(57)【要約】【課題】  感光体の基体を再利用するために堆積膜をすべて切削で除去すると基体も切削され外形寸法が小さくなってしまい、外径規格の厳しい製品では再利用ができないか再利用回数に制限があるという課題があった。ドライエッチングだけで堆積膜を除去しようとすると堆積膜が斑点状にエッチングされ均一な堆積膜除去ができないという課題があった。【解決手段】  基体の上に阻止層、光導電層、および表面層を積層した感光体の前記表面層および光導電層の一部を機械的に除去した後、残存する層をエッチングで除去することを特徴とする感光体の基体再生方法とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の上に少なくとも光導電層、表面層を有する堆積膜が形成された感光体において前記堆積膜を除去して前記基体を再生する基体再生方法であって、
前記光導電層が露出するように前記表面層を機械的に除去し、
その後、エッチングにより残りの堆積膜を除去することを特徴とする感光体の基体再生方法。
【請求項２】
前記光導電層はａ−Ｓｉからなり、前記表面層はａ−ＳｉＣからなることを特徴とする請求項１に記載の感光体の基体再生方法。
【請求項３】
前記表面層を旋削で除去することを特徴とする請求項１または２に記載の感光体の基体再生方法。
【請求項４】
前記表面層を研削で除去することを特徴とする請求項１または２に記載の感光体の基体再生方法。
【請求項５】
前記表面層をブラストで除去することを特徴とする請求項１または２に記載の感光体の基体再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真装置に用いる感光体の基体再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置に用いる感光体として円筒状のアルミニウムからなる基体の上にアモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉとも記載する）堆積膜を形成したものが用いられている。ａ−Ｓｉ堆積膜は一般に阻止層、光導電層、表面層からなる。この感光体の基体は、その上に高品質の堆積膜を形成するために高純度であり、かつムラのない画像を得るために外形規格の厳しい高精度のアルミニウム基体を使用している。しかしながら、製品寿命に到達した後は廃棄されていた。また、ａ−Ｓｉ堆積膜形成工程の後の検査で不良とされた感光体も廃棄されていた。省資源・環境負荷低減の観点から製品を構成する部材のリサイクルやリユースに関心が高まっており、従来廃棄処分されていた感光体の基体を再生することが求められている。
【０００３】
特許文献１には、再生の対象である被再生用感光ドラムをバルジ加工によって所定の径に拡径したのち、その感光膜が施された表面を切削除去し、その表面に機能の正常な感光膜を生成することが記載されている。
特許文献２には、塩素系のエッチング用ガスを用い、ドライエッチングすることによりアモルファスシリコン系膜を基体から除去する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−０１１９１７号公報
【特許文献２】特開平０４−１５１６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
感光体の基体を再利用するために堆積膜をすべて切削によって除去すると基体も切削され外形寸法が小さくなってしまい、外径規格の厳しい製品では再利用ができないか再利用回数に制限があるという課題があった。
特許文献１に記載の方法によれば基体の外径をバルジ加工等により拡径してから切削するので外径規格を保つことはできるが、肉厚が薄くなり再利用の回数に制限があるという課題があった。また、感光体を電子写真装置で使用するためには両端にフランジを取り付ける必要があるが、バルジ加工等により拡径すると内径も拡大するため再生回数に応じたフランジの種類が必要になるという難点があった。
【０００６】
