JP2007253247A - 表面処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工対象物を覆うマスク内への削り屑の入り込みを防止して、省スペース品質及び生産性の向上を図った表面処理装置を提供する。
【解決手段】 電磁コイルが、現像スリーブ１３２及び磁性砥粒が収容された収容槽内に磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により磁性砥粒を現像スリーブ１３２に衝突させる。マスク６４が、現像スリーブ１３２の両端を外挿して現像スリーブ１３２の外表面の一部を覆うことにより磁性砥粒の衝突を防ぐ。従動軸７３が、ベアリング７９によって、マスク６４を軸芯Ｐ回りに回転可能に保持する。マスク６４が、回転磁場の発生により軸芯Ｐ回りに回転力が生じるように配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、円筒状、または円柱状に形成された加工対象物の外表面に磁性砥粒を衝突させることで、該加工対象物の表面を粗面化する表面処理装置に関するものである。

従来、画像形成装置の外表面に付着した現像剤を感光体ドラムに搬送する現像ローラの現像スリーブなどの加工対象物の外表面を粗面化するには、磁性砥粒と加工対象物を収容槽内に封入した後に、モータを使って加工対象物を回転させ、この状態で、磁場発生部としての電磁コイルを用いて磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させ、回転磁場と磁性砥粒との間に働く電磁力によって、磁性砥粒をランダムに励磁させ、回転中の加工対象物に衝突させることによって、加工対象物の外表面を粗面化する表面処理装置（例えば、特許文献１ないし４参照）が知られている。

この種の表面処理装置は、砥粒を空気圧又は水圧で噴出させて、該砥粒を加工対象物に衝突させるサンドブラスト装置やショットブラスト装置に比べ、加工効率が良いことが知られている。
特開２００３−３０５６３４号公報 特開２００１−１３８２０７号公報 特許第３４８６２２１号 特開昭６１−３８８６２号公報

上述した加工対象物の中には、外表面全てを粗面化せずに、一部、粗面化を行わないように表面処理されるものもある。例えば、加工対象物が現像スリーブであった場合、図７に示すように、その両端部１３２ａは表面の粗面化を行わない。現像スリーブは、その両端部１３２ａをガイド部材に摺動させて回転しながら感光体ドラムに近づいたり、感光体ドラムから離れたりする。このように現像スリーブの両端部１３２ａは、ガイド部材のような別部材が摺動する面となるため粗面化を行わない。逆に、現像スリーブの両端部にキズや異物が付着すると不良品となる。

そこで、図８に示すように、現像スリーブ１３２の両端部１３２ａに、筒状のマスク６４を被せて磁性砥粒の衝突を防ぐことが考えられている。しかしながら、上記マスク６４をした状態で加工対象物の表面化処理を続けると、図８（ｂ）に示すように、磁性砥粒の衝突によって削られた削り屑Ｋがマスク６４内に侵入する。この結果、加工対象物の両端に異物（削り屑）が付着したり、マスクを加工対象物から着脱する際に加工対象物の両端にキズがついてしまう。そして加工対象物が不良品となってしまう。

このマスク６４内への削り屑Ｋの入り込みに対して、一般的にエアーブローによってマスクと加工対象物との間に空気を吹き付けて削り屑Ｋをマスク６４外へ排出させる対策も検討されている。しかしながら、エアーブローによって空気が垂れ流しされるとエネルギ消費量が増大し、この結果、騒音も増大して作業環境が悪化する。また、エアーブロー設置に伴って生産コストがアップしたり、装置が大型化し、設置スペースの制約などの問題が懸念される。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、加工対象物を覆うマスク内への削り屑の入り込みを防止して、省スペース品質及び生産性の向上を図った表面処理装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、加工対象物及び磁性砥粒を収容する収容槽と、該収容槽内に前記磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により前記磁性砥粒を前記加工対象物に衝突させる磁場発生部と、前記加工対象物の一部を外挿して当該加工対象物の外表面の一部を覆うことにより前記磁性砥粒の衝突を防ぐ筒状のマスクと、を有する表面処理装置において、前記マスクを軸芯回りに回転させる回転手段が、設けられていることを特徴とする表面処理装置に存する。

請求項２記載の発明は、加工対象物及び磁性砥粒を収容する収容槽と、該収容槽内に前記磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により前記磁性砥粒を前記加工対象物に衝突させる磁場発生部と、前記加工対象物の一部を外挿して当該加工対象物の外表面の一部を覆うことにより前記磁性砥粒の衝突を防ぐ筒状のマスクと、を有する表面処理装置において、前記マスクを軸芯回りに回転可能に保持するマスク保持手段が、設けられ、前記マスクが、前記回転磁場の発生により軸芯回りに回転力が生じるように配置されていることを特徴とする表面処理装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記円筒状のマスクが、当該内周面から内側に突出した板状のフィンを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理装置に存する。

請求項４記載の発明は、前記フィンが、前記マスク内の回転に応じて軸芯方向に風を発生させるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の表面処理装置に存する。

請求項５記載の発明は、前記フィンが、前記マスクの軸芯方向に対して所定角度に傾いて設けられていることを特徴とする請求項４に記載の表面処理装置に存する。

請求項６記載の発明は、前記磁性砥粒が、ステンレスで構成された円柱体であることを特徴とする請求項１〜５何れか１項に記載の表面処理装置に存する。

請求項１記載の発明によれば、マスクを軸芯回りに回転させる回転手段が設けられているため、マスクが回転し、その回転によってマスク内から外へ向かう送風が発生してマスク内への削り屑入り込み防止を図ることができ、そのため、エアーブローを用いることなくマスク内への削り屑入り込み防止を図ることができ、省スペースで品質及び生産性の向上を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、マスク保持手段がマスクを軸芯回りに回転可能に保持し、マスクが回転磁場の発生により軸芯回りに回転力が生じるように配置されているため、回転磁場が発生するとマスクが軸回りに回転し、この回転によってマスク内から外へ向かう送風が発生してマスク内への削り屑入り込み防止を図ることができ、そのため、エアーブローを用いることなく削り屑入り込み防止を図ることができ、省スペースで品質及び生産性の向上を図ることができる。また、表面処理時に発生させる回転磁場を利用してマスクを回転させることにより、モータのようにマスクを回転させる回転手段が不要となるため省エネルギ化や簡素化を図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、円筒状のマスクが、その内周面から内側に突出した板状のフィンを備えている。従って、フィンによって強い送風を発生させることができるため、より一層確実にマスク内への削り屑入り込み防止を図ることができる。

