(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端から棒状部材が突出したゴムローラを、前記棒状部材の両端部を保持して回転させながら、前記ゴムローラの周面を研削する方法において、
前記棒状部材の少なくとも一方の端部を保持させるために、前記端部が挿入される挿入口が設けられたカバーで覆われたコレットチャックに、前記挿入口から挿入した前記端部を保持させる工程と、
前記カバーに設けられた第１の空気供給口から前記カバーの内部に空気を供給することで、前記カバーの内部を正圧状態とする工程と、
前記コレットチャックの後端部に位置する第２の空気供給口から前記コレットチャックの内部に供給することで、前記コレットチャックの前記後端部から、前記棒状部材の前記端部を保持している前記コレクトチャックの前端部に向けて空気を噴出させる工程と、
前記カバーの内部の圧力状態を監視して、前記カバーの内部が正圧状態とされ、かつ、前記コレットチャックの前記前端部から空気が噴出されている状態で、前記ゴムローラを回転させ、前記ゴムローラの周面を研削する工程とを有することを特徴とする、ゴムローラの研削方法。
【請求項２】
前記カバーの内部を正圧状態とする工程では、前記第１の空気供給口から、前記カバーの内部、かつ、前記コレットチャックの外部の空間に空気を供給する、請求項１に記載のゴムローラの研削方法。
【請求項３】
前記コレットチャックの前記前端部に向けて空気を噴出させる工程は、前記前端部から前記挿入口へ向かう空気の流れを形成することを含む、請求項１または２に記載のゴムローラの研削方法。
【請求項４】
両端から棒状部材が突出したゴムローラを研削する際に前記棒状部材の少なくとも一方の端部を保持するゴムローラ保持機構において、
前記棒状部材の前記端部を保持するコレットチャックと、
前記コレットチャックを覆い、かつ、前記棒状部材の前記端部が挿入される挿入口が設けられたカバーと、
前記カバーに設けられた第１の空気供給口を有し、該第１の空気供給口から前記カバーの内部に空気を供給する第１の空気噴出手段と、
前記コレットチャックの後端部に位置する第２の空気供給口を有し、該第２の空気供給口から前記コレットチャックの内部に空気を供給することで、前記コレットチャックの前記後端部から、前記棒状部材の前記端部を保持している前記コレクトチャックの前端部に向けて空気を噴出させる第２の空気噴出手段と、
前記カバーの内部に設けられ、前記カバーの内部の圧力状態を監視するための圧力センサとを有することを特徴とするゴムローラ保持機構。
【請求項５】
前記第１の空気噴出手段は、前記第１の空気供給口から、前記カバーの内部、かつ、前記コレットチャックの外部の空間に空気を供給する、請求項４に記載のゴムローラ保持機構。
【請求項６】
前記コレットチャックの内部には、前記棒状部材の先端面が突き当てられるニードルが支持されており、前記ニードルを支持する部材には、前記第２の空気供給口側の領域と前記棒状部材の端部を保持する部分側の領域とを連通する空気通路が設けられている、請求項４または５に記載のゴムローラ保持機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置に用いられる帯電ローラ、現像ローラ、その他各種ゴムローラの研削方法、およびゴムローラの研削時にゴムローラを保持する機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のゴムローラの研削方法について図５を参照して説明する。
【０００３】
従来は、まず、ゴムローラ１０１の芯金１０２ａの一方の端部を、主軸台に回転駆動可能に設けられたコレットチャック１１０で保持するとともに、他方の端部を心押し台１２０で押さえ込む。次いで、コレットチャック１１０を回転させることによりゴムローラ１０１を回転させ、この状態で不図示の砥石によりゴムローラ１０１の周面を研削する。研削装置には集塵機が備えられており、ゴムローラ１０１の研削により発生した研削粉は、この集塵機で吸引される。
【０００４】
