JP3406939B2 - 円筒部材の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ、ファ
クシミリ、印刷機等の画像形成装置における電子写真用
の感光ドラムや現像スリーブ等の基体となる円筒部材の
製法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、レーザビ
ームプリンタ、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置
における電子写真用の感光ドラムや現像スリーブ等は、
その基体として表面が高い形状精度（真円度、真直度お
よび面精度）で所定の表面粗さに仕上げられた円筒部材
を用いる。電子写真用感光ドラムはこのように仕上げら
れた円筒部材の表面に感光膜を施すことによって製造さ
れるが、円筒部材の形状精度が低くて表面に起伏があっ
たり真円度や真直度が充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の画像に様々な欠陥が発生
する。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
ることが要求され、また、表面粗さや真直度および真円
度にも極めて高い精度が必要である。 【０００３】また、電子写真法や静電記録法等によって
感光ドラムの感光膜等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が、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
リーブにも表面粗さ、真直度および真円度等に極めて高
い精度が必要である。 【０００４】一般に係る円筒部材の材料には、純度９
９．５％以上のＡｌや０．０５〜０．２０％のＣｕを含
むＣｕ−Ａｌ合金や、０．０５〜０．２０％のＣｕと
１．０〜１．５％のＭｎを含むＣｕ−Ｍｎ−Ａｌ合金、
あるいは０．２０〜０．６０％のＳｉと０．４５〜０．
９０％のＭｇを含むＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金等が用いら
れ、これら材料を押出、引抜工程を経て、ある程度の形
状精度にする。しかし、このようなアルミ引抜円筒のま
までは曲がりが大きく残っているため通常はこの後ロー
ル矯正等を行い所望の形状精度にまで仕上げる必要があ
る。その後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端部を仕上げる。 【０００５】また、現像スリーブの場合、こうしてでき
た円筒部材に現像スリーブとしての機能を持たせるため
に円筒面にサンドブラスト加工等を行い表面を粗面化し
て現像剤（トナー）の搬送性を高めたり、サンドブラス
ト加工を施したうえで、前記円筒面のトナーの帯電付与
性を向上させる目的で、熱硬化性樹脂に導電性カーボン
を分散した塗料をスプレー塗布し、約１５０℃〜１７０
℃の高温槽で２０〜３０分間乾燥硬化させて塗膜を形成
させるのが一般的である。 【０００６】図１３は、一従来例による現像スリーブの
製法を示すもので、前述の方法で（ａ）に示すようなア
ルミ引抜円筒からなる円筒部材１０１を製作し、（ｂ）
に示すようにその一端に第１のフランジ部材１０２を圧
入して結合させ、サンドブラスト加工等のブラスト工程
と導電性塗料の塗工工程を経て、（ｃ）に示すようにマ
グネットローラー１０３を挿入し、続いて円筒部材１０
１の他端に（ｄ）に示すように第２のフランジ部材１０
４を圧入して結合させ、（ｅ）に示すような現像スリー
ブを完成する。なお、マグネットローラー１０３は使用
する現像剤（トナー）が磁性トナーであるときにこれを
磁力によって現像スリーブの表面に吸着させるために用
いる。第１のフランジ部材１０２の軸部１０２ｂは現像
スリーブを回転させる回転機構の駆動軸に結合され、第
２のフランジ部材１０４の軸部１０４ｂは前記駆動軸と
反対側で現像スリーブを支持する軸受の軸頸（ジャーナ
ル）を構成する。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術によれば以下のような問題があった。 【０００８】基体となる円筒部材にロール矯正を行った
後に、両フランジ部材を後から結合させるために、各フ
ランジ部材と円筒部材との同軸度が著しく低い。つま
り、個別に製作された円筒部材とフランジ部材という単
部品どうしの結合であるために結合精度にも限界があ
り、特に電子写真装置等に使用されるような高精度な円
筒部材としては不適であった。フランジ部材は、円筒部
材を駆動軸に連結するための軸部やその反対側で軸受の
軸頸（ジャーナル）となる軸部を構成するものであるた
め、両フランジ部材の結合精度が悪いと、現像スリーブ
や感光ドラムを回転させたときに大きな振れが発生し、
画像上に現像スリーブの回転と同じ周期の濃度むらとな
って表われる。 【０００９】このような欠点を補う方法として図１４に
示す方法が提案されている。 【００１０】すなわち、前述の方法で（ａ）に示すよう
なアルミ引抜円筒からなる円筒部材２０１を製作し、
（ｂ）に示すようにその一端に第１のフランジ部材２０
２を圧入して結合させ、（ｃ）に示すようにマグネット
ローラー２０３を挿入し、続いて円筒部材２０１の他端
に（ｄ）に示すように第２のフランジ部材２０４を圧入
して結合させ、（ｅ）に示すような円筒部材２０１と両
