【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
［産業上の利用分野］
本発明はアモルフアスシリコン蒸着性に優れた
感光ドラム用アルミニウム合金に関し、さらに詳
しくは、Al―Mg合金にZnを微量含有させること
により、精密切削時の表面仕上り性およびアモル
フアスシリコンの蒸着性を改善した感光ドラム用
のアルミニウム合金に関する。
［従来技術］
従来において、電子写真用感光体の光導電材料
としては、Se、CdS、ZnO、有機感光体（OPC）
等が、その特性、用途を考慮して使用されてきて
いるが、近年になつて、アモルフアスシリコンの
使用が注目されるようになつてきた。
その理由は、このアモルフアスシリコンは従来
材に比較して、耐熱性、耐摩耗性、環境汚染性等
において優れた特性を有しているからである。
しかしながら、アモルフアスシリコンは成膜速
度が遅いこと等の理由から、蒸着膜厚が15〜20μ
ｍと従来のSe、CdS等の40〜70μｍに比較して薄
く、また、アモルフアスシリコンの表面硬度が高
いために基盤の影響を受け易く、従来の基盤より
さらに高精度の表面が要求されるようになつてき
ている。
即ち、例えば、幾何学的な表面粗さは従来より
１段高い精度が必要であり、一つの目標として
Rmax＝0.05μｍの表面仕上りが要求され、ま
た、切削時に基盤表面に形成される加工変質層も
膜特性に影響するとして、その程度の低いことが
要求される。このため、通常の切削では満足する
表面が得られないため、天然ダイアモンド工具を
使用して特殊な精密旋盤により鏡面を得ているの
が現状である。
また、基盤材料としては従来より、一般にアル
ミニウム合金が使用されており、主に、JIS3003
およびJISA6063合金が多用されてきているが、
これらの材料においては、マトリツクス中に微細
に分散した多数の金属間化合物が存在し、このた
め、切削時の表面粗さを充分満足することが困難
であつた。
また、アモルフアスシリコン蒸着用感光ドラム
用のアルミニウム合金としては、いままでは、
Al―Mg合金（例えば、JISA5086合金等）が、切
削時の表面仕上り性に優れていることから、さら
に、表面粗さを満足するために不純物量を規制し
た高純度Al―Mg系合金が使用されているが、コ
ストが高いのでコストの低い素材の開発が強く要
望されている。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明は上記に説明したような、従来使用され
てきている感光ドラム用のアルミニウム合金の欠
点および問題点を解消すべくなされたものであ
り、精密切削持の表面仕上り性に優れ、さらに、
アモルフアスシリコンに対する蒸着性に優れた感
光ドラム用アルミニウム合金を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］
本発明に係るアモルフアスシリコン蒸着性に優
れた感光ドラム用アルミニウム合金の特徴とする
ところは、
Mg0.5〜5.5wt％、Zn0.05〜3.0wt％
を含有し、不純物として、
Fe0.35wt％以下、Si0.2wt％以下、
Mn0.10wt％以下、Cr0.10wt％
に規制し、残部Alよりなることにある。
本発明に係るアモルフアスシリコン蒸着性に優
れた感光ドラム用アルミニウム合金について詳細
に説明する。
先ず、本発明に係るアモルフアスシリコン蒸着
性に優れた感光ドラム用アルミニウム合金の含有
成分および成分割合について説明する。
Mgは強度、耐蝕性、光揮性および切削表面仕
上り性を向上させるための必須の元素であり、
Mg含有量が0.5wt％未満ではこれらの効果が期待
できず、また、Mg5.5wt％を越えて含有される
と、押出性を阻害すると同時に、粗大なβ相が生
成され易くなり、表面仕上り性を損なうようにな
る。よつて、Mg含有量は0.5〜5.5wt％とする。
Znは低融点金属の一種であり、切削時に潤滑
効果により表面仕上り性を改善する効果が著し
く、かつ、工具のチツピングを起り難くする元素
であり、含有量が0.05wt％未満ではこの効果が充
分でなく、また、3.0wt％を越えて含有されると
耐蝕性を劣化させる。よつて、Zn含有量は0.05〜
3.0wt％とする。
Fe、Si、Mn、Crは含有量がFe0.35wt％、
Si0.2wt％、Mn0.10wt％、Cr0.10wt％を夫々越え
ると金属間化合物の量および寸法共に大きくなり
表面仕上り性を劣化させる。よつて、Fe含有量
0.35wt％以下、Si含有量0.2wt％、Mn含有量
0.10wt％以下、Cr含有量0.10wt％以下に規制す
る必要がある。
上記の含有成分以外に、Cu0.1wt％以下、
Ti0.03wt％以下の含有は許容される。
［実施例］
次に、本発明に係るアモルフアスシリコン蒸着
性に優れた感光ドラム用アルミニウム合金の実施
例を説明する。
実施例
第１表に示す含有成分および成分割合のアルミ
ニウム合金を常法に従つて溶解し、200φの鋳塊
に鋳造し、520℃の温度で４時間の均熱処理を行
なつた後、押出および抽伸加工により直径80mm、
肉厚3.0mmの管を作成し供試材とした。
切削条件は次の通りである。
(1) 粗切削（NC旋盤）
工具：焼結ダイアモンド工具（市販品）
切削速度：600m／min
切込：0.25mm
送り：0.1mm／rev
(2) 仕上げ切削（超精密旋盤）
工具：天然ダイアモンド製工具（市販品）
切削速度：600m／min
切込：0.015mm
送り：0.03mm／rev
切削した全長300mmの製品の中央部で表面粗さ
計により最大粗さ（Rmax）を求めその結果を第
１表に示す。
また、仕上げ切削した表面にプラズマCVD装
置により、シランガスを用いてアモルフアスシリ
コンを17μｍの膜厚に蒸着し、さらに、温度70
℃、湿度60％の恒温槽内に５時間放置した後、テ
ープテストによりアモルフアスシリコン膜の剥離
性を調査した。その結果を第１表に示す。
これらの結果から、感光ドラム用素材としての
総合評価を第１表に示してある。
この第１表から明らかなように、本発明に係る
アモルフアスシリコン蒸着性に優れた感光ドラム
用アルミニウム合金は、表面仕上り性およびアモ
ルフアスシリコン蒸着性は比較例および従来材よ
りも格段に優れた素材であることがわかる。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an aluminum alloy for photosensitive drums that has excellent amorphous silicon deposition properties, and more specifically, by incorporating a small amount of Zn into an Al-Mg alloy, it improves surface finish during precision cutting. This invention relates to an aluminum alloy for photosensitive drums that has improved vapor deposition properties of amorphous silicon. [Prior art] Conventionally, photoconductive materials for electrophotographic photoreceptors include Se, CdS, ZnO, and organic photoreceptors (OPC).
