JP2006068834A

JP2006068834A - 円筒研削盤装置

Info

Publication number: JP2006068834A
Application number: JP2004252533A
Authority: JP
Inventors: Shin Hattori; 伸服部
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】砥石カバーの内面への研削屑の蓄積を確実に防止することによって、ＯＡゴムローラの表面粗さを小さい値で維持しながら研削できる円筒研削盤装置を提供する。
【解決手段】砥石カバーに集塵ダクトが配置された円筒研削盤装置において、該集塵ダクトが複数個配置されていることを特徴とする円筒研削盤装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、円筒研削盤装置に関する。詳しくは、複写機、レーザービームプリンタ、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、その他各種オフィスオートメーションゴムローラ（ＯＡゴムローラーと表すことがある）の研削に用いられる円筒研削盤装置に関する。

電子写真装置のカラー化・高精細化・高速化に伴い、近年、帯電ローラや転写ローラは均一帯電や均一転写が求められ、帯電電位や転写電位が大きく変動しないローラが求められている。このためローラは抵抗ムラを減少させるために、ローラ寸法精度が高いことや表面粗さが均一であることが求められる。従来振れが０．２ｍｍ程度であったものが、０．０１ｍｍレベルまで外径精度を向上させ、また表面粗さ（Ｒａ）は１．０μｍ以下で部分的にムラがないことが要求されている。

一般的にＯＡゴムローラを製造する場合以下の方法が採用されている。（導電性）弾性体層を形成するためのゴム材料としてはエピクロロヒドリンゴムやアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲと表すことがある）やウレタンゴムなどを使用し、未加硫ゴムを押出し機で芯金の外周面上にチューブ状に成形し蒸気缶または熱風炉等で加硫を行い、（導電性）弾性体層を持ったローラを作製する。

更に、外径形状の精度を求めるために、円筒研削盤装置で（導電性）弾性体層を研削することにより目的の精度を出す方法が知られている。更に、表面性向上や電気特性改善のため、（導電性）弾性体層の外周面上に少なくとも１層の表層が設けられた構成が採用されていることが多い。

ＯＡゴムローラの精度や表面性を左右する一番重要な工程は円筒研削盤装置での研削工程である。従来はまず、ＯＡゴムローラｄの芯金の両方の端部を、保持するとともにＯＡゴムローラを回転させ、この状態で回転させた砥石ｃによりＯＡゴムローラの（導電性）弾性体層の外周面を研削する。砥石ｄには研削屑を飛び散らせないように砥石カバーaが砥石の周りを覆っている。またＯＡゴムローラは次工程での洗浄を省くため通常乾式で研削される。研削装置には集塵機（不図示）が備えられており、ＯＡゴムローラの研削により発生した研削屑は、集塵ダクトｂを通って、集塵機で吸引される（図１）。

精度、平滑性を向上させる重要な条件として、砥石の回転速度や被研削物への切り込み量、送り量等の適正な選択が必要なのは勿論のこと、砥石のツルーイングやドレッシングを確実に行って砥石表面を高精度に整え、その状態を研削加工中に渡って安定に維持することが肝要とされている。そうした細心の注意を払って加工を行ったとしても、実際には、被研削物の研削屑が、砥石面に戻ってきて砥石と被研削物の間に入ってしまい、表面性の仕上がりを悪化させたりまた砥石面に付着して砥石を目詰まりさせて、砥石そのものの研削性を落としてしまっていた。その結果、得られたＯＡゴムローラは目的の精度を満足できないことになってしまう。

そのため研削精度を向上させようとして、一般的な研削加工では、砥石表面に圧縮空気を吹き付け研削液と一緒に研削屑を吹き飛ばす方法がとられている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながらこの方法をＯＡゴムローラの円筒研削盤装置で行おうとすると、砥石表面に圧縮空気を吹き付けたとしても、集塵機ですべてを吸引しきれずに研削屑eがある程度まで砥石カバー内面に蓄積してしまう。そしてまとまって研削屑eが剥がれＯＡゴムローラｄに降りかかってしまう（図２）。

集塵機の吸引力を上げれば向上はするが、一本の集塵ダクトの吸引力を上げても取りきれないものが多く実際上ＯＡゴムローラの円筒研削盤装置では、研削屑が被研削物に降りかかることが多い。