請求項４記載の発明によれば、フィンが、マスク内の回転に応じて軸芯方向に風を発生させるように配置されている。従って、フィンによって軸芯方向、即ちマスク内から外へ向かうより強い送風を発生させることができるため、より一層確実にマスク内への削り屑入り込み防止を図ることができる。

請求項５記載の発明によれば、フィンが、マスクの軸芯方向に対して所定角度に傾いて設けられている。従って、フィンによって軸芯方向、即ちマスク内から外へ向かうより強い送風を発生させることができるため、より一層確実にマスク内への削り屑入り込み防止を図ることができる。

請求項６記載の発明によれば、磁性砥粒がステンレスで構成された円柱体であるため、加工対象物の表面に楕円形の穴を形成することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の表面処理装置の一実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示された表面処理装置の収容槽などの断面図である。

表面処理装置１は、外表面に粗面化処理を施して、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いられる現像ローラの現像スリーブ１３２（図７に示す）を製造する装置である。現像スリーブ１３２の外径は、１７ｍｍ〜１８ｍｍ程度であるのが望ましい。現像スリーブ１３２の軸方向の長さは、３００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度であるのが望ましい。現像スリーブ１３２の外表面の表面粗さは、該現像スリーブ１３２の軸芯方向の中央部から両端部１３２ａ、１３２ｂに向かうにしたがって、徐々に大きく（粗く）なっている。

表面処理装置１は、図１に示すように、ベース３と、固定保持部４と、移動手段としての電磁コイル移動部５と、移動保持部６と、移動チャック部７と、磁場発生部としての電磁コイル８と、収容槽９と、回収部１０と、冷却部１１と、検出手段としてのリニアエンコーダ７５と、制御手段としての制御装置７６（図２に示す）とを備えている。

ベース３は、平板状に形成されて、工場のフロアやテーブル上等に設置される。ベース３の上面は、水平方向と平行に保たれる。ベース３の平面形状は、矩形状に形成されている。

固定保持部４は、ベース３の長手方向（以下、矢印Ｘで示す）の一端部から立設した複数の支柱１２と、保持ベース１３と、立設ブラケット１４と、円筒保持部材１５と、保持チャック１６と、を備えている。

保持ベース１３は、平板状に形成され、支柱１２の上端に取り付けられている。立設ブラケット１４は、平板状に形成され、保持ベース１３から立設している。円筒保持部材１５は、円筒状に形成され、立設ブラケット１４と保持ベース１３とに取り付けられている。円筒保持部材１５は、その軸芯が水平方向と矢印Ｘとの双方と平行な状態でかつ前記立設ブラケット１４よりベース３の中央部寄りに配置されている。円筒保持部材１５は、内側に収容槽９の後述する一端部９ａに取り付けられた後述するフランジ部材５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ（即ち一端部９ａ）を収容する。

保持チャック１６は、前述した円筒保持部材１５即ち保持ベース１３の近傍に配され、前述したベース３に取り付けられている。保持チャック１６は、円筒保持部材１５内に一端部９ａが収容された収容槽９をチャックして、該収容槽９の一端部９ａを保持する。前述した構成の固定保持部４は、収容槽９の一端部９ａを保持する。

電磁コイル移動部５は、一対のリニアガイド１７と、電磁コイル保持ベース１８と、電
磁コイル移動用アクチュエータ１９と、を備えている。リニアガイド１７は、レール２０と、スライダ２１とを備えている。レール２０は、ベース３上に設置されている。レール２０は、直線状に形成されているとともに、その長手方向がベース３の長手方向即ち矢印Ｘと平行に配されている。スライダ２１は、レール２０に該レール２０の長手方向即ち矢印Ｘに沿って移動自在に支持されている。一対のリニアガイド１７は、レール２０がベース３の幅方向（以下、矢印Ｙで示す）に沿って互いに間隔をあけて配されている。なお、矢印Ｘと矢印Ｙとは、勿論、互いに直交しているとともに、それぞれ水平方向と平行である。

電磁コイル保持ベース１８は、平板状に形成され、前述したスライダ２１上に取り付けられている。電磁コイル保持ベース１８の上面は、水平方向と平行に配されている。電磁コイル保持ベース１８は、電磁コイル８を表面上に設置する。電磁コイル移動用アクチュエータ１９は、ベース３に取り付けられているとともに、前述した電磁コイル保持ベース１８を矢印Ｘに沿って、スライド移動させる。前述した電磁コイル移動部５は、電磁コイル移動用アクチュエータ１９により電磁コイル保持ベース１８即ち電磁コイル８を矢印Ｘに沿ってスライド移動させる。また、電磁コイル移動部５による電磁コイル８の移動速度は、０ｍｍ／秒〜３００ｍｍ／秒の間で変更可能である。さらに、電磁コイル移動部５の電磁コイル８の移動範囲は、６００ｍｍ程度である。

移動保持部６は、一対のリニアガイド２２と、保持ベース２３と、第１アクチュエータ２４と、第２アクチュエータ２５と、移動ベース２６と、軸受け回転部２７と、保持チャック２８と、を備えている。

リニアガイド２２は、レール２９と、スライダ３０とを備えている。レール２９は、ベース３上に設置されている。レール２９は、直線状に形成されているとともに、その長手方向が矢印Ｘ即ちベース３の長手方向と平行に配されている。スライダ３０は、レール２９に該レール２９の長手方向即ち矢印Ｘに沿って移動自在に支持されている。一対のリニアガイド２２は、レール２９が矢印Ｙ即ちベース３の幅方向に沿って互いに間隔をあけて配されている。

保持ベース２３は、平板状に形成され、前述したスライダ３０上に取り付けられている。保持ベース２３の上面は、水平方向と平行に配されている。第１アクチュエータ２４は、ベース３に取り付けられているとともに、前述した保持ベース２３を矢印Ｘに沿って、スライド移動させる。

