JPH02110570A - 感光体ドラム用基体の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真複写機、プリンター、ファクシミリな
どの各種画像記録装置に適用される感光体ドラム用基体
の製造方法に関する。

（従来技術） 電子写真複写機、レーザプリンタ、デジタルコビーなど
の記録装置においては画像を記録するのに電子写真プロ
セスが用いられる。電子写真プロセスにおいては、−様
に帯電した感光体を画像情報に応じた光で照射して露光
することにより静電荷のＷＩ像を形成し、この潜像を現
像することにより可視化した後記録紙に転写し、その後
加熱して溶融定着させて画像を形成しているが、感光体
としては通常アルミニウムや銅などの非鉄金属材料また
はプラスチックなどの非金属材料などから成る円筒状ド
ラム基体の表面に下引き層、電荷発生層、電荷移送層な
どを塗布して感光体膜層な形成させた光導電性を有する
有機半導体やさらに絶縁層、保護層などを塗布したＣｄ
Ｓ、ＺｎＯ１無機感光体あるいはセレン、アモルファス
シリコンなどを蒸着させたものが種々用いられている。

ところでこの種の感光体ドラム上には静電荷潜像や可視
像が形成されるためドラム基体の表面は平滑でなければ
ならないが、近年、この平滑加工にダイヤモンドバイト
を用いた鏡面切削加工が行われている。ダイヤモンド切
削バイトは硬くて高温に耐える性質があるため、摩耗が
少なくて耐久性があり、仕上げ寸法が正確で鏡面状態を
作り出すことが容易などの理由から感光体ドラム用基体
の鏡面仕上げには好適である。

ところが、新たに研磨されたダイヤモンド切削バイトは
、すくい面と逃げ面とがなす主切刃稜およびすくい面と
横逃げ面とがなす副切刃稜が極めて鋭利である上、その
研磨時に発生した欠陥や研磨痕のため不安定な状態にな
っているので、切削時に被削材がこの鋭利で欠陥等の多
い切刃稜に溶着したりその後切刃稜の脱落がおこりやす
く、これらが切削面を荒して良好な鏡面が得られないこ
とが知られている。

そこで従来から、ダイヤモンド切削バイトを切削加工に
使用する前にダミー被削材を切削するいわゆる慣らし切
削を行なうことによって、研磨直後の鋭利な切刃稜を適
度に摩耗させてから鏡面切削を開始するのが普通である
。この慣らし切削により研磨時の欠陥等が除かれて高品
位の切刃稜が得られる結果、良好な切削およびバニシン
グが行なわれて被削材に優れた鏡面が形成されることに
なる。

ところがこの慣らし切削距離は数１０Ｋｍから１１００
Ｋ以上にもおよび、また慣らし切削除時にバイトと被切
削材との当り角度を種々変えて切削し、良好な刃先のバ
イトとするため、それに要する時間や手間および段取り
作業が莫大で生産性低下の原因となっている。

そこで、この慣らし切削を無くして最初から高品位な切
削稜を得ることが考えられ、たとえば特開昭６２−２７
１．６０５号では第８図に示すごとく、実際の慣らし切
削により摩耗させる部分を予め取り除くように、バイト
１１の刃先先端のすくい面１１ａと前逃げ面１１ｂとが
なす主切刃稜に幅０．２〜０．８ｐｍの面取りｌｉｄを
設けることが提案されている。しかしながら、このよう
に面取りしたダイヤモンド切削バイトでも、前記生産性
低下の原因を取り除き従来に比べ極度の慣らし切削を減
少したのでは最初から良好な鏡面切削を行なうことは難
しく、被削材に優れた鏡面を安定して形成することか困
難であった。

慣らし切削が充分でなかったりバイトの初期表面状態に
よりドラム基体の表面にわずかな引掻き痕などが残り、
その後洗浄しても切削油や切り粉がその部分に残ったり
、空気中のごみがそこに付着したりする。このような状
態て前述のような感光層を表面に塗布等などで設けて感
光ドラムを製作し、この感光ドラムを装置に組み込み使
用した場合、帯電時のリーク（電荷抜け）や記録時の画
像にじみあるいは干渉縞の原因となって画質の低下を招
くという問題がある。感光層そのものは一般に薄ければ
薄いほどよいとされているが、前記のごとく基体表面に
異常があると、感光層を薄くすることが困難となり、厚
くなければなったで性能の劣化を来たしてしまう。

