(57)【要約】【課題】精度良く円筒状素管を加工することが容易となる高性能の円筒状素管加工用チャック及びそれを用いた円筒状基体の製造方法を提供すること。【解決手段】円筒状素管２を、該素管２の内面側より保持する円筒状素管加工用チャック１において、長尺状を成す回転可能な軸３と、該軸３に配設され、円筒状素管２の内面を押圧して該円筒状素管２を内面側より保持する保持部材４と、該保持部材４によって円筒状素管２が保持された状態で、且つ軸３が回転しない状態で保持部材４よりも小さい外径を有し、保持部材４の両側に位置する軸３に配設される支持部材５と、を備えた円筒状素管加工用チャック１を構成する。【選択図】図１
2006095631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状素管を、該素管の内面側より保持する円筒状素管加工用チャックにおいて、
長尺状を成す回転可能な軸と、
該軸に配設され、前記円筒状素管の内面を押圧して該円筒状素管を内面側より保持する保持部材と、
該保持部材によって前記円筒状素管が保持された状態で、且つ前記軸が回転しない状態で前記保持部材よりも小さい外径を有し、前記保持部材の両側に位置する前記軸に配設される支持部材と、
を備えたことを特徴とする円筒状素管加工用チャック。
【請求項２】
円筒状素管を、該素管の内面側より保持する円筒状素管加工用チャックにおいて、
長尺状を成す回転可能な軸と、
該軸に配設され、前記円筒状素管の内面を押圧して該円筒状素管を内面側より保持し、その外径の大きさが調整可能な保持部材と、
該保持部材の外径の最大値と最小値の間の外径を有し、前記保持部材の両側に位置する軸に配設される支持部材と、
を備えたことを特徴とする円筒状素管加工用チャック。
【請求項３】
前記保持部材及び前記支持部材は前記軸の回転と共に回転することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項４】
前記支持部材は、前記軸の回転による遠心力によって外径が大きくなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項５】
前記支持部材は、前記円筒状素管が前記保持部材により保持され、且つ前記軸の回転中に、前記円筒状素管の内面を押圧して該円筒状素管を内面側より支持することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項６】
前記支持部材の前記円筒状素管に対する押圧力は前記保持部材の前記円筒状素管に対する押圧力よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項７】
前記支持部材は前記保持部材の表面よりも硬さが小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項８】
前記保持部材及び前記支持部材は、前記軸に挿通される穴部を有した円筒状もしくは円盤状を成していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項９】
前記支持部材は、複数の扇形部材を前記軸の同心円状に所定の間隔を空けて配列した構成を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項１０】
前記支持部材の扇形部材は、その表面部が内部よりも軟質の材料により形成されていることを特徴とする請求項９に記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項１１】
前記保持部材の端面と対向する前記扇形部材の端面は、前記軸との直交面に対して傾斜していることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項１２】
隣接する前記扇形部材間の隙間を形成する前記扇形部材の表面が前記軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項１３】
前記軸の長手方向に沿った前記保持部材の長さをＬ１、前記保持部材の端部と、該端部に対向する前記支持部材の端部との間の距離をＬ２、前記軸の長手方向に沿った前記支持部材の長さをＬ３とすると、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は式Ｌ1／２−Ｌ3≦Ｌ２≦２Ｌ1−Ｌ３の関係を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の円筒状素管加工用チャック。
【請求項１４】
円筒状素管を、該円筒状素管の内面側より保持する円筒状素管加工用チャックにおいて、
前記円筒状素管の内面を押圧して該円筒状素管を内面側より保持し、前記円筒状素管の内面への押圧力が円筒状素管の端部よりも中央部で大きい保持部材を備えたことを特徴とする円筒状素管加工用チャック。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の円筒状素管加工用チャックを用いて前記円筒状素管を内面側より保持する工程と、
前記円筒状素管加工用チャックの前記軸を回転させるとともに、該軸の回転による遠心力により前記支持部材を外側に伸長させ、該支持部材を前記円筒状素管の内面に接触させる工程と、
前記円筒状素管を加工して円筒状基体を得る工程と、を備えたことを特徴とする円筒状基体の製造方法。
【請求項１６】
前記円筒状基体は、両端部に中央部よりも内径が大きなインロー部を有しており、且つ前記円筒状基体の長手方向の長さをＬ４、前記インロー部の長さをＬ５、前記円筒状基体の端部と該端部の直近の前記保持部材の端部との間の距離をＬ６、前記円筒状基体の端部と該端部の直近の前記支持部材の端部との間の距離をＬ７とした場合、Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７が下記式を満足することを特徴とする請求項１５に記載の円筒状基体の製造方法。
