JP5046498B2 - ゴムロールの研削方法およびゴムロール - Google Patents

Description

本発明は、例えば複写機、レーザービームプリンタおよびファクシミリ等の電子写真装置に用いられる帯電ロール、現像ロール、その他の各種ロール等のゴムロールを研削するゴムロールの研削方法に関する。

近年、電子写真はカラー化が進み、より一層高精細で画像の均一性（ハーフトーンの一様性）等の高度なものが求められている。このため、電子写真装置で用いられる円筒状のゴムロールには、外径振れ寸法の高精度化が要求されている。

例えば、電子写真装置で用いられる帯電ロールでは、ゴムロールの外径振れが大きい場合、帯電ロールが一回転する間に感光ドラムに当接する幅（ニップ幅）のばらつきが大きくなる。その結果、帯電ロールが一回転する間に感光ドラムを帯電させる量のムラ（周ムラ）が大きくなり、プリントした画像上に帯電ロールの回転ピッチで濃淡ムラが生じる画像不良を発生させてしまう。

一般的なモノクロプリントのレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）で用いられる帯電ロールは、外径振れ寸法が０．１ｍｍを超えた場合に、上述の画像不良が発生しやすくなる。これに対して、カラープリントのＬＢＰで用いられる帯電ロールは、外径振れが０．０５ｍｍを超えた場合に、画像不良が発生しやすくなるため、特に外径振れ寸法の高精度化が必要とされる。

また、外径振れ寸法の高精度化以外にも、電子写真装置には、ゴムロールの外周表面に存在する凹凸が少なくて非常に表面性が優れていることも重要な要素とされる。例えば、帯電ロールの外周表面に大きな凹凸が存在した場合、トナーや外添材が付着することが多くなる。このようなトナー等が堆積していくと、感光ドラムを帯電させる能力が著しく低下して、画像不良を発生してしまう。そのため、電子写真装置で用いられるゴムロールを製造する技術では、外径振れ寸法の高精度化と、外周表面の表面性の向上とを両立させることが求められている。

従来、ゴムロールを製造する技術の一つに研削加工がある。研削加工では、ゴムロールを回転させて、回転状態のゴムロールの外周面に対して、比較的高速度に回転させた砥石を当接させて研削を行い、ゴムロールの外周面を所定の形状・寸法に仕上げられる。ゴムロールの研削装置では、３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の幅が狭いタイプの砥石を、ゴムロールの外周表面に沿って往復運動させて研削する機構のものと、ゴムロールの全長よりも幅が広くされたタイプの砥石を、ゴムロールの外周表面に沿って突き当てることで一括して研削（幅広砥石プランジ研削）する機構のものとがある。

後者の幅広砥石プランジ研削の方が、単位時間当たりの砥石とゴムロールの接触加工時間が著しく多くなるので、研削加工時間の大幅な短縮が図れる。そのため、近年、特に電子写真装置に用いられるゴムロールの研削加工では、幅広砥石プランジ研削を利用する機構が一般的に採用される傾向にある。

研削加工後のゴムロールの外径振れ寸法の加工精度は、砥石の幅や形状に拘わらずに、ゴムロールをセットする機構において、ゴムロールの軸方向の両端側から突出されている芯金軸を保持して回転させる精度、いわゆるチャッキングの精度による影響が大きいことが判明している。つまり、回転時におけるゴムロールの外周表面の変動量（回転振れ）が比較的大きい状態で、ゴムロールを回転させながら外周表面に砥石を当接させて研削加工を行った場合には、研削後のゴムロールの外径振れ寸法が大きくなり、逆にゴムロールの回転振れを小さくしながら研削加工した場合には、研削後のゴムロールの外径振れ寸法が小さくなる傾向がある。

従来のゴムロールの研削装置は、ゴムロールの外周面を研削する際にゴムロールをセットする機構として、ゴムロールの軸方向の両端側から突出されている芯金軸の端部を、回転駆動する回転センター（凸部）で押圧して保持する機構（特許文献１参照。）や、芯金軸の一端側の外周面をコレットチャックで把持固定するとともに芯金軸の他端側の端面角部を嵌合させて回転可能に保持する構成（特許文献２参照。）が開示されている。また、これらの他にも、芯金軸の一端側の外周面をコレットチャックで把持固定するとともに芯金軸の他端側を回転センターで押圧して保持する機構等がある。

