JPH0635216A

JPH0635216A - 電子写真感光体用アルミニウム管状基板の製造方法

Info

Publication number: JPH0635216A
Application number: JP19415092A
Authority: JP
Inventors: Shigefumi Matsunaga; 成史松永; Hisao Watanabe; 久雄渡辺; Hiroaki Sawanobori; 広明沢登; Hajime Yamada; 一山田
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd; Yamanashi Electronics Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd; Yamanashi Electronics Co Ltd
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】干渉縞防止効果に優れた電子写真感光体用ア
ルミニウム管状基板の提供。【構成】センタレス研削加工或はローラーバニシング
加工により、アルミニウム管状基板の表面粗さＲｚを
０．３〜３．０μｍに仕上げた後、更に基板の表面を前
記加工の加工溝が消えない程度に液体ホーニング加工に
より表面粗さＲｚを０．５〜３．０μｍ、表面積増加率
５〜５０％に処理を施す方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体用アル
ミニウム管状基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体は、アルミ基板上に光導
電層を形成させたものが広く使用されている。特に有機
系感光体では、電荷発生層及び電荷輸送層を積層した、
いわゆる積層型感光体が高感度且つ高寿命ということで
実用に供せられている。一般にこのような光導電層は導
電性のアルミ基板上に設けられているが、その表面に異
物の付着、汚れ、微細な穴等の欠陥が存在すると、それ
らに起因する画像欠陥がコピー画像上に現れてくる場合
がある。ところで、通常アルミニウムをドラム状の基板
として用いる場合は、押出し管に加工し、続いて所定の
肉厚、外型寸法のドラムとするため、引抜き加工、イン
パクト加工、しごき加工等を行うことにより作ることが
できる。

【０００３】しかし、このような非研削加工のみのアル
ミニウムドラムでは、その表面が荒れており、電子写真
感光体用基板として用いるには不充分である。そのた
め、通常その後の工程としてアルミ基板の表面を鏡面化
研削加工等により表面を仕上げる。例えば、図５及び図
６のように砥石による表面研磨やダイヤモンドバイト切
削等の方法がある。ところが、この様な切削、研磨方法
は、アルミニウム管状基板を一本づつ切削装置にチャッ
キング固定し、表面処理を施さなくてはならなく、操作
に手間がかかり、セッテイングに時間を要する等の欠点
がある。従って、製造コストが高くなり、大量生産には
不向きな方法である。

【０００４】又、切削研磨により所定範囲内の平面度或
は凹凸表面に仕上げようとすると、切削により発生する
アルミニウム金属の金属粉やバイトかす（砥石かす）等
の微細な介在物が切削物と被切削物の間に混入し、これ
により切削の加工性が低下し、それらに起因する表面欠
陥が生じ、それが画像欠陥としてスジとなって現れてし
まい、安定した電子写真用感光体の提供ができない欠点
を有している。特に従来のダイヤモンドバイト切削によ
る表面研磨等の方法では、ある一定間隔に規則的周期で
粗した溝が原因で、露光の際これらアルミ基板上表面及
び感光層表面での反射光に位相差が生じ、それによって
干渉縞模様が出てしまう。この様な現象は、レーザ光等
の可干渉性の単色光を光源とした電子写真方式の場合、
顕著に画像不良として現れる。特に反転現像時に黒点或
はスジを生じて画像欠陥となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、電子写真感光体用アルミ基板をセンタレス
研削加工及びその後の表面処理として、適度なホーニン
グ加工処理を施すことにより、レーザー光等の可干渉光
を露光光源とした感光体に対して、干渉縞防止効果に優
れた電子写真感光体用アルミ基板を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、電子写真
感光体用アルミ基板について、従来の表面形状及び加工
方式により生ずる前述の問題点をなくし、本発明の目的
を達成させるため鋭意研究を重ねた結果、押出し、引抜
きにより製造した所定の表面粗さを有するアルミニウム
管状基板をセンタレス研削加工或はローラーバニシング
加工により、アルミニウム管状基板の表面粗さＲｚを
０．３〜３．０μｍに仕上げた後、更に液体ホーニング
加工により前記アルミニウム管状基板の表面を表面粗さ
Ｒｚ０．５〜３．０μｍ、表面積増加率５〜５０％の処
理を施すことを特徴とする電子写真感光体用アルミニウ
ム管状基板の製造方法を提供するものである。

