(57)【要約】【課題】長尺の加工対象物であっても集塵能力を増強することなく、安定した状態で表面粗面化処理を可能とする表面粗面化装置を提供する。【解決手段】表面粗面化装置の収容槽９は、円筒状の非磁性の外周部材５０１と、外周部材５０１と同軸状に位置決め部材５４ａ、５４ｂ上にベアリング部材８１によって回転自在に取り付けられた円筒状の磁性体からなる中間部材５０２と備えている。中間部材５０２は、外周部材５０１の内周壁５０１ａと中間部材５０２の外周壁５０２ｂとの間に、削り粉８０が通過可能な所定の間隔で離隔した間隙ｇを有して配設されている。中間部材５０２には、台形状の開口８２が周方向で４等分された位置に４個、そして、軸方向で複数形成されており、この開口８２によって、中間部材５０１の内方の空気を吸引すると共に、この開口８２から削り粉８０が間隙ｇ内に搬送されるようになっている。【選択図】図３
2010023127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に加工対象物及び当該加工対象物の周囲に磁性砥粒を収容する収容槽と、
当該収容槽の外周に配設されて、当該収容槽内に前記磁性砥粒を回転させる回転磁場を発生させる磁場発生部と、を備え、前記加工対象物の表面を前記回転する磁性砥粒の衝突によって粗面化する表面粗面化装置において、
前記収容槽は、円筒状の外周部材と、当該外周部材の径方向で当該外周部材の内周壁から所定間隔で離隔した間隙を有して当該外周部材と同軸状に配設される円筒状の中間部材とを有し、
当該中間部材は、当該中間部材の中心部に取り付けられた加工対象物の表面から前記磁性砥粒の衝突によって発生する加工対象物表面の削り粉を通過可能で、前記磁性砥粒の通過を規制する透孔を有し、
前記外周部材の内周壁と前記中間部材の外周壁との間の間隙に、前記中間部材の透孔を通過した削り粉を吸引して前記外周部材の内周壁に沿って前記削り粉を搬送する気流を発生させたことを特徴とする表面粗面化装置。
【請求項２】
請求項１記載の表面粗面化装置において、
前記中間部材の内周面部に、前記削り粉を通過させ、前記磁性砥粒の通過を規制するメッシュ部材層が形成されていることを特徴とする表面粗面化装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の表面粗面化装置において、
前記中間部材は、前記加工対象物を中心として回転可能に取り付けられており、当該中間部材の回転によって前記削り粉を前記外周部材の内周壁に向かって吸引する気流を発生させることを特徴とする表面粗面化装置。
【請求項４】
請求項３項記載の表面粗面化装置において、
前記中間部材は、前記中間部材の外周壁から当該中間部材の径方向に突出する翼部を備え、当該中間部材の回転に伴う当該翼部の回転によって、前記削り粉を吸引する気流を形成することを特徴とする表面粗面化装置。
【請求項５】
請求項４記載の表面粗面化装置において、
前記翼部は、前記削り粉を集塵する方向に向かう気流を形成する傾斜翼として前記中間部材の外周壁に傾斜して形成されていることを特徴とする表面粗面化装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の表面粗面化装置において、
前記翼部は、弾性体で形成されていることを特徴とする表面粗面化装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか１項記載の表面粗面化装置において、
前記中間部材は、前記磁性砥粒を回転させる磁場発生部からの磁力によって回転される磁性材で構成されていることを特徴とする表面粗面化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、画像形成装置で使用される現像スリーブ等の円筒、円柱形状物等の加工対象物表面に磁性砥粒を衝突させることで、当該加工対象物の表面を粗面化する表面粗面化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒、円柱形状物の加工対象物の表面を粗面化するのに、磁性材からなる砥粒を使用し、当該磁性砥粒を回転させる回転磁場を発生させる磁場発生手段を使い、当該磁場と磁性砥粒との間に働く電磁力によって、磁性砥粒をランダムに励磁させて、加工対象物表面に磁性砥粒を衝突させることによって、その表面を粗面化する表面粗面化装置が知られている（例えば、特許文献１又は２参照）。この装置を使うと、研磨材を空気圧及び水圧を使って加工対象物に研磨材を噴出衝突させるサンドブラスト工法やショットブラスト工法に比べ、加工効率が良くなる利点を有する。
【特許文献１】特開２００７−８３３１４公報
【特許文献２】特開２００７−８３３１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記各特許文献に記載された装置を使用して粗面化処理を行うと加工対象物表面から研削された削り粉が発生し、この削り粉を回収あるいは集塵しないと加工対象物表面に付着して汚れ（黒すみ）や異物の不良となるため、従来は、磁性砥粒と加工対象物を収容した収容槽の上部から空気を導入し、収容槽の下部中央部からこの空気を吸引して集塵することで、削り粉を回収していた。
しかし、長尺状の加工対象物の表面を粗面化しようとすると、下部の集塵位置から離れた反対側の上部位置で発生した削り粉を適切に回収するためには、集塵能力を増強する必要が生じる。その結果、削り粉と共に磁性砥粒も収容槽内から排出され、磁性砥粒の収容槽内の収容量が減少して粗面化能力が低下し、所望の粗面化を形成できなくなる等の粗面化品質に影響が出る問題がある。
特に、画像形成装置の現像装置で使用される現像スリーブの作成に当たり、円筒体の表面を適度に粗面化して形成される現像スリーブとして、Ａ４サイズの画像形成に必要な長さからさらに長尺のＡ３サイズの画像形成に対応可能な長さの現像スリーブを形成する場合には、上記の問題が顕著なものとなった。