従来のゴムロールの研削方法において、研削されるゴムロールが把持固定される状態について説明する。図２は、従来のゴムロール研削方法において、ゴムロールがセットされた状態を説明する模式図である。

従来のゴムロールの研削方法では、図２に示すように、ゴムロール１０４の芯金軸１０５の一端側の外周面を、研削装置のヘッドストック側コレットチャック１０１でクランプさせる一方で、芯金軸１０５の他端側の端面角部のＣ面をテールストック側逆センター１０３である凹部で押さえ込んでいる。なお、芯金軸１０５の端面にセンター穴が設けられている構成の場合には、上述の逆センター（凹部）の代わりにセンター形状（センター孔を保持する凸部）で押さえ込む構成にされてもよい。

このように芯金軸１０５が把持固定された状態で、ヘッドストック側コレットチャック１０１が取り付けられているヘッドストック側回転フランジ１０２は、ヘッドスットク側モータ１０７によって回転駆動させられ、テールストック側逆センター１０３が従動回転することによって、ゴムロール１０４を所定の回転数で回転させた状態にする。そして、このゴムロール１０４を回転駆動させた状態で、ゴムロール１０４の軸方向の全長よりも幅が広い円板状の砥石１０６を高速回転させて、砥石１０６をゴムロール１０４の外周面に押し当てることで研削加工が行われる。

このとき、砥石１０６をゴムロール４の外周面に押し当てる速度、すなわち砥石１０６の送り量を大きくするのに伴って、ゴムロール１０４が砥石１０６によって押し撓まされる量は増加していく。また、テールストック側逆センター１０３の外径は、ヘッドストック側コレットチャック１０１の外径よりも小さくされている。また、ヘッドストック側コレットチャック１０１が芯金軸１０５の外周面を把持固定しているのに対して、テールストック側逆センター１０３は、芯金軸１０５の他端側の端面角部に形成されたＣ面（面取り加工面）を受けて押さえ込んでいるだけである。

このため、ゴムロール１０４には、芯金軸１０５の両端部が把持固定されたセット状態で、芯金軸１０５の両端部での剛性に比較的大きな差が生じている。ゴムロール１０４におけるテールストック側逆センター１０３側の剛性を大きくするために、芯金軸１０５の他端側を把持固定している押圧力を大きくしていくと、芯金軸１０５が撓んでしまい、ゴムロール１０４が大きく振れて回転してしまう。このような回転状態で研削されたゴムロール１０４の外径振れ寸法は大きくなってしまうため、テールストック側逆センター１０３によって保持する押圧力を大きくするのには上限がある。

ゴムロール１０４の軸方向の両端側の芯金軸１０５がセットされた状態で、芯金軸１０５の両端部に生じている剛性の較差によって、砥石１０６をゴムロール１０４の外周面に押し当てたときに、ゴムロール１０４が砥石１０６から離れる側に押し撓まされる量がゴムロール１０４の軸方向で較差が生じてしまう。つまり、剛性が小さいテールストック側逆センター１０３側では大きく撓まされてしまうので、砥石１０６がゴムロール１０４を研削する能力が低下し、充分に研削されない。

さらに、砥石１０６をゴムロール１０４に押し当てる速度、すなわち砥石１０６の送り量を大きくしていったときには、研削加工後のゴムロール１０４の外径にも軸方向で差が生じてしまう。ゴムロール１０４の外径に差が生じない場合であっても、研削加工の仕上げ段階に至るまでのゴムロール１０４の外径の推移に、ゴムロール１０４の軸方向に対して差が発生しているために、研削加工後のゴムロール１０４の外周表面における軸方向での表面粗さには差が生じてしまう。

