(57)【要約】【課題】円筒状基体を湿式ホーニング処理する場合において、長期に渡り噴射ノズルから液漏れが発生する事なく、安定的に均一処理することが可能な円筒状基体表面処理方法およびこれを用いた円筒状基体表面処理装置を提供すること。【解決手段】  研磨液を噴射するための開口部を備えた筐体を有し、ガスを供給するガス供給源、および、研磨剤を含む研磨液を供給する研磨液供給源と接続され、前記研磨液を前記筐体内で前記ガスと混合した後に前記開口部から噴射する噴射ノズルを用いて、円筒状基体の外周面をホーニング処理する円筒状基体表面処理方法において、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の表面の動摩擦係数が０．４以下であることを特徴とする円筒状基体表面処理方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨液を噴射するための開口部を備えた筐体を有し、ガスを供給するガス供給源、および、研磨剤を含む研磨液を供給する研磨液供給源と接続され、前記研磨液を前記筐体内で前記ガスと混合した後に前記開口部から噴射する噴射ノズルを用いて、円筒状基体の外周面をホーニング処理する円筒状基体表面処理方法において、
前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の表面の動摩擦係数が０．４以下であることを特徴とする円筒状基体表面処理方法。
【請求項２】
前記円筒状基体が、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１に記載の円筒状基体表面処理方法。
【請求項３】
ガスを供給するガス供給源と、
研磨剤を含む研磨液を供給する研磨液供給源と、
前記研磨液を噴射するための開口部を備えた筐体を有し、前記ガス供給源および前記研磨液供給源と接続され、前記研磨液を前記筐体内で前記ガスと混合した後に前記開口部から噴射する噴射ノズルとを少なくとも備え、
前記開口部から噴射される前記研磨液により円筒状基体の外周面をホーニング処理する円筒状基体表面処理装置において、
前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の表面の動摩擦係数が０．４以下であることを特徴とする円筒状基体表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状基体の基体の表面を湿式ホーニング法により粗面化処理する円筒状基体表面処理方法および円筒状基体表面処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体に用いられる円筒状基体については、その表面を粗面化することが必要となる場合がある。これは、レーザービームをライン走査する方式の電子写真装置においては、レーザー光を用いて形成する画像に干渉縞模様が現れるためである。この干渉縞の発生は、照射され電子写真感光体の感光層内で吸収されなかったレーザーの透過光が感光層内あるいは感光体基体で多重反射され、感光層表面において入射光と干渉することに起因されるものとされている。
この干渉縞の発生を防止する手段として、感光体基体又は感光層の表面を粗面化し、これらの表面に光散乱性を付与する方法が提案されている（特許文献１参照）。感光体基体表面又は感光層の表面に光散乱性を付与するこの粗面化方法の一つとしては、湿式ホーニング法が挙げられる（例えば、特許文献２〜８参照）。この湿式ホーニング法は、研磨剤を含んだ液を、噴射ノズルを介して感光体基体（円筒状基体）表面に吹き付けることにより行なわれる。
【０００３】
湿式ホーニング法は、短時間の加工で容易に安定して粗面化させることが出来ること、所望の粗さを正確に得ることが出来ること、及び、感光体基体上に形成された塗膜の欠陥の原因となる異常凹凸部が極めて少ない均一な粗さを持つ粗面が得られること等の生産上の観点から、また、黒斑点や干渉縞模様に対する画質安定性の点から、陽極酸化法あるいはバフ研磨法等の他の粗面化処理法に比べて優れている場合がある。
【特許文献１】特公平５−２６１９１号公報
【特許文献２】特開平２−３７３５８号公報
【特許文献３】特開平２−１９１９６３号公報
【特許文献４】特開平５−２１６２６１号公報
【特許文献５】特開平１１−２３１５６０号公報
【特許文献６】特公平６−４１１０８号公報
【特許文献７】特開平６−６７４４１号公報
【特許文献８】特開２００２−３６１５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、湿式ホーニング法を利用した円筒状基体の表面処理工程を含む製造方法により、感光体用基体を長期に渡って量産した場合、噴射ノズルが研磨剤を含んだ液により磨耗して、液漏れが発生し、均一な粗さを持つ粗面化が実施できなくなるため、頻繁に生産を停止して噴射ノズルを交換しなければいけないという課題があった。
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、円筒状基体を湿式ホーニング処理する場合において、長期に渡り噴射ノズルから液漏れが発生する事なく、安定的に均一処理することが可能な円筒状基体表面処理方法およびこれを用いた円筒状基体表面処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を達成するためには、噴射ノズルの耐久性を向上させればよいと考えた。そこで、噴射ノズルの筐体部分の肉厚を大きくしたり、あるいは、より硬度の高い材料を用いた噴射ノズルを用いてみた。しかし、液漏れの発生がある程度抑制でき、長期に使用した後でも噴射ノズルの破損や割れなどもある程度は抑制されたことから、使用した噴射ノズルが十分な耐久性を有していることも確認されたものの、十分な効果を得ることはできなかった。