２００（ｍｍ）≦Ｌ４≦１０００（ｍｍ）
２（ｍｍ）≦Ｌ５≦３５（ｍｍ）
５０（ｍｍ）≦Ｌ６≦Ｌ４／２−Ｌ５（ｍｍ）
Ｌ５＋２（ｍｍ）≦Ｌ７≦Ｌ５＋１００（ｍｍ）
【請求項１７】
請求項１４に記載の円筒状素管加工用チャックを用いて前記円筒状素管を内面側より保持する工程と、
前記円筒状素管加工用チャックの前記軸を回転させる工程と、
前記円筒状素管を加工して円筒状基体を得る工程と、を備えたことを特徴とする円筒状基体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
円筒状素管を加工する際に該素管を保持するために用いられる円筒状素管加工用チャック及びそれを用いた円筒状基体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に使用される電子写真感光体（以下、感光体という）は、アルミニウム合金等の導電性材料を用いた円筒状基体の外周面に、光導電特性を有する感光層を形成した構造である。また円筒状基体は、その両端部に中央部よりも内径が大きなインロー部が形成されている。この円筒状基体のインロー部に、画像形成装置内の回転軸に挿着される円盤状のフランジを嵌め込むことで感光体が画像形成装置内に組み込まれる。
【０００３】
感光体が組み込まれる画像形成装置には感光体の他に帯電器、露光器、現像器、転写器、クリーニング手段、除電手段、定着器などの電子写真プロセス部材が組み込まれており、この装置による画像形成は感光体と、その近傍に配設された各プロセス部材による電子写真プロセスにて行われる。この際、感光体表面と各プロセス部材は一定距離に保たれることが必要であり、この距離が不均一であれば画像品質に悪影響を及ぼすことがある。例えば、円筒状基体の両端部に設けられるインロー部（基体の内径が拡大した部分）の寸法精度が悪いと、画像形成装置の動作時、感光体に回転ブレが生じ、各プロセス部材との距離が安定せずに感光体円周方向の画像濃度ムラが発生するおそれがある。また感光体の外面精度が悪いと、感光体の長手方向に各プロセス部材との距離のズレが生じ、感光体長手方向の画像濃度ムラが発生するおそれがある。
【０００４】
このように感光体のインロー部の内面精度、及び基体の外面精度は良好な画像を得るために重要なファクターであり、かかる精度を高いものとすることが重要である。
【０００５】
かかる円筒状基体は一般的には次のような方法により製作される。すなわち、例えばアルミニウム合金により形成される場合、まずアルミニウム合金のインゴットに熱間押出加工、引抜加工等を行うことにより、円筒状のアルミニウム素管を形成する。次に、かかるアルミニウム素管に、保持部材を有した長尺状のチャックを挿入し、該チャックの保持部材でアルミニウム素管を内面より保持する。最後に、保持部材を回転させることによりアルミニウム素管を回転させ、この状態で工作機械にてアルミニウム素管を両端面加工、インロー部内面加工、外面加工することにより円筒状基体が形成される。
【０００６】
このような方法により円筒状基体を形成する場合に、円筒状基体を精度良く加工するため、種々の技術が提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、円筒状基体内に圧縮膨張可能な弾性チューブが巻かれた保持部材を挿入し、該弾性チューブを膨張させて円筒状基体の内面を押圧することで円筒状基体を保持する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平８−５２６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示す方法では、素管を保持する部材が弾性体により形成されていることから、切削によって発生する熱が蓄積して保持部材が膨張し、保持状態が変化するため、安定的に高い寸法精度を得ることが難しい。
【０００９】
そこで、保持部材の熱による膨張を防止するため、保持部材そのものを剛性部材で形成することが提案されている。
【００１０】
ところが、特許文献１の保持部材を剛性部材で形成する場合、保持部材が素管の端部近傍まで配置されていることから、切削加工の終了後に保持部材を素管より引き抜いた際、素管内に蓄積された内部応力が多量に開放され、円筒状基体の端部、特にインロー部が存在する場合はインロー部で歪みが生じ、加工精度が低下する傾向にある。
【００１１】
一方、保持部材を剛性部材で形成する場合に保持部材の長さを短くし、円筒状素管の中央部のみを内側より保持する場合、切削中に回転中である円筒状素管の端部がブレるため、切削時に素管の表面に加工むらが形成されるおそれがあった。
【００１２】
このように円筒状素管を精度良く加工することは非常に困難であり、円筒状素管を精度良く加工することが可能な高性能のチャックが待ち望まれていた。
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は精度良く円筒状素管を加工することが容易となる高性能の円筒状素管加工用チャック及びそれを用いた円筒状基体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の円筒状素管加工用チャックは、円筒状素管を、該素管の内面側より保持する円筒状素管加工用チャックにおいて、長尺状を成す回転可能な軸と、該軸に配設され、前記円筒状素管の内面を押圧して該円筒状素管を内面側より保持する保持部材と、該保持部材によって前記円筒状素管が保持された状態で、且つ前記軸が回転しない状態で前記保持部材よりも小さい外径を有し、前記保持部材の両側に位置する前記軸に配設される支持部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また本発明の円筒状素管加工用チャックは、円筒状素管を、該素管の内面側より保持する円筒状素管加工用チャックにおいて、長尺状を成す回転可能な軸と、該軸に配設され、前記円筒状素管の内面を押圧して該円筒状素管を内面側より保持し、その外径の大きさが調整可能な保持部材と、該保持部材の外径の最大値と最小値の間の外径を有し、前記保持部材の両側に位置する軸に配設される支持部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
