JP2001162497A

JP2001162497A - 電子写真用円筒部材の研削装置及び研削方法及び電子写真用円筒部材

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Publication number: JP2001162497A
Application number: JP35231499A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Yamada; 祐介山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-06-19
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: JP3566607B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレードと円筒部材との摺動による傷発生を防
ぎ、高い表面精度を有する電子写真用円筒部材を得る。【解決手段】円筒部材であるワーク４の外周面を研削
するための研削砥石１と、ワークを回転させるための調
整砥石２と、研削砥石１と調整砥石２との間に配置さ
れ、ワーク４を支持するためのブレード３とを有し、ブ
レード３の内部に流通管３ａを設け、流通管内部に冷却
媒体を循環させ、ブレード３の表層部を冷却させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置に使
用される、例えば、感光ドラム、搬送ローラー、定着ロ
ーラーおよび現像スリーブなどの円筒部材の表面を研削
する研削装置及び研削方法及び電子写真用円筒部材に関
するものであり、特に、前記円筒部材を心無し研削加工
によって、その外周面の真円度、真直度、振れ精度、表
面粗度を高精度に加工する際に使用する研削装置及び研
削方法及び電子写真用円筒部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機、レーザー
ビームプリンタ、ファクシミリ、印刷機などの画像形成
装置において、その電子写真用の感光ドラムや現像スリ
ーブなどには、その基体として、表面が高精度（真円
度、真直度が高精度）で、所定の表面粗さに仕上げられ
た円筒部材が用いられる。

【０００３】そして、例えば、電子写真用感光ドラムの
場合は、研削加工にて仕上げられた円筒部材の表面に感
光膜を施すが、円筒部材の加工精度が低くて、表面に起
伏があったり、真円度や真直度が十分でないと、感光膜
に凹凸が生じ、このために、画像形成装置に使用した場
合に、画像に様々な欠陥が発生する。

【０００４】従って、精度の高い画像形成装置を得るた
めには、まず、円筒部材の表面を起伏のない円筒面に加
工することが厳しく要求され、表面粗さ、真直度および
真円度にも極めて高い精度が必要である。

【０００５】また、電子写真法、静電記録法などによっ
て感光ドラムの潜像担持体上に形成された潜像は、現像
スリーブに担持されて潜像担持体の表面に運ばれる現像
剤によって顕像化されるため、一成分、二成分現像剤、
磁性、非磁性現像剤、さらには、絶縁性、誘電性現像剤
を問わず、これら現像剤を担持して搬送する現像スリー
ブにも、その円筒部材の表面粗さ、真直度、真円度など
に、極めて高い精度が必要である。

【０００６】一般に、このような円筒部材の材料には、
純度が９９．５％以上のＡｌやＣｕを０．０５〜０．２
０％含むＣｕ−Ａｌ合金や、Ｃｕを０．０５〜０．２０
％とＭｎを１．０〜１．５％含むＣｕ−Ｍｎ−Ａｌ合
金、あるいは、Ｓｉを０．２０〜０．６０％とＭｇを
０．４５〜０．９０％含むＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金などが
用いられる。そして、これら材料に押出、引抜工程を施
し、ある程度の形状精度になった円筒を得るのである。

【０００７】しかし、このような引抜き円筒のままで
は、曲がりが大きく残っているため、通常は、この後に
ロール矯正などを行い、所望の形状精度にまで仕上げる
必要がある。しかる後、この円筒を所定の長さに切断
し、両端部のバリ除去、端面精度の向上の目的で、切削
加工により、円筒部材の端部を仕上げ、さらに、必要に
応じて、円筒部材の外周面に、切削加工や研削加工を行
って、所望の寸法精度を得るのである。特に、感光ドラ
ムや現像スリーブなどでは、その表面性状や寸法精度が
画像の優劣を左右する重要なポイントになるため、非常
に高精度な加工方法を用いている。

【０００８】この切削加工の最も一般的なものとして
は、旋盤による精密切削がある。これは、所謂、通常の
旋盤による切削加工のことであるが、特に、電子写真用
の円筒部材、例えば、感光ドラム用基体のように、加工
表面精度に対する要求が厳しい場合に、この精密切削が
行われる。

【０００９】具体的な加工方法としては、ワーク（被加
工物）の両端を旋盤にチャッキングし、焼結ダイヤモン
ドあるいは天然単結晶ダイヤモンドのバイトで切削を行
う。このような特殊バイトを使用することにより、その
加工面は非常にきれいで、所謂、鏡面のような加工面を
得ることができる。

【００１０】また、その他の方法としては、心無し研削
盤を用いた心無し研削（センターレス研削）加工があ
る。この心無し研削は、一般には、図７に示すように、
ほぼ円柱状または円筒状に粗仕上された被加工物を、ブ
レードの斜面に対して接触させると共に、矢印Ａ方向に
回転している調整砥石に接触した状態で支持し、矢印Ｂ
方向に高速回転する研削砥石によって、被加工物の表面
に切り込み、被加工物の研削を行なう。ここでは、被加
工物は、調整砥石とブレードの斜面とに接した位置で安
定に保持され、調整砥石の回転によって、矢印Ｃ方向に
回転される。