従って、本発明者らは、噴射ノズルの耐久性を単に向上させたのみでは不充分であると考え、解決の糸口を探るために、噴射ノズルを用いて円筒状基体を連続的に処理した場合における初期と連続処理後との噴射ノズルの状態や、処理された円筒状基体の状態について調査した。
【０００６】
その結果、連続処理後では、特に噴射ノズルの高圧状態の研磨液と接触する部分で磨耗や、欠け、割れなどが多く認められる傾向にあり、噴射ノズルの開口部の径も、初期と比べると増大していることが確認された。また、処理された円筒状基体の表面粗さも、初期よりも連続処理後の方が小さくなる傾向にあり、割れの発生などによって液漏れが発生した場合には、表面処理が不均一となる場合もあった。
【０００７】
表面粗さの経時的な低下は噴射ノズル開口部の径の拡大による研磨液噴射状態の変化に起因するものと推定されるが、これに対応するためには、噴射ノズルに加えるエア圧を適宜調整することで対応することも可能である。しかしながら、連続処理の最中にエア圧を変えることは、品質バラツキの増大や、場合によっては品質規格外の不良品の発生を招くことにもなりかねない。これに加えて、エア圧を調整するタイミングを確認するため、適宜、処理された円筒状基体の抜き取り検査を実施して表面粗さを確認しなければならないため、実用性に劣り、生産性の低下も招いてしまう。
【０００８】
また、上述したように肉厚を増大させれば噴射ノズルの耐久性を向上させることができるため磨耗に対しては強くなるが、この場合の耐磨耗性の向上は単なる磨耗代の増大を意味しているに過ぎないため、上述したような問題を抜本的に解決することは困難であると考えられる。さらに、硬度の高い材料であれば、耐磨耗性を向上させることができると考えられるが、上述したような結果からは、十分に磨耗が抑制されているとはいえず、硬度の高さのみでは不充分であると考えられる。
【０００９】
一方、液漏れや表面粗さの不均一を招く欠けや割れの発生は、研磨液の噴射時に脆性破壊が起こっていることを示唆しており、このことから、噴射ノズルを構成する材料に求められる特性としては、硬度よりも脆性破壊に対する耐性の方がより重要であるものと考えられる。
【００１０】
本発明者らは、かかる知見に基づいて以下の本発明を見出した。すなわち、すなわち、本発明は、
＜１＞
研磨液を噴射するための開口部を備えた筐体を有し、ガスを供給するガス供給源、および、研磨剤を含む研磨液を供給する研磨液供給源と接続され、前記研磨液を前記筐体内で前記ガスと混合した後に前記開口部から噴射する噴射ノズルを用いて、円筒状基体の外周面をホーニング処理する円筒状基体表面処理方法において、
前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の表面の動摩擦係数が０．４以下であることを特徴とする円筒状基体表面処理方法である。
【００１１】
＜２＞
前記円筒状基体が、ステンレス鋼からなることを特徴とする＜１＞に記載の円筒状基体表面処理方法である。
【００１２】
＜３＞
ガスを供給するガス供給源と、
研磨剤を含む研磨液を供給する研磨液供給源と、
前記研磨液を噴射するための開口部を備えた筐体を有し、前記ガス供給源および前記研磨液供給源と接続され、前記研磨液を前記筐体内で前記ガスと混合した後に前記開口部から噴射する噴射ノズルとを少なくとも備え、
前記開口部から噴射される前記研磨液により円筒状基体の外周面をホーニング処理する円筒状基体表面処理装置において、
前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の表面の動摩擦係数が０．４以下であることを特徴とする円筒状基体表面処理装置である。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように本発明によれば、円筒状基体を湿式ホーニング処理する場合において、長期に渡り噴射ノズルから液漏れが発生する事なく、安定的に均一処理することが可能な円筒状基体表面処理方法およびこれを用いた円筒状基体表面処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜円筒状基体表面処理方法＞
本発明の円筒状基体表面処理方法は、研磨液を噴射するための開口部を備えた筐体を有し、ガスを供給するガス供給源、および、研磨剤を含む研磨液を供給する研磨液供給源と接続され、前記研磨液を前記筐体内で前記ガスと混合した後に前記開口部から噴射する噴射ノズルを用いて、円筒状基体の外周面をホーニング処理する円筒状基体表面処理方法において、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の表面の動摩擦係数が０．４以下であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の円筒状基体表面処理方法では、噴射ノズルとして、筐体内において、ガスと混合した状態の研磨液（以下、「高圧研磨液」と称す場合がある）が接触する部分（以下、当該部分を「高圧研磨液接液部分」と称す場合がある）の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、高圧研磨液接液部の表面（ガスと混合した状態の研磨液が接触する領域）の動摩擦係数が０．４以下であるため、円筒状基体を湿式ホーニング処理する場合において、長期に渡り噴射ノズルから液漏れが発生する事なく、安定的に均一処理することが可能である。このため、円筒状基体を連続的に湿式ホーニング処理する場合に、噴射ノズルを長期に渡って交換しなくてもよいため、生産性を向上させることができる。
なお、このような効果をより高め且つ確実にするために、高圧研磨液接液部分の周囲の部分やその表面も衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、動摩擦係数が０．４以下であることが好ましい。