更に本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記保持部材及び前記支持部材は前記軸の回転と共に回転することを特徴とする。
【００１７】
また本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記支持部材は、前記軸の回転による遠心力によって外径が大きくなることを特徴とする。
【００１８】
更に本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記支持部材は、前記円筒状素管が前記保持部材により保持され、且つ前記軸の回転中に、前記円筒状素管の内面を押圧して該円筒状素管を内面側より支持することを特徴とする。
【００１９】
また本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記支持部材の前記円筒状素管に対する押圧力は前記保持部材の前記円筒状素管に対する押圧力よりも小さいことを特徴とする。
【００２０】
更に本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記支持部材は前記保持部材の表面よりも硬さが小さいことを特徴とする。
【００２１】
また本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記保持部材及び前記支持部材は、前記軸に挿通される穴部を有した円筒状もしくは円盤状を成していることを特徴とする。
【００２２】
更に本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記支持部材は、複数の扇形部材を前記軸の同心円状に所定の間隔を空けて配列した構成を有することを特徴とする。
【００２３】
また本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記支持部材の扇形部材は、その表面部が内部よりも軟質の材料により形成されていることを特徴とする。
【００２４】
更に本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記保持部材の端面と対向する前記扇形部材の端面は、前記軸との直交面に対して傾斜していることを特徴とする。
また本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、隣接する前記扇形部材間の隙間を形成する前記扇形部材の表面が前記軸に対して傾斜していることを特徴とする。
更に本発明の円筒状素管加工用チャックは、上記チャックにおいて、前記軸の長手方向に沿った前記保持部材の長さをＬ１、前記保持部材の端部と、該端部に対向する前記支持部材の端部との間の距離をＬ２、前記軸の長手方向に沿った前記支持部材の長さをＬ３とすると、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は式L1／２−L3≦L２≦２L1−L3の関係を満足することを特徴とする。
【００２５】
また本発明の円筒状素管加工用チャックは、円筒状素管を、該円筒状素管の内面側より保持する円筒状素管加工用チャックにおいて、前記円筒状素管の内面を押圧して該円筒状素管を内面側より保持し、前記円筒状素管の内面への押圧力が円筒状素管の端部よりも中央部で大きい保持部材を備えたことを特徴とする。
【００２６】
一方、本発明の円筒状基体の製造方法は、上述の円筒状素管加工用チャックを用いて前記円筒状素管を内面側より保持する工程と、前記円筒状素管加工用チャックの前記軸を回転させるとともに、該軸の回転による遠心力により前記支持部材を外側に伸長させ、該支持部材を前記円筒状素管の内面に接触させる工程と、前記円筒状素管を加工して円筒状基体を得る工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２７】
また本発明の円筒状基体の製造方法は、上記製造方法において、前記円筒状基体は、両端部に中央部よりも内径が大きなインロー部を有しており、且つ前記円筒状基体の長手方向の長さをＬ４、前記インロー部の長さをＬ５、前記円筒状基体の端部と該端部の直近の前記保持部材の端部との間の距離をＬ６、前記円筒状基体の端部と該端部の直近の前記支持部材の端部との間の距離をＬ７とした場合、Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７が式２００（ｍｍ）≦Ｌ４≦１０００（ｍｍ）、２（ｍｍ）≦Ｌ５≦３５（ｍｍ）、５０（ｍｍ）≦Ｌ６≦Ｌ４／２−Ｌ５、Ｌ５＋２（ｍｍ）≦Ｌ７≦Ｌ５＋１００（ｍｍ）を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、切削時における円筒状素管の端部の回転ブレを防止しつつ、切削時に円筒状素管に蓄積する内部応力を小さく抑えることができる。その結果、精度良く円筒状素管を加工することができ、品質の高い円筒状基体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図を用いて本発明を詳細に説明する。