表面層がアモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）で形成されている場合、塩素系のエッチングガスで分解されにくいため、ドライエッチングだけで堆積膜を除去しようとすると長大な時間を要する。そのため生産性が低くエッチングガスの使用量も多いという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段は、基体の上に少なくとも光導電層、表面層を有する堆積膜が形成された感光体において前記堆積膜を除去して前記基体を再生する基体再生方法であって、前記光導電層が露出するように前記表面層を機械的に除去し、その後、エッチングにより残りの堆積膜を除去することを特徴とする感光体の基体再生方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製品寿命に到達した後に廃棄されていた感光体やａ−Ｓｉ堆積膜形成工程の後で不良とされた感光体の基体を再生して再利用することが多数回可能になる。また、堆積膜を除去した後の基体の外径が変わらないので再利用の回数に制限がない。また、基体の内径も変わらないのでフランジを複数種類用意する必要がない。  
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の感光体の再生方法の手順を示すフローチャート
【図２】表面層除去工程で使用することができる研削装置の一例
【図３】エッチング工程で使用することができるエッチング装置の一例
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１の模式的なフローチャートに示されるように、本発明の感光体の基体再生方法は表面層除去工程、エッチング工程からなる。そして再生された基体に堆積膜形成工程を施すことにより感光体を再度得ることができる。各工程を以下に説明する。
【００１１】
（１）表面層・光導電層除去工程（「表面層除去工程」とも記載する）：Ｓ１
本発明の感光体の基体再生方法に供される感光体５の構造は、円筒状の基体１の上にａ−Ｓｉを主体とする堆積膜６を形成してなる。堆積膜６は基体１からの電荷注入を阻止するための阻止層２、光電荷を発生させるための光導電層３、および表面を保護し適当な抵抗で帯電電荷を保持するための表面層４が積層されてなる。感光体５の作製は後述の堆積膜形成工程に準じて実施することができる。
【００１２】
表面層除去工程では光導電層３が露出するように表面層４を機械的に除去する。塩素系のエッチングガスで分解されにくい表面層４を機械的に除去しておくことにより、これに続くエッチング工程において残存する堆積膜を確実に除去することができる。また、光導電層３を可能な限り除去しておくとエッチング工程に要する時間とエッチングガスの使用量を抑制することができる。阻止層２が比較的厚く、機械的な除去が制御性よく実施できる場合には阻止層２の一部まで機械的に除去してもよい。ただし基体１の表面に損傷を与えないように十分留意する必要がある。
【００１３】
除去手段７として砥石、旋削装置を用いた旋削、研削材を用いた研削、ビーズを吹き付けるブラストなどの方法を利用することができる。
旋削に用いる旋削装置は公知のものを適用し、以下のように実施することができる。旋削装置に感光体５をセットして回転し、規定の切込み量に調整されたバイトを基体１の軸方向に移動させることにより、表面層４が除去される。
旋削に用いるバイトの種類として高速度鋼、超鋼などの鋼材のほか、サーメット、セラミックス、ダイヤモンド、ＣＢＮなどの刃先材料を用いることができる。
【００１４】
研削は以下のように実施することができる。回転手段に感光体５をセットして回転し、研削材を基体１に押し当てることにより、表面層４が除去される。研削材は基体１の軸長全体にわたっていてもよいし、基体１の軸長よりも短いものでもよい。基体１の軸長よりも短い研削材は、基体１の軸方向に移動させて使用する。
【００１５】
研削に用いる研削材として、砥粒と結合材からなる砥石を用いることができる。砥粒としてはアルミナ系のＡ（アランダム）、ＷＡ（ホワイトアランダム）、ＰＡ（ピンクアランダム）、ＨＡ（解体型アルミナ）、ＡＥ（人造エメリー）、ＡＺ（アルミナジルコニア）、炭化ケイ素系のＣ（カーボランダム）、ＧＣ（グリーンカーボランダム）が挙げられる。結合材・結合方法としてはビトリファイド（Ｖ）、レジノイド（Ｂ）、ラバー（Ｒ）、シリケート（Ｓ）、セラック（Ｅ）、メタル（Ｍ）、電着（Ｐ）、マグネシアセメント（Ｍｇ）が挙げられる。砥粒の粒度は＃１００から＃２０００の範囲で、押し当てる加圧力と処理時間に応じて選択される。
【００１６】
別の研削材としてスポンジ研磨剤、サンドペーパー、研磨フィルムを用いることができる。これらの研削材は、それぞれ基材としてスポンジ、紙・布、プラスチックフィルムを用い、これら基材の上に前述の砥粒を塗布したものである。
【００１７】
研削装置の一例を以下に示す。図２（Ａ）は研削装置の模式的な断面図、図２（Ｂ）はその上面図である。研削装置３０は感光体５の外周面を研削するための研磨テープ３３を備えている。研磨テープ３３は長尺のロール状であり、ガイドローラー３４に案内されて順次引き出され巻き取り部材３５に回収される。