しかし、コレットチャック１１０は複数の爪で芯金１０２ａを保持する機構となっているため、この方法では、集塵機で吸引しきれない研削粉が、コレットチャック１１０の内部やコレットチャック１１０と芯金１０２ａとの隙間に侵入してしまう。こういった部分に研削粉が侵入すると、コレットチャック１１０によるゴムローラ１０１の保持方向の再現性が著しく低下する。ゴムローラ１０１の軸心が、コレットチャック１１０の回転軸心と一致していないと、研削の際にゴムローラ１０１が大きく振れ、ゴムローラ１０１の外径を高精度に研削することができなくなる。
【０００５】
特に、近年の電子写真装置では高精細でかつ高度な画像の均一性（ハーフトーンの一様性）が求められており、このような電子写真装置に用いられるゴムローラは、高い寸法精度が必要となっている。そのため、研削においても、特に振れについて高精度な研削技術が必要となっている。
【０００６】
研削粉の侵入への対策として、特開平７−２８５００４号公報には、コレットチャックの前面に蓋をかぶせ、この蓋の内側にエアを圧送することによって蓋の内側を正圧状態に保ち、これによってコレットチャックの内部に研削粉が侵入するのを防止する方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平７−２８５００４号公報に記載された方法では、コレットチャックの、芯金の挿入口付近でのエアの乱流による研削粉の巻き込み侵入が発生し、また、芯金自体に付着している研削粉を吹き飛ばすことはできないため、コレットチャック内への研削粉の侵入を十分に防止することはできなかった。
【０００８】
近年の高精細でかつ高度な画像の均一性が求められている電子写真装置に用いるゴムローラを研削する場合や、ソリッドタイプのゴムローラを研削する場合あるいはゴムローラを研削する場合など大量の研削粉が発生してしまう場合に、ゴムローラの外径振れを小さい値で安定させるためには、コレットチャックへの研削粉の侵入を確実に防止する必要がある。また、コレットチャックに研削粉が侵入してしまった場合には、この研削粉を除去するために、自動化による連続研削工程を中断してコレットチャックを清掃しなければならず、作業性の面でも大きな問題となっていた。
【０００９】
そこで本発明の目的は、研削粉がコレットチャック内へ侵入するのを確実に防止することによって、ゴムローラの外径を高精度に研削でき、しかも研削粉の清掃作業を減らして作業性を向上させる、ゴムローラの研削方法およびゴムローラ保持機構を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のゴムローラの研削方法は、両端から棒状部材が突出したゴムローラを、前記棒状部材の両端部を保持して回転させながら、前記ゴムローラの周面を研削する方法において、前記棒状部材の少なくとも一方の端部を保持させるために、前記端部が挿入される挿入口が設けられたカバーで覆われたコレットチャックに、前記挿入口から挿入した前記端部を保持させる工程と、前記カバーに設けられた第１の空気供給口から前記カバーの内部に空気を供給することで、前記カバーの内部を正圧状態とする工程と、前記コレットチャックの後端部に位置する第２の空気供給口から前記コレットチャックの内部に供給することで、前記コレットチャックの前記後端部から、前記棒状部材の前記端部を保持している前記コレクトチャックの前端部に向けて空気を噴出させる工程と、前記カバーの内部の圧力状態を監視して、前記カバーの内部が正圧状態とされ、かつ、前記コレットチャックの前記前端部から空気が噴出されている状態で、前記ゴムローラを回転させ、前記ゴムローラの周面を研削する工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明のゴムローラの研削方法では、コレットチャックをカバーで覆っておき、カバーの内部を正圧状態とするとともに、コレットチャックの後端部から棒状部材の端部を保持しているコレットチャックの前端部に向けて空気を噴出した状態で、ゴムローラを研削する。このように、カバーの内部の圧力状態を監視して、カバーの内部を正圧状態とすることで、挿入口からカバーの内部、ひいてはコレットチャックの内部に切削粉が侵入することはない。仮に、第１の空気供給口から供給された空気によって挿入口の付近で乱流が発生し、カバー内に切削粉を巻き込みやすい状況になったとしても、第２の空気供給口から供給されてコレットチャックの前端部から噴出される空気により、切削粉の巻き込みが防止される。したがって、コレットチャックの前端部から内部への切削粉の侵入が確実に防止される。