【００３０】
図１は本発明の一実施形態に係る円筒状素管加工用チャック１（以下、チャック１という）を円筒状素管２内に挿着した場合の断面図である。同図に示すチャックは、大略的に軸３と、該軸３に挿通された保持部材４と、該保持部材４の両側に配設される支持部材５と、を備えた構造を有している。
【００３１】
軸３は、保持部材４や支持部材７の略中心を貫通し、これらの部材４，５を共通に支持しており、ステンレスを含む鉄鋼材料やチタン合金、マグネシウム合金、アルミニウム合金等の高剛性材料が好適に用いられる。特に炭素鋼が剛性、放熱性の点で優れていることから、軸３の材料としては炭素鋼が好適に用いられる。
【００３２】
この軸３は、それ自体が回転可能な状態に保持されており、該軸３が回転すると、軸３に配設される保持部材４や支持部材５が軸３と共に回転し、保持部材４が保持する円筒状素管２も軸３と共に回転する。
【００３３】
また軸３は円筒状素管２の内部に挿入されるものであるため、その外径は円筒状素管２の内径よりも小さく設定されている。
【００３４】
なお、軸３は、例えば、炭素鋼鋼材Ｓ４５Ｃ等の管材あるいは棒材を所定の長さに切断し、また外面や内面を所定の寸法まで切削加工などする。必要に応じては穴あけ加工や溝入れ加工などを行い、さらに高周波焼入れなどの焼入れ処理を行い、また研磨加工などを施すことによって製作される。
【００３５】
また軸３が挿通される保持部材４は、図２に示す如く、その外径が可変可能な構造を有した円筒状を成すコレット６と、該コレット６の両端部に配置され、コレット６の外径の大きさを調整可能とする円筒状を成す調整部材７と、を備えている。
【００３６】
このコレット６の両端部には、軸３の方向に略平行で、かつコレット６の周方向に沿って配置される複数のスリット６ａと、両端側に向かってコレット６の内径を大きくするように形成されたテーパー部６ｂと、を有している。
【００３７】
一方、調整部材７は、コレット６のテーパー部６ｂに対応する表面を有しており、外径がコレット６の中央側に向かって小さくなっている。この調整部材７をコレット６の中央側に向かって移動させると、調整部材７によってコレット６が内面側より外面側に向かって押し広げられ、コレット６の外径が大きくなる。そして、コレット６の外表面が円筒状素管２の内面に密着すると、コレット６によって円筒状素管２が内面側で押圧・保持される。これに対し、調整部材７をコレット６の端部側に向かって移動させると、コレット６の内面が接触している調整部材７の外径が小さくなるため、コレット６が内側に閉じてコレット６の外径が小さくなり、円筒状素管２の内面とコレット６の外表面とが離間し、円筒状素管２の保持状態が外れる。なお、円筒状素管２の内部に保持部材４を挿通することを可能とするため、保持部材４の外径の最小値は円筒状素管２の内径と等しく、もしくは円筒状素管２の内径よりも小さく設定される。
【００３８】
またコレット６の外径を調整する調整部材７の移動は、例えば、軸３の外面に予め雄螺子部を、調整部材７の内面に軸３の雄螺子に対応した雌螺子部をそれぞれ設けておけば、調整部材７を回転させることによって移動がなされる。
【００３９】
保持部材４の外径は被保持部材である円筒状素管２の材質や肉厚などにもよるが、例えば、円筒状素管２の内径寸法をφＤｍｍとした場合に非保持状態は（φＤ−１０）ｍｍ〜（φＤ−０．０５）ｍｍの範囲で調整され、円筒状素管２の保持状態はφＤｍｍ〜（φＤ＋０．２）ｍｍの範囲で調整される。保持部材４の外径の可変範囲としてはφＤ±２０ｍｍの範囲であり、好ましくは（φＤ±５）ｍｍの範囲であり、最も好ましい範囲は（φＤ±２）ｍｍである。
【００４０】
コレット６に形成されるスリット６ａは、調整部材７によるコレット６の外径の大きさの調整を容易にするためのものであり、好ましくは、コレット６の一端部につき、スリット６ａをコレット６の周方向に沿って３個／周〜１２個／周の割合で形成することが好ましい。スリット６ａの数が３個／周よりも少ないと、調整部材７によってコレット６を拡大する際に大きな押圧力が必要となる上、コレット６の外径が元に戻りにくくなりやすくい。一方、スリット６ａの数が１２個／周よりも多いと、コレット６の強度がスリット６ａの根元付近で大きく低下する傾向にある。かかるスリット６ａは図２（Ａ）に示すように両端部において周方向に同じ位置に設けるようにしても良いし、あるいは図２（Ｃ）に示すように両端部において位置をずらして互い違いに設けるようにしても良い。
【００４１】
またコレット６のテーパー部６ｂは、軸３と平行な断面で見た場合、テーパー部６ｂの表面を形成する稜線と軸３と平行な直線との間のテーパー角αを１５°〜５０°に設定することが好ましい。テーパー角αが１５°より小さいと調整部材７をコレット６の中央に向かって移動させても、コレット６の外径の拡大量が小さいため、保持部材４による保持力を大きくしにくい。また、テーパー角αが５０°より大きいとコレット６の外径を広げるための調整部材７への押圧力が大きくなりすぎる傾向がある。
【００４２】
保持部材４の長さは、円筒状素管２の長さに比べて大幅に短くしている。このため、保持部材４を高剛性材料により形成したとしても、円筒状素管２の切削中に円筒状素管２に蓄積される内部応力を大幅に低減することができ、加工後の円筒状素管２の端部、特にインロー部が存在する場合はインロー部における歪みを小さく抑え、加工精度を向上させることができる。なお、保持部材４の幅は、好適には円筒状素管の長さの１／２以下に設定するとよい。またより好適な範囲は後に数式で示す。
【００４３】