また、高圧研磨液接液部分を構成する部品の衝撃強さを１００Ｊ／ｍ以上、動摩擦係数を０．４以下にするためには、両者を両立できる材質で高圧研磨液接液部分を構成する部品を作製する方法、衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上の材料表面に動摩擦係数０．４以下の材料をコーティングする方法、表面を平滑に加工する方法等の手法があるが、高圧研磨液接液部分を構成する部品の材質を変更するのがコスト的に好ましい。
両者を両立できる材質としては、例えば、超高分子量ポリエチレン（例えば  作新工業（株）製  ニューライト  シリーズ）、ガラス繊維強化ナイロン（例えば、東レ製  ＧＦ強化６ナイロン）などが挙げられる。
【００１６】
高圧研磨液接液部分の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ未満である場合には、噴射ノズルから高圧研磨液を噴射する際の衝撃が最も加わり易い高圧研磨液接液部分に欠けや割れなどの破損が比較的短期間のうちに発生して、液漏れが発生したり、噴射ノズルから噴射される高圧研磨液の噴射状態が変化して、円筒状基体表面を均一に処理することができなくなってしまう。
従って、衝撃強さは高ければ高いほど好ましく、１５０Ｊ／ｍ以上であることが更に好ましい。なお、衝撃強さの上限は特に限定されるものではないが、材料の入手の容易さ等の実用上の観点からは２５０Ｊ／ｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
また、高圧研磨液接液部分表面の動摩擦係数が０．４を超える場合には、高圧研磨液の流路壁面を構成する高圧研磨液接液部分の磨耗が顕著になるため、比較的短期間の内に、時間と共に高圧研磨液の流路や、噴射ノズル開口部が拡大し、噴射ノズルから噴射される高圧研磨液の噴射状態が変化してしまう。このような場合、噴射を始めた初期と、長期の連続噴射を実施した後とでは、円筒状基体表面の粗さが異なってくるため、長期に渡って安定的な湿式ホーニング処理が行なえない。このため、品質規格外の不良品が大量に発生したり、あるいは、頻繁に噴射ノズルを交換しなければならないため生産性な低下を招くことになる。
従って、動摩擦係数は小さければ小さいほど好ましく、０．２以下であることがより好ましく、０．１以下であることが更に好ましい。
【００１８】
なお、本発明において、衝撃強さは、以下のようにして測定して求めた。まず、測定を行う試験片をＡＳＴＭ  Ｄ−２５６に準じ試験片寸法が６．３×１２．７×３．２ｍｍとなるように射出成形にて作製した。その後、作製した試験片に、入射角４５±０．５°、先端Ｒ０．２５±０．０５ｍｍのノッチを付けた。ノッチを入れた後、２３℃、５０±５％ＲＨで４８時間以上調整した。測定は準備した試験片を振り子式打撃槌で打撃破壊し単位試験片幅あたりの破壊に消費されたエネルギーを算出した。
【００１９】
また、動摩擦係数は、以下のようにして測定して求めた。まず、測定を行う試験片をＡＳＴＭ  Ｄ１８９４に基づき作製した。その後、動摩擦係数測定機（島津製作所製  移動重錘：鋼）を用い、、ＡＳＴＭ  Ｄ１８９４に準拠して動摩擦係数を測定した。
【００２０】
一方、電子写真用感光体基体の材料は、現在、アルミニウム製が主流であるが、コスト面からは、ＳＵＳなどのステンレス鋼製を採用することが好ましい。
しかし、ステンレス鋼は、アルミニウムと比べて硬度が高いため、ホーニング処理条件としては、研磨液噴射時の圧力がより高くなったり、より研磨性の高い研磨液を用いたりすることが必要になる。この場合、噴射ノズルの高圧研磨液接液部には、より強い衝撃や摩擦力が加わることになるため、従来の湿式ホーニング処理法では、生産性がより低下してしまうことは避けられない。また、湿式ホーニング処理以外の方法も利用可能であるが、この場合は、材料面でのコストダウン分が相殺されてしまうことになり、あまりメリットがない。
しかし、このような条件においても、本発明の円筒状基体処理方法に用いられる噴射ノズルは、高圧研磨液接液部分の耐衝撃性および耐磨耗性に優れるために、磨耗や割れ、欠け等の発生を長期に渡って防ぐことができる。それゆえ、本発明の円筒状基体処理方法を利用すれば、コスト的により安価なステンレス鋼製の電子写真用感光体基体を湿式ホーニング処理する場合においても高い生産性を得ることが容易である。
【００２１】
なお、本発明に用いられるガス用の気体としては、特に限定されないが、通常は空気が用いられる。また、研磨液としては、酸化セリウム、酸化アルミニウム、炭化珪素等の無機微粉末、ポリ弗化ビニリデン、ポリウレタン系樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等のポリマー微粉末等の公知の研磨剤を水系媒体に分散させたものが利用でき、市販品の研磨剤や研磨液を目的に応じて利用することができる。
また、研磨液の噴射圧としては特に限定されないが、アルミニウム製の円筒状基体の場合、円筒状基体表面における圧力で、０．２ＭＰａ〜０．６ＭＰａの範囲が好ましく、０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａの範囲がより好ましい。噴射圧が０．２ＭＰａより小さいと目的の表面粗さを得ることができなくなり、電子写真用感光体に求められる干渉縞模様の発生を防止できなくなってしまう場合がある。また、噴射圧が０．６ＭＰａよりも大きいと、円筒状基体への研磨剤の衝突が強いために、円筒状基体表面に凹み異常が発生したり、研磨剤の破壊を促進してしまう場合がある。
また、アルミニウムよりも硬度の高いステンレス鋼製の円筒状基体の場合は、上述と同様の観点から、０．５〜３．０ＭＰａの範囲が好ましい。
