JP6711072B2 - 導電性支持体の製造方法 - Google Patents
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Description
なお、こうした電子写真感光体等に用いられる導電性基体を製造するにあたり、形状精度の観点で、絞り加工が施されることがある。この絞り加工の方法として、様々な技術が開示されている。
<1>
導電性を有し、軸方向の一方の端面は開口した開口部であり、他方の端面は閉口した閉口部である円筒管材を準備する円筒管材準備工程と、
円柱状でありかつ前記円筒管材の内径よりも外径が小さい円柱雄型を、前記円筒管材の前記開口部側から挿入して前記閉口部の内面に接触させ、前記円筒管材及び前記円柱雄型を同軸状に配置する雄型配置工程と、
径が前記円筒管材の外径よりも小さくかつ前記円柱雄型の外径よりも大きい円形孔を有する有孔雌型の前記円形孔に、前記円柱雄型が配置された前記円筒管材を前記閉口部側から挿入し貫通させて絞り加工を施し、前記円筒管材の内周面全面が前記円柱雄型の外周面に接触するよう前記円筒管材の径を縮小する絞り工程と、
引っ掛り部を引っ掛けて一方向に負荷を付与し得る引っ掛け部材を、前記絞り工程後の前記円筒管材の前記閉口部側の端部に引っ掛け、前記円筒管材に対し軸方向の閉口部側方向に負荷を付与した状態で、前記円柱雄型を前記開口部側から引き抜く引き抜き工程と、
を経て導電性かつ円筒状の支持体を製造する導電性支持体の製造方法。
前記絞り工程は、前記絞り加工前に前記円筒管材の外周面と前記閉口部との境界であった角部を、前記絞り加工によって前記外周面側に絞り込むことで、前記絞り加工後の前記円筒管材の外周面に溝を形成する工程であり、
前記引き抜き工程における前記円筒管材に対する前記軸方向の閉口部側方向への負荷の付与は、前記溝に前記引っ掛け部材を引っ掛けて前記軸方向の閉口部側方向に負荷を掛けることで行われる、<1>に記載の導電性支持体の製造方法。
前記溝の平均深さが0.1mm以上である<2>に記載の導電性支持体の製造方法。
前記絞り工程において、前記絞り加工前の前記円筒管材における前記外周面の平均厚みが0.2mm以上0.9mm以下である<2>又は<3>に記載の導電性支持体の製造方法。
前記絞り工程において、前記絞り加工前の前記円筒管材における前記閉口部の平均厚みが0.5mm以上3.0mm以下である<2>〜<4>のいずれか1項に記載の導電性支持体の製造方法。
前記絞り工程において、前記絞り加工前の前記円筒管材における前記閉口部の平均厚みが前記外周面の平均厚み以上である<2>〜<5>のいずれか1項に記載の導電性支持体の製造方法。
前記絞り工程において、前記絞り加工前の前記円筒管材の外径をD1とし、前記絞り加工後の前記円筒管材の外径をD2としたとき、前記絞り加工による縮径率(D2/D1)が0.7以上0.9以下である<2>〜<6>のいずれか1項に記載の導電性支持体の製造方法。
前記雄型配置工程に供される前記円柱雄型は、前記円筒管材の前記閉口部の内面に接触する側の端面に空洞を有し、
前記引き抜き工程に供される前記円筒管材は、前記円柱雄型が前記端面に有する前記空洞に対応する位置に前記空洞よりも開口面積の小さい貫通穴を有し、
かつ前記引き抜き工程における前記円筒管材に対する前記軸方向の閉口部側方向への負荷の付与は、前記貫通穴から前記空洞内の空間に挿入した前記引っ掛け部材を前記円筒管材の前記閉口部の内面に引っ掛けて、前記軸方向の閉口部側方向に引っ張ることで行われる、<1>に記載の導電性支持体の製造方法。
本実施形態に係る導電性支持体の製造方法では、少なくとも円筒管材準備工程、雄型配置工程、絞り工程、及び引き抜き工程を経て円筒状の導電性支持体を製造する。
図1Aに示すように、軸方向の一方の端面が開口した開口部4Bcであり、他方の端面が閉口した閉口部4Bbである円筒管材4Bを準備する。なお、円筒管材4Bは導電性の材料で構成されている。この円筒管材4Bの製造方法については、後に詳述する。
図1Aに示すように、円柱状でありかつ円筒管材4Bの内径lよりも小さい外径kを有する円柱雄型(パンチ)31Aを準備する。このパンチ31Aを、円筒管材4Bに対して開口部4Bc側から閉口部4Bbの内面に接触するよう挿入し、さらに円筒管材4Bとパンチ31Aとが同軸状になるよう(両者の円筒形状における軸が重なるよう)配置する。
まず円形孔を有する有孔雌型(ダイス)33を準備する。なお、このダイス33における円形孔は、図1Aに示すように、円筒管材4Bの外径mよりも小さくかつパンチ31Aの外径kよりも大きい径nを有する。このダイス33を用い、図1A乃至図1Cに示すように、雄型配置工程でパンチ31Aが配置された円筒管材4Bを円形孔に対して閉口部4Bb側から挿入して貫通させ、絞り加工を施す。
こうして絞り加工を施すことで、図1Cに示すように、円筒管材4Bの外径をダイス33の円形孔の径nの大きさにまで縮小させ、かつ円筒管材4Bの内周面全面をパンチ31Aの外周面に接触させる。