フランジ部材２０２，２０４を一体化したものをまず完
成させ、続いて（ｆ）に示すように旋盤２０５等によっ
て円筒部材２０１の表面と各フランジ部材２０２，２０
４の軸部２０２ｂ，２０４ｂの表面を切削して所定の表
面粗さに仕上げたのち、円筒部材２０１の表面にブラス
ト処理を施し、続いて塗工を行う。 【００１１】この方法であれば、フランジ部材と円筒部
材の円筒面との同軸度は旋盤の加工精度に依存するので
比較的容易に同軸度の高いものが得られる。 【００１２】しかし、この方法も次のような欠点があ
る。例えば、塗工した後の乾燥工程においてマグネット
ローラーが組み込まれた円筒部材が１５０〜１７０℃の
高温下におかれたとき、その熱によりマグネットローラ
ーが変形を起こし、円筒部材の内部で大きく曲がりその
内面に接触するという問題がある。マグネットローラー
が変形することで磁力曲線が狂ったり、円筒部材の内面
に接触することで現像スリーブの回転挙動に影響を与え
るために画像上に大きな影響を及ぼす。 【００１３】また、旋盤等による切削加工の際、円筒部
材の内部にマグネットローラーを挿入しているため、切
削加工において円筒部材を高速度で回転させると振動が
発生しやすい。従って回転数を約３，０００ｒｐｍ以下
に限定せざるを得ず、切削工程の高速化が困難であり、
その結果、全体の加工サイクルタイムが長くなり、製造
コストが上昇する。 【００１４】また、その他の問題点としてブラストによ
る現像スリーブの変形がある。ブラスト加工はノズルか
ら噴射される超高速の圧縮気体流に砥粒（研磨剤）をの
せて現像スリーブの表面を激しく叩きつけるため、その
表面に非常に大きな衝撃力が発生し、この衝撃力により
現像スリーブが全体的に大きく変形してしまうという問
題がある。従って、あらかじめブラストによる変形量を
見込んで、ブラスト前の円筒部材の真円度、真直度の精
度を厳しい規格値に設定する必要があり、そのため歩止
りが悪く、従ってコスト高であるという問題があった。 【００１５】本発明は、上記従来の有する問題点に鑑み
てなされたものであって、円筒面が高い形状精度に仕上
げられており、しかも円筒面と軸部の同軸度が極めて高
く回転中に大きな振れを生じるおそれのない安価な円筒
部材の製法を提供することを目的とするものである。 【００１６】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の円筒部材の製法は、筒状の本体と該本体の
一端に結合された軸部材を有するワークを製作し、該ワ
ークの前記本体と前記軸部材のそれぞれの表面を互に一
体的に回転する第１および第２のセンタレス研削手段に
よってそれぞれ研削すると同時に前記本体の内面の所定
の端部を内面研削手段によって研削する工程を有し、前
記本体の表面の研削を、前記軸部材の研削と前記本体の
前記内面の所定の端部の研削とが開始される前に開始す
ることを特徴とする。 【００１７】 【作用】センタレス研削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、ワーク本体と軸部材の間の同軸度が低くても回転が
不安定になるおそれがないために両者を高い形状精度
（真円度および面精度）に加工できる。加えて、第２の
センタレス研削手段による軸部材の研削が開始される前
に第１のセンタレス研削手段による本体の研削を開始
し、第１のセンタレス研削手段によるワークのセンタリ
ングを正確に行い、ワークの回転が安定したのちに第２
のセンタレス研削手段による研削を開始すれば、ワーク
の本体と軸部材のセンタレス研削はともに極めて安定し
た回転のもとで行われ、研削中のワークの振動や軸ぶれ
のためにワークの表面が荒れるおそれがない。その結
果、ワークの本体と軸部材を高い形状精度に安定して加
工できるため生産性が高い。また、第１および第２の研
削手段が一体的に回転するものであるためワークの本体
と軸部材の間には極めて高い同軸度を得ることができ
る。その結果、高い形状精度を有しかつ振れが小さくて
しかも安価な円筒部材を実現できる。 【００１８】また、筒状の本体とその一端に結合された
軸部材を有するワークを製作し、該ワークの前記本体と
前記軸部材のそれぞれの表面を互に一体的に回転する第
１および第２のセンタレス研削手段によってそれぞれ所
定の形状精度に研削すると同時に前記本体の内面の所定
の端部を内面研削手段によって所定の形状精度に研削す
ることによって得られた振れの小さい円筒部材であれ
ば、ワークの軸部材と本体の表面と該本体の内面の所定
の端部とを極めて高い同軸度で研削できるため、第２の
軸部材を本体の内面に結合させたとき、第１および第２
の軸部材と本体の３者間に極めて高い同軸度を実現し、
円筒部材を回転させたときの振れを一層大幅に低減でき
る。 【００１９】 【実施例】本発明の実施例を図面に基いて説明する。 【００２０】図１は本発明による円筒部材の製法を用い
た現像スリーブの製造工程を示すもので、まず（ａ）に
示すようにアルミニウム管材を押出によって所定の外径
寸法に縮小し、所定の長さに切断した本体である筒状体
１を用意する。 【００２１】該筒状体１の一端１ａに、（ｂ）に示すよ
うに円筒部材の駆動側の軸部となる第１の軸部材である
フランジ部材２のフランジ部２ａを圧入して両者を一体
的に結合させ、筒状体１とフランジ部材２からなるワー
クＷを製作する。結合方法は、圧入以外に公知の接着、