第２アクチュエータ２５は、保持ベース２３に取り付けられているとともに、移動ベース２６を矢印Ｙに沿って、スライド移動させる。移動ベース２６は、平板状に形成され、その上面が水平方向と平行に配されている。

軸受け回転部２７は、一対の軸受３１と、芯軸としての中空保持部材３２と、駆動用モータ３３と、チャック用シリンダ３４とを備えている。一対の軸受３１は、矢印Ｘに沿って、互いに間隔をあけて配置されているとともに、移動ベース２６上に設置されている。中空保持部材３２は、磁性材料で構成され、かつ円筒状に形成されているとともに、前述した軸受３１により軸芯回りに回転自在に支持されている。中空保持部材３２は、その軸芯が前述した矢印Ｘ即ち固定保持部４の円筒保持部材１５の軸芯と平行に配置されている。中空保持部材３２は、一端部が収容槽９内に位置するように移動ベース２６上から固定保持部４に向かって突出した格好で、かつ、他端部３２ｃが移動ベース２６上に位置した状態に配されている。中空保持部材３２は、図２に示すように、円筒状の現像スリーブ１３２内に通される。また、中空保持部材３２の移動ベース２６上に位置付けられた他端部３２ｃには、プーリ３５が固定されている。プーリ３５は、中空保持部材３２と同軸に配置されている。

駆動用モータ３３は、移動ベース２６に設置されているとともに、その出力軸にプーリ３６が取り付けられている。駆動用モータ３３の出力軸の軸芯は、矢印Ｘと平行である。前述したプーリ３５，３６には、無端状のタイミングベルト３７が掛け渡されている。駆動用モータ３３は、中空保持部材３２を軸芯回りに回転させる。駆動用モータ３３は、中空保持部材３２を軸芯回りに回転させることで、現像スリーブ１３２を収容槽９の長手方向と平行な中空保持部材３２の軸芯回りに回転させる。

チャック用シリンダ３４は、移動ベース２６に設置されたシリンダ本体３８と、該シリンダ本体３８にスライド自在に設けられたチャック軸３９とを備えている。チャック軸３９は、円柱状に形成されその長手方向が矢印Ｘと平行に配されている。チャック軸３９は、中空保持部材３２内に収容されているとともに、該中空保持部材３２と同軸に配置されている。チャック軸３９には、一対のチャック爪４０が複数取り付けられている。

一対のチャック爪４０は、チャック軸３９の外周面から該チャック軸３９の外周方向に突出する格好で、該チャック軸３９に取り付けられている。また、チャック爪４０は、中空保持部材３２の外周面から該中空保持部材３２の外周に向かって突出可能となっている。チャック爪４０は、チャック軸３９及び中空保持部材３２からの突出量が変更自在に設けられている。複数対のチャック爪４０は、前述したチャック軸３９の長手方向即ち矢印Ｘに沿って、間隔をあけて配置されている。一対のチャック爪４０は、チャック用シリンダ３４のチャック軸３９がシリンダ本体３８に近づく方向に縮小すると、前述したチャック軸３９及び中空保持部材３２からの突出量が増加する。

前述したチャック用シリンダ３４は、チャック軸３９がシリンダ本体３８に縮小することで、チャック爪４０をよりチャック軸３９の外周方向に突出させて、該チャック爪４０を中空保持部材３２の外周に取り付けられた現像スリーブ１３２の内周面に押圧させて、チャック軸３９と中空保持部材３２と現像スリーブ１３２とを固定する。このとき、勿論、チャック軸３９と中空保持部材３２と現像スリーブ１３２と後述の円筒部材５０即ち収容槽９は、同軸になる。

前述したチャック用シリンダ３４とチャック爪４０は、中空保持部材３２と収容槽９と同軸となるように現像スリーブ１３２を保持する。即ち、チャック用シリンダ３４とチャック爪４０は、現像スリーブ１３２を収容槽９の中心に保持する。

保持チャック２８は、前述した移動ベース２６上に設置されている。保持チャック２８は、収容槽９の他端部９ｂに取り付けられた後述のフランジ部材５１ａをチャックして、該収容槽９の他端部９ｂを保持する。保持チャック２８は、収容槽９がその軸芯回りに回転することを規制する。

前述した構成の移動保持部６は、保持チャック２８及び中空保持部材３２などをアクチュエータ２４，２５により互いに直交する矢印Ｘ，Ｙに沿って移動させる。即ち、移動保持部６は、保持チャック２８で保持した収容槽９を矢印Ｘ，Ｙに沿って移動させる。

移動チャック部７は、保持ベース４１と、リニアガイド４２と、保持チャック４３とを備えている。保持ベース４１は、リニアガイド２２のレール２９の固定保持部４寄りの端部に固定されている。保持ベース４１は、平板状に形成され、その上面が水平方向と平行に配されている。

リニアガイド４２は、レール４４と、スライダ４５とを備えている。レール４４は、保持ベース４１上に設置されている。レール４４は、直線状に形成されているとともに、その長手方向が矢印Ｙ即ちベース３の幅方向と平行に配されている。スライダ４５は、レール４４に該レール４４の長手方向即ち矢印Ｙに沿って移動自在に支持されている。

保持チャック４３は、スライダ４５上に設置されている。保持チャック４３は、前述した保持チャック１６，２８間に位置付けられている。保持チャック４３は、収容槽９の他端部９ｂ寄りの箇所をチャックして、該収容槽９を保持する。前述した移動チャック部７は、保持チャック４３が収容槽９を保持することで、該収容槽９を位置決めする。また、移動チャック部７は、保持チャック４３が収容槽９を保持することで、収容槽９が軸芯に沿って移動する際に、前述した保持チャック２８と協働して収容槽９を保持して、該収容槽９が軸受け回転部２７即ち表面処理装置１から脱落することを防止する。

