JPS6161170A - 電子写真感光体用a1合金基体及びその製造方法 - Google Patents

電子写真感光体用a1合金基体及びその製造方法

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JPS6161170A
JPS6161170A JP18352084A JP18352084A JPS6161170A JP S6161170 A JPS6161170 A JP S6161170A JP 18352084 A JP18352084 A JP 18352084A JP 18352084 A JP18352084 A JP 18352084A JP S6161170 A JPS6161170 A JP S6161170A
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JP
Japan
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cutting
size
alloy
surface layer
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Pending
Application number
JP18352084A
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English (en)
Inventor
Yoshio Ashida
芦田 喜郎
Yuichi Seki
勇一 関
Kenichiro Ouchi
大内 権一郎
Masahiro Tsukuda
筑田 昌宏
Shigenori Kusumoto
栄典 楠本
Kiyoshi Yamauchi
山内 精
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6161170A publication Critical patent/JPS6161170A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00Recording-members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat or to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/10Bases for charge-receiving or other layers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

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、表面精度の高い電子写真感光体用Al合金基
体及びその製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
電子写真式複写機等に利用される感光ドラムは、Al合
金製円筒状素材の表面を粗切削した後蒋密切削あるいは
精密研磨して基体を形成し、該基体の表面に感光体薄膜
を蒸着あるいは塗布することにより製造される。そして
上記感光体材料としてはアモルファスS e (T e
 ) v Cd S y Z n Oz有機感光体等が
使用されている。
ところが上記の実用感光体材料には、耐刷性。
耐熱性、公害防止等の点で改善の余地のあることが分か
シ、これらの要請に対拠し得る感光体について研究が進
められた結果アモルファスSiが提案されている。
しかしてアモルファスSiは単に耐刷性等が優れている
だけでなく複写性能や感光精度も優れたものであるから
、例えばレーザプリンタやインテリジェントコピア等の
高度情報機器の感光体としても大いに期待を集めている
しかるに感光ドラムにおける複写性能は感光体の特性に
よって左右されるだけでなく、感光体用Al合金基体の
表面性状にも大きく影響されることが指摘されてお夛、
従来のAl合金基体の表面精度では上記情報機器用とし
ては不十分であり、実用化の障害になっている。
本発明者等はこうした状況のもとて上記Al合金基体に
ついて良好な表面精度が得られない理由を追求したとと
る、その原因がAl合金の表層部に存在する粗大晶出物
にあることをつきとめた。
即ちAl合金中には添加元素やAI地金に由来する不純
物元素が含まれておシ、AIとこれらの元素との反応に
よってAl−Fe、Al−Mn。
A I −Mn−F e 、 Mg−5i系等の金属間
化合物(粗大晶出物)が晶出し、これらが第2相粒子と
してAl合金母相内に分散している。そして上記第2相
粒子が切削時に切シ残されたシ、母相から脱落して切削
表面上に凹凸を形成し、これがとシもなおさず表面精度
の悪化につながっている。
又粗大な第2相粒子が晶出している部分の物理的性質及
び化学的性質は当然母相と異なる為、その影響がAl合
金基体に蒸着される感光体にも及んで複写時のむらや汚
れの原因になる。この他粗大な第2相粒子が存在するこ
との問題として切削時にAI合金表面に残留応力が発生
すると共に加工変質層も生成することが挙げられ、これ
らも複写性能に悪影響を及ぼしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
