(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抽伸加工によって作成したアルミニウム素管の表面を旋削加工してアルミニウム製円筒体を作成する方法であって、該アルミニウム素管のアルミニウム結晶粒の抽伸方向の長さをＬ、抽伸方向と直角な方向の長さをＤとするとき、７０％以上のアルミニウム結晶粒のＬ／Ｄが１．５以上３．０以下であり、かつ旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とするアルミニウム製円筒体の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のアルミニウム製円筒体の製造方法であって、前記長さＬの平均値が１５０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とするアルミニウム製円筒体の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のアルミニウム製円筒体の製造方法であって、前記長さＬが所定の範囲内に入るように前記アルミニウム素管を分けてから、その分けた群ごとに所定の条件で旋削加工を行うことを特徴とするアルミニウム製円筒体の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載のアルミニウム製円筒体の製造方法であって、前記長さＤが所定の範囲内に入るように前記アルミニウム素管を分けてから、その分けた群ごとに所定の条件で旋削加工を行うことを特徴とするアルミニウム製円筒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載のアルミニウム製円筒体の製造方法であって、前記アルミニウム素管の外表面または内表面の光学反射率を測定し、光学反射率によって該アルミニウム素管を分けてから、その分けた群ごとに所定の条件で旋削加工を行うことを特徴とするアルミニウム製円筒体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム製円筒体の製造方法で作成したアルミニウム製円筒体。
【請求項７】
請求項６記載のアルミニウム製円筒体を基体として使用した電子写真感光体。
【請求項８】
請求項７記載の電子写真感光体を使用した電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真感光体に基体として使用するアルミニウム製円筒体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドラム状電子写真感光体はアルミあるいはアルミニウム合金製の円筒の上に一層あるいは複数層の下引き層を設け、さらにその上に電荷発生層、電荷輸送層を形成して作成するのが一般的である。 必要に応じて、電荷輸送層の上に耐摩耗性を向上させることを目的として被覆層を設けることが行われる。 電子写真感光体のこの製造方法は電子写真学会誌 第２８巻 第２号 １８６〜１９５頁 「ＯＰＣ感光体の生産技術」 等で紹介されている。
【０００３】
ここで使用するアルミあるいはアルミニウム製円筒体はその表面精度（表面平滑度）として高い精度が要求されるが、この円筒体は元となるアルミ管の表面を旋削加工して作成するのが、一般的である。
【０００４】
電子写真感光体用基体としては、抽伸加工を行ったアルミニウム管を旋削加工して作成するのが一般的である。元となるアルミ管は粗素管と呼ぶことが有り、その製造方法は、軽金属協会編 「アルミニウム技術便覧」等に紹介されている。
【０００５】
旋削加工は旋盤に粗素管を取り付け、粗素管を高速で回転させながらバイトで切削することによって行い、これを旋削加工と呼ぶ場合も有る。
【０００６】
旋削品質を決める要因としては、粗素管の回転速度以外に、バイトのあて方、バイトの送り速度、旋削油の供給量等があるが、なかでもバイトの品質は特に重要であることが知られている。
【０００７】
電子写真感光体用基体の旋削加工を行う際のバイトとしては、多結晶ダイヤモンドバイトを使うのが一般的であり、多結晶ダイヤモンドの構成粒子径も重要であるが、同じ構成粒子径のダイヤモンドバイトを使った場合でも、バイトの再研磨がバイトの品質を主に決めてしまうことが、経験的に知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
被旋削材の種類やロットが変わった場合、バイト自体の交換や、旋削条件の変更が必要になることが有り、このとき、どのバイトを使用するか、あるいはどのように旋削条件を変更するかは試行錯誤的に決めていた。
【０００９】
たとえば、今まで何の問題もなく旋削できていたものが、被旋削材のロットが変わっただけで旋削品質が変わってしまうことが有り、このとき、バイト交換や旋削条件の変更に時間と手間がかかっていた。
【００１０】
