JPH04242743A - 電子写真感光体基体の表面加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体基体の
表面加工方法に関し、詳しくは、アルミニウム系材料か
らなる電子写真感光体基体の表面加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機、デジタルコピア、レー
ザープリンター等においては、回転ドラム状の電子写真
感光体基体（以下適宜「基体」と略称する）上に感光層
を設けてなる電子写真感光体が広く使用されている。か
かる電子写真感光体を構成する基体の材料としては、低
コスト、軽量、加工容易性等の利点から、アルミニウム
系材料が好ましく用いられている。このアルミニウム系
材料からなる回転ドラム状の基体は、一般に、管状素材
の表面を切削加工して仕上げられ、この切削加工時には
、通常、切削液が使用される。この切削液は、冷却作用
、潤滑作用、洗浄作用等を目的として使用されるもので
あり、具体的には、石油系、ポリブテン系、灯油、白灯
油等が使用されている。また、画像欠陥の発生を防止す
るために、基体の切削加工後に、ブラシや研磨剤等を利
用した接触式の洗浄手段により基体の表面を洗浄するこ
とも行われている。

【０００３】電子写真感光体基体の表面加工方法に関連
する具体的な技術としては、従来、以下に掲げるものが
提案されている。 （１）油性向上剤および／または極圧添加剤を　１．０
重量％以下含有する切削油を使用して電子写真感光体基
体の加工を行う技術　（特開昭６３−３０７４６３号公
報）　。 （２）特定範囲の割合のマグネシウムとケイ素と銅とチ
タンとを含有するアルミニウム合金からなる電子写真感
光体基体の表面を、切削部に丸みを有する切削工具によ
って仕上げる技術　（特開昭６４−　８６１５１号公報
）。 （３）特定範囲の割合のケイ素と鉄とを含有するアルミ
ニウム合金からなる電子写真感光体基体を用いる技術　
（特開昭６４−　８６１５２号公報）　。 （４）特定範囲の割合のマグネシウムとケイ素と銅とを
含有するアルミニウム合金からなる電子写真感光体基体
の表面を、切削部に丸みを有する切削工具によって仕上
げる技術　（特開昭６４−　８６１５３号公報）　。 （５）特定範囲の割合のケイ素とマグネシウムと鉄とを
含有するアルミニウム合金からなる電子写真感光体基体
を用いる技術　（特開昭６４−　８６１５４号公報）　
。 （６）特定範囲の割合のマグネシウムとケイ素と銅とチ
タンとを含有するアルミニウム合金からなる電子写真感
光体基体を用いる技術　（特開昭６４−　８６１５５号
公報）　。 （７）特定範囲の割合のケイ素と鉄とマグネシウムと、
特定割合以下のその他の金属とを含有するアルミニウム
合金からなる電子写真感光体基体を用いる技術（特開平
１−１２３２４５号公報）　。 （８）旋盤ユニットと、高圧液噴射加工ユニットと、電
子写真感光体基体の搬送ユニットとからなり、旋盤加工
と高圧噴射加工とが連続して自動的に行えるようにした
表面加工装置を用いる技術（特開平１−１７２５７３号
公報）　。 （９）オイルホールを有する回転工具とオイルホールを
有しない回転工具とを備えた主軸を回転自在に支持した
主軸頭を有する特定の切削液供給ノズル装置を用いる技
術（特開昭６２−１５２６４２号公報）　。 （１０）高圧の水の供給源に接続されたノズルの噴射孔
から電子写真感光体基体の表面に高圧の水を噴射させな
がら、このノズルを当該基体の表面に沿って走査させて
当該基体の表面を所定の表面粗さに粗面化する技術（特
開昭６３−２６４７６４号公報）　。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術では、切削油を使用して表面加工されたアルミニウム
系材料からなる基体の表面には、アルミニウム切削粉、
ほこりやごみ等の環境異物、さび等が切削油に取り込ま
れた状態で当該基体に強固に付着する場合があり、この
状態が例えば１ヶ月以上の長期にわたり放置されると、
特に夏場の高温高湿下においては、上記の付着物がさら
に強固に固着されるようになり、基体の表面に部分的な
腐食（さび）が発生し、この腐食は目視によっては認識
できない場合もある。

