JP7188225B2 - インパクトプレス加工金属筒体 - Google Patents
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Description
筒状部と前記筒状部の軸方向一端に底部とを有し、前記筒状部の軸方向他端が開口したインパクトプレス加工金属筒体であって、
前記底部の外周面の表面粗さRz1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2と、の比(Rz1/Rz2)が、2以上4000以下の範囲であり、
前記底部の外周面のビッカース硬度HV1が、前記筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2に比べ5HV以上27HV以下の範囲で小さいインパクトプレス加工金属筒体。
<2>
前記底部の外周面のビッカース硬度HV1が、前記筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2に比べ、5HV以上18HV以下の範囲で小さい<1>に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
<3>
前記底部の外周面のビッカース硬度HV1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2と、の比(HV1/HV2)が、18/45以上25/30以下の範囲である<1>又は<2>に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
<4>
筒状部と前記筒状部の軸方向一端に底部とを有し、前記筒状部の軸方向他端が開口したインパクトプレス加工金属筒体であって、
前記底部の外周面の表面粗さRz1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2と、の比(Rz1/Rz2)が、2以上4000以下の範囲であり、
前記底部の外周面の平均結晶粒径D1が、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2に比べ50μm以上999.9μm以下の範囲で大きいインパクトプレス加工金属筒体。
<5>
前記底部の外周面の平均結晶粒径D1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2と、の比(D1/D2)が、2以上10000以下の範囲である<4>に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
<6>
前記底部の外周面の表面粗さRz1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2と、の比(Rz1/Rz2)が、2.75以上3800以下の範囲である<1>~<5>のいずれか1項に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
<7>
前記底部の外周面の表面粗さRz1が、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2に比べ5μm以上39.99μm以下の範囲で大きい<1>~<6>のいずれか1項に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
<2>に係る発明に係る発明によれば、底部の外周面のビッカース硬度HV1が、筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV1に比べ、5HV未満又は18HV超えの範囲で小さい場合に比べ、インパクトプレス加工で特有に発生するショックラインと呼ばれる、筒状部の外周面に、周方向に沿った表面粗度の大きな領域の発生と共に、偏肉が抑制されているインパクトプレス加工金属筒体が提供される。
<3>に係る発明によれば、底部の外周面のビッカース硬度HV1と、筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2と、の比(HV1/HV2)が、18/45未満又は25/30超えの範囲である場合に比べ、インパクトプレス加工で特有に発生するショックラインと呼ばれる、筒状部の外周面に、周方向に沿った表面粗度の大きな領域の発生と共に、偏肉が抑制されているインパクトプレス加工金属筒体が提供される。
<5>に係る発明によれば、底部の外周面の平均結晶粒径D1と、筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2と、の比(D1/D2)が、2未満又は10000超えの範囲である場合に比べ、インパクトプレス加工で特有に発生するショックラインと呼ばれる、筒状部の外周面に、周方向に沿った表面粗度の大きな領域の発生と共に、偏肉が抑制されているインパクトプレス加工金属筒体が提供される。
本実施形態に係るに係るインパクトプレス加工金属筒体は、筒状部と前記筒状部の軸方向一端に底部とを有し、筒状部の軸方向他端が開口したインパクトプレス加工金属筒体において、下記条件(1)と、下記条件(2)及び下記条件(3)の少なくとも一方の条件と、を満たす。
条件(1)底部の外周面の表面粗さRz1と、筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2と、の比(Rz1/Rz2)が、2以上4000以下の範囲である。
条件(2)底部の外周面のビッカース硬度HV1が、筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV1に比べ5HV以上27HV以下の範囲で小さい。
