JP4131307B2 - 電子写真感光ドラム基体用管体の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子複写機 プリンター、ファクシミリなどの電子写真方式の出力機器に使用される、特に振れ精度に優れた大型感光ドラムのためのドラム基体用管体、その製造方法及び電子写真方式出力機器用感光ドラムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年複写機、パーソナルコンピューターなど事務用機器の急激な進歩にともない、新たな事務処理技術の開発、事務処理時間の短縮、事務部門の大幅な合理化、省力化が行われてきたが、これらの事務処理の進歩において、中でも電子複写機、プリンターなど電子写真方式出力機器の寄与は大きなものがある。
これら電子写真方式出力機器に使用されているＯＰＣ感光ドラムは、アルミニウム管またはアルミニウム合金管の外周面を基体としてＯＰＣ感光体を設ける場合が多い。該感光体には単層型、積層型があり、必要に応じてアンダーコートなども行われるが、塗工基体としての管体は、高い寸法精度と表面平滑性が必要とされる。
アルミニウム製管体は、通常切削、しごき、引抜きなどの成形法によって成形されるが、特に厳しい表面平滑性（例えば表面粗さが Ｒｙ≦１．５μｍ）を要求される場合には多くの場合に切削法が用いられている。
【０００３】
近年業務用の複写機、プリンターなどではＡ３版、Ｂ４版あるいはそれ以上の大型の出力要求が増え、長さ Ｌ＝３００ｍｍを超えるような長尺感光ドラムの必要性が増してきつつある。
また一方では出力画像の高画質化、プリントスピードの高速化などの要求が高まるのにともない、高い寸法精度が必要とされ、特にドラム長さＬ（ｍｍ）の管体に対し、振れ精度として、振れのきわめて小さい感光ドラムが要求がなされるようになった。これを従来の切削法で製造しようとすると、振れが大きくなり安定生産が困難となってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電子写真方式出力機器用の長尺感光ドラムに使用できる振れ精度が高く、出力画像の高画質化の要望に応えることができ、かつ高速度の切削、大きい切込量を取ることができ、仕上げ面の品位や精度を高く確保できる材料からなる感光ドラム基体用管体の製造方法を開発することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
［１］ Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を引き抜きまたはしごき加工してアルミニウム合金管を成形した後、温度１３５〜３００℃、１０〜１８０分間熱処理をして残留応力を解放し、然る後に切削加工により長さ Ｌ＞３００（ｍｍ）であって、表面粗さ Ｒｙ≦１．５μｍ、振れ≦Ｌ／５（μｍ）とすることを特徴とするアルミニウム合金管の製造方法、及び
［２］ Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金としてＪＩＳ６０６３合金を用いて上記［１］に記載した方法により製造したアルミニウム合金切削管体を用いたことを特徴とする電子写真方式出力機器用感光ドラムの製造方法、を開発することにより上記の目的を達成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金（６０００系アルミニウム合金）、特に好ましくはＪＩＳ ６０６３が押出性のみならず切削加工（加工のし易さ、仕上げ面の品位及び寸法誤差）において本発明の要求に応えることができる材料であることを見いだした。
【０００７】
そして上記材料（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金）を用いて感光ドラムを製造する時、ドラム長さが短い場合には引抜き加工のみでも残留応力は振れに与える悪影響は小さいが、これが３００ｍｍを超える長さにおいては製品感光ドラムとして使用する時に振れがどうしても大きくなり、振れの小さい感光ドラムを目的とする時に製品収率が低くなり安定生産が困難となっていた。
本発明においては大型出力機器に使用する長尺の感光ドラムとして、従来よりも高い表面平滑度（表面粗さ Ｒｙ≦１．５μｍ）と高い振れ精度（振れ≦Ｌ／５μｍ）を合わせて持つ感光ドラム基体用管体の作製条件を開発したものである。
【０００８】
引抜き加工は図１に示すように押出素管Ａを引抜きダイスＢ及び引抜きプラグＣからなる引抜き装置により引き抜き引抜管Ｄを成形する。
このようにしてできた引抜管Ｄはそのまま切削加工する時は加工のし易さ、仕上げ面の品位及び寸法誤差などは十分に目標値を達成可能ではあったが、長さＬ（ｍｍ）が長くなるに従い振れが大きくなり、長さ Ｌ＝３００ｍｍを超えると振れ≦Ｌ／５（μｍ）を達成することが極めて困難であった。