【００１８】
この研削装置を用いた研削は以下のように実施することができる。クランプ３７を感光体５の端部に向かって移動させ感光体５を保持する。次にクランプ３７を不図示の圧縮空気供給手段によって膨張させ感光体５をその内周面で保持する。感光体５を内周面で保持する方法としてはこの他にコレットチャックを用いる方法、テーパー形状の保持部材を嵌合させる方法などを用いることができる。モーター３８により感光体５を回転し、リニアガイド３９に沿って感光体５を移動し研磨テープ３３に接触させる。さらに加圧機構４２を作動させることにより、加圧ローラー４１が研磨テープ３３を感光体５の外周面に押し当てる。加圧機構４２はエアシリンダ、スプリングなどを用いることができる。
【００１９】
ブラストは公知のブラスト装置を用いて以下のように実施することができる。回転手段に感光体５をセットして回転し、感光体５にビーズを圧縮空気や液体の噴流により噴射することにより、表面層４が除去される。ブラストに用いるビーズの種類として前述の砥粒のほか、ガラス、珪砂、ジルコニア、ステンレスなどの細粒を用いることができる。回転手段としては図２と同様の装置を用いることができる。
表面層除去工程が終了すると堆積膜付き基体１Ａが得られる。この表面に残存する切削油、切粉、研削材、ビーズ等の残留物を除去するために、堆積膜付き基体１Ａを洗浄することが望ましい。
【００２０】
（２）エッチング工程：Ｓ２
エッチング工程では堆積膜付き基体１Ａにエッチングガス８を接触させて、残存している堆積膜（光導電層３および阻止層２）を除去する。エッチングガスとしてＣｌＦ３、ＣＦ４のハロゲン系ガスを用いることができる。加えて、アルゴン、ヘリウム、窒素などの不活性ガスで希釈してもよい。また、基体１の表面が露出する前の段階においては高周波等のエネルギーを印加してエッチングガスをプラズマ状態にしてもよい。
【００２１】
図３はエッチング工程で用いられるエッチング装置の一例を示す模式的な断面図である。エッチング装置１０は反応容器１１と、その内部にエッチングガス導入管１２を備えている。基体１は、基体ホルダ１３に装着された状態で反応容器１１の上部の蓋１４を開けて挿入される。反応容器１１の下部には、エッチングガス導入管１２に接続されたエッチングガス供給管１９が取り付けられ、この供給管１９は、供給バルブ２０を介して図示しないガス供給装置に接続されている。反応容器１１の下部には排気管１５が取り付けられている。この排気管１５は排気バルブ１６を介して図示しない排気装置（真空ポンプ）に接続されている。排気装置の排気能力を調整して反応容器１１の内圧を任意に調整できる。反応容器１１の下部には、基体１が装着された基体ホルダ１３を回転可能にするモ−タ１７、反応容器１１の内圧を測定する真空計１８が取り付けられている。
【００２２】
上記の装置を用いたエッチングによるａ−Ｓｉ堆積膜の除去は次のように実施することができる。まず、表面層除去工程（Ｓ１）で感光体５の表面層４が除去されてなる堆積膜付き基体１Ａを基体ホルダ１３にセットし、この基体ホルダ１３を反応容器１１の内部にセットし蓋１４を閉じる。図示しない排気装置により反応容器１１の内部を所定の圧力まで排気する。以後、排気を続けながら、モ−タ１７により基体ホルダ１３を回転させる。エッチングガスをそれぞれの流量制御器（不図示）により調節しながら、エッチングガス導入管１２を通って反応容器１１の内部に導入する。導入されたエッチングガスは残存している堆積膜と反応してこれを気相へと還元する。反応後の生成物質は排気管１５を通って反応容器１１の外に排気される。規定時間経過後にエッチングガスの導入を停止し、反応容器１１の内部を不活性ガスで置換し基体１を取り出す。エッチング工程が終了した後には基体１の表面に残存する反応生成物等の残留物を除去するために、基体１を洗浄することが望ましい。
【００２３】
（３）堆積膜形成工程：Ｓ３
堆積膜形成工程では再生された基体１にａ−Ｓｉを主体とする堆積膜６を再度形成し感光体５を得る。堆積膜６は基体１からの電荷注入を阻止するための阻止層２、光電荷を発生させるための光導電層３、表面を保護し適当な抵抗で帯電電荷を保持するための表面層４が積層されてなる。
【００２４】
基体１の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタンやこれらの合金を用いることができる。中でも加工性や製造コストを考慮するとアルミニウムが優れている。この場合、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金のいずれかを用いることが好ましい。