【０００７】即ち本発明は、熱間押出後引抜により所定
の寸法形状に仕上げた表面粗さ１０μｍ以下のアルミニ
ウム管状基板をセンタレス研削加工或はローラーバニシ
ング加工により、アルミ基板の円周方向に溝を形成し、
該溝の凹凸部綾形状及び溝間隔に規則性を持たさない表
面研削で行われ、表面粗さＲｚ０．３〜３．０μｍの範
囲に仕上げた後、液体ホーニング加工により前記センタ
レス研削で形成された不規則な溝が消えない程度に表面
粗さＲｚ０．５〜３．０μｍ、且つ表面積増加率５〜５
０％の範囲内で表面処理を施すことにより、本発明の目
的・課題が達成される。

【０００８】以下に、本発明の内容を図面を用いて詳細
に説明する。本発明は、上記のごとく所定の表面粗さの
アルミニウム管状基板を用い、これを例えばセンタレス
研削装置により加工した場合を説明すると、回転砥石と
同じ方向に回転するフィードローラとの間に送り、被切
削物を回転砥石とフィードローラの回転軸方向に移送さ
せながら研削するものである。

【０００９】センタレス研磨装置は、図１のように、回
転砥石１とこの回転砥石１と同方向に回転するフィード
ローラ２との間に被研削物３を送り、被研削物３はブレ
ード４により支持され、ガイド５、６、７、８にガイド
され、回転砥石１とフィードローラ２の回転軸方向に研
削されながら移送する。矢印は回転方向を示す。

【００１０】図２は、本研削装置の上面図であり、図１
と同符号を示す。図のＡの方向から順次Ｂの方向へ被研
削物のアルミニウム管状基板３が回転砥石１とフィード
ローラ２との間に挟まれながら被切削物３自身もランダ
ムに回転且つ、軸方向Ｂの方向へ移動しながら研削され
る。

【００１１】この方法だと、引抜加工等の非研削加工に
より作成された非研削アルミニウム管状基板を次工程の
センタレス切削工程に自動化ラインで流すことが可能と
なり、時間当りの研削本数は、従来の方法に比べ、極め
て高能率で表面処理が可能になる。更に、転圧加工によ
り管外面に圧縮残留応力を残すことが出来るため、曲が
りや真円度も向上する。これにより、押出し引抜きアル
ミニウム管状基板表面の表面状態の悪さを本発明の方法
を用いることによって修正し、所望の表面状態に仕上げ
ることができる。

【００１２】特に、前述の従来例に比べ、被研削物自身
の動作がランダムに回転、移送されるので、それによる
切削痕は被研削物の円周方向或は軸方向に非周期的に切
削されたり、または交差する場合もある。従って、これ
らの加工溝は従来問題となっている感光体の干渉縞によ
る画像不良の欠点を無くす重要な因子である。

【００１３】また、ローラーバニシング加工装置でも本
発明の特徴とする前述と同様の加工溝が形成される。図
３はローラーバニシング加工装置９の説明図であり、図
のＡの方向から順次Ｂの方向へ被研削物のアルミニウム
管状基板３が多数本のバニシングローラー１０によりセ
ンタレスバニシング加工（転圧加工）され、アルミニウ
ム管状基板３の表面にランダムな溝状痕が形成される。
図中の矢印は回転方向を示す。

【００１４】これら被研削物に施される溝形状について
は、加工条件、砥石粒径、粗さ、回転数、送り速度等を
適宜調整して所望のものにする。以上の表面に不規則且
つ非周期的な溝形状を有してなるアルミ基板いわゆるセ
ンタレス管をそのまま電子写真用感光体のアルミ基板と
して使用するには画像品質上、黒点等の欠陥をもたら
し、安定した電子写真用感光体の提供は出来ない。

【００１５】その理由として、図１で示した回転砥石１
で研削されたアルミニウム管状基板は、それ自体が軟質
金属のため、表面に微細な凹凸が形成され、図４（ａ）
に示すようなアルミニウム金属のバリ１１が発生してし
まう。図４（ｂ）に示すように３はアルミ基板、１１は
センタレス研磨時に発生したアルミバリ、１２は感光層
である。該アルミニウム基板上に感光層を形成した場
合、アルミバリ１１が感光層表面方向に生じていると、
その部分から感光層表面に向かって電荷の注入が起こ
り、結果として感光体の表面電位が打ち消され、反転現
像方式の場合、画像上に黒点として現れ画像不良にな
る。表−１に示すようにセンタレス研削されたアルミニ
ウム管状基板上に厚さ２０μｍの有機感光層を設けた感
光体を試作し、この感光体の画像品質評価を一成分現像
クリーニング方式のレーザープリンターにて行った。又
同時にバイト研削されたアルミニウム管状基板も同様に
評価を行った。