【００１２】
本発明のゴムローラ保持機構は、両端から棒状部材が突出したゴムローラを研削する際に前記棒状部材の少なくとも一方の端部を保持するゴムローラ保持機構において、前記棒状部材の端部を保持するコレットチャックと、前記コレットチャックを覆い、かつ、前記棒状部材の前記端部が挿入される挿入口が設けられたカバーと、前記挿入口近傍に位置する第１の空気供給口を有し、該第１の空気供給口から前記カバーの内部に空気を供給する第１の空気噴出手段と、前記コレットチャックの後端部に位置する第２の空気供給口を有し、該第２の空気供給口から前記コレットチャックの内部に空気を供給することで、前記コレットチャックの前記後端部から、前記棒状部材の前記端部を保持している前記コレクトチャックの前端部に向けて空気を噴出させる第２の空気噴出手段と、前記カバーの内部に設けられ前記カバーの内部の圧力状態を監視するための圧力センサとを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のゴムローラ保持機構では、ゴムローラの棒状部材の端部を保持するコレットチャックはカバーで覆われており、圧力センサでカバーの内部の圧力状態が監視され、カバーの内部が正圧状態とされる。一方、コレットチャックの内部では、第２の空気噴出手段により、コレットチャックの後端部から、棒状部材の端部を保持しているコレットチャックの前端部に向けて空気が噴出される。これにより、上述した本発明のゴムローラの研削方法と同様に、コレットチャックの内部への切削粉の侵入が確実に防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に適用されるコレットチャックおよびそれを覆うカバーの一実施形態の断面図であり、図２は、そのカバーの斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、コレットチャック１０は、主軸台に不図示の駆動源により回転駆動可能に取り付けられており、コレットチャック本体１１と、コレットチャック本体１１にその先端側から押し込まれることで、棒状部材であるゴムローラ１の芯金２ａの一方の端部を締め付け保持するコレット１２とを有する。芯金２ａは、ゴムローラ１の中心軸上を通り、両端から突出している。コレット１２は、従来のものと同様に、根元部が互いに連結された複数の爪で芯金２ａを保持する。
【００１７】
コレットチャック本体１１の内部には、芯金２ａの先端を位置決めするために芯金２ａの先端面が突き当てられるニードル１３が、その根元部をニードル支持部１４によって保持されている。ニードル支持部１４には、コレットチャック本体１１の主軸台への取付基部である回転フランジ１５側の領域とコレット１２側の領域とを連通するエア通路１４ａが設けられている。また、コレットチャック１０の回転フランジ１５には、コレットチャック本体１１の外部から内部にエアを供給するためのエア供給口１５ａが設けられている。
【００１８】
上述のコレットチャック１０は、その全体がほぼ円筒形のカバー２０で覆われている。カバー２０の前面には、芯金２ａを挿入するための芯金挿入口２０ａが設けられている。芯金挿入口２０ａの直径は、芯金２ａの直径よりも２〜３ｍｍ程度大きい。また、カバー２０の大きさは、カバー２０の内面が、回転するコレットチャック１０と接触しない大きさとなっており、コレットチャック１０の回転精度には影響を及ぼさない。カバー２０の形状や材質は特に限定されない。
【００１９】
カバー２０には、カバー２０の内部にエアを送入するためのエア送入口２０ｂが設けられている。エア送入口２０ｂには、バルブ２１を介してホース２２が接続されており、エアはホース２２からカバー２０内に送り込まれる。また、カバー２０内の圧力はバルブ２１で調整することができる。さらに、カバー２０の内側に圧力センサ（不図示）を設置することで、カバー２０内の圧力状態を監視することもできる。