本発明は、上記の実情を考慮してなされたものであり、長尺の加工対象物であっても集塵能力を増強することなく、安定した状態で表面粗面化処理を可能とする表面粗面化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、中心部に加工対象物及び当該加工対象物の周囲に磁性砥粒を収容する収容槽と、当該収容槽の外周に配設されて、当該収容槽内に前記磁性砥粒を回転させる回転磁場を発生させる磁場発生部と、を備え、前記加工対象物の表面を前記回転する磁性砥粒の衝突によって粗面化する表面粗面化装置において、前記収容槽は、円筒状の外周部材と、当該外周部材の径方向で当該外周部材の内周壁から所定間隔で離隔した間隙を有して当該外周部材と同軸状に配設される円筒状の中間部材とを有し、当該中間部材は、当該中間部材の中心部に取り付けられた加工対象物の表面から前記磁性砥粒の衝突によって発生する加工対象物表面の削り粉を通過可能で、前記磁性砥粒の通過を規制する透孔を有し、前記外周部材の内周壁と前記中間部材の外周壁との間の間隙に、前記中間部材の透孔を通過した削り粉を吸引して前記外周部材の内周壁に沿って前記削り粉を搬送する気流を発生させたことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の表面粗面化装置において、前記中間部材の内周面部に、前記削り粉を通過させ、前記磁性砥粒の通過を規制するメッシュ部材層が形成されていることを特徴とする。
【０００５】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の表面粗面化装置において、前記中間部材は、前記加工対象物を中心として回転可能に取り付けられており、当該中間部材の回転によって前記削り粉を前記外周部材の内周壁に向かって吸引する気流を発生させることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項３項記載の表面粗面化装置において、前記中間部材は、前記中間部材の外周壁から当該中間部材の径方向に突出する翼部を備え、当該中間部材の回転に伴う当該翼部の回転によって、前記削り粉を吸引する気流を形成することを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項４記載の表面粗面化装置において、前記翼部は、前記削り粉を集塵する方向に向かう気流を形成する傾斜翼として前記中間部材の外周壁に傾斜して形成されていることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項４又は５記載の表面粗面化装置において、前記翼部は、弾性体で形成されていることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項３乃至６のいずれか１項記載の表面粗面化装置において、前記中間部材は、前記磁性砥粒を回転させる磁場発生部からの磁力によって回転される磁性材で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、円筒状の外周部材と、当該外周部材の軸方向で当該外周部材の内周壁から所定間隔で離隔した間隙を有して当該外周部材と同軸状に配設される円筒状の中間部材とを有する収容槽を使用し、当該中間部材は、当該中間部材の中心部に取り付けられた加工対象物の表面から前記磁性砥粒の衝突によって発生する加工対象物表面の削り粉を通過可能で、磁性砥粒の通過を規制する透孔を有し、前記外周部材の内周壁と前記中間部材の外周壁との間の間隙に、前記中間部材の透孔を通過した削り粉を吸引して前記外周部材の内周壁に沿って前記削り粉を搬送する気流を発生させたことによって、長尺の加工対象物であっても集塵能力を増強することなく、安定した状態で表面粗面化処理を可能とする表面粗面化装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図８に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる表面粗面化装置の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示された表面粗面化装置の収容槽などの断面図である。
表面粗面化装置１は、円筒状の加工対象物２の外表面に粗面化処理を施して、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像装置の現像ローラの現像スリーブを製造する装置である。表面粗面化装置１は、図１に示すように、ベース３と、固定保持部４と、移動手段としての電磁コイル移動部５と、移動保持部６と、移動チャック部７と、磁場発生部としての電磁コイル８と、収容槽９と、回収部１０と、冷却部１１と、検出手段としてのリニアエンコーダ７５と、制御手段としての制御装置７６とを備えている。
ベース３は、平板状に形成されて、工場のフロアやテーブル上等に立状（縦型状）に設置される。ベース３の上面は、フロアやテーブルと垂直方向に立設されている。そして、ベース３の平面形状は、矩形状に形成されている。このように、ベース３を縦型状に接地することによって、後述する磁性砥粒による加工対象物２の表面粗面化処理を均一に行うことが可能となり、加工対象物２の加工表面の振れ精度が向上する利点を有する。
【０００８】
固定保持部４は、ベース３の長手方向（以下、矢印Ｘ方向で示す）の一端部から立設した複数の支柱１２と、保持ベース１３と、立設ブラケット１４と、円筒保持部材１５と、保持チャック１６と、を備えている。保持ベース１３は、平板状に形成され、支柱１２の上端に取り付けられている。立設ブラケット１４は、平板状に形成され、保持ベース１３から立設している。円筒保持部材１５は、円筒状に形成され、その軸芯がベース３の平面と平行（矢印Ｘ方向）な状態で立設ブラケット１４によって保持ベース１３上に取り付けられている。円筒保持部材１５は、内側に収容槽９の一端部９ａに取り付けられた後述するフランジ部材５１ｂ、５１ｃを収容する。