この保持部材４の材料としては、ステンレスを含む鉄鋼材料やチタン合金、マグネシウム合金、アルミニウム合金等の高剛性材料が好適に用いられる。特に炭素鋼が剛性、放熱性の点で優れていることから、保持部材４の材料としては炭素鋼が好適に用いられる。これらの材料により保持部材４を形成すれば、保持部材４を樹脂等の軟質材料により形成する場合に比べ、円筒状素管２の切削中に発生する熱によって保持部材４の熱膨張を小さく抑えることができる。
【００４４】
なお、保持部材４は、例えば、炭素鋼鋼材Ｓ４５Ｃ等の管材あるいは棒材を所定の長さに切断し、また外面や内面を所定の寸法まで切削加工などする。さらにワイヤー放電加工や砥石カッターなどによりスリットを形成し、仕上げ研磨することによって製作される。
【００４５】
一方、保持部材４の両側に設けられる支持部材５は、軸３の非回転時において断面方向の外径（軸３と直交する方向）が保持部材４の外径の最大値と最小値の間に設定されている。また支持部材５は、円筒状素管２が保持部材４によって保持された状態で、且つ軸３の非回転時において、外径が保持部材４よりも小さくなるように設定されている（例えば、円筒状素管２を保持した状態での保持部材４の外径がｄ１、円筒状素管２が回転していない状態での支持部材５の外径をｄ２とすると、０．７×ｄ１≦ｄ２＜ｄ１）。本実施形態においてはｄ２がｄ１よりも０．０５ｍｍ〜１０ｍｍ小さくなるように設定されている。支持部材５は、その外径が軸３や円筒状素管２の回転中に拡大することから、軸３の回転中に支持部材７の表面が円筒状素管２の内面に接触し、円筒状素管２を内面側より支持するようになっている。なお、チャック１を円筒状素管２の内部に挿入可能とするため、軸３の非回転時における支持部材５の外径は円筒状素管２の内径よりも小さい。
【００４６】
このように、支持部材５は、軸３の非回転時においては円筒状素管２の内面に非接触の状態であるが、軸３と共に支持部材５を回転させると、その回転の遠心力により支持部材５が外側に向かって伸び、支持部材５の表面が円筒状素管２の内面に接触し、保持部材４よりも小さな押圧力で円筒状素管２を支持するようになる。
【００４７】
従って、円筒状素管２よりも幅が狭い保持部材４によって円筒状素管２をチャックし、該円筒状素管２を回転させて切削する場合、切削時における円筒状素管２の端部の回転ブレを良好に抑制でき、円筒状素管２を切削して製作された円筒状基体の表面に加工むらが発生することを良好に防止できる。なお、本実施形態において、軸３の回転によって支持部材５の外径を伸長させ、円筒状素管２の内面を支持部材５で支持するための回転数は２００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの範囲に設定しておくことが好ましい。
【００４８】
支持部材５は、円筒状素管２の内面に沿った形状、例えば、図３（Ａ）に示すような円盤の中心に軸３を挿通するための穴部を設けたドーナツ状が通常であるが、支持部材５は平面視形状が円筒状素管２の内面に沿った形状であれば良く、例えば、図３（Ｂ）や３（Ｃ）に示す複数の扇形部材５ａを前記軸の同心円状に所定の間隔を空けて配列した構成であっても良い。
【００４９】
この支持部材５は、上述した如く、軸３の回転による遠心力によって外側に伸びるため、また円筒状素管の内面に直接接触することにより円筒状素管に損傷を与えないようにするため、支持部材５をウレタンゴムやニトリルゴム、あるいは弗素ゴムなどの弾性材料により形成する。一方、支持部材５は、円筒状素管を支持する部材であり、ある程度の強度が必要であることから、支持部材５の表面部（最表面から少なくとも０．２ｍｍまでの領域）を上述の弾性材料により形成し、該表面部よりも内部の領域を弾性材料よりも硬い材料（例えばポリアセタール、ポリプロピレン、四フッ化プロピレン等の硬質樹脂や金属材料）により形成してもよい。表面部を弾性材料、内部を硬質材料で形成する場合、支持部材５は、ドーナツ状に成すことが設計の容易さから好ましい。また支持部材５をドーナツ状に形成する場合、複数の扇形部材５ａを配列したものに比べて遠心力によって外側に伸びにくいため、弾性材料の伸びを５０％〜１０００％の範囲内に設定すれば遠心力によって外径が大きくなりやすくなる。弾性材料の伸びとはJIS K 6301によるものであり、規定の試験片が引張りを受けて生ずる元に長さに対する伸びた長さの比を百分率として表したものである。弾性材料の伸びが前記範囲より小さい場合は回転による遠心力によって円筒状素管２の内面への当接が行われずにドーナツ状の支持部材５としての作用を損なう場合がある。また、弾性材料の伸びは大きいほど良いと考えられるが、１０００％より大きな伸びを持つ弾性材料はドーナツ状の支持部材５の形状への加工形成が困難となる傾向にある。なお、弾性材料の加工方法としては、例えば工作機械による切削があるが、特に伸びが大きい弾性材料を加工するには、弾性材料を低温に冷却した上で工作機械による加工や、あるいはウォータージェットによる加工などがある。
【００５０】
この支持部材５は、軸３の回転中には円筒状素管２の内面に接触していることから、保持部材４の両側に配される一対の支持部材５によって円筒状素管２の内部空間に蓋をする状態となる。従って、円筒状素管２の切削中に発生する切屑が円筒状素管２の内部空間に入り込んで保持部材４に絡み込んだり、また軸３に巻き付いたりして円筒状素管２の加工面に切屑による傷が生じることを防止できる。
【００５１】
支持部材５が、扇形部材５ａを配列させた構造を有している場合、支持部材５は図３（Ｄ）に示す如く、隣接する扇形部材５ａ間の隙間を軸３に対して傾斜させるようにするか、もしくは、図３（Ｅ）に示す如く、保持部材４の端面と対向する扇形部材５ａの端面を軸３と直交する面に対して傾斜させるようにすることが好ましく、この場合、軸３の回転によって円筒状素管２の中央部より両端部に向かって円筒状素管２の内部の気体が流動し、切屑が外部へ押し出されるようになり、これによって切屑が保持部材４に絡んでしまうことを更に防止できる。なお、本効果は軸３の回転方向に依存しており、図３（Ｄ）および図３（Ｅ）は左側の扇形部材であり、図示の方向に軸３を回転させた場合の傾斜の方向が示されている。同方向回転時の、右側の扇形部材の傾斜は各々図３（Ｄ）および図３（Ｅ）と相反する方向となる。また、軸３の回転方向が図示とは逆方向であれば、扇形部材の傾斜の方向は各々、逆になるのはいうまでもない。
