上げ力が超音波照射工程で用いる超音波よりも強く設定されているので、超音波照射工程時に鱗状欠陥を確実に立ち上げることができる。これにより、超音波洗浄工程時に凸欠陥が新たに発生する問題を確実に防止できる。

［４］の発明によれば、超音波照射工程で用いる超音波の周波数と超音波洗浄工程で用いる超音波の周波数とが、それぞれ所定の範囲に設定されていることにより、超音波照射工程時に鱗状欠陥を更に確実に立ち上げることができる。これにより、超音波洗浄工程時に凸欠陥が新たに発生する問題を更に確実に防止できる。

［５］の発明によれば、超音波の定在波における音圧の腹を管に対して相対的に管の長さ方向に連続的に移動させながら、管に超音波を照射することにより、管の長さ方向における鱗状欠陥の立上げムラの発生を防止でき、すなわち、鱗状欠陥を管の長さ方向にできる限り均一に立ち上げることができる。これにより、超音波洗浄工程時に凸欠陥が新たに発生する問題を更に確実に防止できる。

［６］の発明によれば、超音波の照射による鱗状欠陥の立上げ力が作用する位置を連続的に変化させることができ、もって鱗状欠陥をできる限り均一に立ち上げることができる。これにより、超音波洗浄工程時に凸欠陥が新たに発生する問題を更に確実に防止できる。

［７］の発明によれば、鱗状欠陥の立上げムラを確実に防止することができる。これにより、超音波洗浄工程時に凸欠陥が新たに発生する問題を更に確実に防止できる。

［８］の発明によれば、浸漬液は、ｐＨが４．５以上８．０未満の水であることにより、浸漬液による管の化学的浸食が確実に抑制される。そのため、浸漬液中における反応生成物（例：水酸化アルミニウム）の浮遊分散により超音波の伝播が阻害されて鱗状欠陥が立ち上がらなくなる不具合を確実に防止できる。これにより、鱗状欠陥を確実に立ち上がらせることができ、もって超音波洗浄工程時に凸欠陥が新たに発生する問題を更に確実に防止できる。

［９］の発明によれば、本発明に係る感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法に用いられる感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置を提供できる。

［１０］の発明によれば、凸欠陥が非常に少ない感光ドラム基体用アルミニウム管を製造できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法に用いる製造装置を示す概略断面図である。 図２は、同製造方法の超音波照射工程において、超音波照射手段により管に超音波を照射している状態の概略断面図である。 図３は、同製造方法の各工程の管の表面状態を工程順に示す概略断面図であり、（ａ）は超音波照射工程前の管の表面状態の拡大断面図、（ｂ）は超音波照射工程後の管の表面状態の拡大断面図、（ｃ）は溶解除去工程後の管の表面状態の拡大断面図、（ｄ）は超音波洗浄工程後の管の表面状態の拡大断面図である。 図４は、同製造方法の超音波照射工程に用いるもう一つの超音波照射手段を示す概略断面図である。 図５は、実施例及び比較例で用いた引抜加工装置の引抜ダイス及び引抜プラグの断面図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１において、５０は、本発明の一実施形態に係る感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置である。この製造装置５０は、無切削アルミニウム管から形成された感光ドラム基体用アルミニウム管を製造するためのものである。本実施形態では、無切削アルミニウム管は、アルミニウム押出素管を引抜加工して得られた管、即ちＥＤ管１である。

この管１の断面形状は円環状である。管１の材質は、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金、純Ａｌ等である。管１の長さは例えば２００〜４００ｍｍ、その直径は例えば１６〜４０ｍｍ、その肉厚は例えば０．５〜１．５ｍｍである。

この管１はＥＤ管なので、図３（ａ）に示すように、この管１の表面１ａ（詳述すると管１の外周面）には、押出加工時に押出素管の表面に付着した微小なアルミニウム片が引抜加工で偏平化することによって多数の鱗状欠陥２が発生しており、さらに、図示していないがその他の表面欠陥（スジ状欠陥、オイルピット等）も発生している。鱗状欠陥２の一端部（基端部）は管１と一体化されているが、その他端部（先端部）は管１とは一体化されていない。この管１から本実施形態の製造装置５０によって所望する感光ドラム基体用アルミニウム管が製造される。