【００１６】

【表１】

【００１７】表−１に示すように、センタレス研削され
たアルミニウム管状基板サンプルＡ〜Ｅのうち、表面粗
さ０．３以下では干渉縞が発生し、３．０μｍ以上では
黒点がみられた。サンプルＦはセンタレス研削加工を施
さない無切削管で、押出し引抜きにより得られた素地の
アルミニウム管であるが、この場合は黒点干渉縞の両方
が顕著にみられた。サンプルＧは通常のダイヤモンドバ
イト切削により表面粗さ０．５μｍに均一粗されたアル
ミニウム管状基板で、黒点は発生しないものの、アルミ
表面が均一且つ規則的に粗されていることが原因による
干渉縞がみられる。従って、本発明を構成する溝形状の
好適な表面粗さは、Ｒｚ０．５〜３．０μｍの範囲が有
効である。

【００１８】こられの点について、従来のアルミ管状基
板の表面粗さと、本発明のそれとの比較をしたものが図
７と図８である。すなわち、図７は、従来のバイト切削
により表面粗さＲｚ０．５μｍに均一に粗面化されたア
ルミニウム管状基板の表面粗さを表面粗さ計で軸方向に
測定して示したものである。図のａ−ｂ間がドラムの軸
方向２．５ｍｍ分の長さである（倍率６０倍）。図８
は、本発明のセンタレス研削加工により形成されたアル
ミニウム管状基板の表面粗さを上記と同様の方法で測定
して示したもので表面粗さＲｚ０．５μｍである（倍率
６０倍）。

【００１９】比較してわかるように図７の従来方法によ
る溝粗さが非常にフラットで均一且つ規則的な粗さを有
している。つまり、溝間隔、ピッチ等が規則的であるゆ
え、粗さも一定且つ規則的である。これとは反対に、図
８の本発明の方法による溝粗さは、山谷のうねりがあ
り、一定の粗さを有していない。つまり、センタレス切
削により溝状痕が円周上で途切れていたり、隣の溝と重
なりあっていたり、転圧により部分部分の溝粗さが異な
っていたりして非常に不規則な性質を有していることか
ら、前述の干渉縞模様の防止効果に効を奏していると考
えられる。

【００２０】これらの結果から解るように、従来のバイ
ト切削等による加工方法では、その出来上り凹凸形が規
則的な為、干渉縞を起こす原因となっていたのである
が、本発明の溝形状では特に干渉縞に対して有効な手法
であることが証明されたわけである。しかし、前述の様
にレーザー光等の可干渉光の露光光源に対して高品位の
光階調性の画像を望む場合、即ち本発明の目的を達成す
るには十分でない。しかるに、以上のように加工された
アルミ表面に、更に特定の液体ホーニング加工により表
面を粗すことで本発明の目的が達成される。

【００２１】ホーニング加工処理は、図９に示すように
水等の液体に粉末状の研磨材を懸濁させ、高速度でアル
ミ基板表面に吹き付けて表面を凹状に粗面化する方法で
あるが、その場合、表面粗度は吹き付け圧力、速度、比
重及び懸濁濃度等により制御することが出来る。研磨材
としては、ガラスビーズを使用することが望ましい。装
置の基本構成としては、ポンプ１３、噴射ガン１４、研
磨材１５、空気導入管１６、処理容器１７、被研磨物１
８から成る。

【００２２】ホーニング加工の好ましい形状は、前記セ
ンタレス研削で形成された円周上に溝が消えてしまわな
い程度に粗すことが本発明のホーニング加工処理の目安
である。従って、ホーニング処理の表面粗さとしてＲｚ
０．５〜３．０μｍが適当である。好ましくは、１μｍ
〜２μｍの範囲が好適である。更に溝状に粗したアルミ
ニウム管状基板の表面を前述の通り、アルミニウム管状
基板円周上の溝が完全に消えてしまう程度にホーニング
処理を施すこと本発明の目的とする効果は期待できな
い。従って、面積増加率で比較した場合、５〜５０％の
範囲が円周状の溝状痕とホーニング加工との相乗効果に
よりその効果が最大となる。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明の方法を更に詳
細に説明するが、本発明はこれにより限定されるもので
ない。サンプルのアルミニウム管状基板は、センタレス
研削加工により所望の条件で形成したもので、表面粗さ
Ｒｚ０．３〜３．０μｍの範囲にあるアルミニウム管状
基板である。このアルミ基板の表面に種々の条件を変え
た液体ホーニング法により加工を施し、そのアルミ基板
上に厚さ２０μｍを有する有機感光層を設けた。こうし
て、得られた感光体の画像品質評価を一成分現像ブレー
ドクリーニング方式をとるレーザービームプリンタにて
評価を行った。