ヘッドストック側コレットチャック１０１が芯金軸１０５の一端部を把持固定する機構を説明する。ヘッドストック側コレットチャック１０１は、ヘッドストック台１０８およびヘッドストック側回転フランジ１０２の内部を貫通して設けられているドローバー（図示せず）と接続されている。ドローバーを引くことで、ヘッドストック側コレットチャック１０１は、ヘッドストック側回転フランジ１０２の内側のスリーブ（図示せず）内に引き込まれ、ヘッドストック側コレットチャック１０１のテーパ面とスリーブのテーパ面とが合わさり、円周方向に等間隔に分割するスリットが形成されているので（一般的には３分割が多い）、芯金挿入孔の内径が徐々に縮径され、芯金軸１０５の外周面を把持固定する。

通常、コレットチャックには、芯金軸を把持する把持部分に、超硬合金チップが取り付けられており、把持部分の摩耗が抑えられて、耐久性が向上されている。また、電子写真装置に用いられるゴムロールの芯金軸は、快削鋼からなる場合が多く、把持動作を繰り返した場合であっても、コレットチャックの把持部分に傷がほとんど発生しない。一方、コレットチャックの外周テーパ面は、スリーブのテーパ面よりも硬度が低くなるように焼き入れ処理がされており、把持動作を繰り返すのに伴って外周テーパ面に徐々に摺動傷が発生して進行していく。したがって、外周テーパ面の摺動傷の影響によって把持精度が低下することで、コレットチャックの耐久性が決定されてしまう。
特開平１１−９９４５１号公報 特開２００３−２２５８６０号公報

上述したように、幅広砥石プランジ研削を行う場合には、研削抵抗が非常に大きくなるため、ゴムロールに砥石を押し当てる速度（砥石の送り量）を大きくしていったとき、研削時に砥石がゴムロールを研削する力よりも、砥石がゴムロールを押し込む押圧力の方が大きくなる。この場合、芯金軸の両端部を回転センター（凸部）で圧接支持する機構では、砥石がゴムロールを押し込む押圧力に負けないように把持固定する押圧力を大きくすると、芯金軸を大きく撓ませて回転させてしまうため、研削後のゴムロールの外径振れ寸法が非常に大きくなってしまう。

また、特許文献２等のように、芯金軸の一端側の外周面をコレットチャックで把持固定するとともに芯金軸の他端側の端面角部を嵌合させる機構や回転センターで押圧して保持する機構では、連続加工中にコレットチャックとスリーブのテーパ面同士に摺動キズが発生し、そのキズからの金属粉や研削ゴム粉がテーパ面同士の間に挟まり、コレットチャックによる把持精度が大幅に悪化して、研削後のゴムロールの外径振れ寸法が大きくなってしまう。このような現象が起きた場合、コレットチャックを一旦、スリーブから取り外してテーパ面の清掃やメンテナンスを行わねばならない。更にテーパ面のキズが酷くなると、コレットチャックやスリーブ自体の交換が必要となってしまう。把持精度の高精度化を求めるほど、コレットチャックのテーパ面の定期清掃頻度が増したり、コレットチャックやスリーブの交換サイクルも短くなってしまったりするという更なる問題を招いてしまう。

一方、研削加工では、砥石でゴム材を削り取ることになるので、ゴムロールの研削面の表面性が、成型金型で成型加工したゴムロールの表面性と比べて劣る傾向にある。そのため、従来、研削加工は、主にスポンジタイプのゴムロールや、表面性が比較的高精度に要求されないソリッドタイプのゴムロールの加工に使用されていた。

特に、幅広にされた砥石でプランジ研削する場合では、研削加工時間の大幅な短縮が図れる反面、砥石にかかる負荷が増加し、研削抵抗が非常に大きくなってしまう。このため、砥石をゴムロールに押し当てる速度（砥石の送り量を大きくした場合）を上げていくと、研削時に砥石がゴムロールを研削する力よりも砥石がゴムロールを押し込んでいく押圧力の方が大きくなる。この場合、芯金軸の両端部を回転センターで押圧して保持する機構では、剛性が小さ過ぎるので、ゴムロールの外周面の軸方向全域に亘って押圧される砥石から離れる側に押し撓まされ、研削が充分にされずに、外周面の軸方向全域で表面性が悪化してしまう。