条件(3)底部の外周面の平均結晶粒径D1が、筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2に比べ50μm以上999.9μm以下の範囲で大きい。
この偏肉が生じるのは、インパクトプレス加工時の材料流動の不均一性により、材料間の流動界面にて破断し、材料流動が加工中に変動することで、肉厚の周方向ムラが発生するためと考えられる。
また、底部の外周面のビッカース硬度HV1を、筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2に比べ5HV以上27HV以下の範囲で小さく、又は、底部の外周面の平均結晶粒径D1を、筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2に比べ50μm以上999.9μm以下の範囲で大きくする。
このように、底部の外周面および筒状部の軸方向中央部の外周面の、表面粗さRzと、ビッカース硬度HV1及び平均結晶粒径の少なくとも一方と、を制御することで、インパクト加工時の材料流動の不均一性が抑えられ、結晶粒が表出することが抑制される。また、材料間の流動界面にて破断し、材料流動が加工中に変動することも抑制される。
「底部の外周面」での測定位置は、底部の外側底面中央部から、筒状部に対して直交する仮想線を引いたとき、底部の外周面と仮想線とが交わる個所から、筒状部の開口側2mmの位置における底部の外周面である(図11参照)。
一方、「筒状部の外周面」での測定位置は、金属筒体の高さの2/1の位置における筒状部の外周面である(図11参照)。
なお、図11中、MP1は「底部の外周面」での測定位置、MP2は「筒状部の外周面」での測定位置を示す。410は金属筒体、412は底部、413は筒状部を示す。
表面粗さRzは、JIS B0601(2013)に準拠した最大高さ粗さであり、「底部の外周面」および「筒状部の外周面」の測定位置で、各々、触針を周方向に20mm走査し、測定する。そして、この操作を3か所で行い、その平均値を、各測定位置での表面粗さRzとして採用する。
なお、測定条件は、評価長さLn=4.0mm、基準長さL=0.8mm、カットオフ値=0.8mmとする。
ビッカース硬度HVは、ビッカース硬度計(商品名:MVK-HVL、アカシ社製)を用いて、「底部の外周面」および「筒状部の外周面」の測定位置で、各外周面から圧子を押し込み、押し込み加重:1kgf、押し込み時間:20秒の測定条件に基づいて測定する。測定箇所は、「底部の外周面」および「筒状部の外周面」の測定位置で、各々、周方向に等間隔で4点とする。そして、その平均値を、各測定位置であるビッカース硬度HVとして採用する。
「底部の外周面」および「筒状部の外周面」の測定位置を有する試料を金属筒体から採取する。そして、試料における測定位置(つまり、測定面)を研磨機(Beta&Vector GRINDER-POLISHERS AND POWERHEAD、ビュラー社製)によって研磨して鏡面仕上げ加工する。その後、走査型電子顕微鏡(JSM-7500F 日本電子製)を用いて、測定位置の結晶粒を観察し、結晶粒径を算出する。
具体的には、結晶粒径の算出は、観察画像において、仮定線を引き、その線(測定長さ1000μm)を横切った結晶の長さを個数平均した値を結晶粒径とする。
測定箇所は、「底部の外周面」および「筒状部の外周面」の測定位置で、各々、周方向に等間隔で4点とする。そして、その平均値を、各測定位置である平均結晶粒径Dとして採用する。
なお、金属筒体(具体的には、その筒状部)の厚み(肉厚)は、偏肉で算出した厚みの平均値とする。
例えば、金属筒体を感光体の導電性基体を適用する場合、金属筒体の材質は、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
アルミニウム合金としては、アルミニウムのほかに、例えばSi、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti等を含むアルミニウム合金が挙げられる。アルミニウム合金は、いわゆる1000系合金が好ましい。
アルミニウム含有率(アルミニウム純度:質量比)は、加工性の観点から、90.0%以上であることが好ましく、93.0%以上であることがより好ましく、95.0%以上がより更に好ましい。
インパクトプレス加工金属筒体は、一般的に加工硬化により高硬度(例えば45HV以上)となる。従って、インパクトプレス加工金属筒体は、同種のアルミニウム製の筒状管(素管)の表面に切削加工を施した金属筒体に比べ、高硬度となる。また、インパクトプレス加工金属筒体によれば、金属筒体を薄肉化することも可能となる。
本実施形態に係る金属筒体の製造方法は、インパクトプレス加工を利用した製造方法である。具体的な一例には、次の通りである。
本実施形態に係る製造装置100の構成を説明する。
なお、製造装置100が製造する対象は、電子写真式の感光体用の金属円筒体400に限られない。例えば、製造装置100は、現像ロールに用いられる金属円筒体などを製造する装置であってもよい。また、製造装置100は、電池ケースなどの角筒を製造する装置であってよい。
図1及び図2には、インパクトプレス装置10の構成が示されている。図1及び図2に示されるインパクトプレス装置10は、素材である金属塊に対してインパクトプレス加工を行う装置の一例である。具体的には、インパクトプレス装置10は、金属塊の一例としてのスラグ30に対して、衝撃(インパクト)を付与して、有底の筒体(つまり、筒状部と筒状部の軸方向一端に底部とを有し、筒状部の軸方向他端が開口した金属筒体)を成形する機能を有している。