なお、円筒管材4Bの内周面がパンチ31Aの外周面に接触して密着している。そのため、パンチ31Aを引き抜くには、円筒管材4Bをパンチ31Aとは独立して固定し、円筒管材4Bに対してパンチ31Aを引き抜く方向(つまり円筒管材4Bの軸方向の開口部側方向)とは逆側の方向(つまり円筒管材4Bの軸方向の閉口部側方向)に負荷を与えることが求められる。
具体的には、前記引っ掛け部材を引っ掛ける箇所の位置は、円筒管材4Bの軸方向において閉口部側から10%以内の端部領域であることが好ましい。
また、通常は、引き抜き工程によってパンチ31Aを脱型した後に、円筒管材4Bの閉口部側の端部を切断し除去することで導電性支持体が製造される。そのため、引っ掛け部材を引っ掛ける箇所の位置は、引き抜き工程後に切断し除去される領域であることが好ましい。
具体的には、図12Aに示すように、まず円筒管材104Bに対し、円柱状でありかつ円筒管材104Bの内径よりも小さい外径を有する円柱雄型(パンチ)131を準備し、このパンチ131を、円筒管材104Bの内部に挿入し、同軸状になるよう配置する(雄型配置工程)。
次いで、円筒管材104Bの外径よりも小さくかつパンチ131の外径よりも大きい径を有する円形孔を備えた有孔雌型(ダイス)133の該円形孔に、図12A乃至図12Cに示すように、パンチ131が配置された円筒管材104Bを閉口部側から挿入して貫通させ、絞り加工を施す(絞り工程)。こうして、図12Cに示すように、円筒管材104Bの外径をダイス133の円形孔の径の大きさにまで縮小させる。なお、円筒管材104Bの内周面はその全面がパンチ131の外周面に接触し、密着した状態となる。
具体的には、パンチ131が通過し得る穴を有しかつ円筒管材104Bの開口部側の端部に対して押当てが可能な環状の押し当て部材(ストリッパー)134を準備する。このストリッパー134を、図13に示すように、円筒管材104Bの開口部側から近付け、図14Aに示すように、ストリッパー134の穴にパンチ131の端部が挿入されるよう配置し、かつ円筒管材104Bの開口部側端部にストリッパー134を押し当てる。その後、ストリッパー134から円筒管材104Bの開口部側端部に対し、円筒管材104Bの軸方向の閉口部側方向への負荷を掛けつつ、パンチ131を前記負荷とは逆側の方向(つまり円筒管材104Bの軸方向の開口部側方向)に引っ張ることで、パンチ31Aを引き抜いて脱型する。
また、絞り加工は円筒管材104Bを塑性変形させる加工方法であるため絞り工程後の開口部側端部は、通常は平滑な面でないことが多い。その場合、引き抜き工程においてストリッパー134が押し当てられる円筒管材104Bの開口部側端部は、ストリッパー134と部分的にしか接触しておらず、ストリッパー134からの負荷による応力Xが、さらに部分的に集中し、開口部側端部における変形がより大きくなることがあった。
第1の実施形態に係る導電性支持体の製造方法は、少なくとも円筒管材準備工程、雄型配置工程、絞り工程、及び引き抜き工程を経て円筒状の導電性支持体を製造する。
そして、前記絞り工程は、絞り加工前に円筒管材の外周面と閉口部との境界であった角部を、絞り加工によって外周面側に絞り込むことで、絞り加工後の円筒管材の外周面に溝を形成する工程である。また、引き抜き工程における円筒管材に対する軸方向の閉口部側方向への負荷の付与は、溝に引っ掛け部材を引っ掛けて軸方向の閉口部側方向に負荷を掛けることで行われる。
以下、上記の各工程について説明する。
まず円筒管材準備工程では、絞り加工に供するための円筒管材を準備する。
図1Aに示すように、軸方向の一方の端面が開口した開口部4Bcであり、他方の端面が閉口した閉口部4Bbである円筒管材4Bを準備する。
円筒管材には、導電性を有する材料が用いられ、例えばアルミニウムを含む金属材料が挙げられる。円筒管材は、アルミニウム単体で構成されていてもよいし、アルミニウム合金で構成されていてもよい。
ここで、「導電性」とは体積抵抗率が1013Ωcm未満であることを意味する。
円筒管材を構成するアルミニウム合金は、いわゆる1000系合金が好ましい。
まず、潤滑材を塗布した導電性を有する材料(例えばアルミニウム又はアルミニウム合金)のスラグ30を用意し、図9(A)に示すようにダイ(雌型)20に設けられている円形孔24にセットする。次いで、図9(B)に示すように、ダイ20にセットしたスラグ30を円柱状のパンチ(雄型)21によりプレスする。これによりスラグ30がダイ20の円形孔からパンチ21の周囲を覆うように円筒状に伸びて成形される。成形後、図9(C)に示すように、パンチ21を引き上げてストリッパー22の中央孔23を通すことによりパンチ21が引き抜かれて円筒管材4Aが得られる。