【０００５】このような腐食は、有機溶剤や界面活性剤
溶液に浸漬したり、あるいは超音波洗浄や紫外線／Ｏ３
　照射洗浄等の非接触洗浄によっては完全に除去するこ
とができず、従って、かかる腐食が存在する基体の表面
に感光層を設けて電子写真感光体を構成すると、当該腐
食部分に画像欠陥が発生し、特に反転現像方式を採用し
た画像形成プロセスに適用すると、得られる画像に黒点
、黒じま、局部的カブリが発生する問題がある。

【０００６】基体表面の部分的な腐食は、当該基体表面
をブラシや研磨剤を用いて接触洗浄することによりある
程度は除去することができるが、アルミニウム系材料に
よっては基体表面に却ってキズがついてしまい、当該キ
ズの部分上に形成される感光層特にキャリア発生層の膜
厚が変化しやすいため、感光層の光感度が変化し、ハー
フトーン画像においてコントラストが生じて画像欠陥と
なる問題がある。さらに、表面粗さが　０．３〜２．０
　μｍＲｍａｘ　で、長さが　０．１ｍｍ以内の部分に
５〜１５個の微小粗さを有するアルミニウム系材料から
なる基体では、微小粗さの凹部内に、油、切削粉、環境
異物等が入り込み、これが放置されると固着し、この固
着物はブラシや研磨剤のみでは必ずしも除去することが
できないため画像欠陥の原因となり、良好な品質の電子
写真感光体基体が得られない場合がある。

【０００７】また、従来技術のように切削油を使用して
表面加工されたアルミニウム系材料からなる基体では、
切削油を充分に除去するためには、フロン１１、１１２
、１１３等のフロン、トリクロルエチレン、１，１，１
−トリクロルエタン、パークロルエチレン、塩化メチレ
ン等の塩素系溶剤を用いて洗浄しなければならず、従っ
て、このような溶剤を多量に使用することは、オゾン層
破壊、発ガン性等の観点から環境汚染、作業安全性に問
題がある。また、上記（１０）の技術では、高圧の水を
噴射させながら基体表面の加工を行うものであり、高圧
の水のみでは金属表面の均一な加工を行うことは困難で
あるという問題がある。

【０００８】本発明者らは、以上の問題を解決すべく鋭
意研究を重ねたところ、画像欠陥の発生は、基体の表面
加工時に発生した切削粉、環境異物等が切削油をバイン
ダーとして基体表面に固着し、あるいは切削油自体が分
解して強固に固着し、さらには化学反応により強固に固
着することが原因であることを突き止めた。そして、切
削油の代わりに水溶性有機溶剤（水を含まず）からなる
切削液を用い、多結晶ダイヤモンド焼結体からなるバイ
トにより切削加工することにより、画像欠陥が少なく、
その後の洗浄も容易であり、さらにフロンや塩素系溶剤
を使用せずにあるいは使用するとしても少量で済み、品
質の優れた電子写真感光体基体を提供することができる
ことを見出して本発明を完成するに至った。

【０００９】そこで、本発明の目的は、洗浄性がよく、
画像欠陥の少ない表面を有する電子写真感光体基体を得
ることができる表面加工方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電子写真感光体
基体の表面加工方法は、アルミニウム系材料からなる電
子写真感光体基体の表面に、水溶性有機溶剤（水を含ま
ず）からなる切削液を供給しながら、当該基体の表面を
多結晶ダイヤモンド焼結体からなるバイトにより切削加
工することを特徴とする。水溶性有機溶剤（水を含まず
）からなる切削液の供給量は、０．００３　ｍｌ／ｃｍ
２　以上が好ましい。電子写真感光体基体の表面粗さが
　０．３〜３．０　μｍＲｍａｘ　となるように切削加
工することが好ましい。 電子写真感光体基体の表面に、バイトの送り方向におい
て送りピッチ当り当該バイトを構成する多結晶ダイヤモ
ンド焼結体の粒度に起因する５〜１００　個の微小粗さ
が存在するように切削加工することが好ましい。

