(57)【要約】【課題】効率よく、かつ、ランダムに表面粗面化処理ができる表面粗面化処理装置であって、表面粗さのばらつきが小さく加工でき、不良品の発生が少ない表面粗面化処理装置を提供する。【解決手段】円筒状の加工対象物と磁性砥粒とを収納する中空円筒状の収納槽と、前記収納槽内の前記磁性砥粒を前記加工対象物の表面に衝突させる回転磁場を発生させる磁場発生手段と、を備えてなる表面粗面化処理装置において、  前記中空円筒状の収納槽が、該円筒の軸に対して斜めに分割されてなる２つの分割体により構成されている表面粗面化処理装置。【選択図】図１
2010115734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の加工対象物と磁性砥粒とを収納する中空円筒状の収納槽と、前記収納槽内の前記磁性砥粒を前記加工対象物の表面に衝突させる回転磁場を発生させる磁場発生手段と、を備えてなる表面粗面化処理装置において、
前記中空円筒状の収納槽が、該円筒の軸に対して斜めに分割されてなる２つの分割体により構成されていることを特徴とする表面粗面化処理装置。
【請求項２】
前記分割の面が、テーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表面粗面化処理装置。
【請求項３】
前記中空円筒状の収納槽の軸が、鉛直方向に一致し、かつ、該収納槽の上側の分割体を下側の分割体に対して相対的に上方に移動させて該収納槽を分割させる収納槽分割駆動手段を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面粗面化処理装置。
【請求項４】
前記磁場発生手段を前記中空円筒状の収納槽の軸方向に相対的に移動させる磁場発生手段移送手段が、設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表面粗面化処理装置。
【請求項５】
前記中空円筒状の収納槽内で前記円筒状の加工対象物を回転可能に保持する保持回転手段が、設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の表面粗面化処理装置。
【請求項６】
前記円筒状の加工対象物の両端部を前記磁性砥粒の衝突から保護するための保護部が、設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の表面粗面化処理装置。
【請求項７】
前記請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の表面粗面化処理装置を用いて行うことを特徴とする表面粗面化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置等で用いられる表面が粗面化されたローラ製造用の、表面粗面化処理装置、及び、表面粗面化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置では現像ローラとして表面が粗面化されたローラが用いられる。
【０００３】
このような円筒状、あるいは、円柱形の加工対象物（本発明ではこれらを合わせて「円筒状の加工対象物」と云う）の表面を粗面化するために、磁性材からなる磁性砥粒を、回転磁場を発生させる磁場発生手段により磁場と磁性砥粒との間に働く電磁力によって、ランダムに励磁させて、加工対象物表面に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処理装置が知られている（特許文献１）。
【０００４】
ここで、円筒状の加工対象物は磁性砥粒とともに、中空円筒状の収納槽に収納されて加工が行われるが、この収納槽は、生産性や作業性を勘案し、加工対象物を出し入れする時間を短縮するために、図５（ａ）と図５（ｂ）とにモデル的に示すように、収納槽１２‘をその軸に垂直な面で、上側の分割体１２ａ’と下側の分割体１２ｂ’との２つに分割する構造が採用されている。
【０００５】
しかし、加工対象物と磁性砥粒とを収容する中空円筒状の収納槽１２‘の継ぎ目部分で、発生する磁場は他の部分に比して小さくなって、磁性砥粒の加工対象物表面への衝突力が落ち、円筒状の加工対象物の図５（ｂ）の二点鎖線で囲んだ付近の粗面化が不充分となり、円筒状の加工対象物の軸方向で表面粗さのばらつきが生じ、その結果、不良品が発生しやすいことが判った。
【特許文献１】特開２００７−８３３１４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、効率よく、かつ、ランダムに表面粗面化処理ができる表面粗面化処理装置であって、表面粗さのばらつきが小さく加工でき、不良品の発生が少ない表面粗面化処理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】
【０００７】
