JP2006106380A - アルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アルミニウム合金製の感光ドラム基体を効率的に洗浄する方法および装置を提供する。
【解決手段】 引抜加工により所望の内外径に加工し、所望の長さに切断し、洗浄する工程を有しているもので、その洗浄工程が、駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２にアルミニウム合金製感光ドラム基体１を横向きでその中心軸を角度θ傾斜させて載置し回転させながら内面スプレーノズル２０及び外面スプレーノズル２２をより洗浄液を噴射させて洗浄するものであり、脱脂洗浄液が食塩水を電気分解してマイナス極側に生成するアルカリ性電解水を用いているアルミニウム合金製の感光ドラム基体の製造方法である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法及び製造装置に係り、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金製感光ドラム基体の洗浄工程を有する製造方法及び製造装置に関するものである。

一般に、アルミニウム合金製感光ドラム基体は、引抜油を用いて引抜加工し、所定の長さに切断したアルミニウムの素管を洗浄した後、検査等を経て製品とするものである。このようなアルミニウム合金製感光ドラム基体を引抜加工で製造する際に、高粘度の引抜油を使用する。その引抜油は主成分がポリブデンであり、動粘度が、８０００〜２００００ｃｓｔ．程度のものである。引抜加工によって、アルミニウム合金製感光ドラム基体の表面には、引抜油およびアルミニウムの磨耗粉、といった汚れが付着する。そこで、検査前に、脱脂洗浄を行っている。脱脂洗浄が不十分だと、（１）製品の外観上の不良となる、（２）作業者の手または手袋が汚れ、その手または手袋によって触られた他の清浄な製品にまで汚れが拡大し、製品の価格を著しく低下させる等の問題が生じる。

そこで、アルミニウム合金製感光ドラム基体の脱脂洗浄を行うもので、その洗浄方法として、トリクロロエチレン、ジクロロメタン等の塩素系有機化合物を使用する方法、又は、水酸化ナトリウム等のアルカリ性水溶液によるアルカリ洗浄、又は、合成界面活性剤による方法、又は、炭化水素系の洗浄剤による方法などが実施されている。
しかしそれらには、
（１） 塩素系有機化合物：環境問題から使用が制限され、将来的に使用できなくなる可能性がある。
（２） アルカリ洗浄：水酸化ナトリウムは劇物であり、取扱いに注意を要する。
（３） 合成界面活性剤：排水処理にコストがかかる。
（４） 炭化水素系：可燃物であり、防災対策のため、設備コストが増大する。のような問題があり、近年、将来にわたって、持続的に安全に使用可能な洗浄方法の必要性が高まっている。

アルミニウム合金製感光ドラム基体の洗浄方法として、純水または二酸化炭素を溶解させた水を用いて、感光ドラム基体を回転させながら洗浄する方法が、特許文献１〜３に示されているが、これらは感光ドラム基体の中心軸が鉛直方向になるように支持されており、ドラム直径に応じた適切な把持回転駆動機構が必要になるものである。ところで近年、電子写真プリンターに対応する市場のニーズが、ますます多様化するにつれ、直径が１２０ｍｍ以上で、長さ４００ｍｍを超えるような、大型の感光ドラム基体の需要が増加してきている。このような感光ドラム基体を、一つの生産ラインで行うには上記のような従来の洗浄方法では対応することが困難であった。
特開平１−１３０１５９号公報 特開平７−２０６４３号公報 特開平８−６９１１５号公報

本発明はアルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管を引抜加工し、所望の長さに切断し、それを洗浄する工程を有しているアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の洗浄工程を有するその製造方法において、直径が１２０ｍｍ以上、長さ４００ｍｍを超えるような大型のアルミニウムまたはアルミニウム合金製の感光ドラム基体を効率的に洗浄する方法および装置を提供するものであり、かつアルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管の外観上の不良のないように洗浄することができ、作業者の手または手袋による汚れのない清浄な感光ドラム基体等の円筒体が得られるように洗浄する方法および装置を提供するものである。

本発明は（請求項１）、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管を引抜加工により所望の内外径に加工し、所望の長さに切断し、洗浄する工程を有しているアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法において、前記洗浄工程が、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の所望の長さの素管を回転させながらその内面及び外面にスプレーノズルより洗浄液を噴射させて洗浄するものであり、駆動ローラーを含む複数のローラーに前記アルミニウムまたはアルミニウム合金製の所望の長さの素管を横向きでその中心軸を傾斜させて載置し、回転させ、かつ前記素管の内面及び外面に位置しているスプレーノズルを前記素管の軸方向に移動させて素管の内面及び外面を洗浄する工程を有することを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法である。
また本発明は（請求項２）、アルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体が、感光ドラム基体であることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法である。
また本発明は（請求項３）、駆動ローラーを含む複数のローラーに横向きに載置されるアルミニウムまたはアルミニウム合金製素管の中心軸の傾斜は、１度〜５度であることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法である。