また、芯金軸の一端側をコレットチャックで把持固定するとともに芯金軸の他端側を回転センターで押さえ込む機構では、コレットチャック側よりも回転センター側の剛性が小さいため、押し当てられる砥石から離れる方向に押し撓まされて、研削が充分にされずに表面性が悪化し、コレットチャック側と回転センター側とで、ゴムロールの軸方向（長手方向）に対して表面性のムラが発生してしまう。

また、電子写真装置では、画質の向上を図るために、ゴムロールに更なる高機能が求められており、ゴムロールに用いられるゴム材料も多様化してきている。特に、カラープリントの高画質タイプの電子写真装置では、スポンジタイプのゴムロールよりもソリッドタイプのゴムロールの方が多く使用される傾向にある。ソリッドタイプのゴムロールには、シリコーンゴムやウレタンゴム等の研削時に砥石との摩擦で熱が発生してしまう研削性が低いゴム材料が多い。また、ゴム材料の配合面においても、ポリマーの配合比率が多めで、カーボンブラックや炭酸カルシウム等の充填材の配合比率が少なくされた配合の場合等では、研削性が大幅に低下してしまう。

ソリッドタイプのゴムロールや配合面での研削性が低下したゴムロールを幅広タイプ砥石プランジ研削装置で研削する場合、従来のゴムロールをセットする機構では、大幅に増加するゴムロール研削抵抗の影響によって、砥石をゴムロールに押し当てる速度、すなわち砥石の送り量を大きくしたとき、研削されたゴムロールの外周面の表面性が大幅に悪化してしまう。このため、研削面の表面性を維持もしくは向上させるとともに、研削加工時間を短縮することは非常に困難であり、大きな課題になっていた。

そこで、本発明は、芯金軸の両端側の外周面を高精度に剛性を十分に確保して保持することを可能にし、芯金軸の両端を同期させて回転駆動することで、研削後のゴムロールの外径振れ寸法を長期間に亘って高精度に維持し、研削加工時間を短縮するとともに研削後のゴムロールの外周面の表面性を向上させることができるゴムロールの研削方法、およびこの研削方法で研削されたゴムロール、ゴムロールの研削装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係るゴムロールの研削方法は、芯金軸の軸回りにゴム材からなる弾性層が設けられたゴムロールの前記弾性層の外周面を砥石で研削するゴムロールの研削方法であって、前記芯金軸の両端部の外周面を、少なくとも６分割以上に等分されたチャック爪に設けられた超硬合金チップを該外周面に当接させる一組のダイヤフラム式チャックを用いて、該一組のダイヤフラム式チャックの少なくとも一方が、前記芯金軸の軸方向の掴み量を複数段階で変化させて、それぞれ保持固定し、前記一組のダイヤフラム式チャックを同期させて前記芯金軸を中心に回転駆動させた状態で、前記一組のダイヤフラム式チャックの内側から前記芯金軸を保持する保持部分に向けてエアを吹きつけながら、前記芯金軸の軸方向における前記弾性層の外周面の長さよりも幅広にされた前記砥石を該外周面に亘って押圧させて研削する。

上述したように本発明によれば、研削時のゴムロールの回転精度を高精度に維持することができ、研削後の外径振れ寸法が非常に高精度なゴムロールを長期間に亘って得ることが可能になる。さらに、本発明では、芯金軸の両端部の外周面を一組のダイヤフラム式チャックによって保持固定することで、ゴムロールのセット状態での剛性を向上させて、芯金軸の両端部での剛性をほぼ等しくすることが可能になり、研削加工時間を短縮し、研削されたゴムロールの外周面の表面性を向上することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態のゴムロールの研削方法において、研削装置にゴムロールがセットされた状態を説明する模式図である。

本実施形態で用いられるゴムロールは、芯金軸の軸回りに加硫ゴムからなる円筒状の弾性層が固定されて設けられている。芯金軸の両端部は、ゴムロールの軸方向の両端からそれぞれ突出されている。

