JPS6370259A - 精密切削性に優れたアルミニウム合金製感光体ドラム用素材とその製造方法 - 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、精密切削性に優れたアルミニウム合金製感光
体ドラム用素材とその製造方法に関する。

［従来技術］ 近年、非晶質金属、たとえばアモルファスシリコンは、
その優れた光導電性、耐擦性、耐熱性等のために複写機
等の感光体として利用されている。

しかし、アモルファスシリコンは、従来のＳｅ感光体に
比べ上記特性で優れるものの膜厚が薄く、そのため、成
膜時に、ドラムの表面状態の影響を受けやすい、すなわ
ち、アルミドラムの表面にむしれ等があると、それが成
膜欠陥の起点となってしまう。

そのため、ドラム表面は天然ダイヤモンド工具を用いて
精密切削が行なわれ、成膜欠陥の起点となる表面のむし
れ等のないよう加工される。

ところで、ドラム用素材としては、Ｆｅ含有量が２００
０ｐｐｍ以下のアルミニウム合金が知られている（特開
昭５９−１９３４６３号公報）。

すなわち、特開昭５９−１９３４６３号公報記載の技術
は、Ｆｅ不純物の量が多いと精密切削時における表面の
むしれ、ひっかき傷が生じるものと考え、Ｆｅ不純物の
混入を２０００ｐｐｍ以下（素材純度９９．８重量％以
上）にすることにより精密切削時における成膜欠陥の起
点となる表面のむしれ等の発生を防止しようとするもの
である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、特開昭５９−１９３４６３号公報に開示された
技術には次のような問題点がある。

■純度が高いアルミニウム合金を使用しても必ずしもむ
しれ、ひっかき傷等の欠陥を防止しえない。

■高純度のアルミニウム合金を使用しているためコスト
が高い。

［問題点を解決するための手段］ 本出願に係る第１発明は、晶出物の最大径の平均が５μ
以下であり、晶出物の数が２０００個／ｍｍ’以下であ
り、不可避的不純物が３０００ｐｐｍ以下であることを
特徴とする精密切削性に優れたアルミニウム合金製感光
体ドラム用素材であるまた、本出願に係る第２発明は、 鋳塊中心部の冷却速度を２．５℃／秒以上として該鋳塊
を冷却する溶解・鋳造工程と、該鋳塊を５００℃以上６
１５℃以下で４〜１２時間加熱する均熱処理工程と、 該鋳塊を押出比１０以上で押出す工程とを有する、 晶出物の最大径の平均が５戸以下であり、晶出物の数が
２０００個／ｍｒｎ’以下であり、不可避的不純物が３
０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする精密切削性に
優れたアルミニウム合金製感光体ドラム用素材の製造方
法である。

以下に本出願に係る発明の詳細な説明する。

本発明者の研究により感光体の成膜欠陥は切削表面欠陥
の大きさと数とに関係することがわかった。

さらに、精密切削時、晶出物のむしれ等が切削表面欠陥
となり、その表面欠陥は晶出物の大きさと数に影響され
ることもわかった。つまり、高純度のアルミニウム合金
を用いても大きな晶出物が存在すれば切削欠陥から成膜
欠陥となり得る。また、反対に不純物が多くとも晶出物
が小さければ、成膜欠陥の起点となるドラムの切削表面
欠陥にはならないことがわかった。同時に品出物の数も
少ない方がむしれ等を生じる度合が小さいことがわかっ
た。

以上より本発明では晶出物の最大径の平均を５終以下と
し、晶出物の数を２０００　（１９ｍ　／　ｍ″以下し
て、切削欠陥及び成膜欠陥になる晶出物のむしれ、ひっ
かき傷をおさえる。

また、Ｆｅ不純物は３０００ｐｐｍ以下とする。Ｆｅ不
純物が３０００ｐｐｍを越えると、晶出物を５ＰＬ以下
にすることができない。

なお、Ｍ　ｇ　、　Ｍ　ｎの１種又は２種を添加しても
よい。

Ｍｇは、強度を上げ、また切削性を向上させる効果が大
きく、０．５重量％以下では効果がなく、５．５重量％
より多くては押出し加工性を阻害するためＭｇは０．５
〜５．５重量％とする。

Ｍｎも同様に強度を上げる効果があり、０．５重量％以
下では効果がなく、１．５重量％より多いと晶出物を粗
大化するためＭｎは０．５〜１゜５％とする。

さらにＺｎを選択的に添加してもよいａ　Ｚ　ｎは表面
仕上り性を向上させ、０．１％より少なくてはその効果
がなく、１．５以上では耐食性を阻害すためＺｎは０，
１〜１．５重量％とする。

また、結晶粒を微細化するためＣｒ、Ｚｒ。

Ｔｉを０．１重量％以下添加することもできる。

上記の晶出物の最大径及び数を制御するには次の方法に
よればよい。

まず、鋳造後の鋳塊の凝固スピードを上げ、晶出物の微
細化のために鋳造時、鋳塊中心部の冷却速度は２．５℃
／秒以上とする。

次に、鋳造時に晶出したＦｅの固溶を促進し、晶出物を
小さくするために５００℃以上の均熱処理を行なう、た
だ、バーニングを避けるため、６１５℃以下で均熱処理
を行なわなければならない。