製造装置５０は、図１に示すように、超音波照射手段１０、溶解除去手段２０、超音波洗浄手段３０などを具備している。

超音波照射手段１０は、図２に示すように、超音波洗浄と同じ要領で、管１を浸漬液１２中に浸漬させた状態で管１に超音波を照射することにより、管１の表面１ａの鱗状欠陥２（図３（ａ）参照）を立ち上げるためのものである。そのメカニズムは、超音波の照射により浸漬液１２中に発生する微細な空洞（キャビティ）とその破裂とに伴うキャビテーションエネルギーによって鱗状欠陥２が立ち上げられるものと考えられる。このように鱗状欠陥２が立ち上げられることにより、図３（ｂ）に示すように、ササクレ状凸欠陥３が管１の表面１ａに形成される。つまり、この凸欠陥３は、鱗状欠陥２が転化してなるものである。

この超音波照射手段１０の基本的な主構成は、被洗浄物の洗浄のために一般的に用いられている超音波洗浄装置と同じである。すなわち、図２に示すように、この超音波照射手段１０は、超音波が伝播する浸漬液１２を貯留する超音波照射槽１１、超音波を発生させる超音波発生部１３などを備えている。さらに、超音波照射手段１０は、管１を揺動させる（詳述すると管１を繰り返し往復移動させる）揺動手段４５を備えている。照射槽１１内の浸漬液１２中には管１全体が浸漬される。なお、同図では、管１は１個だけが照射槽１１内の浸漬液１２中に浸漬されているが、本発明では、管１が複数個一括して浸漬されても良い。

管１は、次のような保持部材４０によって起立状態に保持されている。すなわち、保持部材４０の先端部に水平に形成された管載置板部４０ａには、上方突出状のボス部４０ｂが設けられており、このボス部４０ｂが管１の下端開口内に抜出可能に挿入配置されて管１が管載置板部４０ａ上に載置されることにより、管１が起立状態に取外し可能に保持されている。そして、この管１は、保持部材４０によって保持された状態のままで、超音波照射手段１０、溶解除去手段２０及び超音波洗浄手段３０へと順次搬送される。この保持部材４０には前記揺動手段４５が接続されており、この揺動手段４５を作動させることにより、管１が保持部材４０に保持された状態のままで保持部材４０を介して上下方向及び左右方向のうち少なくとも一方向に揺動されるものとなされている。本実施形態では、管１は上下方向、即ち管１の長さ方向に揺動されるものとなされている。

照射槽１１内の浸漬液１２は、超音波が伝播可能で且つ管１の表面１ａに対して化学的浸食が殆ど生じない液であることが望ましい。具体的には、この浸漬液１２として、イオン交換水、ＲＯ水、純水等の水が用いられる。水は、有機溶媒に比べて蒸気圧が低いし表面張力が大きいので、キャビテーションで非常に大きな衝撃力を得ることができる。また、予め脱気しておいた水を用いるのが望ましく、これにより、超音波照射工程時に気泡の発生による超音波の伝播が阻害される不具合を防止できる。ただし、管１の表面１ａの水との濡れ性が悪いと、表面１ａへの気泡付着により超音波の伝播が阻害されるので、濡れ性を高めるために少量の界面活性剤やアルコール等を水に添加しても良い。

特に、浸漬液１２は、ｐＨ（水素イオン指数）が４．５以上８．０未満の水であることが望ましい。このようなｐＨに調整された水を用いることにより、浸漬液１２による管１の化学的浸食を確実に抑制することができる。これにより、浸漬液１２中における反応生成物（例：水酸化アルミニウム）の浮遊分散により超音波の伝播が阻害されて鱗状欠陥２が立ち上がらなくなるという不具合を確実に防止できる。その結果、鱗状欠陥２を確実に立ち上がらせることができる。

超音波発生部１３は、発振部１３ａ、周波数可変部１３ｂ、超音波振動子１３ｃ等を備えている。この超音波発生部１３では、発振部１３ａから発振された高周波交流は、その周波数が周波数可変部１３ｂにより変化され、その後、増幅部（図示せず）により増幅されて超音波振動子１３ｃに入力される。これにより、振動子１３ｃから超音波が放射される。本実施形態では、振動子１３ｃは照射槽１１の底部に配置されており、超音波は振動子１３ｃから上方に向けて（即ち照射槽１１内の浸漬液１２の表面１２ａに向けて）浸漬液１２中に放射される。超音波の周波数は、周波数可変部１３ｂを作動させることより変化させることができる。

溶解除去手段２０は、図１に示すように、超音波照射手段１０により鱗状欠陥２が立ち上げられた管１の表面１ａの凸欠陥３（図３（ｂ）参照）を所定の溶解液２２で溶解除去するものである。