保持チャック１６は、図２に示すように、前述した円筒保持部材１５、即ち保持ベース１３の近傍に配され、前述したベース３に取り付けられている。保持チャック１６は、円筒保持部材１５内に一端部９ａが収容された収容槽９をチャックして、該収容槽９の一端部９ａを保持する。前述した構成の固定保持部４は、収容槽９の一端部９ａを保持する。
【０００９】
電磁コイル移動部５は、一対のリニアガイド１７と、電磁コイル保持ベース１８と、電磁コイル移動用アクチュエータ１９と、を備えている。リニアガイド１７は、レール２０と、スライダ２１とを備えている。レール２０は、ベース３上に設置されている。レール２０は、直線状に形成されているとともに、その長手方向がベース３の長手方向即ち矢印Ｘ方向と平行に配されている。スライダ２１は、レール２０に該レール２０の長手方向即ち矢印Ｘ方向に沿って移動自在に支持されている。一対のリニアガイド１７は、レール２０がベース３の幅方向（以下、矢印Ｙで示す）に沿って互いに間隔をあけて配されている。なお、矢印Ｘ方向と矢印Ｙとは、勿論、互いに直交しているとともに、それぞれベース３の平面と平行である。
電磁コイル保持ベース１８は、平板状に形成され、前述したスライダ２１上に取り付けられている。電磁コイル保持ベース１８の上面は、ベース３の平面と平行に配されている。電磁コイル保持ベース１８は、電磁コイル８を表面上に設置する。電磁コイル移動用アクチュエータ１９は、ベース３に取り付けられているとともに、前述した電磁コイル保持ベース１８を矢印Ｘ方向に沿って、スライド移動させる。従って、前述した電磁コイル移動部５は、電磁コイル移動用アクチュエータ１９により電磁コイル保持ベース１８即ち電磁コイル８を矢印Ｘ方向に沿ってスライド移動させる。
【００１０】
移動保持部６は、一対のリニアガイド２２と、保持ベース２３と、第１アクチュエータ２４と、移動ベース２６と、第２アクチュエータ２５と、中空保持部材３２の保持部３１ａ、３１ｂと、を備えている。リニアガイド２２は、レール２９と、スライダ３０とを備えている。レール２９は、ベース３上に設置されている。レール２９は、直線状に形成されているとともに、その長手方向が矢印Ｘ方向即ちベース３の長手方向と平行に配されている。
スライダ３０は、レール２９に該レール２９の長手方向即ち矢印Ｘ方向に沿って移動自在に支持されている。そして、移動保持部６の移動に伴い、中空保持部材３２を保持部３１ａと３１ｂに保持した状態で第１アクチュエータ２４によって矢印Ｘ方向に移動可能となっている。
保持ベース２３は、平板状に形成され、前述したスライダ３０上に取り付けられている。保持ベース２３の上面は、ベース３の平面と平行に配されている。第２アクチュエータ２５は、保持ベース２３に取り付けられているとともに、移動ベース２６を矢印Ｙに沿って、スライド移動させる。移動ベース２６は、平板状に形成され、その上面がベース３の平面と平行に配されている。従って、移動ベース２６上で保持部３１ａ、３１ｂに保持された中空保持部材３２は、移動ベース２６をＸ方向及びＹ方向に移動させて、加工対象物２の内周面に圧接して加工対象物２を保持する中空保持部材３２を収容槽９内に装填あるいは取り外し可能となっている。
【００１１】
中空保持部材３２は、磁性材料で円筒状に形成され、その軸芯にチャック軸３９を有し、にその径方向で先端径が拡張或いは縮小するチャック部４０を所定間隔で配設している（図２参照）。そして、チャック用シリンダ３４を作動させることによって、チャック部４０が拡張或いは縮小して加工対象物２の内周面に圧接或いは内周面との圧接解除を行って、中空保持部材３２上に保持或いは保持解除可能となっている。
保持チャック４３は、スライダ４５上に設置されている。保持チャック４３は、前述した保持チャック１６、２８間に位置付けられている。保持チャック４３は、収容槽９の他端部９ｂ寄りの箇所をチャックして、該収容槽９を保持する。移動チャック部７は、保持チャック４３が収容槽９を保持することで、該収容槽９を位置決めする。また、移動チャック部７は、保持チャック４３が収容槽９を保持することで、収容槽９が軸芯に沿って移動する際に、前述した保持チャック２８と協働して収容槽９を保持して、該収容槽９が表面粗面化装置１から脱落することを防止する。
【００１２】
電磁コイル８は、図２に示すように、円筒状に形成された外皮４６と該外皮４６内に配された複数のコイル部４７とを備えて、全体として円環状に形成されている。電磁コイル８の内径は、収容槽９の外径より大きい。即ち、電磁コイル８の内周面と収容槽９の外周面との間には、空間が形成されている。また、電磁コイル８の軸芯方向の全長は、収容槽９の軸芯方向の全長より十分に短い。電磁コイル８の軸芯方向の全長は、収容槽９の軸芯方向の全長の２／３以下であるのが望ましい。図示例では、電磁コイル８の内径は、８２ｍｍであるとともに、電磁コイル８の軸芯方向の長さは、８５ｍｍである。また、後述する収容槽９の外径は、４０ｍｍ〜８０ｍｍ、長さ６００ｍｍ〜８００ｍｍ、加工対象物２は、非磁性材で外径１７ｍｍ〜１８ｍｍ、全長３００ｍｍ〜３５０ｍｍのものを使用している。
外皮４６は、その軸芯即ち電磁コイル８自身の軸芯が矢印Ｘ方向と平行な状態で前述した電コイル保持ベース１８に取り付けられている。電磁コイル８は、中空保持部材３２及び収容槽９と同軸に配置されている。コイル部４７は、外皮４６即ち電磁コイル８の周方向に沿って互いに並設されている。コイル部４７には、図１に示す三相交流電源となるインバータ４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃにより三相交流が印加される。コイル部４７には互いに移送のずれた電力が印加されて、これらのコイル部４７が互いに位相のずれた磁場を発生する。そして、電磁コイル８は、これらの磁場を合成して形成される該電磁コイル８の軸芯回りの回転方向の磁場（回転磁場）を内側に生じさせる。
【００１３】
