JPH02250936A

JPH02250936A - 感光体ドラム用アルミニウム合金材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH02250936A
Application number: JP7216989A
Authority: JP
Inventors: Sunao Aiura; 直相浦; Osamu Takezoe; 竹添　修
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1990-10-08

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】［産業上の利用分野コ本発明は鏡面仕上がり性が優れた感光体ドラム用アルミ
ニウム合金材及びその製造方法に関する。

［従来の技術］従来、静電式複写機等に使用される感光体ドラムは以下
に説明する方法により製造されている。

先ず、感光体ドラム基盤を得るために、アルミニウム又
はアルミニウム合金からなる大型の鋳塊を熱間でパイプ
吠に押出した後、このパイプを抽伸加工して所定の直径
に成形する。また、アルミニウム又はアルミニウム合金
材を所定の直径の棒状材に押出加工した後、インパクト
鍛造によりこの棒状材を加工して所定の直径のパイプに
成形する方法もある。

次に、このパイプの周面を天然ダイヤモンドによる切削
加工又はしごき加工により鏡面に仕上げ加工する。

次いで、このように周面を鏡面仕上げしたパイプを感光
体ドラムの基盤として、この基盤の周面に感光層を均一
に塗布する。これにより、感光体ドラムが完成する。

ところで、静電式複写機の解像度を向上させるためには
、感光層の塗布膜の厚さが均一である必要がある。そし
て、このためには、基盤の周面を均一に鏡面仕上げする
必要があり、このため、基盤周面の鏡面の均一性を阻害
するむしれの発生を抑制することが重要な課題となって
いる。

むしれは、基盤材料中に生成した晶出物が基盤表面から
離脱し、基盤周面に孔が形成される現象である。このむ
しれが多いと基盤の洗浄を十分に行うことができないた
め、洗浄後に感光層を基盤周面に均一に塗布することが
できない。

ところで、むしれを防止するためには晶出物を微細化す
る必要がある。このためには、例えば、鋳塊の凝固速度
を速め、晶出物の成長を抑制することが考えられる。し
かし、従来の基盤の製造方法には熱間押出加工の工程が
必須であり、この工程の制約を受けるため、量産的に加
工を行うためには、鋳塊の直径が２００　ｍｍ以上であ
る必要がある。

この場合、鋳塊の冷却速度は高々５℃／秒程度であり、
この程度の冷却速度では晶出物の微細化が達成できない
。

このため、従来の感光体ドラム用基盤においては、晶出
物を微細化してむしれの発生を抑制するために、地金の
純度を高品位にして対応せざるを得ない。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、高純度のアルミニウム地金を使用すると
、感光体ドラムの製造コストが著しく上昇するという問
題点がある。

また、従来の感光体基盤の製造方法は、アルミニウム又
はアルミニウム合金の押出材を素材としてインパクト鍛
造するため、製造工程が多く、感光体ドラムの製造コス
トを一層上昇させている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
鏡面仕上がり性が優れており、感光体ドラムの製造コス
トを低減できる感光体ドラム用アルミニウム合金材及び
その製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る感光体ドラム用アルミニウム合金材は、０
．１乃至１．５重量％ノＭ　ｇ　Ｎ　　０　、１乃至１
．２重量％のＭｎ及び０．０５乃至０．５重量％のＳｉ
からなる群から選択された少なくとも一種の元素を含有
し、残部がＡｌ及び不可避的不純物であり、不純物元素
のＦｅの含有量を０．５重量％以下に規制すると共に、
最大径が１５μｍ以上の晶出物の数を１０個／ｍｍ２以
下に規制したことを特徴とする。

本発明に係る感光体ドラム用アルミニウム合金材の製造
方法は、請求項１に記載の成分を含有するアルミニウム
合金の溶湯を溶製する工程と、この溶湯を１０℃／秒以
上の冷却速度で凝固させて連続鋳造する工程とを何する
ことを特徴とする。