【００１１】このように、矢印Ｃ方向に回転している被
加工物を、その周速よりも僅かに大きい周速で矢印Ｂ方
向に回転している研削砥石に対して、矢印Ｅ方向に進ま
せることで、切り込みを行なうが、研削砥石、調整砥
石、ブレードは、それぞれ、回転軸の軸線方向に関して
真直度、平行度とも、予め、高精度に仕上げられ、取り
付けられているため、被加工物の外周面が、真円度、真
直度とも、高精度に研削加工され、正確な、円筒面に研
削加工される。

【００１２】これら、あるいは、その他の種々の加工方
法は、円筒部材に要求される精度や加工コストなどによ
って、適宜、使い分けられている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の円筒部材の加工方法は、以下に述べるような、幾つか
の欠点を有していた。

【００１４】例えば、旋盤による精密切削は、高い表面
精度を得る上で有効であるが、単結晶ダイヤモンドバイ
トあるいは焼結ダイヤモンドバイトなどの加工具が非常
に高価であり、また、その加工コストが高い。また、被
加工物の両端をチャックしてから切削するので、被加工
物が細く、長くなるほど、被加工物自体の剛性が低下
し、バイトによる切削抵抗で、被加工物が曲がるという
問題があり、加工精度（真直度、振れ精度など）が損な
われる。

【００１５】一方、このような加工精度に対する欠点を
補う他の方法として、上述のような心無し研削加工があ
げられる。即ち、この心無し研削加工は、他の研削方法
や旋盤による切削のように、スピンドルによるセンタリ
ングを必要とせず、被加工物自体は、研削砥石、調整砥
石、ブレードの３点によって、しっかりと支持されなが
ら研削されるために、仮に、細長いものでも、非常に精
度の高い加工が可能である。

【００１６】この心無し研削装置におけるブレードは、
図８に示すように、被加工物の摺面に接する傾斜面を持
った、細長い板状体で構成されているのが一般的であ
り、被加工物は、このブレード表面上を摺動回転しなが
ら研削される。心無し研削装置における、このブレード
の役割は極めて重要で、被加工物を支持するとともに、
その位置を規制することで、この心無し研削装置の、極
めて高い加工精度を確保する。

【００１７】心無し研削加工は、被加工物の位置を、研
削砥石、調整砥石、ブレードの３要素により規制する
が、この３者により構成される３接円は、理論上、一つ
しか存在しないため、被加工物が、この３要素で支持さ
れながら、研削されることは、極めて真円度の高い加工
精度を得る上で、重要かつ有効である。

【００１８】換言すれば、研削加工中に、この３要素の
位置、形状が変動すると、これが前記加工精度の変動要
因となるため、この３要素には、その形状、寸法の安定
な材料を用いる必要がある。そこで、特に、ブレード材
料としては、高い剛性や耐摩耗性を有する超硬合金など
の金属材料が、主として使用されてきた。

【００１９】しかしながら、このようなブレードでは、
アルミニウムや黄銅などの軟質金属材料の円筒部材を研
削した場合、加工表面に、所謂、スクラッチと呼ばれ
る、細かなキズが発生するという問題があった。このス
クラッチが発生する理由は、幾つかあるが、一般的に
は、次の２つが主な原因として知られている。

【００２０】第１の原因は、研削中に脱落した微細な砥
粒や切粉が、ブレードと被加工物との摺擦によって、被
加工物表面に傷を付けることである。これは個々の微細
な切粉によって形成される傷であり、傷の大きさとして
は、比較的小さい傷である。

【００２１】また、第２の原因は、研削中に脱落した微
細な砥粒や切粉が、ブレードと被加工物との摺擦によっ
て発熱・溶融し、ブレード表面に切粉が融着し、その融
着物によって、被加工物表面に傷を付けることである。
この場合、ブレード表面に一度、切粉が融着してしまう
と、それ以降、継続してスクラッチが発生してしまうた
め、連続的な量産加工においては、重大な問題となるの
である。更に、この融着によって発生するスクラッチの
大きさは、融着物の大きさに比例するため、加工の経過
で、漸次、融着物が増加すると、スクラッチの大きさ、
数が増加し、被加工物の表面粗さが著しく劣化する（図
９を参照）。

【００２２】このブレード表面に融着が発生するメカニ
ズムについて、図１０を用いて説明すると、先ず、研削
砥石によって、被加工物の研削が行なわれると、切粉が
発生する。この切粉は、上から流れてくる研削液と共
に、ブレード表面を伝わって、落下し、回転している被
加工物とブレードとの間に滞留し、この間に被加工物の
表面に摺擦されて、その時に発生した摺擦熱により、瞬
間的に溶解して、ブレード表面に融着する。最初は、小
さかった融着物が、摺擦の過程で、核となり、さらに連
続して落下してくる切粉によって、徐々に成長して行
く。

【００２３】やがて、それらは、あたかも構成刃先のよ
うな役割を果たし、被加工物表面を傷付けるのである。
特に、アルミニウムや黄銅といった、軟質で低融点の金
属材料は、ブレードとの摺擦熱により、その微細な切粉
が軟化、溶融し易いので、簡単に融着が発生する。その
ため、従来は、感光ドラムのような、非常に高い表面精
度が要求される円筒部材には、この心無し研削加工を用
いることが、事実上、困難であった。

【００２４】このようなスクラッチの発生を防止するた
めに、従来、例えば、ブレードの表面にテフロン（登録
商標）テープなどの、滑性の良いものを貼り付けて、被
加工物表面とブレードとの摺擦を低減していた。しか
し、数百本も研削を行なうと、テフロン（登録商標）テ
ープなどの滑性材料が摩耗し、頻繁に貼り替えを行なう
必要に迫られる。