また本発明は（請求項４）、洗浄工程が、切粉洗浄、脱脂洗浄、すすぎ洗浄及び乾燥からなり、前記切粉洗浄、前記脱脂洗浄、前記すすぎ洗浄のそれそれが、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の所望の長さの素管を回転させながらその内面及び外面にスプレーノズルより洗浄液を噴射させて洗浄するものであり、前記乾燥が、すすぎ洗浄後のアルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管を回転させながらその内面及び外面にスプレーノズルよりエアーを噴射させるものであることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法である。
また本発明は（請求項５）、洗浄工程の脱脂洗浄液が、食塩水を電気分解してマイナス極側に生成するアルカリ性電解水であることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法である。
また本発明は（請求項６）、洗浄工程の脱脂洗浄液は、食塩水を電気分解してマイナス極側に生成するアルカリ性電解水で、そのアルカリ性電解水のｐＨは８．５以上１２以下、その温度が３５℃以上６５℃以下、スプレーノズルの相対移動速度は２００ｍｍ／ｓ以上５００ｍｍ／ｓ以下、スプレーの圧力は３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法である。
また本発明は（請求項７）、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管の内面及び外面をスプレーノズルよる洗浄工程の前処理として、灯油または炭化水素系洗浄剤による前洗浄を行うことを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法である。

また本発明は（請求項８）、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体を横向きでその中心軸を傾斜させて駆動ローラーを含む複数のローラーに載置し、その内面及び外面を軸方向に移動するスプレーノズルを備えた洗浄装置であって、前記駆動ローラーを含む複数のローラーは、前記円筒体の中心軸と同じ向きの回転軸に設けられ、駆動ローラーを含む複数のローラーをそれぞれ設けた回転軸は前記円筒体を載置・回転できるように少なくとも２列併設されて、かつ前記円筒体がその中心軸を傾斜させて載置されるように設けられていることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置である。
また本発明は（請求項９）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管を引抜加工により所望の内外径に加工し、所望の長さに切断したアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体を洗浄する装置において、切粉洗浄手段、脱脂洗浄手段、すすぎ洗浄手段及び乾燥手段を有しており、それぞは、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管をを横向きでその中心軸を傾斜させて駆動ローラーを含む複数のローラーに載置し、その内面及び外面を軸方向に移動するスプレーノズルを備えたもので、前記駆動ローラーを含む複数のローラーは、前記円筒体の中心軸と同じ向きの回転軸に設けられ、駆動ローラーを含む複数のローラーをそれぞれ設けた回転軸は前記円筒体を載置・回転できるように少なくとも２列併設されて、かつ前記円筒体がその中心軸を傾斜させて載置されるように設けられているものであり、前記切粉洗浄手段、前記脱脂洗浄手段、前記すすぎ洗浄手段及び前記乾燥手段をは、並列に設けられており、並列に設けられた前記切粉洗浄手段、前記脱脂洗浄手段、前記すすぎ洗浄手段及び前記乾燥手段には、洗浄された円筒体を次ぎの手段に順次移送できるようにウォーキングビームを設けていることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置である。

また本発明は（請求項１０）、円筒体の内面及び外面を軸方向に移動するスプレーノズルは、円筒体の直径方向に移動可能に設けていることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置である。
また本発明は（請求項１１）、駆動ローラーを含む複数のローラーは、それぞれを洗浄する液を噴射する洗浄ノズルを設けていることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置である。
また本発明は（請求項１２）、切粉洗浄手段、脱脂洗浄手段、すすぎ洗浄手段は、それぞれを区切る昇降シャッターが設けられていることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置である。
さらに、本発明は（請求項１３）、切粉洗浄手段、脱脂洗浄手段、すすぎ洗浄手段は、それぞれに洗浄液の受け皿が設けられていることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置である。

本発明のアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法及び製造装置、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金製感光ドラム基体の洗浄工程を有する製造方法及び製造装置によれば、直径が１２０ｍｍ以上、長さ４００ｍｍを超えるような大型のアルミニウムまたはアルミニウム合金製の感光ドラム基体を効率的に洗浄することができ、かつ外観上の不良のないように洗浄することができるものである。またアルカリイオン水を用いて脱脂洗浄を行うことにより感光ドラム基体として良好な表面にすることができ、環境問題がなく、安全に脱脂洗浄を行うことができるものである。

本発明の実施の形態を図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２は本発明の実施形態で、引抜加工により所望の内外径に加工し、所望の長さに切断したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の感光ドラム基体となる素管（以下「アルミニウム合金製感光ドラム基体」という）の洗浄について示したものである。
図１は洗浄装置の斜視図であり、図２は図１の洗浄装置の一部で（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
図１及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、アルミニウム合金製感光ドラム基体１は横向きに、駆動ローラーを含む複数のローラーである駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２に載置される。

駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２は、回転軸５８に設けられている。回転軸５８の駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２は一列になっており、また回転軸５８の駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２も一列になっている。
駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２の列の回転軸５８と駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２の列の回転軸５８は、併設されている。 また、アルミニウム合金製感光ドラム基体１が横向きでその中心軸を傾斜させるように載置されている。

駆動ローラー５３及び駆動ローラー６３は同一の方向に駆動・回転され、その上に、またフリーローラー５１、５２及びフリーローラー６１、６２に載置されている感光ドラム基体１は回転する。
このように、アルミニウム合金製感光ドラム基体１を横向きに載置して回転させることにより、長さ４００ｍｍを超えるような大型のアルミニウム合金製の感光ドラム基体を効率的に洗浄することができるものである。