（発明の目的および構成） 本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、慣らし
切削が不要かまたはわずかな慣らし切削でほぼ１回の旋
盤へのバイト取付けにより良質な画像を形成し得る鏡面
状態の感光体ドラム用基体を製造することを目的とし、
この目的を達成するために、すくい面と前逃げ面とがな
す主切刃稜を曲率半径が０．１５〜３．５ＪＬ１１１の
曲面で形成し、すくい面と前逃げ面を主切刃稜と滑らか
に連続させたダイヤモンド切削バイトを用いて感光体ド
ラム用基体を切削して鏡面状態の表面を形成するように
したものである。

（実施例） 以下本発明による感光体ドラム用基体の製造方法につい
て説明する。

感光体ドラム用基体の材質としてアルミニウムを用いた
ものを例にとると、たとえば肉厚約１層−のアルミ管を
引抜き法または押出し法で形成し。

これを所定寸法（たとえば３００　ａｍ）ごとに切断し
て感光体ドラム用基体の素材とする。

第１図は本発明で用いる切削加工装置の全体を示す。

切削加工装置は、ベットｌの上面両端部に主軸台２と心
押し台３とか固定され、主軸台２から伸びる主軸４にチ
ャック治具５か固定されている。

主軸４にはプーリーを介してベルト６が巻きつけられ、
図示しないモータにより回転されるようになっている。

一方、心押し台３からは心押し軸７が伸びその先端にチ
ャック治具８が固定されている。

主軸台２と心押し台３との間でベツドｌ上にはサドル９
が矢印六方向に往復運動可能に取り付けられていて、こ
のサドル９の上にサドル９の移動方向とは直角のＢ方向
に移動可能に刃物台１０か取り付けられている。刃物台
ｌＯの前面に切削バイト１１．１４が着脱自在に取り付
けられ、後面には切込み量調節用のつまみ１２が設けら
れている。

いま感光体ドラム用基体の表面を鏡面仕上げしようとす
ると５心押し軸７を引込めた状態で被削物である感光体
ドラム用基体１３の一端の開口部にチャック治具５を軽
く当て他端の開口部にもう一方のチャック治具８を当て
た後心押し軸７を軽く押し出すことにより両チャック拍
具を基体１３の両端から軽く押付けする。

こうして装置に固定した基体１３をベルト６を介して回
転させ、一方すトル９を図において左端より刃物台ｌＯ
に所望の高さで取り付けられた粗加工用のハイド１４を
基体に一定量切り込ませ、一定の送り速度で右方向に移
動させる。基体の全長を越えたところでサドル９を停止
させ、粗加工用のハイド１４をもどし、次に仕上げ用ハ
イド１１を基体１３の表面に当てながら一定の送り速度
で右方向にゆっくり移動させていき、当初の左位置へも
どす。この往復運動により基体１３の表面か仕上げバイ
ト１１（以下これを切削バイト、あるいはタイヤモンド
ハイトという）により鏡面加工されてゆく。

第２図は上記切削加工装置に用いるダイヤモンド切削バ
イトの一実施例の刃先要部を示し、第３図は同バイト刃
先要部を白矢印りの方向から見た様子を示す。

刃先か第３図に示すように、すくい面１１ａと前逃げ面
１１ｂとのなす角βが８５″である切削バイトを準備し
、すくい面１１ａと前逃げ面１１ｂとにより形成される
主切刃稜ａを全長にわたり曲面研磨して曲率半径Ｒ１が
０．８μｍの曲面を形成する。この主切刃稜ａは慣らし
切削終了時の形状に近似した曲面をなしており、その曲
面はすくい面１１ａおよび前逃げ面１１ｂとそれぞれ滑
らかな曲率で連続して形成されている。主切刃稜ａかす
くい面１１ａおよび前逃げ面１１ｂとそれぞれ接続する
変曲点間の距、Ｉｄ（第３図参照）は２・２ｐ、ｍであ
る。