【００２５】以上、説明したように、従来の心無し研削
加工では、円筒部材にアルミニウムや黄鋼などの軟質金
属材料が用いられる場合、その円筒部材は、均一で高品
質な表面粗さや高い加工精度を得ることが困難であっ
た。更に、それらの精度を維持するためには、頻繁に滑
性テープの貼り替えや、ブレード自体の交換を行わなけ
ればならず、連続作業の妨げになるという問題があっ
た。

【００２６】本発明は、上述の技術的課題を解決し、電
子写真用円筒部材について、高品位な表面精度と高い加
工精度を得ることができ、しかも、連続的な作業性に優
れた電子写真用円筒部材の研削装置を提供することを、
その目的としている。

【００２７】即ち、本発明の第１の目的は、ブレードと
円筒部材との摺動による傷発生を防ぎ、高い表面精度を
有する電子写真用円筒部材を得ることである。

【００２８】また、本発明の第２の目的は、円筒部材の
長さが、その直径に比べ著しく大きい場合でも、円筒部
材の外径の真直度、振れ精度、表面粗さを、高精度に維
持できるように仕上げた電子写真用円筒部材を得ること
である。

【００２９】更に、本発明の第３の目的は、量産工程に
おいて、安定した加工精度を得るために、ブレード交換
や樹脂テープの貼り替え作業を頻繁に行うことなく、連
続的な作業性を確保し、生産性を高めることで、ローコ
ストな電子写真用円筒部材を得ることである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる電子写真用円筒
部材の研削装置は、円筒部材であるワークの外周面を研
削するための研削砥石と、前記ワークを回転させるため
の調整砥石と、前記研削砥石と調整砥石との間に配置さ
れ、前記ワークを支持するためのブレードとを有し、前
記ブレードの内部に流通管を設け、該流通管内部に冷却
媒体を循環させ、前記ブレードの表層部を冷却させるこ
とを特徴としている。

【００３１】また、この発明に係わる電子写真用円筒部
材の研削装置において、前記冷却媒体が液体窒素である
ことを特徴としている。

【００３２】また、この発明に係わる電子写真用円筒部
材の研削装置において、前記冷却媒体が液体ヘリウムで
あることを特徴としている。

【００３３】また、この発明に係わる電子写真用円筒部
材の研削装置において、前記ブレード表層部の温度を０
℃〜−３０℃に冷却することを特徴としている。

【００３４】また、本発明に係わる電子写真用円筒部材
は、上記の研削装置によって研削され、その材質がアル
ミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とし
ている。

【００３５】また、本発明に係わる電子写真用円筒部材
の研削方法は、円筒部材であるワークの外周面を研削す
るための研削砥石と、前記ワークを回転させるための調
整砥石と、前記研削砥石と調整砥石との間に配置され、
前記ワークを支持するためのブレードとを有する研削装
置を用いた電子写真用円筒部材の研削方法であって、前
記ブレードの内部に流通管を設け、該流通管内部に冷却
媒体を循環させ、前記ブレードの表層部を冷却させるこ
とを特徴としている。

【００３６】また、この発明に係わる電子写真用円筒部
材の研削方法において、前記冷却媒体が液体窒素である
ことを特徴としている。

【００３７】また、この発明に係わる電子写真用円筒部
材の研削方法において、前記冷却媒体が液体ヘリウムで
あることを特徴としている。

【００３８】また、この発明に係わる電子写真用円筒部
材の研削方法において、前記ブレード表層部の温度を０
℃〜−３０℃に冷却することを特徴としている。

【００３９】また、本発明に係わる電子写真用円筒部材
は、請求項６乃至９の何れか１項に記載の研削方法によ
って研削され、その材質がアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金であることを特徴としている。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００４１】図１及び図２は、本発明の第１の実施の形
態に係わる、円筒部材を研削する心無し研削装置の概略
構成を示す図である。図１は心無し研削装置の正面図で
あり、図２は斜視図である。

【００４２】図１及び図２において、符号１は研削砥
石、２は調整砥石、３はブレード、４は被加工物（以
後、ワークと称する）である。また、５は研削装置本体
側に固定されているブレードベースで、ブレード３の枠
体３ｃとボルト結合されている。なお、本実施形態で
は、インフィード方式（送り込み研削）の心無し研削装
置を用いたが、その他のスルーフィード方式（通し送り
研削）の研削装置でも、同様の効果を発揮することがで
き、特に、その方法は限定されない。

【００４３】次に、本実施形態におけるブレードの構成
について、図３を用いて具体的に説明する。

【００４４】図３において、３ａはブレード枠体３ｃ内
部に設けられた流体層、３ｂは流体管で、不図示の高圧
流体ポンプから送られてきた高圧の冷却媒体をブレード
内部に通す役割を果たしている。冷却媒体はブレード前
側から送られてきて、流体層内部に充満され、さらに後
側の流体管へと排出された後、再び流体ポンプを経由し
て循環される構成となっている。

