专利名称：电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法
技术领域：
为了利用搭载有铝圆筒状基体的外周面形成感光层的电子照像感光体的图象形成装置形成画质良好的图象，首先，需要制造上述铝圆筒状基体，即，热挤压铝锭，将经冷拉拔形成管状的圆筒体切割成规定长度，形成铝原管，再经切削加工而加工成具有高精度尺寸和规定表面特性的铝圆筒状基体。本发明涉及一种上述原管状态下的铝圆筒状基体制造中的经上述冷拉拔加工并切割成规定长度后的原管的清洗方法。
背景技术：
当初，电子照像技术在复印机领域得以发展，最近也应用于激光打印机等领域。搭载于利用电子照像程序形成图象的装置上的电子照像感光体，是在外周表面及其它必要的表面通过切削加工而加工成高精度尺寸和表面特性的铝圆筒状基体表面上被覆光导电层而形成的电子照像感光体。此后，在有必要区别如上所述经切削加工而加工成高精度尺寸和规定表面特性之前的铝圆筒状基体与加工后的圆筒状基体时，特别是将前者的圆筒状基体称为“原管”(或铝原管)。
利用通常的铝圆筒状基体(原管)的制造方法，通过对铝锭依次实施溶解、含有成份的调整、非溶解性杂质的过滤以及铸造、均匀化处理、热挤压(制管)、冷拉拔(利用拉拔加工成规定管厚)等工序，成型为规定管径、管厚的圆筒体，切割成规定长度并清洗，按照上述顺序制造，即成为规定规格的铝圆筒状基体(原管)。
目前，在上述一系列的原管制造工序中，由于在冷拉拔工序中使用粘度高的拉拔加工油(运动粘度1000～2000cSt厘斯托克斯，1cSt＝10-6m2/秒)，例如聚丁烯等，所以在将拉拔后的长管切割成规定长度(例如240～360mm)后的清洗工序中，使用相对于上述拉拔加工油溶解性非常高的二氯甲烷或三氯乙烯等氯系有机溶剂除去上述拉拔加工油(脱脂)。
另一方面，最近，为了降低对自然环境的不良影响，对有机溶剂特别是氯系有机溶剂的限制加强。人们提出了各种使用碱性清洗剂等的清洗方法作为其代替清洗方案。例如，作为感光体用铝管材的清洗方法，就公开有使用pH10～12的碱性离子水在液温40～60℃下施加超声波振动进行脱脂清洗的铝管材的制造方法(专利文献1日本特开2003-262964号公报，摘要中的解决手段)。而且，还已知通过使高压水(喷射压1.47×107Pa～1.96×107Pa)喷射喷嘴沿圆筒部件内表面上下移动，除去圆筒部件的内表面切削加工后附着在内部且难以除去的切粉和切削油的清洗方法(专利文献2日本专利第3421279号公报，“0002”段)。
但在上述原管的制造方法中的上述冷拉拔工序后的切割工序中，大量的切粉与高粘度拉拔加工油一起附着在原管的外表面或内表面上，所以当为了不使用氯系有机溶剂除去该切粉和拉拔加工油时，尽管已知有如上述专利文献2所述的使高压清洗水喷嘴沿每根原管的内表面的长度方向移动进行除去的方法，但一个高压清洗水喷嘴在数量多时，作业时间长等批量生产效率很差，如果使喷嘴数与原管根数相同，虽然改善了批量生产效率，但装置变得复杂。而且，当喷嘴数多时，每根原管和单位时间的水流量极多，所以，当增加喷嘴时，就不能忽视水的消耗量。而当利用单一喷嘴清洗时，切粉和拉拔加工油的除去时间延长，会发生因清洗液而使该部分变色的问题。
再者，当原管内表面未除净而残留有切粉时，在随后的切削加工工序中，当保持作为定芯基准的内表面时，因裹挟入该切粉的原因，切削时的旋转中心偏离，导致内表面和外表面切削面的同心度恶化。因此，上述专利文献1提出了在包括利用上述pH10～12的碱性离子水、在液温40～60℃下施加超声波振动等的脱脂工序之前，施加自来水喷淋清洗的技术方案，但基于通常的自来水水压喷淋的程度，即使有前清洗，因高粘度油附着而在有效去除切粉方面，不得不说其效果并不充分。
再者，上述专利文献1也记载了，目前使用的基于超声波振动的清洗中，由于距超声波振动子的距离、相对于振动子的清洗对象的背面或阴影等位置条件，效果上容易出现差异，所以特别是在除去圆筒状基体内表面的切粉时，具有清洗效果易衰减、难以达到充分清洗的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而作出的发明，本发明的目的在于提供一种不使用氯系有机溶剂就能有效除去电子照像感光体用铝圆筒状基体的原管制造方法中的产生于冷拉拔工序后的切割工序中、附着在原管外表面或内表面的大量切粉和上述冷拉拔工序中所使用的高粘度拉拔加工油并进行脱脂的电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法。