【００２２】
＜円筒状基体表面処理装置＞
次に、本発明の円筒状基体表面処理装置について説明する。本発明の円筒状基体表面処理装置は、上述した本発明の円筒状基体表面処理方法を利用したものであれば特に限定されないが、具体的には、以下の構成を有することが好ましい。
すなわち、本発明の円筒状基体表面処理装置は、ガスを供給するガス供給源と、研磨剤を含む研磨液を供給する研磨液供給源と、前記研磨液を噴射するための開口部を備えた筐体を有し、前記ガス供給源および前記研磨液供給源と接続され、前記研磨液を前記筐体内で前記ガスと混合した後に前記開口部から噴射する噴射ノズルとを少なくとも備えた構成を有するものであることが好ましい。この装置においては、前記開口部から噴射される前記研磨液により円筒状基体の外周面をホーニング処理することができ、ここで、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、前記ガスと混合した状態の研磨液が前記筐体と接触する部分の表面の動摩擦係数が０．４以下であることが必要である。
【００２３】
−湿式ホーニング装置−
以下、本発明の円筒状基体表面処理装置を、図面を用いてより詳細に説明する。図１は、本発明の円筒状基体表面処理装置の一例を示す概略模式図であり、図１中、１が感光体基体（円筒状基体）、２が圧力ポンプ、３が噴射ノズル、４が噴射口部分、５が圧縮空気供給管、６が噴射された研磨液、３０が湿式ホーニング槽、４０が再利用輸送管、５０が湿式ホーニング装置（円筒状基体表面処理装置）を表し、記号Ａ１−Ａ２方向（水平方向）と紙面上で直交する方向が鉛直方向を意味する。
【００２４】
図１に示す湿式ホーニング装置５０は、内部底面が下げ底構造の湿式ホーニング槽３０と、湿式ホーニング槽３０内に噴射軸が水平方向と一致するように配置された噴射ノズル３と、湿式ホーニング槽３０外に配置された圧力ポンプ２と、一方の端が湿式ホーニング槽３０の底面中央部に接続され、もう一方の端が噴射ノズル３に接続されると共に、途中に圧力ポンプ２が設けられた再利用輸送管４０と、一方の端が噴射ノズル３に接続され、もう一方の端が湿式ホーニング槽３０外に配置された不図示の圧縮空気供給タンクに接続された圧縮空気供給管５とから構成されるものである。なお、図中には示されないが、噴射ノズル３は、水平面上に１対配置されている。
【００２５】
また、湿式ホーニング処理に際しては、湿式ホーニング槽３０内の噴射ノズル３に対向する位置に感光体基体１が、その軸方向と鉛直方向とが略一致するように配置され、不図示の回転手段により矢印Ｒで示されるように周方向に一定速度で回転しながら処理される。
噴射ノズル３には研磨液を噴射する開口部が設けられた噴射口部分４が設けられ、湿式ホーニング処理に際しては、噴射ノズル３内で、圧縮空気と混合された研磨液が噴射口部分４から感光体基体１外周面へと噴射される。噴射された研磨液６は、霧状で、例えば、図１中に示すように噴射口部分４から感光体基体１側へと、放射状に広がりながら感光体基体１外周面に到達する。なお、感光体基体１外周面に噴射された研磨液６は、湿式ホーニング槽３０の底部に一旦回収蓄積された後、再利用輸送管４０および圧力ポンプ２を介して、再び噴射ノズル３に再供給される。
【００２６】
不図示の圧縮空気供給タンクには、不図示の外部空気圧縮機により、例えば常に０．６ＭＰａ以上に空気が圧縮される。
噴射ノズル３と外部圧縮空気タンクとの間には、外部圧縮空気タンクから噴射ノズル３へと圧縮空気を送る為の空気噴射圧力制御バルブ（図示せず）が設けられている。また、噴射ノズル３は、円筒状基体軸方向長さよりも大きい幅を上下移動できる不図示の上下移動機構が備えられている。
【００２７】
図２は、図１に示す湿式ホーニング装置５０の水平面方向の断面図であり、具体的には、図１のＡ１−Ａ２間断面における噴射ノズル３および感光体基体１の配置関係や噴射された研磨液６の形状等について示す断面図である。
図２中、７ａ、７ｂは噴射軸、８は感光体基体１の中心軸を表し、符号３ａ、３ｂと、４ａ、４ｂと、６ａ、６ｂとは、各々図１に示される噴射ノズル３と、噴射口部分４と、噴射された研磨液６とに対応し、符号中のアルファベット”ａ”および”ｂ”は、それぞれ、１対の噴射ノズル３の内の一方と他方とに対応するものを意味する。図２中、湿式ホーニング槽３０や、再利用輸送管４０、圧縮空気供給管５は記載を省略してある。なお、図示されていないが、再利用輸送管４０および圧縮空気供給管５は、途中で分岐して１対の噴射ノズル３ａ、３ｂ各々に接続されている。
【００２８】
図２に示すように、１対（２個）の噴射ノズル３ａ、３ｂは、噴射口部分４ａ、４ｂの中心軸である噴射軸７ａ、７ｂが感光体基体１の中心軸８で焦点を結ぶようにして配置されている。
図２に示す例では、１対の噴射ノズル３ａ、３ｂは、これらの噴射軸７ａ、７ｂと感光体基体１の中心軸８とが角度θ１を成すように配置されている。また、１対の噴射ノズル３ａ、３ｂから各々放射状に噴射された研磨液６の、噴射口部分４側から感光体基体１外周面側への水平面方向の広がり角度はθ２となっている。
【００２９】
なお、図２に示す例では、１対の噴射ノズル３ａ、３ｂは、その噴射軸７ａ、７ｂが、感光体基体１の中心軸８で焦点が結ぶように配置されているが、これに限定されるものではなく、噴射軸７ａ、７ｂが中心軸８以外、例えば感光体基体１の表面部で焦点が結ばれるように配置することもできる。
１対の噴射ノズル３ａ、３ｂは、感光体基体１の中心軸８と直交する面と略同平面上に配置されていればよいが、噴射軸７ａ、７ｂが、感光体基体１の中心軸８で焦点が結ばれるように配置することで、放射状に噴射された研磨液に含まれる研磨剤粒子のうち、感光体基体１の外周面と略直角に衝突できる成分を極大にすることができる。このため、噴射されるエネルギーを効率良く利用でき、感光体基体１の表面粗面化に有効に利用することができる。