図１に示すように、ゴムロールの研削装置は、ゴムロール４の軸方向の長さよりも幅広に形成された砥石６を回転させてゴムロール４の外周面に押圧するための砥石駆動機構２と、ゴムロール４の芯金軸５の両端部をそれぞれ把持固定する一組のヘッドストック側ダイヤフラム式チャック１３およびテールストック側ダイヤフラム式チャック１４と、これらヘッドストック側ダイヤフラム式チャック１３およびテールストック側ダイヤフラム式チャック１４を同期させて回転駆動させるヘッドストック側モータ７およびテールストック側モータ１５とを備えている。

砥石駆動機構２は、回転駆動される砥石６の軸方向が、回転されるゴムロール４の軸方向と平行にさせて配置されている。この砥石駆動機構２は、図示しないが、円筒状の砥石６を回転駆動させるモータと、砥石６の周面をゴムロール４の外周面に押圧する移動機構とを有している。

ゴムロール４は、芯金軸５の一端側の外周面が、研削装置のヘッドストック側ダイヤフラム式チャック１３でクランプされる。また、ゴムロール４は、芯金軸５の他端側の外周面も同様に、研削装置のテールストック側ダイヤフラム式チャック１４でクランプされる。

テールストック側ダイヤフラム式チャック１４は、２個のシリンダー（不図示）によって軸方向に２段階の前進動作をすることで、芯金軸５の軸方向の掴み量が、ヘッドストック側ダイヤフラム式チャック１３による芯金軸５の掴み量と同じされる。互いに対向するヘッドストック側ダイヤフラム式チャック１３とテールストック側ダイヤフラム式チャック１４は、軸芯を一致させた同軸芯上で芯金軸５の両端部を把持固定できるように配置されている。

この把持状態で、ヘッドストック側ダイヤフラム式チャック１３は、ヘッドストック側モータ７によって所定の回転数で回転駆動されるように構成されている。また、テールストック側ダイヤフラム式チャック１４も同様に、テールストック側モータ１５によって所定の回転数で回転されるように構成されている。ヘッドストック側モータ７とテールストック側モータ１５は、互いに同期を取りながら回転駆動するように制御回路部（不図示）によって制御されているため、芯金軸５の軸回りにネジレの力が作用することはない。そして、従来の研削装置と同様に、ゴムロール４を回転させた状態で、ゴムロール４の全長よりも幅が広い砥石６を高速回転させて、この砥石６をゴムロール４の外周面に押圧して押し当てて研削加工を行う。

上述のダイヤフラム式チャック１３，１４について、芯金軸５の両端部を把持固定する機構を説明する。以下、ヘッドストック側ダイヤフラム式チャック１３について説明する。なお、テールストック側ダイヤフラム式チャック１４も、ヘッドストック側ダイヤフラム式チャック１３の構成と同一であるので、説明を省略する同様の構成である。

ヘッドストック側ダイヤフラム式チャック１３は、ノーズ１１の先端部にチャック爪１２が取り付けられた状態で、チャックアダプタ１０に取り付けられている。チャック爪１２は、ノーズ１１に取り付けられる根元付近まで複数のスリットが形成されることで、複数に分割されており（一般的には６分割から８分割が多い）、ノーズ１１に互いに等間隔で円周上に沿って配置されて取り付けられている。

また、ヘッドストック台８およびチャックアダプタ１０の内部には、エア供給チューブ（図示せず）が貫通して設けられており、このエア供給チューブで圧送エアを送り込み、エアの圧力によって、ノーズ１１内部に設けられているダイヤフラム（図示せず）の中央部を押圧して撓み変形させることで、チャック爪１２を開閉動作させて、芯金軸５の外周面を把持固定する。なお、図示しないが、ダイヤフラムにピストンを接合してダイヤフラムの中央部をピストンで押圧して撓み変形させることによってチャック爪を開閉動作させる他の構成が採られてもよい。