【００１１】

【作用】切削液として水溶性有機溶剤（水を含まず）を
使用することにより、アルミニウム切削粉、ほこりやご
み等の環境異物等の基体表面への溶着や固着が有効に防
止される。仮に付着物が生じたとしても強固に固着する
ことがないので、その後の洗浄が容易であり、洗浄工程
数の減少により生産性が向上し、またブラシや研磨剤を
用いて接触洗浄する場合にも擦過力が小さくてよいので
基体表面にキズを発生させるおそれが少ない。しかも、
洗浄にはフロンや塩素系溶剤を用いる必要性が少ないの
で、環境汚染、作業安全性の問題が生じない。また、切
削液のコストの低減化を図ることができ、さらに水溶性
有機溶剤（水を含まず）からなる切削液は、油系切削液
に比べて冷却効果が高いことからバイトの長寿命化も図
ることができる。そして、水溶性有機溶剤（水を含まず
）からなる切削液によれば、バイトと基体との接触界面
に当該水溶性有機溶剤による良好な膜が形成されるので
、単なる水に比べて良好な潤滑作用が発揮され、しかも
、アルミニウム系材料からなる電子写真感光体基体の表
面に腐食が生ずるおそれが少ない。

【００１２】

【実施例】本発明の表面加工方法においては、アルミニ
ウム系材料からなる電子写真感光体基体の表面に、水溶
性有機溶剤（水を含まず）からなる切削液を供給しなが
ら、当該基体の表面を多結晶ダイヤモンド焼結体からな
るバイトにより切削加工する。

【００１３】アルミニウム系材料としては、ＪＩＳ　で
規定されているＡ１０７０、Ａ１１００、Ａ３００３、
Ａ５００５、Ａ５８０５、Ａ６０６３等が用いられる。 基体の形態としては特に限定されず、回転ドラム状、エ
ンドレスシートベルト状のいずれであってもよい。

【００１４】切削液としては、水溶性有機溶剤（水を含
まず）を用いる。かかる水溶性有機溶剤（水を含まず）
としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール
、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチ
ルケトン等のケトン類等が挙げられる。

【００１５】切削液の単位質量当りの蒸発潜熱は、切削
加工時における刃先部の冷却効果の観点から、０．１７
ｋｃａｌ／ｇ以上が好ましい。この蒸発潜熱は、断熱熱
量計により測定されたものである。切削液の沸点は、切
削加工時における刃先部の冷却効果および加工後の洗浄
性の観点から、５０〜８０℃が好ましい。この沸点は、
融点測定器により測定されたものである。

【００１６】基体表面への切削液の供給は、例えば扶桑
精機社製の「マジックカット」等を用いてミスト状にし
て行うことが好ましい。ミスト状にすることにより、切
削加工時に発生した切削粉や環境異物の基体表面への強
固な固着が有効に防止され、また切削粉等が微小粗さの
凹部内に入ったとしても除去されやすい。さらに、切削
粉等が基体表面に強固に固着しないので洗浄が容易であ
り、従って、フロンや塩素系溶剤を使用する必要性が少
なくて環境衛生上の問題を生ずるおそれもなく、またブ
ラシのような接触式洗浄を適用する場合にも、小さな擦
過力で充分に洗浄することができ、基体表面に画像欠陥
の原因となるようなキズが発生するおそれもない。また
、長期間放置されても、切削粉や環境異物が基体表面に
強固に付着するおそれがない。切削液としての水溶性有
機溶剤の供給量は、良好な冷却作用、潤滑作用、洗浄作
用を得る観点から、　０．００３ｍｌ／ｃｍ２　以上で
あることが好ましい。