回転軸５８に設けられている駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２の列は、図２（ｂ）に示すように、右側に図示した駆動ローラー５３が低く、左側に図示したフリーローラー５１が高く、角度θを付けて配設されている。
このように角度θを付けて配設されている駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２の上に横向き載置されるアルミニウム合金製感光ドラム基体１は、その一端１２が低く、もう一方の端１１が高くなり、感光ドラム基体１は、その中心軸が角度θで傾斜されて載置されることになる。また感光ドラム基体１がその中心軸が角度θで傾斜されて載置させているので、噴射された液が感光ドラム基体１の内面から容易に流れ出るものである。

駆動ローラー５３、６３には位置決めフランジ５６が設けられている。駆動ローラー５３、６３のフランジ５６には、傾斜している感光ドラム基体１の低い方の一端１２が接触して感光ドラム基体１の位置決めが成され、また傾斜されて載置される感光ドラム基体１が、回転時に安定した状態を保てるものである。
駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２は外径の等しいものとすることで安定して感光ドラム基体１が回転する。

駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２は、それぞれを洗浄する液を噴射させる洗浄ノズル２６を設けている。
感光ドラム基体１は引抜加工や切断という工程を経ているもので油や切粉が付いており、これらで駆動ローラー及びフリーローラーが汚れることがある。駆動ローラー及びフリーローラーが汚れていると、洗浄した感光ドラム基体１の外面を再汚染してしまう虞がある。したがって駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２の下方から、洗浄ノズル２６により、洗浄液を噴射してローラー表面を洗浄するものである。 また駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２の材質は、感光ドラム基体１への傷防止のために、ＮＢＲ等のゴムを使用することが好ましい。

駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２は、それぞれが回転軸５８に設けられている。すなわち、ローラーの軸５８は、複数に分割されており、それぞれが図示しない軸受けによって回転自在に支持されている。
感光ドラム基体１を搬送するためのウォーキングビーム７１、７２が設置されている。ウォーキングビーム７１、７２は上昇して感光ドラム基体１を載置するものであり、ウォーキングビーム７１、７２が上昇する際に邪魔にならないようにローラーの軸５８は複数に分割されている。またそれぞれが回転自在に支持されている。

また、アルミニウム合金製感光ドラム基体１の内面に位置し移動する内面スプレーノズル２０、外面に位置し移動する外面スプレーノズル２２を備えている。 内面スプレーノズル２０は支持腕２１でノズル移動機構４に設けられ、また外面スプレーノズル２２は支持腕２３でノズル移動機構４に設けられている。
移動機構４は、矢印ａ１、ａ２のように移動するように基台４２に摺動面４１で載置している。移動機構４を矢印ａ１、ａ２のように移動させることにより、内面スプレーノズル２０及び外面スプレーノズル２２はアルミニウム合金製感光ドラム基体１の内面及び外面を軸方向に移動する。

また、移動機構４はその摺動面４１を基台４２に角度θで傾斜させて載置されているので、角度θで傾斜している感光ドラム基体１に沿って軸方向に移動する。なお、基台４２に水平面を４３（ＨＯＲ）と図示した。
ここで移動機構４を角度θで傾斜させて摺動させることにより感光ドラム基体１の内面と内面スプレーノズル２０の間隔は一定であり、また感光ドラム基体１の外面と外面スプレーノズル２２の間隔も一定であり、スプレーノズルから感光ドラム基体１に噴射される洗浄液は同じ圧力で噴射されるものであり、感光ドラム基体１を外観上の不良のないように洗浄することができるものである。

また、内面スプレーノズル２０はその支持腕２１を矢印ｂのように、感光ドラム基体１の直径方向に移動可能に設けている。また外面スプレーノズル２２はその支持腕２３を矢印ｃのように、感光ドラム基体１の直径方向に移動可能に設けている。これにより直径の異なる感光ドラム基体に対応することができ、多品種で少量の生産品に対応して効率的に洗浄を行うことができるものである。

次いで、図１〜図４を参照して、所望の長さに切断したアルミニウム合金製感光ドラム基体を洗浄する、切粉洗浄手段、脱脂洗浄手段、すすぎ洗浄手段及び乾燥手段を有している洗浄装置の実施形態を説明する。
図３及び図４は、切粉洗浄手段、脱脂洗浄手段、すすぎ洗浄手段及び乾燥手段が並列に設けられている洗浄装置の実施形態であり、図３は洗浄装置に昇降シャッターが設けられていることを示した図、図４は洗浄装置にアルミニウム合金製感光ドラム基体を順次移送するウォーキングビームを設けているものを示した図である。
図３及び図４に示した洗浄装置は、その一部を図１の斜視図に示しているものであり、またアルミニウム合金製感光ドラム基体１は横向きに駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２に載置されることについては図２（ａ）（ｂ）に示すようになっているものである。

図３（ａ）に示すように、切粉洗浄手段８１、脱脂洗浄手段８２、脱脂洗浄の液切り８３、すすぎ洗浄手段８４、すすぎ洗浄の液切り８５及び乾燥手段８６、８７、８８が並列に設けられているものである。
切粉洗浄手段８１、脱脂洗浄手段８２、脱脂洗浄の液切り８３、すすぎ洗浄手段８４、すすぎ洗浄の液切り８５には昇降シャッター８が設けられている。昇降シャッター８には、それぞれを区切る部材（壁）８０が設けられている。また昇降シャッター８はスライド式のものである。