【００３０】
また、図２に示す例では、１対の噴射ノズル３ａ、３ｂを用いた態様を示したものであるが、噴射ノズル数を増やし、３つ以上の噴射ノズルを用いてもよい。
この場合３つ以上の噴射ノズルのうち少なくとも２つ以上の噴射ノズルが感光体基体１の中心軸８と平行な方向（上下方向）に配置されていれば、すべての噴射ノズルを中心軸８と直交する面に配置した場合と比べて、噴射ノズルの中心軸８に対する移動距離を短くすることができる。
また、２つの噴射ノズルを中心軸８と直交する面に配置する場合には、図２に示すように互いに隣接するように配置してもよいが、感光体基体１を挟んで、互いに対向するように配置してもよい。
【００３１】
図３は、図２に湿式ホーニング装置５０の断面図において、矢印Ｂ方向から噴射ノズル３ａ、３ｂおよび感光体基体１を見た場合の側面図であり、図４は、図２に湿式ホーニング装置５０の断面図において、矢印Ｃ方向（噴射軸７ａと直交する方向）とから噴射ノズル３ａおよび感光体基体１を見た場合の側面図である。
湿式ホーニング処理する場合には、図３に示すように、噴射ノズル３ａ、３ｂは、軸方向の高さがａである感光体基体１の上側から下側（矢印Ｄ方向）へと、噴射ノズル３ａ、３を移動させる。
図４に示されるように、噴射ノズル３ａ、３ｂと感光体基体１の表面とは距離Ｌを保つように配置される。
【００３２】
−噴射ノズル−
次に、図１に例示されるような本発明の円筒状基体表面処理装置に用いられる噴射ノズルの詳細について説明する。
本発明に用いられる噴射ノズルは、研磨液を噴射するための開口部を備えた筐体を有し、ガスを供給するガス供給源、および、研磨剤を含む研磨液を供給する研磨液供給源と接続され、前記研磨液を前記筐体内で前記ガスと混合した後に前記開口部から噴射することができる構成を有するものが用いられる。
【００３３】
噴射ノズルの構造としては、例えば、開口部よりも研磨液流れ方向上流側の筐体外面に、ガスを供給する管と、研磨液を供給する管とが接続された単純な構造のものであってもよいが、筐体内部の空間に１本以上の管（内蔵管）を有するものが好ましい。このような構成からなる噴射ノズルでは、内蔵管の先端部が、噴射ノズルの開口部よりも内側に位置するように設けられる。ここで、内蔵管内の流路および内蔵管および筐体内壁とで構成される空間からなる流路のいずれか一方に圧縮空気等のガスが供給され、他方に研磨液が供給され、内蔵管の先端部でガスと合流・混合した研磨液は、開口部を経て噴射される。
なお、いずれの構成においても、上述したような耐衝撃特性と耐磨耗特性とを備えた高圧研磨液接液部分は、噴射ノズルの筐体内の研磨液とガスとが合流する部分から開口部に至る筐体内面の流路の壁面の主要部を構成するように設けられる。
以下、このような内蔵管を有する噴射ノズルの具体例について図面を用いてより詳細に説明する。
【００３４】
図５は、本発明の円筒状基体表面処理装置に用いられる噴射ノズルの一例を示す模式断面図であり、噴射ノズルの開口部近傍の断面構造について示したものである。図５中、１００は噴射ノズル、１０１は筐体、１０１ａは筐体本体部分、１０１ｂは筐体先端部分（高圧研磨液接液部分）、１０２は内蔵管、１０３は高圧研磨液接液部分１０１ｂの内周面、１０４は開口部、１０５、１０６、１０７は流路、１０８は噴射軸を表す。
【００３５】
図５に示す噴射ノズル１００は、円筒状の筐体１０１と、筐体１０１内に、筐体１０１の内壁面から等距離を保つように配置された内蔵管１０２とから構成されるものである。また、筐体１０１は、端面に円形の開口部を有し、この端面開口部よりも軸方向内側の内径が大きい構造を有する筐体本体部分１０１ａと、この筐体本体部分１０１ａの端面開口部分の内壁面に一方の端の一部分が埋め込むように設けられた円筒状の筐体先端部分１０１ｂとからなり、筐体先端部分１０１ｂのもう一方の端には、ガスと混合した状態の研磨液を噴射する円形の開口部１０４が設けられている。内蔵管１０２は、先端部が尖った構造を有しており、噴射軸１０８方向において、先端部が、筐体本体部分１０１ａの端面開口部分に位置すると共に、筐体先端部分１０１ｂの筐体本体部分１０１ａ側の端と多少隙間を保つように配置されている。また、筐体本体部分１０１ａ、筐体先端部分１０１ｂおよび内蔵管１０２は、各々の中心軸が噴射軸１０８と一致するように配置されている。
【００３６】
噴射ノズル１００内には、内蔵管１０２内の流路１０５、内蔵管１０２の外周面と筐体本体部分１０１ａ内壁面とで囲まれた空間で構成される流路１０６、および、内蔵管１０２の先端部分近傍で流路１０５と流路１０６とが合流し、この合流部から開口部１０４へと通じる流路１０７が設けられている。
ここで、流路１０５および流路１０６のいずれか一方は、不図示の研磨液供給源に接続され、もう一方が不図示のガス供給源に接続される。例えば、図１に示す例では、一方が圧縮空気供給管５を介して圧縮空気供給タンクに、他方が再利用輸送管４０や圧力ポンプ２を介して、湿式ホーニング槽３０底部の研磨液貯留部に接続される。
【００３７】
研磨液の噴射に際しては、例えば、流路１０５を流れる圧縮空気と、流路１０６を流れる研磨液とが、内蔵管１０２の先端部分近傍で合流し、圧縮空気と混合した状態の研磨液が流路１０７を経て開口部１０４から噴射される。この際、流路１０７内を流れる圧縮空気と混合した状態の研磨液中に含まれる研磨剤粒子は、流路１０７内の内壁面の主要部を構成する筐体先端部分１０１ｂの内周面１０３に激しく衝突すると共に、筐体先端部分１０１ｂは極めて強い衝撃に曝されることになる。
しかしながら、本発明においては、この筐体先端部分（高圧研磨液接液部分）１０１ｂの衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上であり、且つ、筐体先端部分１０１ｂの内周面１０３の動摩擦係数が０．４以下であるため、長期に渡って研磨液の連続噴射を実施しても筐体先端部分１０１ｂの割れや欠けの発生を抑制することができると共に、内周面１０３の磨耗も抑制することができる。
