(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の素管の表面をバイトによって切削加工することにより、略円周方向に沿って多数の条痕が形成された感光体ドラム用の円筒状基体を製造する方法であって、バイトとして、単結晶ダイヤモンドによって構成され且つ凹凸が連続する鋸状の刃稜を切刃が備え、当該刃稜の凸部の平均ピーク高さを基準とした場合の凹部の平均深さが０．５〜５μｍのバイトを使用することにより、前記の条痕を形成することを特徴とする感光体ドラム用基体の製造方法。
【請求項２】
切刃の凹凸は、切刃から逃げ面に亙って形成されている請求項１に記載の感光体ドラム用基体の製造方法。
【請求項３】
バイトの切刃における凸部のピーク高さの差が０〜１μｍの範囲であり、凹部の最低点高さの差が０〜１μｍの範囲である請求項１又は２に記載の感光体ドラム用基体の製造方法。
【請求項４】
バイトの切刃における凸部の密度が１０〜３５０個／ｍｍである請求項１〜３の何れかに記載の感光体ドラム用基体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体ドラム用基体の製造方法および感光体ドラム用基体に関するものであり、詳しくは、干渉縞を防止する感光体ドラムに好適な感光体ドラム用基体であって、切削加工によって表面に微細な条痕をより均一に且つバリを発生させることなく形成できる感光体ドラム用基体の製造方法および一層高品位な感光体ドラムを製造し得る感光体ドラム用基体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、感光体ドラム（円筒状電子写真感光体）は、アルミニウム又はアルミニウム合金から成る円筒状基体（感光体ドラム用基体）の表面に感光層としての感光膜を形成して成る。また、感光体ドラム用基体は、通常、引抜加工された素管の表面を切削して高い形状精度に仕上げた後、更に、ダイヤモンド工具（バイト）等による精密切削加工によって平滑化処理（鏡面処理または所定の粗面処理）を施して製造される。
【０００３】
図５は、従来の感光体ドラム用基体の製造に使用されるダイヤモンドバイトの切刃の形態を示す模式図であり、チップの前逃げ面側から見た図である。また、図６及び図７は、従来のダイヤモンドバイトによって切削加工した感光体ドラム用基体の表面状態を示す拡大写真である。すなわち、上記の感光体ドラム用基体の製造においては、図５に示す様な切刃のバイトが使用され、そして、図６及び図７に示す様に、基体表面を全体的に平滑化処理している。
【０００４】
例えば、特開平６−１９４８５７号公報には、ダイヤモンドバイトを使用し、基体の表面を０．２〜１μｍ程度の表面粗さに仕上げる「感光体ドラム用基体の製造方法」が開示されている。上記バイトは、すくい面および横逃げ面によって形成された主切刃と、すくい面および前逃げ面が交わって形成された副切刃とを有し、かつ、これら主切刃および副切刃は、ダイヤモンド粒子の集合体によって構成されている。しかも、前逃げ面は、研磨痕のない研磨面で形成され、また、副切刃の刃稜は、ダイヤモンド粒子の大きな凹凸を砥石研削により切除して形成されている。
【０００５】
他方、感光体ドラムの品質を高めるためには、基体表面における平滑化処理が極めて重要であるが、反面、平滑度があまりにも高い場合には、感光体ドラムにレーザー光を走査した際、感光層において干渉縞（モアレ）が発生する。そこで、切刃に鋸状の凹凸が付与されたバイトによって切削加工を施し、基体の表面に微細な条痕を形成することにより、感光体ドラムの感光層表面で乱反射を生起させ、干渉縞の発生を防止する技術が検討されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の様な製造方法によれば、図６及び図７中の円で囲んだ部位に見られる様に、切削加工によって得られる基体の表面には、実際、目視では確認し難い微小な髭状のバリが発生することがある。また、仮に、上記の様なダイヤモンド粒子の集合体から成る切刃に鋸状の凹凸を付与し、基体表面に条痕を形成した場合には、条痕の深さにバラツキが発生する。斯かる条痕のバラツキあるいは上記の切削加工におけるバリの発生は、上記の様なダイヤモンド粒子によって構成されたバイトによる特有の問題と考えられる。
【０００７】