切粉洗浄手段８１には、その洗浄液の受け皿９１が設けられている。脱脂洗浄手段８２、脱脂洗浄の液切り８３には、その洗浄液の受け皿９２が設けられている。すすぎ洗浄手段８４、すすぎ洗浄の液切り８５には、その洗浄液の受け皿９３が設けられている。また、それぞれの受け皿９１、９２、９３にはそれぞれを区切る部材（壁）９０が設けられている。

切粉洗浄手段８１は、下降している昇降シャッター８の区切る部材（壁）８０及び受け皿９１の区切る部材（壁）９０で区画される。それにより感光ドラム基体１の切粉洗浄を行う内面スプレーノズル２０、外面スプレーノズル２２から噴射される洗浄液が、隣に飛散しないようにし、また切粉の洗浄液は混り合わないように、受け皿９１で回収される。
また、切粉洗浄手段８１には、感光ドラム基体１を載置して回転させるローラー５１、６１の洗浄ノズル２６が設けられている。

脱脂洗浄手段８２、脱脂洗浄の液切り８３は、昇降シャッター８の区切る部材（壁）８０及び受け皿９２の区切る部材（壁）９０で、隣りの切粉洗浄手段８１、隣りのすすぎ洗浄手段８４と区画される。
脱脂洗浄手段８２は、感光ドラム基体１を内面スプレーノズル２０、外面スプレーノズル２２から噴射される洗浄液、具体的にはｐＨは８．５以上１２以下のアルカリ性電解水で脱脂洗浄を行うものであり、脱脂洗浄の液切り８３は内面スプレーノズル３０、外面スプレーノズル３２からエアーを噴射して液切りを行なうものである。

脱脂洗浄手段８２と脱脂洗浄の液切り８３も昇降シャッター８の区切る部材（壁）８０で区画され、脱脂洗浄手段８２からその脱脂洗浄液が、液切り８３に飛散して来ないようしている。この区切る部材（壁）８０は、ほぼ感光ドラム基体１の下までの長さのもので区画される。
受け皿９２は脱脂洗浄手段８２と脱脂洗浄の液切り８３の下部に位置してその洗浄液を回収する。
また、脱脂洗浄手段８２には、感光ドラム基体１を載置して回転させるローラー５１、６１の洗浄ノズル２６が設けられている。

すすぎ洗浄手段８４、すすぎ洗浄の液切り８５は、昇降シャッター８の区切る部材（壁）８０及び受け皿９３の区切る部材（壁）９０で、隣りの脱脂洗浄の液切り８３、乾燥手段８６と区画される。
すすぎ洗浄手段８４は、感光ドラム基体１を内面スプレーノズル２０、外面スプレーノズル２２から噴射されるすすぎ洗浄水ですすぎ洗浄を行うものであり、すすぎの液切り８５は内面スプレーノズル３０、外面スプレーノズル３２からエアーを噴射して液切りを行なうものである。

すすぎ洗浄手段８４とすすぎ洗浄の液切り８５はも昇降シャッター８の区切る部材（壁）８０で区画され、すすぎ洗浄手段８４からすすぎ洗浄液が、その液切り８５に飛散して来ないようしている。この区切る部材（壁）８０は、ほぼ感光ドラム基体１の下までの長さのもので区画される。
受け皿９３はすすぎ洗浄手段８４とすすぎ洗浄の液切り８５脱脂洗浄手段の下部に位置してそのすすぎ洗浄液を回収する。

図３（ｂ）は、昇降シャッター８が上昇している状態である。昇降シャッター８を矢印ｄのように上昇させて、ウォーキングビームで感光ドラム基体１を次ぎに順次移送するものである。

図４（ａ）〜（ｄ）は、ウォーキングビームでアルミニウム合金製感光ドラム基体を順次移送する状態を示す図である。その一部は図１の斜視図、アルミニウム合金製感光ドラム基体１は横向きに駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２に載置されることについては図２（ａ）（ｂ）に、また昇降シャッター８は図３（ａ）（ｂ）に示したものである。

図４（ａ）に示すように、切粉洗浄手段８１、脱脂洗浄手段８２、脱脂洗浄の液切り８３、すすぎ洗浄手段８４、すすぎ洗浄の液切り８５及び乾燥手段８６、８７、８８でそれぞれの洗浄が行われる。昇降シャッター８の区切り８０で粉洗浄手段８１、脱脂洗浄手段８２、脱脂洗浄の液切り８３、すすぎ洗浄手段８４、すすぎ洗浄の液切り８５は区切られている。

ウォーキングビーム７１は、感光ドラム基体１を載置し回転させるローラー５１、６１の下部に位置している。図２（ａ）に示したように、ウォーキングビーム７１、７２は上昇して感光ドラム基体１を載置して搬送するものである。
ウォーキングビームには感光ドラム基体１を載置する凹部７が設けられている。また、洗浄装置に供給する感光ドラム基体を待機させる載置台７５が図では左側に、また感光ドラム基体の搬出部７６が図では右側に設けられている。

図４（ｂ）のように、切粉洗浄手段８１、脱脂洗浄手段８２、脱脂洗浄の液切り８３、すすぎ洗浄手段８４、すすぎ洗浄の液切り８５及び乾燥手段８６、８７、８８でそれぞれの洗浄が終了すると、昇降シャッター８と区切り８０が矢印ｄのように上昇する。
また、ウォーキングビーム７１は矢印ｘ１のように上昇して、ウォーキングビームの凹部７に感光ドラム基体１を載置する。