高度情報機器用としても利用できる様な特性を有する電
子写真感光体用Al合金基体即ち表面精度が良好である
と共に表面の化学的・物理的性質が均一であるAl合金
基体及びその製造方法を提供することを本発明の課題と
している。
〔問題を解決するだめの手段〕
AI合金基体表層部における第2相粒子の大きさが5μ
m以下である点に本発明合金基体の要旨があり、又この
様なAl合金基体を製造するに当たっては少なくとも精
密切削を行なう前の時点でAl合金素材にエネルギー密
度が1400 J /cm2以上の電磁波あるいは電子
ビーム照射を行なう点に本発明方法の要旨が存在する。
〔作用〕
前述した様に感光ドラムを製造するに当たってはAl合
金製素管の表面を切削あるいは研磨して所定の表面精度
に仕上げ、その表面に感光体薄膜を塗布するが、切削(
殊に精密切削)等によって満足し得る表面精度を得よう
とするとAl合金基体の表層部に第2層粒子の粗大晶出
物があってはならず、表層部における第2相粒子の大き
さは5μm以下とする必要がある。その理由は前にも述
べた如く、■第2相粒子の大きさが5μmを超えると切
削時に第2相粒子の切り残しあるいは母相からの脱落が
生じてAl合金基体の表面精度を所望レベルまであげる
ことができないととならびに■粗大な第2相粒子が存在
する事によって感光体薄膜がその影響を受は複写時のむ
ら、汚れの原因と外るからである。
次に上記構成のAl合金基体を製造するに当たっては、
製造工程のいずれかの段階において粗大第2相粒子を微
細化する処理を行なわなければならないが、第2相粒子
の殆んどは晶出物であるので通常の熱処理ではこれを微
細化することはできない。そこで本発明においてはAl
合金基体の表層部に高エネルギー密度の電磁波(具体的
にはレーザや電子ビーム等)を照射して表層部を急速溶
融した後電磁波の照射を止めて母材の板厚方向への熱伝
導によって溶融部を急速に冷却凝固する方法によって第
2相粒子の大きさを微細化するという効果的な処理方法
を確立した。以下電磁波の一種であるレーザを例にとっ
て説明する。
ところでレーザを照射するに当たっては照射時期や照射
量等を設定しなければならない。
即ち前述の通j5AI合金基体を製造するに当たっては
Al合金素管を粗切削(粗研磨を含む)した後精密切削
(精密研磨を含む)する。尚レーザ照射時期は少なくと
も精密切削を行なう前とする必要があシ、■粗切削に精
密切削の間、又は■粗切削の前に行なうことが考えられ
る。
一方照射量を決定するに当たっては、溶融深さや第2相
粒子の微細化度等を考慮する必要があシ、前記■と■の
いずれの照射時期を選択するにしても後工程として切削
操作を行なう必要があるので溶融深さは切削代を考慮し
たものとする必要がある。ちなみに粗切削と精密切削の
間に照射を行なう場合の切削代としては精密切削の為の
切削代が必要であシ、該切削代はレーザ照射によシ生じ
るAl合金素材表面粗さの程度によっても若干具なるが
、10〜50μmの範囲となる。又粗切削の前に照射を
行なう場合には切削代としては粗切削及び精密切削によ
って削シ取られる切削代が必要であシ、この場合にはレ
ーザ照射によシ生ずる表面粗さは素管の表面粗さに吸収
されるのでレーザ照射によって生じた表面粗れの影響は
殆んど考慮する必要はない。
従って溶込み深さは、粗切削と精密切削の間に照射を行
なう場合には10μm以上、粗切削の前に照射を行なう
場合には300μm以上とする必要がある。
そこで粗切削と精密切削の間でレーザ照射を行なう場合
について述べると、レーザ照射量は溶込み深さが精密切
削の為の切削代(10μm)以上となる様に、且つ粗切
削後のAI合金素材表層部から10μmの深さにおける
第2相粒子の大きさが5μm以下となる様に設定する必
要がある。ちなみにレーザ照射量(下式で示されるエネ
ルギー密度で表わす)と溶込み深さとの間には第1図に
示す関係があり、又溶込み深さと第2相粒子の大きさと
の間には第2図に示す関係がある。
のスポット径(cm)〕 従ってエネルギー密度を1400Jメツ以上とすれば精
密切削の為の切削代以上の溶込み深さを確保することが
できると共にAl合金基体表層部における第2相粒子の
大きさを5μm以下とすることができる。尚第2図から
理解される様に溶込み深さが大きくなるにつれて入熱量
が大きくなって凝固が緩慢となりそれに伴なって第2相
粒子が大きくなるので溶込み深さを過度に大きくする様
なエネルギー密度に設定することは好ましくない。
−実弟2相粒子の大きさからの制約とは別に、エネルギ
ー密度とレーザ照射面における表面粗さとの間には第3
図に示す関係があ如、エネルギー密度を過度に大きくす
ると表面粗さも大きくなって精密切削に要する時間が増
大する。即ち精密切削の為の切削代(10〜50μm)
との兼ね合いにおいて表面粗さを50μm以上とするの
は不経済であシ、その為にエネルギー密度は35000
J /cnIt以下とすることが望ましい。
次に粗切削を行なう前にレーザ照射を行々う場合につい
て述べると、レーザ照射による溶込み深さが粗切削及び
精密切削の為の切削代(300μm)以上となる様に、
且つ粗切削前のAI合金素材表層部から300μmの深
さにおける第2相粒子の大きさが5μm以下となる様に
設定する必要がある。そして前記と同様に第1,2図か