この溶解除去手段２０は、管１の表面１ａの凸欠陥３を溶解する所定の溶解液２２を貯留する溶解槽２１等を備えている。溶解槽２１内の溶解液２２中には管１全体が浸漬される。このように溶解液２２中に管１を浸漬することにより、図３（ｃ）に示すように、凸欠陥３が溶解されて除去される。なお、同図では、管１は１個だけが溶解槽２１内の溶解液２２中に浸漬されているが、本発明では、管１が複数個一括して浸漬されても良い。

溶解液２２は、酸性又はアルカリ性である。酸性の溶解液２２としては、硫酸、塩酸、リン酸等が用いられる。アルカリ性の溶解液２２としては、苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、水酸化カリウム等が用いられる。

超音波洗浄手段３０は、図１に示すように、溶解除去手段２０により凸欠陥３が溶解除去された管１を超音波洗浄し、これにより、管１の表面に付着した付着物（残渣や溶解液等）を洗浄除去するものである。

この超音波洗浄手段３０の基本的な主構成は、上記の超音波照射手段１０と同じであり、すなわち被洗浄物の洗浄のために一般的に用いられている超音波洗浄装置と同じである。この超音波洗浄手段３０は、超音波が伝播する洗浄液３２を貯留する洗浄槽３１、超音波を発生させる超音波発生部３３などを備えている。図示していないが、超音波発生部３３の構成は、上記の超音波照射手段１０の超音波発生部１３と同じである。超音波発生部３３の超音波振動子３３ｃは、洗浄槽３１の底部に配置されており、超音波は振動子３３ｃから上方に向けて（即ち洗浄槽３１内の洗浄液３２の表面に向けて）洗浄液３２中に放射される。洗浄槽３１内の洗浄液３２中には管１全体が浸漬される。なお、同図では、管１は１個だけが洗浄槽３１内の洗浄液３２中に浸漬されているが、本発明では、管１が複数個一括して浸漬されても良い。

洗浄槽３１内の洗浄液３２は、超音波が伝播可能で且つ管１の表面１ａに対して化学的浸食が殆ど生じない液である。具体的には、この洗浄液３２として、イオン交換水、ＲＯ水、純水等の水が通常用いられる。さらに、洗浄液３２に、管１の表面１ａの水との濡れ性を高めるために少量の界面活性剤やアルコール等を水に添加しても良い。

次に、上記製造装置５０を用いた感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法について以下に説明する。

ます、無切削アルミニウム管として、アルミニウム押出素管を引抜加工して得られた管、即ちＥＤ管１を準備する。この工程を「無切削アルミニウム管準備工程」という。この管１の表面１ａには、図３（ａ）に示すように、多数の鱗状欠陥２が発生している。

次いで、この管１を保持部材４０により起立状態に保持する。この保持状態では管１の長さ方向が上下方向である。そして、揺動手段４５を作動させることにより、管１を上下方向、即ち管１の長さ方向に揺動させる。

また、超音波照射手段１０の超音波発生部１３を作動させることによって、超音波を振動子１３ｃから照射槽１１内の浸漬液１２中に放射する。そして、図１に示すように、保持部材４０に保持された管１を浸漬液１２中に浸漬する。これにより、管１をその長さ方向（上下方向）に揺動させながら管（詳述すると管の表面）に超音波を照射する。すると、浸漬液１２中に発生する微細な空洞（キャビティ）とその破裂とに伴うキャビテーションエネルギーによって、図３（ｂ）に示すように、管１の表面１ａの鱗状欠陥２が多数立ち上げられる。この工程を「超音波照射工程」という。このように立ち上げられた鱗状欠陥２は、ササクレ状凸欠陥３に転化する。なお、浸漬液１２は、上述したように、水であることが望ましく、特に、ｐＨが４．５以上８．０未満の水であることが望ましい。

この超音波照射工程では、図２に示すように、振動子１３ｃから超音波が上方に向けて浸漬液１２中に放射されると、超音波は浸漬液１２の表面１２ａで反射される。その結果、超音波の反射波と進行波とが干渉してなる定在波５が浸漬液１２中に（詳述すると浸漬液１２の表面１２ａと振動子１３ｃとの間で）発生する。この定在波５において、音圧が最大となる腹５ａの位置では最も活発にキャビテーションが発生しており、つまりキャビテーションエネルギーが最も大きい。一方、音圧が最小となる節５ｂの位置ではキャビテーションが殆ど発生しておらず、つまりキャビテーションエネルギーが非常に小さい。したがって、管１をその長さ方向に揺動させながら管１に超音波を照射すると、該超音波の定在波５における音圧の腹５ａが管１に対して相対的に管１の長さ方向に連続的に移動することとなる。これにより、管１の長さ方向における鱗状欠陥２の立上げムラの発生が防止され、すなわち鱗状欠陥２が管１の長さ方向に均一に立ち上げられる。