【００３８】
−湿式ホーニング装置による感光体基体の製造方法−
次に、図１〜図４に示す湿式ホーニング装置５０を用いた湿式ホーニング処理について説明する。
まず、ホーニング処理開始時には、噴射ノズル３ａ、３ｂは感光体基体１の上端位置の略同一水平方向面位置にある。この状態で、感光体基体１を均一速度で矢印Ｒ方向に回転させる。この回転始動後、噴射ノズル３ａ、３ｂの噴射口部分４ａ、４ｂから研磨液を感光体基体１の外周面に向けて噴射する。噴射された研磨液は符号６ａ，６ｂに示されるように開口部から感光体基体１の外周面へと、水平方向および鉛直方向に所定の角度の広がりをもって放射状に噴射される。
【００３９】
この噴射された研磨液６ａ、６ｂは、噴射ノズル内で予めガスと混合されているため、霧状であり、この霧状となった研磨液中に含まれる研磨剤粒子が、感光体基体１外周面にぶつかることにより、研磨液が噴射された箇所の感光体基体１の外周面が粗面化される。
【００４０】
感光体基体１の外周面に噴射された研磨液は、外周面を研磨後、湿式ホーニング槽３０の底面の下げ底構造部に溜められる。溜められた研磨液は、再利用輸送管４０を介して圧力ポンプ２により、圧力搬送され、再び噴射ノズル３ａ、３ｂへと供給され、再利用される。
また、研磨液を噴射しながら感光体基体１が回転により一周すると、噴射ノズル３ａ、３ｂと対向する部分の感光体基体１の外周面は粗面化処理されるため、粗面化処理されていない部分を処理するために１対の噴射ノズル３ａ、３ｂを下方向へと移動する。
【００４１】
その移動後の位置に対応する感光体基体１の表面部分一周を同様に粗面化する（一周粗面化工程）。この一周粗面化工程が終了した後に、さらに下方向、まだ粗面化がされていない感光体基体１の表面位置へと移動し、一周粗面化工程を行う。これを繰り返し、噴射ノズル３ａ、３ｂを円筒状基体の下端面に対応する位置まで移動させる。この位置で一周粗面化工程が行われ、感光体基体１の全面の粗面化が終了し、感光体基体１の外周面全体が粗面化される。
【００４２】
また、感光体基体１を回転させながら、噴射ノズル３の噴射口部分４と感光体基体１表面との距離を一定に保ったまま、感光体基体１を中心軸に沿って一定速度で上方または下方に移動させることにより、感光体基体１外周面を螺旋状に連続的に処理することもできる。
この螺旋状の処理方法は、一周粗面化工程を繰り返す処理方法よりも、粗面化処理された感光体基体１外周面の均一性を高めることができる。
【００４３】
この場合においては、先ず、支持体に保持された感光体基体１を湿式ホーニング槽３０の中央部に配置し、垂直方向に移動している感光体基体１を軸中心に回転させると共に、圧力ポンプ２および再利用輸送管４０を介して供給される研磨液を噴射ノズル３ａ、３ｂから噴射させることによって、湿式ホーニング処理が行われる。
【００４４】
−諸条件−
次に、図１〜図４に示す装置における好適なホーニング処理条件等の詳細について説明する。
感光体基体１の表面に当たる研磨液の圧力は、例えば、感光体基体１がアルミニウム製であれば、既述したように噴射圧を０．２ＭＰａ〜０．６ＭＰａ程度の範囲とすることが好ましい。
【００４５】
図２に示される噴射軸７ａ、７ｂと感光体基体１の中心軸８とで形成される角度θ１は、１０°〜５０°の範囲内が好ましい。１０°未満では噴射ノズル３ａ、３ｂが互いにぶつかるため、物理的に設置が不可能となる場合がある。また、５０°より大きいと、噴射ノズル３ａおよび噴射ノズル３ｂ各々から噴射された研磨液同士の衝突により実質的な噴射力が低下するため、感光体基体１外周面を十分に粗面化することができなくなる場合がある。
【００４６】
また、図２に示される中心軸８に対して直交する面方向（横方向）の研磨液の広がり角度θ２は、５°〜３０°の範囲内が好ましい。θ２が５°未満では単位面積あたりに衝突させる研磨剤量を稼ぐためには上下方向（縦方向）の研磨液の広がり角度を８０°以上に広げる必要があり、縦方向に噴射範囲が広がる分、噴射口部分４と感光体基体１との相対移動距離が大きくなり多くの処理時間がかかってしまう場合がある。
また、θ２が３０°より大きいと、単位面積あたりに衝突させる研磨剤量を稼ぐためには上下方向（縦方向）の研磨液の広がり角度は４０°以下とすることができるが、研磨液の噴射範囲が横方向に大きく広がるため、２つの噴射ノズル３ａ、３ｂから各々噴射された研磨液同士の衝突する量が多くなり、感光体基体１外周面を十分に粗面化できなくなったり、処理に時間がかかる場合がある。
【００４７】
図４に示される噴射ノズル３ａ、３ｂの噴射口（開口部）と感光体基体１の表面との最小の距離（噴射軸上の距離）Ｌは５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内が好ましい。５０ｍｍ未満では、噴射される研磨液が十分に微粒化しないため、粗面化が不十分となってしまう場合がある。また、３００ｍｍより遠いと、縦方向の噴射範囲が広くなるため、処理時間が長くなってしまう場合がある。
【００４８】
噴射ノズル３ａ、３ｂの各々から噴射された研磨液が感光体基体１表面に当たった際に、その外周面に形成される噴射領域の形状は、各々の噴射ノズルに対して楕円形状であることが好ましい。噴射領域の形状を楕円形状とすることで、円錐型の噴射領域を形成するパターンと同等の噴射面積を得ながら、なるべく噴射液同士を衝突させないなどの粗面化処理が可能となる。
【００４９】
このようにして処理された感光体基体１表面の平均の表面粗さ（Ｒａ）は０．１０μｍ〜０．３０μｍ、Ｒｚが１〜３μｍであることが好ましい。