次いで、図４（ｃ）のように、ウォーキングビーム７１は矢印ｙ２のように、移動し、載置台７５感光ドラム基体１は切粉洗浄手段８１に、切粉洗浄手段８１の感光ドラム基体１は脱脂洗浄手段８２に、脱脂洗浄手段８２の感光ドラム基体１は脱脂洗浄の液切り８３に、脱脂洗浄の液切り８３の感光ドラム基体１はすすぎ洗浄手段８４に、すすぎ洗浄手段８４の感光ドラム基体１はすすぎ洗浄の液切り８５に、すすぎ洗浄の液切り８５の感光ドラム基体１は乾燥手段８６のように順次移送され、また乾燥手段８８の感光ドラム基体１は搬出部７６に移送される。

次いで、図４（ｄ）に示すように、ウォーキングビーム７１は矢印ｘ３のように下降して、移送されたそれぞれの切粉洗浄手段８１、脱脂洗浄手段８２、脱脂洗浄の液切り８３、すすぎ洗浄手段８４、すすぎ洗浄の液切り８５及び乾燥手段８６、８７、８８で、感光ドラム基体１はローラー５１、６１に載置され、また搬出部７６の感光ドラム基体１は矢印ｙ５のように搬出される。矢印ｘ３のように下降したウォーキングビーム７１はｙ４のように、図４（ａ）の位置に戻される。
このように、ウォーキングビーム７１は矢印ｘ１、ｙ２、ｘ３、ｙ４のように揺動して感光ドラム基体１は、順次に次ぎに移送されるものである。

次いで、図５を参照して、洗浄装置の洗浄液の系統について説明する。洗浄装置の全体については図１〜図４で説明したものである。
図５は、切粉洗浄手段８１、脱脂洗浄手段８２、脱脂洗浄の液切り８３、すすぎ洗浄手段８４、すすぎ洗浄の液切り８５及び乾燥手段８６、８７、８８のそれぞれのローラーに、鎖線で示したようにアルミニウム合金製感光ドラム基体１が載置されている。なお図５では洗浄液の流れを主に示すために、図１〜図４のアルミニウム合金製感光ドラム基体１を９０度ずらして図示している。また昇降シャッター８の区切り８０を鎖線で示した。

切粉洗浄手段８１では、切粉洗浄液のリザーブタンク１０３からポンプＰで内面スプレーノズル２０、外面スプレーノズル２２に供給され、感光ドラム基体１の内面及び外面に噴射される。また液は受け皿９１と管１１０で回収され、リザーブタンク１０３に回収される。切粉洗浄では水または湯がスプレーされる。

脱脂洗浄手段８２では、脱脂洗浄液のリザーブタンク１０２からポンプＰで内面スプレーノズル２０、外面スプレーノズル２２に供給され、感光ドラム基体１の内面及び外面に噴射される。脱脂洗浄液としてはアルカリ性電解水が用いられる。アルカリイオン水の生成機１００、アルカリイオン水のリザーブタンク１０１を備えており、脱脂洗浄液のリザーブタンク１０２に蓄えられる。
内面スプレーノズル３０と外面スプレーノズル３２からエアー供給部１２０と供給管１２１を通して供給され、内面スプレーノズル３０と外面スプレーノズル３２からエアーを感光ドラム基体１の内面及び外面に噴射して液切りを行い、液は受け皿９２と管１１０でリザーブタンク１０２に回収される。リザーブタンク１０２のアルカリイオン水のｐＨをセンサで検出し、所定ののｐＨになるようにアルカリイオン水の生成機１００及びアルカリイオン水のリザーブタンク１０１からリザーブタンク１０２にアルカリイオン水を供給するものである。

すすぎ洗浄手段８４では、すすぎ洗浄液のリザーブタンク１０４からポンプＰで内面スプレーノズル２０、外面スプレーノズル２２に供給され、感光ドラム基体１の内面及び外面に噴射される。また液は受け皿９３で回収され、リザーブタンク１０３に回収される。すすぎ洗浄では水道水または純水がスプレーされる。 すすぎ洗浄の液切り８５では、エアー供給部１２０から供給され、内面スプレーノズル３０と外面スプレーノズル３２からエアーを感光ドラム基体１の内面及び外面に噴射して液切りを行い、液は受け皿９３と管１１０でリザーブタンク１０４に回収される。
乾燥手段８６、８７、８８では、エアー供給部１２４から供給管１２５で供給され、内面スプレーノズル３０と外面スプレーノズル３２からエアーを感光ドラム基体１の内面及び外面に噴射して乾燥を行うものである。

図３（ａ）は洗浄装置の正面図、（ｂ）は側面図である。図２で説明した洗浄装置と同じ構成には同じ符号を付けており、アルミニウム合金製感光ドラム基体２が横向きに、駆動ローラーを含む複数のローラーである駆動ローラー５３及びフリーローラー５１、５２並びに駆動ローラー６３及びフリーローラー６１、６２に載置されているものであり、構造の説明は省略する。図３（ａ）（ｂ）では、アルミニウム合金製感光ドラム基体２が細い場合で、この場合には内面スプレーノズル２０及び外面スプレーノズル２２を感光ドラム基体２の直径方向に移動させる機構を備えていないものである。