【００１７】本発明においては、切削工具として、多結
晶ダイヤモンド焼結体からなるバイトを用いる。荒加工
では、通常の多結晶ダイヤモンド焼結体が用いられるが
、仕上げ加工では、多結晶ダイヤモンド焼結体であって
、粒度が　０．５μｍ程度であって、ノーズの丸みの半
径Ｒが２０ｍｍ以上のバイトを用いることが好ましい。 ノーズの丸みの半径Ｒが大きいものを使用することによ
り、バイトの送りピッチ内における最大高さＲｍａｘ　
が小さくなり、加工面が洗浄ブラシに対して洗浄されや
すい形状となる。すなわち、最大高さＲｍａｘ　は小さ
くてピッチが大きい形状となり、ブラシの毛先がなじみ
やすい加工面形状となる。また、ノーズの丸みの半径Ｒ
を大きくすることにより、最大高さＲｍａｘ　が同じ場
合、バイトの送りピッチを大きくでき、タクトタイムに
も有効である。ただし、フラットバイト　（Ｒ＝３００
）のように半径Ｒが大きくなり過ぎると、バイトの段取
りが微妙になり、表面加工が難しくなる。ここで、最大
高さＲｍａｘ　は、ＪＩＳ　Ｂ０６０１−１９８２に準
じて測定されたものである。使用した測定器は、ＪＩＳ
　Ｂ０６５１に規定された触針式表面粗さ測定器である
「表面粗さ測定器ＳＥ−３０Ｈ」（小坂研究所製）であ
り、使用した触針の先端曲率半径の呼び値は２μｍであ
る。

【００１８】表面加工の条件としては、荒加工では、主
軸回転数が２０００〜６０００ｒｐｍ　、切込みが　０
．１〜０．２　ｍｍ、送りピッチが　０．２ｍｍ／ｒｅ
ｖ　程度がよく、仕上げ加工では、主軸回転数が２００
０〜６０００ｒｐｍ　、切込みが２０μｍ、送りピッチ
が　０．２ｍｍ／ｒｅｖ　程度がよい。なお、主軸回転
数は、管状の基体の外径によっても異なるので、一概に
規定することはできない。本発明においては、レーザー
光による露光プロセスに適用されたときの干渉縞（モア
レ）の発生を防止する観点から、基体の表面粗さが　０
．３〜３．０　μｍＲｍａｘ　、さらには　０．３〜１
．０　μｍＲｍａｘ　となるように切削加工することが
好ましく、また、基体の表面に、バイトの送り方向にお
いて送りピッチ当り当該バイトを構成する多結晶ダイヤ
モンド焼結体の粒度に起因する５〜１００　個さらには
５〜４０個の微小粗さが存在するように切削加工するこ
とが好ましい。ここで、微小粗さは、上記の最大高さＲ
ｍａｘ　の測定と同様にして測定されたものであり、使
用する触針の先端曲率半径によっても測定できる微小粗
さの細かさが異なってくるが、一例においては先端曲率
半径の呼び値が２μｍの触針が用いられる。

【００１９】基体の表面加工に使用できる工作機械とし
ては、特に限定されないが、例えば図１に示す基体加工
用旋盤が挙げられる。図１において、１はドラム状の基
体、２はマグネットベース、３はホルダー、４はアトマ
イザー、５は噴霧ノズル、６は切削液容器、７は操作用
空気弁、８はバイトである。操作用空気弁７を操作者が
足で踏むとエアーがアトマイザー４に送られて、切削液
容器６の噴射ノズル５から切削液が、バイト８と基体１
との接触部分に噴射される。切削液の噴霧装置の具体例
としては、「マジックカット」（扶桑精機社製）が挙げ
られる。

【００２０】表面加工された基体は、次に洗浄工程に付
されるが、本発明の表面加工方法を適用した基体表面は
洗浄が容易であるため、擦過力の小さなブラシ洗浄、超
音波洗浄、純水洗浄等によって切削粉等を容易に洗浄す
ることができる。従って、基体表面への切削粉等の固着
が充分に防止される。洗浄工程を経由した基体は、次に
乾燥工程に付されるが、乾燥手段としては例えば蒸気等
が用いられる。