スラグ30は、金属塊の一例である。スラグ30の材料、形状、大きさ等は、成形品の形状、大きさ、用途などに応じて選択される。本実施形態のように、電子写真式の感光体用の支持体を製造する場合は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製の円盤状又は円柱状のスラグ30が好適に用いられる。なお、成形品の形状などによっては、楕円柱状、角柱状などのスラグ30を用いてもよい。
図1及び図2に示されるダイス20は、金属塊が配置される凹部を内部に有し、該凹部の底面の外周部に形成された溝を有するダイスの一例である。具体的には、ダイス20は、図2に示されるように、スラグ30が配置される凹部22を内部に有し、凹部22の底面23の外周部に形成された溝24を有する雌型である。さらに具体的には、ダイス20は、以下のように構成されている。
図1及び図2に示されるパンチ40は、ダイスに対して相対移動して先端部が凹部内に挿入されるパンチの一例であり、この形状に限られるものではない。具体的には、パンチ40は、図3及び図4に示されるように、ダイス20に対して降下して先端部43が凹部22内に挿入される雄型である。このパンチ40は、スラグ30に対して衝撃を付与してスラグ30をプレスする機能を有している。さらに具体的には、パンチ40は、以下のように構成とされている。
図3及び図5に示されるストリッパー60は、成形された金属円筒体410をパンチ40から取り外す機能を有している。ストリッパー60は、平面視における中央部で貫通する円形状の貫通孔62を有している。これにより、ストリッパー60は、平面視にて円環状に形成されている。インパクトプレス装置10では、図5に示されるように、パンチ40をストリッパー60の貫通孔62に通して、金属円筒体410をストリッパー60に接触させることにより、金属円筒体410がパンチ40から取り外される。
ダイス20の凹部22の半径をrとした場合において、溝24の最大深さDAが0.05r(0.05×半径r)以上とされている(図6参照)。溝24の最大深さDAとは、図6に示されるように、ダイス20の底面23における最上部23Aから溝24の最底部24Bまでの寸法であって、パンチ40の挿入方向(図6中、-Y方向)に沿った寸法である。
前述のように、図6に示される溝24の最大深さDA、第一距離L1、第二距離L2が設定されることで、溝24は、パンチ40のプレスによって内部に進入してきたスラグ30を滞留させる機能を有している。具体的には、溝24は、パンチ40のプレスによって内部に進入してきたスラグ30における底面23側の外周部分35を滞留させる。
図7及び図8に示されるしごき加工装置200は、インパクトプレス装置によって金属塊をインパクトプレス加工して成形された金属円筒体をしごき加工するしごき加工装置の一例である。具体的には、しごき加工装置200は、インパクトプレス装置10によってスラグ30をインパクトプレス加工にして形成された金属円筒体410をしごき加工する装置である。
図9及び図10に示される切断装置300は、しごき加工装置200によってしごき加工が行われた金属円筒体410の底部412が設けられた軸方向端部425を切断する装置である。
金属円筒体400の製造方法について説明する。本製造方法は、準備工程と、インパクトプレス加工工程と、しごき加工工程と、切断工程と、洗浄工程と、を有している。
準備工程では、インパクトプレス装置10と、しごき加工装置200と、切断装置300と、を有する前述の製造装置100を準備する。また、準備工程では、前述のスラグ30を準備する。
インパクトプレス工程では、まず、スラグ30の表面に潤滑剤を付与する。スラグ30に潤滑剤を付与するのは、スラグ30のパンチ40やダイス20との接触によるキズの発生を抑制するためである。
しごき工程では、まず、図8に示されるように、円柱型210の先端側の部分を、金属円筒体410に挿入する。
切断工程では、図10に示されるように、切断装置300のカッタ310により、金属円筒体410の、底部412が設けられた軸方向端部425を切断する。これにより、軸方向両端部が開放された金属円筒体400が得られる。
洗浄工程では、金属円筒体400の表面を洗浄する。これにより、インパクトプレス加工工程においてスラグ30に付与された潤滑剤が除去される。洗浄工程で用いられる洗浄方法としては、特に限定されず公知の方法を採用し得る。具体的には、例えば、洗浄剤中に浸漬する浸漬洗浄、流動させた洗浄剤中に浸漬する流動洗浄、超音波洗浄、スクラブ洗浄、シャワー洗浄などが採用される。以上により、金属円筒体400が製造される。なお、製造方法としては、スラグ30に潤滑剤を付与しない構成であってもよい。この場合、洗浄工程は行わなくてもよい。
本実施形態に係る製造装置および製造方法では、溝24は、パンチ40のプレスによって内部に進入してきたスラグ30を滞留させる機能を有している。そして、スラグ30において、パンチ40のプレスによる変形によって表面粗さが大きくなる部分を滞留させることで、当該部分が、成形される金属円筒体410の筒状部413へ移動することが抑制される。
そして、金属円筒体410の、底部412が設けられた軸方向端部425を切断した金属円筒体400を製品として利用してもよい。
本実施形態に係る電子写真感光体用の導電性基体(以下「導電性基体」とも称する)は、上記本実施形態に係る金属筒体からなる。そして、本実施形態に係る導電性基体は、上記本実施形態に係る金属筒体の製造方法により得ることが好ましい。
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。
本実施形態に係る電子写真感光体は、上記実施形態に係る導電性基体と、前記導電性基体上に設けられた感光層と、を備える。
図13及び図14はそれぞれ本実施形態に係る電子写真感光体の層構成の他の例を示す模式断面図である。