カシメ等いずれでもよい。 【００２２】続いて、（ｃ）に示すように、互に一体的
に回転する第１および第２のセンタレス研削手段を構成
する段付き外面研削砥石Ｇ₁ によってワークＷの筒状体
１の表面である円筒面（以下、「ワークの円筒面」とも
いう）１ｂと第１のフランジ部材２の軸部（以下、「ワ
ークの軸部」ともいう）２ｂを研削し、その工程中に筒
状体１の内面のうちで他端に隣接する所定の端部（以
下、「内端面」という）１ｃを内面研削手段である内面
研削砥石Ｇ₂ によって研削することで、ワークＷの円筒
面１ｂと軸部２ｂと内端面１ｃを同時にそれぞれ所定の
表面粗さに加工する。公知のアニール処理を施したの
ち、後述するようにブラスト処理と導電性塗膜の塗工を
行う。 【００２３】次いで、（ｄ）に示すように、マグネット
ローラー３をワークＷに挿入し、（ｅ）に示すように、
ワークＷの内端面１ｃに円筒部材の他端の軸部となる第
２の軸部材であるフランジ部材４のフランジ部４ａを圧
入して一体的に結合させて（ｆ）に示すような現像スリ
ーブＱを完成する。 【００２４】図２は図１の（ｃ）に示す研削工程に用い
る研削装置Ｅを示すもので、これは、前述の段付き外面
研削砥石Ｇ₁ および内面研削砥石Ｇ₂ と、両者を個別に
回転駆動するモータＤ₁ ，Ｄ₂ と、調整砥石Ｃと、これ
を回転させるモータＲと、段付き外面研削砥石Ｇ₁ と調
整砥石Ｃの間に配設されたブレードＢを有し、ワークＷ
は、筒状体１の円筒面１ｂを支持するブレードＢと調整
砥石Ｃによってその中心軸に沿って保持され、調整砥石
Ｃの回転によっていわゆるつれ回り回転（接触回転）さ
れる。 【００２５】段付き外面研削砥石Ｇ₁ を回転させるモー
タＤ₁ は、これとともに段付き外面研削砥石Ｇ₁ を径方
向に送る径方向送り装置Ｆ₁ に搭載され、内面研削砥石
Ｇ₂を回転させるモータＤ₂ は、内面研削砥石Ｇ₂ とと
もにテーブルＴ₂ に支持され、テーブルＴ₂ は図示しな
いテーブル駆動装置によって調整砥石Ｃの軸方向に進退
自在である。 【００２６】段付き外面研削砥石Ｇ₁ は図３に示すよう
に、ワークＷの円筒面１ｂの長さより長尺である小径部
Ｓ₁ とワークＷの軸部２ｂの長さより長尺である大径部
Ｓ₂を有し、ワークＷの研削工程中に軸送りを必要とせ
ずにその全長を研削できるように構成されている。ま
た、小径部Ｓ₁ と大径部Ｓ₂ の間に成形される段差Ｓの
径方向の寸法はワークＷの円筒面１ｂと軸部２ｂの径方
向の仕上げ寸法の差に等しく設定される。 【００２７】次に、研削装置ＥによるワークＷの研削工
程を説明する。 【００２８】まず、ワークＷを構成する筒状体１と第１
のフランジ部材２をそれぞれ個別に製作するときに筒状
体１の円筒面１ｂの研削代Ｘ₁ と第１のフランジ部材２
の軸部２ｂの研削代Ｘ₂ が以下の関係を満足するように
配慮する。 【００２９】 Ｘ₁ ＞Ｘ₂ ・・・・・（１） 図１の（ｂ）に示す組立工程を経たワークＷを研削装置
ＥのブレードＢと調整装置Ｃに支持させ、図４に示すよ
うに段付き外面研削砥石Ｇ₁ を回転させながら所定の送
り速度で径方向へ移動させてまず粗研削を行い、次いで
送り速度を落として仕上げ研削を行うことでワークＷの
円筒面１ｂと軸部２ｂを所定の表面粗さに仕上げる。ワ
ークＷの円筒面１ｂの研削代Ｘ₁ と軸部２ｂの研削代Ｘ
₂ は式（１）に示すように設定されているため、前記粗
研削の初期には、図４の（ａ）に示すように、まず、段
付き外面研削砥石Ｇ₁ の小径部Ｓ₁ のみがワークＷの円
筒面１ｂの全長に接触することで円筒面１ｂの粗研削と
ともにワークＷの正確なセンタリング（心出し）が行わ
れ、その後に大径部Ｓ₂ が軸部２ｂの粗研削を開始す
る。従って、以後の粗研削および仕上研削によるワーク
Ｗの仕上げは軸振れ等を発生させることなく円滑に行わ
れる。 【００３０】このようにして、ワークＷの円筒面１ｂと
軸部２ｂはセンタレス研削によって極めて高い形状精度
に安定して加工され、しかも円筒面１ｂと軸部２ｂの間
には極めて高い同軸度が保証される。 【００３１】実験によれば、円筒面１ｂの研削代Ｘ
₁ と、軸部２ｂの研削代Ｘ₂ の差は２０〜１００μｍ、
できれば５０〜８０μｍに設定するのが望ましいことが
判明した。さらに、前述の粗研削における径方向の送り
速度は２０μｍ／ｓｅｃ以下、仕上げ研削における送り
速度は１０μｍ／ｓｅｃ以下、できれば５μｍ／ｓｅｃ
以下であるのが望ましい。 【００３２】また、図１の（ｂ）に示す組立工程におい
て筒状体１と第１のフランジ部材２の同軸度があまり低
いとワークＷのセンタリングが完了する前に軸部２ｂの
粗研削が開始されるおそれがある。従って第１のフラン
ジ部材２を製作するときにはそのフランジ振れが６０μ
ｍ以下になるように留意するのが望ましい。 【００３３】なお、ワークＷの円筒面１ｂと軸部２ｂの
研削代が前述のように設定されていないときあるいは第
１のフランジ部材２のフランジ振れが過大であるとき
は、図５の（ａ）に示すように、ワークＷの円筒面１ｂ
に段付き外面研削砥石Ｇ₁ の小径部Ｓ₁ が接触してワー
クＷのセンタリングが行われる前に大径部Ｓ₂ が軸部２
ｂに接触し、これによって発生する回転モーメントによ
って（ｂ）に示すようにワークＷが振動し、加工精度が
著しく損なわれる。その結果、円筒面１ｂや軸部２ｂの
表面が荒れて高い形状精度を得ることができない。 【００３４】また、研削装置Ｅの段付き外面研削砥石Ｇ
₁ がワークＷの円筒面１ｂの全長に接触してワークＷの
