【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は切削表面仕上り性に優れた感光ドラム
用押出アルミニウム合金に関する。
最近複写機やプリンタ等の感光ドラムにおい
て、アモルフアスシリコン（ａ―Si）や有機半導
体等の新しい感光剤が使用されるようになつてき
ている。
しかして、これらの感光剤を使用するドラム
は、通常押出加工により作製されたアルミニウム
管を鏡面切削を行なつてから感光剤を蒸着或いは
塗布しているが、この場合、表面粗らさが5/100
μ以下であることが必要である。
そして、表面粗度がが大きいと感光剤の本来の
特性が発揮できないからであり、この点におい
て、従来使用されていたSe、CdS等の感光剤を使
用する場合とは異なつている。
即ち、感光剤を、特にアモルフアスシリコン
（ａ―Si）を使用する場合には、感光ドラムの表
面粗度が大きいところで局部的にSiが結晶化して
しまい、画質を悪化させるので感光ドラムの表面
の仕上り性は不可欠の要求である。
例えば、鏡面仕上りを必要とするものに、磁気
デイスク基盤があるが、この場合はデイスク基盤
表面の突起や穴のような欠陥が問題となるが、そ
れは磁気記録の単位空間領域と欠陥サイズが同等
であるために記録エラーとなるからであるが、ア
モルフアスシリコン（ａ―Si）を使用する場合、
欠陥のサイズよりもむしろ局部的な突起のところ
で結晶化が起るということにおいて本質的に相違
している。従つて、感光ドラム表面は全体が均一
な鏡面となることが重要なことである。
このように、感光ドラムの表面が鏡面のような
仕上りを要求される分野においては、AA5086合
金が多く使用されているが、このAA5086合金は
Mn含有量が0.2〜0.7wt％の他、不純物として
Fe、Si等が含有されているので、これらの化合
物が晶出物を形成して表面仕上り性を妨害してい
るために、アモルフアスシリコン（ａ―Si）等を
感光剤とする感光ドラムにおいては要求される精
度を満足することができない。
本発明者は上記に説明したようなアモルフアス
シリコン（ａ―Si）や有機半導体等の新しい感光
剤を使用する感光ドラムの表面仕上り性を向上さ
せるために、材料学的要因について研究したとこ
ろ、
(1) 晶出物が微細で数が少ないこと。
(2) 結晶粒度ができるだけ微細であること。
の２点が大きな要因であることがわかつた。
そして、(1)については、磁気デイスク等で経験
しているよく知られている事実であり、不純物を
微量に規制したり、高温に加熱して固溶させるこ
とで達成できるが、さらに、(2)の要因を付加する
ことにより、感光ドラムの表面仕上り性が飛躍的
に高められ、特に、結晶粒が大きいと感光ドラム
全面に均一で粗さの小さい表面が得られないこと
がわかつた。
本発明はこのような本発明者の知見に基いてな
されたものであつて、新しい感光剤を充分に使用
することができる切削表面仕上り性に優れた感光
ドラム用押出アルミニウム合金を提供するもので
ある。
本発明に係る切削表面仕上り性に優れた感光ド
ラム用押出アルミニウム合金の特徴とするところ
は、Mg3.0〜5.0wt％、Cr0.01〜0.12wt％を含有
し、不純物として、Fe≦0.12、Si≦0.10wt％、
Mn≦0.2wt％に規制し、残部Alよりなり、かつ、
切削表面における平均結晶粒径が380μ以下とす
ることにある。
本発明に係る切削表面仕上り性に優れた感光ド
ラム用押出アルミニウム合金（以下単に本発明に
係るアルミニウム合金ということがある。）につ
いて詳細に説明する。
先ず、本発明に係るアルミニウム合金の含有成
分および成分割合と平均結晶粒径について説明す
る。
Mgは強度を高めるための元素であり、含有量
が3.0wt％未満ではこの効果が充分でなく、切削
時の高速回転で微小な撓みを生じ、また、5wt％
を越えて含有されると押出性を阻害する。よつ
て、Mg含有量は3.0〜5.0wt％とする。
Crは結晶粒を微細化する元素であり、含有量
が0.01wt％未満ではこの効果が小さく、含有量が
多い程効果も大きくなるが、0.12wt％を越えて含
有されるとAl7Crの化合物を形成して仕上り性を
阻害する。よつて、Cr含有量は0.01〜0.12wt％と
する。
Fe、Siは不純物として含有されるものであつ
て、含有量がFeが0.12wt％およびSiが0.10wt％
を越えると、Al―Fe、Al―Fe―Si、Mg2Si等の
化合物を形成して表面仕上り性を阻害する。よつ
て、Fe含有量は0.12wt％以下、Si含有量は
0.10wt％以下に規制する。
Mnも不純物として含有されるものであり、Mn
の含有は結晶を微細化する元素であるが、含有量
が0.2wt％を越えて含有されるとAl6FeまたはAl6
（Mn，Fe）の晶出物を形成して表面仕上り性を
阻害する。よつて、Mn含有量は0.20wt％以下に
規制する。
結晶粒径は結晶粒が大きくなると表面仕上り性
が劣化するので、最大粗さ（Rmax）を5/100μ
以下とするためには、平均結晶粒径を380μ以下
としなければならないのである。
上記の含有成分以外に、鋳塊の結晶粒を微細化
するために、Tiを0.037wt％以下を含有させるこ
とは許容される。
次に、本発明に係る切削表面仕上り性に優れた
感光ドラム用押出アルミニウム合金の実施例を説
明する。
実施例
第１表に示す含有成分および成分割合のアルミ
ニウム合金を常法に従つて溶解し、200φの鋳塊
に鋳造し、520℃の温度で４時間の均熱処理を行
なつた後、押出および抽伸加工により、直径80
mm、肉厚3.0mmの管を作製した。
この管を250℃の温度で２時間の安定化処理を
行なつて供試材とした。
切削は次に示す条件で行なつた。
(1) 粗切削（NC旋盤）
工具：焼結ダイヤモンド製工具（市販品）
切削速度：450m／min
切込み：0.25mm
送り：0.1mm／rev
(2) 仕上げ切削（超精密旋盤）
工具：天然ダイヤモンド製工具（市販品）
切削速度：450m／min
切込み：0.015mm
送り：0.03mm／rev
切削した全長300mmの製品の中央部で表面粗さ
計にて最大粗さ（Rmax）を求め、その結果を第
１表に示す。
The present invention relates to an extruded aluminum alloy for photosensitive drums that has excellent cutting surface finish. Recently, new photosensitive agents such as amorphous silicon (a-Si) and organic semiconductors have come to be used in photosensitive drums of copying machines, printers, and the like. However, drums using these photosensitizers are usually manufactured by extruding an aluminum tube, mirror-cut, and then vapor-deposited or coated with the photosensitizer, but in this case, the surface roughness is 5. /100