ａ−Ｓｉを主体とする堆積膜６を形成する方法はシラン、ジシラン、ジクロロシランなどのガスを用いる公知のＣＶＤ法が用いられる。ＣＶＤ法としては高周波プラズマＣＶＤ、マイクロ波プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ、熱ＣＶＤ、触媒ＣＶＤ等の方法を用いることができる。感光体５の阻止層２を形成する際には、基体１からの電荷注入阻止と密着性向上の為に一般に一酸化窒素および炭素または窒素含有ガスが導入される。光導電層３を形成する際にはホウ素またはリン含有ガスを導入してもよい。表面層４を形成する際には耐磨耗性向上の為に炭素含有ガスが導入され、堆積膜としてはａ−Ｓｉに比べて高硬度のａ−ＳｉＣが形成される。表面層４の最表面については炭素含有量を多くしてａ−Ｃ（アモルファスカーボン）に近い組成とし、電子写真装置で使用する際にむしろ磨耗しやすくするような構成としても良い。
【実施例】
【００２５】
［実施例１］
感光体の作製を以下のように実施した。基体１としてマグネシウムを２．５重量％含有したＡｌ−Ｍｇ合金からなる円筒状金属素管（外径８４．２ｍｍ、長さ３８２ｍｍ）を用意した。そして、旋削装置（エグロ社製  型番：ＲＬ−５５０ＥＸ）を用いて外径８３．９６ｍｍ±０．０２ｍｍとなるように旋削加工しさらに脱脂洗浄した。外径は軸方向４０ｍｍ間隔で９点をノギスで測定した。この基体の上に図１に示すように阻止層２、光導電層３、および表面層４を高周波プラズマＣＶＤ装置を用いて表１に示す条件で形成し、感光体５を作製した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
次に表面層除去工程Ｓ１を以下のように実施した。感光体５を旋削装置（シーグ社製  型番：Ｓ−ＵＰＬ−２）にセットし、超鋼バイトを用いて堆積膜の残り膜厚が２７μｍとなるように旋削して光導電層が露出するように表面層を機械的に除去し堆積膜付き基体１Ａを得た。続いてこの堆積膜付き基体１Ａを脱脂洗浄した。
【００２８】
次にエッチング工程Ｓ２を以下のように実施した。図３に示すエッチング装置に堆積膜付き基体１Ａをセットし反応容器の内部を排気した後、毎分１回転で回転しながらＣｌＦ３ガスを５００ｃｃ、Ａｒガスを１０００ｃｃ導入した。内圧１３３Ｐａの条件下で６０分間処理することにより、残存している光導電層３および阻止層２を除去した。最後に基体１を純水で洗浄し再生された基体１を得た。この再生された基体１の外径をノギスで９点測定したところ８３．９６ｍｍ±０．０２ｍｍで、素管を旋削加工した再生前の基体の外径と変わらなかった。
【００２９】
このようにして再生された基体１に前述の感光体の作製と同様の堆積膜形成工程Ｓ３により阻止層２、光導電層３、および表面層４を形成し、感光体５を再度作製した。電子写真装置（キヤノン社製複写機ｉＲＣ６８８０Ｎ）を改造した電位測定装置を用いて、感光体５の帯電能ムラを以下のように測定した。作製した電子写真感光体を、電子写真装置に設置し、画像露光を切った状態で電子写真感光体の長手方向中央位置における現像器位置の暗部電位が−５００Ｖになるように主帯電器に供給する電流量を調整した。その後、画像露光光を照射し、現像器位置の電位が−１００Ｖになるように画像露光光の光量を調整した。この状態において、電子写真感光体における電位分布を以下の位置で測定し、その最大値と最小値の比を電位ムラとした。電位分布の測定位置は軸方向４０ｍｍ間隔で９点、各点の周方向９度間隔で４０点、計３６０点のＶｄ電位の最大値と最小値の差を帯電能ムラとした。再生された基体を用いた感光体５の帯電能ムラは素管を旋削加工した再生前の基体を用いた感光体５と同等の帯電能ムラだった。
【００３０】
同様にして本発明の基体再生方法を１０回繰り返して実施したところ、各回のエッチング工程Ｓ２が終了した後に得られる再生された基体の外径は素管を旋削加工した再生前の基体の外径と変わらなかった。また、各回の堆積膜形成工程Ｓ３が終了した後に得られる感光体の帯電能ムラについても素管を旋削加工した再生前の基体を用いた感光体と同等の帯電能ムラだった。
【００３１】
［実施例２］
感光体の作製を実施例１と同様に実施した。次に表面層除去工程Ｓ１を以下のように実施した。感光体５を旋削装置（シーグ社製  型番：Ｓ−ＵＰＬ−２）にセットし、超鋼バイトを用いて堆積膜の残り膜厚が２μｍとなるように旋削して光導電層が露出するように表面層を機械的に除去し堆積膜付き基体１Ａを得た。続いてこの堆積膜付き基体１Ａを脱脂洗浄した。
【００３２】