【００５２】
図４に示すごとく、保持部材４と支持部材５との位置関係は、保持部材４の長さ（軸３の長手方向に沿った方向の長さ）をＬ１、保持部材４の端部と該端面に対向する支持部材５の端部との間の距離をＬ２、支持部材５の長さ（軸３の長手方向に沿った方向の長さ）をＬ３とすると、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が式Ｌ1／２−Ｌ3≦Ｌ２≦２Ｌ1−Ｌ3の関係を満足するように設定することが好ましく、この場合、本発明の効果を良好に発揮することができる。かかる関係式は、特に５０（ｍｍ）≦Ｌ1≦５００（ｍｍ）の範囲内で有効である。
【００５３】
なお、Ｌ1／２−Ｌ3＞Ｌ２であると、保持部材４による円筒状素管２の保持力の影響が円筒状素管２の端部まで及び、該端部において円筒状素管を良好な精度で加工することが難しくなる傾向にある。一方、Ｌ２＞２Ｌ1−Ｌ３であると、円筒状素管２を保持部材４によって良好に保持することが困難となり、軸３の回転中に円筒状素管２に回転ブレが生じやすくなる傾向にある。
【００５４】
次に上述の円筒状素管加工用チャック１を用いて円筒状素管２を加工して円筒状基体２’を得る方法を、図５を用いて説明する。
【００５５】
（１）まず円筒状素管２の内部に上述のチャック１を挿入する（図５（Ａ））。
【００５６】
この場合、保持部材４は円筒状素管２の内径と等しいか、もしくは小さくなるようにし、チャック１を円筒状素管２の内側に挿入可能とする。
【００５７】
またチャック１は、保持部材４の中心部が円筒状素管２の中心部に位置するように配置することが好ましい。
【００５８】
（２）次に、保持部材４の外径を拡大させ、保持部材４の表面で円筒状素管２の内面を押圧し、円筒状素管２を内面側より保持する（図５（Ｂ））。
【００５９】
（３）続いて、チャック１の軸３を回転させる（図５（Ｃ））。
【００６０】
このとき、軸３の回転による遠心力により支持部材５が外側に向かって伸長し、支持部材５の表面が円筒状素管２の内面に接触し、円筒状素管２を内面側より支持する。これによって、円筒状素管２よりも幅が狭い保持部材４によって円筒状素管２をチャックしても、切削時における円筒状素管２の端部の回転ブレを良好に抑制でき、円筒状素管２を切削して製作された円筒状基体の表面に加工むらが発生することを良好に防止できる。
【００６１】
（４）前記円筒状素管２を切削加工し、これによって所定形状の円筒状基体２’を得る（図５（Ｄ））。
【００６２】
切削は、大略的に、円筒状基体２’の長さを調整するための端面加工、円筒状基体２’のインロー部２’ａ（両端部に設けられ、内径が拡大した部分）を形成するための内面加工、円筒状基体２’の外径を調整するための外面加工が少なくとも存在する。切削の順番としては、（i）円筒状素管２の端面、内面、外面の順で行う方法、（ii）円筒状素管２の内面、端面、外面の順に行う方法があるが、切削の順番は、（ii）の順番が好ましい。その理由は、切削によって発生する熱は、一般的に、外面加工の際が最も多く発生するが、熱の発生が多いと、円筒状素管２が熱により変形して加工精度が低下傾向にある一方、最も高精度を要求されるのはインロー部２’ａが形成される内面加工であることから、外面加工を最後に、内面加工を最初に行った方が高精度加工の際に熱の影響を受ける度合いを小さくでき、安定した加工寸法精度を得ることができる。
【００６３】
なお、チャック１と切削が終了した円筒状基体２’との位置関係は、円筒状基体２’の長手方向の長さをＬ４、円筒状基体２’のインロー部２’ａの長さをＬ５、円筒状基体２’の端部と該端部の直近の保持部材４の端部との間の距離をＬ６、円筒状基体２’の端部と該端部の直近の支持部材７の端部との間の距離をＬ７とした場合、Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７が下記式を満足していることが好ましい。
【００６４】
２００（ｍｍ）≦Ｌ４≦１０００（ｍｍ）
２（ｍｍ）≦Ｌ５≦３５（ｍｍ）
５０（ｍｍ）≦Ｌ６≦Ｌ４／２−Ｌ５
Ｌ５＋２（ｍｍ）≦Ｌ７≦Ｌ５＋１００（ｍｍ）
上記数式に示すように、Ｌ４は２００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下に設定することが好ましく、より好ましい範囲は２５０ｍｍ以上６００ｍｍ以下である。全長Ｌ４が２００ｍｍより短いものは保持部材４を円筒状素管２の長手方向中央付近に配設しても端部付近への素管歪を小さく抑える効果が低減される傾向にあり全長Ｌ４が１０００ｍｍより大きいと、軸３の長さが非常に長くなり、軸３の製作が高額で困難となる上、工作機械での脱着も難しくなる。
【００６５】
また、Ｌ５は２ｍｍ以上３５ｍｍ以下に設定することが好ましく、より好ましい範囲は５ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。Ｌ５が２ｍｍより小さいと、インロー部としての機能（画像形成装置と感光体とを高精度で接合する嵌め合い部としての機能）を発揮することが困難となる。一方、Ｌ５が３５ｍｍより大きいと、インロー部の切削時に生じる切屑がインロー部の奥で詰まり、該軸３に巻きつくおそれがある。
【００６６】