【００２１】本発明の方法により表面加工された電子写
真感光体基体は、電子写真複写機、デジタルコピア、レ
ーザープリンター等に用いられる電子写真感光体を構成
するために使用されるが、かかる電子写真感光体は、例
えば当該基体の表面にキャリア発生層とキャリア輸送層
を含む有機感光層を設けて構成される。

【００２２】以下、さらに具体的な実施例について説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。 実施例１ 下記の条件に従って、基体の表面に切削液を供給しなが
ら、当該基体の表面をバイトにより切削加工した。次い
で、洗浄して、表面加工された電子写真感光体基体を得
た。この基体の表面粗さは０．７０μｍＲｍａｘ　であ
り、バイトの送り方向において送りピッチ当りの微小粗
さの数は２０個であった。 （１）基体 アルミニウム系材料からなる基体であって、外径が６０
ｍｍで長さが　２７３ｍｍの神戸製鋼所製のＡ４０Ｓ（
６０００系）　からなる回転ドラム状の基体を用いた。 なお、このＡ４０Ｓは、アルミニウムのほかに、マグネ
シウムが０．５５重量％、ケイ素が０．１２重量％、鉄
が０．０５重量％、チタンが０．０１重量％、亜鉛が０
．０１重量％、マンガンが０．０１重量％以下の割合で
含有されているものである。 （２）切削液 後記表１に示す切削液Ａを用いた。 （３）切削液の供給量 ０．００３ｍｌ／ｃｍ２　となるように供給した。 （４）工作機械 切削液の噴霧装置として「マジックカット」（扶桑精機
社製）を備えた、図１に示した基体加工用旋盤を用いた
。 （５）バイト 荒加工では、ノーズＲが３ｍｍ、粒度が５μｍの多結晶
ダイヤモンド焼結体からなるバイトを使用した。仕上げ
加工では、ノーズＲが２０ｍｍ、粒度が　０．５μｍの
多結晶ダイヤモンド焼結体からなるバイトを使用した。 （６）加工条件 荒加工では、主軸回転数を３０００ｒｐｍ　、送りピッ
チを　０．２ｍｍ／ｒｅｖ　、切込を　０．２ｍｍとし
た。仕上げ加工では、主軸回転数を３０００ｒｐｍ　、
送りピッチを　０．２ｍｍ／ｒｅｖ　、切込を２０μｍ
とした。

【００２３】実施例２〜６ 後記表２および表３に示す条件としたほかは、実施例１
と同様にして表面加工された電子写真感光体基体を得た
。得られた各基体の表面粗さ、バイトの送り方向におい
て送りピッチ当りの微小粗さの数は表３に示すとおりで
あった。

【００２４】比較例１ 実施例１において、切削液をエッソ製の「Ｄ　１１０」
に変更したほかは同様にして比較用の電子写真感光体基
体を得た。なお、「Ｄ　１１０」は、パラフィン系炭化
水素を５４％、ナフテン系炭化水素を４６％含有してな
る非水溶性の切削液である。この基体の表面粗さは０．
６８μｍＲｍａｘであり、バイトの送り方向において送
りピッチ当りの微小粗さの数は２０個であった。

【００２５】比較例２ 実施例１において、切削液を出光興産社製の「ダフニカ
ット６９３０改」に変更したほかは同様にして比較用の
電子写真感光体基体を得た。なお、「ダフニカット６９
３０改」は、ナフテン系を含む炭化水素に添加物として
イオウを含有してなる非水溶性の切削液である。この基
体の表面粗さは０．６８μｍＲｍａｘ　であり、バイト
の送り方向において送りピッチ当りの微小粗さの数は２
０個であった。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】実写評価 以上の実施例１〜６および比較例１〜２で得られた電子
写真感光体基体を用いて、下記のようにして、下引層、
キャリア発生層、キャリア輸送層を順に積層して、機能
分離型の２層構成の有機感光層を備えた電子写真感光体
を作製した。

【００３０】（１）下引層 塗布溶剤として、トルエンと、２−ブタノン（ＭＥＫ）
とを用い、バインダーとしてエルバックス４２６０（エ
チレン系共重合体）を用いて、電子写真感光体基体上に
乾燥後の膜厚が　０．２μｍの下引層を設けた。