円筒管材4Aの厚みは特に限定されないが、例えば電子写真感光体における導電性基体として用いる場合であれば、硬度を保ちつつ後の絞り加工によって例えば0.2mm以上0.9mm以下の厚みに加工する観点から、インパクトプレス加工により成形する円筒管材4Aの厚みは、0.4mm以上0.8mm以下であることが好ましく、0.4mm以上0.6mm以下であることがより好ましい。
次いで雄型配置工程では、円筒管材準備工程で準備した円筒管材4Bの内部、つまり中空の空間内に円柱雄型(パンチ)31Aを配置する。
図1Aに示すように、円柱状でありかつ円筒管材4Bの内径lよりも小さい外径kを有するパンチ31Aを準備し、円筒管材4Bに対して開口部4Bc側から閉口部4Bbの内面に接触するよう挿入する。そして、円筒管材4Bとパンチ31Aとが同軸状になるよう(両者の円筒形状における軸が重なるよう)配置する。
次いで絞り工程では、有孔雌型(ダイス)33を用いて円筒管材4Bに対し絞り加工を施す。
なお、第1の実施形態では、この絞り工程において絞り加工前に円筒管材の外周面と閉口部との境界であった角部を、絞り加工によって外周面側に絞り込むことで、絞り加工後の円筒管材の外周面における閉口部側の端部に、溝を形成する。
そして、この絞り加工によって、図1Cに示すように、円筒管材4Bの外径をダイス33の円形孔の径nの大きさにまで縮小させ、かつ円筒管材4Bの内周面全面をパンチ31Aの外周面に接触させる。
(1)深さ
ここで、円筒管材4Bの外周面に形成される溝42について説明する。
引き抜き工程において引っ掛け部材35の引っ掛かり性を向上させパンチ31Aの引抜き(脱型)を容易に行う観点から、溝42の平均深さは0.1mm以上であることが好ましく、0.2mm以上がより好ましく、0.3mm以上がさらに好ましい。
一方、溝42の深さの上限値は、絞り加工後における円筒管材4Bの外周面の厚み未満である。ただし、溝42を有する箇所における強度の確保の観点から、溝42の底(最深部)における円筒管材4Bの厚み(溝部壁面厚み)が0.3mm以上であることが好ましく、さらに0.5mm以上であることがより好ましい。
深さが前記範囲である溝42を形成する観点で、絞り加工後の円筒管材4Bにおける外周面4Baの平均厚みは0.2mm以上0.9mm以下であることが好ましく、0.4mm以上0.7mm以下がより好ましく、0.5mm以上0.6mm以下がさらに好ましい。
絞り加工後の外周面4Baの平均厚みが0.9mm以下であることで深さが前記範囲の溝42を良好に形成し得る。また、外周面4Baの平均厚みが0.2mm以上であることで円筒管材4B及び得られる導電性支持体の強度が向上する。
深さが前記範囲である溝42を形成する観点で、絞り加工後の円筒管材4Bにおける閉口部4Bbの平均厚みは0.5mm以上3.0以下であることが好ましく、1mm以上3mm以下がより好ましく、2mm以上3mm以下がさらに好ましい。
絞り加工後の閉口部4Bbの平均厚みが0.5mm以上であることで深さが前記範囲の溝42を良好に形成し得る。また、閉口部4Bbの平均厚みが3.0mm以下であることで絞り加工における加工容易性が向上する。
深さが前記範囲である溝42を形成する観点で、絞り加工後の円筒管材4Bにおける閉口部4Bbの平均厚みの外周面4Baの平均厚みに対する比率は、1以上(つまり閉口部4Bbの平均厚みが外周面4Baの平均厚み以上)であることが好ましく、1.5以上5以下がより好ましく、3以上5以下がさらに好ましい。
閉口部4Bbの平均厚みが外周面4Baの平均厚み以上であることで深さが前記範囲の溝42を良好に形成し得る。
深さが前記範囲である溝42を形成する観点で、絞り加工による縮径率(D2/D1)(D1は絞り加工前の円筒管材4Bの外径、D2は絞り加工後の円筒管材4Bの外径をさす)は、0.7以上0.9以下であることが好ましく、0.7以上0.8以下がより好ましく、0.7以上0.75以下がさらに好ましい。
縮径率(D2/D1)が0.9以下であることで深さが前記範囲の溝42を良好に形成し得る。また、縮径率(D2/D1)が0.7以上であることで絞り加工における加工容易性が向上する。
ここで、絞り工程における絞り加工は、複数回に分けて行ってもよい。つまり、図4A乃至図4Cに示すように、まずパンチ31Aが内部に配置された円筒管材4Cをダイス32(第1絞り加工用ダイス)の円形孔に挿入し貫通させて、円筒管材4Cの内周面がパンチ31Aの外周面に接触しない程度にまで縮径させて第1絞り加工を施し、その後図5に示すように、円筒管材4Cをダイス(第2絞り加工用ダイス/図示せず)の円形孔に挿入し貫通させて、円筒管材4Cの内周面全面がパンチ31Aの外周面に接触するまで縮径させて第2絞り加工を施してもよい。また、絞り加工を3回以上に分けて行ってもよい。