【００２０】
ゴムローラ１の研削を行うには、まず、ゴムローラ１の芯金２ａの一方の端部を芯金挿入口２０ａからコレットチャック１０に挿入して芯金２ａの先端面をニードル１３に突き当てるとともに、他方の端部（不図示）を心押し台（不図示）で押さえ込み、この状態で、芯金２ａをコレットチャック１０で締め付け保持し、コレットチャック１０と心押し台とでゴムローラ１を支持する。次いで、コレットチャック１０を回転させることによってゴムローラ１を回転させ、砥石（不図示）によりゴムローラ１の周面を研削する。
【００２１】
この際、ホース２２からカバー２０内にエアを圧送し、カバー２０の内部を正圧状態すなわち大気圧よりも高い圧力状態とする。カバー２０の内部が正圧状態となることによって、カバー２０内のエアは芯金挿入口２０ａから流出し、これにより、研削粉がカバー２０の内部、ひいてはコレットチャック１０の内部に侵入することが防止される。
【００２２】
コレットチャック１０の内部への研削粉の侵入を効率的に防止するには、エア送入口２０ｂは、図１に示すように、コレット１２の、芯金２ａの保持部の近傍に設けることが好ましい。ただし、本発明においては、以下に述べる手段と併用することによりコレットチャック１０の内部への研削粉の侵入を確実に防止しているので、エア送入口２０ｂの位置は特に限定されない。
【００２３】
ところで、カバー２０の内部を正圧状態としてエアを芯金挿入口２０ａから流出させる場合、ホース２２から大量のエアを供給しないと、エアが流出する芯金挿入口２０ａの付近で乱流が発生し、カバー２０内に研削粉を巻き込んでしまうことがある。そこで、カバー２０内へのエアの圧送とともに、エア供給口１５ａからコレットチャック本体１１内にエアを供給し、コレットチャック本体１１の内部において、エア通路１４ａからコレット１２の芯金２ａの保持部に向けてエアを噴出させる。
【００２４】
コレット１２は複数の爪で芯金２ａを保持しており、これらの爪の間には隙間が開いているので、コレット１２に向けてエアを噴出することにより、コレットチャック１０の内部からカバー２０の芯金挿入口２０ａへ向かうエアの流れが形成される。したがって、芯金挿入口２０ａの付近のエアが外側に向けて流れるようになるため、芯金挿入口２０ａの付近に前述した乱流が発生したとしても、乱流による研削粉の巻き込み侵入を防止することができる。また、エア通路１４ａからコレット１２へ向けてエアを噴出させることにより、芯金２ａに付着してきた研削粉を吹き飛ばし、除去する効果も有する。
【００２５】
以上により、コレットチャック１０の内部およびコレット１２と芯金２ａとの隙間への研削粉の侵入を確実に防止することができる。その結果、コレットチャック１０によるゴムローラ１の保持方向の再現性を向上させ、大量の研削粉が発生してしまうような場合であっても高い寸法精度でゴムローラ１を研削することができ、研削したゴムローラ１の外径振れを小さい値で安定させることができるようになる。また、コレットチャック１０の内部への研削粉の侵入が確実に防止されることにより、コレットチャック１０の清掃が不要となるか、またはその頻度を著しく低減させることができるので、ゴムローラ１の研削の作業性を大幅に向上させることができる。
【００２６】
なお、上述の実施形態では、芯金の一方の端部をコレットチャックで保持する場合について説明したが、芯金２ａの両端をコレットチャックで保持する場合には、それぞれについて図１と同様の機構を用いる。
【００２７】
図３に、ゴム部分のない芯金のみの状態のものを、図１に示した機構を用いて保持して回転させた場合（実施例）と、図５に示した従来の機構を用いて保持して回転させた場合（従来例）とで、芯金の長手方向に３箇所について芯金の振れ量を測定した結果を示す。図３より、実施例は、従来例に比べて芯金の振れが小さいことが確認できる。特に実施例では、コレットチャック側および中央部において芯金の振れが小さくなる傾向にある。従来では、研削粉がコレットチャック内に侵入し、芯金の保持状態に異常をきたし、コレットチャック側の芯金の振れが大きくなり、ひいては中央部の振れも大きくなってしまう。