電磁コイル８は、図２に示すように、円筒状に形成された外皮４６と該外皮４６内に配された複数のコイル部４７とを備えて、全体として円環状に形成されている。電磁コイル８の内径は、収容槽９の外径より大きい。即ち、電磁コイル８の内周面と収容槽９の外周面との間には、空間が形成されている。また、電磁コイル８の軸芯方向の全長は、収容槽９の軸芯方向の全長より十分に短い。電磁コイル８の軸芯方向の全長は、収容槽９の軸芯方向の全長の２／３以下であるのが望ましい。図示例では、電磁コイル８の内径は、９０ｍｍであるとともに、電磁コイル８の軸芯方向の長さは、８５ｍｍである。

外皮４６は、その軸芯即ち電磁コイル８自身の軸芯が矢印Ｘと平行な状態で前述した電磁コイル保持ベース１８に取り付けられている。電磁コイル８は、中空保持部材３２、チャック軸３９及び収容槽９と同軸に配置されている。複数のコイル部４７は、外皮４６即ち電磁コイル８の周方向に沿って互いに並設されている。コイル部４７は、図２に示す三相交流電源４８により印加される。複数のコイル部４７には互いに位相のずれた電力が印加されて、これらの複数のコイル部４７が互いに位相のずれた磁場を発生する。そして、電磁コイル８は、これらの磁場を合成して形成される該電磁コイル８の軸芯回りの回転方向の磁場（回転磁場）を内側に生じさせる。

前述した電磁コイル８は、三相交流電源４８から印加されて、回転磁場を発生するとともに、電磁コイル移動部５によりその軸芯即ち収容槽９の長手方向に沿って移動される。そして、電磁コイル８は、前述した回転磁場により、収容槽９内に収容された磁性砥粒６５を現像スリーブ１３２の外周に位置付け、該磁性砥粒６５を収容槽９及び現像スリーブ１３２の軸芯回りに回転（移動）させる。そして、電磁コイル８は、前述した回転磁場により移動させた磁性砥粒６５を現像スリーブ１３２の外表面に衝突させる。

また、三相交流電源４８と電磁コイル８との間には、磁場変更手段としてのインバータ４９が設けられている。則ち、表面処理装置１は、磁場変更手段としてのインバータ４９を備えている。インバータ４９は、三相交流電源４８が電磁コイル８に印加する電力の周波数、電流値、電圧値を変更自在である。インバータ４９は、電磁コイル８に印加する電力の周波数、電流値、電圧値を変更することで、三相交流電源４８が電磁コイル８に印加する電力を増減させて、該電磁コイル８が発生する回転磁場の強さを変更する。

収容槽９は、図２に示すように、外壁が一重構造（外壁が一枚の壁からなること）の円筒部材５０と、複数のフランジ部材５１と、一対の削り屑封止ホルダ５２と、一対の削り屑封止板５３と、一対の位置決め部材５４と、複数の仕切手段としての仕切部材５５と、一対の封止板５６とを備えている。

円筒部材５０は、円筒状に形成されており、収容槽９の外殻を構成している。このため、収容槽９は、円筒部材５０が一重構造に形成されていることで、外壁が一重構造に形成されているとともに、円筒状に形成されている。円筒部材５０即ち収容槽９の外径は、４０ｍｍ〜８０ｍｍ程度であるのが望ましい。さらに、円筒部材５０の肉厚は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であるのが望ましい。円筒部材５０の軸芯方向の長さは、６００ｍｍ〜８００ｍｍ程度であるのが望ましい。円筒部材５０は、非磁性体で構成されている。

円筒部材５０には、複数の砥粒供給孔５７が設けられている。砥粒供給孔５７は、勿論、円筒部材５０を貫通して、該円筒部材５０の内外を連通している。砥粒供給孔５７には、封止キャップ５８が取り付けられている。砥粒供給孔５７は、内側に磁性砥粒６５を通して、該磁性砥粒６５を円筒部材５０即ち収容槽９に出し入れする。また、封止キャップ５８は、砥粒供給孔５７を塞いで、磁性砥粒６５が円筒部材５０即ち収容槽９の外部に流出することを規制する。

複数のフランジ部材５１は、円環状又は円柱状に形成されている。複数のフランジ部材５１のうち一つを除く大多数のフランジ部材５１（図示例では、三つ）は、円筒部材５０の一端部９ａに取り付けられ、一つのフランジ部材５１（以下、符号５１ａで示す）は、円筒部材５０の他端部９ｂに取り付けられている。

円筒部材５０の一端部９ａに取り付けられた複数のフランジ部材５１のうち一つのフランジ部材５１（以下、符号５１ｂで示す）は、円環状に形成され、かつ円筒部材５０の外周に嵌合している。他の一つのフランジ部材５１（以下、符号５１ｃで示す）は、円環状に形成され、かつ前述したフランジ部材５１ｂの外周に嵌合している。残りのフランジ部材５１（以下、符号５１ｄで示す）は、円環状のリング部５９と、円柱状の円柱部６０とを一体に備えている。リング部５９は、円柱部６０の外縁から立設した格好となっている。フランジ部材５１ｄは、リング部５９がフランジ部材５１ｃの外周に嵌合している。

前述したフランジ部材５１ｄには、軸受７４により従動軸７３が回転自在に支持されている。従動軸７３は、円柱状に形成され、かつ収容槽９の円筒部材５０と同軸に配されている。従動軸７３は、図３に示すように、端面に中空保持部材３２が押し付けられる。従動軸７３は、中空保持部材３２とともに回転するとともに、該中空保持部材３２の自由端としての一端部を支持する。

前述した一つのフランジ部材５１ａは、円環状に形成され、かつ円筒部材５０の他端部９ｂの外周に嵌合している。フランジ部材５１ａは、内側に中空保持部材３２を通している。なお、円筒部材５０の一端部９ａは、収容槽９の一端部をなしているとともに、円筒部材５０の他端部９ｂは、収容槽９の他端部をなしている。

一対の削り屑封止ホルダ５２は、それぞれ、円環状に形成されている。一方の削り屑封止ホルダ５２は、円筒部材５０の一端部９ａの内周に嵌合し、他方の削り屑封止ホルダ５２は、円筒部材５０の他端部９ｂの内周に嵌合している。該他方の削り屑封止ホルダ５２は、内側に中空保持部材３２を通している。