例えば、絞り加工を第1絞り加工及び第2絞り加工の2回に分けて行う場合であれば、図4A乃至図4Cに示すように、パンチ31Aが内部に配置された円筒管材4Cをダイス32(第1絞り加工用ダイス)の円形孔に挿入し貫通させて、円筒管材4Cの内周面がパンチ31Aの外周面に接触しない程度にまで縮径させて第1絞り加工を施す。この際、第1絞り加工前において円筒管材4Cにおける閉口部4Cbであった領域(図4Aにおいてドットで示される領域)と外周面4Caであった領域との境界部分(つまり角部)に相当する箇所を、外周面4Caよりも径の内側に凹んだ形状となるよう制御して、図4B及び図4Cに示すように、円筒管材4Cの外周面に溝43を形成する。
その後、図5に示すように、円筒管材4Cを第2絞り加工用ダイス(図示せず)の円形孔に挿入し貫通させて、円筒管材4Cの内周面全面がパンチ31Aの外周面に接触するまで縮径させて第2絞り加工を施す。この際、第1絞り加工後であってかつ第2絞り加工前に円筒管材4Cにおける閉口部の角部であった箇所が外周面側に絞り込まれるが、この箇所についても外周面よりも径の内側に凹んだ形状となるよう制御することで、第1絞り加工で形成された溝とその一部が重なるように溝が形成され、つまり溝が重なり合った大きな1つの溝43が形成される。こうして、第1絞り加工及び第2絞り加工により形成された溝43を有する円筒管材4Cを得てもよい。
また、絞り加工を複数回に分けて行う場合に、それぞれの溝を異なる位置に形成し、つまり軸方向において別々に複数の溝が形成されてもよい。
さらに、絞り加工を複数回に分けて行う場合において、溝形成の容易性の観点から、円筒管材の外周面への溝の形成を1回目の絞り加工においてのみ実施してもよい。
次いで引き抜き工程では、パンチ31Aを円筒管材4Bから引き抜き、つまり脱型を行う。
第1の実施形態では、図2及び図3に示すように、絞り工程で円筒管材4Bの外周面における閉口部側の端部に形成された溝42に引っ掛け部材35を引っ掛け、この引っ掛け部材35から円筒管材4Bに対して、軸方向の閉口部側方向に負荷を掛ける。そして、負荷が付与された状態でパンチ31Aを逆方向(円筒管材4Bの軸方向の開口部側方向)に引っ張ることで、パンチ31Aを引き抜いて脱型する。
引き抜き工程後の円筒管材4Bに対し、焼き鈍しなどの熱処理を施してもよい。例えば、150℃を超える温度で焼き鈍しを行うことで、加工時の残留歪みを除去し、導電性支持体の変形が抑制され、円筒度の向上が実現される。
また、円筒性に優れた導電性支持体が求められる用途(例えば電子写真感光体における導電性基体)においては、開口部側端部に変形が生じた場合、引き抜き工程後にこの開口部側端部が除去される。しかし、第1の実施形態によれば前記の通り開口部側端部の変形が抑制されることにより、開口部側端部の除去する領域が低減され、その結果歩留りを高められる。
第2の実施形態に係る導電性支持体の製造方法は、少なくとも円筒管材準備工程、雄型配置工程、絞り工程、及び引き抜き工程を経て円筒状の導電性支持体を製造する。
そして、前記雄型配置工程に供される円柱雄型(パンチ)は、円筒管材の閉口部の内面に接触する側の端面に空洞を有し、かつ前記引き抜き工程に供される円筒管材は、円柱雄型が端面に有する前記空洞に対応する位置に空洞よりも開口面積の小さい貫通穴を有する。そして、前記引き抜き工程における円筒管材に対する軸方向の閉口部側方向への負荷の付与は、前記貫通穴から前記空洞内の空間に挿入した引っ掛け部材を円筒管材の閉口部の内面に引っ掛けて、軸方向の閉口部側方向に負荷を掛けることで行われる。
以下、上記の各工程について説明する。
円筒管材準備工程では、絞り加工に供するための円筒管材を準備する。なお、円筒管材準備工程は、第1の実施形態に記載の方法により実施し得る。
第2実施形態に用いられる円柱雄型(パンチ)31Bは、図6(B)に示されるように、円筒管材4Dの閉口部の内面に接触する側の端面に空洞31Baを有する。
この空洞31Baは、図8Aに示されるように、後の引抜き工程において引っ掛け部材36が挿入される空間を確保するための空洞である。よって、空洞31Baの大きさ(体積)は引っ掛け部材36を挿入し得る大きさであればよい。
また、空洞31Baの空間に挿入された引っ掛け部材36は、図8Aに示されるように、円筒管材4Dの閉口部の内面に引っ掛けることが求められる。よって、空洞31Baの開口部の広さ(開口面積)は、円筒管材4Dが閉口部に有する貫通穴4Daよりも広く形成され、さらには引っ掛け部材36を円筒管材4Dの閉口部の内面に引っ掛けるのに要求される面積が確保されていることが好ましい。
空洞31Baの深さは、引っ掛け部材36を挿入し得る深さであればよい。なお、空洞31Baは、パンチ31B内を反対側の端面まで貫通した形状であってもよい。
空洞31Baの形状及び設けられる位置は、特に限定されるものではないが、後の引抜き工程において引っ掛け部材36から円筒管材4Dに掛けられる負荷の偏りを抑制する観点で、パンチ31Bの軸を中心にした円形状であることが好ましい。
円筒管材4Dの貫通穴4Daは、引き抜き工程前までに形成されていればよく、例えば円筒管材準備工程後であって雄型配置工程の前に、円筒管材4Dの閉口部の一部を穿つことで設けてもよい。また、雄型配置工程後であって引き抜き工程の前に、パンチ31Bが閉口部の内側に接触するよう配置された状態で、貫通穴4Daを形成してもよい。ただし、予め雄型配置工程の前に貫通穴4Daを形成しておくことが好ましい。