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ＯＡゴムローラを研削する場合や、ソリッドタイプのＯＡゴムローラ、あるいはフォームタイプのＯＡゴムローラを研削する場合などにおいて大量の研削屑が発生してしまう場合に、ゴムローラの表面粗さを小さい値で安定させるためには、研削屑の砥石カバー内面への蓄積を確実に防止する必要がある。

特開２００１−１９１２５１公報（請求項１）

そこで本発明は、研削屑の砥石カバー内面への蓄積を確実に防止することによって、ＯＡゴムローラの表面粗さを小さい値で維持しながら研削できる円筒研削盤装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ＯＡゴムローラの表面性を研削屑により悪化させることがない、円筒研削盤装置を発明した。
即ち、上記本発明の目的は、砥石カバーに集塵ダクトが配置された円筒研削盤装置において、該集塵ダクトが複数個配置されていること特徴とする円筒研削盤装置により達成される。
また前記砥石カバーは、その内周面に被研削物の研削屑の付着しにくい樹脂被覆層を有することが好ましい。
また、前記樹脂被覆層は、フッソ樹脂を含む樹脂被覆層であることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、ＯＡゴムローラの研削を行う円筒研削盤装置において、集塵ダクトを複数個設けたことにより砥石カバー内面に研削屑が蓄積することを防止することができ、被研削物の表面粗さを低下させることがなく、平滑な表面仕上げができる。また砥石カバーを、研削屑の付着しにくい樹脂被覆層を砥石カバー内周面に有するものとすることにより、砥石カバー内面に研削屑が蓄積したものが、まとまって剥がれ被研削物表面にかかり被研削物の表面粗さを低下させることがなく、平滑な表面仕上げができる。また砥石カバー内周面に有する樹脂被覆層を、フッ素樹脂を含む樹脂被覆層とすることにより、砥石カバーの内周面に樹脂被覆層を設ける方法が簡易となりまたＯＡゴムローラを研削する時に発生する研削屑が砥石カバーの内面に付着しにくい最良の樹脂被覆層となり効果を最大限に発揮できる。

本発明は、砥石カバーに集塵ダクトが配置された円筒研削盤装置において、該集塵ダクトが複数個配置されていることを特徴とする円筒研削盤装置である。
以下に、本発明の実施形態の一例について図面を参照して説明する。
図３は、本発明の一実施形態の円筒研削盤装置の断面の概要を示す図である。図３に示す通り、砥石ｃは回転しながら被研削物であるＯＡゴムローラｄにあたり、ＯＡゴムローラｄを研削する。被研削物がＯＡゴムローラｄである場合、研削後に洗浄などを行わないかあるいはこれを簡易にするため、通常、研削液を使用しないで研削を行う。いわゆる乾式で円筒研削盤装置を使用する。
またＯＡゴムローラｄを研削すると、大量の研削屑が発生する。このため、例えば、図１に示す集塵ダクトが１個配置された従来の円筒研削盤装置を用いてＯＡゴムローラを研削し、発生した研削屑を集塵ダクトｂで吸い込む場合には、例えば、図２に示すように、研削屑が取りきれず砥石カバーａの内面に蓄積してしまう。集塵ダクトの吸引力を上げるだけでは、砥石表面に付着した研削屑が回転しながら全体に飛び散る分までをとりきれない。

そこで本発明の一実施形態においては、図３に示したように、集塵効果を高めるため、砥石カバーａに集塵ダクト２ｂを追加して集塵ダクトを二本配置して集塵力を高めている。砥石カバーａに配置する集塵ダクトの本数は、多ければ効果が増すが、集塵機の能力や円筒研削盤装置の構造などから図３に示すような配置とするのが好ましい。すなわち、集塵ダクトの本数を２本とし、水平方向に一本の集塵ダクトｂを設け、その後に砥石表面に付着している研削屑を吹き飛ばすためのエアーノズルｆを設け、これで砥石表面に付着した研削屑を吹き飛ばし、その後に、垂直方向の集塵ダクト２ｂを設けこれにより研削屑を吸引する構成とするのが好ましい。このような構成とすると砥石カバー内に研削屑が蓄積することが減少し研削されたゴムローラの表面性が向上する。