なお、感光体基体１の回転速度に特に制限はないが、好ましくは１００ｒｐｍ〜４００ｒｐｍである。この回転速度が１００ｒｐｍ未満であると表面の研磨が過剰となる傾向にあり、４００ｒｐｍを超えると感光体基体１の表面が不均一となる傾向にある。
【００５０】
なお、上記の湿式ホーニング処理の後、研磨液よりも低濃度（好ましくは０．１〜１．０重量％）の研磨剤を含有する洗浄液をスプレーノズルから噴射させて感光体基体１の表面を洗浄することが好ましい。これにより、後述する洗浄工程において洗浄の精度及び効率を向上させることが容易になるためである。
粗面化された感光体基体１は感光体基体１表面に付着した研磨剤を除去する為にブラシ洗浄及び水による濯ぎ洗浄がなされる。濯ぎ洗浄された感光体基体１は塗布前にその表面に付着した水分を除去する為に乾燥機に入れられ、温風乾燥される。水滴の残留は感光体基体１表面にシミを発生させ、画質欠陥の原因となる場合がある。乾燥後の感光体基体１は冷却され、続いて感光層等を形成する塗布工程が実施される。
【００５１】
塗布工程においては、感光体基体１表面に少なくとも感光層を含む１層以上の層を塗布形成する。例えば、感光体基体１上に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を構成することができる。
塗布方法については、浸漬塗布、スプレー塗布、フローコート塗布等の様々な塗布方法があるが、感光層の塗布液の特性に応じた塗布方法を選択するものであり、塗布方法を限定するものではない。また、１層塗布する毎に塗液面を乾燥させる必要があるが、塗液の種類により強制乾燥が不要なものもあるため、必ずしも乾燥機を使用する必要はない。以上、塗布工程によって基体上に機能層が積層され、その結果、電子写真感光体が製造される。
なお、本発明は感光体用の円筒状基体だけでなく、他の用途の円筒状基体や、円筒状以外の形状の基体の表面処理にも勿論適用することができる。例えば、転写ベルト等の円筒状基体にも適用できる。例えば、微粒凹凸を湿式ホーニングにより、円筒状基体表面につけることで、円筒状基体表面に形成される表面膜を後で除去する場合に剥がしやすくすることができる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例によりより具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
（実施例１）
−湿式ホーニング処理−
アルミニウムを主成分とする円筒状基体（以下、「アルミニウム管」と称す場合がある）をダイヤモンドバイトを用いてφ６０ｍｍに鏡面切削加工した後、その表面粗さＲａを０．０３μｍ〜０．０６μｍの平滑面とするように仕上げた。切削工程終了後、脱脂洗浄、濯ぎ洗浄そして温純水引き上げ乾燥工程の順で処理を行った。脱脂洗浄工程及び濯ぎ洗浄工程は３５ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの超音波発振機により洗浄中の基体に超音波を印加した。脱脂洗浄工程で使用する界面活性剤は非イオン性界面活性剤であり、脱脂洗浄工程で使用した水は０．１μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水である。
【００５３】
続いて、このアルミニウム管に対し図１〜４に示すような湿式ホーニング装置によってその表面の粗面化処理を行った。
ここで、噴射ノズル３ａ、３ｂは、各々の噴射軸７ａ，７ｂと、アルミニウム管（感光体基体１）の中心軸８とのなす角度θ１が３０°とし、且つ、噴射ノズル３ａ、３ｂの開口部からアルミニウム管外周面までの距離Ｌはそれぞれ５０ｍｍとなるように配置した。
また、噴射ノズルの種類や、研磨液、圧縮空気の圧力等を選択することにより横方向の噴射角度θ２を２０°とし、アルミニウム管の外周面に噴射される研磨液の噴射圧をアルミニウム管外周面における圧力で０．２ＭＰａとなるように設定した。
【００５４】
なお、噴射ノズル３ａ、３ｂとしては、ニューライト（作新工業（株）製）を用いた。この噴射ノズルは、開口部近傍の構造が、図５に示すような構造を有するものであり、筐体先端部分（高圧研磨液接液部分）１０１ｂを構成する部材と同様の材質（ニューライトＨＣ５００（作新工業（株）製）の衝撃強さと、表面の動摩擦係数とを測定した所、アイゾット衝撃強さ（ノッチ付）では破壊せず（２００Ｊ／ｍ以上）、動摩擦係数は０．１であった。
【００５５】
ホーニング処理は、アルミニウム管の回転数を１００ｒｐｍ（外周面を処理速度で１０００ｍｍ／ｍｉｎ）で回転させながら、アルミニウム管の上端部から下端部へと一周粗面化工程を繰り返すことにより実施した。
なお、研磨液としては、酸化アルミニウム（昭和電工株式会社製、アルナビーズ（ＣＢ−Ａ３５Ｓ）、平均粒径３５μｍ）を主成分とする研磨剤を１０重量％で水に懸濁分散させたものを用い、ホーニング処理時にこの研磨液を１０ｋｇ／ｍｉｎの流量で各々の噴射ノズルに供給した。また、各々の噴射ノズルに供給する圧縮空気の空気圧は０．１〜０．２ＭＰａ範囲内で制御した。
以上の条件でホーニング処理することにより外周面の表面粗さＲａが、目標規格値である０．１５〜０．２５μｍのアルミニウム管を得た。なお、表面粗さＲａはＪＩＳ  Ｂ０６０１に準じて規定されている中心線平均粗さを表面粗度計(サーフコム  １４００Ａ型（東京精密製）)を用い、測定長さ：５．０００ｍｍ、カットオフ波長：０．８ｍｍ、測定速度：０．３０ｍｍ／ｓ、λｓフィルター有条件で周方向４点（９０度間隔）、軸方向３点（上端から５０ｍｍ、中心、下端から５０ｍｍ）について測定した。
【００５６】
−評価−
以上に説明した湿式ホーニング処理を、噴射ノズルを交換することなく２０万本のアルミニウム管に対して連続して実施し、この際の噴射ノズルからの液漏れ発生有無を随時確認すると共に、得られたアルミニウム管を後述する洗浄・乾燥処理した後に適宜抜き取り、表面粗さを確認した。