また、場合によっては、被旋削材が同じロットであっても、被旋削材のロット内バラツキにより旋削品質が変化し、頻繁なバイト交換や旋削条件の変更が必要になる場合が有った。
【００１１】
特に、製品の価格を下げることを目的として、旋削速度を上げるとこの問題が顕著に発生する傾向が有る。
【００１２】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電子写真感光体に使用して画像スジの原因となる電子写真感光体の基体旋削時の旋削スジや旋削異常を発生させず、かつ
１．  旋削速度６５００ｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削時のスジやビビリ等の旋削品質の低下がなく旋削することを可能にする
２．  旋削時に旋削条件を調整することなく、同一の旋削条件による旋削を可能することによって調整作業を減らし、旋削の効率を上げる
ことができるアルミニウム製円筒体、その製造方法、電子写真感光体および電子写真装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るアルミニウム製円筒体の製造方法は、抽伸加工によって作成したアルミニウム素管の表面を旋削加工してアルミニウム製円筒体を作成する方法であって、該アルミニウム素管のアルミニウム結晶粒の抽伸方向の長さをＬ、抽伸方向と直角な方向の長さをＤとするとき、７０％以上のアルミニウム結晶粒のＬ／Ｄが１．５以上３．０以下であり、かつ旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする。
【００１４】
これにより、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００１５】
また、本発明に係るアルミニウム製円筒体の製造方法において、前記長さＬの平均値が１５０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
ここで平均とは、算術平均をいう。
【００１７】
これにより、アルミ結晶粒子が大きすぎず、かつＬ／Ｄ比が旋削加工に無理がないので、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００１８】
また、本発明に係るアルミニウム製円筒体の製造方法において、前記Ｌが所定の範囲内に入るように、すなわち、分別して構成した１つのロットのＬの最大値と最小値との差が所定の幅内になるように、前記アルミニウム素管を分けてから、その分けた群ごとに所定の条件で旋削加工を行うことを特徴とする。
【００１９】
ここで、長さＬの所定の範囲は適宜設定することができるが、好適には、最大値と最小値との差が１００μｍ以下である。また、所定の条件とは、上記のロット構成を有する各アルミニウム素管の最適な旋削加工条件をいい、これについては、試し旋削等を通じて適宜設定することができる。以下の発明についても同様である。
【００２０】
これにより、旋削するアルミニウムの結晶の状態に最適な旋削条件で旋削でき、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００２１】
また、本発明に係るアルミニウム製円筒体の製造方法において前記Ｄが所定の範囲内に入るように、好適には、最大値と最小値の差が１００μｍ以内となるように、すなわち、分別して構成した１つのロットのＤの最大値と最小値との差が１００μｍ以下となるように、前記アルミニウム素管を分けてから、その分けた群ごとに所定の条件で旋削加工を行うことを特徴とする。
【００２２】
これにより、旋削するアルミニウムの結晶の状態に最適な旋削条件で旋削でき、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係るアルミニウム製円筒体の製造方法において、前記アルミニウム素管の外表面または内表面の光学反射率を測定し、光学反射率によってアルミニウム素管を分けてから、その分けた群ごとに所定の条件で旋削加工を行うことを特徴とする。
【００２４】
これにより、旋削するアルミニウムの結晶の状態に最適な旋削条件で旋削でき、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００２５】
この場合、目視による色調や光沢で２つ以上に複数の群に分けてから、その分けた群ごとに所定の条件で旋削加工を行なってもよい。
【００２６】
また、本発明に係るアルミニウム製円筒体は、上記のアルミニウム製円筒体の製造方法で作成したものである。
【００２７】
これにより、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削が可能であり、かつ旋削加工を所定の条件で行い、すなわち、連続して旋削加工時に途中の旋削条件調整を減らしているので、アルミニウム製円筒体の表面の品質が良く、また、生産性が良くコストが安い。
【００２８】