また、このように管１を揺動させながら管１に超音波を照射することは、振動子１３ｃと管１との相対位置を連続的に変化させながら管１に超音波を照射することと同じである。

なお本発明では、管１を揺動させるのではなく、振動子１３ｃを揺動させても良いし、管１と振動子１３ｃをそれぞれ個別に揺動させても良い。また本発明では、管１（や振動子１３ｃ）を必ずしも揺動させる必要はない。しかしながら、本実施形態のように管１（や振動子１３ｃ）を揺動させた方が鱗状欠陥２の立上げムラの発生を防止できる点で望ましい。

ここで、浸漬液１２中を伝播する超音波の波長をλ、浸漬液１２中の音速をｃ、超音波の周波数をｆ、超音波の周期をＴとすると、波長λは、λ＝ｃ／ｆ＝ｃＴで与えられる。なお、浸漬液１２が２０℃の水である場合には、音速ｃは約１５００ｍ／ｓである。

超音波の周波数は、１５ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ未満に設定されるのが望ましい。このような周波数の超音波を用いることにより、超音波照射工程で鱗状欠陥２を確実に立ち上げることができる。

管１の揺動ストロークは、λ／２以上であることが望ましく、特にλに対して１〜５倍の範囲内であることが望ましい。

管１の１ｍｉｎ間当たりの揺動回数は、限定されるものではないが、特に１５〜６０回／ｍｉｎの範囲内に設定されるのが望ましい。

超音波の管１への照射時間は、限定されるものではなく、通常１〜５ｍｉｎの範囲内である。

また本発明では、超音波発生部１３の周波数可変部１３ｂを作動させることで超音波の周波数を連続的に変化させながら、管１に超音波を照射しても良い。この場合には、超音波の定在波５の腹５ａが管１の長さ方向に連続的に移動することとなる。そのため、上記実施形態と同じくやはり、管１の長さ方向における鱗状欠陥２の立上げムラの発生が防止され、すなわち鱗状欠陥２が管１の長さ方向に均一に立ち上げられる。

超音波照射工程が終了したら、管１を照射槽１１内の浸漬液１２から引き上げる。そして、図１に示すように、管１を溶解除去手段２０の溶解槽２１内の溶解液２２中に浸漬する。これにより、図３（ｃ）に示すように、管１の表面１ａの凸欠陥３を溶解除去する。この工程を［溶解除去工程］という。なお、溶解液２２は、上述したように酸性又はアルカリ性のものである。

この溶解除去工程では、管１の溶解液２２中への浸漬時間（即ち溶解時間）は、限定されるものではないが、１〜５ｍｉｎの範囲内であることが望ましい。

また、管１は、溶解液２２中に浸漬された状態で揺動させることが、凸欠陥３を確実に且つ迅速に溶解除去し得る点で望ましい。管１の１ｍｉｎ間当たりの揺動回数は、限定されるものではないが、１５〜６０回／ｍｉｎの範囲内に設定されるのが望ましい。

なお本発明では、この溶解除去工程時に溶解液２２中に浸漬された管１に超音波を照射しても良い。さらに、管１を溶解液２２中に浸漬した状態で揺動させることが、凸欠陥３をより迅速に且つムラなく溶解除去できる点で望ましい。

溶解除去工程が終了したら、管１を溶解槽２１内の溶解液２２から引き上げる。そして、図１に示すように、管１を超音波洗浄手段３０の洗浄槽３１内の洗浄液３２中に浸漬するとともに、超音波を振動子３３ｃから洗浄液１２中に放射する。これにより、図３（ｄ）に示すように、管１の表面１ａに付着した付着物（残渣や溶解液等）を超音波で洗浄除去する。この工程を［超音波洗浄工程］という。なお、洗浄液３２は、上述したように通常、水が用いられる。