次に、熱間押出加工時、大きな品出物を割って小さくす
るために、押出比は１０以上とする。より好ましくは１
５以上である。

なお、該鋳塊を必要に応じて抽伸焼鈍してもよい。

［発明の実施例］ 以下に本出願に係る発明の詳細な説明する。

表１に示す組成のアルミニウム合金を溶製した。

溶製後鋳造を行ない鋳塊を得た。鋳造後、ｆＩ塊の中心
部において表２に示す冷却速度で該鋳塊を冷却した。

冷却後、該鋳塊を表２に示す温度において均熱処理を行
なった。

均熱処理後、表２に示す押出比で該鋳塊を熱間押出Ｌ、
９０φＸ５ｔＸ４００１のドラムを製作した。

このようにして製作したドラムにつき、その表面におけ
る晶出物の最大径及び数を定量した。は定量は、画像解
析装置を用いて行なった。その結果を表２に示す。

表１及び表２をとおし、 Ｎｏｔ〜Ｎｏ５は第２発明によって製造したドラム用素
材であり、製造されたドラム用素材は第１発明の範囲内
のものであり１本出願に係る発明の実施例である。

Ｎ　ｏ、　６はＦｅ量が第１発明の範囲より多く、また
、晶出物の最大径及び数が第１発明の範囲より大きい比
較例である。ただ製造方法は第２発明の範囲内である。

Ｎｏ７は、成分組成は第１発明の範囲内であるが、製造
条件として均熱処理を４５０℃×４静間と、第２発明の
範囲外であり、製造されたドラムの晶出物の最大径の平
均及び数が第１発明の範囲より大きい比較例である。

Ｎｏ８はＦｅ量がＮｏ６よりもさらに多く、第１発明の
範囲外であり、また、製造方法においても均熱処理が４
５０”ＯＸ４時間と第２発明の範囲外であり、さらに製
造されたドラムの晶出物の最大径及び数が第１発明の範
囲より大きい比較例である。

以上の各試料につき下記の切削条件で精密切削を行なっ
た。

精密切削 工具　天然ダイヤモンド工具（市販品）送り　　　０．
１ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み　０．１ｍｍ 回転数　　１６０Ｏｒｐｍ 精密切削の後、切削面を暗視野で観察し、画像解析装置
により表面欠陥の径、数を調べた。その結果を表２に示
す。

実施例においては、むしれの最大径の平均はいずれも５
μ以下であり、またむしれの数は多くても２５０個／ｍ
ｒｎ’であり、特にＮｏｔは皆無であつた・ それに対し、Ｆｅ量が第１発明より多く、晶出物の最大
径の平均が本発明範囲より大きく、晶出物の数が第１発
明範囲より多いＮｏ６　、Ｎｏ８は、精密切削後のむし
れの最大径、数ともに極めて大きかった。

また、Ｆｅ量は第１発明の範囲内であるが、晶出物の最
大径の平均が第１発明範囲より大きく、晶出物の数が第
１発明の範囲より多いＮｏ７は。

精密切削後のむしれの最大径の平均は本発明の実施例の
倍以上あり、数は、本発明の実施例の最も多いもの（Ｎ
　ｏ　４）の倍以上あった。Ｎ０７に示すように、むし
れ等の表面欠陥は、Ｆｅだけに影響されるものではなく
、晶出物の最大径及びその数も影うされることがわかる
。

以上に示したように、本発明の実施例は比較例に比べて
切削表面欠陥が小さく、数において格段に優れている。

［発明の効果］ 本出願に係る第１発明によれば次の効果が生じる。

■低コストである。

■精密切削性を行なっても切削表面欠陥が小さく、かつ
数が少ない、従って、表面に成膜を行なっても成膜欠陥
が少なく、かつ数が少ない。

本出願に係る第２発明によれば、上記のアルミニウム合
金製感光体ドラム用素材を製造することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　晶出物の最大径の平均が５μ以下であり、晶出物の
   数が２０００個／ｍｍ＾２以下であり、不可避的不純物
   が３０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする精密切削
   性に優れたアルミニウム合金製感光体ドラム用素材。 ２　Ｍｇ：０．５〜５．５重量％、Ｍｎ： ０．０５〜１．５重量％を１種又は２種を含有する特許
   請求の範囲第１項記載の精密切削性に優れたアルミニウ
   ム合金製感光体ドラム用素材。 ３　Ｚｎ：０．１〜１．５重量％を含有する特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の精密切削性に優れたアルミ
   ニウム合金製感光体ドラム用素材。 ４　鋳塊中心部の冷却速度を２．５℃／秒以上として該
   鋳塊を冷却する溶解・鋳造工程と、該鋳塊を５００℃以
   上６１５℃以下で４〜１２時間加熱する均熱処理工程と
   、 該鋳塊を押出比１０以上で押出す工程とを有する、 晶出物の最大径の平均が５μ以下であり、晶出物の数が
   ２０００個／ｍｍ＾２以下であり、不可避的不純物が３
   ０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする精密切削性に
   優れたアルミニウム合金製感光体ドラム用素材の製造方
   法。 ５　Ｍｇ：０．５〜５．５重量％、Ｍｎ： ０．０５〜１．５重量％を１種又は２種を含有する特許
   請求の範囲第４項記載の精密切削性に優れたアルミニウ
   ム合金製感光体ドラム用素材の製造方法。 ６　Ｚｎ：０．１〜１．５重量％を含有する特許請求の
   範囲第４項又は第５項記載の精密切削性に優れたアルミ
   ニウム合金製感光体ドラム用素材の製造方法。