また、本発明に係る電子写真感光体は、上記のアルミニウム製円筒体を基体として使用したものである。
【００２９】
これにより、作成した電子写真感光体の品質、コストとも優れている。
【００３０】
また、本発明に係る電子写真装置は、上記の電子写真感光体を使用したものである。
【００３１】
これにより、作成した電子写真装置の品質、コストとも優れている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、実施例と比較例を対比しながら、以下に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３３】
まず、本発明の実施例および比較例を通して共通な条件を初めに説明する。
【００３４】
旋盤として豊田工機製の旋盤を使用した。旋削加工条件を表１に示す。
【００３５】
【表１】
0003798638.tif 000002
また、試し旋削を行って、アルミニウム素管（粗素管）に適したバイトの送り速度、バイトの振り角度を選定した。 バイトの振り角度は、例えば、±１０°の範囲内で選定する。
バイトとして、東京ダイヤモンド工具製作所製の多結晶ダイヤモンドバイトを使用した。バイトのチップにはデビアス製の燒結多結晶ダイヤモンドを使用し、バイトの先端Ｒは１０ｍｍ、すくい角は５°、逃げ角は３°であった。
【００３６】
ここで、後述するアルミニウム結晶粒の大きさの測定法についても予め説明しておく。
【００３７】
試料の前処理として、旋削加工前のアルミニウム素管は４００番あるいは１０００番のサンドペーパーで表面を軽く研磨しする。 研磨後に綿布に日本磨料工業株式会社製の商品名金属磨ピカールを付け、更に磨いても良い。
【００３８】
つぎに、エッチングとして、綿布に希塩酸を染み込ませ、これをピンセットでつまんでアルミニウム素管表面を数回軽く擦る。 その後、水道水ですすぎ洗浄を行い、残っている希塩酸を除去する。
【００３９】
なお、エッチングはこれ例外の方法でも行うことができ、例えば、軽金属協会編のアルミニウム技術便覧（１９８５年刊）にマクロエッチングとして紹介されている。
【００４０】
上記の前処理およびエッチングを行ったアルミニウム素管について、光学顕微鏡で表面に現われた個々のアルミニウム結晶粒を観察し、アルミニウム結晶粒の抽伸方向の長さＬ、抽伸方向と直角な方向の長さＤを測定する。
（本実施の形態の第１の例）
抽伸条件が６種の異なる外径３０．３ｍｍの６０６３アルミニウム素管を用意し、これを長さ３４０ｍｍに切り揃えた。
この切り揃えたアルミニウム素管を実施例および比較例とも各５本旋削加工したが、実施例と比較例を通して旋削条件は一定とし、途中では変更しなかった。
【００４１】
実施例および比較例の各５本のアルミニウム素管について、エッチングを行なった後、光学顕微鏡で観察してアルミニウム結晶粒の抽伸方向の長さＬと、抽伸方向と直角な方向の長さＤを測定した。ＬとＤの測定は光学顕微鏡の視野内に有った２０個について行い、５本×２０個／本の合計１００個のデータの算術平均値を求めた。 また、個々のアルミニウム結晶粒のＬ／Ｄを計算し、Ｌ／Ｄが１．５以上３．０以下の個数を計算し、それを分子として百分率表示した。
【００４２】
旋削面仕上がりはアルミニウム製円筒体表面をラッピングペーパーで軽く手研磨し、表面にスジがみえるかどうかを評価した。
抽伸条件、旋削加工条件および旋削面仕上がり結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
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表２から明らかなように、実施例１、実施例２、実施例３では良好な旋削が行えた。一方、比較例１、比較例３、比較例４では旋削スジが発生した。また、旋削速度（旋削時の線速）を６５００ｍｍ／ｓｅｃ以下とした比較例２では旋削品質（旋削面仕上がり）は良好であるが、生産性の向上を狙って旋削速度を７８５３ｍｍ／ｓｅｃとした比較例１では旋削スジが発生し、高速旋削時にＬ／Ｄが３以上では問題があることも確認できた。また、Ｌ／Ｄが３以下であってもアルミニウム結晶粒の抽伸方向の長さＬが５００μｍ以上である比較例３では旋削スジが発生した。
【００４４】
上記の結果より、アルミニウム素管の７０％以上のアルミニウム結晶粒のＬ／Ｄが１．５以上３．０以下であればよく、また、Ｌの平均値が１５０μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは３５０μｍ以下であればよいことが分かる。
（本実施の形態の第２の例）
初めに、アルミニウム結晶粒の大きさの異なる１００本の抽伸加工によって作成した外径３０．３ｍｍのアルミニウム素管１００本を用意した。
【００４５】
このうちの任意に選んだ半分の５０本について、まず、そのうちの３本で旋削条件を求め、その求めた旋削条件で残りの４７本を旋削加工したが、アルミニウム製円筒体の旋削品質にバラツキがあり、１３本のスジ発生が認められた。