前述した電磁コイル８は、インバータ４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃから印加されて、回転磁場を発生するとともに、電磁コイル移動部５によりその軸芯即ち収容槽９の長手方向（Ｘ方向）に沿って移動される。そして、電磁コイル８は、前述した回転磁場により、後述の磁性砥粒６５を加工対象物２の外周に位置付け、該磁性砥粒６５を収容槽９及び加工対象物２の軸芯回りに回転（移動）させる。そして、電磁コイル８は、前述した回転磁場により磁性砥粒６５を加工対象物２の外表面に衝突させる。インバータ４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃは、三相交流電源が電磁コイル８に印加する電力の周波数、電流値、電圧値を変更自在である。インバータ４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃは、制御装置７６による制御に基づいて電磁コイル８に印加する電力の周波数、電流値、電圧値を変更することで、三相交流電源４８が電磁コイル８に印加する電力を増減させて、該電磁コイル８が発生する回転磁場の強さを変更する。
電磁コイル８は、電磁コイル保持ベース１８上に取り付けられ、電磁コイル保持ベース１８の下面に取り付けられた検出子７８によって、ベース３上に取り付けられたリニアエンコーダ７５で電磁コイル８のＸ方向における位置を検出することが可能となっている。
【００１４】
収容槽９は、後述するように、例えば、肉厚０．５ｍｍ〜２ｍｍの円筒状の外周部材５０１と、その内周に外周部材５０１の内周壁５０１ａから径方向に所定間隔で離隔されて加工対象物２を中心として回転する中間部材５０２とを有する二重構造となっている。さらに、複数のフランジ部材５１と、一対の削り粉封止ホルダ５２ａ、５２ｂと、一対の削り粉封止板５３ａ、５３ｂと、一対の位置決め部材５４ａ、５４ｂと、複数の仕切手段としての仕切部材５５と、一対の封止板５６ａ、５６ｂとを備えている。そして、外周部材５０１の一端部９ａは、円筒保持部材１５によって保持されたフランジ部材５１ｂ、５１ｃによって、また外周部材５０１の他端部９ｂは、フランジ部材５１ａによって位置決め保持されている。円筒保持部材１５には、中空保持部材３２及び加工対象物２と連結される位置決め部材５４ａを支持する支軸７３が軸受７４により回転自在に支持されている。支軸７３は、円柱状に形成され、かつ収容槽９の外周部材５０１と同軸に配されている。さらに外周部材５０１の外周には、各仕切り部材５５に磁性砥粒を供給するための磁性砥粒供給口５７が設けられている。
【００１５】
一対の削り粉封止ホルダ５２ａ、５２ｂは、それぞれ、円環状に形成されている。一方の削り粉封止ホルダ５２ａは、外周部材５０１の一端部９ａの内周に嵌合し、他方の削り粉封止ホルダ５２ｂは、外周部材５０１の他端部９ｂの内周に嵌合している。該他方の削り粉封止ホルダ５２ｂは、内側に中空保持部材３２を通している。一方の削り粉封止板５３ａは、円板状に形成され、かつ外周部材５０１の一端部９ａの内周に配されているとともに、前述した一方の削り粉封止ホルダ５２ａに取り付けられている。
さらに、一方の削り粉封止板５３ａは、内側に支軸７３を通している。他方の削り粉封止板５３ｂは、円環状に形成され、かつ外周部材５０１の他端部９ｂの内周に配されているとともに、前述した他方の削り粉封止ホルダ５２ｂに取り付けられている。他方の削り粉封止板５３ｂは、内側に中空保持部材３２を通している。削り粉封止板５３ａ、５３ｂは、後述の磁性砥粒６５が加工対象物２の外表面に衝突して、該加工対象物２から削りとられて形成される削り粉が外周部材５０１即ち収容槽９外に漏れ出ることを規制する。
【００１６】
一対の位置決め部材５４ａ、５４ｂは、円筒状に形成されている。一方の位置決め部材５４ａは、中空保持部材３２の自由端である一端部３２ａの外周に嵌合している。他方の位置決め部材５４ｂは、外周部材５０１内に位置しかつ他端部９ｂ寄りの中空保持部材３２の中央部３２ｂの外周に嵌合している。一対の位置決め部材５４ａ、５４ｂは、互いの間に加工対象物２を挟んで、該加工対象物２を中空保持部材３２に位置決めする。なお、一端部３２ａは、中空保持部材３２の固定保持部４寄りでかつ移動保持部６から離れた側の端部をなしている。中央部３２ｂは、収容槽９内でかつ中空保持部材３２の固定保持部４から離れた側であるとともに移動保持部６寄りの端部をなしている。
仕切部材５５は、円環状に形成された本体部６１と、メッシュ部６２とを備えている（図３参照）。本体部６１即ち仕切部材５５は、後述する中間部材５０２の内周に嵌合して、該中間部材５０２に取り付けられているとともに、内側に中空保持部材３２を通している。本体部６１即ち複数の仕切部材５５は、一対の削り粉封止板５３ａ、５３ｂ間に配されている。また、本体部６１即ち複数の仕切部材５５は、中間部材５０２の軸芯Ｐ即ち長手方向に沿って、互いに間隔をあけて、並設されている。本体部６１には、貫通孔６３が設けられている。メッシュ部６２は、貫通孔６３を塞ぐ格好で本体部６１に取り付けられている。メッシュ部６２は、メッシュ状に形成されており、気体と削り粉が通ることを許容するとともに、磁性砥粒６５が通ることを規制する。
【００１７】
前述した複数の仕切部材５５は、外周部材５０１内即ち収容槽９内の空間を、該外周部材５０１即ち収容槽９の軸芯即ち加工対象物２の軸芯Ｐに沿って、仕切っている。また、軸芯Ｐは、収容槽９の軸芯と中空保持部材３２の軸芯との双方をなしているとともに、収容槽９の長手方向をなしている。即ち、軸芯Ｐと収容槽９の長手方向とは、互いに平行である。さらに、前述した本体部６１とメッシュ部６２との双方即ち仕切部材５５は、非磁性体で構成されている。