【００２８】
図４に、図１に示した機構を用いてゴムローラを研削した場合（実施例）と、図５に示した従来の機構を用いてゴムローラを研削した場合（比較例）とで、研削後のゴムローラの外径振れ量をゴムローラの長手方向に一定の間隔毎に測定した結果を示す。図４から、ゴムローラの振れも図３に示した芯金の振れと同様の傾向を示し、実施例の方が従来例と比べて研削後のゴムローラの振れが格段に小さい値で安定していることが分かる。
【００２９】
芯金の保持精度が高い状態で再現されるということは、芯金を保持して研削する際の芯金の回転振れが小さい状態（つまりゴムローラの回転振れが小さい状態）で研削が行われることであり、研削後のゴムローラの振れは小さい値で安定することになる。
【００３０】
また、カバーの効果やエアの送入による効果を比較するために、以下の４つの条件で１００本のゴムローラを研削し、それぞれついて研削後のゴムローラの外径振れ量を測定し、平均値および３σを求めた。
（条件１）：カバーを取り付けてカバー内にエアを圧送し、かつ、コレットチャック内にエアを噴出
（条件２）：カバーを取り付けてカバー内にエアを圧送
（条件３）：カバーの取り付けのみ
（条件４）：カバーなし、かつ、コレットチャック内へのエアの噴出なし
表１に、この結果をまとめる。
【００３１】
【表１】
0003909215.tif 000002
表１より、カバーを取り付けただけではゴムローラの振れは十分には安定しないが、カバー内にエアを圧送することで振れを小さくすることができ、さらに、コレットチャック内にエアを噴出させることで、より効果的にゴムローラの振れを小さい値で安定させることができることがわかる。
【００３２】
本発明は特に、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン共重合体）、ヒドリンゴム、ウレタンゴム等のソリッドタイプのゴムローラを研削する際に効果的である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コレットチャックをカバーで覆い、カバーの内部の圧力状態を監視して、カバーの内部を正圧状態とするとともに、コレットチャックの後端部から棒状部材の端部を保持しているコレットチャックの前端部に向けて空気を噴出させることで、コレットチャックの内部への切削粉の侵入を確実に防止することができる。その結果、コレットチャックによる棒状部材の保持方向の再現性が向上するため、高い寸法精度でゴムローラを研削することができるようになり、研削したゴムローラの外径振れを小さい値で安定させることができる。また、コレットチャックの内部への研削粉の侵入が確実に防止されることにより、コレットチャックの清掃も不要または頻度を著しく減少し、作業性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用されるコレットチャックおよびカバーの一実施形態の断面図である。
【図２】コレットチャックを覆うカバーの斜視図である。
【図３】本発明による機構と従来の機構との、芯金のみの状態のものを保持して回転させたときの芯金の振れ量の測定結果を示すグラフである。
【図４】本発明による機構でゴムローラを研削した場合と、従来の機構でゴムローラを研削した場合との、研削後のゴムローラの振れ量の測定結果を示すグラフである。
【図５】従来のゴムローラの研削方法を説明する図である。
【符号の説明】
１    ゴムローラ
２ａ    芯金
１０    コレットチャック
１１    コレットチャック本体
１２    コレット
１３    ニードル
１４    ニードル支持部
１４ａ    エア通路
１５    回転フランジ
１５ａ    エア供給口
２０    カバー
２０ａ    芯金挿入口
２０ｂ    エア送入口
２１    バルブ
２２    ホース
【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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