【００４６】
一方、残りのアルミニウム素管５０本についてその結晶粒の大きさを調べ、抽伸方向の長さＬが２００μｍ以上３００μｍ以下のアルミニウム素管２１本と、３００μｍ以上４００μｍ以下のアルミニウム素管２９本の２つのグループに分けた。
【００４７】
抽伸方向の長さＬが２００μｍ以上３００μｍ以下のアルミニウム素管２１本について、まず、そのうちの３本で旋削条件を求め、その求めた旋削条件（旋削条件Ａとする。）で残りの１８本を旋削加工を行ったところ、アルミニウム製円筒体全数とも良好に旋削加工でき、旋削スジの発生はなかった。
【００４８】
つぎに、抽伸方向の長さＬが３００μｍ以上４００μｍ以下のアルミニウム素管２９本について、まず、そのうちの２本で上記旋削条件Ａに代えて新たな旋削条件を求め直し、その旋削条件で残りの２７本の旋削加工を行ったところ、２７本全数良好に旋削加工でき、旋削スジの発生はなかった。なお、この新たな旋削条件を求め直す作業は、新たなロットについて試し旋削を行い旋削条件を求める通常の手順を踏んだものである。
【００４９】
この効果は旋削性がアルミニウムの結晶粒の状態に依存していると考えられ、似た結晶粒の粗素管を集め、それに適した旋削条件で旋削したため、旋削品質低下が無く良好に旋削できたものと考えられる。
（本実施の形態の第３の例）
初めに、アルミニウム結晶粒の大きさの異なる１００本の抽伸加工によって作成した外径３０．３ｍｍのアルミニウム素管１００本を用意した。
【００５０】
このうち半分の５０本を同一条件（試し旋削で求めた旋削条件）で旋削加工したが、旋削品質にバラツキがあり、１１本のアルミニウム製円筒体にスジ発生が認められた。
【００５１】
残りの５０本についてその結晶粒の大きさを調べ、抽伸方向と直角な方向の長さＤが５０μｍ以上１５０μｍ以下の粗素管１９本と、１５０μｍ以上２５０μｍ以下の粗素管３１本の２つのグループに分けた。
【００５２】
抽伸方向と直角な方向の長さＤが５０μｍ以上１５０μｍ以下のアルミニウム素管１９本に対し、試し旋削で旋削条件を決めて旋削加工を行ったところ、アルミニウム製円筒体の全数とも良好に旋削加工でき、旋削スジの発生はなかった。
【００５３】
一方、抽伸方向と直角な方向の長さＤが１５０μｍ以上２５０μｍ以下のアルミニウム素管３１本に対し、まず、３１本のうちの２本で旋削条件を求め直し、その求め直した旋削条件で残りの２９本の旋削加工を行ったところ、アルミニウム製円筒体２９本の全数について良好に旋削加工でき、旋削スジの発生はなかった。
【００５４】
この効果も上記本実施の形態の第２の例と同様に、旋削性がアルミニウムの結晶粒の状態に依存していると考えられ、似た結晶粒の粗素管を集め、それに適した旋削条件で旋削したため、旋削品質低下が無く良好に旋削できたものと考えられる。
（本実施の形態の第４の例）
上記した本実施の形態の第１〜３の例ではアルミニウム素管のアルミニウム結晶の大きさを測定しているが、この測定の為にはアルミニウム素管を処理する手間がかかる。
【００５５】
結晶粒の大きさを測定する方法に変わる簡便な方法として、抽伸加工で作成したアルミニウム素管の内面あるいは外面の光学反射率を測定し、光学反射率の値で複数のグループに分ける方法も効果的であった。
【００５６】
光学反射率によるグループ分けでも有効な理由として、アルミニウム結晶粒の大きさと光学反射率が相関関係にある為と考えられる。
【００５７】
また、測定器を用いて光学反射率を測定しなくとも、目視での光沢や輝きでグループ分けしても十分有効である。
（本実施の形態の第５の例）
つぎに、前記した表１の実施例１〜３および比較例１、３、４の旋削スジの発生した基体（アルミニウム製円筒体）を使用し、以下の手順で電子写真感光体を作成し、画像品質確認を行った。
【００５８】
「下引き層の形成 」
下記の材料をボールミルに入れ４８時間分散して分散液を作成した。
二酸化チタン粉末            １５質量部
アルキドメラミン樹脂          ３質量部
メチルエチルケトン          ７５質量部
このようにして出来た分散液をメチルエチルケトン７５質量部で希釈し、下引き層塗工液を作成した。
【００５９】
次に、先に作成した基体を洗浄後、浸漬塗工で下引き層塗工液を塗工し、１２０℃で２０分乾燥して厚さ３μｍの下引き層を形成した。
【００６０】
「電荷発生層の形成」
以下の材料をボールミルに入れ、７２時間ミリングした。
【００６１】
構造式１に示す電荷発生剤      １０質量部
ポリビニルブチラール            ７質量部
テトラヒドロフラン          １４５質量部
【００６２】
【化１】
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これを７２時間ミリング後、更にシクロヘキサノン２００重量部を加えて、１時間分散を行った。 分散を終了した液を更にシクロヘキサノンで希釈、調整し、電荷発生層塗布液とした。