前述した構成の収容槽９は、複数の仕切部材５５間に磁性体で構成される砥粒６５を収容するとともに、中空保持部材３２に取り付けられた加工対象物２を収容槽９内に収容する。即ち、収容槽９は、加工対象物２と磁性砥粒６５との双方を収容する。また、磁性砥粒６５は、前述した回転磁場により加工対象物２の外周を回転（移動）するなどして、加工対象物２の外表面に衝突する。回転する磁性砥粒６５は、加工対象物２の外表面に衝突して、加工対象物２の外表面から該加工対象物２の一部を削り取り、該加工対象物２の外表面を粗面化する。なお、図示例では、磁性砥粒６５は、円柱状に形成され、その大きさは、短径が０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ、長径が０．８ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。
【００１８】
回収部１０は、図２に示すように、気体流入管６６と、気体排出用孔６７（図２参照）と、メッシュ部材６８と、気体排出用ダクト６９と、集塵機７０（図１に示す）とを備えている。気体流入管６６は、他方の削り粉封止ホルダ５２ｂより収容槽９の上端９ｂ寄りに設けられ、収容槽９の内部に開口している。気体流入管６６は、図示しない加圧気体供給源から加圧或いは非加圧された気体などが供給される。気体流入管６６は、加圧或いは非加圧された気体を外周部材５０１即ち収容槽９内に導く。
気体排出用孔６７は、外周部材５０１を貫通して、収容槽９の内外を連通しているとともに、一方の削り粉封止ホルダ５２ａより外周部材５０１即ち収容槽９の端寄り（移動保持部６から離れた側）に設けられている。気体排出孔６７上には、メッシュ部材６８が、気体排出用孔６７を塞いだ格好で、外周部材５０１に取り付けられている。メッシュ部材６８は、削り粉と気体とが通ることを許容し、磁性砥粒６５が外周部材５０１即ち収容槽９の外部に流出することを規制する。
気体排出用ダクト６９は、配管であるとともに、気体排出用孔６７の近傍に取り付けられている。気体排出用ダクト６９は、気体排出用孔６７の外縁を囲んでいる。気体排出用孔６７及び気体排出用ダクト６９は、気体流入管６６から収容槽９内に供給された気体を、収容槽９の外部に導く。集塵機７０は、気体排出用ダクト６９に接続しているとともに、該気体排出用ダクト６９内の気体を吸引する。集塵機７０は、気体排出用ダクト６９内の気体を吸引することで、外周部材５０１即ち収容槽９内の気体を前述した削り粉とともに吸引する。集塵機７０は、削り粉を回収する。前述した回収部１０は、気体流入管６６を通して外周部材５０１即ち収容槽９内に気体を供給し、該気体と集塵機７０により気体排出用孔６７と気体排出用ダクト６９を通して、削り粉を外周部材５０１即ち収容槽９の外部に導く。そして、回収部１０は、集塵機７０に削り粉を回収する。
【００１９】
冷却部１１は、図１に示すように、冷却用ファン７１と、冷却用ダクト７２とを備えている。冷却用ファン７１は、加圧された気体を冷却用ダクト７２に供給する。冷却用ダクト７２は、冷却用ファン７１から供給された加圧された気体を電磁コイル８に吹き付ける。冷却部１１は、加圧された気体を電磁コイル８に吹き付けて、該電磁コイル８を冷却する。
制御装置７６は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置７６は、電磁コイル移動部５と、移動保持部６と、移動チャック部７と、電磁コイル８と、インバータ４９と、回収部１０と、冷却部１１と、リニアエンコーダ７５などの作動を制御する。制御装置７６は、リニアエンコーダ７５の検出した電磁コイル８の加工対象物２に対する相対的な位置に応じた電磁コイル８の回転磁場の強さを記憶している。即ち、制御装置７６は、電磁コイル８の加工対象物２に対する相対的な位置に応じたインバータ４９が電磁コイル８に印加する電力を記憶している。また、制御装置７６は、前述した電力を加工対象物２則ち現像スリーブ１３２の品番毎に記憶している。
例えば、制御装置７６は、電磁コイル８が加工対象物２の長手方向（軸方向）の中央部から両端部に向かうにしたがって、インバータ４９が電磁コイル８に印加する電力を徐々に大きくするパターンを予め記憶している。そして、制御装置７６は、予め記憶した前述した電力のパターン通りにインバータ４９に電磁コイル８の発生する回転磁場の強さを変更させる。このように、図示例では、制御装置７６は、加工対象物２の両端部を加工する際の回転磁場が、加工対象物２の中央部を加工する際の回転磁場より強くなるように、インバータ４９に電磁コイル８の発生する磁場の強さを変更させる。前述したように、制御装置７６は、リニアエンコーダ７５が検出した電磁コイル８の収容槽９則ち加工対象物２に対する相対的な位置に基づいて、インバータ４９に電磁コイル８の発生する回転磁場の強さを変更させる。さらに、制御装置７６には、キーボードなどの各種の入力装置や、ディスプレイなどの各種の表示装置が接続している。
【００２０】
次に、前述した構成の表面粗面化装置１を用いて加工対象物２の外表面を処理（粗面化）して、現像スリーブ１３２を製造する工程を説明する。
まず、制御装置７６に入力装置から加工対象物２、例えば、画像形成装置で使用される現像装置の現像スリーブ１３２の品番などを入力する。そして、加工対象物２の長手方向（軸方向）の両端の内周に円筒状の位置決め部材５４ａ、５４ｂを嵌合させる。そして、前述した他方の位置決め部材５４を中空保持部材３２の外周に嵌合させる。そして、両端に位置決め部材５４ａ、５４ｂが取り付けられた加工対象物２内に中空保持部材３２を通す。そして、チャック用シリンダ３４のチャック軸３９を縮小させて、中空保持部材３２に加工対象物２を固定する。このとき、中空保持部材３２と加工対象物２などが同軸になる。こうして、加工対象物２を中空保持部材３２に取り付ける。
そして、収容槽９内に加工対象物２及び中空保持部材３２を収容するとともに、収容槽９の外周部材５０１内に磁性砥粒６５を供給する。こうして、収容槽９内に磁性砥粒６５及び加工対象物２を収容する。さらに、収容槽９を保持チャック２８、４３でチャックする。こうして、移動保持部６に加工対象物２と収容槽９とを取り付ける。すると、収容槽９の外周部材５０１と中空保持部材３２と加工対象物２などが同軸になる。