一対の削り屑封止板５３は、それぞれ、メッシュ状に形成されている。一方の削り屑封止板５３は、円板状に形成され、かつ円筒部材５０の一端部９ａの内周に配されているとともに、前述した一方の削り屑封止ホルダ５２に取り付けられている。さらに、一方の削り屑封止板５３は、内側に従動軸７３を通している。他方の削り屑封止板５３は、円環状に形成され、かつ円筒部材５０の他端部９ｂの内周に配されているとともに、前述した他方の削り屑封止ホルダ５２に取り付けられている。他方の削り屑封止板５３は、内側にマスク６４を通している。削り屑封止板５３は、後述の磁性砥粒６５が現像スリーブ１３２の外表面に衝突して、該現像スリーブ１３２から削りとられて形成される削り屑が円筒部材５０即ち収容槽９外に漏れ出ることを規制する。

一対の位置決め部材５４は、円筒状に形成されている。一方の位置決め部材５４は、現像スリーブ１３２の一端１３２ａを覆うマスク６４の外周に嵌合している。他方の位置決め部材５４は、現像スリーブ１３２の他端１３２ｂを覆うマスク６４の外周に嵌合している。一対の位置決め部材５４は、互いに間に現像スリーブ１３２を挟んで、該現像スリーブ１３２の軸芯Ｐ方向を位置決めする。

仕切部材５５は、円環状に形成された本体部６１と、メッシュ部６２とを備えている。本体部６１即ち仕切部材５５は、円筒部材５０の内周に嵌合して、該円筒部材５０に取り付けられているとともに、内側に現像スリーブ１３２を通している。本体部６１即ち複数の仕切部材５５は、一対の削り屑封止板５３間に配されている。また、本体部６１即ち複数の仕切部材５５は、円筒部材５０の軸芯Ｐ即ち長手方向に沿って、互いに間隔をあけて、並設されている。図示例では、仕切部材５５は、７つ設けられている。

本体部６１には、貫通孔６３が設けられている。メッシュ部６２は、貫通孔６３を塞ぐ格好で本体部６１に取り付けられている。メッシュ部６２は、メッシュ状に形成されており、気体と削り屑が通ることを許容するとともに、磁性砥粒６５が通ることを規制する。

前述した複数の仕切部材５５は、円筒部材５０内即ち収容槽９内の空間を、該円筒部材５０即ち収容槽９の軸芯即ち現像スリーブ１３２の軸芯Ｐに沿って、仕切っている。また、軸芯Ｐは、収容槽９の軸芯と中空保持部材３２の軸芯との双方をなしているとともに、収容槽９の長手方向をなしている。即ち、軸芯Ｐと収容槽９の長手方向とは、互いに平行である。さらに、前述した本体部６１とメッシュ部６２との双方即ち仕切部材５５は、非磁性体で構成されている。

一対の封止板５６は、円環状に形成されている。また、封止板５６は、メッシュ状に形成されているとともに、気体と削り屑が通ることを許容するとともに、磁性砥粒６５が通ることを規制する。一方の封止板５６は、最も一端部９ａ寄りの仕切部材５５に取り付けられているとともに、他方の封止板５６は、最も他端部９ｂ寄りの仕切部材５５に取り付けられている。封止板５６は、内側に現像スリーブ１３２の点線で示す両端１３２ａ、１３２ｂに取り付けられた後述するマスク６４を通す。封止板５６は、仕切部材５５間に位置付けられた磁性砥粒６５を通すことを規制して、該磁性砥粒６５の円筒部材５０即ち収容槽９の外部への流出を規制する。

上記マスク６４は、磁性体から構成されて円筒状に設けられている。マスク６４は、現像スリーブ１３２の両端１３２ａ、１３２ｂを外挿してその現像スリーブ１３２の両端１３２ａ、１３２ｂを覆って磁性砥粒６５の衝突を防ぐ。図３に示すように、上記従動軸７３は、ベアリング７９によって現像スリーブ１３２の一端１３２ａを覆うマスク６４を軸芯Ｐ回りに回転可能に保持する。図４に示すように、中空保持部材３２は、ベアリング７９によって現像スリーブ１３２の他端１３２ｂを覆うマスク６４を軸芯Ｐ回りに回転可能に保持する。このことから明らかなように従動軸７３及び中空保持部材３２はそれぞれ請求項中のマスク保持手段に相当する。

また、マスク６４には、図５に示すように、内周面から内側に突出した板状のフィン６４ａを複数備えている。このフィン６４ａは、マスク６４の軸芯Ｐ方向に対して所定角度θ傾けて設けられている。このフィン６４ａによりマスク６４が軸芯Ｐ回りに回転すると、マスク６４内には、現像スリーブ１３２の両端１３２ａ、１３２ｂから中央に向かう軸芯Ｐ方向の送風が発生する。また、フィン６４ａは、マスク６４の外周面から外側にも突出している。これにより、マスク６４ａの外周面と封止板５６との間にも現像スリーブ１３２の両端１３２ａ、１３２ｂから中央に向かう軸芯Ｐ方向の送風が発生する。

また、図３及び図４に示すように、上述した従動軸７３及び中空保持部材３２の少なくともマスク６４に対向する外周面には、軸芯Ｐ方向に沿った複数の溝Ｍが設けられている。この溝Ｍによってマスク６４の回転により発生する送風の通り道が広くなり、より強い送風が生じる。

前述した構成の収容槽９は、複数の仕切部材５５間に磁性体で構成される磁性砥粒６５を収容するとともに、中空保持部材３２に取り付けられた現像スリーブ１３２を円筒部材５０内に収容する。即ち、収容槽９は、現像スリーブ１３２と磁性砥粒６５との双方を収容する。また、磁性砥粒６５は、前述した回転磁場により現像スリーブ１３２の外周を回転（移動）するなどして、現像スリーブ１３２の外表面に衝突する。磁性砥粒６５は、現像スリーブ１３２の外表面に衝突して、現像スリーブ１３２の外表面から該現像スリーブ１３２の一部を削り取り、該現像スリーブ１３２の外表面を粗面化する。なお、図示例では、磁性砥粒６５は、ステンレスから構成され、外径が１．０ｍｍでかつ長さが５．０ｍｍの円柱状に形成されている。