すなわち、上記の様なダイヤモンド粒子から成る切刃は、図５に示す様に、多数のダイヤモンド粒子を焼結処理した後、研磨加工によって平坦化したものであり、実際には、大きさの異なる粒子が不規則な配列で露出している。従って、仮に、ダイヤモンド粒子によって構成される切刃に凹凸を付与した場合も、その形状が不均一であり、特に、各粒子の間に形成される凹部は、深さにバラツキが生じる。その結果、製造される感光体ドラムにおいては、干渉縞が十分に抑制できない場合があり、特に、基体表面のバリは、感光層形成時の欠陥となり、感光体ドラムにおける画像欠陥として表われる。
【０００８】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、干渉縞を防止する感光体ドラムに好適な感光体ドラム用基体であって、切削加工によって素管の表面を平滑化処理する際、表面に微細な条痕をより均一に且つバリを発生させることなく形成できる感光体ドラム用基体の製造方法、ならびに、バリのない均一な条痕を表面に有し、一層高品位な感光体ドラムを製造し得る感光体ドラム用基体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る感光体ドラム用基体の製造方法は、円筒状の素管の表面をバイトによって切削加工することにより、略円周方向に沿って多数の条痕が形成された感光体ドラム用の円筒状基体を製造する方法であって、バイトとして、単結晶ダイヤモンドによって構成され且つ凹凸が連続する鋸状の刃稜を切刃が備え、当該刃稜の凸部の平均ピーク高さを基準とした場合の凹部の平均深さが０．５〜５μｍのバイトを使用することにより、前記の条痕を形成することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、上記の製造方法においては、多数の条痕が形成された感光体ドラム用の円筒状基体をバイトによる切削加工によって製造する。その際、上記の特定のバイトの切刃は、単結晶ダイヤモンドによって構成されており、より滑らかな刃稜を有し、しかも、予めより鋭利な所定の凹凸形状が付与されているため、優れた切れ味を発揮し、そして、表面に微細な条痕を均一に且つバリを発生させることなく形成できる。
【００１１】
また、上記の製造方法において、切刃の凹凸は、切刃から逃げ面に亙って形成されているのが好ましく、斯かる切刃のバイトを使用することにより、切削中に発生する微小な切削屑を切刃逃げ面に連続する凹部によって円滑に排出でき、バリの発生をより確実に防止できる。
【００１２】
更に、上記の各製造方法におけるより好ましい態様は、バイトの切刃における凸部のピーク高さの差が０〜１μｍの範囲であり、凹部の最低点高さの差が０〜１μｍの範囲である。バイトの切刃における凸部および凹部が上記の様に設定されることにより、凸部および凹部における各切込み力を均一化でき、バリの発生を一層確実に防止できる。そして、バイトの切刃における凸部の密度が１０〜３５０個／ｍｍであることにより、感光層の干渉縞をより有効に防止し得る配列の条痕を基体の表面に形成できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に使用されるダイヤモンドバイトの切刃の形態を示す模式図であり、チップのすくい面側から見た図である。図２は、図１の切刃のダイヤモンドバイトの逃げ面に形成された凹凸を示す拡大写真である。図３及び図４は、図１の切刃のダイヤモンドバイトによって切削加工した感光体ドラム用基体の表面状態を示す拡大写真である。なお、実施形態の説明においては感光体ドラム用基体を適宜「基体」と略記する。
【００１６】
先ず、本発明に係る感光体ドラム用基体の製造方法について説明する。本発明の製造方法は、円筒状の素管の表面をバイトによって切削加工することにより、表面粗さが０．５〜５μｍの感光体ドラム用の円筒状基体を製造する方法であり、斯かる製造方法においては、特定のバイトの使用により、略円周方向に沿って多数の条痕を形成する。
【００１７】
感光体ドラム（円筒状電子写真感光体）は、基体（円筒状基体）の表面に感光膜を形成したドラムであり、適用される電子写真機器に応じて外径を１５〜３００ｍｍ程度、長さを２００〜１１００ｍｍ程度に設計される。基体を製造するための素管としては、通常、引抜加工されたアルミニウム又はアルミニウム合金製の素管が使用される。後述する仕上げ加工前の素管の肉厚は、感光体ドラムの外径や長さと剛性の関係に基づき、０．７〜５ｍｍ程度とされる。
【００１８】
本発明において、上記バイトとしては、単結晶ダイヤモンドによって構成され且つ刃長に沿って凹凸が連続する切刃のバイトを使用する。すなわち、チップが単結晶ダイヤモンドによって特定形状に構成されたバイトを使用する。これにより、上記の様に、基体の表面粗さを０．５〜５μｍに調整すると共に、略円周方向に沿って多数の条痕を形成する。すなわち、得られる条痕が全て略円周方向に沿う様に基体の表面に条痕を多数形成する。なお、本発明において、基体の表面粗さとは、上記の条痕における後述の凹凸部の平均高低差を含む概念であり、実用可能な感光層を形成するためには、基体の表面粗さを５μｍ以下に調整する必要がある。