【００３１】（２）キャリア発生層 塗布溶剤として２−ブタノン（ＭＥＫ）を用い、バイン
ダー（溶液）としてＫＲ−５２４０（シリコーン樹脂）
を用い、キャリア発生物質としてτ型無金属フタロシア
ニンを用いて、上記下引層の上に乾燥後の付着量が４ｍ
ｇ／ｄｍ２　のキャリア発生層を設けた。

【００３２】（３）キャリア輸送層 塗布溶剤として１，２−ジクロロエタンを用い、バイン
ダーとしてユーピロンＺ−　２００（ポリカーボネート
ＢＰＺ）を用い、キャリア輸送物質としてＥＤ−４８５
　　（スチリルトリフェニルアミン系）　を用い、酸化
防止剤としてイルガノックス−１０１０（ペンタエリス
リル−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ターシャリブチ
ル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕）を用
い、シリコーンオイルとしてＫＦ−５４（１／１０希釈
液）　を用いて、上記キャリア発生層の上に乾燥後の膜
厚が２０μｍのキャリア輸送層を設けた。

【００３３】上記各電子写真感光体をコニカ社製のレー
ザープリンター「ＬＰ３１１５」に搭載して、反転現像
法によりＡ４サイズの普通紙に画像を形成する実写テス
トを行い、下記のようにして画質、黒点、黒スジを評価
した。なお、帯電電圧は、黒点、黒スジ、カブリが出や
すいように、ＶＨ　＝４５０　Ｖに設定した。また、画
質の評価は、黒点およびカブリの発生しない場合を◎、
黒点が若干発生したがカブリのない場合を○、黒点およ
びカブリが発生した場合を×とした。以上の結果を後記
表５に示す。なお、モアレについても評価したところ、
実施例１〜６で得られた電子写真感光体基体を用いた場
合には、モアレの発生は認められなかった。

【００３４】

【表４】

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の表
面加工方法によれば、切削液として水溶性有機溶剤（水
を含まず）からなる切削液を用いているので、単なる水
に比べて良好な潤滑作用が発揮され、しかもアルミニウ
ム系材料からなる電子写真感光体基体の表面に腐食が生
ずるおそれが少ない。また、環境汚染の問題が生ぜず、
作業の安全性を害するおそれもない。さらに油性切削液
に比べて冷却効果が高いため、バイトの長寿命化を図る
こともできる。そして、その後の洗浄が容易であるため
、黒点、黒スジ、黒ジマ、局部的カブリ等の画像欠陥の
少ない電子写真感光体基体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基体加工用旋盤の説明図である。

【図２】切削液の噴霧装置の斜視図である。

【符号の説明】

１　　基体 ２　　マグネットベース ３　　ホルダー ４　　アトマイザー ５　　噴霧ノズル ６　　切削液容器 ７　　操作用空気弁 ８　　バイト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アルミニウム系材料からなる電子写真
   感光体基体の表面に、水溶性有機溶剤（水を含まず）か
   らなる切削液を供給しながら、当該基体の表面を多結晶
   ダイヤモンド焼結体からなるバイトにより切削加工する
   ことを特徴とする電子写真感光体基体の表面加工方法。
2. 【請求項２】　　切削液の供給量が　０．００３ｍｌ／
   ｃｍ２　以上であることを特徴とする請求項１に記載の
   電子写真感光体基体の表面加工方法。
3. 【請求項３】　　電子写真感光体基体の表面粗さが　０
   ．３〜３．０　μｍＲｍａｘ　となるように切削加工す
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真
   感光体基体の表面加工方法。
4. 【請求項４】　　電子写真感光体基体の表面に、バイト
   の送り方向において１回転当りの送り長さ（送りピッチ
   ）当り当該バイトを構成する多結晶ダイヤモンド焼結体
   の粒度に起因する５〜１００　個の微小粗さが存在する
   ように切削加工することを特徴とする請求項１、２また
   は３に記載の電子写真感光体基体の表面加工方法。