【００４５】次に図４を用いて、本実施形態におけるブ
レードの作用について述べる。

【００４６】ブレード内部に設けられた流体層３ａはワ
ーク４がブレード３に当接するＣ点の下部の長手方向に
わたって設けられている。この流体層３ａの目的はブレ
ードとワークが接するＣ点付近のブレード表面温度を下
げることである。つまりこの流体層内部に冷却媒体を流
すことによって、この冷却媒体の温度がブレード表面に
熱伝導されブレード表層が冷却されるのである。ブレー
ド表面を冷却させる目的というのはワークとの摺擦によ
り切粉が摩擦熱によってブレード表面に融着することを
防ぐためである。したがって冷却媒体の冷却熱をよりダ
イレクトに伝えるためにはブレード表層部と流体層との
間の壁厚：ｅの厚さが極力薄いほうが望ましい。しか
し、あまり薄過ぎると逆にＣ点でのブレードの剛性が低
下し、加工精度に悪影響を及ぼすおそれがあるので、そ
のような影響を受けない範囲で壁厚：ｅを設定する。本
願発明者の検討結果によれば、ブレード材質を超鋼合金
とした場合、壁厚：ｅは０．５〜１．０ｍｍ程度が好
ましいことがわかった。また、この壁厚は加工するワー
クの材質、形状寸法、などによって適宜設定するものと
する。

【００４７】また、本実施形態に用いられる冷却媒体と
しては、一般的に知られている液体窒素、液体ヘリウム
の他に冷却ガス、など冷却媒体として優れているもので
あれば、いずれのものでも良く、特にその限定はしな
い。

【００４８】これら冷却媒体は不図示の高圧流体ポンプ
により高圧化され流体配管を通ってブレード内部に設け
た流体層に送り込まれる。流体層は連続的に送り込まれ
る冷却媒体で常に満たされており、この冷却媒体の熱伝
導によりブレード表層部は極低温に冷却される。この時
のブレード表層部の温度は供給される冷却媒体の種類、
ブレード材質、ブレード表層部の壁厚などによってそれ
ぞれ異なるが、本願発明者の検討結果によれば、０℃〜
−３０℃の範囲が好ましいことがわかっている。

【００４９】このようにして冷却されたブレード表層に
は研削加工中に発生した切粉、脱落砥粒などがワークと
ブレードとの接点であるＣ点に入り込んできて、摺擦さ
れても冷却効果により溶融、融着が起こらないため、ス
クラッチの発生を抑制できるのである。さらにワークそ
のものにも冷却効果が働くため、研削点ａ点での研削に
よる研削熱の発生を仰制し、研削焼けなどの発生が起こ
らずに非常に良好な研削性能を維持することができる。

【００５０】本実施形態における研削装置によって作成
される電子写真用円筒部材としては、感光ドラムをはじ
めとし、現像スリーブ、搬送ローラー、定着ローラーな
ど、各種の円筒部材が含まれるが、これに限定されるも
のではない。

【００５１】図５は、本実施形態の装置を用いて加工さ
れ表面処理された円筒部材を用いた、転写式電子写真装
置の概略構成を示す図である。図において、符号１０１
は像担持体としての感光ドラムであり、その軸１０１ａ
を中心に、矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。

【００５２】感光ドラムは、その回転過程で、帯電手段
１０２により、その周面に正または負の所定電位の均一
帯電を受け、次いで、露光部１０３にて、像露光手段
（図示せず）により、光像露光Ｌ（スリット露光、レー
ザービーム走査露光など）を受ける。これにより、感光
ドラム周面には、露光像に対応した静電潜像が順次、形
成される。

【００５３】その静電潜像は、次いで、現像手段１０４
でトナー現像され、そのトナー現像像が、転写手段１０
５により、感光ドラムの回転と同期して給紙部（図示せ
ず）から感光ドラム１０１と転写手段１０５との間に取
り出され、給送された転写材Ｐの面に、順次、転写され
る。この、像転写を受けた転写材Ｐは、感光ドラム面か
ら分離されて、像定着手段１０８へ導入され、像定着を
受けて、複写物（コピー）として、機外へプリントアウ
トされる。

【００５４】像転写後の感光ドラムの表面は、クリーニ
ング手段１０６にて、転写残りトナーが除去され、清浄
面となり、さらに、前露出手段１０７により、除電処理
されて、再び、繰り返して、像形成に使用される。

【００５５】感光ドラムの均一帯電手段１０２として
は、コロナ帯電装置が一般に広く使用されている。ま
た、転写装置１０５にも、コロナ転写手段が一般に広く
使用されている。なお、電子写真装置として、上述の感
光ドラムや現像手段、クリーニング手段などの構成要素
の内、複数のものを、ユニットとして一体に結合して構
成し、このユニットを装置本体に着脱自在に構成しても
よい。例えば、帯電手段、現像手段およびクリーニング
手段の少なくとも１つを、感光体とともに一体に支持し
て、装置本体に着脱自在の単一ユニットとし、装置本体
のレールなどの案内手段を用いて、着脱自在の構成にし
てもよい。

【００５６】また、光像露光Ｌは、電子写真装置を、複
写機やプリンタとして使用する場合には、原稿からの反
射光や透過光により、あるいは、原稿を読み取り信号化
し、この信号によるレーザービームの走査、ＬＥＤアレ
イの駆動、または、液晶シャッターアレイの駆動などに
より、行うことができる。また、ファクシミリのプリン
タとして使用する場合には、光像露光Ｌは受信データを
プリントするための露光になる。