そして、Ｌ６は５０ｍｍ以上Ｌ４／２−Ｌ５以下に設定することが好ましく、より好ましい範囲は７０ｍｍ以上（Ｌ４／２−Ｌ５）×０．８以下である。Ｌ６が５０ｍｍより短いと円筒状素管２の端部付近への素管歪を小さく抑える効果が低減される傾向にあり、Ｌ４／２−Ｌ５より大きいと、保持部材４や支持部材５の配設場所がインロー部の形成領域にまで達し、チャック１の配設が困難となるからである。
【００６７】
さらにＬ７はＬ５＋２（ｍｍ）以上Ｌ５＋１００（ｍｍ）以下に設定することが好ましく、より好ましい範囲はＬ５＋５（ｍｍ）以上Ｌ５＋８０（ｍｍ）以下である。このＬ７がＬ５＋２（ｍｍ）より小さいと、インロー内面切削時に切削工具が支持部材５に干渉する場合があり、Ｌ５＋１００（ｍｍ）より大きいと、切削中に円筒状素管２の表面に加工むらが発生することを十分に抑える効果が低減する傾向にある。
【００６８】
本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内のいて種々の変更、改良が可能である。
【００６９】
例えば、上述の実施形態においては、保持部材４と支持部材５とを設けるようにしたが、これに代えて、円筒状素管２の内面を押圧して該円筒状素管２を内面側より保持し、円筒状素管２の内面への押圧力が円筒状素管２の端部よりも中央部で大きくなるような保持部材４を設けるようにすれば、支持部材５は必ずしも必要はない。ただし、支持部材５を設けたほうが好ましい。
【００７０】
例えば、円筒状素管２の内面への押圧力が円筒状素管２の端部よりも中央部で大きくなるような保持部材４を構成するには、例えば、保持部材４のコレットを樹脂により形成し、その外径の大きさを中央部で大きく、両端部で小さく設定する。中央部の外径は両端部の外径に比べて０．０１％〜１０％大きいことが好ましい。あるいは、保持部材４を中空の密閉構造を有した円筒形状にし、軸３の長手方向中央部の肉厚を両端部よりも薄くし、その保持部材４の中空部内へ気体や流体を流し込むことにより、保持部材４を内部から加圧すれば、円筒状素管２の内面への押圧力が円筒状素管２の端部よりも中央部で大きくなる。
【００７１】
後者の方法による場合、保持部材４の内側へ流し込む気体や流体の温度を低温、恒温管理することにより、加工熱による加工寸法のばらつきが抑制されるという利点がある。
【００７２】
また上述の実施形態において、Ｌ２，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７の長さは必ずしも両端部で等しい必要なない。したがって、例えば上述の実施形態においては、支持部材５を保持部材４に対して対称的な位置に配設するようにしたが、必ずしも対称的な位置である必要はない。
【００７３】
また上述の実施形態においては、保持部材４を単数、支持部材５を両端部に１つずつ配設するようにしたが、保持部材４は複数あってもよいし、支持部材５も両端部に複数個ずつあってもよい。
【実施例１】
【００７４】
実施例１では切削加工前円筒状基体として以下の円筒状アルミニウム素管を用いた。
【００７５】
加工前円筒状基体（アルミニウム素管）
合金記号：Ａ３００３ＴＤＳ
質別    ：Ｈ１４
管外径  ：Φ８１ｍｍ
管内径  ：Φ７４ｍｍ
管全長  ：３６３ｍｍ
実施例１の他のアルミニウム素管としては他の３０００系アルミニウム合金、５０００系アルミニウム合金、６０００系アルミニウム合金もしくは１０００系アルミニウム合金などを用いてもよく、これらアルミニウム合金を造塊し、得られた鋳塊に均質化処理を行い、熱間押出加工し、さらに引抜加工を行った後、所定の長さに切断したものである。場合によっては所定の機械的特性を得るために熱処理を施してもよく、また、熱間押出でとどめたものを用いてもよい。
【００７６】
実施例１では切削加工後、円筒状基体は以下の寸法へ各部が加工される。
【００７７】
加工後円筒状基体
外径            ：Φ８０．１
インロー部内径    ：Φ７６
インロー部の長さ：１５ｍｍ
全長            ：３６０ｍｍ
実施例１の加工後円筒状基体ではインロー内面を両端に設けており、両端同様形状としているが、電子写真感光体を搭載する画像形成装置によってはインロー内面形状を両端異形状としてもよい。
【００７８】
実施例１の円筒状基体は以下の切削条件にて切削される。
【００７９】
切削条件
切削回転数      ：２５００ｒｐｍ
切削送り速度
インロー内面  ：０．０５ｍｍ／ｒｅｖ
端面          ：０．０３ｍｍ／ｒｅｖ
外面          ：０．１２ｍｍ／ｒｅｖ
切削工具        ：焼結ダイヤモンドバイト
切削油          ：鉱物油
実施例１の切削条件に示す他の切削工具としては単結晶ダイヤモンドバイト、超鋼製バイト、超鋼に快切削性や耐磨耗性向上のコーティングしたバイトなどを用いてもよい。また、他の切削油としては灯油、水溶性切削油など、あるいは切削油なしで切削を行ってもよい。
【００８０】
表１に実施例１・比較例で用いた内面チャックの加工後円筒状基体の寸法精度と判定結果を示す。
【表１】
2006095631.tif 000003
【００８１】
表１に関する説明は以下の通りである。
【００８２】
・チャック１〜８は全て内面チャックである。
【００８３】
・チャック１、３、６：本発明の実施例
・チャック２、４、５、７、８：本発明の比較例
・保持部材当接位置：円筒状基体内面と保持部材の当接箇所を示す。
【００８４】
中央付近・・・円筒状基体の長手方向の中央付近を長さ１２０ｍｍ幅内で内面保持
両端付近・・・円筒状基体の長手方向の両端部より各々３０ｍｍ内側で内面保持
全体１・・・・円筒状基体の長手方向の中央付近を押圧し、両端付近を中央付近より弱く押圧して内面をほぼ全体（長さ３００ｍｍ）にかけて保持
全体２・・・・円筒状基体の内面をほぼ全体（長さ３００ｍｍ）にかけて強く押圧し保持
・保持部材の材質：保持部材表面の材質を示す。
【００８５】
金属・・・・・炭素鋼鋼材
樹脂・・・・・ポリアセタール