また、空洞31Baの空間に挿入された引っ掛け部材36は、図8Aに示されるように、円筒管材4Dの閉口部の内面に引っ掛けることが求められる。よって、貫通穴4Daの広さ(面積)は、パンチ31Bが端面に有する空洞31Baよりも狭く形成され、さらには引っ掛け部材36を円筒管材4Dの閉口部の内面に引っ掛けるのに要求される面積が確保される広さであることが好ましい。
貫通穴4Daの形状及び設けられる位置は、特に限定されるものではないが、後の引抜き工程において引っ掛け部材36から円筒管材4Dに掛けられる負荷の偏りを抑制する観点で、円筒管材4Dの軸を中心にした円形状であることが好ましい。
図7Aに示すように、円柱状でありかつ円筒管材4Dの内径よりも小さい外径を有するパンチ31Bを、円筒管材4Dに対して開口部側から閉口部の内面に接触するよう挿入する。この際、空洞31Baが設けられた側の端面が円筒管材4Dの閉口部に接触するよう配置する。そして、円筒管材4Dとパンチ31Bとが同軸状になるよう(両者の円筒形状における軸が重なるよう)配置する。
次いで絞り工程では、有孔雌型(ダイス)33を用いて円筒管材4Dに対し絞り加工を施す。
まず円形孔を有するダイス33を準備する。なお、このダイス33における円形孔は、図7Aに示すように、円筒管材4Dの外径よりも小さくかつパンチ31Bの外径よりも大きい径を有する。このダイス33を用い、図7A乃至図7Bに示すように、雄型配置工程でパンチ31Bが配置された円筒管材4Dを円形孔に対して閉口部側から挿入して貫通させることで、絞り加工を施す。
そして、この絞り加工によって、図7Bに示すように、円筒管材4Dの外径をダイス33の円形孔の径の大きさにまで縮小させ、かつ円筒管材4Dの内周面全面をパンチ31Bの外周面に接触させる。
次いで引き抜き工程では、パンチ31Bを円筒管材4Dから引き抜き、つまり脱型を行う。
第2の実施形態では、図8A及び図8Bに示すように、円筒管材4Dの閉口部に設けられた貫通穴4Daから、パンチ31Bの端面に設けられた空洞31Ba内の空間に引っ掛け部材36を挿入し、この引っ掛け部材36を円筒管材4Dの閉口部の内面に引っ掛ける。そして、引っ掛け部材36を軸方向の閉口部側方向に引っ張ることで円筒管材4Dに対し負荷を付与し、負荷が付与された状態でパンチ31Bを逆方向(円筒管材4Dの軸方向の開口部側方向)に引っ張ることで、パンチ31Bを引き抜いて脱型する。
第1の実施形態と同様に、引き抜き工程後の円筒管材4Dに対し、焼き鈍しなどの熱処理を施してもよい。
また、円筒性に優れた導電性支持体が求められる用途(例えば電子写真感光体における導電性基体)においては、開口部側端部に変形が生じた場合、引き抜き工程後にこの開口部側端部が除去される。しかし、第2の実施形態によれば前記の通り開口部側端部の変形が抑制されることにより、開口部側端部の除去する領域が低減され、その結果歩留りを高められる。
本実施形態に係る製造方法により製造される導電性支持体(以下単に「本実施形態に係る導電性支持体」と称す)を導電性基体として備える電子写真感光体(以下単に「感光体」とも称す)は、前述の導電性支持体と、導電性支持体上に配置された感光層と、を有して構成される。
感光体の構成としては、特に限定されるものではないが、例えば導電性基体(導電性支持体)上に、下引層と、中間層と、電荷発生層と、電荷輸送層と、保護層と、を有する感光体や、前記荷発生層及び電荷輸送層に代えて単層型感光層を有する感光体等の態様が挙げられる。
酸性処理液による処理は、例えば、以下のようにして実施される。先ず、リン酸、クロム酸及びフッ酸を含む酸性処理液を調製する。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸及びフッ酸の配合割合は、例えば、リン酸が10質量%以上11質量%以下の範囲、クロム酸が3質量%以上5質量%以下の範囲、フッ酸が0.5質量%以上2質量%以下の範囲であって、これらの酸全体の濃度は13.5質量%以上18質量%以下の範囲がよい。処理温度は例えば42℃以上48℃以下が好ましい。被膜の膜厚は、0.3μm以上15μm以下が好ましい。
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
これらの中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