センタリングが行われ、続いて、図４の（ｂ）に示すよ
うにワークＷの軸部２ｂの粗研削が開始されたのちある
いはこれと同時に、内面研削砥石Ｇ₂ によるワークＷの
内端面１ｃの研削が開始される。内端面１ｃの研削代は
内面研削砥石Ｇ₂ の径方向の送りによって調節され、送
り速度は、ワークＷの円筒面１ｂと軸部２ｂの仕上げが
完了する前あるいはこれと同時に内端面１ｃの仕上げが
完了するように制御される。 【００３５】図６はこの間の内面研削砥石Ｇ₂ の移動を
説明するもので、前述のようにワークＷのセンタリング
が行われたのちに（ａ）に示すようにテーブルＴ₂ をワ
ークＷの軸方向へ移動させ、続いて内面研削砥石Ｇ₂ を
回転させながら（ｂ）に示すように径方向へ移動させて
ワークＷの内端面１ｃに接触させ、ひき続き径方向へ送
ることで所定の研削代を研削したのち、（ｃ）に示すよ
うに径方向へ後退させ、（ｄ）に示すようにワークＷの
外へ引出す。 【００３６】このように、円筒面１ｂと軸部２ｂの研削
中にワークＷを正確にセンタリングした状態で内端面１
ｃの研削を行うことで、内端面１ｃと円筒面１ｂの間に
高い同軸度を実現できる。従って、ワークＷの内端面１
ｃに圧入されて円筒部材の軸受側の軸部となる第２のフ
ランジ部材４と円筒面１ｂの間にも高い同軸度を確保で
きる。また、前述のように、ワークＷの円筒面１ｂと軸
部２ｂは段付き外面研削砥石Ｇ₁ によって一体的に同時
に研削されるため、両者の間にも極めて高い同軸度を実
現できる。その結果、円筒面とその駆動側および軸受側
の両軸部の３者間に極めて高い同軸度を有する円筒部材
を得ることができる。このような円筒部材を用いて現像
スリーブや感光ドラムを製作すれば、回転中に回転挙動
が不規則になって濃度むら（ピッチむら）等の画像欠陥
を発生するおそれがない。 【００３７】なお、円筒部材の円筒面と両端部の同軸度
については、円筒部材を回転させて後述する方法で円筒
面と駆動側の軸部のそれぞれの振れを測定したときに両
者が１０μｍ以下であるときに欠陥のない極めて良好な
画像を得られることが後述する具体例による実験で判明
している。また、円筒部材の駆動側と反対側の軸部の振
れが１５μｍ以下であるときに良好な画質を得られるこ
とも実験によって判明している。 【００３８】感光ドラムの基体となる円筒部材を製作す
る場合は、このようにして研削による仕上げを完了した
のちに、さらにローラーバニシング加工等の表面仕上げ
加工を行ってワークＷの表面粗さをＲｍａｘ１〜２μｍ
以下に改善する。その理由は、感光ドラムは円筒部材の
表面に感光膜を施すことによって製造されるが、研削に
よって仕上げられたままのアルミニウムの円筒部材は表
面精度（表面粗さ）が不充分で感光膜に凹凸を生じ、こ
れが画像に欠陥を発生させるもとになるおそれがあるた
めである。 【００３９】図７は、ローラーバニシング加工を説明す
るもので、（ａ）に示すように周方向に所定の間隔で配
設された複数の軽くて滑らかなローラー１０を筒状のフ
レーム１１に回転自在に支持させ、その外側に配設され
た筒状のヘッド１２によって被加工物の円筒面すなわち
ワークＷの筒状体１の円筒面１ｂに押圧する。各ローラ
ー１０は、（ｂ）に示すように、その中心軸Ｏ1 がヘッ
ド１２の中心軸Ｏ₀ に対して所定の角度（フィードアン
グル）θだけ傾斜しており、各ローラー１０を回転させ
て筒状体１を軸方向へ送りながら、円筒面１ｂを圧縮し
てその表面に局部的な塑性変形を起こさせることで表面
の凸部をつぶし平滑化する。このような方法で被加工物
の表面を加工硬化させてその耐久性を向上させるととも
に、Ｒｍａｘ０．１〜０．８μｍの鏡面にまで仕上げる
ことができる。 【００４０】次にこのようにして研削した円筒部材を約
１５０〜２３０℃の環境に２〜４時間保存して熱処理を
加える。これは、次にブラスト処理を行う場合、ブラス
トによる円筒部材の変形を防止するために行うものであ
る。 【００４１】ブラスト処理による円筒部材の変形要因は
大きく分けると２つある。１つはブラストノズルから超
高速に加速された圧縮気体流に研磨材（砥粒）をのせて
円筒部材の表面に激しく叩きつける際に発生する衝撃力
によるものと、２つめは元々、円筒部材そのものが持っ
ている内部応力がブラストにより変化するためである。
一般にアルミニウム押出・引抜円筒管等はその製造工程
において熱応力、圧縮応力、引張応力等がかけられてお
り、その内部には様々な内部応力が存在している。この
ような円筒管から作られた円筒部材にブラスト処理のよ
うな無数の微細な砥粒が円筒表面に激しく叩きつけられ
ると円筒面に新たな残留応力を発生すると共に、元々円
筒部材内に存在していた圧縮、引張応力が開放されるた
め円筒部材が全体的に変形するという現象が発生する。
このような変形を防止するためにブラスト処理を行う前
に円筒部材にあらかじめ１５０℃〜２３０℃の範囲で２
〜４時間程度、熱処理を行い、円筒部材の内部応力を除
去してやるのである。この時の熱処理条件（温度、熱処
理時間等）は円筒部材の材質によりそれぞれ適宜設定を
行えば良い。 【００４２】ブラスト処理は図８に示すブラストノズル
２１を用いて行われる。すなわち、ワークＷの円筒面１
ｂの両端部をマスキング治具２０によって保持し、ワー
クＷを回転させながらブラストノズル２１から加速され
た空気流とともに研磨材（ブラスト）をワークＷの円筒
面１ｂに吹きつける。ブラストノズル２１は所定の軸の