ゴム・・・・・ウレタンゴム
・素管歪：円筒状基体と保持部材との当接箇所における内径真円度を示す。（真円度測定器：ミツトヨ製ラウンドテスト）
・インロー内面真円度：円筒状基体を５０本切削し、そのインロー内径真円度の平均値を示す。（真円度測定器：ミツトヨ製ラウンドテスト）
・インロー内面寸法値のばらつき：円筒状基体を５０本連続切削し、そのインロー内径寸法値のねらい値に対するばらつき（最大値−最小値）を示す。（内径プラグゲージ：マーポス製Ｍ１特殊プラグゲージにて測定）
・切削不具合：切削中、あるいは切削後に発生した円筒状基体および内面チャックに対する問題を示す。
【００８６】
ビビリ  有・・・円筒状基体の切削箇所を目視で確認した結果、ビビリマークが見られた
噛込  有・・・・切削中あるいは切削後に保持部材や軸に切屑の噛み込みや巻きつきが見られた
・総合判定：○・・・良、△・・・可、×・・・不可
表１に示すように、本発明の内面チャックを用いれば、素管歪の影響を受けることなく、高精度で安定した加工精度が得られる。
【実施例２】
【００８７】
本実施例では切削加工前円筒状基体として以下の円筒状アルミニウム素管を用いた。
【００８８】
加工前円筒状基体（アルミニウム素管）
合金記号：Ａ５０５２ＴＤＳ
質別    ：Ｏ
管外径  ：Φ１０９ｍｍ
管内径  ：Φ１００ｍｍ
実施例２では切削加工後円筒状基体は以下の寸法へ各部が加工される。
【００８９】
加工後円筒状基体
外径            ：Φ１０８．１
インロー内径    ：Φ１０２
実施例２の円筒状基体は以下の切削条件にて切削される。
【００９０】
切削条件
切削回転数      ：１５００ｒｐｍ
切削送り速度
インロー内面  ：０．０４ｍｍ／ｒｅｖ
端面          ：０．０３ｍｍ／ｒｅｖ
外面          ：０．１０ｍｍ／ｒｅｖ
切削工具        ：焼結ダイヤモンドバイト
切削油          ：鉱物油
その他
保持部材の材質    ：炭素鋼鋼材
支持部材表面の材質：ウレタンゴム
実施例２では、加工後の円筒状素管（円筒状基体）の長手方向の長さをＬ４、円筒状基体のインロー部の長さをＬ５、円筒状基体の端部と該端部の直近の保持部材の端部との間の距離をＬ６、円筒状基体の端部と該端部の直近の前記支持部材の端部との間の距離をＬ７とした場合、これらＬ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７を任意に変化させて切削加工を行い、その加工精度を評価した。また、加工後の円筒状基体外周面をインロー内径基準で仕上げ加工を施し、次に円筒状基体に付着した油分や塵の洗浄を行い、次いで円筒状基体外面に感光層を形成した電子写真感光体を画像形成装置に搭載して、その出力画像の画像特性を評価した。
【００９１】
加工精度評価と画像特性評価の結果をふまえて総合判定を行った結果を表２に示す。
【表２】
2006095631.tif 000004
【００９２】
表２に関する説明は以下の通りである。
【００９３】
・サンプル１〜８：本発明の実施例
・サンプル９〜１２：比較例
・加工精度：加工後円筒状基体のインロー内径真円度測定結果である。
【００９４】
◎・・・１０μｍ以下
○・・・１５μｍ以下
△・・・３０μｍ以上３５μｍ以下
（真円度測定器：ミツトヨ製ラウンドテスト）
・画像特性：ハーフトーン画像を出力して濃度ムラを目視で判定している。
【００９５】
◎・・・濃度ムラ無し
○・・・濃度ムラ薄い
△・・・濃度ムラやや多い
表２の結果よりサンプル１〜８は良好な結果が得られている。また、サンプル２〜４およびサンプル６はより良い結果が得られている。サンプル９はＬ４、Ｌ５、Ｌ６が短すぎるため、保持部材の配設がうまくいかず、素管歪の影響を受けてしまい加工精度が低くなった。サンプル１０はＬ５が長すぎ、Ｌ６が短すぎるため、切屑の噛み込みが発生し、素管歪の影響も受けてしまい加工精度が低くなった。サンプル１１はＬ５、Ｌ７が長すぎるため、切屑の噛み込みが発生して加工精度が低くなった。サンプル１２はＬ４が長すぎ、Ｌ７が短すぎるため、軸の剛性不足伴う偏振が発生したり、切削バイトが支持部材と干渉したりして加工精度が低くなった。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施形態に係る円筒状素管加工用チャックを円筒状素管の内部に挿入した状態の断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｃ）は本発明の保持部材の概略側面図、（Ｂ）は本発明の保持部材の概略断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の支持部材の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る円筒状素管加工用チャックの断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施形態に係る円筒状素管加工用チャックを用いた円筒状基体の製造方法における各工程の概略断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１・・・チャック
２・・・円筒状素管
２’・・・加工後の円筒状素管（円筒状基体）
２’ａ・・・インロー部
３・・・軸
４・・・保持部材
５・・・支持部材
５ａ・・・扇形部材
６・・・コレット
６ａ・・・スリット
６ｂ・・・テーパー部
７・・・調整部材
【図１】
2006095631.tif 000005
【図２】
2006095631.tif 000006
【図３】
2006095631.tif 000007
【図４】
2006095631.tif 000008
【図５】
2006095631.tif 000009