特に、電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤として更に下引層に添加してもよい。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/(4n)(nは上層の屈折率)から1/2までに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が挙げられる。また、表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。また、電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro−Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
なお、n−型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn−型とする。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗率が1013Ωcm以上であることをいう。
これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
なお、この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料と結着樹脂とを含む層である。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基が挙げられる。また、上記各基の置換基としては、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基も挙げられる。
なお、電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
なお、保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
単層型感光層(電荷発生/電荷輸送層)は、例えば、電荷発生材料と電荷輸送材料と、必要に応じて、結着樹脂、及びその他周知の添加剤と、を含む層である。なお、これら材料は、電荷発生層及び電荷輸送層で説明した材料と同様である。
そして、単層型感光層中、電荷発生材料の含有量は、全固形分に対して10質量%以上85質量%以下がよく、好ましくは20質量%以上50質量%以下である。また、単層型感光層中、電荷輸送材料の含有量は、全固形分に対して5質量%以上50質量%以下がよい。
単層型感光層の形成方法は、電荷発生層や電荷輸送層の形成方法と同様である。
単層型感光層の膜厚は、例えば、5μm以上50μm以下がよく、好ましくは10μm以上40μm以下である。
次いで、本実施形態に係る導電性支持体を備える電子写真感光体を用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態における画像形成装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。そして、電子写真感光体として、上記本実施形態に係る導電性支持体を備える電子写真感光体が適用される。
本実施形態における画像形成装置100は、図10に示すように、電子写真感光体7を備えるプロセスカートリッジ300と、露光装置9(静電潜像形成手段の一例)と、転写装置40(一次転写装置)と、中間転写体50とを備える。なお、画像形成装置100において、露光装置9はプロセスカートリッジ300の開口部から電子写真感光体7に露光し得る位置に配置されており、転写装置40は中間転写体50を介して電子写真感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が電子写真感光体7に接触して配置されている。図示しないが、中間転写体50に転写されたトナー像を記録媒体(例えば用紙)に転写する二次転写装置も有している。なお、中間転写体50、転写装置40(一次転写装置)、及び二次転写装置(不図示)が転写手段の一例に相当する。
帯電装置8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が使用される。また、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
露光装置9としては、例えば、電子写真感光体7表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体の分光感度領域内とする。半導体レーザの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
現像装置11としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置11としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが好ましい。
クリーニング装置13は、クリーニングブレード135を備えるクリーニングブレード方式の装置が用いられる。
なお、クリーニングブレード方式以外にも、ファーブラシクリーニング方式、現像同時クリーニング方式を採用してもよい。