図13及び図14に示す電子写真感光体7B,7Cは、図12に示す電子写真感光体7Aと同様に、電荷発生層2と電荷輸送層3とに機能が分離された感光層5を備えるものであり、最外層として保護層6が形成されている。図13に示す電子写真感光体7Bは導電性基体4上に下引層1、電荷発生層2、電荷輸送層3及び保護層6が順次積層された構造を有する。図14に示す電子写真感光体7Cは、導電性基体4上に下引層1、電荷輸送層3、電荷発生層2、保護層6が順次積層された構造を有する。
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。
図示は省略するが、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0.1質量%以上10質量%以下がよく、好ましくは0.8質量%以上5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。
本実施形態に係る画像形成装置は、上記実施形態に係る電子写真感光体と、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電子写真感光体が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置200は、図15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200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131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16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200と同様の構成を有している。
アルミニウム純度99.5%以上のJIS呼称1050合金の厚み15mmのアルミニウム板を打ち抜き加工して、直径34mm、厚み15mmのアルミニウム製の円柱状のスラグを用意した。インパクトプレス加工によって直径34mmの金属円筒体に成形した。
具体的には、前述のインパクトプレス装置10と同様に構成されたインパクトプレス装置において、ダイス20の凹部22の半径r(表中、ダイスの半径と表記)、溝の最大深さDA、第一距離L1及び第二距離L2の各値の設定を、表1~2に示される設定にしてインパクトプレス加工を行って、金属円筒体を成形した。
ただし、実施例4~6、比較例3~4では、インパクトプレス加工後、しごき加工を施した。
(各種特性)
各例の金属円筒体の下記特性について、既述の方法に従って測定した。
・筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2
・底部の外周面の表面粗さRz1と、筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2と、の比(Rz1/Rz2)
・底部の外周面の表面粗さRz1と、筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2と、の差(Rz1-Rz2)
・筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2
・底部の外周面のビッカース硬度HV1と、筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2と、の差(HV2-HV1)
・底部の外周面のビッカース硬度HV1と、筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2と、の比(HV1/HV2)
・筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2
・底部の外周面の平均結晶粒径D1と、筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2と、の差(D1-D2)
・底部の外周面の平均結晶粒径D1と、筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2と、の比(D1/D2)
・肉厚
・偏肉
・金属円筒体の底部の肉厚差(底部中央部と、底部の縁部(つまり、ダイスの溝の内部にスラグが侵入して形成された突出部を有する縁部)との肉厚差)
・面内均一性
各例の金属円筒体の筒状部の外周面を観察し、ショックラインの発生の程度を下記基準で評価した。
A:表面の曇りが無く金属光沢がある
B:少し表面の曇りがあるが、金属光沢がある
C:領域の半分程度が曇り、非ショックラインと比べて金属光沢が半減
D:領域の75%以上程度が曇り、ほとんど金属光沢ない
E:領域内すべて曇り、金属光沢が全くない
各例で得られた金属円筒体を導電性基体として使用し、次の通り、感光体を作製した。
ただし、底部を有する端部を除去した金属円筒体を導電性基体として使用した。
酸化亜鉛(商品名:MZ 300、テイカ社製)100質量部、シランカップリング剤としてN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシランの10質量%のトルエン溶液を10質量部、トルエン200質量部を混合して攪拌を行い、2時間還流を行った。その後10mmHgにてトルエンを減圧留去し、135℃で2時間焼き付けて、シランカップリング剤による酸化亜鉛の表面処理を行った。