この条件で、湿式ホーニング処理を連続して実施している最中に、噴射ノズルに供給する圧縮空気の圧力は終始一定に保持して２０万本処理したが、最後まで噴射ノズルからの液漏れもなく、また、表面粗さＲａは０．１５〜０．２５μｍの範囲内で殆ど変化することはなかった。
【００５７】
−洗浄・乾燥処理−
湿式ホーニング処理により得られたアルミニウム管は、以下ようにして洗浄・乾燥処理を行った。
まず、アルミニウム管に対し、水でシャワーを吹きかけ、その後、１００ｒｐｍで回転させながらアルミニウム管の外周面に水を吹きかると共に、ナイロン製ブラシをアルミニウム管の外周面に６０秒間接触・押付処理を行った。次に導電度０．１〜１．０μＳ／ｃｍ、温度１８〜２５℃の純水による濯ぎ洗浄を行い、５０℃の温純水引き上げ後に１３５℃で熱風乾燥を行った。
【００５８】
（実施例２）
噴射ノズル３ａ、３ｂとして、筐体先端部分（高圧研磨液接液部分）１０１ｂを構成する部材の材質を、６ナイロンＧＦ３０％（ＣＭ１０１６Ｇ−３０  東レ株式会社製）に変更した以外は実施例１と同様にして湿式ホーニング処理および評価を実施した。
なお、筐体先端部分（高圧研磨液接液部分）１０１ｂを構成する部材と同様の材質の衝撃強さと、表面の動摩擦係数とを測定した所、アイゾット衝撃強さ（ノッチ付）では１００Ｊ／ｍであり、動摩擦係数は０．３５だった。
この条件で、湿式ホーニング処理を連続して実施している最中に、噴射ノズルに供給する圧縮空気の圧力は終始一定に保持して２０万本処理したが、最後まで噴射ノズルからの液漏れもなく、また、表面粗さＲａは０．１５〜０．２５μｍの範囲内で殆ど変化することはなかった。
【００５９】
（比較例１）
噴射ノズル３ａ、３ｂとして、筐体先端部分（高圧研磨液接液部分）１０１ｂを構成する部材の材質を、６ナイロン無添加物（ＣＭ１００７  東レ株式会社製）に変更した以外は実施例１と同様にして湿式ホーニング処理および評価を実施した。
なお、筐体先端部分（高圧研磨液接液部分）１０１ｂを構成する部材と同様の材質の衝撃強さと、表面の動摩擦係数とを測定した所、アイゾット衝撃強さ（ノッチ付）では６４Ｊ／ｍであり、動摩擦係数は０．１だった。
なお、この条件では、１万本の処理を実施した時点で噴射ノズルからの液漏れ発生が発生した。また、数千本程度の処理を実施した時点で表面粗さＲａが０．１５μｍ未満となり目標規格値を外れたため、圧縮空気の圧力を再度調整することが必要となった。
【００６０】
（比較例２）
噴射ノズル３ａ、３ｂとして、筐体先端部分（高圧研磨液接液部分）１０１ｂの内周面１０３をＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン共重合体）によりコーティング処理した以外は、実施例１と同様のものを用いた。なお、コーティング面の動摩擦係数は０．４１であり、衝撃強さは、実施例１と同様にアイゾット衝撃強さ（ノッチ付）では破壊しなかった（２００Ｊ／ｍ以上）。
なお、この条件では、６万本の処理を実施した時点で噴射ノズルからの液漏れ発生が発生した。また、数千本程度の処理を実施する毎に表面粗さＲａが０．１５μｍ未満となり目標規格値を外れたため、圧縮空気の圧力をその都度再調整することが必要となった。
【００６１】
（評価結果）
以上の実施例及び比較例の結果を表１に示す。表１から明らかな通り、高圧研磨液接液部分の衝撃強さが１００Ｊ／ｍ以上で、且つ、その研磨液が接触する表面の動摩擦係数が０．４以下であれば長期に渡り噴射ノズルから液漏れが発生する事なく、安定的に均一処理することが可能な円筒状基体の製造装置および製造方法を提供することができることが判明した。また、２０万本を連続処理する場合でも、一定の表面粗さで処理し続けるために噴射ノズルに供給する圧縮空気の圧力を都度調整しなおす必要がないことも判った。
【００６２】
【表１】
2006326762.tif 000002
【００６３】
なお、表１中の「量産性」の欄の評価基準は以下の通りである。
○：２０万本の連続処理後においても噴射ノズルからの液漏れ無し
×：２０万本未満の連続処理で噴射ノズルからの液漏れ発生
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の円筒状基体表面処理装置の一例を示す概略模式図である。
【図２】図１に示す湿式ホーニング装置５０の水平面方向の断面図である。
【図３】図２に湿式ホーニング装置５０の断面図において、矢印Ｂ方向から噴射ノズル３ａ、３ｂおよび感光体基体１を見た場合の側面図である。
【図４】図２に湿式ホーニング装置５０の断面図において、矢印Ｃ方向（噴射軸７ａと直交する方向）とから噴射ノズル３ａおよび感光体基体１を見た場合の側面図である。
【図５】本発明の円筒状基体表面処理装置に用いられる噴射ノズルの一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  感光体基体（円筒状基体）
２  圧力ポンプ
３、３ａ、３ｂ  噴射ノズル
４、４ａ、４ｂ  噴射口部分
５  圧縮空気供給管、
６、６ａ、６ｂ  噴射された研磨液
７ａ、７ｂ  噴射軸
８  感光体基体１の中心軸
３０  湿式ホーニング槽
４０  再利用輸送管
５０  湿式ホーニング装置（円筒状基体表面処理装置）
１００  噴射ノズル
１０１  筐体
１０１ａ  筐体本体部分
１０１ｂ  筐体先端部分（高圧研磨液接液部分）
１０２  内蔵管
１０３  高圧研磨液接液部分１０１ｂの内周面
１０４  開口部
１０５、１０６、１０７  流路
１０８  噴射軸
【図１】
2006326762.tif 000003
【図２】
2006326762.tif 000004
【図３】
2006326762.tif 000005
【図４】
2006326762.tif 000006
【図５】
2006326762.tif 000007