【００５７】[実施例１]上記の実施形態による円筒部材
の製法を用いて作成した現像スリーブを例にとって、以
下に説明する。現像スリーブ用の基体として、アルミニ
ウム合金製の引抜円筒素管を、図３に示したブレード３
を用いて、以下の条件で、心無し研削加工を行なった。（ワーク）・外径：φ２０．１５ｍｍ・内径：φ１８．４ｍｍ・長さ：Ｌ＝３３３ｍｍ・材質：Ａ６０６３（研削条件）・研削方式：インフィード方式（送り込み研削）・粗研削送り速度：０．００７６ｍｍ／ｓｅｃ．・仕上研削送り速度：０．００２２ｍｍ／ｓｅｃ．・粗研削代：０．１５ｍｍ・仕上研削代：０．０２ｍｍ・研削砥石：炭化硅素質（ＳｉＣ）＃１２０・寸法：φ６１０×３７５×φ３０４（クレノートン社
製）・研削砥石回転数：１２５０ｒｐｍ（ブレード）・材質：超硬合金・幅：１６ｍｍ・長さ：３３３ｍｍ・冷却媒体：液体窒素・壁厚：０．５ｍｍ研削加工後に、ワークの加工精度を確認するために、真
直度、真円度、振れ精度、表面粗度（Ｒａ：中心線平均
粗さ）、表面のスクラッチの有無について、それぞれ、
測定および観察を行なった。その結果、連続５０００本
研削したときの平均値は、真直度：２．６μｍ、真円
度：３．４μｍ、振れ：４．７μｍ、表面粗度：Ｒａ＝
０．３９μｍであった。また、ワークを取り出した後、
ブレードの表面を観察したところ、ブレード表面には、
融着物や付着物もなく、加工前と何等変わることがなか
った。また、この時のブレード表層部の温度を測定した
ところ、−３０℃であった。

【００５８】なお、振れの測定は、図６に示したよう
に、ワーク４の両端から５ｍｍの位置を基準に、ワーク
を回転させて、軸方向に５箇所の位置を、テストインジ
ケーターを用いて測定し、その最大値を振れの値とし
た。また、表面粗度：Ｒａの測定は、１本のワークにつ
いて、軸方向に任意に３箇所、さらに、周方向に任意に
３箇所を測定し、全ての値の平均値をＲａの値とした。

【００５９】その後、取り出したワークを洗浄した後
に、目視にて、加工表面を観察したところ、加工面全周
に渡って、微細なスクラッチなどの発生が全く認められ
ず、非常に良好な表面状態が得られた。また、加工精度
も、上記のように、非常に良く、５０００本の連続研削
においても、研削の進行に伴う精度の低下もみられず、
安定した加工精度が得られた。

【００６０】次に、ワークの円筒面に帯電付与性能を向
上するために、導電性カーボン：１００重量部、グラフ
ァイト（平均粒径７μｍ）：９０重量部、フェノール樹
脂：１００重量部と、ＩＰＡ（イソプロピルアルコー
ル）溶剤とを、固形分３５％となるように混合し、ペイ
ントシェーカーにガラスビーズと共に入れ、５時間の分
散を行って調製し、この塗工液を、エアースプレーガン
により、円筒表面に吹き付け、樹脂層を形成した。そし
て、１５０℃の乾燥炉に、約３０分間入れて、塗膜を熱
硬化させた。次いで、マグネットローラーをワーク内に
挿入し、最後に、フランジ部材を圧入して、現像スリー
ブを作成した。

【００６１】上述の方法により、作成した現像スリーブ
を、キヤノン製レーザービームプリンターのプロセスカ
ートリッジに装着し、間欠的な作業順序で、１００００
枚の画出し評価を行った結果、ハーフトーン、ベタ黒い
ずれの画像上も、ピッチムラなどの欠陥を発生すること
なく、非常に良好な画像が得られた。

【００６２】［実施例２］次に、実施例１において、ブ
レードの壁厚を０．８ｍｍとした以外は、実施例１と同
様にアルミニウム合金製の円筒素管を研削加工した。こ
の時のブレード表層部の温度を測定したところ−２３℃
であった。

【００６３】加工後にワークの加工精度を確認するため
に、真直度、真円度、振れ精度、表面粗度（Ｒａ：中心
線平均粗さ）、表面のスクラッチの有無について、それ
ぞれ、測定および観察を行った。その結果、連続５００
０本の平均値は、真直度：２．３μｍ、真円度：３．３
μｍ、振れ：３．４μｍ、表面粗度：Ｒａ＝０．４１μ
ｍであった。

【００６４】取り出したワークを洗浄した後に、目視に
て、加工表面を観察したところ、加工面全周に渡って、
微細なスクラッチなどの発生が全く認められず、非常に
良好な表面状態が得られた。また、加工精度も、上記の
ように、非常に良く、５０００本の連続研削において
も、研削の進行に伴う精度の低下もみられず、安定した
加工精度が得られた。

【００６５】さらに実施例１と同様に現像スリーブを作
成し、画像評価を行った結果、ハーフトーン、ベタ黒い
ずれの画像上も、ピッチムラなどの欠陥を発生すること
なく、非常に良好な画像が得られた。

【００６６】［実施例３］次に、実施例１において、ブ
レードの壁厚を１．０ｍｍとした以外は、実施例１と同
様にアルミニウム合金製の円筒素管を研削加工した。こ
の時のブレード表層部の温度を測定したところ−１５℃
であった。