［作用コ次に、上述の本発明に係るアルミニウム合金材の各成分
の添加理由及びその組成限定理由について説明する。

ＬＭｇはＡ）合金に強度を付与す石元素である。

Ｍｇの含有量が０．１重量％未満の場合は、強度向上の
効果が得られない。また、Ｍｇの含１１′量が１．５重
量％を超える場合は、Ａ７合金の鍛造性が阻害される。

このため、Ｍｇの含有量は０．１乃至１．５重量％とす
る。

Ｍ」− Ｍｎも、Ｍｇと同様にＡ１合金に強度を付与する元素で
ある。Ｍｎの含有量が０．１重量％未満の場合は強度向
上の効果を期待できない。一方、Ｍｎの含有量が１．２
重量％を超えるとＡ７合金の耐食性が劣化する。このた
め、Ｍｎの含有量は０．１乃至１．２重量％とする。

Ｓｉも、上述の２元素と同様にＡ１合金の強度を向上さ
せる作用がある。Ｓｉの含有量が０．０５５重量％未満
場合にはこの強度向上効果が得られず、一方、Ｓｉの含
有量が０．５重量％を超えると、Ａ１合金の耐食性が阻
害される。このため、Ｓｉの含有量は０．０５乃至０．
５重量％とする。

ｔ不純物元素であるＦｅはＡノと結合して粗大品出物を形
成する。前述した従来の感光体ドラムの製造方法におい
ては、Ｆｅの含有量が０．１重量％を超えると粗大晶出
物が生成され、むしれ等の不都合が発生する。しかしな
がら、本発明方法によれば、Ｆｅの含有量を０．５重量
％以下とすることにより、粗大品出物の生成を抑制でき
る。このため、Ｆｅの含有量は０．５重量％以下に規制
する。

次に、本発明に係るアルミニウム合金材の金属組織限定
理由について説明する。

本願発明者等が基盤のむしれの発生率と晶出物の大きさ
との関係について鋭意検討を重ねた結果、周面に存在す
る最大径が１５μｍ以上の晶出物はその略々全量が周面
から離脱してむしれ欠陥を発生させることを見出した。

そして、１５μｍ以上の晶出物の表面密度が１０個／−
を超えると、基盤の洗浄時に洗浄不良となりやすいこと
が判明した。

このため、最大径が１５μｍ以上の晶出物の密度を１０
個／ｍｍ２以下に規制する。

また、本発明方法においては、上述の成分を上述の組成
で有するアルミニウム合金を溶製した後、この溶湯を１
０℃／秒以上の凝固速度で鋳造する。

これにより、デンドライトアーム間隔（ＤＡＳ　；Ｄｅ
ｎｄｒｌｔｅ　Ａｒｍ　Ｓｐａｃｉｎｇ）が１５μｍ程
度となり、晶出物の径も１５μｍ以下となって良好な鍛
造性が得られる。

［実施例］次に、本発明の実施例について説明する。

実施例として、下記第１表に示すアルミニウム合金を通
常の方法で溶製し、直径がｆｉ５ｍ＋ｌの棒状材を連続
的に鋳造した。この棒状材は従来の感光体ドラム用に連
続鋳造されるアルミニウム材に比して小径であるため、
凝固速度は２０°Ｃ／秒と極めて速いものであった。こ
の棒状材を所定の長さに切断し、インパクト鍛造により
ドラム形状に加工した。その後、このドラム周面を天然
ダイヤモンドにより切削し、鏡面に仕上げた。次いで、
このドラム周面を有機溶剤により洗浄した後、乾燥させ
た。

また、比較例として、第１表にその成分を併せて示すア
ルミニウム合金を溶製した。そして、比較例１及び２と
して、この溶湯から直径が２５０ＩＩＩ＋の鋳塊を得た
。次いで、この鋳塊を熱間押出し加工して直径がＧＯｍ
ｍの棒状材に成形し、所定の長さに切断した。次いで、
この棒状材をインパクト鍛造によりドラム形状に加工し
た後、周面に鏡面仕上げを施した。

また、比較例３の合金はＪＩＳ　３００３　Ａ　ｆ合金
である。この合金を実施例１乃至５と同様に、直径が８
５ｍｍの棒状材に連続鋳造し、所定の長さに切断後、イ
ンパクト鍛造によりドラム形状に加工して、その周面に
鏡面加工を施した。