通常、ダイヤフラム式チャックのチャック爪は、芯金軸を把持固定する把持部分の形状が、芯金軸の外径がなす円弧よりも僅かに緩やかな円弧にされて、チャック爪の中央部で芯金軸を把持する保持力を正確に伝えられるように構成されている。本発明のゴムロールの研削方法では、芯金軸５の外周面を把持固定するダイヤフラム式チャック１３，１４のチャック爪１２が、６分割から８分割までのいずれかにされていることが更に好ましい。これによって、チャック爪と芯金軸の外周面との当接点を増やし、各当接点で均等に保持力を加えることになり、芯金軸の外周面を把持固定する精度が更に向上される。また、ダイヤフラム式チャックの把持精度における初期精度は、コレットチャックよりも優れているため、芯金軸を把持固定して回転させる振れの精度が非常に高い。

また、本実施形態のゴムロールの研削方法で用いられる、芯金軸５の両端部の外周面を把持固定する各ダイヤフラム式チャック１３，１４には、図示しないが、チャック爪１２の中心部に、エアを放出するための放出孔が設けられている。ダイヤフラム式チャック１３，１４は、チャックアダプタ１０とノーズ１１の内部を通した配管からエアが圧送され、放出孔によって、芯金軸挿入孔の内側から芯金軸５の把持部分に向けて圧送エアを放出する構成が採られている。このため、本実施形態のゴムロールの研削方法によれば、ゴムロール４の研削時に発生する研削ゴム粉や塵埃等が、チャック爪１２の内側と芯金軸５の外周面との間に進入して把持精度を低下させることが防止されている。

また、本発明のゴムロールの研削方法で用いるダイヤフラム式チャックには、チャック爪１２における芯金軸５の把持部分に超硬合金チップ（不図示）が取り付けられているので、芯金軸５の把持動作を繰り返しても、芯金軸５の外周面に傷が発生することが防止されている。ダイヤフラム式チャックは、コレットチャックのようにテーパ面の合わせを使用しない構造であるので、テーパ面のキズの発生や異物の入り込み等のテーパ面合わせを使用することに伴って生じる把持精度の低下が発生しない。さらに、従来の研削方法では、精度が低下した場合には、コレットチャックを取り外してテーパ面の清掃やメンテナンスを定期的に行う必要があったが、本発明の研削方法では、ダイヤフラム式チャックを用いているので、定期的な清掃やメンテナンスが不要になる。

本発明のゴムロールの研削方法では、ゴムロール４をセットする機構として、各ダイヤフラム式チャック１３，１４が、芯金軸５の両端のどちらも、芯金軸５の外周面を軸方向に対してそれぞれ同じ掴み量づつ把持固定しており、且つ、把持固定しているダイヤフラム式チャック１３，１４の内径が芯金軸５の両端部で同じであることから、芯金軸５が保持されたセット状態での剛性が非常に高く、芯金軸５の両端部での差が全く生じていない。このため、砥石６をゴムロール４の外周面に押し当てた際に、ゴムロール４が砥石６から離れる方向に撓まされる量が非常に小さく、芯金軸５の両端部での差もなくなり、同一の研削条件であってもゴムが研削される量を大幅に増加させることができる。

したがって、砥石６をゴムロール４に押し当てる速度、つまり砥石６の送り量を大きくしたときにもゴムロール４が十分に研削されて、外周面の表面性が非常に優れたゴムロール４が得られ、研削加工時間の大幅な短縮が図れる。また、芯金軸５の両端部の外周面を把持固定するので、芯金軸５の端面にセンター穴を設ける必要がなくなり、芯金軸５の端面角部におけるＣ面の面取り加工もバリを取る程度の簡素な加工で済むので高い加工精度が要求されなくなる。したがって、芯金軸の加工コストを削減することになり、ひいてはゴムロールの加工コストを抑えることにも繋がる。

上述したように、本実施形態のゴムロールの研削方法によれば、研削時のゴムロール４の回転精度を高精度に維持することができ、研削後の外径振れ寸法が非常に高精度なゴムロール４を長期間に亘って得ることが可能になる。さらに、芯金軸５の両端部の外周面を一組のダイヤフラム式チャック１３，１４で把持固定することで、ゴムロール４のセット状態での剛性を向上させて、芯金軸５の両端部での剛性をほぼ等しくすることが可能になり、研削加工時間を短縮し、研削されたゴムロール４の外周面の表面性を向上することができる。