【００２４】

【実施例１】液体ホーニング装置は、球型の研磨材（ガ
ラスビーズ）５リットルを水２９リットルに懸濁させ、
それをポンプで０．２５ｋｇ／ｃｍ²の圧搾空気圧で被
研磨物のアルミニウム管状基板に吹き付けることにより
行った。その際、噴射ガンは３０ｃｍ／秒で上下に移動
させ、一方、アルミニウム管状基板は８ｒｐｍで回転さ
せた。加工時間を１５ｓｅｃ、３０ｓｅｃ、４５ｓｅ
ｃ、６０ｓｅｃと変化させることにより、加工前の不規
則な溝状凹凸痕を有するアルミニウム管状基板を加工
し、これにより単位面積当りの表面積が増加する。この
表面積の増加率を表−２に示す。又、表−３にホーニン
グ処理したアルミニウム管状基板に感光層を設けた感光
体の画像品質の評価結果を表−２の条件に対応した形で
示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】

【実施例２】実施例１において圧搾空気圧を０．５ｋｇ
／ｃｍ²とし、加工時間を１５ｓｅｃ、３０ｓｅｃ、４
５ｓｅｃ、６０ｓｅｃと変えて処理することにより、表
面積の増加率を得た。又、表−３に画像評価結果を示し
た。

【００２８】

【実施例３】実施例１において圧搾空気圧を１．０ｋｇ
／ｃｍ²とし、加工時間を１５ｓｅｃ、３０ｓｅｃ、４
５ｓｅｃと変えて処理することにより、表面積の増加率
を得た。又、表−３に画像評価結果を示した。

【００２９】

【実施例４】実施例１において圧搾空気圧を２．０ｋｇ
／ｃｍ²とし、加工時間を１５ｓｅｃ、３０ｓｅｃ、４
５ｓｅｃ、６０ｓｅｃと変えて処理することにより、表
面積の増加率を得た。又、表−３に画像評価結果を示し
た。

【００３０】

【実施例５】実施例１において圧搾空気圧を３．０ｋｇ
／ｃｍ²とし、加工時間を１５ｓｅｃ、３０ｓｅｃ、４
５ｓｅｃと変えて処理することにより、表面積の増加率
を得た。又、表−３に画像評価結果を示した。

【００３１】

【比較例１】実施例と同様に研磨材であるガラスビーズ
の粒径を５０μｍに変え、圧搾空気圧を２．０ｋｇ／ｃ
ｍ²とし、加工時間を１５ｓｅｃ、３０ｓｅｃ、４５ｓ
ｅｃ、６０ｓｅｃと変えて処理することにより、表面積
の増加率を得た。又、表−３に画像評価結果の示した。

【００３２】

【比較例２】実施例と同様に研磨材であるガラスビーズ
の粒径を１００μｍに変え、圧搾空気圧を２．０ｋｇ／
ｃｍ²とし、加工時間を１５ｓｅｃ、３０ｓｅｃ、４５
ｓｅｃ、６０ｓｅｃと変えて処理することにより、表面
積の増加率を得た。又、表−３に画像評価結果を示す。

【００３３】

【比較例３】センタレス研削を施していない押出し引抜
き管に（実施例４と同様の条件）で表面積の増加率を得
た。又、表−３に画像評価結果を示した。

【００３４】

【比較例４】従来のバイト切削加工により、表面粗さ
２．０μｍに粗したアルミニウム管状基板に実施例４と
同様の条件で表面積の増加率を得た。又、表−３に画像
評価結果を得た。表−２、表−３より研磨材のガラスビ
ーズの粒径が２０μｍの場合、圧搾空気圧０．２５ｋｇ
／ｃｍ²及び０．５ｋｇ／ｃｍ²の加工時間４５ｓｅｃ
まではバリに起因する黒点や干渉縞が発生した。しか
し、圧搾空気圧０．５ｋｇ／ｃｍ²の加工時間６０ｓｅ
ｃ及び１ｋｇ／ｃｍ²、２ｋｇ／ｃｍ²では黒点の発生
はなく良好であった。