【００２１】
前述した作業は、勿論、アクチュエータ２４、２５で移動ベース２６の位置を調整しながら行われる。さらに、前述した作業は、勿論、保持ベース４１の位置を調整しながら行われる。保持チャック１６で収容槽９の一端部９ａをチャックさせるなどして、固定保持部４に収容槽９の一端部９ａを保持させる。
そして、回収部１０の気体流入管６６を通して収容槽９内に気体を供給するとともに、集塵機７０で収容槽９内の気体を吸引するとともに、冷却部１１に加圧された気体を電磁コイル８に吹き付けさせる。
そして、電磁コイル８にインバータ４８ａ、４８ｂ、４８ｃからの電力を印加して、電磁コイル８に回転磁場を発生させる。すると、電磁コイル８の内側に位置する磁性砥粒６５が自転しながら軸芯Ｐ回りに公転（回転即ち移動）して、該磁性砥粒６５が加工対象物２の外表面に衝突して、該加工対象物２の外表面を粗面化する。
【００２２】
そして、電磁コイル移動部５が、適宜、電磁コイル８を軸芯Ｐに沿って移動する。すると、電磁コイル８の内側に侵入した磁性砥粒６５が前述した回転磁場により移動（自転及び公転）するとともに、電磁コイル８の内側から抜け出た磁性砥粒６５の回転が停止する。また、仕切部材５５が収容槽９内の空間を仕切っているので、磁性砥粒６５が仕切部材５５を越えて移動することが規制され、電磁コイル８の内側から抜け出た磁性砥粒６５が前述した回転磁場内から抜け出ることとなる。さらに、電磁コイル移動部５が予め定められた所定の回数電磁コイル８を矢印Ｘ方向に沿って往復移動させると、加工対象物２の外表面の粗面化が終了する。この場合、磁性砥粒の回転速度は、中空保持部材３２内に配設された回転検知センサ８６からの出力を回転検知機８７で検出し、回転計測器８８を介して制御装置７６によって磁性砥粒の６５の回転速度を制御するようになっている。
この場合に、電磁コイル８が加工対象物２の中央部から両端部に向かうにしたがって、電磁コイル８の発生する回転磁場を強くすると、回転磁場が強くなるにしたがって、磁性砥粒６５の動きが激しくなる。すると、回転磁場が強くなるのにしたがって、磁性砥粒６５がより勢い良く加工対象物に衝突して、加工対象物２の外表面の表面粗さが中央部より両端部でより粗くなる。
【００２３】
前述した加工対象物２の外表面の粗面化が終了すると、電磁コイル８への電力の印加を停止する。さらに、回収部１０と冷却部１１とを停止する。そして、固定保持部４の保持チャック１６の収容槽９の保持を解除するとともに、移動チャック部７の保持チャック４３と移動保持部６の保持チャック２８とが収容槽９を保持したまま、第１アクチュエータ２４で移動ベース２６を矢印Ｘ方向に沿って固定保持部４から離す。すると、収容槽９が固定保持部４から離れる。そして、収容槽９内から外表面の粗面化が終了した加工対象物２を取り出して、新たな加工対象物２を収容槽９内に収容する。こうして、加工対象物２の外表面の粗面化を行って、外表面の表面粗さが中央部から両端部に向かうにしたがって徐々に粗くなる現像スリーブ１３２が得られる。
本実施形態によれば、制御装置７６が、電磁コイル８の収容槽９、即ち加工対象物２に対する相対的な位置に基づいて、該電磁コイル８の発生する回転磁場の強さを変更できる。このため、回転磁場が強くなると、磁性砥粒６５の動きが活発となって、磁性砥粒６５が加工対象物２の外表面に衝突する際の運動エネルギが高くなるため、加工対象物２の外表面の表面粗さが粗くなる。これにより、加工対象物２の長手方向（軸方向）の任意の位置の外表面の表面粗さを、任意に変更できる。したがって、現像スリーブの汲み上げ量の少ない位置の表面粗さを粗くして、該少ない位置の汲み上げ量を増やすことができ、該現像スリーブを備えた画像形成装置の形成する画像にムラが生じることを防止できる。したがって、画像のムラが生じることを防止できるように現像スリーブの外表面に粗面化処理を施すことができる。さらに、表面粗面化装置１は、回転磁場を発生させるだけで、現像スリーブの外表面に粗面化処理を施すことができるので、サンドブラスト加工などのように強い風を発生させる必要がないので、消費電力を抑制することができ、低コストで現像スリーブの外表面に粗面化処理を施すことができる。
このように、制御装置７６が予め定められたパターンにしたがって回転磁場の強さを変更するので、常に一定のパターンに加工対象物２の外表面に粗面化処理を施すことができる。
【００２４】
また、電磁コイル８が移動することにより、加工対象物２の加工を行うと同時に、磁性砥粒６５が回転磁場内から急激に抜け出ることとなる。このため、磁性砥粒６５に作用する磁場の強さが急激に変化（減少）して、磁性砥粒６５内で揃っていた磁区が、不揃いになることにより磁化が弱まり、加工対象物２の加工と同時に磁性砥粒６５の残留磁化を取り除く効果を奏する。この結果、表面粗面化装置１と別体の磁性砥粒６５の残留磁化を取り除く消磁装置などが不要となる。したがって、容易に磁性砥粒６５の消磁を行うことが可能になり、加工対象物２の長時間に亘る連続した加工が可能になって、表面処理の加工効率を向上させることができる。したがって、加工対象物２の大量生産を前提とした量産装置としての表面処理装置１を得ることができる。
また、加工対象物２を収容槽９の中心に保持するので、該加工対象物２の外表面に略一様に磁性砥粒６５を衝突させることができる。したがって、加工対象物２の外表面を一様に加工することができる。さらに、磁性砥粒６５が加工対象物２の外周で移動（公転）することで、該磁性砥粒６５を確実に加工対象物の外表面に衝突させることができ、該加工対象物２の加工を確実に行うことができる。
また、電磁コイル８が収容槽９より短いので、電磁コイル８が収容槽９と略同等の長さの表面処理装置を用いるよりも、回転磁場を強くすることが可能となり、収容槽９内に発生させる回転磁場の損失を少なくすることが出来る。したがって、加工対象物２の加工効率を向上させることが可能となるとともに、さらに消費電力を抑えることができる。さらに、電磁コイル８が収容槽９より短いので、収容槽９の両端を支持することが可能となる。これにより、磁性砥粒６５の移動などで収容槽９が振動（移動）することを防止でき、加工対象物２の外表面により一層一様に磁性砥粒６５を衝突させることができ、加工対象物２の外表面をより一層一様に加工することができる。