It needs to be less than μ. If the surface roughness is large, the original characteristics of the photosensitizer cannot be exhibited, and in this point, it is different from the case where conventionally used photosensitizers such as Se and CdS are used. In other words, when using a photosensitive material, especially amorphous silicon (a-Si), Si crystallizes locally in areas where the surface roughness of the photosensitive drum is large, deteriorating image quality. The quality of the finish is an essential requirement. For example, a magnetic disk substrate requires a mirror finish, but in this case defects such as protrusions and holes on the surface of the disk substrate become a problem, and the defect size is equivalent to the unit spatial area of magnetic recording. However, when using amorphous silicon (a-Si),
The essential difference is that crystallization occurs at local protrusions rather than defect size. Therefore, it is important that the entire surface of the photosensitive drum has a uniform mirror surface. In this way, AA5086 alloy is often used in fields where the surface of photosensitive drums is required to have a mirror-like finish.
In addition to the Mn content of 0.2 to 0.7wt%, as an impurity
Since Fe, Si, etc. are contained, these compounds form crystallized substances and interfere with the surface finish. cannot satisfy the required accuracy. In order to improve the surface finish of photosensitive drums that use new photosensitive agents such as amorphous silicon (a-Si) and organic semiconductors as described above, the present inventor conducted research on material-related factors. (1) Crystallized substances are fine and few in number. (2) The grain size should be as fine as possible. It was found that these two points were major factors. Regarding (1), this is a well-known fact experienced with magnetic disks, etc., and can be achieved by controlling the amount of impurities to a trace amount or heating them to high temperatures to dissolve them into solid solution. It was found that by adding the factor 2), the surface finish of the photosensitive drum was dramatically improved, and in particular, if the crystal grains were large, a uniform surface with low roughness could not be obtained over the entire surface of the photosensitive drum. The present invention has been made based on the findings of the inventors, and it is an object of the present invention to provide an extruded aluminum alloy for photosensitive drums that can fully use a new photosensitive agent and has an excellent cutting surface finish. be. The extruded aluminum alloy for photosensitive drums with excellent cutting surface finish according to the present invention is characterized by containing 3.0 to 5.0 wt% Mg and 0.01 to 0.12 wt% Cr, and containing impurities Fe≦0.12, Si≦0.10wt%,
Mn is regulated to 0.2wt%, the balance is Al, and
The average crystal grain size on the cut surface is to be 380μ or less. The extruded aluminum alloy for photosensitive drums having excellent cutting surface finish according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as the aluminum alloy according to the present invention) will be described in detail. First, the components, component ratios, and average grain size of the aluminum alloy according to the present invention will be explained. Mg is an element that increases strength, and if the content is less than 3.0wt%, this effect is not sufficient, causing slight deflection during high-speed rotation during cutting, and 5wt%
If the content exceeds this amount, extrudability will be inhibited. Therefore, the Mg content is set to 3.0 to 5.0 wt%. Cr is an element that refines crystal grains, and if the content is less than 0.01wt%, this effect will be small, and the higher the content, the greater the effect, but if the content exceeds 0.12wt%, the Al 7 Cr Forms compounds that inhibit finish quality. Therefore, the Cr content is set to 0.01 to 0.12 wt%. Fe and Si are contained as impurities, and the content is 0.12wt% for Fe and 0.10wt% for Si.