本発明の表面粗面化処理装置は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、円筒状の加工対象物と磁性砥粒とを収納する中空円筒状の収納槽と、前記収納槽内の前記磁性砥粒を前記加工対象物の表面に衝突させる回転磁場を発生させる磁場発生手段と、を備えてなる表面粗面化処理装置において、前記中空円筒状の収納槽が、該円筒の軸に対して斜めに分割されてなる２つの分割体により構成されていることを特徴とする表面粗面化処理装置である。
【０００８】
また、本発明の表面粗面化処理装置は、請求項２に記載の通り、請求項１に記載の表面粗面化処理装置において、前記分割の面が、テーパ状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の表面粗面化処理装置は、請求項３に記載の通り、請求項１または請求項２に記載の表面粗面化処理装置において、前記中空円筒状の収納槽の軸が、鉛直方向に一致し、かつ、該収納槽の上側の分割体を下側の分割体に対して相対的に上方に移動させて該収納槽を分割させる収納槽分割駆動手段を有していることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の表面粗面化処理装置は、請求項４に記載の通り、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表面粗面化処理装置において、前記磁場発生手段を前記中空円筒状の収納槽の軸方向に相対的に移動させる磁場発生手段移送手段が、設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の表面粗面化処理装置は、請求項５に記載の通り、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の表面粗面化処理装置において、前記中空円筒状の収納槽内で前記円筒状の加工対象物を回転可能に保持する保持回転手段が、設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の表面粗面化処理装置は、請求項６に記載の通り、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の表面粗面化処理装置において、前記円筒状の加工対象物の両端部を前記磁性砥粒の衝突から保護するための保護部が、設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の現像ローラは、請求項７に記載の通り、前記請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の表面粗面化処理装置を用いて行うことを特徴とする表面粗面化処理方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の表面粗面化処理装置によれば、中空円筒状の収納槽が、該円筒の軸に対して斜めに分割されてなる２つの分割体により構成されている構成により、効率よく、かつ、ランダムに表面粗面化処理ができる表面粗面化処理装置であって、収納槽の繋ぎ目での発生磁場の低下を抑え、表面粗さのばらつきが小さく加工でき、表面粗さ品質を安定させることができるので、不良品の発生が少ない表面粗面化処理装置となる。
【００１５】
また、請求項２に記載の表面粗面化処理装置によれば、前記分割の面が、テーパ状に形成されている構成により、分割面の影響がより分散するので、表面粗さのばらつきをより小さくすることができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の表面粗面化処理装置によれば、前記中空円筒状の収納槽の軸が、鉛直方向に一致し、かつ、該収納槽の上側の分割体を下側の分割体に対して相対的に上方に移動させて該収納槽を分割させる収納槽分割駆動手段を有している構成により、より省スペースな装置とすることができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の表面粗面化処理装置によれば、前記磁場発生手段を前記中空円筒状の収納槽の軸方向に相対的に移動させる磁場発生手段移送手段が、設けられているために、低コストの小型の磁場発生手段を利用しても、ばらつきの小さい加工が可能となる。
【００１８】
また、請求項５に記載の表面粗面化処理装置によれば、前記中空円筒状の収納槽内で前記円筒状の加工対象物を回転可能に保持する保持回転手段が、設けられているために、加工対象物の周方向のばらつきの小さい粗面化加工が可能となる。
【００１９】
また、請求項６に記載の表面粗面化処理装置によれば、前記円筒状の加工対象物の両端部を前記磁性砥粒の衝突から保護するための保護部が、設けられているので、特別なマスキング処置を施さなくても、加工の不必要な両端部に対する粗面化を防止することができる。
【００２０】
本発明の表面粗面化処理方法によれば、前記の表面粗面化処理装置を用いるために、効率よく、かつ、ランダムに表面粗面化処理ができ、かつ、表面粗さのばらつきが小さく加工でき、不良品の発生が少ない表面粗面化処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の表面粗面化処理装置について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２２】