転写装置40としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
中間転写体50としては、半導電性を付与したポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等を含むベルト状のもの(中間転写ベルト)が使用される。また、中間転写体の形態としては、ベルト状以外にドラム状のものを用いてもよい。
図11に示す画像形成装置120は、プロセスカートリッジ300を4つ搭載したタンデム方式の多色画像形成装置である。画像形成装置120では、中間転写体50上に4つのプロセスカートリッジ300がそれぞれ並列に配置されており、1色に付き1つの電子写真感光体が使用される構成となっている。なお、画像形成装置120は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置100と同様の構成を有している。
−円筒管材準備工程−
潤滑剤を塗布したアルミニウム(Al)純度99.5%以上のJIS呼称1050合金のスラグを用意した。このスラグを用いて、インパクトプレス用ダイ(雌型)とインパクトプレス用パンチ(雄型)によりインパクトプレス加工にて底面(閉口部)を有する直径34mmの円筒管材1を作製した。
円柱状かつ前記円筒管材1の内径よりも小さい外径を有する円柱雄型(パンチ)を準備し、円筒管材1に対して開口部側から閉口部の内面に接触するよう挿入し、さらに円筒管材1とパンチとが同軸状になるよう配置した。
前記円筒管材1に対し、2回の絞り加工を施した。
まず、円形孔を有する第1絞り加工用の有孔雌型(第1ダイス)及び第2絞り加工用の有孔雌型(第2ダイス)を準備した。なお、この第1ダイスにおける円形孔は、前記円筒管材1の外径よりも小さくかつ円柱雄型(パンチ)の外径よりも大きい径を有する。また、第2ダイスにおける円形孔は、前記第1ダイスにおける円形孔よりも小さくかつ円筒管材1の内周面全面を円柱雄型(パンチ)の外周面に接触させ得る径を有する。
次いで、絞り工程で円筒管材1の外周面における閉口部側の端部に形成された溝に対し、図2及び図3に示す形状の引っ掛け部材を、周方向に等間隔で4箇所引っ掛けて把持した。この引っ掛け部材から円筒管材1に対して軸方向の閉口部側方向に負荷を掛け、さらに円柱雄型(パンチ)を逆方向に引っ張って、円柱雄型(パンチ)を引き抜いて脱型した。
表1に従って、第1及び第2絞り加工前の外周面厚み、閉口部厚みを変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜6、9、10の導電性支持体を作製した。
表1に従って、第1及び第2絞り加工前の外周面厚み、閉口部厚み、及び縮径率(D2/D1)を変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例7、8、11の導電性支持体を作製した。
ただし、引抜き工程において円筒管材に負荷を掛ける手段として、実施例1で行った溝部の引っ掛け部材による把持(溝部把持)に加え、図13及び図14Aに示される円筒管材の開口部側の端部への押し当て部材(ストリッパー)の押し当て(開口側押し当て)を併用した。
−円筒管材準備工程−
実施例1と同様にして円筒管材2を作製した。その後、円筒管材2の閉口部に、図6(A)に示す形状の貫通穴4Daを形成した。
円柱状かつ前記円筒管材1の内径よりも小さい外径を有し、かつ図6(B)に示す形状の空洞31Baを有する円柱雄型(パンチ)を準備した。その後、実施例1と同様にして円柱雄型(パンチ)を配置した。
実施例1と同様にして第1及び第2絞り加工を行った。ただし、縮径率(D2/D1)、第1及び第2絞り加工前の外周面厚み、第1及び第2絞り加工前の閉口部厚みが下記表1に記載の条件となるよう調整した。
図8A及び図8Bに示すように、円筒管材2の閉口部に設けられた貫通穴から、円柱雄型(パンチ)の端面に設けられた空洞内の空間に、L型の引っ掛け部材を4本挿入して周方向に等間隔で配置し、円筒管材2の閉口部の内面に引っ掛けた。
この引っ掛け部材(L型部材)を軸方向の閉口部側方向に引っ張り、さらに円柱雄型(パンチ)を逆方向に引っ張って、円柱雄型(パンチ)を引き抜いて脱型した。
表1に従って、第1及び第2絞り加工前の外周面厚み、閉口部厚みを変更し、かつ引抜き工程において円筒管材に負荷を掛ける手段を、溝部の引っ掛け部材による把持(溝部把持)から、図13及び図14Aに示される円筒管材の開口部側の端部への押し当て部材(ストリッパー)の押し当て(開口側押し当て)に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の導電性支持体を作製した。
なお、各例で得られた導電性支持体に関し、溝の縁部における外径及び溝の底部の外径をノギスで測定し、差分から溝深さを算出した。
−把持適性−
A:溝深さ0.2mm以上かつ溝の底における厚み(溝部壁面厚み)が0.5mm以上