If it exceeds this amount, compounds such as Al-Fe, Al-Fe-Si, Mg 2 Si, etc. will be formed and the surface finish will be impaired. Therefore, the Fe content is 0.12wt% or less, and the Si content is
Regulated to 0.10wt% or less. Mn is also contained as an impurity, and Mn
is an element that refines crystals, but if the content exceeds 0.2wt%, Al 6 Fe or Al 6
Forms (Mn, Fe) crystals and impairs surface finish. Therefore, the Mn content is regulated to 0.20wt% or less. The maximum roughness (Rmax) is set to 5/100μ because the surface finish deteriorates as the crystal grain size increases.
In order to achieve the following, the average crystal grain size must be 380μ or less. In addition to the above-mentioned components, it is permissible to contain Ti in an amount of 0.037 wt% or less in order to refine the crystal grains of the ingot. Next, an example of an extruded aluminum alloy for photosensitive drums having excellent cutting surface finish according to the present invention will be described. Example An aluminum alloy having the components and proportions shown in Table 1 was melted according to a conventional method, cast into a 200φ ingot, soaked at 520°C for 4 hours, extruded and Diameter 80 due to drawing process
A tube with a thickness of 3.0 mm and a wall thickness of 3.0 mm was fabricated. This tube was stabilized at a temperature of 250° C. for 2 hours and used as a test material. Cutting was performed under the following conditions. (1) Rough cutting (NC lathe) Tool: Sintered diamond tool (commercially available) Cutting speed: 450 m/min Depth of cut: 0.25 mm Feed: 0.1 mm/rev (2) Finish cutting (ultra precision lathe) Tool: Natural diamond Manufacturing tool (commercially available) Cutting speed: 450m/min Depth of cut: 0.015mm Feed: 0.03mm/rev Find the maximum roughness (Rmax) using a surface roughness meter at the center of the cut product with a total length of 300mm, and check the results. Shown in Table 1.
【表】
この第１表から、本発明に係る切削表面仕上り
性に優れた感光ドラム用押出アルミニウム合金は
Rmaxは容易に0.05μ以下とすることができ、Cr
含有量の少ない合金（No.７）および含有成分と含
有割合は本発明に係る切削表面仕上り性に優れた
感光トラム用押出アルミニウム合金と同じであつ
ても、結晶粒が大きい合金（No.４）は表面仕上り
性が劣り、また、結晶粒は微細であるが不純物の
含有量が多い合金（No.５、６、８）は表面仕上り
性が著しく悪いことは明らかである。
以上説明したように、本発明に係る切削表面仕
上り性に優れた感光ドラム用押出アルミニウム合
金は上記の構成を有しているものであるから、新
しい感光剤のアモルフアスシリコンや有機半導体
等を充分使用することができる感光ドラム用の押
出アルミニウム合金として優れた切削表面仕上り
性を有するという効果がある。[Table] From Table 1, the extruded aluminum alloy for photosensitive drums with excellent cutting surface finish according to the present invention is
Rmax can easily be less than 0.05μ, and Cr
Although the alloy with a small content (No. 7) and the alloy with large crystal grains (No. 4) have the same components and content ratio as the extruded aluminum alloy for photosensitive tram with excellent cutting surface finish according to the present invention, It is clear that the alloys (Nos. 5, 6, and 8), which have fine crystal grains but contain a large amount of impurities, have extremely poor surface finishes. As explained above, since the extruded aluminum alloy for photosensitive drums according to the present invention with excellent cutting surface finish has the above-mentioned structure, the new photosensitizers such as amorphous silicon and organic semiconductors can be used in a sufficient amount. As an extruded aluminum alloy for photosensitive drums that can be used, it has the effect of having excellent cutting surface finish properties.