また、本発明に係るゴムロールの研削方法は、芯金軸の軸回りに加硫ゴムからなる弾性層が設けられたゴムロールとして、特にヒドリンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン‐プロピレン三量体（ＥＰＤＭ）、およびウレタンゴム等からなる弾性層を有するいわゆるソリッドタイプのゴムロールを研削する際に、上述した効果が更に良好に得られるので好ましい。また、本発明に課係るゴムロールの研削方法は、その他、特に表面性が平滑なゴムロールや表面にコーティング処理を行って表面層が設けられた電子写真用のゴムロール（例えば帯電ロールや現像ロールなど）を研削する際にも、上述した効果が更に良好に得られるので好ましい。

以下、本発明の具体的な実施例を挙げて説明する。

〔研削前のゴムロールの製造方法〕
エピクロロヒドリンゴム１００ｐｈｒ、可塑剤１０ｐｈｒ、カーボンブラック５ｐｈｒ、炭酸カルシウム３０ｐｈｒ、硫黄２ｐｈｒ、メルカプトベンゾチアゾール１ｐｈｒを配合したゴム材料を、密閉型混練機およびロール機を用いて混練して未加硫のゴム組成物を得た。

上述の未加硫のゴム組成物を押出し機で押出し加工すると同時に、連続的に芯金軸を押出し機のクロスヘッドダイに通過させて、芯金軸の外周面上に未加硫のゴム組成物をロール形状に配置した後に、２００℃で２０分間熱風炉に投入して加硫を行って、芯金軸の軸回りに加硫ゴムからなる弾性層が形成された研削前のゴムロールを得た。

〔ゴムロールの外形寸法および研削条件〕
芯金軸：全長２５０ｍｍ、外径φ６．０ｍｍ
ゴムロール：ゴム面長２３０ｍｍ、外径φ１３．５ｍｍ、
芯金軸のゴムロールの各端面からの突出量：各々１０ｍｍ
ゴムロールの仕上げ外径：φ１２．０ｍｍ
研削条件：幅広砥石プランジ研削
砥石径：φ２００ｍｍ
砥石の回転数：２８００ｒｐｍ
ゴムロールの回転数：３００ｒｐｍ
研削時間：３０秒
〔比較例と実施例〕
比較例：ゴムロールの芯金軸の一端側の外周面を、軸方向に対して長さ５ｍｍでヘッドストック側コレットチャックによってクランプし、芯金軸の他端側の端面角部のＣ面をテールストック側逆センターで押さえ込んで、ヘッドストック側回転フランジを回転駆動させることによってゴムロールを回転させた状態で、砥石をゴムロールに押し当てて研削した。

実施例：ゴムロールの芯金軸の一端側の外周面を長さ５ｍｍでヘッドストック側ダイヤフラム式チャックによってクランプし、芯金軸の他端側の外周面を長さ５ｍｍでテールストック側ダイヤフラム式チャックによってクランプして、芯金軸の両端を同期させながら回転駆動させて、このように回転させた状態のゴムロールに砥石を押し当ててゴムロールを研削した。使用したダイヤフラム式チャックのダイヤフラム径は４インチのサイズで、チャック爪の長さは１５ｍｍであった。

上述の比較例と実施例の研削方法で、連続研削加工した際の研削初期および５０，０００本、１００，０００本、２００，０００本のゴムロールの外径振れ寸法をそれぞれ測定した結果を表１に示す。

比較例の研削方法で連続研削加工を行った場合、開始初期での研削後のゴムロールの外径振れ寸法が０．０２２ｍｍであったのに対して、２００，０００本研削後の外径振れ寸法は０．０５０ｍｍまで悪化したので、コレットチャックを回転フランジから取り外して清掃メンテナンスを行った。