この原因は切削時、引抜管の曲りのため、均一な切削ができず、それ故に図３のように定寸切断した際に残留応力により該切断片が曲がることにあることと推定している。
すなわち、図２に示すように引抜きで曲がった管（目視では直管のように見えるので確認できないものであっても良い）の凸側を上、凹側を下にしてリング状の試験片を切り出し、上（１）、横（２、３）、下（４）で試験片を切り離してＣ字型にし残留応力を解放してみると、幅ｄは傾向を持って、周方向にバラツキがあることが確認できた。
【０００９】
引抜管をそのまま切削加工すると振れ精度を小さくできない原因を明確に解析はできなかったが、残留応力を持つ引抜管を切削加工する時は図３に示すように、周方向の残留応力が不均一であり、切削加工のために引抜管を切断した時に曲がるか、あるいは切削加工により表面部分を削るに従いその切削部分の残留応力が部分的に解放されて凸部分や凹部分が新たに発現し、これを更に切削加工により平滑にするために部分的な不均一性が発生するのではないかと考えている。
このような引抜管をそのまま切削加工すると、図３の２に示すように管の長さの方向で肉厚が不均一になる。
残留応力は複雑な分布を有しているものであり、残留応力と管肉厚差に伴う耐力差との関係において振れ精度に対して極めて複雑な影響を及ぼしているものと考えられる。
【００１０】
したがって、引抜管はあらかじめ加工前に残留応力を完全に開放した後に切削加工することが絶対に必要となってくる。
このような引抜管の複雑な残留応力を解放するには、１３５℃〜３００℃で、好ましくは１４５〜２２０℃で、１０〜１８０分間熱処理をした後に切削加工すると切削管の有する残留応力が確実に解放され、長尺の引抜管であっても基体用管体の振れ精度を極めて小さくすることができた。
熱処理温度が１３５℃未満においては残留応力解放の効果が小さく、３００℃以上を超える熱処理を行う時は切削性が悪くなる。また熱処理時間が１０分未満の場合では残留応力解放のバラツキが大きく、１８０分を超える時間の処理は特に効果の向上がなく単に生産性を低下させるだけである。
【００１１】
【実施例】
引抜き法により製造した長さ３５０ｍｍ、外径３０ｍｍ、肉厚１．０ｍｍのＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金製パイプ（ＪＩＳ ６０６３合金）を、表１に示す各種の条件により熱処理を行い、その外周面を切削し、表面粗さＲｙ≦１．５μｍ、振れ≦Ｌ／５（μｍ）以下の管体２０本を製造した。その時の切削性、平均振れ精度及び収率を表１示す。
比較のために上記と同一のアルミニウム合金（ＪＩＳ ６０６３）製パイプ及び純アルミニウム系パイプ（ＪＩＳ１１００）を用い、熱処理条件として同様に表１に示す条件下の熱処理を行い、その外周面を切削し、管体を製造した。切削性、平均振れ精度及び収率を示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【発明の効果】
本発明は、電子複写機 プリンター、ファクシミリなどの電子写真方式の出力機器に使用される特に振れ精度に優れた長尺感光ドラムのための基体用管体及びその製造方法に関する。
本発明による時は、得られる感光ドラム基体用管体は、長尺感光ドラムに使用しても振れ精度が小さく、出力画像の高画質化の要望に応えることができるものである。該基体用管体は材質的にも高速度の切削、大きい切込量を取ることができ、仕上げ面の品位や精度を高く確保できることから、収率９０％以上で長さ Ｌ＞３００ｍｍの長尺で表面平滑性に優れ、振れ精度が振れ≦Ｌ／５μｍの電子写真方式出力機器用の感光ドラムを製造できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 切削用の管材を製造する引抜き加工機の断面図。
【図２】 引抜管の残留応力による影響、定寸切断した試験片の切り離した時の形状。
【図３】 残留応力による切削への影響。
【符号の説明】
Ａ 押出素管
Ｂ 引抜ダイス
Ｃ 引抜プラグ
Ｄ 引抜管

Claims (2)

1. Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金を引き抜きまたはしごき加工してアルミニウム合金管を成形した後、温度１４５〜２２０℃、１０〜１８０分間熱処理をして残留応力を解放し、然る後に切削加工により長さ Ｌ＞３００（ｍｍ）であって、表面粗さ Ｒｙ≦１．５μｍ、振れ≦Ｌ／５（μｍ）とすることを特徴とする感光ドラム基体用アルミニウム合金管の製造方法。
2. Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金としてＪＩＳ６０６３合金を用いて請求項１に記載した方法により製造したアルミニウム合金切削管体を用いたことを特徴とする電子写真方式出力機器用感光ドラムの製造方法。

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