根据本申请第1发明，在冷拉拔加工后，切割成规定长度的多个电子照像感光体用铝圆筒状基体垂直于圆筒轴并列配置。通过电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法达成了上述目的，该清洗方法是将由高压清洗喷嘴喷出的规定喷射压的高压清洗液以具有规定角度的扩散度、呈扇状地从一个圆筒状基体的上部开口的上侧喷向该基体，同时，一边使上述喷嘴向上述列方向进行摇头动作，一边依次使上述喷嘴水平移向上述列方向的其它圆筒状基体的开口部上。
根据本申请第2发明，优选为在本申请第1发明所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法中，当设Φ为圆筒状基体直径、θ为从高压清洗喷嘴喷出的清洗液的扩散角度、h为圆筒状基体上端与喷嘴喷射口的距离时，具有如下关系。
公式1h≥Φ/(2tan(θ/2))根据本申请第3发明，优选为在本申请第1或第2发明所述的电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法中，在使用了高压清洗液的清洗后，进行热纯水干燥。
根据本申请第4发明，更优选为在本申请第2发明所述的电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法中，使用pH为8～12的碱性清洗液或碱性电解水作为高压清洗液，以4.9×106Pa～2.94×107Pa的喷射压为进行高压清洗。
根据本申请第5发明，更优选为在本申请第2发明所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法中，使用纯水作为高压清洗液，以1.96×107Pa～2.94×107Pa的喷射压进行高压清洗。
根据本申请第6发明，更优选为在本申请第4或第5发明所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法中，用高压清洗喷嘴上连接有配管的高压柱塞泵加压并送出高压清洗液。
根据本申请第7发明，优选为在本申请第1或第2发明所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法中，一个高压清洗喷嘴对两列并列设置的多个电子照像感光体用铝圆筒状基体往返扫描清洗。
根据本申请第8发明，优选为在本申请第4或第5发明所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法中，以3mm/秒～8mm/秒的移动速度使高压清洗喷嘴沿列方向往返扫描进行清洗。
根据本申请第9发明，更优选为在本申请第8发明所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法中，摇头动作的摇头角度为15度～25度。
发明效果根据本发明，可提供一种不使用氯系有机溶剂就可有效除去电子照像感光体用铝圆筒状基体的原管的制造方法中的冷拉拔工序后的切割工序中产生的附着在原管外表面或内表面的大量切粉和上述冷拉拔工序中使用的拉拔加工油并脱脂的电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法。
图1为本发明的铝圆筒状基体的清洗方法一实施例的俯视简图。
图2为利用本发明的一个高压喷嘴清洗上述圆筒状基体的方法的俯视图。
图3为利用本发明的一个高压喷嘴清洗上述圆筒状基体的方法的侧视图。
图4为利用本发明的一高压喷嘴清洗上述圆筒状基体的方法的正视图。
图5为本发明图4所示一个高压喷嘴在水平移动方向摇头运动的侧视图。
符号说明1.圆筒状基体；2.高压喷嘴；3.高压喷嘴移动方向；4.清洗液喷射的扩散；b摇头角度；θ清洗液的喷射角；Φ圆筒状基体的直径；h圆筒状基体的上端与喷嘴喷射口的距离具体实施方式