一方、すくい面１１ａと横逃げ面１１ｃとか交わって形
成される副切刃稜Ｃは鋭利となっている。

主切刃稜ａを構成する曲面の曲率半径Ｒ１は０．１５〜
３．５ＪＬｍの間で選ぶのが良好であり、特に０．５〜
３．０４ｍが加工上特に好ましい。それは、この曲率半
径Ｒ，が０．１５μｍ未満ではまだ切刃稜が鋭利で欠陥
などの不安定要素が多く、良好な鏡面切削ができないか
らであり。

逆に３．０４ｍ特に３．５μｍをこえると切刃稜の摩耗
か多すぎて切削寿命が少なくなるからである０曲率半径
Ｒ１を０．７０〜０．８０ＪＬｍの間に選ぶと特にすぐ
れた鏡面か得られることか実験的に確認された。

第４図は本発明で用いる切削バイトの他の実施例の刃先
要部を示す斜視図であり、第２図と同じ参照数字は同じ
部分を示す。

この実施例では、すくい面１１ａと前逃げ面１１ｂとの
なす主切刃稜ａを曲率半径Ｒ，＝０．８μｍの曲面に形
成するほかに、さらに前逃げ面１１ｂと横逃げ面１１ｃ
との交わる稜を曲率半径Ｒ２〜０．０９ｍｍの曲面とし
たものである。

なお、すくい面１１ａと横逃げ面１１ｃとが交わって形
成される副切刃稜Ｃは鋭利となっている。

稜すの曲面はすくい面から逃げ面方向に１０〜４０μｍ
にわたって形成されている。

第５図は本発明で用いる切削バイトのさらに他の実施例
の刃先要部を示す斜視図であり、第４図と同じ参照数字
は同じ部分を示す。

この実施例は第２図の実施例において、すくい面１１ａ
と横逃げ面１１ｃとがなす副切刃稜Ｃに長さ０．２■に
わたり曲率半径Ｒ３＝０．３μｍの曲面を形成したもの
であり、主切刃稜ａの曲面の曲率半径Ｒ，は第２図の実
施例と同じである。

主切刃ｉａと副切刃稜すまたはＣの各切刃稜はそれぞれ
滑らかな曲率の連続で形成されていることは前述の通り
であるが、主切刃稜ａと副切刃稜すまたはＣあるいはａ
、ｂ、ｃの曲面の交差部も滑らかな自由曲面にて構成さ
れることか好ましい。

いずれの実施例においても、曲面をなす主切刃稜ａと前
逃げ面１１ｂとが滑らかに連続しているので良好なバニ
シングか行なわれ、被削材の切削面に筋目等の傷を生じ
ることかない。さらに、切削開始時から良好な鏡面を得
るためには、主切刃稜ａと前逃げ面１１ｂとを屈折点な
く稜線のない滑らかな曲面で連続して構成されることが
最適である。また前逃げ面１１ｂと横逃げ面１１ｃとの
交わる稜すは被削材をこするので、切刃稜ａに設けた曲
面より大きな曲率の丸味を、またすくい面１１ａと横逃
げ面１１ｃとの交わる副切刃稜Ｃは、主切刃稜ａの曲面
より小さな曲率の丸味を持たせることか好ましい。

さらに、第２図に示した実施例の稜すとＣにそれぞれ第
４図および第５図に示した実施例のような曲率半径Ｒ２
およびＲ３のような曲面を形成することにより各実施例
のすぐれた効果が相乗された切削バイトか得られる。

本発明による上記の切削バイトをシャンクに取り付けて
第１図に示す切削加工装置にセットし、下記条件で切削
テストを行なった。

被削材：感光体ドラム用基体素材アルミニウム合金（Ａ
　１０７０　、　Ａ　３００３）φ６０　φ８０　厚１
ｍ膳円筒 ３０００ｒｐｍ Ｏ０２膳鳳７ｌ回転 ２０ルｍ 回転数： 送　　リ　： 切込み： 比較のために、主切刃稜ａと副切刃Ｊ＆Ｃが曲面ではな
く、通常の研磨直後の鋭利なままである切削バイト（従
来例１）および第８図のように鋭利な主切刃稜ａの全長
に幅２．２μｍの面取り１１、ｄを設けた切削バイト（
従来例２）を準備し、上記と同様の条件で切削テストを
行なった。