【００６３】
先に下引き層を形成した前記基体上に電荷発生層塗布液を浸漬塗布し、１００℃で１０分間乾燥して厚さ約０.１μｍの電荷発生層を形成した。
【００６４】
「電荷輸送層の形成」
下に示す材料を溶解して電荷輸送層塗布液を調合した。
【００６５】
構造式２に示す電荷輸送剤        ７質量部
ポリカーボネート              １０質量部
(パンライトＣ−１４００、帝人製)
テトラヒドロフラン              ８３質量部
【００６６】
【化２】
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先に下引き層とその下引き層の上に電荷発生層を形成した前記基体上に電荷輸送層塗布液を浸漬塗布し、１００℃で１０分間乾燥して厚さ約０.１μｍの電荷輸送層を形成した。
「画像品質確認」
上記の手順で作成した電子写真感光体をリコー製Imagio  MF250に組み込み、各種の画像出しを行った。
【００６７】
その結果を表３に示す。
【００６８】
【表３】
0003798638.tif 000006
表３中、２×２画像とは、図１に示すように、レーザー光を２×２スポットずつ照射して画像を形成した画像パターンであり、○はレーザー照射なしを示し、●はレーザー照射有りを示す。
【００６９】
本発明による実施例１〜３の基体（アルミニウム製円筒体）を使用した電子写真感光体およびこの電子写真感光体を使用した電子写真装置では、すべての画像パターンにおいて良好な画像を得られた。これに対して、比較例ではハーフトーン画像でスジの発生が認められた。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に係るアルミニウム製円筒体の製造方法によれば、旋削加工前のアルミニウム素管のアルミニウム結晶粒の抽伸方向の長さをＬ、抽伸方向と直角な方向の長さをＤとするとき、７０％以上のアルミニウム結晶粒のＬ／Ｄが１．５以上３．０以下であるため、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００７１】
また、請求項２に係るアルミニウム製円筒体の製造方法によれば、長さＬの平均が５００μｍ以下であるため、アルミ結晶粒子が大きすぎず、かつＬ／Ｄ比が旋削加工に無理がないので、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００７２】
また、請求項３に係るアルミニウム製円筒体の製造方法によれば、長さＬが所定の範囲内に入るようにアルミニウム素管を分けてから、その分けた群ごとに所定の最適な条件で旋削加工を行なっているため、旋削するアルミニウムの結晶の状態に最適な旋削条件で旋削でき、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００７３】
また、請求項４に係るアルミニウム製円筒体の製造方法によれば、長さＤが所定の範囲内入るようにアルミニウム素管を分けてから、その分けた群ごとに最適な条件で旋削加工を行なっているため、旋削するアルミニウムの結晶の状態に所定の最適な旋削条件で旋削でき、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００７４】
また、請求項５に係るアルミニウム製円筒体の製造方法によれば、アルミニウム素管の外表面、あるいは内表面の光学反射率を測定し、光学反射率によって２つ以上の複数の群に分けてから、その分けた群ごとに所定の最適な条件で旋削加工を行なっているため、旋削するアルミニウムの結晶の状態に最適な旋削条件で旋削でき、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削であっても、旋削スジやビビリ等が発生することなく良好な旋削面を得ることができる。
【００７５】
また、請求項６に係るアルミニウム製円筒体によれば、上記のアルミニウム製円筒体の製造方法で旋削加工を行っているため、旋削時の線速が６５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速旋削が可能であり、かつ連続して旋削加工時に途中の旋削条件調整を減らしているので、表面の品質が良く、また、生産性が良くコストが安い。
【００７６】
また、請求項７に係る電子写真感光体によれば、上記のアルミニウム製円筒体を基体として使用して加工しているので、作成した電子写真感光体の品質、コストとも優れている。
【００７７】
また、請求項８に係る電子写真装置によれば、上記の電子写真感光体を使用しているので、作成した電子写真装置の品質、コストとも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】２×２画像を説明するための画像パターンの模式図である。
【図１】
0003798638.tif 000007