回収部１０は、図２に示すように、気体流入管６６と、気体排出用孔６７と、メッシュ部材６８と、気体排出用ダクト６９と、集塵機７０（図１に示す）とを備えている。気体流入管６６は、他方の削り屑封止ホルダ５２より円筒部材５０即ち収容槽９の端（移動保持部６）寄りに設けられ、円筒部材５０即ち収容槽９の内部に開口している。気体流入管６６は、図示しない加圧気体供給源から加圧された気体などが供給される。気体流入管６６は、加圧された気体を円筒部材５０即ち収容槽９内に導く。

気体排出用孔６７は、円筒部材５０を貫通して、収容槽９の内外を連通しているとともに、一方の削り屑封止ホルダ５２より円筒部材５０即ち収容槽９の端寄り（移動保持部６から離れた側）に設けられている。メッシュ部材６８は、気体排出用孔６７を塞いだ格好で、円筒部材５０に取り付けられている。メッシュ部材６８は、削り屑と気体とが通ることを許容し、磁性砥粒６５が通ることを規制する。メッシュ部材６８は、磁性砥粒６５が円筒部材５０即ち収容槽９の外部に流出することを規制する。

気体排出用ダクト６９は、配管であるとともに、気体排出用孔６７の近傍に取り付けられている。気体排出用ダクト６９は、気体排出用孔６７の外縁を囲んでいる。気体排出用孔６７及び気体排出用ダクト６９は、気体流入管６６から円筒部材５０即ち収容槽９内に供給された気体を、円筒部材５０即ち収容槽９の外部に導く。

集塵機７０は、気体排出用ダクト６９に接続しているとともに、該気体排出用ダクト６９内の気体を吸引する。集塵機７０は、気体排出用ダクト６９内の気体を吸引することで、円筒部材５０即ち収容槽９内の気体を前述した削り屑とともに吸引する。集塵機７０は、削り屑を回収する。前述した回収部１０は、気体流入管６６を通して円筒部材５０即ち収容槽９内に気体を供給し、該気体と集塵機７０により気体排出用孔６７と気体排出用ダクト６９を通して、削り屑を円筒部材５０即ち収容槽９の外部に導く。そして、回収部１０は、集塵機７０に削り屑を回収する。

冷却部１１は、図１に示すように、冷却用ファン７１と、冷却用ダクト７２とを備えている。冷却用ファン７１は、加圧された気体を冷却用ダクト７２に供給する。冷却用ダクト７２は、配管である。冷却用ダクト７２は、冷却用ファン７１から供給された加圧された気体を電磁コイル８に導く。冷却用ダクト７２は、冷却用ファン７１から供給された加圧された気体を、電磁コイル８に吹き付ける。冷却部１１は、加圧された気体を電磁コイル８に吹き付けて、該電磁コイル８を冷却する。

リニアエンコーダ７５は、図２に示すように、本体部７７と、該本体部７７に移動自在に設けられた検出子７８とを備えている。本体部７７は、直線状の延在しており、ベース３に取り付けられている。本体部７７は、レール２０と平行に、該一対のレール２０間に配置されている。本体部７７の全長は、前述した収容槽９より長い。本体部７７は、長手方向の両端部が前述した収容槽９より該収容槽９の長手方向に沿って外側に突出した位置
に配置されている。

検出子７８は、本体部７７則ち収容槽９の長手方向に沿って移動自在に設けられている。検出子７８は、電磁コイル保持ベース１８に取り付けられている。則ち、検出子７８は、電磁コイル保持ベース１８を介して、電磁コイル８に取り付けられている。

前述したリニアエンコーダ７５は、本体部７７則ち収容槽９に対する検出子７８の位置を検出して、該検出した結果を制御装置７６に向かって出力する。このように、リニアエンコーダ７５は、電磁コイル８の収容槽９則ち現像スリーブ１３２に対する相対的な位置を検出して、検出結果を制御装置７６に向かって出力する。

制御装置７６は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置７６は、電磁コイル移動部５と、移動保持部６と、移動チャック部７と、電磁コイル８と、インバータ４９と、回収部１０と、冷却部１１と、リニアエンコーダ７５などと接続しており、これらを制御して、表面処理装置１全体の制御を司る。

制御装置７６は、リニアエンコーダ７５の検出した電磁コイル８の現像スリーブ１３２に対する相対的な位置に応じた電磁コイル８の回転磁場の強さを記憶している。則ち、制御装置７６は、電磁コイル８の現像スリーブ１３２に対する相対的な位置に応じたインバータ４９が電磁コイル８に印加する電力を記憶している。また、制御装置７６は、前述した電力を現像スリーブ１３２の品番毎に記憶している。

図示例では、制御装置７６は、電磁コイル８が現像スリーブ１３２の長手方向（軸方向）の中央部から両端部に向かうにしたがって、インバータ４９が電磁コイル８に印加する電力を徐々に大きくするパターンを予め記憶している。そして、制御装置７６は、予め記憶した前述した電力のパターン通りにインバータ４９に電磁コイル８の発生する回転磁場の強さを変更させる。このように、図示例では、制御装置７６は、現像スリーブ１３２の両端１３２ａ、１３２ｂを加工する際の回転磁場が、現像スリーブ１３２の中央部を加工する際の回転磁場より強くなるように、インバータ４９に電磁コイル８の発生する磁場の強さを変更させる。前述したように、制御装置７６は、リニアエンコーダ７５が検出した電磁コイル８の収容槽９則ち現像スリーブ１３２に対する相対的な位置に基づいて、インバータ４９に電磁コイル８の発生する回転磁場の強さを変更させる。