また、本発明においては、食塩水を電気分解してマイナス極側に生成する、アルカリ性電解水により高圧スプレー洗浄により脱脂洗浄を行うものである。
脱脂洗浄を行う、その洗浄条件は、温度が３５℃以上６５℃以下、好ましくは５０℃以上６０℃以下とし、スプレーノズルの相対移動速度は２００ｍｍ／ｓ以上５００ｍｍ／ｓ以下好ましくは３００ｍｍ／ｓ以上４００ｍｍ／ｓ以下とし、アルカリ性電解水のｐＨは８．５以上１２以下、好ましくは９．０以上１１．０以下とし、スプレーの圧力は３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、好ましくは５ＭＰａ以上８ＭＰａ以下とする。

洗浄温度が３５℃以下の場合、脱脂が不十分となり、６５℃以上の場合、アルミニウム水和物（ベーマイト）の皮膜が生成し、褐色〜黒色の変色が発生する。 スプレーノズルの相対移動速度が２００ｍｍ／ｓ以下の場合、生産性が低下し、５００ｍｍ／ｓ以上の場合、脱脂が不十分となる。
アルカリ性電解水のｐＨが８．５以下の場合、脱脂が不十分となり、１２以上の場合、アルミニウムのエッチングが顕著となり、表面が粗面化される。
スプレーの圧力が３ＭＰａ以下の場合、脱脂が不十分となり、１０ＭＰａ以上の場合、ポンプ、配管などの設備コストが増大するために、適当でない。

洗浄装置については、図面を参照して構造を説明した。さらに図フローを示すと、管引抜加工後に、必要に応じて前洗浄を行い、定尺切断機によって所望の長さに切断された感光ドラム基体に、面取り加工を施したものを、洗浄装置で洗浄する。洗浄装置では、切粉洗浄、脱脂洗浄、すすぎ洗浄、乾燥を行い、さらに検査を経て製品となる。感光ドラムメーカーでは、この感光ドラム基体の外面を精密切削し、表面に有機・無機等の各種の感光層を施して、感光ドラムを製造している。

洗浄装置では（図１、図２でも説明した）、平行な２列のローラー軸が、略水平に設置してあり、２列のローラー軸には、外径の等しい複数のローラーが設置されており、その一部は駆動ローラーとなり、その他はフリーローラーとなっていて、それらはすべて同一方向に回転する。感光ドラム基体を搬送するためのウォーキングビームを設置するために、そのローラー軸は、複数に分割されており、それぞれが図示しない軸受けによって回転自在に支持されている。
感光ドラム基体は、中心軸の向きを、ローラー軸と略水平になるような姿勢で、ウォーキングビーム方式により、ピッチ移送され、各工程の２本のローラー軸の中間に下される。駆動ローラーが回転すると、感光ドラム基体は、その中心軸の回りに回転することになる。

洗浄装置の各工程には、内面ノズルと外面ノズルが設置されており、切粉洗浄と予備洗浄では水または湯、脱脂洗浄ではアルカリ性電解水等の洗浄液が、すすぎ工程では水道水または純水が、液切り及び乾燥工程ではエアーが噴射される。 ノズルは、感光ドラム基体の軸方向（略水平方向）に往復動するようになっている。また異なった直径の感光ドラム基体にも対応できるように、感光ドラム基体の直径方向（略鉛直方向）にも移動して位置調整できるようになっている。これらの移動は、ノズル駆動機構の中に設置された、図示しないサーボモーターにより行われる。

駆動ローラーを含む複数のローラーに載置され、アルミニウム合金製の感光ドラム基体の素管は回転する。ローラーの回転数と、ノズルの移動速度は、感光ドラム基体に対するノズルの相対移動速度が２００ｍｍ／ｓ以上５００ｍｍ／ｓ以下となるように設定する。
切粉洗浄、および脱脂洗浄の工程では、ローラーが切粉や油で汚れていると、感光ドラム基体の外面を再汚染してしまう虞がある。したがってローラーの下方から、ローラー洗浄ノズルにより、洗浄液を噴射して、ローラー表面を洗浄する。
また。各工程間には、スライド式の昇降シャッターを設置し、異工程間で液が飛散したり、混合しないようにしている。
ローラー軸は、略水平に設置されているが、１度から５度程度、望ましくは２度以上３度以下の傾斜を持たせるのがよい。その目的は、液が流れ出るのを促進すること、感光ドラム基体の端部が位置決めフランジに常に接触するようにすることである。

図５で説明した洗浄液の系統について、この図５には、バルブ類、流量計、温度計、液面計、配管仕様、フィルター、加熱装置等、および給排水系統は記載していないが、それらは脱脂洗浄では、リザーブタンクのアルカリイオン水のｐＨの検出、所定のｐＨになるような流量の調整、アルカリイオン水の生成機からの流量の調整ができるように設置されているものである。

切粉洗浄、脱脂洗浄、すすぎでの各工程の液は、それぞれのリザーブタンクからポンプを経てノズルへと供給される。そして受け皿により回収され、リザーブタンクへと戻ってくるようになっている。蒸発等によって失われた分の水は、給水配管により補充される。このようにして、液の消費量を節約することができる。液切りに使われるエアーは、コンプレッサにより供給され、乾燥に使われるエアーは、ブロワーによって供給され、熱交換器によって１００℃以上に加熱される。