etc. have been used in consideration of their characteristics and uses, but in recent years, the use of amorphous silicon has been attracting attention. The reason for this is that this amorphous silicon has superior properties in terms of heat resistance, abrasion resistance, environmental pollution resistance, etc. compared to conventional materials. However, due to the slow deposition rate of amorphous silicon, the deposition film thickness is 15 to 20 μm.
m and thinner than conventional Se, CdS, etc., which are 40 to 70 μm, and because the surface hardness of amorphous silicon is high, it is easily affected by the substrate, and requires a surface with even higher precision than conventional substrates. It's starting to look like this. In other words, for example, geometric surface roughness requires one step higher precision than before, and one goal is to
A surface finish of Rmax = 0.05 μm is required, and a process-affected layer formed on the substrate surface during cutting is also required to be of a low level since it affects the film properties. For this reason, since it is not possible to obtain a satisfactory surface by ordinary cutting, the current practice is to obtain a mirror surface using a special precision lathe using natural diamond tools. In addition, aluminum alloys have traditionally been used as base materials, mainly JIS3003
and JISA6063 alloys have been widely used,
In these materials, there are many intermetallic compounds finely dispersed in the matrix, and it has therefore been difficult to achieve sufficient surface roughness during cutting. In addition, until now, aluminum alloys for photosensitive drums for amorphous silicon deposition include:
Since Al-Mg alloys (such as JISA5086 alloy) have excellent surface finish during cutting, high-purity Al-Mg alloys with controlled impurity content are used to satisfy surface roughness. However, since the cost is high, there is a strong demand for the development of low-cost materials. [Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks and problems of aluminum alloys for photosensitive drums that have been conventionally used. Excellent surface finish, and
An object of the present invention is to provide an aluminum alloy for photosensitive drums that has excellent vapor deposition properties on amorphous silicon. [Means for Solving the Problems] The aluminum alloy for photosensitive drums having excellent amorphous silicon deposition properties according to the present invention is characterized by containing 0.5 to 5.5 wt% of Mg and 0.05 to 3.0 wt% of Zn. Contains impurities that are regulated to 0.35wt% or less Fe, 0.2wt% or less Si, 0.10wt% or less Mn, 0.10wt% Cr, and the remainder consists of Al. The aluminum alloy for photosensitive drums having excellent amorphous silicon deposition properties according to the present invention will be described in detail. First, the components and component ratios of the aluminum alloy for photosensitive drums having excellent amorphous silicon deposition properties according to the present invention will be explained. Mg is an essential element for improving strength, corrosion resistance, photovolatility, and cutting surface finish.