まわりに揺動して円筒面１ｂ全体を均一に研磨する。 【００４３】続いて、ブラスト処理したワークＷの円筒
面１ｂの表面に樹脂層を被覆する。これは、図９に示す
ように、ブラスト処理を終えたワークＷをひき続きマス
キング治具２０によって保持して回転させながら、その
円筒面１ｂにスプレーノズル３１から樹脂塗料を吹きつ
けることによって行われる。スプレーノズル３１は樹脂
塗料を噴出しながらワークＷの軸方向に移動してその全
長に均一な塗膜を形成させる。こののち、ワークＷを１
５０〜１６０℃の恒温乾燥炉に入れて樹脂層を熱硬化さ
せる。 【００４４】また、円筒部材の直径が細い（例えばφ１
２ｍｍ以下）場合等は機械的剛性が弱いため、アニール
処理を行ってもブラストによる影響のほうが大きく、変
形することがある。このような場合はブラスト処理を行
わない次に説明するような方法も効果的である。 【００４５】まず、先に説明した方法で研削加工を行い
円筒部材を作製する。次いでブラストを行わずに円筒部
材表面に直接、塗料を塗布して樹脂層を形成する。この
とき塗料としてバインダーとなるフェノール樹脂に導電
性カーボン、グラファイトの他に球状粒子を添加する。
この球状粒子の役割はブラストによる凹凸形成の代わり
に樹脂中に球状粒子を添加することで凹凸を形成するた
めである。球状粒子の種類としてはポリアミド、シリコ
ン、フェノール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリエチレン等の球状粒子を用いる。また、表面
粗さの制御は球状粒子の添加量や球状粒子の粒径を変え
ることによって制御できる。実験によれば、現像スリー
ブとしては１〜３０μｍの範囲の粒径が好ましいことが
判明している。その理由は粒径が１μｍ以下の場合は希
望とする表面粗さが得られにくいためであり、また３０
μｍ以上の粒径の場合は粒径が大きすぎるため樹脂との
密着性が悪くなり、球状粒子が剥離するためである。 【００４６】このような方法を用いればブラストによる
影響を全く受けないために直径の細い円筒部材でも研削
加工後の形状精度や同軸度を維持できるため非常に高精
度な円筒部材を提供できる。 【００４７】図１０に円筒部材を基体とする現像スリー
ブや感光ドラムを用いた転写式電子写真装置の概略構成
を示した。 【００４８】本図において、像担持体としての感光ドラ
ム５１は軸５１ａを中心に矢印方向に所定の周速度で回
転駆動される。感光ドラム５１はその回転過程で帯電手
段５２によりその周囲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５３にて不図示の像露光手段に
より光像露光Ｌ（スリット露光、レーザビーム走査露光
等）を受ける。これにより感光ドラム周面に露光像に対
応した静電潜像が順次形成されていく。 【００４９】その静電潜像は次いで現像スリーブを有す
る現像手段５４でトナー現像され、そのトナー現像が転
写手段５５により不図示の給紙部から感光ドラム５１と
転写手段５５との間に感光ドラム５１の回転と同期取り
されて給送された転写材Ｐの面に順次転写されていく。 【００５０】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５８へ導入されて像定着を受け
て複写物（コピー）として機外へプリントアウトされ
る。像転写後の感光ドラム５１の表面はクリーニング手
段５６にて転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され
て、さらに、前露出手段５７により除電処理されて繰り
返して像形成に使用される。 【００５１】感光ドラム５１の均一帯電手段５２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、
転写手段５５もコロナ転写手段が一般に広く使用されて
いる。電子写真装置として、上述の感光ドラムや現像手
段、クリーニング手段等の構成要素の内、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ユニットを装置本体に
着脱自在の単一ユニットとし、装置本体のレール等の案
内手段を用いて着脱自在の構成にしてもよい。 【００５２】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、あるいは原稿を読取信号化し、この信号によ
るレーザビームの走査、ＬＥＤアレイの駆動、または液
晶シャッターアレイ駆動等により行われる。 【００５３】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。図１１はこの場合の一例をブロック図
で示したものである。 【００５４】コントローラ６１は画像読取部６０とプリ
ンタ６９を制御する。コントローラ６１の全体はＣＰＵ
６７により制御されている。画像読取部からの読取デー
タは送信回路６３を通して相手局に送信される。相手局
から受けたデータは受信回路６２を通してプリンタ６９
に送られる画像メモリ６６には所定の画像データが記憶
される。プリンタコントローラ６８はプリンタ６９を制
御している。６４は電話である。 【００５５】回線６５から受信された画像（回線を介し
て接続されたリモータ端末からの画像情報）は、受信回
路６２で復調された後、ＣＰＵ６７は画像情報の復号処
理を行い、順次画像メモリ６６に格納される。そして、
少なくとも１ページの画像メモリ６６に格納されると、