集塵力を高くしても取りきれない研削屑は、砥石カバーaの内面に付着しようとする。そのため、本発明においては、砥石カバー内周面に、被研削物であるＯＡゴムローラｄの研削屑の付着しにくい樹脂被覆層を設け、砥石カバーが内周面に樹脂被覆層を有する構成とするのが好ましい。砥石カバーａの内周面に樹脂被覆層を設ける方法としては、樹脂をシート状にし、このシートを砥石カバーの内面に接着剤で貼り付けまたはボルト類などで固定させる方法がある。他には、樹脂被覆層を構成する成分を含む塗料を砥石カバーａの内周面にコーティングし、乾燥し、所望の場合にはこれに焼き付けなどの処理を行う方法等がある。

樹脂被覆層に含まれる樹脂の種類は、特に限定されないが、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）などの、研削屑を付着しにくい樹脂被覆層を形成することのできるものを挙げることができる。

フッ素樹脂は、一般的に耐熱・耐寒性、耐薬品性、非粘着性、低摩擦特性、電気絶縁性、耐燃焼性などの優れた特性を兼ね備えていることが知られており、本発明において特に必要な非粘着性および低磨耗特性等においても優れ、また樹脂被覆層をコーティング法で簡単に設けることができ、人体に安全であり、長寿命の性能維持特性を持っており、メンテナンスの低減とコストダウンが図れるところから、本発明において好ましく用いることができる。フッ素樹脂の種類としては、特に限定されないが、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰと表すことがある）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥと表すことがある）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡと表すことがある）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥと表すことがある）などの一般的なテフロン樹脂を用いることができる。その他のものとしてフルオロエチレン−ビニルエーテル共重合体（ＦＥＶＥと表すことがある）、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦと表すことがある）などにも効果があり好適に使用することができる。

また、上記樹脂被覆層は、通常、０．０１〜０．５ｍｍの厚さとするのが好ましく、０．０５〜０．２ｍｍの厚さとするのがより好ましい。上記樹脂被覆層の厚さを０．０１ｍｍ以上とすると均一にコーティングでき、また、上記樹脂被覆層の厚さを０．５ｍｍ以下とすると材料費が抑えられ好ましい。

次に、本発明を実施例に基づいて詳しく説明するが、本発明は、これらによってなんら限定されるものではない。

〔ＯＡゴムローラの作製〕
ゴム配合物
エピクロロヒドリンゴム１００質量部
カーボンブラック５質量部
可塑剤１０質量部
充填材３０質量部
加硫剤３質量部
以上の配合物を密閉型混練機およびロール機を用いて混練し未加硫のゴム組成物を得た。この未加硫のゴム組成物を、押出機を用いて押出すと同時に、連続的に芯金を押出機のクロスヘッドダイを通過させて、芯金の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめてローラ形状にした後、２００℃で２０分間熱風炉に投入して加硫を行い芯金上に弾性体層を形成しＯＡゴムローラを作製した。ＯＡゴムローラの外径はφ１３．５ｍｍとした。

〔ＯＡゴムローラの研削条件〕
実施例および比較例の研削は、以下の条件で行った。
砥石:テイケンＧＣ１２０ＨＨ
砥石周速：３０ｍ／ｓ
研削：外径φ１３．５ｍｍのＯＡゴムローラの弾性体層をφ１２．０ｍｍまで研削し仕上げる
研削時間：３０ｓ
研削方法：プランジカット方式

〔研削ＯＡゴムローラの表面性評価〕
（１）表面粗さＲa（１０点平均粗さ）
実施例および比較例の研削ＯＡゴムローラの表面粗さＲa（１０点平均粗さ）については、株式会社小坂研究所製の表面粗さ測定機（サーフコーダＳＥ３５００；商品名）を用い、カットオフ０．８ｍｍ、送り速度０．１ｍｍ／ｓ、測定長２．５ｍｍの条件で測定した。Ｒａの計算は、ＪＩＳＢ０６０１−２００１に準じて行った。

（２）目視検査
実施例および比較例の研削ＯＡゴムローラの表面状態の評価の一つとして目視検査を行い、次の基準で評価した。
もや大：全体に発生している
もや中：部分的にであるが明らかにもやが確認できる
もや小：わずかに見える
なし：目視上見えない