B:溝深さ0.1mm以上かつ溝部壁面厚みが0.5mm以上
C:溝深さが0.1mm未満
各例で得られた導電性支持体の、外周面における開口部側から20mm位置、及び閉口部側から20mm位置での真円度を、Rondcom(東京精密社製、型番:60A、測定条件:測定倍率×500、フィルタ:ガウシアン、測定速度6/min)を用いて測定し、絞り加工前後での真円度の差を算出し、以下の評価基準で評価した。
A:加工前後の真円度の差(Δ)が10μm未満
B:加工前後の真円度の差(Δ)が10μm以上20μ未満
C:加工前後の真円度の差(Δ)が20μm以上
Claims (7)
- 導電性を有し、軸方向の一方の端面は開口した開口部であり、他方の端面は閉口した閉口部である円筒管材を準備する円筒管材準備工程と、
円柱状でありかつ前記円筒管材の内径よりも外径が小さい円柱雄型を、前記円筒管材の前記開口部側から挿入して前記閉口部の内面に接触させ、前記円筒管材及び前記円柱雄型を同軸状に配置する雄型配置工程と、
径が前記円筒管材の外径よりも小さくかつ前記円柱雄型の外径よりも大きい円形孔を有する有孔雌型の前記円形孔に、前記円柱雄型が配置された前記円筒管材を前記閉口部側から挿入し貫通させて絞り加工を施し、前記円筒管材の内周面全面が前記円柱雄型の外周面に接触するよう前記円筒管材の径を縮小し、前記絞り加工前に前記円筒管材の外周面と前記閉口部との境界であった角部を、前記絞り加工によって前記外周面側に絞り込むことで、前記絞り加工後の前記円筒管材の外周面に溝を形成する工程を含む絞り工程と、
引っ掛り部を引っ掛けて一方向に負荷を付与し得る引っ掛け部材を、前記絞り工程後の前記円筒管材の前記閉口部側の端部に引っ掛け、前記円筒管材に対し軸方向の閉口部側方向に負荷を付与した状態で、前記円柱雄型を前記開口部側から引き抜き、前記円筒管材に対する前記軸方向の閉口部側方向への負荷の付与は、前記溝に前記引っ掛け部材を引っ掛けて前記軸方向の閉口部側方向に負荷を掛けることで行われる引き抜き工程と、
を経て導電性かつ円筒状の支持体を製造する導電性支持体の製造方法。 - 前記溝の平均深さが0.1mm以上である請求項1に記載の導電性支持体の製造方法。
- 前記絞り工程において、前記絞り加工前の前記円筒管材における前記外周面の平均厚みが0.2mm以上0.9mm以下である請求項1又は請求項2に記載の導電性支持体の製造方法。
- 前記絞り工程において、前記絞り加工前の前記円筒管材における前記閉口部の平均厚みが0.5mm以上3.0mm以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の導電性支持体の製造方法。
- 前記絞り工程において、前記絞り加工前の前記円筒管材における前記閉口部の平均厚みが前記外周面の平均厚み以上である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の導電性支持体の製造方法。
- 前記絞り工程において、前記絞り加工前の前記円筒管材の外径をD1とし、前記絞り加工後の前記円筒管材の外径をD2としたとき、前記絞り加工による縮径率(D2/D1)が0.7以上0.9以下である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の導電性支持体の製造方法。
- 導電性を有し、軸方向の一方の端面は開口した開口部であり、他方の端面は閉口した閉口部である円筒管材を準備する円筒管材準備工程と、
円柱状でありかつ前記円筒管材の内径よりも外径が小さく、前記円筒管材の前記閉口部の内面に接触する側の端面に空洞を有する円柱雄型を、前記円筒管材の前記開口部側から挿入して前記閉口部の内面に接触させ、前記円筒管材及び前記円柱雄型を同軸状に配置する雄型配置工程と、
径が前記円筒管材の外径よりも小さくかつ前記円柱雄型の外径よりも大きい円形孔を有する有孔雌型の前記円形孔に、前記円柱雄型が配置された前記円筒管材を前記閉口部側から挿入し貫通させて絞り加工を施し、前記円筒管材の内周面全面が前記円柱雄型の外周面に接触するよう前記円筒管材の径を縮小する絞り工程と、
引っ掛り部を引っ掛けて一方向に負荷を付与し得る引っ掛け部材を、前記絞り工程後の、前記円柱雄型が前記端面に有する前記空洞に対応する位置に前記空洞よりも開口面積の小さい貫通穴を有する前記円筒管材の、前記閉口部側の端部の引っ掛り部である前記貫通穴に引っ掛け、前記貫通穴から前記空洞内の空間に挿入した前記引っ掛け部材を前記円筒管材の前記閉口部の内面に引っ掛けて、前記軸方向の閉口部側方向に引っ張ることで行われる、前記円筒管材に対し軸方向の閉口部側方向への負荷、を付与した状態で、前記円柱雄型を前記開口部側から引き抜く引き抜き工程と、
を経て導電性かつ円筒状の支持体を製造する導電性支持体の製造方法。
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