図１は本発明の表面粗面化処理装置の一例の全体を示す斜視図である。図２は、円筒状の加工対象物５と磁性砥粒１８とを収納する中空円筒状の収納槽１２付近の拡大モデル図であり、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、収納槽１２の分割状態を説明するための説明図であり、図４は分割面付近の拡大説明図である。
【００２３】
装置ベース１は垂直に保持されており、表面粗面化処理装置の主要部はこの装置ベース１面に固定されている。
【００２４】
この装置における磁場発生手段である電磁コイル４は、電流の切換えにより電磁コイル４内の発生磁界を変化させることで円筒状の加工対象物５を収容する中空円筒状の収納槽１２内の磁性砥粒１８を、電磁コイル４内側の円周上、すなわち、電磁コイル４の内側に位置する、中空円筒状の収納槽１２内に収納された円筒状の加工対象物の周囲を公転させる。
【００２５】
また、電磁コイル４は、装置ベース１に取り付けられた電磁コイル移動用１軸直動アクチュエータ２と電磁コイル保持ベース３とから構成される、磁場発生手段を前記中空円筒状の収納槽１２の軸方向に移動させる磁場発生手段移送手段により、収納槽１２の軸方向が位置決めされており、その結果、円筒状の加工対象物５と磁性砥粒１８とを収納するための分割可能な中空円筒状の収納槽１２、及び、中空円筒状の収納槽１２内で円筒状の加工対象物５を回転可能に保持する保持回転手段１１（円筒状の加工対象物５の両端側にそれぞれ１つずつ、一対となっている：図２及び図３参照）に対し、精度・高さ位置精度が確保されているためにつねに安定した表面粗面化処理が可能となる。
【００２６】
また、円筒状の加工対象物５と磁性砥粒１８とを収納する収納槽１２は、この例では上側の分割体１２ａと下側の分割体１２ｂとの上下２つにより構成され、上側の分割体１２ａは、この例ではレールとアクチュエータとにより、下側の分割体１２ｂに対して上方に退避可能となっている。円筒状の加工対象物５と磁性砥粒１８とを収納槽１２内に収納するときには、下側の分割体１２ｂに対して、上側の分割体１２ａを一旦上方に退避させた後に、円筒状の加工対象物５と磁性砥粒１８とを下側の分割体１２ｂにセットし、次いで、上側の分割体１２ａの退避を解除させて、収納槽１２として密閉状態とする。
【００２７】
この表面粗面化処理装置に対して電力を供給する電源は図示しない三相交流電源であり、この表面粗面化処理装置には周波数制御可能なインバータ装置１４を備えており、制御機器１７からの信号により任意のタイミングでＯＮ／ＯＦＦが可能である。
【００２８】
磁性材からなる磁性砥粒１８は、円筒状の加工対象物５を収納槽１２内で円筒状の加工対象物５の軸を中心にして回転可能に保持する保持回転手段１１の材質として磁性材を使用することで、電磁コイル４によって回転磁場を発生させた状態では、円筒状の加工対象物５は回転し、また、同時に、この磁界によって収納槽１２内の磁性砥粒１８は、電磁コイル磁界により、円筒状の加工対象物５の表面を公転しながら自転して加工対象物５の表面に衝突するので、円筒状の加工対象物５の表面を効果的に、かつ、均一に粗面化することが可能となる。
【００２９】
ここで、この例では被処理物を円筒状の加工対象物５に保持する保持回転手段１１は、円筒状の加工対象物５内部に嵌合する中空の円柱状で、その軸を中心に回転可能な支持用軸１０と、支持用軸１０に嵌合するとともに、円筒状の加工対象物５の両端付近に非処理面を形成するためのマスク部２１とから構成されており、かつ、上側の分割体１２ａと下側の分割体１２ｂとにそれぞれ備えられており、円筒状の加工対象物５はこれら両端から保持回転手段１１によって回転可能に保持されているために、回転によるぶれの発生が防止されており、むらのない表面処理が可能となっている。
【００３０】
また、同時にマスク部２１の底部厚さ（図３中「Ｄ」）を適切な厚さとすることにより、円筒状の加工対象物５はその軸方向の位置が決定されている。
【００３１】
この表面粗面化処理装置では円筒状の加工対象物５はその両端からマスクされ位置決めされるが、円筒状の加工対象物５の軸方向のガタを好ましい範囲、すなわちこの例では０．０５〜０．５ｍｍの範囲となるように円筒状の加工対象物５を装置正面（図２正面）より左右方向に移動する１軸アクチュエータ６が設けられている。
【００３２】
さらに、収納槽１２の傾きを補正して、内部の円筒状の加工対象物５の軸が鉛直となるよう調整するための、直動ガイド７が設けられている。
【００３３】
円筒状の加工対象物５を位置決めした状態で、電磁コイル４により回転磁場を与えることにより、円筒状の加工対象物５は、電磁コイル４による回転磁場の同期回転速度に近い速度で回転する。
【００３４】
その回転数は、円筒状の加工対象物５の形状精度（内外径、重量）、円筒状の加工対象物５を保持する保持回転手段１１、円筒状の加工対象物５の両端部に非処理面を形成するためのマスク部２１の形状等により左右されるが、所定の速度よりも早いと粗くなりすぎることとなり、遅すぎると必要な粗さが得られにくくなる。