【００６７】加工後にワークの加工精度を確認するため
に、真直度、真円度、振れ精度、表面粗度（Ｒａ：中心
線平均粗さ）、表面のスクラッチの有無について、それ
ぞれ、測定および観察を行った。その結果、連続５００
０本の平均値は、真直度：２．３μｍ、真円度：３．３
μｍ、振れ：３．４μｍ、表面粗度：Ｒａ＝０．４１μ
ｍであった。

【００６８】取り出したワークを洗浄した後に、目視に
て、加工表面を観察したところ、加工面全周に渡って、
微細なスクラッチなどの発生が全く認められず、非常に
良好な表面状態が得られた。また、加工精度も、上記の
ように、非常に良く、５０００本の連続研削において
も、研削の進行に伴う精度の低下もみられず、安定した
加工精度が得られた。

【００６９】さらに実施例１と同様に現像スリーブを作
成し、画像評価を行った結果、ハーフトーン、ベタ黒い
ずれの画像上も、ピッチムラなどの欠陥を発生すること
なく、非常に良好な画像が得られた。

【００７０】［実施例４］次に、実施例１において、冷
却媒体を液体ヘリウムとした以外は、実施例１と同様に
アルミニウム合金製の円筒素管を研削加工した。この時
のブレード表層部の温度を測定したところ−２８℃であ
った。

【００７１】加工後にワークの加工精度を確認するため
に、真直度、真円度、振れ精度、表面粗度（Ｒａ：中心
線平均粗さ）、表面のスクラッチの有無について、それ
ぞれ、測定および観察を行った。その結果、連続５００
０本の平均値は、真直度：２．３μｍ、真円度：３．３
μｍ、振れ：３．４μｍ、表面粗度：Ｒａ＝０．４１μ
ｍであった。

【００７２】取り出したワークを洗浄した後に、目視に
て、加工表面を観察したところ、加工面全周に渡って、
微細なスクラッチなどの発生が全く認められず、非常に
良好な表面状態が得られた。また、加工精度も、上記の
ように、非常に良く、５０００本の連続研削において
も、研削の進行に伴う精度の低下もみられず、安定した
加工精度が得られた。

【００７３】さらに実施例１と同様に現像スリーブを作
成し、画像評価を行った結果、ハーフトーン、ベタ黒い
ずれの画像上も、ピッチムラなどの欠陥を発生すること
なく、非常に良好な画像が得られた。

【００７４】［実施例５］次に、実施例４において、ブ
レードの壁厚を０．８ｍｍとした以外は、実施例４と同
様にアルミニウム合金製の円筒素管を研削加工した。こ
の時のブレード表層部の温度を測定したところ−１９℃
であった。

【００７５】加工後にワークの加工精度を確認するため
に、真直度、真円度、振れ精度、表面粗度（Ｒａ：中心
線平均粗さ）、表面のスクラッチの有無について、それ
ぞれ、測定および観察を行った。その結果、連続５００
０本の平均値は、真直度：２．３μｍ、真円度：３．３
μｍ、振れ：３．４μｍ、表面粗度：Ｒａ＝０．４１μ
ｍであった。

【００７６】取り出したワークを洗浄した後に、目視に
て、加工表面を観察したところ、加工面全周に渡って、
微細なスクラッチなどの発生が全く認められず、非常に
良好な表面状態が得られた。また、加工精度も、上記の
ように、非常に良く、５０００本の連続研削において
も、研削の進行に伴う精度の低下もみられず、安定した
加工精度が得られた。

【００７７】さらに実施例１と同様に現像スリーブを作
成し、画像評価を行った結果、ハーフトーン、ベタ黒い
ずれの画像上も、ピッチムラなどの欠陥を発生すること
なく、非常に良好な画像が得られた。

【００７８】［実施例６］次に、実施例４において、ブ
レードの壁厚を１．０ｍｍとした以外は、実施例４と同
様にアルミニウム合金製の円筒素管を研削加工した。こ
の時のブレード表層部の温度を測定したところ−１０℃
であった。

【００７９】加工後にワークの加工精度を確認するため
に、真直度、真円度、振れ精度、表面粗度（Ｒａ：中心
線平均粗さ）、表面のスクラッチの有無について、それ
ぞれ、測定および観察を行った。その結果、連続５００
０本の平均値は、真直度：２．３μｍ、真円度：３．３
μｍ、振れ：３．４μｍ、表面粗度：Ｒａ＝０．４１μ
ｍであった。

【００８０】取り出したワークを洗浄した後に、目視に
て、加工表面を観察したところ、加工面全周に渡って、
微細なスクラッチなどの発生が全く認められず、非常に
良好な表面状態が得られた。また、加工精度も、上記の
ように、非常に良く、５０００本の連続研削において
も、研削の進行に伴う精度の低下もみられず、安定した
加工精度が得られた。

【００８１】さらに実施例１と同様に現像スリーブを作
成し、画像評価を行った結果、ハーフトーン、ベタ黒い
ずれの画像上も、ピッチムラなどの欠陥を発生すること
なく、非常に良好な画像が得られた。