次にエッチング工程Ｓ２を処理時間を１５分としたほかは実施例１と同様に実施し、再生された基体１を得た。続いて感光体の作製と同様の堆積膜形成工程Ｓ３により再生された基体を用いた感光体を得た。実施例１と同様に再生された基体の外径および再生された基体を用いた感光体の帯電能ムラを評価したところ、実施例１と同等の結果を得た。一方エッチング処理時間は実施例１の４分の１の時間で済んだため、生産性が実施例１よりも向上した。
【００３３】
［実施例３］
感光体の作製を実施例１と同様に実施した。次に表面層除去工程を研削により以下のように実施した。
図２に示す研削装置に感光体５をセットし、毎秒１．５回転の速さで図２における反時計回りに回転させた。リニアガイド３９に従って感光体５を移動し、感光体５の外周面を研磨テープ３３に接触させた。研磨テープ３３を６．６ｃｍ／秒の送り速度で送出・巻き取った。続いてエアシリンダからなる加圧機構４２により加圧ローラー４１を基体１の面取り面に３２０ｋＰａの押圧力で３００秒間接触させることにより、堆積膜の残り膜厚が２７μｍとなるように研削して光導電層が露出するように表面層を機械的に除去し堆積膜付き基体１Ａを得た。続いてこの堆積膜付き基体１Ａを脱脂洗浄した。研磨テ−プ３３としてレフライト株式会社製ＭＡＸＩＭＡラッピングフィルム（品番ＧＣ２４０、粒度＃２４０）を用いた。
【００３４】
次にエッチング工程Ｓ２を実施例１と同様に実施し、再生された基体１を得た。続いて感光体の作製と同様の堆積膜形成工程により再生された基体を用いた感光体を得た。実施例１と同様に再生された基体の外径および再生された基体を用いた感光体の帯電能ムラを評価したところ、実施例１と同等の結果を得た。
【００３５】
［実施例４］
感光体の作製を実施例１と同様に実施した。次に表面層除去工程をブラストにより以下のように実施した。
ブラスト装置（不二製作所製ニューマ・ブラスター  型番：ＳＧ−５Ｓ）の内部で感光体５を毎分２回転で回転させ、ブラストガンを感光体５から１５ｃｍの距離に設定した。ブラストガンからビーズを噴射しながらブラストガンを感光体５の軸方向に毎分２ｃｍの速度で移動させることにより堆積膜の残り膜厚が２７μｍとなるようにブラストして光導電層が露出するように表面層を機械的に除去し堆積膜付き基体１Ａを得た。続いてこの堆積膜付き基体１Ａを脱脂洗浄した。ビーズとしてステンレスビーズ（粒度＃１５０）を用い３２０ｋＰａの噴射圧で噴射した。
【００３６】
次にエッチング工程Ｓ２を実施例１と同様に実施し、再生された基体１を得た。続いて感光体の作製と同様の堆積膜形成工程Ｓ３により再生された基体を用いた感光体を得た。実施例１と同様に再生された基体の外径および再生された基体を用いた感光体の帯電能ムラを評価したところ、実施例１と同等の結果を得た。
【００３７】
［比較例１］
感光体の作製を実施例１と同様に実施した。次に表面層除去工程の旋削加工のみで堆積膜をすべて除去した。さらに基体１の外径が８３．９４ｍｍとなるように旋削加工することにより再生された基体１を得た。エッチング工程は実施しなかった。続いて感光体の作製と同様の堆積膜形成工程により再生された基体を用いた感光体を得た。
実施例１と同様に再生された基体を用いた感光体の帯電能ムラを評価したところ、実施例１と同等の結果を得た。しかしながら、再生された基体の外径が小さくなってしまうため、感光体として電子写真装置で用いるためには２回以上の再生は不可能だった。
【００３８】
［比較例２］
感光体の作製を実施例１と同様に実施した。次に実施例１における表面層除去工程は実施せず、エッチング工程のみで堆積膜をすべて除去した。エッチング条件は実施例１のエッチング工程で処理時間を５時間としたほかは実施例１と同様に実施した。このエッチング処理により再生された基体１を得た。続いて感光体の作製と同様の堆積膜形成工程により再生された基体を用いた感光体を得た。
【００３９】
実施例１と同様に再生された基体を用いた感光体の帯電能ムラを評価したところ、実施例１と同等の結果を得た。しかしながらエッチング処理時間は実施例１の５倍の時間を要したため生産性が実施例１よりも低下した。
以上の実施例および比較例をまとめて表２に示した。
【００４０】
【表２】
2012042590.tif 000004
【符号の説明】
【００４１】
１     基体
１Ａ   堆積膜付き基体
２     阻止層
３     光導電層
４     表面層
５     感光体
６     堆積膜
７     除去手段
８     エッチングガス
【図１】
2012042590.tif 000005
【図２】
2012042590.tif 000006
【図３】
2012042590.tif 000007