【００３５】但し圧搾空気圧３．０ｋｇ／ｃｍ²では画
像上カブリが発生する。また圧搾空気圧２．０ｋｇ／ｃ
ｍ²でもガラスビーズの粒径が５０μｍになると加工時
間４５ｓｅｃ以上はカブリが発生する。カブリが発生し
始めたものは表−２に示すように液体ホーニング加工後
の単位面積当りの表面積が５４．３％であることがわか
る。圧搾空気圧２．０ｋｇ／ｃｍ²、加工時間６０ｓｅ
ｃで加工したときの表面積の増加率は５０％であり、圧
搾空気圧３．０ｋｇ／ｃｍ²、加工時間１５ｓｅｃで加
工した時の表面積の増加率は５４．３％である。画像品
質は前者が良好であり後者は画像上カブリが発生する。
従って、表面積の増加率が４．８％以下のものはバリが
完全に対策されず黒点が発生するため液体ホーニングを
する場合の有効範囲は、表面積の増加率５％以上５０％
以下に処理することにより、画像品質が安定した電子写
真感光体を得ることができる。

【００３６】さらにまた、ホーニング加工処理により表
面積の増加に伴って表面粗さにも顕著な差が見られた。
特に表面積増加率５％の境界値の付近では、圧搾空気圧
０．５ｋｇ／ｃｍ²、加工時間４５ｓｅｃでは表面粗さ
が０．４３μｍであり、１０ｓｅｃでは０．５μｍであ
った。さらに表面積増加率５０％の境界値の付近では、
圧搾空気圧２．０ｋｇ／ｃｍ²、加工時間６０ｓｅｃで
は表面粗さが２．８μｍであり、圧搾空気圧３．０ｋｇ
／ｃｍ²、加工時間１５ｓｅｃでは表面粗さが３．１μ
ｍであった。

【００３７】上記のようにホーニング加工処理後の表面
粗さは、表面積の増加に伴い増加率が少なければ表面粗
さも小さく、増加率が多ければ表面粗さも大きいことが
わかる。前述の結果から、本発明のセンタレス管状基板
のホーニング加工処理における表面粗さは、０．５μｍ
〜３．０μｍの範囲が有効である。

【００３８】

【発明の効果】以上の如く得られる本発明による電子写
真感光体用アルミニウム基板は、そのままでは表面に汚
れや突起、傷、へこみ等が数多く存在し使用できないよ
うな非切削アルミニウム管状基板をセンタレス研削処理
及び液体ホーニング処理によってそれらの欠点を除去
し、しかも高能率で表面処理することができるもので工
業化に最適である。本発明は、特にレーザー光等の可干
渉光を用いた場合は干渉縞のない優れた画像品質を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセンタレス研削装置の正面図。

【図２】本発明のセンタレス研装置の上面図。

【図３】本発明のローラーバニシング加工装置の説明
図。

【図４】（ａ）はアルミ表面のバリを示す断面図。
（ｂ）は黒点の発生メカニズムを説明した図。

【図５】従来の砥石研磨装置の一例を示す正面図。

【図６】従来のダイヤモンドバイト切削装置の一例を示
す正面図。

【図７】従来のバイト切削により表面粗さＲｚ０．５μ
ｍに均一に粗面化されたアルミニウム管の表面粗さを表
面粗さ計で軸方向に測定して示した図（倍率２０，００
０倍）。

【図８】本発明のセンタレス研削加工により形成された
アルミニウム管状基板の表面粗さを上記と同様の方法で
測定して示した図（倍率２０，０００倍）。

【図９】本発明の液体ホーニング加工装置の正面図。

【符号の説明】

１回転砥石２フイードローラー３被研削物（アルミニウム管状基板）４ブレード５〜８ガイド９ローラーバニシング加工装置１０バニシングローラー１１アルミバリ１２感光層１３ポンプ１４噴射ガン１５研磨材１６空気導入管１７処理容器１８被研削物（アルミニウム管状基板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田一山梨県甲府市東光寺２の19の27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センタレス研削加工或はローラーバニシ
ング加工により、アルミニウム管状基板の表面粗さＲｚ
を０．３〜３．０μｍに仕上げた後、更に液体ホーニン
グ加工により、前記アルミニウム管状基板の表面を前記
センタレス研削加工或はローラーバニシング加工の加工
溝が消えない程度に表面粗さＲｚを０．５〜３．０μ
ｍ、表面積増加率５〜５０％に処理を施すことを特徴と
する電子写真感光体用アルミニウム管状基板の製造方
法。