下面，使用附图详细说明本发明的电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法。本发明只要不超出其要点，就不限于下述实施例。图1～图5均为说明本发明的图。图1为多个铝圆筒状基体的清洗方法的一实施例的俯视简图；图2表示图1的一部分，是表示利用一个高压喷嘴清洗一个圆筒状基体的方法的俯视图；图3表示图1的一部分，是表示利用一个高压喷嘴清洗一个圆筒状基体的方法的侧视图；图4表示图1的一部分，是表示利用一个高压喷嘴清洗一个圆筒状基体的方法的正视图；图5是表示图4所示一个高压喷嘴在其水平移动方向摇头运动的侧视图。
使用与上述同样高粘度(1500cSt)的拉拔加工油(聚丁烯)对具有JIS-A6063(Si-Mg系)规定的组成的铝热挤压管进行冷拉拔，成型为直径30mm、内径28.5mm，切割成长度360mm，将此作为铝原管。该原管的内外表面附着有大量的切粉和拉拔加工油。下面，详细说明由该原管除去上述切割时产生的附着在原管内外表面的大量切粉和高粘度拉拔加工油并清洗的方法，包括求得最优选条件的实验。
使附着有上述切粉和高粘度拉拔加工油的直径30mm的多个铝圆筒状基体1垂直(垂直方向)于圆筒轴，如图1所示，并列配置10列、10行，嵌入框体(无图示)，该框体支持各圆筒状基体1，使之不致倒下。也可反转上述顺序，将圆筒状基体1嵌入框内，并列配置10列、10行。上述框体用于避免因喷射高压清洗液而使圆筒状基体倒下，所以优选为不致使基体带伤、不致妨碍清洗的形状。并列配置成10列、10行的铝圆筒状基体1的高压(清洗)喷嘴2的移动方向的圆筒状基体1的列的全长约为450mm。
在接近圆筒状基体1上端上方的位置(距基体上端约10cm的上方)，列的一方的端部，每两列配置有高压喷嘴2。圆筒状基体上方的高压喷嘴的位置通过下述公式1决定。设Φ为圆筒状基体直径、θ为由高压清洗喷嘴喷出的清洗液的扩散角度、h为圆筒状基体上端和喷嘴喷射口的距离，公式1h≥Φ/(2tan(θ/2))例如，当如后所述，由高压喷嘴喷出的清洗液相对于直径30mm的圆筒状基体的喷射角θ为25度时，圆筒状基体上端和喷嘴喷射口的距离h(高压喷嘴高度)约为67.7mm以上。高压喷嘴的高度为67.7mm以上，优选为尽可能近的高度，在本例中，约为100mm(10cm)。利用该清洗方法达到有效效果的圆筒状基体的长度为240mm～370mm。在该长度范围下，长度方向的清洗效果无差异，从圆筒状基体的上端至下端，均被洗净，且无不匀。
为了喷射高压清洗液，采用了使用了Maruyamaexcel(株)的高压柱塞泵的高压喷射装置。通过上述高压柱塞泵(没有图示)增加液压，从连接在配管上的高压喷嘴2，以8L/分的液量向圆筒状基体1喷射液温50℃的纯水或碱性清洗液(碱性清洗剂Castrol No.450，稀释至氢离子指数(pH)为9.0使用，BP Castrol株式会社制；或氢离子指数(pH)为11.5的碱性电解水中任一种)，且在相对于移动方向约呈直角的方向上以25度的扩散角度θ喷射，同时，在图1的箭头3方向上使高压喷嘴2以5mm/秒的移动速度水平移动。碱性电解水是通过碳酸钾溶液电解而得的清洗液。当固定高压喷嘴距基体上端的位置时，清洗液的上述扩散角度θ＝25度是清洗液可均匀触及基体内表面、可根据圆筒状基体的内径任意改变的角度。可知，碱性清洗液对高粘度拉拔加工油的清洗效果比以纯水为清洗液时的效果好。但当碱性清洗液的氢离子指数(pH)超过12，据认为会因对铝圆筒状基体的蚀刻效果变得过强、且在上述基体内表面生成铝水合物(一水软铝石)而发生变色，所以，氢离子指数优选为12以下。另外，当氢离子指数(pH)小于8.0时，与纯水的清洗效果基本上相同。
一个高压喷嘴2一边以5mm/秒的移动速度沿箭头3的方向移动，一边清洗圆筒状基体1的上方(去路)，当完成一列的清洗时，移向邻接列，同样边清洗边反回。该高压喷嘴2每两列设计一个，所以在10列、10行的圆筒状基体组的情况下，当使用五个喷嘴2同时开始清洗，用约三分钟可清洗100个圆筒状基体，因此效率很高。考虑到圆筒状基体的内径、长度和作业效率，高压喷嘴的移动速度可在3mm/秒～8mm/秒之间改变。在3mm/秒以下的移动速度下，作业效率差；当超过8mm/秒时，对清洗效果有不良影响。当上述圆筒状基体内径为28.5mm、长度为360mm时，上述移动速度最优选为5mm/秒。而在使用上述高压清洗喷嘴除去了附着在上述圆筒状基体的切粉和高粘度拉拔加工油后，优选为将上述圆筒状基体浸渍在60～80℃热纯水中并热风干燥。