この超音波洗浄工程では、超音波照射工程で用いた超音波よりも鱗状欠陥２の立上げ力が弱く設定された超音波が用いられる。換言すると、超音波照射工程では、超音波洗浄工程で用いる超音波よりも鱗状欠陥２の立上げ力が強く設定された超音波が用いられる。その理由は、もし超音波照射工程で用いる超音波が、超音波洗浄工程で用いる超音波よりも鱗状欠陥２の立上げ力が弱く設定されている場合、超音波照射工程時に立ち上がらなかった鱗状欠陥２が超音波洗浄工程時に立ち上がってしまう問題が発生するからである。そこで、この問題を解決するため、超音波照射工程では、超音波洗浄工程で用いる超音波よりも鱗状欠陥２の立上げ力が強く設定された超音波を用い、すなわち、超音波洗浄工程では、超音波照射工程で用いる超音波よりも鱗状欠陥２の立上げ力が弱く設定された超音波を用いる。

この超音波洗浄工程では、鱗状欠陥２の立上げ力が弱い超音波として、超音波照射工程で用いる超音波の周波数よりも大きな周波数の超音波が用いられる。換言すると、超音波照射工程では、鱗状欠陥２の立上げ力が強い超音波として、超音波洗浄工程で用いる超音波の周波数よりも小さな周波数の超音波が用いられる。この超音波洗浄工程において、このような周波数の超音波を用いることにより、上記の問題を確実に防止でき、これにより、超音波洗浄工程時において凸欠陥３の新たな発生を確実に防止できる。具体的には、超音波洗浄工程での超音波の周波数は、５０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ未満に設定されるのが望ましい。

管１の洗浄時間は、限定されるものではなく、通常１〜５ｍｉｎの範囲内である。

また、管１を洗浄液３２中に浸漬した状態で揺動させることが、管１の表面１ａに付着した付着物を確実に洗浄除去できる点で望ましい。

この場合、管１の揺動ストロークは、λ／２以上であることが望ましく、特にλに対して１〜５倍の範囲内であることが望ましい。

管１の１ｍｉｎ間当たりの揺動回数は、限定されるものではないが、１５〜６０回／ｍｉｎの範囲内に設定されるのが望ましい。

超音波洗浄工程が終了したら、管１を洗浄槽３１内の洗浄液３２から引き上げる。その後、管１は、乾燥工程、検査工程等の後工程へ送られ、もって感光ドラム基体用アルミニウム管が得られる。

上記実施形態の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法は、次の利点がある。

超音波照射工程を行うことにより、図３（ａ）と（ｂ）に示すように、管１の表面１ａの鱗状欠陥２を立ち上げることができる。その後、溶解除去工程を行うことにより、図３（ｃ）に示すように、凸欠陥３を酸性又はアルカリ性の溶解液２２で溶解除去することができる。その後、超音波洗浄工程を行うことにより、図３（ｄ）に示すように、管１の表面１ａに付着した付着物（残渣や溶解液等）を洗浄除去することができる。

超音波照射工程で用いる超音波は、その鱗状欠陥２の立上げ力が超音波洗浄工程で用いる超音波よりも強く設定されているので、超音波照射工程時に立ち上がらなかった鱗状欠陥２が超音波洗浄工程時に立ち上げられるという問題は発生せず、つまり超音波洗浄工程時に凸欠陥３が新たに発生しない。したがって、凸欠陥３が非常に少ない感光ドラム基体用アルミニウム管を製造することができる。

さらに、超音波照射工程で用いる超音波の周波数と超音波洗浄工程で用いる超音波の周波数とが、それぞれ所定の範囲に設定されていることにより、超音波照射工程時に鱗状欠陥２を確実に立ち上げることができる。これにより、超音波洗浄工程時に凸欠陥３が新たに発生する問題を確実に防止できる。

さらに、超音波照射工程において、浸漬液１２中に生じた超音波の定在波５における音圧の腹５ａを、管１に対して相対的に管１の長さ方向に連続的に移動させながら、管１に超音波を照射することにより、管１の長さ方向における鱗状欠陥２の立上げムラの発生を防止でき、すなわち、鱗状欠陥２を管１の長さ方向にできる限り均一に立ち上げることができる。これにより、上記の問題を更に確実に防止できる。

さらに、振動子１３ｃと管１との相対位置を連続的に変化させながら管１に超音波を照射することにより、超音波の照射による鱗状欠陥２の立上げ力が作用する位置を連続的に変化させることができ、もって鱗状欠陥２をできる限り均一に立ち上げることができる。これにより、上記の問題を更に確実に防止できる。