更に、比較例４は純度が９３．９重量％のＡｌ地金にＭ
ｇを１．５重量％添加したものである。これを熱間押出
し加工して直径がＧｏ、５＋ｕ＋の抽伸管に加工し、そ
の周面に鏡面加工を施した。

更にまた、比較例５は直径が２５０酊の鋳塊を得た後、
この鋳塊を熱間押出加工及び抽伸加工して直径がＧＯ，
５ｍｍのパイプに成形し、更にその周面に鏡面加工を施
したものである。

実施例１乃至５及び比較例１乃至５の製造方法及び鋳造
後の冷却速度を第１表に併せて示す。

これらの実施例１乃至５及び比較例１乃至５について、
表面状態、インパクト加工性、洗浄性及び製造コストを
調べた。その結果を下記第２表にまとめて示す。

但し、表面状態は１−当たりに存在する最大径が１５μ
ｍ以上の晶出物の数を調べ、その数が１０個以下の場合
を０１１０個を超える場合を×で示した。

また、インパクト加工性は、第１図（ａ）に示す直径が
３５ｍｍの素材を、第１図（ｂ）に示すパイプ状に鍛造
し、パイプに割れが発生する限界肉厚を測定する簡便法
により評価した。そして、肉厚が２３１のときに割れが
発生した場合を×１．肉厚が１龍のときに割れが発生し
た場合を０１肉厚を１＋ｎ未滴にしても割れが発生しな
かった場合を◎で表わした。

更に、洗浄性は結露試験により、ドラム周面に発生した
斑点の数を調べ、斑点が発生していない場合をＸで表わ
した。

更にまた、製造コストは比較例４の高純度Ａｌ地金を使
用した従来の感光体ドラム基盤に対する比にして表した
。

そして、総合評価として、感光体ドラム基盤として極め
て適しているものをＱ１何らかの欠点を有しているもの
をＸで示した。

この第２表から明らかなように、本発明に係る実施例１
乃至５はいずれもインパクト加工性が良好であり、結露
試験においても斑点の発生がなく洗浄性が優れている。

また、製造コストも低い。

一方、直径が２５０龍で鋳造した後、押出加工した比較
例１，２は鋳造後の冷却速度が遅く、このため、最大径
が１５μｍ以上の晶出物が多数生成された。この結果、
結露試験において斑点が発生した。また、不純物である
Ｆｅの含有量が多い比較例３も、最大径が１５μｍ以上
の晶出物が多数生成され、結露試験において斑点が発生
した。更に、比較例４は、洗浄性は優れているものの、
高純度のＡｌ地金を使用しているため、製造コストが著
しく高い。更にまた、Ｍｇを過剰に添加した比較例５は
洗浄性及びコストのいずれも劣るものであった。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、鏡面仕上がり性が
優れており、加工性及び洗浄性が優れた感光体ドラム用
アルミニウム合金を低コストで得ることができるから、
静電複写機の高解像度化及び低コスト化に著しく寄与す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はインパクト加工性の評価に使用したイン
パクト鍛造前の試験片、第１図（ｂ）は同じくその鍛造
後の試験片である。搬込 ■ （ａ）を第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）０．１乃至１．５重量％のＭｇ、０．１乃至１．
２重量％のＭｎ及び０．０５乃至０．５重量％のＳｉか
らなる群から選択された少なくとも一種の元素を含有し
、残部がＡｌ及び不可避的不純物であり、不純物元素の
Ｆｅの含有量を０．５重量％以下に規制すると共に、最
大径が１５μｍ以上の晶出物の数を１０個／ｍｍ＾２以
下に規制したことを特徴とする感光体ドラム用アルミニ
ウム合金材。
（２）請求項１に記載の成分を含有するアルミニウム合
金の溶湯を溶製する工程と、この溶湯を１０℃／秒以上
の冷却速度で凝固させて連続鋳造する工程とを有するこ
とを特徴とする感光体ドラム用アルミニウム合金材の製
造方法。