【００１９】
周知の通り、仕上げバイトの場合、チップは、すくい面と逃げ面（主逃げ面）によって構成される切刃（主切刃）、および、すくい面と前逃げ面によって構成され且つ主切刃と略直交する平面方向に伸長された副切刃を備えているが、本発明に使用されるバイトのチップの切刃は、図１に示す様に、鋸状の刃稜を備えていることが重要である。
【００２０】
上記の切刃の凹凸は、チップの製作において、基本形状を形成した後、微細な条溝を備えた研磨工具による研磨によって付与される。更に、切刃の凹凸は、切刃から上すくい面にに亙って形成されていてもよいが、斯かる切刃の凹凸は、切削加工において発生する微小な切削屑を円滑に排出するため、図２に示す様に、切刃から逃げ面に亙って形成されるのが好ましい。また、チップの切刃においては、基体の表面を全体として平滑な状態にするためには上記の表面粗さが必要であるが、均一な条痕を形成し且つバリの発生を防止するためには、凹部および凸部が所定の高さおよび深さになされているのが好ましい。
【００２１】
具体的には、図１に示す様に、基体表面に均一な条痕を形成するため、切刃における凸部のピーク高さの差（ピーク同士の高さの差）（Δｈ）は、０〜１μｍの範囲とされ、かつ、凹部の最低点高さの差（鞍部同士の高さの差）（Δｋ）は、０〜１μｍの範囲とされる。しかも、前述のバリの発生を確実に防止するため、凸部の平均ピーク高さを（Ｈ）、凹部の平均最低点高さを（Ｋ）とすると、凸部の平均ピーク高さ（Ｈ）を基準とした場合の凹部の平均深さ（ｄ）（すなわち、凸部の平均ピーク高さ（Ｈ）と凹部の平均最低点高さ（Ｋ）との差）は、０．５〜５μｍとされる。上記の凸部のピーク高さ及び凹部の最低点高さは、切刃の刃面上の所定点を基準とした高さを言う。なお、逃げ面に連続して形成される凹凸も同様に設定される。
【００２２】
更に、感光層における干渉縞をより有効に防止するためには、基体表面の条痕を一定の密度で形成するのが好ましい。そこで、本発明において、バイトの切刃における凸部の密度（単位長さあたりの凸部の数）は１０〜３５０個／ｍｍ、好ましくは５０〜３５０個／ｍｍとされる。換言すれば、隣接する凸部の頂間の距離は、２．８〜１００μｍ、好ましくは２．８〜２０．０μｍとされる。また、切刃の凸部の形状は略二等辺三角形であり、その頂角は３０〜１７５°、好ましくは１００〜１７０°である。
【００２３】
本発明による基体の製造においては、工具の消耗コストを低減し、加工効率を高める観点から、通常、素管の表面を１次切削加工して高い形状精度に仕上げた後、２次切削加工として上記の仕上げ加工を行う。１次切削加工を施す場合、先ず、通常のＲバイトを使用して素管を切削し、表面粗さ（Ｒｍａｘ．）が５〜１５μｍとなる様に表面を平滑化する。次いで、１次切削加工によって得られた中間体としての素管に対し、上記の特定の単結晶ダイヤモンドチップのバイトを使用し、仕上げ加工としての２次切削加工を施す。
【００２４】
２次切削加工においては、ワーク（中間体）を２０００〜１００００ｒｐｍで回転させ、適宜クーラントを使用して０．０５〜０．５ｍｍ／ｒｅｖ．の速度で送り込む。そして、斯かる２次切削加工により、前述の様な表面粗さが０．５〜５μｍであって且つ所定の微細な条痕が表面に形成された基体を得る。なお、素材として使用する素管の形状精度や表面粗さによっては、上記の特定のバイトを使用して直接仕上げ加工を施すことも可能である。
【００２５】
本発明の製造方法においては、上記の様に、仕上げ加工としての切削加工を施す際、単結晶ダイヤモンドの切刃を備えたバイトを使用し、斯かる切刃は、従来のダイヤモンドバイトの様なダイヤモンド粒子の露出による刃こぼれ状の刃稜に比べ、より滑らかな刃稜を有し、しかも、予めより鋭利な所定の凹凸形状が付与されているため、優れた切れ味を発揮し、そして、表面に微細な条痕を均一に且つバリを発生させることなく形成できる。その結果、感光層において欠陥のない一層高品位な感光体ドラムを製造できる。
【００２６】
また、本発明の製造方法においては、切刃から逃げ面に亙って凹凸が形成されたバイトを使用することにより、切削中に発生する微小な切削屑を切刃逃げ面に連続する凹部によって円滑に排出できるため、バリの発生をより確実に防止することが出来る。
【００２７】