また、超音波の周波数を連続的に変化させながら、管１に超音波を照射する場合には、超音波の定在波５の腹５ａが管１の長さ方向に連続的に移動することとなる。そのため、上記実施形態と同じくやはり、管１の長さ方向における鱗状欠陥２の立上げムラの発生を防止でき、すなわち鱗状欠陥２を管１の長さ方向に均一に立ち上げることができる。

さらに、照射槽１１内の浸漬液１２は、ｐＨが４．５以上８．０未満の水であることにより、浸食液１２による管１の化学的浸食が確実に抑制される。そのため、浸漬液１２中における反応生成物の浮遊分散により超音波の伝播が阻害されて鱗状欠陥２が立ち上がらなくなる不具合を確実に防止できる。これにより、鱗状欠陥２を確実に立ち上がらせることができる。

以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々に変更可能である。

例えば、本発明では、図４に示すように、超音波照射手段１０は、超音波照射槽１１の側壁に複数の超音波振動子１３ｃが互いに対向して配置されており、これらの振動子１３ｃから超音波を浸漬液１２中に放射することにより、浸漬液１２中に浸漬された管（図示せず）に超音波を照射しても良い。この場合には、超音波の定在波５は互いに対向する両振動子１３ｃ、１３ｃ間に発生する。

また本発明では、図示していないが、超音波照射工程において、複数の振動子から互いに異なる周波数の超音波を照射槽内の浸漬液中に放射することにより、浸漬液中に浸漬された管に超音波を照射しても良い。

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を以下に示す。ただし、本発明は当該実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明文では、実施例及び比較例を理解し易くするため、上記実施形態と同じ符号を用いて説明している。

実施例１〜１０及び比較例１〜３で用いた無切削アルミニウム管の製造方法は、以下のとおりである。

＜無切削アルミニウム管の製造＞
Ｍｎ：１．１２質量％、Ｓｉ：０．１１質量％、Ｆｅ：０．３９質量％、Ｃｕ：０．１６質量％、Ｚｎ：０．０１質量％、Ｍｇ：０．０２質量％を含み、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金製のビレットを、押出温度５２０℃及び押出速度５ｍ／ｍｉｎの条件で押出加工し、これにより断面円環状の長尺なアルミニウム押出素管を得た。この押出素管の外径は３２ｍｍ、その肉厚は１．５ｍｍである。また、この押出加工に使用した押出ダイスは、ポートホールダイスである。

この押出素管を切断機で長さ２．２ｍに多数本に切断した。これらの押出素管の表面を倍率１０倍のルーペで観察し、これらの中から表面に微小なアルミニウム片が付着しているものを選んだ。

次いで、選んだ押出素管を図５に示した引抜加工装置６０を用いて以下の条件で引抜加工し、これにより、無切削アルミニウム管として、表面に鱗状欠陥２が発生したアルミニウムＥＤ管１を得た。このＥＤ管１の外径は２４ｍｍ、その肉厚は０．８ｍｍである。

引抜加工装置６０の引抜ダイス６１は、アプローチ角θ１が１５°、ベアリング長さＬ１が１５ｍｍである。引抜加工装置６０の引抜プラグ６３は、アプローチ角θ２が７°、ベアリング長さＬ２が２ｍｍである。

引抜速度は３０ｍ／ｍｉｎ、引抜回数は２回である。１回の引抜加工での管の外径減少率は１６％であり、１回の引抜加工での管の断面積減少率は３２％である。引抜加工用潤滑油の動粘度（４０℃）は、１．４×１０^-4ｍ²／ｓ（１４０ｃＳｔ）である。

＜実施例１〜１０、比較例１〜３＞
実施例１〜１０及び比較例３では、上記のＥＤ管１について表１に示す条件で超音波照射工程、溶解除去工程及び超音波洗浄工程を順次行うことにより、感光ドラム基体用アルミニウム管を製造した。なお、この超音波照射工程時に使用した超音波照射手段１０は、図２に示したものである。

比較例１及び２では、上記のＥＤ管１について表１に示す条件で超音波照射工程のみを行うことにより、感光ドラム基体用アルミニウム管を製造した。なお、この超音波照射工程時に使用した超音波照射手段１０は、図２に示したものである。

［超音波照射工程］
表１中の超音波照射工程において、浸漬液１２は、純水（ｐＨ＝７）に硫酸又は苛性ソーダを添加するかあるいは添加しないことにより、ｐＨを調整したものである。なお浸漬液１２は、管１の浸漬前に予め脱気している。