そのページの画像記録を行う。ＣＰＵ６７は画像メモリ
６６より１ページの画像情報を読出し、プリンタコント
ローラ６８に復号化された１ページの画像情報を送出す
る。プリンタコントローラ６８はＣＰＵ６７からの１ペ
ージの画像情報を受け取るとそのページの画像情報記録
を行うべく、プリンタ６９を制御する。以上のように、
画像の受信と記録が行われる。 【００５６】（第１具体例） 本発明による円筒部材の製法を用いて現像スリーブを作
製し、その評価を行った。まず、外径：２０．１６ｍ
ｍ、内径：１８．４（＋０〜０．０５２）ｍｍ、長さ：
３３０ｍｍ、材質：６０００系アルミニウム合金製押出
円筒素管からなる円筒体の駆動側の端部にフランジ部外
径：１８．４４±０．００５ｍｍ、軸部外径：１２．１
０ｍｍの第１のフランジ部材を圧入して、ワークを製作
し、以下の研削条件で円筒面と軸部および、内端面を研
削した。 【００５７】 「円筒面および軸部外径研削条件」 ・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（円筒面）：０．１６ｍｍ ・ 〃 （軸部）：０．０８ｍｍ ・仕上研削代（円筒面）：０．０２ｍｍ ・ 〃 （軸部）：０．０２ｍｍ ・研削砥石：炭化珪素質（ＳｉＣ）＃１２０ ・研削砥石回転数：１２５０ｒｐｍ 「内端面研削条件」 ・研削代：０．１ｍｍ ・研削送り速度：０．０１６ｍｍ／ｓｅｃ 次に、こうして研削加工を施したワークを温度１８０℃
の乾燥炉に４時間保存してアニール処理を行った。 【００５８】得られたワークにその後、所定の表面粗さ
に仕上げるために以下の条件でサンドブラスト加工を行
った。 【００５９】 ・砥粒：昭和電工製 アランダム＃１００ ・吐出圧力：２．８ｋｇ／ｃｍ² （２７．４４×１０³ Ｐａ、２７．４４Ｎ／ｃｍ² ） ・ノズル距離：１２０ｍｍ ・ブラスト時間：６０秒（３０秒×２回） ・回転数：６０ｒｐｍ さらに、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１０重量部グラファイト（平均粒径７
μ）９０重量部、フェノール樹脂１００重量部とＩＰＫ
溶剤を固形分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
て調成し、この塗工液をエアースプレーガンにより円筒
面に吹き付け、樹脂層を形成し、１５０℃の乾燥炉に約
３０分間入れて塗膜を熱硬化させた。 【００６０】次いで、マグネットローラーをワークに挿
入し、最後に第２のフランジ部材を内端面に圧入して現
像スリーブを作製した。 【００６１】上述の方法により現像スリーブを５０本作
製し、それぞれを回転させて振れの測定を行った。測定
方法は図１２に示すように、非接触レーザ測定機を使用
して現像スリーブＱをその両端部のＡ，Ｂ点を基準にし
て回転させたときの駆動側の軸部の振れｆ、円筒面の振
れｐの２箇所を測定した。測定の結果、軸部の振れは５
０本の平均値で１．３μｍ、円筒面の振れは２．４μｍ
であった。 【００６２】その後、現像スリーブＱをキヤノン製レー
ザビームプリンタ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むら等の欠陥を発
生することなく、非常に良好な画像が得られた。 【００６３】本具体例の評価結果を以下に述べる第２な
いし第５具体例および第１、第２比較例の評価結果とと
もに表１に示す。 【００６４】（第２具体例） 仕上研削送り速度を０．００５ｍｍ／ｓｅｃに設定した
以外は第１具体例と同様の方法で現像スリーブを作製・
評価した。 【００６５】（第３具体例） 粗研削送り速度を０．００９４ｍｍ／ｓｅｃ、仕上研削
送り速度を０．００２２ｍｍ／ｓｅｃに設定した以外は
第１具体例と同様の方法で現像スリーブを作製・評価し
た。 【００６６】（第４具体例） 粗研削送り速度を０．０１３ｍｍ／ｓｅｃ、仕上研削送
り速度を０．００２２ｍｍ／ｓｅｃに設定した以外は第
１具体例と同様の方法で現像スリーブを作製・評価し
た。 【００６７】（第５具体例） 粗研削送り速度を０．０１３ｍｍ／ｓｅｃ、仕上研削送
り速度を０．００５ｍｍ／ｓｅｃに設定した以外は第１
具体例と同様の方法で現像スリーブを作製・評価した。 【００６８】（第１比較例） 図１３に示した従来例によって現像スリーブを製造し
た。すなわち、アルミニウム引抜円筒素管を押出後、引
抜工程を経て曲がりを除去するためにロール矯正を行っ
たものによって第１具体例と同じ寸法および材質の円筒
体を製作した。 【００６９】これに第１のフランジ部材を圧入後、サン
ドブラスト加工により表面を粗面化し、スプレー塗布に
より表面に塗膜を形成させて現像スリーブを作製し、前
述と同様の評価を行った。その結果、軸部の振れは５０
本の平均値で２０．８μｍ、円筒面の振れは１５，３μ
ｍであった。また、画像評価はハーフトーン、ベタ黒の
画像上に軽微なスリーブ周期のピッチむらが発生した。 【００７０】（第２比較例） 図１４に示した従来例によって現像スリーブを製造し
た。すなわち、アルミニウム引抜円筒素管からなる第１
具体例と同じ寸法および材質の円筒体に第１のフランジ
部材を圧入して結合させ、その後、マグネットローラー
を挿入し、さらに第２のフランジ部材を圧入した。この
ようにして円筒部材を製作したうえで、旋盤によって両
軸部塗円筒部を切削により所定の表面粗さに仕上げた。 【００７１】次いで、サンドブラスト加工を行い、表面