图2为清洗图1的一个圆筒状基体的部分的放大俯视图。圆筒状基体1的上方配置有高压喷嘴2，以规定的扩散角度θ从该高压喷嘴2的下侧将用虚线表示的清洗液4喷射到圆筒状基体1的内部。带箭头线3是高压喷嘴2的移动方向。另外，在图2中，高压喷嘴2的移动方向3和清洗液4形成的面垂直相交，更优选为稍偏离垂直，基本上为垂直。即，优选调整高压喷嘴2的方向，使移动方向3和垂直方向形成的面与清洗液4形成的面大致相交呈直角。使并列配置的高压喷嘴2的方向全部如此，从喷嘴喷射的清洗液只要不相互干扰，就可进行有效清洗。图3为由图2中箭头3的直角方向所见的侧面图。图4为从图2中箭头3的方向见到的正视图。图4表示清洗液以优选的扩散角度θ为25度时变宽喷射的情况。比较图3和图4后可知喷射的清洗液只在约与高压喷嘴2的移动方向呈直角的方向上变宽。图5为由与图3相同位置看到的高压喷嘴2的摇头运动的侧视图。通过摇头运动而改变的高压喷嘴2的位置用虚线表示。摇头角度用b表示。摇头角度b优选为15～25度。当小于15度时，清洗液不能触及基体，白白通过基体内部的比率增高，清洗效率差；而当超过25度时，喷射到基体外部的清洗液的比率增多，清洗效率自然也变差。带箭头线3为高压喷嘴2的移动方向。
(实验例1)研究将纯水用作高压清洗液，纯水喷射压分别改变为50、70、100、200、300kgf/cm2(分别对应于0.49、0.686、0.98、1.96、2.94×107Pa)时的上述直径、长度、厚度的JIS-A6063的铝圆筒状基体的清洗方法的清洗效果。另外，高压喷嘴高度h约为100mm，清洗液的喷射角度为25度。在超过500kgf/cm2(对应于4.9×107Pa)的喷射压、上述厚度为0.75mm的铝圆筒状基体时，有时，因液压会发生变形。当铝圆筒状基体的厚度厚时，当然可形成更高压力的喷射压。
(实验例2)使用将碱性清洗剂(碱性清洗剂Castrol No.450BP Castrol株式会社制)稀释到2％(氢离子指数9.0)的液体代替上述纯水作为高压清洗液，其它与实验例1一样，改变喷射压，研究了清洗效果。
(实验例3)将使用氢离子指数(pH)11.5的由碳酸钾生成的碱性电解水的液体代替上述纯水用作高压清洗液，其它与实验例1一样，改变喷射压，研究了清洗效果。
(实验例4)除纯水的喷射压取为20kgf/cm2(对应于1.96×106Pa)、40kgf/cm2(对应于3.92×106Pa)之外，其它与实验例1一样，研究了清洗效果。
(实验例5)除将碱性清洗剂(碱性清洗剂Castrol No.450BP Castrol株式会社制)稀释到2％(氢离子指数9.0)的清洗液的喷射压取为20kgf/cm2(对应于1.96×106Pa)、40kgf/cm2(对应于3.92×106Pa)之外，其它与实验例2一样，研究了清洗效果。
(实验例6)除使用了氢离子指数(pH)11.5的由碳酸钾生成的碱性电解水的清洗液的喷射压取为20kgf/cm2(对应于1.96×106Pa)、40kgf/cm2(对应于3.92×106Pa)之外，其它与实验例3一样，研究了清洗效果。
目测评价了上述各实验例在清洗后切粉有无附着，完全除去了切粉的情况为◎，基本上完全除去的情况为○，残留有部分切粉的情况为△，几乎不能除去切粉的情况为×，分别示于下述表1。脱脂状态用20％墨汁液体的涂布性进行评价，完全涂布在所有表面上的情况为◎，完全涂布在所有表面的90％的情况为○，完全涂布70～90％的情况为△，70％以下的情况为×，分别示于下述表2中。
表1
表2
由表1可知关于切粉除去，如实验例1、2、3所示，在使用纯水、碱性清洗液任一种为清洗液的情况下，在其喷射压为50kgf/cm2～300kgf/cm2(对应于4.9×106Pa～2.94×107Pa)的范围内，基本上可完全除去。而在使用纯水、碱性清洗液任一种作为清洗液的情况下，在实验例4、5、6中，其喷射压为20kgf/cm2(对应于1.96×106Pa)、40kgf/cm2(对应于3.92×106Pa)，当比本申请第4或第5发明的值低时，尽管可认为具有清洗效果，但残留有部分切粉。