〔研削屑の蓄積量の評価〕
実施例および比較例において、ゴムローラの研削終了時に砥石カバー内に蓄積した研削屑の量を目視で確認し、次の基準で評価した。
多い：カバー内に全体的に濃く蓄積
やや少ない：カバー内に薄く蓄積
少し：カバー内に一部蓄積がない
ほとんどなし：カバー内の角に一部蓄積が認められるが、平面分には蓄積が見られない

（実施例１）
図３に示す円筒研削盤装置であって、内周面に研削屑の付着しにくい樹脂被覆層を有していない砥石カバーを備えた円筒研削盤装置を用い、上記方法で作製したＯＡゴムローラを、上記ＯＡゴムローラの研削条件にて研削し、研削ＯＡゴムローラを得た。得られた研削ＯＡゴムローラの表面性および研磨屑の蓄積量を前記方法で評価した。結果を表１に示した。

（実施例２）
内周面に研削屑の付着しにくい樹脂被覆層として厚さ０．１ｍｍのＰＰ層を設けた砥石カバーを備えた円筒研削盤装置を用いた以外は実施例１と同様にして研削ＯＡローラを得、実施例１と同様にして得られた研削ＯＡゴムローラの表面性および研磨屑の蓄積量を評価した。結果を表１に示した。

（実施例３）
内周面に研削屑の付着しにくい樹脂被覆層として厚さ０．１ｍｍのＰＴＦＥ層を設けた砥石カバーを備えた円筒研削盤装置を用いた以外は実施例１と同様にして研削ＯＡローラを得、実施例１と同様にして得られた研削ＯＡゴムローラの表面性および研磨屑の蓄積量を評価した。結果を表１に示した。

（比較例１）
図１に示す円筒研削盤装置であって、内周面に研削屑の付着しにくい樹脂被覆層を有していない砥石カバーを備えた円筒研削盤装置を用いた以外は実施例１と同様にして研削ＯＡローラを得、実施例１と同様にして得られた研削ＯＡゴムローラの表面性および研磨屑の蓄積量を評価した。結果を表１に示した。

表1に示したように、集塵ダクトを二本配置した砥石カバーを備えた円筒研削盤装置を用いることにより、得られた研削ゴムローラの表面粗さが低下し、表面性が向上する。内周面にＰＰまたはＰＴＦＥからなる樹脂被覆層を有する砥石カバーを備えた円筒研削盤装置を用いると、得られた研削ゴムロールの表面粗さがさらに低下し、表面性が向上した。特にフッ素樹脂からなる樹脂被覆層を有するものについては良好な結果を得た。
砥石カバー内の研削屑の蓄積量は、ＯＡゴムローラの研削を行う円筒研削盤装置において、集塵ダクトを二本配置した砥石カバーを備えた、または、さらに内周面に被研削物の研削屑の付着しにくい樹脂被覆層を有する砥石カバーを備えた円筒研削盤装置は、砥石カバー内面に研削屑が蓄積しにくくなり、まとまって剥がれ、被研削物表面にかかり研削ゴムローラの表面粗さを低下させることがなく、平滑な表面仕上げができる。また砥石カバーを、内周面にフッ素樹脂を含む樹脂被覆層を有する砥石カバーとすると、樹脂被覆層を砥石カバーの内周面に設ける方法が簡易となりまたＯＡゴムローラを研削する時に発生する研削屑が付着しにくく効果を最大限に発揮できる。

本発明の円筒研削盤装置は、複写機、レーザービームプリンタ、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ＯＡゴムローラの研削に用いられる。

従来の円筒研削盤装置の構成を説明するための図である。図１に示す円筒研削盤装置における研削屑の蓄積について説明するための図である。本発明の一実施形態の円筒研削盤装置の構成を説明するための図である。

符号の説明

ａ砥石カバー
ｂ集塵ダクト
２ｂ集塵ダクト
ｃ砥石
ｄＯＡゴムローラ
ｅ研削屑
ｆエアーノズル

Claims

砥石カバーに集塵ダクトが配置された円筒研削盤装置において、該集塵ダクトが複数個配置されていることを特徴とする円筒研削盤装置。
前記砥石カバーが、その内周面に被研削物の研削屑の付着しにくい樹脂被覆層を有する請求項１記載の円筒研削盤装置。
前記樹脂被覆層が、フッ素樹脂を含む樹脂被覆層である請求項２記載の円筒研削盤装置。