一方、本発明の実施例の研削方法で連続加工を行った場合、開始初期での研削後のゴムロールの外径振れ寸法が０．０１４ｍｍであったの対して、２００，０００本研削後の外径振れ寸法は０．０１８ｍｍとほとんど変化はなく良好なままであった。

一方、上述の比較例と実施例の研削方法でそれぞれ研削されたゴムロールの外周面の表面粗さについて、中央部、ヘッドストック側端部、テールストック側端部の３箇所をそれぞれ測定した結果を表２に示す。

表２に示すように、比較例の研削方法では、研削後のゴムロールの表面粗さが、中央部がＲｚ１０．２５μｍで最も大きくなり、次いでテールストック側端部がＲｚ６．７３μｍで比較的大きく、ヘッドストック側端部がＲｚ３．２６μｍで最も小さくなった。表面粗さの長手ムラは、中央部とヘッドストック側端部との差分が６．９９μｍであった。

これに対して本発明に係る実施例の研削方法では、研削後のゴムロールの表面粗さが、中央部がＲｚ３．４３μｍで最も大きく、ヘッドストック側端部がＲｚ２．９８μｍ、テールストック側の端部がＲｚ３．１０μｍとなり、均一性が向上された。表面粗さの長手ムラは、中央部とヘッドストック側端部との差分が０．４５μｍであり、大幅に低減することができた。

本実施形態のゴムロール研削方法において、ゴムロールを研削する際にゴムロールがセットされた状態を説明する模式図である。 従来のゴムロール研削方法において、ゴムロールを研削する際にゴムロールがセットされた状態を説明する模式図である。

符号の説明

４ ゴムロール
５ 芯金軸
６ 砥石
１２ チャック爪
１３ ヘッドストック側ダイヤフラム式チャック
１４ テールストック側ダイヤフラム式チャック

Claims (4)

1. 芯金軸の軸回りにゴム材からなる弾性層が設けられたゴムロールの前記弾性層の外周面を砥石で研削するゴムロールの研削方法であって、
   前記芯金軸の両端部の外周面を、少なくとも６分割以上に等分されたチャック爪に設けられた超硬合金チップを該外周面に当接させる一組のダイヤフラム式チャックを用いて、該一組のダイヤフラム式チャックの少なくとも一方が、前記芯金軸の軸方向の掴み量を複数段階で変化させて、それぞれ保持固定し、前記一組のダイヤフラム式チャックを同期させて前記芯金軸を中心に回転駆動させた状態で、前記一組のダイヤフラム式チャックの内側から前記芯金軸を保持する保持部分に向けてエアを吹きつけながら、前記芯金軸の軸方向における前記弾性層の外周面の長さよりも幅広にされた前記砥石を該外周面に亘って押圧させて研削するゴムロールの研削方法。
2. 請求項１に記載のゴムロールの研削方法を用いて製造され、電子写真装置に用いられるゴムロール。
3. 前記弾性層の外周面には、コーティング処理を行うことで表面層が設けられている請求項２に記載のゴムロール。
4. 芯金軸の軸回りにゴム材からなる弾性層が設けられたゴムロールの前記弾性層の外周面を砥石で研削するためのゴムロールの研削装置であって、
   前記芯金軸の軸方向における前記弾性層の外周面の長さよりも幅広にされた前記砥石を該外周面に亘って押圧する押圧手段と、
   前記芯金軸の両端部の外周面を、少なくとも６分割以上に等分されたチャック爪に設けられた超硬合金チップを前記外周面に当接させることにより、それぞれ保持固定する一組のダイヤフラム式チャックであって、該一組のダイヤフラム式チャックの少なくとも一方が、前記芯金軸の軸方向の掴み量を複数段階で変化させる手段を有する一組のダイヤフラム式チャックと、
   前記一組のダイヤフラム式チャックを同期させて前記芯金軸を中心に回転駆動させる駆動手段と、
   前記ゴムロールを研削するときに、前記一組のダイヤフラム式チャックの内側から前記芯金軸を保持する保持部分に向けてエアを吹きつけるエア放出手段と、
   を備えるゴムロールの研削装置。

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