【００２５】
収容槽９が円筒状であるので、磁性砥粒６５に回転磁場を作用させた時の該磁性砥粒６５の円周方向の挙動を収容槽９が妨げることがない。したがって、安定した加工が可能となる。
仕切部材５５が収容槽９内の空間を長手方向に仕切っている。このため、仕切部材５５により、磁性砥粒６５の移動可能な領域（自転・公転領域）を限定することとなり、より効率的に加工することが可能になる。また、磁性砥粒６５が仕切部材５５を越えて移動することを規制できるので、磁性砥粒６５と回転磁場とを確実に相対的に移動でき、該磁性砥粒６５を確実に消磁させることができる。非磁性体で構成されているので、仕切部材５５が磁化されることがなく、該仕切部材５５が磁性砥粒６５の挙動を妨げたり、削り粉などが磁化されて仕切部材５５に張り付くことがない。このため、安定して加工を行うことが可能となる。仕切部材５５が複数設けられているので、加工対象物２の外表面の粗面化する範囲を区切ることができる。このため、仕切部材５５により、磁性砥粒６５の移動可能な領域（自転・公転領域）を確実に限定することとなり、より効率的に加工することが可能になる。また、磁性砥粒６５が仕切部材５５を越えて移動することを規制できるので、磁性砥粒６５の消磁を確実に行うことができる。
【００２６】
上記実施形態に係る表面粗面化装置においては、上記のような利点を有するが、従来の表面粗面化装置で使用されているように、収容槽９として、外周部材のみからなる一重構造の円筒体を使用し、加工対象物２の表面に沿って、気流を形成して、削り粉を除去するようにすると、長尺状の加工対象物２の表面を粗面化する場合、次のような問題があることが判明した。即ち、長尺状の加工対象物２の表面を上記表面粗面化装置を使用して粗面化する場合に、下部の集塵位置７８から離れた加工対象物２の上部２ｂで発生した削り粉８０を適切に回収しようとすると、集塵機７０の集塵能力を増強しなければならない。その結果、削り粉８０と共に、磁性砥粒６５の収容槽９内から排出され、磁性砥粒６５の収容槽９内の収容量が減少して粗面化能力が低下し、所望の粗面化を形成できなくなる場合があった。
本発明においては、このような不具合を改善すべく種々検討の結果、収容槽９として、外周部材５０１と、その内周に径方向で離隔させた中間部材５０２を配設し、中間部材５０２の周壁に削り粉８０を通過し、磁性砥粒６５の通過を規制する多数の透孔を形成する。そして、外周部材５０１の内周壁と中間部材の外周壁との間の間隙内を流れる気流を発生させるようにして加工対象物２の上部２ａから下部２ｂまで満遍なく削り粉８０を排除可能とすることによって、上記欠点を改善できることを究明した。
【００２７】
本発明による一実施形態に係る表面粗面化装置の収容槽の概略構成について、図３〜図８に基づいて説明する。図３は、本発明による一実施形態に係る表面粗面化装置の収容槽の概略構成を示す断面図である。図４は、図３で使用される中間部材の一部を切り欠いた平面図である。図５は、本発明による一実施形態に係る中間部材の開口部周辺を切り欠いた斜視図である。図６は、図５のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。図７は、本発明による一実施形態に係る表面粗面化装置の収容槽内の削り粉の搬送状態を説明する断面図である。図８は、本発明による一実施形態に係る中間部材の削り粉の移動状態を説明する平面図である。
本発明による一実施形態に係る表面粗面化装置の収容槽９は、図３に示すように、保持チャック１６、２８、４３で保持固定される円筒状の非磁性の外周部材５０１と、外周部材５０１と同軸状に位置決め部材５４ａ、５４ｂ上にベアリング部材８１によって回転自在に取り付けられた円筒状の磁性体からなる中間部材５０２と備えている。中間部材５０２は、外周部材５０１の内周壁５０１ａと中間部材５０２の外周壁５０２ｂとの間に、削り粉８０が通過可能な所定の間隔で離隔した間隙ｇを有して配設されている。さらに、中間部材５０２には、図４に示すような台形状の開口８２が周方向で４等分された位置に４個、そして、軸方向で複数形成されており、この開口８２によって、中間部材５０１の内方の空気を吸引すると共に、この開口８２から削り粉８０が間隙ｇ内に搬送されるようになっている。開口８２は、図５及び図６に示すように、軸方向で傾斜した周縁８２ａを有し、この周縁８２ａ上に径方向に突出したゴム等の弾性体からなる翼部材８３が取り付けられている。従って、この傾斜した翼部材８３によって、効果的に中間部材５０１の内方の空気を吸引すると共に、この開口８２から削り粉８０を間隙ｇ内に搬送することが可能となっている。
【００２８】
また、中間部材５０２の内周面部５０２ａには、前述の仕切り板５５が所定間隔を有して複数取り付けられており、中間部材５０２の回転と共に、連動して回転する。その結果、し、各仕切り板５５上に載置、収容されている磁性砥粒６５が電磁コイル８による回転磁場の印加の影響がなくなった時点で、加工対象物２の表面から速やか離散し、中間部材５０２の方向に移動する。また、各開口８２を閉蓋するように、中間部材５０２の内周面部５０２ａには、削り粉８０を通過させるが、磁性砥粒６５の通過を規制するメッシュ部材５０３が取り付けられている。従って、メッシュ部材５０３によって、削り粉８０のみが前記間隙ｇ方向に気流によって搬送されることになる。
このような中間部材５０２を使用することによって、電磁コイル８で収容槽９内に、前述のような回転磁場が印加されると前述のように、各仕切り板５５間で、磁性砥粒６５が矢印Ｂ方向に回転運動して、加工対象物２の表面を粗面化すると同時に、前記回転磁場によって、中間部材５０２が加工対象物２を中心として回転する。このような中間部材５０２の回転に伴って、翼部材８３によって、加工対象物２の周囲から前記開口８２を通じて、中間部材５０２の外周に流れる気流が発生する。