さらに、制御装置７６には、キーボードなどの各種の入力装置や、ディスプレイなどの各種の表示装置が接続している。

次に、前述した構成の表面処理装置１を用いて現像スリーブ１３２の外表面を処理（粗面化）して、現像スリーブ１３２を製造する工程を、以下説明する。

まず、制御装置７６に入力装置から現像スリーブ１３２の品番などを入力する。そして、現像スリーブ１３２の長手方向（軸方向）の両端１３２ａ、１３２ｂの外周に円筒状のマスク６４を嵌合させる。そして、前述した他方の位置決め部材５４を中空保持部材３２の外周に嵌合させる。そして、両端１３２ａ、１３２ｂにマスク６４が取り付けられた現像スリーブ１３２内に中空保持部材３２を通す。その後、前述した一方の位置決め部材５４を中空保持部材３２の外周に嵌合させる。そして、チャック用シリンダ３４のチャック軸３９を縮小させて、中空保持部材３２に現像スリーブ１３２を固定する。このとき、中空保持部材３２と現像スリーブ１３２などが同軸になる。こうして、現像スリーブ１３２を中空保持部材３２に取り付ける。

そして、収容槽９内に現像スリーブ１３２及び中空保持部材３２を収容するとともに、収容槽９の円筒部材５０内に磁性砥粒６５を供給する。こうして、収容槽９内に磁性砥粒６５及び現像スリーブ１３２を収容する。さらに、収容槽９を保持チャック２８，４３でチャックする。こうして、移動保持部６に現像スリーブ１３２と収容槽９とを取り付ける。すると、収容槽９の円筒部材５０と中空保持部材３２と現像スリーブ１３２などが同軸になる。

前述した作業は、勿論、アクチュエータ２４，２５で移動ベース２６の位置を調整しながら行われる。さらに、前述した作業は、勿論、保持ベース４１の位置を調整しながら行われる。保持チャック１６で収容槽９の一端部９ａをチャックさせるなどして、固定保持部４に収容槽９の一端部９ａを保持させる。

そして、回収部１０の気体流入管６６を通して収容槽９内に気体を供給するとともに、集塵機７０で収容槽９内の気体を吸引するとともに、冷却部１１に加圧された気体を電磁コイル８に吹き付けさせる。

そして、駆動用モータ３３で中空保持部材３２とともに現像スリーブ１３２を軸芯Ｐ回りに回転させる。その後、電磁コイル８に三相交流電源４８からの電力を印加して、電磁コイル８に回転磁場を発生させる。すると、電磁コイル８の内側に位置する磁性砥粒６５が自転しながら軸芯Ｐ回りに公転（回転即ち移動）して、該磁性砥粒６５が現像スリーブ１３２の外表面に衝突して、該現像スリーブ１３２の外表面を粗面化する。

電磁コイル８に回転磁場を発生させると、この回転磁場によって磁性材料からなマスク６４に渦電流が流れてマスク６４が軸芯Ｐ回りに回転する。このマスク６４の軸芯Ｐ回りの回転によって、図６に示すように、マスク６４内には、現像スリーブ１３２の両端１３２ａ、１３２ｂから中央部に向かう軸芯Ｐ方向に送風Ｗが発生する。この送風Ｗによって、現像スリーブ１３２の削り屑Ｋがマスク６４内に侵入することを防ぐことができる。また、削り屑Ｋがマスク６４内に入り込んでもマスク６４外へ排出することができる。

また、マスク６４の軸芯Ｐ回りの回転によって、図６に示すように、マスク６４の外周面と封止板５６（図２）との間にも現像スリーブ１３２の両端１３２ａ、１３２ｂから中央に向かう軸芯Ｐ方向の送風Ｗが発生する。この送風Ｗによって磁性砥粒６５が削りカス封止ホルダ５２側に侵入することを防止することができる。

そして、電磁コイル移動部５が、適宜、電磁コイル８を軸芯Ｐに沿って移動する。すると、電磁コイル８の内側に侵入した磁性砥粒６５が前述した回転磁場により移動（自転及び公転）するとともに、電磁コイル８の内側から抜け出た磁性砥粒６５が停止する。また、仕切部材５５が収容槽９内の空間を仕切っているので、磁性砥粒６５が仕切部材５５を越えて移動することが規制され、電磁コイル８の内側から抜け出た磁性砥粒６５が前述した回転磁場内から抜け出ることとなる。さらに、電磁コイル移動部５が予め定められた所定の回数電磁コイル８を矢印Ｘに沿って往復移動させると、現像スリーブ１３２の外表面の粗面化が終了する。

さらに、電磁コイル８が現像スリーブ１３２の中央部から両端１３２ａ、１３２ｂに向かうにしたがって、電磁コイル８の発生する回転磁場が強くなる。回転磁場が強くなるにしたがって、磁性砥粒６５の動きが激しくなる。すると、回転磁場が強くなるのにしたがって、磁性砥粒６５がより勢い良く現像スリーブ１３２に衝突して、該現像スリーブ１３２の外表面の表面粗さがより粗くなる。

前述した現像スリーブ１３２の外表面の粗面化が終了すると、電磁コイル８への電力の印加を停止するとともに、駆動用モータ３３を停止する。さらに、回収部１０と冷却部１１とを停止する。そして、固定保持部４の保持チャック１６の収容槽９の保持を解除するとともに、移動チャック部７の保持チャック４３と移動保持部６の保持チャック２８とが収容槽９を保持したまま、第１アクチュエータ２４で移動ベース２６を矢印Ｘに沿って固定保持部４から離す。すると、収容槽９が固定保持部４から離れる。そして、収容槽９内から外表面の粗面化が終了した現像スリーブ１３２を取り出して、新たな現像スリーブ１３２を収容槽９内に収容する。こうして、現像スリーブ１３２の外表面の粗面化を行って、外表面の表面粗さが中央部から両端１３２ａ、１３２ｂに向かうにしたがって徐々に粗くなる現像スリーブ１３２（図７に示す）が得られる。

上述した実施形態によれば、従動軸７３及び中空保持部材３２が各々、一対のマスク６４を軸芯Ｐ回りに回転可能に保持し、筒状のマスク６４が、回転磁場の発生により軸芯Ｐ回りに回転力が生じるように配置されているため、回転磁場が発生するとマスク６４が軸回りに回転し、この回転によってマスク６４内から外へ向かう送風が発生してマスク６４内への削り屑Ｋ入り込み防止を図ることができる。このため、エアーブローを用いることなく削り屑入り込み防止を図ることができ、省スペースで品質及び生産性の向上を図ることができる。また、表面処理時に発生させる回転磁場を利用してマスク６４を回転させることにより、モータのようにマスク６４を回転させる回転手段が不要となるため省エネルギ化や簡素化を図ることができる。