この切削テストにおいて、各テストバイトごとに良好な
鏡面が得られるまでの切削距離を求めた結果を下表に慣
らし切削距離として列挙する。

テストバイト　　　　　　慣らし切削距離本発明例　　
　　　　　　０〜１０Ｋｍ（１０個の平均＝　３に膳） 従来例１　　　　　　　８０〜１５０　Ｋ　ｍ従来例２
　　　　　　５０〜ｌｏｏＫｍなお、上記の実験では、
感光体ドラム用基体材料としてアルミニウム合金を用い
たが、純アルミニウム系材料でも同様な傾向が認められ
た。

この実験結果かられかるように、本発明による製造方法
により高品位の鏡面を得るのに必要な慣らし切削時間を
大幅に短縮できる。

またこの基体の上に光導電性の有機半導体またはセレン
などの感光層（下引き層二０．１〜ｌｐ　ｍ　、電荷発
生層：　０．　１〜２　μｍ、’Ｔｒ！、荷移送層：ｌ
Ｏ〜３０ｕＬｍ）を設けて製作した感光ドラムを使用し
、転写画像を評価したか、−船釣な帯電電圧下における
帯電リークもなく、にじみなどのない良質の画像が得ら
れている。

第６図および第７図はそれぞれ本発明による製造方法と
従来の製造方法とにより製造した感光体ドラム用基体の
最初の１〜２本についてその表面粗さを測定した結果を
示すもので、表面粗さは触針式の表面粗さ試験機を用い
て測定した０本発明に係る第６図かられかるように、基
体表面にはほとんど引掻き痕は認められないが、従来法
に係る第７図からは破線丸で囲んで示すように基体表面
に単位長さ当り多数の引掻き痕が認められる。

このことかられかるように５本発明により製造された感
光体ドラム用基体は少ない慣らし切削で引掻き痕の少な
い良質の鏡面か得られ、すなわち従来の慣らし切削によ
り形成された前記切刃稜の曲率の一様でないバイトによ
る加工法に比し、良好なる鏡面加工に用いられるバイト
の利用時間（寿命）が長くなり且つバイト曲率の均一さ
による加工面の痕、ピッチムラなどの少ない感光体基体
がより多くバラツキなく得られ、その後塗布工程におい
ても量産性に富み薄く均一な膜厚の感光体層が安定して
形成出来る。

本発明はアルミニウムやアルミニウム合金だけでなく、
銅、ベリリウム、ニッケル、金などの非鉄金属素材はも
ちろんのこと合成樹脂などの非金属材料で作られた基体
の製造にも適用することができる。

また、本発明で切削する基体は実施例で示したように、
引抜き法または押出し法で製造したパイプ状素材を切断
したものでなく、絞り込み加工により一端が閉じた形状
に製造された素材でもよいことはもちろんである。

さらに、切削バイトの主切刃稜ａまたは副切刃稜す、ｃ
に形成される曲面の曲率半径Ｒ，，Ｒ２゜Ｒ３は稜の長
平方向に変えてもよいし、稜の全長にわたることなく一
部に形成してもよい。

また、切削バイトは周知のように被削物に対する切削方
向を予め定めて使用するようになっており、第４図およ
び第５図に示した実施例は切削バイトが左方向に移動す
る際被削物を切削する例であるが、本発明は切削バイト
が右方向に移動する際被削物を切削する場合でも曲面の
位置を反対側の稜に変えるたけで適用することかできる
ことは言うまでもない、また感光体ドラム基体加工用の
切削装置として一般的な旋盤を例としたがこれに限るも
のではなく、ＮＣ旋盤、マシニングセンターなど種々の
切削装置による加工も当然含まれるものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、すくい面と前
逃げ面とがなす主切刃稜を曲率半径が０．１５〜３．５
ｕＬｍの曲面で形成し、すくい面と前逃げ面を主切刃稜
と滑らかに連続させたダイヤモンド切削バイトを用いて
感光体ドラム用基体を切削して鏡面状態の表面を形成す
るようにしたので、慣らし切削をせずにまたは極めてわ
ずかな慣らし切削で高品位な鏡面状態か得られ、通常１
回の切削装置へのハイドの取付作業にてすみ１段取り工
数の低減はもちろん慣らし切削不要による不良損失材料
のロスの向上により非鉄金属または非金属材料の感光体
ドラム用基体の鏡面切削加工の生産性コストの低減を飛
躍的に向上させることかできる。