を粗面化し、第１具体例と同様に塗膜を形成させて現像
スリーブを作製し評価を行ったところ、軸部の振れは５
０本の平均値で４．９μｍ、円筒面の振れは１１．３μ
ｍであった。また、画像評価については画出しの初期か
らかなりひどいスリーブピッチの濃度むらが発生した。
これはハーフトーン、ベタ黒いずれの場合にも発生し
た。その後、レーザビームプリンター本体からプロセス
カートリッジを取り外し、カートリッジを分解して現像
スリーブを調べたところ、現像スリーブ内部でマグネッ
トローラーが大きく変形しており、スリーブ内面にマグ
ネットローラーが接触していた形跡が見られた。 【００７２】 【表１】※測定値は各５０本の平均値とした。 【００７３】 ◎：非常に良好である ○：良好である △：多少欠点があるが実用上問題ない ×：実用上問題がある （第６〜第８具体例） 第１具体例と同様の方法で円筒面と軸部の研削量の差を
様々に変化させて現像スリーブを製作し、前述と同様に
評価し、加えて軸部と円筒面の振れを測定した結果を以
下に述べる第３、第４比較例とともに表２に示す。な
お、研削前第１のフランジ部材のフランジ振れはすべて
３０μｍ以下のものを用いた。 【００７４】（第３比較例） 円筒面と軸部の研削量を同じ１００μｍにした以外は第
１具体例と同様に現像スリーブを作製・評価した。 【００７５】（第４比較例） 円筒面と軸部の研削量を円筒面研削量よりも軸部研削量
の方が２０μｍ大きくなるようにした以外は第１具体例
と同様に現像スリーブを作製・評価した。 【００７６】 【表２】 ※測定値は各５０本の平均値とした。 【００７７】表２から円筒面と軸部の研削量の差が２０
μｍ以上、より好ましくは４０μｍ以上、さらに好まし
くは６０μｍ以上の場合は、軸部および円筒面の振れが
極めて少なく、画像評価もピッチむらのない良好な画像
が得ることが判明した。円筒面と軸部の研削量が全く同
じ第３比較例の場合や、逆に軸部の研削量の方が円筒面
の研削量より多い第４比較例の場合については精度も悪
く、画像上もピッチむら２の目立つ結果となった。この
理由は円筒面と軸部の研削代の差が小さいほど研削砥石
が先に軸部に接触しやすく、研削中にワークが不安定な
状態になるからである。従って、円筒面より先に軸部に
研削砥石が接触しないように研削量に差を持たせておく
ことが重要であることが判る。 【００７８】（第９〜第１２具体例） 第１のフランジ部材の研削前のフランジ振れを６０μｍ
以下の範囲で様々に変化させて第１具体例と同様の現像
スリーブを製作し、研削前の軸部のフランジ振れが研削
後の円筒面の振れにどのような影響を与えるのか調べ
た。その評価結果を以下に示す第５、第６比較例の評価
結果とともに表３に示す。 【００７９】（第５、第６比較例） 第１のフランジ部材の研削前のフランジ振れをそれぞれ
７０μｍ、９０μｍのものを用いて第１具体例と同様の
現像スリーブを製作し、評価した。 【００８０】 【表３】 ※測定値は各５０本の平均値とした。 【００８１】表３から研削前のフランジ部材のフランジ
振れが６０μｍ以下の場合は研削後の円筒面の振れも１
０μｍ以下となり画像上もハーフトーン、ベタ黒いずれ
の画像においても良好な結果が得られることが判かる。 【００８２】（第１３具体例） 外径：１２．１６ｍｍ、内径：１０．４ｍｍ、長さ：２
４６ｍｍ、材質３０００系アルミニウム合金製押出円筒
素管からなる円筒体の駆動側の端部にフランジ部外径：
１０．４４ｍｍ、軸部外径：６．６ｍｍの第１のフラン
ジ部材を圧入してワークを製作し、以下の研削条件で円
筒面と軸部および内端面を第１具体例と同様の研削条件
で研削した。 【００８３】得られた円筒部材の帯電性を向上させるた
めに、フェノール樹脂１００重量部、導電性カーボン５
重量部、グラファイト４５重量部、ポリメチルメタクリ
レート球状粒子（平均粒径１０μｍ）２０重量部をＩＰ
Ａ（イソプロピルアルコール）溶剤に投入して固形分３
０％の溶液を作り、ペイントシェーカーにガラスビーズ
とともに入れて５時間の分散調整を行って塗工液を作
り、エアースプレーガンによって円筒部材の円筒面に塗
工して樹脂層を形成した。 【００８４】次いで１５０℃の恒温乾燥炉に入れて約３
０分の熱硬化処理を施したのち、マグネットローラーと
第２のフランジ部材を取付けて現像スリーブを完成し
た。このようにして得られた現像スリーブを第１具体例
と同様の方法で評価した結果を、以下に述べる第１４〜
第１７具体例および第７比較例とともに表４に示す。 【００８５】（第１４具体例） 球状粒子をポリアミド粒子とした以外は第１３具体例と
同様に現像スリーブを作製、測定、評価した。 【００８６】（第１５具体例） 球状粒子をシリコン粒子とした以外は第１３具体例と同
様に現像スリーブを作製、測定、評価した。 【００８７】（第１６具体例） 球状粒子をポリスチレン粒子とした以外は第１３具体例
と同様に現像スリーブを作製、測定、評価した。 【００８８】（第１７具体例）球状粒子をポリエチレン
粒子とした以外は第１３具体例と同様に現像スリーブ を作製、測定、評価した。 【００８９】（第７比較例） 第１３具体例において研削した円筒部材に第１具体例と
同条件で熱処理を施し、さらにその後所定の表面粗さに
仕上げるために以下の条件でサンドブラスト加工を行っ