また、上述した実施形態によれば、円筒状のマスク６４が、その内周面から内側に突出した板状のフィン６４ａを備えている。従って、フィン６４ａによって強い送風を発生させることができるため、より一層確実にマスク６４内への削り屑入り込み防止を図ることができる。

また、上述した実施形態によれば、フィン６４ａが、マスク６４の軸芯Ｐ方向に対して所定角度θに傾いて設けられている。即ち、フィン６４ａは、マスク６４内の回転に応じて軸芯Ｐ方向に風を発生させるように配置されている。従って、フィン６４ａによって軸芯Ｐ方向、即ちマスク６４内から外へ向かうより強い送風を発生させることができるため、より一層確実にマスク６４内への削り屑入り込み防止を図ることができる。

また、上述した実施形態によれば、磁性砥粒６５がステンレスで構成された円柱体であるため、加工対象物２の表面に楕円形の穴を形成することができる。上述した画像形成装置は、磁性キャリアとトナーとを含んだ現像剤を感光体ドラムと対向する現像領域に搬送し、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成する現像ローラを備えている。

この現像ローラは、円筒状に形成された現像スリーブと、前記現像スリーブ内に収容されかつ当該現像スリーブの表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形成するマグネットローラと、を備えている。今、上記加工対象物２がこの現像ローラであった場合、上述したようにローラの表面に楕円形の穴を形成することにより、円形の穴に比べて穂立ちの高さを高くすることができる。これにより、現像ローラと感光体ドラムとを接触させることなく、現像ローラに吸着した現像剤を感光体ドラムに転写させることができる。

なお、上述した実施形態によれば、電磁コイル８が発生する回転磁場を利用してマスク６４を回転させていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、モータなどの回転手段を別に設けて、モータの回転駆動力をマスク６４に伝達してマスク６４を軸芯Ｐ回りに回転させることも考えられる。モータに回転駆動力を伝える手段としては、例えばマスクの外周面にリングギアを設け、モータ側に設けたギアと噛み合わせることが考えられる。また、モータの回転軸とマスク６４とにタイミングベルトを掛け渡すことも考えられる。この回転手段は、上述したギアやタイミングベルトを用いてモータの回転駆動力をマスク６４に伝えるものに限らず、本発明の目的に反しない限りどんなものであってもよい。

また、上述した実施形態では、マスク６４の内周面に複数のフィン６４ａを設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、フィン６４ａを設けなくてもよい。

また、上述した実施形態では、マスク６４内に設けたフィン６４ａを軸芯Ｐ方向に対して所定角度θ傾けて設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、フィン６４ａを軸芯Ｐ方向と平行方向に設けてもよい。

また、上述した実施形態では、マスク６４が加工対象物としての現像スリーブ１３２の両端１３２ａ、１３２ｂを外挿して現像スリーブ１３２の両端１３２ａ、１３２ｂを覆っていたが、本発明はこの限りではない。加工対象物によっては両端以外の場所を覆うことも考えられる。即ち、マスク６４は加工対象物の一部を外挿していれば実施形態に限定されることはない。

また、上述した実施形態によれば、電磁コイル８をＸ方向に移動していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、電磁コイル８のＸ方向の長さを加工対象物２のＸ方向の長さと同等にして、電磁コイル８を移動させないことも考えられる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。即ち、保持手段と回転磁場制御手段は、実施形態に記載された構成及び配置に限定されることなく、種々の構成及び配置にしても良い。

本発明の表面処理装置の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示された表面処理装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 （ａ）は図１に示すマスク付近の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線部分断面図である。 （ａ）は図１に示すマスク付近の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線部分断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は図１に示すマスクの天面図及び正面図である。 本発明の効果を説明するための図である。 （ａ）は表面化処理を行う前の現像スリーブを示す斜示図であり、（ｂ）は表面化処理を行った後の現像スリーブを示す斜示図である。 従来の問題点を説明するための図である。

符号の説明

８ 電磁コイル（磁場発生部）
９ 収容槽
３２ 中空保持部材（マスク保持手段）
６４ マスク
６４ａ フィン
６５ 磁性砥
７３ 従動軸（マスク保持手段）
１３２ 現像スリーブ（加工対象物）
Ｐ 軸芯
θ 所定角度

Claims (6)

1. 加工対象物及び磁性砥粒を収容する収容槽と、該収容槽内に前記磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により前記磁性砥粒を前記加工対象物に衝突させる磁場発生部と、前記加工対象物の一部を外挿して当該加工対象物の外表面の一部を覆うことにより前記磁性砥粒の衝突を防ぐ筒状のマスクと、を有する表面処理装置において、
   前記マスクを軸芯回りに回転させる回転手段が、設けられていることを特徴とする表面処理装置。
2. 加工対象物及び磁性砥粒を収容する収容槽と、該収容槽内に前記磁性砥粒を移動させる回転磁場を発生させて該回転磁場により前記磁性砥粒を前記加工対象物に衝突させる磁場発生部と、前記加工対象物の一部を外挿して当該加工対象物の外表面の一部を覆うことにより前記磁性砥粒の衝突を防ぐ筒状のマスクと、を有する表面処理装置において、
   前記マスクを軸芯回りに回転可能に保持するマスク保持手段が、設けられ、
   前記マスクが、前記回転磁場の発生により軸芯回りに回転力が生じるように配置されていることを特徴とする表面処理装置。
3. 前記円筒状のマスクが、当該内周面から内側に突出した板状のフィンを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理装置。
4. 前記フィンが、前記マスク内の回転に応じて軸芯方向に風を発生させるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の表面処理装置。
5. 前記フィンが、前記マスクの軸芯方向に対して所定角度に傾いて設けられていることを特徴とする請求項４に記載の表面処理装置。
6. 前記磁性砥粒が、ステンレスで構成された円柱体であることを特徴とする請求項１〜５何れか１項に記載の表面処理装置。

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