また、本発明によれば、従来に比し少ない慣らし切削で
高品質な鏡面状態か得られるため、基体表面の引掻き痕
か激減し、記録装器の感光体ドラムとして用いたとき多
数の微少な引掻き痕部によって生じる帯電電荷の極部に
よる電荷のリークや画像記録時の露光の際基体表面での
こまかい凹凸部での光散乱によって生ずる画像のにじみ
の問題などがなくなり、画質の高い記録画像が得られる
。さらに切削時の洗浄済（たとえばトリブレン）の目詰
まりや痕部に入り込む微粉塵などのわずかな残余物によ
り、従来感光体下引き層を厚くし、基体と感光層との密
着力の強化を必要としたが、本発明による加工法で基体
を用いることでの下引き層、ひいては感光体層膜厚を薄
くした感光体ドラムの製造が可滝となり、感光体の残留
電位特性の改善や感度の向上はもちろんのこと特に、レ
ーザー、ＬＥＤなとのドツト露光による画像記録に際し
ての干渉縞の問題も減少し、レーザプリンタやデジタル
コピーの画像向上への貢献が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による感光体ドラム用基体の製造方法で
用いる切削加工装置の概略線図、第２図は本発明による
製造方法で用いる切削バイトの一実施例の刃先要部の斜
視図、第３図は第２図に示した刃先要部を白矢印方向か
ら見た外形図、第４図および第５図は本発明による製造
方法で用いる切削バイトの他の実施例の刃先要部の斜視
図、第６図および第７図はそれぞれ本発明による製造方
法および従来の製造方法で製造した基体の表面粗さを測
定して示すチャート、第８図は従来用いられている切削
バイトの刃先要部の斜視図である。 １３　ａ−−−すくい面、１３　ｂ−・・前逃げ面、ｌ
　３　ｃ　−＝横通げ面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）すくい面と前逃げ面とがなす主切刃稜を曲率半径
   が０．１５〜３．５μｍの曲面で形成し且つ前記すくい
   面および前逃げ面を前記主切刃稜曲面となめらかに連続
   させて形成したダイヤモンド切削用バイトを感光体ドラ
   ム用基体表面に当てながら移動させて該基体表面を鏡面
   仕上げすることを特徴とする感光体ドラム用基体の製造
   方法。
2. （２）前記切削バイトの前記前逃げ面と少なくとも一方
   の横逃げ面とが交わって形成される第１の副切刃稜を曲
   率半径が０．０２〜０．２ｍｍの曲面で形成し、前記前
   逃げ面および横逃げ面を前記第１の副切刃稜曲面と滑ら
   かに連続させた請求項１に記載の感光体ドラム用基体の
   製造方法。
3. （３）前記切削バイトの前記すくい面と少なくとも一方
   の横逃げ面とが交わって形成される第２の副切刃稜を曲
   率半径が０．１〜０．３μｍの曲面で形成し、前記すく
   い面および横逃げ面を前記第２の副切刃稜と滑らかに連
   続させた請求項１または２に記載の感光体ドラム用基体
   の製造方法。
4. （４）前記切削バイトの主切刃稜または副切刃稜に形成
   される曲面の曲率半径を稜の長手方向に変化させた請求
   項１、２または３に記載の感光体ドラム用基体の製造方
   法。
5. （５）前記切削バイトの主切刃稜または副切刃稜に形成
   される曲面が該稜の全長にわたらない請求項１、２、３
   または４に記載の感光体ドラム用基体の製造方法。