【００２９】
その結果、図７に示すように、加工対象物２の表面から削られた削り粉８０が気流に沿って矢印Ａ方向に搬送され、メッシュ部材５０３及び開口８２を通過し、外周部材５０１の内周壁５０１ａと中間部材５０２の外周壁５０２ｂ間の間隙ｇ内に搬送される。間隙ｇ内に搬送された削り粉８０は、集塵機７０からの吸引力によって、図７に示すように、外周部材５０１の内周壁５０１ａに沿って搬送され、収容槽９の集塵部７８に集塵される。その後、集塵部７８に集塵された削り粉８０は、気体排出孔６７を通じて集塵機７０内に集塵される。
このように、本実施形態における収容槽９は、外周部材５０１と電磁コイル８による回転磁場によって回転する中間部材５０２との二重構造とすることによって、集塵機７０の吸引力や気体導入管６６からの加圧気体の圧力を増強させることなく、加工対象物２の上部２ａから下部２ｂまで満遍なく削り粉８０を加工対象物２の周辺から除去して、良好な粗面加工を可能とすることができる。
なお、中間部材５０２のベアリング部材８１ａと接合する下端５０２ｃは、前記Ａ方向への気流が有効に流れるように、密封構造の円盤となっており、一方、中間部材５０２のベアリング部材８１ｂと接合する上端５０２ｄは、上方からの空気の導入を許容する開口を有している。また、ベアリング部材８１ａ、８１ｂは、それぞれカラー８４で挟持され固定ナット８５で位置決め部材５４ａ、５４ｂに取り付けられている。
【００３０】
因みに、上記実施形態に係る表面粗面化装置を使用して、加工対象物としてＡ３サイズの印刷に対応する現像スリーブの表面粗面化加工を行った。また、比較のため、中間部材を使用しない一重構造の従来の収容槽を使用して表面粗面化加工を行った。この場合に、比較例１として、集塵力を本発明による表面粗面化装置と同程度とし、比較例２では、集塵力を増強した状態で、表面粗面化加工を行った。このようにして表面粗面化加工処理を行った場合の表面粗さを測定し、加工対象物の表面に異物付着の有無を観察した。その結果を表１に示す。
［表１］
2010023127.tif 000003
上記結果から明らかなように、比較例１で示すように、集塵力が小さい場合には、表面粗さが狙いとなる規格内に収めることができたが、加工対象物表面には、削り粉等の異物が付着し、異物の除去工程を必要とした。また、比較例２で示すように、加工対象物表面には、異物の付着が認められないものの、表面粗さを所期の特性とすることができなかった。
【００３１】
これに対し、本発明による実施例のものでは、比較例１の場合と同程度の集塵力であっても所期の表面粗さを適切に得ることができると共に、加工対象物表面への付着が認められず、良好に削り粉が排除されていることが明らかである。
また、本実施形態においては、中間部材５０２の外周壁５０２ｂに、開口８２連通し、集塵部７８まで垂下する排出溝５０２ｅ（図５参照）が形成され、図８に示すように、中間部材５０２の矢印方向への回転に伴って、削り粉８０が排出溝５０２ｅに沿って集塵部７８まで搬送されるようにする場合には、削り粉８０を効果的に集塵することが可能となるので好適である。このような排出溝５０２ｅは、開口８２に全て形成する必要はなく、特に、図７に示すように、中間部材５０２の下方部分に形成すれば効果的である。
また、本実施形態においては、電磁コイル８による回転磁場によって回転する中間部材５０２を使用したが、中間部材５０２として回転しない固定状態で配設し、集塵機７０による吸引力によって、削り粉８０が気流に沿って矢印Ａ方向に搬送され、メッシュ部材５０３及び開口８２を通過し、外周部材５０１の内周壁５０１ａと中間部材５０２の外周壁５０２ｂ間の間隙ｇ内に搬送されるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる表面粗面化装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示された表面粗面化装置の収容槽などの断面図である。
【図３】本発明による一実施形態に係る表面粗面化装置の収容槽の概略構成を示す断面図である。
【図４】図３で使用される中間部材の一部を切り欠いた平面図である。
【図５】本発明による一実施形態に係る中間部材の開口部周辺を切り欠いた斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【図７】本発明による一実施形態に係る表面粗面化装置の収容槽内の削り粉の搬送状態を説明する断面図である。
【図８】本発明による一実施形態に係る中間部材の削り粉の移動状態を説明する平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  表面粗面化装置、２  加工対象物、３  ベース、４  固定保持部、５  電磁コイル移動部、６  移動保持部、７  移動チャック、８  電磁コイル、９  収容槽、１０  回収部、１１  冷却部、１６、２８、４３  保持チャック、１８  電磁コイル保持ベース、１９  電磁コイル移動用アクチュエータ、３２  中空保持部材、４７  コイル部、４８ａ、４８ｂ、４８ｃ  インバータ、５２ａ、５２ｂ  削り粉封止ホルダ、５３ａ、５３ｂ  削り粉封止板、５４ａ、５４ｂ  封止板、５５  仕切り板、６６  気体導入管、６７  気体排出孔、６９  排出ダクト、７６  制御装置、７８  集塵部、８０  削り粉、８１  ベアリング部材、８２  開口、８３  翼部材、５０１  外周部材、５０１ａ  内周壁、５０２  中間部材、５０２ａ  内周面部、５０２ｂ  外周壁、５０２ｃ  下端、５０２ｄ  上端、５０３  メッシュ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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