本発明では、あらかじめ、処理する感光ドラム基体の内径、外径、長さがわかっていれば、それに合わせてノズルの位置と、往復動のストロークを自動的に最適値に設定することが可能であり、段取り替えが容易である。このため多品種少量生産の要求に応ずることができるものてある。
また、引抜加工後に素管に付着する引抜油の量が多く、上述したような洗浄では十分に脱脂できない場合がある。そのような場合には、例えば引抜加工の直後に、灯油または炭化水素系洗浄剤によって前洗浄、つまり浸漬洗浄を行い、付着する引抜油の量を減らすことによって、上記の洗浄設備で十分な脱脂洗浄が可能になる。
また、引抜加工から洗浄までの間に、長時間を要した場合には、引抜油が硬化してしまうので、やはり、灯油または炭化水素系洗浄剤によって前洗浄を行うことが有効である。

本発明によれば、引抜加工によって素管を所望の内外径に加工し、丸鋸によって所望の長さに切断し、その後、内外面を脱脂洗浄して感光ドラム基体を製造する場合において、様々なサイズの製品を一台の設備で処理することができる。しかも、洗浄剤としては、安全性が高く、環境汚染の問題がない、アルカリイオン水等を使用することができるので、将来にわたって持続的に使用が可能であり、産業の振興に大いに役立つものである。
また、本発明は感光ドラム基体のみならず、円筒体の製造に適用が可能である。

図１〜図５に示したような洗浄装置により、アルミニウム合金製を洗浄する実施例を示す。また脱脂洗浄の洗浄液としては、食塩水を電気分解してマイナス極側に生成するアルカリ性電解水を用いた。アルカリイオン水生成機は、（株）アマノ製のものを使用した。水道水または地下水を原水とし、軟水機を用いて、カルシウムイオンとマグネシウムイオンを除去する。電解槽の電極としては、チタン−白金電極を使用した。食塩の添加量は、約０．１％の濃度であった。生成したアルカリイオン水のｐＨは、１１．７であった。同時に生成する酸性水のｐＨは、２．７であった。

また、ドローベンチを使用して、材質Ａ３００３、内径１７０ｍｍ、外径１８２ｍｍ、長さ４５２ｍｍのアルミニウム合金引抜素管を製造した。
切粉洗浄ノズルの条件は、水温６０℃、圧力０．５ＭＰａ、流量は、内面ノズルと外面ノズルの合計で５０Ｌ／ｍｉｎであった。
脱脂洗浄ノズルの条件は、水温６０℃、圧力７．０ＭＰａ、流量は、内面ノズルと外面ノズルの合計で４０Ｌ／ｍｉｎであった。
すすぎ洗浄ノズルの条件は、水温５０℃、圧力０．５ＭＰａ、流量は、内面ノズルと外面ノズルの合計で５０Ｌ／ｍｉｎであった。
洗浄時間のサイクルタイムは、一本あたり１３秒であった。
洗浄後のアルミニウム合金製感光ドラム基体を評価したところ、以下の表のようになり、従来の洗浄方法と同等以上であることが確認できた。なお表中の残存油分は、ｎ−ヘキサン抽出・赤外吸光法により測定した。

また、別の実施例では、材質Ａ１０７０、内径２３０ｍｍ、外径２４４ｍｍ、長さ５３２ｍｍのアルミニウム合金引抜素管を製造した。洗浄時の各ノズルの条件は、前記実施例と同様であった。品種を変えるために、部品等を交換する必要はなく、同一の洗浄設備で洗浄後の感光ドラム基体を評価したところ、以下の表のようになり、やはり、従来の洗浄方法と同等以上であることが確認できた。

したがって、本発明によれば、種々な品種に対して、同一の設備で対応が可能なことが示されている。
さらに、本発明によれば、感光ドラム基体以外の、構造材として用いられるアルミニウム合金製円筒体を脱脂洗浄することはもちろんである。
その理由は、構造材は感光ドラム基体よりも洗浄品質の要求度が低いからである。そのようなアルミニウム合金製円筒体の一例として、自動車用フレームの材質Ａ５０５２、内径８８ｍｍ、外径９６ｍｍ、長さ９５０ｍｍのアルミニウム合金引抜素管を製造した。洗浄時の各ノズルの条件は、前記実施例と同様であった。洗浄品質の評価を、外観とべたつきにより実施したところ、良好な結果を得た。
洗浄廃液の処理は、アルカリイオン水生成時の副生成物てある酸性水で中和し、さらに油水分離、凝集沈殿等を行うことで安価に実施可能である。

本発明の実態形態の洗浄装置の斜視図 本発明の実態形態の洗浄装置の正面図と側面図 本発明の実態形態の洗浄装置で昇降シャッターを示した図 本発明の実態形態の洗浄装置でウォーキングビームを示した図 本発明の実態形態の洗浄装置の洗浄液系統を示した図 本発明のもう１つの実態形態の洗浄装置の正面図と側面図 感光ドラム基体を製造する際の工程についての説明図

符号の説明

１、２ 感光ドラム基体
１１ 一方の端部
１２ もう一方の端部
２０ 内面洗浄ノズル
２１ 内面洗浄ノズルの支持腕
２２ 外面洗浄ノズル
２３ 外面洗浄ノズルの支持腕
２６ ローラーの洗浄ノズル
３０ 内面水切りエアーのノズル
３１ 内面水切りエアーノズルの支持腕
３２ 外面水切りエアーのノズル
３３ 外面水切りエアーノズルの支持腕
４ 洗浄ノズル、エアーのノズルの移動機構
４２ 水平な基台
５１、５２、５３ ６１、６２、６３ ローラー