【００８２】［実施例７］上記の実施形態による円筒部
材の製法を用いて、感光ドラムを作成した事例につい
て、以下に説明する。感光ドラム用の基体として、アル
ミニウム合金製の引抜円筒素管を、実施例１で使用した
ブレード３を用いて、以下の条件で、心無し研削加工を
行なった。（ワーク）・外径：φ３０．１５ｍｍ・内径：φ２８．４ｍｍ・長さ：Ｌ＝３３３ｍｍ・材質：Ａ６０６３（研削条件）・研削方式：インフィード方式（送り込み研削）・粗研削送り速度：０．００７６ｍｍ／ｓｅｃ．・仕上研削送り速度：０．００２２ｍｍ／ｓｅｃ．・粗研削代：０．１５ｍｍ・仕上研削代：０．０２ｍｍ・研削砥石：炭化硅素質（ＳｉＣ）＃１８０・・寸法：φ６１０×３７５×φ３０４（クレノトーン社
製）・研削砥石回転数：１２５０ｒｐｍ（ブレード）・材質：超硬合金・幅：１６ｍｍ・長さ：３３３ｍｍ・冷却媒体：液体窒素・壁厚：０．５ｍｍ研削加工後にワークの加工精度を確認するために、真直
度、真円度、振れ精度、表面粗度（Ｒａ：中心線平均粗
さ）、表面のスクラッチの有無について、それぞれ、測
定および観察を行なった。その結果、連続５０００本研
削したときの平均値は、真直度：３．１μｍ、真円度：
２．６μｍ、振れ：２．７μｍ、表面粗度：Ｒａ＝０．
２２μｍであった。また、ワークを取り出した後、ブレ
ードの表面を観察したところ、ブレード表面には、融着
物や付着物もなく、加工前と何等、変わることがなかっ
た。また、このときのブレード表層部の温度は−２７℃
であった。

【００８３】その後、取り出したワークを洗浄した後
に、目視にて、加工表面を観察したところ、加工面全周
に渡って、微細なスクラッチなどの発生が全く認められ
ず、非常に良好な表面状態が得られた。また、加工精度
も、上記のように、非常に良く、５０００本の連続研削
においても、研削の進行に伴う精度の低下もみられず、
安定した加工精度が得られた。

【００８４】そこで、得られた基体円筒上に、カゼイン
のアンモニア水溶液（カゼイン：１１．２ｇ、２８％ア
ンモニア水：１ｇ、水：２２２ｍｌ）を、浸漬コーティ
ング法で塗工し、乾燥して、塗工量１．０ｇ／ｍ²の下
引層を形成した。次に、アルミニウムクロライドフタロ
シアニン：１重量部、ブチラール樹脂（商品名：エスレ
ックＢＭ−２／積水化学（株）製）：１重量部と、イソ
プロピルアルコール：３０重量部とを、ボールミル分散
機で４時間分散した。この分散液を、先に形成した下引
層の上に浸漬コーティング法で塗工し、乾燥して、電荷
発生層を形成した。この時の膜厚は０．３μｍであっ
た。

【００８５】次に、ヒドラゾン化合物：１重量部、ポリ
スルフォン樹脂（商品名：Ｐ１７００／ユニオンカーバ
イト社製）：１重量部と、モノクロルベンゼン：６重量
部とを、混合し、攪拌機で攪拌・溶解した。この液を電
荷発生層の上に、浸漬コーティング法で塗工し、乾燥し
て、電荷輸送層を形成した。この時の膜厚は１２μｍで
あった。

【００８６】このようにして作成した感光体と、ポリア
セタール樹脂（商品名：「ジュラコンＭ９０−０２」ポ
リプラスチック（株）製コポリマー）を射出成形するこ
とにより作成したドラムギアとを結合し、感光ドラムを
構成した。

【００８７】そして、得られた感光ドラムを、キヤノン
製レーザビームプリンターのプロセスカートリッジに装
着し、間欠による１００００枚の画出し評価を行った。
その結果、実施例１と同様に、ハーフトーン、ベタ黒い
ずれの画像上も、ピッチムラなどの欠陥を発生すること
なく、非常に良好な画像が得られた。

【００８８】[比較例１]次に、実施例１乃至実施例６と
の対比のために、図７を用いて、比較例について説明す
る。同図は、従来から使用されている一般的なブレード
を示しており、ブレード材質：超硬合金、ブレード先端
角度：θ＝６０°であり、ワーク当接面には研磨加工を
施しており、表面粗度：Ｒａ＝０．３μｍである。

【００８９】このブレードを有する心無し研削装置を用
いて、実施例１と同一の加工条件により、現像スリーブ
用円筒部材を研削加工し、評価を行なった。

【００９０】その結果、研削開始後、わずか５本目でワ
ーク表面全周にわたって、スクラッチが発生した。途中
で、加工を中止して、ブレード表面を目視にて観察した
ところ、ブレード表面の、ワークとの摺動部には、図８
に示すように、アルミニウムの微細な切粉の融着物が発
生していた。そして、ワーク表面のスクラッチが発生し
た位置とブレード上に発生した融着物の位置との関係を
調べてみると、両者の位置が対応していることがわかっ
た。既に、スクラッチが発生し、ワーク表面に傷が発生
したために、現像スリーブとして使用することは困難で
あると判断し、ここで製作を中止した。