た。 【００９０】 ・砥粒：アランダム＃１００ ・吐出圧力：２．８ｋｇ／ｃｍ² （２７．９４×１０³ Ｐａ、２７．４９ Ｎ／ｃｍ² ） ・ノズル距離：２００ｍｍ ・ブラスト時間：６０秒（３０×２回） ・回転数：６０ｒｐｍ さらに、円筒部材に帯電付与性能を向上するために導電
性カーボン１０重量部、グラファイト（平均粒径７μ
ｍ）９０重量部、フェノール樹脂１００重量部とＩＰＡ
溶剤を固形分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ともに入れ、５時間の分散を行
って調成し、この塗工液をエアースプレーガンにより上
述のブラストスリーブに吹き付け、樹脂層を形成し、１
５０℃の乾燥炉に約３０分間入れて塗工膜熱硬化させて
現像スリーブを作製し、評価した。 【００９１】 【表４】 ※測定値は各５０本の平均値とした。 【００９２】表４から円筒部材の直径が小径のものでも
第１３〜第１７具体例に示したように塗料に球状粒子を
添加することで希望とする表面粗さが得られるととも
に、ブラストによる影響を受けないため研削後の高精度
な形状精度が維持され、画像評価結果もハーフトーン、
ベタ黒いずれにおいても良好であることが判る。 【００９３】 【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 【００９４】本体の円筒面が高い形状精度に仕上げられ
ており、しかも円筒面と軸部の同軸度が極めて高く回転
中に大きな振れを生じるおそれのない安価な円筒部材を
実現できる。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
面の凹凸等によって画質を低下させるおそれがないうえ
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
成装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】一実施例による円筒部材の製法を用いた現像ス
リーブの製造工程を示すもので、（ａ）は筒状体、
（ｂ）は筒状体に第１のフランジ部材を結合させてワー
クを製作する工程、（ｃ）はワークを研削する工程、
（ｄ）はワークにマグネットローラーを挿入する工程、
（ｅ）はワークに第２のフランジ部材を結合させた状態
をそれぞれ示す断面図である。 【図２】研削装置を説明するもので、（ａ）は一部断面
平面図、（ｂ）は立面図である。 【図３】段付き外面研削砥石と研削後のワークの寸法の
関係を示す部分拡大断面図である。 【図４】研削工程を説明するもので、（ａ）は研削開始
直後、（ｂ）はワークの円筒面と軸部と内端面を同時に
研削している状態をそれぞれ示す断面図である。 【図５】段付き外面研削砥石がワークの円筒面に接触す
る前に軸部に接触した場合を説明するもので、（ａ）は
段付き外面研削砥石が軸部にはじめて接触した状態、
（ｂ）はワークが軸振れを起こした状態をそれぞれ示す
断面図である。 【図６】内面研削砥石による内端面の研削を説明するも
ので、（ａ）は内面研削砥石をワーク内へ前進させると
ころ、（ｂ）は内端面を研削中、（ｃ）は内端面の研削
後に内面研削砥石を径方向に後退させるところ、（ｄ）
はワークから内面研削砥石を引出すところをそれぞれ示
す断面図である。 【図７】ローラーバニシング加工に用いる装置を示すも
ので、（ａ）はその断面図、（ｂ）はローラーのフィー
ドアングルを説明する説明図である。 【図８】ブラスト処理を説明する図である。 【図９】塗工を説明する図である。 【図１０】転写式電子写真装置を説明する説明図であ
る。 【図１１】ファクシミリのプリンタを説明するブロック
図である。 【図１２】現像スリーブの寸法精度の測定方法を説明す
る説明図である。 【図１３】一従来例によって現像スリーブを製造すると
きの各工程を説明するものである。 【図１４】別の従来例によって現像スリーブを製造する
ときの各工程を説明するものである。 【符号の説明】 Ｅ 研削装置 Ｇ₁ 段付き外面研削砥石 Ｇ₂ 内面研削砥石 Ｗ ワーク １ 筒状体 １ｂ 円筒面 ２，４ フランジ部材 ２ｂ 軸部 ３ マグネットローラー

フロントページの続き (72)発明者 金子 利衛 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−93161（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−55423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−77492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−125591（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 5/00 - 5/50

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 筒状の本体と該本体の一端に結合された
   軸部材を有するワークを製作し、該ワークの前記本体と
   前記軸部材のそれぞれの表面を互に一体的に回転する第
   １および第２のセンタレス研削手段によってそれぞれ研
   削すると同時に前記本体の内面の所定の端部を内面研削
   手段によって研削する工程を有し、前記本体の表面の研
   削を、前記軸部材の研削と前記本体の前記内面の所定の
   端部の研削とが開始される前に開始することを特徴とす
   る円筒部材の製法。