７ ウォーキングビームの凹部
７１、７２ ウォーキングビーム
８ 昇降シャッター
８０ 昇降シャッターの仕切り壁
８１ 切粉洗浄手段
８２ 脱脂洗浄手段
８３ 脱脂洗浄の液切り
８４ すすぎ
８５ すすぎの液切り
８６、８７、８８ 乾燥手段
１００ アルカリイオン水の生成機
１０１ アルカリイオン水のリザーブタンク
１０２ 脱脂洗浄のリザーブタンク
１０３ 切粉洗浄のリザーブタンク
１０４ すすぎのリザーブタンク

Claims (13)

1. アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管を引抜加工により所望の内外径に加工し、所望の長さに切断し、洗浄する工程を有しているアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法において、前記洗浄工程が、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の所望の長さの素管を回転させながらその内面及び外面にスプレーノズルより洗浄液を噴射させて洗浄するものであり、駆動ローラーを含む複数のローラーに前記アルミニウムまたはアルミニウム合金製の所望の長さの素管を横向きでその中心軸を傾斜させて載置し、回転させ、かつ前記素管の内面及び外面に位置しているスプレーノズルを前記素管の軸方向に移動させて素管の内面及び外面を洗浄する工程を有することを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法。
2. アルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体が、感光ドラム基体であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法。
3. 駆動ローラーを含む複数のローラーに横向きに載置されるアルミニウムまたはアルミニウム合金製素管の中心軸の傾斜は、１度〜５度であることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法。
4. 洗浄工程が、切粉洗浄、脱脂洗浄、すすぎ洗浄及び乾燥からなり、前記切粉洗浄、前記脱脂洗浄、前記すすぎ洗浄のそれそれが、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の所望の長さの素管を回転させながらその内面及び外面にスプレーノズルより洗浄液を噴射させて洗浄するものであり、前記乾燥が、すすぎ洗浄後のアルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管を回転させながらその内面及び外面にスプレーノズルよりエアーを噴射させるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法。
5. 洗浄工程の脱脂洗浄液が、食塩水を電気分解してマイナス極側に生成するアルカリ性電解水であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法。
6. 洗浄工程の脱脂洗浄液は、食塩水を電気分解してマイナス極側に生成するアルカリ性電解水で、そのアルカリ性電解水のｐＨは８．５以上１２以下、その温度が３５℃以上６５℃以下、スプレーノズルの相対移動速度は２００ｍｍ／ｓ以上５００ｍｍ／ｓ以下、スプレーの圧力は３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項５に記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法。
7. アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管の内面及び外面をスプレーノズルよる洗浄工程の前処理として、灯油または炭化水素系洗浄剤による前洗浄を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体の製造方法。
8. アルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体を横向きでその中心軸を傾斜させて駆動ローラーを含む複数のローラーに載置し、その内面及び外面を軸方向に移動するスプレーノズルを備えた洗浄装置であって、
   前記駆動ローラーを含む複数のローラーは、前記円筒体の中心軸と同じ向きの回転軸に設けられ、駆動ローラーを含む複数のローラーをそれぞれ設けた回転軸は前記円筒体を載置・回転できるように少なくとも２列併設されて、かつ前記円筒体がその中心軸を傾斜させて載置されるように設けられていることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置。
9. アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管を引抜加工により所望の内外径に加工し、所望の長さに切断したアルミニウムまたはアルミニウム合金製円筒体を洗浄する装置において、
   切粉洗浄手段、脱脂洗浄手段、すすぎ洗浄手段及び乾燥手段を有しており、それぞれは、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の素管をを横向きでその中心軸を傾斜させて駆動ローラーを含む複数のローラーに載置し、その内面及び外面を軸方向に移動するスプレーノズルを備えたもので、前記駆動ローラーを含む複数のローラーは、前記円筒体の中心軸と同じ向きの回転軸に設けられ、駆動ローラーを含む複数のローラーをそれぞれ設けた回転軸は前記円筒体を載置・回転できるように少なくとも２列併設されて、かつ前記円筒体がその中心軸を傾斜させて載置されるように設けられているものであり、前記切粉洗浄手段、前記脱脂洗浄手段、前記すすぎ洗浄手段及び前記乾燥手段は、並列に設けられており、並列に設けられた前記切粉洗浄手段、前記脱脂洗浄手段、前記すすぎ洗浄手段及び前記乾燥手段には、洗浄された円筒体を次ぎの手段に順次移送できるようにウォーキングビームを設けていることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置。
10. 円筒体の内面及び外面を軸方向に移動するスプレーノズルは、円筒体の直径方向に移動可能に設けていることを特徴とする請求項８また９に記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置。
11. 駆動ローラーを含む複数のローラーは、それぞれを洗浄する液を噴射する洗浄ノズルを設けていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置。
12. 切粉洗浄手段、脱脂洗浄手段、すすぎ洗浄手段は、それぞれを区切る昇降シッターが設けられていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置。
13. 切粉洗浄手段、脱脂洗浄手段、すすぎ洗浄手段は、それぞれに洗浄液の受け皿が設けられていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金製の円筒体の洗浄装置。
    

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