超音波照射工程における「超音波の周波数」欄には、管１に照射した超音波の周波数が記載されている。

超音波照射工程における「管の揺動」欄では、超音波照射工程時に管１を揺動した場合には「有」を記載し、管１を揺動しなかった場合には「なし」を記載した。管１を揺動した場合、管１の揺動ストロークは５０ｍｍ、管１の揺動回数は３０回／ｍｉｎである。

超音波照射工程における「照射時間」欄には、超音波の管１への照射時間が記載されている。

超音波照射工程における「鱗状欠陥の形態変化」欄では、鱗状欠陥２が立ち上がって凸欠陥３に転化した場合には「有」を記載し、一方、鱗状欠陥２が立ち上がらなくて凸欠陥３に転化していない場合には「なし」を記載した。なお、鱗状欠陥２の形態変化は、管１の表面１ａを倍率１０倍のルーペで観察することにより、調べた。

超音波照射工程における「凸欠陥」欄の符号の意味は次のとおりである。

○：凸欠陥３が発生していなかった。
×：凸欠陥３が少数発生していた。
××：凸欠陥３が多数発生していた。

［溶解除去工程］
表１中の溶解除去工程において、溶解液２２は、純水（ｐＨ＝７）に硫酸又は苛性ソーダを添加するかあるいは添加しないことにより、ｐＨを調整したものである。

溶解除去工程における「超音波の周波数」欄では、溶解除去工程時に超音波を管１に照射した場合には、その超音波の周波数を記載し、一方、超音波を照射しなかった場合には「なし」を記載した。

溶解除去工程における「管の揺動」欄では、溶解除去工程時に管１を揺動した場合には「有」を記載し、管１を揺動しなかった場合には「なし」を記載した。管１を揺動した場合、管１の揺動ストロークは５０ｍｍ、管の揺動回数は３０回／ｍｉｎである。

溶解除去工程における「浸漬時間」欄には、管１の溶解液２２への浸漬時間が記載されている。

溶解除去工程における「鱗状欠陥の形態変化」欄では、凸欠陥３が溶解除去された場合には「有」を記載し、一方、凸欠陥３が溶解除去されていなかった場合には「なし」を記載した。なお、鱗状欠陥２の形態変化は、管１の表面１ａを倍率１０倍のルーペで観察することにより、調べた。ここで、実施例５では「なし」が記載されているが、詳述すると、鱗状欠陥２は立ち上がっていないが鱗状欠陥２の周辺部が若干溶解していた。

溶解除去工程における「凸欠陥」欄の符号の意味は次のとおりである。

○：凸欠陥３が溶解除去されて存在していなかった。
△：凸欠陥３が非常に少数残存していた。
×：凸欠陥３が少数残存していた。
××：凸欠陥３が多数残存していた。

［超音波洗浄工程］
表１中の超音波洗浄工程において、洗浄液３２は、純水（ｐＨ＝７）を用いた。なお、洗浄液３２は、管１の洗浄前に予め脱気している。

超音波洗浄工程における「超音波の周波数」欄には、超音波洗浄工程で用いた超音波の周波数が記載されている。

超音波洗浄工程における「管の揺動」欄では、超音波洗浄工程時に管１を揺動した場合には「有」を記載し、管１を揺動しなかった場合には「なし」を記載した。管１を揺動した場合、管１の揺動ストロークは５０ｍｍ、管の揺動回数は３０回／ｍｉｎである。

超音波洗浄工程における「洗浄時間」欄には、管１の超音波洗浄時間が記載されている。

超音波洗浄工程における「鱗状欠陥の形態変化」欄では、凸欠陥３が新たに発生した場合には「有」を記載し、一方、凸欠陥３が新たに発生しなかった場合には「なし」を記載した。なお、鱗状欠陥２の形態変化は、管１の表面１ａを倍率１０倍のルーペで観察することにより、調べた。

超音波洗浄工程における「凸欠陥」欄の符号の意味は次のとおりである。

○：凸欠陥３が存在していなかった。
△：凸欠陥３が非常に少数存在していた。
×：凸欠陥３が少数存在していた。
××：凸欠陥３が多数存在していた。

［総合判定］
以上の工程を経た管１の表面１ａの凸欠陥３についての総合判定を、表１中の「総合判定」欄に示した。この「総合判定」欄中の「凸欠陥」欄の符号の意味は次のとおりである。