【００９１】[比較例２]次に、心無し研削装置ではな
く、普通の旋盤を用いて、円筒部材を作成する事例につ
いて説明する。ここでは、加工手順としては、まず、実
施例１で使用したものと同じアルミニウム素管を、旋盤
にチャッキングして、３０００ｒｐｍの回転数にて、ワ
ーク（アルミニウム素管）を回転させ、送り速度５ｍｍ
／ｓｅｃでワークの軸方向にバイトを送りながら、精密
切削加工を行い、現像スリーブ用円筒部材を作成した。（ワーク）・実施例１と同じ（切削条件）・切削装置：精密旋盤・切削工具：粗（焼結ダイヤモンド、工具ノーズ半径０．０５ｍｍ、す
くい角１０°）・切り込み量：粗０．１５ｍｍ仕上げ０．０２ｍｍ・ワーク回転数：３００ｒｐｍ・工具送り速度：５ｍｍ／ｓｅｃ（粗、仕上げとも）加工後にワークの加工精度を確認するために、真直度、
真円度、振れ精度、表面粗度（Ｒａ：中心線平均粗
さ）、表面のスクラッチの有無について、それぞれ、測
定および観察を行った。その結果、真直度：１８μｍ、
真円度：１１μｍ、振れ：２９μｍ、表面粗度：０．３
７μｍであった。

【００９２】また、ワークを洗浄した後に、目視にて、
加工表面を観察したところ、微細なスクラッチなどの発
生が全く認められず、良好な表面状態が得られていた。

【００９３】こうして得られた円筒部材に、その後、実
施例１と同様に、サンドブラスト処理、塗工処理を行
い、現像スリーブを作成した。そして、これをキヤノン
製レーザービームプリンターのプロセスカートリッジに
装着し、間欠による１００００枚の画出し評価を行っ
た。

【００９４】その結果、ハーフトーンの画像において、
スリーブ周期の濃度ムラ（ピッチムラ）が顕著に発生し
た。また、ベタ黒画像においても、軽微なピッチムラが
確認された。以上の実施例１〜比較例２までの結果をま
とめて図１１に示す。

【００９５】以上説明したように、上記の実施形態によ
れば次のような効果を奏する。即ち、円筒面が高い形状
精度に仕上げられており、しかも、従来は高精度な研削
加工が困難であったアルミニウムや黄銅などの軟質金属
材料の心無し研削加工において、スクラッチの発生を防
止し、非常に高い表面精度を得ることができる。このよ
うな円筒部材を、電子写真用の現像スリーブや感光ドラ
ムの基体として用いれば、円筒面の真円度、真直度およ
び表面精度が極めて高く、従って、円筒面の凹凸などに
よって画質を低下させる虞がない上に、振れが小さいた
めに、安定して回転する高性能な現像スリーブや感光ド
ラムを得ることが容易である。その結果、高い画質の画
像を安定して得ることのできる画像形成装置を実現する
こともできる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブレードと円筒部材との摺動による傷発生を防ぎ、高い
表面精度を有する電子写真用円筒部材を得ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の心無し研削装置の正面図である。

【図２】一実施形態の心無し研削装置の斜視図である。

【図３】ブレードの構成を示す図である。

【図４】ワークの加工の様子を示す図である。

【図５】転写式電子写真装置の概略構成を示す図であ
る。

【図６】円筒体の振れの測定方法を示す図である。

【図７】従来例を示す図である。

【図８】従来例を示す図である。

【図９】従来例を示す図である。

【図１０】従来例における傷の発生原理を示す図であ
る。

【図１１】実施例と比較例の加工結果を示す図である。

【符号の説明】

１研削砥石２調整砥石３ブレード３ａ流体層３ｂ流体管３ｃブレード本体４被加工物（ワーク）５ブレードベース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒部材であるワークの外周面を研削す
るための研削砥石と、前記ワークを回転させるための調整砥石と、前記研削砥石と調整砥石との間に配置され、前記ワーク
を支持するためのブレードとを有し、前記ブレードの内部に流通管を設け、該流通管内部に冷
却媒体を循環させ、前記ブレードの表層部を冷却させる
ことを特徴とする電子写真用円筒部材の研削装置。
【請求項２】前記冷却媒体が液体窒素であることを特
徴とする請求項１に記載の電子写真用円筒部材の研削装
置。
【請求項３】前記冷却媒体が液体ヘリウムであること
を特徴とする請求項１に記載の電子写真用円筒部材の研
削装置。
【請求項４】前記ブレード表層部の温度を０℃〜−３
０℃に冷却することを特徴とする請求項１に記載の電子
写真用円筒部材の研削装置。
【請求項５】請求項１乃至４の何れか１項に記載の研
削装置によって研削され、その材質がアルミニウムまた
はアルミニウム合金であることを特徴とする電子写真用
円筒部材。
【請求項６】円筒部材であるワークの外周面を研削す
るための研削砥石と、前記ワークを回転させるための調
整砥石と、前記研削砥石と調整砥石との間に配置され、
前記ワークを支持するためのブレードとを有する研削装
置を用いた電子写真用円筒部材の研削方法であって、前記ブレードの内部に流通管を設け、該流通管内部に冷
却媒体を循環させ、前記ブレードの表層部を冷却させる
ことを特徴とする電子写真用円筒部材の研削方法。
【請求項７】前記冷却媒体が液体窒素であることを特
徴とする請求項６に記載の電子写真用円筒部材の研削方
法。
【請求項８】前記冷却媒体が液体ヘリウムであること
を特徴とする請求項６に記載の電子写真用円筒部材の研
削方法。
【請求項９】前記ブレード表層部の温度を０℃〜−３
０℃に冷却することを特徴とする請求項６に記載の電子
写真用円筒部材の研削方法。
【請求項１０】請求項６乃至９の何れか１項に記載の
研削方法によって研削され、その材質がアルミニウムま
たはアルミニウム合金であることを特徴とする電子写真
用円筒部材。