表面処理した酸化亜鉛:33質量部、ブロック化イソシアネート(商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製):6質量部、下記構造式(AK-1)で示される化合物:1質量部、メチルエチルケトン:25質量部を30分間混合し、その後ブチラール樹脂(商品名:エスレックBM-1、積水化学工業社製):5質量部、シリコーンボール(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製):3質量部、レベリング剤としてシリコーンオイル(商品名:SH29PA、ダウコーニング社製):0.01質量部を添加し、サンドミルにて3時間の分散を行い、下引層形成用塗布液を得た。
さらに、浸漬塗布法にて、下引層形成用塗布液を、導電性基体上に塗布し、180℃、30分の乾燥硬化を行い、膜厚30μmの下引層を得た。
得られた電荷発生層形成用塗布液を、下引層上に浸漬塗布し、130℃で5分間乾燥して、膜厚0.20μmの電荷発生層を形成した。
得られた電荷輸送層形成用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、145℃、30分の乾燥を行うことにより、膜厚30μmの電荷輸送層を形成した。
・ブタジエン系電荷輸送材料:下記構造式で示される化合物(CT1A)
・ベンジジン系電荷輸送材料:下記構造式で示される化合物(CT2A)
・ヒンダードフェノール系酸化防止剤:下記構造式で示される化合物(HP-1)
(画質評価)
感光体を画像形成装置(富士ゼロックス社製、Docu Print C1100)に装着した。さらに、この画像形成装置を用いて、20℃、40%RHの環境下で、感光体の表面を負に帯電させ780nmの単色光で像を形成する方法により50%ハーフトーン画像を出力し、得られた画像について、白点の発生を評価した。結果を表1、2に示す。
なお、評価基準は表3の通りである。評価方法の詳細としては、得られた画像の点欠陥(白店)を3つの大きさ(面積)で分類し、各々の大きさの点欠陥の個数が該当する基準のうち最も悪い基準(数値の大きい基準)の評価を与えることとした。具体的には、例えば、0.05mm2未満が11個、0.05mm2以上0.1mm2未満が2個、0.1mm2以上が0個の場合、評価は「8」である。なお、評価基準「4」以下であると実用上許容範囲であるとする。
また、実施例の金属円筒体を感光体に利用しても、ショックラインに起因する白点の発生が抑制されていることもわかる。
20 ダイス
22 凹部
23 底面
24 溝
30 スラグ(金属塊の一例)
40 パンチ
100 製造装置
200 しごき加工装置
GA 重心
L1 第一距離
L2 第二距離
r 半径
400 金属円筒体
410 金属円筒体
412 底部
413 筒状部
Claims (7)
- 筒状部と前記筒状部の軸方向一端に底部とを有し、前記筒状部の軸方向他端が開口したインパクトプレス加工金属筒体であって、
前記底部の外周面の表面粗さRz1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2と、の比(Rz1/Rz2)が、2以上4000以下の範囲であり、
前記底部の外周面のビッカース硬度HV1が、前記筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2に比べ5HV以上27HV以下の範囲で小さいインパクトプレス加工金属筒体。 - 前記底部の外周面のビッカース硬度HV1が、前記筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2に比べ、5HV以上18HV以下の範囲で小さい請求項1に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
- 前記底部の外周面のビッカース硬度HV1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面のビッカース硬度HV2と、の比(HV1/HV2)が、18/45以上25/30以下の範囲である請求項1又は請求項2に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
- 筒状部と前記筒状部の軸方向一端に底部とを有し、前記筒状部の軸方向他端が開口したインパクトプレス加工金属筒体であって、
前記底部の外周面の表面粗さRz1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2と、の比(Rz1/Rz2)が、2以上4000以下の範囲であり、
前記底部の外周面の平均結晶粒径D1が、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2に比べ50μm以上999.9μm以下の範囲で大きいインパクトプレス加工金属筒体。 - 前記底部の外周面の平均結晶粒径D1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の平均結晶粒径D2と、の比(D1/D2)が、2以上10000以下の範囲である請求項4に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
- 前記底部の外周面の表面粗さRz1と、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2と、の比(Rz1/Rz2)が、2.75以上3800以下の範囲である請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
- 前記底部の外周面の表面粗さRz1が、前記筒状部の軸方向中央部の外周面の表面粗さRz2に比べ5μm以上39.99μm以下の範囲で大きい請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のインパクトプレス加工金属筒体。
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