【００３５】
このため円筒状の加工対象物５の回転数は、装置に備えられた回転検知センサ１３、回転検知機器１６、制御機器１７、及び、制御計測ＰＣ１５により常時計測され、その回転数が予め検討されて決められた所定の範囲となるように、上記インバータ装置１４によって調整される。
【００３６】
また、磁性砥粒１８も、このとき、上述のように、上記磁界内で、円筒状の加工対象物５の表面を公転しながら自転して加工対象物５の表面に衝突し、この衝突により表面の粗面化処理が行われる。
【００３７】
この装置では電磁コイル４の発熱が大きいために、連続稼動時に電磁コイル４を冷却する冷却手段が必要で、そのために冷却手段として、電磁コイル冷却用ファン８と、電磁コイル冷却用ファンのフレキシブルダクト９とを備えている。
【００３８】
ここで、本発明の表面粗面化処理装置では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、中空円筒状の収納槽（この例では非磁性であり耐久性が高い、ステンレス（ＳＵＳ３０４製）からなる）１２は、中空円筒状の収納槽１２の円筒の軸に対して斜めに分割されてなる上下２つの分割体から構成される、すなわち、中空円筒状の収納槽１２は上側の分割体１２ａと下側の分割体１２ｂとの２つに、分割される。さらに、その分割の分割面１２ｃは平面ではなく、図４に示されるように、テーパ状に、この例では下側の分割体１２ｂの分割面は内径側が外径側よりも高い位置になるように、そして、上側の分割体１２ａの分割面は、上記下側の分割体１２ｂの分割面に対応して、外径側が内径側よりも高い位置になるように、なっている。ここで、テーパを逆に、すなわち、下側の分割体１２ｂの分割面は外径側が内径側よりも高い位置になるように、そして、上側の分割体１２ａの分割面は、下側の分割体の分割面に対応して、内径側が外径側よりも高い位置になるようにしてもよい。
【００３９】
このように中空円筒状の収納槽１２が、該円筒の軸に対して斜めに分割されてなる２つの分割体により構成されている構成により、効率よく、かつ、ランダムに表面粗面化処理ができる表面粗面化処理装置であって、収納槽の繋ぎ目での発生磁場の低下を抑え、表面粗さのばらつきが小さく加工でき、表面粗さ品質を安定させることができるので、不良品の発生が少ない表面粗面化処理装置となる。
【００４０】
さらにその分割の面が、テーパ状に形成されている構成により、分割面の影響がより少なくなりそのためより均一な粗面化が可能となる。
【実施例】
【００４１】
現像ローラ用円筒体の胴部中央部の粗面化処理を図１〜３にモデル的に示した本発明の表面粗面化処理装置で行った。
【００４２】
処理後の現像ローラ素材１００本のの処理部分の表面粗さをレーザ式の表面粗さ計で調べた。このとき、すべての加工品で収納槽の分割部近くの表面粗さ（μｍ）はＲａ２．７〜３．０の範囲であり、その他の部分の表面粗さ（μｍ）のＲａ２．９〜３．１と同レベルであり、現像ローラの表面粗さ（μｍ）として求められるＲａ２．５〜３．５を満足していた。
【００４３】
これと同様に、ただし、水平な面で上下に２分割される収納槽を有する従来技術に係る表面粗面化処理装置を用いて、粗面化処理を行った現像ローラ素材では、
１００本中９９本は上記規格を満足していたが、１本は、収納槽の分割部近くの表面粗さ（μｍ）はＲａ２．０〜２．２と小さく、分割部から離れた位置ではＲａ２．９〜３．１と現像ローラの表面粗さ（μｍ）として求められるＲａ２．５〜３．５を満足しているにも係わらず、収納槽の分割部近くの表面粗さは、規格外であることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の表面粗面化処理装置の一例の全体を示す斜視図である。
【図２】円筒状の加工対象物５と磁性砥粒１８とを収納する収納槽１２付近の拡大モデル図である。
【図３】収納槽１２の分割状態を説明するための説明図であり、図３（ａ）は収納槽１２が締められた状態、図３（ｂ）は収納槽１２が開けられた状態（分割された状態）である。
【図４】分割面付近の拡大説明図である。
【図５】従来技術の表面粗面化処理装置の収納槽１２の分割状態を説明するための説明図であり、図５（ａ）は収納槽１２’が締められた状態、図５（ｂ）は収納槽１２’が開けられた状態（分割された状態）である。
【符号の説明】
【００４５】
１  装置ベース
２  電磁コイル移動用１軸直動アクチュエータ
３  電磁コイル保持ベース
４  電磁コイル
５  加工対象物
７  直動ガイド
８  電磁コイル冷却用ファン
９  電磁コイル冷却用ファンのフレキシブルダクト
１０  支持用軸
１１  保持回転手段
１２  収納槽
１２ａ  上側の分割体
１２ｂ  下側の分割体
１４  インバータ装置
１７  制御機器
１８  磁性砥粒
２１  マスク部
【図１】
2010115734.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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