○：凸欠陥３が存在していなかった。
△：凸欠陥３が非常に少数存在していた。
×：凸欠陥３が少数存在していた。
××：凸欠陥３が多数存在していた。

また、「備考」欄の符号の意味は次のとおりである。

※１：良好。
※２：管１の表面１ａに光沢ムラがあった。
※３：管１の表面１ａに溶け残りの凸欠陥３があった。
※４：管１の表面１ａの鱗状欠陥２が未立上りであり、そのためＯＰＣ塗工時に鱗状欠陥２が立ち上がる虞がある。
※５：超音波洗浄工程時に管１の表面１ａに凸欠陥３が新たに非常に少数発生した。
※６：管１の表面１ａに凸欠陥３が多数存在していた。
※７：特開平１０−１４２８２４号公報（特許文献５）記載の方法。
※８：管１の表面１ａの凸欠陥３が溶解しなかった。

以上のように、無切削アルミニウム管としてのＥＤ管について、超音波照射工程、溶解除去工程及び超音波洗浄工程を順次行うことにより、凸欠陥３が少ない感光ドラム基体用アルミニウム管を製造することができることを確認し得た。

特に、実施例１〜４、６〜９では、超音波照射工程で用いた超音波の周波数が、超音波洗浄工程で用いた超音波の周波数よりも小さく設定されているため、凸欠陥が非常に少ない感光ドラム基体用アルミニウム管を製造することできた。

本発明は、例えば電子写真装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ等）のＯＰＣ感光ドラム基体などに用いられる感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法、及び、感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置に利用可能である。

１：管
２：鱗状欠陥
３：凸欠陥
５：超音波の定在波
５ａ：定在波の音圧の腹
１０：超音波照射手段
１２：浸漬液
１３：超音波発生部
１３ｃ：超音波振動子
２０：溶解除去手段
２２：溶解液
３０：超音波洗浄手段
３２：洗浄液
３３：超音波発生部
３３ｃ：超音波振動子
４０：保持部材
４５：揺動手段
５０：感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置

Claims (10)

1. 無切削アルミニウム管から形成された感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法であって、
   無切削アルミニウム管を浸漬液中に浸漬した状態で前記管に超音波を照射することにより、前記管の表面の鱗状欠陥を立ち上げる超音波照射工程と、
   前記超音波照射工程の後で、前記管の表面の凸欠陥を酸性又はアルカリ性の溶解液で溶解除去する溶解除去工程と、
   前記溶解除去工程の後で、前記管を超音波洗浄する超音波洗浄工程と、
   を含むことを特徴とする感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。
2. 前記超音波照射工程で用いる超音波の周波数が、前記超音波洗浄工程で用いる超音波の周波数よりも小さく設定されている請求項１記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。
3. 前記超音波照射工程で用いる超音波は、前記超音波洗浄工程で用いる超音波よりも前記鱗状欠陥の立上げ力が強く設定されている請求項１又は２記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。
4. 前記超音波照射工程で用いる超音波の周波数が１５ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ未満に設定されており、
   前記超音波洗浄工程で用いる超音波の周波数が５０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ未満に設定されている請求項２又は３記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。
5. 前記超音波照射工程では、超音波の照射により前記浸漬液中に生じた超音波の定在波における音圧の腹を、前記管に対して相対的に前記管の長さ方向に連続的に移動させながら、前記管に超音波を照射する請求項１〜４のいずれかに記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。
6. 前記超音波照射工程では、超音波を放射する超音波振動子と前記管との相対位置を連続的に変化させながら、前記管に超音波を照射する請求項１〜５のいずれかに記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。
7. 前記超音波照射工程では、超音波の周波数を連続的に変化させながら、前記管に超音波を照射する請求項１〜６のいずれかに記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。
8. 前記超音波照射工程では、前記浸漬液は、ｐＨが４．５以上８．０未満の水である請求項１〜７のいずれかに記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造方法。
9. 無切削アルミニウム管から形成された感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置であって、
   浸漬液中に浸漬された無切削アルミニウム管に超音波を照射することにより、前記管の表面の鱗状欠陥を立ち上げる超音波照射手段と、
   前記超音波照射手段により鱗状欠陥が立ち上げられた前記管の表面の凸欠陥を酸性又はアルカリ性の溶解液で溶解除去する溶解除去手段と、
   前記溶解除去手段により凸欠陥が溶解除去された前記管を超音波洗浄する超音波洗浄手段と、
   を含むことを特徴とする感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置。
10. 前記超音波照射手段により照射される超音波の周波数は、前記超音波洗浄手段の超音波の周波数よりも小さく設定されている請求項９記載の感光ドラム基体用アルミニウム管の製造装置。

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