らエネルギー密度は9000J〆i以上とすることが望
まれる。一方40000J/CTI+”を超えるエネル
ギー密度のレーザ照射量を適用すると、溶込み深さが過
度に大きくなり不経済であると共に第2相粒子の大きさ
が5μmに近い大きさとなって好ましくない。特に第2
相粒子の大きさが5μmを超えるほどにエネルギー密度
をあげることは回避しなければならない。
本発明に係るAl合金基体は、Al合金素管に上記の様
なレーザ照射処理等を施した後表層部を切削(少なくと
も精密切削)して該基体の最大表面粗度が0.2μm以
下となる様に調整したものである。尚精密切削に当だっ
て第2相粒子は5μm以下まで微細化されているので目
標とする表面精度を得ることができる。
こうして得られたAl合金基体は表面精度が良好である
と共に第2相粒子が微細化されているので表面の化学的
・物理的性質も均質化されている。
又粗切削と精密切削の間でレーザ照射処理を行なったも
のについては表層部の残留応力や加工変質も軽減されて
いる。
〔実施例〕
第1表に示すAl合金素材を用いて製作したAl合金素
管に下記条件A又はBの処理を施して電子写真感光体用
Al合金基体を得た。基体表層における晶出物のサイズ
、精密切削後の表面粗さを調査しさらにこの基体に蒸着
したアモルファスシリコン膜の複写性能を評価したとこ
ろ第1表に示す結果が得られた。尚レーザ照射を施さな
いものを比較例とした。
条件A (1)加工々程 粗切削→レーザ照射→精密切削(11
)レーザ照射条件 エネルギー密度 約6700J/c♂ 出力    5KW 移動速度  4.5m/分 スポット径 1胴 レーザ照射方法 ビームを固定し素管を回転させながら長手方向に移行さ
せて素管外表面全面にレーザを照射した。
条件B (1)加工々程 レーザ照射→粗切削→精密切削(il
)レーザ照射条件 エネルギー密度 約20000 J/cm”出力   
 5KW 移動速度  3m/分 スポット径 0.5 mm レーザ照射方法 条件Aと同じ 複写性能評価方法 本感光ドラムを複写機に組みこんで計30000枚の複
写を行い、仕上り性を目視観察した。
第1表に示す様に、Nα7〜9はレーザ照射を施さなか
ったのでAI合金基体表面の晶出物サイズは2〜15μ
mと大きく、精密切削後の最大表面粗さも0.11〜0
,15μmと粗大であった。更に加工変質層の生成炭も
大きいものであった。これらに対し階1〜6はいずれも
晶出物サイズは1μm以下であシ、精密切削後の最大表
面粗さも0.038〜0.045と約1/4〜IAにす
ることができた。
更に蒸着膜の密着性、複写性能も良好であシ、M1〜3
においては加工変質層の生成を殆んど皆無とすることが
できた為複写性能が著しく向上した。
〔発明の効果〕
本発明は以上の様に構成されており、第2相粒子の大き
さを5μm以下としているので表層部に第2相粒子の粗
大晶出物が露出することはなく、第2相粒子によって表
面精度が低下することはな且つ第2相粒子の大きさも微
細であるので化学的・物理的性質も均質である。従って
その上に感光体薄膜を塗布することによって複写性能の
優れた感光ドラムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はエネルギー密度と溶込み深さの関係を示すグラ
フ、第2図は溶込み深さと第2相粒子径の関係を示すグ
ラフ、第3図はエネルギー密度と最大表面粗度の関係を
示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Al合金基体表層部における第2相粒子の大きさ
    が5μm以下であることを特徴とする電子写真感光体用
    Al合金基体。
  2. (2)Al合金素材の表面を粗切削した後更に精密切削
    して電子写真感光体用Al合金基体を製造するに当たり
    、少なくとも精密切削を行なう前の時点でAl合金素材
    にエネルギー密度が1400J/cm^2以上の電磁波
    あるいは電子ビーム照射を行なうことを特徴とする電子
    写真感光体用Al合金基体の製造方法。
JP18352084A 1984-09-01 1984-09-01 電子写真感光体用a1合金基体及びその製造方法 Pending JPS6161170A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61159545A (ja) * 1984-12-29 1986-07-19 Canon Inc 精密加工用アルミニウム合金、これを用いた管材及び光導電部材
JP2023110771A (ja) * 2022-01-28 2023-08-09 株式会社シマノ 金属材料、および、屋外使用可能部品
CN118460941A (zh) * 2024-07-10 2024-08-09 湖南卓创精材科技股份有限公司 一种铝合金及其改善性能的方法

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JP2023110771A (ja) * 2022-01-28 2023-08-09 株式会社シマノ 金属材料、および、屋外使用可能部品
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