更に、本発明の製造方法においては、バイトの切刃における凸部のピーク高さの差および凹部の深さが上記の様に設定されることにより、凸部および凹部における各切込み力を均一化でき、バリの発生を一層確実に防止できる。そして、バイトの切刃における凸部の密度が上記の所定の密度とされることにより、感光層の干渉縞をより有効に防止し得る配列の条痕を基体の表面に形成できる。
【００２８】
因に、本発明の製造方法によって得られた基体の表面状態を図３及び図４に示す。図示する基体の表面は、単結晶ダイヤモンドで切刃が構成された上記の特定のバイトによって切削することにより、略円周方向に沿って多数の条痕を形成したものである。素管としては、外径が３０．３ｍｍ、内径が２８．５ｍｍ、長さが３４０ｍｍのアルミニウムの引抜き管に１次加工を施したものを使用し、１次加工は、ダイヤモンド粒子の集合体から成る従来のダイヤモンドの切刃を有するＲバイトによって行った。仕上げ加工に使用した上記バイトは平バイトであり、その切刃は、凸部のピーク高さの差を０．１μｍ、凹部の最低点高さの差を０．１μｍ、凸部の平均ピーク高さに対する凹部の平均深さを１．３μｍ、凸部の頂角を１６０°に設計した。
【００２９】
上記の仕上げ加工においては、バイトのチップにおける前すくい角を０°、横すくい角を１０°、逃げ面の角度（前逃げ面の角度）を３°に設定し、ワークの回転数を４０００ｒｐｍ、送り速度を０．２ｍｍ／ｒｅｖ．、取り代を０．０１５ｍｍに設定した。その結果、図３及び図４に示す様に、バリの発生は全く見られず、均一な条痕を形成できた。そして、得られた基体によって感光体ドラムを製造したところ、干渉縞は全く発生しなかった。
【００３０】
すなわち、上記の製造方法によって得られた本発明の基体は、上記の特定のバイトによる切削加工により、表面粗さが０．５〜５μｍであり、かつ、バリの発生していない多数の条痕が略円周方向に沿って表面に形成される。そして、本発明の基体において、表面粗さが上記の範囲であり且つバリのない多数の条痕が略円周方向に沿って表面に形成された構造は、感光層における欠陥を防止でき且つ干渉縞の発生のない感光体ドラムを製造できる。
【００３１】
また、上記の好ましい態様の製造方法によって得られる本発明の基体においては、条痕の凸部のピーク高さの差が０〜１μｍの範囲であり、凹部の最低点高さの差が０〜１μｍの範囲であり、かつ、凸部の平均ピーク高さを基準とした場合の凹部の平均深さが０．５〜５μｍである。更に、より好ましい態様においては、条痕の凸部の密度が１０〜３５０個／ｍｍ、好ましくは５０〜３５０個／ｍｍとされる。そして、これらの態様の基体においては、干渉縞の発生をより確実に防止することができ、一層高品位な感光体ドラムを製造できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明に係る感光体ドラム用基体の製造方法によれば、表面に微細な条痕をより均一に且つバリを発生させることなく形成でき、干渉縞の発生のない感光体ドラムに好適な感光体ドラム用基体が得られる。また、上記の製造方法によって得られる本発明の感光体ドラム用基体によれば、感光層における欠陥を防止でき且つ干渉縞の発生のない一層高品位な感光体ドラムを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用されるダイヤモンドバイトの切刃の形態を示す模式図
【図２】図１の切刃のダイヤモンドバイトの逃げ面に形成された凹凸を示す拡大写真
【図３】図１の切刃のダイヤモンドバイトによって切削加工した感光体ドラム用基体の表面状態を示す拡大写真
【図４】図１の切刃のダイヤモンドバイトによって切削加工した感光体ドラム用基体の表面状態を示す拡大写真
【図５】従来の感光体ドラム用基体の製造に使用されるダイヤモンドバイトの切刃の形態を示す模式図
【図６】従来のダイヤモンドバイトによって切削加工した感光体ドラム用基体の表面状態を示す拡大写真である。
【図７】従来のダイヤモンドバイトによって切削加工した感光体ドラム用基体の表面状態を示す拡大写真である。
【符号の説明】
Δｈ：切刃の凸部のピーク高さの差
Ｈ  ：切刃の凸部の平均ピーク高さ
Δｋ：切刃の凹部の最低点高さの差
Ｋ  ：切刃の凹部の平均最低点高さ
ｄ  ：切刃の凹部の平均深さ
【図１】
0004433597.tif 000002
【図２】
0004433597.tif 000003
【図３】
0004433597.tif 000004
【図４】
0004433597.tif 000005
【図５】
0004433597.tif 000006
【図６】
0004433597.tif 000007
【図７】
0004433597.tif 000008