由表2可知关于高粘度拉拔加工油的脱脂，如实验例1所示，当使用纯水为清洗液时，在其喷射压为200kgf/cm2～300kgf/cm2(对应于1.96×107Pa～2.94×107Pa)的范围内，在所有表面的90％上涂有墨汁，即，基本上可完全除去。而如实验例2、3所示，当使用碱性清洗液为清洗液时，其喷射压均在50kgf/cm2～300kgf/cm2(对应于4.9×106Pa～2.94×107Pa)的范围内，所有表面的90％上涂有墨汁，即，基本上可完全除去。
另一方面，当使用纯水(实验例4)、碱性清洗液(实验例5、6)任一种为清洗液时，其喷射压低至如实验例4、5、6的20kgf/cm2(对应于1.96×106Pa)、40kgf/cm2(对应于3.92×106Pa)所述时，墨汁的涂布比率为70％以下，墨汁的涂布比率极低，即，脱脂不充分。
权利要求
1.电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，其特征在于，在冷拉拔加工后，使切割成规定长度的多个电子照像感光体用铝圆筒状基体垂直于圆筒轴并列配置，将由高压清洗喷嘴以规定喷射压喷出的高压清洗液以具有规定角度的扩散度、呈扇状地从一个圆筒状基体的上部开口的上侧喷向所述基体，同时，一边使所述喷嘴向所述列方向进行摇头动作，一边依次使所述喷嘴水平移向所述列方向的其它圆筒状基体的开口部上。
2.如权利要求1所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，其特征在于，设Φ为圆筒状基体直径、θ为从高压清洗喷嘴喷出的清洗液的扩散角度、h为圆筒状基体的上端与喷嘴喷射口的距离，它们具有如下关系公式1h≥Φ/(2tan(θ/2))。
3.如权利要求1或2所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，其特征在于，使用了高压清洗液进行清洗后，进行热纯水干燥。
4.如权利要求2所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，其特征在于，使用pH为8～12的碱性清洗液或碱性电解水作为高压清洗液，以4.9×106Pa～2.94×107Pa的喷射压进行高压清洗。
5.如权利要求2所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，其特征在于，使用纯水作为高压清洗液，以1.96×107Pa～2.94×107Pa的喷射压进行高压清洗。
6.如权利要求4或5所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，其特征在于，用高压清洗喷嘴上连接有配管的高压柱塞泵给高压清洗液加压并送出。
7.如权利要求1或2所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，其特征在于，一个高压清洗喷嘴对两列并列设置的多个电子照像感光体用铝圆筒状基体往返扫描清洗。
8.如权利要求4或5所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，其特征在于，以3mm/秒～8mm/秒的移动速度使高压清洗喷嘴沿列方向往返扫描进行清洗。
9.如权利要求8所述电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，其特征在于，摇头动作的摇头角度为15度～25度。
全文摘要
本发明涉及一种不使用氯系有机溶剂就能有效除去切粉和冷拉拔工序中使用的高粘度拉拔加工油并脱脂的电子照像感光体用铝圆筒状基体的清洗方法，该方法在冷拉拔加工后，使切割成规定长度的多个电子照像感光体用铝圆筒状基体垂直于圆筒轴并列配置，将由高压清洗喷嘴以规定喷射压喷出的高压清洗液以具有规定角度的扩散度、呈扇状地从一个圆筒状基体的上部开口的上侧喷向该基体，同时，一边使上述喷嘴向上述列方向进行摇头动作，一边依次使上述喷嘴水平移向上述列方向的其它圆筒状基体的开口部上。
文档编号G03G5/10GK1722003SQ200510084289
公开日2006年1月18日 申请日期2005年7月15日 优先权日2004年7月15日
发明者矢萩秀隆, 畠山修二 申请人:富士电机影像器材有限公司