If the Mg content is less than 0.5wt%, these effects cannot be expected, and if the Mg content exceeds 5.5wt%, it will impede extrudability and at the same time make coarse β-phases more likely to be formed, resulting in poor surface finish. begin to lose their sexuality. Therefore, the Mg content is set to 0.5 to 5.5 wt%. Zn is a type of low melting point metal, and it is an element that has a remarkable effect of improving surface finish through lubrication during cutting, and also makes it difficult for tools to chip.If the content is less than 0.05wt%, this effect is sufficient. However, if the content exceeds 3.0wt%, the corrosion resistance will deteriorate. Therefore, the Zn content is 0.05~
The content shall be 3.0wt%. The content of Fe, Si, Mn, and Cr is Fe0.35wt%,
When Si exceeds 0.2 wt%, Mn 0.10 wt%, and Cr 0.10 wt%, both the amount and size of the intermetallic compound increase, deteriorating the surface finish. Therefore, Fe content
0.35wt% or less, Si content 0.2wt%, Mn content
It is necessary to regulate the Cr content to 0.10wt% or less, and the Cr content to 0.10wt% or less. In addition to the above ingredients, Cu0.1wt% or less,
Ti content of 0.03wt% or less is allowed. [Example] Next, an example of an aluminum alloy for photosensitive drums having excellent amorphous silicon deposition properties according to the present invention will be described. Example An aluminum alloy having the components and proportions shown in Table 1 was melted according to a conventional method, cast into a 200φ ingot, soaked at 520°C for 4 hours, extruded and Diameter 80mm due to drawing process.
A tube with a wall thickness of 3.0 mm was made and used as a test material. The cutting conditions are as follows. (1) Rough cutting (NC lathe) Tool: Sintered diamond tool (commercially available) Cutting speed: 600 m/min Depth of cut: 0.25 mm Feed: 0.1 mm/rev (2) Finish cutting (ultra precision lathe) Tool: Natural diamond Manufacturing tool (commercially available) Cutting speed: 600m/min Depth of cut: 0.015mm Feed: 0.03mm/rev Use a surface roughness meter to measure the maximum roughness (Rmax) at the center of the cut product with a total length of 300mm. It is shown in Table 1. In addition, amorphous silicon was deposited on the finished cut surface to a thickness of 17 μm using silane gas using a plasma CVD device, and further, at a temperature of 70 μm.
After being left in a constant temperature bath at 60% humidity for 5 hours, the peelability of the amorphous silicon film was investigated using a tape test. The results are shown in Table 1. Based on these results, the overall evaluation as a material for photosensitive drums is shown in Table 1. As is clear from Table 1, the aluminum alloy for photosensitive drums according to the present invention, which has excellent amorphous silicon deposition properties, has much better surface finish and amorphous silicon deposition properties than the comparative examples and conventional materials. You can see that it is the material.
【表】
［発明の効果］
以上説明したように、本発明に係るアモルフア
スシリコン蒸着性に優れた感光ドラム用アルミニ
ウム合金は上記の構成を有しているものであるか
ら、精密切削時の表面仕上り性が極めて良好であ
り、かつ、アモルフアスシリコン蒸着性が極めて
優れている感光ドラム用のアルミニウム合金であ
る。[Table] [Effects of the Invention] As explained above, since the aluminum alloy for photosensitive drums according to the present invention, which has excellent amorphous silicon deposition properties, has the above-mentioned structure, the surface during precision cutting is This is an aluminum alloy for photosensitive drums that has extremely good finishing properties and excellent amorphous silicon deposition properties.